요동형 운동 장치

요동형 운동 장치{SHAKING TYPE MOTION APPARATUS}

본 발명은, 시트를 요동시킴으로써 상기 시트에 착석한 사용자에게 승마를 모방한 운동 부하를 부여하는 요동형 운동 장치에 관한 것이다.

종래, 시트를 요동시킴으로써, 상기 시트에 착석한 사용자에게 승마를 모방한 운동 부하를 부여하는 요동형 운동 장치가 각종 제안되고 있다. 이런 종류의 요동형 운동 장치는, 아이로부터 노인까지 이용 가능한 간편한 운동 기구로서 당초의 재활 훈련 목적의 의료 시설로부터, 일반 가정으로 보급해 오고 있다. 그러한 요동형 운동 장치의 전형적인 종래 기술로서 예를 들어 하기의 3가지를 들 수 있다.

일본 특허공보 제3394890호에 개시된 요통 예방 훈련 장치는, 6축 평행 메커니즘(parallel mechanism) 등을 이용하여 훈련자가 걸터앉는 형태로 착석하는 시트의 위치가, 전후 방향, 좌우 방향, 상하 방향으로 변화 가능하고, 일련의 매끄러운 요동 패턴을 실현 가능하게 한 것이다.

일본 공개특허공보 2005－245638호에 개시된 전동 의자는, 의자의 원반형상 시트가 상하로 물결치듯 요동하여 시트가 좌우로 왕복 회전한다.

일본 공개특허공보 2001－286578호에 개시된 밸런스 훈련 장치는, 1개의 모터와 링크에 의해, 사람이 착석하는 시트를 전후 방향 및 좌우 방향으로 요동시키도록 한 것이다.

상기의 각 장치는, 모두 허리부와 레그부에 운동 효과를 발휘하는 것이기 때문에, 이들 장치에 있어서는, 상반신에 대해서는 덤벨 등을 이용하여 별도 운동을 행해야 했다.

본 발명의 목적은, 전술한 문제를 해결한 요동형 운동 장치를 제공하는 것이다.

또, 본 발명의 다른 목적은, 허리부나 레그부와 함께 상반신에 대해서 운동 효과를 발휘할 수 있는 요동형 운동 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 국면에 따른 요동형 운동 장치에 의하면, 사용자가 착석 가능한 시트와, 이 시트를 요동 운동시키는 운동 기구를 구비한 요동형 운동 장치에 있어서, 상기 시트에 착석한 사용자의 앞쪽에 위치하고, 상기 사용자가 파지 가능한 고삐와, 상기 고삐를 신축시키는 신축 기구를 구비하고 있다.

또, 본 발명의 일 국면에 따른 요동형 운동 장치에 의하면, 사용자가 착석 가능한 시트와, 이 시트를 요동 운동시키는 운동 기구를 구비한 요동형 운동 장치에 있어서, 상기 시트에 착석한 사용자의 앞쪽에는, 신축성을 갖고, 또한 상기 사용자가 파지 가능한 고삐가 배치되어 있다.

(제1 실시 형태)

이하, 본 발명을 구체화한 제1 실시 형태를 도 1~도 7에 따라서 설명한다.

도 1a에 나타내는 바와 같이, 요동형 운동 장치(10)의 레그부(11)는 도시하 지 않은 마루면에 재치(載置)되고, 그 레그부(11)의 상단에는 운동 기구로서의 구동 장치(12)가 고정되어 있다. 구동 장치(12)의 상부에는, 말의 등이나 말안장을 모방한 형상으로 사용자가 착석하는 시트(13)가 고정되어 있다. 구동 장치(12)는, 시트(13)를 전후 방향 및 좌우 방향으로 요동하도록 구성되어 있다. 구동 장치(12)는, 레그부(11)의 상단과 시트(13) 사이에 설치된 커버(14)에 의해 피복되어 있다. 커버(14)는, 신축 가능한 천 등으로 이루어지고, 구동 장치(12)에 의한 시트(13)의 요동을 허용한다. 또한, 커버(14)를 복수의 부재로 구성해도 된다.

시트(13)의 상면 앞측(도면에 있어서 좌측)에는 조작기(15)가 설치되어 있다. 이 조작기(15)에 구비된 도시하지 않은 스위치의 조작에 의해서, 구동 장치(12)의 기동, 정지, 동작 상태의 변경 등이 지시된다.

