(57)【要約】      （修正有）【課題】安全な下肢機能訓練装置を提供する。【解決手段】使用者が足を載せる足載せ台２と、足載せ台に対して転動可能に設けられ、転がることで足載せ台を移動させる転動部と、足載せ台にかかる下方への荷重に応じて、足載せ台を制動する制動部５と、を備える下肢機能訓練装置１。足載せ台にかかる下方への荷重に応じて、足載せ台を制動する制動部により、下肢機能訓練装置が前後方向に急に移動しようとする際に、下肢機能訓練装置を停止させることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
載置面上で使用される下肢訓練装置であり、
使用者が足を載せる足載せ台と、
前記足載せ台に対して転動可能に設けられ、転がることで前記足載せ台を移動させる転動部と、
前記足載せ台にかかる下方への荷重に応じて、前記足載せ台を制動する制動部と、を備える下肢機能訓練装置。
【請求項２】
前記足載せ台は、転動部に対して上下可能な可動部を備え、
前記可動部は、前記足載せ台にかかる下方への荷重に応じて下方に移動し、
前記制動部は、前記可動部の下方への移動に伴い前記足載せ台を制動する、請求項１に記載の下肢訓練装置
【請求項３】
前記制動部は、前記可動部に設けられ、前記可動部の下方への移動に伴い前記転動部に係合する、請求項２に記載の下肢訓練装置。
【請求項４】
前記制動部は、前記可動部に設けられ、前記可動部の下方への移動に伴い前記載置面に係合する、請求項２に記載の下肢訓練装置。
【請求項５】
前記可動部を前記転動部に対して上方に付勢する付勢部を備える、請求項２から４のいずれかに記載の下肢訓練装置。
【請求項６】
前記転動部は、前記足載せ台を前後方向に移動させる、請求項１から５のいずれかに記載の下肢訓練装置。
【請求項７】
載置面上で使用される下肢訓練装置であり、
使用者が足を載せる足載せ台と、
前記足載せ台に対して転動可能に設けられ、転がることで前記足載せ台を移動させる転動部と、
前記足載せ台が移動する速度、前記足載せ台が移動する速度の加速度、前記足載せ台の移動する距離、のいずれかに応じて、前記足載せ台を制動する制動部と、を備える下肢訓練装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば下肢を手術した患者等が用いる下肢機能訓練装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、人工膝関節置換手術等、下肢の手術を受けた患者等が、膝関節の可動域を拡大する訓練を行う際に用いられる下肢機能訓練装置が存在する。例えば、特許文献１に記載されたものが挙げられる。この下肢機能訓練装置は、足載せ台と足載せ台の下方に位置する車輪とを備える。使用者（患者等）が椅子に腰掛けた状態で足載せ台の上面に両方の足を載せ、下肢機能訓練装置を前後に移動させることにより訓練がなされる。
【０００３】
前記訓練中または訓練後、使用者が椅子から立ち上がろうとした際に、足を下肢機能訓練装置に載せたままであると、下肢機能訓練装置への体重のかかり方により、下肢機能訓練装置が前後方向に急に移動することがある。この場合、使用者がバランスを崩し、椅子に尻もちをついたり、転倒したりすることがあって怪我をする可能性がある。
【０００４】
なお、特許文献１の下肢機能訓練装置はブレーキ装置を備えているが、このブレーキ装置は使用者の運動量超過を抑制するためのものであるので、前記状況で機能するよう構成されておらず、使用者が怪我をする可能性が排除されてはいない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２３３０３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明は、安全な下肢機能訓練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】
【０００７】
