(57)【要約】本体と、該本体に内蔵される回転駆動機構と、該回転駆動機構を制御する駆動制御器と、前記回転駆動機構に連結される足用のペダル機構と、前記本体を移動自在にする移動手段を備えている機能強化訓練機。体力のない老若男女、病気上がりの人またはスポーツ関係者のリハビリとして、下半身機能の強化を体調に応じて、心臓の負担を軽くしたソフトからやや多くの汗をかくハードまで行なうことができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と、該本体に内蔵される回転駆動機構と、該回転駆動機構を制御する駆動制御器と、前記回転駆動機構に連結される足用のペダル機構と、前記本体を移動自在にする移動手段を備えてなる機能強化訓練機。
【請求項２】
本体と、該本体の上部に載置される座いすと、前記本体に内蔵される回転駆動機構と、該回転駆動機構を制御する駆動制御器と、前記回転駆動機構に連結される足用のペダル機構と、前記座いすを本体の前後進方向に移動自在にするスライド機構と、前記座いすの背もたれ部の背角度を変更自在にするリクライニング機構と、前記座いすを昇降自在にする昇降機構と、前記本体を移動自在にする移動手段を備えてなる機能強化訓練機。
【請求項３】
本体と、該本体に内蔵される回転駆動機構と、該回転駆動機構を制御する駆動制御器と、前記回転駆動機構に連結される足用のペダル機構と、前記本体を移動自在にする移動手段と、前記足用のペダル機構の上部に設けられる腕用のペダル機構と、前記回転駆動機構と腕用のペダル機構を連結する腕用回転伝動部を備えてなる機能強化訓練機。
【請求項４】
本体と、該本体の上部に載置される座いすと、前記本体に内蔵される回転駆動機構と、該回転駆動機構を制御する駆動制御器と、前記回転駆動機構に連結される足用のペダル機構と、前記座いすを本体の前後進方向に移動自在にするスライド機構と、前記座いすの背もたれ部の背角度を変更自在にするリクライニング機構と、前記座いすを昇降自在にする昇降機構と、前記本体を移動自在にする移動手段と、前記足用のペダル機構の上部に設けられる腕用のペダル機構と、前記回転駆動機構と腕用のペダル機構を連結する腕用回転伝動部を備えてなる機能強化訓練機。
【請求項５】
前記腕用回転伝動部が、前記足用のペダル機構と腕用のペダル機構を切替える切替えクラッチ機構と、該足用のペダル機構と腕用のペダル機構の回転を逆転させる逆転機構を備えてなる請求の範囲第３項または第４項記載の機能強化訓練機。
【請求項６】
前記回転駆動機構が、回転伝動部、駆動モータおよびクラッチ機構からなる請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４項または第５項記載の機能強化訓練機。
【請求項７】
前記駆動制御器が、前記回転駆動機構におけるクラッチ機構の切り換えを作動させる切換回路と、前記駆動モータを正転または逆転させる回転駆動回路と、前記駆動モータの回転速度を可変速にする変速回路とからなる請求の範囲第６項記載の機能強化訓練機。
【請求項８】
前記駆動制御器が、前記スライド機構、昇降機構およびリクライニング機構を連動させる機構同調回路を含む請求の範囲第７項記載の機能強化訓練機。
【請求項９】
前記スライド機構が、前記座いすを支持する移動台と、該移動台を案内する案内レールと、前記移動台に螺入されるスクリューねじと、該スクリューねじを回転させるハンドルとからなる請求の範囲第２項または第４項記載の機能強化訓練機。
【請求項１０】
前記昇降機構が、前記座いすを支持する移動台と、該移動台に取り付けられるジャッキとからなる請求の範囲第２項または第４項記載の機能強化訓練機。
【請求項１１】
前記足用のペダル機構における左右のペダルレバーの取り付け位置が支持軸に対して変更できる請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４項、第５項、第６項、第７項、第８項、第９項または第１０項記載の機能強化訓練機。
