JPWO2009122544A1 - 運動補助装置 - Google Patents

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Abstract

高齢者等であっても、適度な踏み込み運動を容易に且つ確実に行うことのできる運動補助装置を提供することを、課題とする。このため、本発明の運動補助装置を、座部２１と、足置部４０と、足置部４０に置いた使用者Ｍの脚に加わる自重が周期的に変化するように座部２１を揺動させる座部揺動手段１１と、足置部４０に加わる荷重を検出する荷重検出手段１２と、座部２１の高さを変更する座部高さ変更手段１３と、荷重検出手段１２の検出結果に基づいて座部２１の揺動内容と座部２１の高さの両方又は一方を変化させる制御手段１と、を具備したものとする。

Description

本発明は、使用者の脚に加わる自重が周期的に変化するように座部を揺動させる運動補助装置に関する。
日本公開特許第２００５−５８７３３号公報には、座部と、足置部と、足置部に置いた使用者の脚に加わる自重が周期的に変化するように座部を揺動させる座部揺動手段とを具備する運動補助装置が開示されている。使用者は自身の足裏を足置部に載せるとともに自身の臀部を座部に載せた着座姿勢となり、この着座姿勢において座部を揺動させることによって、脚部の筋群を緊張・弛緩させることができる。
上記運動補助装置によれば、使用者は自発的に筋力を発揮せずとも他動的に踏み込み運動を行うことができ、運動能力の低い使用者であっても安全に脚部の筋群を鍛えることができる。また、使用者の脚部の筋群には全体重が作用することがなく、低い負荷で踏み込み運動を行うことができるので、高齢者等の筋力が低下した使用者であっても安全に脚部の筋群を鍛えることができる。
ところで、上記運動補助装置において、使用者の脚部に適度な負荷をかけながら踏み込み運動を行うためには、適度な負荷がかかっているか否かを使用者が自ら判断し、そのうえで、脚部に最適な負荷がかかるように自らの踏み込み動作のタイミングや強度を変更することや、座部の高さを変更する等の、適宜の調整作業が必要になる。この調整作業は、他動的な踏み込み運動の初心者や、運動能力の低い使用者や、高齢者等の使用者にとっては、容易な作業ではないという問題がある。
本発明は上記問題点を解決するために為されたものであって、他動的な踏み込み運動の初心者や、運動能力の低い使用者や、高齢者等の使用者であっても、脚部に適度な負荷のかかる踏み込み運動を容易に且つ確実に行うことのできる運動補助装置を提供することを、目的とする。
上記問題点を解決するために、本発明の運動補助装置を、座部２１と、足置部４０と、足置部４０に置いた使用者Ｍの脚に加わる自重が周期的に変化するように座部２１を揺動させる座部揺動手段１１と、足置部４０に加わる荷重を検出する荷重検出手段１２と、座部２１の高さを変更する座部高さ変更手段１３と、荷重検出手段１２の検出結果に基づいて座部２１の揺動内容と座部２１の高さの両方又は一方を変化させる制御手段１と、を具備したものとする。
このようにすることで、使用者Ｍが自ら運動強度を判断して調整せずとも、足置部４０に適当な荷重がかかるように座部２１の揺動内容や座部２１の高さを自動的に変化させることが可能になる。したがって、他動的な踏み込み運動の初心者や、運動能力の低い使用者や、高齢者等の使用者Ｍであっても、脚部に適度な負荷のかかる踏み込み運動を容易に且つ確実に行うことができる。
制御手段１は、荷重検出手段１２の検出結果を所定の適正下限値と比較し、荷重検出手段１２の検出結果が適正下限値よりも小さい場合には、座部２１の高さを下降させるものであることが好ましい。このようにすることで、足置部４０にかかる荷重が小さくて運動強度が不十分である場合には、座部２１を低くして足置部４０にかかる荷重を増大させることができる。
また、制御手段１が変化させる座部２１の揺動内容は、座部２１の揺動速度であることが好ましい。このようにすることで、揺動速度を変化させることによって、足置部４０にかかる荷重を容易に且つ確実に制御することができる。
