(57)【要約】【課題】  本発明は、バランス運動、ストレッチ運動、ステップ運動等の運動を行うために最適な揺動性を容易に調整可能な運動機器を提供することを主たる目的とし、また、老若男女を問わず、利用者の身体機能に応じて気軽にその運動機能の改善・向上するための手段を提供すること、リハビリ等の単調な運動における苦痛や飽きを解消することが可能な運動機器を提供することを目的とする。【解決手段】  利用者が乗る操作板の最大傾斜角調整手段及び傾動反力調整手段を設けることにより、利用者の身体機能の程度に応じた操作性を実現した。例えば、身体機能の高い利用者には、操作板の最大傾斜角は大、且つ、傾動反力は小（＝不安定）として、身体機能が低下した利用者には、操作板の最大傾斜角は小、且つ、傾動反力を大（＝安定）とすることで最適な操作性を得ることができる。さらには、操作板の前後左右で個別の調整をすることが可能である。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースプレートと、ベースプレートの中心に設けられた連結部により傾動可能に支持された操作板とからなる複合運動機器。
【請求項２】
前記ベースプレート上には前記操作板の最大傾斜角調整手段である複数の凸型リミッタが設けられ、
各凸型リミッタが中心部と外周部間を個別に移動することで前記操作板の複数方向の最大傾斜角を調整可能である請求項１の複合運動機器。
【請求項３】
更に、前記ベースプレート上に設けられた操作板の傾動反力調整手段である複数の凸型プレッシャーを有し、
各凸型プレッシャーが中心部と外周部間を個別に移動することで前記操作板の複数方向の傾動反力を調整可能である請求項１又は２の複合運動機器。
【請求項４】
更に、前記ベースプレート上に設けられた操作板の傾動反力調整手段である複数の凸型プレッシャーを有し、
各凸型プレッシャーの粘性抵抗を可変とすることで前記操作板の複数方向の傾動反力を調整可能である請求項１又は２の複合運動機器。
【請求項５】
前記凸型プレッシャーの沈み量に上限を設けることにより前記操作板の複数方向の最大傾斜角を調整可能である請求項３又は４の複合運動機器。
【請求項６】
更に、外部情報入力手段を備え、入力された外部情報に基づき前記最大傾斜角調整手段及び／又は前記傾動反力調整手段を制御可能である請求項２ないし５のいずれかの複合運動機器。
【請求項７】
前記操作板の裏側に設けられた複数の上部凸型ストッパと該上部凸型ストッパと対向するベースプレート上に設けられた複数の底部凸型ストッパとからなり、前記複数の底部凸型ストッパを前記複数の凸型ストッパの接触位置に移動させることにより前記操作板を傾動不可とする操作板ロック機構を有する請求項１ないし６のいずれかの複合運動機器。
【請求項８】
前記複数の底部凸型ストッパが中心部と外周部間を個別に移動し、前記複数の上部凸型ストッパとの接触位置を変えることにより前記操作板の複数方向の最大傾斜角を調整可能である請求項７の複合運動機器。
【請求項９】
更に、荷重計測機能を有する請求項１ないし８のいずれかの複合運動機器。
【請求項１０】
前記操作板の傾動に応じて家庭用ゲーム機又はパーソナルコンピュータの入力信号を出力するスイッチを有する請求項１ないし９のいずれかの複合運動機器。
【請求項１１】
更に、前記操作板の傾きに応じて家庭用ゲーム機又はパーソナルコンピュータの入力信号を出力する傾斜角検知センサを有する請求項１ないし１０のいずれかの複合運動機器。
【請求項１２】
更に、補助手すりに着脱可能な操作ボタン部を備え、該操作ボタン部からの信号を家庭用ゲーム機又はパーソナルコンピュータの入力信号として出力可能である請求項１０又は１１のいずれかの複合運動機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リハビリテーション、運動不足の解消、バランス感覚の養成などを自宅等で簡単に行うことができる運動機器に関し、より具体的には身体機能に応じて揺動性を変化させてバランス保持の難易度やステップ運動時の動作ストロークを調整することができ、更にはゲーム機等と連携することで多様な運動プログラムを提供可能な運動機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のバランスボードは図１に示すように板状のボード本体１０１と、その下面１０１ｂに固定された支持部材１０２とによって構成されている。この支持部材１０２は、球体の一部を平面で切り取ったような形状となっている。バランスボード１００全体は、ボード本体１０１の任意の部分が、支持部材１０２と床面Ｆとの接点Ｓを中心として上下方向に揺動することができる。したがって、使用者は、ボード本体１０１の上面１０１ａに、支持部材１０２を間に挟むようにして左足Ｌ１及び右足Ｌ２を乗せて立ち上がることにより、自身の前後方向、左右方向及びこれらの間の任意の方向において、バランスボード １００を上下方向に傾斜させて、バランストレーニングを行っていた。