【請求項１２】
前記足用のペダル機構における左右のペダルレバーに設けられるペダルの位置をリハビリの形態に応じて変えられる請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４項、第５項、第６項、第７項、第８項、第９項、第１０項または第１１項記載の機能強化訓練機。
【請求項１３】
前記本体が転倒防止用の支柱部材を備えてなる請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４項、第５項、第６項、第７項、第８項、第９項、第１０項、第１１項または第１２項記載の機能強化訓練機。
【請求項１４】
前記支柱部材が昇降可能なアウトトリガーである請求の範囲第１３項記載の機能強化訓練機。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は機能強化訓練機に関する。さらに詳しくは、体力のない老若男女の下半身強化、下半身に障害をもつ身体障害者またはスポーツ関係者の補助運動または機能回復（以下、リハビリという）など、とくに病上がりの人の下半身機能を室内で、座りながら簡単に訓練し、筋力強化により回復させることができるとともに、脳出血や小脳変成疾患などによる手足の麻痺のリハビリに用いられる機能強化訓練機に関する。
背景技術
従来の訓練装置として、脳卒中の人々の立位から歩行訓練に移行する時期などの訓練に両足でペダルを漕ぐことにより、これらの人々の脚部の運動機能を回復させるものがある（特開平４−１７４６６６号公報など）。かかる自転車方式の訓練装置では、自力でペダルを回転させるための筋力が必要であり、自力でペダルを長い時間回転させるまでの筋力が回復していない人たちや体力のない老若男女などにとっては体力的に負担が掛かるという問題がある。また、ペダルの回転位置はなるべく身体の芯（座部）に近づけるように作られているため、ペダルの位置と身体の位置を自在に変更させて脚部の運動を行なうことができない。ちなみに、一般的な自転車における大体の基準値は、ペダルの芯から座部までの高さは６５ｃｍであり、またペダルの芯と座部を結ぶ直線の水平線に対する角度は７７°である。
従来、機械で勝手に動かせるものは、負担が掛からないため、無駄と言う風潮であったが、たとえば乗用車に乗り長距離走行すれば、運転者よりも単にリクラインニグで座っている人の方が揺れにより疲れるということや、体重の重い人とそうでない人とでは同じ距離を単に歩くにしても、体重が重い人の方がきつく、疲れると言われている。そこで、本発明者は、自分で動かなくてもその状態により体に負担が掛かるという考えに着目して、ペダルの回転を自動にしたり、ペダルの位置と身体の座部位置を変更できるようして、訓練装置による機能強化の効果を向上させる必要があると考えた。
また、脳出血や小脳変成疾患などにより手足が麻痺している人たちに負担が掛からないようにリハビリをするときに、足および腕の両方の機能回復が手軽にできる機能訓練機が望まれている。
本発明は、叙上の事情に鑑み、体力のない老若男女の下半身強化、下半身に障害をもつ身体障害者またはスポーツ関係者のリハビリなど、とくに病上がりの人の下半身機能を室内で、座りながら簡単に訓練し、筋力強化により回復させることができるとともに、脳出血や小脳変成疾患などによる手足の麻痺などにより手足が動かせないときのリハビリに用いられる機能強化訓練機を提供することを目的とする。
発明の開示
本発明の機能強化訓練機は、本体と、該本体に内蔵される回転駆動機構と、該回転駆動機構を制御する駆動制御器と、前記回転駆動機構に連結される足用のペダル機構と、前記本体を移動自在にする移動手段を備えてなることを特徴とする。
