Oscillation-type exercise device |
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申请号 | JP2005044579 | 申请日 | 2005-02-21 | 公开(公告)号 | JP4039428B2 | 公开(公告)日 | 2008-01-30 |
申请人 | 松下電工株式会社; | 发明人 | 泉 三原; 隆介 中西; 紀夫 中野; 佐々木 秀樹; 弘幸 北条; 実 河本; 直人 白澤; 幸一 石野; 百合貢 豊海; 佳子 辻; | ||||
摘要 | |||||||
权利要求 | 使用者が着座した座席を揺動手段が揺動することで、前記使用者に運動負荷を付与する揺動型運動装置において、 前記揺動手段は、前記座席と脚部との間に設けられる駆動装置として実現され、該駆動装置は、 前記脚部の上部に設けられる 第1の台座に対して前後方向および左右方向の揺動を発生する揺動機構と、 前記揺動機構 によって前後方向に揺動可能に支持される前リンクおよび後リンクと、 前記前リンク と後リンク との間に設けられ、前記座席を支持する 第2の台座とを備えて構成され、 前記後リンクが、傾斜付与手段として、その伸縮によって前記座席の前後方向の傾斜角を基準状態から変化させ、その傾斜状態を揺動中心として前記揺動機構が座席を揺動させることを特徴とする揺動型運動装置。 前記揺動機構は、 前記脚部の上部に設けられる 第1の台座上に立設される前後一対の軸支板と、 前記軸支板に前記前後方向に延びるピンによって左右方向に揺動可能に支持される前板および後板ならびにそれらの前板および後板に左右両側から固定される側板を備えて成る筐体と、 前記筐体内に縦据え置きされるモータと、 前記両側板に枢支され、前記モータで駆動される第1および第2のシャフトと、 前記第1のシャフトの両端部に相互に同位相となる角度でそれぞれ取付けられる偏心クランクと、 前記偏心クランクに一端が取付けられるアームリンクと、 前記第2のシャフトの少なくとも一端に偏心して立設されるピンと前記 第1の台座との間に設けられる偏心ロッドとを備えて構成され、 前記前リンクは、前記前板の下部側で前後に揺動自在に支持されるとともに前記アームリンクの他端が取付けられることで前記前後方向に揺動可能となり、かつ前記偏心ロッドの駆動によって前記揺動機構が前記左右方向に揺動することを特徴とする請求項1記載の揺動型運動装置。 前記後リンクは、前記 第2の台座の後部裏面に一端が取付けられるボールねじと、前記揺動機構の下部後端側に取付けられ、前記ボールねじが通過可能なギアボックスと、前記ギアボックスを駆動して該ギアボックスから前記ボールねじを伸長/縮小させることで前記座席の前後方向の傾斜角を変化させるモータとを備えて構成されることを特徴とする請求項1または2記載の揺動型運動装置。 傾斜角変化のパターンを記憶している記憶手段を備え、 前記傾斜付与手段は、前記記憶手段からの出力に応答して、施療中に時間経過に伴って傾斜角を変化することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の揺動型運動装置。 前記記憶手段は、前記時間経過に伴う傾斜角変化のパターンを複数種類格納しており、 前記記憶手段へ選択信号を出力し、前記傾斜角変化のパターンを選択する選択手段をさらに備えることを特徴とする請求項4記載の揺動型運動装置。 前記記憶手段に記憶される傾斜角変化のパターンは、前記傾斜角が変化するにあたって、前記座席の着座面が水平な状態となると、その状態を予め定める時間だけ保持することを特徴とする請求項4記載の揺動型運動装置。 前記傾斜付与手段は、施療動作の終了時には、前記 座席の着座面を水平な状態に復帰させて停止することを特徴とする請求項4記載の揺動型運動装置。 前記記憶手段には、前記傾斜角変化のパターンとともに、時間経過に伴う揺動速度の変化パターンが記憶されていることを特徴とする請求項4記載の揺動型運動装置。 脚台に伸縮自在の脚柱を備えて成る脚部と、 前記座席と脚部との間に設けられ、前記揺動手段および傾斜付与手段となる駆動装置と、 前記座席の両側部から垂下して取付けられる左右の鐙と、 前記座席の前方側に設けられるたずなとを備えて構成されることを特徴とする請求項1記載の揺動型運動装置。 前記たずなは、使用者側に倒れた状態で収納され、起立状態よりも前方への変位が阻止されていることを特徴とする請求項9記載の揺動型運動装置。 |
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说明书全文 | 本発明は、使用者が着座した座席を揺動させることで、前記使用者に乗馬を模した運動負荷を付与する揺動型運動装置に関する。 上記のように、使用者が着座した座席を揺動させることで、前記使用者に乗馬を模した運動負荷を付与する揺動型運動装置は、子供から老人まで利用可能な手軽な運動器具として、当初のリハビリ目的の医療施設から、一般家庭へと普及してきている。 そのような揺動型運動装置の典型的な従来技術としては、たとえば特許文献1〜3がある。 特許文献1は、6軸パラレルメカニズムなどを用いて、一連の滑らかな揺動パターンを実現するようにした腰痛予防訓練装置である。 また、特許文献2は、1モータとリンクとで、前後回転往復、左右回転動作を実現するようにしたバランス訓練装置である。 さらにまた、特許文献3は、筋電図やモーションキャプチャ技術によって運動を分析し、運動目的に適した揺動を実現するようにした運動分析方法および運動補助装置である。 上述の各従来技術には、揺動を作り出す機構や、揺動による運動状態を検出する技術については開示されているが、身体の特定部位を狙って選択的に運動効果を得る手法については明らかではない。 一般に、揺動のスピードやストロークを大きくすることで、運動量も大きくすることができる。 しかしながら、そのようにしても、身体全体の筋活動量を増加するだけで、やはり特定部位の運動効果を選択的に高めることはできない。 本発明の目的は、身体の特定部位に選択的に運動効果を得ることができる揺動型運動装置を提供することである。 本発明の揺動型運動装置は、使用者が着座した座席を揺動手段が揺動することで、前記使用者に運動負荷を付与する揺動型運動装置において、前記揺動手段は、前記座席と脚部との間に設けられる駆動装置として実現され、該駆動装置は、前記脚部の上部に設けられる第1の台座に対して前後方向および左右方向の揺動を発生する揺動機構と、前記揺動機構によって前後方向に揺動可能に支持される前リンクおよび後リンクと、前記前リンクと後リンクとの間に設けられ、前記座席を支持する第2の台座とを備えて構成され、前記後リンクが、傾斜付与手段として、その伸縮によって前記座席の前後方向の傾斜角を基準状態から変化させ、その傾斜状態を揺動中心として前記揺動機構が座席を揺動させることを特徴とする。 上記の構成によれば、使用者が着座した座席を揺動手段が揺動することで、前記使用者に乗馬を模した運動負荷を付与する揺動型運動装置において、前記座席の着座面が水平などの基準状態(使用者の腹筋と背筋、両側筋の筋活動量がそれぞれ等しく、楽な姿勢である基準姿勢にある状態)から、初期状態で予め定める傾斜を与える傾斜付与手段を設ける。 前記傾斜付与手段は、前記揺動手段が、前記座席と脚部との間に設けられる駆動装置として実現され、その駆動装置が、前記脚部の上部に設けられる第1の台座に対して前後方向および左右方向の揺動を発生する揺動機構と、前記揺動機構によって前後方向に揺動可能に支持される前リンクおよび後リンクと、前記前リンクと後リンクとの間に設けられ、前記座席を支持する第2の台座とを備えて構成される場合に、前記後リンクによって実現され、その伸縮によって初期状態での前記座席の前後方向の傾斜角を基準状態から変化させる。 膝や股関節の角度が一定の状態で、このように初期状態で座席を傾斜させておくことで、前記使用者に運動負荷が加わる部位が変化する。 たとえば、前傾姿勢とすることで、腹筋を選択的に強化することができる。 また、後傾姿勢とすることで、背筋を選択的に強化することができる。 このようにして、身体の特定部位に、選択的により高い運動効果を得ることができる。 