JP6274964B2 - Quadriceps exerciser - Google Patents
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Description
この発明は、膝の痛みや、負傷による膝関節の機能障害等を緩和、改善するための訓練器に係り、特に、大腿四頭筋を主として強化することのできる大腿四頭筋訓練器に関する。 The present invention relates to a training device for alleviating and improving knee pain, knee joint dysfunction due to injury, and the like, and more particularly to a quadriceps training device capable of mainly strengthening the quadriceps muscle.
中、高年になると、膝の痛みを訴える人々が多くなり、一般にこのような症状の最も多いのが変形性膝関節症であると云われている。変形性膝関節症に悩む日本人の殆どは、内反変形、いわゆる「O脚」と称される症状であって、膝の内側の軟骨が擦り減ることによって膝が外側に突出してしまうものであるが、希に、膝の外側の軟骨が擦り減り、欧米人に多く見られる「X脚」となってしまうこともあり、何れも、歩き始めや起床したとき、椅子あるいは正座から立ち上がるとき等の動作の始めに痛みを感じるような症状が現れる。また、こうした膝の痛みに伴い、膝関節を動かすと、関節部から異常音が発生し、拘縮して、しゃがんだり、正座できなくなることもある等、上肢の関節に比較し、下肢の関節の痛みは、通常の生活に大きな支障を来すものとなる。 In middle and old age, many people complain of knee pain, and it is generally said that osteoarthritis is the most common such symptom. Most Japanese suffering from osteoarthritis of the knee are varus deformity, a so-called “O-leg”, which causes the knee to protrude outward as the cartilage inside the knee wears down. In rare cases, the cartilage on the outer side of the knee wears down, resulting in the “X leg” often seen in Westerners. In any case, when walking or getting up, standing up from a chair or sitting down, etc. Symptoms of pain appear at the beginning of movement. In addition, when the knee joint is moved due to such pain in the knee, abnormal sounds may be generated from the joint, and contraction may cause squatting or sitting on the lower limb. Pain can be a major obstacle to normal life.
症状が進むと、軟骨がすり減るため、滑膜が刺激されて滑膜炎を併発し、膝に水が溜まってしまう外、軟骨が擦り減る一方で、関節の周辺では刺・棘状の骨が滑膜炎を悪化させ、更に進行すると、最終的には関節の機能に大きな障害を受けることもある。発症の原因としては、膝関節の炎症や骨折等外傷後に続発して起こる二次性のものもあるが、原因のはっきりとしない一次性のものがその多数を占めており、加齢、体重増加、重い荷物を持つ労働に携わる人等に多くみられるものとなっている。 As the symptom progresses, the cartilage wears down, and the synovium is stimulated, causing synovitis, and water accumulates in the knees. When synovitis is exacerbated and further progressed, it may eventually result in severe impairment of joint function. The cause of the onset is secondary that occurs secondary to trauma such as inflammation or fracture of the knee joint, but the primary cause of which the cause is not clear accounts for the majority, aging, weight gain It is often seen by people engaged in labor with heavy luggage.
変形性膝関節症の基本的な治療は保存療法であり、正座をする生活から椅子に座る生活に変えたり、重い荷物を持つことを避け、長時間の立ち仕事を控える等して、無理のない生活をすることが望ましいとされ、さらに、膝関節への負担を軽減するには、運動療法を行い、無理の無い範囲で大腿四頭筋を鍛えることも、症状を改善する上で有効な療法となっている。また、病状が進行してしまい、保存療法で改善しないような場合には、手術療法を行うこととなり、高位脛骨骨切り術を行うか、もしくは、高位脛骨骨切り術を行えないほど擦り減った場合には、人工材料を被せて関節を再建する手術をし、その後リハビリを行い治療することが必要となる。 The basic treatment for osteoarthritis of the knee is conservative therapy, and it is impossible to change from sitting on a chair to sitting on a chair, avoiding heavy luggage, and avoiding long standing work. In order to reduce the burden on the knee joint, exercise therapy and training the quadriceps to the extent possible is also effective in improving the symptoms. It has become a therapy. In addition, if the medical condition has progressed and conservative treatment does not improve, surgical treatment will be performed, and either high tibial osteotomy or high tibial osteotomy will be worn out. In some cases, it is necessary to perform an operation to reconstruct the joint by covering with an artificial material, and then perform rehabilitation and treatment.