また、本発明の機能強化訓練機は、本体と、該本体の上部に載置される座いすと、前記本体に内蔵される回転駆動機構と、該回転駆動機構を制御する駆動制御器と、前記回転駆動機構に連結されるペダル機構と、前記座いすを本体の前後進方向に移動自在にするスライド機構と、前記座いすの背もたれ部の背角度を変更自在にするリクライニング機構と、前記座いすを昇降自在にする昇降機構と、前記本体を移動自在にする移動手段を備えてなることを特徴とする。
また、本発明の機能強化訓練機は、本体と、該本体に内蔵される回転駆動機構と、該回転駆動機構を制御する駆動制御器と、前記回転駆動機構に連結される足用のペダル機構と、前記本体を移動自在にする移動手段と、前記足用のペダル機構の上部に設けられる腕用のペダル機構と、前記回転駆動機構と腕用のペダル機構を連結する腕用回転伝動部を備えてなることを特徴とする。
さらに本発明の機能強化訓練機は、本体と、該本体の上部に載置される座いすと、前記本体に内蔵される回転駆動機構と、該回転駆動機構を制御する駆動制御器と、前記回転駆動機構に連結される足用のペダル機構と、前記座いすを本体の前後進方向に移動自在にするスライド機構と、前記座いすの背もたれ部の背角度を変更自在にするリクライニング機構と、前記座いすを昇降自在にする昇降機構と、前記本体を移動自在にする移動手段と、前記足用のペダル機構の上部に設けられる腕用のペダル機構と、前記回転駆動機構と腕用のペダル機構を連結する腕用回転伝動部を備えてなることを特徴とする。
発明を実施するための最良の形態
以下、添付図面に基づいて本発明の機能強化訓練機を説明する。
図１〜４に示されるように、本発明の実施の形態１にかかわる下半身機能強化訓練機は、方形の本体１の上部に載置される座いす２、前記本体１に内蔵される回転駆動機構Ａ、駆動制御器Ｂ、ペダル機構Ｃ、昇降機構Ｄ、スライド機構Ｅ、リクライニング機構Ｆおよび移動手段Ｇから構成されている。
前記座いす２は、背もたれ部３、座部４およびひじ掛け部５からなり、該背もたれ部３の背角度θは前記リクライニング機構Ｆにより変更自在にされている。座部４の前部の左右には、ひざや太ももを動き易くさせるための切欠きが形成されている。前記リクライニング機構Ｆには手動式または自動式がある。手動式としては、たとえば座部４の後端に連結される背もたれ部３の支軸６に固定されるつめ車（図示せず）を用いたラチェット機構などを用いることができる。かかるラチェット機構などにより、操作ハンドル７を手元に引くと背もたれ部３を傾斜させ、該操作ハンドル７を離すと背もたれ部３の傾斜位置をその位置に保持させることができる。また、自動式としては、前記背もたれ部３の支軸６に連結されるギア群と伝動モータを操作ペンダント８のスイッチにより操作して背もたれ部３を傾斜させる伝動機構などを用いることができる。
前記回転駆動機構Ａは、回転伝動部９、正逆回転自在な駆動モータ１０および電磁クラッチなどのクラッチ機構１１から構成することができる。該回転伝動部９には、たとえばベルト伝動式またはチェーン伝動式があるが、潤滑油を必要とせず、周辺を清潔に保てる点でベルト伝動式が好ましく、駆動プーリ１２、従動プーリ１３およびベルト１４から構成することができる。このベルト１４の種類には、平ベルト、Ｖベルトまたは歯付きベルトがあり、各ベルトの種類により前記駆動プーリ１２および従動プーリ１３の外周形状を選定する。前記駆動プーリ１２は、その支持軸１２ａが前記本体１に取り付けられる前記クラッチ機構１１と軸受１５により回転自在に支持されている。また、前記従動プーリ１３は、その支持軸１３ａが前記本体１に取り付けられる２つの軸受１６により回転自在に支持されている。前記支持軸１３ａの両端には、前記ペダル機構Ｃが連結されている。このペダル機構Ｃは、左右のペダルレバー１７およびペダル１８から構成されている。また、このペダル１８には、スキー靴を取外し自在にできるような締め金具を用いて足掛けベルト１９を着脱自在に取り付けるのが好ましい。本実施の形態では、前記操作ペンダント８のスイッチによりクラッチ機構１１をＯＮ（作動）にし、前記駆動モータ１０を始動させると、クラッチ機構１１を介して支持軸１２ａおよび駆動プーリ１２が回転する。ついで駆動プーリ１２からベルト１４を介して従動プーリ１３および支持軸１３ａが回転する。そして前記駆動モータ１０の回転駆動力がペダルレバー１７を介してペダル１８に伝達される。前記クラッチ機構１１をＯＦＦ（切り）にすることにより、ニュートラルに変換することができる。かかるニュートラルの場合、自分の力で正逆回転運動をすることができる。