このとき、制御手段１は、荷重検出手段１２の検出結果を所定の適正下限値と比較し、荷重検出手段１２の検出結果が適正下限値よりも小さい場合には、揺動速度を上昇させるものであることが好ましい。このようにすることで、足置部４０にかかる荷重が小さくて運動強度が不十分である場合には、座部２１の揺動速度を上げて足置部４０にかかる荷重を増大させることができる。
またこのとき、制御手段１は、荷重検出手段１２の検出結果を所定の適正上限値と比較し、荷重検出手段１２の検出結果が適正上限値よりも大きい場合には、揺動速度を低下させるものであることが好ましい。このようにすることで、足置部４０にかかる荷重が大きくて運動強度が過剰である場合には、座部２１の揺動速度を下げて足置部４０にかかる荷重を減少させることができる。
また、制御手段１は、使用者Ｍの体重に基づいて所定の適正下限値や適正上限値を設定するものであることが好ましい。このようにすることで、使用者Ｍの体型に応じた適切な運動強度となるように、座部２１の揺動内容や高さを制御することができる。
また、制御手段１は、荷重検出手段１２が検出する荷重の所定回数の平均値を、荷重検出手段１２の検出結果として用いるものであることが好ましい。このようにすることで、座部２１の揺動内容や高さを安定的に制御することができる。
また、荷重検出手段１２の検出結果を報知する報知手段１４を具備することも好ましい。このようにすることで、使用者Ｍに対して現状の運動強度を知らせるとともに、運動を継続するための動機付けを与えることができる。
更に、報知手段１４は、荷重検出手段１２の検出結果を時系列で報知するものであることや、荷重検出手段１２の検出結果を標準値と対比して報知するものであることが好ましい。このようにすることで、使用者Ｍに対して現状の運動強度のレベルを分かりやすく知らせるとともに、運動を継続するための動機付けを強く与えることができる。
また、上記問題点を解決するために、本発明の運動補助装置を、座部２１と、足置部４０と、足置部４０に置いた使用者Ｍの脚に加わる自重が周期的に変化するように座部２１を揺動させる座部揺動手段１１と、足置部４０に加わる荷重を検出する荷重検出手段１２と、使用者Ｍに対して運動内容の修正を勧める修正勧奨手段１５と、荷重検出手段１２の検出結果に基づいて所定の目標運動量を達成するように修正勧奨手段１５を動作させる制御手段１と、を具備したものとしてもよい。
このようにすることで、使用者Ｍが自ら運動強度を判断して調整せずとも、修正勧奨手段１５が勧めるように運動内容を修正することにより、足置部４０に適当な荷重がかかるような運動を実現することができる。したがって、他動的な踏み込み運動の初心者や、運動能力の低い使用者や、高齢者等の使用者Ｍであっても、脚部に適度な負荷のかかる踏み込み運動を容易に且つ確実に行うことができる。
本発明の運動補助装置を示す模式的な側断面図である。 同上の運動補助装置の模式的な平面図である。 同上の運動補助装置の分解斜視図である。 同上の運動補助装置の駆動部の分解斜視図である。 同上の運動補助装置の駆動部の側面図である。 同上の運動補助装置のブロック図である。 同上の運動補助装置の座部高さ制御を示すフローチャートである。 同上の運動補助装置の揺動速度制御を示すフローチャートである。 同上の運動補助装置の表示部の画面表示例を示す平面図である。 同上の運動補助装置の表示部の他の画面表示例を示す平面図である。 同上の運動補助装置の表示部の更に他の画面表示例を示す平面図である。 同上の運動補助装置の表示部の更に他の画面表示例を示す平面図である。
本発明を詳細に説述するために、添付の図面に従ってこれを説明する。まず、本発明の運動補助装置の基本的な構造について説明する。
