(57)【要約】【課題】人体に対して与えられる力覚感覚を簡単に調整することができる力覚感覚調整装置を提供する。【解決手段】人体を支持するとともに人体に対して力覚感覚を提示する人体支持面１１ａを有する袋体１１からなる人体支持部１０とこの内部の流体量を調整する流体量調整部である蛇腹ポンプ１２とを備え、人体支持部１０は、その内部の流体量によって、密度の粗密を変更可能に充填材が充填されており、流体量調整部である蛇腹ポンプ１２は、前記流体量を調整することによって、この充填材の密度の粗密に応じて人体支持部１０の硬さを変更して人体に対して与えられる力覚感覚が調整されるように構成されている。  【選択図】      図１
2009183607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体に対して与えられる力覚感覚を調整する力覚感覚調整装置であって、
人体を支持するとともに、当該人体に対して力覚感覚を提示する人体支持面を有する袋体からなる人体支持部と、
前記人体支持部の内部の流体量を調整する流体量調整部と、
を備え、
前記人体支持部は、その内部の流体量によって、密度の粗密を変更可能に充填材が充填されており、
前記流体量調整部は、前記流体量を調整することによって、この充填材の密度の粗密に応じて人体支持部の硬さを変更して前記人体に対して与えられる力覚感覚が調整されるように構成されていることを特徴とする力覚感覚調整装置。
【請求項２】
前記人体支持面が、人体の足裏を支持する面である請求項１記載の力覚感覚調整装置。
【請求項３】
円筒状の複数のローラと、
前記複数のローラに、周方向回転可能に掛け渡されるベルト体と、
をさらに備え、
前記ベルト体が人体支持部を備え、この人体支持部が、当該ベルト体と一体に回転するように構成されている請求項１又は２に記載の力覚感覚調整装置。
【請求項４】
前記袋体が、無端帯状の袋体である請求項３記載の力覚感覚調整装置。
【請求項５】
前記袋体の内部には、この袋体を周方向に区切っている複数の区切り部が設けられている請求項４に記載の力覚感覚調整装置。
【請求項６】
前記区切り部は、この区切り部により区切られた互いに隣り合う第１の袋部と第２の袋部とが径方向内方で連接している連接部と、
前記第１の袋部の周方向端面と前記第２の袋部の周方向端面とが径方向外方で互いに対向している端面対向部と、
を有しており、
前記区切り部は、前記人体支持部が前記ベルト体と一体にローラの表面上を回転するに際して、前記端面対向部における前記第１の袋部の周方向端面と前記第２の袋部の周方向端面との間が離隔し、前記連接部を屈曲支点として屈曲しながら、前記ローラの表面上を前記ベルト体と一体に回動するように構成されている請求項５記載の力覚感覚調整装置。
【請求項７】
前記流体量調整部は、前記人体支持部の回転中に、この人体支持部の内部の流体量を調整して、当該人体支持部を硬化又は軟化させるように構成されている請求項３〜６のいずれかに記載の力覚感覚調整装置。
【請求項８】
前記流体量調整部は、前記ベルト体の鉛直方向上方に位置するように設けられている人体に対して調整された力覚感覚を提示する力覚感覚提示位置に位置する人体支持部の内部の流体量を減少させることにより当該人体支持部の硬さが第１の硬さとなるように硬化させるとともに、前記力覚感覚提示位置の回転方向下流に位置する人体支持部の内部の流体量を調整することにより、前記人体支持部の硬さが前記第１の硬さよりも柔らかい第２の硬さとなるように軟化させるように構成されている請求項３〜７のいずれかに記載の力覚感覚調整装置。
【請求項９】
前記人体支持部の人体支持面を変形する形状造形部をさらに備え、
前記流体量調整部は、前記形状造形部により人体支持面が変形された人体支持部の内部の流体量を減少させることにより当該人体支持部を硬化させるように構成されている請求項３〜８のいずれかに記載の力覚感覚調整装置。
【請求項１０】
人体に対して与えられる力覚感覚を調整する力覚感覚調整装置であって、
人体を支持するとともに、当該人体に対して力覚感覚を提示する人体支持面を有する袋体からなる人体支持部と、
前記人体支持部の人体支持面を変形する形状造形部と、
を備え、
前記人体支持部は、この人体支持部の人体支持面を可逆的に変形させて、維持する充填材が充填されており、
前記形状造形部は、人体支持部の人体支持面に当接して、この人体支持面の形状を変形させて前記人体に対して与えられる力覚感覚が調整されるように構成されていることを特徴とする力覚感覚調整装置。
【請求項１１】
人体に対して与えられる力覚感覚の調整方法であって、