前記駆動制御器Ｂは、５０Ｈｚおよび６０Ｈｚ対応型制御器であり、前記回転駆動機構Ａを制御するための各種制御回路を備えている。たとえば前記クラッチ機構１１の切り換えを作動させる切換回路と、前記駆動モータ９を正転または逆転させる回転駆動回路と、前記駆動モータ９の回転速度を可変速にする変速回路とを少なくとも備えている。これらの制御回路により、正転および逆転を適宜組み合わせることができる。たとえば洗濯機のように、正転と逆転を半回転ずつ交互にくり返すこともできる。また、前記回転駆動回路に、安全のための過負荷防止回路を接続させたり、所定の時間経過したのちに、前記駆動モータ９への給電を遮断して該駆動モータ９を自動停止させるタイマーを接続させたり、または前記ニュートラル状態のときに使用者の体力に合わせて回転負荷を調節できる負荷調節回路を接続させるのが好ましい。なお、前記昇降機構Ｄ、スライド機構Ｅおよびリクライニング機構Ｆが自動式機構である場合、前記駆動制御器Ｂに、各機構Ｄ、Ｅ、Ｆを同調して作動させるための機構同調回路を含ませるのが好ましい。
前記昇降機構Ｄには、手動式または自動式がある。手動式の場合、通常使用される座上下調節ガスシリンダーを用いるガス圧リフト装置とすることができる。このガス圧リフト装置では、座部４の裏側の左前にあるレバー２０の操作でガスシリンダー式のリフトマスターが作動して座いす２を昇降自在にすることができる。またはハンドルを回して座いす２を昇降させるねじジャッキ、ラック駆動ジャッキまたは油圧ジャッキなどと座いす２の昇降位置を保持するスットパーとから構成することができる。自動式の場合、電動で作動するねじジャッキ、ラック駆動ジャッキまたは油圧ジャッキなどを用いることができる。
前記スライド機構Ｅは、手動式と自動式がある。手動式としては、たとえば座いす２の昇降機構Ｄを支持する移動台２１に螺入されるスクリューねじ（図示せず）に連結されるハンドル（図示せず）を右回転または左回転させることにより、座いす２を本体１の前進方向または後進方向に移動自在にし、ハンドルの回転を止めると、その移動位置に固定させることができる。自動式の場合、座いす２の昇降機構Ｄを支持する移動台２１と、該移動台２１の両端部をボールまたはころを介して案内支持する一対の案内レール２２と、前記移動台２１の下部に連結されるとともに、前記案内レール２２の長手方向の中央部にて支持されるボールねじ装置またはボールスプライン（共に図示せず）と、当該ねじ軸またはスプライン軸を回転させるモータ（図示せず）とから構成することができる。
前記移動手段Ｇは、前記本体１を移動自在にできるものであれば、とくに限定されるものではないが、通常使用されるキャスター２３とすることができる。本実施の形態１では、５個のキャスター２３が本体１の下面に回転自在に取り付けられている。また、このキャスター２３には、所定の場所に移動させたのちに、移動させないようにストッパー２４を備えているのが好ましい。
本実施の形態１では、背もたれ部３は身体の芯（座いす２の芯）からペダル１８までの距離によって、背角度θが自由に変更でき、座いす２の高さ調整も自由に変更できるため、使用者は体形（体格の大小）および運動姿勢に応じて自由な角度、距離および高さを選定することができ、たとえば身体の高さ、ペダルに対する離れ具合などそれぞれの角度位置を変えることにより、下半身機能の訓練をすることができる。かかる角度、距離および高さとしては、つぎのように設定することができるとともに、これらの関係の一例を表１に示す。
