WO2009122548A1 - 運動装置 - Google Patents

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WO2009122548A1
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seat
exercise
posture
course
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PCT/JP2008/056431
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渉 実松
三原　泉
葉一 四宮
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パナソニック電工株式会社
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Priority to PCT/JP2008/056431 priority patent/WO2009122548A1/ja
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    • A63B2230/00—Measuring physiological parameters of the user
    • A63B2230/62—Measuring physiological parameters of the user posture

Definitions

  • the present invention relates to an exercise device, and more particularly to a passive exercise device that causes a human body to exercise by applying an external force to the human body to move the human body.
  • An exercise device in which the user actively exercises exercises that link numerical map data to the exercises in order to reduce the monotony of the exercises in the exercise devices installed in the room or to improve the continuity of the exercises.
  • This invention is made in view of said point, and makes it a subject to provide the exercise
  • the present invention includes a support unit that supports a user, and in a passive motion apparatus that causes the user to exercise by moving the support unit.
  • a calculation unit for calculating the travel distance and calculating the current position in the travel course from the travel distance and the set travel course, a display unit for presenting the current position in the travel course to the user, And a control unit that changes the posture of the support unit in accordance with the inclination data of the current position. By changing the posture of the support portion, the posture of the user supported by the support portion becomes a posture corresponding to the inclination data.
  • the driving course is specified by the user indicating the start point, the relay point, and the goal point using the map displayed on the display unit based on the numerical map data. It may be set.
  • the control portion can suitably use a seat or a step that changes the front-back inclination of the step. Further, as long as the user sits on the seat and puts his / her foot on the footrest that can move up and down, the height of the seat from the footrest may be changed.
  • the degree of load applied to each muscle is changed by changing the posture of the user according to the inclination. It can be changed, and can respond to the difference in the degree of load on each muscle that is different between climbing and descending, so the user can use the passive movement that simulates the traveling course with ascending and descending Can be done. For this reason, the user can enjoy a variety of exercises using the exercise device, and the user makes a selection as to which of a plurality of muscles used for the exercise is to be trained. It will also be possible.
  • This exercise device includes a base 10 having a grounding portion on a lower surface, and a seat 2 disposed on an upper end of a rising portion 11 rising from a rear portion of the base 10.
  • the post 8 rising from the front end of the base 10, the operation panel 9 disposed at the upper end of the post 8, and the left and right feet of the user sitting on the seat 2 disposed on the upper surface of the base 10 are individually placed.
  • a support frame 13 that is moved up and down by an electric actuator 14 is arranged in the rising portion 11, and the drive unit 3 is attached to the upper surface side of the support frame 13.
  • the drive unit 3 includes a motor 31 and a gear group 34 that transmits rotation of the motor 31 to the two output shafts 32 and 33 in a box-shaped movable frame 30.
  • a movable plate 40 positioned above the movable frame 30 is connected to the movable frame 30 by two types of link plates 41, 42.
  • the movable frame 30 includes bearing portions 300, 300 is attached to the main body 1 by being rotatably connected to the support frame 13 disposed in the main body 1 in the main body 1 around the axis A shown in FIG.
  • the link plate 41 connected to the rear end side of the movable plate 40 is connected to the rear side surface of the movable frame 30 by the shaft 301, whereas the link plate 42 is connected to the inside of the movable frame 30.
  • the link plate 42 is supported on the front end side of the movable plate 40 on the front end side of the movable plate 40, and the link plate 42 is supported on the front end side of the movable plate 40. It is connected through.
  • the output shaft 32 has an eccentric portion located on the outer surface side of the movable frame 30, and this eccentric portion is connected to the support frame 13 by a link 35. ing.
  • the other output shaft 33 has two eccentric portions 33a and 33b located on the outer surface side of the movable frame 30, and the eccentric portion 33a having a small eccentric amount is connected to the link plate 42 and has an eccentric portion having a large eccentric amount. 33b is connected to a connecting link 36 having one end connected to the link plate 41 to form a pitch driving unit.
  • the rotation of the eccentric portion of the output shaft 32 connected to the support frame 13 by the link 35 causes the movable frame 30 to reciprocate around the axis of the axis A.
  • the eccentric rotation of the eccentric portion 33a of the other output shaft 33 swings the front end side of the movable plate 40 back and forth and up and down via the link plate 42 and the telescopic actuator 45, and the eccentric rotation of the eccentric portion 33b is connected to the connecting link 36.
  • the rear end side of the movable plate 40 is mainly swung back and forth through the link plate 41.
