JP6019982B2 - 身体エクササイズ機器 - Google Patents

Description

この発明は、使用者の骨盤周りや股関節周辺のストレッチやエクササイズを行うための身体エクササイズ機器に関する。

従来、使用者が着座する座部に複数のエアバッグが設けられていて当該エアバッグを膨張又は収縮させることにより身体のエクササイズを行わせる機器が知られている（例えば、特許文献１）。

特開２０１１−２３９８２４号公報

特許文献１は、座面に設けられた複数のエアバッグの膨張及び収縮を制御して座面の傾斜を制御することにより、使用者の腰椎や骨盤の偏位を矯正するための健康椅子を開示している。しかしながら、特許文献１の健康椅子は、座面を傾斜させる傾斜手段と、該傾斜手段の傾斜を制御する制御手段と、を開示するだけであり、使用者の身体がどのようなバランス状態であるかには無関係に、或る決められたストレッチやエクササイズを使用者に行わせている。すなわち、特許文献１の健康椅子は、使用者の身体がどのようなバランス状態にあるかを検出するものではないので、不適切なストレッチやエクササイズを使用者に行わせる恐れがある。

そこで、この発明の課題は、使用者の身体がどのようなバランス状態にあるかを検出することのできる身体エクササイズ機器を提供することである。

上記課題を解決するため、この発明の身体エクササイズ機器は、
使用者が着座するための座面を有する座部と、
前記座部の前記座面を左右又は前後に傾斜させるために設けられる左右一対の及び／又は前後一対のエアバッグと、
前記エアバッグに加圧エアを供給する給気部と、
前記エアバッグに対する給気及び排気の切換を行う給排気切換部と、
前記エアバッグにおける圧力を検出する圧力検出部と、
前記給排気切換部の切換動作によって前記左右一対の又は前後一対のエアバッグに対して給気又は排気を行う過程で、前記圧力検出部によって検出される前記左右一対の又は前後一対のエアバッグにおける経時的圧力変化の差に基づいて、前記使用者の左右又は前後におけるバランス状態を判定するバランス判定部と、を備えることを特徴とする。

この発明の身体エクササイズ機器では、給排気切換部によって左右一対の又は前後一対のエアバッグに対して給気又は排気を行う過程で、バランス判定部が、圧力検出部によって検出される左右一対の又は前後一対のエアバッグにおける経時的圧力変化の差に基づいて、使用者の左右又は前後におけるバランス状態を判定する。その結果、バランス判定部によって判定された使用者の左右又は前後におけるバランス状態に適した推奨エクササイズ等を使用者に実行させることが可能になる。

一実施形態の身体エクササイズ機器では、前記左右一対の又は前後一対のエアバッグについて、前記エアバッグから前記給排気切換部に至る給排気経路の通気抵抗が等しいことを特徴とする。

この一実施形態の身体エクササイズ機器では、左右一対の又は前後一対のエアバッグに対する使用者の負荷がバランス状態の判定に直接反映されるので、バランス判定部による使用者の左右又は前後におけるバランス状態の判定が簡易になる。

一実施形態の身体エクササイズ機器では、前記バランス判定部が、前記使用者の左右又は前後におけるバランス状態として、左寄り及び右寄り、又は、前寄り及び後寄りを少なくとも含むように判定することを特徴とする。

この一実施形態の身体エクササイズ機器では、使用者の左右又は前後におけるバランス状態について必要最低限の判定を行うことで、バランス状態の判定処理を迅速に行うことができる。

一実施形態の身体エクササイズ機器では、前記経時的圧力変化の差が、前記エアバッグの排気を始めてから或る定められた時間が経過したときの圧力差であることを特徴とする。

この一実施形態の身体エクササイズ機器では、左右一対の又は前後一対のエアバッグについての圧力差が圧力検出部で精度良く検出されるので、バランス状態の判定処理を精度良く行うことができる。

一実施形態の身体エクササイズ機器では、前記圧力検出部が、前記エアバッグのそれぞれに設けられていることを特徴とする。

この一実施形態の身体エクササイズ機器では、個別に設けられた圧力検出部によって個々のエアバッグの圧力が直接検出されるので、バランス状態の判定処理を迅速に行うことができる。

一実施形態の身体エクササイズ機器では、前記圧力検出部が、前記エアバッグの全てに共用するものとして１つだけ設けられているとともに、前記給排気切換部の切換動作によって前記エアバッグのそれぞれの圧力を検出することを特徴とする。

この一実施形態の身体エクササイズ機器では、比較的高価な構成要素である圧力検出部の数を１つにすることで、低コスト化を実現することができる。

一実施形態の身体エクササイズ機器では、前記バランス判定部によって判定された結果に応じたストレッチ及び／又はエクササイズを使用者に提示することを特徴とする。

この一実施形態の身体エクササイズ機器では、バランス判定部によって判定された使用者の左右又は前後におけるバランス状態に適したストレッチやエクササイズを使用者に実行させることが可能になる。