本発明の構成の一例は、載置面上で使用される下肢訓練装置であり、使用者が足を載せる足載せ台と、前記足載せ台に対して転動可能に設けられ、転がることで前記足載せ台を移動させる転動部と、前記足載せ台にかかる下方への荷重に応じて、前記足載せ台を制動する制動部と、を備える下肢機能訓練装置である。
【０００８】
前記構成によると、足載せ台にかかる下方への荷重に応じて、前記足載せ台を制動する制動部により、下肢機能訓練装置が前後方向に急に移動しようとする際に、下肢機能訓練装置を停止させることができる。
【０００９】
そして、前記足載せ台は、転動部に対して上下可能な可動部を備え、前記可動部は、前記足載せ台にかかる下方への荷重に応じて下方に移動し、前記制動部は、前記可動部の下方への移動に伴い前記足載せ台を制動することもできる。
【００１０】
前記構成によると、制動部を、足載せ台に荷重のかかる方向である、可動部の下方への移動に伴い作動するように構成できる。このため、制動部の構成を簡略化できる。
【００１１】
そして、前記制動部は、前記可動部に設けられ、前記可動部の下方への移動に伴い前記転動部に係合することもできる。
【００１２】
前記構成によると、可動部に設けられた制動部が転動部に係合することで制動をなす。このため、下肢機能訓練装置を前後に移動させる際に転がる部分である転動部を制動のために用いることができる。よって、制動部の構成の複雑化を抑制できる。
【００１３】
また、前記制動部は、前記可動部に設けられ、前記可動部の下方への移動に伴い前記載置面に係合することもできる。
【００１４】
前記構成によると、可動部に設けられた制動部が載置面に係合することで制動をなす。このため、下肢機能訓練装置を前後に移動させる際に転動部を支持する載置面を制動のために用いることができる。よって、制動部の構成の複雑化を抑制できる。
【００１５】
そして、前記可動部を前記転動部に対して上方に付勢する付勢部を備えることもできる。
【００１６】
前記構成によると、付勢部により、可動部を足載せ台にかかる下方への荷重に応じて下方に移動するように構成することが容易である。
【００１７】
そして、前記転動部は、前記足載せ台を前後方向に移動させることもできる。
【００１８】
前記構成によると、使用者の足を前後方向に移動させる訓練を行うことに適するものとできる。
【００１９】
また、本発明の構成の一例は、載置面上で使用される下肢訓練装置であり、使用者が足を載せる足載せ台と、前記足載せ台に対して転動可能に設けられ、転がることで前記足載せ台を移動させる転動部と、前記足載せ台が移動する速度、前記足載せ台が移動する速度の加速度、前記足載せ台の移動する距離、のいずれかに応じて、前記足載せ台を制動する制動部と、を備える下肢訓練装置である。
【００２０】
前記構成によると、足載せ台の速度、足載せ台の加速度、足載せ台の載置面における所定位置からの距離、のいずれかに応じて、足載せ台を制動する制動部により、下肢機能訓練装置が前後方向に急に移動しようとする際に、下肢機能訓練装置を停止させることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、前記構成の一例の場合、制動部により、下肢機能訓練装置が前後方向に急に移動しようとする際に、下肢機能訓練装置を停止させることができる。このため、使用者がバランスを崩して怪我をする可能性を低減できる。よって、安全な下肢機能訓練装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る下肢機能訓練装置を示す、上方からの斜視図である。
【図２】同下肢機能訓練装置の使用要領を示す概略的な斜視図である。
【図３】同下肢機能訓練装置を示す、下方からの斜視図である。
【図４】同下肢機能訓練装置における車軸支持部周辺を示す要部拡大縦断面図である。
【図５】同下肢機能訓練装置における制動部周辺を示す要部拡大縦断面図であり、（Ａ）は制動部の作動前の状態を示し、（Ｂ）は作動中の状態を示す。