  • T1 indicates the trajectory of the connecting shaft 40a between the link plate 41 and the movable plate 40
  • T2 in FIG. 4 indicates the trajectory of the connecting shaft 40b between the telescopic actuator 45 and the movable plate 40. Show.
  • the seat 2 is fixed on the movable plate 40 which is driven to swing back and forth and right and left as the output shafts 32 and 33 rotate. 2 also swings back and forth and left and right, but the rotational speeds of the output shafts 32 and 33 are set so that the back and forth swing is performed two cycles during one cycle of the left and right swings.
  • the phase of the left-right swing and the front-back swing is set so that the movable plate 8 and the seat 2 swing forward.
  • the expansion / contraction actuator 45 in the drive unit 3 is provided to change the front / rear inclination angle of the seat 2, and the expansion / contraction actuator 45 is controlled by an operation of a switch disposed on the operation panel 9 or by a control unit C ⁇ b> 2 described later.
  • the front and rear inclination angle of the seat 2 is changed by expanding and contracting to switch between a forward tilt posture, a horizontal posture, and a rear tilt posture.
  • the post 8 rising from the front end portion of the base 10 of the main body 1 has a lower end attached to the base 10 so as to be rotatable back and forth around the axis B within a predetermined angle range.
  • the operation panel 9 is attached as described above, and handles 80 and 80 are arranged on the left and right of the upper part.
  • the footrests 6 and 6 positioned on the upper surface of the base 10 in front of the rising portion 11 and in front of the post 8 are supported so as to be movable up and down and are springs (not shown). When the user steps on the footrest 6 with his / her foot, the repulsive force of the spring is applied to the foot as a load.
  • a bar-shaped ridge 77 arranged on the rising portion 11 of the main body 1 can place a right foot and a left foot on both right and left ends.
  • the heel 77 in the state shown in FIG. When the heel 77 is used, the heel 77 is moved upward when the heel 77 is used.
  • mechanical features related to the vertical movement of the collar 77 are omitted, but the left and right collars 77, 77 may be suspended from the seat 2 portion.
  • the exercise device configured in this way can perform two types of exercise. That is, with the heel 77 in the above-described retracted state, the user sits on the seat 2 and places the left and right feet on the footrests 6 and 6, respectively, and turns on the start switch disposed on the operation panel 9. Then, the driving unit 3 is operated to swing the seat 2. At this time, as described above, the seat 2 is tilted left and right while the seat 2 is tilted forward, and the user's center of gravity is moved to one foot side, so that the weight is guided by one foot. In addition, even if the user does not intend, the footrest 6 is stepped on alternately.
  • the user moves the heel 77 upward so that the user can sit on the seat 2 and put his / her foot on the heel 77.
  • the drive unit 3 is operated to swing the seat 2 so that riding is possible.
  • the user can perform a simulated exercise.
  • the user performs a movement that keeps a balance against the fact that the body is shaken back and forth and left and right.
  • the post 8 is attached so as to be pivotable back and forth around the axis B within a predetermined angle range as described above so that the handle 80 does not get in the way when getting on the seat 2. It is because it was made possible.
  • the motor 31 for swinging, the telescopic actuator 45 for switching the inclination of the seat 2, and the electric actuator 14 for changing the height position of the seat 2 are subject to operation control.
  • the control means C having the device control unit C1 is formed of a microcomputer, and includes a database DB storing a plurality of traveling courses and landscape image data (or landscape video data) for each traveling course, and the operation described above.
  • the display device D arranged on the panel 9 and the input device I including the start switch arranged on the operation panel 9 are connected.
  • the plurality of traveling courses stored in the database DB are composed of distance data from the start point to the goal point and altitude data at the midpoint, and landscape image data for each course is associated with each other. Yes.
  • control unit C obtains a travel distance by multiplying the user's exercise amount by a predetermined coefficient, and calculates the current position in the selected travel course from the travel distance.
  • a calculation unit C2 to be obtained is provided.
  • control means C displays a plurality of traveling courses stored in the database DB on the display unit of the operation panel 9 to select the course to the user. If the user selects a traveling course, the control means C reads the data of the traveling course and presents the course on the display unit D as a profile map that also indicates, for example, a change in elevation.
  • the control means C calculates the momentum given to the user by the swinging of the seat 2 based on data given in advance, and calculates the momentum.
  • the travel distance is obtained by multiplying by a predetermined coefficient, and the current position in the travel course is mapped and displayed on the profile map. At this time, the landscape image data at that point is displayed on the display unit D.
