JPWO2009122531A1

JPWO2009122531A1 - 運動補助装置

Info

Publication number: JPWO2009122531A1
Application number: JP2010505190A
Authority: JP
Inventors: 渉実松; 西尾　文宏; 文宏西尾; 三原　泉; 泉三原; 宮口　昌通; 昌通宮口; 紀夫中野
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2008-03-31
Filing date: 2008-03-31
Publication date: 2011-07-28
Also published as: WO2009122531A1

Abstract

設置面に設置可能なベース１０を備える。ベース１０上に設けた座部２を備える。座部２に揺動運動を与える駆動部３を備える。ベース１０上に移動自在に設けた座部２に座った使用者の両足の夫々を置くための足置部６、６を備える。ベース１０上に立設した座部２の前側に位置する支持体４を備える。支持体４に設けた座部２に座った使用者が把持するためのハンドル４０、４０を備える。ハンドル４０、４０をベース１０に対して移動可能とする。バランス機能が低下している人等が安心して使用することができ、尚且つ座部を容易に乗り降りできる。

Description

本発明は、運動補助装置、殊に使用者が座る座部と、足を置く足置部とを備えて、座部及び足置部を動かすことで使用者に対して他動的運動を行わせる運動補助装置に関するものである。

使用者がその足を足置部に置くとともに座部に腰を掛け、この状態で座部を揺動させることで、使用者に足置部を踏み込ませるという動作を行わせることで下肢に運動を付与するものも提供されている（特許文献１参照）。この運動補助装置は、膝に疾患をかかえていて膝を曲げることができない使用者の下肢への運動付与という点で注目されている。
特開２００５−５８７３３号公報

ところで上記運動補助装置は座部が揺動するので座部に座った使用者の姿勢が安定せず、バランス機能が低下している人等は安心して使用することができないという問題がある。

また上記問題を解決するには例えば座部の前方に揺動時の座部に座った使用者が把持可能なハンドルを設けることが考えられる。しかし、このようにハンドルを設けた場合、座部に乗り降りする際にハンドルが邪魔になり、運動機能が低下した人等が座部の乗り降りをスムーズに行うことができなかったり、座部を乗り降りする際にハンドルに体をぶつけたりする恐れがある。

本願は上記問題を解決するために、バランス機能が低下している人等が安心して使用することができ、尚且つ座部を容易に乗り降りできる運動補助装置を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために本発明に係る運動補助装置は、設置面に設置可能なベースと、ベース上に設けた座部と、座部に揺動運動を与える駆動部と、座部に座った使用者の両足の夫々を置くためのベースに対して移動自在に設けた足置部と、ベース上に立設した座部の前側に位置する支持体と、前記支持体に設けた座部に座った使用者が把持するためのハンドルを備え、ハンドルをベースに対して移動可能とすることに特徴を有している。

上記座部を昇降させる昇降手段を備えることが好ましい。

上記支持体をベースに対して回動自在に設けてハンドルを移動可能とすることも好ましい。

上記支持体をベースに対して前後方向に回動自在に設けてハンドルを移動可能とするも好ましい。

上記支持体をベースに対して左右方向に回動自在に設けてハンドルを移動可能とすることも好ましい。

上記支持体をベースに対して水平方向に回動自在に設けてハンドルを移動可能とすることも好ましい。

上記支持体をベース上に鉛直方向に対して傾斜させて立設することも好ましい。

上記ハンドルを支持体に対して移動自在に設けてハンドルを移動可能とすることも好ましい。

上記駆動部によって与えられる座部の揺動は前後方向成分を含むものであり、駆動部による揺動後の座部を座部の前後揺動範囲における後端に配置することも好ましい。

座部に座った使用者がハンドルを把持できて姿勢を安定させることができる。従ってバランス機能が低下している人等が安心して使用することができる。また、ハンドルをベースに対して移動可能とすることで、座部の乗降時にハンドルを座部から離れた位置に移動でき、座部の乗り降りが容易になる。

