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Title:
EXERCISE AID DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/084674
Kind Code:
A1
Abstract:
An exercise aid device has a housing (1) provided with a left-foot support base (2a) and right-foot support base (2b) where the left and right feet, respectively, of a user are placed. The angle of the upper surface of each of the left-foot support base (2a) and the right-foot support base (2b) relative to a horizontal plane is changed by a drive device (3). The left-foot support base (2a) and the right-foot support base (2b) are driven in opposite phases in their rotation range such that, when the front end of either of the support bases is positioned at its upper end position, the front end of the other is at its lower end position. The left and right foot joints alternately repeat forward bending and backward bending. In passive motion that stimulates leg muscles, the exercise aid device stimulates muscles of the lower thighs of the user when they bend and stretch the foot joints.

Inventors:
OCHI KAZUHIRO (JP)
SHINOMIYA YOUICHI (JP)
OZAWA TAKAHISA (JP)
GOTO TAKAO (JP)
SAITOU ATSUHIRO (JP)
SUGAI HARUO (JP)
Application Number:
PCT/JP2007/074850
Publication Date:
July 17, 2008
Filing Date:
December 25, 2007
Export Citation:
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Assignee:
MATSUSHITA ELECTRIC WORKS LTD (JP)
OCHI KAZUHIRO (JP)
SHINOMIYA YOUICHI (JP)
OZAWA TAKAHISA (JP)
GOTO TAKAO (JP)
SAITOU ATSUHIRO (JP)
SUGAI HARUO (JP)
International Classes:
A61H1/02; A63B23/08; A63B23/10; A63B24/00
Foreign References:
JP2003290386A2003-10-14
JP2000229108A2000-08-22
JP2002325860A2002-11-12
JP2001087415A2001-04-03
JP2003126191A2003-05-07
JPH1055131A1998-02-24
US2093830A1937-09-21
US2246689A1941-06-24
US4185622A1980-01-29
FR1354169A1964-03-06
Other References:
See also references of EP 2098208A4
Attorney, Agent or Firm:
NISHIKAWA, Yoshikiyo et al. (Umeda Square Bldg. 5F12-17, Umeda 1-chome, Kita-k, Osaka-shi Osaka 01, JP)
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Claims:
使用者の左右の足をそれぞれ載せる左足支持台および右足支持台と、左足支持台と右足支持台との少なくとも一方の位置を変化させる駆動装置とを架台上に有し、左足支持台および右足支持台は足を載せる位置が規定されており、駆動装置は、足関節の角度を変化させるように架台上面に対して左足支持台と右足支持台との少なくとも一方の上面の角度を変化させる回動駆動部を有していることを特徴とする運動補助装置。
使用者の左右の足をそれぞれ載せる左足支持台および右足支持台と、左足支持台と右足支持台との少なくとも一方の位置を変化させる駆動装置とを架台上に有し、左足支持台および右足支持台は足を載せる位置が規定されており、駆動装置は、架台に設定した移動面に沿って左足支持台と右足支持台との少なくとも一方を摺動移動させる摺動駆動部と、足関節の角度を変化させるように架台上面に対して左足支持台と右足支持台との少なくとも一方の上面の角度を変化させる回動駆動部とを有していることを特徴とする運動補助装置。
請求項1または請求項2記載の運動補助装置において、
 前記回動駆動部は、前記左足支持台と前記右足支持台との少なくとも一方を規定の軸部の周りに回動させることにより架台上面に対して角度を変化させ、軸部はその延長線が足関節を通る位置に設けられている。
請求項1または請求項2記載の運動補助装置において、
 前記回動駆動部は、前記左足支持台と前記右足支持台との少なくとも一方を規定の軸部の周りに回動させることにより架台上面に対する角度を変化させ、軸部は足関節よりも下方であって足関節の直下を通る位置に設けられている。
請求項1または請求項2記載の運動補助装置において、
 前記回動駆動部は、前記左足支持台と前記右足支持台との少なくとも一方を規定の軸部の周りに回動させることにより架台上面に対する角度を変化させ、軸部は足裏よりも下方であって足関節の直下に対して前方と後方とのいずれかに設けられている。
請求項1または請求項2記載の運動補助装置において、
 前記回動駆動部は、前記左足支持台と前記右足支持台との少なくとも一方について、規定の軸部の周りに回動させることにより架台上面に対する角度を変化させるとともに角度変化に伴って上下方向における軸部の位置を変化させる。
請求項1または請求項2記載の運動補助装置において、
 前記左足支持台および前記右足支持台において足を載せる位置は、左足については爪先が踵よりも左側に位置し、右足については爪先が踵よりも右側に位置するように規定されており、前記回動駆動部は、規定された位置における足関節を中心とした足の可動方向に左足支持台および右足支持台の上面の架台上面に対する角度を変化させる。
請求項1または請求項2記載の運動補助装置において、
 前記左足支持台および前記右足支持台は規定の位置に足を位置決めする位置決め部をそれぞれ備える。
請求項1または請求項2記載の運動補助装置において、
 前記摺動駆動部は、前記左足支持台および前記右足支持台をそれぞれの代表点が前後方向の位置を変化させるのに伴って左右方向の位置を変化させるように往復移動させ、代表点の移動軌跡において前端位置における左右方向の距離と後端位置における左右方向との距離を異ならせるように、左足支持台および右足支持台を移動させる。
請求項9記載の運動補助装置において、
前記摺動駆動部は、前記左足支持台および前記右足支持台の前記代表点の移動軌跡を直線状とし、かつ代表点の移動軌跡における前端位置と後端位置とを結ぶ直線が前後方向に対してなす角度を調節する移動方向設定部を備える。
請求項1または請求項2記載の運動補助装置において、
 前記摺動駆動部は、使用者の重心位置を前後方向の定位置に保つように前記左足支持台および前記右足支持台を前後方向において互いに逆位相で移動させる。
Description:
運動補助装置

 本発明は、主として使用者が立位で使用 、脚部の筋肉を他動運動により伸縮させる 動補助装置に関するものである。

 従来から、使用者が自発的に筋力を発揮 ることなく使用者の身体に外力を与えて筋 を伸縮させることにより、運動効果を得ら るようにした他動運動による運動補助装置 種々提案されている。この種の運動補助装 には、関節の屈伸によって当該関節に関連 た筋群の伸縮を促す構成のものと、身体に 激を与えることにより神経系の反射によっ 筋群を伸縮させる構成のものとが知られて る。

 また、伸縮させようとする筋群に応じて 用時の姿勢は様々であり、主として変形性 関節症の予防や歩行訓練を目的として使用 が立位で使用するものでは、歩行運動を模 する装置が提案されている(たとえば、特開 2003-290386号公報(以下、特許文献1と称す。)参 )。

 特許文献1に記載された訓練装置は、左右 の足をそれぞれ載せる一対のステップを有し たものであり、各ステップを前後左右の直進 往復運動を組み合わせた動きとして擬似的な スケート動作を使用者に行わせるものである 。また、特許文献1に記載のものは、前後動 おける左右のステップの位相差と、左右動 おける左右のステップの位相差とを0度~360度 の範囲で設定できるものであって、始動直後 には180度としその後、位相差を変化させて左 右の足が同一の前後方向に動く期間を増やす 動作が記載されている。各ステップは駆動装 置により移動するから、使用者は自発的ない し能動的に運動を行う必要はなく、単にステ ップに足を載せているだけで、ステップの移 動に伴い他動的に運動することが可能になる 。

 特許文献1に記載のものは、使用者の重心 の位置を前後および左右にずらすことによっ てバランスを保つように神経系の反射を生じ させ、これによって筋群を伸縮させようとす るものであるから、重心位置が前後および左 右に同時に偏移するようにステップの移動軌 跡をほぼ平行に設定している。

 ところで、特許文献1に記載の構成では、 足関節の角度の変化範囲を任意に設定するこ とはできない。たとえば、足関節の角度変化 を大きくすれば、腓腹筋などの下腿部の筋群 を伸縮させる効果が大きくなり、静脈環流も 増加すると考えられるが、特許文献1に記載 技術では、これらの効果を十分に期待する とはできない。また歩行時には足の前後の 動に連携して足関節の背屈と底屈とが行わ るが、足関節の角度変化は比較的小さくな 。このような歩行時における足の移動と足 節の角度変化とを連携させる動作も引用文 1に記載の構成では、実現することができな から、リハビリ訓練などにおいて歩行時の 間の協調性を訓練する目的には用いること できないという問題がある。

 本発明は上記事由に鑑みて為されたもの あり、その目的は、脚の筋群を刺激する他 運動において足関節の屈伸を行うことによ 下腿部の筋群を刺激する運動補助装置を提 することにある。

 請求項1の発明は、使用者の左右の足をそ れぞれ載せる左足支持台および右足支持台と 、左足支持台と右足支持台との少なくとも一 方の位置を変化させる駆動装置とを架台上に 有し、左足支持台および右足支持台は足を載 せる位置が規定されており、駆動装置は、足 関節の角度を変化させるように架台上面に対 して左足支持台と右足支持台との少なくとも 一方の上面の角度を変化させる回動駆動部を 有していることを特徴とする。

