JP2009160180A - Passive exercise equipment - Google Patents
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Abstract
【課題】使用者の膝の曲げ角度が規定範囲内に維持されているか否かを判断し、使用者に対して正しい運動を促すことができる他動運動機器を提供する。
【解決手段】駆動装置50は、使用者Mが臀部をシート部21に載せるとともに足を足置台40に載せた状態で、シート部21に前後方向への移動を伴う揺動をさせることにより使用者Mの脚部に作用する自重を変化させる。判断部は、駆動装置50によるシート部21の前端位置への移動がシート位置検出部50aで検出されてから、足置台40に対する使用者Mの足による踏み込みが踏込状態検出部40cで検出されるまでの所要時間が、所定の反応時間以下であれば使用者Mの膝の曲げ角度θが規定範囲内に維持されていると判断し、前記反応時間を超えていれば使用者Mの膝の曲げ角度θが規定範囲内に維持されていないと判断する。
【選択図】図1Disclosed is a passive exercise device capable of determining whether or not a bending angle of a user's knee is maintained within a specified range and prompting the user to exercise correctly.
A drive device 50 is used by a user M swinging the seat portion 21 with movement in the front-rear direction in a state where the heel portion is placed on the seat portion 21 and the foot is placed on the footrest 40. The weight of the person M acting on the leg is changed. After the movement of the seat unit 21 to the front end position by the driving device 50 is detected by the seat position detection unit 50a, the determination unit detects that the user M has stepped on the footrest 40 by the stepped state detection unit 40c. If the time required until the time is equal to or shorter than the predetermined reaction time, it is determined that the bending angle θ of the knee of the user M is maintained within the specified range. It is determined that the bending angle θ is not maintained within the specified range.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、使用者の臀部をシート部で支持するとともに使用者の足を足置台に載せた状態でシート部を移動させ、使用者の脚部に作用する自重を変化させることにより、主として大腿部の筋群を伸縮させる他動運動機器に関するものである。 The present invention mainly supports the user's buttocks by the seat part and moves the seat part with the user's feet placed on the footrest to change the weight acting on the user's leg part. The present invention relates to a passive exercise device that expands and contracts thigh muscle groups.
従来から、使用者が腰掛けた状態で使用する他動運動機器として、使用者の臀部を支持するシート部と、使用者が臀部をシート部に載せた状態で使用者の左右の足をそれぞれ載せる足置台とを備え、電動モータ等を含む駆動装置の生じる駆動力によってシート部に前後方向への移動を伴う揺動をさせる構成を採用した運動補助装置が提案されている(たとえば特許文献1参照)。 Conventionally, as a passive exercise device to be used while the user is seated, a seat part that supports the user's buttocks, and a user's left and right feet that are placed on the seat while the user places the buttocks on the seat part, respectively. There has been proposed an exercise assisting device that includes a footrest and adopts a configuration in which the seat portion is swung with movement in the front-rear direction by a driving force generated by a driving device including an electric motor or the like (see, for example, Patent Document 1). ).
特許文献1に記載された運動補助装置においては、使用者が腰掛けたシート部を電動モータの駆動力により揺動させると、使用者の臀部の位置を変化させることができ、これに伴って、使用者の脚部に作用する自重を変化させることができる。すなわち、使用者の体重はシート部と左右の足置台との3点で支持されるが、シート部の位置を変位させることにより、シート部と足置台との間で使用者の体重を支持する割合を変化させることができる。 In the exercise assisting device described in Patent Document 1, when the seat seated by the user is swung by the driving force of the electric motor, the position of the user's buttocks can be changed. The self-weight which acts on a user's leg part can be changed. That is, the weight of the user is supported at three points, that is, the seat portion and the left and right footrests, but the weight of the user is supported between the seat portion and the footrests by displacing the position of the seat portion. The ratio can be changed.
この種の運動補助装置を用いれば、使用者に膝の屈伸をほとんど行わせることなく、使用者の脚部に作用する自重の変化により主に大腿部の筋群を緊張・弛緩させることができ、結果的に、糖尿病患者のように膝痛を持つ使用者においても、膝に負担を掛けることなく大腿部の筋群の強化が可能になる。また、この運動補助装置を用いた運動は、使用者の脚部に使用者の全体重が作用する運動に比べて使用者の脚部への負荷を低減でき、さらに、駆動装置によってシート部を変位させることで使用者は自発的に筋力を発揮することなく他動的に行うことができるので、使用者に掛かる負担を小さく抑えることができ、運動能力の低い使用者であっても継続することが容易になる。しかも、大腿部の筋群の体積は大きいから、大腿部の筋収縮に伴う糖代謝によれば生活習慣病などの改善への寄与も期待できる。
ところで、上記構成の他動運動機器を用いて使用者に効果的に運動させるには、大腿部の筋群を伸縮させるように使用者の脚部に作用する自重を変化させることが重要であって、そのためには、使用者は膝の屈伸をほとんど行わずに膝の曲げ角度を予め決められた規定範囲内に維持することが理想的である。 By the way, in order to allow the user to exercise effectively using the passive exercise apparatus having the above-described configuration, it is important to change the weight of the user's leg acting so as to expand and contract the thigh muscle group. For this purpose, it is ideal for the user to keep the knee bending angle within a predetermined range with little knee bending and stretching.
