Stair-climbing type exercise device

本発明は、階段昇り型の運動装置に関するものである。

現代人にとって運動不足の問題は、肉体的な衰えを早めさせる原因であるだけでなく、精神的なストレスからくる病気、怪我、事件や事故などの大きな一因となっており、より深刻さを増している。 そこで、運動不足の解消を図ることを目的の一つとして、近年、各種の運動装置が提案されるようになってきている。
その一例として、歩行に似た運動ができるように、左右一対のステップ体が交互に上下動可能とされた運動装置は公知である（例えば、特許文献１等参照）。 また、ランニングに似た運動ができるように、エンドレスベルトが循環動可能とされた運動装置は公知である（例えば、特許文献２等参照）。

歩行に似た運動やランニングに似た運動を行えるようにした従来公知の運動装置では、使用者に対し、左右の脚を交互に動かさせるのに伴い、腰のひねりや腕振りなどの運動を促すことを主な狙いとする。
しかしながら、運動強度として更に高負荷なものが要求される場合や、これまで鍛えにくいとされていた筋力の開発を行う場合などに、従来の運動装置ではそれらを満足させるうえで不十分とされていた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、バランス感覚、運動強度、筋力開発などに関して、従来公知の運動装置では不十分とされたものを満足させることができるようにした新規な運動装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は次の手段を講じた。
本発明に係る階段昇り型の運動装置は、使用者が搭乗するステップ体が高低差を生じさせて階段状に並設されており、これらステップ体が高位側から低位側へ向けて連続的に移動可能となるように構成されていることを特徴とする。
このような構成であると、使用者は高位側から低位側へ連続移動するステップ体に対して次々に乗り移るような運動を行うことになり、あたかも階段を登るような状態となる。 そのため、使用者にとっては、単に、歩行に似た運動やランニングに似た運動を行う場合などに比べて、高負荷なものが行えるものであり、更にこれまで鍛えにくいとされていた筋力の開発に役立つようになる。

好ましくは、前記ステップ体は、当該ステップ体を高位側から低位側へ向けて案内する使用軌道と、この使用軌道の下部側でステップ体を逆送り方向に案内する復帰軌道と、これら両軌道を高位側及び低位側で接続する２カ所のターン部とを有した無端通路に沿って移動自在に保持されており、この無端通路に沿って各ステップ体を駆動する循環駆動機構が設けられているとよい。

ここにおいて「使用軌道の下部側」とは、傾斜の低位側を指すものではなく、使用軌道において下向きとなる面(裏面側）の下方を指すものである。
さらに好ましくは、前記ステップ体又は当該ステップ体の近傍には、保安機構が設けられているとよい。
前記ステップ体自体又は近傍には、当該ステップ体の高位側で格納状態から出現する動作及び低位側で格納状態へ戻る動作を円滑に行わせるためのコンパクト機構が設けられていてもよい。

本発明に係る運動装置は、バランス感覚、運動強度、筋力開発などに関して、従来公知の運動装置では不十分とされたものを満足させることができる。

本発明に係る運動装置の斜視図である。

本発明に係る運動装置の右側面図である。

本発明に係る運動装置の平面図である。

図３のＣ−Ｃ線断面図である。

図３のＤ−Ｄ線断面図である。

ステップ体の裏面構造を示した分解斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
図１〜図６は、本発明に係る運動装置１の一実施形態を示している。
図１に示すように、この運動装置１は、使用者が乗って運動するための使用スペースＳを有した装置本体２に対し、この使用スペースＳ内に、互いに所定間隔をおいて複数のステップ体３が並設されたものである。

使用スペースＳは傾斜状態で形成されており、各ステップ体３は、この使用スペースＳの傾斜に沿った方向で、相互に高低差を生じさせながら階段状に配置されている。 そして、各ステップ体３は、使用スペースＳの高位側から低位側へ向けるように、連続して移動可能となっている。
なお、以下では、図３の右側を運動装置１の「前」とし、図３の左側を運動装置１の「後」として説明する。 また図３の上下方向を運動装置１の「左右方向」とし、図３の紙面貫通方向（図２の上下方向）を運動装置１の「上下方向」として説明する。 これら運動装置１における前後、左右、上下の各方向は、運動装置１を使用して運動する際の使用者から見た方向に一致する。