また、本発明の揺動型運動装置では、前記揺動機構は、前記脚部の上部に設けられる第1の台座上に立設される前後一対の軸支板と、前記軸支板に前記前後方向に延びるピンによって左右方向に揺動可能に支持される前板および後板ならびにそれらの前板および後板に左右両側から固定される側板を備えて成る筐体と、前記筐体内に縦据え置きされるモータと、前記両側板に枢支され、前記モータで駆動される第1および第2のシャフトと、前記第1のシャフトの両端部に相互に同位相となる角度でそれぞれ取付けられる偏心クランクと、前記偏心クランクに一端が取付けられるアームリンクと、前記第2のシャフトの少なくとも一端に偏心して立設されるピンと前記第1の台座との間に設けられる偏心ロッドとを備えて構成され、前記前リンクは、前記前板の下部側で前後に揺動自在に支持されるとともに前記アームリンクの他端が取付けられることで前記前後方向に揺動可能となり、かつ前記偏心ロッドの駆動によって前記揺動機構が前記左右方向に揺動することを特徴とする。 上記の構成によれば、モータが駆動すると、第1のシャフト、偏心クランク、アームリンクおよび前リンクによって座席を支持する第2の台座は前後方向に揺動し、第2のシャフトおよび偏心ロッドによって前記座席を支持する第2の台座は左右方向に揺動する。 さらに、昇降機構から成る後リンクが伸縮することで、前記座席を支持する第2の台座の揺動基準を前傾/後傾させることができる。 こうして、揺動機構で、前記座席を支持する第2の台座を揺動させながら、揺動基準を前傾/後傾させることもできる。 さらにまた、本発明の揺動型運動装置では、傾斜角変化のパターンを記憶している記憶手段を備え、前記傾斜付与手段は、前記記憶手段からの出力に応答して、施療中に時間経過に伴って傾斜角を変化することを特徴とする。 上記の構成によれば、施療中の時間経過に伴って座席の傾斜角が変化することで、多様な運動メニューを実現でき、慣れの防止にもなる。 たとえば、前記傾斜角変化のパターンが、予め定める基準角度、たとえば前記着座面が水平な状態を挟んで対峙する(基準角度が中間になるように規定される)2つの傾斜角を往復するパターンの場合、トレーニング効果の均等性を高めることができる(たとえば腹筋側と背筋側とのどちらかに効果が偏よってしまうようなことが生じにくくなる)。 また、前記傾斜角変化のパターンが、前記基準角度を挟んで対峙する2つの傾斜角を往復するパターンであり、かつ、前記基準角度で傾斜角変化が一旦停止するパターンの場合、使用者は、傾斜方向の切換わり(たとえば、前方傾斜から後方傾斜への切換わり)に気付き易くなり、傾斜なしの場合に比べて、運動強度を高めながら、かつトレーニングの安全性を高めることができる。 さらにまた、前記傾斜角変化のパターンが、前記基準角度に対して、少なくとも2つの傾斜方向、たとえばA,Bを有し、かつ、傾斜方向Aでの滞在時間と、傾斜方向Bでの滞在時間とが異なるパターンの場合、滞在時間が長い角度方向では、滞在時間が短い角度方向に比べ、関係する部位のトレーニング効果を高めることができる。 すなわち、運動効果の制御が可能になる。 たとえば、前傾すると腹筋活動量が増加し、後傾すると臀部活動量が増加する。 したがって、腹筋側をより鍛えたいなら、前傾方向の滞在時間を延ばせばよく、腰痛などで前傾姿勢がつらい使用者には、後傾方向の滞在時間を延ばすという使い方もできる。 また、前記傾斜角変化のパターンが、前記基準角度から予め定める傾斜角までの間を往復するパターンの場合、一定方向に運動強度を高めることができる。 また、本発明の揺動型運動装置では、前記記憶手段は、前記時間経過に伴う傾斜角変化のパターンを複数種類格納しており、前記記憶手段へ選択信号を出力し、前記傾斜角変化のパターンを選択する選択手段をさらに備えることを特徴とする。 上記の構成によれば、使用者毎、使用回数毎に、運動種類や運動強度を選択でき、運動効果の適正化と持続とを支援することができる。 さらにまた、本発明の揺動型運動装置では、前記記憶手段に記憶される傾斜角変化のパターンは、前記傾斜角が変化するにあたって、前記座席の着座面が水平な状態となると、その状態を予め定める時間だけ保持することを特徴とする。 上記の構成によれば、たとえば、前記傾斜角変化のパターンが、前記着座面が水平な状態を挟んで対峙する2つの傾斜角を往復するパターンや、前記水平な状態から予め定める傾斜角までの間を往復するパターンなどで、前記傾斜角が変化するにあたって、座席の着座面が水平な状態を経由する場合、前記傾斜角変化のパターンは、その水平な状態となると、その状態を予め定める時間だけ保持する。 したがって、使用者に姿勢の切換え点を認識させることができ、トレーニング効果をより高めることができる。 また、本発明の揺動型運動装置では、前記傾斜付与手段は、施療動作の終了時には、前記座席の着座面を水平な状態に復帰させて停止することを特徴とする。 上記の構成によれば、施療動作の終了にあたって、着座面を水平に復帰させておくことで、使用者が次に騎乗するときに姿勢が崩れず、正しい騎乗姿勢を取らせ、期待通りのトレーニング効果を得ることができる。 さらにまた、本発明の揺動型運動装置では、前記記憶手段には、前記傾斜角変化のパターンとともに、時間経過に伴う揺動速度の変化パターンが記憶されていることを特徴とする。 上記の構成によれば、傾斜角変化に連動して揺動速度を変化させるので、使用者に動きの変化感を与え、飽きさせず、モチベーションを維持するのに役立てることができる。 また、乗り始めは徐々に速くすることでウォームアップ効果を期待でき、コースの最後に徐々に遅くすることでクールダウンに利用することもできる。 また、本発明の揺動型運動装置は、脚台に伸縮自在の脚柱を備えて成る脚部と、前記座席と脚部との間に設けられ、前記揺動手段および傾斜付与手段となる駆動装置と、前記座席の両側部から垂下して取付けられる左右の鐙と、前記座席の前方側に設けられるたずなとを備えて構成されることを特徴とする。 上記の構成によれば、使用者に実際の乗馬に近い体感を与えることができる。 さらにまた、本発明の揺動型運動装置では、前記たずなは、使用者側に倒れた状態で収納され、起立状態よりも前方への変位が阻止されていることを特徴とする。 上記の構成によれば、傾斜付与手段によって座席を基準状態よりも前傾させると、使用者は前のめり気味になるので、たずなの起立状態よりも前方への変位が阻止されていることで、体が支え易くなる。 本発明の揺動型運動装置は、以上のように、使用者が着座した座席を揺動させることで、前記使用者に乗馬を模した運動負荷を付与する揺動型運動装置において、前記座席に水平などの基準状態から予め定める傾斜を与える傾斜付与手段を設け、揺動手段は、その傾斜状態を揺動中心として座席を揺動させる。 それゆえ、前記使用者に運動負荷が加わる部位が変化し、身体の特定部位に選択的に運動効果が得られるようになる。 [実施の形態1] 図2は前記駆動装置3を拡大して示す側面図であり、図3はその平面図であり、図4はその背面図である。 図1、図2および図4において、該駆動装置3が揺動した状態を仮想線で示す。 座席2が取付けられる台座4は、左右を一対とする連結リンク5を介して可動架台6に前後に揺動可能に支持され、可動架台6はベース8に左右に揺動可能に支持されているとともに、台座4と可動架台6との間には駆動部13が収納されている。 前記連結リンク5は、前リンク5aと、後リンク5bとから成る。 前リンク5aの上端部は、台座4の前端部に設けた上軸ピン4aに軸着され、前リンク5aの下端部は可動架台6の側板16の前端部に設けた下軸ピン7aに軸着されている。 また、後リンク5bの上端部は台座4の後端部に設けた上軸ピン4bに軸着され、後リンク5bの下端部は可動架台6の側板16の後端部に設けた下軸ピン7bに軸着されている。 前後の各下軸ピン7a,7bは、連結リンク5を左右方向Yの軸線回りに回動可能に支持する左右軸7を構成しており、これによって、台座4は左右軸7回りに図2の矢印Mで示す前後方向に往復回転移動可能となっている。 前記ベース8の前後方向Xの両端部には、図2および図4に示すように、軸支板24がそれぞれ立設され、可動架台6の前後方向Xの両端部には前記軸支板24と対向する連結板25がそれぞれ垂設され、軸支板24に対して連結板25が前後軸9によって回動可能に連結されている。 前後軸9はベース8の中央部の前後2箇所に配置されて可動架台6を前後軸9回りに回動可能に支持するものであり、これによって台座4は前後軸9回りに図4の矢印Nで示す左右方向に回転往復移動可能となっている。 