(57)【要約】      （修正有）【課題】吊り具の長さを適切に決定することができる訓練装置における吊り具長さの決定方法の提供。【解決手段】ユーザＵ１を吊り下げる吊り具を備え、ユーザＵ１が移動体９に搭乗した状態で、移動体９が所定の動作を行ない、ユーザＵ１が移動体９の所定の動作に応じて、重心移動による移動体９の走行操作を行うことによってバランス訓練を実行する訓練装置における吊り具の長さの決定方法である。吊り具の長さＬは、Ｌｍｉｎ＜Ｌ＜Ｌｍａｘ１と表される式を満たすように決定される。【選択図】図４
2017044987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザを吊り下げる吊り具を備え、前記ユーザが移動体に搭乗した状態で、前記移動体が所定の動作を行ない、前記ユーザが前記移動体の前記所定の動作に応じて、重心移動による前記移動体の走行操作を行うことによってバランス訓練を実行する訓練装置における吊り具の長さの決定方法において、
前記吊り具の長さＬは、
Ｌｍｉｎ＜Ｌ＜Ｌｍａｘ１
と表される式を満たすように決定される吊り具の長さの決定方法である。
但し、
【数１】
2017044987.tif 000008
であり、
前記訓練装置が載置される載置面から前記吊り具を支持する支持点まで高さをＨ０とし、
前記ユーザのつま先から前記吊り具の接続位置までの高さをＢ０とし、
前記ユーザのつま先から前記ユーザの膝までの高さをＢ１とし、
【数２】
2017044987.tif 000009
であり、
前記バランス訓練を実行する訓練領域の中心点から、前記ユーザが訓練を行うために必要な移動距離をＸ１とし、
前記載置面から前記移動体のステップまでの高さをＨ１としている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、訓練装置における吊り具長さの決定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ユーザが倒立台車に搭乗し、走行操作を行いながら、バランス訓練を実行するバランス訓練装置がある。例えば、特許文献１に開示されるように、ユーザをその上方から吊り具によって吊るした状態で、上記したようなバランス訓練を実行するバランス訓練装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２０３５４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このような吊り具の長さは、ユーザがバランスを崩し、そのユーザの膝が床に当たることを防ぐことと、訓練のために倒立台車が一定の範囲内を自由に動くことができるように決定されることが望ましい。また、この吊り具の長さは、ユーザごとの体格に応じて決定できることが望ましい。一方、特許文献１では、このような吊り具の長さを算出する算出方法が具体的に開示されていない。
【０００５】
本発明は、吊り具の長さを適切に決定することができる訓練装置における吊り具長さの決定方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかる訓練装置における吊り具長さの決定方法によれば、
ユーザを吊り下げる吊り具を備え、前記ユーザが移動体に搭乗した状態で、前記移動体が所定の動作を行ない、前記ユーザが前記移動体の前記所定の動作に応じて、重心移動による前記移動体の走行操作を行うことによってバランス訓練を実行する訓練装置における吊り具の長さの決定方法において、
前記吊り具の長さＬは、
Ｌｍｉｎ＜Ｌ＜Ｌｍａｘ１
と表される式を満たすように決定される。
但し、
【数１】
2017044987.tif 000003
であり、
前記訓練装置が載置される載置面から前記吊り具を支持する支持点まで高さをＨ０とし、
前記載置面から前記吊り具の接続位置までの高さをＢ０とし、
前記載置面から前記ユーザの膝までの高さをＢ１とし、
【数２】
2017044987.tif 000004
であり、
前記バランス訓練を実行する訓練領域の中心点から、前記ユーザが訓練を行うために必要な移動距離をＸ１とし、
前記載置面から前記移動体のステップまでの高さをＨ１としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、吊り具の長さを適切に決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る訓練装置の構成を示す斜視図である。
