(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基盤上に設けられたモータの駆動によって、上下動する一対のスライダーが設けられ、
スライダーには、それぞれ膝関節の裏側が載置可能な支持板が設けられ、
支持板は、下動位置で、基盤から支持板の上面までの高さが、背臥位または長坐位での膝関節の裏側を支持できる低い位置に設けられるとともに、下動位置と上動位置との間は、股関節を中心に大腿骨を回転半径とした軌跡と合致する位置となるように、垂線に対してスライダーが、５度〜１０度斜めに設けられ、当該スライダーに設けられた支持板が、５度〜１０度斜めに上下するようになされ、上動位置で、歩行時の股関節の屈曲角度に相当するように、下動位置から上動位置までのスライダーに沿った支持板の移動距離が６ｃｍ〜１６ｃｍの範囲となされたことを特徴とする下肢刺激装置。
【請求項２】
垂線に対してスライダーが、７．５度斜めに設けられ、当該スライダーに設けられた支持板は、垂線に対して７．５度斜めに上下するようになされた請求項１記載の下肢刺激装置。
【請求項３】
支持板は、移動距離が９ｃｍ〜１２ｃｍとなされた請求項２記載の下肢刺激装置。
【請求項４】
基盤上に設けられたモータと、ギアとの間がクランクによって連結され、モータの回転で駆動するクランクによってギアが回動可能となされ、
ギアに巻回されたチェーンの両端には、ギアの両側に位置し、上下動するスライダーが設けられ、
スライダーには、それぞれ膝関節の裏側が載置可能な支持板が設けられ、
ギアの回動によって支持板が交互に上下動することで、当該支持板に載置させた膝関節を左右交互に上下動させるようになされた請求項１ないし３の何れか一に記載の下肢刺激装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、背臥位または長坐位で膝関節および股関節を刺激することができる下肢刺激装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、本発明者は、いわゆる貧乏揺すりを自動的に行って健康を改善するための健康器具として、足底の踵部が載置可能となされた動作板を上下動するように構成した下肢振動装置を提案している（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５１６６６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来の下肢振動装置の場合、いわゆる貧乏揺すり運動によって股関節に振動刺激を加えることができるが、その前提として動作板に足底の踵部を載置させたまま上下動させなければならない。したがって、足関節を痛めていたり、その付近のじん帯や腱を負傷していたりする等の理由により、下肢をリラックスさせておくことができないような使用者の場合、動作板に足底の踵部を常に載せた状態で、足底の解剖学的肢位（ゼロポイント）と背屈とを繰り返すことができず、股関節に振動刺激を加えることができない。
【０００５】
そのため、足底全体を動作板に乗せて足底全体を上下動させることで、股関節に振動刺激を加えることが考えられるが、このような場合であっても、足関節が柔らかく柔軟性に富む使用者の場合には、動作板による上下動が足関節によって吸収され易くなり、股関節に有効な振動刺激を加えることができないことが考えられる。
【０００６】
また、上記従来の下肢振動装置の場合、股関節の刺激だけを考慮したものであって、膝関節に有効な振動刺激を加えることができない。
【０００７】
本発明は、係る実情に鑑みてなされたものであって、膝関節および股関節に有効な刺激を加えることができる下肢刺激装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明の下肢刺激装置は、基盤上に設けられたモータの駆動によって、上下動する一対のスライダーが設けられ、スライダーには、それぞれ膝関節の裏側が載置可能な支持板が設けられ、支持板は、下動位置で、基盤から支持板の上面までの高さが、背臥位または長坐位での膝関節の裏側を支持できる低い位置に設けられるとともに、上動位置で、股関節を屈曲させることができるようになされ、下動位置と上動位置との間は、股関節を中心に大腿骨を回転半径とした軌跡と合致する位置となるように、垂線に対してスライダーが、５度〜１０度斜めに設けられ、当該スライダーに設けられた支持板が、５度〜１０度斜めに上下するようになされ、上動位置で、歩行時の股関節の屈曲角度に相当するように、下動位置から上動位置までのスライダーに沿った支持板の移動距離が６ｃｍ〜１６ｃｍの範囲となされたものである。