一方、駆動部13は、単体のモータ10と、モータ10の出力回転軸12の回転力を台座4の前後方向Xの往復直進移動、左右軸7回りの回転往復移動、前後軸9回りの回転往復移動にそれぞれ変換して、これら3動作を組合わせて座席2を駆動可能とする2つの駆動部13a,13bとを備えている。 本例のモータ10はベース8上に縦据え置きされ、出力回転軸12の突出方向は上向きとされる。 前記第1駆動部13aは、前後方向Xの往復直進移動および左右軸7回りの回転往復移動用であり、前記第2駆動部13bは、前後軸9回りの回転往復移動用である。 第1駆動部13aは、図2および図3で示すように、前記出力回転軸12にモータギア11および第1ギア14を介して連結される第1シャフト17と、第1シャフト17の一端部に偏心して連結される偏心クランク19と、一端部が偏心クランク19に連結され、他端部が前リンク5aに設けた軸ピン5cに軸着されるアームリンク20とから成る。 第1シャフト17の両端部は台座4側にそれぞれ回動可能に支持されており、偏心クランク19が第1シャフト17に対して偏心円運動を行なうことによって、アームリンク20を介して前リンク5aが前後方向Xに往復移動し、これにより連結リンク5に連結されている台座4、すなわち座席2が図1および図2の矢印Mで示す方向に揺動可能となっている。 また、第2駆動部13bは、図3および図4で示すように、前記第1シャフト17の連動ギア22と第2ギア15を介して連結された第2シャフト18と、一端部が第2シャフト18の一端部に偏心して連結され、他端部がベース8に回動可能に連結される偏心ロッド21とを備えて構成される。 第2シャフト18の両端部は台座4側に回動可能に支持されている。 偏心ロッド21は、台座4の左側或いは右側のいずれか一方に配置され(図3および図4では右側)、偏心ロッド21の上端部21aが図4に示す軸ピン29により第2シャフト18の一端部に対して偏心して連結され、偏心ロッド21の下端部21bはベース8に固定したL形連結金具27に対して軸ピン28により回動可能に連結されている。 したがって、第2シャフト18の回転により、偏心ロッド21の上端部が偏心円運動を行なうことによって、台座4、すなわち座席2が図4の矢印Nで示すように、前後軸9回りの回転往復移動可能となっている。 上記構成によれば、モータ10の一方向に突出する出力回転軸12が回転すると、モータギア11と第1ギア14との噛み合いによって第1シャフト17が回転すると同時に、第1シャフト17の連動ギア22と第2ギア15との噛み合いによって第2シャフト18が回転する。 第1シャフト17が回転すると該第1シャフト17の一端部に連結された偏心クランク19が偏心円運動を行ない、アームリンク20を介して前リンク5aが前側の左右軸7aを中心に前後方向Xに回動する。 このとき後リンク5bが協働して後側の左右軸7b回りに回動することから、台座4、すなわち座席2は前後方向Xに往復移動および揺動する。 一方、第2シャフト18の回転によって、偏心ロッド21の上端部が偏心円運動を行ない、台座4、すなわち座席2は前後軸9回りに回転往復移動する。 このようにして、使用者が座席2に着座した状態で、座席2は図5に示す前後方向X、左右方向Y、上下方向Zへの運動、およびθX方向、θY方向、θZ方向の揺動を行なうことから、身体のバランス機能や運動機能を訓練することができる。 しかも、1個のモータ10を用いて3動作を行なうことができるので、モータ10の数が減り、制御が簡単になるとともに、低コスト化およびコンパクト化を図ることができる。 しかもモータ10の出力回転軸12は一方向に突出していればよく、2方向に突出させる場合には横置きとなるのに対して、縦置きが可能となり、これによって該モータ10を含む駆動装置3全体の設置スペースを狭めてコンパクト化を図ることができ、駆動装置3を座席2内部に格納して、乗馬を模した狙い通りの動作を忠実に再現することが可能になる。 上述のように構成される揺動型運動装置1において、注目すべきは、本発明の実施の第1の形態では、図6で示すように、前記座席2の裏面と、駆動装置3の台座4の上面との間には、前記座席2の着座面が水平なニュートラル状態を基準として、該座席2に予め定める傾斜を与えるくさび形の傾斜付与部材31が介挿されることである。 使用者33毎に個人差はあるが、図6(a)で示すように前記着座面が水平な状態では、多くの場合、使用者33は基準姿勢にあり、該使用者33の腹筋と背筋、両側筋の筋活動量がそれぞれ等しく、楽な姿勢である。 前記傾斜付与部材31は、前記台座4の上面に略等しい面積を有し、たとえば約10度の角度で、介挿された部分に傾斜を与えることができる。 介挿方法としては、たとえば図7(a)で示されるように座席2を台座4に取付けているボルト32を一旦取外し、図7(b)で示すように該傾斜付与部材31を介挿した後、再びボルト32を締着することで実現することができる。 こうして、簡単な構造で、座席2の揺動中心を一定の角度だけ変化させることができる。 同様に、左右方向に傾斜を有する傾斜付与部材を介挿すれば、該左右方向へ座席2の着座面を傾斜させ、揺動中心とすることができる。 ここで、台座4の前後方向と左右方向との長さが略等しく、ボルト孔が対称に形成されている場合は、共通の傾斜付与部材を90度回転して取付けることで、前後方向と左右方向との何れか一方に傾斜を与えておくことができる。 また、傾斜付与部材は、前後方向および左右方向の両方に傾斜していてもよい。 図8および図9は、本件発明者の実験結果を示す棒グラフであり、座席2の着座面が、前記図6(a)で示すような水平状態にある基準姿勢から、傾斜付与部材31を介挿して、図6(b)で示すような前傾姿勢とした場合と、図6(c)で示すような後傾姿勢とした場合との腹直筋(腹筋)および傍脊柱筋(背筋)の筋活動量をそれぞれ示す。 前記筋活動量は、たとえば表面筋電図法によって測定することができる。 これらの図8および図9では、前記10度の傾斜角で9サンプルを測定し、平均値を太線で示し、標準偏差を細線で示す。 これらの図8および図9から明らかなように、座席2を前傾した状態で揺動すると、他の姿勢に比較して、使用者33の腹直筋の筋活動量を増大させることができる。 また、座席2を後傾した状態で揺動すると、他の姿勢に比較して、傍脊柱筋などの背筋群の筋活動量を増大させることができる。 増加度合いは、座席2の傾斜角によって調整することができる。 たとえば、腹筋と背筋とでは、加齢とともに腹筋の方が落ち易く、年齢が高い程、腹筋を重視して強化してもよい。 このように、使用者の状況に応じて、身体の特定部位に選択的に運動効果を得ることができる。 以上のように、本発明の揺動型運動装置1は、膝や股関節の角度が一定の状態で、座席2の着座面が水平な状態を基準として該座席2に予め定める傾斜を与え、その傾斜状態を揺動中心として座席2を揺動させることで、使用者33に運動負荷が加わる部位を変化することができ、前傾姿勢とすることで腹筋を選択的に強化することができ、後傾姿勢とすることで背筋を選択的に強化することができる。 さらに、側傾姿勢とすることで、腹斜筋・中臀筋・内転筋など、体側の筋を選択的に強化できるとともに、非傾斜時(前記基準姿勢)に比べて、より難易度の高いバランス訓練を行うこともできる。 このようにして、既存の揺動型運動装置の構成において、座席2の裏面と台座4の上面との間にくさび形の傾斜付与部材31を介挿するだけの簡単な構成で、身体の特定部位に選択的に運動効果を付与することができる。 [実施の形態2] 具体的には、駆動装置3の上面に設置される基台である前記台座4の前端側には、架台43が立設されており、前記架台43上では、ヒンジ44によって、前記座席2の裏面側の前端が水平軸線回りに揺動自在に枢支される。 また、前記座席2の裏面の後端側には、昇降部材45と、歯車46と、スクリュー47とを備えて構成される昇降機構48が設けられる。 前記昇降部材45は、円柱または円筒状の部材から成り、大略的に、上端部45aと下端部45bとの2つに分割されている。 そして、前記下端部45bには、外周面に軸線方向に延びる突条45cが形成されており、これに対応して該下端部45bが嵌り込む台座4には、内周面に前記昇降部材45の軸線方向に延びる凹溝4cが形成された孔4bが形成されており、前記下端部45bを前記孔4bに嵌め込むことで、前記突条45cと凹溝4cとは噛合し、軸線回りの回転が阻止されて前記孔4bから出没自在となる。 