(57)【要約】  トレーニング装置は、頂部部材（１０１）、底部部材（１０２）、及び頂部部材（１０１）と底部部材（１０２）との間に配置された牽引部材（１０３）を備え、牽引部材（１０３）は、頂部部材（１０１）と底部部材（１０２）との間の相対的な移動を実現するため、頂部部材（１０１）又は底部部材（１０２）の軸方向に沿って伸縮可能に配置される。【選択図】図１ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
頂部部材と、
底部部材と、
頂部部材と底部部材との間に配置された牽引部材とを備え、
前記牽引部材は、前記頂部部材と底部部材との間の相対的な移動を実現するため、前記頂部部材又は底部部材の軸方向に沿って伸縮可能に配置される、トレーニング装置。
【請求項２】
前記牽引部材は、複数の牽引サブ部材を含み、前記複数の牽引サブ部材の各々は、独立して前記軸方向に伸縮可能に配置されている、請求項１に記載のトレーニング装置。
【請求項３】
頂部部材と牽引部材との間に配置された頂部支持体と、
底部部材と牽引部材との間に配置された底部支持体とをさらに備える、請求項２に記載のトレーニング装置。
【請求項４】
前記頂部支持体と底部支持体は、環状構造であり、前記複数の牽引サブ部材は、前記頂部支持体と接続するように前記底部支持体に設けられ、前記複数の牽引サブ部材は、前記環状構造に沿って順に離間配置されている、請求項３に記載のトレーニング装置。
【請求項５】
前記複数の牽引サブ部材の各々は、充気可能な積層構造を含み、前記積層構造における各積層は、前記底部部材に沿って前記頂部部材に向かって積み重ねて配置され、前記積層構造は、非充気状態では扁平状に呈し、充気状態では伸展状に呈し、且つ充気及び放気によって前記頂部部材と底部部材との間の相対的な移動を実現するように配置されている、請求項４に記載のトレーニング装置。
【請求項６】
前記複数の牽引サブ部材の数は７〜９個である、請求項５に記載のトレーニング装置。
【請求項７】
前記積層構造体は、互いに積み重ね、且つ連通する複数のゴム管を含む、請求項６に記載のトレーニング装置。
【請求項８】
前記積層構造において、頂部ゴム管と底部ゴム管はそれぞれ１つの開口を有し、頂部ゴム管と底部ゴム管との間のゴム管は、上下２つの開口を有し、隣接するゴム管は隣接する開口を介して連通される、請求項７に記載のトレーニング装置。
【請求項９】
前記頂部ゴム管と底部ゴム管の各々の隣接するゴム管に近接する側には、開口の両側に位置して開口方向に沿って延在する２つの係止溝が設けられており、
前記頂部支持体の前記ゴム管に近接する側には、前記頂部ゴム管の係止溝と嵌合接続する第１の係止溝が設けられており、前記底部支持体の前記ゴム管に近接する側には、前記底部ゴム管の係止溝と嵌合接続する第２の係止溝が設けられている、請求項８に記載のトレーニング装置。
【請求項１０】
前記頂部支持体のゴム管から離れた側には、前記頂部部材を収容するように配置された第１の溝が設けられ、前記底部支持体のゴム管から離れた側には、前記底部部材を収容するように配置された第２の溝が設けられている、請求項９に記載のトレーニング装置。
【請求項１１】
前記頂部部材と底部部材は、円環状のエアバッグである、請求項１０に記載のトレーニング装置。
【請求項１２】
前記頂部部材の円環状のエアバッグは、切欠き、及び前記円環状のエアバッグと一体的に設計された充気可能な構造である２つの凸起を有する、請求項１１に記載のトレーニング装置。
【請求項１３】
前記複数の牽引サブ部材の伸縮を制御するように配置された駆動手段をさらに備え、前記駆動手段は、
各々の積層構造を充気するように配置された充気機構と、
各々の積層構造の充気及び放気をそれぞれ制御するように配置された複数の開閉弁対であって、各々の開閉弁対は、充気弁及び放気弁を含む、複数の開閉弁対と、
前記充気機構と前記複数の開閉弁対を制御するように配置された制御機構とを有する、請求項１〜１１のいずれかに記載のトレーニング装置。
【請求項１４】
前記充気弁と放気弁は、電磁弁又は電動弁であり、且つ前記充気弁と放気弁は、独立して制御可能なものである、請求項１３に記載のトレーニング装置。
【請求項１５】
前記充気機構は、
ソースガスを発生するように配置された１つ又は複数の空気ポンプと、
前記空気ポンプに接続して前記ソースガスを貯蔵するように配置されたエアポケットと、
エアポケットの排気端に接続する吸気弁とを含み、
前記制御機構は、吸気弁の開閉を制御するように配置される、請求項１４に記載のトレーニング装置。
【請求項１６】
前記充気機構は、さらに、空気ポンプとエアポケットとの間に接続され、エアポケットの内部圧力を検知するように配置された第１の気圧センサを有し、
前記制御機構は、
第１の気圧センサによって検知した圧力を、所定の上限閾値及び下限閾値と比較し、
検知した圧力が上限閾値より大きい場合、空気ポンプをオフにさせ、検知した圧力が下限閾値より小さい場合、空気ポンプをオンにさせるように配置される、請求項１５に記載のトレーニング装置。
【請求項１７】
前記複数の開閉弁対の各々は、さらに、
充気弁の排気端に設けられ、前記積層構造における気圧を検知するように配置された第２の気圧センサを有し、
制御機構は、第２の気圧センサによって検知した気圧によって充気弁及び／又は放気弁を開放及び／又は閉塞するように配置される、請求項１４に記載のトレーニング装置。
【請求項１８】
前記充気機構は、さらに、
吸気弁と開閉弁対との間に接続され、積層構造に流入する最高圧力値を制御するように配置されたエア３点セットを有する、請求項１６に記載のトレーニング装置。
【請求項１９】
前記駆動手段は、所定の牽引動作の操作ステップを記憶するように配置されたメモリをさらに有し、前記制御機構は、メモリに記憶された所定の牽引動作の操作ステップによって、前記複数の開閉弁対を制御するように配置される、請求項１３に記載のトレーニング装置。
【請求項２０】
前記複数の開閉弁対の各々の前記放気弁は、前記放気弁の排気端に設けられる消音器を含む、請求項１３又は１４に記載のトレーニング装置。
【請求項２１】
前記所定の牽引動作は、矢状面の前屈及び後伸運動、冠状面の左側屈及び右側屈運動、水平面の回旋運動、及び垂直方向の引張牽引運動を含む、請求項１９に記載のトレーニング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、着用可能デバイス分野に関し、より具体的には、トレーニング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
長期間にわたって一定の姿勢を保持する人は、頚部や肩部の筋肉が長期にわたって硬直状態となり、労損を招きやすく、ひいては頚椎椎間板症、頚椎症や肩関節周囲炎などの頚部疾患を発症する恐れがある。
【０００３】
頚部疾患は、再発し易く、リハビリの時間が長く、さらに専門的治療やリハビリトレーニングのコストが高く、且つ患者の行動が不便であるため、現在、頚部治療は、多自由度の牽引運動に着眼する専門医療器具は支配的である。だが、これらの器具は、少なくとも構造複雑、体格が大きく、高価で、操作しにくいなどの不具合を有する。
【発明の概要】
【０００４】
本開示の目的は、頚椎リハビリ治療のためのトレーニング装置を提供することである。
【０００５】
本開示の一態様に係るトレーニング装置は、頂部部材、底部部材、及び頂部部材と底部部材との間に配置された牽引部材を備え、前記牽引部材は、前記頂部部材と底部部材との間の相対的な移動を実現するため、前記頂部部材又は底部部材の軸方向に沿って伸縮可能に配置されるトレーニング装置。
【０００６】
本開示に係るトレーニング装置の幾つかの実施例では、牽引部材は、複数の牽引サブ部材を含み、前記複数の牽引サブ部材の各々は、独立して前記軸方向に伸縮可能に配置されている。
【０００７】
本開示に係るトレーニング装置の幾つかの実施例では、頂部支持体と底部支持体は、環状構造であり、前記複数の牽引サブ部材は、前記頂部支持体に接続するように前記底部支持体に設けられ、前記複数の牽引サブ部材は、前記環状構造に沿って順に離間配置されている。