【０００９】
上記下肢刺激装置において、垂線に対してスライダーが、７．５度斜めに設けられ、当該スライダーに設けられた支持板は、垂線に対して７．５度斜めに上下するようになされたものであってもよい。
【００１１】
上記下肢刺激装置において、支持板は、９ｃｍ〜１２ｃｍとなされたものであってもよい。
【００１２】
また、上記下肢刺激装置は、基盤上に設けられたモータと、ギアとの間がクランクによって連結され、モータの回転で駆動するクランクによってギアが回動可能となされ、ギアに巻回されたチェーンの両端には、ギアの両側に位置し、上下動するスライダーが設けられ、スライダーには、それぞれ膝関節の裏側が載置可能な支持板が設けられ、ギアの回動によって支持板が交互に上下動することで、当該支持板に載置させた膝関節を左右交互に上下動させるようになされたものであってもよい。
【発明の効果】
【００１３】
以上述べたように、本発明によると、支持板が斜めに上下動するようになっているので、使用者は、膝関節をスムーズに伸展および屈曲させることが可能となり、この膝関節の伸展および屈曲によって膝関節および股関節を可動させて刺激することができる。
【００１４】
また、本発明の下肢刺激装置は、支持板を６〜１６ｃｍ上下させるものでり、膝関節や股関節は、歩行時に動く約１０〜２０度程度の屈曲にとどめ、過度に可動域を広げるものではないため、股関節が硬くなった高齢者や手術後のリハビリ患者などであっても、スムーズに膝関節や股関節を他動運動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る下肢刺激装置の全体構成の概略を示す正面図である。
【図２】本発明に係る下肢刺激装置の全体構成の概略を示す側面図である。
【図３】本発明に係る下肢刺激装置の背臥位での使用状態を示す側面図である。
【図４】本発明に係る下肢刺激装置の長坐位での使用状態を示す側面図である。
【図５】本発明に係る下肢刺激装置による股関節の可動範囲を説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１７】
図１および図２は本発明に係る下肢刺激装置１を示し、図３および図４は同下肢刺激装置１の使用状態を示している。
【００１８】
この下肢刺激装置１は、基盤１０上に設けられたモータ２と、ギア３との間がクランク４によって連結され、モータ２の回転で駆動するクランク４によってギア３が回動可能となされ、ギア３に巻回されたチェーン５の両端にはスライダー６が設けられ、スライダー６には、それぞれ膝関節の裏側が載置可能な支持板７が設けられ、ギア３の回動によって支持板７が交互に上下動することで、膝関節を左右交互に上下動させるようになされ、支持板７は、下動位置で、背臥位または長坐位での膝関節の裏側を支持できる低い位置に設けられるとともに、上動位置で、股関節を屈曲させることができるようになされ、下動位置と上動位置との間を、垂線に対して７．５度斜めに上下するようになされている。
【００１９】
基盤１０は、モータ２を安定的に設けることができる大きさの板状に形成されており、その中央部にモータ２が固定される。基盤１０に固定されたモータ２の前方には、長板状のフレーム１１が、当該基盤１０から上方に延設するように固定されている。このフレーム１１はリブ１１ａで補強されており、垂線に対して７．５度傾斜するようになされている。
【００２０】
モータ２の回転軸２１は、フレーム１１背後からフレーム１１の表面に突出するようになされており、フレーム１１の表面に突出した先端部にはずみ車２２を固定するようになされている。
【００２１】
ギア３は、クランクギア３１と、当該クランクギア３１の駆動伝達によって回動する回動ギア３２とからなる。クランクギア３１は、フレーム１１の上部に回動可能に固定され、その外周に延設されたジョイント部３１ａと前記モータ２のはずみ車２２との間がクランク４によって連結されている。そして、モータ２の回転によるクランク４の駆動伝達によってクランクギア３１は、図１の矢符Ａに示すように、回動するようになされている。回動ギア３２は、回動ギア３２と歯合する小ギア３２ａと、チェーン５と歯合する大ギア３２ｂとが一体化されてなり、小ギア３２ａが、クランクギア３１と歯合するようにフレーム１１の上部に回動可能に固定されている。そして、モータ２の回転によるクランク４の駆動伝達で回動するクランクギア３１の回動が小ギア３２ａを介して回動ギア３２に伝達されるようになされている。
【００２２】