流体量によって、密度の粗密を変更可能に充填材が充填されており、人体を支持するとともに、当該人体に対して力覚感覚を提示する人体支持面を有する袋体からなる人体支持部の人体支持面を変形させ、
その後、この人体支持部の内部の流体量を調整することによって、前記充填材の密度の粗密に応じて前記人体支持部の硬さを変更して前記力覚感覚を調整することを特徴とする力覚感覚の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、力覚感覚調整装置及び力覚感覚の調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
人体の運動能力を維持、回復又は向上させるために、人体に対して感覚情報を提示する装置が用いられている。かかる装置としては、使用者に対して走行感覚を提示するトレッドミルなどが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載のトレッドミルは、ベルトの上を走行する使用者の動きに対応して前記ベルト走行速度を自律的に変化させるように構成されている。しかしながら、特許文献１に記載のトレッドミルは、走行ベルトとして、平坦な形状を有するベルトを備えているため、このベルトを走行する使用者に対して、一定の形状の路面を走行している走行感覚を与え続けることとなり、自然環境下に走行する場合とは異なる力覚感覚を提示することとなる。
【０００４】
そこで、使用者に対して、凹凸形状を有する路面を走行する走行感覚等の力覚感覚を与えることができる装置として、トレッドミルのベルトの支持ローラの鉛直方向高さをシリンダの動きにより変動させて、当該ベルトの上面の形状が任意の形状変更する歩行感覚提示装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−０７１２１６号公報
【特許文献２】特開２００１−１８７１６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２に記載の歩行感覚提示装置は、複雑な構造を有し、大型であるため、設置場所が制限される場合がある。また、特許文献２に記載の歩行感覚提示装置では、トレッドミルのベルトの支持ローラの鉛直方向高さを変動させることにより、ベルトの上面の形状が任意の形状に変更されるため、このベルトの硬さは一定である。そのため、特許文献２に記載の歩行感覚提示装置は、自然環境下の場合のように、路面の硬さの変化、人体が路面と接触することなどにより生じる触覚の変化などを再現することが困難であり、人体に対して与えられる力覚感覚を十分に再現することが困難である。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、人体に対して与えられる力覚感覚を簡単に調整することができる力覚感覚調整装置及び力覚感覚の調整方法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】
【０００８】
本発明の力覚感覚調整装置は、１つの側面では、人体に対して与えられる力覚感覚を調整する力覚感覚調整装置であって、人体を支持するとともに、当該人体に対して力覚感覚を提示する人体支持面を有する袋体からなる人体支持部と、前記人体支持部の内部の流体量を調整する流体量調整部と、を備え、前記人体支持部は、その内部の流体量によって、密度の粗密を変更可能に充填材が充填されており、前記流体量調整部は、前記流体量を調整することによって、この充填材の密度の粗密に応じて人体支持部の硬さを変更して前記人体に対して与えられる力覚感覚が調整されるように構成されていることを特徴としている。
【０００９】
本発明の力覚感覚調整装置は、前記人体支持部と、前記流体量調整部とを備え、前記人体支持部は、その内部の流体量によって密度の粗密を変更可能に、充填材が充填されており、前記流体量調整部は、前記流体量を調整することによって、この充填材の密度の粗密に応じて人体支持部の硬さを変更して前記人体に対して与えられる力覚感覚が調整されるように構成されているため、人体に対して与えられる力覚感覚を簡単に調整することができる。
【００１０】
前記人体支持面としては、人体の足裏を支持する面が挙げられる。この場合、本発明の力覚感覚調整装置は、足裏に対して、力覚感覚を調整して提示することができる。
【００１１】
本発明の力覚感覚調整装置は、円筒状の複数のローラと、前記複数のローラに、周方向回転可能に掛け渡されるベルト体と、をさらに備え、前記ベルト体が人体支持部を備え、この人体支持部が、当該ベルト体と一体に回転するように構成されていてもよい。この場合、本発明の力覚感覚調整装置は、トレッドミルとして使用することができる。
【００１２】
前記袋体は、無端帯状の袋体であってもよい。