以上より明らかなように、この発明の身体エクササイズ機器によれば、使用者の身体がどのようなバランス状態にあるかを検出することができる。その結果、バランス判定部によって判定された使用者の左右又は前後におけるバランス状態に適したストレッチやエクササイズを使用者に実行させることが可能になる。

この発明の身体エクササイズ機器の外観斜視図である。 図１に示した身体エクササイズ機器の内部透視図である。 この発明の身体エクササイズ機器の機能ブロック図である。 この発明の身体エクササイズ機器におけるエア制御システムを説明する図である。 この発明におけるバランス状態の検出原理を説明する図であって、重しが中央に配置されている場合についての図である。 この発明におけるバランス状態の検出原理を説明する図であって、重しが左寄りに配置されている場合についての図である。 この発明におけるバランス状態の検出原理を説明する図であって、重しが右寄りに配置されている場合についての図である。 １つの圧力検出部を用いて複数のエアバッグの圧力を測定する方法を説明する図である。 １つの圧力検出部を用いて複数のエアバッグの圧力を測定する方法を説明する図である。 図８及び９に示した方法で左右一対のエアバッグの圧力を測定したときの、バランスに片寄りが無い場合の圧力測定結果を示す図である。 図８及び９に示した方法で左右一対のエアバッグの圧力を測定したときの、バランスが左寄りである場合の圧力測定結果を示す図である。 図８及び９に示した方法で左右一対のエアバッグの圧力を測定したときの、バランスが右寄りである場合の圧力測定結果を示す図である。 図１０乃至１２の圧力測定結果からバランス状態の片寄りを判定する方法を説明する図である。 使用者に提示される推奨エクササイズ等の例示である。

以下、この発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１に示すように、この発明の身体エクササイズ機器１は、略円盤状のハウジング３と、略円盤状の座部４と、から構成されている。ハウジング３は、下ハウジング３ａと、下ハウジング３ａの中で揺動可能に構成された上ハウジング３ｂと、から構成されている。座部４は、ハウジング３の上ハウジング３ｂの上面に載置可能なように構成されている。座部４は、全体が弾性を有するクッション材で構成されている。座部４の上面は、着座する使用者の臀部を安定的に支持するように構成された湾曲面であり、座面４ａとして働く。

図２に示すように、下ハウジング３ａの内側上面の前側位置、左側位置、後側位置及び右側位置のそれぞれにはブラケット８が固定されており、当該ブラケット８に対して、前エアバッグ３１、左エアバッグ３２、後エアバッグ３３及び右エアバッグ３４がそれぞれ取り付けられている。上ハウジング３ｂの下面は、各エアバッグ３１，３２，３３，３４の各上面部によって支持されている。各エアバッグ３１，３２，３３，３４は、例えば、蛇腹形状をした多層の袋体であり、袋体内部にエアを給気することにより袋体を上方向に伸長させることができ、袋体内部のエアを排気することにより下方向に収縮させることができる。各エアバッグ３１，３２，３３，３４の上下動に応じて、座部４の座面４ａが、上下動したり、傾斜したりする。各エアバッグ３１，３２，３３，３４は、実質的に等しい通気抵抗（形状や内容積が同じ）を有している。したがって、各エアバッグ３１，３２，３３，３４は、エアの給気により略同じ挙動で膨張するとともに、エアの排気により略同じ挙動で収縮する。

図２に示すように、下ハウジング３ａの内面及び上ハウジング３ｂの下面で囲まれる内部空間には、ポンプ１６ａ及びタンク１６ｂからなる給気部１６と、給排気切換部としての三方切換電磁弁１８とが、配設されている。図２には示されていないが、上記内部空間には、制御部１１と記憶部１２と電源１３と圧力検出部１７と通信部２２とがそれぞれ配設されている。また、ハウジング３の下ハウジング３ａの側面には、図示しない表示部１４及び操作部１５が配設されている。

次に、図３を参照して、身体エクササイズ機器１のハードウエア構成について説明する。

図３は、身体エクササイズ機器１をネットワーク上でも使用可能な構成として例示したものである。身体エクササイズ機器１は、ネットワーク（図示しない）を介して、サーバ（図示しない）に対して有線又は無線によって相互に通信可能であるように構成されている。

図２に示すように、身体エクササイズ機器１のハウジング３は、制御部１１と、記憶部１２と、電源１３と、表示部１４と、操作部１５と、通信部２２と、給気部１６と、圧力検出部１７と、給排気切換部１８と、を含む。

制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit；中央演算処理装置）およびその補助回路を含み、身体エクササイズ機器１を構成する各部を制御し、記憶部１２に記憶されたプログラムおよびデータに従って各種の処理を実行する。すなわち、制御部１１は、操作部１５、および、通信部２２から入力されたデータを処理し、処理したデータを、記憶部１２に記憶させたり、表示部１４で表示させたり、通信部２２から出力させたりする。

