(57)【要約】  使用者の足を載せるステップ２と、該ステップに回動動作を含む動きを行わせることでステップに載せた足に運動を行わせるステップ駆動手段５を備える。ステップ駆動手段５によるステップの駆動時以外の時に上記ステップと係合してステップを固定するロック手段６を備える。ステップを駆動していない時はステップが固定される。乗降にあたってステップが不用意に動くことがなくて安全に乗降できる。
2009122552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用者の足を載せるステップと、該ステップに回動動作を含む動きを行わせることでステップに載せた足に運動を行わせるステップ駆動手段と、該ステップ駆動手段によるステップの駆動時以外の時に上記ステップと係合してステップを固定するロック手段とを備えていることを特徴とする運動補助装置。
【請求項２】
ステップ上に足が載っているかどうかを検出するセンサーを備えているとともに、上記ロック手段は、上記センサーが足を検出していない時にはステップの固定解除を行わないものであることを特徴とする請求項１記載の運動補助装置。
【請求項３】
上記ロック手段は、ステップの固定でステップ上面を水平状態に保つものであることを特徴とする請求項１または２記載の運動補助装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用者の脚部の運動を促す運動補助装置、殊に他動運動を脚部に与える運動補助装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
使用者が自発的に筋力を発揮するのではなく、使用者の身体に外力を与えることで使用者の筋群に伸縮を行わせる他動運動によって運動効果を得る運動補助装置が種々提案されており、脚部を対象とし且つ使用者が立位で使用するものとしては、変形性膝関節症の予防や歩行訓練を目的として歩行運動を模擬する装置が提案されている（たとえば、特許文献１）。【０００３】
特許文献１に記載の歩行体験装置は、使用者の足を載せる左右一対のステップを水平駆動するとともに、足の高さ位置や足裏の傾斜角度を変化させるためにステップを前後方向において回動させる構成も備えており、更には足の向きを変化させるために左右の回転も可能なものとなっている。
【特許文献１】特開平１０−５５１３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ステップ上に足を載せてステップ上に立つ状態で使用者が運動を行うものにおいて、ステップを回動駆動するものにおいては、その乗降に際してステップが不用意に動いてしまい、これが原因でバランスを崩して使用者が転倒してしまうおそれを有している。【０００５】
本発明はこのような点に鑑みて為されたもので、乗降にあたってステップが不用意に動くことがなくて安全に乗降することができる運動補助装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、使用者の足を載せるステップと、該ステップに回動動作を含む動きを行わせることでステップに載せた足に運動を行わせるステップ駆動手段と、該ステップ駆動手段によるステップの駆動時以外の時に上記ステップと係合してステップを固定するロック手段とを備えていることに特徴を有している。【０００７】
ステップ上に足が載っているかどうかを検出するセンサーを備えているとともに、上記ロック手段は、上記センサーが足を検出していない時にはステップの固定解除を行わないものであることが好ましい。【０００８】
また、上記ロック手段は、ステップの固定でステップ上面を水平状態に保つものを好適に用いることができる。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明の運動補助装置は、ステップを駆動していない時にはステップがロック手段によって常に固定されているために、ステップへの乗降に際してステップが不用意に動くようなことがなく、安全に乗降することができる。【００１０】
また、請求項２の発明の運動補助装置では、ステップが足に載っていなければステップの固定が解除されないために、更に安全に使用することができる。【００１１】
請求項３の発明の運動補助装置では、ステップはその上面が水平な状態で固定されるために、ステップへの乗降が更に容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態の一例の外観を示す斜視図である。
【図２】同上のステップとステップ駆動手段を示す透視平面図である。
【図３】同上のステップ駆動手段の動作を示す説明図である。
【図４】(a)(b)は同上のロック手段の一例を示す断面図である。
【図５】(a)は同上のブロック回路図、(b)は動作フローの説明図である。
【図６】(a)(b)は同上のロック手段の他例を示す断面図である。
【図７】他の動作フローの説明図である。
【図８】足検知用のセンサを示すもので、(a)は断面図、(b)は接点部を示す平面図である。
【符号の説明】
【００１３】
１  基台
２  ステップ
３  手摺り
４  操作パネル
５  ステップ駆動手段
６  ロック手段
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明すると、図示例に係る運動補助装置は、上面に左右一対のステップ２，２が配されている基台１と、この基台１から立ち上がる左右の手摺り３，３と、基台１の前方側に上記手摺り３，３を利用して配設した操作パネル４と、上記基台１内に配設されて上記ステップ２，２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３，３を掴んで上記ステップ２，２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を作動させてステップ２，２を動かすことで、使用者の脚部に対して他動運動を行わせるものである。【００１５】