昇降手段により座部乗降時に座部を下降してハンドルを座部から一層離れた位置に配置でき、座部の乗り降りが一層容易になる。

支持体を回動することでハンドルを座部から離れた位置に配置できる。

支持体を前方に回動することでハンドルを座部から離れた位置に配置できる。

支持体を左右に回動することでハンドルを座部から離れた位置に配置できる。

支持体を水平方向に回動することでハンドルを座部から離れた位置に配置できる。

支持体を傾斜させたことにより、支持体を水平方向に回動した場合には、ハンドルを支持体の回動中心から側方や前方の座部からより離れた位置に配置できる。

支持体に対してハンドルを移動することでハンドルを座部から離れた位置に配置できる。

揺動後の座部を前後揺動範囲における後端位置に配置してハンドルを座部から一層離れた位置に配置でき、座部の乗り降りが一層容易になる。

本発明の実施の形態の一例の外観を示す斜視図である。同上の駆動部を含む部分分解斜視図である。同上の駆動部の側面図である。同上の足置き台の側面図である。同上の鐙の支持部分の分解斜視図である。（ａ）（ｂ）は鐙の支持部分の側面図である。駆動部の他例を示す側面図である。（ａ）は同上の駆動部の部分断面図、（ｂ）は同上の駆動部の出力軸の正面図である。（ａ）（ｂ）は同上の駆動部によるシートの軌跡（軌道）の違いを示す平面図である。（ａ）（ｂ）は同上の運動補助装置の側方から見た説明図であり、（ａ）は支持体を起立させた使用時の状態、（ｂ）は支持体を前方に倒した座部乗降時の状態を示す。同上の運動補助装置の側方から見た説明図であり、座部を下方に移動した状態を示す。（ａ）（ｂ）は同上の運動補助装置の側方から見た説明図であり、（ａ）は使用時の状態を示し、（ｂ）は座部を後方に移動した揺動停止時における状態を示す。（ａ）（ｂ）は他例の運動補助装置の前側上方から見た説明図であり、（ａ）は支持体を起立させた使用時の状態、（ｂ）は支持体を側方に倒した座部乗降時の状態を示す。（ａ）（ｂ）はさらに他例の運動補助装置の前側上方から見た説明図であり、（ａ）は使用時の状態、（ｂ）は支持体を回動した座部乗降時の状態を示す。他例の運動補助装置の側方から見た説明図である。（ａ）（ｂ）は同上の運動補助装置の前側上方から見た説明図であり、（ａ）は使用時の状態、（ｂ）は支持体を回動した座部乗降時の状態を示す。（ａ）（ｂ）はさらに他例の運動補助装置の上方から見た説明図であり、（ａ）はハンドルを前方に回動した座部乗降時の状態、（ｂ）はハンドルを後方に回動した使用時の状態を示す。

符号の説明

２座部
３駆動部
４支持体
６足置部
１０ベース
４０ハンドル

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。まず運動装置の機構的な点から説明すると、図に示す運動装置は、設置面に設置されるベース１０と、使用者が座る背もたれ２０を備えた座部２と、該座部２を上端に配したベース１０の後部から立ち上がる立ち上がり部１１と、ベース１０の前端部から立ち上がる支持体４と、該支持体４の上端に設けた操作パネル５と、上記ベース１０の上面に配されて上記座部２に座る使用者の左右の足を個別に置くことができる左右一対の台からなる足置部６、６と、上記立ち上がり部１１に配した鐙７とからなるもので、ベース１０、立ち上がり部１１、座部２で構成される本体１における上記立ち上がり部１１内には上記座部２を揺動駆動するための駆動部３が納められている。

ベース１０の下面に接地部を備える本体１は、その立ち上がり部１１内に図２に示すように電動アクチュエータ１４（昇降手段）によって上下に昇降する支持フレーム１３を備えており、該支持フレーム１３に駆動部３が取り付けられている。