制御部１１は、ＣＰＵがプログラムを実行して、三方切換電磁弁１８の開閉の制御を行う。三方切換電磁弁１８の開閉の制御を行うことにより、左右一対のエアバッグ３２，３４又は前後一対のエアバッグ３１，３３の給排気の制御を行うことができる。制御部１１は、左右一対のエアバッグ３２，３４又は前後一対のエアバッグ３１，３３の給排気の制御を行う過程で、圧力検出部としての圧力センサ１７によって測定された左右一対のエアバッグ３２，３４又は前後一対のエアバッグ３１，３３の経時的圧力変化の差に基づいて、使用者の左右又は前後におけるバランス状態を判定するバランス判定部として働く。

制御部１１は、判定された使用者のバランス状態や、判定されたバランス状態に応じた推奨のストレッチ及び／又はエクササイズ（以下、推奨エクササイズ等という。）の内容を表示部１４に表示することを制御する表示制御部として働く。

記憶部１２は、制御部１１でプログラムを実行するために必要な作業領域として用いられるＲＡＭ（Random Access Memory）と、制御部１１で実行するための基本的なプログラムを記憶するためのＲＯＭ（Read Only Memory）と、を含む。また、記憶部１２の記憶領域を補助するための補助記憶装置の記憶媒体として、半導体メモリ（メモリカード、ＳＳＤ（Solid State Drive））などを用いることができる。

記憶部１２のＲＯＭは、使用者の左右又は前後におけるバランス状態を判定する判定基準と、推奨エクササイズ等の内容と、推奨エクササイズ等を使用者に実行させるための給排気切換部１８の作動シーケンスと、推奨エクササイズの表示内容と、をそれぞれ記憶している。

操作部１５は、例えば、身体エクササイズ機器１の電源１３をＯＮ又はＯＦＦするために操作される電源スイッチ（図示しない）と、使用者毎の測定結果を記憶部１２に保存するためにいずれの使用者であるか、あるいは、提示された推奨エクササイズ等のうちいずれの選択肢、を選択するために操作される操作スイッチ（図示しない）と、を備える。

表示部１４は、表示画面（例えば、ＬＥＤによる点灯での表示や、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）またはＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイなど）を含む。表示部１４は、使用者の測定結果や推奨エクササイズ等の内容等を表示画面に表示する。当該表示画面の制御は、表示制御部として機能する制御部１１によって行われる。

通信部２２は、ネットワークを介して、制御部１１によって生成されたデータや記憶部１２に格納されていたデータをサーバへ送信したり、サーバの制御部（図示しない）によって生成されたデータやサーバの記憶部（図示しない）に格納されていたデータを受信したりするために用いられる。ここで、サーバとあるのは、通常のサーバに加えて、例えば、パーソナルコンピュータのような据え置き型端末、あるいは、携帯電話やスマートフォンやＰＤＡ（パーソナル・デジタル・アシスタンツ）やタブレット（tablet）のような携帯型端末を含む広い概念を意味している。

図４を参照しながら、身体エクササイズ機器１におけるエア制御システムの一例を説明する。加圧エアを作り出すポンプ１６ａは、加圧エアを貯蔵するタンク１６ｂに接続されたあと、メイン経路２０に接続されている。メイン経路２０には、圧力検出部としての圧力センサ１７が接続されていて、圧力センサ１７によってメイン経路２０における圧力が検出される。メイン経路２０は、三方切換電磁弁１８の供給ポートに接続されている。

三方切換電磁弁１８は、４つのエアバッグ用電磁弁１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ、すなわち、前エアバッグ用電磁弁１８ａと、左エアバッグ用電磁弁１８ｂと、後エアバッグ用電磁弁１８ｃと、右エアバッグ用電磁弁１８ｄと、から構成されている。４つのエアバッグ用電磁弁１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄは、それぞれ、制御部１１からの弁制御信号によって制御される。各エアバッグ用電磁弁１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄは、実質的に等しい通気抵抗（ポートの形状や口径が同じ）を有している。したがって、各エアバッグ用電磁弁１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄは、各エアバッグ３１，３２，３３，３４の給気時及び排気時において、略同じ挙動でエアの給気及び排気を行うことができる。

前用分岐経路２１ａは、前エアバッグ用電磁弁１８ａ及び前エアバッグ３１を接続している。左用分岐経路２１ｂは、左エアバッグ用電磁弁１８ｂ及び左エアバッグ３２を接続している。後用分岐経路２１ｃは、後エアバッグ用電磁弁１８ｃ及び後エアバッグ３３を接続している。右用分岐経路２１ｄは、右エアバッグ用電磁弁１８ｄ及び右エアバッグ３４を接続している。各分岐経路２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄは、実質的に等しい通気抵抗（接続配管の長さや口径が同じ）を有している。したがって、各分岐経路２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄは、各エアバッグ３１，３２，３３，３４の給気時及び排気時において、略同じ挙動でエアを給気及び排気を行うことができる。

