JP6594627B2 - 振動付与装置 - Google Patents

Description

この発明は、主として人を載せて微振動を与えることによりリハビリテーションその他の運動効果を得るための振動付与装置に関する。

従来、健常者の運動効果を高め、又は老化や各種疾患により骨格や筋肉，血流，神経系等に障害がある人の治療のために身体に振動を与える機器は、マッサージ器をはじめ広く知られている（例えば特許文献１参照）。
またこれらの機器が効果的に利用できない場合が多い車椅子の利用者等に対しては、特許文献２に示されるように、車椅子に搭乗した状態で乗り上げて車椅子自体に振動（揺動）を与える装置が知られている。

特開２００８−２９４７４５号公報 特許第４３３９０１２号公報

これらの振動装置は振動機の上下振動に際し、下降方向の振動は利用者の体重や車椅子等の機器類の重量の作用方向に沿っているため大きいエネルギーを必要としないが、上昇方向の振動はこれらの重力と逆向き（振動負荷方向）であるため、振動機の出力エネルギーの多くが振動負荷方向である上向きの振動エネルギーに消費されることになる。
この発明は上記の事実を考慮して、振動機の振動負荷方向の振動時に弾性体により振動負荷方向と同方向の弾力を補助的に付与してアシストすることにより、振動機の振動アクチュエーターの省エネ化，小型化及び低コスト化を実現しようとするものである。

上記課題を解決するための本発明の装置は、第１に、水平な床面４上に配置され上下方向に小刻みに振動する小型の外周サイズの振動機１と、該振動機１に中心部において支持された状態で上部に搭載した利用者の身体に振動を与え、上記振動機１に対して前後左右方向に且つ車椅子６の搭載が可能な大型の外周サイズで前記振動機１とは別体の振動板２とを備えた振動付与装置であって、上記振動機１を支持する床面４に対して振動板２を振動時の負荷が大きい方向である振動負荷方向に且つ弾力的にアシストする弾性体１１を備えた支持装置１２を、上記振動板２の外周側の下面と床面４との間に介挿してなることを特徴としている。

第２に、振動機１の上下の片面側に接地ベース３を設けると共に、振動機１の他方の面側に振動板２を取付け、上記接地ベース３と振動板２との間に支持装置１２を介設したことを特徴としている。

第３に、振動機１と振動板２とを分離して別体に成形し、支持部である床面４に支持装置１２を接地させて振動機１を設置するとともに、該振動機１上に振動板２を配置し、少なくとも利用者が搭乗した状態で振動板２が振動機１上に接触して載置される機構としたことを特徴としている。

第４に、建物内の天井側に吊り上げられ場所移動と姿勢変更の双方又はいずれか一方の機構を備えた吊り下げ装置１８に振動機１を設置し、吊り下げ装置１８上に搭乗した利用者の身体に振動を付与することを特徴としている。

以上のように構成される本発明は以下に述べるように具体的効果を奏する。
（１）振動板が弾性体により常に振動負荷が大きい振動負荷方向に且つ弾力的にアシストされているので、利用者が搭乗して振動を受ける際に、振動機が利用者の体重や車椅子等の重量負荷を軽減する方向にマイナス負荷を受け、振動機のエネルギー負荷を軽減できるため、振動用アクチュエーターの電力の節減や小型化が実現できる利点がある。
利用者が振動板に乗り上げた際に、振動板が弾性体により常に振動負荷方向にアシストされているので、乗り上げ時の偏荷重による傾動やショックがなく、または傾動があっても弾性体によって緩衝される利点がある。
（２）また弾性体を弾力性に飛んだゴム又はプラスチック材にすることにより支持部の構造や組付が簡単になり、コスト低減にもなる。これに対し弾性体としてコイルスプリング等のスプリングを用いた場合、耐久性が向上する。
さらに支持部に上下高さを調節する調節機構を設けることにより、重量負荷の大小に応じて弾性体の弾力の強弱の調節ができるほか、振動機と振動板を分離して別体にしたものでは、振動板と振動機上面との間隔調整が可能となる。
（３）振動機の上下に振動板と接地用のベースを取付けて、両者間に支持装置を介設したものでは、装置全体が一体的に構成されるので、持ち運びや設置等の取扱いが簡便である。また振動機と振動板を別体に構成したものは、利用場所や利用条件等に応じてサイズや高さの異なる振動板を選択して使用できる利点がある。さらに吊り下げ装置に振動機を設置したものでは、身障者等の入浴その他の介護用を兼ねて使用できる。