本発明の運動補助装置は、図１、図２に示すように、床などの定位置に置かれる基台１０を有し、基台１０の上には、使用者Ｍの臀部を支持する座部２１を上端部に備えた座部支持台２０と、使用者Ｍが必要に応じて手で把持するハンドル３１を上端部に備えたハンドルポスト３０とが設けられる。ハンドル３１を把持すれば、使用者Ｍの上体の位置を安定させることができる。基台１０における座部支持台２０とハンドルポスト３０との間の箇所には、上面を足置面４０ａとする足置部４０を設けている。足置部４０は使用者Ｍが左右の足裏をそれぞれ足置面４０ａに載せることによって、左右の足位置を規制するものである。
座部支持台２０には、座部２１を揺動させる座部揺動手段１１である駆動部５０と、座部２１と駆動部５０とを基台１０に対して昇降させる座部高さ変更手段１３である昇降機構部６０とを設けている。駆動部５０および昇降機構部６０の構成については後述する。
駆動部５０は、座部２１の接触面２１ａに臀部を載せるとともに左右一対の足置部４０の足置面４０ａに足裏を載せた状態の使用者Ｍに対して、駆動源を用いて座部２１を揺動させて臀部の位置を変化させることにより、使用者Ｍの脚に作用する自重を変化させる。つまり、使用者Ｍの体重を臀部と脚部とに分散して支持している状態において、臀部の位置を周期的に変化させることにより臀部で支持する自重を増減させ、結果的に脚部に作用する自重を周期的に変化させる。
ここで、膝を所定角度だけ曲げていると、座部２１で体重を支持する割合が減少したときに、スクワット運動を行って膝を曲げているときと同様に、使用者Ｍの大腿部に作用する負荷が増加し、大腿部の筋群を筋収縮させることが可能になる。つまり、座部２１を駆動源により揺動させると、使用者Ｍの自発的な運動ではない他動的な踏み込み運動によって大腿部の筋群が緊張と弛緩とを繰り返すことになる。すなわち、駆動部５０が座部２１を揺動させることにより、主として大腿部の筋群を運動させて鍛えることができる。
座部２１の揺動方向は、膝関節に剪断力が作用しないように設定しておくことが望ましい。使用者Ｍの臀部を座部２１の接触面２１ａで支持している状態において、使用者Ｍの足は、図２のように、爪先側の距離が踵側の距離よりも大きくなるのが自然な姿勢であり、両足間の開き角度θは足置部４０に足を載せる位置で決めることができる。そこで、足置部４０に足を載せたときの各足の踵と爪先とを結ぶ中心線に沿う方向に座部２１を揺動させることによって、膝関節に剪断力を作用させずに運動させることが可能になる。つまり、座部２１が揺動範囲において後端位置から前方に移動する際に、斜め右前方に移動する期間と斜め左前方に移動する期間とを設けることにより、膝関節に剪断力を作用させることなく左右の脚の大腿部にそれぞれ自重を作用させることができる。
ハンドルポスト３０の上端部には操作表示パネル３２を設けている。操作表示パネル３２には、運動量の目安に関する表示等を行う液晶画面から成る表示部３３と、駆動部５０や昇降機構部６０の動作に関する指示入力を行うスイッチ類から成る操作部３４とを設けている。
次に、座部支持台２０の構造について、さらに詳しく説明する。図３に示すように、座部支持台２０は、基台１０に立設した中空の支柱部２２を有し、支柱部２２の内部には昇降機構部６０の下端部を収納している。昇降機構部６０は、支柱部２２に対して摺動可能に昇降する昇降ベース６１を有しており、昇降ベース６１の上端部に駆動部５０を搭載している。駆動部５０は、座部２１とともに基台１０に対して移動可能である。支柱部２２の中心線は上下方向に対して後傾しており、昇降ベース６１が支柱部２２内を摺動することによって、座部２１の接触面２１ａは、支柱部２２の中心線に沿った一直線上での位置調節が可能になる。
昇降ベース６１は、昇降モータ６３を備える昇降駆動部６２により昇降駆動される。昇降駆動部６２としては、昇降モータ６３に加えて、基台１０に固定される柱状の固定部材６４と、固定部材６４に螺合するボールねじを備えた可動部材６５とを備え、昇降モータ６３により可動部材６５を回転させることで、可動部材６５を固定部材６４に対して進退させる構成を採用している。昇降ベース６１は、可動部材６５の上端部に取り付けられ、可動部材６５の固定部材６４に対する進退動作に伴って昇降する。
