WO2009122551A1

WO2009122551A1 - 運動装置

Info

Publication number: WO2009122551A1
Application number: PCT/JP2008/056434
Authority: WO
Inventors: 葉一四宮; 尚久小澤; 孝夫後藤; 紀夫中野; 文宏西尾; アルティセンディル; ジョンレイ; デイブトムセン
Original assignee: パナソニック電工株式会社
Priority date: 2008-03-31
Filing date: 2008-03-31
Publication date: 2009-10-08
Also published as: TW200946174A; JPWO2009122551A1

Abstract

　使用者が座る座部２と、この座部２に動きを与える駆動手段３と、座部２の下方にあって座部２に座った使用者の足を載せるための鐙７と、座部２の前方下方にあって座部２に座った使用者の左右の足を夫々置くための足置き台６とを備え、鐙７と足置き台６とが選択的に使用可能である。座部２に座るとともに鐙７に足を載せるか、足置き台６に足を載せるかによって２種の運動を選択的に行うことができる。

Description

運動装置

　本発明は、運動装置、殊に使用者が座る座部を備えて、この座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装置に関するものである。

　使用者が乗る座部に周期的動作を行わせることで使用者に座部の動きに応じた体動を行わせる運動装置として、使用者に乗馬を模した運動負荷を付与するものが知られている（特許文献１参照）。また、使用者がその足を足置き台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、使用者に足置き台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２参照）。後者の運動装置は、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２００１－２８６５７８号公報特開２００５－５８７３３号公報

　ところで、上記２種の運動装置は、座部に揺動運動を行わせるものであるという点で共通するものの、上記２種の運動を共に行うことができるものとはなっていない。

　本発明は上記の点に鑑み為されたものであり、２種の運動を選択的に行う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に係る運動装置は、使用者が座る座部と、この座部に動きを与える駆動手段と、座部の下方にあって座部に座った使用者の足を載せるための鐙と、座部の前方下方にあって座部に座った使用者の左右の足を夫々置くための足置き台とを備え、上記鐙と上記足置き台とを選択的に使用可能としていることに特徴を有している。座部に座るとともに、鐙に足を載せるか、足置き台に足を載せるかによって前記２種の運動を選択的に行うことができる。

　座部の前方に使用者が把持することができるハンドルを備えた支持体を配したものであってもよく、このハンドルもしくは支持体を可動なものとして形成するとともにハンドルもしくは支持体の動きに抵抗を加える抵抗付加手段を備えたものとすることも好ましい。

　駆動手段によって与えられる座部の動きは前後方向成分と左右方向成分とを含むものであり、左右の足置き台は夫々踏み込み動作を可能とした可動のものを好適に用いることができる。

　座部の左右方向の動きに応じて踏み込むべき足置き台を指示する指示手段を備えたものとするのも好ましい。

　足置き台がその踏み込み動作に対して反発力を発揮する反発手段を備えるとともに、該反発手段は踏み込み動作に対する反発力変化が非線形のものを用いてもよい。

　また、左右の足置き台は踏み込み動作による一方の足置き台の下降で他方の足置き台を上昇させる連動手段を備えたものとしてもよい。

　鐙は使用位置と非使用位置との間で位置変更自在に設けられているものが好ましい。

　また鐙はその使用位置にある時に弾性保持されるものが好適である。

　駆動手段によって与えられる座部の動きは前後方向成分と左右方向成分とを含む揺動であり、且つ平面視の揺動軌跡を８字形とＶ字形とに切替自在なものとするのも好ましい。

　座部はその外形状が可変となっているとよく、また、座部は駆動部に対して前後または左右方向に可動であるとともに駆動部に対する座部の動きに対して抵抗を与える抵抗付加手段を備えているものであってもよい。

　本発明の運動装置は、座部に座るとともに鐙に足を載せた状態での運動を行うことができるほか、座部に座るとともに足置き台に足を載せて座部の揺動に併せて足踏み動作を行う運動も行うことができるものであり、２種の運動を使用者は選択的に行うことができる。

　そしてハンドルを備えた支持体を前方に配したものでは、バランス機能が低い使用者でもハンドルを把持した状態で運動を行うことで、安心して運動を行うことができる。

　このハンドルもしくは支持体を可動とするとともにハンドルもしくは支持体の動きに抵抗を加える抵抗付加手段を備えたものにおいては、ハンドルを動かせば抵抗付加手段による抵抗が加わるために、座部を動かすことによる腰背部と脚部の運動に加えて、腕や肩部の筋肉を使用する運動を行わせることができ、結果的にこれらの部位の筋力増加を図ることができる。