一方、昇降部材45の上端部45aには、その外周面に螺旋状の突条45dが形成されており、この上端部45aは、歯車46の内周面に形成された図示しない螺旋状の凹溝と噛合する。 また、昇降部材45の上端面45eは、前記座席2の裏面の後端側で、該座席2を裏面から持上げて支持する。 スクリュー47は、台座4上に、前後方向の軸線回りに回転自在に枢支され、前記歯車46に噛合している。 したがって、前記ハンドル42をスクリュー47に装着し、回転することで、大きな減速比で歯車46は回転し、昇降部材45は台座4から出没し、前記座席2の前後方向の傾斜量を手動で調整することができる。 たとえば、図10(b)で示すように、昇降部材45を下降することで、座席2を後傾することができる。 図10および図11の例では、台座4の左右の中心線上にスクリュー47が設けられ、その左右両側の対称な位置に昇降部材45および歯車46の組が2つ配置されたけれども、スクリュー47を前記左右の中心線からずれて設け、1組の昇降部材45および歯車46を前記中心線上に配置するようにしてもよい。 また、上述の例では、昇降部材45側に突条45c,45dが形成されており、台座4および歯車46に凹溝4c等が設けられているけれども、これらの突条と凹溝とを相互に逆の部材に形成してもよい。 すなわち、昇降部材45側に凹溝を形成し、台座4および歯車4側に突条を形成するようにしてもよい。 [実施の形態3] 図12および図13において、図10および図11と同一の構成には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。 傾斜調整部材51も、前述の傾斜調整部材41と同様に構成され、取付け角度が90度異なるだけである。 したがって、傾斜調整部材51では、駆動装置3の上面に設置される基台である前記台座4上において、左端側には、架台53が立設されており、前記架台53上では、ヒンジ54によって、前記台座4'の裏面側の左端が水平軸線回りに揺動自在に枢支される。 また、前記台座4'の裏面の右端側には、昇降部材55と、歯車56と、スクリュー57とを備えて構成される昇降機構58が設けられる。 前記昇降部材55も、円柱または円筒状の部材から成り、大略的に、上端部55aと下端部55bとの2つに分割されている。 そして、前記下端部55bには、外周面に軸線方向に延びる突条55cが形成されており、これに対応して該下端部55bが嵌り込む台座4には、内周面に前記昇降部材55の軸線方向に延びる凹溝4cが形成された孔4bが形成されており、前記下端部55bを前記孔4bに嵌め込むことで、前記突条55cと凹溝4cとは噛合し、軸線回りの回転が阻止されて前記孔4bから出没自在となる。 一方、昇降部材55の上端部55aには、その外周面に螺旋状の突条55dが形成されており、この上端部55aは、歯車56の内周面に形成された図示しない螺旋状の凹溝と噛合する。 また、昇降部材55の上端面55eは、前記台座4'の裏面の右端側で、該台座4'を裏面から持上げて支持する。 スクリュー57は、台座4上に、左右方向の軸線回りに回転自在に枢支され、前記歯車56に噛合している。 台座4'上には、前記傾斜調整部材41が設けられ、前記昇降部材45の下端部45bをこの台座4'に形成された孔4b'に嵌め込むことで、前記突条55cと凹溝4c'とは噛合し、軸線回りの回転が阻止されて前記孔4b'から出没自在となる。 したがって、前記ハンドル42をスクリュー47,57に装着し、回転することで、大きな減速比で歯車46,56は回転し、昇降部材45,55は台座4',4からそれぞれ出没し、前記座席2の前後方向および左右方向の傾斜量を手動で調整することができる。 このように前後方向および左右方向の2組の傾斜調整部材41,51を用意し、直交して組合わせることによって、前後、左右2方向の傾斜生成が可能となる。 [実施の形態4] 前記昇降機構62,63は、図15にも示すように、左右方向に出力軸62c,63cを有するモータ62a,63aと、前記出力軸62c,63cに固着され、周方向の位置によって径が異なる偏心回転板62b,63bとを備えて構成される。 図15では、モータ62a,63aが左右方向の中心に配置され、それから左右両側に突出された出力軸62c,63cによって、左右一対の偏心回転板62b,63bが座席2を左右対称な位置の下面から支持するようになっているけれども、モータが左右方向の中心からずれて配置され、それから左または右の一端側に突出された出力軸によって、1枚の偏心回転板が座席を左右方向の中心位置の下面から支持するようにしてもよい。 また、図14および図15で示されるモータ62a,63a内に、必要に応じて適宜減速機構などが内蔵されてもよい。 モータ62a,63aは、後述するように相互に連動して制御され、図16(a)で示すように偏心回転板62b,63bの周方向の同じ位置で座席2の裏面を支持している状態から、たとえば後方側の偏心回転板62bが大径側に回転するようにモータ62aが回転すると、これに連動して、前方側の偏心回転板63bが小径側に回転するようにモータ63aが回転し、図16(b)で示すように前傾姿勢となる。 こうして、2つのモータ62a,63aの連動回転によって、座席2の前後方向の傾斜角を任意に調整することができる。 図17は、前記モータ62a,63aの制御回路を示すブロック図である。 使用者が図示しない入力操作手段から前傾または後傾の選択およびその傾斜角を入力すると、入力信号が記憶手段である記憶部65に与えられ、対応した駆動電流のパターンなどのデータが読出され、制御部66に入力される。 制御部66は、読出されたデータに基づいてモータ62a,63aを駆動制御する。 モータ62a,63aがステップモータである場合には、入力パルス数によって、前記偏心回転板62b,63bが所望の回転角度位置になるように制御することができ、他のモータでは、所望の回転角度位置に到達したか否かを検知するために、エンコーダなどを設けて前記制御部66にフィードバック制御を行うようにしてもよい。 また、前記記憶部65には、時間的な制御パターンが記憶されており、使用者の入力操作による入力信号をトリガーにして、記憶部65に記憶されている時間的な制御パターンが順次制御部66に読出され、制御部66がその制御パターンに応答して、前記座席2の前後方向の傾斜角を時間経過に伴って変化する。 その時間変化の一例を、図18に示す。 この図18は、モータ62a,63aに入力される信号と、水平に対する座席2の角度変化を示す。 この図18で示すように、施療中に時間経過に伴って制御信号を変化させることで、座席2の姿勢を、水平−前傾−水平−後傾−水平−前傾−・・・と連続的に変化させることができる。 これによって、多様な運動メニューを実現でき、慣れの防止にもなる。 この図18で示すように、座席2の姿勢を周期的に変化させた場合は、その姿勢変化に合わせたリズム運動ができ、楽しさ感が増し、運動継続努力を支援することができる。 一方、非周期的な変化では、繰返しのない新鮮な運動感が得られ、運動継続努力を支援することができる。 さらにまた、前記記憶部65には、前記のような時間経過に伴う傾斜角変化のパターンを複数種類格納しておき、選択手段である前記図示しない入力操作手段からその傾斜角変化のパターンを選択するようにしてもよい。 これによって、使用者毎、使用回数毎に、運動種類や運動強度を選択でき、運動効果の適正化と持続とを支援することができる。 たとえば、腰痛のある使用者には、前記傾斜角の変化量や最大変化量を徐々に大きくしてゆくことなども可能である。 また、前記記憶部65に代えて、外部入力信号に応答して制御部66に制御信号を出力する演算手段などを設けるようにしてもよい。 このような構成では、前記制御部66は、施療中に前記外部入力信号に応答して、座席2の傾斜角を変化することができる。 これによって、施療中の座席2の傾斜角の変化を、前記外部入力信号による音楽や画像と連動でき(たとえば、音楽の音圧レベルやピーク周波数など時間的に変動するパラメータに連動させる)、体感を向上することができる。 さらにまた、各種のセンサの検出結果を前記外部入力信号で制御部66に取込むことで、フィードバック制御も可能になる。 [実施の形態5] 図19において、図14〜図16と同一の構成には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。 傾斜調整部材71も、前述の傾斜調整部材61と同様に構成され、取付け角度が90度異なるだけである。 