前述したように、各エアバッグ３１，３２，３３，３４が、実質的に等しい通気抵抗を有していて、各エアバッグ用電磁弁１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ及び各分岐経路２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄも実質的に等しい通気抵抗を有している。したがって、各エアバッグ３１，３２，３３，３４から対応する各エアバッグ用電磁弁１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄに至る給排気経路２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄのそれぞれは、実質的に等しい通気抵抗を有している。

４つのエアバッグ用電磁弁１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄのうち、或るエアバッグ用電磁弁（例えば１８ｂ）が第１位置に切り換わると、当該或るエアバッグ用電磁弁（例えば１８ｂ）に対応するエアバッグ（例えば３２）とタンク１６ｂとが連通する。そして、タンク１６ｂから加圧エアが当該対応するエアバッグ（例えば３２）に給気されると、当該対応するエアバッグ（例えば３２）が膨張して、当該対応するエアバッグ（例えば３２）の上にある座部４を押し上げる。当該或るエアバッグ用電磁弁（例えば１８ｂ）が第２位置に切り換わると、対応する分岐経路（例えば２１ｂ）が遮断されて、当該対応するエアバッグ（例えば３２）の膨張した状態が維持される。当該或るエアバッグ用電磁弁（例えば１８ｂ）が第３位置に切り換わると、当該対応するエアバッグ（例えば３２）が大気と連通して当該対応するエアバッグ（例えば３２）の排気が行われて、当該対応するエアバッグ（例えば３２）が収縮し、当該対応するエアバッグ（例えば３２）の上の座部４が下降する。後述する推奨エクササイズ等を実行するときには、エアバッグ３１，３２，３３，３４において、上記膨張動作及び収縮動作が適宜に行われる。そして、エアバッグ３１，３２，３３，３４の動作に応じて、座部４が上下動したり傾斜したりする。

図５乃至７を参照しながら、この発明の身体エクササイズ機器１における、使用者のバランス状態を検出する検出原理について説明する。

使用者の身体バランス状態の差異によって、一対の左エアバッグ３２及び右エアバッグ３４における経時的圧力変化がどのような挙動を取るかを測定する代わりに、一対の左エアバッグ３２及び右エアバッグ３４に対する重し３９の配置を変化させたときに一対の左エアバッグ３２及び右エアバッグ３４における経時的圧力変化がどのような挙動を取るかを測定した。

円盤状の支持板３８を介してブロック状の重し３９（例えば重量が２０ｋｇ）を左エアバッグ３２及び右エアバッグ３４の上に配置し、左エアバッグ３２及び右エアバッグ３４のそれぞれに圧力センサ１７を接続する。左エアバッグ３２及び右エアバッグ３４に対する重し３９の配置は、中央配置、左寄り配置又は右寄り配置とする。そして、同じ体積の加圧エアを左エアバッグ３２及び右エアバッグ３４にそれぞれ給気することで左エアバッグ３２及び右エアバッグ３４を膨張させる。図示しないエアバッグ用電磁弁１８ｂ，１８ｄを同時に開放することで、膨張した左エアバッグ３２及び右エアバッグ３４を同時に同じ体積で排気する。このとき、重し３９の荷重を負荷させた左エアバッグ３２及び右エアバッグ３４における経時的圧力変化がどのような挙動を取るかを測定する。

重し３９を中央配置にした場合を図５に示し、重し３９を左寄り配置にした場合を図６に示し、重し３９を右寄り配置にした場合を図７に示す。図５乃至７のそれぞれにおいて、（Ａ）は上方から見た測定状態の模式図であり、（Ｂ）は側面から見た測定状態の模式図であり、（Ｃ）は測定結果を示す図である。なお、図５（Ｃ），図６（Ｃ）及び図７（Ｃ）において、横軸が測定時間（単位：秒）であり、縦軸が測定圧力（単位：×１０^３Ｐａ）である。

図５（Ｃ）に示すように、左エアバッグ３２及び右エアバッグ３４に対して約２８×１０^３Ｐａの圧力まで印加したあと、対応するエアバッグ用電磁弁１８ｂ，１８ｄを段階的に開放して排気することによってエアバッグ３２，３４内の圧力を段階的に下げたあと、大気圧と等しくなるまでエアバッグ用電磁弁１８ｂ，１８ｄの開放を継続する。

図５（Ｃ）は、重し３９を中央に配置したものであるから、本来、左エアバッグ３２の圧力変化と右エアバッグ３４の圧力変化が同じ軌跡を辿るはずであるが、左エアバッグ３２等における通気抵抗と右エアバッグ３４等における通気抵抗とが、現実には、僅かに相違していることを反映しているものと思われる。