【０００８】
本開示に係るトレーニング装置の幾つかの実施例では、前記複数の牽引サブ部材の各々は、充気可能な積層構造を含むことができる。前記積層構造における各積層は、前記底部部材に沿って前記頂部部材に向かって積み重ねて配置され、前記積層構造は、非充気状態では扁平状に呈し、充気状態では伸展状に呈し、さらに充気及び放気によって前記頂部部材と底部部材との間の相対的な移動を実現するように配置されている。
【０００９】
本開示に係るトレーニング装置の幾つかの実施例では、前記複数の牽引サブ部材の数は、７〜９個である。
本開示に係るトレーニング装置の幾つかの実施例では、積層構造体は、互いに積み重ね、且つ連通する複数のゴム管を含む。
【００１０】
本開示に係るトレーニング装置の幾つかの実施例では、積層構造において、頂部ゴム管と底部ゴム管はそれぞれ１つの開口を有し、頂部ゴム管と底部ゴム管との間のゴム管は、上下２つの開口を有し、隣接するゴム管は隣接する開口を介して連通される。
【００１１】
本開示に係るトレーニング装置の幾つかの実施例では、頂部ゴム管と底部ゴム管の各々は、隣接するゴム管に近接する側には、開口の両側に位置して開口方向に沿って延在する２つの係止溝が設けられており、前記頂部支持体の前記ゴム管に近接する側には、前記頂部ゴム管の係止溝と嵌合接続する第１の係止溝が設けられており、前記底部支持体の前記ゴム管に近接する側には、前記底部ゴム管の係止溝と嵌合接続する第２の係止溝が設けられている。
【００１２】
本開示に係るトレーニング装置の幾つかの実施例では、頂部支持体のゴム管から離れた側には、前記頂部部材を収容するように配置された第１の溝が設けられ、前記底部支持体のゴム管から離れた側には、前記底部部材を収容するように配置された第２の溝が設けられている。
【００１３】
本開示に係るトレーニング装置の幾つかの実施例では、頂部部材と底部部材は、円環状のエアバッグである。
【００１４】
本開示に係るトレーニング装置の幾つかの実施例では、頂部部材の円環状のエアバッグは、切欠き、及び前記円環状のエアバッグと一体的に設計された充気可能な構造である２つの凸起を有する。
【００１５】
本開示に係るトレーニング装置の幾つかの実施例では、該トレーニング装置は、前記複数の牽引サブ部材の伸縮を制御するように配置された駆動手段をさらに備え、前記駆動手段は、
積層構造を充気するように配置された充気機構と、
各々の積層構造の充気及び放気をそれぞれ制御するように配置された複数の開閉弁対であって、各開閉弁対は、充気弁及び放気弁を含む、複数の開閉弁対と、
前記充気機構と前記複数の開閉弁対を制御するように配置された制御機構とを備える。
【００１６】
本開示に係るトレーニング装置の幾つかの実施例では、充気弁と放気弁は、電磁弁又は電動弁であり、且つ充気弁と放気弁は、独立して制御可能なものである。
【００１７】
本開示に係るトレーニング装置の幾つかの実施例では、充気機構は、ソースガスを発生するように配置された１つ又は複数の空気ポンプと、前記ソースガスを貯蔵するように前記空気ポンプに接続するように配置されたエアポケットと、エアポケットの排気端に接続する吸気弁とを有し、前記制御機構は、吸気弁の開閉を制御するように配置されている。
【００１８】
本開示に係るトレーニング装置の幾つかの実施例では、充気機構は、さらに、空気ポンプとエアポケットとの間に接続され、エアポケットの内部圧力を検知するように配置された第１の気圧センサを有し、前記制御機構は、
第１の気圧センサによって検知した圧力を、所定の上限閾値及び下限閾値と比較し、
検知した圧力が上限閾値より大きい場合は、空気ポンプをオフにさせ、検知した圧力が下限閾値より小さい場合は、空気ポンプをオンにさせるように配置されている。
【００１９】
本開示に係るトレーニング装置の幾つかの実施例では、前記複数の開閉弁対の各々は、さらに、充気弁の排気端に設けられ、前記積層構造の気圧を検知するように配置された第２の気圧センサを有し、制御機構は、第２の気圧センサで検知した気圧によって充気弁および／または放気弁を開放及び／又は閉塞するように配置されている。
【００２０】
本開示に係るトレーニング装置の幾つかの実施例では、充気機構は、さらに、吸気弁と開閉弁対との間に接続され、積層構造に流入する最高圧力値を制御するように配置されたエア３点セットを有する。
【００２１】
本開示に係るトレーニング装置の幾つかの実施例では、駆動装置は、さらに、所定の牽引動作に関する操作ステップを記憶するように配置されたメモリを有し、前記制御機構は、メモリに記憶された所定の牽引動作の操作ステップに応じて、前記複数の開閉弁対を制御するように配置されている。
【００２２】
本開示に係るトレーニング装置の幾つかの実施例では、前記複数の開閉弁対における各前記放気弁は、前記放気弁の排気端に設けられる消音器を含む。
【００２３】
本開示に係るトレーニング装置の幾つかの実施例では、前記所定の牽引動作は、矢状面の前屈及び後伸運動、冠状面の左側屈及び右側屈運動、水平面の回転運動、及び垂直方向の引張牽引動作を含む。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
本開示の種々の異なる態様、特徴及び利点は、以下の詳細な説明及び図面からより容易に理解できる。図面において、以下のとおりである。
【００２５】
【図１ａ】本開示の幾つかの実施例のトレーニング装置を模式的に示す立体正面図である。
【図１ｂ】本開示の幾つかの実施例のトレーニング装置を模式的に示す断面図である。
【図２ａ】本開示の幾つかの実施例のトレーニング装置の頂部部材、頂部支持体、底部支持体、底部部材及び牽引部材を模式的に示す斜視図である。
【図２ｂ】本開示の幾つかの実施例のトレーニング装置の頂部部材、頂部支持体、底部支持体、底部部材及び牽引部材を模式的に示す斜視図である。
【図２ｃ】本開示の幾つかの実施例のトレーニング装置の頂部部材、頂部支持体、底部支持体、底部部材及び牽引部材を模式的に示す斜視図である。
【図２ｄ】本開示の幾つかの実施例のトレーニング装置の頂部部材、頂部支持体、底部支持体、底部部材及び牽引部材を模式的に示す斜視図である。
【図２ｅ】本開示の幾つかの実施例のトレーニング装置の頂部部材、頂部支持体、底部支持体、底部部材及び牽引部材を模式的に示す斜視図である。
【図３ａ】本開示の幾つかの実施例のトレーニング装置の牽引サブ部材の非充気状態及び充気状態の断面図をそれぞれ模式的に示す図である。
【図３ｂ】本開示の幾つかの実施例のトレーニング装置の牽引サブ部材の非充気状態及び充気状態の断面図をそれぞれ模式的に示す図である。
【図４ａ】本開示の幾つかの実施例のトレーニング装置の着用効果をそれぞれ模式的に示す正面図及び側面図である。
【図４ｂ】本開示の幾つかの実施例のトレーニング装置の着用効果をそれぞれ模式的に示す正面図及び側面図である。
【図５】本開示の他の幾つかの実施例のトレーニング装置を模式的に示す斜視図である。
【図６】本開示の幾つかの実施例のトレーニング装置の駆動装置のハードウエア構造を模式的に示す図である。
【図７】本開示の幾つかの実施例のトレーニング装置のエア駆動回路及び制御原理図を模式的に示す図である。
【図８】本開示の幾つかの実施例のトレーニング装置の各部品の物理的接続図を模式的に示す図である。
【図９】本開示の幾つかの実施例のトレーニング装置の操作フローチャートを模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本開示の幾つかの実施例を示す図面を参照しながら、本開示を詳細に説明する。
【００２７】