【００１３】
前記袋体の内部には、この袋体を周方向に区切っている複数の区切り部が設けられていることが好ましい。この場合、前記袋体に充填されている充填材をより均等に分散させた状態に維持することができる。
【００１４】
前記区切り部は、この区切り部により区切られた互いに隣り合う第１の袋部と第２の袋部とが径方向内方で連接している連接部と、前記第１の袋部の周方向端面と前記第２の袋部の周方向端面とが径方向外方で互いに対向している端面対向部と、を有し、前記区切り部は、前記人体支持部が前記ベルト体と一体にローラの表面上を回転するに際して、前記端面対向部における前記第１の袋部の周方向端面と前記第２の袋部の周方向端面との間が離隔し、前記連接部を屈曲支点として屈曲しながら、前記ローラの表面上を前記ベルト体と一体に回動するように構成されていることが好ましい。この場合、効率よく人体支持部を回転させることができる。
【００１５】
前記流体量調整部は、前記人体支持部の回転中に、この人体支持部の内部の流体量を調整して、当該人体支持部を硬化又は軟化させるように構成されていることが好ましい。
【００１６】
前記流体量調整部は、前記ベルト体の鉛直方向上方に位置するように設けられている人体に対して調整された力覚感覚を提示する力覚感覚提示位置に位置する人体支持部の内部の流体量を減少させることにより当該人体支持部の硬さが第１の硬さとなるように硬化させるとともに、前記力覚感覚提示位置の回転方向下流に位置する人体支持部の内部の流体量を調整することにより、前記人体支持部の硬さが前記第１の硬さよりも柔らかい第２の硬さとなるように軟化させるように構成されていることが好ましい。
【００１７】
本発明の力覚感覚調整装置は、前記人体支持部の人体支持面を変形する形状造形部をさらに備え、前記流体量調整部は、前記形状造形部により人体支持面が変形された人体支持部の内部の流体量を減少させることにより当該人体支持部を硬化させるように構成されていることが好ましい。
【００１８】
本発明の力覚感覚調整装置は、他の側面では、人体に対して与えられる力覚感覚を調整する力覚感覚調整装置であって、人体を支持するとともに、当該人体に対して力覚感覚を提示する人体支持面を有する袋体からなる人体支持部と、前記人体支持部の人体支持面を変形する形状造形部と、を備え、前記人体支持部は、この人体支持部の人体支持面を可逆的に変形させて、維持する充填材が充填されており、前記形状造形部は、人体支持部の人体支持面に当接して、この人体支持面の形状を変形させて前記人体に対して与えられる力覚感覚が調整されるように構成されていることを特徴としている。
【００１９】
本発明の力覚感覚調整装置は、前記人体支持部と、前記形状造形部とを備え、前記人体支持部は、この人体支持部の人体支持面を可逆的に変形させて、維持する充填材が充填されており、前記形状造形部は、人体支持部の人体支持面に当接して、この人体支持面の形状を変形させて前記人体に対して与えられる力覚感覚が調整されるように構成されているため、人体における当該人体と人体支持面との接触感覚の変化に伴う力覚の変化を作り出すことができ。これにより、本発明の力覚感覚調整装置は、人体に対して与えられる力覚感覚を簡単に調整することができる。
【００２０】
本発明の力覚感覚の調整方法は、人体に対して与えられる力覚感覚の調整方法であって、流体量によって、密度の粗密を変更可能に充填材が充填されており、人体を支持するとともに、当該人体に対して力覚感覚を提示する人体支持面を有する袋体からなる人体支持部の人体支持面を変形させ、その後、この人体支持部の内部の流体量を調整することによって、前記充填材の密度の粗密に応じて前記人体支持部の硬さを変更して前記力覚感覚を調整することを特徴としている。
【００２１】
本発明の力覚感覚の調整方法は、前記人体支持部の人体支持面を変形させ、その後、当該人体支持部を硬化させるため、この人体支持面を任意の形状に変形させることができるとともに、人体支持部の硬さを簡単に任意の硬さとなるように変更することができる。そのため、本発明の力覚感覚の調整方法によれば、簡単に力覚感覚を調整することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の力覚感覚調整装置及び力覚感覚の調整方法は、人体に対して与えられる力覚感覚を簡単に調整することができるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の力覚感覚調整装置の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の力覚感覚調整装置の一実施の形態に係るトレッドミルの概略説明図である。図２は、本発明の力覚感覚調整装置の一実施の形態に係るトレッドミルの人体支持部の変形例の鉛直方向上面の概略説明図である。図３は、本発明の力覚感覚調整装置の一実施の形態に係るトレッドミルの人体支持部の変形例の側方断面の概略説明図である。図４は、図１に示されるトレッドミルの側方断面の概略説明図である。
