(57)【要約】【課題】歩行が困難な人にとって継続的に行うことができ且つ効果的な訓練が可能な他動運動機器を提供する。【解決手段】駆動装置３は、駆動力を発生するモータ３０と、モータ３０で発生した駆動力を足支持台２１，２２に伝達することで足支持台２１，２２を移動させる動力伝達部３１と、モータ３０を制御する制御部３２とを有する。モータ３０の出力軸には動力伝達部３１が連結されている。動力伝達部３１は、左足支持台２１を往復移動させる左足用の往復機構３３と、右足支持台２２を往復移動させる右足用の往復機構３４と、モータ３０の駆動力を両往復機構３３，３４に分岐して伝達する動力分岐部３５とを有している。動力伝達部３１がモータ３０の回転力を左足支持台２１と右足支持台２２とに交互に伝達することにより、左足支持台２１と右足支持台２２とは交互に１往復ずつ前後方向に移動する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
利用者の片方の足を載せる第１の足支持台と、第１の足支持台を駆動する駆動装置とを備え、駆動装置は、利用者が両足の前後方向における位置を揃えた姿勢となるときの第１の足支持台の位置を基準位置として、第１の足支持台を基準位置と、基準位置の前方または後方の既定位置との間で往復移動させる往復機構を有することを特徴とする他動運動機器。
【請求項２】
前記駆動装置は、前記第１の足支持台を水平面に沿う回動軸回りで回動させる第１回動機構を有し、第１回動機構は、第１の足支持台が前記基準位置と前記既定位置との間を１往復する間に、第１の足支持台を上面が水平になる基本姿勢から爪先側が下がった底屈姿勢まで回動させ、且つ基本姿勢に戻すことを特徴とする請求項１記載の他動運動機器。
【請求項３】
前記駆動装置は、前記第１の足支持台を水平面に沿う回動軸回りで回動させる第１回動機構を有し、第１回動機構は、第１の足支持台が前記基準位置と前記既定位置との間を１往復する間に、第１の足支持台を上面が水平になる基本姿勢から爪先側が上がった背屈姿勢まで回動させ、且つ基本姿勢に戻すことを特徴とする請求項１記載の他動運動機器。
【請求項４】
利用者の前記第１の足支持台に載せる足とは反対側の足を載せるとともに前記駆動装置により駆動される第２の足支持台を備え、駆動装置は、前記往復機構が第１の足支持台に往復動作をさせる間、水平面内における第２の足支持台の位置を、第１の足支持台が前記基準位置にあるときに利用者が両足の前後方向における位置を揃えた姿勢となる位置に拘束することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の他動運動機器。
【請求項５】
前記駆動装置は、前記第２の足支持台を水平面に沿う回動軸回りで回動させる第２回動機構を有し、第２回動機構は、第１の足支持台が前記基準位置と前記既定位置との間を１往復する間に、第２の足支持台を上面が水平になる基本姿勢から爪先側が上がった背屈姿勢まで回動させ、且つ基本姿勢に戻すことを特徴とする請求項４記載の他動運動機器。
【請求項６】
前記駆動装置は、前記第２の足支持台を水平面に沿う回動軸回りで回動させる第２回動機構を有し、第２回動機構は、第１の足支持台が前記基準位置と前記既定位置との間を１往復する間に、第２の足支持台を上面が水平になる基本姿勢から爪先側が下がった底屈姿勢まで回動させ、且つ基本姿勢に戻すことを特徴とする請求項４記載の他動運動機器。
【請求項７】
前記駆動装置は、右足を載せる前記足支持台と左足を載せる足支持台との一方を前記第１の足支持台とするとともに他方を前記第２の足支持台とする第１の状態と、右足を載せる足支持台および左足を載せる足支持台間で第１の足支持台と第２の足支持台とが第１の状態から入れ替えられた第２の状態とを、第１の足支持台が１往復して前記基準位置に復帰するごとに切り替えることを特徴とする請求項４ないし請求項６のいずれか１項に記載の他動運動機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、利用者の左右の足を載せる足支持台を規則的に移動させることにより、利用者に他動的に運動をさせる他動運動機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
人は、歩行動作を行う際に、軸足に体重をかける動作と、軸足とは反対側の足を前方に出す動作とを同時に行う必要がある。
【０００３】
しかし、高齢者においては、身体能力の低下によって、これらの動作がスムーズにできないために歩行が困難になり、歩行中に転倒したことに起因して怪我をする事故も発生している。
【０００４】
また、若年者であっても、骨折などによる療養生活によって歩かない状態が長期間続くと、歩行に必要な重心移動の方法や、各関節の筋と筋との収縮、弛緩のタイミングがうまく連携できず、ふらついたりバランスが偏ったりしてうまく歩行できなくなることがある。
【０００５】
そこで、歩行が困難な人でも可能な運動をさせるものとして、利用者の左右の足を載せる一対の左足支持台と右足支持台とを互いに関連付けて移動させることにより、歩行訓練を行う立位式の他動運動機器が提案されている（たとえば特許文献１参照）。特許文献１記載の他動運動機器では、一対の足支持台を交互に上下動させながら、水平方向に移動させることにより、利用者に対して他動的に擬似歩行運動をさせることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００９／０８４５７７号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１記載の他動運動機器では、左右の足支持台が同時に移動するため、利用者は体幹が揺さぶれて重心のふらつきを生じることになり、特にバランス能力低下が著しいものにおいては、利用者の負担が大きく運動を継続的に行わせることは難しい。また、上述したように歩行が困難な人においては、そもそも歩行動作が正しくできていないため、トレッドミルのように単に歩行の動きをさせるだけでは、訓練効果があまりよくない。