したがって、傾斜調整部材71では、駆動装置3の上面に設置される基台である前記台座4上において、略中央部には、台座4'を裏面から支持する架台75およびユニバーサルジョイント74が設けられるとともに、その架台75およびユニバーサルジョイント74から左右方向の相互に対称な位置に、昇降機構72,73が設けられている。 前記昇降機構72,73は、前後方向に出力軸72c,73cを有するモータ72a,73aと、前記出力軸72c,73cに固着され、周方向の位置によって径が異なる偏心回転板72b,73bとを備えて構成される。 また、これらの傾斜調整部材61,71の制御回路は、図20で示すようになる。 すなわち、各モータ62a,63a;72a,73aへの制御データを記憶している記憶部65'と前記制御部66から成り、モータ62a,63aを駆動する前後制御部66と、新たに設けられ、モータ72a,73aを駆動する左右制御部76とを備えて構成される。 前記傾斜調整部材61,71を用いた制御パターンは、たとえば図21で示すようになる。 この図21において、0はニュートラル位置を表し、対を成す昇降機構62と63および72と73の高さがそれぞれ等しいことを表す。 このようにして、前後方向および左右方向にも任意の傾斜角を設定することができる。 各昇降機構62,63;72,73の高さ変化(上下動作)の時間的位相を一定の割合でずらすことで、座席2の傾き方向を円運動のように変化させることも可能である。 また、座席2の傾きを前→後→前、前→右→後→左→前などのように周期的に変化すれば、使用者は体感によるリズム感を想起し易くなり、座席2の姿勢の変化に合わせたリズム運動をサポートでき、楽しさ感が増し、運動継続を支援できる。 ここで、時間経過に伴う前後方向の傾斜角と左右方向の傾斜角とが相互に等しい場合、図21で示すように、読出しデータが0のモータに対する制御データの読出しを行わず、変化させるモータに対する制御データを共通の記憶部から読出すようにしてもよい。 すなわち、前後方向の制御用と左右方向の制御用とに共通の記憶部を用いて、2組の昇降機構62,63および72,73の内、必要な組の制御部66または76が制御データを読出すようにしてもよい。 ここで、同じ台座4上に3つの昇降機構を設けても、前後方向および左右方向の傾斜角を設定することができる。 たとえば、前方に昇降機構A、左後方に昇降機構B、右後方に昇降機構Cを設けた場合の制御パターンは、図22で示すようになる。 このようにしてもまた、前後方向および左右方向に任意の傾斜角を設定することができる。 [実施の形態6] 前記昇降機構82,83は、前記昇降部材45と同一の昇降部材82b,83bと、鉛直軸線回りに台座4に枢支され、前記昇降部材82b,83bの上端部の突条82c,83cに噛合するスクリュー82d,83dと、前記スクリュー82d,83dを回転駆動するモータ82a,83aとを備えて構成される。 すなわち、前記ハンドル42に代えてモータ82a,83aが用いられ、電動駆動となっている。 これ以外にも、昇降機構としては、図24で示すように、ポンプ91とエアジャッキ92とで構成されてもよい。 この場合、図24(a)で示す縮小状態と、図24(b)で示す膨張状態とに切換えることで、座席2の傾斜角を変化することができる。 また、傾斜角を調整するにあたって、上述のような歯車やカム等を用いた専用の傾斜調整部材を別途設けるのではなく、駆動装置3として自由度の高い揺動機構を有する場合には、その駆動装置3に傾斜を発生させるようにしてもよい。 [実施の形態7] したがって、参照符号103で示す予め定める方向に座席2を揺動させることで使用者に運動負荷を付与するにあたって、このように初期状態で回転を与えておくことで、前記予め定める方向の揺動に対して、使用者の身体への負荷のパターンを変化することができる。 たとえば、前後方向の揺動に対して、座席2を回転させておくことで、体側の筋を選択的に強化できる。 また、時間経過に伴って回転させることで、たとえば座席2の向きをすばやく変化させれば、使用者に対して体幹のひねり動作を実現でき、ゆっくり変化させれば、揺れの強さ方向が変化して運動効果の得られる筋群を変化させられる。 このようにして、特異的な運動効果をもたらすことができる。 [実施の形態8] 前記座席112は、前記駆動装置113に取付けられるシート115上に、クッション台116およびエアバッグ117が積層されて成り、エアバッグ117を膨縮させることで、股関節のストレッチを行うことができる。 前記座席112の前方両側には(図28では、図面の簡略化のために、左側しか示していない)、鐙118が垂下して取付けられている。 鐙118は、使用者が足を掛ける足掛け部118aと、前記シート115にねじ止め固定される取付け片118bと、それらを連結する連結片118cとを備えて構成されており、取付け片118bの下端に立設されたピン118dに連結片118cの上端に形成された孔118eが嵌め込まれることで該連結片118cが揺動自在となり、その連結片118cの下端に立設されたピン118fに、足掛け部118aの上端に複数形成された孔118gの何れかが嵌め込まれることで、該鐙118の長さ(足掛け部118aの高さ)調整が可能となっている。 前記座席112の前方には、たずな119が設けられている。 このたずな119は、半円弧状の持ち手119aの両端119b,119cが内方に(直径線方向に)折り返され、その両端119b,119cが座席112の前端で枢支されることで、前記持ち手119aが使用者の側で前記座席112から起こして使用可能になり、倒すことで収納可能に構成されている。 そしてこのたずな119は、座席112内で、前記両端119b,119cに設けた当り片が座席112側に設けた当り片と当接するなどして、起立状態よりも前方への変位が阻止されている。 これによって、後述するように座席112を基準状態よりも前傾させ、使用者が前のめり気味になっても、体が支え易くなる。 また、前記座席112の前方には、支持台120が形成されており、該支持台120上には、操作器回路基板121が搭載された後、操作器ケース122で覆われ、さらにフロントパネル123で覆われることで、操作部が設けられている。 一方、上述のように構成される座席112が上部に取付けられる駆動装置113は、昇降ベース124上に搭載され、その昇降ベース124は前記脚部114の脚柱125内を摺動可能に構成されており、その摺動によって、前記座席112の床面からの高さが変化可能となっている。 このため、前記脚部114の脚台126には、昇降機構127の下端127aが取付けられ、上端127bが昇降ベース124の第1の台座である台座124aの裏面から取付けられるとともに、前記昇降ベース124の外周面に設けられた案内ローラ124bが前記脚柱125内に形成された案内軌条125a上を走行し、該昇降機構127が、伸長することで前記座席112の床面からの高さが高くなり、縮小することで低くなる。 前記昇降機構127は、一対の柱片127cと、それらの間に収納される作動片127dと、柱片127cの上部に取付けられるギアボックス127eと、前記ギアボックス127eを駆動するモータ127fと、高さ検知ユニット127gとを備えて構成される。 前記柱片127cの下端127aが前記脚台126に取付けられ、上端には前記ギアボックス127eが取付けられる。 前記作動片127dは、ボールねじなどから成り、その上端127bが昇降ベース124の台座124aの取付け片124x(後述の図30参照)に取付けられ、それよりも下方の部分が前記ギアボックス127e内を通過可能になっており、前記ボールねじにはギアボックス127e内の図示しない歯車の内周面に形成された内ねじが噛合し、その歯車がモータ127fの出力軸に固着されたウォームギアで駆動されることで前記作動片127dが柱片127c間から伸長/縮小し、座席112の昇降が可能となる。 前記高さ検知ユニット127gは、連結片127hによって作動片127dに連結されたスリット板127iの変位を、センサ127jで読取ることで、前記座席112の高さを検知する。 前記昇降ベース124の台座124aには、昇降カバー128が取付けられて、前記昇降機構127が伸長しても、昇降ベース124が脚柱125から露出しないようになっており、また前記台座124aには、機構部カバー129が取付けられることで前記駆動装置113が露出しないように保護されている。 