【００２４】
図１に示されるトレッドミル１は、複数の走行ローラ２３と、走行ローラ２３に掛け渡された無端帯状のベルト体１０，１３とを備えており、ベルト体１０，１３は、走行ローラ２３が回転することに伴って回転する。
図１に示されるトレッドミル１では、使用者は、ベルト体１０，１３の鉛直方向上方に位置するように設けられている人体に対して調整された力覚感覚を提示する力覚感覚提示位置１６において、この力覚感覚提示位置１６に位置するベルト体１０，１３上に乗って歩行又は走行することができる。
【００２５】
ベルト体１０，１３は、走行ローラ２３に直接掛け渡される無端帯状のベルト本体１３と、このベルト本体１３の外周側に設けられた人体支持部１０とを備えている。
【００２６】
人体支持部１０は、ベルト本体１３と同様に無端帯状ベルトとして構成されており、走行ローラ２３の回転に伴ってベルト本体１３が回転すると、人体支持部１０もベルト本体１３と一体に回転する。
人体支持部１０は、複数の袋体１１をベルト周方向に連結して構成されている。各袋体１１には、その内部の流体量によって、密度の粗密を変更可能に充填材が充填されており、この充填材を保持する充填材保持部１５が形成されている。これにより、人体支持部１０の全体にわたって充填材が略均等に分散されるため、人体支持部１０の回転が、効率よく行なわれることとなる。
前記充填材としては、例えば、樹脂ビーズ、砂などの粒体などが挙げられる。
【００２７】
人体支持部は、図２に示される人体支持部９０のように、袋体９１の内部に、この袋体９１を周方向に区切る複数の区切り部９２が設けられていてもよい。
袋体９１には、周方向端部のそれぞれに、当該周方向端部同士を互いに連結する連結部９３，９４が設けられている。袋体９１は、走行ベルトの外径面に巻かれ、周方向端部それぞれの連結部９３，９４を互いに連結させることにより、無端帯状の袋体となる。
【００２８】
また、人体支持部は、図３（ａ）に示される人体支持部１００のように、流体量によって、密度の粗密を変更可能に充填材が充填されている袋体１０１からなり、その内部に、袋体１０１を周方向に区切っている複数の区切り部１０２が設けられていてもよい。
【００２９】
区切り部１０２は、この区切り部１０２により区切られた互いに隣り合う第１の袋部１０１ａと第２の袋部１０１ｂとが径方向内方で連接している連接部１０２と、第１の袋部１０１ａの周方向端面１０１ａ−１と第２の袋部１０１ｂの周方向端面１０１ｂ−１とが径方向外方で互いに対向している端面対向部１０２ｂとを有している。
【００３０】
区切り部１０２は、人体支持部がベルト体と一体にローラの表面上を回転するに際して、端面対向部１０２ｂにおける第１の袋部１０１ａの周方向端面１０１ａ−１と第２の袋部１０１ｂの周方向端面１０１ｂ−１との間が離隔し、連接部１０２を屈曲支点として屈曲しながら、ローラの表面上をベルト体と一体に回動するように構成されている。
このように、人体支持部１００がベルト体と一体にローラの表面上を回転するに際して、周方向端面１０１ａ−１と周方向端面１０１ｂ−１との間が離隔し、連接部１０２ａが屈曲支点として屈曲するため、人体支持部１００は、ローラの表面上を容易に回動することができる。
また、人体支持部１００は、このように、充填材が充填されている袋体１０１が複数の区切り部１０２により区切られているため、人体支持部１００の回転中に、当該人体支持部１００内部における充填材の偏りの発生を抑制することができる。
【００３１】
人体支持部は、図３（ｂ）に示される人体支持部１１０のように、袋体１２１の内部に、この袋体１２１よりも小さい袋体１１１が内包され、この袋体１１１には、密度の粗密を変更可能に充填材が充填され、この袋体１１１の内部に、袋体１１１を周方向に区切っている複数の区切り部１１２が設けられていてもよい。
【００３２】
人体支持部１１０は、このように、充填材が充填されている袋体１１１が複数の区切り部１１２により区切られているため、人体支持部１１０の回転中に、この人体支持部１１０内部における充填材の偏りの発生を抑制することができる。
【００３３】
図１に示されるトレッドミルにおいては、各袋体１１には、袋体１１の内部の流体量を調整する流体量調整部である蛇腹ポンプ１２が接続されている。