これまで、足先に錘台を固定して椅子に腰かけた状態で膝関節を伸展させて、錘台を装着した足を動かす膝関節鍛錬具(例えば、特許文献1参照。)や、椅子に腰かけた状態で土踏まずを台座の上に載せて膝関節をゴム帯で吊るしたトレーニング器具(例えば、特許文献2参照。)等が知られている。 Up to now, a knee joint training tool (for example, refer to Patent Document 1) or a chair that extends a knee joint while sitting on a chair with a weight stand fixed to the tip of the foot and moves a foot on which the weight base is attached, is used. 2. Description of the Related Art A training device (see, for example, Patent Document 2) in which an arch is placed on a pedestal in a sitting state and a knee joint is hung with a rubber band is known.
従来の上記膝関節鍛錬具は、椅子に腰かけて錘の付いた足を持ち上げて大腿四頭筋を強化するものであり、不安定で、腰への負担が大きくなる問題を有していた。 The conventional knee joint exercising tool is a technique for strengthening the quadriceps muscles by lifting a foot with a weight on a chair and sitting on the chair, and has a problem that it is unstable and increases the burden on the waist.
また、従来の上記トレーニング器具では、屈曲状態の膝関節をゴム帯の付勢力に抗して伸展して大腿四頭筋を鍛えるものであるが、椅子に腰かけて土踏まずを台座に載せて行うため、次のような問題を有していた。すなわち、膝関節を屈曲状態から伸展させると、台座が前方に移動するか、椅子と身体が後方に移動し、膝関節の屈曲・伸展の反復を行うことが容易でなく、危険である。 Moreover, in the conventional training apparatus, the knee joint in a bent state is stretched against the urging force of the rubber band to train the quadriceps muscles, but it is performed by sitting on a chair and placing an arch on the pedestal. And had the following problems. That is, if the knee joint is extended from the bent state, the pedestal moves forward or the chair and the body move backward, and it is not easy to repeat the knee joint flexion and extension, which is dangerous.
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、膝関節へ負担をかけることなく、安全に訓練することができる大腿四頭筋訓練器を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a quadriceps exerciser that can be safely trained without placing a burden on the knee joint.
上記の課題を解決するためになされた本発明の大腿四頭筋訓練器は、略水平面上で膝関節を屈曲させた状態で装着して大腿四頭筋を訓練する弾性力を有する板状の大腿四頭筋訓練器であって、着面する一端部と、前記一端部から斜め上に延在して大腿部を支持する大腿支持部と、前記大腿支持部から上に凸に湾曲して膝関節を支持する膝関節支持部と、前記膝関節支持部から斜め下に延在して下腿部を支持する下腿支持部と、前記下腿支持部に設けられた足首固定部材と、を備え、前記膝関節を伸展させるとその伸展力により弾性変形して前記下腿支持部が足先方向に変位することを特徴とする。 The quadriceps trainer of the present invention made to solve the above-mentioned problems is a plate-like plate having elasticity that is worn with the knee joint bent in a substantially horizontal plane and trains the quadriceps muscle. A quadriceps training device, comprising: an end portion to be worn; a thigh support portion extending obliquely upward from the one end portion to support the thigh; and a convex curve upward from the thigh support portion. A knee joint support part for supporting the knee joint, a crus support part extending diagonally downward from the knee joint support part to support the lower leg part, and an ankle fixing member provided on the lower leg support part, And when the knee joint is extended, it is elastically deformed by the extension force, and the crus support part is displaced in the toe direction.
