JPH114858A - ベルト式巻上機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 歩行訓練者の歩行の難易の程度や回復の程度
を知ることができ、その程度に応じて、歩行訓練時にか
かる訓練者への負荷を調整することができる、ベルト式
巻上機を提供すること。 【解決手段】 ベルト式巻上機において、吊り具にかか
る荷重を連続的に検出するための荷重検出手段を備え
た。荷重検出手段が、吊り具にかかる荷重を連続的に検
出するので、吊り具に訓練者を連結した状態で、歩行訓
練を行なうことにより、訓練者の歩行挙動を知ることが
できる。よって、この歩行挙動から訓練者の歩行の難易
の程度や回復の程度を知ることができるため、最適の負
荷が訓練者に与えられるような状態で、訓練者の歩行訓
練を行なうことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ベルト式巻上機、
詳しくは、歩行訓練用として好適に使用される、ベルト
式巻上機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、足を負傷した怪我人や身体障害者
等の歩行回復を目的とする、歩行訓練としては、たとえ
ば、訓練者の両脇を介護者が支えながら、訓練者をゆっ
くりと歩行させたり、あるいは、所定間隔を隔てた平行
棒の間を、訓練者が、この平行棒を両手でつたいなが
ら、ゆっくりと歩行するなどの方法により行なわれてい
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、介護者による
歩行訓練は、人手がかかり、また、介護者が訓練者の体
重を支えなければならず、介護者は、多大の労力を払う
ことになる。また、平行棒による歩行訓練は、訓練者が
自ら体重を支えなければならず、訓練者の負担が大き
い。そのため、訓練者は、十分な歩行訓練が行えないう
ちに疲れてしまい、歩行訓練が順調に進行しないという
問題がある。

【０００４】本発明の主な目的は、上記した問題点を解
決するためになされたものであり、訓練者の歩行の難易
の程度や回復の程度を知ることができ、その程度に応じ
て、歩行訓練時にかかる訓練者への負荷を調整すること
ができる、ベルト式巻上機を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、吊り具をもつベルトと、
前記ベルトが巻回され、正逆回転可能に駆動されるドラ
ムとを備える、ベルト式巻上機において、前記吊り具に
かかる荷重を、連続的に検出するための荷重検出手段を
備えていることを特徴としている。

【０００６】このように構成すると、荷重検出手段が、
吊り具にかかる荷重を連続的に検出することができるの
で、吊り具に訓練者を連結した状態で、歩行訓練を行な
うことにより、訓練者の歩行挙動を知ることができる。
よって、この歩行挙動から訓練者の歩行の難易の程度や
回復の程度を知ることができるため、ドラムの駆動によ
り、その程度に応じた負荷がかかるように、訓練者を吊
り上げることができる。

【０００７】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の発明において、前記荷重検出手段により検出さ
れた荷重が、入力された設定荷重となるように、ドラム
の駆動を制御する荷重制御手段をさらに備えていること
を特徴としている。たとえば、歩行訓練中に訓練者の歩
行姿勢が変化したり、あるいは歩行経路に段差などがあ
る場合には、荷重検出手段により検出される荷重が変化
することがある。このような場合において、荷重制御手
段を設けることによって、常に設定荷重どおりの荷重が
検出されるようにドラムを駆動させることができる。

【０００８】また、請求項３に記載の発明では、請求項
２に記載の発明において、前記荷重検出手段が、急激な
荷重変化を検出したときに、前記ドラムの駆動を停止さ
せるための停止制御手段をさらに備えていることを特徴
としている。たとえば、歩行訓練中に、訓練者が転倒す
るなどの事故が発生した場合には、荷重検出手段は急激
な荷重変化を検出することになる。このような場合にお
いて、停止制御手段を設けることによって、この急激な
荷重変化に応じて、前記ドラムの駆動を停止させること
ができる。

【０００９】また、請求項４に記載の発明では、請求項
１ないし３のいずれかに記載の発明において、前記吊り
具は、遊車を介して前記ベルトに取付けており、前記ベ
ルトの遊端部に、前記荷重検出手段が連結されているこ
とを特徴としている。このような構成により、吊り具に
かかる荷重は、遊車を介してベルトに作用し、このベル
トの遊端部に連結された荷重検出手段に、直接伝わるよ
うになる。