図１ａ及び図１ｂは、本開示の幾つかの実施例に係るトレーニング装置をそれぞれ模式的に示す正面図及び断面図である。図１ａ及び図１ｂに示すように、本開示の幾つかの実施例に係るトレーニング装置は、頂部部材１０１、底部部材１０２、及び頂部部材１０１と底部部材１０２との間に配置された牽引部材１０３を備え、牽引部材１０３は、前記頂部部材１０１と底部部材１０２との間の相対的な移動を実現するため、前記頂部部材１０１又は底部部材１０２の軸方向に沿って伸縮可能に配置されるトレーニング装置。本開示の幾つかの実施例に係るトレーニング装置において、牽引部材１０３の軸方向の伸縮により、頚部や関節部などの活動が必要な部位の活動を補助する目的を達成する。例示的には、幾つかの実施例に係るトレーニング装置は、健常者の頚部活動を補助し、又は、痛みを緩和又は治療するように、頚椎症の患者活動を補助することができる。また、上述したトレーニング装置は、構造が簡単で、可搬性に優れた軽量化、且つ低コストであり、家庭内トレーニングやリハビリ治療に適している。
【００２８】
本開示のトレーニング装置に係る幾つかの実施例において、前記頂部部材及び底部部材は環状構造であってもよく、前記牽引部材は、前記頂部部材及び底部部材に適合する環状構造であってもよく、トレーニング対象部位が前記環状構造内に突出すると、牽引部材が軸方向に伸縮する運動状態で補助力を得ることができる。
【００２９】
本開示の幾つかの実施例に係るトレーニング装置は、例えば、人間や動物の頚部、腕、脚などの関節に用いられるトレーニング装置のように、トレーニング対象者のある特定の活動位置に用いられるトレーニング装置であってもよい。本開示の後述記載では、主に頚部トレーニング装置を例として説明する。
【００３０】
本開示に係るトレーニング装置の幾つかの実施例において、前記牽引部材は、複数の牽引サブ部材を有し、前記複数の牽引サブ部材の各々は、独立して前記軸方向に伸縮可能に配置されている。牽引サブ部材は、互いに独立して制御可能なものであるため、トレーニング対象者の自律活動に適応することができ、例えば、対象者がある方向へ移動する場合、複数の牽引サブ部材は、トレーニング対象者の移動方向に適応するようにそれぞれ制御されるようになり、トレーニングのプラス効果が高まり、トレーニングのマイナス効果が低減される。幾つかの実施例において、本開示に係るトレーニング装置は、頂部部材と牽引部材との間に配置された頂部支持体、及び底部部材と牽引部材との間に配置された底部支持体をさらに有する。
【００３１】
図１ａ及び１ｂに示すように、幾つかの実施例によれば、トレーニング装置は、頂部部材１０１と牽引部材１０２との間に配置されて頂部部材１０１を収容して固定するための頂部支持体１０４、及び底部部材１０２と牽引部材１０３との間に配置されて底部部材１０２を固定するための底部支持体１０５をさらに備える。牽引部材１０３は、頂部支持体１０４と底部支持体１０５との間に着脱可能に接続されてもよい。
【００３２】
図２ａ〜図２ｅは、本開示の幾つかの実施例に係るトレーニング装置の各構成部品をそれぞれ模式的に示す斜視図である。
【００３３】
図２ａ〜図２ｄは、本開示の幾つかの実施例に係るトレーニング装置の頂部部品１０１と底部部品１０２をそれぞれ示す図である。本開示の幾つかの実施例において、頂部部材１０１と底部部材１０２は、例えば図２ａ及び図２ｄに示す円環状のエアバッグ、即ち頂部エアバッグ及び底部エアバッグのような可撓性部材であってもよい。頂部部材１０１及び底部部材１０２は、トレーニング対象者（例えば、人体）に直接接触する必要があるため、エアバッグのような部材を使用することにより、着用感を向上させることができる。頂部エアバッグ及び底部エアバッグは、充気可能なエアバッグの形式を採用することができる。図２ａ及び２ｄに示すように、頂部エアバッグ及び底部エアバッグは、充気後にタイヤのような円環状をなしてもよい。
【００３４】
エアバッグが充気する前に体積が小さいため、着用、保管、携帯を容易にするように、トレーニング装置は、着用前に、頂部エアバッグと底部エアバッグが非充気状態に保持されることができ；充気後のエアバッグは、ある程度の弾性と可撓性を有するため、トレーニング装置には、操作時に着用快適性が持たれる。また、充気状態では、頂部エアバッグの良好な可撓性と靭性が優れるため、頂部エアバッグが着用者の頭部に十分に接触して、着用者の頭部の重量を支えるとともに、頚部を牽引して運動させる時の直接の着力点でもある。なお、頂部エアバッグ及び底部エアバッグの充気及び放気は、外部の電動式又は手動式の空気ポンプによって行ってもよいし、専用の制御器具によって制御してもよい。
【００３５】
本開示の幾つかの実施例において、図２ａに示すように、該頂部部材１０１は、下顎にフィットするように、着用者の着用時に該着用者の下顎（顎と俗称する）の位置に対応して配置された切欠き１０１ａが設けられ、これにより着用快適性を向上させる。また、図２ａに示すように、頂部部材１０１は、着用者の頚部及び／又は頭部を支えるように配置された少なくとも１つの突起１０１ｂ（図２ａには、人体肩部の位置に対応する２つの突起１０１ｂが示されている）をさらに備えることができる。前記少なくとも１つの突起１０１ｂは、主に着用時に人体の頚部及び／又は頭部に接触して頚部又は頭部を支えるように用いられるため、その構造は、人体の頚部及び／又は頭部の対応する部位の輪郭にフィットして着用感をさらに向上させるものである。選択的に、頂部部材１０１が円環状のエアバッグである場合、前記少なくとも１つの凸起１０１ｂは、前記円環状のエアバッグと一体的に設計された充気可能な構造である。
【００３６】
図２ｂは、本開示の幾つかの実施例に係るトレーニング装置の頂部支持体１０４を示す。図２ｂ及び図１ｂに示すように、該頂部支持体１０４は、頂部部材１０１を収容するための第１の溝１０４ｃを有してもよい。幾つかの実施例において、頂部支持体１０４は、それに支持される図２ａに示すような頂部エアバッグ１０１の切欠き１０１ａに適合する切欠き１０４ｂを有してもよい。選択的に、図１ｂに示すように、頂部支持体１０４の下部には、牽引部材１０３に接続するための第１の係止溝１０４ａ（図２ｂには図示せず）を設けてもよい。
【００３７】
図２ｃは、本開示の幾つかの実施例に係るトレーニング装置の底部支持体１０５を示す。図２ｃ及び図１ｂに示すように、該底部支持体１０５は、円環状であってもよく、且つその上部には、牽引部材１０３に接続するための第２の係止溝１０５ｂが設けられている。図２ｃに示すように、底部支持体１０５は、さらに、外部器具との接続用の接続部材を収容するための凹口１０５ｃを設けてもよく、器具例えば、頂部部材１０１又は底部部材１０２がエアバッグである場合、エアバッグに対して充気する充気ポンプを接続するための接続ワイヤを収容する。さらに、図１ｂに示すように、底部支持体１０５の下部は、頂部支持体１０４の第１の溝１０４ｃと同様に、底部部材１０２を収容するための第２の溝１０５ｄ（図２ｃには図示せず）を設けてもよい。
【００３８】
本開示に係るトレーニング装置の幾つかの実施例において、図１ａ及び図１ｂに示すように、頂部支持体１０４の第１の溝１０４ｃと底部支持体１０５の第２の溝１０５ｄは、環状溝であってもよく、且つ両者の開口方向が反対である、即ち、第１の溝１０４ｃが上向きで、第２の溝１０５ｄが下向きである。頂部部材１０１及び底部部材１０２は、着脱可能な方式、例えば係着方式によってそれぞれ頂部支持体１０４及び底部支持体１０５に接続され得る。例えば、図１ｂに示すように、頂部部材１０１及び底部部材１０２が円環状の充気可能なエアバッグである場合、充気状態で、頂部部材１０１及び底部部材１０２は、それぞれ頂部支持体１０４の第１の溝１０４ｃ及び底部支持体１０５の第２の溝１０５ｄ内に係着される。
【００３９】
幾つかの実施例において、図２ｂに示すように、頂部支持体１０４の上部の第１の溝１０４ｃの円形断面の内径は、頂部部材１０１の円形断面の外径と同じであり、よって、両者の密接な嵌合を実現させる。また、頂部支持体１０４の上部の第１の溝１０４ｃの高さの値は、その円形断面の内径値を超え、且つ第１の溝１０４ｃの尾部両側では、内側へ一定の角度で曲げられ、その結果、頂部部材１０１が充気状態で、頂部支持体１０４の第１の溝１０４ｃ内により強固に係着されて、容易に分離しないように一体化されて、頂部支持体１０４に頂部部材１０１を固定する役割を発揮させる。
【００４０】