図６（Ｃ）及び図７（Ｃ）は、それぞれ、重し３９を左寄り配置及び右寄り配置にしたものである。図６（Ｃ）と図７（Ｃ）とを比較すると、左右一対のエアバッグ３２，３４の給気時及び排気時において、左エアバッグ３２の圧力変化と右エアバッグ３４の圧力変化とが、異なった挙動を取るという結果が得られている。

図６（Ｃ）において、給気時の圧力が約８乃至約１２×１０^３Ｐａであるとき、排気時の圧力が約２１×１０^３Ｐａ、約１８×１０^３Ｐａ、約１５×１０^３Ｐａにそれぞれ保持されたとき、及び、大気圧と等しくなるようにエアバッグ用電磁弁１８ｄの継続的な開放を行った直後からしばらくの間（約１２×１０^３Ｐａ乃至約３×１０^３Ｐａ）において、それぞれ、重し３９の荷重がより多く負荷されている左エアバッグ３２の圧力が高くなっている。

図７（Ｃ）において、給気時の圧力が約８乃至約１２×１０^３Ｐａであるとき、排気時の圧力が約２１×１０^３Ｐａ、約１８×１０^３Ｐａ、約１５×１０^３Ｐａにそれぞれ保持されたとき、及び、大気圧と等しくなるようにエアバッグ用電磁弁１８ｂの継続的な開放を行った直後からしばらくの間（約１２×１０^３Ｐａ乃至約３×１０^３Ｐａ）において、それぞれ、重し３９の荷重がより多く負荷されている右エアバッグ３４の圧力が高くなっている。

図６（Ｃ）での左寄り配置の圧力変化の測定結果において、圧力が高くなっているのは、重し３９の荷重がより多く負荷されている左エアバッグ３２である。また、図７（Ｃ）での右寄り配置の圧力変化の測定結果において、圧力が高くなっているのは、重し３９の荷重がより多く負荷されている右エアバッグ３４である。すなわち、いずれの場合においても、左右一対のエアバッグ３２，３４の給気又は排気が行われる過程において、圧力変化の差が存在しており、圧力が相対的に高くなっているのは、重し３９の荷重がより多く負荷されているエアバッグである。これは、エアバッグ３２，３４等の有する通気抵抗の存在によりエアバッグ３２，３４等に対する瞬間的な給気又は排気が行われないために、左右のエアバッグ３２，３４において同じ体積の加圧エアを給気又は排気したときであっても、重し３９の荷重・加圧効果により、重し３９の荷重がより多く負荷されている側のエアバッグでの圧力が、結果的に高くなっているものと思われる。

したがって、給気時及び排気時のいずれにおいても、左右一対のエアバッグ３２，３４における経時的圧力変化の差を検出することにより、重し３９が左右のいずれに片寄っているかを判定することができ、当該片寄りの検出原理を使用者の身体バランス状態の判定にも適用することができる。

図８及び９を参照しながら、この発明の身体エクササイズ機器１における、１つの圧力センサ１７を用いて、左右一対のエアバッグ３２，３４における圧力を測定する方法について説明する。

図８及び９に示すように、三方切換電磁弁１８とタンク１６ｂとの間のメイン経路２０に、１つの圧力センサ１７が接続されている。左右のエアバッグ３２，３４に対する給排気を行うために、三方切換電磁弁１８のうち左エアバッグ用電磁弁１８ｂ，右エアバッグ用電磁弁１８ｄが用いられる。なお、左エアバッグ用電磁弁１８ｂ，右エアバッグ用電磁弁１８ｄは、上述したように、第１位置において左右のエアバッグ３２，３４とタンク１６ｂとが連通し、第２位置において分岐経路２１ｂ，２１ｄを遮断し、第３位置において左右のエアバッグ３２，３４と大気とが連通するように構成されている。

まず、図８（Ａ）では、左エアバッグ用電磁弁１８ｂ，右エアバッグ用電磁弁１８ｄが第１位置に切り換わり、タンク１６ｂに貯蔵された加圧エアが、左右のエアバッグ３２，３４の両方に供給されて、左右のエアバッグ３２，３４が膨張する（並行給気）。左右のエアバッグ３２，３４の給気過程での圧力を、圧力センサ１７によって測定する。

図８（Ｂ）では、左エアバッグ用電磁弁１８ｂ，右エアバッグ用電磁弁１８ｄが第２位置に切り換わり、左右のエアバッグ３２，３４の膨張状態を所定時間（例えば３乃至４秒）保持する（給気停止・保持）。左右のエアバッグ３２，３４の膨張保持時の圧力を、圧力センサ１７によって測定する。

図８（Ｃ）では、左エアバッグ用電磁弁１８ｂだけが第３位置に切り換わり、左エアバッグ３２内の加圧エアが大気中に排気されて、左エアバッグ３２が収縮する（左エアバッグの排気）。左エアバッグ３２の排気過程での圧力を、圧力センサ１７によって測定する。