装置本体２は、長手方向を前後方向へ向け、且つ左右方向で互いに所定間隔をおいて平行に配置された一対の側壁部材５を有しており、これら側壁部材５の相互間に使用スペースＳ（ステップ体３が移動するスペース）が形成されるようになっている。 これら側壁部材５は、使用スペースＳの傾斜向きを前側ほど高位とさせ後側ほど低位とさせるように、形成されている。

図４，図５に示すように、装置本体２には、使用スペースＳ内でステップ体３を高位側から低位側へ向けて案内する使用軌道１０と、この使用軌道１０の下部側（使用軌道１０において下向きとなる面（裏面側）の下方）でステップ体３を逆送り方向に案内する復帰軌道１１と、これら両軌道１０，１１を高位側及び低位側で接続する２カ所のターン部１２，１３とを有した無端通路１５が形成されるようになっている。

なお、図例では復帰軌道１１を使用軌道１０に対して平行させてあるが、必ずしも平行させなくてもよい。
ステップ体３は、ステップ面（使用者が踏む面）を平らにさせた部材であって、使用軌道１０ではステップ面を上向きにし、且つ略水平に保持させるように設けられ、復帰軌道１１ではステップ面を下向きにさせるように設けられている。

これらすべてのステップ体３は、無端通路１５を、使用軌道１０→低位側のターン部１２→復帰軌道１１→高位側のターン部１３→使用軌道１０の順番で通過するように循環移動する。 そのため装置本体２には、この無端通路１５に沿った各ステップ体３の移動を駆動するための循環駆動機構１６が設けられている。
次に、無端通路１５に沿わせて各ステップ体３を移動させるための具体的な構造の一例を説明する。

図４〜図６に示すように、各ステップ体３の下面には、進行方向（ステップ体３が前側から後ろ側へ進む方向）の後行側から下方へ向けて突出する左右一対の小型脚１７と、進行方向の先行側から下方へ向けて突出する左右一対の大型脚１８とが設けられている。 小型脚１７よりも大型脚１８のほうが下方への突出量が大きく（高く）形成されており、これら両脚１７，１８の下端部を使用スペースＳに付与された傾斜角に一致させることで、ステップ面に水平状態が得られるようになっている。

小型脚１７には、軸心を左右方向へ向けたローラ軸２０を介して回転自在となる後行ローラ２１が設けられ、大型脚１８の下端部には、軸心を左右方向へ向けたローラ軸２２を介して回転自在となる先行ローラ２３が設けられている。
また、ステップ体３は、前後中央部を境として後行板３Ａと先行板３Ｂとに二分割されており、これら両板３Ａ，３Ｂが裏面間をヒンジ部材２５により揺動自在に連結された構造となっている。

これに対し、図３及び図４に示すように、装置本体２における左右の側壁部材５には、それらの高位側内面部にスプロケット２７が回転自在に設けられ、また左右の低位側内面部にスプロケット２８が回転自在に設けられ、これら両スプロケット２７，２８間にエンドレスチェーン２９が架け渡されている。
左右の高位側スプロケット２７及び左右の低位側スプロケット２８の少なくとも一方（両方でもよい）が、互いに連動軸３０を介して一体回転するようになっており、これによって左右のエンドレスチェーン２９も同期して連動するようになっている。

そして、各ステップ体３のローラ軸２０，２２が両側のエンドレスチェーン２９に対してそれぞれ所定間隔を保持させつつ連結されることにより、各ステップ体３が無端通路１５に沿う方向で互いに所定間隔を保持されるようになっている。
また装置本体２における左右の側壁部材５には、エンドレスチェーン２９の上張り側チェーンに沿って設けられた上レール３７と、エンドレスチェーン２９の下張り側チェーンに沿って設けられた下レール３８と、これら上下のレール３７，３８の上下中間位置にこれらと平行して設けられた基礎レール３９とが設けられている。