幾つかの実施例において、図２ｂに示すように、底部支持体１０５の下部の第２の溝１０５ｄの円形断面の内径は、底部部材１０２の円形断面の外径と同じであり、よって、両者の密接な嵌合を実現させる。また、底部支持体１０５の下部の第２の溝１０５ｄの高さの値は、その円形断面の内径値を超え、且つ第２の溝１０５ｄの尾部両側では、内側へ一定の角度で曲げられ、その結果、底部部材１０２が充気状態で、底部支持体１０５の第２の溝１０５ｄ内により強固に係着されて、分離できないように一体化されて、底部支持体１０５に底部部材１０２を固定する役割を発揮させる。
【００４１】
幾つかの実施例において、図２ｂに示すように、牽引部材１０３は、伸縮可能な構造、例えば充気可能な積層構造であってもよい。該牽引部材１０３は、上部溝１０３ａ及び下部溝１０３ｂを有し、上部溝１０３ａと下部溝１０３ｂは、それぞれ頂部支持体１０４の下部の第１の係止溝１０４ａと底部支持体１０５の上部の第２の係止溝１０５ｂに適合するように配置される。このため、接続時に牽引部材１０３の上部溝１０３ａが頂部支持体１０４の第１の係止溝１０４ａ内に直接係合され、牽引部材１０３の下部溝１０３ｂは、底部支持体１０５の第２係止溝１０５ｂに直接係合される。
【００４２】
図２ｅは、本開示に係るトレーニング装置の牽引部材１０３の複数の牽引サブ部材１０３１〜１０３８を示す。幾つかの実施例において、図２ｅに示すように、トレーニング装置の牽引部材１０３は、複数の牽引サブ部材１０３１〜１０３８を有することができ、各牽引サブ部材１０３１〜１０３８は、独立して頂部部材１０１又は底部部材１０２の軸方向に沿って伸縮可能に配置されてもよい。図１ａ及び２ｅに示すように、前記頂部支持体１０４と底部支持体１０５は、環状構造であり、前記複数の牽引サブ部材１０３１〜１０３８は、前記頂部支持体１０４に接続するように前記底部支持体１０５に設けられ、前記複数の牽引サブ部材１０３１〜１０３８は、前記環状構造に沿って順に離間配置されている。
【００４３】
人体の生理学的原理から分かるように、人体頚部の運動は、主に頚部周囲に分布する筋肉組織の収縮と伸張によって、人体頚部の多自由度活動を完成させる。人体頚部の可動自由度と頚部運動を駆動する筋肉組織の構成により、複雑で微細な筋肉組織を無視して、運動牽引の効果をもたらす筋肉組織を幾つかの主要な筋肉組織を簡略化することができる。例えば、これを頚部周囲の、直後方の脊柱起立筋、左後方に位置する左僧帽筋、左側に位置する左胸鎖乳突筋、左前方に位置する左広頚筋、直前方に位置する胸骨舌骨筋、右前方に位置する右広頚筋、右側に位置する右胸鎖乳突筋、右後方に位置する右僧帽筋の８つの筋肉組織に簡略化する。従って、バイオニクスの原理によれば、図３に示す軸方向に個別に伸縮可能な複数の牽引サブ部材１０３１〜１０３８は、着用者による着用時の頚部周囲の異なる筋肉組織の位置に対応させるように配置し、人体の頚部周囲の運動牽引効果をもたらす各主要な筋肉組織の収縮と伸張を模倣することにより、頂部部材１０１を駆動して人体の頚部周囲に対する多方位、多角度、多次元の牽引動作を完成させることができる。
【００４４】
数学的及び物理的概念では、「軸方向」とは通常、円柱体類物体をいうものであり、円柱の回旋中心軸の方向、即ち中心軸と共通の方向を指す。従って、「軸方向運動」とは、軸方向に沿った運動、即ち回旋中心軸方向の運動である。本開示では、図２ｅに示すように、人体の頚部や頭部の輪郭にフィットするように、頂部部材、底部部材、牽引部材などは通常、円環状であるため、回旋中心が対称な円柱体類物体に属する。従って、本明細書に記載の牽引部材又は牽引サブ部材の「軸方向に伸縮する、又は軸方向に運動する」とは、頂部部材、底部部材、又は牽引部材の回旋中心軸に沿う運動、即ち略鉛直方向に沿う運動を意味し、よって、頂部部材を駆動して頚部を牽引させ得る。一般的には、前記複数の牽引サブ部材１０３１〜１０３８の各々の軸方向の伸縮運動は、個別に又は独立に実行し、頂部部材を駆動して頚部に対する柔軟な牽引を実現し得る。もちろん、前記複数の牽引サブ部材１０３１〜１０３８の一部又は全部は、多様化の頚部牽引を実現するように、協働して軸方向に伸縮することもできる。
【００４５】
例えば、図２ｅに示す牽引サブ部材１０３１〜１０３８は、それぞれ、上述したような頚部周囲の、直後方の脊柱起立筋、左後方に位置する左僧帽筋、左側に位置する左胸鎖乳突筋、左前方に位置する左広頚筋、直前方に位置する胸骨舌骨筋、右前方に位置する右広頚筋、右側に位置する右胸鎖乳突筋、右後方に位置する右僧帽筋に対応して配置され、対応する筋肉組織の収縮及び／又は伸張運動を模倣することができ、各牽引サブ部材１０３１〜１０３８の伸縮運動は互いに協働して、例えば、少なくとも４自由度の牽引動作を実現することができる。例えば、矢状面の前屈／後伸運動、冠状面の左側屈／右側屈運動、水平面の回旋運動、垂直方向の伸張牽引動作運動を含むが、これに限定されない。
【００４６】
以下、図２ｅを参照しながら、複数の伸縮可能な牽引サブ部材１０３１〜１０３８を用いて、多自由度（ここでは、４自由度を例とする）の牽引動作を実現する原理を説明する。
【００４７】
一．矢状面の前屈／後伸運動：脊柱起立筋に対応する第１の牽引サブ部材１０３１を縦の軸方向において伸展運動させると同時に、胸骨舌骨筋に対応する第５の牽引サブ部材１０３５を縦の軸方向において収縮運動させることにより、頂部部材１０１を押して矢状面の前屈運動を実行させ、着用者の頚部を駆動して矢状面の前屈運動を完成させ；これと反対に、胸骨舌骨筋に対応する第５の牽引サブ部材１０３５を縦の軸方向において伸展運動させると同時に、脊柱起立筋に対応する第１の牽引サブ部材１０３１を縦の軸方向において収縮運動させることにより、頂部部材１０１を押して矢状面の後伸運動を実行させ、着用者の頚部を駆動して矢状面の後伸運動を完成させる。
【００４８】
二．冠状面の左側屈／右側屈運動：左胸鎖乳突筋に対応する第３の牽引サブ部材１０３３を縦の軸方向において伸展運動させると同時に、右胸鎖乳突筋に対応する第７の牽引サブ部材１０３７を縦の軸方向において収縮運動させることにより、着用者の頚部を駆動して冠状面の右側屈運動を完成させ；これと反対に、第７の牽引サブ部材１０３７を縦の軸方向において伸展運動させると同時に、第３の牽引サブ部材１０３１を縦の軸方向において収縮運動させることにより、着用者の頚部を駆動して冠状面の左側屈運動を完成させる。
【００４９】
同様に、左広頚筋に対応する第４の牽引サブ部材１０３４を縦の軸方向において伸展運動させると同時に、右僧帽筋に対応する第８の牽引サブ部材１０３８を縦の軸方向において収縮運動させることにより、人体頚部の右後方への屈曲運動を実現することができ；これと反対に、第８の牽引サブ部材１０３８を縦の軸方向において伸展運動させると同時に、第４の牽引サブ部材１０３４を縦の軸方向において収縮運動させることにより、人体頚部の左前方への屈曲運動を実現することができる。さらに、右広頚筋に対応する第６の牽引サブ部材１０３６を縦の軸方向において伸展運動させると同時に、左僧帽筋に対応する第２の牽引サブ１０３２部材を縦の軸方向において収縮運動させることにより、人体頚部の左後方への屈曲運動を実現することができ；これと反対に、第２の牽引サブ部材１０３２を縦の軸方向において伸展運動させると同時に、第６の牽引サブ部材１０３６を縦の軸方向において収縮運動させることにより、人体頚部の右前方への屈曲運動を実現することができる。
【００５０】