▲１▼角度は７７°〜２８°である。
▲２▼身体の芯（座いすの芯）からペダルまでの距離は約１００〜４５０ｍｍである。なお、座いすをペダルに近づけて、足を回転させても脚部が座部に当らず、太ももとひざが自由に回転できるための距離（自由にペダルを回転させることができる最小距離）は座いすの芯よりペダルの芯までの１００ｍｍであるので、この１００ｍｍを考慮して算出されている。
▲３▼高さは２５０〜４００ｍｍである。
なお、表１において、最上段の各数値は参考のために載せた一般的な自転車の数値であり、２段目以下の各数値は本発明の訓練機において種々変更し得る数値の例である。
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背角度が変わり、身体が倒れるかまたは離れることにより、何もしなくてもペダルにかかる重さが変化していくことと、遠い姿勢でペダルを踏もうとすれば大変な労力がかかり、４５°以下にかたむけては、到底苦しくて動かせないが、自動の力を借りて、足先〜ヒザ〜太もも足全体を大きく動かせることにより運動効果がある。いいかえれば背角度が大きいほど足の動きが縦方向より横上下運動となり自力では、とうてい苦しくてできないこの負荷が、自動の力によりストレッチ効果となり運動効果が上げられる。
本実施の形態１では、図５に示されるように使用者Ｍは座いす２に座り、両足Ｍａをペダル１８に掛けたのち、操作ペンダントのスイッチにより駆動モータを始動させると、ペダル１８が所定の回転速度により前方回転または後方回転に回転し、座いす２に座りながら使用者Ｍの脚部が他力にて動かされる。このペダルの回転速度は操作ペンダントの速度スイッチを切り替えることにより無段変速することができる。
つぎに図６に示されるように使用者Ｍまたは付添い人により、昇降機構、スライド機構およびリクライン機構を操作して座いす２を後方位置に移動させる。ついで前記運転操作と同様に、操作ペンダントのスイッチにより駆動モータを始動させると、ペダル１８が所定の回転速度により前方回転または後方回転に回転し、座いす２に寝ながら使用者Ｍの脚部が他力にて動かされ、下半身機能の訓練を行なうことができる。
このように、ペダルより離れた運動姿勢では脚部が自力では対応できないが、本実施の形態１では、高さおよびあらゆる背角度に身体を変更させることができるため、角度を浅くすればする程自転車式回転のように回転速度をあげて一定の動きよりもさらに大きく下半身を動かせる。なお、従来にはない逆回転により脚部各筋肉の正反対の動きにより一層運動の効果をあげることができるのであるが、かかる動きについて、ペダルが一番遠い位置にあるとき、下からペダルがけり上がった瞬間に左右それぞれの脚部の裏の筋肉がつっぱるなど顕著な反応が現われる。
さらにペダルシャフトの長さを変更できるようにすることにより、ペダルシャフトの長短による運動量の増減を図ることができる。また、使用者の体格に合わせて座いすの位置を調整して座いすとペダルシャフトの距離を変更できるため、体格の大小に関わりなく（体型の規格に関わりなく）使用することができる。
また、使用者のリハビリの形態に応じられるように予め使用者のデータを駆動制御器のマイコンに記憶させておくことにより、個々の使用者にふさわしい運動形態および運動量などをマイコン制御で得られるようにできる。前記マイコンにファジー制御機能を記憶させることもできる。これにより、たとえば使用者のリハビリの形態に応じてペダルの一定回転を速くしたり遅くしたり、徒歩運動に近い正逆半回転または円運動の回転を一転して正逆反対に動かすなどの自在に運動できるようにして、効果的なリハビリを行なえるようにできる。
また、ひざが悪くてあまりひざを曲げる運動ができない使用者の場合には、左右のペダルレバーの取り付け位置を支持軸に対して変更して、ペダルを前方に向けて両ペダルレバーが床面にほぼ水平になるように取り付ける。この状態で、ペダルレバーを僅かな角度で揺動させてペダルを左右交互に上下動させると、ひざを楽な状態、たとえばまっすぐに伸ばした状態で運動させることができるため、ひざ周りの筋肉を鍛えることができる。