 請求項1の発明の構成によれば、足関節の 角度を変化させるように架台上面に対して左 足支持台と右足支持台との少なくとも一方の 上面の角度を変化させる回動駆動部を設けて いるから、回動駆動部が左足支持台と右足支 持台との少なくとも一方の角度を変化させる ことにより足関節の屈伸を行うことが可能に なり、足関節を底屈および背屈させることに よって腓腹筋などの下腿部の筋群を刺激する ことができる。下腿部の筋群を伸縮させるこ とは静脈環流を促進させるから全身の血行向 上につながる。また、他動運動により足関節 を屈伸させるから、左足支持台および右足支 持台の上に立つ姿勢である立位で使用すれば 、使用者の自重を利用して足関節に負荷を与 えることができ、足関節の可動域を広げる運 動になる。つまり、従来は人手が必要であっ た足関節の可動域を広げる訓練において、人 手を煩わすことなく使用者自身での訓練が可 能になる。

 請求項2の発明は、使用者の左右の足をそ れぞれ載せる左足支持台および右足支持台と 、左足支持台と右足支持台との少なくとも一 方の位置を変化させる駆動装置とを架台上に 有し、左足支持台および右足支持台は足を載 せる位置が規定されており、駆動装置は、架 台に設定した移動面に沿って左足支持台およ び右足支持台を摺動移動させる摺動駆動部と 、足関節の角度を変化させるように架台上面 に対して左足支持台と右足支持台との少なく とも一方の上面の角度を変化させる回動駆動 部とを有していることを特徴とする。

 請求項2の発明の構成によれば、左足支持 台と右足支持台との少なくとも一方を摺動移 動させる摺動駆動部と、左足支持台と右足支 持台との少なくとも一方の上面の角度を変化 させて足関節の角度を変化させる回動駆動部 とを設けているから、摺動駆動部による左足 支持台と右足支持台との少なくとも一方の摺 動移動によって、使用者の脚部の筋群を刺激 する他動運動を行うことができる上に、回動 駆動部が左足支持台と右足支持台との少なく とも一方の角度を変化させることにより足関 節の屈伸を行うことが可能になり、足関節を 底屈および背屈させることによって腓腹筋な どの下腿部の筋群も刺激することができる。 下腿部の筋群を伸縮させることは静脈環流を 促進させるから全身の血行向上につながる。 また、他動運動により足関節を屈伸させるか ら、左足支持台および右足支持台の上に立つ 姿勢である立位で使用すれば、使用者の自重 を利用して足関節に負荷を与えることができ 、足関節の可動域を広げる運動になる。つま り、従来は人手が必要であった足関節の可動 域を広げる訓練において、人手を煩わすこと なく使用者自身での訓練が可能になる。さら に、左足支持台と右足支持台との摺動移動に 伴って足関節の屈伸が同時に行われるから、 下腿部の筋群を積極的に伸縮させる運動や歩 行訓練に近い運動が可能になる。

 請求項3の発明では、請求項1または請求 2の発明において、前記回動駆動部は、前記 足支持台と前記右足支持台との少なくとも 方を規定の軸部の周りに回動させることに り架台上面に対して角度を変化させ、軸部 その延長線が足関節を通る位置に設けられ いることを特徴とする。

 請求項3の発明の構成によれば、軸部の延 長線が足関節を通るように軸部を配置してい るから、左足支持台と右足支持台との少なく とも一方は軸部の周りに回動する際の回動中 心が足関節の回動中心に略一致し、回動の際 に足関節が上下に移動しないと同時に膝関節 が曲がらないから、足関節や膝関節に作用す る負荷が小さくなる。しかも、足関節の屈伸 が行われるとともに腓腹筋の伸縮が行われる から、下腿部の筋群の強化と足関節の可動域 の拡大との訓練が可能である。

 請求項4の発明では、請求項1または請求 2の発明において、前記回動駆動部は、前記 足支持台と前記右足支持台との少なくとも 方を規定の軸部の周りに回動させることに り架台上面に対する角度を変化させ、軸部 足関節よりも下方であって足関節の直下を る位置に設けられていることを特徴とする

 請求項4の発明の構成によれば、軸部が足 関節よりも下方であって足関節の直下を通る ように軸部を配置しているから、左足支持台 および右足支持台よりも下方に駆動装置を配 置することができることにより、左足支持台 および右足支持台よりも上方への突出物が形 成されず、薄型化が可能であるとともに構成 要素の配置が容易であって製造が容易であり 、低コストでの製造が可能になる。また、こ の構成では、左足支持台と右足支持台との少 なくとも一方が軸部の周りに回動する際の足 関節の位置が上下に移動するが、軸部は足関 節の直下を通っているから、軸部を左足支持 台および右足支持台の下方に配置するという 条件を満たしながらも軸部と足関節との距離 を最小距離に設定することが可能であり、足 関節に作用する負荷を比較的小さく抑えるこ とができる。

 請求項5の発明では、請求項1または請求 2の発明において、前記回動駆動部は、前記 足支持台と前記右足支持台との少なくとも 方を規定の軸部の周りに回動させることに り架台上面に対する角度を変化させ、軸部 足裏よりも下方であって足関節の直下に対 て前方と後方とのいずれかに設けられてい ことを特徴とする。

 請求項5の発明の構成によれば、軸部が足 裏よりも下方であって足関節の直下に対して 前方と後方とのいずれかに設けられているか ら、左足支持台および右足支持台よりも下方 に駆動装置を配置することができることによ り、左足支持台および右足支持台よりも上方 への突出物が形成されず、薄型化が可能であ るとともに構成要素の配置が容易であって製 造が容易であり、低コストでの製造が可能に なる。また、左足支持台と右足支持台との少 なくとも一方が軸部の周りで回動することに より、足関節の位置が上下方向に変位するこ とで左右の足関節の高さの異なる期間が設け られるから、膝関節や股関節や上体で左右の バランスをとるように反射が生じ、結果的に 膝関節や股関節や上体の筋群に刺激を与える ことができる。

 請求項6の発明では、請求項1または請求 2の発明において、前記回動駆動部は、前記 足支持台と前記右足支持台との少なくとも 方について、規定の軸部の周りに回動させ ことにより架台上面に対する角度を変化さ るとともに角度変化に伴って上下方向にお る軸部の位置を変化させることを特徴とす 。

 請求項6の発明の構成によれば、左足支持 台と右足支持台との少なくとも一方の角度変 化に伴って軸部が上下方向における位置を変 化させるから、足関節の位置が上下方向に変 位して左右の足関節の高さの異なる期間が設 けられ、膝関節や股関節や上体で左右のバラ ンスをとるように反射が生じ、結果的に膝関 節や股関節や上体の筋群に刺激を与えること ができる。

 請求項7の発明では、請求項1または請求 2の発明において、前記左足支持台および前 右足支持台において足を載せる位置は、左 については爪先が踵よりも左側に位置し、 足については爪先が踵よりも右側に位置す ように規定されており、前記回動駆動部は 規定された位置における足関節を中心とし 足の可動方向に左足支持台および右足支持 の上面の架台上面に対する角度を変化させ ことを特徴とする。

 請求項7の発明の構成によれば、左足支持 台および右足支持台の上に立った姿勢で使用 する場合において、爪先側が踵側よりも開い た姿勢になるから、脚部の筋の緊張を解いた 姿勢で立つことができ、膝関節や足関節にせ ん断力が作用しない状態での使用が可能にな る。また、左足支持台と右足支持台との少な くとも一方はその上面の架台に対する角度を 足関節を中心とした足の可動方向に変化させ るから、左足支持台および右足支持台の角度 が変化する際に足関節にせん断力が作用せず 、足関節への負担が少ない状態で使用するこ とができる。

 請求項8の発明では、請求項1または請求 2の発明において、前記左足支持台および前 右足支持台は規定の位置に足を位置決めす 位置決め部をそれぞれ備えることを特徴と る。

 請求項8の発明の構成によれば、左足支持 台および右足支持台に設けた位置決め部によ り足を位置決めするから、足関節にせん断力 が作用せず足関節への負担が少ない位置で使 用させることができる。

 請求項9の発明では、請求項1または請求 2の発明において、前記摺動駆動部は、前記 足支持台および前記右足支持台をそれぞれ 代表点が前後方向の位置を変化させるのに って左右方向の位置を変化させるように往 移動させ、代表点の移動軌跡において前端 置における左右方向の距離と後端位置にお る左右方向との距離を異ならせるように、 足支持台および右足支持台を移動させるこ を特徴とする。

 請求項9の発明の構成によれば、足位置を 前後方向に移動させる間に左右方向にも移動 させるようにし、しかも、左脚支持台と右足 支持台との移動軌跡において、前端位置と後 端位置との左右方向の距離を異ならせている ので、足の移動方向を適正に設定することで 使用者の正面方向に足位置を移動させる場合 に比較すると、膝関節のせん断力を低減する ことができる。また、使用者の正面に対して 足位置の移動方向が交差しており、このよう に足位置を移動させると、下腿部の筋群の伸 縮が促され、足を前後に移動させる場合より も静脈環流が促進される。その結果、ふくら はぎのむくみを除去することができるととも に、末梢部分の血流を促進することによって 静脈鬱血を改善することができる。さらに、 足関節の屈伸によっても腓腹筋の伸縮が促さ れるから、静脈環流がより一層促進される。