　そして、駆動手段によって与えられる座部の動きが前後方向成分と左右方向成分とを含み、左右の足置き台が夫々踏み込み動作を可能とした可動のものであれば、左右の足で自重を支える運動において、対象とする足への負荷を増やすことができる。

　この時、座部の左右方向の動きに応じて踏み込むべき足置き台を指示する指示手段を備えていると、使用者が行うべき足踏み動作を使用者が理解して正しい運動を行うことができる。

　また、足置き台がその踏み込み動作に対して反発力を発揮する反発手段を備えるとともに、該反発手段が踏み込み動作に対する反発力変化が非線形のものであれば、足置き台を踏み込んでいくとその抵抗が急に高くなるようにすることができ、このために他動運動だけでなく、自発的な踏み込む動作となる積極的な運動（自動運動）も行うことができるものとなる。

　左右の足置き台は踏み込み動作による一方の足置き台の下降で他方の足置き台を上昇させる連動手段を備えたものであれば、より高い負荷の運動を脚に対して行わせることができる。

　鐙は使用位置と非使用位置との間で位置変更自在に設けておくことで、前記２種の運動のうちの足置き台を使用した運動を行う時に鐙が邪魔になってしまうことを避けることができる。

　また鐙はその使用位置にある時に弾性保持されるものであると、鐙を使用する時にも弾性に対抗する力を足に加えることで脚に運動を行わせることができる。

　そして駆動手段によって与えられる座部の動きは前後方向成分と左右方向成分とを含む揺動であり、且つ平面視の揺動軌跡を８字形とＶ字形とに切替自在なものであると、鐙を使用した運動と、足置き台を使用した運動とにおける座部の動きを夫々の運動にとって好ましいものとすることができるために、運動効果をより高くすることができる。

　座部の外形状を可変としておけば、鐙を使用した運動と、足置き台を使用した運動とにおける座部の形状を夫々の運動にとって好ましいものとすることができるために、運動がしやすく且つ運動効果も高いものとなる。

　さらに座部が駆動部に対して前後または左右方向に可動であるとともに座部の駆動部に対する動きに対して抵抗を与える抵抗付加手段を備えていると、座部を抵抗付加手段に抗して積極的に動かす動作を使用者が行うことで、自動運動も行うことができるものとなる。また、座部の駆動手段による動きの方向と一致する方向に可動としておくことで、重心移動に重畳するような運動を使用者がしやすくなる。

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。同上の側面図である。同上の支持体の他例の斜視図である。同上の支持体の更に他例の斜視図である。 (a)は足置き台の他例の動作を示す側面図、(b)は足置き台における降下量変化と荷重量変化との関係を示す説明図である。足置き台の別の例を示すもので、(a)は概略断面図、(b)は側面図である。 (a)は足置き台の更に別の例の概略断面図、(b)はお仕置き台の他の例の概略断面図である。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。シートの他例の変形動作を示す概略断面図である。同上のシートを変形させる機構を示す斜視図である。シートの別の例の斜視図である。シートの更に別の例の動作を示す概略断面図である。他例の概略側面図である。同上のブロック回路図である。別の例のブロック図である。

符号の説明

　１　本体
　２　シート
　３　駆動部
　４　支持体
　５　操作パネル
　６　足置き台
　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。まず機構的な点から説明すると、図に示す運動装置１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支持体４と、該支持体４の上端に配した操作パネル５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７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。

　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の偏心回転は連結リンク３６とリンク４２とを介して可動プレート８を前後に揺らす。

　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。また、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。

　前記ベース１０の前端部から立ち上がる支持体４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５が取り付けられており、上部の左右にはハンドル４０，４０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よりも前方で且つ支持体４よりも手前の部分に位置する足置き台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。足置き台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。

　前記立ち上がり部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、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を示しており、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。

　しかし、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を図中の矢印で示す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装置１は、前記従来例における２つの運動を行うことができる。すなわち、鐙７を前述の退避状態においた状態で、使用者がシート２に腰を掛けて左右の足を夫々足置き台６に置き、操作パネル５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。

　そして、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ものであり、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、使用者がシート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。