【００１０】また、請求項５に記載の発明では、請求項
１ないし４のいずれかに記載の発明において、前記荷重
検出手段が、ロードセルにより構成されていることを特
徴としている。荷重検出手段をロードセルにより構成す
ることにより、正確に、吊り具にかかる荷重を連続的に
検出できる。また、請求項６に記載の発明では、請求項
１ないし５のいずれかに記載の発明において、ベルト式
巻上機は、歩行訓練に使用されるものであることを特徴
としている。この発明のベルト式巻上機は、荷重検出手
段により、吊り具ににかかる荷重を連続的に検出でき、
さらに荷重制御手段を設けることによって、常に設定荷
重どおりの荷重が検出されるようにドラムを駆動させる
ことができる。そのため、訓練者の歩行の難易の程度や
回復の程度に応じて、歩行訓練時に訓練者にかかる負荷
を調整することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施形態を示
すベルト式巻上機の側面断面図、図２は、図１に示した
ベルト式巻上機の正面断面図である。このベルト式巻上
機１は、図１に示すように、所定間隔を隔てて対向する
２つの側板２および３間に、軸受を介して駆動軸４が回
転自由に支持されており、この駆動軸４には、中心部に
この駆動軸４の挿通軸孔が形成された円筒状のドラム５
が支持されている。一方の側板２の外側方には、モータ
軸６をもつサーボモータ７が内装されたモータケース９
が配設されており、他方の側板３の外側方には、モータ
軸６の駆動を減速して、駆動軸４に伝える、減速歯車機
構１０を内装したギヤケース１１を配設している。サー
ボモータ７からの駆動は、モータ軸６からジョイント部
材１２を介して減速歯車機構１０に伝達され、駆動軸４
を介して、ドラム５に伝達され、このドラム５を正逆回
転させるようにしている。

【００１２】図２に示すように、ドラム５は、側板２お
よび３の中央部から、やや外方に変位した位置に配置さ
れており、また、側板２および３の中央部に対して、こ
のドラム５が変位する位置と反対側の位置には、荷重検
出手段としてのロードセル１４が配置されている。ロー
ドセル１４の下方には、ベルト固定部１５が連結されて
おり、平ベルト１３は、一端が、図には示さないが、ド
ラム５の外周面に固定され、他端が、このベルト固定部
１５に、固定具１５ａおよび１５ｂを介して固定され
る。また、平ベルト１３における、ドラム５とベルト固
定部１５との間には、吊り具１８が取付けられている。
吊り具１８には、その下方にリング状のフック１９が設
けられており、このフック１９に、後述する歩行訓練用
の把持杆２０がワイヤー８を介して取付けられる。ま
た、吊り具１８は、ローラ軸１７に回転可能に支持され
る遊車１６を内装しており、この遊車１６に、平ベルト
１３を掛け止めることにより、吊り具１８を、この遊車
１６を介して、平ベルト１３に取付けている。

【００１３】このようにして、ドラム５とベルト固定部
１５との間に掛け渡された平ベルト１３は、駆動軸４の
正回転駆動によりドラム５に巻き取られ、吊り具１８を
上昇させることができ、また、駆動軸４の逆回転駆動に
よりドラム５から送り出され、吊り具１８を下降させる
ことができる。また、ロードセル１４は、その上部にお
いて、２つの側板２および３間に架設される固定軸２１
に周方向に回転可能に支持される一方で、ベルト固定部
１５の下方には、２つのローラ２２および２３を対設し
て、ベルト固定部１５に固定されるベルト１３の遊端部
を挟持するように構成し、ロードセル１４を強固に固定
することなく、ある程度の周方向の回転が許容されるよ
うに支持している。このようにロードセル１４を支持す
ることで、吊り具１８が横引き状態となり、ベルト固定
部１５がロードセル１４に対して変位しても、それに伴
ってロードセル１４を周方向に回転させて、ロードセル
１４に対してベルト固定部１５が歪むことをなくし、ロ
ードセル１４の検出精度を向上させている。