略水平面に臀部を下ろし膝関節を屈曲させた状態で装着して大腿四頭筋で膝関節を伸展させて訓練することができるので、膝関節に負担がかからず且つ安全である。 The knee joint can be trained by extending the knee joint with the quadriceps muscles while wearing the knee joint bent in a substantially horizontal plane, and the knee joint is not burdened and is safe.
上記の大腿四頭筋訓練器において、前記下腿支持部から下に凸に湾曲して着面する他端部を備えるとよい。これにより、大腿四頭筋で膝関節を伸展させると、その伸展力で他端部が足先方向にスムーズに変位できるので、膝関節に伸展を抑制する力が作用しなくなる。 In the quadriceps training apparatus described above, it is preferable that the other end portion curved and convexly protrudes from the crus support portion. Accordingly, when the knee joint is extended with the quadriceps muscle, the other end portion can be smoothly displaced in the toe direction by the extension force, so that the force for suppressing the extension does not act on the knee joint.
また、前記弾性力を調節する弾性力調節手段を備えるものとするとよい。これにより、変形性膝関節症の重篤度に応じて、弾性力を調節することができるので、効果的に訓練することができる。 Moreover, it is good to provide the elastic force adjustment means which adjusts the said elastic force. Thereby, since elastic force can be adjusted according to the seriousness of knee osteoarthritis, it can train effectively.
また、前記伸展力を測定する伸展力測定手段を備えるものとするとよい。これにより、訓練者の大腿四頭筋の筋力を定量的に把握することができる。その結果、訓練の効果を定量的に知ることができる。 Moreover, it is good to provide the extension force measurement means which measures the extension force. Thereby, the trainer's quadriceps muscle strength can be quantitatively grasped. As a result, the effect of training can be known quantitatively.
また、前記一端部に滑り止め部材を備えるとよい。これにより、下肢の動きと訓練器の動きを近づけ、力が膝関節に効果的に作用する。 Moreover, it is good to provide an anti-slip | skid member in the said one end part. Thereby, the movement of the lower limb and the movement of the training device are brought close to each other, and the force effectively acts on the knee joint.
また、前記他端部に滑り性部材を備えるとよい。これにより、大腿四頭筋で膝関節を伸展させると、その伸展力で他端部が足先方向により一層スムーズに変位できるので、膝関節に伸展を抑制する力が作用しなくなる。 Moreover, it is good to provide a slippery member in the said other end part. Accordingly, when the knee joint is extended with the quadriceps muscle, the other end can be displaced more smoothly in the direction of the tip of the foot by the extension force, so that the force for suppressing the extension does not act on the knee joint.
また、前記膝関節支持部に軟質の膝クッションを備えるとよい。これにより、膝裏を保護することができる。 The knee joint support part may be provided with a soft knee cushion. Thereby, the back of the knee can be protected.
また、前記足首固定部材は、軟質の足首クッションを備えるとよい。これにより、足首を保護することができる。 The ankle fixing member may include a soft ankle cushion. Thereby, an ankle can be protected.
略水平面に臀部を下ろし膝関節を屈曲させた状態で装着して大腿四頭筋で膝関節を伸展させて訓練することができるので、膝関節に負担がかからず且つ安全である。 The knee joint can be trained by extending the knee joint with the quadriceps muscles while wearing the knee joint bent in a substantially horizontal plane, and the knee joint is not burdened and is safe.
