JP7237289B2 - トレッドミル - Google Patents

Description

本発明は、歩行や走行の訓練のために用いられるトレッドミルに関するものであり、より詳しくは、硬い地面を蹴り出して走行しているような状態を再現できるようにしたトレッドミルに関するものである。

一般的なトレッドミルは、図８に示すように、金属製のプレート１０２上を周回する幅広のベルト１０１と、そのベルト１０１を上下方向に周回させる駆動源１０３などを備えて構成されている。そして、図示しない操作盤を用いて速度を指定することにより、その指定された速度でベルト１０１を周回させながら、人間の走行を可能にしている（特許文献１）。

ところで、このようなトレッドミルは、ベルト１０１を周回させる必要があり、また、摩擦に耐えられるようにするため、ベルト１０１を柔らかい厚手の樹脂などで構成する必要がある。このため、走行者がベルト１０１上を着地した瞬間や蹴り出す瞬間のクッション性が高くなってしまい、実際に硬い地面を走行している状態と大きく異なって走行訓練に適さないといった指摘がある。

また、このような樹脂製のベルト１０１を用いたトレッドミルでは、走行者が着地した瞬間や蹴り出す瞬間に、全体重が足の裏から局所的にベルト１０１に掛かった状態でベルト１０１が摺動するため、プレート１０２とベルト１０１との間で大きな摩擦力を生じてしまう。特に、車椅子で走行訓練を行う場合や、杖を用いて歩行のリハビリテーションなどを行う場合は、タイヤや杖の先端から全荷重が一点に掛かってしまい、摩擦力が極めて大きくなってしまう。このため、その摩擦によって熱を発してしまい、ベルト１０１を激しく摩耗させてしまうといった問題があった。

これに対して、図９に示すように、走行方向と直交する方向を長手方向とする横長状の金属製のプレート要素１０４を連結させ、これをローラー１０５上で周回させるようにしたトレッドミルなども提案されている（非特許文献１）。このような装置によれば、人間や車椅子などの荷重をプレート要素１０４に分散させることができるとともに、プレート要素１０４を周回させる際にローラー１０５を回転させることで摩擦による発熱を防止することができるというメリットがある。

特開２０１８―１８７３４８号公報

http://belspo.com/2701（平成３１年１月１０日確認）

しかしながら、このような横長状のプレート要素１０４を連結させたトレッドミルは、複数のローラー１０５上を走行させるようにしているため、ローラー１０５の回転による騒音が激しくなる。また、複数本のローラー１０５上に金属製のプレート要素１０４を載置させているため、その金属製のプレート要素１０４が不安定な状態になりかねないといった問題がある。

そこで、本発明は上記課題を解決するために、連結されたプレート要素を周回させるようにしたトレッドミルにおいて、可能な限り騒音の発生を低減させるようにするとともに、走行面を安定させた状態で周回させるようにしたトレッドミルを提供することを目的とする。

すなわち、本発明は上記課題を解決するために、走行方向と交差する方向を長手方向とし、前記走行方向に連結された複数のプレート要素と、走行面に位置する複数のプレート要素の下方に設けられる載置プレートと、当該載置プレートと前記プレート要素との間に設けられた摩擦防止部材と、を備え、当該摩擦防止部材を挟んだ状態で前記プレート要素を周回させるようにしたトレッドミルにおいて、前記周回するプレート要素の下側周回位置の下面側に設けられる第二載置プレートと、当該第二載置プレートと前記下側周回位置で周回するプレート要素との間に設けられた第二摩擦防止部材と、を設けるようにしたものである。

このように構成すれば、ローラーの回転による激しい騒音がなくなるとともに、載置プレートに面接触させることでプレート要素を平面状に維持しておくことができる。これにより、走行面の安定性も確保することができるようになる。また、プレート要素によって荷重を分散させることで、摩擦防止部材に作用する摩擦力も低減させ、熱の発生なども防止することができるようになる。さらに、分割されたプレート要素の自重による垂れ下がりを防止することで、ベルトの撓みを防止することができるとともに、第二摩擦防止部材によって、第二載置プレートとの摺動時における騒音も防止することもできる。

また、このような発明において、前記第二摩擦防止部材を、走行面に位置している状態のプレート要素の上面の左右方向の端部に設ける。

このように構成すれば、第二摩擦防止部材が走行の邪魔になるようなことがなく、また、下面を周回している際に、第二載置プレートとの接触面が少なくなるため、より騒音の防止を図ることができるようになる。