この蛇腹ポンプ１２は、図４に示されるように、接続部１７を介して袋体１１の内部の流体量を変えることができるように接続されている。これにより、蛇腹ポンプ１２は、袋体１１の内部の流体量を独立してそれぞれ調節することができる。
【００３４】
この蛇腹ポンプ１２の上面には、蛇腹ポンプ支持ベルト１４が固定されている。この蛇腹ポンプ支持ベルト１４は、複数の袋体１１それぞれに接続されている蛇腹ポンプ１２のすべてを、制御可能に支持している。これにより、１つの蛇腹ポンプ支持ベルト１４により複数の袋体１１それぞれに接続されている蛇腹ポンプ１２のすべてを制御することができる。
【００３５】
蛇腹ポンプ１２の制御は、蛇腹ポンプ支持ベルト１４を介して蛇腹ポンプ制御部２０により行なわれる。
この蛇腹ポンプ制御部２０は、図４に示されるように、蛇腹ポンプ１２の上面に配設された蛇腹ポンプ支持ベルト１４をガイドするガイド部２１と、このガイド部２１を上下に移動させるエアシリンダ２２とからなる。
蛇腹ポンプ制御部２０は、力覚感覚提示位置１６の上方に配置されている。
【００３６】
ガイド部２１は、図４に示されるように、蛇腹ポンプ１２の上面に配設された蛇腹ポンプ支持ベルト１４を周方向に回動可能にガイドするガイドローラ２１ｂと、このガイドローラ２１ｂを鉛直方向上下に変更可能に支持するガイドローラ支持部２１ａとからなる。
ガイド部２１は、図４に示されるように、エアシリンダ２２と連結している。これにより、ガイド部２１の鉛直方向高さは、エアシリンダ２２により変更可能に設定することができる。
【００３７】
トレッドミル本体２５には、図４に示されるように、設けられているエアシリンダ２２を支持するエアシリンダ支持部２４が設けられている。これにより、エアシリンダ２２は、エアシリンダ支持部２４により支持されている。
【００３８】
図１に示されるトレッドミル１では、力覚感覚提示位置１６以外の位置に位置する人体支持部１０の内部の流体量は、人体支持部１０の内部の圧力を大気圧と略同圧力に調整することができる量とされている。
【００３９】
蛇腹ポンプ制御部２０は、力覚感覚提示位置１６に移動してきて、ガイド部２１のガイドローラ２１ｂと接触している蛇腹ポンプ支持ベルト１４ａの鉛直方向高さを高くするようにエアシリンダ２２を稼働させ、蛇腹ポンプ１２を伸張させる。これにより、この力覚感覚提示位置１６に位置する人体支持部１０の内部の空気が引き抜かれ、この人体支持部１０の内部が負圧となる。このようにして、蛇腹ポンプ制御部２０は、人体支持部１０を硬化させることができる。このときの人体支持部１０の硬さを第１の硬さとする。
つぎに、蛇腹ポンプ制御部２０は、力覚感覚提示位置１６を通り過ぎ、力覚感覚提示位置１６の回転方向下流に位置している蛇腹ポンプ支持ベルト１４の鉛直方向高さを低くするようにエアシリンダ２２を稼働させ、蛇腹ポンプ１２を非伸張状態にする。これにより、この力覚感覚提示位置１６に位置する人体支持部１０の内部に空気が送り込まれ、この人体支持部１０の内部が常圧（大気圧）となる。このようにして、蛇腹ポンプ制御部２０は、人体支持部１０を、前記第１の硬さよりも柔らかい硬さである第２の硬さに軟化させることができる。
【００４０】
このように、図１に示されるトレッドミル１では、蛇腹ポンプ制御部２０は、蛇腹ポンプ１２の蛇腹間隔を伸張させることにより、人体支持部１０を第１の硬さに硬化させ、蛇腹ポンプ１２の蛇腹間隔を非伸張状態である平常状態とすることにより、人体支持部１０を第１の硬さよりも柔らかい硬さである第２の硬さに軟化させる。
【００４１】
人体支持部１０の硬さの度合いは、ガイド部２１の鉛直方向高さを調節することにより、適宜設定することができる。
例えば、人体支持部１０の硬さを硬くする場合、ガイド部２１の鉛直方向高さは、より高くなるように調節される。これにより、蛇腹ポンプ１２の蛇腹間隔が伸張され、人体支持部１０の内部が負圧となり、この人体支持部１０の硬さがより硬くなる。また、人体支持部１０の硬さを柔らかくする場合、ガイド部２１の鉛直方向高さは、より低くなるように調節される。これにより、蛇腹ポンプ１２の蛇腹間隔が伸張状態から非伸張状態に近づき、人体支持部１０の内部が常圧に近づき、この人体支持部１０の硬さが柔らかくなる。
【００４２】
つぎに、図５により、図１に示される人体支持部を採用した場合における袋体の硬さを調整することによる力覚感覚の調整方法を概略的に説明する。
図５（ａ）は、図１に示されるトレッドミルの人体支持部の軟化状態（平常状態）を示す概略説明図である。図５（ｂ）は、図１に示されるトレッドミルの人体支持部の硬化状態を示す概略説明図である。
【００４３】
図５（ａ）に示される人体支持部１０においては、蛇腹ポンプ１２は、非伸張状態である平常状態となっている。また、人体支持部１０の内部の流体量は、人体支持部１０の内部の圧力を大気圧と略同圧力に調整することができる量になっている。