【０００３】
しかしながら、従来は用途により複数種類のバランスボードを使用する必要があったため、一つで複数の用途に対応することができるバランスボードが求められていた。そこで、円形と長方形を融合した着地板の下部に付け替えができる半球部を設け、揺動性を変化させることができ、伸縮性ゴムのストッパを装着することで、バランスと筋力の補強運動ができるバランスボード運道具が提言されている（特許文献１）。
【０００４】
また、ボード本体の裏面に複数の支持部材がそれぞれ着脱容易に取り付けられ、複数の取付け部のうちから少なくとも２個の支持部材を取り付ける取付け部を適宜に選択することにより、揺動中心の位置を代えて、動きの態様を多くすることができるバランスボードが提言されている（特許文献２）。
【０００５】
ところで、リハビリ用評価・訓練にゲーム機のソフトを利用し、訓練者の足圧を計測し、出力される信号をゲーム機の入力信号に変換する装置が提言されている（特許文献３）。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２９０８４５号公報
【特許文献２】特開２００４−３０５４４２号公報
【特許文献３】特開平８−１８２７７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来のバランスボードにおいては、使用者が積極的に動いて行う運動訓練（ステップ運動及びストレッチ運動）を行うことが困難である。すなわち、従来のバランスボードにおいては、ステップ運動（足踏み運動）時に踏み込みストローク（沈み量）を取りすぎると安定性が失われ、転倒の危険性があった。また、ストレッチ運動時に最適な運動量（筋や筋肉を伸ばす加減）を得るためのストローク及び傾動反力の調整が困難であった。例えば、図１のバランスボードでは、操作板の安定性や最大傾斜角を調整する場合、操作板下部の支持部材を交換する必要がある。そのため細かな調整をするためには、異なる形状や材料から成る数多くの支持体を用意する必要があった。このように、バランス訓練、ステップ運動及びストレッチ運動では、要求される揺動性が異なるため、これらを一つの機器で実現することはできなかった。
【０００８】
また、バランスボードによるトレーニングは得てして単調となりがちなため、飽きを生じさせずに、楽しみながらトレーニングを実現することも解決しなくてはならない課題である。その際には、利用者の身体機能に応じたプログラムを提供することが不可欠であり、例えば、身体機能の低下した老人等にはリハビリ等プログラムを提供し、身体機能の高い若者等にはゲーム性の強いプログラムを提供するといった汎用性が要求される。
【０００９】
さらには、リハビリ時の訓練では、左右の足の運動負荷を異にする必要が生じる場合があるが、上記従来のバラスボードではそのようなニーズに対応することができなかった。
【００１０】
本発明は、バランス運動、ストレッチ運動、ステップ運動等の運動を行うために最適な揺動性を容易に調整可能な運動機器を提供することを主たる目的とし、また、老若男女を問わず、利用者の身体機能に応じて気軽にその運動機能の改善・向上するための手段を提供すること、リハビリ等の単調な運動における苦痛や飽きを解消することが可能な運動機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
発明者は、利用者が乗る操作板の最大傾斜角調整手段及び傾動反力調整手段を設けることにより、利用者の身体機能の程度に応じた操作性を実現した。例えば、身体機能の高い利用者には、操作板の最大傾斜角は大、且つ、傾動反力は小（＝不安定）として、身体機能が低下した利用者には、操作板の最大傾斜角は小、且つ、傾動反力を大（＝安定）とすることで最適な操作性を得ることができる。さらには、操作板の前後左右で個別の調整をすることが可能であり、利用者の身体機能の低下（例えば、右足の麻痺）に応じた固有の訓練環境を提供することができる。
【００１２】