すなわち、仮に使用者の膝を屈伸させてしまうと、シート部の変位に伴いシート部と足置台との間で使用者の体重を支持する割合の変化が小さくなり、使用者の脚部に作用する自重の変化が小さくなるから、大腿部の筋群への刺激が小さくなって使用者は効果的に運動を行うことができない。また、膝痛を抱える使用者においては、膝の屈伸を行うことによって膝に負担が掛かること自体が好ましくない。 That is, if the user's knees are bent and extended, the change in the ratio of supporting the user's weight between the seat part and the footrest is reduced due to the displacement of the seat part, and acts on the leg part of the user. Since the change in the weight of the thigh becomes small, the stimulation to the thigh muscle group becomes small and the user cannot exercise effectively. In addition, it is not preferable for a user having knee pain to place a burden on the knee by bending and stretching the knee.
このような理由から、他動運動機器を用いて好ましい運動効果を得るためには、膝の曲げ角度が規定範囲内に維持されているか否かを使用者自身で把握できるようにし、規定範囲内に維持できていない使用者に対しては改善を求め、膝の曲げ角度を規定範囲内に維持した正しい運動を促すことが望ましい。 For these reasons, in order to obtain a favorable exercise effect using a passive exercise device, the user can grasp whether or not the knee bending angle is maintained within the specified range. It is desirable to seek improvement for users who have not been able to maintain the knees, and to encourage correct movement with the knee bending angle maintained within a specified range.
しかし、使用者において自己の膝の曲げ角度が規定範囲内に維持されているか否かの判断を自身で行うことは難しく、上記判断を行うためには、たとえば他動運動機器を用いて運動している様子を他人に見てもらい膝の曲げ角度を評価してもらうなどの措置をとる必要があり、現実的には困難である。 However, it is difficult for the user to determine whether or not the knee bending angle is maintained within the specified range by himself / herself. It is difficult in practice to take measures such as having other people look at the situation and assess the knee bending angle.
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであって、使用者の膝の曲げ角度が規定範囲内に維持されているか否かを判断し、使用者に対して膝の曲げ角度を規定範囲内に維持した正しい運動を促すことができる他動運動機器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and determines whether or not the bending angle of the knee of the user is maintained within a specified range, and determines the bending angle of the knee with respect to the user within the specified range. It is an object of the present invention to provide a passive exercise device that can promote correct exercise maintained inside.
請求項1の発明は、前後方向への移動を伴う揺動が可能であって使用者の臀部を支持するシート部と、使用者が臀部をシート部に載せている状態で足を載せるものであって、使用者の足による踏み込みを受けて下方に移動し前記踏み込みが解除されると上方に復帰する足置台と、シート部を移動範囲の前端位置に移動させることで足置台に対して使用者の足による踏み込みが生じるように、シート部を移動させて使用者の脚部に作用する自重を変化させる駆動装置と、シート部が移動範囲の前端位置に移動したことを検出するシート位置検出部と、足置台において使用者の足による踏み込みの有無を検出する踏込状態検出部と、シート位置検出部でシート部の前端位置への移動が検出されてから踏込状態検出部で踏み込みが検出されるまでの所要時間が所定の反応時間以下であれば使用者の膝の曲げ角度が規定範囲内に維持されていると判断し、前記所要時間が前記反応時間を超えていれば使用者の膝の曲げ角度が前記規定範囲内に維持されていないと判断する判断部とを備えることを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, a seat portion that can be swung with movement in the front-rear direction and supports the user's buttocks, and the user puts the foot in a state where the buttocks are placed on the seat portion. In response to a stepping on by the user's foot, it moves downward and when the stepping is released, the footing base returns to the upper side, and the seat part is used on the footing base by moving it to the front end position of the moving range. Drive device that moves the seat part to change its own weight that acts on the leg part of the user so that the person's foot is depressed, and seat position detection that detects that the seat part has moved to the front end position of the movement range And the stepping state detection unit that detects whether or not the foot of the user has stepped on the footrest, and the stepping state detection unit detects the stepping after the movement of the seat unit to the front end position is detected by the seat position detection unit. Until If the required time is less than or equal to the predetermined reaction time, it is determined that the knee bending angle of the user is maintained within a specified range, and if the required time exceeds the reaction time, the bending angle of the user's knee Is provided with a determination unit that determines that is not maintained within the specified range.