昇降ベース６１は、駆動部５０を搭載する台座６１ａを備え、台座６１ａの下面には一対のガイド板６１ｂを設けている。昇降駆動部６２における可動部材６５の上端部は台座６１ａの下面側に結合している。また、各ガイド板６１ｂの外側面にはローラ６１ｃを取り付けており、支柱部２２の内側に設けたレール部２２ａでローラ６１ｃを案内することにより、昇降ベース６１を支柱部２２に対して滑らかに移動させる。なお、固定部材６４に対する可動部材６５の進退量を検出する位置センサ６を設け（図６参照）、位置センサ６での検出値を目標値に一致させるように昇降モータ６３の回転を制御する構成を備えている。
昇降ベース６１の台座６１ａには、筒状の昇降カバー６６を取付けている。昇降カバー６６の下端部は、昇降駆動部６２が伸縮する範囲において支柱部２２の外側面に重複するようにしてある。また、昇降ベース６１の台座６１ａには、布状の柔軟材料で形成した機構部カバー６７も取り付けている。機構部カバー６７は、台座６１ａと座部２１との間を覆うことで、駆動部５０の外部への露出を防止する。
次に、駆動部５０の構造について、図４および図５を用いて更に詳しく説明する。駆動部５０は、昇降ベース６１の台座６１ａとともに座部２１を揺動させるものであり、台座６１ａの上面に立設した前後一対の軸支板５１ａ，５１ｂと、軸部５２ａ，５２ｂとで軸着される。前後の軸部５２ａ，５２ｂは同軸上に配置しており、駆動部５０が軸部５２ａ，５２ｂを中心に回動することにより、駆動部５０に結合された座部２１の左右方向（図３中に矢印Ｎで示す方向）の揺動が可能になっている。
駆動部５０は、前後一対のフレーム板５３ａ，５３ｂを備えている。両フレーム板５３ａ，５３ｂは、左右一対のフレーム側板５４ａ，５４ｂを介して結合される。両フレーム側板５４ａ，５４ｂには、左右方向の軸周りに回動する前リンク５５と後リンク５６の下端部が軸部５５ａ，５６ａで軸着されており、前リンク５５と後リンク５６との上端部は、軸部５５ｂ，５６ｂで台板５７に軸着されている。後リンク５６の上端部は台板５７に直接軸着されるのではなく、台板５７に固定した軸受板５７ａに軸着される。
台板５７の前端部は軸部５５ａを中心とする円弧上を移動し、台板５７の後端部は軸部５６ａを中心とする円弧上を移動するように、台板５７の移動範囲が規制されている。ここで、後リンク５６は前リンク５５よりも長寸に形成してあり、台板５７の前端部と後端部との回転半径が異なることにより、台板５７は前後に移動するに伴って上面の傾斜角度を変化させることになる。
具体的には、図５の位置を前後方向の移動範囲の後端位置とすると、前方への移動に伴って台板５７の前端部が後端部に対して相対的に下降して上面の傾斜角度が大きくなる。逆に、前端位置から後方に移動するときには、台板５７の前端部が後端部に対して相対的に上昇して上面の傾斜角度が小さくなる。座部２１の前後方向（図３に矢印Ｘで示す方向）の移動は、図中では直線移動として示しているが、実際には前後方向の傾斜角度が変化するから、前後方向の直進移動と回転移動とを複合した変位になる。
台座６１ａに対して台板５７を揺動させるための駆動源である駆動モータ７１は、両フレーム側板５４ａ，５４ｂにより保持している。なお、駆動モータ７１は出力軸が上向きに突出するように縦置きで設置しており、駆動モータ７１の出力軸にはウォーム７２を結合させている。フレーム側板５４ａ，５４ｂには第１シャフト７３と第２シャフト７４とが支承されており、第１シャフト７３には、ウォーム７２に噛合するウォームホイール７５を設けている。第１シャフト７３にはギア７６も設けており、ギア７６を、第２シャフト７４に設けたギア７７に噛合わせている。
第１シャフト７３の両端部には、第１シャフト７３とともに回転する偏心クランク７８をそれぞれ取り付けている。各偏心クランク７８には、それぞれアームリンク７９の一端部を軸着している。各アームリンク７９の他端部は、前リンク５５の左右に突設した軸ピン５５ｃにそれぞれ軸着している。