【図６】本発明の第２実施形態に係る下肢機能訓練装置における制動部周辺を示す要部拡大縦断面図であり、（Ａ）は制動部の作動前の状態を示し、（Ｂ）は作動中の状態を示す。
【図７】本発明の第３実施形態に係る下肢機能訓練装置における制動部周辺を示す要部拡大縦断面図であり、（Ａ）は制動部の作動前の状態を示し、（Ｂ）は作動中の状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
次に、本発明につき実施形態を取り上げて説明を行う。以下の説明における上下方向は図１に示す状態における方向である。また前後方向は、図２に示す使用者から見て遠い方向を前方とし、近い方向を後方とする。また、左右方向も使用者から見た方向である。
【００２４】
まず、第１実施形態に関して説明する。本実施形態の下肢機能訓練装置（以下、「訓練装置」）１は図１及び図３に示す形状であり、載置面としての床面Ｓ（図４参照）上で、図２に示すように使用される。
【００２５】
この訓練装置１は、使用者（患者等）が足Ｆを載せる足載せ台２と、足載せ台２の下方に設けられた、足載せ台２に対して転動可能に設けられた転動部である複数の車輪３１…３１を備える。本実施形態の足載せ台２は４個の車輪３１…３１を備えており、図３に示すように、左右方向に並ぶ２個を１対として、２対が前後に配置される。この複数の車輪３１…３１は、足載せ台２に対して転動可能に設けられ、足載せ台２を前後方向に移動させることができる。また、足載せ台２を、通常使用時（後述の制動部５が作動していない時）に、足載せ台２の下端が床面Ｓに対して距離を置くように支持する。
【００２６】
足載せ台２は平面視正方形に形成されている。ただし、足載せ台２の形状はこれに限定されず、種々の形状とできる。足載せ台２の上面２１には、使用時に患者の片方または両方の足Ｆが載置される（図２では片足が載置された状態を例示している）。
【００２７】
本実施形態の足載せ台２は、枠部２ａと、枠部２ａの上方に一体に取り付けられた上板部２ｂとから構成されている。ただし、足載せ台２はこの構造に限定されるものではない。図３に示すように、枠部２ａは下端が開口された中空に形成されており、内部において複数の板状のリブ２ｃが前後左右に延び、これらのリブ２ｃが交差するように設けられている。足載せ台２を中空とすることで軽量化しつつ、リブを設けたことにより、使用者の下肢の荷重による、足載せ台２が受ける上方からの荷重に対して耐撓み性が確保されている。
【００２８】
足載せ台２の上面２１には、上方に膨出した膨出部２２が形成されている。本実施形態の膨出部２２は、左右方向の縦断面形状が同一とされた、上方に突出する湾曲形状を有し、左右方向に延びるように形成されている。使用者は、図２に示すように上面２１に足を載せる。その際、使用者の足Ｆにおける土踏まずが膨出部２２に載せられる。このため、使用者の足Ｆが膨出部２２に引っ掛かるため、上面２１に対して足が前後にずれてしまうことを抑制できる。
【００２９】
足載せ台２の上面２１（膨出部２２の上面も含む）には、上面２１の寸法に比べて微細な凹凸（図示しない）が形成されている。この微細な凹凸もまた、使用者の足Ｆの滑り止めとして機能する。
【００３０】
なお、病院や介護施設等の公共施設では、訓練装置１を不特定の使用者が使用するため、足載せ台２を抗菌材料で形成したり、上面２１を抗菌加工したりすることが好ましい。
【００３１】
足載せ台２には、図３及び図４に示すように、枠部２ａの下方において前後方向に延びる板状の車軸支持部２３が形成されている。各車輪３１の配置される位置において、各車輪３１を幅方向で両側から挟むように一対の車軸支持部２３が形成されている。車軸支持部２３には上下方向に延びる長孔である車軸挿入孔２３１が左右方向に貫通している。この車軸挿入孔２３１の上方には上下方向に延びるばね孔２３２が連通しており、このばね孔２３２に、上下方向に伸縮するように、付勢部としてのコイルばね４が配置される。コイルばね４の一端は足載せ台２の上面２１に当接し、コイルばね４の他端は車軸３２に当接する。車軸挿入孔２３１とばね孔２３２との境界には段差２３３が形成されている。なお、この段差２３３にコイルばね４の下端が当接するようにしてもよい。