また、発明者は、傾動角度に連動した電気信号出力装置を設けることにより家庭用ゲーム機やパーソナルコンピュータの操作を可能とした。このようにコントローラとして使用した場合において、身体機能の程度に応じて操作性を調整可能とすることで、運動手段にバリエーションを持たせることを可能とした。
また、操作板を即座にロックするする機能、利用者の体重を計測する機能、傾斜角と連動する信号出力機能を設けることにより、更に高度なトレーニング手段の提供を可能としている。
【００１３】
すなわち、本発明は以下の（１）ないし（１２）の複合運動機器を要旨とする。
（１）ベースプレートと、ベースプレートの中心に設けられた連結部により傾動可能に支持された操作板とからなる複合運動機器。
【００１４】
上記構造を有することにより、操作板の動きが操作板の中心を軸とした揺動運動に限定されるため、利用者は機器そのものの位置ずれを心配せずに揺動運動に専念することができる。すなわち、従来のバランスボードにおいては、バランスボードそのもの位置がずれてしまうと、踏み込み運動を行うことができないが、本発明の運動機器では、利用者からの力が揺動運動にしか働かないため、ストレッチ運動やステップ運動等の運動も行うことが可能となる。
【００１５】
（２）前記ベースプレート上には前記操作板の最大傾斜角調整手段である複数の凸型リミッタが設けられ、各凸型リミッタが中心部と外周部間を個別に移動することで前記操作板の複数方向の最大傾斜角を調整可能である（１）の複合運動機器。
【００１６】
上記構造を有することにより、操作板の最大傾斜角の調整を方向別に行うことが可能となる。例えば、前方向の傾斜角度は大とし、その他の方向の傾斜角度は小とすることで、戻り位置の安定性高めながら踏み込み位置のストローク（しずみ量）を確保したステップ運動を行うことが可能となる。
【００１７】
（３）更に、前記ベースプレート上に設けられた操作板の傾動反力調整手段である複数の凸型プレッシャーを有し、各凸型プレッシャーが中心部と外周部間を個別に移動することで前記操作板の複数方向の傾動反力を調整可能である（１）又は（２）の複合運動機器。
【００１８】
上記構造を有することにより、弾性体等の部材を交換することなく、凸型プレッシャーの位置調整を行うことのみで、操作板傾動時の反力を調整することが可能となる。
【００１９】
（４）更に、前記ベースプレート上に設けられた操作板の傾動反力調整手段である複数の凸型プレッシャーを有し、各凸型プレッシャーの粘性抵抗を可変とすることで前記操作板の複数方向の傾動反力を調整可能である（１）又は（２）の複合運動機器。
【００２０】
上記構造を有することにより、傾動反力調整手段の位置変更を行わなくとも操作板傾動時の反力を調整することが可能となるため、位置変更を行うための駆動系が不要となり、機器構成を簡易なものとすることができる。
【００２１】
（５）前記凸型プレッシャーの沈み量に上限を設けることにより前記操作板の複数方向の最大傾斜角を調整可能である（３）又は（４）の複合運動機器。
【００２２】
上記構造を有することにより、凸型プレッシャーの沈み量の上限値を調整することにより、リミッタを設けなくとも操作板の最大傾斜角の調整が可能となる。
【００２３】
（６）更に、外部情報入力手段を備え、入力された外部情報に基づき前記傾斜角調整手段及び／又は前記傾動反力調整手段を制御可能である（２）ないし（５）のいずれかの複合運動機器。
【００２４】
外部情報入力手段との連携を図ることにより、例えば、個人の身体情報を入力し、自らの身体機能に最も適した設定を実現することが可能となる。
【００２５】
（７）前記操作板の裏側に設けられた複数の上部凸型ストッパと該上部凸型ストッパと対向するベースプレート上に設けられた複数の底部凸型ストッパとからなり、前記複数の底部凸型ストッパを前記複数の凸型ストッパの接触位置に移動させることにより前記操作板を傾動不可とする操作板ロック機構を有する（１）ないし（６）のいずれかの複合運動機器。
【００２６】
上記構造を有することにより、乗り降り時に操作板を固定できるため、操作板の揺動による昇降時の転倒を防ぐことができる。
【００２７】
（８）前記複数の底部凸型ストッパが中心部と外周部間を個別に移動し、前記複数の上部凸型ストッパとの接触位置を変えることにより前記操作板の複数方向の最大傾斜角を調整可能である（７）の複合運動機器。
【００２８】
上記構造を有することにより、リミッタを設けなくとも上部凸型ストッパと底部凸型ストッパとの接触位置を調整することで、方向別に操作板の最大傾斜角の調整が可能となる。なお、リミッタと併用することで、より細かな調整を行うことも可能である。