【０００８】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであって、歩行が困難な人にとって継続的に行うことができ且つ効果的な訓練が可能な他動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】
【０００９】
請求項１の発明では、利用者の片方の足を載せる第１の足支持台と、第１の足支持台を駆動する駆動装置とを備え、駆動装置は、利用者が両足の前後方向における位置を揃えた姿勢となるときの第１の足支持台の位置を基準位置として、第１の足支持台を基準位置と、基準位置の前方または後方の既定位置との間で往復移動させる往復機構を有することを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、利用者の片方の足を載せる第１の足支持台が、往復機構により基準位置と、基準位置の前方または後方の既定位置との間で往復移動するので、利用者は、片足が他動的に前後に移動させられることになる。したがって、利用者においては、第１の足支持台に載せた側の足の筋群に対して歩行時に受けるのに近い刺激を受け、また、第１の足支持台と反対側の足の筋群に対しては歩行時に軸足が受けるのに近い刺激を受ける。その結果、利用者は効果的な歩行訓練を行うことができる。しかも、両足が同時に移動する従来構成に比べて、利用者の体幹が揺さぶられることがなく、利用者に与える負担が小さいため、歩行が困難な人でも運動を継続的に行うことができる。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記駆動装置が、前記第１の足支持台を水平面に沿う回動軸回りで回動させる第１回動機構を有し、第１回動機構が、第１の足支持台が前記基準位置と前記既定位置との間を１往復する間に、第１の足支持台を上面が水平になる基本姿勢から爪先側が下がった底屈姿勢まで回動させ、且つ基本姿勢に戻すことを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、利用者に対し、第１の足支持台に載せた足の底屈運動を行わせることができるので、利用者は転倒を避けるためのバランスを維持する神経系の反射により脚部だけでなく腰背部の筋群の運動が誘発されることとなる。また、利用者は、足支持台から軸足とは反対側の踵が突上げられるような力を受け、当該力に対抗して姿勢を維持しようと脛の筋群が収縮する。そのため、脛の筋群は、歩行時において遊脚相から立脚相へ移行する際のヒールコンタクト期に近い状態となり、実際の歩行に近い刺激を受けてより効果的な歩行訓練が可能となる。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記駆動装置が、前記第１の足支持台を水平面に沿う回動軸回りで回動させる第１回動機構を有し、第１回動機構が、第１の足支持台が前記基準位置と前記既定位置との間を１往復する間に、第１の足支持台を上面が水平になる基本姿勢から爪先側が上がった背屈姿勢まで回動させ、且つ基本姿勢に戻すことを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、利用者に対し、第１の足支持台に載せた足の背屈運動を行わせることができるので、利用者は転倒を避けるためのバランスを維持する神経系の反射により脚部だけでなく腰背部の筋群の運動が誘発されることとなる。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかの発明において、利用者の前記第１の足支持台に載せる足とは反対側の足を載せるとともに前記駆動装置により駆動される第２の足支持台を備え、駆動装置が、前記往復機構が第１の足支持台に往復動作をさせる間、水平面内における第２の足支持台の位置を、第１の足支持台が前記基準位置にあるときに利用者が両足の前後方向における位置を揃えた姿勢となる位置に拘束することを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、利用者においては、第１の足支持台の往復移動時に、定位置に拘束されている第２の足支持台側の足を軸足として軸足側に体重を移動させることになる。これにより、利用者は、歩行動作を行う際に必要な、軸足に体重をかける動作と、軸足とは反対側の足を前方に出す動作とを他動的に行うことができる。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記駆動装置が、前記第２の足支持台を水平面に沿う回動軸回りで回動させる第２回動機構を有し、第２回動機構が、第１の足支持台が前記基準位置と前記既定位置との間を１往復する間に、第２の足支持台を上面が水平になる基本姿勢から爪先側が上がった背屈姿勢まで回動させ、且つ基本姿勢に戻すことを特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、利用者に対し、第２の足支持台に載せた足の背屈運動を行わせることができるので、利用者は転倒を避けるためのバランスを維持する神経系の反射により脚部だけでなく腰背部の筋群の運動が誘発されることとなる。また、利用者は、足支持台から軸足の爪先が突上げられるような力を受け、当該力に対抗して姿勢を維持しようとふくらはぎの筋群が収縮する。そのため、ふくらはぎの筋群は、歩行時において立脚相から遊脚相へ移行するための蹴りだし期に近い状態となり、実際の歩行に近い刺激を受けてより効果的な歩行訓練が可能となる。