上記駆動部３は、図２及び図３に示すように、箱形に形成された可動フレーム３０内に、モータ３１とこのモータ３１の回転を２つの出力軸３２、３３に伝えるギア群３４とを配置するとともに、可動フレーム３０の上方に配した可動プレート８を２種のリンク４１、４２で可動フレーム３０に連結したもので、可動フレーム３０の前部に配されたリンク４２はその下端が軸４２１で可動フレーム３０に、上端が軸４２２で可動プレート８に連結されており、可動フレーム３０の後部に配されたリンク４１はその下端が軸４１１で可動フレーム３０に、上端が軸４１２で可動プレート８に連結されている。

また、上記可動フレーム３０は、その前後の端面の軸受け部３００、３００が上記支持フレーム１３の上端に設けたトッププレート１３１に対し、図に示す軸Ａの軸回りに回動自在に連結されている。

そして、回転駆動される２つの出力軸３２、３３のうちの出力軸３２は、可動フレーム３０の外側面側に位置させた偏心部３２０を備えて、この偏心部３２０がリンク３５によって前記支持フレーム１３のトッププレート１３１に連結されている。

他方の出力軸３３も可動フレーム３０の外側面側に偏心部３３０を位置させており、この偏心部３３０が連結リンク３６によって前記リンク４２に連結されている。

上記２つの出力軸３２、３３のうち、リンク３５で支持フレーム１３に連結されている出力軸３２の偏心部の回転は、可動フレーム３０を軸Ａの軸回りに往復回動させる。

また、他方の出力軸３３の偏心部３３０の回転は連結リンク３６とリンク４２とを介して可動プレート８を前端に揺らす。

ここにおいて、前記座部２は、出力軸３２、３３の回転に伴って前後左右に揺動駆動されることになる上記可動プレート８上に固定されるものであり、このために可動プレート８と共に座部２も前後左右の揺動を行うのであるが、左右の揺動の１サイクルの間に前後の揺動が２サイクル行われるように出力軸３２、３３の回転数を設定している。また、駆動部３が左右に傾く時に、可動プレート８及び座部２が前方に揺れるように左右揺動と前後揺動の位相を設定している。

本体１のベース１０の前端部から立ち上がる柱状の支持体４の上端には前述のように操作パネル５が取り付けられている。また、支持体４の上端部から左右両外側方に向けてハンドル４０、４０を突設してある。

操作パネル５には駆動部３の始動及び停止用のスイッチを設けている。なお、ハンドル４０部分に上記始動及び停止用のスイッチを設けても良い。また、何らかの機能を発揮させるための他のスイッチを備えたものでは、このスイッチもハンドル４０部分に設けてもよいのはもちろんであり、更にはハンドル４０を軸回りに回転させれば駆動部３のモータ３５の回転速度を変更することができるようにしてもよい。

ベース１０の上面における前記立ち上がり部１１よりも前方で且つ支持体４よりも後方の部分に位置する足置部６、６は、図４に示すように上下に可動となるように例えば図示例のようなパンタグラフ機構６０でベース１０に取り付けられたもので、反発手段であるばね６１によって上方へと付勢されている。足置部６を使用者が足で踏み込む時、ばね６１による反発力が負荷として足に加えられるものである。

本体１の立ち上がり部１１に配した鐙７は、ここではバー状のものを用いて、その左右両端に右足と左足とを乗せることができるようにしている。ただし、図１に示す鐙７は、座部２に座った使用者が足を前記足置部６に置く際に邪魔にならない位置に退避させた状態にあり、該鐙７を使用する時は、鐙７を上方に移動させた状態とする。

図５及び図６に本体１の立ち上がり部１１に対する鐙７の取り付け構造を示す。立ち上がり部１１の左右両側面には水平溝１１０ａと斜め溝１１０ｂとが一端で交わる取付溝１１０を設けており、鐙７は左右一対のアーム７０、７０を備えるとともに各アーム７０の内側面に断面長方形状で且つ角を丸めた突部７１を設けている。この突部７１は上記取付溝１１０内をスライド自在となっているものであり、図６（ｂ）に示すように突部７１を取付溝１１０の斜め溝１１０ｂ内に位置させれば、鐙７は上記退避状態となる。