  • control means C obtains the inclination at the current position based on the altitude data included in the traveling course data, and changes the front / rear inclination angle of the seat 2 in accordance with the inclination.
  • the telescopic actuator 45 is expanded or contracted to bring it back into a tilted state if the current position is an ascending slope, or to a tilted state if it is a descending slope.
  • the slope data calculated in advance may be included in the data of the traveling course.
  • Such a change in the posture of the seat 2 keeps the user sitting on the seat 2 in a posture in which the upper body leans forward with respect to the lower body if it is an ascending slope, and in a posture in which the upper body warps backward if it is a downward slope. Will be added.
  • a posture change is a change in the degree of load applied to each muscle to be used even when the swing amount of the seat 2 is the same. A similar load is applied to each muscle.
  • the above operation is common to the above-described two movements.
  • the inclination angle of the seat 2 is not changed.
  • the distance between the footrest 6 and the seat 2 may be changed to correspond to the inclination data in the traveling course.
  • the seat 2 is lowered when the slope is climbing, and the seat 2 is raised when the slope is descending.
  • This exercise apparatus includes a main body 1 having a pair of left and right steps 7 and 7 on the upper surface, left and right handrails 85 and 85 that are adjustable from the main body 1, and the hand on the front side of the main body 1.
  • the operation panel 9 is provided by using the slides 85 and 85 and the step driving means 5 provided in the main body 1 and responsible for driving the steps 7 and 7. , 85 and holding the left and right feet on the steps 7, 7 and operating the step drive means 5 in this state, the step drive means 5 reciprocally slides the steps 7, 7 in the front-rear and left-right directions.
  • a plantar flexion operation that lowers the toe side of the user's foot placed on Step 7 by changing the height positional relationship between the front end side and the rear end side of Step 7 , Dorsal flexion (dorsi f lexion) operation.
  • Guide rails 51 and 51 are respectively fixed to the left and right upper surfaces of the base plate 50, and each guide rail 51 is provided with a slide block 52 having a slider portion slidable along the guide rail 51 at the bottom. Yes.
  • a rotation shaft 53 is provided on the upper surface side of each slide block 52, and the plate-like step 7 is supported by the rotation shaft 53 so as to be rotatable around the rotation shaft 53.
  • one end (rear end) side and the base plate 50 are connected by a link 54.
  • universal joints 60 and 60 are provided at the connecting portion between one end of the link 54 and the base plate 50 and the connecting portion between the other end of the link 54 and the step 7, respectively.
  • a drive motor 55 is installed between the left and right slide blocks 52, 52 on the base plate 50, a worm 56 is provided on the output shaft thereof, and a pair of worm wheels 57, 57 are attached to the worm 56. It is arranged on the left and right.
  • the worm wheels 57 and 57 that mesh with the worm 56 have eccentric shafts 58 and 58, respectively.
  • the eccentric shaft 58 is connected to the link 54 by a connecting rod 59. Note that the worm wheel 57 having the eccentric shaft 58 and the link 54 are located away from each other in the longitudinal direction of the guide rail 51, and a connecting portion between one end of the connecting rod 59 and the eccentric shaft 58 that connects the two and the connecting shaft. Universal joints 60 and 60 are also provided at the connecting portion between the other end of the rod 59 and the link 54.
  • the connecting rod 59 constituting the crank mechanism together with the eccentric shaft 58 is centered on the link 54 with the universal joint 60 on the base plate 50 side. Oscillating motion.
  • the slide blocks 52 and 52 and the step 7 perform a reciprocating sliding motion in the direction along the guide rail 51 by the movement of the component that coincides with the longitudinal direction of the guide rail 51.
  • Step 7 is in the horizontal state in the middle of the stroke of the sliding operation. At one end of the stroke, the rear end side of Step 7 to which the link 54 is connected is lifted, and at the other end of the stroke, the rear end side of Step 7 is pulled down.
  • the eccentric shaft 58 and the link 54 are connected to each other by a connecting rod 59.
  • the step 7 performs a sliding operation along the guide rail 2 and at the same time performs a rotating operation in which the toe side is lowered when moving forward and the heel side is lowered when moving backward.
  • the left and right guide rails 51, 51 are given an opening angle ⁇ so that when the slide block 52 and the step 7 move forward, they move so as to spread sideways.
  • the rotation shaft 53 serving as the rotation center of Step 7 is provided at a position orthogonal to the longitudinal direction of Step 7 and closer to the rear end than the center in the longitudinal direction of Step 7.