【００１４】一方、２つの側板２および３間における、
ドラム５の下方には、平ベルト１３をドラム５から円滑
に送り出し、あるいはドラム５に円滑に巻き取るための
ベルトガイド２４が設けられている。このベルトガイド
２４は、平ベルト１３を移動自由に挿通する挿通路２６
をもち、ガイド軸２５により回転可能に支持されてい
る。このようにベルトガイド２４を支持することで、吊
り具１８が横引き状態となっても、平ベルト１３を円滑
にドラム５に案内できるようにしている。

【００１５】また、２つの側板２および３間における、
ドラム５の径方向外方上部側には、平ベルト１３をドラ
ム５の外周面側に常時押しつけて、平ベルト１３の乱巻
きを防止するための乱巻防止体２７が、枢支軸２８を介
して揺動自由に支持されている。この乱巻防止体２７
は、先端部にロール２９が回転自由に支持されており、
図示しないばねにより、常時、このロール２９がドラム
５の外周面側に押しつけられるように付勢される。ま
た、枢支軸２８に、図示しないリミットスイッチを設け
ることにより、平ベルト１３の巻取径が所定径よりも小
さくなったとき、および所定径よりも大きくなったとき
に、このリミットスイッチを作動させて、サーボモータ
７の駆動を停止させるようにしている。

【００１６】さらに、２つの側板２および３間におけ
る、下端部には、光電センサー３０を設けて、遊車１６
が側板２および３に近づき過ぎたときには、この光電セ
ンサー３０が異常接近を検出して、サーボモータ７の駆
動を停止させるようにしている。また、２つの側板２お
よび３間における、上端部には、この２つの側板２およ
び３間に架設される支持軸３１を介して、トロリー３２
を取り付けている。このトロリー３２は、２つの走行輪
３４および３５を備えており、後述する歩行訓練用のレ
ール３３に取り付けられる。

【００１７】このように、ベルト式巻上機１を構成する
ことにより、吊り具１８にかかる荷重は、遊車１６を介
して平ベルト１３に作用し、この平ベルト１３の遊端部
に連結されたロードセル１４に、直接伝わるようにな
る。そのため、簡易な構成であるにもかかわらず、ロー
ドセル１４が、正確かつ確実に、吊り具にかかる荷重を
検出する。また、荷重検出手段としてロードセル１４を
用いることにより、簡易かつ安価でありながら、正確
に、吊り具１８にかかる荷重を連続的に検出できる。

【００１８】このように構成されたベルト式巻上機１
は、歩行訓練用として好適に用いることができる。以下
に、このベルト式巻上機１を歩行訓練用として用いた場
合について、その作用とともに説明する。図３は、ベル
ト式巻上機１を歩行訓練用に適合させた場合の装置全体
の構成図である。図３において、３３は、室内の天井に
取付けられるレールであり、１は、レール３３に取付け
られるベルト式巻上機、２０は、このベルト式巻上機１
のフック１９にワイヤー８を介して取り付けられる把持
杆、４０は、歩行訓練をする訓練者、４１は、ベルト式
巻上機１の操作部である。

【００１９】レール３３は、所定間隔を隔てて配置され
る２本の横レール３６および３７と、この２本の横レー
ル３６および３７の間に架設される縦レール３８とから
構成される。縦レール３８は、２本の横レール３６およ
び３７間において、矢印３９に示す方向に移動自由に設
けられる。また、ベルト式巻上機１は、トロリ３２を介
して縦レール３８の長さ方向に移動自由に取付けられ
る。

【００２０】そして、歩行訓練を行なう場合に、訓練者
４０が前後方向に歩行する場合は、縦レール３８に沿っ
て、トロリ３２が訓練者４０とともに移動され、訓練者
４０が左右方向に歩行する場合は、縦レール３８が、２
本の横レール、３６および３７に沿って移動される。図
４は、操作部４１の操作盤５１を示す正面図である。歩
行訓練を開始するときには、操作部４１の電源４７を入
れてから、運転モードスイッチ４３をオンにする。この
運転モードにおいては、ロードセル１４で検出された荷
重が、荷重表示部４４において表示され、また、平ベル
ト１３の巻上げ、巻下げを、巻上げスイッチ４５および
巻下げスイッチ４６で行なうことができる。したがっ
て、運転モードでは、訓練者４０が歩行した際の荷重の
かかり具合い、つまり歩行挙動を、常時荷重表示部４４
で知ることができる。よって、この歩行挙動から訓練者
の歩行の難易の程度や回復の程度を知ることができる。
そして程度に応じて、巻上げスイッチ４５および巻下げ
スイッチ４６の操作により、訓練者４０を適度に吊り上
げて、最適の負荷が訓練者４０に与えられるような状態
にして、訓練者４０の歩行訓練を行なうことができる。