三．水平面の回旋運動：脊柱起立筋、左僧帽筋、左胸鎖乳突筋、左広頚筋、胸骨舌骨筋、右広頚筋、右胸鎖乳突筋、右僧帽筋にそれぞれ対応する第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７、第８の牽引サブ部材１０３１〜１０３８を、時計回りの順序で縦の軸方向において順に伸展運動させると同時に、伸縮運動中の牽引サブ部材に対向する牽引サブ部材を縦の軸方向において収縮運動させる。即ち、第１の牽引サブ部材１０３１が伸展運動を行うと同時に、これに対向する第５の牽引サブ部材１０３５を縦の軸方向において収縮運動させ；第２の牽引サブ部材１０３２が伸展運動を行うと同時に、これに対向する第６の牽引サブ部材１０３６を縦の軸方向において収縮運動させ；第３の牽引サブ部材１０３３が伸展運動を行うと同時に、これに対向する第７の牽引サブ部材１０３７を縦の軸方向において収縮運動させ；第４の牽引サブ部材１０３４が伸展運動を行うと同時に、これに対向する第８の牽引サブ部材１０３８を縦の軸方向において収縮運動させ；第５の牽引サブ部材１０３５が伸展運動を行うと同時に、これに対向する第１の牽引サブ部材１０３１を縦の軸方向において収縮運動させ；第６の牽引サブ部材１０３６が伸展運動を行うと同時に、これに対向する第２の牽引サブ部材１０３２を縦の軸方向において収縮運動させ；第７の牽引サブ部材１０３７が伸展運動を行うと同時に、これに対向する第３の牽引サブ部材１０３３を縦の軸方向において収縮運動させ；第８の牽引サブ部材１０３８が伸展運動を行うと同時に、これに対向する第４の牽引サブ部材１０３４を縦の軸方向において収縮運動させる。こうして、着用者の頚部を駆動して水平面の時計回りの回旋運動を完成させることができる。逆に、この８個の牽引サブ部材１０３１〜１０３８を反時計回りの順序で縦の軸方向において順に伸展運動させると同時に、伸展中の牽引サブ部材に対向する牽引サブ部材を収縮運動させると、着用者の頚部を駆動して水平面の反時計回りの回旋運動を完成させることができる。
【００５１】
四．垂直方向（即ち軸方向）の伸張牽引運動：８個の牽引サブ部材１０３１〜１０３８を同時に縦の軸方向において伸展運動させ、着用者の頚部を駆動して垂直方向の伸張牽引運動を完成させ得る。
【００５２】
上述したように、本開示に係るトレーニング装置によれば、頚部周囲の牽引効果をもたらす複数の主要な筋肉組織の位置にそれぞれ対応する複数の伸縮可能な牽引サブ部材１０３１〜１０３８を用いて、対応する筋肉組織の伸縮を模倣し、これにより、頚部に対する多自由度（即ち、多角度、多方向、多次元）の牽引及び引張運動を実現して、頚部及び頚椎リハビリトレーニングの目的を実現する。上述した４自由度の牽引運動は、例示又は所定の牽引運動モードとして頚部の基本的な牽引伸張を実現するものであり、使用者は自分の必要及び実際の状況に応じて個性化牽引運動モードを多数設計可能である。
【００５３】
選択的には、各牽引サブ部材は、協働して又は独立して制御され得る。幾つかの実施例において、各牽引サブ部材の制御は、同時に行われてもよく、互いに時間差を有してもよい。こうして、各牽引サブ部材は、互いに協働して頂部支持体及び頂部部材に対する駆動を完成することができ、その結果、使用者（即ち、着用者）頚部のリハビリトレーニング作業を遂行させることができる。
【００５４】
本開示に係るトレーニング装置は、バイオニック設計に応じて伸縮可能な牽引部材によって頚部筋肉組織を模倣して着用者の頚部に対する牽引を実現し、これにより頚部への頭部の圧迫を低減し、頚部筋肉のけいれんを緩和し、椎体間の距離を増加させ、頚部神経根、筋肉及び頚椎が受ける圧迫又は刺激を解除して、頚部筋肉を鍛えて頚椎症を治療する目的を達成する。さらに、本開示に係る頚椎リハビリトレーニング装置は、頂部と底部部材を頚部及び／又は頭部及びその周囲の皮膚に直接接触させることにより、快適な着用及び牽引を実現する。従って、本開示のトレーニング装置は、構造が簡単、可搬性や可撓性に優れ、着用が快適で、低コストなどの利点を有し、家庭内リハビリ医療サービスの分野に広く適用することができる。
【００５５】
図３ａ〜３ｂは、本開示の幾つかの実施例のトレーニング装置の牽引サブ部材の非充気状態及び充気状態の断面図をそれぞれ示す図である。複数の牽引サブ部材は、図に示すような充気可能な構造であってもよく、即ち充気により伸展し、且つ放気により収縮する。説明を明確にするため、図３ａ及び３ｂには、１つの牽引サブ部材１０３１のみが示されている。
【００５６】
図３ａ及び３ｂに示すように、伸縮可能な牽引サブ部材１０３１は、例えば、充気可能な積層構造１０３１であってもよい。該積層構造１０３１における各積層は、前記底部部材に沿って前記頂部部材に向かって積み重ねて配置され、積層構造１０３１は、非充気状態では扁平状に呈し、充気状態では伸展状に呈し、さらに充気及び放気により前記頂部部材と底部部材との間の相対的な移動を実現するように配置されている。この積層構造１０３１は、内腔を有してもよい。内腔が充気されていない状態（図３ａに示す）では、積層構造１０３１は扁平状となしている。内腔が充気している状態（図３ｂに示す）では、内腔が充気され圧力が増大し、積層構造が膨張して、垂直方向に伸長する、即ち軸方向に伸展する。これにより、軸方向の駆動推力が発生し、頂部支持体と頂部エアバッグを駆動して、着用者の頚部を押して軸方向運動させ、頚部又は頚椎のリハビリトレーニングを実現する。このように、充気可能な構造、特に充気可能な積層構造１０３１を伸縮可能な牽引サブ部材として使用する場合、頚部の軸方向牽引は、充気及び放気によって簡単に実現することができる。幾つかの実施例において、充気可能な積層構造１０３１に対する充気量を制御することによって、その軸方向伸展の長さを制御することができる。選択的には、前記複数の牽引サブ部材の数は、７〜９個であり、例えば、図２ｅに示すように、８個であってもよい。本開示の幾つかの実施例において、積層構造１０３１の内腔の上端と下端は、それぞれ、上部スロット１０３ａと下部スロット１０３ｂの位置まで延在する。こうして、図１ｂに示すように、充気状態で、積層構造１０３１の内部気圧が増大し、内腔の上端部及び下端部が膨張して、両側の上部スロット１０３ａ及び下部スロット１０３ｂをそれぞれ押圧して、頂部支持体１０４の第１の係止溝１０４ａの壁及び底部支持体１０５の第２の係止溝１０５ｂの壁にそれぞれ密着させると共に強固に係着され、密着を実現し、緩みを防止する。より一般的には、充放気による伸縮構造の他、牽引サブ部材１０３１は、例えばスプリングや消防用昇降機に類似する構造などの、機械的原理に基づく制御による伸縮可能な構造を採用してもよい。
【００５７】
本開示の幾つかの実施例において、ゴム管の低い延性が、膨張弾性変形を防止して、制御不能になることを防止することができ、且つその強靭性が、その耐圧能力を増加することができるため、積層構造１０３１〜１０３８は、ゴム管から製作されてもよい。選択的には、積層構造１０３１〜１０３８は、互いに積み重ね、且つ連通する複数のゴム管を含んでもよい。
【００５８】
本開示の幾つかの実施例では、図３ａ及び３ｂに示すように、積層構造１０３１〜１０３８において、頂部ゴム管と底部ゴム管はそれぞれ１つの開口を有し、頂部ゴム管と底部ゴム管との間のゴム管は、上下２つの開口を有し、隣接するゴム管は隣接する開口を介して連通される。
【００５９】
本開示の幾つかの実施例では、前記頂部ゴム管と底部ゴム管の各々の、隣接ゴム管に近接する側には、開口の両側に位置して開口方向に沿って延在する２つのスロット１０３ａ、１０３ｂが設けられており、前記頂部支持体の前記ゴム管に近接する側には、前記頂部ゴム管の係止溝１０３ａと嵌合接続する第１の係止溝１０４ａが設けられており；前記底部支持体の前記ゴム管に近接する側には、前記底部ゴム管の係止溝１０３ｂと嵌合接続する第２の係止溝１０５ｂが設けられている。
【００６０】
本開示に係るトレーニング装置の幾つかの実施例において、牽引サブ部材１０３１〜１０３８が充気可能な積層構造である場合、積層構造に対する充放気を実現するように、各々の積層構造１０３１〜１０３８と充放気手段（例えば、空気ポンプ）とを複数の空気管を通じて接続することができる。ここで、空気管は、充気可能な積層構造１０３１〜１０３８へ充気し、及び充気可能な積層構造１０３１〜１０３８から外部へ排気する空気通路であってもよい。選択的には、図２ｃに示すように、複数の空気管の外端部分は、底部支持体１０５の凹口１０５ｃに配置されてもよい。
【００６１】
図４ａ〜４ｂは、本開示の幾つかの実施例のトレーニング装置の三次元着用効果を模式的に示す正面図及び側面図である。図から分かるように、本開示の幾つかの実施例のトレーニング装置では、特に頂部支持体及び底部支持体は、使用者の頚部がその内部に進入可能な円環状をなしてもよく、且つ使用者によるトレーニング装置の着用を便利にするため、人の頭部のサイズより若干大きい直径に設定され得る。図４ａ〜図４ｂに示すように、充気状態において、頂部部材１０１の切欠き１０１ａ及び突起１０１ｂは、人体の下顎及び頚部によくフィットして、快適に着用される。