これらのカバー128,129が取付けられた後、機構部カバー129の上部とシート115の下部との間には、伸縮自在の布地などによるカバー130が被せられている。 さらにまた、前記昇降ベース124の台座124a上には、本体側回路基板110が搭載されており、脚柱125内で脚台126上には、重量物の電源トランス132などが収納されている。 図29は前記駆動装置113の詳細な構成を示す分解斜視図であり、図30はその駆動装置113を組立てた状態での側面図であり、図31は図30の上面から見た部分断面図であり、図32は図30の正面から見た部分断面図である。 なお、図30〜図32では、理解し易くするために、一部の部品を省略したりしている。 この駆動装置113では、前記昇降ベース124の台座124aは、後傾斜しているものの、前記昇降機構127による変位以外では動かず、揺動の基台となる。 前記図28も参照して、この台座124a上に前後一対の軸支板131,132が立設されており、その軸支板131,132の軸受け131a,132aに挿通されるピン133,134によって揺動機構135が前記参照符号Nで示す左右方向に揺動可能になり、さらにその揺動機構135によって支持される前リンク136および後リンクとなる昇降機構137を介して、前記座席112を搭載する第2の台座である台座140が前記参照符号Xで示す前後方向に揺動可能となる。 そして、それらの台座124a、前リンク136、台座140および昇降機構137で囲まれた空間内に、駆動部138が収納されている。 先ず、前側の軸支板131の軸受け131aには、ピン133によって前板141が左右方向に揺動可能に支持され、同様に後側の軸支板132の軸受け132aには、ピン134によって後板142が左右方向に揺動可能に支持される。 それらの板141,142には、左右両側から側板143,144が、ビス145,146によってねじ止め固定される。 こうして、可動架台となる前記揺動機構135の筐体が構成されている。 前記両側板143,144には、ビス147によって、モータ148がねじ止め固定される。 前記モータ148は揺動機構135内に縦据え置きされ、出力回転軸の突出方向は上向きとされる。 そのモータ148の出力回転軸に固着された歯車149は、第1シャフト150に設けられた第1ギア151に噛合し、その第1シャフト150に設けられた第2ギア152は、第2シャフト153に設けられたギア154に噛合している。 前記シャフト150,153は、前記両側板143,144の軸受け143a,144a;143b,144bに枢支されている。 前記第1シャフト150の両端部は、角柱状に形成されており、相互に同位相となる角度で、偏心クランク155,156がそれぞれ取付けられている。 前記偏心クランク155,156には、それぞれアームリンク157,158の一端が取付けられている。 前記アームリンク157,158の他端は、前記前リンク136の上部側で、左右に設けられる軸ピン159,160にそれぞれ連結されている。 一方、前記前リンク136の下部側で、左右に設けられる軸ピン161,162は、前記両側板143,144の前方下部側に設けられる軸受け143c,144cにそれぞれ軸着されている。 また、前記前リンク136の上部側で左右に設けられる軸受け163,164は、前記台座140の前端側で左右に設けられる軸受け165,166と、シャフト167によって軸着される。 したがって、前記モータ148が回転すると、第1シャフト150の回転力が偏心クランク155,156およびアームリンク157,158によって直線往復運動に変換され、台座140が前記参照符号Xで示す前後方向に揺動可能となる。 これに対して、前記第2シャフト153の一方の端部には、偏心してピン153aが立設されており、このピン153aには偏心ロッド168の一端が連結されている。 この偏心ロッド168の他端は、前記台座124aに取付けられた連結金具169に揺動自在に連結されている。 前記ピン153aおよび偏心ロッド168は、図29〜図32では、揺動機構135の左側に設けられているけれども、右側に設けられてもよく、あるいはピン153aが第2シャフト153の両端で相互に位相が180°異なる位置に設けられ、揺動機構135の両側に設けられてもよい。 したがって、前記モータ148が回転すると、第2シャフト153の回転力がピン153aおよび偏心ロッド168によって直線往復運動に変換され、台座140を搭載した揺動機構135が、前記参照符号Nで示す左右方向に揺動する。 また注目すべきは、本実施の形態の駆動装置113では、後リンクとして前記昇降機構137が設けられていることである。 前記台座140の後部裏面には、U字状の連結片170が固着されており、その連結片170の両側の垂下部171,172に設けられた軸受け171a,172aと、昇降機構137の作動片173の上端に取付けられたU字状の連結片174の両側の立上げ部175,176に設けられた軸受け175a,176aとが、ピン177によって軸着される。 また、前記両側板143,144の下部後端側には、それぞれ軸受け143d,144dが設けられており、昇降機構137の左右一対の取付け片181,182の下端に設けられた軸受け181a,182aとが、ピン182によって軸着される。 こうして、昇降機構137は、台座140の後端側で、両側板143,144とのリンクとなる。 前記昇降機構137は、左右一対の取付け片181,182と、それらの間に収納される作動片173と、前記取付け片181,182の上部に取付けられるギアボックス183と、前記ギアボックス183を駆動するモータ184と、高さ検知ユニット185とを備えて構成される。 前記作動片173は、ボールねじなどから成り、その上端173aに前記連結片174が取付けられ、それよりも下方の部分が前記ギアボックス183内を通過可能になっており、図33で示すように、前記ボールねじにはギアボックス183内のウォームホイール186に嵌合されたナット187の内周面に形成された内ねじが噛合し、そのウォームホイール186がモータ184の出力軸184aに固着されたウォームギア188で駆動されることで前記作動片173が取付け片181,182間から伸長/縮小し、前記図28,図30および図34において参照符号Mで示すように、座席112の前傾/後傾が可能となる。 前記ウォームホイール186は、ベアリング189,190によって、前記ギアボックス183内で上下から回転可能に支持されている。 前記高さ検知ユニット185は、連結片191によって作動片173に連結されたスリット板192の変位を、センサ193で読取ることで、前記座席112の傾きを検知する。 その検知レベルは、たとえば最前傾、前傾、水平、後傾、最後傾である。 前述の座席112の高さ調整を行う昇降機構127の構造は、この昇降機構137と基本的に同様であり、耐荷重やセンサ193,127jの分解能などが異なる程度である。 図35は、この揺動型運動装置111の電気的構成を示すブロック図である。 前記操作回路基板121からの操作に応答して、前記本体側回路基板110は、直流ブラシレスモータなどから成る揺動用のモータ148、直流モータなどから成る傾斜用のモータ184および直流モータなどから成る昇降用のモータ127fを駆動するとともに、エアバッグ117を膨縮するためのポンプ195および排気弁196を駆動する。 前記傾斜用のモータ148による座席112の傾斜量はセンサ193によって検知されており、前記昇降用のモータ127fによる座席112の高さはセンサ127jによって検知されており、それらの検知結果は前記本体側回路基板110に入力される。 図36は、前記操作部の正面図である。 電源スイッチS0がオン操作されると、ランプL0が点灯して動作可能となり、さらにアップスイッチS1またはダウンスイッチS2が操作されると、前記本体側回路基板110は、昇降用のモータ127fを駆動して座席112を昇降変位する。 また、股関節ストレッチスイッチS3が操作されると、前記本体側回路基板110は、ポンプ195および排気弁196を駆動して、エアバッグ117を膨縮駆動する。 この操作回路基板121における他のスイッチおよびランプの説明は、後述する。 図37は、前記本体側回路基板110の電気的構成を示すブロック図である。 