【００１９】
請求項６の発明は、請求項４の発明において、前記駆動装置が、前記第２の足支持台を水平面に沿う回動軸回りで回動させる第２回動機構を有し、第２回動機構が、第１の足支持台が前記基準位置と前記既定位置との間を１往復する間に、第２の足支持台を上面が水平になる基本姿勢から爪先側が下がった底屈姿勢まで回動させ、且つ基本姿勢に戻すことを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、利用者に対し、第２の足支持台に載せた足の底屈運動を行わせることができるので、利用者は転倒を避けるためのバランスを維持する神経系の反射により脚部だけでなく腰背部の筋群の運動が誘発されることとなる。
【００２１】
請求項７の発明は、請求項４ないし請求項６のいずれかの発明において、前記駆動装置が、右足を載せる前記足支持台と左足を載せる足支持台との一方を前記第１の足支持台とするとともに他方を前記第２の足支持台とする第１の状態と、右足を載せる足支持台および左足を載せる足支持台間で第１の足支持台と第２の足支持台とが第１の状態から入れ替えられた第２の状態とを、第１の足支持台が１往復して前記基準位置に復帰するごとに切り替えることを特徴とする。
【００２２】
この構成によれば、利用者は、左右の足を１往復ごとに交互に往復移動させることができるので、両足にバランスよく刺激を受けることとなり、実際の歩行に適した訓練を行うことができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、利用者の片方の足を載せる第１の足支持台が、往復機構により基準位置と、基準位置の前方または後方の既定位置との間で往復移動するので、利用者に与える負担が小さく、歩行が困難な人でも運動を継続的に行うことができる。しかも、利用者においては、第１の足支持台に載せた側の足の筋群に対して歩行時に受けるのに近い刺激を受け、また、第１の足支持台と反対側の足の筋群に対しては歩行時に軸足が受けるのに近い刺激を受ける。その結果、利用者は効果的な歩行訓練を行うことができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態１の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】同上の構成を示す概略平面図である。
【図３】同上の要部の構成を示す概略斜視図である。
【図４】同上の動作説明図である。
【図５】同上の動作を示す概略側面図である。
【図６】同上の他の構成を示す概略正面図である。
【図７】本発明の実施形態２の構成を示す概略ブロック図である。
【図８】同上の構成を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略側面図である。
【図９】同上の動作説明図である。
【図１０】同上の動作を示す概略側面図である。
【図１１】本発明の実施形態３の要部を示す概略断面図である。
【図１２】同上の動作説明図である。
【図１３】同上の動作を示す概略側面図である。
【図１４】同上の他の構成を示す概略側面図である。
【図１５】同上の動作を示す概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（実施形態１）
本実施形態の他動運動機器１は、図２に示すように、利用者の左右の足をそれぞれ載せる左足支持台２１および右足支持台２２（以下、各々を特に区別しないときには単に「足支持台２」という）と、足支持台２を駆動する駆動装置３とをベース４上に備えている。ベース４は、矩形板状に形成され、図示しないカバーと共に駆動装置３を収容する筐体を構成する。
【００２６】
ここでは、利用者は、左足支持台２１に左足を載せ且つ右足支持台２２に右足を載せるように、床上に設置したベース４上に立った状態（立位）で他動運動機器１を使用するものとして説明する。なお、以下では、他動運動機器１を床に設置した状態での上下を上下とし、左足支持台２１と右足支持台２２とが並ぶ方向を左右とし、図２の矢印Ｘの向きを前方として説明する。つまり、以下の説明で用いる前後左右は他動運動機器１上に立つ利用者の前後左右と一致する。
【００２７】
駆動装置３は、図１に示すように駆動力を発生する駆動源としてのモータ３０と、モータ３０で発生した駆動力を足支持台２に伝達することで足支持台２を移動させる動力伝達部３１と、モータ３０を制御する制御部３２とを有する。ここで、モータ３０としては高トルクを出力可能なギアドモータ（減速機付モータ）を用いる。
【００２８】
ここで、モータ３０は出力軸を上下方向に沿って配置するようにベース４に固定されており、この出力軸には動力伝達部３１が連結されている。動力伝達部３１は、左足支持台２１を往復移動させる左足用の往復機構３３と、右足支持台２２を往復移動させる右足用の往復機構３４と、モータ３０の駆動力を両往復機構３３，３４に分岐して伝達する動力分岐部３５とを有している。
【００２９】