시트(13)의 전단에는 튜브형상으로 형성된 고삐(16)가 설치되어 있다. 고삐(16)는 시트에 대해서 좌우 양측에 각각 설치되어 있다. 즉, 본 실시 형태에서는, 고삐(16)는 좌우 한 쌍으로 되어 있다. 시트(13)에는, 좌우 양측에 각각 삽입 관통 구멍(13a)이 형성되어 있고, 각 고삐(16)의 기단은, 삽입 관통 구멍(13a)을 통해 시트(13)의 내측에 삽입되어 있다. 그리고, 각 고삐(16)의 기단은, 시트(13)에 내장된 신축 기구(17)에 연결되어 있다. 신축 기구(17)는, 각 고삐(16)에 대응하도록 2개 설치되어 있다. 각 고삐(16)의 선단에는, 각각 파지부(18)가 부착되어 있다. 파지부(18)는, 사용자가 파지 가능하도록 대략 환형상으로 형성된 환형상부를 가진다.

도 1b는, 좌측의 신축 기구(17)를 나타내고 있다. 우측의 신축 기구는, 도 시 생략하지만, 이 좌측의 신축 기구(17)와 대칭으로 형성되어 있다. 신축 기구(17)의 신축용 모터(21)는, 시트(13)의 내측에 배치됨과 더불어 시트(13)에 고정되어 있다. 신축용 모터(21)의 출력축(도시 생략)에는 회전판(22)이 고정되어 있다. 그리고, 고삐(16)의 기단은, 회전판(22)에 고정된 연결부(23)와 연결되어 있고, 그 연결부(23)가 고정된 위치는, 회전판(22)의 회전 중심에 대해 편심하고 있다. 환언하면, 고삐(16)의 기단은, 회전판(22)에 있어서 회전 중심으로부터 직경 방향으로 어긋난 위치에 고정되어 있다. 따라서, 모터(21)의 구동에 의해 회전판(22)이 회전되면, 고삐(16)의 기단으로부터 삽입 관통 구멍(13a)까지의 거리가 변화된다. 즉, 신축 기구(17)는, 삽입 관통 구멍(13a)으로부터 선단까지의 고삐(16)의 길이, 즉 고삐(16) 중 노출되어 있는 부분의 길이를 실질적으로 신축한다.

구동 장치(12)의 개략을 도 2~도 4에 따라서 설명한다.

도 1에 나타내는 레그부(11)의 상면에는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 직사각형 판형상의 베이스(31)가 고정되어 있고, 도 2에 나타내는 바와 같이, 베이스(31)에는, 전후 방향으로 한 쌍이 된 축 지지판(32)이 입설되어 있다. 이 한 쌍의 축 지지판(32)에는, 가동 받침대(33)의 전후 방향 양단부에 늘어뜨려 설치된 한 쌍의 연결판(34)이 대향 배치되어 있고, 축 지지판(32)과 연결판(34)은 전후 방향을 따라서 연장되는 지지축(35)에 의해서 각각 회전운동 가능하게 연결되어 있다. 지지축(35)은, 베이스(31)의 좌우 방향 중앙에 배치됨과 더불어 전후 2개소에 배치되어 가동 받침대(33)을 좌우 방향으로 회전운동 가능하게 지지한다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 가동 받침대(33)에는, 연결 링크(36)를 통해 대좌(37)가 전후 방향으로 요동 가능하게 지지되어 있다. 대좌(37)는, 가동 받침대(33)의 위쪽에 배치되어 있고, 이 대좌(37)에는 상기 시트(13)가 부착되어 있다.

이하, 상세히 설명한다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 가동 받침대(33)의 좌우 양측에는, 각각 전후 방향으로 신장되는 한 쌍의 측판(40)이 설치되어 있다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 연결 링크(36)는, 앞쪽에 배치된 앞쪽 링크(36a)와 뒤쪽에 배치된 뒤쪽 링크(36b)를 가진다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 앞쪽 링크(36a)의 하단부는, 측판(40)의 전단부에 설치된 하축 핀(41a)에 회전 가능하게부착되고, 앞쪽 링크(36a)의 상단부는, 대좌(37)의 전단부에 설치된 상축 핀(42a)에 회전 가능하게부착되어 있다. 또, 뒤쪽 링크(36b)의 하단부는, 측판(40)의 후단부에 설치된 하축 핀(41b)에 회전 가능하게부착되고, 뒤쪽 링크(36b)의 상단부는, 대좌(37)의 후단부에 설치된 상축 핀(42b)에 회전 가능하게부착되어 있다. 전후의 각 하축 핀(41a, 41b)은, 연결 링크(36)를 좌우 방향 Y로 신장되는 축선 둘레로 회전운동 가능하게 지지하는 좌우 축을 구성하고 있다. 이것에 의해서, 대좌(37)는, 좌우 축 둘레에 왕복 회전 이동 가능하게 되어 있다. 즉, 대좌(37)는, 전후 방향(도 2의 화살표 M으로 나타내는 방향)으로 요동 가능하게 되어 있다. 또, 도 4에 나타내는 바와 같이, 대좌(37)는, 연결 링크(36)에 의해 가동 받침대(33)과 일체적으로 좌우 방향으로 회전운동한다. 따라서, 대좌(37)는, 가동 받침대(33)을 지지하는 지지축(35) 둘레에 회전 왕복 이동 가능하게 되어 있다. 즉, 대좌(37)는, 좌우 방향(도 4의 화살표 N으로 나타내는 방향)으로 요동 가능하게 되어 있다.