【００２９】
（９）更に、荷重計測機能を有する（１）ないし（８）のいずれかの複合運動機器。
【００３０】
荷重計測機能を付加することにより、体重増減の記録を行うことが可能となる他、本発明の運動機器の制御トリガーとしても利用することができる。
【００３１】
（１０）前記操作板の傾動に応じて家庭用ゲーム機又はパーソナルコンピュータの入力信号を出力するスイッチを有する（１）ないし（９）のいずれかの複合運動機器。
【００３２】
ゲーム機等の入力信号を出力することを可能とすることにより、ゲームをしながら運動を行うことや、パーソナルコンピュータに運動記録を保存することなどができるようになる。
【００３３】
（１１）更に、前記操作板の傾きに応じて家庭用ゲーム機又はパーソナルコンピュータの入力信号を出力する傾斜角検知センサを有する（１）ないし（１０）のいずれかの複合運動機器。
【００３４】
傾斜角検知センサを設けることにより、ＯＮ／ＯＦＦ信号のみならずアナログ出力をも行うことが可能となり、この出力信号を使って種々のプログラムと連携することができる。なお、傾斜角検知センサと前記スイッチは択一的に使ってもよいし、前記スイッチの精度を高めるために併用してもよい。
【００３５】
（１２）更に、補助手すりに着脱可能な操作ボタン部を備え、該操作ボタン部からの信号を家庭用ゲーム機又はパーソナルコンピュータの入力信号として出力可能である（１０）又は（１１）のいずれかの複合運動機器。
【００３６】
補助手すりを併用することにより安定して運動を行うことができるが、この際操作ボタンを任意の握り位置に装着することができるため、操作ボタンを利用するゲーム等をする場合においても、利用者の姿勢の自由度は高い。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、最大傾斜角及び傾動反力を任意に調整することができるため、バランス運動、ストレッチ運動、ステップ運動等の運動を一つの機器で実現することができる。また、利用者固有の身体機能に応じた運動手段を提供することができる。しかも、運動姿勢は立位に限定されず、座位や着座位での操作も可能であり、バリエーションに富んだ運動手段を提供することができる。
【００３８】
本発明によれば、部材交換等の調整作業に手間をかけることなく、最適な揺動性を調整することができる。また、前後左右の揺動性を個別に調整可能としたことにより、利用者の身体機能の低下具合に応じた固有の運動環境を提供することができる。
【００３９】
さらには、従来のゲーム機等を利用することにより、従来の体験型コントローラと異なり汎用的なゲームに対応することができるため、任意のゲームソフトを選択することにより、種々の運動プログラムを提供することができるのみならず、古くなったゲーム機等の新たなリユースモデルを提供するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下では、本発明を実施するための最良の形態を、図面に沿って説明する。
発明者は、図２示すように床に安定して設置できるベースプレートに傾動可能な状態で操作板を連結することで、バランスボードの機能を有しながら踏み込みストローク（沈み量）を充分にとったステップ運動等の運動を可能にした。しかしながら、図２のバランスボードにおいては、操作板の踏み込み時の沈み量や踏み込み反力の細かな調整は困難である。そこで、発明者は、図３に示すようにベースプレート上に最大傾斜角を調整するための最大傾斜角調整機構（リミッタ）と操作板の踏み込み反力を調整するための反力発生機構（プレッシャー）とを設け、両機構の位置を中心部と外周部との間で移動自在とすることにより、操作板の最大傾斜角と傾動反力を調整可能とした。
なお、最大傾斜角調整機構の他の実施態様としては、連結部の高さを調整可能とすることで、操作板とリミッタの間隔を調整する構成がある。この構成では、リミッタの位置変更を行う必要がなくなるため、位置変更を行うための駆動系が不要となり、機器構成を簡易なものとすることができる。また、リミッタそのものの高さを調整可能とする構成としてもよく、この場合は複数方向の最大傾斜角を個別に設定することが可能となる。
【００４１】