上記構成により、駆動モータ７１が回転して第１シャフト７３が回転すると、偏心クランク７８およびアームリンク７９によって前リンク５５が軸部５５ａの周りで前後方向に往復移動し、台板５７の前部が軸部５５ａの周りで前後方向（図３に矢印Ｘで示す方向）に揺動する。また、後リンク５６が軸部５６ａ中心に回転するから、台板５７は前後方向の移動に伴って上面の傾斜角度を変化させることになる。
一方、第２シャフト７４の一端部には、偏心ピン７４ａを立設しており、偏心ピン７４ａには偏心ロッド８０の一端部を軸着している。偏心ロッド８０の他端部は、台座６１ａに取付けた連結金具８１に、揺動自在に連結させている。偏心ピン７４ａおよび偏心ロッド８０は、駆動部５０の左右どちらに設けてもよい。
上記構成により、駆動モータ７１が回転することで第１シャフト７３を介して第２シャフト７４が回転すると、偏心ピン７４ａおよび偏心ロッド８０によって、偏心ピン７４ａの台座６１ａに対する高さ位置が変化し、結果的に、台板５７が軸部５２ａ，５２ｂを中心として左右（図３に矢印Ｎで示す方向）に揺動する。
基本的に、駆動部５０は、座部２１を右前下方と左前下方に移動させる。ただし、ギア７６，７７のギア比および偏心クランク７８と偏心ピン７４ａとの位相差を適宜に設定することにより、座部２１の移動軌跡をＶ字状（即ち、左右１回の往復移動の間に前後２回往復する軌跡）とするほか、Ｗ字状（即ち、左右１回の往復移動の間に前後４回往復する軌跡）、８の字状（即ち、左右１回の往復移動の間に前後２回往復で後端位置が左右に偏っている軌跡）、等に設定することが可能である。
上記構成を具備する運動補助装置では、使用者Ｍが操作表示パネル３２に設けてある操作部３４を操作し、座部２１の高さや運動内容を設定して揺動運動をスタートさせると、操作表示パネル３２に内蔵した制御手段である制御手段１は昇降モータ６３や駆動モータ７１の運転を制御して、座部２１を右前下方や左前下方に向けて往復移動させる。
以上、本発明の運動補助装置の基本的な構造について説明した。以下においては、本発明の更に特徴的な構成について詳述する。図６は、本発明の運動補助装置の電気的構成を示すブロック図である。制御手段である制御手段１は、操作部３４からの指令が入力される制御回路２と、昇降モータ６３を駆動制御する昇降モータ制御回路３と、駆動モータ７１を駆動制御する駆動モータ制御回路４と、データベース５とを有している。制御回路２は、昇降モータ制御回路３と駆動モータ制御回路４を介して、昇降モータ６３と駆動モータ７１の運転を制御する。また、座部２１の高さは位置センサ６により検出され、検出結果は制御回路２に入力される。
左右の足置部４０には、足置面４０ａにかかる荷重（つまり、使用者Ｍの踏み込み力）を検知する荷重検出手段１２である荷重センサ７を、それぞれ内蔵している。荷重センサ７は、例えばスライド抵抗や歪ゲージ等から成り、左右の足置部４０の足置面４０ａにどれぐらいの荷重が加わっているのかを検出することができる。左右の荷重センサ７の検出結果は、それぞれ制御回路２に入力される。
データベース５には、左右の足置部４０にかかる理想的な荷重を、使用者Ｍの体重に対応した形で記憶させている。座部２１が揺動する最中に片方の足置部４０にかかる理想的な荷重は、使用者Ｍの体重の３０〜４０％程度の荷重である。使用者Ｍの体重に応じて決定される理想的な荷重の＋５％の荷重を適正上限値とし、理想的な荷重の−５％の荷重を適正下限値とする。
図７のフローチャートには、荷重センサ７の検出結果に応じて座部２１の高さ調整を行う場合の制御を示している。図示のように、座部２１を揺動させて使用者Ｍに他動的な踏み込み運動を行わせている最中に、左右の足置部４０では荷重センサ７により足置面４０ａにかかる荷重を計測させる（Ｓ１）。制御回路２は、左右の荷重センサ７から入力される検出値と、データベース５に記憶させてある適正上限値および適正下限値とを比較し（Ｓ２）、荷重センサ７の検出値が適正上限値と適正下限値の範囲内に収まる場合には、足置部４０の荷重は良好であって運動強度は適正であると判断して（Ｓ３）、座部２１の高さは変更せずにそのまま揺動運動を継続させる（Ｓ４、Ｓ５）。ここで、適正上限値および適正下限値と比較する荷重センサ７の検出結果としては、左右の荷重センサ７が検出する荷重の、所定回数の平均値を用いる。所定回数としては、例えば１０回程度とする。