또, 전후의 각 하축 핀(41a, 41b)의 축간 거리는, 전후의 각 상축 핀(42a, 42b)의 축간 거리보다도 짧게 설정되어 있다. 따라서, 도 2에 실선으로 나타내는 바와 같이, 베이스(31)에 대해서 앞쪽 링크(36a)가 대략 직각을 이룰 때에는, 뒤쪽 링크(36b)는 베이스(31)에 대해서 소정의 각도를 이룬다. 이 때문에, 대좌(37)의 전단에 비해 후단이 낮아진다. 즉 대좌(37)가 뒤쪽 방향으로 경사진다. 반대로, 도 2에 가상선으로 나타내는 바와 같이, 베이스(31)에 대해서 뒤쪽 링크(36b)가 대략 직각을 이룰 때에는, 앞쪽 링크(36a)는 베이스(31)에 대해서 소정의 각도를 이룬다. 이 때문에, 대좌(37)의 전단에 비해 후단이 낮아진다. 즉 대좌(37)가 앞쪽 방향으로 경사진다. 이것에 의해, 대좌(37)에 고정된 시트(13)를 전후로 기울게 한다.

베이스(31)와 대좌(37) 사이에는 구동부(45)가 수납되어 있다. 구동부(45)는, 대좌(37)를 베이스(31)에 대해서 요동시키기 위한 것이다. 구동부(45)의 모터(46)는, 출력축(47)이 위를 향하여 돌출하도록 베이스(31)에 고정되어 있다. 출력축(47)에는 모터 기어(48)가 고정되어 있고, 이 모터 기어(48)에는 제1 기어(50)가 서로 맞물리고 있다. 이 제1 기어(50)는, 좌우 방향을 따라서 연장되고 양단이 대좌(37)에 축 지지된 제1 샤프트(49)에 동축형상으로 고정되어 있다. 제1 샤프트(49)의 일단부에는 편심 크랭크(51)가 연결되고, 그 편심 크랭크(51)에는, 축핀(52)에 의해서 암 링크(53)의 제1 단부가 회전 가능하게부착되어 있다. 암 링크(53)의 제2 단부는 축핀(54)에 의해서 앞쪽 링크(36a)에 회전 가능하게부착되어 있다. 따라서, 모터(46)의 회전에 의해서 편심 크랭크(51)가 제1 샤프트(49)에 대 해서 편심 원운동하고, 이것에 의해, 앞쪽 링크(36a)가 전후 방향 X로 왕복 이동하며, 시트(13)가 도 2에 나타내는 화살표 M으로 나타내는 방향으로 요동한다. 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 모터(46)(출력축(47)), 모터 기어(48), 제1 샤프트(49), 제1 기어(50), 편심 크랭크(51), 및 암 링크(53)에 의해 제1 구동부가 구성된다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 제1 샤프트(49)에 고착된 연동 기어(55)는, 제2 기어(57)와 서로 맞물리고 있다. 이 제2 기어(57)는, 가동 받침대(33)에 축 지지된 제2 샤프트(56)에 고정되어 있다. 제2 샤프트(56)의 일단(도 4에 있어서 우단)에는 편심 로드(58)의 상단이 연결되어 있다. 편심 로드(58)는, 축핀(59)에 의해 제2 샤프트(56)에 대해서, 그 제2 샤프트(56)의 회전 중심으로부터 편심하고 있다. 편심 로드(58)의 하단은, 베이스(31)에 고정된 연결 금구(60)에 대해서 축핀(61)에 의해 회전운동 가능하게 연결되어 있다. 따라서, 제2 샤프트(56)의 회전에 의해 편심 로드(58)의 상단이 편심 원운동을 행하고, 이것에 의해서, 가동 받침대(33), 즉 대좌(37) 및 시트(13)가 도 4의 화살표 N으로 나타내는 방향으로 요동한다. 도 2~도 4에 나타내는 바와 같이, 모터(46)(출력축(47)), 모터 기어(48), 제1 기어(50), 제1 샤프트(49), 제2 샤프트(56), 제2 기어(57) 및 편심 로드(58)에 의해 제2 구동부가 구성된다.