図４に示すように反力発生機構が中心部に近い場所に位置するほど操作板の傾動に対する反力は小さくなるから不安定状態となり、外周部に近い場所に位置するほど操作板の傾動に対する反力は大きくなるから安定状態となる。図５に示すように最大傾斜角調整機構が中心部に近い場所に位置するほど最大傾斜角は大となり、外周部に近い場所に位置するほど最大傾斜角は小となる。また、反力発生機構において直接反力を調整できる構造（オリフィスによる減衰力調整機構を有したオイルダンパーなど）とした場合は、位置変更の必要はなくなるため、反力発生機構の位置を固定してもよい。この構造においては、減衰力小で操作板に対する反力が小さくなり不安定状態になり、減衰力大で操作板に対する反力が大きくなり安定状態になる。この傾動反力の調整は前後左右の設定を個別に行うことができ、例えば右半身麻痺の方に適した運動環境を構築するためには、右側のリミッタを中心部に移動することで右側の最大傾斜角を小とし、且つ、右側のプレッシャーを外周部に移動することで傾動反力を大とし、左側のリミッタを外周部に移動することで左側の最大傾斜角を大とし、且つ、左側のプレッシャーを中心部に移動することで左側の傾動反力を小とし、右側に比べて左側の運動量を大きな設定とする。
反力発生機構が、操作板の傾動に対し反力を生じさせるための構造としては、その一部に弾性力を有する材（例えば、バネ、ゴム、空気バネ）を用いるもの、粘性抵抗を利用するもの（例えば、オイルダンパー、エアダンパー）、磁気摩擦を利用するもの（例えば、電磁ブレーキ）が例示されるが、公知の技術であればよくこれらに限定されない。
【００４２】
更に、操作板への昇降時には、安全上操作板が固定されていることが好ましい。本発明の運動機器は、図６に示すように操作板の裏側に設けられた複数の円形ストッパとそれに対向する位置に設けられた三角ストッパとからなる操作板ロック機構を有しており、トレーニング時にはストッパ機構をＯＦＦとすることで操作板を傾動可能とし、昇降時にはストッパ機構をＯＮとすることで操作板を固定することが可能である。なお、三角ストッパの待機位置を制御することにより、最大傾斜角の調整をすることも可能である。
【００４３】
本発明は、立位で利用するのが通常の使い方であるが、床に手をついて座った状態（座位）、椅子やベッドに座った状態（着座位）で使用してもよく、その場合には補助用手すりが不要となるため広い設置スペースを設けることが困難な家庭での利用にも対応できる。着座位又は座位で片足操作をしてもよいし、手を使った操作をしてもよい。なお、補助手すりは必須の構成要件ではなく、身体機能の高い人が利用する場合は、補助手すりは不要である。
【００４４】
本発明の運動機器は、既存ゲーム機やパーソナルコンピュータのコントローラとしての利用も想定される。汎用ゲームをプレイするのに用いてもよいし、専用プログラムを読み込んでプレイしてもよい。その際、コントローラのON信号が出力される操作板の傾斜角の設定を調整することにより、コントローラとしての操作性を変更することができる。
【００４５】
本発明を用いたトレーニングとしては、操作板を不安定な状態とし、利用者自身がそれを静止する静的バランス訓練や、操作板を能動的に揺動させながらバランスをとる動的バランス訓練が例示される。ネットワークと接続することによりその用途は更に多様になる。医者の診断に応じて、特定の筋肉を頻繁に使うゲームを選択してプレイしてもよい。外部からの情報入力により操作板の最大傾斜角及び傾動反力を制御できるインターフェースを設ける事により、外部データベースで登録された利用者情報に基づき、利用者に最適な各調整を自動的に行うようにしてもよい。
【００４６】
以下では、本発明の詳細を実施例で説明するが、本発明は実施例に何ら限定されるものではない。
【実施例１】
【００４７】
本実施例は操作板の安定性や最大傾斜角を調整可能な運動機器であり、図７は、本実施例に係る運動機器から操作板２１を外した状態の平面図である。台座２４には十字方向（東西南北）に最大傾斜角調整機構兼ロック機構が設けられ、それと４５度ずれた十字方向に反力発生機構が設けられている。
【００４８】
最大傾斜角調整機構は傾斜角調整モータ３２により三角ストッパ３１を台座２４の中心部から外周に向かって直動ガイド３７上を進退動して待機位置を調整することで最大傾斜角の調整ができる。前後左右で最大傾斜角を異なるものとすることも可能である。
【００４９】
ロック機構は操作板２１の裏側十字方向に設けられた４つの円形ストッパ２８を固定せしめることで、操作板の傾動を不可とするものである。最大傾斜角調整機構兼ロック機構は４つの三角ストッパ３１とそれらの位置を調整するための４つの傾斜角調整モータ３２及び操作板側円形ストッパ２８とから構成される。
【００５０】