本発明装置とその使用状態を示す正面図である。 本発明装置の側面図である。 弾性体としてスプリングを用いた本発明装置を介護用の吊り下げ型に応用した第２実施例の側面図である。 本発明の第３実施例を示す側面図である。

図１〜２は本発明の第１実施例を示す振動付与装置を示し、振動機１の上下には木製板等からなり平面視で長方形の振動機１の前後左右より突出する正方形又は長方形の振動板（天板）２と接地ベース３が取付けられており、接地ベース３は支持部である床面４上に配置されている。

振動機１は例えば前後長２３ｃｍ，左右幅１８ｃｍ，高さ（厚み）１１ｃｍ程度の小型のものが使用され、通常の家庭用電源で作動し、リモートコントローラ（図示しない）付きのものが使用される。リモートコントローラにより、目的や条件に応じて振動数や時間設定が行われる。振動の駆動源は問わないが、例えば１００Ｖの電源で出力５０Ｗの定格を持ち、５．６〜１３Ｈｚで上下方向の振幅２ｍｍ程度で律動（微振動）するものが使用され、それ自体は単独で健常者の人体の足等の一部又は全身で載って振動治療を受けることが可能なもので、既に市販されている公知の製品である。

振動板２は人が乗った車椅子６を前後車輪７，８により搭載することにより、振動板２，車椅子６を介して人体全身に振動付与が可能な構造になっている。振動板２の前後端（乗降端）には、その端部に向って上昇傾斜面を有し、利用者（対象者、治療対象者）の操作により車輪７，８によって上面に対してスムースな乗降を可能にする道板状の案内部材９が配置されている。

また上記振動板２は、小型の振動機１に対し、車椅子６の乗り上げが可能な強度と大型のサイズ（５５０×８００）を有し、その中心部に取付フランジ１０及びビスにより振動機１が取付固定され、接地ベース３はこの例では振動板２と同一サイズである。

但し、振動板２及び接地ベース３はいずれも板材である必要はなく、装置自体を床面等の支持部に定置し又は取付けることと、上面側に人若しくは車椅子等が搭載できればその形状構造等にこだわる必要はない。

上記振動板２と接地ベース３の四隅の間には、振動板２の上昇方向の振動をアシストする弾性体１１を備えた支持装置１２が介挿され、弾性体１１は上下高さを調節可能なジャッキ等からなる調節機構１３の上部の球面状の凹部に収容されて支持され、振動板２の下面に弾力的に押接されている。

上記支持装置１２は、この例では弾性体１１が振動板２に押接されているが、上下逆向きでもよく、図示するように単に挿入されていても上下いずれかの側に着脱可能に取付けられていてもよい。

また弾性体１１はテニスボール大でゴム又はプラスチック等の弾力性を備えたボール状に成形したものが使用されているので、振動板２と接地ベース３間への挿入が容易であるが、その形状は限定されないほか、図３に示すように耐久性に優れたコイルスプリング等のスプリングであってもよく、その方が調節機構１３による弾力調節等が正確に行える。

上記機構において、図１の状態で振動機１を作動させることにより、振動板２，車椅子６を介して利用者の全身に振動が付与されるが、この時弾性体１１の上向きの弾力により、上昇方向への振動がアシストされアシストされたエネルギー（電力）分だけ振動機１への負荷が軽減される。

発明者の実験によれば、前記定格の振動機１を用いて支持装置１２を外した場合、約６４ｋｇの体重の人が載ると３０Ｗの電力を必要とするが、同一条件で支持装置１２を四隅に挿入すると２３Ｗの出力で足り、約２３％の節電効果が得られた。
このことから本発明の装置における支持装置１２により大幅な節電効果が得られることが明らかである。

図３は弾性体１１としてコイルスプリングを用いるとともに、身障者等の歩行困難な人の入浴その他のアシストを行う介護用の装置として示す第２実施例の正面図である。
この例では建物内の天井１４に配設したレール１５に吊り下げ部１６，滑車１７を介して走行移動可能に吊り下げられた吊り下げ装置１８に振動機１を配置している。

吊り下げ部１６の下端には正面視コ字形のフレーム１９の上端が支点軸２１により揺動可能に軸支されており、フレーム１９の下端には吊り下げ状態で水平に支持される載せ台２２が設けられている。

上記載せ台２２上に接地ベース３，振動機１，振動板２が順次重ねて載置され又は取付け固定されて設けられ振動板２と接地ベース３との間の四隅には前記同様支持装置１２が介挿されて設けられている。この例では載せ台２２に直接振動機１を取付けて接地ベースと兼用することもできる。