  • the direction is not perpendicular to the longitudinal direction of the guide rail 51, but the front end side (toe side) of the step 7 is positioned in the direction swung inward from the guide rail 51.
  • the distance between the steps 7 and 7 is the front end.
  • the opening angle ⁇ is set in the range of 10 to 30 °, although the side is wider than the rear end side.
  • guide rails 51 and 51 may be arranged in parallel so that the steps 7 and 7 slide only in the front-rear direction and rotate only in the front-rear direction.
  • the left and right steps 7 and 7 are driven by the step drive means 5 when the position of the eccentric shaft 58 provided on the pair of worm wheels 57 and 57 meshing with the worm 56 is shifted and the step 7 on the right foot side advances.
  • the step 7 on the left foot side moves backward and the step 7 on the left foot side moves forward, the step 7 on the right foot side moves backward, that is, so as to operate in opposite phases.
  • the step driving means 5 Gives the left and right steps 7 and 7 movements in the opposite phase in the opposite phase, and each step 7 performs a rotating operation in which the front end side is lowered during forward movement and the backward side is lowered during backward movement.
  • the main body 1 is formed in two upper and lower stages, the front end sides of both are rotatably connected, and further protrudes upward from the lower main body 1a on the lower stage side.
  • the screw shaft 18 is screwed into a nut 19 disposed in the upper main body 1b.
  • a motor 17 for rotating the screw shaft 18 is disposed in the lower body 1a.
  • the motor 17 is rotated by the control means C according to the inclination data of the current point in the traveling course, and the screw shaft 18 is rotated forward or backward to reverse the direction of the upper body 1b having step 7 on the upper surface.
  • the inclination angle at is changed. Therefore, also in this case, the user is allowed to take a posture corresponding to the ascending gradient and the descending gradient.

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Abstract

　使用者を支持する支持部２を備えて、該支持部２を動かすことで使用者に運動を行わせる他動式の運動装置である。使用者の運動量を基に走行距離を演算するとともに上記走行距離と設定された走行コースとから走行コース中の現在位置を求める演算部Ｃ１と、走行コース中の現在位置を使用者に呈示する表示部Ｄと、走行コース中の現在位置の斜度データに応じて前記支持部の姿勢を変化させる制御部Ｃとを備える。支持部の姿勢を変化させることで支持部で支持されている使用者の姿勢を斜度データに対応した姿勢とする。