さらに本実施の形態１では、前記ペダルレバーに設けられるペダルの位置は固定されているが、本発明では、これに限られるものではなく、たとえばペダルの位置をリハビリの形態に応じて４箇所に変えられるようにすることもできる。この４箇所のペダルの位置をＡ（たとえば支持軸からの距離７５ｍｍ）、Ｂ（たとえば支持軸からの距離１２０ｍｍ）、Ｃ（たとえば支持軸からの距離１６０ｍｍ）、Ｄ（たとえば支持軸からの距離２００ｍｍ）とすると、位置Ｃのところは通常使用するペダルの位置として、この位置から順次支持軸に近づく位置Ｂおよび位置Ａに形成されるねじ孔にペダルの取付けねじをねじ込んで取り付けられるようにする。この位置Ｂおよび位置Ａに取り付けられるペダルは、前記位置Ｃに取り付けられていたペダルである。ペダルの位置を位置Ｃから位置Ｂ、位置Ａへと変更すると、支持軸からの回転トルクが増加する。とくに前述のように位置Ａの芯をペダルの支持軸の芯から７５ｍｍに設定すると、当該位置Ａにおけるペダルを足で踏む力を、たとえば１５ｃｍの高さの階段を上り下りできる程度に設定できるため、階段の上り下り訓練を座いすに座ったままで行なうことができる。なお、ペダルの位置を変更できるペダルシャフトの場合、支持軸から離れた位置Ｄにおけるペダルを回転させるときに、ペダルシャフトの側部が足に接触または当らないように、該ペダルシャフトにテーパ面を形成して、該ペダルシャフトの板厚を支持軸から先端に向かうほど薄くするのが好ましい。また、前記上り下り訓練を立った状態で行なうときに、使用者が自分の体重を掛けて訓練できるように、自分を支えられる頑丈な支持ケージを別途用意してもよい。この支持ケージは、平面がほぼＵ字状を呈しており、少なくともひじかけ部を有している。そして、使用時には座いすの周りに配置される。
本実施の形態１の訓練機には、座いすが備えられているが、本発明においては、これに限定されるものではなく、図７に示されるように、座いすを備えていない足専用の訓練機とすることができる。本実施の形態２の訓練機は、前記実施の形態１と同様に本体２５には、図２に示される回転駆動機構Ａ、駆動制御器Ｂ、ペダル機構Ｃおよび移動手段Ｇを備えている。また、本体２５の前面には操作しやすいように操作ペンダント８を収納するポケット２６が設けられている。実施の形態２の訓練機を使用する場合、本体２５の前方位置に移動しないように座いす２７を据付ける。そして、使用者は、操作ペンダント８の設定を操作したのち、ペダル１８に足を載せてから、作動させて使用者のリハビリに応じて足の機能強化運動を行なう。
また、本発明においては、足の機能強化訓練機だけでなく、脳出血や小脳変成疾患などによる手足の麻痺などにより手足が動かせないときのリハビリの訓練機として使用できるように、腕用のペダルを備えることもできる。実施の形態３では、たとえば図８に示されるように、前記実施の形態１の訓練機１に延長部１ａを設けて腕用のペダル機構Ｃ１を組み付ける構成とすることができる。したがって、図８〜９に示される本実施の形態３にかかわる訓練機では、図２に示される回転駆動機構Ａ、駆動制御器Ｂ、ペダル機構Ｃ、移動手段Ｇとともに、腕用回転伝動部、左右のペダルレバー２８とペダル２９からなるペダル機構Ｃ１から構成される。前記腕用回転伝動部としては、前記ペダルレバー２８に連結されるとともに、延長部１ａに取り付けられる軸受（図示せず）に回転自在に支持される支持軸３０と、該支持軸３０に固着される上部の従動プーリ３１と、支持軸１３ａに連結される切替えクラッチ機構３２と、このクラッチ機構３２に接続される下部の従動プーリ３３および従動プーリ３４と、支持軸１２ａにクラッチ機構３５を介して接続される駆動プーリ３６と、該駆動プーリ３６と従動プーリ３４とのあいだに配設される逆転機構３７と、上下部の従動プーリ３１、３３に巻き付けられたベルト３８と、従動プーリ３４、駆動プーリ３６および逆転機構３７に巻き付けられたベルト３９、４０とから構成されるものを用いることができる。