このとき、袋体１１の走行ベルト接触面１１ｂと人体支持面１１ａとの間の長さＡ−Ｂは、平常状態の長さとなっている。
【００４４】
図５（ｂ）に示される人体支持部１０においては、蛇腹ポンプ１２は、伸張状態となっている。また、人体支持部１０の内部の流体量は、図５（ａ）に示される人体支持部１０の内部の流体量よりも減少しており、充填材保持部１５における充填材の密度が高くなっている。
このとき、また、袋体１１の走行ベルト接触面１１ｂと人体支持面１１ａとの間の長さＡ−Ｃは、平常状態の長さであるＡ−Ｂよりも短くなっている。これにより、人体支持部１０の硬さは、軟化状態（平常状態）の人体支持部１０の硬さに比べ、硬くなっている。
【００４５】
人体支持部は、図６に示される人体支持部３０のように、袋体３１の内部に、流体量によって、密度の粗密を変更可能に充填材である粒体が充填されている充填材保持部（粒体保持部３２）と、伸縮度合いにより袋体内部の流体量を調整するためのスポンジを保持しているスポンジ保持部３３とが設けられ、袋体３１の外部に、電磁弁３４が設けられていてもよい。図６は、人体支持部の変形例を示す概略説明図である。
【００４６】
この人体支持部３０の硬さは、人体支持部３０の袋体３１を圧縮することにより、スポンジ保持部３３のスポンジを圧縮するとともに、粒体保持部３２の粒体間の密度を高めて人体支持部３０の内部の流体量を調整する流体量調整部である流体量調整ローラ４１と、人体支持部３０の内部の空気を制御可能に出し入れする電磁弁３４とにより調整される。
【００４７】
つぎに、図７により、図６に示される人体支持部が採用された場合における力覚感覚の調整方法を概略的に説明する。
図７（ａ）は、図６に示されるトレッドミルの人体支持部の硬化工程を示す概略説明図である。図７（ｂ）は、図６に示されるトレッドミルの人体支持部の硬化状態を示す概略説明図である。
【００４８】
人体支持部の硬化工程では、図７（ａ）に示されるように、人体支持部３０の人体支持面３１ａに、この人体支持面３１ａの軸方向一端側から他端の電磁弁３４側に向かって流体量調整ローラ４１を転動させる。このとき、電磁弁３４は、開かれており、流体量調整ローラ４１の転動に応じて、人体支持部３０の内部から空気が排出されるようになっている。
【００４９】
このように、人体支持面３１ａ上に、流体量調整ローラ４１を転動させることにより、人体支持部３０の内部の空気が電磁弁３４から排出される。
このとき、袋体３１における流体量調整ローラ４１の転動後の部分では、粒体保持部３２及びスポンジ保持部３３のいずれもが圧縮され、流体量調整ローラ４１の転動後の袋体３１の鉛直方向高さである走行ベルト接触面３１ｂと人体支持面３１ａとの間の距離Ａ−Ｃ’が、平常状態の袋体３１の鉛直方向高さである走行ベルト接触面３１ｂと人体支持面３１ａとの間の距離Ａ−Ｂに比べて短くなる。
【００５０】
つぎに、人体支持面３１ａの軸方向電磁弁側端部に流体量調整ローラ４１が到達すると、電磁弁３４が閉じられる。このとき、図７（ｂ）に示される袋体３１の鉛直方向高さＡ−Ｃ’は、図７（ａ）に示される平常状態の袋体３１の鉛直方向高さＡ−Ｂと略同じとなるか、それよりも短くなる。
その後、スポンジ保持部３３は、スポンジの復元力により、平常状態に戻ろうとする。このとき、図７（ｂ）に示されるスポンジ保持部３３の鉛直方向高さである走行ベルト接触面３１ｂとスポンジ保持部上面３３ａとの間の距離Ａ−Ｅ’は、図７（ａ）に示される流体量調整ローラ４１の転動直後のスポンジ保持部３３の鉛直方向高さＡ−Ｅに比べて長くなる。なお、図７（ｂ）に示されるスポンジ保持部３３の鉛直方向高さＡ−Ｅ’は、平常状態のスポンジ保持部３３の鉛直方向高さＡ−Ｄと略同じとなるか、それよりも短くなる。
【００５１】
つぎに、図８により、図６に示される人体支持部３０の袋体３１の硬さを制御する制御システムを説明する。
図８（ａ）は、図６に示されるトレッドミルの人体支持部の袋体の硬さを制御する制御システムの構成を示す概略説明図である。図８（ｂ）は、トレッドミルの人体支持部の位置関係を示す概略説明図である。
【００５２】
前記制御システムは、図８（ａ）に示されるように、人体支持部３０の各袋体３１それぞれに配設されている電磁弁３４の開閉を制御する制御部３６とポンプ３５とを備えている。
【００５３】
前記制御システムにおいて、１つの袋体３１が、図８（ｂ）に示される力覚感覚提示位置Ｐ１の上流の位置Ｐ７に移動してくると、制御部３６は、この袋体３１に配設されている電磁弁３４を開き、当該袋体３１の内部の空気を排出させるように制御する。これにより、当該袋体３１の内部の流体量が減少する。