Description

運動装置
　本発明は、運動装置、殊に人体に外力を加えて人体を動かすことで人体に運動を行わせる他動式の運動装置に関するものである。
　使用者が能動的に運動を行う運動装置において、室内に設置された運動装置での運動の単調さを紛らわせたり、運動の継続性の向上を狙って、数値地図データを運動に連携させた運動装置がある。
　たとえば特許文献１に示された運動装置においては、ディスプレー上に表示させた地図上で走行コースを設定し、該運動装置を用いて運動を行えばその運動量に応じた移動距離や現在位置を上記地図上に表示するとともに、地図データ中に含まれる斜度データ（各地点の高度データから求めることができる）に応じて運動負荷を変更するもの、つまり地図上において登り勾配になれば運動負荷を高く、下り勾配になれば運動負荷を小さくするものが示されている。
特開平６－２３０６７号公報
　ところで他動式の運動装置は、人体が機器を動かすのではなく、動く機器によって人体が動かされるものであるために、運動負荷を大きく増減させることは難しく、登り勾配と下り勾配とを使用者の運動に反映させることができない。
　本発明は上記の点に鑑み為されたものであり、走行コース中の勾配変化に応じた変化を他動式の運動に導くことができる運動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は、使用者を支持する支持部を備えるとともに、該支持部を動かすことで使用者に運動を行わせる他動式の運動装置において、使用者の運動量を基に走行距離を演算するとともに上記走行距離と設定された走行コースとから走行コース中の現在位置を求める演算部と、走行コース中の現在位置を使用者に呈示する表示部と、走行コース中の現在位置の斜度データに応じて前記支持部の姿勢を変化させる制御部とを備えていることに特徴を有している。支持部の姿勢を変化させることで支持部で支持されている使用者の姿勢が斜度データに対応した姿勢となるようにしたものである。
　なお、上記走行コースは、予め設定されているもののほか、数値地図データを基に表示部に表示した地図を利用して使用者がスタート地点や中継地点やゴール地点を指示することで走行コースが設定されるものであってもよい。
　使用者が座るシートが支持部である場合、あるいは使用者が足を載せて立つステップが支持部である場合、制御部はシートやステップの前後方向傾斜を変化させるものを好適に用いることができ、また、使用者がシートに座るとともに上下動が自在な足置き台に足を載せるものであれば、足置き台からのシートの高さを変化させるものであってもよい。
　本発明にかかる運動装置は、使用者を支持する支持部の姿勢が斜度データに応じて変化するために、斜度に応じて使用者の姿勢を変化させて各筋肉にかかる負荷の度合いを変化させることができるできて、登りと下りとで異なる各筋肉への負荷度合いの違いに対応させることができるものであり、従って上り下りのある走行コースを模擬した他動式の運動を使用者に行わせることができる。このために使用者にしてみれば、該運動装置を利用した運動をより多様に楽しむことができ、また、運動に使用する複数の筋肉のうちのどの筋肉を鍛えるかについて使用者は選択を行うことができることにもなる。
本発明の実施の形態の一例のブロック回路図である。 同上の装置の一例の外観を示す斜視図である。 同上の部分分解斜視図である。 同上の部分側面図である。 同上の部分分解斜視図である。 他例の斜視図である。 同上の部分透視平面図である。 同上の動作を示す斜視図である。 同上の破断側面図である。
符号の説明
　１　本体
　２　シート
　３　駆動部
　４　ポスト
　５　ステップ駆動部
　６　足置き台
　７　ステップ
　９　操作パネル
　Ｃ　制御手段
　Ｃ１　機器制御部
　Ｃ２　演算部
　Ｄ　表示部
　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と、この運動装置は、下面に接地部を備えたベース１０と、ベース１０の後部から立ち上がる立ち上がり部１１の上端に配したシート２と、ベース１０の前端部から立ち上がるポスト８と、該ポスト８の上端に配した操作パネル９と、上記ベース１０の上面に配されて上記シート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足置き台６，６と、上記立ち上がり部１１に配した鐙７７とからなるもので、上記立ち上がり部１１内には背もたれ２０を備えた上記シート２を動かすための駆動部３が納められている。
　また上記立ち上がり部１１内に図２に示すように電動アクチュエータ１４によって上下に昇降する支持フレーム１３が配されており、該支持フレーム１３の上面側に駆動部３が取り付けられている。
　前記駆動部３は、図４及び図５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の上方に位置する可動プレート４０を２種のリンクプレート４１，４２で可動フレーム３０に連結したもので、上記可動フレーム３０は、その前後の端面の軸受け部３００，３００が本体１における本体１内に配された支持フレーム１３に対し、図４に示す軸Ａの軸回りに回動自在に連結されることで本体１に取り付けられる。
　ここで、可動プレート４０の後端側に連結されるリンクプレート４１は、可動フレーム３０の後部側の側面に軸３０１で連結されたものであるのに対して、リンクプレート４２は可動フレーム３０内に配されて軸３０２によって可動フレーム３０に一端側が支持されている回動プレート３９の他端側に軸３０３によって支持されており、また、リンクプレート４２は可動プレート４０の前端側に伸縮アクチュエータ４５を介して連結されている。