 さらに言えば、一般に足を前後方向にの 移動させると大腿直筋、内側広筋、外側広 、大腿二頭筋、前脛骨筋、腓腹筋などが刺 され、左右方向にのみ移動させると外内転 が刺激されるが、前後方向と左右方向とを 合した動きであるから、これらの筋群を協 して総合的に刺激することができる。この うに、多くの筋群を伸縮させることにより 筋への糖の取り込みを促進し2型糖尿病の使 用者の症状改善につながる。しかも、前後や 左右の動きのみではあまり伸縮しない長母指 筋のような深部筋を刺激することが可能にな る。加えて、主として下腿部の筋群を伸縮さ せることができるから、高血圧の使用者では 血圧の引き下げが期待でき、低負荷であるか ら心疾患のある使用者の運動療法に用いるこ とができる。

 請求項10の発明では、請求項9の発明にお て、前記摺動駆動部は、前記左足支持台お び前記右足支持台の前記代表点の移動軌跡 直線状とし、かつ代表点の移動軌跡におけ 前端位置と後端位置とを結ぶ直線が前後方 に対してなす角度を調節する移動方向設定 を備えることを特徴とする。

 請求項10の発明の構成によれば、左足支 台および右足支持台の移動軌跡が直線状で るから、膝関節や足関節をねじる力が作用 ず、膝関節や足関節への負担の少ない状態 の使用ができる。しかも、左足支持台およ 右足支持台を直進させるから左足支持台お び右足支持台を移動させる機構が簡単な構 になる。また、移動方向設定部により使用 の足の移動軌跡が正面方向にV字状をなすよ に角度を設定し、この角度を前後方向に対 て5~15度に設定すれば、膝関節に作用するせ ん断力を小さくすることが可能になり、この 角度を前後方向に対して45度程度に設定すれ 、内転筋群や外転筋群あるいは膝関節を屈 させる筋群に負荷をかけて筋の強化に用い ことが可能になる。さらに、移動方向設定 により使用者の足の移動軌跡が正面方向に V字状をなすように角度を設定することも可 能であり、この場合には、下腿部だけではな く大腿部の筋群の伸縮量を大きくすることが 可能になる。

 請求項11の発明では、請求項1または請求 2の発明において、前記摺動駆動部は、使用 者の重心位置を前後方向の定位置に保つよう に前記左足支持台および前記右足支持台を前 後方向において互いに逆位相で移動させるこ とを特徴とする。

 請求項11の発明の構成によれば、使用者 前後方向の重心位置を定位置に保つことが き、使用者の上体に加速度が作用せず、上 のバランスが崩れにくいから、バランス機 の衰えた使用者でも使用することができる また、左右の足位置が交互に前後するから 行運動に近い動作になり、しかも軽負荷な らも多くの筋群を刺激することができるか 、脳神経を刺激する効果が高く、脳機能に 害を持つ使用者や脳手術後の使用者が歩行 練としてリハビリに用いると、高い回復効 が期待できる。

(a)は実施形態1を示す概略斜視図、(b)は 同上における左足支持台と右足支持台との動 作説明図である。 同上において上板を外した状態の平面 である。 (a)~(d)は同上に用いる位置決め部の構成 例を示す断面図である。 同上に用いる駆動装置の構成を示す概 図である。 同上における要部の動作説明図である 同上の使用例を示す説明図である。 実施形態2に用いる駆動装置の要部斜視 図である。 (a)~(c)は同上に用いる駆動装置の動作説 明図である。 同上の他の構成による動作例を示す説 図である。 図9に示した構成による動作例を示す 明図である。 同上のさらに他の構成による動作例を 示す説明図である。 図11に示した構成による動作例を示す 明図である。 実施形態3に用いる駆動装置の要部斜 図である。 (a)~(c)は同上に用いる駆動装置の動作 明図である。 実施形態4を示す要部の概略構成図で る。 実施形態5を示す要部の概略構成図で る。 本発明に用いる左足支持台と右足支持 台の他例の動作例を示す説明図である。 本発明に用いる左足支持台と右足支持 台の他例を示す斜視図である。 本発明に用いる左足支持台と右足支持 台の別例を示す斜視図である。

 (実施形態1)
 本実施形態では、床上に載置して使用する 成を例示するが、床に埋め込んで使用する 成を採用することもできる。また、定位置 固定する構成を採用するか、位置移動が可 な構成を採用するかも適宜に選択すること できる。本実施形態では、図1および図2に すように、床上に載置するための架台とし ハウジング1を備える。ハウジング1は直方体 状のものを想定し、矩形状のベース板1aを図 しているが、ハウジング1の外周形状にはと くに制限はない。以下では、説明を簡単にす るために、ハウジング1を床上に載置した状 でハウジング1の上面が床面と平行になるも とする。したがって、図1における上下が使 用時の上下になる。なお、床に埋め込んで使 用する構成では、ハウジング1として上板を く部位を軸組のみとした構造を採用するこ が可能である。

 ハウジング1には、使用者の左右の足をそ れぞれ載せる左足支持台2aおよび右足支持台2 bと、左足支持台2aおよび右足支持台2bの位置 それぞれ移動させる駆動装置3とが設けられ る。左足支持台2aおよび右足支持台2bの上面 使用者の片方ずつの足全体を載せることが きる寸法に形成される。以下の説明では、 1において矢印Xの向きをハウジング1の前方 する。また、他の図においても矢印Xを記載 ている場合には、その向きが前方になる。

 本装置は、使用者が座席に着座した状態 使用することが可能であるが、基本的には 用者が立った状態で使用することを想定し いる。したがって、以下では、左足支持台2 aおよび右足支持台2bの上に使用者が立って使 用する場合を想定して説明する。

 ベース1aの上方にはベース板1aとともにハ ウジング1を構成する上板1bが配置される。上 板1bには左足支持台2aおよび右足支持台2bをそ れぞれ露出させる2個の開口窓11a,11bが貫設さ る。各開口窓11a,11bは、それぞれ矩形状に開 口する。ただし、各開口窓11a,11bは、長手方 に沿った中心線がハウジング1の前後方向に して傾いており、両中心線間の距離がハウ ング1の前端側で後端側よりも大きくなるよ うに形成してある。開口窓11a,11bの長手方向 ハウジング1の前後方向に対してなす角度は 宜に設定されるが、5~15度の範囲に設定する のが望ましい。なお、角度は、左側の開口窓 11aについては後端を中心にして左回りの角度 であり、右側の開口窓11については後端を中 にして右回りの角度である。

 各開口窓11aの開口面積は左足支持台2aの 面面積よりも大きく、開口窓11bの開口面積 右足支持台2bの上面面積よりも大きく形成さ れている。つまり、左足支持台2aおよび右足 持台2bは各開口窓11a,11bの面内で移動可能に っている。また、開口窓11a,11bの中で左足支 持台2aおよび右足支持台2bが移動する際に開 窓11a,11bの周囲に隙間が生じることのないよ に、左足支持台2aおよび右足支持台2bの周部 の全周には、左足支持台2aおよび右足支持台2 bと開口窓11a,11bとの間を塞ぐ覆い板12が延設 れている。

 開口窓11a,11bの長手方向は、左足支持台2a よび右足支持台2bの長手方向に一致させて り、左足支持台2aおよび右足支持台2bに足を せる際には左足支持台2aおよび右足支持台2b の長手方向に足の長手方向の中心線を略一致 させる。したがって、上述のように、開口窓 11a,11bの長手方向の中心線がハウジング1の前 方向に対してなす角度を5~15度の範囲に設定 すると、立位において脚部の筋群を弛緩させ た状態(リラックスした状態)で足を左足支持 2aおよび右足支持台2bに載せることができる 。

 左足支持台2aと右足支持台2bとのそれぞれ の下面には、左足支持台2aと右足支持台2bと それぞれの幅方向に離間した一対の軸受71c 左足支持台2aおよび右足支持台2bと一体に設 られる。図示していないが、左足支持台2a よび右足支持台2bの下方には取付板(左足支 台2aおよび右足支持台2bの下方に重複してい )が配置され、取付板の上面には上方に開放 された断面コ字状の軸受板73が固定される。 足支持台2aおよび右足支持台2bに設けた軸受 71cは、軸受板73の各脚片73aの外側面に当接す 。さらに、軸受板73の両脚片73aおよび両軸 71cを通る軸部74が設けられる。したがって、 軸部74は左足支持台2aおよび右足支持台2bのそ れぞれの幅方向に沿って配置され、左足支持 台2aおよび右足支持台2bは、長手方向の前後 上下するように軸部74の周りに回動可能にな る。

 取付板の下面には下方に開放された断面 字状の台車61が取り付けられる。台車61の両 脚片61aの外側面には各2個ずつの車輪62が取り 付けられる。ベース板1aの上面には左足支持 2aと右足支持台2bとに対してそれぞれ2本ず のレール63が固定されており、レール63の上 に設けたレール溝63aの中で車輪62が転動す ように、レール63上に台車61が載置される。

 ところで、レール63の長手方向はハウジ グ1に設けた開口窓11a,11bの長手方向とは異な る方向としてある。上述したように開口窓11a ,11bは長手方向の中心線がハウジング1の前端 で後端側よりも大きくなるように傾斜して り、レール63の長手方向もハウジング1の前 方向に対して同様に傾斜している。