【００３２】
また、足載せ台２における左右側部２４の下端には、訓練装置１を組み立てたり修理したりする際に、車軸挿入孔２３１に挿入される車軸３２が通る車軸通過凹部２４１が、車軸３２の軸方向延長位置に形成されている。また、車軸支持部２３よりも足載せ台２の内部位置には、車軸３２に周方向に形成された凹部３２１（図３参照）に引っ掛かることにより、車軸３２を軸方向に抜けないように保持する、板状の抜け止め部２６が形成されている。
【００３３】
各車輪３１は、図３に示すように足載せ台２の下方に配置されている。各車輪３１には車軸３２が左右方向に貫通している。この車軸３２は車軸支持部２３に取り付けられている。図４に示すように、車軸３２と足載せ台２の上面２１との間にはコイルばね４が設けられている。このため、足載せ台２が各車輪３１及び各車軸３２に対して上下動可能とされている。足載せ台２はコイルばね４によって上方に付勢されるため、足載せ台２にかかった下方への荷重に応じてコイルばね４が圧縮されて足載せ台２が下方に移動し、荷重が解除された後は、コイルばね４が伸長し、足載せ台２が上方に移動して元の位置に復帰する。このように、付勢部であるコイルばね４により、可動部である足載せ台２にかかる下方への荷重に応じて、足載せ台２が下方に移動するように構成することが容易である。
【００３４】
訓練装置１が床面Ｓに配置された状態では、床面Ｓと車軸３２との距離は一定であるため、足載せ台２の全体が上下動する。つまり、本実施形態では足載せ台２の全体が床面Ｓに対して上下動する可動部となる。
【００３５】
制動部５は、床面Ｓに対する訓練装置１の前後移動を制動する機構であり、図５（Ａ）に示すように、係合部としての当接部５１…５１を備える。本実施形態では、各車輪３１につき２個の当接部５１，５１が形成されている。各当接部５１は、図５（Ａ）に示すように可動部である足載せ台２の一部として、各車輪３１の上方に形成されている。前述のように、床面Ｓに対して足載せ台２は上下動する。一方、床面Ｓに対して各車輪３１の高さ位置は変動しない。このため、足載せ台２が下方に移動した際に、各当接部５１も下方に移動して、図５（Ｂ）に示すように各車輪３１（具体的には各車輪３１の走行面３１１）に当接する。この当接により各当接部５１と各車輪３１との間に生じる摩擦で各車輪３１を制動し、訓練装置１の前方への移動を抑制できる。つまり、制動部５は、可動部である足載せ台２の下方への移動に伴い、足載せ台２を制動することで、足載せ台２の前後動を停止させる。
【００３６】
このように制動部５が構成されたことから、訓練装置１を前後に移動させる際に転がる部分である車輪３１…３１を制動のために用いることができる。よって、制動部５を当接部５１…５１だけで構成できるので、制動部５の構成の複雑化を抑制できる。
【００３７】
足載せ台２と各車輪３１との間にはコイルばね４が介在していることから、制動部５は、足載せ台２にかかる荷重が所定値を超えた場合に作動する。具体的に、通常使用時には、使用者は椅子に腰掛けた状態で足Ｆを足載せ台２に置いている。もし、この状態のまま使用者が立ち上がろうとした際には、椅子が負担していた荷重（使用者の体重）の一部または全部が足載せ台２にかかることになる。このため、足載せ台２にかかる荷重が増加する。この増加分を考慮した荷重を前記「所定値」として設定しておけば、使用者が足Ｆを足載せ台２に置いたまま立ち上がろうとしても、制動部５が作動するため安全である。前記「所定値」は各当接部５１と各車輪３１との距離、及び、コイルばね４の強度（ばね定数）の設定によって定めることができる。
【００３８】