【図２】実施の形態１に係る訓練装置の要部を示す正面図である。
【図３】実施の形態１に係る訓練装置の要部を示す斜視図である。
【図４】実施の形態１に係る訓練装置の吊り具の長さの決定方法を示す概略図である。
【図５】実施の形態２に係る訓練装置の構成を示す斜視図である。
【図６】実施の形態２に係る訓練装置の要部を示す正面図である。
【図７】実施の形態３に係る訓練装置の構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１
図１〜図４を参照して実施の形態１に係る訓練装置について説明する。図１は、実施の形態１に係る訓練装置の構成を示す斜視図である。図２は、実施の形態１に係る訓練装置の要部を示す正面図である。図３は、実施の形態１に係る訓練装置の要部を示す斜視図である。図４は、実施の形態１に係る訓練装置の吊り具の長さの決定方法を示す概略図である。なお、図１〜図５、及び、図７では、ｘｙｚ三次元座標を規定した。
【００１０】
図１に示すように、訓練装置１０は、フレーム１と、本体２と、吊り具長さ調節部３と、ワイヤ４と、吊り具５とを含む。
【００１１】
フレーム１は、右フレーム１ａと、左フレーム１ｂと、連結ロッド１ｃと、支持ロッド１ｄとを含む。右フレーム１ａと左フレーム１ｂとは、上下逆Ｕ字状に曲がった棒状体であり、具体的には、訓練装置１の載置される載置面Ｆ１（図４参照）からユーザＵ１を超える高さまで延びた後、載置面Ｆ１に戻るように曲がる。ここでは、載置面Ｆ１は、ｘｙ平面と略平行な面である。右フレーム１ａと左フレーム１ｂとは、並列されており、２本の連結ロッド１ｃを介して互いに連結している。支持ロッド１ｄが２本の連結ロッド１ｃを連結しており、連結ロッド１ｃその中央近傍に支持点１ｅを有する。
【００１２】
本体２は、略直方体であり、右フレーム１ａと、左フレーム１ｂとを固定する。具体的には、右フレーム１ａの前側（ここでは、ｘ軸マイナス側）端部と、左フレーム１ｂの前側端部とは、本体２の両端にそれぞれ固定されている。
【００１３】
図１及び図２に示すように、吊り具長さ調節部３は、本体２の上方において、右フレーム１ａと、左フレーム１ｂとに支持されている。吊り具長さ調節部３は、ベース板３ａと、位置決めロッド３ｂと、滑車支持部３ｃと、滑車３ｄと、滑車３ｅと、滑車支持部３ｆと、レール３ｇと、位置決め孔３ｈとを含む。
【００１４】
ベース板３ａは、本体２の上方において、右フレーム１ａと、左フレーム１ｂとに支持されている。
【００１５】
位置決めロッド３ｂの一端は、レール３ｇの長手方向（ここでは、ｚ軸プラス側）における位置を段階的に固定できるとともに、レール３ｇの長手方向に移動可能にベース板３ａに支持されている。
【００１６】
具体的には、位置決めロッド３ｂの一端は、レール３ｇに沿って連続的に移動可能であり、位置決め孔３ｈに挿しこみ可能な突起部（図示略）を有する。位置決め孔３ｈは、レール３ｇの長手方向（ここでは、ｚ軸方向）に沿ってベース板３ａに一定の間隔を空けて、設けられた複数の穴である。位置決めロッド３ｂの一端の突起部を位置決め孔３ｈのいずれかの孔に挿し込むことで、位置決めロッド３ｂの高さ方向における位置を固定することができる。ここでは、位置決めロッド３ｂは、高さ方向において、例えば、１０段階に分けられた位置に移動することができる。
【００１７】
位置決めロッド３ｂの一端は、高さ方向に延びる滑車支持部３ｆを支持し、滑車支持部３ｆは、滑車３ｅを回転可能に支持する。滑車支持部３ｃは、ベース板３ａに支持されており、位置決めロッド３ｂの他端部の上方に位置される。滑車支持部３ｃは、ベース板３ａにおける所定の位置、具体的には、滑車支持部３ｆよりも右フレーム１ａ側、かつ、位置決めロッド３ｂよりも上方に配置されている。滑車支持部３ｃは、滑車３ｄを回転可能に支持する。
【００１８】
ワイヤ４の一端は、本体２内に固定されており、ワイヤ４の他端は、滑車３ｄ、滑車３ｅ、連結ロッド１ｃ及び支持ロッド１ｄを介して、吊り具５に機械的に接続される。具体的には、ワイヤ４は、本体２から上方に延びて、滑車３ｄの上側周面に掛けられて、滑車３ｅの下側周面に掛けられる。さらに、ワイヤ４は、滑車３ｅの上方へ延びて、連結ロッド１ｃ及び支持ロッド１ｄの内側を通過して、支持点１ｅを経て、吊り具５に連結される。ワイヤ４は、ユーザＵ１がバランス訓練を行うのに必要な機械的な強度を有すればよい。