【００２１】次に、荷重制御モードスイッチ４８をオン
にすると、運転モードから荷重制御モードに切り替わ
る。このモードにおいては、訓練者４０に最適の負荷が
与えられる荷重を、荷重設定部４９にキー入力すること
により、設定する。そして、荷重制御モードにおいて
は、操作部４１に内装される荷重制御手段としてのコン
ピュータ４２が、ロードセル１４により検出された荷重
と荷重設定部４９においてキー入力された設定荷重と
が、所定の範囲内において一致するように、ドラム５を
駆動させる。すなわち、設定荷重よりも検出荷重が低い
場合には、平ベルト１３を巻上げるようにドラム５を駆
動させ、設定荷重よりも検出荷重が高い場合には、平ベ
ルト１３を巻下げるようにドラム５を駆動させる。この
ような制御を行なうことにより、たとえば、歩行訓練中
に訓練者４０の歩行姿勢が変化したり、あるいは歩行経
路に段差などがあるようなときに、ロードセル１４によ
り検出される荷重が変化することがあっても、常に設定
荷重どおりの荷重で訓練者４０を吊り上げて、訓練者４
０に常に一定の負荷を与えることができ、安定した状態
において、歩行訓練を行なわせることができる。

【００２２】また、操作部４１のコンピュータ４２は、
ロードセル１４が急激な荷重変化を検出したときに、ド
ラム５の駆動を停止させるための停止制御を行なってい
る。図５に、その制御のフローチャートを示す。この制
御は、荷重制御モードスイッチ４８をオンにして、荷重
制御を行なっている状態において、ロードセル１４によ
り所定時間毎に検出される荷重を、毎回前回検出した荷
重と比較することにより行なわれ、今回検出した荷重か
ら前回検出した荷重を差し引いた値が、所定の入力値、
たとえば、１０ｋｇ以下であれば、荷重検出を続行し、
所定の入力値、たとえば、１０ｋｇ以上であれば、急激
な荷重変化があったものとして、ドラム５の駆動を停止
させるように制御するものである。

【００２３】このように、ロードセル１４が急激な荷重
変化を検出したときに停止制御を行なうことによって、
たとえば、歩行訓練中に、訓練者４０が転倒するなどの
事故が発生した場合には、コンピュータ４２は急激な荷
重変化を検出し、ドラム５の駆動を停止させることがで
きる。したがって、この停止制御により、訓練者４０の
不測の事故を防ぎ、安全な歩行訓練が確保できる。

【００２４】さらに、この運転制御モードにおいては、
別の停止制御が行なわれている。すなわち、図５に示す
ように、予めコンピュータ４２に上限荷重（たとえば、
１１０ｋｇ）と下限荷重（たとえば、４ｋｇ）とを入力
しておき、荷重制御を行なっている状態において、この
上限荷重と下限荷重との間に検出荷重がある場合には、
引続き荷重制御を行ない、検出荷重がこの上限荷重と下
限荷重との間から外れたときには、ドラム５を停止する
ように制御し、さらに、一定時間、たとえば２秒間、検
出荷重が上限荷重と下限荷重との間から外れた状態を維
持した場合には、荷重表示部４４にエラーを点滅させる
ようにしている。

【００２５】なお、図４に示す５０は、緊急時の非常停
止スイッチである。本実施形態では、運転モードにおい
て、荷重表示部４４に検出荷重を表示するようにした
が、荷重表示部４４に検出荷重を表示せずに、別にＸ−
Ｙレコーダー等を接続して、経時的に歩行の記録をとる
ようにしてもよい。また、位置センサーや歩行解析装置
を併用することで、さらに精度の高い歩行挙動を知るこ
とができる。