次に、本実施形態に係る訓練装置１の使用方法について簡単に説明する。使用者は椅子等に腰掛けて訓練を行う。訓練装置１は椅子の前方に置かれる。訓練に当たり、椅子に腰掛けた状態の使用者は、図２に示すように、足載せ台２の上面２１に片方または両方の足Ｆを載せる。そして、訓練装置１を前後（図中の矢印方向）に移動させることにより膝関節の曲げ伸ばしを行うことで、膝関節の可動域を拡大する訓練を行える。転動部である複数の車輪３１…３１は、足載せ台２を前後方向に移動させることができる。よって、この訓練装置１は、使用者の足Ｆを前後方向に移動させる訓練を行うことに適している。
【００３９】
前記訓練中または訓練後、使用者が椅子から立ち上がろうとした際に、足Ｆを足載せ台２から降ろさずに載せたままであった場合、訓練装置１への体重のかかり方により、訓練装置１が前後方向に急に移動する可能性がある。この場合、足載せ台２にかかる荷重が増加するため、足載せ台２が下方に移動する。これに伴い制動部５が作動して、当接部５１が車輪３１（走行面３１１）に当接する。このため、訓練装置１を停止させることができる。よって、立ち上がろうとした使用者がバランスを崩し、椅子に尻もちをついたり、転倒したりして怪我をする可能性を低減でき、安全性を確保できる。
【００４０】
なお、訓練中または訓練後の場合に限らず、床面Ｓに置かれていた訓練装置１を使用者等が踏んでしまい、足載せ台２に足Ｆが載った場合であっても、前記と同様に制動部５が作動し、訓練装置１を停止させることができるため安全である。
【００４１】
次に、第２実施形態を図６（Ａ）（Ｂ）に示す。なお、第１実施形態と異なる部分についてのみ異なる符号で図示して説明する（以下同じ）。本実施形態の足載せ台６２は、下方に位置する不動部６２ａと、上方に位置する可動部６２ｂとを備えている。第１実施形態では足載せ台２の全部が可動部であったのに対し、本実施形態では足載せ台６２の一部が可動部６２ｂとなる。この可動部６２ｂは、上方からの荷重変化に応じ、床面Ｓに対して上下動する。一方、不動部６２ａは上方からの荷重変化によっても上下動しない。つまり、車軸３２と不動部６２ａとの位置関係は常に同じである。
【００４２】
本実施形態の制動部６５は、可動部６２ｂから下方に延ばされた当接部６５１を備える。第１実施形態の当接部５１と同様、荷重の増加により可動部６２ｂが下方に移動した際、図６（Ｂ）に示すように、当接部６５１における下端部は各車輪３１（具体的には各車輪３１の走行面３１１）に当接する。この当接により当接部６５１と各車輪３１との間に生じる摩擦で、各車輪３１を制動し、訓練装置１を制動位置で停止させることができる。
【００４３】
更に、第３実施形態を図７（Ａ）（Ｂ）に示す。本実施形態の可動部である足載せ台７２は、前後側部７２５が第１実施形態よりも下方に延長されている。本実施形態の制動部７５は、前後側部７２５の下端に当接部７５１を備える。荷重の増加により足載せ台７２が下方に移動した際、図７（Ｂ）に示すように、当接部７５１における下端部は床面Ｓに当接する。この当接により当接部７５１と床面Ｓとの間に生じる摩擦で、訓練装置１を停止させることができる。つまり、この制動部７５は、作動の際に床面Ｓに当接（接地）することで、摩擦により制動がなされる。
【００４４】
このように制動部７５が構成されたことから、訓練装置１を前後に移動させる際に車輪３１…３１を支持する床面Ｓを制動のために用いることができる。よって、第１及び第２実施形態と同様、制動部を当接部だけで構成できるので、制動部の構成の複雑化を抑制できる。
【００４５】
以上、本発明の実施形態として第１〜第３実施形態を説明したが、本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えることができる。
【００４６】
例えば、足載せ台には、第１実施形態における膨出部２２以外に、使用者の足Ｆの前方部を前後にずれないよう保持するため、使用者の足Ｆにおける甲を引っ掛けることのできるベルト（サンダルのベルト状のもの）や、使用者の足指を引っ掛けることのできる下駄の鼻緒状のものを設けることもできる。また、使用者の足Ｆの後方部を、後にずれないよう保持するため、使用者のかかとが位置する部分の後方に、足載せ台の上面２１から起立する壁状部や突起を設けることもできる。なお、足載せ台の上面を水平面とし、前記各実施形態において形成されていた微細な凹凸のみで使用者の足Ｆを前後にずれないよう保持することも可能である。また、足載せ台の上面には、微細な凹凸以外に高摩擦のコーティングを施す等もできる。