この構成によれば、判断部において、シート位置検出部でシート部の前端位置への移動が検出されてから踏込状態検出部で踏み込みが検出されるまでの所要時間が所定の反応時間以下であれば使用者の膝の曲げ角度が規定範囲内に維持されていると判断し、前記所要時間が前記反応時間を超えていれば使用者の膝の曲げ角度が前記規定範囲内に維持されていないと判断するので、使用者の膝の曲げ角度が規定範囲内に維持されているか否かの判断が可能となる。すなわち、使用者が膝の曲げ角度を規定範囲内に維持した正しい運動を行っている場合には、シート部が前端位置に移動することで使用者の脚部に作用する自重が増加するので、シート部が前端位置に移動した時点から前記反応時間内に足置台において使用者の足による踏み込みが検出され、判断部においては使用者の膝の曲げ角度が規定範囲内に維持されているとの判断がなされる。一方、たとえばシート部の高さ位置が使用者の体格に合っていなかったり、使用者の足による足置台の踏み込みが不十分であったりして、使用者が膝の曲げ角度を規定範囲内に維持した正しい運動を行えない場合には、使用者の足による足置台の踏み込みが遅れることにより、シート部が前端位置に移動した時点から前記反応時間内に足置台において使用者の足による踏み込みは検出されず、判断部においては使用者の膝の曲げ角度が規定範囲内に維持されていないとの判断がなされる。結果的に、使用者に対しては、膝の曲げ角度を規定範囲内に維持した正しい運動を促すことができ、他動運動機器を用いて好ましい運動効果を生じさせることができる。 According to this configuration, in the determination unit, a required time from when the movement of the seat unit to the front end position is detected by the seat position detection unit until the depression is detected by the depression state detection unit is equal to or shorter than a predetermined reaction time. If the bending angle of the user's knee is maintained within the specified range, and if the required time exceeds the reaction time, the bending angle of the user's knee is not maintained within the specified range. Therefore, it is possible to determine whether or not the bending angle of the user's knee is maintained within the specified range. That is, when the user is performing a correct exercise while maintaining the knee bending angle within a specified range, the weight of the seat acting on the user's leg increases as the seat moves to the front end position. It is said that the stepping by the user's foot is detected in the footrest within the reaction time from the time when the seat portion moves to the front end position, and the bending angle of the user's knee is maintained within the specified range in the determination portion. Judgment is made. On the other hand, for example, if the height of the seat part does not match the user's physique, or if the foot of the footrest is not fully depressed by the user's foot, the user can keep the knee bending angle within the specified range. If the maintained correct movement cannot be performed, the stepping of the footrest by the user's foot is delayed, so that the footing of the user's foot on the footrest is within the reaction time from the time when the seat portion moves to the front end position. It is not detected, and the determination unit determines that the bending angle of the user's knee is not maintained within the specified range. As a result, the user can be encouraged to perform correct exercise while maintaining the knee bending angle within a specified range, and a preferable exercise effect can be generated using the passive exercise device.
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記判断部において使用者の膝の曲げ角度が前記規定範囲内に維持されていないと判断された回数が規定回数に達すると、前記シート部の移動速度を時間経過に伴って低下させてシート部を停止させるように前記駆動装置を制御する制御部を備えることを特徴とする。 When the number of times that the bending angle of the knee of the user is determined not to be maintained within the specified range in the determination unit according to the invention of claim 1 is reached, the seat portion And a control unit that controls the driving device so as to stop the seat unit by decreasing the moving speed of the sheet with time.