先ず電源プラグから入力された商用交流は、電源回路202において、たとえば140V、100V、15V、12Vおよび5Vの各直流に変換されて、該本体側回路基板110内の各回路へ供給される。 この本体側回路基板110では、マイクロコンピュータ203aおよび揺動動作のパターンを記憶しているメモリ203bを備える制御回路204が動作を制御しており、操作器駆動回路205を介して、前記操作器回路基板121に表示出力を行わせるとともに、操作器回路基板121からの入力を受付ける。 その入力や、センサ信号処理回路206を介して入力される揺動用のモータ148の回転速度、センサ駆動回路207,208を介して入力されるセンサ193,127jの検知結果に応答して、前記制御回路204は、駆動回路209を介して揺動用のモータ148を駆動し、駆動回路210を介して傾斜用のモータ148および昇降用のモータ127fを駆動するとともに、駆動回路211,212を介してポンプ195および排気弁196を駆動する。 前記メモリ203bは記憶手段を構成し、前記マイクロコンピュータ203a、駆動回路210および昇降機構137は傾斜付与手段を構成する。 上述のように構成される揺動型運動装置111において、本実施の形態で注目すべきは、本体側回路基板110は、前記揺動機構135を駆動して座席112を揺動変化させながら、さらに前記昇降機構137を駆動して座席112の傾斜も変化させることである。 すなわち、図38(b)で示すように、使用者33が前記基準姿勢を取ることができる座席112の着座面が水平な状態を基準として、揺動の中心を、図38(a)で示す前傾位置から、図38(c)で示す後傾位置の間で変化する。 前記図36で示す操作器回路基板121において、手動スイッチS4が操作されると、対応するランプL4が点灯して、手動での座席112の傾斜角変化が可能となり、前傾スイッチS5または後傾スイッチS6が操作されると、前記本体側回路基板110は、傾斜用のモータ184を駆動して、座席112の傾斜角を変化する。 前記センサ193によって、最前傾位置に達したことが検知されるとランプL1が点灯し、水平位置に達したことが検知されるとランプL2が点灯し、最後傾位置に達したことが検知されるとランプL3が点灯して使用者33に報知する。 一方、前記操作器回路基板121において、各種の自動コースのスイッチS7〜S10が操作され、その自動コースが開始されると、対応するランプL7〜L10が点灯するとともに、ランプL5にその自動コースでの残り時間が表示される。 自動コースでは、傾斜角変化のパターンとともに、時間経過に伴う揺動速度の変化パターンが記憶されており、たとえばウエスト強化のスイッチS8が操作されると、図38で示すように、水平位置を中心として、対峙する(基準角度が中間になるように規定される)前傾と後傾との2つの傾斜角を往復する動作が行われ、水平位置を15秒保持すると、前傾位置に移って60秒保持し、再び水平位置に戻って15秒保持した後、後傾位置に移って30秒保持する・・・という動作を繰返す。 これによって、座席112の前傾による腹筋活動量アップと、後傾による背筋活動量アップとが充分に含まれ、かつ斜め方向の加速が少々含まれていることで、腹筋、複斜筋、背筋を適切に刺激することができ、使用者33のウエスト部分を強化することができる。 なお、騎乗姿勢によっては、基準姿勢で後傾の効果が現われる場合がある。 このようなときは、前傾の含有率を適切に増やすといったパラメータの修正が望ましい。 すなわち基準角度による揺動効果によって、傾斜パターンのパラメータは変更することが望ましい。 また、ヒップ強化のスイッチS9が操作されると、図38で示すように、水平位置を中心として、対峙する前傾と後傾との2つの傾斜角を往復する動作を行う点は先の動作と同様であるけれども、前傾位置と後傾位置とで、それぞれ保持する時間は逆になる。 これによって、背筋や臀部筋を特に強化し、使用者33のヒップ部分を強化することができる。 さらにまた、基本エクササイズのスイッチS7が操作されると、水平位置のままで保持される。 一方、脚力強化のスイッチS10が操作されると、水平位置と前傾位置との間を往復する動作が行われ、水平位置を20秒保持すると、前傾位置に移って40秒保持し、再び水平位置に戻って20秒保持する・・・という動作を繰返す。 このとき、前傾姿勢になることで、鐙118に掛けた足を突っ張るようになる。 これによって、歩行能力の維持や膝痛予防に関係の深い大腿四頭筋を重点的に鍛え、バランスが要求される傾斜角変化を減らすことで、高齢者に適したコースを実現することができる。 一方、直流ブラシレスモータなどから成る揺動用のモータ148は、駆動回路209から与えるパルス周波数を変化することでその回転速度が調整可能であり、前記操作器回路基板121において、速度調整スイッチS11またはS12が操作されることで、たとえば表1で示すように、9段階に速度調整可能である。 表1は、前記9段階の各速度レベルにおけるモータ148の回転速度と、座席112の揺動速度とを表す。 前記速度調整スイッチS11またはS12で選択された速度レベルは、ランプL6によって表示され、またモータ148に設けられたエンコーダなどからの出力がセンサ信号処理回路206で処理されて、速度信号として制御回路204にフィードバックされる。 また、前記自動コースでは、予め定める周期、たとえば4秒毎に前記速度レベルにはゆらぎが与えられており、そのゆらぎの範囲を前記速度調整スイッチS11またはS12の操作によって選択することになる。 図39は、その選択操作を説明するものであり、最も遅い範囲では速度レベルは1〜5の範囲でゆらぎが生じ、アップ側の速度調整スイッチS12が操作される毎に、そのゆらぎの範囲はそれぞれ1つずつ上昇し、最も速い範囲では速度レベルは5〜9の範囲でゆらぎを生じることになる。 前記各自動コースにおけるこの速度レベルのゆらぎと、傾斜角変化のパターンとの関係を図40に示す。 図40では、速度レベルは、最も遅い範囲の一例を示している。 このように前記自動コースでは、傾斜角変化に対して、速度レベルは所定の範囲でランダムに変化する。 図41は、前記メモリ203bに記憶される制御テーブルの一例を示す図である。 この図41では、ウエスト強化モードおよびヒップ強化モードにおける自動コースの開始時点からの速度レベルの設定値および傾斜設定値の変化を示している。 この図41の制御テーブルはデフォルト値であり、5段階の速度範囲の最低値を記憶しており、前記速度調整スイッチS11またはS12の操作によって、各時刻での速度レベルは増減される。 この図41において、傾斜設定値の「1」は最前傾位置を表し、「0」は水平位置を表し、「2」は最後傾位置を表す。 また、図42には、制御テーブルによるウエスト強化モードでの前記デフォルト値での制御の様子を示す。 前述のように、ウエスト強化モードでは、水平位置から始まり、それを15秒保持すると前傾位置に移り、60秒保持すると再び水平位置に戻り、15秒保持すると後傾位置に移り、30秒保持すると1サイクルを終了し、水平位置に戻る。 自動コースの施療時間は、たとえば15分であり、前記メモリ203bには、その施療時間の全部に亘って前記制御テーブルが記憶され、サイクル毎に速度設定値を異なるようにしてもよく、或いは1サイクル分を記憶し、マイクロコンピュータ203aは、繰返して読出すようにしてもよい。 図43〜図48は、本件発明者の実験結果を示す棒グラフであり、座席112の着座面が自動で傾斜する揺動型運動装置111を用いて、1日30分、週4回、約3ヶ月のトレーニングを行った結果である。 実験には、前記図38で示すパターンを使用し、前傾の割合が多い腹筋重視ソフトの群Fと、後傾の割合が多い背筋重視ソフトの群Bと、比較用のトレーニング無しの群Cとで、それぞれ8人の被験者によって行われた。 実験前の筋力の平均値を網掛けの棒グラフで示し、実験後の筋力の平均値を白抜きの棒グラフで示し、標準偏差を細線で示している。 先ず、図43は腹筋の強化具合を示し、図43(a)は筋力の増加量を示し、図43(b)は筋力増強量を示す。 既に、前後傾斜無しでの運動を同様に行うことで、腹筋の筋力はアップすることが確かめられている。 この実験でも、腹筋重視ソフトの群Fおよび背筋重視ソフトの群B全体で、それぞれの数値が上昇していることが理解される。 腹筋重視ソフトの群Fだけでなく背筋重視ソフトの群Bも上昇しているのは、前述の図38のように、前傾動作が、1サイクル120秒の内、25%の30秒含まれていることによるものと思われる。 