チェーン５は、その両端が、回動ギア３２の大ギア３２ｂの両側に位置するように架け渡され、回動ギア３２の回動によって一方側にチェーン５を送ったり、他方側にチェーン５を送ったりするようになされている。
【００２３】
スライダー６は、チェーン５の両側にそれぞれ固定されている。このスライダー６は、フレーム１１に沿って、当該フレーム１１の両側にそれぞれ設けられたスライドガイド６０を上下に滑動できるようになされている。
【００２４】
これにより、スライダー６は、回動ギア３２の回動によって一方側にチェーン５が送られた場合には、送られた一方側のチェーン５の端部に固定されたスライダー６が下がり、他方側のチェーン５の端部に固定されたスライダー６が上がり、他方側にチェーン５が送られた場合には、送られた他方側のチェーンの端部に固定されたスライダー６が下がり、一方側のチェーン５の端部に固定されたスライダー６が上がることとなる。
【００２５】
このスライダー６からは、それぞれ両外方向に向けて水平に支持軸６１が延設されている。この支持軸６１の基端部は、スライダー６の下端部に溶接固定されている。この支持軸６１には、支持板７が溶接固定されている。
【００２６】
支持板７は、断面円弧状で膝関節の幅に相当する長さに形成された支持板本体７１の一端に内側板７２が設けられ、他端に外側板７３が設けられて構成されている。この支持板７は、支持板本体７１の円弧部分が上となるように支持軸６１に溶接固定される。また、この状態で、支持板本体７１に設けられる膝関節の裏側が、支持板本体７１から脱落しないように、膝関節の内側部分は内側板７２によって保護され、外側部分は外側板７３によって保護されるようになされている。このうち、内側板７２は、支持板７に膝関節を設ける際に邪魔にならないので大きく形成されているのに対し、外側板７３は、簡単に乗り越えて支持板本体７１に膝関節裏を設けることができる大きさに形成されている。また、膝関節を上下させる際に過度に動きが規制されないように、外側板７３は、支持板本体７１に溶接された部分から上方に離れるにしたがって外方向に拡径するように溶接固定されている。
【００２７】
また、支持板７は、スライダー６が最も下がった状態、すなわち、当該スライダー６に溶接固定された支持軸６１が最も下がって、この支持軸６１に溶接固定された支持板７が最も下がった低い位置となった状態で、基盤１０から支持板本体７１の上面までの高さＨが３０ｍｍ±１５ｍｍの範囲に位置決めされ、背臥位または長坐位で膝関節の裏側にできる隙間に入り込んで、当該膝関節の裏側を支持することができるようになされている。
【００２８】
さらに、支持板７は、スライダーが最も下がった状態から最も上がった状態までの移動距離Ｄが９ｃｍ〜１２ｃｍの範囲となるように設定されている。
【００２９】
このようにして構成される下肢刺激装置１は、モータ２、フレーム１１、ギア３、クランク４、チェーン５、スライダー６の全体を被覆するようにカバー部材１２が設けられる。この際、カバー部材１２からは、支持軸６１および支持板７が外部に露出し、支持軸６１および支持板７の上下動と緩衝しないように、カバー部材１２にはスリット（図示省略）が形成されている。
【００３０】
また、フレーム１１の上端部に設けられたモータ２のスイッチ２０が、このカバー部材１２の天面に露出するようになされており、このスイッチ２０のオンオフによってモータ２を駆動することで、支持板７を左右交互に上下動させることができるようになされている。
【００３１】
さらに、カバー部材１２には、下肢刺激装置１全体を持ち上げて運ぶ際に使用する取っ手１３が設けられている。
【００３２】
次に、このようにして構成される下肢刺激装置１の使用方法について説明する。
【００３３】
使用者８は、図３に示すように、背臥位で横になった際の膝関節の裏側を支持板７に載せるようにして下肢刺激装置１を位置決めする。
【００３４】
この状態になったらモータ２を作動させて運動を開始する。モータ２を作動させると、支持板７が左右交互に上下動し、支持板７に載せた膝関節が交互に上下動することとなって、膝関節および股関節の屈曲運動が左右交互に繰り返されることとなる。したがって、膝関節および股関節には、屈曲による刺激が加えられることとなり、この刺激によって、可動域が改善されるとともに、下肢の血行促進を図ることができることとなる。また、下肢刺激装置１は、フレーム１１を垂線に対して７．５度傾斜させているので、支持板７は、このフレーム１１に設けたスライダー６に沿って斜めに上下動することとなる。この支持板７の斜めの上下は、股関節を中心に大腿骨を回転半径として回動させた際の軌跡と合致することとなるので、上下動に伴って大腿部が引っ張られたり詰まったりすることなく、股関節を無理なく屈曲できることとなる。
