(57)【要約】【課題】足踏み運動、又は、足踏み運動と腰捻り運動を同時に行なうことができる受動運動器において、踏み板の上下の傾動幅を調節できるようにする。【解決手段】左右一対の踏み板33,34を傾動可能に具えたユニット部30と、踏み板を交互に傾動させる駆動部80と、該駆動部の作動を制御する制御手段40と、を具えた受動運動器であって、制御手段は、踏み板の傾動幅が可変となるように、駆動部を制御する。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右一対の踏み板を傾動可能に具えたユニット部と、
踏み板を交互に傾動させる駆動部と、
該駆動部の作動を制御する制御手段と、
を具えた受動運動器であって、
制御手段は、踏み板の傾動幅が可変となるように、駆動部を制御するようにしたことを特徴とする受動運動器。
【請求項２】
制御手段は、駆動部を正逆回転させることで、踏み板の傾動幅を変える請求項１に記載の受動運動器。
【請求項３】
制御手段は、駆動部の駆動速度を、踏み板の傾動幅が大きい場合に比して、踏み板の傾動幅が小さい場合は遅くするよう制御する請求項１又は請求項２に記載の受動運動器。
【請求項４】
ユニット部は、床面に載置されるベース部に回動可能に配備され、
駆動部は、踏み板を傾動させると共にユニット部を回動させる請求項１乃至請求項３の何れかに記載の受動運動器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、足踏み運動、又は、足踏み運動と腰捻り運動を同時に行なうことのできる受動運動器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
使用者の足を左右一対の踏み板に載せ、踏み板をモータで交互に傾動させることにより、足踏み運動をすることができる受動運動器が知られている(例えば、特許文献１参照)。使用者は、受動運動器の踏み板に左右の足を載せるだけで、自ら足を動かさなくても、踏み板の傾動に合わせた足踏みの受動運動を受けることができる。また、自ら踏み板を踏み込むことにより、より運動効果の高い受動運動を受けることもできる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３５８０５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記では、モータの回転速度を可変とすることで、踏み板の傾動速さを調節することはできるが、踏み板の上下の傾動幅を変えることはできなかった。
このため、使用者によっては、踏み板の傾動幅が大きすぎて、足に負担が掛かることがあった。また、傾動幅が一定であると、動作が単調となることもあった。
【０００５】
本発明の目的は、足踏み運動、又は、足踏み運動と腰捻り運動を同時に行なうことができる受動運動器において、踏み板の上下の傾動幅を調節できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明の受動運動器は、
左右一対の踏み板を傾動可能に具えたユニット部と、
踏み板を交互に傾動させる駆動部と、
該駆動部の作動を制御する制御手段と、
を具えた受動運動器であって、
制御手段は、踏み板の傾動幅が可変となるように、駆動部を制御する。
例えば、駆動部を正逆回転させることで、踏み板の傾動幅を変えることができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の受動運動器によれば、踏み板の傾動幅を可変としているから、使用者の所望する運動の程度に応じて、運動量を調節できる。
また、例えば、リハビリ目的等で軽い運動を受けたい場合には、踏み板の傾動幅を小さくして、足に掛かる負担を調節できる。
さらに、踏み板の傾動幅を運動中に変化させたり、運動開始から段階的に大きくし、運動終了の所定時間前より段階的に小さくする等、種々のバリエーションが可能となるから、使用者を飽きさせることのない受動運動を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を、足踏み運動だけでなく、腰捻り運動も同時に行なうことのできる受動運動器(10)に適用した実施例について説明するが、本発明は、足踏み運動だけを行なうことのできる受動運動器にも勿論適用することができる。
【０００９】
本発明の受動運動器(10)の概略を説明すると、受動運動器(10)は、床面に載置されるベース部(20)と、該ベース部(20)の内部に配備された駆動部(80)(図７乃至図９参照)を介して、ベース部(20)に対して左右に所定角度ずつ回動可能となるように支持されたユニット部(30)と、ベース部(20)の前端に上向きに形成されたハンドル部(50)とを具える。
ここで、使用状態における使用者の目線の方向を前方(ハンドル部(50)のある方向)、逆側を後方とする。
【００１０】
ユニット部(30)は、後述する駆動部(80)に一体回動可能に支持された回動プレート(31)と、該回動プレート(31)の天面に貫通開設された左右一対の細長い形状の開口部(37)(37)から臨出した踏み板(33)(34)を具える。