　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の外側面側に偏心部を位置させているとともに、この偏心部がリンク３５によって前記支持フレーム１３に連結されている。
　他方の出力軸３３は、可動フレーム３０の外側面側に２つの偏心部３３ａ，３３ｂを位置させており、偏心量が小さい偏心部３３ａは上記リンクプレート４２に連結され、偏心量が大きい偏心部３３ｂは一端をリンクプレート４１に連結した連結リンク３６に連結されてピッチ駆動部を構成している。
　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３３ａの偏心回転はリンクプレート４２と伸縮アクチュエータ４５とを介して可動プレート４０の前端側を前後及び上下に揺らし、偏心部３３ｂの偏心回転は連結リンク３６とリンクプレート４１とを介して可動プレート４０の後端側を主として前後に揺らす。図４中のＴ１はリンクプレート４１と可動プレート４０との連結軸４０ａの前後動の軌跡を、図４中のＴ２は上記伸縮アクチュエータ４５と可動プレート４０との連結軸４０ｂの前後動の軌跡を示している。
　ここにおいて、前記シート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４０上に固定されるものであり、このために可動プレート４０と共にシート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とともに、駆動部３が左右に傾く時に、可動プレート８及びシート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。
　駆動部３における伸縮アクチュエータ４５は、シート２の前後傾斜角を変更するために設けたもので、この伸縮アクチュエータ４５は、操作パネル９に配したスイッチの操作によって、あるいは後述する制御部Ｃ２の制御によって伸縮してシート２の前後傾斜角を変更し、前傾姿勢と水平姿勢と後傾姿勢とを切り換える。
　本体１のベース１０の前端部から立ち上がるポスト８は、その下端がベース１０に対して所定の角度範囲内で軸Ｂ回りに前後に回動自在に取り付けられたもので、その上端には前述のように操作パネル９が取り付けられており、上部の左右にはハンドル８０，８０が配されている。
　ベース１０の上面における前記立ち上がり部１１よりも前方で且つポスト８よりも手前の部分に位置する足置き台６，６は、上下に可動となるように支持されているとともにばね（図示せず）によって上方へ付勢されたもので、足置き台６を使用者が足で踏み込む時、上記ばねによる反発力が負荷として足に加えられる。
　本体１の立ち上がり部１１に配したバー状の鐙７７は、左右両端に右足と左足とを乗せることができるもので、図１に示す状態の鐙７７は、シート２に座った使用者が足を前記足置き台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７７を使用する時は、鐙７７を上方に移動させた状態とする。なお、ここでは鐙７７の上下移動に関する機構的なことは省略するが、シート２の部分から左右の鐙７７，７７を吊り下げた構成のものであってもよい。
　このように構成された運動装置は、２種の運動を行うことができる。すなわち、鐙７７を前述の退避状態においた状態で、使用者がシート２に腰を掛けて左右の足を夫々足置き台６，６に置き、操作パネル９に配した起動スイッチを投入することで、前記駆動部３を作動させてシート２を揺動させる。この時、前述のように、シート２が左右に傾きながらシート２が前方に傾くものであり、使用者の重心を片足側に移動させることで片足で自重を支える状態に誘導することになるために、使用者は意図しなくても足置き台６を交互に踏み込むことになる。
[規則91に基づく訂正 02.06.2008]　
　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。しかも足置き台６の降下量を適切に設定すればシート２と足置き台６との相対距離を略一定に保つことができるために、踏み込み動作を行うとはいえ、使用者の膝関節角度を一定に保つことができ、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°程度になるようにシート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、シート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７７を上方に移動させて、使用者がシート２に座るとともに鐙７７に足を乗せられる状態とし、この状態で駆動部３を作動させてシート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。
　いずれの運動を行う時にも、ポスト８に設けたハンドル８０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。ここにおけるポスト８を前述のように所定の角度範囲内で軸Ｂ回りに前後に回動自在に取り付けているのは、シート２上に乗り込む際にハンドル８０が邪魔になることがないようにすることができるようにしたためである。