上レール３７と基礎レール３９との上下間で、ステップ体３の後行ローラ２１及び先行ローラ２３を案内させる往路を生じさせ、基礎レール３９と下レール３８との上下間で、ステップ体３の後行ローラ２１及び先行ローラ２３を案内させる復路を生じさせている。
なお、上下のレール３７，３８は断面Ｌ型の条材等により形成することができ、基礎レール３９は角パイプ材等により形成することができる。

前記したように、エンドレスチェーン２９が左右の側壁部材５に対して設けられ６ている（左右一対ある）関係上、上下のレール３７，３８や基礎レール３９も、左右の側壁部材５に各対応して左右一対配置されたものとしてある。 なお、基礎レール３９に関しては、左右の側壁部材５の相互間を渡るような大きさの板材で形成することも可能である。
高位側スプロケット２７のうち、右側配置のものに対して電動モータ４２と減速機４３とを有した駆動部４４が連結されている（図１〜図３参照）。 従って、この駆動部４４を作動させることにより、左右のエンドレスチェーン２９が同期して駆動され、すべてのステップ体３が一斉に移動するようになっている。 これにより、前記した循環駆動機構１６が構成されている。

前記したようにステップ体３は、後行板３Ａと先行板３Ｂとがヒンジ部材２５を介して揺動自在に連結されているため、無端通路１５における高位側のターン部１３で格納状態から出現するときのステップ体３の動作は、両板３Ａ，３Ｂがヒンジ部材２５を介して折れ曲がる動作を伴ったものとなる。
ここにおいて格納状態とは、復帰軌道１１を通過していることに伴って使用スペースＳ側からは殆ど見えない状態になっていることを言う。

同様に、無端通路１５における低位側のターン部１２で格納状態へ戻るときのステップ体３の動作についても、両板３Ａ，３Ｂがヒンジ部材２５を介して折れ曲がる動作を伴ったものとなる。
これらにより、ステップ体３に対し、高位側での出現動作及び低位側での格納動作を小スペースで行わせるためのコンパクト機構４０が構成されている。

なお、図６に示すように、このコンパクト機構４０には、両板３Ａ，３Ｂが折れ曲がり状態を迅速且つ確実に解消して、元の平らな状態にさせるのを促すための弾発部材４７を付設するのが好適である。 弾発部材４７は、例えばゴム板や樹脂板、又は金属板などを用いた板バネとすることができる。
またコンパクト機構４０では、後行板３Ａにおける後行側の下面から小型脚１７とは別に、下方へ向けて突出する摺動部材４８を設けると共に、左右の側壁部材５の相互間を渡る板材５２によって基礎レール３９を形成することで、この基礎レール３９の左右方向中央部（板材５２）に対して摺動部材４８をも摺接させる構造を採用するのが好適である。

この摺動部材４８は、回転自在なローラコロ等としておくとなおよい。 また、基礎レール３９の高位側端（後端）や低位側端（前端）は、表裏面を繋ぐ円弧面として形成しておくのがよい。
これらの措置を講ずることで、両板３Ａ，３Ｂが折れ曲がり動作をした後に、折れ曲がり状態を迅速且つ確実に解消して元の平らな状態に戻るようにさせるうえで、一層効果的となる。

更にコンパクト機構４０において、後行板３Ａに対する大型脚１８の基端は、大型脚１８の進行面側（無端通路１５の使用軌道１０では後面となり復帰軌道１１では前面となる側）をヒンジ部材４９で連結して、このヒンジ部材４９を支点に揺動自在な連結状態にしておくとよい。
このような措置を講ずることで、ステップ体３が高位側で出現動作をするときや、低位側で格納動作をするときに、連動軸３０まわりでの大型脚１８の回転を円滑に促すといった利点が得られる。 また、連動軸３０のまわりでステップ体３が大きく張り出すのを防止できるので、ステップ体３が目障りとなったり、使用者にとって邪魔となったりすることがないという利点もある。