踏み板(33)(34)は、駆動部(80)により左右互い違いに傾動するよう支持されている。踏み板(33)(34)の上面には、使用者が足を載せる面が形成されており、該面は、緩衝用及び滑り止めの目的で、ゴム等のクッション(35)(35)が配備されている。
【００１１】
また、ハンドル部(50)は、ベース部(20)の前端から上向きに突設されたハンドル台座(51)に、ハンドルポスト(60)が起立状態(図１乃至図３参照)から後傾状態(図４乃至図６参照)に傾動可能となるように支持されている。ハンドルポスト(60)の上端には、後述する操作表示部(90)を具える。また、ハンドルポスト(60)の上端近傍には、使用者が掴んだり肘を置くことのできるハンドル(70)が回動可能に支持されている。
【００１２】
以下、各構成について詳述する。
ベース部(20)は、前後に長い略楕円形状の樹脂ケースから構成されており、前端側にハンドル台座(51)が突設されている。また、ハンドル台座(51)の後方側には、ユニット部(30)が回動可能に支持されると共に、内部に駆動部(80)が配備されている。
駆動部(80)は、ベース部(20)に対して回動可能に支持されたユニットフレーム(81)上に形成されており、該ユニットフレーム(81)は、ユニット部(30)の回動プレート(31)で覆われており、回動プレート(31)と一体回転可能となっている。
【００１３】
駆動部(80)は、図７乃至図９に示すように、ベース部(20)とユニット部(30)の回動プレート(31)により形成された空間に配備される。
駆動部(80)は、ベース部(20)に回動可能に支持されたユニットフレーム(81)に１基のモータ(82)を載置し、該モータ(82)を、内部にウォームギア(83)を具える減速機構(84)を介してメインシャフト(85)に連繋して構成される。モータ(82)として、ＤＣモータを例示できる。
【００１４】
駆動部(80)のモータ(82)のオン、オフや、回転速度の制御は、後述の制御手段(40)(図１０参照)により行なわれる。
【００１５】
ユニットフレーム(81)は、そのほぼ中央にある垂直軸(81a)をベース部(20)に軸支することで回転可能となっている。図７では、減速機構(84)の上側ギアケース(84a)のみ示しており、下側ギアケースは省いている。
メインシャフト(85)は、ユニットフレーム(81)の左右方向に延びており、減速機構(84)を挟んだ左右の位置に、偏心角が互いに１８０°ずれたプーリ(86)が取り付けられている。
【００１６】
ユニットフレーム(81)には、左右一対の支持台(81b)が立設され、メインシャフト(85)の両端は、支持台(81b)の後側に軸支されている。左右のプーリ(86)の外周には、軸受を介して外輪体(86a)が枢支されており、この外輪体(86a)の上部には、筒部(86b)が固定されている。符号(89)は左右一対ある揺動体で、前部(89a)と、前部(89a)とパイプ(89d)により結合された後部(89b)より構成され、前部(89a)は、揺動体(89)がユニットフレーム(81)に対して上下に揺動するように支軸(89c)にて軸支されている。支軸(89c)の一端は支持台(81b)の前側に支持され、他端は、モータ(82)との間に設けた軸受部(81c)に支持されている。揺動体(89)の前部(89a)と後部(89b)間には、前後方向に延びる揺動シャフト(89e)が取り付けられている。揺動シャフト(89e)の後方は、外輪体(86a)の上部の筒部(86b)内に出し入れ自在に挿入されている。左右の揺動体(89)上に、夫々左右の踏み板(33)(34)が取り付けられている。
【００１７】
揺動体前部(89a)のモータ(82)側の側面とベース部(20)間は、ツイスト用リンク(87)で連結されている。ツイスト用リンク(87)の両端は自在継手(88)(88)を介して夫々揺動体前部(89a)側面とベース部(20)に連結されている。
【００１８】
上記の如くベース部(20)に対して回動可能に配備されたユニットフレーム(81)の回動は、検知手段(42)により検知することができる。検知手段(42)として、マグネット(43)及びホール素子(44)の組合せを例示できる。図示の実施例では、マグネット(43)をユニットフレーム(81)に配置し、踏み板(33)(34)が略等しい傾動角度となり、且つ、踏み板(33)(34)が、前後方向に対して左右対称な位置(以下「センター位置」と称する)で、ホール素子(44)がマグネット(43)を検知できるように、固定側であるベース部(20)にホール素子(44)を配備している。ホール素子(44)は、後述する制御手段(40)に電気的に接続される。
検知手段(42)は、マグネット(43)及びホール素子(44)の組合せに限定されず、光素子、赤外線素子、圧電素子、近接スイッチ等を用いることができる。
【００１９】
回動プレート(31)が左右に回動して、検知手段(42)となるホール素子(44)の近傍をマグネット(43)が通過する毎に、検知手段(42)は、制御手段(40)に信号を送信する。従って、この信号を用いて、回動プレート(31)の回動往復回数(一往復当たり検知手段(42)を２回通過する)を検知することができ、回動プレート(31)が一往復する間に、踏み板(33)(34)は夫々上下に一往復するから、踏み板(33)(34)の踏み込み回数を算出することもできる。