上記突部７１を斜め溝１１０ｂに沿って斜め上方に移動させた後、図６（ａ）に示すように水平溝１１０ａ内に移動させれば、アーム７０がほぼ水平状態となって鐙７は高い位置に保持される。また、図示例では、水平溝１１０ａ内において突部７１を微小角度の範囲で上下に揺動させることができるようにしているとともに、水平溝１１０ａの前端位置に突部７１を位置させた時には、突部７１を弾性体７３で押し上げることで、上記鐙７の上下揺動に対して弾性体７３がばね負荷を加える。このために鐙７を足で踏み込む動作に対して弾性体７３による抵抗がかかるものとなっている。

このように構成された運動補助装置は、前記従来例における運動と、座部２に周期的動作を行わせることで使用者に乗馬を模した運動との２つの運動を選択的に行うことができる。

すなわち、鐙７を前述の退避状態においた状態で、使用者が座部２に腰を掛けて左右の足を夫々足置部６に置き、操作パネル５に配した起動スイッチを操作することで、前記駆動部３を作動させて座部２を揺動させる。この時、前述のように、座部２が左右に傾きながら座部２が前方に傾くものであり、この座部２の左右の傾きによる使用者の重心移動は足置部６を使用者が踏み込む動作を与えることになる。

この踏み込み動作に対する前記ばね６１による抵抗が足に対して運動を与えることになるものであり、しかも使用者の足はその膝の角度を一定に保ったままでよく、このために膝に疾患があって膝の屈伸に痛みが伴う使用者でも問題なく使用することができる。特に膝角度が１４０°程度になるように座部２の高さをセットすれば、膝にかかる負担がきわめて小さくて済む。また、座部２の高さを低くして膝の屈曲角度を大きくした状態で上記踏み込み動作を行えば、膝関節に対しても上記ばね６１による負荷を加えることができる。

一方、鐙７を退避状態から図６に示す使用状態にセットし、使用者が座部２に座るとともに鐙７に足を乗せ、この状態で駆動部３を作動させて座部２を揺動させれば、乗馬を模した運動を行うことができるものであり、この時、使用者は前後左右に身体が揺すられることに対してバランスを保つ動きを行うことになる。

なお、この乗馬を模した運動については、鐙７は本体１にではなく、座部２に取り付けたもののほうがバランス機能及び運動量を高めるということについて、より効果的なものとなる。鐙７が座部２とともに動くために、バランスを保ちにくくなるからである。この場合、鐙７は座部２から紐体で吊り下げるとともに、座部２内に紐体を巻き取ることができるようにしておくことで、足置部６を使用する時に鐙７が邪魔にならないようにすることができる。

上記２つの運動においては、座部２の好ましい揺動速度が異なるために、操作パネル５にはどちらの運動を行うかの選択スイッチと、選択した運動に応じた速度での座部２の揺動動作を開始及び停止させるスイッチとを設けるものとする。

いずれの運動を行う時にも、支持体４に設けた両ハンドル４０を握って行えば、バランス機能が低下している使用者でも安心して使用することができる。

ところで、座部２の揺動動作は、前述のように、左右の揺動の１サイクルの間に前後の揺動が２サイクル行われ、さらに駆動部３が左右に傾く時に、可動プレート８及び座部２が前方に揺れるように左右揺動と前後揺動の位相を設定しているのであるが、このように位相を設定するにあたっては、図９（ａ）に示すように、座部２の動きを平面視で見て、８の時を描くようにすることと、図９（ｂ）に示すように、Ｖ字形を描くようにすることとを左右揺動に対する前後揺動の位相を９０°ずらすことで選択することができる。なお、図９は図において下方が使用者から見て前方側となっている。

鐙７に足を載せて運動を行う時には、図９（ａ）に示す軌跡を座部２が描くほうが好ましく、足置部６に足を載せて座部２の動きに合わせて踏み込み動作を行う時には図９（ｂ）に示す軌跡を座部２が描くほうが好ましい。従って、どちらの運動を行うかによって座部２の揺動軌跡も変更できるようにしておくことが望ましい。