反力発生機構は操作板２１の傾動反力を調整するものであり、４つの反力発生機構３３とそれらの位置を調整するための４つの反力調整モータ３４とから構成される。反力調整モータ３４により反力発生機構３３を台座２４の中心部から外周に向かって直動ガイド３８上を進退動することで位置調整ができる。
【００５１】
制御装置３５は、いわゆるプログラマブルコントローラであり、中央処理装置と主記憶装置と入出力装置を備え、最大傾斜角調整機構兼ロック機構、反力発生機構の制御及び傾斜角検知センサ３６、荷重計２３の出力信号の取り込みを行う。利用者は制御装置に制御情報の設定を行うことで、各調整やロックのON／OFFを行うことができる。また、制御装置に傾斜角検知センサ３６で検出された傾動角の値に対する閾値を設定する事によりゲーム機やコンピュータのコントローラとして使用する場合、どの程度の傾動角で出力信号のON／OFFを切り替えるかの設定もでき、これによりコントローラとしての操作性を変更することができる。
【００５２】
傾斜角検知センサ３６は、操作板２１の裏側のＸ方向とＹ方向にそれぞれ１個設けられ、操作板２１の傾きに応じて線形出力のアナログ出力を行う機器であり（図１９参照）、例えば日立金属のH48D（ピエゾ抵抗型3軸加速度センサ）などが例示される。アナログ出力を主記憶装置に記憶することで、利用者の身体への負荷をモニターし、身体負荷が高い場合にはブザーにより警告を発するようにしてもよい。
なお、傾きセンサ３６を信号出力スイッチとする構成も可能であり、その場合にはアナログ入力値から換算した現在の傾斜角が閾値αより大きい場合には、Ｘの場合は左右、Ｙの場合は前後の一方のスイッチがＯＮであると判断し、閾値−αより小さい場合にはＸ又はＹ方向の他方のスイッチがＯＮであると判断する（図２０参照）。これにより、８方向の操作を実現できることとなり、例えば、ゲーム機等の十字コントローラとして利用することも可能となる。
【００５３】
連結部２７直下に荷重計２３を設けることで、利用者の体重を計測することができる。荷重計に一定値以上の重量がかかった際は人が載ったものと判断し、ロックOFF及び各調整を禁止する制御を行い、荷重がほぼ０になった場合は人が降りたものと判断し、ロックON及び各調整を可能とする制御を行う。また、静止荷重から一定の範囲に荷重が減った場合（例えば６０％〜２０％）、運動機器以外に体重がかかっている（例えば手すりなど）と判断し、図示しない制御装置３５に内蔵のブザーにて警告を行うようにしてもよい。
【００５４】
操作板２１の直径は約６００ｍｍであり、台座の直径は約７００ｍｍ、高さは約２００ｍｍである。操作板２１は座った状態（座位）でも安定して操作が可能な大きさとしている。図示しない前面補助手すり及び左右の補助手すりの幅は約８００ｍｍ、高さは約６５０ｍｍ〜約１０００ｍｍで可変である。
【００５５】
最大傾斜角調整機構兼ロック機構による操作板の傾斜角の制御方法とロック制御の方法を図９〜１１を用いてより詳細に説明する。
図９は、水平状態における図７のＡ−Ａ’側面断面図であり、関連要素のみを示している。操作板２１の裏側には固定の円形ストッパ２８が設けられており、三角ストッパ３１とぶつかることにより操作板２１の傾きが停止する。よって三角ストッパ３１の待機位置を変更することにより操作板２１の最大傾斜角を制御することができる。４つの三角ストッパ３１待機位置の設定値を同じ値にして最大傾斜角を均等にする事ができるが、各三角ストッパの待機位置の設定値に差を設けることにより故意に最大傾斜角を不均一にする事も可能である。図９においては、操作板２１が可動状態にあり、操作板２１が傾斜して停止した状態が図１０である。
利用者が操作板２１に乗る際や電源ＯＦＦ時には、安全のため操作板２１がロックされている必要がある。操作板２１をロック状態とするには、図１１に示すように全ての三角ストッパ３１が傾斜角調整モータ３２により全ての円形ストッパ２８に接触するまで移動させる。
【００５６】
反力発生機構による操作板の傾動反力の制御方法を図１２〜１３を用いてより詳細に説明する。