また、図１１に示すように、踏み板(33)(34)の傾動角度と、回動プレート(31)の回動角度には相関関係がある。従って、回動プレート(31)の回動角度を検知手段(42)により検知することで、踏み板(33)(34)の傾動状態(傾動幅)を検知することができる。
【００２０】
使用者が、踏み板(33)(34)に足を載せた状態で、身体の安定性を高めるために、ベース部(20)の前端には、ハンドル部(50)が形成されている。
ハンドル部(50)は、ベース部(20)の前端から上向きに突設されたハンドル台座(51)を具え、該ハンドル台座(51)の上端は、左右にブラケット(52)(52)が形成されている。ブラケット(52)(52)間には、ハンドルポスト(60)が軸支されている。ハンドルポスト(60)は、ハンドル台座(51)に対して、図１乃至図３に示すように、起立した状態から、図４乃至図６に示すように、後傾して折り畳んだ状態まで傾動可能となっている。起立状態では、図３に示すポスト固定ネジ(64)を、ハンドル台座(51)に螺合させることにより、ハンドルポスト(60)をハンドル台座(51)に固定することができる。なお、図８において、ブラケット(52)の骨格を形成するブラケットフレームを符号(52)で示している。
【００２１】
ハンドルポスト(60)の上端には、図１等に示すように、ハンドル(70)が取り付けられている。ハンドル(70)は、ハンドルポスト(60)を左右に貫通するハンドル軸部(71)により、ハンドルポスト(60)に回動可能に支持される。ハンドル(70)は、使用状態において、図１乃至図３に示すように、ハンドル軸部(71)がハンドルポスト(60)から左右に突出し、上向きに屈曲したアーム部(72)(72)を有し、該アーム部(72)(72)の先端は、内向きに屈曲して、グリップ部(73)を構成している。グリップ部(73)(73)どうしは所定の間隔を存して対向している。グリップ部(73)は、使用者が掴んだり、肘を置く部分となる。グリップ部(73)(73)間に間隙を設けたのは、使用時に使用者が操作表示部(90)を視認し易くするためである。ハンドル(70)は、ハンドルポスト(60)に対して、回動可能且つハンドル固定ネジ(75)により位置決め可能とすることができる。
【００２２】
使用者は、受動運動器(10)の使用に際し、図１乃至図３に示すように、まず、ハンドルポスト(60)を起立し、固定させた状態から、ハンドル(70)を掴んで、踏み板(33)(34)に夫々左右の足を載せればよい。
【００２３】
ハンドルポスト(60)の上端には、制御手段(40)に電気的に接続された操作表示部(90)が設けられている。操作表示部(90)には、使用者が操作する種々のボタン、後述する使用者の運動状態を告知する告知部となり、さらに、受動運動器(10)の状態、運動時間、消費カロリー、ＭＥＴｓ(metabolic equivalents)等を表示する表示部(92)とを具える。なお、ＭＥＴｓとは、受動運動における使用者の代謝量が、安静時の代謝量に対して何倍に相当するかを換算して示す運動強度である。
【００２４】
本発明の受動運動器(10)は、上記した操作表示部(90)により操作され、図１０に示す制御手段(40)により制御される。
図１０は、本発明の受動運動器(10)のブロック図を示している。制御手段(40)には、前述した駆動部(80)のモータ(82)、操作表示部(90)、表示部(92)、及び、回動プレート(31)の回動を検知する検知手段(42)等が電気的に接続されており、その他、種々の制御プログラムや後述する基準電流等を記憶するメモリなどを具える。
【００２５】
制御手段(40)は、操作表示部(90)からの操作命令を受けると、該操作命令に応じた速度指令値でモータ(82)を回転駆動させるように、ＰＷＭ制御等により、モータ(82)に電圧を印加する。また、制御手段(40)は、表示部(92)により、使用者の選択した操作内容、運動時間、消費カロリー、ＭＥＴｓ、及び、後述する使用者の運動状態の告知を表示する。
【００２６】
然して、モータ(82)を一方向に連続的に回転させると、メインシャフト(85)が回転し、左右のプーリ(86)が１８０°ずれた位相で偏心回転を行ない、この偏心回転が、外輪体(86a)、筒部(86b)、揺動シャフト(89e)を介して揺動体(89)に伝わり、揺動体(89)を支軸(89c)を中心に上下に揺動させる。この結果、左右の踏み板(33)(34)が互いに逆位相となるよう上下に傾動運動する(図１１参照)。なお、図１１は、受動運動器(10)の踏み板(33)(34)の位置と回動プレート(31)の位置とを模式的に示したものであり、中央上側の図は、回動プレート(31)を上側から見た図、左側の図は、回動プレート(31)が左に最も回転したときの踏み板(33)(34)の傾動状態を右斜め後方から見た図、右側の図は、回動プレート(31)が右に最も回転したときの踏み板(33)(34)の傾動状態を左斜め後方から見た図、中央下段の図は、踏み板(33)又は(34)の傾動状態を側方から見た図である。