【００２６】また、ロードセル１４は、トロリ３２と２
つの側板２および３との間に介挿してもよく、また、荷
重検出手段は、ロードセル１４でなくても、トルクメー
タなどをドラム５の軸心に取付けるように構成してもよ
い。さらに、吊り具１８を、訓練者４０がそのまま把持
できるような把持杆として構成してもよく、また、訓練
者４０をそのまま吊れるような吊りベルトや胴着として
構成してもよい。

【００２７】以上に述べた、本実施形態のベルト式巻上
機１は、歩行訓練用に好適に用いることができるが、他
の用途に用いてもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１に記載の発
明によれば、荷重検出手段により、訓練者の歩行挙動を
知ることができ、よって、この歩行挙動から訓練者の歩
行の難易の程度や回復の程度に応じて、最適の負荷が訓
練者に与えられるような状態で、訓練者の歩行訓練が行
えるようにできる。したがって、訓練者を順調に回復に
導くことができる。

【００２９】また、請求項２に記載の発明によれば、歩
行訓練中に訓練者の歩行姿勢が変化したり、あるいは歩
行経路に段差などがあることにより、荷重検出手段によ
り検出される荷重が変化することがあっても、荷重制御
手段により、常に設定荷重どおりの負荷を訓練者に与え
ることができる。したがって、安定した状態で、歩行訓
練を行なわせることができる。

【００３０】また、請求項３に記載の発明によれば、歩
行訓練中に、訓練者が転倒するなどの事故が発生した場
合には、停止制御手段により、ドラムの駆動を停止させ
て、訓練者の不測の事故を防ぎ、安全な歩行訓練を確保
できる。また、請求項４に記載の発明によれば、荷重検
出手段は、簡易な構成により、正確かつ確実に、吊り具
にかかる荷重を検出することができる。

【００３１】また、請求項５に記載の発明によれば、簡
易かつ安価でありながら、正確に、吊り具にかかる荷重
を連続的に検出できる。また、請求項６に記載の発明に
よれば、ベルト式巻上機を、歩行訓練に使用することに
よって、訓練者の歩行の難易の程度や回復の程度に応じ
た負荷を訓練者に与えながら歩行訓練を行なうことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すベルト式巻上機の側
面断面図である。

【図２】図１に示したベルト式巻上機の正面断面図であ
る。

【図３】ベルト式巻上機を歩行訓練用に適合させた場合
の装置全体の構成図である。

【図４】操作部の操作盤を示す正面図である。

【図５】荷重制御モードで制御を行なっている状態にお
ける、停止制御を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ ベルト式巻上機 ５ ドラム １３ 平ベルト １４ ロードセル １６ 遊車 １８ 吊り具 ４２ コンピュータ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吊り具をもつベルトと、前記ベルトが巻
   回され、正逆回転可能に駆動されるドラムとを備える、
   ベルト式巻上機において、 前記吊り具にかかる荷重を、連続的に検出するための荷
   重検出手段を備えていることを特徴とする、ベルト式巻
   上機。
2. 【請求項２】 前記荷重検出手段により検出された荷重
   が、入力された設定荷重となるように、ドラムの駆動を
   制御する荷重制御手段をさらに備えている、請求項１に
   記載のベルト式巻上機。
3. 【請求項３】 前記荷重検出手段が、急激な荷重変化を
   検出したときに、前記ドラムの駆動を停止させるための
   停止制御手段をさらに備えている、請求項２に記載のベ
   ルト式巻上機。
4. 【請求項４】 前記吊り具は、遊車を介して前記ベルト
   に取付けており、前記ベルトの遊端部に、前記荷重検出
   手段が連結されている、請求項１ないし３のいずれかに
   記載のベルト式巻上機。
5. 【請求項５】 前記荷重検出手段が、ロードセルにより
   構成されている、請求項１ないし４のいずれかに記載の
   ベルト式巻上機。
6. 【請求項６】 歩行訓練に使用される、請求項１ないし
   ５のいずれかに記載のベルト式巻上機。