【００３５】
また、支持板７は、９ｃｍ〜１２ｃｍの範囲で上下動するように構成しているため、歩行時の膝関節および股関節の屈曲角度に相当する約１５度の屈曲角度で膝関節および股関節を屈曲させることができる。したがって、股関節の可動域が低下した高齢者や手術後の患者などであっても、屈曲角度が小さいので、無理なく屈曲できることとなる。
【００３６】
特に、変形性股関節症を発症し、キアリ骨盤骨切術の手術を受けた患者の場合、大腿骨頭と骨盤との間に隙間ができて軟骨が再生すれば完治となるが、この下肢刺激装置１を使用することで、股関節に力を入れず継続的に動かし続けることができるので、軟骨の再生を促すことができ、当該キアリ骨盤骨切術後のリハビリ装置として優れた効果を発揮することができることとなる。
【００３７】
同様に、膝関節の手術を受けた患者の場合も、この下肢刺激装置１を使用することで、膝関節に力を入れずに継続的に動かし続けることができるので、軟骨の再生を促すことができ、膝関節手術後のリハビリ装置として優れた効果を発揮することができることとなる。
【００３８】
なお、上記実施の形態では、背臥位において使用する場合について述べているが、図４に示すように長坐位で使用することも可能である。
【００３９】
また、背臥位で使用する場合、下肢刺激装置１は、カバー部材１２の天面にスイッチ２０を設けているため、長坐位でスイッチ２０を入れてから背臥位とならなければならない。この場合に股関節の可動域が低下している高齢者や手術後の患者の場合、負担が大きいので、スイッチ２０は、股関節刺激装置１のモータ２へ電力供給する電源コード（図示省略）の途中に設けられ、背臥位のままスイッチ２０のオンオフができるようになされたものであってもよいし、下肢刺激装置１から別途スイッチ２０が設けられたコード（図示省略）が延設されたものであってもよい。
【００４０】
図５に示すように、本発明に係る下肢刺激装置１において、フレーム１１の傾斜角度αは、股関節を中心に大腿骨を回転半径として１５度の屈曲角度で股関節を屈曲させたことを前提として設定した角度である。すなわち、歩行時の股関節の屈曲角度に相当する１５度の屈曲角度を得るため、その半分である７．５度の傾斜をフレーム１１に持たせてある。しかし、使用者８の個々の体型には個人差があるため、特に股関節を１５度屈曲させることを前提として７．５度の傾斜角度αをフレーム１１に持たせたものに限定する必要はなく、個人差の幅を考慮して股関節を１０度〜２０度屈曲させる設計、すなわち、その半分の５度〜１０度の傾斜角度αをフレーム１１に持たせたものであってもよい。この範囲であれば、股関節の屈曲角度が過剰になったり不足したりすることを防止して好適に股関節を刺激することができる。
【００４１】
また、支持板７は、９ｃｍ〜１２ｃｍの移動距離Ｄの範囲で上下動するように設定しているが、これは、平均の大腿骨長Ｌを４０ｃｍとし、これに子供や大柄な人の使用を考慮して±５ｃｍの幅を持たせた３５ｃｍから４５ｃｍの範囲を大腿骨長Ｌとし、これをＤ＝ｓｉｎ（α）×Ｌ×２の計算式に当てはめて算出したものである。
【００４２】
ただし、９ｃｍ〜１２ｃｍの移動距離Ｄの範囲は、上記式において傾斜角度α＝７．５、Ｌ＝３５ｃｍ〜４５ｃｍとして計算した結果である。したがって、上記したように股関節を１０度〜２０度屈曲させる設計、すなわち、傾斜角度αを５〜１０とし、大腿骨長Ｌを３５ｃｍ〜４５ｃｍとして上記式に当てはめて算出したＤ＝６ｃｍ〜１６ｃｍであってもよい。
【００４３】
また、使用者８の大腿骨長Ｌがわかっている場合には、上記した計算式に当てはめて、専用の股関節刺激装置１を構成するものであってもよいし、大腿骨長Ｌの長さ毎に、移動距離Ｄが異なる複数種類の下肢刺激装置１を構成するものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明に係る下肢刺激装置は、背臥位または長坐位の姿勢を取ることが可能な各種の使用環境において健康増進やリハビリに用いられる。
【符号の説明】
【００４５】
１  下肢刺激装置
１０  基盤
２  モータ
３  ギア
４  クランク
５  チェーン
６  スライダー
７  支持板
８  使用者
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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