제1 구동부 및 제2 구동부의 각 기어는, 시트(13)를 좌우 방향으로 1 왕복시키는 동안에 전후 방향으로 2 왕복시키도록 설정되어 있다. 이것에 의해, 요동형 운동 장치(10)를 위쪽으로부터 보아 8자형상으로 시트(13)를 요동시키고, 승마를 모방한 동작을 재현하고 있다.

상기와 같이 구성된 제1 구동부 및 제2 구동부에 의해, 시트(13)는, 도 2에 나타내는 화살표 M의 방향으로 요동함과 더불어, 도 4에 나타내는 화살표 N의 방향으로 요동한다. 이들 요동이 조합됨으로써, 시트(13)는, X축 둘레의 θX 방향, Y축 둘레의 θY 방향, 수직축(Z축) 둘레의 θZ 방향의 요동을 행하기 때문에, 사용자에 대해서, 신체의 밸런스 기능이나 운동 기능을 훈련할 수 있다. 게다가, 1개의 모터(46)를 이용하여 3개의 동작을 행할 수 있으므로, 모터(46)의 수가 적어도 되고, 제어가 간단하게 됨과 더불어 저비용화 및 컴팩트화를 도모할 수 있다. 게다가 모터(46)의 출력축(47)은 일 방향으로 돌출되어 있으면 된다. 이 때문에, 모터(46)를 세로로 배치할 수 있게 되고, 이것에 의해서 이 모터(46)를 포함하는 구동 장치(12) 전체의 설치 스페이스를 좁혀 컴팩트화를 도모할 수 있고, 구동 장치(12)를 시트(13)를 지지하는 베이스(31)와 대좌(37) 사이에 격납하여, 승마를 모방한 목적 그대로의 동작을 충실히 재현하는 것이 가능해진다.

도 5는, 요동형 운동 장치(10)의 전기적 구성을 나타내는 블록도이다.

회로 기판(71)에 탑재된 전원 회로(81)는, 전원 플러그(72)를 통해 입력되는 상용 교류를, 140V, 15V 등의 직류로 변환하여 회로 기판(71) 내의 각 회로에 공급한다. 회로 기판(71)에 탑재된 제어 회로(82)는, 마이크로 컴퓨터(82a) 및 구동 동작의 패턴을 기록한 메모리(82b)를 구비하고, 조작기 제어 회로(83), 모터 구동 회로(84), 센서 신호 처리 회로(85), 모터 구동 회로(86), 및 센서 신호 처리 회로(87)에 접속되어 있다. 조작기 제어 회로(83)에는, 도 1에 나타내는 조작기(15) 에 설치된 조작기 회로(15a)가 접속되어 있다. 조작기 회로(15a)에는, 조작을 위한 스위치나 상태 등의 표시를 위한 LED 등의 표시 장치가 설치되어 있다. 모터 구동 회로(84)는, 상기의 요동용 모터(46)(도 2 참조)에 접속되어 있다. 이 모터(46)에는 회전 속도, 회전 위치를 검출하기 위한 센서(도시 생략)가 설치되어 있고, 그 센서의 출력은 센서 신호 처리 회로(85)에 입력된다. 모터 구동 회로(86)는, 신축용 모터(21)(도 1a 참조)에 접속되어 있다. 이 모터(21)에는 회전 속도, 회전 위치를 검출하기 위한 센서(도시 생략)가 설치되어 있고, 그 센서의 출력은 센서 신호 처리 회로(87)에 입력된다.

제어 회로(82)는, 조작기 제어 회로(83)를 통해 조작기 회로(15a)의 스위치의 조작에 따른 신호를 수취한다. 그리고 제어 회로(82)는, 조작기 제어 회로(83) 및 센서 신호 처리 회로(85, 87)로부터 수취한 신호에 의거하여, 모터 구동 회로(84, 86)를 통해 모터(46, 21)의 구동 제어를 함과 더불어, 그러한 회전수를 제어한다. 그리고, 제어 회로(82)는, 조작기 제어 회로(83)를 통해 조작기(15)의 표시 장치에 동작 상태 등을 표시시킨다.