【００１９】
図１に示すように、吊り具５は、ハンガー部５ａと、ハーネス５ｂとを含む。ハンガー部５ａの一端は、支持点１ｅ近傍にあるワイヤ４の他端に接続されており、支持ロッド１ｄの支持点１ｅに回転可能に接続されている。ハンガー部５ａは、支持点１ｅを頂点とする円錐状の範囲を、支持点１ｅを中心に回転移動することができる。ハンガー部５ａは、ハーネス５ｂを吊るしており、ハーネス５ｂは、ユーザＵ１の胴を保持する。ハーネス５ｂは、ユーザＵ１の肩の位置でユーザＵ１と機械的に接続される。吊り具５は、ユーザＵ１を吊り下げる。
【００２０】
図３に示すように、左フレーム１ｂの後側端部には、高さ方向に１０段階に区切られた位置を示す目盛１ｂ１が記載されている。目盛１ｂ１は、左フレーム１ｂの後側端部において、吊り具５に吊られたユーザＵ１が見えやすい位置にあると好ましい。
【００２１】
ここで、訓練装置１０は、ユーザＵ１が、図４に示す移動体９に搭乗した状態で、ユーザＵ１に各種バランス訓練を行わせることができる。移動体９は、例えば、ユーザが車両本体９１に立った状態で乗車することができる立ち乗り型の同軸二輪車として、構成されている。移動体９は、載置面Ｆ１に置かれており、載置面Ｆ１を走行することができる。移動体９は、バランス訓練のため、ユーザによる操作によらない所定の動作を行うことができる。また、ユーザが重心を移動させたり、ハンドル９４及びロッド９３を操作したりすることで、車輪９２を所定の方向に駆動させる。その結果として、ユーザが、移動体９を走行操作させる。
【００２２】
（吊り具の長さの決定方法）
次に、図４を参照して、吊り具５の長さＬ１を決定する方法について説明する。
【００２３】
まず、吊り具長さ第１の上限値Ｌｍａｘ１について説明する。吊り具長さ第１の上限値Ｌｍａｘ１は、ユーザＵ１が訓練中にバランスを崩して、転倒した場合に、ユーザＵ１の膝が載置面Ｆ１に衝突しないように決定される長さである。吊り具長さ第１の上限値Ｌｍａｘ１は、下記の数式１を用いて、算出することができる。
【数３】
2017044987.tif 000005
Ｈ０：載置面Ｆ１から支持点１ｅまでの高さ
Ｂ２：ユーザＵ１の膝Ｕ２から吊り具５の接続位置Ｕ３までの高さ
Ｂ０：ユーザＵ１のつま先（ここでは載置面Ｆ１）から吊り具５の接続位置Ｕ３までの高さ
Ｂ１：ユーザＵ１のつま先（ここでは載置面Ｆ１）から膝Ｕ２までの高さ
ここで、吊り具５の接続位置Ｕ３までの高さは、ユーザＵ１の肩に相当する。言い換えると、吊り具５の長さＬ１が吊り具長さ第１の上限値Ｌｍａｘ１未満であると、ユーザＵ１が訓練中に転倒しても、ユーザＵ１の膝Ｕ２が載置面Ｆ１に衝突しないため、好ましい。
【００２４】
次に、吊り具長さの下限値Ｌｍｉｎについて説明する。吊り具長さの下限値Ｌｍｉｎは、訓練領域の中心点Ｆ１ｅから、ユーザＵ１が訓練を行うために必要な移動距離である。訓練領域の中心点Ｆ１ｅは、支持点１ｅを通過し載置面Ｆ１と垂直に交わる直線と、載置面Ｆ１との交点である。下限吊り具長さＬｍｉｎは、下記の数式２を用いて、算出することができる。
【数４】
2017044987.tif 000006
Ｘ１：訓練領域の中心点Ｆ１ｅから、ユーザＵ１が訓練を行うために必要な移動距離
Ｈ１：載置面Ｆ１から移動体９のステップ９５までの高さ
吊り具５の長さＬ１が吊り具長さの下限値Ｌｍｉｎを超えると、訓練に必要な移動距離を確保することができるため、好ましい。
【００２５】
最後に、吊り具長さ第２の上限値Ｌｍａｘ２について説明する。吊り具長さ第２の上限値Ｌｍａｘ２は、ユーザＵ１が訓練を行うための安全が確保された距離から出ないように決定される長さである。
【数５】
2017044987.tif 000007
Ｘｍａｘ:訓練領域の中心点Ｆ１ｅから、ユーザＵ１が訓練を行うための安全が確保された距離
ここで、「ユーザＵ１が訓練を行うための安全が確保された距離」とは、訓練領域において、中心点Ｆ１ｅから、訓練に必要の無い障害物や設備を取り除いた領域の外縁まで距離である。
吊り具５の長さＬ１が吊り具長さ第２の上限値Ｌｍａｘ２未満ならば、ユーザＵ１が、訓練を行うための安全が確保された範囲から出ることが無いので、好ましい。