　なお、この乗馬を模した運動については、鐙７は立ち上がり部１１にではなく、シート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がシート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はシート２から紐体で吊り下げるとともに、シート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、足置き台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、シート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シート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。また、ここにおける支持体４は、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であるが、支持体４を所定の角度位置にセットしていないと、駆動部３への電源供給ができないようにしておいてもよい。

　たとえば図７に示す例では支持体４をばね４４にてシート２側に付勢するとともに、前方位置に支持体４がある時には支持体４で押されてオンとなる駆動スイッチＳＷを設け、該駆動スイッチＳＷをモータ３５と直列に接続している。

　ハンドル４０を掴んで乗っている使用者が、ばね４４に抗して支持体４を前方に押した状態を保たないことには、駆動部３を作動状態とすることができないために、腕や肩部の運動に繋がる上に、駆動部３によるシート２の揺動で使用者がバランスを崩し、この結果、ハンドル４０を押せなくなると駆動スイッチＳＷがオフとなって駆動部３が停止するために、安全性を高くすることができる。

　ばね４４による付勢方向を逆とするとともに、シート２に座っている使用者がばね４４に抗してハンドル４０及び支持体４を手前に引いた状態を保つ時に駆動スイッチＳＷがオンとなるようにしてもよい。この場合、使用者が支持体４を回動させていない時には、ばね４４による付勢で支持体４がシート２から離れるために、シート２への乗降に際して支持体４やハンドル４０が邪魔にならずにすむ。なお、乗降を容易にするという点では、ばね４４による付勢が無く、支持体４が回動自在になっているだけでもよい。

　また、操作パネル５に駆動部３の始動及び停止用のスイッチを設けるのが通常であるが、上記駆動スイッチＳＷを始動及び停止用のスイッチとして用いてもよい。ハンドル４０から手を離すことなく、駆動部３の始動及び停止を行うことができる。この点については、ハンドル４０部分に上記始動及び停止用のスイッチを配置することでも対応することができる。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をその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。

　図７に示す実施例から支持体４の回動操作でオンオフされる駆動スイッチＳＷを無くした構成としてもよい。シート２の揺動動作に合わせてハンドル４０を持つ手で支持体４を前後に動かせば、支持体４を付勢する前記ばね４４が上半身（特に腕部）に負荷を与えるために、腕部及び上半身に運動を行わせることができる。ばね４４の弾性係数を調整することができる機構を付加すれば、使用者の体力に応じた負荷を加えることができる。なお、この場合は支持体４を前後に回動自在とするのではなく、左右に回動自在としたもの、自在継手などを用いて前後左右に回動自在としたものであってもよい。いずれの場合も、支持体４を倒そうとする動きに対してばね４４による負荷がかかるようにしておく。

　上記ばね４４に代えて、図８に示すように、支持体４とハンドル４０との間にばねやエラストマー等からなる弾性体４６を介在させても、シート２を揺動させた時に腕部に運動を行わせることができる。シート２の揺動に伴う上体の動きでハンドル４０を動かすのではなく、積極的にハンドル４０を弾性体４６のばね負荷に抗して動かすようにしてもよいのはもちろんであり、このような積極的な運動（自動運動）を行えば、腕や肩の筋力向上や関節可動域を広くすることなどに効果がある。図８に示す棒状の弾性体４６に代えて、図９に示すようにロープ状の弾性体４６を用いてもよく、この場合、ハンドル４０を使用者の側方や後方にまで位置させることができるようにしておけば、肩関節の可動域を広げる自動運動を効果的に行うことができる。

　支持体４をベース１０に設けたものを示したが、シート２に連結してシート２と共に揺動することになるようにすることもできる。

　図１０は前記足置き台６を用いた運動を行うにあたり、脚部に積極的な運動を行わせることができるようにした例を示しており、ここでは足置き台６を３種のばね６１ａ，６１ｂ，６１ｃで付勢している。足置き台６を踏んで下降させるにあたり、当初はばね６１ａのみが反発力を足置き台６に加えているが、踏み込むにつれて、ばね６１ｂとばね６１ｃも順次反発力を発揮するために、これらばね６１ａ，６１ｂ，６１ｃが足置き台６に与える反発力は非線形のものとなっている。