前記切替えクラッチ機構３２としては、支持軸１３ａと従動プーリ３３とのあいだに配設される第１クラッチおよび従動プーリ３３と従動プーリ３４とのあいだに配設される第２クラッチからなるものを用いることができる。また、前記逆転機構３７は、本体１に取り付けられる軸受部４１に回転自在に支持される一対の支持軸４２、中間プーリ４３および歯車４４から構成される。なお、前記切替えクラッチ機構に２方向クラッチなどを用いることにより逆転機構を省くこともできる。
本実施の形態３では、前記切替えクラッチ機構３２の第１クラッチをＯＮ（作動）にし、第２クラッチをＯＦＦ（切り）にするとともに、クラッチ機構３５をＯＦＦ（切り）にすると、駆動プーリ１２および従動プーリ１３から伝達される正転駆動力が直接従動プーリ３３伝達される。これにより、前記足用のペダル１８と腕用のペダル２９を同時に正転方向に回転させることができる。逆に前記切替えクラッチ機構３２の第１クラッチをＯＦＦ（切り）にし、第２クラッチをＯＮ（作動）にするとともに、クラッチ機構３５をＯＮ（作動）にすると、駆動プーリ１２および従動プーリ１３から伝達される正転駆動力が直接従動プーリ３３伝達されるとともに、駆動プーリ３６からの駆動力が逆転機構３２を介して従動プーリ３４および従動プーリ３２に伝達される。これにより、前記足用のペダル１８を正転方向に回転させることができる。これに対し、駆動プーリ３６の正転方向の回転は、逆転機構３７により逆回転されるので、従動プーリ３４および従動プーリ３２には逆転方向の回転駆動力が伝達され、腕用のペダル２９は逆回転方向に回転される。その結果、本実施の形態３では、切替えクラッチ機構３２およびクラッチ機構３５のＯＮ／ＯＦＦを切替えることにより、足用のペダル１８と腕用のペダル２９の回転を同方向にしたり、逆方向にして、使用者は座いす２に座ったまま一人で手足を上下同時方向または上下反対方向の機能強化訓練を行なうことができる。したがって、足をペダル１８に載せるとともに、手をペダル２９に載せるだけで自分では日頃使わない筋肉の運動をすることもできる。また、前記上部の従動プーリ３１にクラッチを設け、このクラッチおよびそのほかのクラッチをＯＦＦにすると、訓練機はニュートラル状態になり自力で足用のペダル１８と腕用のペダル２９を正転逆転させることもできる。
また、本実施の形態３では、本体１の前方位置に移動しないように座いす４５を据付けることにより、座いす２に座る使用者が下部の足用のペダル１８を使用し、座いす４５に座る使用者が上部の腕用のペダル２９を使用することができる。このように、本実施の形態３では、一人で手足の機能強化訓練を行なうことができるとともに、二人の使用者が同時にそれぞれの足と腕の機能強化訓練を行なうこともできる。なお、本実施の形態３における腕用回転伝動部は、切替えクラッチ機構を備えているが、本発明においては、これに限定されるものではなく、この切替えクラッチ機構を省いて足用のペダルと腕用のペダルの正転逆転専用の訓練機とすることができる。
また、本実施の形態３の訓練機には、座いすが備えられているが、本発明においては、これに限定されるものではなく、図１０に示されるように、座いすを備えていない訓練機とすることができる。図１０に示される実施の形態４にかかわる訓練機は、前記実施の形態３と同様に本体４６には、回転駆動機構Ａ、駆動制御器、ペダル機構Ｃ、Ｃ１、移動手段Ｇ、腕用回転伝動部を備えている。
本体４６の前面には操作しやすいように操作ペンダント８を収納するポケット２６が設けられている。実施の形態４の訓練機を使用する場合、本体４６の前方位置に移動しなように座いす４５を据付ける。そして、使用者は、操作ペンダント８の設定を操作したのち、ペダル１８に足を載せるとともに、ペダル２９に手を載せてから、作動させて使用者のリハビリに応じて手足の機能強化運動を行なう。