具体的に説明すると、各足支持台２の左右両側部には、図３に示すようにそれぞれ各足支持台２が前後方向に往復移動可能となるように足支持台２の移動経路を規制するために、前後方向に延長されたレール２３が配置されている。各足支持台２は、それぞれ矩形板状に形成され、レール２３上を転動する車輪２４を有した矩形枠状のフレーム２５の開口部内に配置されている。本実施形態では各足支持台２とフレーム２５とは一体に結合されており、モータ３０の駆動力が動力伝達部３１により各フレーム２５に伝達されると、各足支持台２はフレーム２５ごと前後方向に移動する。なお、図３では左足支持台２１を示しているが、右足支持台２２も同様の構成とする。
【００３０】
各足支持台２は、平面視が前後方向に長い長方形状であって、利用者の足（足裏の全体）が載る大きさに形成されている。利用者は左右の足をそれぞれ各足支持台２上に載せた状態で他動運動機器１を使用する。ここでは摩擦係数の大きい材料ないし形状を足支持台２の表面（上面）に採用することにより、足支持台２に載せた利用者の足が滑ることを防止している。
【００３１】
動力分岐部３５は、モータ３０の出力軸に固定された半歯車４０と、半歯車４０に噛合する左右一対の平歯車３６とを有する。半歯車４０は、円盤状の部材の外周の略半分に平歯車３６と噛合する歯部が形成されており、半回転する間に平歯車３６を１回転させるように歯数が設定されている。これにより、モータ３０を回転させると、半歯車４０の半回転ごとに一方の平歯車３６が１回転するとともに他方の平歯車３６が空転して、左右の平歯車３６が１回転ずつ交互に回転する。
【００３２】
ここで、各平歯車３６の回転力はスライダクランク機構を用いた各往復機構３３，３４によって各足支持台２の往復移動に変換される。すなわち、往復機構３３，３４は、各平歯車３６の上面における外周寄りの１箇所に設けた第１のピン３７と、各フレーム２５の後端部に設けた第２のピン３８と、第１のピン３７と第２のピン３８とを連結するクランクロッド３９とをそれぞれ有する。クランクロッド３９の各端部は第１および第２の各ピン３７，３８により水平面内で回動自在に枢支される。各フレーム２５は上述したようにレール２３によってその移動方向が前後方向に規制されているので、結果的に、平歯車３６の回転力は足支持台２を前後方向に往復移動させる力に変換される。なお、左右の往復機構３３，３４は左右対称の構成とする。
【００３３】
上述した構成によれば、動力伝達部３１がモータ３０の回転力を左足支持台２１と右足支持台２２とに交互に伝達することにより、左足支持台２１と右足支持台２２とは交互に１往復ずつ前後方向に移動することになる。このとき各足支持台２は、それぞれ左足支持台２１と右足支持台２２とが左右に揃って並ぶ位置を基準位置とし、当該基準位置と、基準位置の前方に設定された既定位置（可動範囲の前端）との間を交互に往復移動する。
【００３４】
つまり、モータ３０を一方向に回転させた際の各足支持台２の前後方向の位置は図４および図５のようにそれぞれ基準位置と既定位置との間で周期的に変化する。なお、図４では時間軸を横軸、各足支持台２の基準位置（Ｘ＝０）からの前方への移動量Ｘを縦軸に表しており、実線が左足支持台２１、破線が右足支持台２２の動きを表す。
【００３５】
すなわち、駆動装置３はまず右足支持台２２を基準位置に位置固定した状態で、左足支持台２１を基準位置から基準位置前方の既定位置に移動させるため、図４の時刻ｔ１では、図５（ａ）に示すように左足支持台２１が右足支持台２２よりも前に出る。左足支持台２１が可動範囲の前端（既定位置）まで移動すると、駆動装置３は左足支持台２１を後方に移動させて基準位置に復帰させる。そのため、図４の時刻ｔ２では、図５（ｂ）に示すように左足支持台２１と右足支持台２２との前後方向の位置が揃う。このとき、他動運動機器１の利用者においては、右足を軸足として基準位置に拘束した状態で、左足を一旦前に出し、且つ元の基準位置に戻す動作をすることになる。
【００３６】
左足支持台２１が基準位置に戻ると、駆動装置３は今度は左足支持台２１を基準位置に拘束した状態で、右足支持台２２を基準位置から基準位置前方の既定位置に移動させる。そのため、図４の時刻ｔ３では、図５（ｃ）に示すように右足支持台２２が左足支持台２１よりも前に出る。右足支持台２２が可動範囲の前端（既定位置）まで移動すると、駆動装置３は右足支持台２２を後方に移動させて基準位置に復帰させる。このとき、利用者においては、左足を軸足として基準位置に拘束した状態で、右足を一旦前に出し、且つ元の基準位置に戻す動作をすることになる。以降、駆動装置３は左右の各足支持台２を交互に前後方向に往復移動させることで、利用者はいずれかの足を前に出しては元に戻すという動作を左右交互に繰り返すことになる。
【００３７】
以下では、左足支持台２１と右足支持台２２とのうち、基準位置−既定位置間を往復移動する側の足支持台２を第１の足支持台２、水平面内で基準位置に拘束される側の足支持台２を第２の足支持台２ともいう。つまり本実施形態では、駆動装置３は、第１の足支持台２が１往復して基準位置に復帰するごとに、左足支持台２１と右足支持台２２との間で第１の足支持台２と第２の足支持台２とを入れ替えている。言い換えれば、駆動装置３は、左足支持台２１を第１の足支持台２とし右足支持台２２を第２の足支持台２とする第１の状態と、右足支持台２２を第１の足支持台２とし左足支持台２１を第２の足支持台２とする第２の状態とを、交互に切り替える。
【００３８】
以上説明した構成の他動運動機器１を用いることにより、利用者は、一方の足が他動的に前に移動することになるため、必然的に基準位置に拘束されている他方の足を軸足として、軸足側に体重を移動させることになる。これにより、利用者は、歩行動作を行う際に必要な、軸足に体重をかける動作と、軸足とは反対側の足を前方に出す動作とを他動的に行うことができる。言い換えれば、他動運動機器１は、利用者に対して、歩行時に必要な筋群に刺激を与えることにより、歩行に必要な基本的な動作の訓練を行う。