【００６２】
図５は、本開示の他の幾つかの実施例のトレーニング装置を模式的に示す斜視図である。図１ａに比べて、図５に示すトレーニング装置は、さらに、牽引部材１０３の軸方向伸縮を制御する駆動手段２００を備えてもよい。この駆動手段２００は、例えば接続部材３００を介して牽引部材１０３に着脱可能に接続され得る。このような着脱可能な接続方式は、牽引部材１０３と駆動手段２００とを、使用時のみに一体に接続し、不使用時には相対的に独立した個体となり、可搬性が向上される。
【００６３】
図６は、本開示の幾つかの実施例のトレーニング装置の駆動手段のハードウエア構成を示すブロック図であり、図中の矢印は信号の流れを示す。図６に示すように、本開示の幾つかの実施例に係るトレーニング装置の駆動手段は、積層構造を充気するように配置された充気機構２０１と、各々の積層構造の充気及び放気をそれぞれ制御するように配置された複数の開閉弁対２０２と、充気機構２０１と複数の開閉弁対２０２を制御するための制御機構２０３とを有する。各開閉弁対２０２は、対応する空気管を介して対応する積層構造に接続可能であり、且つ対応する積層構造の充気及び放気をそれぞれ制御するための充気弁２０２ａ及び放気弁２０２ｂを含む。
【００６４】
本開示の幾つかの実施例において、図６に示すように、充気機構２０１は、空気ポンプ２０４と、空気ポンプ２０４の排気端に接続して発生するソースガスを貯蔵するためのエアポケット２０５と、エアポケット２０５内の気圧を検知するための第１の気圧センサ２０６と、エアポケット２０５の排気端と開閉弁対２０２の吸気端との間に接続された吸気弁２０７とを有し得る。ここで、吸気弁２０７は、制御機構２０３により、使用者の指令に応じて自動制御され得るか、手動制御され得る。また、充気機構２０１は、吸気弁２０７と開閉弁対２０２との間に接続され、ソースガスが開閉弁対に到達する前に前記複数の積層構造に流入する最高圧力値を制御（低減）するためのエア３点セット２０８をさらに有してもよい。エア駆動技術では、エア３点セット（Ｆ．Ｒ．Ｌ）は、フィルタ（Ｆ）、レギュレイタ（Ｒ）、及びルブリケータ（Ｌ）の３つのソースガス処理エレメントのコンビネーションであり、ソースガスを浄化濾過及び減圧して定格のソース気体圧力を供給するために利用される。レギュレータは、ソースガスの気圧を安定化し、ソースガスを一定の状態に保ち、ソースガスの気圧が急激に変化した場合に開閉弁対２０２等に与えるダメージを減少することができる。フィルタは、ソースガスの清浄に用いられ、圧縮空気中の水分を濾過して、水分がガスとともに積層構造１０２に侵入することを回避することができる。
【００６５】
本開示の幾つかの実施例において、図６に示すように、開閉弁対２０２は、さらに、充気弁２０２ａの排気端に配置され、牽引部材（例えば、積層構造）内の気圧をリアルタイムで検知するための第２の気圧センサ２０２ｃを有してもよい。制御機構２０３は、第２の気圧センサ２０２ｃによって検知した気圧に応じ、充気弁２０２ａ又は放気弁２０２ｂをオフにして、充気可能な積層構造の充気又は放気過程を停止するか否かを決定し得る。例えば、まず、目標となる牽引動作（例えば、頚部の前後、左右、上下の牽引動作）に応じて、積層構造の伸展又は収縮の限界程度（例えば、軸方向の伸長又は短縮の距離）を決定し、そして積層構造が伸展及び収縮の限界程度に到達する時に測定された内部気圧を、充気閾値及び放気閾値として設定する。閾値が決定された後、充気又は放気過程において、第２の気圧センサ２０２でリアルタイムで決定した内部気圧を、充気閾値又は放気閾値と比較させ得る。検知した閾値が充気又は放気閾値に到達又は閾値を超過した場合、充気弁２０２ａ又は放気弁２０２ｂをオフとし、充気又は放気を停止させる。こうして、充気弁２０２ａ及び放気弁２０２ｂの開閉をより精確に制御することができ、これにより、積層構造体内の気圧が過大又は過小となることを回避するように、充気及び放気過程を精確に制御し得る。
【００６６】
本開示の幾つかの実施例において、図６に示すように、駆動手段２００は、さらに、頚部に対する所定の牽引動作を実現するための所定の操作方法又はステップを記憶するメモリ２１０を有し得る。制御機構２０３は、記憶された頚部に対する所定の操作方法又はステップに応じて開閉弁対２０２を制御するように配置されている。これにより、使用者は、所定の操作方法に応じ、開閉弁群の各充気弁及び放気弁の開閉を制御して、各牽引サブ部材の充気及び放気を制御し得る、即ち、頂部部材を駆動して頚部に対する様々な所定の牽引動作を実現し得る。例えば、上述したように、頚部に対する所定の牽引運動は、矢状面の前屈／後伸運動、冠状面の左側屈／右側屈運動、水平面の回旋運動、及び垂直方向の伸張牽引運動が挙げられる。
【００６７】
本開示の幾つかの実施例において、図６に示すように、駆動手段２００は、さらに、その外表面に設けられて、使用者の指令を受信するための制御パネル２１１を有し得る。制御機構２０３は、使用者の指令に応じて開閉弁対２０２を制御するように配置されてもよい。制御パネル２１１は、通電用の電源スイッチボタンを有してもよく、さらに、所定の牽引動作を選択するための、制御機構２０３及びメモリ２１０に接続された所定牽引動作選択インターフェース（例えば、対応する物理的なボタン、又はタッチパネル）を有し得る。さらに、制御パネル２１１は、各開閉弁対に接続された各々の個別インターフェース（例えば、物理的なボタン、又はタッチパネル）を有し得て、使用者が個人の必要に応じて各牽引サブ部材の収縮及び伸展を自由に制御して、頚部に対する個性化牽引動作を実現させる。
【００６８】
図７は、本開示の幾つかの実施例のトレーニング装置のエア駆動回路及び制御原理図を示し、太い矢印は気流の方向を示し、細い実線矢印は信号の流れを示す。図７に示すように、本開示に係るトレーニング装置において、駆動手段は、制御機構２０３によって充気機構２０１及び開閉弁対２０２を制御して牽引部材１０３に対する充気及び放気を行う。駆動手段の具体的な操作過程は、例えば、中央制御部２０３によって空気ポンプ２０４がオンに制御されると、空気ポンプ２０４からのガスは、まず、ガスポケット２０５に流入し、その後、吸気弁２０７（これは、該エア駆動回路システムのメインスイッチと見なすことができ、ソースガスの後続の回路への流入を制御する）に到達する。例えば、制御機構２０３によって吸気弁２０がオンに制御されると、ガスはエア３点セット２０８に流れる。エア３点セット２０８は、流入されたソースガスを減圧処理し、後続の回路に流入する気圧の最高値を制御する。減圧処理の後、気体は、開閉弁対の群、即ち、牽引部材１０３の各牽引サブ部材にそれぞれ対応する複数の開閉弁対２０２（充気弁２０２ａと放気弁２０２ｂを含む）に到達する。この時、各開閉弁対は、互いに協働して対応する牽引サブ部材の充気及び放気を制御し、これにより対応する牽引動作を実現する。さらに、上記の過程において、第１及び第２の気圧センサ２０６、２０２ｃは、それぞれエアポケット２０５及び牽引部材１０３における気圧を検知し、且つ検知した結果をリアルタイムで制御機構２０３に送信する。制御機構２０３は、第１及び／又は第２の気圧センサ２０６、２０２ｃによって検知した圧力に基づいて、相応的に空気ポンプ２０４及び／又は開閉弁対２０２の開閉を制御することができる。
【００６９】
本開示の幾つかの実施例において、駆動手段は、さらに、放気弁２０２ｂが開放されて牽引部材１０３を放気する時の排気騒音を低減するように、放気弁２０２ｂの排気端に配置された消音器２０９を有し得る。
【００７０】
図８は、本開示の幾つかの実施例のトレーニング装置の各部品の物理的接続図を示す。図８に示すように、空気ポンプ２０４は、１つ又は複数のマイクロポンプを含む。十分なソースガスの発生を保証するように、マイクロポンプ２０４が発生するガスの流量に応じて、ガスを同時供給するマイクロポンプの数を決定し得る。１つ又は複数（図には２つが示される）のマイクロポンプ２０４は、空気管及び三方弁を介してエアポケット２０５に接続し得る。なお、空気ポンプ２０４は、電動ポンプ又は手動ポンプであってもよい。