【００４７】
また、第２実施形態のように足載せ台に可動部と不動部とを設ける場合、足載せ台の平面視における全領域を全て可動部とする以外に、使用者の足Ｆが載る一部領域だけを可動部とすることもできる。
【００４８】
また、転動部は前記各実施形態の車輪３１に限定されず、ローラー、ボール等、転がることで足載せ台を床面Ｓに対して前後に移動できる種々の構成を採用できる。また特に、ボール等の前後左右に転がることのできる構成を採用した場合には、足載せ台を、使用者から見て左右に移動させることもできる。このため、前後移動のみがなされる訓練装置１よりも、使用者の訓練内容を充実させることができる。
【００４９】
また、転動部の移動方向が規制されず、前後左右及び斜め方向に移動できる構成とすることもできる。この構成でも、前後移動のみがなされる訓練装置１よりも、使用者の訓練内容を充実させることができる。
【００５０】
また、付勢部として、前記各実施形態ではコイルばね４が用いられていた。しかしこれに限定されず種々の弾性体を付勢部として用いることができる。また、前記各実施形態では、コイルばね４が車軸３２と足載せ台の上面２１との間に配置されていた。しかしこれに限定されず、付勢部は車軸３２と足載せ台との間であれば種々の位置に配置できる。
【００５１】
また、制動部を作動させるために、例えば、リンク、ワイヤー、歯車、カム、油圧回路等を備えた機構のように、足載せ台の上下動を制動のための動作に変換する連動機構を足載せ台と制動部との間に設けることもできる。更に、電気的な機構から構成された連動機構とすることもできる。
【００５２】
また、制動部は、前記各実施形態のような当接により制動するものに限られず、種々の態様で係合することにより制動するものとできる。例えば、足載せ台と転動部とが噛み合いにより制動するものとできる。また、磁力や空気圧等による吸着力を制動力として使用することもできる。
【００５３】
また、制動部は、前記各実施形態では足載せ台にかかる下方への荷重が所定値を超えた場合に作動するものであった。しかし、これに限定されない。他に例えば、足載せ台の速度が所定値を超えた場合、足載せ台の加速度が所定値を超えた場合、足載せ台の載置面における所定位置からの距離が所定値を超えた場合、のいずれかに作動するよう構成することもできる。これらの場合、速度、または、加速度、または、距離を検知するためのセンサ、及び前記各センサの検知結果により制動部を作動させるための制御部を備えることができる。
【００５４】
上記速度または加速度の「所定値」としては、使用者が転倒してしまうような速度または加速度を基準として定めることができる。また、上記距離の「所定値」としては、椅子の前方に訓練装置１が置かれる通常位置を基準として、使用者がバランスを崩してしまう程度離れた前後方向の距離を基準として定めることができる。
【符号の説明】
【００５５】
１        下肢機能訓練装置
２        足載せ台、可動部
３１      転動部、車輪
４        付勢部、コイルばね
５        制動部
５１      係合部、当接部
６１      下肢機能訓練装置
６２      足載せ台
６２ｂ    可動部
６５      制動部
６５１    係合部、当接部
７１      下肢機能訓練装置
７２      足載せ台
７５      制動部
７５１    係合部、当接部
Ｓ        載置面、床面
Ｆ        使用者の足
【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７】
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