上記ステップ２，２は、使用者の足裏全体を載せることができる寸法のもので、その上面は摩擦係数を大きくする材料ないし形状が用いられており、ステップ駆動手段５による前後左右方向への往復スライド動作に伴い、ステップ２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２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。ステップ２，２にこの動きを行わせるステップ駆動手段５を図２及び図３に示す。【００１６】
ここで示すステップ駆動手段５は、ステップ２に前後左右のスライド動作に加えて、ステップ２の前端側と後端側との高さ位置関係を変化させる動作も行うもので、ベース板５０（もしくは基台１の底板）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２が回転軸５３の軸回りに回動自在に支持されている。また、これらのステップ２，２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２との連結部には、夫々自在継手６０，６０が設けられている。【００１７】
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。【００１８】
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２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。【００１９】
図示例では左右のガイドレール５１，５１を平行に設けずに、前端側（ステップ２に足を載せた時につま先側が位置する方）のガイドレール５１，５１間の間隔を、後端側の間隔よりも広くしてベース板５０に設けていることから、Ｖ字形配置となっているガイドレール５１，５１に夫々取り付けられたスライドブロック５２及びステップ２は、前方側に移動する時に側方に広がるように移動する。ちなみに図示例でのＶ字形配置となっている両ガイドレール５１，５１の開き角αは９０〜１３５°に設定しているが、他の角度に設定してもよい。【００２０】
また、リンク５４の揺動動作により、リンク５４とステップ２との連結部は上下方向にも動き、これに伴ってステップ２は回転軸５３を中心とする回動も行うことになる。ここでは、上記スライド動作のストロークの中程でステップ２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２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２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。【００２１】
このために、ステップ２はガイドレール５１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。【００２２】
また、図２からも明らかなように、ステップ２の回動中心となる回転軸５３は、ステップ２の長手方向と直交する方向で且つステップ２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２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するようにしてある。【００２３】
両ステップ２，２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。このために使用者は立位において脚部の筋群を弛緩させた状態（リラックスした状態）で足を両ステップ２，２に載せることができる。【００２４】
また、ステップ駆動手段５による左右のステップ２，２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２が前進する時、左足側のステップ２が後退し、左足側のステップ２が前進する時、右足側のステップ２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。この両ステップ２，２の動きは、ウォーム５６に噛み合う二つのウォームホイール５７、５７で左右に動力を振り分けているために常に同期したものとなっている。【００２５】
上記のように構成した運動補助装置を用いて運動を行うにあたっては、手摺り３を掴んだ状態で左右のステップ２，２上に左足と右足とを載せて立ち、操作パネル４に配されている動作スイッチを投入することで上記ステップ駆動手段５を作動させれば、前述のように左右のステップ２，２は前後左右への動きを逆位相で行うとともに、各ステップ２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。【００２６】
このためにステップ２，２に足を載せた使用者は、ステップ２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２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。【００２７】
ここでは左右のステップ２，２が１８０°の位相差を持って前後左右に動くようにしているために、ステップ２，２上に立つ使用者の前後方向の重心移動が少なく、このためにバランス機能が低下している使用者であっても、ステップ２の移動でバランスを崩してしまうことは殆どない。ただし、両ステップ２，２の動作の位相差は上記値に限定するものではなく、位相差が０°であってもよいものである。【００２８】