さらに、第二摩擦防止部材を、第二載置プレートの上面側に設けるようにすることもできる。

このように構成すれば、周回時において走行面のゴミなどを除去することもできる。

本発明によれば、ローラーの回転による激しい騒音がなくなるとともに、載置プレートに面接触させることでプレート要素を平面状に維持しておくことができる。これにより、走行面の安定性も確保することができるようになる。また、プレート要素によって荷重を分散させることで、摩擦防止部材に作用する摩擦力も低減させ、熱の発生なども防止することができるようになる。さらに、分割されたプレート要素の自重による垂れ下がりを防止することで、ベルトの撓みを防止することができるとともに、第二摩擦防止部材によって、第二載置プレートとの摺動時における騒音も防止することもできる。

本発明の一実施の形態を示すトレッドミルの断面概略図 同形態における走行面を示す図 同形態におけるプレート要素を裏面から見た図 同形態における走行面を走行方向に見た概略図 他の形態における走行面を走行方向に見た概略図 同形態における周回面を走行方向に見た概略図 他の形態における周回面を走行方向に見た概略図 従来例におけるトレッドミルを示す図 従来例におけるトレッドミルを示す図

以下、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。

この実施の形態におけるトレッドミル１は、図１や図４に示すように、ベルト３に連結された複数のプレート要素２と、走行面９Ｕに位置する複数のプレート要素２の下方に設けられる載置プレート５と、当該載置プレート５と前記プレート要素２との間に設けられた摩擦防止部材６とを備え、摩擦防止部材６を挟んだ状態で前記プレート要素２を周回させるようにしたものである。以下、本実施の形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、プレート要素２の「上面」「下面」の語を用いる場合、走行面９Ｕに位置している状態でのプレート要素２の上面側を「上面」、下面側を「下面」として説明する。

まず、プレート要素２は、金属やプラスチック、セラミックスなどの比較的硬い素材で構成されるものであって、図２に示すように、走行方向と直交する方向を長手方向とするように設けられる。そして、ベルト３に連結された状態で走行面９Ｕを形成し、モーターなどの駆動部を用いて駆動できるようになっている。

一方、ベルト３は、図１に示すように、前後方向や上下方向に設けられた複数のローラー４に取り付けられるものであって、ここでは樹脂製の素材で構成される。このベルト３の表面には、図２の切欠部分や図４に示すように、プレート要素２を嵌め込むための凸部３１が形成されている。この凸部３１は、プレート要素２の長手方向に沿って表側に突出して設けられるものであって、これに対応して設けられたプレート要素２の下面側の凹部２１（図３など参照）を嵌め合わせるようになっている。そして、この凸部３１にプレート要素２の凹部２１を嵌め合わせた状態で、ボルトによってプレート要素２をベルトに固定できるようになっている。一方、このベルト３の下面側は、周期的な凹凸３２が形成されており、この凹凸３２をローラー４の外周に設けられた凹凸部分（図示せず）に噛み合わせて、滑りを防止できるようにしている。

このようなベルト３を周回させるローラー４にはモーターなどの駆動部が取り付けられ、指定された速度でベルト３を周回させるようになっている。一方、下方側に設けられたローラー４は、周回するプレート要素２を略水平な状態に維持して周回させるようにするとともに、ベルト３にテンションを与えて、プレート要素２同士の干渉による騒音を防止できるようにしている。

このような構成のもと、走行面９Ｕに位置する複数のプレート要素２の下面側には、載置プレート５が設けられるとともに、この載置プレート５とプレート要素２の接触による騒音を低減させるための摩擦防止部材６が設けられている。

この載置プレート５は、図４に示すように、左右に設けられたベルト３の内側領域であって、ベルト３の高さと略同一面を形成するように設けられる。また、この載置プレート５の表面には、着地時や蹴り出し時の大きな摩擦を防止するために、摩擦を低減させるような加工（例えば、フッ素加工など）を施すようにしている。

この載置プレート５とプレート要素２の摩擦を防止するための摩擦防止部材６は、第一の実施の形態では、図４に示すように、プレート要素２の下面側の全幅に着脱可能に取り付けられる。このような摩擦防止部材６としては、フェルトや綿などの繊維素材などが用いられるが、吸水性の高い素材を用いると、汗や湿気を吸い取って摩擦が大きくなってしまう。このため、吸水性が低く、耐摩耗性が高いアラミド繊維などの合成繊維を用いることができる。また、摩擦防止部材６を着脱可能に取り付ける場合は、プレート要素２の下面の凹部２１を避けるように、両面テープなどの粘着素材で貼り付けるようにしている。このように、プレート要素２の下面の全面に摩擦防止部材６を取り付けると、走行者の荷重が掛かった場合であっても、略同一面に設けられた載置プレート５やベルト３に荷重を分散させることができ、低摩擦状態でプレート要素２を摺動させることができるようになる。また、凹部２１を避けるように摩擦防止部材６を貼り付けることで、走行方向に剪断力が掛かった場合であっても、ベルト３の凸部３１によって摩擦防止部材６のズレを防止することができるようになる。