(実施形態1)
本発明に係る実施形態1の大腿四頭筋訓練器1は、図1、2に示すように、着床する一端部11と、一端部11から斜め上に延在して大腿部を支持する大腿支持部12と、大腿支持部12から上に凸に湾曲して膝関節を支持する膝関節支持部13と、膝関節支持部13から斜め下に延在して下腿部を支持する下腿支持部14と、下腿支持部14に設けられた足首固定部材15と、下腿支持部14から下に凸に湾曲して着床する他端部16と、を備えている。したがって、本発明の大腿四頭筋訓練器1は、図2に示すように、床に臀部を下ろして膝を立てた状態で装着して大腿四頭筋を訓練することができる。
(Embodiment 1)
As shown in FIGS. 1 and 2, the quadriceps exerciser 1 according to Embodiment 1 of the present invention supports one
一端部11、大腿支持部12、膝関節支持部13、下腿支持部14及び他端部16は、弾性力を有する材料で一体的に成形されている。なお、一体成形に限定されるものでなく、それぞれ別体成形されたものを接合してもよい。
The one
弾性力を有する材料としては、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリプロピレン等の撓みの大きな部材から、撓みの比較的小さいカーボンや金属或いはカーボン繊維やガラス繊維等を添加した樹脂なども用いることができる。本実施形態では、低発泡塩化ビニル板を用いた。 As a material having elasticity, a material with a large amount of bending such as polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, polypropylene, or a resin with a relatively small amount of carbon, metal, carbon fiber, glass fiber, or the like is used. Can do. In the present embodiment, a low foam vinyl chloride plate is used.
板の厚さによって弾性力が変わるので、訓練する人の症状に合わせて厚さが設定される。本実施形態の大腿四頭筋訓練器1の厚さは、8〜10mmに設定された。 Since the elastic force changes depending on the thickness of the board, the thickness is set according to the symptoms of the person who trains. The thickness of the quadriceps muscle training device 1 of the present embodiment was set to 8 to 10 mm.
足首固定部材15は、伸縮性のない化学繊維製で、2本のベルトの一端部が下腿支持部14の幅方向端部に固定され、他端部に面ファスナーが装着されている。
The
次に、本実施形態の大腿四頭筋訓練器1を使っての訓練方法と動作について説明する。先ず、訓練者(使用者)が床に臀部を下して着座する。その後、訓練する方の下肢の膝関節を屈曲させて、大腿部が大腿支持部12に、膝関節が膝関節支持部13に、下腿部が下腿支持部14に当接するように下肢を大腿四頭筋訓練器1に載せる。その後、足首を足首固定部材15で固定することで図2の状態になり準備が完了する。
Next, a training method and operation using the quadriceps muscle training device 1 of the present embodiment will be described. First, a trainee (user) sits with his buttocks down on the floor. Thereafter, the knee joint of the lower limb to be trained is bent, and the lower limb is placed so that the thigh is in contact with the
図2の状態で、大腿四頭筋訓練器1には下肢の重さが加わるので、一端部11が後方に、他端部16が前方に、それぞれ移動して間隔を広げて平板になろうとしている。
In the state of FIG. 2, the weight of the lower limb is added to the quadriceps training device 1, so that one
この図2の状態から、大腿四頭筋を緊張させて膝関節を伸展させようとすると、足首に上向きの力F15が作用し、大腿支持部12、膝関節支持部13、下腿支持部14には下向きの力F12、F13、F14が作用する。足首に上向きの力F15が作用しても足首が下腿支持部14に足首固定部材15で固定されているので、下腿支持部14に上向きの力F15が作用することになる。大腿四頭筋の緊張による伸展力で生じるこれらの力F12、F13、F14、F15は、いずれも、一端部11が後方に他端部16が前方に移動して平板になるように作用する。
From the state of FIG. 2, when the knee joint is extended by tensioning the quadriceps muscle, an upward force F 15 acts on the ankle, and the
したがって、大腿四頭筋の緊張による伸展力で生じるこれらの力F12、F13、F14、F15が大腿四頭筋訓練器1の弾性力より大きくなると、大腿四頭筋訓練器1は、弾性変形して一端部1と他端部6の間隔が広がり、図3に示す状態になる。 Therefore, when these forces F 12 , F 13 , F 14 , and F 15 generated by the extension force due to the tension of the quadriceps muscles become larger than the elastic force of the quadriceps trainer 1, the quadriceps trainer 1 As a result of elastic deformation, the distance between the one end 1 and the other end 6 is widened, resulting in the state shown in FIG.