この実施例では振動板２上に歩行困難な利用者を着座させ又はベッド（図示しない）を載せた状態で横たわらせて振動を付与できるほか、利用者を浴槽２３まで運んでフレーム１９を揺動させて傾けた状態で入浴させる等の利用方法が可能である。振動付与装置としての作用は前記の例と同一である。

図４はこの発明の第３実施例を示し、この例では振動板２は振動機１とは分離されており、床面４上に配置された振動機１に対してこれを跨ぎ又は上部を覆うように支持装置１２を接地させた状態で配置している。そして支持装置１２は振動板２の四隅の底面に調節機構１３が下向きに突出するように脚を兼ねて取付けられており、調節機構１３の下端にゴム又は発泡プラスチック等からなる弾性体１１が取付けられて接地する。

上記配置において無負荷状態では振動板２の底面と振動機１の上面は接触せず、隙間△Ｈを残しており、振動板２上に利用者が載ると弾性体１１が圧縮により弾性変形して振動板２が振動機１の上面に当接し、振動板２が振動機１により振動する。

上記のように構成されるため、この例では振動機１と振動板２を各別に保管や持ち運びができ、用途や目的に応じて振動板２のサイズ等を適宜選択して使用できるほか、振動板２上に人や車椅子が乗降する際又は足だけを載せて振動を受ける場合等のように、振動板２に偏荷重が掛かった場合でも傾動によるガタ付きが生じない等の利点がある。
なおこの例でも振動付与時に弾性体１１によって上向き方向の弾力が作用することによる振動機への負荷軽減が実現できる点は、前記実施例１，２の場合と全く同様である。

上記いずれの実施例においても弾性体１１としてゴムマリ状の中空体やシリンダ内にエアを封入してピストンを上下動させる構造のエアクッション（図示しない）を用いることが可能である。

以上説明したように、この発明では図１〜４で示す床面等に載置して使用する装置では、弾性体１１は押し開き方向に作用するものでよい。しかし吊り下げ型の装置とする場合であって、振動機１を介して吊り下げる場合の弾性体１１は引張り方向に弾力が作用するので、スプリングを利用する場合は引張りスプリングを用いる場合もある。さらにこのケースで弾性体１１としてゴム又はプラスチック材を用いる場合は、伸縮可能な紐状，ロープ状又はベルト状のものを用いることが想定される。

１ 振動機
２ 振動板
３ 接地ベース
４ 床面（支持部）
６ 車椅子
１１ 弾性体
１２ 支持装置
１３ 調節機構
１４ 天井部
１８ 吊り下げ装置
１９ 吊り下げフレーム
２２ 載せ台（接地ベース）

Claims (4)

1. 水平な床面（４）上に配置され上下方向に小刻みに振動する小型の外周サイズの振動機（１）と、該振動機（１）に中心部において支持された状態で上部に搭載した利用者の身体に振動を与え、上記振動機（１）に対して前後左右方向に且つ車椅子（６）の搭載が可能な大型の外周サイズで前記振動機（１）とは別体の振動板（２）とを備えた振動付与装置であって、上記振動機（１）を支持する床面（４）に対して振動板（２）を振動時の負荷が大きい方向である振動負荷方向に且つ弾力的にアシストする弾性体（１１）を備えた支持装置（１２）を、上記振動板（２）の外周側の下面と床面（４）との間に介挿してなる振動付与装置。
2. 振動機（１）の上下の片面側に接地ベース（３）を設けると共に、振動機（１）の他方の面側に振動板（２）を取付け、上記接地ベース（３）と振動板（２）との間に支持装置（１２）を介設した請求項１に記載の振動付与装置。
3. 振動機（１）と振動板（２）とを分離して別体に成形し、支持部である床面（４）に支持装置（１２）を接地させて振動機（１）を設置するとともに、該振動機（１）上に振動板（２）を配置し、少なくとも利用者が搭乗した状態で振動板（２）が振動機（１）上に接触して載置される機構とした請求項１又は２のいずれかに記載の振動付与装置。
4. 建物内の天井側に吊り上げられ場所移動と姿勢変更の双方又はいずれか一方の機構を備えた吊り下げ装置（１８）に振動機（１）を設置し、吊り下げ装置（１８）上に搭乗した利用者の身体に振動を付与する請求項１〜３のいずれかに記載の振動付与装置。

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