図１２は、水平状態における図７のB−B’側面断面図であり、関連要素のみを示しており、図１３は反力発生機構３３の詳細を示している。４つの反力発生機構３３は操作板２１が水平状態の場合には、いずれにも力がかからず、バネ４０はたわまない。利用者の重心が操作板２１の中心部からずれると、下降側の反力発生機構３３が押されバネ４０がたわみ、操作板２１が傾斜状態になる。一定値以上力がかかると当該位置で傾斜を停止するようにしてもよい。操作板２１を挟んで対称位置にある反力発生機構３３は、反力発生機構位置調整モータ３４の作動により、直動ガイド３８上を予め設定された距離移動することで操作板２１の傾動反力を調整する。この移動距離は４つ同じ値にして傾動反力を均等にする事ができるが、４つ移動距離の値に差を設けることにより故意に傾動を不均一にする事も可能である。反力発生機構３３が操作板２１の中心位置に近いほど操作板２１は不安定になり、操作板２１の中心位置から遠くなるほど操作板２１は安定になる。
なお、支持部材３９の沈み量の上限値をマウント４１内において制御することにより、リミッタを設けなくとも最大傾斜角の調整を行うことが可能となる。
【実施例２】
【００５７】
図１４は、既存のゲーム機またはパーソナルコンピュータを使ったシステムの構成図を示しており、既存のゲーム機またはパーソナルコンピュータと、ゲームコントローラや外部情報機器を接続する為の機能拡張（制御装置のI/Oとプログラムの拡張）を行った運動機器（以下、「コントローラ機能拡張運動機器」という。）及び入力機能付き表示器とから構成される。
入力機能付き表示器から最大傾斜角や操作板安定性の制御情報を入力することで、コントローラ機能拡張運動機器の最小限の機能を実現することができる。ボタン操作が必要なゲームに対応するためには、ボタン操作部を設ける必要がある。ボタン操作部を補助手すりに装着する場合には、右手用と左手用に分けて設けるのが好ましい。
【００５８】
最小限のシステム構成はコントローラ機能拡張運動機器だけであるが、ゲーム機のコントローラの役目を果たすため、任意のゲームに対応することが可能である。ゲーム機の機種毎或いはパーソナルコンピュータの機種毎に変換コネクタを用意すれば、どのような機種にも対応することが可能である。利用者は運動部位やリハビリプログラムに応じて、或いは体調やその日の気分に応じてプレイするゲームの種類を選ぶことができる。
また、従来型ゲームコントローラと操作信号が共通のため、従来型ゲームコントローラと並列接続することで複数のプレイヤーにより同時にゲームをすることもできる。更には、昨今流行の通信回線を利用したゲームについても、既存のゲーム機等をそのまま採用しているため対応することが可能である。付加機能として、心拍数や血圧などを測定するための生体情報機器を接続し、測定情報に基づいた制御を行うことも可能であるし、消費カロリーなどをリアルタイムで表示してもよい。
【００５９】
入力機能付き表示器は、タッチパネルにより入力できることが好ましいが、入力手段はこれに限定されず、他の好ましい入力手段としてはバーコードを読み取ることで各個人に最適な初期設定が得られるようにしてもよい。
【００６０】
パーソナルコンピュータを用いた構成においては、対応するソフトウェアを組み込むことにより、通信回線を利用した遠隔医療システムとして利用することが期待できる。例えば、個人情報、カルテ情報に基づく訓練プログラムを組み込んでもよい。利用者のニーズに合わせた専用運動プログラムを作成することにより、身体機能の回復のために最適な運動内容や運動量を処方されたコンテンツを個別に実現することが可能となる。
画面出力情報としては、運動時間や消費カロリー量の概算等を共通項目とし、反射速度の最小値・最大値・平均値や動作指示に対する正解率等を基本パターン項目とし、ゲームと連携する場合には得点のランキング等を表示することが例示される。これらの個人データは、制御装置内の主記憶媒体に記録することが可能であるし、メモリカード等の媒体に情報を書き込むことも可能である。
【００６１】
図１５は、操作板コントローラ部の一例であり、台座２４には、移動用取手と移動用車輪が設けられており、収納時等は移動用取手掴んで移動用車輪を用いることで力のない女性やお年寄りでも容易に移動することができる。
【００６２】
コントローラ機能拡張運動機器を利用する際は、足下が不安定となるため補助手すりを利用することとなるが、装置周辺の少なくとも前部又は左右に、好ましくは前部と左右に補助手すりを設ける。前部及び／又は左右の補助手すりにボタン操作部を設けることにより、従来型ゲームコントローラのボタンに対応した操作が可能となる。ボタン操作部は、滑り止め加工を施したグリップ兼用であり、位置調整が可能且つ取り外し可能とするのが好ましい。これにより、利用者の姿勢に応じてボタン操作部を適当な位置に配置することが可能となり、例えば左右の手すりにボタン操作部を配置することで椅子に座って操作をする場合においても無理なく操作を行うことができる。図１６に補助手すりにボタン操作部を取り付けた構成の一例を示す。