【００７１】
図８に示すように、第１の気圧センサ２０６は、エアポケット２０５の内部の圧力値をリアルタイムで検知するように、三方継手を介してマイクロ空気ポンプ２０４とエアポケット２０５との間に接続される。同時に、エアポケット２０５の端部に圧力計を導入して、エアポケット２０５の内部のソースガスの圧力値を使用者に直観的に提示する。第１の気圧センサ２０６は、検知したデータを制御機構にリアルタイムで送信することができ、これにより制御機構は、第１の気圧センサ２０６によって検知したエアポケット２０５内の圧力値に基づいて空気ポンプ２０４のオン及びオフを制御し得る。例示的には、検知した圧力値がコントローラ内に設定された圧力値の上限より高い場合、制御機構は、停止指令を発令して、マイクロポンプの作動を停止させるように制御することができ；これに対して、圧力値がコントローラ内に設定された圧力値の下限より低い場合、制御機構は、開始指令を発令して、マイクロポンプの作動を開始させるように制御することができる。第１の気圧センサ２０６の導入は、エアポケット２０５内のソースガスの圧力を相対的合理な範囲（上限と下限の間）に制御して、圧力値の過大又は過小に起因する問題を回避することができる。例えば、エアポケット２０５内の圧力が大きすぎると、耐えられないことによる破壊が生じるおそれがあり；圧力が小さすぎると、積層構造の伸展を十分に駆動できないおそれがある。
【００７２】
本開示の幾つかの実施例に係るトレーニング装置において、開閉弁対２０２は、電磁弁群を採用してもよい。他のタイプの弁と比べて、電磁弁は、反応がより敏感で、応答時間が短く（例えば、数ミリ秒まで短くすることができる）、比較的高速の開閉弁であるため、積層構造内の気体圧力を迅速に調節させることができ、これにより頚部に対する牽引運動への柔軟で多様な制御を実現し、水平面上の回旋運動のような比較的複雑な牽引運動を容易に実現する。また、電磁弁は、構造が簡単で、小型で、消費電力が少ないため、本開示の携帯型トレーニング装置での使用に非常に適している。勿論、開閉弁対２０２は、敏感な（高速）制御及び可搬性の要件を満たす限り、電動弁群又は他のタイプの駆動方式の弁群であってもよい。
【００７３】
開閉弁対２０２の充気弁２０２ａ及び放気弁２０２ｂは、三方継手を介して空気通路に接続されてもよく、充気弁２０２ａの吸気端は、充気機構２０１（即ち、エア３点セット２０８）に接続され、排気端は、三方継手に接続され；放気弁２０２ｂの吸気端は、三方継手に接続され、排気端は、外部環境、即ち相応する積層構造１０３１〜１０３８の放気口に通じている。注意すべきなのは、明確にするため、図６及び図７には、１つの開閉弁対のみ、即ち１組の充気弁及び放気弁のみが示されているが、実際的には、図８に示すように、各牽引サブ部材又は積層構造１０３１〜１０３８は、１つの開閉弁対、即ち１つの充気弁及び１つの放気弁に対応することができる。従って、開閉弁の総数は、積層構造１０３１ー１０３８の２倍である。例えば、図８は、８個の積層構造を示すため、それに対応する開閉弁対は、８対の開閉弁、合計１６個の単体開閉弁を有し、そのうち、８個の充気弁と８個の放気弁である。制御機構は、開閉弁群における各開閉弁対を個別に制御することにより、それらを互いに協働して対応する積層構造の充気又は放気（即ち、加圧又は減圧）を実現して軸方向の伸縮を形成し、頂部エアバッグを駆動して頚部の多自由度牽引運動を実現させる。
【００７４】
本開示の幾つかの実施例において、図８に示すよう、消音器２０９は、放気弁２０２ｂが開放されて積層構造１０３１〜１０３８を放気する時の排気騒音を低減するように、放気弁２０２ｂの排気端に配置されている。
【００７５】
図９は、本開示の幾つかの実施例のトレーニング装置の作動フローチャートを示す。以下、説明の目的のため、８個の牽引サブ部材を例として説明し、それらの本体構造における位置は、それぞれ人体の頚部周囲の、直後方の脊柱起立筋、左後方に位置する左僧帽筋、左側に位置する左胸鎖乳突筋、左前方に位置する左広頚筋、直前方に位置する胸骨舌骨筋、右前方に位置する右広頚筋、右側に位置する右胸鎖乳突筋、右後方に位置する右僧帽筋の８つの筋肉組織の位置に対応する。
【００７６】
一般的には、本開示の幾つかの実施例のトレーニング装置の作動フローは、以下のようなステップを含む。まず、８個の牽引サブ部材に対して予備充気を行い、これらを伸展させて頂部エアバッグを駆動して着用者の頭部を支えて、着用者の頚部を直立状態に保持させる。そして、各牽引サブ部材の充気及び放気を制御することによって多自由度牽引動作、例えば矢状面の前屈及び後伸運動、冠状面の左側屈及び右側屈運動、水平面の回旋運動、及び垂直方向の伸張牽引運動などを実現させる。
【００７７】
一例では、図９のフローチャートに示すように、使用者がトレーニング装置を着用した後、ステップＳ９０１において、使用者は、例えば、制御パネルにおける電源スイッチをトリガしてトレーニング装置をオンにする。
【００７８】
次に、ステップＳ９０２において、制御機構は、充気機構の吸気弁を開く。これと同時に、ステップＳ９０２’において、制御機構は、空気ポンプをオンにし；その後、制御機構は、第１の気圧センサによってリアルタイムで検知したエアポケット内の圧力値？に応じて、空気ポンプのオンとオフを制御する。具体的には、ステップＳ９０３’において、制御機構は、リアルタイムで検知した圧力値と所定の閾値とを比較し；検知した圧力値が所定の上限閾値より大きいと、ステップＳ９０４’において空気ポンプをオフにし；検知した圧力値が所定の下限閾値より小さいと、空気ポンプのオン状態を維持して、エアポケット内の圧力を合理的な範囲内に制御する。上限閾値と下限閾値は、必要に応じて予め設定可能である。
【００７９】
ステップＳ９０２の後、操作フローは、予備充気段階に進む。具体的には、ステップＳ９０３において、制御機構は、開閉弁対を制御して全ての充気弁をオンにし、牽引サブ部材を充気して加圧する。充気過程中、ステップＳ９０４において第２の空気圧センサは、牽引サブ部材内の気体圧力が所定の予備充気圧力閾値に到達するか否かをリアルタイムで検知し；ＹＥＳの場合、ステップＳ９０５で充気弁をオフにし、予備充気段階を終了し、ＮＯの場合、所定値に到達するまで、充気弁のオン状態を維持し続けて充気する。ここで、上記の予備充気過程が完了したか否かを定義するための気圧の所定値は、以下の方法で設定され得る：まず、牽引部材の伸展が頂部部材をちょうど着用者の頭部に接触させ、且つ着用者の頚部を直立状態に保持するまで、牽引サブ部材を予備充気し、その後、この時の牽引部材内部の気体の圧力値を測定し、その圧力値を上述した予備充気圧力閾値とする。
【００８０】
予備充気が終了した後、ステップＳ９０６において、制御機構は、使用者の入力指令を受信することができる、例えば、使用者は、駆動手段における制御パネル又はタッチパネルを通じて具体的な制御指令を入力することができる。該指令は、例えば、使用者が制御パネル又はタッチパネルにおける選択インターフェースを通じメモリから選択された所定の頚部牽引動作モード、又は、例えばパネルに配置された各開閉弁対に対応する個別インターフェース（例えば、物理的なボタン又はタッチボタン）を通じ指定された具体的な牽引動作などを含み、これにより頚部に対する個性化牽引・引張を形成する。また、該制御指令には、例えば、電源スイッチによりトレーニング装置をオフにする指令が含まれてもよい。
【００８１】
その後、ステップＳ９０７及びＳ９０７’において、制御機構は、受信した使用者の入力指令を判定し、異なる指令に応じて異なる作動を実行する。まず、ステップＳ９０７において、指令が頚部のトレーニングを終了する、即ちトレーニング装置をオフにする（又は電源をオフにする）ものか否かを判定し、ＹＥＳの場合、作動フローは終了ステップＳ９１１に進む；ＮＯの場合、次の判定ステップＳ９０７’に進む。ステップＳ９０７’において、受信した指令が使用者に選択された所定の牽引モードである場合、作動フローはステップＳ９０８に進み、制御機構は、メモリに記憶された所定の牽引動作の具体的な過程に基づき開閉弁対の開閉を制御し；指令が使用者に入力された個性化牽引動作である場合、作動フローはステップＳ９０９に進み、制御機構は、使用者に入力された各牽引サブ部材の具体的な動作に基づき開閉弁対の開閉を制御する。終了ステップＳ９１１において、制御機構は、各牽引サブ部材を完全に放気させるように開閉弁対を制御し、そして、電源スイッチ、メイン吸気弁及び開閉弁対をオフにする。