【００３９】
しかも、この他動運動機器１では、左右の足支持台２を片方ずつ前後方向に往復移動させるのであって、両足支持台２を同時に前後方向に移動させることはないので、利用者に体幹が揺さぶられることにより負担の大きい運動を強いることはない。そのため、身体能力の低下した高齢者や、骨折などによる療養生活によって歩かない状態が長期間続いたためにうまく歩行できなくない人にも、他動運動機器１を用いた運動を継続的に行わせやすくなる。
【００４０】
また、上述したような歩行が困難な人においても、本実施形態の他動運動機器１を用いることで軸足に体重をかけるなどの基本的な動作から癖付けることができるので、擬似歩行運動を行う場合に比べて歩行のための訓練として高い効果が期待できる。つまり、利用者においては、歩行に必要な基本的な動作から無理なく訓練できるので、無理に負担の大きい運動を強いられることなく、効果的に運動をすることができるという利点がある。ここで、左右の足支持台２は１往復ごとに交互に往復移動するので、利用者は、両足にバランスよく刺激を受けることとなり、実際の歩行に適した訓練を行うことができる。
【００４１】
ところで、本実施形態で説明した動力伝達部３１の構成は一例に過ぎず、動力伝達部３１には種々の機構を採用することができる。
【００４２】
たとえば、図６に示すように制御部３２から電圧の印加を受けてトルクを伝達する連結状態と伝達しない解放状態とを切り替える電磁クラッチ４１を動力分岐部３５に用い、モータ３０の駆動力を左右の足支持台２に交互に伝達する構成が考えられる。図６の例では、動力分岐部３５は、図２の半歯車４０および一対の平歯車３６に代えて、モータ３０の出力軸に固定された第１の平歯車４２と、各々第１の平歯車４２に噛合する左右一対の第２の平歯車４３とを有する。各第２の平歯車４３には、それぞれ電磁クラッチ４１を介して円盤４４が連結される。円盤４４の上面における外周寄りの１箇所には、クランクロッド３９を枢支する第１のピン３７が設けられ、各円盤４４の回転は、それぞれ往復機構３３，３４を介して足支持台２の往復移動に変換される。
【００４３】
上記構成によれば、電磁クラッチ４１が連結状態のとき、モータ３０の回転力は電磁クラッチ４１を介して左右の各円盤４４に伝達され、各円盤４４の回転に伴って足支持台２が前後方向に往復移動する。一方、電磁クラッチ４１が解放状態のとき、モータ３０の回転力は円盤４４には伝わらず、足支持台２は停止する。ここで、電磁クラッチ４１は、左右の各足支持台２に対応して１つずつ設けられているので、制御部３２にて各電磁クラッチ４１に印加する電圧を制御することで、各足支持台２の動作を個別に制御することができる。つまり、各電磁クラッチ４１に交互に電圧を印加することにより、上記実施形態と同様、第１の足支持台２が基準位置と既定位置との間を１往復するごとに、左足支持台２１−右足支持台２２間で第１の足支持台２と第２の足支持台２とを入れ替え可能になる。
【００４４】
さらに他の例として、動力分岐部３５にカム（図示せず）を用いた構成でも、上記実施形態と同様の動作を実現可能である。この場合、たとえば図２の構成の平歯車３６に代えてカムを用い、半歯車４０に代えて半円カムを用いるものとする。ここで、半円カムの半回転ごとに一方のカムが１回転するとともに他方のカムが空転するようにカムの形状を設計すれば、左右の各カムが１回転ずつ交互に回転することになる。その結果、上記実施形態と同様に、第１の足支持台２が基準位置と既定位置との間を１往復するごとに、左足支持台２１−右足支持台２２間で第１の足支持台２と第２の足支持台２とを入れ替え可能になる。
【００４５】
また、上述した実施形態では、左足支持台２１および右足支持台２２が基準位置と既定位置との間を前後方向に往復移動する例を示したが、この例に限らず、左足支持台２１および右足支持台２２の移動経路は適宜設定可能である。
【００４６】
たとえば、左足支持台２１および右足支持台２２の移動経路が、左右方向の距離を前端部で後端部よりも広くなるように設定されることで全体として前方に開放されたＶ字状を成していてもよい。この場合、併せて、利用者が爪先側を少し開いた自然な立ち姿勢をとることができるように、左足支持台２１および右足支持台２２を水平面内で前端側ほど互いに離れる形に前後方向に沿う直線に対し傾けて配置することが望ましい。
【００４７】
さらにまた、基準位置の後方に既定位置を設定し、左足支持台２１および右足支持台２２を、基準位置から後方に移動させることで基準位置−既定位置間を往復移動させるようにしてもよい。なお、左足支持台２１および右足支持台２２を左右方向にのみ移動させることも考えられる。
【００４８】
（実施形態２）
本実施形態の他動運動機器１は、水平面内で基準位置に拘束され軸足側となる第２の足支持台２を背屈させるようにした点が実施形態１の他動運動機器１と相違する。以下、上面が水平になる足支持台２の姿勢を基本姿勢とし、基本姿勢から爪先側が上がった足支持台２の姿勢を背屈姿勢という。
【００４９】
本実施形態では、駆動装置３は、図７に示すように、動力分岐部３５で分岐された動力により左足支持台２１を背屈させる左足用の第１回動機構５１と、右足支持台２２を背屈させる右足用の第１回動機構５２とを有する。
【００５０】
ここでは、各足支持台２はそれぞれフレーム２５により揺動可能に支持されているものとする。具体的には、図８のように各足支持台２をそれぞれ幅方向（左右方向）に貫通する回動軸５３を付加し、回動軸５３の両端部をフレーム２５で枢支することにより、足支持台２が回動軸５３回りで爪先側を上下動させるようにフレーム２５に対し揺動可能となる。回動軸５３は、各足支持台２において利用者の足の踵の略真下となる位置に配置される。