この揺動体(89)の傾動運動により、揺動体(89)に接続されたツイスト用リンク(87)(87)がベース部(20)を押し引きすることで、ユニットフレーム(81)がベース部(20)に対して所定角度ずつ(図示の例ではセンター位置から約６０°ずつ)左右に回動する。これにより、ユニットフレーム(81)に取り付けられた回動プレート(31)が左右に回動する(図１１参照)。
モータ(82)を一方向に連続的に回転させた場合には、図１１に示すように、踏み板(33)(34)の傾動幅は最大となる。
【００２７】
踏み板(33)(34)の傾動幅は、モータ(82)の回転を正逆回転することで可変とすることができる。具体的には、前記検知手段(42)により、センター位置が検出された位置から、プーリ(96)が半周以下で正逆の往復回転をするように、モータ(82)を正逆回転させることにより、踏み板(33)(34)の傾動幅を調節することができる。
例えば、プーリ(96)の回転が、センター位置が検出されてから１／４回転で反転するように(左右合わせて１／２回転)となるようにモータ(82)の正逆回転を調整すると、踏み板(33)(34)の傾動幅の上限及び下限を、図１２に示すように約半分にすることができる。このとき、回動プレート(31)の回動角度も約半分のセンター位置から３０°程度となる。
上記のように、モータ(82)の正逆回転を制御することで、踏み板(33)(34)の傾動幅を所望に応じて調整することができる。
【００２８】
さらに、回動プレート(31)の左右の回動角度を異ならせば、左右の踏み板(33)(34)の動きを異ならせることができる。例えば、右側の踏み板(34)の踏み込み量(下がる量)を小さくしたい場合は、回動プレート(31)の左側への回動角度が、右側に比べて小さくなるようにすればよい。
【００２９】
また、踏み板(33)(34)の傾動幅を小さくするように、モータ(82)の正逆回転を制御する場合、さらに、モータ(82)の回転速度を遅くするようにすることで、使用者の足への負担を小さくすることができる。逆に、モータ(82)の回転角度を速くすれば、小刻みな運動に変えることができる。
加えて、踏み板(33)(34)の傾動幅を大きくするように、モータ(82)の正逆回転を制御する場合、モータ(82)の回転速度を速くすることで、運動効果の高い受動運動を提供できる。
【００３０】
なお、プログラム等により、段階的に又はランダムにモータ(82)の正逆回転を制御し、バリエーションに富んだ飽きのこない受動運動を提供することもできる。
例えば、踏み板(33)(34)の傾動幅を運動中に変化させたり、運動開始から段階的に大きくし、運動終了の所定時間前より段階的に小さくする等、種々のバリエーションが可能となる。
【００３１】
運動終了後、受動運動器(10)を格納する場合には、ハンドル(70)を固定ネジ(75)を緩めて図４乃至図６に示す位置まで回動させて、ハンドル(70)を格納する。次に、ポスト固定ネジ(64)を緩めて、ハンドルポスト(60)を図４乃至図６に示すように後傾させればよい。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、足踏み運動、又は、足踏み運動と腰捻り運動を同時に行なうことができる受動運動器として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の受動運動器の使用状態を示す斜視図である。
【図２】本発明の受動運動器の使用状態を示す正面図である。
【図３】本発明の受動運動器の使用状態を示す右側面図である。
【図４】本発明の受動運動器の格納状態を示す斜視図である。
【図５】本発明の受動運動器の格納状態を示す正面図である。
【図６】本発明の受動運動器の格納状態を示す右側面図である。
【図７】本発明の受動運動器の図２の線Ａ−Ａに沿う矢視断面図である。
【図８】本発明の受動運動器の駆動部を示す斜視図である。
【図９】本発明の受動運動器の駆動部を示す平面図である。
【図１０】制御手段のブロック図である。
【図１１】踏み板の傾動状態と回動プレートの関係を模式的に示す図である。
【図１２】踏み板の傾動幅を小さくした状態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３４】
(10)  受動運動器
(20)  ベース部
(30)  ユニット部
(31)  回動プレート
(33)  踏み板
(34)  踏み板
(40)  制御手段
(42)  検知手段
(80)  駆動部
(82)  モータ
【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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【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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