制御回路２は、数分程度である一定時間だけ揺動運動を継続させた後に（Ｓ５）、荷重センサ７により再び足置面４０ａにかかる荷重を計測させる（Ｓ１）。つまり、足置部４０の荷重が良好である場合には、座部２１をそのままの高さに保持して揺動運動を継続しながら、数分おきに荷重を計測する。なお、使用者Ｍは自身の体重を予め操作部３４で入力しておくので、適正上限値および適正下限値は、入力した体重とデータベース５内のデータとを基にして決定される。
一方、荷重センサ７の検出値が適正下限値を下回る場合には、足置部４０の荷重が小さすぎて運動強度が不十分であると判断して（Ｓ６）、昇降モータ制御回路３を介して昇降モータ６３を駆動させ、座部２１の高さを所定段階だけ低くする（Ｓ７）。座部２１を低くした後は、直ちに、荷重センサ７により再び足置面４０ａにかかる荷重を計測させる（Ｓ１）。つまり、足置部４０の荷重が良好な範囲内に収まるまで、荷重計測および高さ変更を繰り返す。
また、荷重センサ７の検出値が適正上限値を上回る場合には、足置部４０の荷重が大きすぎて運動強度が過剰であると判断して（Ｓ８）、昇降モータ制御回路３を介して昇降モータ６３を駆動させ、座部２１の高さを所定段階だけ高くする（Ｓ９）。座部２１を高くした後は、直ちに、荷重センサ７により再び足置面４０ａにかかる荷重を計測させる（Ｓ１）。つまり、足置部４０の荷重が良好な範囲内に収まるまで、荷重計測および高さ変更を繰り返す。
図８のフローチャートには、荷重センサ７の検出結果に応じて揺動運動の運動速度を調整する場合の制御を示している。図示のように、座部２１を揺動させて使用者Ｍに他動的な踏み込み運動を行わせている最中に、左右の足置部４０では荷重センサ７により足置面４０ａにかかる荷重を計測させる（Ｓ１１）。制御回路２は、左右の荷重センサ７から入力される検出値と、データベース５に記憶させてある適正上限値および適正下限値とを比較し（Ｓ１２）、荷重センサ７の検出値が適正上限値と適正下限値の範囲内に収まる場合には、足置部４０の荷重は良好であって運動強度は適正と判断して（Ｓ１３）、座部２１の揺動速度は変更せずにそのまま揺動運動を継続させる（Ｓ１４、Ｓ１５）。ここでも、適正上限値および適正下限値と比較する検出結果としては、左右の荷重センサ７が検出する荷重の、所定回数の平均値を用いる。
制御回路２は、数分程度である一定時間だけ揺動運動を継続させた後に（Ｓ１５）、荷重センサ７により再び足置面４０ａにかかる荷重を計測させる（Ｓ１１）。つまり、足置部４０の荷重が良好である場合には、そのままの速度で揺動運動を継続しながら数分おきに荷重を計測する。
一方、荷重センサ７の検出値が適正下限値を下回る場合には、足置部４０の荷重が小さすぎて運動強度が不十分であると判断して（Ｓ１６）、駆動モータ制御回路４を介して駆動モータ７１の回転速度を増大させ、座部２１の揺動速度を所定段階だけ上昇させる（Ｓ１７）。揺動速度を上昇させた後は、直ちに、荷重センサ７により再び足置面４０ａにかかる荷重を計測させる（Ｓ１１）。つまり、足置部４０の荷重が良好な範囲内に収まるまで、荷重計測および速度変更を繰り返す。
また、荷重センサ７の検出値が適正上限値を上回る場合には、足置部４０の荷重が大きすぎて運動強度が過剰であると判断して（Ｓ１８）、駆動モータ制御回路４を介して駆動モータ７１の回転速度を減少させ、座部２１の揺動速度を所定段階だけ低下させる（Ｓ１９）。揺動速度を低下させた後は、直ちに、荷重センサ７により再び足置面４０ａにかかる荷重を計測させる（Ｓ１１）。つまり、足置部４０の荷重が良好な範囲内に収まるまで、荷重計測および速度変更を繰り返す。