図７、図８は上記揺動軌跡の変更に対応させる場合の一例を示しており、駆動部３における前記出力軸３３に弧状溝３３５を設けて弧状溝３３５の両端にねじ孔３３６、３３６を設け、連結リンク３６に挿通されているとともに、上記の２つのねじ孔３３６、３３６に選択的にねじ込むことができるねじ部３３２を先端に有する摘み付きのねじ３３１で偏心軸３３０を構成している。

ねじ３３１をどちらのねじ孔３３６を用いて出力軸３３に取り付けるかによって、左右の揺動に対する前後の揺動を位相を９０°変更することができ、このために前述の８の字を描く軌道とＶ字を描く軌道ととのどちらの座部２に対して行わせるかを選択することができる。

上記の例では、単一のモータ３５の回転から左右の揺動及び前後の揺動動作を得ているために、機構的に変更しているが、左右の揺動と前後の揺動とを別のモータで行う場合は、上記位相の調整を電気的に行うことができ、揺動軌跡の変更に簡単に対応することができる。特に前記鐙７の位置変更に伴って揺動軌跡の変更を行うことも可能である。

ここで、上記両ハンドル４０、４０を設けた支持体４の下端はベース１０で前後方向に回動自在に枢支され、これによりハンドル４０、４０を移動して座部２からハンドル４０、４０までの距離を変更できるようにしてある。

上記支持体４の回動範囲は図１に示す状態又は図１０（ａ）に示す状態から図１０（ｂ）に示す状態までであり、つまり、支持体４が後方に傾いた状態又は支持体４が略鉛直となって起立した状態から前方に傾いた状態までである。

上記のように支持体４の下端をベース１０に対して前後方向に回動自在に取り付けると、図１や図１０（ａ）に示す使用時の状態から支持体４を前方に回動して図１０（ｂ）に示すようにハンドル４０、４０から座部２までの距離を使用時よりも長くすることができる。従って、使用者が座部２を乗り降りする際には、支持体４を前方に回動してハンドル４０、４０を邪魔にならない位置に配置でき、座部２の乗り降りが容易になる。

また、上記座部２を乗り降りする際には、既述の電動アクチュエータ１４を用いて、図１１のように座部２を使用時よりも下方に移動してハンドル４０、４０から座部２までの距離を更に長くすることができ、座部２の乗り降りが一層容易になる。

ここで上記電動アクチューエータ１４による座部２の昇降は以下のように自動で行うことが好ましい。即ち、座部２の揺動停止時に既述の座部２の揺動動作を開始するスイッチを操作した場合には電動アクチューエータ１４を作動させて座部２を図１１に示す位置から図１や図１０の使用時の位置まで上昇させ、この後、駆動部３による座部２を揺動し、また、座部２の揺動時に既述の座部２の揺動動作を停止するスイッチを操作した場合には、駆動部３による座部２の揺動を停止し、この後、電動アクチューエータ１４を作動させて座部２を図１１に示す位置まで下降させるのである。

さらに上記駆動部３による座部２の揺動終了時に図１２（ｂ）のように座部２を前後揺動範囲における後端にて停止させ、これにより駆動部３による揺動後の座部２を座部２の前後揺動範囲における後端に配置することが好ましい。座部２を前後揺動範囲における後端位置に配置してハンドル４０、４０から座部２までの距離を更に長くすることができ、座部２の乗り降りが一層容易になる。

また、上記支持体４は図１３のようにその下端をベース１０に対して左右方向に回動自在に取り付けても良い。この場合は図１３（ａ）に示す使用時の状態から図１３（ｂ）のように支持体４を左右方向における座部２を乗り降りする側と反対側に倒して、ハンドル４０、４０を座部２の乗り降りの際に邪魔にならない位置に配置できる。