 ただし、レール63ではハウジング1の前後 向に対する角度が開口窓11a,11bよりもさらに 大きくなっている。たとえば、ハウジング1 前後方向に対する角度が、開口窓11a,11bの長 方向で30度とすれば、レール63の長手方向は 45度などに設定される。すなわち、左足支持 2aおよび右足支持台2bに足を載せ、開口窓11a ,11bの長手方向に足の中心線を一致させた状 において、レール63に沿って左足支持台2aお び右足支持台2bを移動させることにより足 位置を変化させても膝に剪断力が作用しな 方向に、レール63の長手方向が設定される。 なお、本実施形態では、望ましい動作として 、左足支持台2aおよび右足支持台2bが前後方 と左右方向とを複合した移動経路で移動す 例を示しているが、レール63を配置する方向 により左足支持台2aおよび右足支持台2bを前 方向や左右方向に移動させることも可能で る。

 上述の構成によって、左足支持台2aおよ 右足支持台2bはレール63の長手方向に沿って 復移動することが可能になり、レール63の 手方向は開口窓11a,11bの長手方向の中心線に して傾斜しているから、左足支持台2aおよ 右足支持台2bは開口窓11a,11bの中で長手方向 対して交差した方向に移動することになる すなわち、上述した台車61と車輪62とレール6 3とは、左足支持台2aおよび右足支持台2bの移 経路を拘束する案内部4として機能する。

 上述のように、開口窓11a,11bの長手方向の 中心線は、ハウジング1の前後方向に対して5~ 15度の角度をなしているが、使用者が適正な 置に足を載せるとは限らないから、左足支 台2aおよび右足支持台2bの上面には規定の位 置に足を位置決めする位置決め部21を設けて る。位置決め部21には、種々の構成がある 、もっとも簡単な構成としては、適正な位 に表記したマークを用いればよい。

 また、上述したように、左足支持台2aお び右足支持台2bの上面はハウジング1の上面 対する角度を変化させるから、左足支持台2a および右足支持台2bの傾斜時に足に使用者の 重が作用して足の位置がずれることのない うに、図3に示す各種構成を位置決め部21と て用いることができる。

 図3(a)には、左足支持台2aおよび右足支持 2bの上面に位置決め部21としての凹所21aを形 成した例を示している。図3(b)には、左足支 台2aおよび右足支持台2bの上面に位置決め部2 1としての突部21bを形成した例を示している 突部21bは少なくとも足の前後位置に対応付 て配置することが望ましい。また、土踏ま の位置にも配置すれば土踏まずを刺激する とによるマッサージ効果も期待できる。図3( a)(b)に示す構成例は、左足支持台2aおよび右 支持台2bに対して足を固定するものではない から、左足支持台2aおよび右足支持台2bの傾 角度が大きいときには、足の位置がずれる 能性がある。

 そこで、図3(c)のようにゴムのような摩擦 力の大きい材料(微細な凹凸を形成した材料 もよい)により形成した滑り防止部21cを、位 決め部21として左足支持台2aおよび右足支持 台2bに設けるようにしてもよい。なお、滑り 止部21cは左足支持台2aおよび右足支持台2bの 上面に貼着したり、左足支持台2aおよび右足 持台2bに埋め込んだりすることができる。 た、滑り防止部21cは板状に形成したり、足 形状に合わせた形状に形成したりすること できる。さらに、滑り防止部21cを図3(a)に示 た凹部21aや図3(b)に示した突部21bと併用すれ ば、位置決めの効果をより高めることができ る。

 図3(d)には、足Fの甲に巻き付けるベルト21 dを位置決め部21として設けた構成例を示して いる。ベルト21dは前後2本設けられており、 Fをベルト21dの中に通すことによって足Fの位 置を固定するようにしてある。ただし、ベル ト21dに面状ファスナを設けたりバックルを設 けることにより、足Fのサイズに応じた調節 可能にする構成を採用してもよい。

 図3に示した構成は適宜に組み合わせて用 いることができ、たとえば、図3(a)(c)(d)の構 を組み合わせれば、足Fの位置ずれをより確 に防止することができる。また、靴を履い 利用する場合には、自転車のペダルに装着 るトークリップやビンディングと同様の構 を採用することにより、足Fの位置固定が可 能になる。

 駆動装置3は、図4に示すように、駆動源 して回転力を発生させるモータ30と、モータ 30の回転力を左足支持台2aおよび右足支持台2b にそれぞれ駆動力として伝達するように2系 に分離する系統分離部33と、系統分離部33で2 系統に分離された駆動力を用いて左足支持台 2aおよび右足支持台2bをハウジング1の上面に って摺動移動させる摺動駆動部31と、左足 持台2aおよび右足支持台2bの上面がハウジン 1の上面に対してなす角度を変化させる回動 駆動部32とを備える。摺動駆動部31および回 駆動部32は、左足支持台2aと右足支持台2bと 対してそれぞれ設けられる。

 駆動装置3について、さらに具体的に説明 する。上述のように、モータ30の出力軸30aに 系統分離部33が連結される。系統分離部33は 、モータ30の出力軸30aに連結されたウォーム( 第1歯車)33aと、ウォーム33aに噛合する一対の ォームホイール(第2歯車)33bとを備える。ウ ーム33aおよび2個のウォームホイール33bはベ ース板1aに固定されるギアボックス(図示せず )に収納される。

 この構成によって、1個のモータ30の回転 を2個のウォームホイール33bにより2系統の 転力に分離することができ、各系統の回転 を左足支持台2aと右足支持台2bとの駆動力と て用いることができる。また、系統分離部3 3では、ウォーム33aとウォームホイール33bと 用いることによりモータ30の回転を減速する 機能も有している。

 ウォームホイール33bには、回転軸33cが挿 され、ウォームホイール33bの回転に伴って 転軸33cが回転するように、ウォームホイー 33bと回転軸33cとを結合してある。

 往復駆動部33は、回転軸33cに一端部が結 されるクランク板36と、クランク板36にクラ ク軸37を介して結合されたクランクロッド38 とを備える。クランク軸37の一端部はクラン 板36に固定され、他端部はクランクロッド38 の一端部に保持された軸受38aに保持される。 つまり、クランクロッド38の一端部はクラン 板36に対して回動自在に結合される。クラ クロッド38の他端部は台車61に対して軸体38b 用いて結合され、クランクロッド38の他端 は台車61に対して回動自在に結合される。

 上述の構成から明らかなように、クラン ロッド38は、ウォームホイール33bの回転力 台車61の往復移動に変換する。クランクロッ ド38はウォームホイール33bごとに設けられ、 車61は左足支持台2aと右足支持台2bとにおい 個別に設けられているから、クランクロッ 38は、ウォームホイール33bの回転力をそれ れ左足支持台2aと右足支持台2bとの往復移動 変換する。

 台車61は上述したように車輪62とレール63 により移動経路が拘束されているから、ウ ームホイール33bの回転に伴って台車61がレ ル63の長手方向に沿って往復移動する。つま り、モータ30の回転がウォーム33aおよびウォ ムホイール33bを介してクランク板36に伝達 れ、さらに、クランク板36に結合されたクラ ンクロッド38により台車61がレール63に沿った 直線上で往復移動を行うのである。その結果 、台車61に結合されている左足支持台2aと右 支持台2bとがレール63の長手方向において往 移動する。

 本実施形態では、ウォーム33aと2個のウォ ームホイール33bとにより駆動力を2系統に分 し、各系統ごとに左足支持台2aと右足支持台 2bとの駆動力として用いるから、駆動装置3に より左足支持台2aと右足支持台2bとが関連付 て駆動される。ここで、各ウォームホイー 33bがウォーム33aに噛合する位置を180度異な せてあり、したがって左足支持台2aが移動範 囲の後端に位置するときには、右足支持台2b 移動範囲の前端に位置する。左足支持台2a 移動範囲における後端は左足支持台2aの移動 範囲の右端であって、右足支持台2bの移動範 における前端は右足支持台2bの移動範囲の 端であるから、左右方向においては、左足 持台2aおよび右足支持台2bは同じ向きに移動 ることになる。

 なお、上述の構成から明らかなように、 ォーム33aとウォームホイール33bとを噛み合 せる位置に応じて、左足支持台2aと右足支 台2bとの移動における位相差を適宜に付与す ることが可能である。左足支持台2aと右足支 台2bとの上に立って立位で使用する場合に 、本実施形態のように180度の位相差を付与 れば、使用者の前後方向の重心移動が少な なるからバランス機能が低下している使用 でも使用できる。あるいは、位相差を持た いようにすれば、使用者の前後方向の重心 動が生じるから、単に脚部の筋群の運動に るだけではなく、バランス機能を保つため 腰背部などの筋群の運動にも役立つ。

 ところで、左足支持台2aおよび右足支持 2bは、軸部74の周りで回動可能であるから、 端部と後端部との高さ位置を変化させるこ が可能になっている。つまり、左足支持台2 aおよび右足支持台2bの上に置いた足の爪先と 踵との高さ位置を変化させることにより、足 関節の底屈と背屈とが可能になっている。