なお、図４では、摩擦防止部材６をプレート要素２の下面に貼り付けるようにしたが、図５に示すように、載置プレート５の表面に摩擦防止部材６を着脱可能に取り付けるようにしてもよい。なお、この載置プレート５の表面に摩擦防止部材６を設ける場合、摩擦防止部材６の表面の位置とベルト３の凸部３１の下面の位置を、略同一面にしておくことが好ましい。このようにすれば、プレート要素２をベルト３に取り付ける際に、過度に載置プレート５に設けられた摩擦防止部材６を押さえ付けてしまうことがなく、また、荷重が作用していない際における接触摩擦を減らして、騒音の発生を低減させることができるようになる。

また、このトレッドミル１では、図１や図６に示すように、プレート要素２が周回している下方側にも第二載置プレート７が設けられるとともに、この第二載置プレート７との接触による騒音を防止するための第二摩擦防止部材８が設けられる。

この第二載置プレート７は、図１に示すように、走行面９Ｕ側の載置プレート５と平行な状態で周回面９Ｄ側に設けられるものであって、同様に、金属製のプレートなどのような硬い素材で構成される。そして、この第二載置プレート７に沿ってプレート要素２を移動させ、プレート要素２の接触などによる騒音の発生を低減させるようにするとともに、プレート要素２の垂れ下がりによるベルト３の伸びなども防止できるようにしている。なお、このように第二載置プレート７にプレート要素２を接触させると、金属同士の接触による騒音を生じてしまう。このため、この実施の形態では、第二載置プレート７とプレート要素２の間にも第二摩擦防止部材８を設けるようにしている。この第二摩擦防止部材８は、前述の摩擦防止部材６と同じ素材で構成されるものであって、プレート要素２の上面における左右両端に設けられる（図２参照）。このようにすれば、第二摩擦防止部材８が走行面９Ｕ側に位置している場合に、走行面９Ｕの両端に第二摩擦防止部材８が位置することになるため、走行の邪魔になるようなことがなくなる。また、周回面９Ｄに位置した際には、図６に示すように、第二載置プレート７との間に挟まって騒音の発生を防止することができるようになる。

また、別の実施の形態では、図７に示すように、第二載置プレート７の上面側に第二摩擦防止部材８を設けることもできる。このように構成すれば、走行面９Ｕに第二摩擦防止部材８を取り付ける必要がなくなるため、走行の邪魔になるようなことがない。また、このとき、第二摩擦防止部材８をプレート要素２の幅方向に亘って設けるようにすれば、走行面９Ｕに付着したゴミなどを取り除くことができるとともに、第二載置プレート７との接触を防止して騒音の発生も低減させることができる。

次に、このように構成されたトレッドミル１の組み立て工程と、走行時における作用について説明する。

まず、トレッドミル１を組み立てる場合、プレート要素２を取り外し、その下面の全幅方向に亘って摩擦防止部材６を貼り付ける。この際、プレート要素２の下面の凹部２１と摩擦防止部材６に設けられた凹部６１とを一致させるようにして摩擦防止部材６を貼り付ける。

また、これとともに、プレート要素２の上面における左右両端近傍に、第二摩擦防止部材８を貼り付ける。

そして、このように摩擦防止部材６や第二摩擦防止部材８を取り付けた状態で、プレート要素２をベルト３に取り付けていく。このとき、プレート要素２の凹部２１とベルト３の凸部３１とを嵌合させるようにしてボルトを取り付けていく。すると、走行方向に沿ってプレート要素２が隙間なく並ぶようになり、また、その裏面側については、ベルト３と摩擦防止部材６の両方に面接触するようになる。

一方、周回面９Ｄ側については、プレート要素２の両端に取り付けた第二摩擦防止部材８が第二載置プレート７に接触し、その状態で、第二載置プレート７に沿って移動できるようになる。

この状態で、走行者が走行面９Ｕに載って運動を開始すると、走行者からの集中荷重がプレート要素２の全面に分散され、その分散荷重が左右のベルト３や載置プレート５に掛かる。このとき、着地している足が複数の載置プレート５に跨っている場合は、それぞれのプレート要素２ごとに分散された荷重がかかるようになる。そして、その分散された荷重のうち、一定の荷重については、左右のベルト３に掛かり、残りの荷重については、摩擦防止部材６を介して載置プレート５に掛かるようになる。このとき、その荷重を載置プレート５で支え、硬い地面を走行させているような状態を再現することができる。そして、その状態で、プレート要素２を載置プレート５上で走行方向に沿って移動させ、摩擦防止部材６によって騒音を低減させる。