次に、大腿四頭筋を弛緩させると、大腿四頭筋訓練器1はその弾性力により元の形状に戻り、図2に示す状態になる。 Next, when the quadriceps muscles are relaxed, the quadriceps trainer 1 returns to its original shape due to its elastic force and enters the state shown in FIG.
大腿四頭筋を緊張させたり弛緩させたりすることを繰り返すことで、大腿四頭筋を鍛えることができる。臀部を床に下して着座した状態で大腿四頭筋を鍛えることができるので、膝関節に負荷がかからず、安全に鍛えることができる。 The quadriceps muscles can be trained by repeating the tension and relaxation of the quadriceps muscles. Since the quadriceps muscles can be trained while sitting with the buttocks down on the floor, the knee joint can be safely trained without applying a load.
一端部11と床面との摩擦力、他端部16と床面との摩擦力は、床面によって変化し、摩擦力が大きい場合、大腿四頭筋を強く緊張させないと膝関節を伸展させることができない。そのため、摩擦力が大きい場合、余分の負荷が膝関節に係ることがある。
The frictional force between the one
一端部11は角が床面と接するので摩擦が大きく、且つ臀部があるため、後方への変位がし難い。一方、他端部16は、凸面が床面と接するので、摩擦が小さく前方へ変位し易く、床に引っ掛かり難い。したがって、力F12、F13、F14、F15によって、他端部16が前方に大きく変位するので、余分の負荷が膝関節に係ることが抑制される。
Since the
(実施形態2)
実施形態2の大腿四頭筋訓練器を図4に示す。実施形態1の大腿四頭筋訓練器と同じ構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 4 shows a quadriceps exerciser according to the second embodiment. The same components as those in the quadriceps exerciser of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
本実施形態の大腿四頭筋訓練器は、一端部11の床との接触部に滑り止め部材11aを備え、他端部16の床との接触部に滑り性部材16aを備えている。したがって、膝関節の伸展時に一端部11は後方に変位し難く、他端部16は前方に変位し易くなるので、膝関節を伸展させたときスムーズに下肢を伸ばすことができ、余分の負荷が膝関節に係ることがより一層抑制される。
The quadriceps training device of the present embodiment includes a
また、本実施形態の大腿四頭筋訓練器は、膝関節支持部13の上面に軟質の膝クッション13aを、足首固定部材15のベルト内面に軟質の足首クッション15aを備えている。したがって、膝関節の裏側に延在する大腿二頭筋や足首を痛めることがない。
In addition, the quadriceps training device of the present embodiment includes a
滑り止め部材11aには、例えば、合成ゴムシートを用いることができる。滑り性部材16aには、人工皮革を用いることができる。また、膝クッション13aと足首クッション15aには、例えば、フェルトを用いることができる。
For example, a synthetic rubber sheet can be used for the
(実施形態3)
実施形態3の大腿四頭筋訓練器を図5に示す。実施形態1の大腿四頭筋訓練器と同じ構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
(Embodiment 3)
FIG. 5 shows a quadriceps exerciser according to the third embodiment. The same components as those in the quadriceps exerciser of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
本実施形態の大腿四頭筋訓練器は、一端部11と他端部16の間に大腿四頭筋訓練器の弾性力を調節する弾性力調節手段17を備えている。
The quadriceps training device of this embodiment includes an elastic force adjusting means 17 that adjusts the elastic force of the quadriceps training device between one
弾性力調節手段17はスプリング17aとリード線17cの長さを調節する長さ調節器17bを備えている。
The elastic force adjusting means 17 includes a
長さ調節器17bでリード線17cの長さを短くすると弾性力が増し、一端部11と他端部16の間隔が広がり難くなる。逆に、長くすると弾性力が減り、一端部11と他端部16の間隔が広がり易くなる。したがって、変形性膝関節症の重篤度に応じて、弾性力を調節して、効果的に訓練することができる。
When the length of the
スプリング17aは、ゴムやシリンダ等でもよい。また、長さ調節器17bを省略してもよい。
The
(実施形態4)