 ここで、軸部74の周りでの左足支持台2aお よび右足支持台2bの回動をレール63に沿った 復移動に連動させるために、ベース板1aには 、図5に示すように、左足支持台2aと右足支持 台2bとの移動経路に沿って少なくとも一部に 斜面14aを有したガイド面14が形成され、左 支持台2aと右足支持台2bとの各下面にはそれ れガイド面14に当接する倣い突部25が設けら れている。倣い突部25の先端部には、ガイド 14の上で転動するローラ25aを倣い突部25の先 端部に設けている。すなわち、本実施形態で は、軸部74とガイド面14と倣い突部25とにより 回転駆動部32が構成されている。

 上述のように、ガイド面14に当接する倣 突部25を設けていることにより、モータ30の 転に伴って左足支持台2aおよび右足支持台2b が往復移動を行う際に、倣い突部25がガイド 14に設けた傾斜面14aに当接する際には、左 支持台2aおよび右足支持台2bが軸部74の周り 回動することにより左足支持台2aおよび右足 支持台2bのベース板1aに対する角度が変化し 結果的に足関節の底屈および背屈が行われ 。

 ところで、装置の使用にあたり、立位で 用する場合には、左足支持台2aおよび右足 持台2bが停止位置している初期位置において 、左右の足をそれぞれ左足支持台2aと右足支 台2bとに載せて左足支持台2aおよび右足支持 台2bの上に立ち、駆動装置3の運転を開始させ る。図6に示すように、左足支持台2aおよび右 足支持台2bの長手方向Dxは前後方向(矢印Xの向 き)に対して、たとえば9度程度の角度をなす うに配置され、左足支持台2aおよび右足支 台2bの上に立ったときに、使用者の脚部に捻 れを生じることがなく、自然な立ち位置にな るようにしてある。

 初期位置では、左足支持台2aおよび右足 持台2bは前後方向において同位置に位置する 。つまり、初期位置では左足支持台2aおよび 足支持台2bが左右方向の一直線上に並ぶ。 たがって、初期位置で使用者が左足支持台2a および右足支持台2bの上に載ると、使用者の 心から鉛直方向に下ろした直線は左足支持 2aと右足支持台2bとの間でほぼ中央を通るこ とになる。

 上述した構成から明らかなように、駆動 置3の運転を開始すると、左足支持台2aおよ 右足支持台2bはそれぞれ前後方向に位置を 化させるとともに、前後方向の位置変化に って左右方向の位置も変化させる。ここで 左足支持台2aおよび右足支持台2bはレール63 沿った一直線上を往復移動し、左足支持台2a および右足支持台2bは足の前後方向とは異な 方向に移動する。

 また、上述したように、左足支持台2aお び右足支持台2bがレール63に沿って往復移動 るのと同時に、足置板21が軸部74の周りに回 動する。足置板21が前方に移動する際には倣 突部25がガイド面14の傾斜面14aを昇るから、 左足支持台2aおよび右足支持台2bの前端位置 おいて足関節が背屈し、左足支持台2aおよび 右足支持台2bの後端位置において足関節が底 することになる。軸部74の位置は足裏にお て踵付近に設定し、底屈と背屈との角度は ース板1aの上面を基準面として基準面に対し てそれぞれ10度程度に設定する。

 なお、左足支持台2aおよび右足支持台2bの 前後の位置と底屈および背屈との関係は上述 の例とは逆にすることが可能であり、また基 準面に対する底屈および背屈の角度は異なら せてもよい。これらの動作はガイド面14の形 を適宜に設定することにより、容易に実現 ることができる。

 なお、駆動源であるモータ30からの回転 向の変換手段としてウォーム33aとウォーム イール33bとを使っているが、プーリとベル やユニバーサルジョイントでもよい。

 (実施形態2)
 本実施形態は、実施形態1とは摺動駆動部31 よび回転駆動部32の構成が異なる。また、 下では、左足支持台2aおよび右足支持台2bに いてハウジング1の上面に対する角度が変化 しても位置が変化しない点を左足支持台2aお び右足支持台2bの代表点とする。このよう 代表点は複数考えられるが、どれを代表点 用いてもよい。要するに、左足支持台2aおよ び右足支持台2bがハウジング1の上面に沿って 摺動移動する際に、ハウジング1の上面に対 る角度が変化しても位置変化がない点を代 点に定めるとよい。代表点は、左足支持台2a および右足支持台2bの外に設定してもよい。 のような代表点を規定することにより、左 支持台2aおよび右足支持台2bの摺動移動の移 動経路を一元的に記述することができる。

 一方、摺動駆動部31および回動駆動部32と しては、図7に示す構成を採用する。ここに ウォームホイール33bから摺動駆動部31および 回動駆動部33への駆動力の伝達経路について 省略しているが、歯車、ベルトなどの周知 伝達要素を用いることにより駆動力を伝達 ることができる。

 ところで、回動駆動部32は、足関節の角 を変化させるように左足支持台2aおよび右足 支持台2bの角度を変化させるから、足関節の 動中心の延長線に直交する面(以下では、「 回動面」と呼ぶ)内において左足支持台2aおよ び右足支持台2bの角度を変化させるように構 されている。後述するように、摺動駆動部3 1が左足支持台2aおよび右足支持台2bの代表点 摺動移動させる方向は必ずしも回動面と平 ではないが、以下の説明では説明を簡単に るために、左足支持台2aおよび右足支持台2b の代表点が摺動移動する方向が回動面と平行 である場合について説明する。左足支持台2a よび右足支持台2bの代表点が摺動移動する 向はハウジング1の前後方向に対して5~15度に 設定される。ただし、摺動移動の方向は、開 口窓11a,11bの長手方向の中心線の方向とは一 していなくてもよい。

 図7に示す構成例は、左足支持台2aおよび 足支持台2bが前後に移動する際の爪先の軌 が下に凸になるように左足支持台2aおよび右 足支持台2bの上面の角度を変化させるもので る。図示例は、左足支持台2aおよび右足支 台2bの移動経路における前端位置において踵 が爪先よりも下方に位置し、後端位置におい て爪先が踵よりも下方に位置するように左足 支持台2aおよび右足支持台2bの角度が変化す 場合を示している。

 摺動駆動部31は、系統分離部33から回転力 が伝達される偏心回転体34と、偏心回転体34 クランクピン35aを用いて一端部が結合され クランクロッド35とを備える。クランクロッ ド35の他端部はギアボックス40に対してクラ ク軸35bにより回動自在に結合される。ギア ックス40は、移動経路が図7に示すラック41の 長手方向に沿った一直線上に拘束されている 。したがって、偏心回転体34が回転すると、 心回転体34の回転中心34aからクランクロッ 35の上記他端部までの距離が変化することに より、ギアボックス40はラック41の長手方向 沿った一直線上を移動することになる。

 ギアボックス40は、互いに噛合した歯数 異なる2個の平歯車42,43を支承しており、歯 が少ないほうの平歯車42はラック41に噛合す 。したがって、上述のように偏心回転体34 回転に伴ってギアボックス40がラック41に対 て摺動すると、ラック41に噛合している平 車42が回転し、この回転力が平歯車43に伝達 れる。偏心回転体34が1回転する間に、平歯 42はラック41上を往復移動し、平歯車43は平 車42の往復回転に伴って水平面に対して±30 程度の範囲で往復回転する。

 平歯車43には左足支持台2aあるいは右足支 持台2bが結合されており、左足支持台2aある は右足支持台2bは平歯車43の往復回転に伴っ 上面の角度を変化させる。また、ギアボッ ス40がラック41に沿って一直線上を移動する から、左足支持台2aあるいは右足支持台2bも ック41に沿って一直線上を移動する。つまり 、ラック41の長手方向が左足支持台2aあるい 右足支持台2bの摺動移動の方向になる。

 以上の説明から明らかなように、ギアボ クス40およびラック41は摺動駆動部31の一部 構成しており、ラック41と平歯車42,43とは回 動駆動部32を構成することになる。つまり、 実施形態では、摺動駆動部31の駆動力が回 駆動部32に伝達され、摺動駆動部31の駆動力 回動駆動部32の駆動力とが第2駆動力32から 足支持台2aあるいは右足支持台2bに伝達され 構成になっている。なお、図示した構成で 、ギアボックス40に弧状のガイド孔40aが形 され、平歯車43に結合されガイド孔40aに挿通 された連結軸43aと、平歯車43の回動軸43bとが イング板44に結合され、スイング板44に左足 支持台2aあるいは右足支持台2bを結合する構 を採用している。つまり、回動軸43bは左足 持台2aあるいは右足支持台2bを回動させる軸 になる。

 上述した構成から明らかなように、回動 43bは左足支持台2aあるいは右足支持台2bの上 面よりも上方に位置している。具体的には、 上述した位置決め部21により規定される位置 足を載せたときに、回動軸43bの延長線が足 節を通る位置に回動軸43bを設ける。もっと 、足の寸法には個人差があるから、位置決 部21は滑り防止部21cやビンディングのよう 足の大きさにかかわらず利用できる構成を 用するか、あるいは足の大きさに応じた複 段階の選択が可能な構成を採用する。また 左足支持台2aおよび右足支持台2bが軸部の周 で回動したときに、足関節の角度を変化さ ることができるように、軸部は足の幅方向 沿って配置するのが望ましい。