図７に示す座部２１の高さ制御と、図８に示す座部２１の揺動速度制御は、両制御のうち一方を採用してもよいし、或いは、両方を組み合わせた形で採用してもよい。座部２１の高さ制御と揺動速度制御を組み合わせた制御としては、例えば、まず座部２１の高さを変更したうえで足置面４０ａにかかる荷重を計測し、高さ変更によっては荷重が良好な範囲内に収まらないと判断されるときに、次に座部２１の揺動速度を変更するといった制御が挙げられる。
図７に示す例では、座部２１の揺動内容として揺動速度を変化させる構成にしているが、揺動方向や揺動ストローク等の、他の揺動内容を変化させる構成であってもよい。つまり、揺動速度、揺動方向、揺動ストローク等の座部２１の各種揺動内容のうち、一つ又は複数を、荷重センサ７の検出結果に基づいて変化させる構成であればよい。
なお、荷重センサ７の検出結果に応じて座部２１の高さや座部２１の揺動内容を変更する場合には、その変更前に、使用者Ｍに対して変更を通知することが好ましい。この通知により、変更に対応するための準備時間を使用者Ｍに与えることができる。通知手段としては、変更を行う旨を表示部３３の画面上に表示すること等が挙げられる。
図９〜図１２に示すものは、荷重センサ７を用いて検出した荷重検出結果を、報知手段１４である表示部３３の画面上に表示した例である。図９に示す例では、荷重センサ７により検出した荷重検出結果を、３ヶ月前、１ヶ月前、現在値の順で、時系列の棒グラフとして表示している。ここで表示する荷重検出結果は、左右の荷重センサ７が検出する荷重の、所定回数の平均値を用いる。表示形態は棒グラフに限定されず、折れ線グラフ等の他の形態であってもよい。また、表示するデータ内容は１週間前や前日のものであってもよいし、長期間運動を行っている場合には１年前のものであってもよい。
図１０に示す例では、現在の運動中に荷重センサ７が検出した荷重検出結果を、標準値と比較した状態で画面下側に表示している。ここで表示する荷重検出結果は、左右の荷重センサ７が検出する荷重の、最近の所定回数の（例えば、最近１０回分の）平均値を用いる。また、ここで表示する標準値は、足置部４０にかかる理想的な荷重として、使用者Ｍの体重に応じて決定される数値である。座部２１が揺動する最中に片方の足置部４０にかかる理想的な荷重は、使用者Ｍの体重の３０〜４０％程度の荷重であり、使用者Ｍが自身の体重を予め操作部３４で入力することで、この入力体重とデータベース５内のデータを基に決定しておく。なお、図示例では数値のみを比較表示しているが、棒グラフや折れ線グラフ等の他の形態で比較表示してもよい。
図１１、図１２に示す例では、現在の運動中に荷重センサ７が検出する荷重値と標準値との比較結果を、「◎」又は「×」の形式で図形的に表示している。荷重センサ７が検出した荷重値が、標準値の±５％である適正範囲内に収まる場合には、表示部３３の中央に「◎」の図形を表示させ、適正範囲内を下回る又は上回る場合には、表示部３３の中央に「×」の図形を表示させる。
図示例では「◎」又は「×」の図形記号のみで使用者Ｍに検出結果を報知しているが、例えば操作表示パネル３２に設置してあるＬＥＤ等の発光部８を用い、荷重センサ７が検出する荷重値が適正範囲内に収まる場合には発光部８を青色に発光させ、適正範囲外の場合には赤色に発光させるといった、他の視覚的な報知手段１４を採用してもよい。また、例えば操作表示パネル３２に設置してあるスピーカ部９を用い、荷重センサ７が検出する荷重値が適正範囲内に収まる場合にはその旨を使用者Ｍに向けて音声出力し、適正範囲外の場合にはその旨を使用者Ｍに向けて音声出力するといった、聴覚的な報知手段１４を採用してもよい。
更に、上記した各例では、荷重検出結果として、左右の荷重センサ７が検出する荷重の平均値を用いているが、左側の荷重センサ７が検出する荷重の平均値（つまり、使用者Ｍの左脚の踏み込み力）と、右側の荷重センサ７が検出する荷重（つまり、使用者Ｍの右脚の踏み込み力）の平均値とを、使用者Ｍに対して別々に報知してもよい。この場合、図９に示す時系列的表示や、図１０に示す標準値との比較表示や、図１１および図１２に示す「◎」や「×」の図形表示は、左右別々に表示する。また、上記したように視覚的な報知手段１４として発光部８を設ける場合には、発光部８を左右の足置部４０にそれぞれ設置しておき、左右の足置部４０ごとに発光部８を青色又は赤色に発光制御することも好ましい。