　次に上記運動装置の動作制御に関して説明すると、上記揺動駆動用のモータ３１と、シート２の傾斜の切り換え用伸縮アクチュエータ４５、そしてシート２の高さ位置の変更用電動アクチュエータ１４を動作制御対象とする機器制御部Ｃ１を有する制御手段Ｃは、マイクロコンピュータで形成されたもので、複数の走行コース及び各走行コース毎の風景画像データ（または風景映像データ）を納めたデータベースＤＢと、上記操作パネル９に配した表示手段Ｄ及び操作パネル９に配した前記起動スイッチを含む入力デバイスＩが接続されている。
　上記データベースＤＢに納めた複数の走行コースは、夫々スタート地点からゴール地点までの距離データと、途中地点での高度データで構成されたものであるとともに、各コース毎の風景画像データが関連づけられている。
　また、上記制御手段Ｃは、機器制御部Ｃ１のほかに、使用者の運動量に所定の係数を乗算することで走行距離を求めることと、選択された走行コース中の現在位置を上記走行距離から求める演算部Ｃ２を備えている。
　今、操作パネル９を操作することでコース走行モードを選択すれば、上記制御手段ＣはデータベースＤＢ中に納めた複数の走行コースを操作パネル９の表示部に表示して使用者にコースの選択を行わせ、使用者が走行コースを選択すれば、制御手段Ｃはその走行コースのデータを読み出すとともに、たとえば高低差変化も示すプロフィールマップとして上記表示部Ｄにコースを呈示する。
　そして、起動スイッチの投入でシート２の揺動を開始させたならば、制御手段Ｃはシート２の揺動が使用者に与える運動量を予め与えられたデータを基に演算して、該運動量に所定係数を乗算することで走行距離を求め、上記走行コース中の現在位置を上記プロフィールマップにマッピングして表示する。この時、その地点での風景画像データを表示部Ｄに合わせて表示する。
　さらに制御手段Ｃは、走行コースのデータが含んでいる高度データを基に現在位置での斜度を求め、この斜度に応じてシート２の前後傾斜角を変化させる。つまり、前記伸縮アクチュエータ４５を伸縮させることで、現在位置が登り勾配であれば後傾状態に、下り勾配であれば前傾状態にする。走行コースのデータに予め演算した斜度データを入れておいても良いのはもちろんである。
　このようなシート２の姿勢変化は、シート２に座る使用者に対し、登り勾配であれば下半身に対して上半身が前かがみとなる姿勢を、下り勾配であれば上半身が後ろに反った姿勢を保たせることになる。また、このような姿勢変化は、シート２の揺動量が同じであっても、使用する各筋肉にかかる負荷の度合いが変化するものであり、実際に登り運動や下り運動を行っている時と同様の負荷を各筋肉に付加することになる。
　上記の動作は、前述の２つの運動について共通であるが、シート２に座るとともに足置き部６に足を置く場合については、シート２の前後の傾斜角度を変更するのではなく、シート２の高さを変更することで足置き台６とシート２との距離を変化させて、走行コース中の斜度データに対応させてもよい。登り勾配の時にはシート２を低く、下り勾配の時にはシート２を高くするのである。
[規則91に基づく訂正 02.06.2008]　
　他の運動装置の例を図６～図９に示す。この運動装置は、上面に左右一対のステップ７，７が配されている本体１と、この本体１から立ち上がる高さ調節可能な左右の手摺り８５，８５と、本体１の前方側に上記手摺り８５，８５を利用して配設した操作パネル９と、上記本体１内に配設されて上記ステップ７，７の駆動を担うステップ駆動手段５とからなり、使用者は左右の手摺り８５，８５を掴んで上記ステップ７，７に左右の足を載せて立ち、この状態で上記ステップ駆動手段５を作動させれば、ステップ駆動手段５は、前後左右方向にステップ７，７を往復スライド動作させるとともに、ステップ７の前端側と後端側との高さ位置関係を変化させることで、ステップ７に載せた使用者の足に対し、そのつま先側を下げる底屈(plantar flexion)動作と、つま先側を上げる背屈(dorsi flexion)動作とを繰り返し行わせる。
　上記ステップ駆動手段５の一例を図７及び図８に示す。ベース板５０の左右上面には夫々ガイドレール５１，５１が固定されており、各ガイドレール５１には底部にガイドレール５１に沿ってスライド自在なスライダー部を備えたスライドブロック５２が夫々取り付けられている。そして各スライドブロック５２の上面側には回転軸５３が設けられており、この回転軸５３によってプレート状のステップ７が回転軸５３の軸回りに回動自在に支持されている。
　これらのステップ７，７は、その一端（後端）側とベース板５０とがリンク５４によって連結されている。なお、リンク５４一端とベース板５０との連結部及びリンク５４他端とステップ７との連結部には、夫々自在継手６０，６０が設けられている。
　ベース板５０上の左右のスライドブロック５２，５２間には、駆動用のモータ５５が設置されて、その出力軸にはウォーム５６が設けられており、一対のウォームホイール５７，５７がウォーム５６の左右に配設されている。上記ウォーム５６に共に噛み合うウォームホイール５７，５７は各々偏心軸５８，５８を備えており、該偏心軸５８がコネクティングロッド５９によって上記リンク５４に連結されている。なお、偏心軸５８を備えるウォームホイール５７と上記リンク５４とは上記ガイドレール５１の長手方向において離れたところに位置し、この両者をつなぐコネクティングロッド５９の一端と偏心軸５８との連結部並びにコネクティングロッド５９他端とリンク５４との連結部にも自在継手６０，６０が設けられている。