 左足支持台2aあるいは右足支持台2bの上面 と回動軸43bまでの距離については、想定する 使用者の足の寸法から得られる平均値とすれ ばよい。また、左足支持台2aあるいは右足支 台2bの上面に着脱可能であって厚みの異な 寸法調節板を重ねたり、スイング板44を連結 軸43aおよび回動軸43bに取り付ける位置を調節 可能にしたりする構成を採用してもよい。

 図7に示す構成の動作をまとめると図8の うになる。上述したように、図8の動作は一 であって、左足支持台2aおよび右足支持台2b の上面が水平面に対してなす角度は適宜に設 定可能である。つまり、図8に示す動作例は 図8(b)のように、偏心回転体34の回転中心34a 上下いずれかの位置にクランクピン35aが位 するときに、左足支持台2aあるいは右足支持 台2bの上面が水平になる場合を例示している

 図8において右方を前方とすれば、図8(a) ように、偏心回転体34の回転中心34aに対して クランクピン35aが前方に位置するときには、 連結軸43aが回動軸43bよりも前方に位置し、結 果的に左足支持台2aあるいは右足支持台2bは 前端部が後端部よりも上方に位置すること なる。つまり、踵が爪先よりも下方に位置 る。一方、図8(c)のように、偏心回転体34の 転中心34aに対してクランクピン35aが後方に 置するときには、連結軸43aが回動軸43bより 後方に位置し、左足支持台2aあるいは右足支 持台2bは、後端部が前端部よりも上方に位置 る。つまり、爪先が踵よりも下方に位置す 。

 上述の動作によって、足の位置を摺動移 させることで使用者の脚部の筋群の伸縮を し、しかも足関節の角度を変化させること より下腿部の筋群を刺激することが可能に る。つまり、歩行時の動作に近似させてい ことにより、大腿部および下腿部の筋群を 調させて刺激することができるから、リハ リなどの際の歩行訓練に利用することが可 である。しかも、足の位置は摺動移動する けであって、大腿部を持ち上げる必要がな から、膝関節に痛みがある場合や大腿部の 群の筋力が低下してバランスをとりにくい 用者であっても利用することが可能である さらには、下腿部の筋群を伸縮させること より、足関節の周囲の筋群をほぐして関節 動域の減少を防止するとともに、腓腹筋の 縮によって静脈環流の増加を促すことがで る。静脈環流を促進すれば、心臓に向かう 流を増加させることになり、結果として全 の血流向上につながる。

 なお、上述の動作は、左足支持台2aおよ 右足支持台2bが摺動移動の際の移動範囲の前 端に位置するときに爪先が踵よりも上方に位 置し、摺動移動の際の後端に位置するときに 踵が爪先よりも上方に位置するから、歩行時 の自然な動作に近く、歩行訓練に役立つもの であるが、回動軸43bの周りでの角度変化を逆 にしてもよい。つまり、左足支持台2aおよび 足支持台2bが摺動移動の移動範囲の前端に 置するときに踵が爪先よりも上方に位置し 摺動移動の後端に位置するときに爪先が踵 りも上方に位置するようにしてもよい。前 の動作では足関節の角度変化が比較的少な が、後者の動作では足関節の角度が大きく 化するから、関節の可動域を広げる訓練に 立てることができる。とくに、摺動移動の 端において足関節が背屈することになり、 キレス腱を伸ばす効果を高めることができ 。

 ところで、上述の構成例では、左足支持 2aあるいは右足支持台2bの回転中心である軸 部の延長線が使用者の足関節を通るように、 回動軸43bの位置を設定しているから、左足支 持台2aおよび右足支持台2bが回動軸43bの周り 回動しても足関節は上下方向にはほとんど 動せず、上下方向の移動に伴う負荷が足関 にほとんど作用しない。つまり、足関節へ 負担が少ないとともに使用者にとっては重 移動が少なくバランスを保ちやすくなる。 た同時に、膝関節が曲がらないから膝関節 も負荷がほとんど作用しない。ただし、回 軸43bの延長線が足関節を通ることは、回動 43bを左足支持台2aおよび右足支持台2bの上面 りも上方に配置しなければならないから、 れだけハウジング1の上下方向の寸法が大き くなる。

 ハウジング1の上下方向の寸法を小さくす るには、軸部を左足支持台2aおよび右足支持 2bの下方に配置することが望ましい。たと ば、図9に示すように、左足支持台2aおよび 足支持台2bが水平位置である状態で足裏の下 方になりかつ足関節の直下を通る位置に軸部 Axを設けるのが望ましい。この軸部Axを回動 動部32により回動させるとともに、回動駆動 部32を摺動駆動部31により摺動移動させる構 を採用すれば、ハウジング1の上下方向の寸 を低減することができる。この位置に軸部A xを設けると、図10に示すように、左足支持台 2aおよび右足支持台2bの角度変化に伴って足 節Jaの位置が前後に移動するが、上下方向に おいては足関節Jaの移動量は少ないから、使 者の重心Pgの位置はほとんど変化せずバラ スを取りやすくなる。つまり、バランス能 の低い使用者でも利用することができ、ま 膝関節Jnを曲げる必要がないから、膝関節Jn の負担が小さく、膝痛があっても利用する とが可能である。

 また、上述の構成例では、摺動駆動部31 回動駆動部32とを1個の駆動源(モータ30)で動 させているが、摺動駆動部31と回動駆動部32 とにそれぞれ異なる駆動源を用いてもよい。 摺動駆動部31と回動駆動部32との駆動源を別 設けると摺動駆動部31の構成の自由度を高め ることができる。たとえば、左足支持台2aお び回動駆動部32を載せた基台(図示せず)と、 右足支持台2bおよび回動駆動部32を載せた基 (基台)とをそれぞれガイドレールに沿って摺 動自在とし、各基台を駆動源からの駆動力で 往復直進移動させる構成を採用することがで きる。駆動源にモータを用いる場合には、回 転力を直進往復移動に変換するためのクラン ク機構などを、左足支持台2aおよび右足支持 2bと駆動源との間に介在させればよい。

 上述した構成を採用すれば、左足支持台2 aおよび右足支持台2bの摺動移動に伴って足関 節は上下方向に変位するが、軸部を足関節の 直下としているから、左足支持台2aおよび右 支持台2bよりも軸部を下方に配置するとい 制約条件の中では、軸部と足関節との距離 最小化することができ、足関節の上下方向 変位量を小さくすることができる。また、 動駆動部31および回動駆動部32を併せて簡略 構成することが可能になる。たとえば、摺 駆動部31で左足支持台2aおよび右足支持台2b 摺動移動させ、左足支持台2aおよび右足支 台2bに軸部となる回動軸を設けるとともに、 左足支持台2aおよび右足支持台2bの軸部の周 での角度を変化させるガイドを設けて回動 動部32に用いる構成を採用することができる (ガイドは、後述する実施形態3の構成におけ カム溝とガイドバーとの関係と同様の構成 採用すればよい)。

 なお、左足支持台2aおよび右足支持台2bに 軸部を設ける場合に、足関節の直下ではなく 足関節の直下から離れた部位に設けると、足 関節の上下方向の変位を大きくすることがで き、バランス機能の訓練に利用することが可 能になる。すなわち、図11、図12に示すよう 、左足支持台2aおよび右足支持台2bが水平位 である状態で足裏の下方になりかつ足関節J aの直下に対して前方または後方となる部位 軸部Axを設けると、左足支持台2aおよび右足 持台2bが軸部Axの周りで回動したときの上下 方向における足関節Jaの変位量を大きくする とができる。

 図11、図12に示す構成例では、足関節Jaの 下よりも前方に軸部Axを設けており、左足 持台2aおよび右足支持台2bが移動範囲の前端 置に位置するときに踵が爪先よりも上がり 後端位置に位置するときに踵が爪先よりも がるように軸部Axを回転させている。この 作により左右の足が前後方向に離れて位置 るときに、左右の足が上下方向においても れて位置し足関節Jaの位置に高低差が生じる 。足関節Jaの位置に高低差が生じると、膝関 Jn、股関節Jh、上体などの筋群を用いてバラ ンスを保つように反射が生じるから、これら の筋群が刺激され、結果的に膝関節Jnの周囲 股関節Jhの周囲、腰背部などの筋群の訓練 なる。また、摺動移動の角度を45度程度に設 定してあり、股関節Jhを開いた上体で足関節J aの曲げ伸ばしを行うことにより、脚部の内 と外側との筋群を刺激することが可能にな 。

 なお、上述の構成例では、左足支持台2a よび右足支持台2bの代表点が移動する方向と 軸部である回動軸43bの延長方向とを直交させ ているが、両方向を直角以外の角度になるよ うに構成する場合には、平歯車42,43に代えて 食違いウォーム歯車や傘歯車を用いればよ 。

 また、フック式自在継手を用いて摺動駆 部31と回動駆動部32との間を任意角度に調節 することも可能である。フック式自在継手を 用いる場合には、左足支持台2aと摺動駆動部3 1と回動駆動部32とからなるブロックを構成し 、また右足支持台2bと摺動駆動部31と回動駆 部32とからなるブロックを構成しておき、左 足支持台2aあるいは右足支持台2bの代表点の 動方向がハウジング1の前後方向に対してな 角度を各ブロックごとに調節可能としても い。