図８（Ｄ）では、左エアバッグ３２の排気を始めてから所定時間（例えば３乃至４秒）が経過すると、左エアバッグ用電磁弁１８ｂが第２位置に切り換わり、左右のエアバッグ３２，３４を所定時間（例えば３乃至４秒）保持する（左エアバッグ３２の排気停止・保持）。左エアバッグ３２の排気後に所定時間保持している間の圧力を、圧力センサ１７によって測定する。

図８（Ｅ）では、左エアバッグ用電磁弁１８ｂ，右エアバッグ用電磁弁１８ｄの両方が第３位置に切り換わり、左エアバッグ３２，右エアバッグ３４内の加圧エアがそれぞれ大気圧に等しくなるまで排気されて、左エアバッグ３２，右エアバッグ３４が収縮する（並行排気）。左右のエアバッグ３２，３４の大気開放過程での圧力を、圧力センサ１７によって測定する。

次に、図９（Ｆ）では、左エアバッグ用電磁弁１８ｂ，右エアバッグ用電磁弁１８ｄが第１位置に切り換わり、タンク１６ｂに貯蔵された加圧エアが、左右のエアバッグ３２，３４の両方に供給されて、左右のエアバッグ３２，３４が膨張する（並行給気）。左右のエアバッグ３２，３４の給気過程での圧力を、圧力センサ１７によって測定する。

図９（Ｇ）では、左エアバッグ用電磁弁１８ｂ，右エアバッグ用電磁弁１８ｄが第２位置に切り換わり、左右のエアバッグ３２，３４の膨張状態を所定時間（例えば３乃至４秒）保持する（給気停止・保持）。左右のエアバッグ３２，３４の膨張保持時の圧力を、圧力センサ１７によって測定する。

図９（Ｈ）では、右エアバッグ用電磁弁１８ｄだけが第３位置に切り換わり、右エアバッグ３４内の加圧エアが大気中に排気されて、右エアバッグ３４が収縮する（右エアバッグの排気）。右エアバッグ３４の排気過程での圧力を、圧力センサ１７によって測定する。

図９（Ｉ）では、右エアバッグ３４の排気を始めてから所定時間（例えば３乃至４秒）が経過すると、右エアバッグ用電磁弁１８ｄが第２位置に切り換わり、左右のエアバッグ３２，３４を所定時間（例えば３乃至４秒）保持する（右エアバッグ３４の排気停止・保持）。右エアバッグ３４の排気後に所定時間保持している間の圧力を、圧力センサ１７によって測定する。

図９（Ｊ）では、左エアバッグ用電磁弁１８ｂ，右エアバッグ用電磁弁１８ｄの両方が第３位置に切り換わり、左エアバッグ３２，右エアバッグ３４内の加圧エアがそれぞれ大気圧に等しくなるまで排気されて、左エアバッグ３２，右エアバッグ３４が収縮する（並行排気）。左右のエアバッグ３２，３４の大気開放過程での圧力を、圧力センサ１７によって測定する。

上記圧力測定方法では、メイン経路２０に接続された１つの圧力センサ１７を用いて、左右のエアバッグ３２，３４の平均化された圧力を測定することになるので、左右のエアバッグ３２，３４の圧力をそれぞれ直接的には測定することができない。しかしながら、図８（Ｄ）では、左エアバッグ３２の排気を反映した圧力を測定し、図９（Ｉ）では、右エアバッグ３４の排気を反映した圧力を測定しているので、左エアバッグ３２の圧力及び右エアバッグ３４の圧力をそれぞれ間接的に測定していることになる。したがって、図８（Ｄ）及び図９（Ｉ）で示される動作を行ったときに得られる圧力値は、それぞれ、左エアバッグ３２の排気に関係した圧力及び右エアバッグ３４の排気に関係した圧力として用いることができる。このように、比較的高価な部品である圧力センサ１７を１つだけ用いて、複数のエアバッグについての圧力測定を行うことで、低コスト化を実現することができる。

なお、エアバッグ３１，３２，３３，３４のそれぞれに対して圧力センサ１７を個別に配設することもできる。この場合、各エアバッグ３１，３２，３３，３４の圧力が同時並行的に直接検出されるので、バランス状態の判定処理を迅速に行うことができる。

図１０乃至１３を参照しながら、１つの圧力センサ１７を用いて、左右一対のエアバッグ３２，３４における圧力を測定して、当該測定結果に基づいて使用者の左右の身体バランス状態を判定する方法について説明する。