この構成によれば、使用者が膝の曲げ角度を規定範囲内に維持できていないときには、制御部がシート部を停止させることにより、たとえば膝痛を持つ使用者等に無理な負担が掛かり続けることを防止できる。しかも、制御部はシート部の移動速度を時間経過に伴って低下させてからシート部を停止させるので、シート部の停止時にシート部から使用者が脱落することを回避できる。また、判断部で使用者の膝の曲げ角度が規定範囲内に維持されていないと判断された回数が規定回数に達するまでは、シート部は停止しないので、正しく運動できている使用者が1度だけ踏み込みのタイミングを外してしまった場合などにはシート部が停止しないようにすることができ、正しく運動できている使用者には継続して運動させることができる。 According to this configuration, when the user is not able to maintain the knee bending angle within the specified range, the control unit stops the seat portion, and thus an unreasonable burden is imposed on the user having knee pain, for example. Can be prevented. In addition, since the control unit stops the seat unit after reducing the moving speed of the seat unit over time, it is possible to prevent the user from falling off the seat unit when the seat unit is stopped. Further, since the seat portion does not stop until the number of times that the determination unit determines that the bending angle of the user's knee is not maintained within the specified range reaches the specified number of times, the user who is able to exercise correctly 1 The seat portion can be prevented from stopping when the timing of depressing is deviated by a certain degree, and a user who is exercising correctly can continue to exercise.
請求項3の発明は、請求項1または請求項2の発明において、前記判断部の判断結果を表示部の表示と音声出力部から出力される音との少なくとも一方で使用者に報知する報知手段を備えることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, informing means for informing the user of at least one of the display of the display unit and the sound output from the audio output unit. It is characterized by providing.
この構成によれば、使用者の膝の曲げ角度が規定範囲内に維持されているか否かを使用者に知らせることができるので、膝の曲げ角度を規定範囲内に維持した正しい運動を使用者に対して促すことで、他動運動機器を用いて好ましい運動効果を生じさせることができる。 According to this configuration, since it is possible to inform the user whether or not the bending angle of the user's knee is maintained within the specified range, the user can perform correct exercise while maintaining the bending angle of the knee within the specified range. By urging against, it is possible to produce a preferable exercise effect using a passive exercise device.
本発明は、シート位置検出部でシート部の前端位置への移動が検出されてから踏込状態検出部で踏み込みが検出されるまでの所要時間に基づいて、使用者の膝の曲げ角度が規定範囲内に維持されているか否かの判断が可能であるから、使用者に対して膝の曲げ角度を規定範囲内に維持した正しい運動を促すことができ、他動運動機器を用いて好ましい運動効果を生じさせることができるという効果を奏する。 According to the present invention, the bending angle of the knee of the user is within a specified range based on the time required from when the seat position detection unit detects the movement of the seat unit to the front end position until the depression state detection unit detects the depression. It is possible to determine whether or not the knee is maintained within the specified range, so that the user can be encouraged to exercise correctly while maintaining the knee bending angle within a specified range. There is an effect that can be generated.