　今、モータ５５によってウォーム５６及びウォームホイール５７を介して偏心軸５８を回転させる時、偏心軸５８と共にクランク機構を構成するコネクティングロッド５９はリンク５４にそのベース板５０側の自在継手６０を中心とした揺動動作を行わせる。この揺動動作のうち、ガイドレール５１の長手方向と一致する成分の動きによって、スライドブロック５２，５２及びステップ７はガイドレール５１に沿った方向の往復スライド動作を行う。
　また、リンク５４の揺動動作により、リンク５４とステップ７との連結部は上下方向にも動き、これに伴ってステップ７は回転軸５３を中心とする回動も行うことになるが、上記スライド動作のストロークの中程でステップ７が水平状態となり、上記ストロークの一端ではリンク５４が接続されたステップ７の後端側が持ち上げられ、上記ストロークの他端ではステップ７の後端側が引き下げられるように偏心軸５８とリンク５４とをコネクティングロッド５９で連結している。
　このために、ステップ７はガイドレール２に沿ったスライド動作を行うと同時に、前方側に移動した時につま先側が下がり、後方側に移動した時に踵側が下がる回動動作も行う。
[規則91に基づく訂正 02.06.2008]　
　また、図示例においては左右のガイドレール５１，５１に開き角αの角度を持たせてスライドブロック５２及びステップ７が前方側に移動する時、側方に広がるように移動するようにしている。また、ステップ７の回動中心となる回転軸５３は、ステップ７の長手方向と直交する方向で且つステップ７の長手方向中央よりも後端寄りの位置に設けているとともに、回転軸５３の軸方向はガイドレール５１の長手方向と直交させずに、ステップ７の前端側（つま先側）がガイドレール５１よりも内側に振った方向に位置させて、両ステップ７，７はの間隔はその前端側が後端側より広くなっているのであるが、この開き角βは１０～３０°の範囲に設定してある。
　なお、両ガイドレール５１，５１を平行に配してステップ７，７が前後方向にのみスライドするとともに、前後方向においてのみ回動するものであってもよい。
　また、ステップ駆動手段５による左右のステップ７，７の駆動は、ウォーム５６と噛み合う一対のウォームホイール５７，５７に設けた偏心軸５８の位置をずらして、右足側のステップ７が前進する時、左足側のステップ７が後退し、左足側のステップ７が前進する時、右足側のステップ７が後退するように、つまりは互いに逆位相で動作するように設定してある。
　使用者は手摺り８５，８５を掴んだ状態で左右のステップ７，７上に左足と右足とを載せて立ち、操作パネル９に配されている動作スイッチを投入すれば、上記ステップ駆動手段５が左右のステップ７，７に前後左右への動きを逆位相で与えるとともに、各ステップ７は前進時に前端側が下がり、後退時に後退側が下がる回動動作を行う。
　このためにステップ７，７に足を載せた使用者は、ステップ７の動きに併せて前後且つ左右に足が動かされることになるとともに、ステップ７の回動によって足関節に底屈と背屈の動作が加えられることになる。
　そして、この運動装置においては、図９に示すように上記本体１が上下２段に形成されて両者の前端側が回動自在に連結されており、更に下段側の下部本体１ａ内から上方に突出させたねじ軸１８が上部本体１ｂ内に配されたナット１９に螺合している。また、下部本体１ａ内には上記ねじ軸１８を回転させるためのモータ１７が配されている。
　上記モータ１７は、前記制御手段Ｃによって走行コース中の現在地点の斜度データに応じて回転して、ねじ軸１８を正転乃至逆転させることでステップ７を上面に備える上部本体１ｂの前後方向における傾斜角度を変化させる。従って、このものにおいても、登り勾配及び下り勾配に応じた姿勢を使用者にとらせることになる。
　上記の各例においては、予め設定された走行コースを有するものを示したが、前述の従来例のものと同様に標高データを含む数値地図データをデータベースＤＢに納めて、該数値地図データから作成した地図を表示部Ｄに表示し、使用者が表示された地図からスタート地点や中継地点やゴール地点を指定すれば走行コースを制御手段Ｃが作成するとともに、地点間の標高差から斜度データを生成して、人体を支持するシート２やステップ７の姿勢を変化させるものであってもよい。

Claims (4)

  1. 　使用者を支持する支持部を備えるとともに、該支持部を動かすことで使用者に運動を行わせる他動式の運動装置において、使用者の運動量を基に走行距離を演算するとともに上記走行距離と設定された走行コースとから走行コース中の現在位置を求める演算部と、走行コース中の現在位置を使用者に呈示する表示部と、走行コース中の現在位置の斜度データに応じて前記支持部の姿勢を変化させる制御部とを備えていることを特徴とする運動装置。
  2. 　上記支持部は使用者が座るシートであり、上記制御部はシートの前後方向傾斜を変化させるものであることを特徴とする請求項１記載の運動装置。
  3. 　上記支持部は使用者が足を載せて立つステップであり、上記制御部はステップの前後方向傾斜を変化させるものであることを特徴とする請求項１記載の運動装置。
  4. 　上記支持部は上下動自在な足置き部に足を置いた使用者が座るシートであり、上記制御部は上記シートの上記足置き部からの高さを変化させるものであることを特徴とする請求項１または２記載の運動装置。
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