図１０乃至１２は、１つの圧力センサ１７を用いて、左右方向において異なる身体バランス状態にある複数の或る使用者が、身体エクササイズ機器１の座部４の座面４ａに着座したときの、左右のエアバッグ３２，３４における経時的圧力変化の測定結果を示している。図１０乃至１２において、横軸が測定時間（単位：秒）であり、縦軸が測定圧力（単位：×１０^３Ｐａ）である。図１０は、左右方向のバランスが取れている使用者のものであり、図１１は、バランスが左側に片寄った使用者のものであり、図１２は、バランスが右側に片寄った使用者のものである。なお、図１０乃至１２のそれぞれにおいて、（Ａ）乃至（Ｊ）は、図８の（Ａ）乃至（Ｅ）及び図９の（Ｆ）乃至（Ｊ）の動作にそれぞれ対応している。

図１０において、左側のチャートは、左エアバッグ３２の圧力変化に関係し、右側のチャートは、右エアバッグ３４の圧力変化に関係している。図中の（Ｄ）は、図８（Ｄ）すなわち左エアバッグ３２の排気停止・保持の動作に対応し、このときの圧力は、左エアバッグ３２の排気に関係した圧力であり、便宜的に左エアバッグ排気圧力と呼ぶことにする。また、図中の（Ｉ）は、図９（Ｉ）すなわち右エアバッグ３４の排気停止・保持の動作に対応し、このときの圧力は、右エアバッグ３４の排気に関係した圧力であり、便宜的に右エアバッグ排気圧力と呼ぶことにする。左エアバッグ排気圧力の方が右エアバッグ排気圧力よりも大きくて、両者の圧力差（ΔＰ_１）を算出すると、約１．４４×１０^３Ｐａである。図１０は、左右方向のバランスが取れている使用者についての測定結果であるから、理想的には左エアバッグ排気圧力と右エアバッグ排気圧力との間には圧力差が無くて、圧力差（ΔＰ_１）がゼロになるはずである。しかしながら、上述したように、左右方向のバランスが取れている使用者であっても、現実的には、エアバッグ等における通気抵抗の不均一さに起因した、僅かな差異が存在している。逆に、左右方向のバランスが取れている使用者に関しては、エアバッグ等における通気抵抗が完全に均一であれば、圧力差（ΔＰ_１）がゼロになる。

図１１は、バランスが左側に片寄った使用者についての測定結果である。図１１においても、上記図１０と同様に、図中の（Ｄ）での左エアバッグ排気圧力が図中の（Ｉ）での右エアバッグ排気圧力よりも大きくて、両者の圧力差（ΔＰ_２）を算出すると、約２．２２×１０^３Ｐａである。

図１２は、バランスが右側に片寄った使用者についての測定結果である。図１２においても、上記図１０と同様に、図中の（Ｄ）での左エアバッグ排気圧力が図中の（Ｉ）での右エアバッグ排気圧力よりも大きくて、両者の圧力差（ΔＰ_３）を算出すると、約０．５５×１０^３Ｐａである。

図１０乃至１２から得られる左エアバッグ排気圧力と右エアバッグ排気圧力との間での圧力差ΔＰ_１，ΔＰ_２，ΔＰ_３をそれぞれプロットすると、図１３のようになる。図１３から明らかなように、左右方向のバランスが取れている使用者についての測定結果ΔＰ_１を中心にして、圧力差ΔＰ_２，ΔＰ_１，ΔＰ_３が直線上にプロットされる。したがって、左エアバッグ排気圧力と右エアバッグ排気圧力との間での圧力差ΔＰを用いて、使用者が、左右方向のバランスが取れている、バランスが左側に片寄っている、あるいは、バランスが右側に片寄っている、のいずれに該当するかを判定することができる。図１３の場合では、例えば、圧力差ΔＰが約１．８×１０^３Ｐａよりも大きければ、バランスが左側に片寄っていると判定し、圧力差ΔＰが約１．０×１０^３Ｐａよりも小さければ、バランスが右側に片寄っていると判定し、圧力差ΔＰが約１．０×１０^３Ｐａと約１．８×１０^３Ｐａとの間であれば、左右方向のバランスが取れていると判定することができる。

身体エクササイズ機器１の記憶部１２には、図１４に例示するような推奨エクササイズ等に関するメニューが、記憶されている。すなわち、記憶部１２のＲＯＭには、バランスが左側に片寄っている人用のメニューと、左右方向のバランスが取れている人用のメニューと、バランスが右側に片寄っている人用のメニューとが、それぞれ記憶されている。図１４の例示では、各メニューが３つの選択肢を有している。

制御部１１は、使用者のバランス状態に関して得られた判定結果に応じて、適切な推奨エクササイズ等のメニューを使用者に提示する推奨エクササイズ提示部として働く。制御部１１は、例えば、該当するメニューの複数の選択肢を表示部１４に表示するように制御する表示制御部として働く。例えば、使用者のバランス状態が左側に片寄っていると判定されたときは、表示部１４には「左寄り：１）右中殿筋前部，右大腿筋膜張筋，右梨状筋のストレッチ」等のように表示される。