 たとえば、各ブロックの後端部を水平面 で回動可能となるように軸ピンによってハ ジング1に結合するとともに、ハウジング1 はブロックの回動中心から一定距離である 位に複数個のピン孔を設けておき、ブロッ に設けた係止ピンをいずれかのピン孔に挿 する構成とすれば、左足支持台2aおよび右足 支持台2bの摺動方向が複数方向から選択可能 なる。この構成では、左足支持台2aおよび 足支持台2bの移動軌跡は直線状であって、移 動軌跡の前端位置と後端位置とを結ぶ直線が 前後方向に対してなす角度が調節可能になる から、各ブロックと軸ピンと係止ピンとピン 孔とにより移動方向設定部が構成される。

 ここにおいて、摺動駆動部31と回動駆動 32とはフック式自在継手を用いて結合されて いるから、軸部となる回動軸43bに直交する回 動面がハウジング1の前後方向に対してなす 度を5~15度の範囲に保ちながらも、左足支持 2aと右足支持台2bとの摺動移動の方向をより 大きい角度範囲で変化させることが可能にな る。たとえば、左足支持台2aと右足支持台2b の摺動移動の方向はハウジング1の前後方向 対して5~45度の範囲などに設定することが可 能になる(角度は左足支持台2aについては左回 りの角度、右足支持台2bについては右回りの 度)。

 たとえば、摺動移動の角度を5~15度程度の 範囲とすれば、使用者が脚部の筋肉を弛緩さ せた状態(リラックスした状態)で立っている きに足関節や膝関節を屈伸させる方向に一 するから、膝関節や足関節に作用する負荷 少なくしながらも、脚部の筋群の伸縮を行 ことができる。また、摺動移動の角度を45 程度に設定すれば、脚部の内転筋や外転筋 刺激することが可能になる。

 上述の動作では、左足支持台2aと右足支 台2bとは、一方の代表点が移動範囲の前端に 位置するときに他方の代表点が移動範囲の後 端に位置するように、いわば逆位相で移動さ せることを想定しており、このことによって 使用者の重心位置の前後方向の移動が少なく なり、バランス機能の衰えている使用者でも 利用可能になる。

 上述した動作では、摺動駆動部31の周期 回動駆動部32の周期とを一致させているが、 摺動駆動部31と回動駆動部32との周期を異な せる構成を採用することも可能である。両 の周期を異ならせると、通常の歩行とは異 る不自然な動きになるから、特殊な動きの 練が可能になる。また、左足支持台2aと右足 支持台2bとの位置が同時に変化するように連 させているが、左足支持台2aと右足支持台2b との一方のみについて上述した動作を行うよ うにしてもよい。たとえば、片脚を負傷して いる場合などに、左足支持台2aと右足支持台2 bとの一方のみを駆動することにより、負傷 ていない脚部のみの運動を行うことも可能 ある。

 さらに、上述した例では立位での使用を 定しているが、バランス機能が衰えている 用者であれば、椅子あるいは車椅子に着座 て使用したり、懸架具により上体を吊り下 て使用することも可能である。このように 体を支持して使用すれば、使用者の自重は 荷として利用されにくくなるが、軽負荷で 運動が可能になるから、身体条件のさまざ な使用者に利用させることが可能になる。 た、椅子に着座する場合には椅子の座面の さを変化させることにより、負荷の程度を 節することが可能であるから、使用者の体 に応じて負荷を調節することが可能になる また、懸架具を用いる場合に、使用者がバ ンスを崩して倒れそうになったときにのみ 架具で支持するようにすれば、脚力やバラ ス機能の衰えた使用者がリハビリとして用 る際に安全な使用が可能になる。

 あるいはまた、脚部の筋群を刺激するだ の使用であれば、ハウジング1を立てた状態 として左足支持台2aおよび右足支持台2bが上 方向に移動する際に左右方向に位置変位す 配置とし、使用者は仰臥した姿勢で使用す ことも可能である。このような使用形態で れば、使用者の自重を負荷として利用する とができないが、入院患者などがベッドに ている姿勢でも利用することができるから 脚部の筋力の低下を抑制したり脚部の鬱血 抑制したりすることができ、また背中の位 変化が生じるから床擦れの抑制にも寄与す 。

 (実施形態3)
 本実施形態は、基本的な構成は実施形態1と 同様であるが、摺動駆動部31および回動駆動 32の構成が実施形態1とは異なるものである すなわち、回動駆動部32は、図13に示すよう に、左足支持台2aと右足支持台2bとがそれぞ 左右両側下部に突設した一対の側板22を有し 、各側板22において左右に貫通するカム溝23 、ハウジング1の定位置に固定した2本のガイ ドバー24を挿通することにより構成してある 摺動駆動部31は、実施形態2と同様の構成で って、系統分離33から回転力が伝達される 心回転体34に一端部を結合したクランクロッ ド35の他端部をクランク軸35bにより左足支持 2aあるいは右足支持台2bに結合した構成を有 する。

 カム溝23は、両端部が中央部よりも下方 位置するように側面視において逆V字状に形 されている。また、2本のガイドバー24を設 ることによって、左足支持台2aおよび右足 持台2bに作用する荷重を支持している。

 この構成では、図14に示すように、摺動 動部31によって左足支持台2aおよび右足支持 2bが摺動移動する際には、カム溝23がガイド バー24に沿って移動し、カム溝23の中央部が 端部よりも上方にしていることにより、左 支持台2aあるいは右足支持台2bが前端位置に 動するときには爪先が踵よりも下方に位置 、左足支持台2aあるいは右足支持台2bが後端 位置に移動するときには踵が爪先よりも下方 に位置するように、左足支持台2aおよび右足 持台2bの上面の角度が変化する。

 上述の構成ではカム溝23の形状によって 左足支持台2aおよび右足支持台2bの上面の角 変化を任意に設定することができ、カム溝2 3の形状によって、左足支持台2aおよび右足支 持台2bの摺動移動の位置と足関節の上下方向 変位量との関係を適宜に調節することがで る。また、左足支持台2aおよび右足支持台2b の上面の角度変化の際に規定した軸部の周り での回転とする必要がなく、それだけ足関節 の角度の変化パターンの自由度を高めること ができる。

 なお、カム溝23の形状を逆V字状とする代 りに上下を逆にしてV字状に形成すれば、左 足支持台2aおよび右足支持台2bが摺動移動す 際の移動範囲における前端位置において爪 が踵よりも上方に位置し、後端位置におい 踵が爪先よりも上方に位置するように移動 せることができる。つまり、図13に示す構成 例では足の前後の位置と足関節の角度との関 係が歩行とは異なる関係になるが、カム溝23 形状を変更することにより歩行と同様の関 にすることができる。

 また、図示例ではカム溝23をガイドバー24 が挿通される孔状に形成しているが、側板22 おいてカム溝23の下方を省略して単なるカ 面としてもよい。この構成を採用すれば、 下方向の寸法を小さくしてハウジング1の薄 化が可能になる。

 本実施形態は回動駆動部32の構造が実施 態2とは異なるが、他の構成は実施形態2と同 様であるから説明を省略する。

 (実施形態4)
 上述した各実施形態では、ハウジング1に対 して左足支持台2aと右足支持台2bとを摺動駆 部31により摺動させているが、摺動駆動部31 省略し、回動駆動部32のみを用いるように てもよい。すなわち、左足支持台2aおよび右 足支持台2bが、ハウジング1に対して摺動移動 せずに回転移動のみを行うように構成してい る。

 図15に駆動装置3の概略構成を示す。駆動 としてのモータ30の出力軸30aには円錐歯車33 cが連結され、円錐歯車33cには2個の小歯車33d 噛合する。つまり、円錐歯車33cと小歯車33d により系統分離部33が形成される。系統分 部33を構成する各小歯車33dには、それぞれ左 足支持台2aと右足支持台2bとの軸部となる回 軸43cが結合される。

 円錐歯車33cに対する各小歯車33dの噛合位 は、円錐歯車33cの回転方向において180度離 ており、左足支持台2aと右足支持台2bとの傾 斜角度の位相差が180度になるように設定され ている。つまり、左足支持台2aの前端が移動 囲の最下端に位置するときに右足支持台2b 前端は移動範囲の最上端に位置し、左足支 台2aの前端が移動範囲の最上端に位置すると きに右足支持台2bの前端は移動範囲の最下端 位置するのである。左足支持台2aの前端が 下から上に向かって移動するか、上から下 向かって移動するかは、モータ30の回転方向 により切り換える。すなわち、左足支持台2a 左足支持台2bとの少なくとも一方の位置ま はモータ30の回転角度を図示しないセンサに より検出し、適宜の角度範囲で左足支持台2a 左足支持台2bとの角度が変化するように図 しない制御回路によりモータ30の回転方向を 制御する。

 回動軸43cは、使用者の左右方向に対して1 0度程度の角度を付与している。したがって 足の長手方向が回動軸43cに直交する方向を くように左足支持台2aおよび右足支持台2bに 置決め部21(図3参照)を設けておけば、左足 爪先は踵よりも左に位置し、右足の爪先は よりも右に位置する。言い換えると、使用 は位置決め部21により足の位置を決めること で、足の開き角度が20度程度になるから自然 立ち位置になり、足関節や膝関節にねじれ 生じることがない。なお、左足支持台2aと 足支持台2bとの左右方向の距離を左右の股関 節間の距離程度に設定しておくことにより、 膝関節などに生じるせん断力を小さくするこ とができる。