本実施形態の他動運動機器は、図1に示すように床等の定位置に載置される基台10を備え、基台10上に、使用者Mの臀部を支持するシート部21を上端部に具備したシート支持台20を具備する構成を有する。この他動運動機器は、使用者Mがシート部21の上面である接触面21aに臀部を載せるようにシート部21に腰掛けた状態(座位)で使用するものである。ここで、基台10は床に埋め込まれていてもよい。なお、以下では、基台10を床に載置した状態での上下を上下とし、シート部21に腰掛けた使用者Mの前後左右を前後左右(つまり、図1(a)の左方を前方、図1(b)の上方を右方)として説明する。
As shown in FIG. 1, the passive exercise apparatus of the present embodiment includes a
基台10において、シート支持台20の前方となる部位には使用者Mの左右の足をそれぞれ載せる一対の足置台40が設けられている。足置台40は、使用者Mの足(足裏の全体)が載る大きさに形成された上面を足置面40aとして、足置面40aに足裏を接触させるように使用者Mの足を載せることで使用者Mの足位置を規制する。ここでは摩擦係数の大きい材料ないし形状を足置台40の足置面40aに採用することにより、足置台40に載せた使用者Mの足が滑ることを防止している。
In the
シート支持台20は、シート部21に前後方向への移動を伴う揺動をさせる駆動装置50と、シート部21および駆動装置50を基台10に対して昇降させる昇降装置60(図2参照)とを具備している。昇降装置60については後述する。
The
駆動装置50は、使用者Mがシート部21の接触面21aに臀部を載せ且つ足置台40の足置面40aに足を載せた状態で、シート部21を移動させることにより、使用者Mの脚部に作用する自重を変化させる。要するに、使用者Mの体重はシート部21と左右の足置台40との3点で支持されるが、シート部21の位置を変位させて使用者Mの臀部を変位させると、これに伴いシート部21と足置台40との間で使用者Mの体重を支持する割合が変化し、結果的に使用者Mの脚部に作用する自重が増減する。
The driving
ここにおいて、使用者Mが膝の曲げ角度θを予め定めた規定範囲内に維持していると、シート部21が前端位置側に移動してシート部21に作用する使用者Mの体重が減少したときに、スクワット運動において膝を曲げている状態と同様に、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である。したがって、駆動装置50がシート部21を移動範囲の前端位置と後端位置との間で移動させることにより、使用者Mの大腿部の筋群は緊張・弛緩を繰り返し、主として大腿部の筋群の運動が可能となる。
Here, when the user M maintains the knee bending angle θ within a predetermined range, the weight of the user M acting on the
ところで、使用者Mは、一般的に臀部をシート部21に載せ且つ足を足置台40に載せた状態で、図1(b)に示すように爪先側での両足間の距離が踵側での両足間の距離よりも大きくなる姿勢をとることが自然であるため、一対の足置台40は平行に配置するのではなく、足置面40aの前端と後端とを結ぶ中心線間の距離が前端側で大きくなるように配置している。つまり、使用者Mが各足を足置面40aの前記中心線に沿って載せるようにすれば、使用者Mは前述の自然な姿勢をとることができ、このときの使用者Mの両足間の開き角度θ2は、足置面40aの前記中心線間の開き角度と略一致する。
By the way, the user M generally places the buttocks on the
さらに、シート部21を駆動装置50で移動させたときに使用者Mの膝関節に剪断応力が作用することがないように、本実施形態では駆動装置50は足置面40aの前記中心線に沿ってシート部21を移動させるようにしている。つまり、シート部21を後端位置から前方に移動させる際に、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、斜め右前方に移動する際には右の脚部の大腿部に自重を作用させ、斜め左前方に移動する際には左の脚部の大腿部に自重を作用させるようにしてある。
Further, in this embodiment, the driving
なお、シート部21を移動させた際に、使用者Mの脚部に作用する自重が変化しやすくするために、シート部21の移動方向における前方に下り傾斜するように接触面21aを形成することが望ましい。つまり、接触面21aの前端部において、使用者Mの臀部右側が接触する部位には斜め右前方に下り傾斜を付与し、使用者Mの臀部左側が接触する部位には左前方に下り傾斜を付与することが望ましい。これにより、シート部21が前方に移動した際に使用者Mの脚部に作用する自重が増加しやすくなり、運動効果を高めることができる。
In addition, when the
シート支持台20の構造について詳述すると、図2に示すように基台10上には筒状の支柱部22が立設されており、この支柱部22内に上述の昇降装置60が収納される。昇降装置60は、支柱部22に対して相対的に昇降する昇降ベース61を有し、昇降ベース61の上端部に上述の駆動装置50を搭載するように構成されている。
The structure of the