【００５１】
図８の例では、モータ３０は出力軸を前後方向に向けて配置され、モータ３０の出力軸に第１の平歯車４２が固定されている。さらに、第１の平歯車４２にそれぞれ噛合する左右一対の第２の平歯車４３が設けられ、各第２の平歯車４３には、それぞれ前後方向に沿った軸回りで回動する半歯車４５が連結されている。半歯車４５は、円盤状の部材の外周の略半分に歯部が形成されている。
【００５２】
動力分岐部３５は、これら第１の平歯車４２と第２の平歯車４３と半歯車４５とで、モータ３０の駆動力を左足支持台２１側と右足支持台２２側とに分岐する。
【００５３】
さらに、動力分岐部３５は、それぞれ上下方向に沿った軸回りで回動し各半歯車４５と噛合する冠歯車４６と、前後方向に沿った軸周りで回動し各半歯車と噛合する第３の平歯車４７とを有している。冠歯車４６は、半歯車４５の上方に位置し、下面の外周部に設けた歯部が半歯車４５の歯部と噛合する。各冠歯車４６の上面における外周寄りの１箇所には、クランクロッド３９を枢支する第１のピン３７が設けられ、各冠歯車４６の回転は、それぞれ往復機構３３，３４を介して足支持台２の往復移動に変換される。冠歯車４６は、半歯車４５が半回転する間に１回転するように歯数が設定されている。ここで、左右の半歯車４５の回転の位相は互いに１８０度ずらされており、左右の往復機構３３，３４が左右の足支持台２を交互に往復移動させる。
【００５４】
第３の平歯車４７は、半歯車４５の下方に位置し、半歯車４５が半回転する間に１回転するように歯数が設定されている。そのため、モータ３０が回転して第２の平歯車４３が回転すると、第２の平歯車４３の半回転ごとに冠歯車４６と第３の平歯車４７とが１回転ずつ交互に回転する。
【００５５】
左右の各第１回動機構５１，５２は、第３の平歯車４７と連動して前後方向に沿った軸回りで回動する円盤４８をそれぞれ有している。円盤４８の前面（第３の平歯車４７と反対側の表面）における外周寄りの１箇所には、前方に突出する第３のピン４９が形成されている。各第１回動機構５１，５２は、第３のピン４９が挿通されるガイド孔５４が形成され、上下方向にのみ移動可能なカム板５５をそれぞれ備えている。
【００５６】
この構成により、カム板５５は、円盤４８が第３の平歯車４７と共に回転することで、第３のピン４９によって上下方向に往復移動させられることになり、円盤４８が１回転する間に上下方向に１往復する。カム板５５の上端は各足支持台２のうち回動軸５３より前方となる部分に裏面（下面）から当接し、各足支持台２を下方から支持する。そのため、カム板５５が上下動することにより足支持台２は回動軸５３を中心として爪先側を上下動させることになる。
【００５７】
本実施形態では、カム板５５が可動範囲の下端に位置する状態で足支持台２が基本姿勢になるように、カム板５５と足支持台２との位置関係が設定されており、カム板５５が上方に移動するに連れて足支持台２は爪先側が持ち上がる向きに回動する。
【００５８】
その結果、右足支持台２２が第１の足支持台２として前後方向に１往復する間に、第２の足支持台２となる左足支持台２１は左足用の第１回動機構５１によって回動して基本姿勢から背屈姿勢に変化し、その後、逆回りに回動し基本姿勢に復帰する。一方、左足支持台２１が第１の足支持台２として前後方向に１往復する間に、第２の足支持台２となる右足支持台２２は右足用の第１回動機構５２によって回動して基本姿勢から背屈姿勢に変化し、その後、逆回りに回動し基本姿勢に復帰する。なお、カム板５５は上端部にローラ５６を有しており、足支持台２が前後方向に往復移動する際のカム板５５−足支持台２間の摩擦を小さく抑えている。
【００５９】
つまり、駆動装置３により駆動される各足支持台２の位置および姿勢は図９および図１０のようにそれぞれ周期的に変化する。なお、図９では時間軸を横軸とし、各足支持台２の基準位置（Ｘ＝０）からの前方への移動量Ｘを（ａ）の縦軸に表し、各足支持台２の前端部の基本姿勢（Ｙ＝０）からの上方への移動量Ｙを（ｂ）の縦軸に表している。また、実線が左足支持台２１、破線が右足支持台２２の動きを表す。
【００６０】
すなわち、駆動装置３はまず右足支持台２２を基準位置に位置固定した状態で、左足支持台２１を基準位置から基準位置前方の既定位置に移動させるとともに、右足支持台２２を爪先側が上がる向きに回動させる。そのため、図９の時刻ｔ１では、図１０（ａ）に示すように左足支持台２１が右足支持台２２よりも前に出るとともに、右足支持台２２が背屈姿勢をとる。左足支持台２１が可動範囲の前端（既定位置）まで移動すると、駆動装置３は左足支持台２１を後方に移動させて基準位置に復帰させるとともに、右足支持台２２を回動させて基本姿勢に戻す。そのため、図９の時刻ｔ２では、図１０（ｂ）に示すように左足支持台２１と右足支持台２２との前後方向の位置が揃うとともに、両足支持台２が基本姿勢をとる。
【００６１】
左足支持台２１が基準位置に戻ると、駆動装置３は今度は左足支持台２１を基準位置に拘束した状態で、右足支持台２２を基準位置から基準位置前方の既定位置に移動させるとともに、左足支持台２１を爪先側が上がる向きに回動させる。そのため、図９の時刻ｔ３では、図１０（ｃ）に示すように右足支持台２２が左足支持台２１よりも前に出るとともに、左足支持台２１が背屈姿勢をとる。右足支持台２２が可動範囲の前端（既定位置）まで移動すると、駆動装置３は右足支持台２２を後方に移動させて基準位置に復帰させるとともに、左足支持台２１を回動させて基本姿勢に戻す。