つぎに、前記袋体３１が力覚感覚提示位置Ｐ１に移動してくると、制御部３６は、この袋体３１に配設されている電磁弁３４を閉じる。これにより、当該袋体３１が硬化する。
その後、制御部３６は、前記袋体３１が力覚感覚提示位置であるＰ１を通り過ぎ、力覚感覚提示位置Ｐ１の下流の位置Ｐ２に移動してくると、この袋体３１に配設されている電磁弁３４を開くとともに、この電磁弁３４に接続されているポンプ３５を稼働させ、当該袋体３１の内部に空気を送り込むように制御する。
【００５４】
また、人体支持部は、図９に示される人体支持部５０のように、袋体５１の内部に、伸縮度合いにより袋体内部の流体量を調整するためのスポンジを保持しているスポンジ保持部５２が設けられ、袋体５１の外部に、電磁弁５４が設けられていてもよい。図９は、本発明の力覚感覚調整装置の一実施の形態に係るトレッドミルの人体支持部の変形例を示す概略説明図である。
【００５５】
図９に示される人体支持部５０は、図８に示される制御システムと同様のシステムにより制御することができる。
【００５６】
つぎに、図１０により、図９に示される人体支持部が採用された場合における袋体の硬さを調整することによる力覚感覚の調整方法を概略的に説明する。
図１０（ａ）は、図９に示されるトレッドミルの人体支持部の硬化工程を示す概略説明図である。図１０（ｂ）は、図９に示されるトレッドミルの人体支持部の硬化状態を示す概略説明図である。
人体支持部５０の袋体５１の硬さは、流体量調整部である流体量調整ローラ４１及び電磁弁５４により調整される。
【００５７】
人体支持面の硬化工程では、図１０（ａ）に示されるように、袋体５１の上面に、この袋体５１の上面の軸方向一端側から他端の電磁弁５４側の方向に流体量調整ローラ４１を転動させる。このとき、電磁弁５４は、開かれており、流体量調整ローラ４１の転動に応じて、人体支持部５０の内部から空気が排出されるようになっている。
【００５８】
このように、袋体５１の上面に、流体量調整ローラ４１を転動させることにより、袋体５１の内部の空気及びスポンジ保持部５２に内包されている空気が電磁弁５４から排出される。
このとき、平常状態の袋体５１に比べ、当該袋体５１の内部の流体量が減少する。その結果、袋体５１全体が圧縮される。
袋体５１における流体量調整ローラ４１の転動後の部分では、流体量調整ローラ４１の転動後の袋体５１の鉛直方向高さＡ−Ｃが、平常状態の袋体３１の鉛直方向高さＡ−Ｂに比べて短くなる。
【００５９】
つぎに、袋体５１の上面の軸方向電磁弁側端部に流体量調整ローラ４１が到達すると、電磁弁５４が閉じられる。このとき、袋体５１は、図１０（ｂ）に示される硬化状態となる。
【００６０】
袋体５１では、袋体５１の鉛直方向高さＡ−Ｃ’は、平常状態の袋体５１の鉛直方向高さＡ−Ｂと略同じ高さか、それよりも低くなる。
また、硬化状態の袋体５１の内部のスポンジ保持部５２は、スポンジの復元力により、平常状態に戻ろうとする。このとき、スポンジ保持部５２の鉛直方向高さＡ−Ｅ’は、流体量調整ローラ４１の転動直後のスポンジ保持部３３の鉛直方向高さＡ−Ｅに比べて長くなる。
【００６１】
本発明においては、前記人体支持面には、立体形状を形成させてもよい。
図１１は、本発明の力覚感覚調整装置の一実施の形態に係るトレッドミルの人体支持面に立体形状を形成させる形状造形部を示す概略説明図である。図１１は、形状造形部をわかりやすく説明するために、袋体６１の内部の流体量を調整する流体量調整部を省略して記載されている。
【００６２】
図１１に示されるトレッドミル８０において、人体支持部６０の回転方向上流に、人体支持面に凹部７２ａを形成させる凸状の突起部である凹部形成部８２を有する略円筒状の凹凸形状造形部８１が配置されている。
この凹凸形状造形部８１は、走行ローラ８３の回転により、走行ベルト６２が回転するとともに人体支持部６０の回転方向上流から移動してくる袋体６１の人体支持面に凹凸形状造形部８１を押し当てながら、袋体６１の移動に伴い回転して、この袋体６１の人体支持面に、凹部７２ａと凸部７２ｂとからなる凹凸部７２が形成されることになる。
これにより、人体における当該人体と凹凸部７との接触感覚の変化に伴う力覚の変化を作り出すことができる。
【００６３】
なお、本発明においては、力覚感覚調整装置は、図１１に示される力覚感覚調整装置であるトレッドミル８０において、袋体６１の内部の流体量を調整する流体量調整部を備えておらず、人体支持部６０と、形状造形部である凹凸形状造形部８１とを備えるものであってもよい。かかるトレッドミルでは、人体支持部６０が、この人体支持部６０の人体支持面を可逆的に変形させて、維持する充填材が充填され、凹凸形状造形部８１は、人体支持部６０の人体支持面に当接して、この人体支持面の形状を変形させて前記人体に対して与えられる力覚感覚が調整されるように構成されていればよい。