ところで、ステップ体３又はこのステップ体３の近傍には、以下のような保安機構５０を設けることが好ましいとされる。
例えば、図２に示したように、装置本体２（左右の側壁部材５等）に対し、その左右両側又は一方側、或いは前側に、使用者の握ることのできるハンドルや柵などのガード材５１を設けるとよい。

また、このガード材５１に対し、使用者が握っている状態を検出することのできるセンサを設けておき、このセンサが使用者を検出しているときだけ、循環駆動機構１６の駆動部４４が動作可能となる回路を設けるとよい。 すなわち、使用者がガード材５１から手を離したとき（又はガード材５１から一定距離以上、離れたとき）には、循環駆動機構１６の駆動部４４を非常停止させ又は動作不可にする。

また、ステップ体３が万が一、逆方向に移動したり設定を超える高速で移動したりした場合、或いは回路的に設定された非常停止状態や動作不可状態に無いにも拘わらず循環駆動機構１６が動作しない場合（異物の噛み込み時等）などに、これらを迅速に検出して循環駆動機構１６の駆動部４４を非常停止させ又は動作不可にするような回路又はセンサ・機構を設けるとよい。

また、ステップ体３が高位側で出現動作をする位置や低位側で格納動作をする位置に対して、使用者の足や履き物を含む異物を検出したときに、循環駆動機構１６の駆動部４４を非常停止させ又は動作不可にする回路又はセンサ・機構を設けるとよい。
このような構成の運動装置１では、装置本体２の使用スペースＳ上（ステップ面を上向きにしたステップ体３上）に使用者が乗り、この使用者が運転スイッチを始動操作するか、又はガード材５１を握る操作をするか、或いは使用者が乗ったことを適宜センサが検出した後にしばらくして循環駆動機構１６の駆動部４４が始動するものとしておけばよい。

使用者が乗る前に循環駆動機構１６の駆動部４４を始動させてから、その後に使用者が使用スペースＳ上に乗るように構成させてもよい。
循環駆動機構１６の駆動部４４が始動すると、使用スペースＳではステップ体３が高位側から低位側へ向けて連続的に移動するようになるので、使用者は、左右の脚を交互に動かしながら連続移動するステップ体３に対して次々に乗り移るような運動（恰も階段を登ってゆくような運動）をすることになる。

この運動により、使用者にとっては、身体が左右に揺れるのを安定させるようなバランス感覚を養うことができるだけでなく、それに加えて、身体が前後に揺れるのを安定させるようなバランス感覚をも養うことができるようになる。 また、そのときの運動強度としても、単に、歩行に似た運動やランニングに似た運動を行う場合などに比べて、高負荷なものが行えるものであり、更にこれまで鍛えにくいとされていた筋力の開発にも役立つようになる。

なお、このとき使用者は、ガード材５１に手を掛けるようにすることで身体が許容範囲を超えて揺れないように抑えたり、ステップ体３の移動に流されて後方へ振れないようにしたりするとよい。
タイマー回路などによる自動的な駆動部４４の停止、又は使用者が運転スイッチを停止操作することによる駆動部４４の停止で、この運動装置１の使用を終了し、使用者は使用スペースＳから降りればよい。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施の形態に応じて適宜変更可能である。
例えば、装置本体２の構成、形状などは何ら限定されるものではない。 この運動装置１の設置位置を移動するための車輪や、設置後の位置ズレ防止措置としての設置脚を設けるなどは、適宜実施できる。

また、ステップ体３は、二つ折りとすることが限定されるものではなく、折り曲げ不可構造としてもよいし、反対に折り箇所を二カ所以上としてもよい。 ステップ体３の形体を板状以外としてもよいし、その使用個数も何ら限定されるものではない。

１ 運動装置 ３ ステップ体 １０ 使用軌道 １１ 復帰軌道 １２ ターン部 １３ ターン部 １５ 無端通路 １６ 循環駆動機構 ４０ コンパクト機構 ５０ 保安機構