手摺り３を掴んで他動の運動を行うことができるために、バランスを崩すことがあっても、転倒などを招くことはないが、図示例ではバランスを崩した場合の安全性の向上のために、手摺り３にステップ駆動手段５の作動を停止させる非常停止スイッチ３１を設けて、何らかのアクシデントが生じた時、手摺り３を掴む手で非常停止スイッチ３１を容易に押すことができるようにしてある。【００２９】
ここにおいて、上記ステップ２に対する乗降時、負荷側であるステップ２にかかる荷重によってモータ５５が回転してステップ２が動いてしまうおそれがあり、このような動きが生じた時には、使用者が転倒してしまうおそれを有している。【００３０】
このためにここではステップ２の動きを阻止するロック手段６を設けている。図４は該ロック手段６としてソレノイド６３を用いた場合の例を示しており、基台１内に配したソレノイド６３は、軸方向に可動となっているプランジャー６１と、このプランジャー６１を付勢するばね６２とを備えており、ソレノイド６３への非通電時には、ばね６２による付勢で突出するプランジャー６１がステップ２の縁に設けた係合穴２６に嵌り込んで、ステップ２が動かないようにロックする。【００３１】
ソレノイド６３に通電して励磁すれば、プランジャー６１はばね６２に抗して後退して係合穴２６から抜け出るために上記ロックが解除され、ステップ駆動手段５によるステップ２の前記駆動が可能となる。【００３２】
図５にソレノイド６３をロック手段６とした場合のブロック回路図と動作フローを示す。電源スイッチＰＳがオンとされ、更にステップ駆動手段２を作動させることになるスイッチＳＷがオンとされると、ステップ駆動手段５及びロック手段６の動作を制御する制御回路Ｃは、ソレノイド６３を励磁してロックの解除を行い、次いでステップ駆動手段５を作動させる。またステップ駆動手段２の作動を停止させる時、ロック手段６によるステップ２のロックも行う。ステップ駆動手段５がステップ２を駆動している時を除けば、ステップ２は常にロック状態にある。【００３３】
図中のセンサＭＳは、ステップ駆動手段５によるステップ２の駆動を停止する時、ステップ２の係合穴２６がロック手段６に対向する位置でステップ２を停止させるためのものであり、たとえばステップ２の係合穴２６が所定位置にきたかどうかを検出するもの、ステップ駆動手段５におけるモータ５５の回転位置を検出するもの等を用いることができる。【００３４】
ソレノイド６３に代えて、図６に示すように、正逆回転自在なモータ６４の回転によってロックピン６５を係合穴２６に対して出し入れすることで、ロック及びロック解除を行ってもよい。図中６６はモータ６４の回転運動をロックピン６５の直線運動に変換しているギアである。この場合もステップ駆動手段５がステップ２を駆動している時を除けば、ステップ２が常にロック状態にあるようにモータ６４の制御がなされる。【００３５】
なお、モータ６４の回転でロック及びロック解除を行う場合、ロックを行っている状態であるか、ロック解除された状態であるかを検出するためのセンサを備えたものとするのが好ましい。このセンサとしては、モータ６４の回転位置を検出するもの、ロックピン６５の出没状態を検出するもの等を用いることができる。【００３６】
いずれの実施例においても、ステップ２のロックは、ステップ２の上面が水平状態をなす状態で行うことが、ステップ２への乗降を容易とすることができる点で好ましい。また、図２に示すように各ステップ２上に使用者の足が載っているかどうかを検出するセンサＳを設けて、ステップ２のロック解除とステップ駆動手段５を作動させることによるステップ２の駆動とを行うにあたっては、上記スイッチＳＷのオンに加えて、各ステップ２に設けた上記センサＳ，Ｓが共に使用者の足を検知していることが条件となるようにしておくと、ステップ２に足がちゃんと載っていない状態でのロック解除や作動開始がなされることがなくなるために、更に安全なものとなる。図７はこの場合の動作フローを示している。【００３７】
上記センサＳ，Ｓのいずれか一方が使用者の足を検知しなくなると、スイッチＳＷによる停止操作がなされなくてもステップ駆動手段５を停止させてロック状態に移行するようにすることも好ましい。【００３８】
上記センサＳとしては、図８に示す形態のものを好適に用いることができる。すなわち、ここで示したセンサＳは、軟弾性体からなるとともに裏面側にカーボン接点７２を配したボタン７１をその一部がステップ２の表面に突出する状態で設け、該ボタン７１の下方に接点部７３を備えた回路基板７４を配したもので、上記接点部７３は図８(b)に示すように一対の櫛状の回路パターン７３ａ，７３ｂを備えている。【００３９】
ステップ２に使用者が乗ることでボタン７１が押されて撓むと、カーボン接点７２が接点部７３における２つの回路パターン７３ａ，７３ｂに設定して、両回路パターン７３ａ，７３ｂ間を導通させる。この導通で、使用者の足を検知するものである。
【図１】
2009122552.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2009122552.tif 000008
【図７】
2009122552.tif 000009
【図８】
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【国際調査報告】
2009122552.tif 000011
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2009122552.tif 000013
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