使用者は、操作部１５の操作ボタンを操作して、表示部１４に表示された複数の選択肢の中からいずれかの選択肢を選択する。制御部１１が、三方切換電磁弁１８の切換動作を制御し、各エアバッグ３１，３２，３３，３４の膨張及び収縮の動作をそれぞれ制御することにより、座部４は、選択されたメニューの内容に応じて、上下動したり傾斜したりする。したがって、使用者が座部４に着座すると、バランス判定部としての制御部１１によって、使用者の左右のバランス状態が判定される。その結果、当該左右のバランス状態に応じた適切な推奨エクササイズ等を使用者に実行させることが可能になる。

以上説明したように、この発明の身体エクササイズ機器１によれば、給排気切換部として働く三方切換電磁弁１８の切換動作によって左右一対のエアバッグ３２，３４に対して給気又は排気を行う過程で、バランス判定部として働く制御部１１が、圧力センサ１７によって検出される左右一対のエアバッグ３２，３４における経時的圧力変化の差に基づいて、使用者の左右におけるバランス状態を判定することができる。その結果、制御部１１によって判定された使用者の左右におけるバランス状態に応じた適切な推奨エクササイズ等を使用者に実行させることが可能になる。

なお、図１３における判定は、「バランスが左側に片寄っている」と「左右方向のバランスが取れている」と「バランスが右側に片寄っている」という３つの判定から構成されるが、図１３に示した判定基準に用いる数値範囲を細かく設定することより、「バランスが大きく左側に片寄っている」と「バランスが少し左側に片寄っている」と「左右方向のバランスが取れている」と「バランスが少し右側に片寄っている」と「バランスが大きく右側に片寄っている」という５つの判定とすることができる。また、制御部１１による判定数をさらに増やすことができることは言うまでもない。

また、判定される使用者のバランス状態、及び、経時的圧力変化の差を検出するために用いるエアバッグや電磁弁等に関して、左右方向の場合について説明したが、前後方向の場合についても同様に適用することができるので、上記説明において「左右の」とあるのを、「前後の」と読み替えることができる。

上述した実施形態及びその中で用いた数値等は、この発明の理解を容易にするための例示であり、限定的に解釈するべきではない。この発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって画定されるべきである。

１ 身体エクササイズ機器
３ ハウジング
４ 座部
４ａ 座面
８ ブラケット
１１ 制御部（バランス判定部）
１２ 記憶部
１３ 電源
１４ 表示部
１５ 操作部
１６ 給気部
１６ａ ポンプ
１６ｂ タンク
１７ 圧力センサ（圧力検出部）
１８ 三方切換電磁弁（給排気切換部）
２０ メイン経路
３１ 前エアバッグ
３２ 左エアバッグ
３３ 後エアバッグ
３４ 右エアバッグ

Claims (7)

1. 使用者が着座するための座面を有する座部と、
   前記座部の前記座面を左右又は前後に傾斜させるために設けられる左右一対の及び／又は前後一対のエアバッグと、
   前記エアバッグに加圧エアを供給する給気部と、
   前記エアバッグに対する給気及び排気の切換を行う給排気切換部と、
   前記エアバッグにおける圧力を検出する圧力検出部と、
   前記給排気切換部の切換動作によって前記左右一対の又は前後一対のエアバッグに対して給気又は排気を行う過程で、前記圧力検出部によって検出される前記左右一対の又は前後一対のエアバッグにおける経時的圧力変化の差に基づいて、前記使用者の左右又は前後におけるバランス状態を判定するバランス判定部と、を備える、身体エクササイズ機器。
2. 請求項１に記載の身体エクササイズ機器において、
   前記左右一対の又は前後一対のエアバッグについて、前記エアバッグから前記給排気切換部に至る給排気経路の通気抵抗が等しい、身体エクササイズ機器。
3. 請求項１に記載の身体エクササイズ機器において、
   前記バランス判定部が、前記使用者の左右又は前後におけるバランス状態として、左寄り及び右寄り、又は、前寄り及び後寄りを少なくとも含むように判定する、身体エクササイズ機器。
4. 請求項１に記載の身体エクササイズ機器において、
   前記経時的圧力変化の差が、前記エアバッグの排気を始めてから或る定められた時間が経過したときの圧力差である、身体エクササイズ機器。
5. 請求項１に記載の身体エクササイズ機器において、
   前記圧力検出部が、前記エアバッグのそれぞれに設けられている、身体エクササイズ機器。
6. 請求項１に記載の身体エクササイズ機器において、
   前記圧力検出部が、前記エアバッグの全てに共用するものとして１つだけ設けられているとともに、前記給排気切換部の切換動作によって前記エアバッグのそれぞれの圧力を検出する、身体エクササイズ機器。
7. 請求項１に記載の身体エクササイズ機器において、
   前記バランス判定部によって判定された結果に応じたストレッチ及び／又はエクササイズを使用者に提示する、身体エクササイズ機器。

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