【００６２】
以上説明した本実施形態の他動運動機器１によれば、利用者は、軸足の足関節の背屈運動が可能となる。このように足支持台２を回動させて足関節を背屈させると、利用者は転倒を避けるためのバランスを維持する神経系の反射により脚部だけでなく腰背部の筋群の運動が誘発されることとなる。
【００６３】
また、軸足側の足支持台（つまり第２の足支持台）２を背屈状態とすることで、利用者は、足支持台２から軸足の爪先が突上げられるような力を受けることになり、この力に対抗して姿勢を維持しようとふくらはぎの筋群（腓腹筋等）が収縮する。そのため、ふくらはぎの筋群は、歩行時において立脚相から遊脚相へ移行するための蹴りだし期に近い状態となり、実際の歩行に近い刺激が与えられることになる。
【００６４】
ところで、本実施形態では、各第１回動機構５１，５２が、第２の足支持台２を背屈させる例を示したが、第２の足支持台２を底屈させる構成としてもよい。この場合、カム板５５が可動範囲の上端に位置する状態で足支持台２が基本姿勢となるように、カム板５５と足支持台２との位置関係を設定する。これにより、足支持台２は、カム板５５が可動範囲の上端に位置する状態ではカム板５５に支えられて略水平となり、この状態からカム板５５が下方に移動するに連れて爪先側が下がる向きに回動する。
【００６５】
また、動力分岐部３５の具体構成は、上述した例に限定されるものではなく、実施形態１で説明した電磁クラッチやカムなどを動力分岐部３５に適宜用いることもできる。たとえば半歯車４５と冠歯車４６および第３の平歯車４７との組み合わせに代えて、電磁クラッチにて冠歯車４６および第３の平歯車４７に伝達されるモータ３０の駆動力を入切する構成とすることが考えられる。この場合、電磁クラッチの制御により、左右の各足支持台２を底背屈させるタイミングを任意に変化させることができる。
【００６６】
その他の構成および機能は実施形態１と同様である。
【００６７】
（実施形態３）
本実施形態の他動運動機器１は、水平面内で前後方向に往復移動する側、つまり軸足とは反対側となる第１の足支持台２を底屈させるようにした点が実施形態２の他動運動機器１と相違する。以下、上面が水平になる足支持台２の姿勢を基本姿勢とし、基本姿勢から爪先側が下がった足支持台２の姿勢を底屈姿勢という。
【００６８】
本実施形態では、駆動装置３は、動力分岐部で分岐された動力により左足支持台を底屈させる左足用の第２回動機構と、動力分岐部で分岐された動力により右足支持台を底屈させる右足用の第２回動機構とを有する。第２回動機構は、実施形態２で説明した図７の第１回動機構に代えて設けられるものであって、その他の構成は図７と同様であるから、ここでは第２回動機構の図示を省略する。
【００６９】
第２回動機構は、往復機構３３，３４を利用して簡単な構成で実現することができる。すなわち、図１１に示すように各足支持台２の移動経路を規制するレール２３の前部の上面に、前端側ほど低くなるような傾斜面２６を形成し、足支持台２が基準位置から前方に移動するに連れて傾斜する構成とする。
【００７０】
これにより、モータ３０の駆動力が動力伝達部３１により各足支持台２のフレーム２５に伝達されると、各足支持台２は、フレーム２５ごと前方に移動しながら底屈姿勢に変化し、その後フレーム２５ごと後方に移動しながら基本姿勢に復帰する。ただし、この構成を採用する場合、フレーム２５の後端部に連結されているクランクロッド３９が足支持台２の底屈時に水平面に対して傾斜することになる。そこで、クランクロッド３９の各端部と第１および第２の各ピン３７，３８との結合部にはボールジョイントなどの自在継手構造を採用する。
【００７１】
その結果、右足支持台２２が第１の足支持台２として前後方向に１往復する間に、右足支持台２２は右足用の第２回動機構によって回動して基本姿勢から底屈姿勢に変化し、その後、逆回りに回動し基本姿勢に復帰する。一方、左足支持台２１が第１の足支持台２として前後方向に１往復する間に、左足支持台２１は左足用の第２回動機構によって回動して基本姿勢から背屈姿勢に変化し、その後、逆回りに回動し基本姿勢に復帰する。
【００７２】
つまり、駆動装置３により駆動される各足支持台２の位置および姿勢は図１２および図１３のようにそれぞれ周期的に変化する。なお、図１２では時間軸を横軸とし、各足支持台２の基準位置（Ｘ＝０）からの前方への移動量Ｘを（ａ）の縦軸に表し、各足支持台２の前端部の基本姿勢（Ｙ＝０）からの上方への移動量Ｙを（ｂ）の縦軸に表している。また、実線が左足支持台２１、破線が右足支持台２２の動きを表す。
【００７３】
すなわち、駆動装置３はまず右足支持台２２を基準位置に位置固定した状態で、左足支持台２１を基準位置から基準位置前方の既定位置に移動させるとともに、左足支持台２１を爪先側が下がる向きに回動させる。そのため、図１２の時刻ｔ１では、図１３（ａ）に示すように左足支持台２１が右足支持台２２よりも前に出るとともに、左足支持台２１が底屈姿勢をとる。左足支持台２１が可動範囲の前端（既定位置）まで移動すると、駆動装置３は左足支持台２１を後方に移動させて基準位置に復帰させるとともに、左足支持台２１を回動させて基本姿勢に戻す。そのため、図１２の時刻ｔ２では、図１３（ｂ）に示すように左足支持台２１と右足支持台２２との前後方向の位置が揃うとともに、両足支持台２が基本姿勢をとる。
【００７４】