【００２６】
したがって、吊り具５の長さＬ１が下記の数式４〜数式６を満たすと、適切な長さを有するため、好ましい。
Ｌ＜Ｌｍａｘ１      …（数式４）
Ｌ＞Ｌｍｉｎ      …（数式５）
Ｌ＜Ｌｍａｘ２      …（数式６）
【００２７】
以上、実施の形態１に係る訓練装置によれば、上記した吊り具の長さの決定方法を用いて、吊り具の長さが決定される。そのため、適切な長さの吊り具を使用することができる。
【００２８】
実施の形態２
図５及び図６を参照して実施の形態２に係る訓練装置について説明する。図５は、実施の形態２に係る訓練装置の構成を示す斜視図である。図６は、実施の形態２に係る訓練装置の要部を示す正面図である。実施の形態２に係る訓練装置は、実施の形態１に係る訓練装置１０と比較して、異なる構成の吊り具を有し、吊り具長さ調節部３とワイヤ４とを必ずしも必要としていないところを除いて、同じ構成を有する。共通する構成について説明を省略し、異なる構成について説明する。
【００２９】
図５に示すように、訓練装置１０は、吊り具２５を有する。吊り具２５は、ハンガー部２５ａと、ハーネス２５ｂとを有する。ハンガー部２５ａの一端は、支持ロッド１ｄの支持点１ｅに回転可能に接続されている。ハンガー部２５ａは、支持点１ｅを頂点とする円錐状の範囲を、支持点１ｅを中心に回転移動することができる。ハンガー部２５ａは、ハーネス２５ｂを吊るしており、ハーネス２５ｂは、ユーザＵ１の胴を保持する。
【００３０】
ハンガー部２５ａは、ハーネス２５ｂの代わりに、様々な長さのハーネスを吊るしてもよい。図５に示すように、例えば、長さＬ１を有するハーネス２５１ｂ、長さＬ１よりも長い長さＬ２を有するハーネス２５２ｂ、長さＬ２よりも長い長さＬ３を有するハーネス２５３ｂのいずれかをハンガー部２５ａに吊らせてもよい。上記した数式４〜数式６の少なくとも一つを満たす長さを有するハーネスをハンガー部２５ａに吊らせるとよい。
【００３１】
以上、実施の形態２に係る訓練装置によれば、実施の形態１に係る訓練装置と同様に、上記した吊り具の長さの決定方法を用いて、吊り具の長さが決定される。そのため、適切な長さの吊り具を使用することができる。
【００３２】
実施の形態３
図７を参照して実施の形態３に係る訓練装置について説明する。図７は、実施の形態２に係る訓練装置の構成を示す斜視図である。実施の形態３に係る訓練装置は、実施の形態１に係る訓練装置１０と比較して、異なる構成の吊り具長さ調節部を有するところを除いて、同じ構成を有する。共通する構成について説明を省略し、異なる構成について説明する。
【００３３】
図５に示すように、訓練装置１０は、ワイヤ４の長さを連続的に変更することで、吊り具５の長さＬ１を調節することができる吊り具長さ調節部３３を有する。吊り具長さ調節部３３は、例えば、ワイヤ４を巻き上げたり、繰り出したりすることができるプーリ（図示略）と、そのプーリを回転駆動する駆動部（図示略）とを有する。吊り具長さ調節部３３が、上記した数式４〜数式６の少なくとも一つを満たすように、ワイヤ４を巻き上げたり、繰り出したりすることによって、吊り具５の長さを調節するとよい。
【００３４】
以上、実施の形態３に係る訓練装置によれば、実施の形態１に係る訓練装置と同様に、上記した吊り具の長さの決定方法を用いて、吊り具の長さが決定される。そのため、適切な長さの吊り具を使用することができる。
【符号の説明】
【００３５】
Ｆ１  載置面                              Ｆ１ｅ  中心点
Ｌｍａｘ１  上限値                        Ｌｍａｘ２  上限値
Ｌｍｉｎ  下限値
Ｕ１  ユーザ
Ｕ２  膝                                  Ｕ３  接続位置
１０、２０、３０、訓練装置
１  フレーム                              １ｅ  支持点
３、３３  吊り具長さ調節部                ４  ワイヤ
５、２５  吊り具                          ９  移動体
【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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