　足置き台６の上下動ストロークのうち、ばね６１ａのみが反発力を発揮する範囲Ｓ１を他動運動用、ばね６１ｂ，６１ｃの反発力も足置き台６に加わることになる範囲Ｓ２を自動運動用として使用することができるように、各ばね６１ａ，６１ｂ，６１ｃのばね定数や足置き台６にばね負荷を加えることになる範囲を設定しておけば、他動運動だけでなく、積極的に足置き台６を踏み込むことで強い運動負荷を脚部に与えることができる。なお、図示例では３種のばね６１ａ，６１ｂ，６１ｃを用いたものを示したが、２種以上であればよい。

　足置き台６の動きに負荷（抵抗）を加えることは、ばね６１を用いるのではなく、次のような構成でも実現することができる。すなわち、図１１に示すものでは後端側が軸６５で回動自在に支持されている左右の足置き台６の前端側下面と、夫々シリンダー６４，６４内を上下に摺動するピストン６３，６３とを連結し、上記の左右のシリンダー６４，６４間を配管６２で接続し、シリンダー６４，６４及び配管６２内に流体（圧縮空気や液体）を満たし、さらに配管６２の途中に内径を調整することができる絞り部６６を設けている。

　一方の足置き台６を踏み込めば、上記流体が他方の足置き台６を押し上げるものであり、両足置き台６，６を連動させる上記流体が絞り部６６を通過する際の抵抗と、他方の足置き台６（とこの足置き台６に乗せた使用者の足）を持ち上げる仕事が足置き台６を踏み込む方の足に負荷として作用する。また絞り部６６の内径を調整することで、上記負荷を変更することができる。ピストン６３，６３を足置き台６の前端側に、つまりは足置き台６を踏み込む足のつま先側に設けているのは、踏み込む際の加重がかかりやすいからである。

　図１２(a)に示すように、中央が軸６７によって回動自在に支持されている天秤型リンク６８の左右両端に夫々足置き台６，６を連結して両足置き台６，６を連動させるとともに、上記軸６７の部分にリンク６８の回動に対する抵抗を調整する抵抗調節部６９を設けてもよく、更には図１２(b)に示すように、天秤型リンク６８の左右両端に設けたカムフォロア６０１を上下にスライド自在に保持されている左右の足置き台６，６に夫々設けた水平溝型のカム溝６００内に位置させて連動させるようにしてもよい。

　これら図１１及び図１２に示すものでは、一方の足置き台６に対する能動的な踏み込み動作は、上述のように、他方の足置き台６（とこの足置き台６に乗せた使用者の足）を持ち上げる負荷がかかるものであり、運動対象の足（踏み込み動作を行う足）が相対的により低い位置まで移行することもあって、より多くの負荷が運動対象の足に作用し、運動効果が増加する。

　また、一方の足置き台６を踏み込んだ時に他方の足置き台６が上昇して高いところに位置することから、次に踏み込む足は、両足置き台６，６が平衡している状態からの踏み込みよりもストロークが大きくなっていることになり、このために関節可動域を増やすための訓練にも応用することができる。

　ところで、シート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のであるが、このように位相を設定するにあたっては、図１５(a)に示すように、シート２の動きを平面視で見て、８の字を描くようにすることと、図１５(b)に示すように、ほぼＶ字形を描くようにすることを、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１５は図において下方がシート２に座る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１５(a)に示す軌跡をシート２が描くほうが好ましく、足置き台６に足を載せてシート２の動きに合わせて踏み込み動作を行う時には
図１５(b)に示す軌跡をシート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シート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１３，図１４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字を描く軌道とのどちらをシート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、揺動軌跡の変更を機構的に行っているが、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。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。

　上記２種の運動に当たって、鐙７に足を載せてシート２を揺動させる場合、前後左右のバランス機能が使用者に試されることになる。この時、シート２に座るにあたり、跨って座って内股でシート２を締め付けることで下半身をシート２に密着させ、腹部や腰背部の筋肉を主に使ってバランスを取る乗り方が好ましい。これに対して、足置き台６，６に足を載せて踏み込む動作を行う場合は、シート２が左右に傾いた上体でのシート２の前方への動きで踏み込む動作を行うのであるから、左右の脚をほぼ揃えてシート２には浅く腰を掛けた状態で、大腿部の筋肉を主に使ってバランスを取る乗り方が好ましい。つまり上記２種の運動では、シート２に対する好ましい座り方が異なることになる。