昇降ベース61は、駆動装置50を搭載する台座61aと、台座61aの下面から下方に突出した一対のガイド板61bと、ガイド板の外側面に設けられたローラ61cとを有しており、ガイド板61bを支柱部22内に挿入した状態でローラ61cを支柱部22の内側に設けたレール22a内で転動させることにより、支柱部22の中心軸に沿って昇降する。この昇降ベース61は、駆動モータ63を備えた昇降駆動部62によって昇降駆動される。昇降駆動部62は、基台10に固定される固定部材64と、駆動モータ63の駆動力により固定部材64に対し支柱部22の中心軸に沿って昇降する可動部材65とを備え、可動部材65の上端部に昇降ベース61が取り付けられる。台座61aには、昇降駆動部62が伸縮する範囲で支柱部22の外側面に重複する筒状の昇降カバー66が取り付けられることにより、駆動装置60が外部に露出しないようにしており、さらに、台座61aとシート部21との隙間は布製の機構部カバー67によって覆われる。
The elevating
しかして、昇降装置60の動作により、使用者Mの体格に適合する高さにシート部21の接触面21aを昇降させることが可能となる。ここでは、使用者Mの膝の曲げ角度θが規定範囲内となるように、後述の操作部33を用いて使用者Mの身長等のパラメータが入力されることで、昇降装置60が自動的にシート部21の高さを設定するものとする。なお、シート部21の昇降方向を決定する支柱部22の中心線は上下方向に対して後傾しており、これにより、シート部21は上方に位置するほど後方に位置することとなる。
Thus, the
次に、駆動装置50の構造について図3および図4を参照して説明する。駆動装置50は、昇降装置60の台座61aと共にシート部21を揺動させる機構を構成するものであって、台座61aの上面に立設された前後一対の軸支板51a,51bに挿通される軸部52a,52bによって図2に矢印Nで示す左右方向に揺動可能に支持される。
Next, the structure of the driving
さらに、駆動装置50は、前後一対のフレーム板53a,53bと、両フレーム板53a,53bを連結して全体で矩形枠状のフレームを形成する左右一対のフレーム側板54a,54bとを具備している。ここで、両フレーム側板54a,54bに対しては、左右方向の軸回りで回動可能となる前リンク55と後リンク56との下端部がそれぞれ軸部55a,56aによって軸着される。
Further, the driving
前リンク55の上端部は軸部55bによって台板57に軸着され、後リンク56の上端部は、台板57に固定された軸受板57aに軸部56bによって軸着される。これにより、台板57は、前端部が軸部55aを中心とする円弧状を移動し、後端部が軸部56aを中心とする円弧状を移動するように、その移動範囲が規制される。この台板57にシート部21が取り付けられる。さらに、台板57の前端部と後端部とで回転半径が異なるように、後リンク56は前リンク55よりも長寸に形成されており、結果的に台板57は前後の移動に伴って上面の傾斜角度が変化する。つまり、台板57がシート部21の前後方向(図2に矢印Xで示す方向)において、前方に移動すると台板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。したがって、シート部21においては前後方向への移動を伴う揺動が可能となる。
The upper end portion of the
台座61aに対して台板57を揺動させるための駆動源となるモータ71は、出力軸が上向きに突出する縦置きの状態で両フレーム側板54a,54bによって保持される。モータ71の出力軸にはウォーム72が結合される。フレーム側板54a,54bには、第1シャフト73および第2シャフト74が支承され、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と、第2シャフト74に設けたギア77に噛合するギア76とが設けられる。第1シャフト73の両端部には、第1シャフト73と共に回転する偏心クランク78がそれぞれ装着され、各偏心クランク78にはそれぞれアームリンク79の一端部が軸着される。各アームリンク79の他端部は、前リンク55の左右に突設された軸ピン55cにそれぞれ軸着される。
A
これにより、モータ71を回転させると、ウォーム72、ウォームホイール75を介して第1シャフト73が回転し、これに伴い偏心クランク78が回転してアームリンク79によって前リンク55が軸部55a周りで前後方向に往復移動し、台板57の前端部が軸部55aの周りで前後方向(図2の矢印Xの方向)に揺動する。このとき、後リンク56は軸部56a周りで回転するから、台板57の上面の傾斜角度が変化する。
As a result, when the
一方、第2シャフト74の一端部には偏心ピン74aが立設されており、偏心ピン74aには偏心ロッド80の上端部が軸着される。偏心ロッド80の下端部は、台座61aに固定される連結金具81に回転自在に連結される。これにより、モータ71を回転させると、第1シャフト73を介して第2シャフト74が回転することで台座61aに対する偏心ピン74aの高さ位置が変位し、したがって、台板57が軸部52a,52bの周りで左右(図2に矢印Nの方向)に揺動する。なお、モータ71はフレーム板53a,53bとフレーム側板54a,54bと台座61aと台板57とで囲まれた空間に、ギア75〜77と共に収容されるので、駆動装置50は比較的コンパクトになっている。
On the other hand, an
上記構成の駆動装置50により、シート部21は基本的には右前下方と左前下方とに移動する。ここにおいて、ギア76,77のギア比および偏心クランク78と偏心ピン74aとの位相差を適宜設定することで、シート部21の移動軌跡をV字状(左右に1往復移動する間に前後に2往復移動する)としてある。
The
さらに、他動運動機器には、図5に示すようにモータ71の運転・停止や回転速度を操作可能な操作部33と、操作部33の操作入力に従ってモータ71を制御する制御部32とが設けられており、操作部33の操作により運動時間や運動強度等を指定可能としてある。
Further, as shown in FIG. 5, the passive exercise device includes an