左足支持台２１が基準位置に戻ると、駆動装置３は今度は左足支持台２１を基準位置に拘束した状態で、右足支持台２２を基準位置から基準位置前方の既定位置に移動させるとともに、右足支持台２２を爪先側が下がる向きに回動させる。そのため、図１２の時刻ｔ３では、図１３（ｃ）に示すように右足支持台２２が左足支持台２１よりも前に出るとともに、右足支持台２２が背屈姿勢をとる。右足支持台２２が可動範囲の前端（既定位置）まで移動すると、駆動装置３は右足支持台２２を後方に移動させて基準位置に復帰させるとともに、右足支持台２２を回動させて基本姿勢に戻す。
【００７５】
以上説明した本実施形態の他動運動機器１によれば、利用者は、軸足と反対側の足の爪先を上下動させることができ、結果的に軸足とは反対側の足関節の底屈運動が可能となる。このように足支持台２を回動させて足関節を底屈させると、利用者は転倒を避けるためのバランスを維持する神経系の反射により脚部だけでなく腰背部の筋群の運動が誘発されることとなる。
【００７６】
また、軸足とは反対側の足支持台（つまり第１の足支持台）２を底屈状態とすることで、利用者は、足支持台２から軸足とは反対側の踵が突上げられるような力を受けることになり、この力に対抗して姿勢を維持しようと脛の筋群（前脛骨筋等）が収縮する。そのため、脛の筋群は、歩行時において遊脚相から立脚相へ移行する際のヒールコンタクト（踵接地）期に近い状態となり、実際の歩行に近い刺激が与えられることになる。
【００７７】
ところで、本実施形態では、各第２回動機構が、第１の足支持台２を底屈させる例を示したが、第１の足支持台２を背屈させる構成としてもよい。この場合、レール２３の前部の上面に形成する傾斜面２６を、前端側ほど高くなるような傾斜とする。
【００７８】
さらに、本実施形態の他の例として、実施形態２で説明したように軸足側の足支持台（つまり第２の足支持台）２を背屈させる構成を併せて採用することが考えられる。この場合、第２の足支持台２は第１回動機構５１，５２により背屈させ、第１の足支持台２は第２回動機構により底屈させる。
【００７９】
具体的には、実施形態２で説明した第１回動機構５１，５２を基本として、図１４に示すように、カム板５５が可動範囲の中間に位置する状態で足支持台２が基本姿勢となるように、カム板５５と足支持台２との位置関係を設定する。なお、図１４においては、足支持台２が移動する様子を段階的に示しており、１段階前の足支持台２の位置を２点鎖線で示す。
【００８０】
これにより、足支持台２は、カム板５５が可動範囲の中間に位置する状態ではカム板５５に支えられて略水平となり、基本姿勢をとる。この状態からカム板５５が上方に移動すると、足支持台２は、爪先側が上がる向きに回動して背屈姿勢となり、反対にカム板５５が下方に移動すると爪先側が下がる向きに回動して底屈姿勢になる。ここで、カム板５５を上下動させるタイミングは、実施形態１，２で説明したような半歯車やカム、電磁クラッチなどを用いた機構により、各足支持台２が往復機構３３，３４により前後方向に往復移動するタイミングに合わせて決定される。
【００８１】
その結果、図１５（ａ）のように左足支持台２１が前で、左足支持台２１が底屈し、右足支持台２２が背屈姿勢する状態と、図１５（ｂ）のように右足支持台２２が前で、左足支持台２１が背屈し、右足支持台２２が底屈する状態とが交互に繰り返される。
【００８２】
さらにまた、カム板５５を上下動させるタイミングを切り替えることにより、第２の足支持台２を底屈させるとともに、第１の足支持台２を背屈させるようにしてもよい。
【００８３】
このように、軸足側の足支持台２と、軸足とは反対側の足支持台２との両方を底背屈させることによって、いずれかの足支持台２のみを底背屈させる場合に比べて、他動運動機器１は、利用者の各筋群に対してより実際の歩行に近い刺激を与えることができる。
【００８４】
その他の構成および機能は実施形態２と同様である。
【００８５】
また、上記各実施形態では、左足支持台２１と右足支持台２２とを交互に往復移動させる構成を例示したが、本発明の他動運動機器１は、この構成に限らず、いずれか一方の足支持台２のみを往復移動させる構成を採用してもよい。このように利用者の一方の足のみを往復移動させる構成では、利用者は、片足ずつ運動を行うことができるため、片足だけに怪我をした場合のリハビリなどに特に有用である。
【００８６】
また、いずれか一方の足支持台２のみを移動させる場合で、他方の足支持台２の底背屈もさせないのであれば、他動運動機器１の構成要素としての足支持台２を１つ省略してもよい。この場合、利用者が足支持台２に載せる足と反対側の足の位置を知ることができるように、足の位置を示す印を床面もしくは他動運動機器１の筐体に付すことが望ましい。
【符号の説明】
【００８７】
１  他動運動機器
３  駆動装置
２１  左足支持台
２２  右足支持台
３０  モータ
３２  制御部
３３，３４  往復機構
５１，５２  第１回動機構
【図１】
2011152232.tif 000003
【図２】
2011152232.tif 000004
【図３】
2011152232.tif 000005
【図４】
2011152232.tif 000006
【図５】
2011152232.tif 000007
【図６】
2011152232.tif 000008
【図７】
2011152232.tif 000009
【図８】
2011152232.tif 000010
【図９】
2011152232.tif 000011
【図１０】
2011152232.tif 000012
【図１１】
2011152232.tif 000013
【図１２】
2011152232.tif 000014
【図１３】
2011152232.tif 000015
【図１４】
2011152232.tif 000016
【図１５】
2011152232.tif 000017