また、図１４のように支持体４の下端をベース１０に対して水平方向（上下軸回り）に回動自在に取り付けても良い。この場合は図１４（ａ）に示す使用時の状態から支持体４を左右方向に回動することで図１４（ｂ）のようにハンドル４０、４０の向きだけを変更してハンドル４０、４０を座部２の乗り降りの際に邪魔にならない位置に配置できる。

また、図１４の例においては支持体４をベース１０から鉛直方向上向きに立ち上げたが、図１５及び図１６に示すように鉛直方向に対して傾斜させても良い。この例の支持体４は図１５及び図１６（ａ）に示すように両ハンドル４０、４０を左右方向に突出させた使用時の状態においてベース１０から斜め後方に向かって立ち上がるようにしてある。このように支持体４を傾斜させることで、図１６（ａ）に示す使用時の状態から支持体４を水平方向に回動した場合には、図１６（ｂ）のように支持体４の上端に設けたハンドル４０、４０を支持体４の回動中心の側方や前方の座部２からより離れた箇所に配置できる。このため使用者が座部２を乗り降りする際には、例えば図１６（ｂ）のようにハンドル４０、４０が座部２を乗り降りする側と反対側に位置するよう支持体４を水平方向に回動してハンドル４０、４０を邪魔にならない位置に配置でき、座部２の乗り降りが容易になる。

また、上記各例では支持体４をベース１０に対して回動自在に設けることでハンドル４０、４０を移動可能としたが、ハンドル４０、４０自体を支持体４に対して移動自在に設けても良い。図１７の例では両ハンドル４０の突出基端部を支持体４に対して前後方向に回動自在に取り付けてあり、また、両ハンドル４０、４０を左右方向に対して傾斜させている。両ハンドル４０、４０は左右対称であり、両ハンドル４０、４０を回動することで、図１７（ａ）のように両ハンドル４０、４０を斜前側に向けて突出した状態としたり、図１７（ｂ）のように斜後側に向けて突出した状態とすることができる。従って、この例においては、使用者が座部２を乗り降りする際には、図１７（ｂ）に示す使用時の状態から両ハンドル４０、４０を後方に回動して図１７（ａ）に示すようにハンドル４０、４０を邪魔にならない位置に配置できる。

また、上記各例における支持体４やハンドル４０、４０は座部２の停止時にのみ回動可能となるようにしても良く、また、座部２の揺動停止時にハンドル４０、４０が座部２から離れるよう自動的に移動させる等適宜設計変更可能である。

また、運動補助装置としては、既述の足踏み動作と、乗馬動作の２つの運動を選択的に行えるようにしたものであるが、足踏み動作のみを行える運動補助装置としても良いものとする。

Claims

設置面に設置可能なベースと、ベース上に設けた座部と、座部に揺動運動を与える駆動部と、座部に座った使用者の両足の夫々を置くためのベースに対して移動自在に設けた足置部と、ベース上に立設した座部の前側に位置する支持体と、前記支持体に設けた座部に座った使用者が把持するためのハンドルを備え、ハンドルをベースに対して移動可能とすることを特徴とする運動補助装置。
上記座部を昇降させる昇降手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の運動補助装置。
上記支持体をベースに対して回動自在に設けてハンドルを移動可能とすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の運動補助装置。
上記支持体をベースに対して前後方向に回動自在に設けてハンドルを移動可能とすることを特徴とする請求項３に記載の運動補助装置。
上記支持体をベースに対して左右方向に回動自在に設けてハンドルを移動可能とすることを特徴とする請求項３に記載の運動補助装置。
上記支持体をベースに対して水平方向に回動自在に設けてハンドルを移動可能とすることを特徴とする請求項３に記載の運動補助装置。
上記支持体を鉛直方向に対して傾斜させたことを特徴とする請求項６に記載の運動補助装置。
上記ハンドルを支持体に対して移動自在に設けてハンドルを移動可能とすることを特徴とする請求項１に記載の運動補助装置。
上記駆動部によって与えられる座部の揺動は前後方向成分を含むものであり、駆動部による揺動後の座部を座部の前後揺動範囲における後端に配置することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の運動補助装置。