　このような座り方の違いを単一形状のシート２で実現することは困難である。このために上記両運動のどちらを行うかによって、シート２の形状を変化させることができるようにしてもよい。

　図１６及び図１７に例では、ほぼ鉛直に配した送りねじ２２と左右方向の対の送りねじ２１Ｒ，２１Ｌとをシート２内に固定したナット（図示せず）で螺進退自在に保持するとともに、送りねじ２２及び送りねじ２１Ｒに噛み合う中継歯車２３Ｒと、送りねじ２２及び送りねじ２１Ｌに噛み合う中継歯車２３Ｌを設け、送りねじ２２を回転させれば、該送りねじ２２の一端を連結したシート２の上面が変形するとともに、送りねじ２２の回転が中継歯車２３Ｒ，２３Ｌを介して左右方向の送りねじ２１Ｒ，２１Ｌを左右方向において相反する方向に移動し、送りねじ２１Ｒの端部及び送りねじ２１Ｌの端部を連結したシート２の両側面の間隔が広がったり狭くなったりするようにしたものである。

　鐙７に足を載せてシート２を揺動させる場合は、シート２の上面を下げるとともに左右を広げ、足置き台６，６に足を載せて踏み込む動作を行う場合はシート２の上面を上げて左右を狭くすれば、これら２種の運動を行うにあたってのシート２への座りを夫々好ましい状態にすることができる。なお上記構成は使用者の臀部形状の個人差への対応にも用いることができる。送りねじ２２をモータで回転させる場合は、選択した運動に応じたシート２形状の変更を自動で行うことも可能である。

　シート２の形状変更は、上記の送りねじ２２，２１Ｒ，２１Ｌを用いた機構のほかに、形状記憶材料と該形状記憶材料の温度を変更するための電気ヒータによっても行うことができる。形状記憶材料を加熱すれば一方の運動に適した形状に、形状記憶材料を室温に戻せば他方の運動に適した形状になるようにしておくのである。この場合も、臀部形状の個人差に合わせて適切な形状を設定することも可能である。

　このほか、図１８に示すように、シート２を細身の第１シート部２０ａと、この第１シート２０ａに対して軸２５で回動自在に連結されているとともに第１シート部２０ａの３方外周を囲む形状の第２シート部２０ｂとで形成し、鐙７に足を載せてシート２を揺動させる運動に際しては、第１シート部２０ａの周囲に第２シート部２０ｂを位置させている状態として前後長が長く且つ幅が広いシート２とし、足置き台６，６に足を載せて踏み込む動作を行う場合は、第２シート部２０ｂを跳ね上げて、第２シート部２０ｂが背もたれを構成するとともに、使用者が座る部分は第１シート２０ａのみの前後長が短く且つ幅も狭い状態とする
　本例の場合、どちらの乗り方をするにしても、使用者の着座位置、すなわち荷重点（重心点）は同じとすることができるために、シート２を駆動する駆動部３としては荷重バランスが変化せず、このために耐久性及び消費電力などの点で好ましい結果を得ることができる。

　図１９はシート２に関する他の例を示しており、前記可動プレート８に連結された下部シート２０２の上方に上部シート２０１を前後方向にスライド自在に配置するとともに、上記両シート２０１，２０２間を前後方向にばね性を発揮する弾性体２０３で連結している。図中２０４は上記スライドを可能とするための滑り機構である。

　上記弾性体２０３は、揺動するシート２上に使用者が座っているだけとなる通常使用時には延伸することがない弾性係数を有するものであり、このために上部シート２０１は下部シート２０２と一体的に揺動動作を行うが、使用者が能動的にシート２を前後に動かす動作を行った場合は、シート２が前後にスライドする。シート２に対する身体の動きについても、能動的な運動を行えるようにしたものであり、特に駆動部３によるシート２の前後方向の動きに合わせて上部シート２０１が前後に動くように身体を動かす時、効果的な運動を行うことができる。下部シート２０２に対する上部シート２０１のスライド方向及び弾性体２０３による付勢方向はシート２の左右方向であってもよく、前後左右の両方向であってもよい。