この走行面９Ｕから周回してきたプレート要素２は、前後のローラー４から下方に設けられたローラー４に移動し、そこから、第二載置プレート７の上に移動していく。

プレート要素２が周回面９Ｄ側に周回してくると、プレート要素２の両端に設けられた第二摩擦防止部材８が第二載置プレート７の上に接触した状態となり（図６の状態）、逆方向に摺動する。これにより、周回時におけるベルト３の撓みを防止しつつ、プレート要素２を整列させた状態で周回させることができるようになる。

このように上記実施の形態によれば、走行方向と交差する方向を長手方向とし、前記走行方向に連結された複数のプレート要素２と、走行面９Ｕに位置する複数のプレート要素２の下方に設けられる載置プレート５と、当該載置プレート５と前記プレート要素２との間に設けられた摩擦防止部材６とを備え、当該摩擦防止部材６を挟んだ状態で前記プレート要素２を周回させるようにしたトレッドミル１において、前記周回するプレート要素２の下側周回位置の下面側に設けられる第二載置プレート７と、当該第二載置プレート７と前記下側周回位置で周回するプレート要素２との間に設けられた第二摩擦防止部材８を設けるようにしたので、従来のようなローラー１０５の回転による激しい騒音がなくなるとともに、載置プレート５に面接触させることでプレート要素２を平面状に維持しておくことができる。これにより、走行面９Ｕの安定性も確保することができるようになる。また、プレート要素２によって荷重を分散させることで、摩擦防止部材６に作用する摩擦力も低減させ、熱の発生なども防止することができるようになる。さらに、分割されたプレート要素の自重による垂れ下がりを防止することで、ベルトの撓みを防止することができるとともに、第二摩擦防止部材によって、第二載置プレートとの摺動時における騒音も防止することもできる。

なお、本発明は、上記実施の形態の限定されることなく、種々の態様で実施することができる。

例えば、上記実施の形態では、左右両端にベルト３を設けて周回させるようにしたが、中央などにもベルト３を設けてプレート要素２を取り付けるようにしてもよい。このとき、載置プレート５は、それぞれのベルト３の隙間に設けるようにしておく。

また、上記実施の形態では、第二載置プレート７を上側の載置プレート５と平行となるように設けたが、逆三角形となるようにプレート要素２を周回させ、前後下方の斜辺に沿って第二載置プレート７を設けるようにしてもよい。

また、他の実施の形態では、載置プレート５の上下方向の位置を調整する調整部を設け、これによって、載置プレート５の位置を調整するようにしてもよい。このようにすれば、摩擦防止部材６の厚みに応じた載置プレート５の位置に調整することで、踏圧時の感覚を調整することができるようになる。このような調整部としては、載置プレート５の端部にスクリューネジなどを設けて、微調整できるようにする方法などが考えられる。

また、上記実施の形態では、摩擦防止部材６を着脱可能に貼り付けるようにしたが、ボルトなどで固定できるようにしてもよく、あるいは、着脱できないように取り付けるようにしておいてもよい。

１・・・トレッドミル
２・・・プレート要素
２１・・・凹部
３・・・ベルト
３１・・・凸部
３２・・・凹凸
４・・・ローラー
５・・・載置プレート
６・・・摩擦防止部材
６１・・・凹部
７・・・第二載置プレート
８・・・第二摩擦防止部材
９Ｕ・・・走行面
９Ｄ・・・周回面

Claims (3)

1. 走行方向と交差する方向を長手方向とし、前記走行方向に連結された複数のプレート要素と、
   走行面に位置する複数のプレート要素の下方に設けられる載置プレートと、
   当該載置プレートと前記プレート要素との間に設けられた摩擦防止部材と、を備え、
   当該摩擦防止部材を挟んだ状態で前記プレート要素を周回させるようにしたトレッドミルにおいて、
   前記周回するプレート要素の下側周回位置の下面側に設けられる第二載置プレートと、
   当該第二載置プレートと前記下側周回位置で周回するプレート要素との間に設けられた第二摩擦防止部材と、
   を設けたことを特徴とするトレッドミル。
2. 前記第二摩擦防止部材が、走行面に位置している状態のプレート要素の上面の左右方向の端部に設けられるものである請求項１に記載のトレッドミル。
3. 前記第二摩擦防止部材が、第二載置プレートの上面側に設けられるものである請求項１に記載のトレッドミル。

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