すなわち、目的部位を強化しながらも、バランスの良い筋トレが行われていると推定される。 同様に、図44は背筋の強化具合を示し、図44(a)は筋力の増加量を示し、図44(b)は筋力増強量を示す。 既に、前後傾斜無しでの運動を同様に行うことで、背筋の筋力はアップすることが確かめられている。 この実験でも、腹筋重視ソフトの群Fおよび背筋重視ソフトの群B全体で、それぞれの数値が上昇していることが理解される。 背筋重視ソフトの群Bだけでなく腹筋重視ソフトの群Fも上昇しているのは、前述の図38のように、後傾動作が、1サイクル120秒の内、25%の30秒含まれていることによるものと思われる。 すなわち、目的部位を強化しながらも、バランスの良い筋トレが行われていると推定される。 図45は、同様の運動を行ったときの体重の変化具合を示し、トレーニング無しの群Cでは殆ど変化が無いのに対して、腹筋重視ソフトの群Fおよび背筋重視ソフトの群B共に、減少していることが理解される。 図46は、同様の運動を行ったときのウエストサイズ(腹部の最も細い部分での胴周径)の変化具合を示し、トレーニング無しの群Cでは殆ど変化が無いのに対して、腹筋重視ソフトの群Fおよび背筋重視ソフトの群B共に、平均2cm程度減少していることが理解される。 図47は同様の運動を行ったときのヒップサイズ(側面から見て、お尻が最も出ている部分での胴周径)の変化具合を示し、トレーニング無しの群Cでは殆ど変化が無いのに対して、腹筋重視ソフトの群Fおよび背筋重視ソフトの群B共に、平均2cm程度減少していることが理解される。 図48は、同様の運動を行ったときのヒップアップ(側面から見て、お尻が最も出ている部分の高さ)の効果を示し、トレーニング無しの群Cでは殆ど変化が無いのに対して、腹筋重視ソフトの群Fおよび背筋重視ソフトの群B共にヒップアップの効果が得られ、特に背筋重視ソフトの群Bで効果が大きく、身長比で0.6%アップしている。 以上のように、本実施の形態の揺動型運動装置111によってもまた、施療中の時間経過に伴って座席112の傾斜角が変化することで、多様な運動メニューを実現でき、慣れを防止することができる。 また、メモリ203bに、時間経過に伴う傾斜角変化のパターンを複数種類格納しており、選択手段である前記スイッチS8〜S10の操作によって選択するので、使用者毎、使用回数毎に、運動種類や運動強度を選択でき、運動効果の適正化と持続とを支援することができる。 さらにまた、前記ウエスト強化モードおよびヒップ強化モードでは、傾斜角変化のパターンが、前記基準角度の水平位置に対して、互いに対峙する前傾位置と後傾位置との間で切換わり、それぞれの位置での滞在時間が異なるので、上述のように滞在時間が長い位置では、滞在時間が短い位置に比べ、関係する部位のトレーニング効果を高めることができる。 一方、傾斜角変化のパターンが、このように基準角度を挟んで対峙する前傾位置と後傾位置との間を往復するパターンであっても、滞在時間を等しくすると、トレーニング効果の均等性を高めることができる(たとえば腹筋側と背筋側とのどちらかに効果が偏よってしまうようなことが生じにくくなる)。 また、前記傾斜角変化のパターンが、脚力強化モードのように前記基準角度から前傾位置までの間を往復するパターンの場合、一定方向に運動強度を高めることができる。 このようにして、座席112の傾斜角を変化することで運動効果の制御が可能になる。 また、前記ウエスト強化モードおよびヒップ強化モードでは、傾斜角変化のパターンが、前記基準角度の水平位置に対して、互いに対峙する前傾位置と後傾位置との間を往復するパターンであり、かつ、前記基準角度で傾斜角変化が一旦停止するので、使用者33は、傾斜方向の切換わり(たとえば、前方傾斜から後方傾斜への切換わり)に気付き易くなり、傾斜なしの場合に比べて、運動強度を高めながら、かつトレーニングの安全性を高めることができる。 さらにまた、メモリ203bには、前記傾斜設定値とともに、速度設定値が記憶されており、時間経過に伴って揺動速度が変化するので、使用者に動きの変化感を与え、飽きさせず、モチベーションを維持するのに役立てることができる。 また、前記メモリ203bに、各自動コースの制御テーブルの開始時および/または終了時に使用される制御テーブルを記憶しておき、乗り始めは徐々に速くすることでウォームアップ効果を得るようにし、コースの最後に徐々に遅くすることでクールダウンに利用するようなことも可能である。 さらにまた、前記自動コースに限らず、手動コースでも、終了時に使用される制御テーブルを記憶しておき、終了時には、前記着座面を水平な状態に復帰させて停止することで、使用者が次に騎乗するときに姿勢が崩れず、正しい騎乗姿勢を取らせ、期待通りのトレーニング効果を得るようにすることも可能である。 上述の揺動型運動装置111では、駆動装置113は、前記図33において参照符号P2で示すような複雑な∞字の動きを1つのモータ148で実現しているけれども、参照符号Xで示す前後方向の動きと参照符号Nで示す左右方向の動きとを個別に行うことができるように、モータの数を増やしたり、クラッチ等の動力を断/接する手段を設けることで、上記のコース以外にも、たとえば以下のようなコースが可能となる。 たとえば、左右バランス強化コースでは、座席112を左右に傾斜させることで、体側の筋群や脚の内転筋群を強化できる。 筋力には左右差が生じることが多く、座席112を左右均等に傾けることで、左右の筋群を均等に鍛えることができる。 例として、右傾45秒→基準角度15秒→左傾45秒→基準角度15秒→(以下繰り返し)である。 右脚・左体側強化コースでは、座席112の右傾斜の割合を増やすことで、右脚・左体側の筋群を強化できる。 例として、右傾60秒→基準角度15秒→左傾30秒→基準角度15秒→(以下繰り返し)である。 左脚・右体側強化コースでは、座席112の左傾斜の割合を増やすことで、左脚・右体側の筋群を強化できる。 例として、右30秒→基準角度15秒→左傾60秒→基準角度15秒→(以下繰り返し)である。 上級コース(左右傾斜+前後傾斜)では、左右方向にも駆動装置を設けて揺動の基準位置を傾斜可能にし、左右傾斜+前後傾斜を組合わせることで、より高度なバランス感覚と筋力発揮とを要求することができる。 具体的には、ウエスト部(腹筋、腹斜筋、背筋)を用いた上体のバランス応答と筋機能アップとは、左右傾斜+前傾斜や、左右傾斜+後傾斜の組合わせで、より高い効果が期待できる。 体幹ひねりコースでは、前記図25で示すような座席112の水平面内の回転を組合わせることで、体側の筋群や脚の内転筋群を強化できる。 すなわち、座席112の水平面内の回転によってウエストの筋群(腹斜筋など)と上体のバランス機能への負荷が増える。 ひねり角度は、身体への負荷を考え、最大でも±30度の範囲とする。 例として、右回転15度(30秒)→基準角度(30秒)→左回転15度(30秒)→基準角度(30秒)→(以下繰り返し)である。 上級コース(体幹ひねり+傾斜)では、座席112の傾斜だけでなく、座席112の水平面内の回転を加えることで、より高度なバランス感覚と筋力発揮とを要求することができる。 前傾+ひねりによって、ウエスト部(腹筋、腹斜筋、背筋)を用いた上体のバランス応答と筋機能アップ、さらには下肢の内転筋活動量アップを期待できる。 後傾+ひねりや左右傾斜+ひねりでは、上体のバランス応答に加え、臀部筋群の活動量アップを期待できる。 1,101 揺動型運動装置 2 座席 3 駆動装置50 脚部4,4' 台座4b,4b' 孔4c,4c' 凹溝 5 連結リンク 6 可動架台 7 左右軸 8 ベース 9 前後軸10 モータ13a,13b 駆動部20 アームリンク31 傾斜付与部材32 ボルト33 使用者41,51,61,71,81 傾斜調整部材42 ハンドル43,53 架台44,54 ヒンジ45,55;82b,83b 昇降部材46,56 歯車47,57;82d,83d スクリュー48,58 昇降機構45a,55a 上端部45b,55b 下端部45c,55c;82c,83c 突条45d,55d 突条62,63;72,73;82,83 昇降機構64,74,84 ユニバーサルジョイント65,75,85 架台62a,63a;72a,73a;82a,83a モータ62b,63b;72b,73b 偏心回転板62c,63c;72c,73c 出力軸65,65' 記憶部66 制御部(前後制御部) |