ところで、本実施形態の他動運動機器は、図5に示すようにシート部21が移動範囲の前端位置に移動したことを検出するシート位置検出部50aと、足置台40において使用者Mの足による踏込の有無を検出する踏込状態検出部40cと、シート位置検出部50aでのシート部21の前端位置への移動が検出されてから踏込状態検出部40cで踏み込みが検出されるまでに要した所要時間を算出する演算部30と、演算部30で算出される所要時間に基づいて使用者Mの膝の曲げ角度θが規定範囲内に維持されているか否かを判断する判断部31を備えている。
By the way, as shown in FIG. 5, the passive exercise apparatus of the present embodiment includes a seat
シート位置検出部50aは、少なくともシート部21が移動範囲の中で最前の前端位置に移動したことを検出可能なポジションセンサからなり、シート部21が前端位置に移動したことを検出すると、図6(a)に示すように位置検出信号を出力する。ここでは、図1に示すように駆動装置50内に収納されるものを採用するが、駆動装置50ではなくシート部21の位置を直接検出するものであってもよい。また、シート位置検出部50aは、ポジションセンサに限らずマイクロスイッチ等を用いてシート部21の前端位置への移動を検出するものとしてもよい。なお、図3および図4ではシート位置検出部50aの図示を省略する。
The sheet
踏込状態検出部40cは、図1に示すように弾性ばね40bと共に足置台40の下方に配置される荷重センサからなる。足置台40は、爪先側と踵側とにそれぞれ設けた一対の弾性ばね40bによって基台10上に弾性支持されており、使用者Mの足による踏み込みを受けると弾性ばね40bのばね力に抗して下方に移動し、前記踏み込みが解除されると弾性ばね40bのばね力によって上方に復帰することで、足置面40aの床面からの高さ位置を可変としている。踏込状態検出部40cは、各足置台40を保持する一対の弾性ばね40bの間となる部位にそれぞれ配置されており、各足置台40が弾性ばね40bのばね力に抗して足置面40aの高さ位置を閾値以上下げた場合に、使用者Mの足による踏み込みがあったものとして図6(b)に示すように踏込検出信号を出力する。なお、踏込状態検出部40cは、荷重センサに限らずマイクロスイッチ等を用いて踏み込みを検出するものとしてもよい。
As shown in FIG. 1, the stepped-on
ここにおいて、シート部21を駆動装置50で移動させてシート部21が前端位置に移動すると、使用者Mの脚部に作用する自重が増加することで足置台40に対して使用者Mの足による踏み込みが生じる。ここで、シート部21が前端位置に移動した時点から前記踏み込みを生じるまでの所要時間の長さは、使用者Mの膝の曲げ角度θと、昇降装置60によって調節される足置台40に対するシート部21の接触面21aの高さ位置、および駆動装置50によるシート部21の移動範囲とによって決まる。本実施形態では、使用者Mの膝の曲げ角度θが規定範囲内に維持されている場合に、前記所要時間が所定の反応時間以内の長さとなるように、シート部21の接触面21aの高さ位置およびシート部21の移動範囲を設定する。
Here, when the
しかして、判断部31においては、図6(c)に示すようにシート位置検出部50aでシート部21の前端位置への移動が検出され位置検出信号が出力されてから、踏込状態検出部40cで踏み込みが検出され踏込検出信号が出力されるまでの所要時間が前記反応時間Tth以下であれば、使用者Mの膝の曲げ角度θが規定範囲内に維持されているものと判断し、一方、前記所要時間が前記反応時間Tthを超えていれば、使用者Mの膝の曲げ角度θが規定範囲内に維持されていないものと判断することができる。ここで、本実施形態の判断部31は、使用者Mの膝の曲げ角度θが規定範囲内に維持されていないと判断した場合に、図6(c)に示すように警告信号を出力する構成を採用する。
Accordingly, in the
要するに、使用者Mが膝の曲げ角度θを規定範囲内に維持した正しい運動を行っている場合には、シート部21が前端位置に移動することで使用者Mの脚部に作用する自重が増加するので、シート部21が前端位置に移動した時点から反応時間Tth内に足置台40において使用者Mの足による踏み込みが検出され、これにより、判断部31においては使用者Mの膝の曲げ角度θが規定範囲内に維持されているとの判断がなされる。一方、たとえばシート部21の高さ位置が使用者Mの体格に適合していなかったり、足置台40を踏み込む使用者Mの脚力が不十分であったりして、使用者Mが膝の曲げ角度を規定範囲内に維持した正しい運動を行えない場合には、使用者Mの足による足置台40の踏み込みが遅れることにより、シート部21が前端位置に移動した時点から前記反応時間Tth内に足置台40において使用者Mの足による踏み込みは検出されず、したがって、判断部31においては使用者Mの膝の曲げ角度θが規定範囲内に維持されていないと判断される。
In short, when the user M is performing a correct motion while maintaining the knee bending angle θ within a specified range, the weight of the weight acting on the leg of the user M is reduced by the
なお、ここでは判断部31は位置検出信号が出力されてから踏込検出信号が出力されるまでの所要時間が反応時間Tthを超えた場合にのみ、使用者Mの膝の曲げ角度θが規定範囲内に維持されていないと判断するようにしているが、上記所要時間が反応時間Tthを超えた場合に加え、反応時間Tthを超えても踏込検出信号が出力されなかった場合に関しても、膝の曲げ角度θが規定範囲内に維持されていないと判断するようにしてもよい。前者の構成では、反応時間Tthの経過後に踏込検出信号が出力された時点で警告信号を出力し、後者の構成では、踏込検出信号が出力されることなく反応時間Tthが経過した時点で警告信号を出力するように判断部31を機能させる。
Here, the