なお、前記実施の形態２および実施の形態４においては、本体に座いすを備えていないので、本体の長さを縮めてコンパクトにすることができる。また、本体後部の横幅を大きくして、上にテレビやラジオなどを載せたり、内部に交換ペダルや交換工具などを収納させることができる。
また、本実施の形態では、安全性のために前記駆動制御器のマイコンに緊急時のためのストップ機能メモリを搭載させておくのが好ましい。または図１１〜１２に示されるように転倒防止用の支柱部材、たとえばアウトトリガー５１を取り付けることもできる。かかるアウトトリガー５１を取り付けることにより、訓練機を使用するときには、アウトトリガー５１の脚部５２を降下させて、該脚部５２を床面５３に接触させ、訓練機本体を支持することができる。また、訓練機を使用場所または保管場所などに移動させるときは、該アウトトリガー５１の脚部５２を上昇させて、床面５３とのあいだに隙間を確保し、キャスター２３を回転できるようにする。
以上説明したとおり、本発明によれば、体力のない老若男女、病気上がりの人またはスポーツ関係者のリハビリとして、下半身機能の強化を体調に応じて、心臓の負担を軽くしたソフトからやや多くの汗をかくハードまで行なうことができる。
また、その結果、単なる今までの運動具より１歩進んで、あらゆる角度にて姿勢を変えまたは回転を逆に使うことにより身体に掛かる負担点移動の変化とともに、今までより一方的な運動よりも動体範囲の大きさに対応できるとともに、強い回転や緩い回転（正逆共に）に対応でき、かつあらゆる運動状態に対応することができる。また、自動にすることにより、自分自身でできない動きを助けながら、より効果的なストレッチなどを行え得る。
また、本発明によれば、ペダルを手で漕げるようにすることにより、脳出血や小脳変成疾患などによる手足の麻痺などにより手足が動かせないときのリハビリに手軽に用いられることができる。
なお、本発明の訓練機は、前述したリハビリ以外にも健康な者が日頃の運動不足を解消したり、シェイプアップするためにも用いることができる。とくに心臓や呼吸などに余り負担が掛からないように運動方法、たとえば酸素摂取量が４０〜６０％である有酸素運動（動的運動）ができる。
産業上の利用可能性
本発明によれば、体力のない老若男女の下半身強化、下半身に障害をもつ身体障害者またはスポーツ関係者のリハビリなど、とくに病上がりの人の下半身機能を室内で、座りながら簡単に訓練し、筋力強化により回復させることができるとともに、脳出血や小脳変成疾患などによる手足の麻痺などにより手足が動かせないときのリハビリに用いられる。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の機能強化訓練機の実施の形態１にかかわる下半身機能強化訓練機を示す側面図、図２は図１のＩ−Ｉ線断面図、図３は図１の下半身機能強化訓練機の正面図、図４は図１のの平面図、図５は座いすが前進したときの使用状態を説明する斜視図、図６は座いすが後退したときの使用状態を説明する斜視図、図７は本発明の機能強化訓練機の実施の形態２にかかわる下半身機能強化訓練機を示す側面図、図８は本発明の機能強化訓練機の実施の形態３にかかわる下半身機能強化訓練機を示す側面図、図９は図８のＩＩ−ＩＩ線断面図、図１０は本発明の機能強化訓練機の実施の形態４にかかわる下半身機能強化訓練機を示す側面図、図１１は転倒防止用のアウトトリガーを本体に取付けた下半身機能強化訓練機を示す側面図、図１２は図１１の下半身機能強化訓練機を示す正面図である。
【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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【国際調査報告】
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