　図２０及び図２１に他例を示す。ここではシート２に使用者の荷重もしくは接触を検知する座部センサＢＳを設け、左右の足置き台６に夫々使用者の足が置かれたことを荷重もしくは接触で検知する足置きセンサＦＳ，ＦＳを設けている。そして駆動部３の動作を司る制御部Ｃは、これらの座部センサＢＳ，ＦＳが全て使用者を検知したことを示す信号を出力しないことには、駆動部３を作動させないようにしている。使用者が適切な運動姿勢にならないと、起動させることができないために、安全性を高くすることができる。もちろん、鐙７にも同様のセンサを設けておけば、鐙７に足を載せて運動を行う時にも同様の安全性確保を行うことができる。

　図２２に示すものは、シート２に座るとともに足置き台６，６に足を置いてシート２に揺動を行わせることで運動を行うにあたり、脚部の筋肉に運動負荷を与えるには、シート２の揺れに合わせてどちらの足置き台６，６を踏み込めばよいのかを使用者が明確に判断することができるようにしたもので、駆動部３の可動フレーム３０の左右側面に設けた遮蔽スリット３０７とこの遮蔽スリット３０７を検出する光スイッチ型の位置検出手段ＰＳを設けて、シート２が左や右に傾いた時にこれを位置検出手段ＰＳで検出し、この検出タイミングで上記制御部Ｃにおける提示判定部Ｃ１が情報提示手段である操作パネル５に右足指標と左足指標とを点灯させる。光による提示に代えて、音による提示や機械的な旗印提示などを用いてもよい。

　上記位置検出手段ＰＳとしては、シート２内に配した加速度センサを用いてもよく、また、足置き台６に荷重センサを配して、踏み込むべきタイミングで足置き台６が踏み込まれているかどうかを位置検出手段ＰＳの出力と上記荷重センサとの出力を利用して制御部Ｃで判定し、この判定結果も提示するようにすることも好ましい。使用者にしてみれば、正しい運動を行っているかどうかが容易にわかる。

　座部であるシート２が前後方向に揺動（ピッチング）すると同時に左右方向の揺動（ローリング）も行うものを示したが、前後左右にスライドするもの、鉛直軸回りの回転であるヨー成分を持つ動きを前後への動きや左右への動きに組み合わせたものであってもよく、シート２の動きはこれらに限定されるものではない。これに伴って、シート２が描く軌跡も前述の８の字形やＶ字形に限定されるものではない。

Claims

　使用者が座る座部と、この座部に動きを与える駆動手段と、座部の下方にあって座部に座った使用者の足を載せるための鐙と、座部の前方下方にあって座部に座った使用者の左右の足を夫々置くための足置き台とを備え、上記鐙と上記足置き台とを選択的に使用可能としていることを特徴とする運動装置。
　座部の前方に使用者が把持することができるハンドルを備えた支持体を配したものであることを特徴とする請求項１記載の運動装置。
　ハンドルもしくは支持体が可動なものとして形成されているとともにハンドルもしくは支持体の動きに抵抗を加える抵抗付加手段を備えていることを特徴とする請求項２記載の運動装置。
　駆動手段によって与えられる座部の動きは前後方向成分と左右方向成分とを含むものであり、左右の足置き台は夫々踏み込み動作を可能とした可動のものであることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の運動装置。
　座部の左右方向の動きに応じて踏み込むべき足置き台を指示する指示手段を備えていることを特徴とする請求項４記載の運動装置。
　足置き台はその踏み込み動作に対して反発力を発揮する反発手段を備えるとともに、該反発手段は踏み込み動作に対する反発力変化が非線形のものであることを特徴とする請求項４または５記載の運動装置。
　左右の足置き台は踏み込み動作による一方の足置き台の下降で他方の足置き台を上昇させる連動手段を備えていることを特徴とする請求項４～６のいずれか１項に記載の運動装置。
　鐙は使用位置と非使用位置との間で位置変更自在に設けられていることを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の運動装置。
　鐙はその使用位置にある時に弾性保持されるものであることを特徴とする請求項８記載の運動装置。
　駆動手段によって与えられる座部の動きは前後方向成分と左右方向成分とを含む揺動であり、且つ平面視の揺動軌跡を８字形とＶ字形とに切替自在なものであることを特徴とする請求項１～９のいずれか１項に記載の運動装置。
　座部はその外形状が可変となっていることを特徴とする請求項１～１０のいずれか１項に記載の運動装置。
　座部は駆動部に対して前後または左右方向に可動であるとともに座部の駆動部に対する動きに対して抵抗を与える抵抗付加手段を備えていることを特徴とする請求項１～１１のいずれか１項に記載の運動装置。