【００６３】
図１７は、コントローラ機能拡張運動機器の傾斜スイッチ関連部品の回路構成図である。操作板２１の下には十字方向4箇所に傾斜スイッチ（SW１〜４）が設けられ、操作板２１が傾くことで各信号入力スイッチと接触すると傾斜スイッチがONされる。SW１は十字キーの前方向、SW２は左方向、SW３は下方向、SW４は右方向と対応する。動作方向としては、前後左右の他、組み合わせにより合計８方向の動作を決定することができる。傾斜スイッチがＯＮとされるために必要な傾きは、信号入力スイッチの高さを調整することにより調整可能である（図１８参照）。
【００６４】
コントローラ機能拡張運動機器で既存のゲームをプレイする場合においては、該装置と連動するボタン操作部が必要となる
なお、安全性の観点からは、操作板の傾動を緊急ロックするための緊急停止ボタンをボタン操作部兼グリップに設けることが好ましい。
【００６５】
以上に示すとおり、本実施例の運動機器によれば、以下の５つの機能を実現することが可能である。
i)操作板ロック機能
ii)操作板最大傾斜角調整機能
iii)操作板傾動反力調整機能
iv)荷重計機能
v)コントローラ操作性調整機能
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明によれば、医療分野における計測・身体機能回復の用途、健康産業における健康・身体機能維持の用途、娯楽産業におけるゲーム等の用途が期待される。想定される利用場所としては、病院・診療所、老健施設、デイサービス、フィットネスクラブ、ゲームセンター、家庭などが例示される。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】従来のバランスボードの構成図である。
【図２】本発明の運動機器の基本構成図である。
【図３】本発明の運動機器の構成図である。
【図４】本発明の安定性調整手段の説明側面図である。
【図５】本発明の最大傾斜角調整手段の説明側面図である。
【図６】本発明のロック機構の説明構成図である。
【図７】実施例１に係る操作板コントローラ部（操作板を外した状態）の平面図である。
【図８】実施例１に係る操作板の平面図である。
【図９】関連要素のみを示した最大傾斜角調整機構兼ロック機構の水平状態を示す側面図である。
【図１０】関連要素のみを示した最大傾斜角調整機構兼ロック機構の最大傾斜状態を示す側面図である。
【図１１】関連要素のみを示した最大傾斜角調整機構兼ロック機構のロック状態を示す側面図である。
【図１２】関連要素のみを示した反力発生機構の水平状態を示す側面図である。
【図１３】反力発生機構の説明図である。
【図１４】実施例２に係る運動機器を用いたシステムの構成図である。
【図１５】実施例２に係る運動機器の正面図である。
【図１６】補助手すりを用いた構成例の斜視図である。
【図１７】コントローラ機能拡張運動機器の傾斜スイッチ関連部品の回路構成図である。
【図１８】コントローラ機能拡張運動機器の傾斜スイッチ部の説明図である。
【図１９】傾斜角検知センサの説明図である。
【図２０】傾斜角検知センサによるスイッチ動作の説明図である。
【符号の説明】
【００６８】
２１  操作板
２３  荷重計
２４  台座
２７  連結部
２８  円形ストッパ
３１  三角ストッパ
３２  傾斜角調整モータ
３３  反力発生機構
３４  反力発生機構位置調整モータ
３５  制御装置
３６  傾斜角検知センサ
３７，３８  直動ガイド
３９  支持部材
４０  バネ
４１  マウント
【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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【図６】
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【図１３】
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【図１４】
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【図２０】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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