実施形態4の大腿四頭筋訓練器を図6に示す。実施形態1の大腿四頭筋訓練器と同じ構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
(Embodiment 4)
FIG. 6 shows a quadriceps training apparatus according to the fourth embodiment. The same components as those in the quadriceps exerciser of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
本実施形態の大腿四頭筋訓練器は、一端部11と他端部16の間に膝関節の伸展力測定手段18を備えている。
The quadriceps exerciser of this embodiment includes a knee joint extension force measuring means 18 between one
本実施形態の伸展力測定手段18は、バネ秤或いはロードセルである。大腿四頭筋の緊張による伸展力で他端部16は前方に変位する。すると、バネ秤18が伸びて伸展力に比例する荷重が表示される。
The extension force measuring means 18 of this embodiment is a spring balance or a load cell. The
なお、バネ秤18は、実施形態3における弾性力調節手段17のスプリング17aの機能を有するので、大腿四頭筋訓練器の弾性力が影響を受けることがある。
Since the
そこで、バネ秤18の代わりに、大腿四頭筋訓練器の裏面(下面)に歪みゲージを貼り付けてそれを伸展力測定手段とするとよい。歪みゲージの弾性力への影響は無視できる。
Therefore, instead of the
或いは、一端部11と他端部16の間隔の変化量は伸展力に比例するので、バネ秤18をリニアエンコーダにして、一端部11と他端部16の間隔の変化量を測定するとよい。
Alternatively, since the amount of change in the interval between the one
本実施形態の大腿四頭筋訓練器は膝関節の伸展力測定手段18を備えているので、大腿四頭筋訓練器による訓練の開始時と訓練の終了時の伸展力の相対的な変化を知ることができる。すなわち、訓練の効果を定量的に知ることができる。 Since the quadriceps exerciser of the present embodiment includes the knee joint extension force measuring means 18, the relative change in the extension force at the start and end of the exercise by the quadriceps exerciser is measured. I can know. That is, the effect of training can be known quantitatively.
1・・・・・・・・大腿四頭筋訓練器
11・・・・・・一端部
11a・・・滑り止め部材
12・・・・・・大腿支持部
13・・・・・・膝関節支持部
13a・・・膝クッション
14・・・・・・下腿支持部
15・・・・・・足首固定部材
15a・・・足首クッション
16・・・・・・他端部
17・・・・・・弾性力調節手段
18・・・・・・伸展力測定手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ..... Quadriceps
Claims (8)
着面する一端部と、
前記一端部から斜め上に延在して大腿部を支持する大腿支持部と、
前記大腿支持部から上に凸に湾曲して膝関節を支持する膝関節支持部と、
前記膝関節支持部から斜め下に延在して下腿部を支持する下腿支持部と、
前記下腿支持部に設けられた足首固定部材と、を備え、
前記膝関節を伸展させるとその伸展力により弾性変形して前記下腿支持部が足先方向に変位することを特徴とする大腿四頭筋訓練器。 It is a plate-like quadriceps training device having an elastic force for training the quadriceps by wearing it with the knee joint bent in a substantially horizontal plane,
One end to be worn,
A thigh support portion that extends diagonally upward from the one end to support the thigh;
A knee joint support part that curves upwardly from the thigh support part and supports the knee joint;
A lower leg support part that extends obliquely downward from the knee joint support part and supports the lower leg part;
An ankle fixing member provided on the lower leg support part,
A quadriceps muscle training device, wherein when the knee joint is extended, the crus support part is displaced in the foot tip direction by elastic deformation by the extension force.
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