判断部31は、上述した警告信号を制御部32に対して出力する。制御部32は、判断部31からの警告信号を受けた回数が規定回数に達すると、モータ71の回転速度を時間経過に伴って低下させることでシート部21の移動速度を徐々に低下させ、最終的にモータ71およびシート部21を停止させるように駆動装置50を制御する所謂スローストップ制御を行うことで、シート部21の動作を停止させる。ここで、制御部32は、警告信号を受けた回数をたとえば1分ごとにリセットすることで、1分間に規定回数を超えて警告信号を受けたときにシート部21を停止させる。なお、警告信号を受けた回数をシート部21の動作が停止する度にリセットすることで、シート部21が動き始めてから警告信号を受けた累積回数が規定回数を超えたときにシート部21を停止させるようにしてもよい。
The
上述した構成によれば、使用者Mの膝の曲げ角度θが規定範囲内に維持されているか否かを判断部31で判断することができ、また、使用者Mの膝の曲げ角度θが規定範囲内に維持されていないと判断された回数が規定回数に達するとシート部21がスローストップするので、膝の曲げ角度θを規定範囲内に維持できている使用者Mに対しては継続して運動させることができ、一方、膝の曲げ角度θを規定範囲内に維持できていない使用者Mに対しては、膝の曲げ角度θを規定範囲内に維持した正しい運動を促すことができ、他動運動機器を用いて好ましい運動効果を生じさせることができる。
According to the configuration described above, the
しかも、使用者Mが膝の曲げ角度θを規定範囲内に維持できていないときには、制御部32がシート部21を停止させることにより、たとえば膝痛を持つ使用者M等に無理な負担が掛かり続けることを防止できる。さらに、制御部32はシート部21をスローストップ制御するので、シート部21の停止時にシート部21から使用者Mが脱落することを回避できる。また、使用者Mの膝の曲げ角度θが規定範囲内に維持されていないと判断された回数が規定回数に達するまでは、シート部21は停止しないので、膝の曲げ角度θを規定範囲内に維持して正しく運動できている使用者Mが1度だけ踏み込みのタイミングを外してしまった場合などには、シート部21を停止させずに使用者Mに継続して運動させることができる。
In addition, when the user M is not able to maintain the knee bending angle θ within the specified range, the
ここで、本実施形態の他動運動機器を用いた運動を行う際に、膝の曲げ角度(実測は膝の前面側で大腿部と下腿部とがなす角度)θを140度とすれば、運動効果が高く且つ膝痛が生じにくいという実験結果が得られており、上述の規定範囲はたとえば140度を中心とした範囲に設定される。また、前記反応時間Tthはたとえば0.1秒に設定され、前記規定回数はたとえば10回に設定されるものとする。 Here, when performing exercise using the passive exercise apparatus of the present embodiment, the knee bending angle (actually measured is the angle formed by the thigh and crus on the front side of the knee) θ should be 140 degrees. For example, an experimental result has been obtained that the exercise effect is high and knee pain is unlikely to occur, and the above-mentioned specified range is set to a range centering around 140 degrees, for example. The reaction time Tth is set to 0.1 seconds, for example, and the specified number of times is set to 10 times, for example.
ところで、上記実施形態では、判断部31の判断結果を制御部32に出力し、使用者Mの膝の曲げ角θが規定範囲内に維持されていないと判断部31が判断した場合にはシート部21の動作をスローストップさせる例を示したが、この例に限るものではなく、使用者Mの膝の曲げ角度が規定範囲内に維持されているか否かという判断部31の判断結果を、たとえば表示部に表示させたり、スピーカ(音声出力部)からの音(あるいは音声)で報知したりすることで使用者Mに知らせる手段(報知手段)を設けた構成としてもよい。
By the way, in the said embodiment, when the
なお、基台10上に、使用者Mが必要に応じて手で握持するハンドルを上端部に備えたハンドルポストを立設し、当該ハンドルポストに上記操作部33を取り付けるようにしてもよい。ただし、この場合、使用者Mがハンドルを握持している状態でも、使用者Mの膝の曲げ角度θが規定範囲内に維持されていれば、シート部21が前端位置に移動した時点から所定の反応時間内に足置台40に対して使用者Mの足による踏み込みが生じるように、ハンドルに掛かる使用者Mの体重をハンドルの位置等によって制限する必要がある。
It should be noted that a handle post provided with an upper end portion of a handle that the user M grips with his / her hand as needed may be erected on the
21 シート部
31 判断部
32 制御部
40 足置台
40c 踏込状態検出部
50 駆動装置
50a シート位置検出部
M 使用者
Tth 反応時間
θ 曲げ角度
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