また、上記のように現状の踏み込み力を使用者Ｍに報知するだけでなく、現状の運動内容を具体的に修正するためのアドバイスを使用者Ｍに対して積極的に与えてもよい。この場合、使用者Ｍに対して運動内容の修正を勧める修正勧奨手段１５として、スピーカ部９を用いる。制御回路２は、荷重センサ７の検出結果に基づいて所定の目標運動量を達成するように、スピーカ部９から使用者Ｍに向けて具体的な動作修正アドバイスを音声出力させる。
例えば、左右の荷重センサ７の検出結果から使用者Ｍの踏み込み力が弱いと推測される場合には「お尻を少し浮かせて踏み込み速度を上げましょう。」等の動作修正アドバイスを音声出力させることや、使用者Ｍの右足（左足）の踏み込みのタイミングがずれていると推測される場合には「右足（左足）の踏み込みを予測してください。」等の動作修正アドバイスを音声出力させることが好適である。もちろん、修正勧奨手段１５は上記のような音声出力手段に限定されず、表示部３３の画面上に表示する等の他の手段を採用してもよい。

Claims (12)

  1. 座部と、足置部と、足置部に置いた使用者の脚に加わる自重が周期的に変化するように座部を揺動させる座部揺動手段と、足置部に加わる荷重を検出する荷重検出手段と、座部の高さを変更する座部高さ変更手段と、荷重検出手段の検出結果に基づいて座部の揺動内容と座部の高さの両方又は一方を変化させる制御手段と、を具備することを特徴とする運動補助装置。
  2. 制御手段は、荷重検出手段の検出結果を所定の適正下限値と比較し、荷重検出手段の検出結果が適正下限値よりも小さい場合には、座部の高さを下降させるものであることを特徴とする請求項１に記載の運動補助装置。
  3. 制御手段が変化させる座部の揺動内容は、座部の揺動速度であることを特徴とする請求項１又は２に記載の運動補助装置。
  4. 制御手段は、荷重検出手段の検出結果を所定の適正下限値と比較し、荷重検出手段の検出結果が適正下限値よりも小さい場合には、揺動速度を上昇させるものであることを特徴とする請求項３に記載の運動補助装置。
  5. 制御手段は、荷重検出手段の検出結果を所定の適正上限値と比較し、荷重検出手段の検出結果が適正上限値よりも大きい場合には、揺動速度を低下させるものであることを特徴とする請求項３又は４に記載の運動補助装置。
  6. 制御手段は、使用者の体重に基づいて所定の適正下限値を設定するものであることを特徴とする請求項２又は４に記載の運動補助装置。
  7. 制御手段は、使用者の体重に基づいて所定の適正上限値を設定するものであることを特徴とする請求項５に記載の運動補助装置。
  8. 制御手段は、荷重検出手段が検出する荷重の所定回数の平均値を、荷重検出手段の検出結果として用いるものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の運動補助装置。
  9. 荷重検出手段の検出結果を報知する報知手段を具備することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の運動補助装置。
  10. 報知手段は、荷重検出手段の検出結果を時系列で報知するものであることを特徴とする請求項９に記載の運動補助装置。
  11. 報知手段は、荷重検出手段の検出結果を標準値と対比して報知するものであることを特徴とする請求項９に記載の運動補助装置。
  12. 座部と、足置部と、足置部に置いた使用者の脚に加わる自重が周期的に変化するように座部を揺動させる座部揺動手段と、足置部に加わる荷重を検出する荷重検出手段と、使用者に対して運動内容の修正を勧める修正勧奨手段と、荷重検出手段の検出結果に基づいて所定の目標運動量を達成するように修正勧奨手段を動作させる制御手段と、を具備することを特徴とする運動補助装置。
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