【００８２】
上述した牽引動作ステップＳ９０８又はＳ９０９が完了した後、ステップＳ９１０に進み、制御機構は、牽引サブ部材を制御して予備充気状態を回復又は維持させ、次の操作指令を待つ、即ちステップＳ９０６に進むように制御する。その後、制御機構は、使用者より再度入力した指令に応じて、牽引運動を再実行する（Ｓ９０８又はＳ９０９）か、又は頚部のトレーニングを完全に終了する（Ｓ９１１）かを判定する。
【００８３】
以下、脊柱起立筋に対応する第１の牽引サブ部材及びそれに対応する電磁弁対を例として、開閉弁対は、如何にして牽引サブ部材を充気及び放気かについて説明する。第１の牽引サブ部材に対応する開閉弁対は、充気弁及び放気弁を含み、両者が協働して第１の牽引サブ部材を、充気、保持、放気の３つの状態のいずれかにすることができる。具体的には、充気弁が開放されると共に、放気弁が閉塞されると、ソースガスは充気弁を介して第１の牽引サブ部材に入り、第１の牽引サブ部材が充気加圧状態となり、その伸展に軸方向の付勢力を発生させ、頚部の対応する部分を上向きに引っ張るようにする；充気弁が閉塞されると共に、放気弁が閉塞されると、外部のソースガスの流入と、内部のガスの流出ができなくなり、第１の牽引サブ部材内部の気圧は元の状態を保持し、この時は、頚部に影響を生じない；充気弁が閉塞されるが、放気弁が開放されると、内部のガスは放気弁を介して外部環境に流出して、第１の牽引サブ部材が放気減圧状態となり、その伸展に軸方向の収縮力を発生させ、頚部の対応する部分を下向きに牽引させるようにする。いうまでもなく、充気弁と放気弁は同時に開放することがない。これは、充気弁から流入した外部のソースガスが、放気弁を介して外部環境に直接流出するため、第１の牽引サブ部材の内部圧力にいかなる影響を与えることができないとともに、充気機構（即ち空気ポンプ）で発生したソースガスを無駄にさせたからである。
【００８４】
以上は、軸方向の運動を実現するように、如何にして開閉弁対を用いて充気及び放気することによって、個別の牽引サブ部材の伸縮を制御するかを説明した。次に、上記の図２ｅを参照して説明した本開示に係るトレーニング装置の牽引部材の作動原理に基づき、複数の充気可能な牽引サブ部材が、充気及び／又は放気操作によって如何にして互いに協働して、頚部に対する多自由度牽引動作を完成するかを説明する。説明を明確にするため、前記複数の牽引サブ部材は、それぞれ、直後方の脊柱起立筋、左後方に位置する左僧帽筋、左側に位置する左胸鎖乳突筋、左前方に位置する左広頚筋、直前方に位置する胸骨舌骨筋、右前方に位置する右広頚筋、右側に位置する右胸鎖乳突筋、右後方に位置する右僧帽筋に対応する第１〜第８の充気可能な積層構造であり、頂部及び底部部材は、いずれもエアバッグである。
【００８５】
例えば、本開示に係るトレーニング装置は、以下のように４自由度の牽引動作を実現することができる。
【００８６】
第１自由度の矢状面の前屈／後伸運動：第１の積層構造を充気加圧してそれを軸方向に伸展運動させると同時に、第５の積層構造を放気減圧してそれを軸方向に収縮運動させることにより、頂部支持体と頂部エアバッグを押して矢状面の前屈運動させ、よって着用者の頚部を駆動して矢状面の前屈運動を完成させ；これと反対に、第５の積層構造を充気加圧してそれを軸方向に伸展運動させると同時に、第１の積層構造を放気減圧してそれを軸方向に収縮運動させることにより、着用者の頚部を駆動して矢状面の後伸運動を完成させる。
【００８７】
第２自由度の矢状面の右側屈／左側屈運動：第３の積層構造を充気加圧してそれを軸方向に伸展運動させると同時に、第７の積層構造を放気減圧してそれを軸方向に収縮運動させることにより、着用者の頚部を駆動して冠状面の右側屈運動を完成させ；これと反対に、第７の積層構造を充気加圧してそれを軸方向に伸展運動させると同時に、第３の積層構造を放気減圧してそれを軸方向に収縮運動させることにより、着用者の頚部を駆動して冠状面の左側屈運動を完成させる。
【００８８】
第３自由度の水平面回転運動：第１〜第８の積層構造を時計回りに順次充気加圧して、それらを軸方向に順次伸展運動させると同時に、充気加圧中の積層構造位置に対向する積層構造を放気減圧して、それらを軸方向に順次収縮運動させることにより、着用者の頚部を駆動して水平面の時計回りの回旋運動を完成させることができ；これと反対に、第１〜第８の積層構造を反時計回りに順次充気加圧して、それらを軸方向に順次伸展運動させると同時に、放気減圧中の積層構造位置に対向する積層構造を放気減圧してそれらを軸方向に順次収縮運動させることにより、着用者の頚部を駆動して水平面の反時計回りの回旋運動を完成させることができる。
【００８９】
第４自由度の上下方向の伸張運動：８個の積層構造をと同時に充気加圧して、それらを同時に縦の軸方向において伸展運動させ、着用者の頚部を駆動して上下方向の引張運動を完成させることができる。
【００９０】
注意すべきなのは、本明細書にいう「制御機構」は、信号を送受信し、情報及びデータを演算及び処理して自動的に運行する汎用制御機構（チップ）、ワンチップマイコン等を採用し得るほか、さらに対応する部品（例えば、充気機構及び開閉弁群等）を直接駆動するための駆動回路又は他のタイプの駆動手段（例えば、電動、油圧、空気圧、電磁等の駆動方式に依存する）を含むものとする。説明を明確化及び簡略化にするため、本明細書において、これらの駆動手段又は駆動回路を省略し、制御機構によって駆動手段における各部品、例えば充気機構及び開閉弁群を制御するように直接説明している。また、駆動手段は、各部品及び駆動回路に電力を供給する電源（固定電源（商用電源）又は移動電源（バッテリ））を含むものとし、さらに必要に応じて、電源は降圧レギュレータ回路（トランス）を介して駆動回路及び制御機構に電力を供給することもあり得る。
【００９１】
また、本明細書に記載の「着脱可能に接続する」とは、接着、係着、かしめ、螺合、締まり嵌めなどのような分解可能及び／又は除去可能な接続によって２つの部材を一体に接続することを指すことであり、さらに加熱、引っ張り、押し付け、衝撃、振動などの方式により、該Ａ部材とＢ部材を破壊及び／又は毀損することなく、Ａ部材とＢ部材との間の接続を取り除いて、交換やエレメントのリサイクルを容易にすることができる。
【００９２】
また、特許請求の範囲において、「備える／含む」という動詞及びその変形の使用は、特許請求の範囲に記載されていない要素又はステップの存在を除外していない。「一」又は「１つ」という表現は、複数を除外するものではない。
【００９３】
本開示の特定の実施例を示して説明してきたが、本開示から逸脱することなく、そのより広い態様において幾つかの変更及び補正を行うことができることは、当業者には明白であろう。従って、特許請求の範囲は、本開示の真の精神及び範囲内にあるように、その範囲内に全てのかかる変更及び補正を含むものとする。
【００９４】
この出願は、２０１８年６月２０日に中国特許局に出願された出願番号が２０１８２０９５０５７３．４である中国特許出願を基礎とする優先権を主張し、その開示内容の全ては参照により本出願に組み込まれる。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図２ｄ】
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【図２ｅ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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