 ところで、図示例では、回動軸43c(軸部Ax) を足関節の直下よりも前方に設けてある。し たがって、図12に示した動作例のように、足 節の回動に伴って足関節が上下方向に変位 る。左足支持台2aと右足支持台2bとは摺動移 動しないから、ハウジング1の上面内で左右 足の位置は変位しないが、足関節が回動す とともに足関節に高低差が生じる。その結 、実施形態1と同様に、膝関節の周囲の筋群 股関節の周囲の筋群、腰背部の筋群などを 激することができる。摺動駆動部31を省略 ている点を除いて他の構成は実施形態1と同 である。

 (実施形態5)
 実施形態4では、上下方向における足関節の 変位量を大きくするために、回動軸43cが足関 節の直下に対して前方に離れて位置するよう に配置しているが、図16に示すように、回動 43dを上下方向に変位させる構成を採用する とにより、上下方向における足関節の変位 をさらに大きくすることが可能である。

 図示例では、左足支持台2aと右足支持台2b とにおいて足関節の直下よりも前方に回動軸 43dを固着してあり、左足支持台2aと右足支持 2bとの後端部にはガイド軸46を固着してある 。回動軸43dの両端部は、左足支持台2aおよび 足支持台2bの両側方にそれぞれ突出し、そ ぞれ軸受台45に設けた上下方向に沿ったガイ ド孔45aに挿入される。したがって、回動軸43d は軸受台45に対して上下方向に移動可能にな ている。また、ガイド軸46の両端部は、左 支持台2aおよび右足支持台2bの両側方にそれ れ突出し、それぞれスライド台47に設けた ライド孔47aに挿入される。スライド孔47は、 ガイド軸46が上下に移動できるように湾曲し いる。すなわち、スライド孔47の上下方向 中間部は上下方向の両端部に対して軸受台45 からの距離を大きくするように湾曲している 。

 ガイド軸46をスライド孔47に沿って上下に 移動させるために、左足支持台2aおよび右足 持台2bには、それぞれクランクロッド48の一 端部が結合され、クランクロッド48の他端部 モータ(図示せず)により正逆に回動される 盤状の偏心回転体49に結合される。偏心回転 体49へのクランクロッド48の取付位置は、偏 回転体49の中心から離れており、偏心回転体 49が正逆に回動すると、クランクロッド46の 記一端部のスライド孔47の中での位置が変化 する。

 ただし、クランクロッド46の上記一端部 偏心回転体49の正逆の回動に伴って下端位置 から上端位置に移動させる際には、ガイド軸 46を上方に引き上げる力を作用させる必要が る。そこで、図示例では、左足支持台2aと 足支持台2bとの下面にそれぞれ偏心カム50を 接させ、偏心回転体49の回動に伴って偏心 ム50も回動するようにしてある。偏心回転体 49と偏心カム50とは、図示しない連接棒を介 て連結される。左足支持台2aおよび右足支持 台2bは、クランクロッド48の上記他端部が上 位置に位置するときには、偏心カム50により 上方に押し上げられる。つまり、偏心回転体 49と偏心カム50とは連接棒により連動して回 する。

 ここで、踵が爪先よりも下に位置すると に回動軸43dが移動範囲の下端位置に位置し 踵が爪先よりも上に位置するときに回動軸4 3dが移動範囲の上端位置に位置するように、 動関係を設定しておく。したがって、左足 持台2aおよび右足支持台2bを回動軸43dの周り に単に回動させる場合に比較すると、上下方 向における足関節の移動量を大きくとること ができる。つまり、足関節の上下動を大きく とることにより、膝関節、股関節、上体の筋 群に対する刺激量が大きくなり、訓練効果を 高めることができる。他の構成および動作は 実施形態1と同様である。

 上述した各構成例では、左足支持台2aと 足支持台2bとは軸部(回動軸43b、回動軸43c)を 心として回転する構成を採用しているが、 際には軸部のみで使用者の体重を支持する 軸部に作用する負荷が大きくなり、軸部や 受に大きな強度の部材が必要になる。した って、左足支持台2aと右足支持台2bとに作用 する負荷を分散させるために、図17に示すよ に、左足支持台2aおよび右足支持台2bとハウ ジング1との間に使用者の体重の一部を受け ことができる補助ばね51を付加するのが望ま しい。

 図示例では、補助ばね51を左足支持台2aと 右足支持台2bとの前端部と後端部との下面側 配置してある。各補助ばね51は圧縮用であ 、自然長よりも圧縮した状態で取り付けて る。ただし、左足支持台2aと右足支持台2bと 駆動されていないときには、左足支持台2a 右足支持台2bとの上面が水平に保たれるよう にばね力が設定されている。したがって、軸 部にはつねに上向きの力が作用し、左足支持 台2aおよび右足支持台2bに使用者が載ったと に使用者の体重により軸部に作用する荷重 軽減することができる。つまり、補助ばね51 を設けることにより、軸部や軸受に用いる部 材の強度を低減させることが可能になる。

 図17に示す構成例では、左足支持台2aと右 足支持台2bとを回動させるために、駆動源で るモータ(図示せず)からの回転力を受けて 逆に回動する回動体52を設け、左足支持台2a よび右足支持台2bにおいてそれぞれ足の長 方向に沿って形成したガイド孔53に、回転体 52に突設したスライドピン52aを挿入している 回動体52は、足の幅方向に沿った中心軸の りに回動する。また、スライドピン52aは回 体52の中心軸の軸方向に突出する。

 回動体52の回動中心の上方に使用者の重 を位置させた状態で回動体52を回動させる、 図17(a)のように、スライドピン52aを回動体52 中心軸よりも後寄り(右側を前方とする)に位 置させると、スライドピン52aの周りで、左足 支持台2aまたは右足支持台2bに使用者の自重 より爪先を下げる向きの回転力が生じる。 17(b)のように、スライドピン52aを回動体52の 心軸よりも前寄りに位置させると、スライ ピン52aの周りで、左足支持台2aまたは右足 持台2bに使用者の自重により踵を下げる向き の回転力が生じる。

 ここで、補助ばね51が左足支持台2aと右足 支持台2bとの前端部と後端部とにそれぞれ設 られているから、左足支持台2aおよび右足 持台2bはスライドピン52aの周りで適宜角度だ け回動することが可能になる。ただし、この 構成では、使用者の自重や立ち位置によって 、左足支持台2aおよび右足支持台2bの回動角 が変化するから、別途に左足支持台2aおよび 右足支持台2bの回動角度を規制するストッパ ような部材を設けておくのが望ましい。

 上述した各実施形態では、左足支持台2a よび右足支持台2bの上面を平面状に形成して いるが、左足支持台2aおよび右足支持台2bの 面は必ずしも平面状でなくてもよい。

 たとえば、図18に示すように、左足支持 2aおよび右足支持台2bを円柱状に形成し、実 形態1において説明した左足支持台2aおよび 足支持台2bの上面の角度を変化させる軸部 左足支持台2aおよび右足支持台2bの回動中心 一致させる構成を採用することができる。 の構成では、左足支持台2aおよび右足支持 2bの代表点(軸部の上に設定すればよい)が摺 移動する際に、左足支持台2aおよび右足支 台2bが転動することにより足裏との接触位置 が変化するから、実質的に左足支持台2aおよ 右足支持台2bの上面の角度が変化すること なる。このとき、足裏において使用者の自 が作用する位置が変化するから、足関節の 度が変化し、実施形態1と同様の効果が期待 きる。

 また、足裏において使用者の自重が作用 る位置の変化に伴って足裏のツボを刺激す ことになる。さらには、使用者の自重を足 の全体で受けるのではなく、足裏の一部の で支持しているから、バランスを保つため 足指に力を入れる期間が必要になり、結果 に足指に関連した筋群が強化されてキック の増強につながる。また、上述した実施形 に比較してバランスを保つのが難しくなる らバランスを保つための筋群(腰背部筋群) 強化やバランスを保つための神経系の訓練 もつながる。

 左足支持台2aおよび右足支持台2bは円柱状 とするほか、図19に示すように、球状に形成 ることも可能であって、球状の左足支持台2 aおよび右足支持台2bを円柱状のものと同様に 動作させると、左足支持台2aおよび右足支持 2bと足裏との接触面積が小さくなり、より 度なバランス訓練が可能になる。

 なお、上述した各実施形態において1個の モータ30を用いて左足支持台2aおよび右足支 台2bの摺動移動と上面の角度変化とを同時に 行っているが、系統分離部33を設ける代わり 2個のモータを用いて左足支持台2aと右足支 台2bとを個別に移動させることも可能であ 。また、左足支持台2aと右足支持台2bとを個 に移動させるだけではなく、摺動駆動部31 回動駆動部32とについても個別のモータを用 いて動作させることが可能である。これらの 構成を採用するときには、各モータを関連付 けて駆動するための制御回路が必要になる。 また、モータは回転モータだけではなくリニ アモータを用いることも可能である。