【００６４】
以上のように、本発明の力覚感覚調整装置及び力覚感覚の調整方法によれば、人体に対して与えられる力覚感覚を簡単に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の力覚感覚調整装置の一実施の形態に係るトレッドミルの概略説明図である。
【図２】本発明の力覚感覚調整装置の一実施の形態に係るトレッドミルの人体支持部の変形例の鉛直方向上面の概略説明図である。
【図３】本発明の力覚感覚調整装置の一実施の形態に係るトレッドミルの人体支持部の変形例の側方断面の概略説明図である。
【図４】図１に示されるトレッドミルの側方断面の概略説明図である。
【図５】図５（ａ）は、図１に示されるトレッドミルの人体支持部の軟化状態（平常状態）を示す概略説明図である。図５（ｂ）は、図１に示されるトレッドミルの人体支持部の硬化状態を示す概略説明図である。
【図６】本発明の力覚感覚調整装置の一実施の形態に係るトレッドミルの人体支持部の変形例を示す概略説明図である。
【図７】図７（ａ）は、図６に示されるトレッドミルの人体支持部の硬化工程を示す概略説明図である。図７（ｂ）は、図６に示されるトレッドミルの人体支持部の硬化状態を示す概略説明図である。
【図８】図８（ａ）は、図６に示されるトレッドミルの人体支持部の制御システムの構成を示す概略説明図である。図８（ｂ）は、トレッドミルの人体支持部の位置関係を示す概略説明図である。
【図９】本発明の力覚感覚調整装置の一実施の形態に係るトレッドミルの人体支持部の変形例を示す概略説明図である。
【図１０】図１０（ａ）は、図９に示されるトレッドミルの人体支持部の硬化工程を示す概略説明図である。図１０（ｂ）は、図７に示されるトレッドミルの人体支持部の硬化状態を示す概略説明図である。
【図１１】本発明の力覚感覚調整装置の一実施の形態に係るトレッドミルの人体支持面に立体形状を形成させる形状造形部を示す概略説明図である。
【符号の説明】
【００６６】
１    トレッドミル
１０    ベルト体（人体支持部）
１１    袋体
１１ａ    人体支持面
１１ｂ    走行ベルト接触面
１２    蛇腹ポンプ
１３    ベルト体（ベルト本体）
１４    蛇腹ポンプ支持ベルト
１４ａ    ガイドローラ接触部
１５    充填材保持部
１６    力覚感覚提示位置
１７    接続部
２０    蛇腹ポンプ制御部
２１    ガイド部
２１ａ    ガイドローラ支持部
２１ｂ    ガイドローラ
２２    エアシリンダ
２３    走行ローラ
２４    エアシリンダ支持部
２５    トレッドミル本体
２６    上流ガイドローラ
２７    下流ガイドローラ
３０    人体支持部
３１    袋体
３１ａ    人体支持面
３２    粒体保持部
３３    スポンジ保持部
３３ａ    スポンジ保持部上面
３４    電磁弁
３５    ポンプ
３６    制御部
４１    流体量調整ローラ
５０    人体支持部
５１    袋体
５２    スポンジ保持部
５４    電磁弁
５５    ポンプ
５６    制御部
６０    人体支持部
６０ａ    平面状人体支持部
６０ｂ    凹凸状人体支持部
６１    袋体
６２    走行ベルト
７１    平面状人体支持部
７２    凹凸部
７２ａ    凹部
７２ｂ    凸部
８０    トレッドミル
８１    凹凸形状造形部
８２    凹部形成部
８３    走行ローラ
９０    人体支持部
９１    袋体
９２    区切り部
９３    連結部
９４    連結部
１００    人体支持部
１０１    袋体
１０１ａ    第１の袋部
１０１ａ−１    周方向端面
１０１ｂ    第２の袋部
１０１ｂ−１    周方向端面
１０２    区切り部
１０２ａ    連接部
１０２ｂ    端面対向部
１１０    人体支持部
１１１    袋体
１１２    区切り部
１２１    袋体
【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】
2009183607.tif 000009
【図８】
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【図９】
2009183607.tif 000011
【図１０】
2009183607.tif 000012
【図１１】
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