제어 회로(82)의 메모리(82b)에는, 구동 동작의 패턴에 따라 모터(46, 21)를 제어하기 위한 파라미터가 기억되어 있다. 제어 회로(82)(실질적으로는 마이크로 컴퓨터(82a))는, 조작기(15)에 설치된 스위치의 조작에 따른 파라미터를 메모리(82b)로부터 판독하고, 그 파라미터에 의거하여 각 모터 구동 회로(84, 86)를 통해 모터(46, 21)를 구동 제어한다.

본 실시 형태에 있어서, 메모리(82b)에 기억된 파라미터 중 하나는, 도 1b에 나타내는 신축용 모터(21)를 구동하기 위한 파라미터이다. 이 파라미터는, 도 1a에 나타내는 시트(13)를 전후 방향으로 1 왕복시키는 동안에, 도 1b에 나타내는 회전판(22)을 1 회전시키도록 설정되어 있다.

메모리(82b)에 기억된 구동 패턴 중 하나는, 시트(13)에 착석한 사용자가 유지한 고삐(16)의 장력을 변화시키는 것이다. 고삐(16)의 장력 변화는, 사용자가 유지하는 고삐(16) 중, 시트(13)의 외측에 있는 부분의 길이를 변화시킴으로써 발생한다. 즉, 시트(13)에 착석한 사용자가 고삐(16)를 유지하고(선단에 부착된 파지부(18)를 잡음), 이 상태로 제어 회로(82)가 신축 기구(17)를 구성하는 모터(21)를 구동하면, 그 모터(21) 및 회전판(22)의 회전에 의해 주기적으로 고삐(16)가 신장, 단축을 반복한다. 그러면, 고삐(16)의 단축에 따라 사용자가 앞쪽으로 끌어당기는, 즉 고삐(16)의 장력이 변화하고 있는 것처럼 느껴진다. 즉, 신축 기구(17)는 사용자가 고삐(16)를 끌어당기는 힘에 저항하여 고삐(16)를 강제적으로 단축, 혹은 신장시킨다. 이 움직임에 의해, 사용자의 상반신이 움직여지고 근육 활동이 유발된다.

또한, 상기 구동 패턴은, 시트(13)의 이동과 함께 고삐(16)의 장력을 변화시키도록 설정되어 있다. 예를 들어, 도 6에 나타내는 바와 같이, 시트(13)가 앞쪽으로 이동할(화살표 A1) 때에, 고삐(16)를 신장하고(화살표 A2), 시트(13)가 뒤쪽으로 이동할(화살표 A3) 때에 고삐(16)를 단축(화살표 A4)하도록 설정되어 있다.

도 7a에 나타내는 바와 같이, 시트(13)에 착석한 사용자에 대해서, 시트(13), 사용자의 흉추 상부, 사용자의 정수리의 움직임을 측정하면, 도 7b에 나타 내는 바와 같이, 시트(13)와 흉추 상부와 정수리의 움직임에 위상의 어긋남(지연)이 보인다. 시트(13)의 움직임에 대해서 흉추 상부의 움직임이 지연되고, 또한 흉추 상부의 움직임에 대해서 정수리의 움직임이 지연되고 있다. 예를 들어, 시트(13)의 전후 방향의 이동의 주기가 0.6~1.6Hz인 경우, 흉추 상부에 있어서 1／5 주기 정도, 정수리에 있어서 1／4~1／3 주기 정도의 지연이 발생한다. 또한, 도 7b에 있어서, 파선으로 둘러싼 부분은, 흉추 상부의 움직임에 대한 정수리의 움직임의 지연을 사용자가 능동적으로 되돌린 것이다.

따라서, 상반신의 움직임에 대해서 고삐(16)를 신축시켜 장력을 발생시킴으로써, 사용자에게는 밸런스를 잡기 위한 신경 반사가 일어나고, 사용자의 상반신(팔, 가슴, 등)의 근육 활동을 유발할 수 있다.

이상 기술한 바와 같이, 본 실시의 형태에 의하면, 이하의 효과를 나타내다.

(1) 사용자가 착석하는 시트(13)의 전단에는 좌우 한 쌍의 고삐(16)가 설치되어 있다. 한 쌍의 고삐(16)의 기단은, 그 시트(13)의 선단에 내장된 한 쌍의 신축 기구(17)에 각각 연결되고, 한 쌍의 고삐(16)의 선단에는 사용자가 파지 가능하도록 대략 환형상으로 형성된 파지부(18)가 각각 부착되어 있다. 신축 기구(17)는, 모터(21)의 구동에 의해 회전판(22)을 회전 구동하고, 시트(13)의 외측에 나와 있는 고삐(16)의 길이를 변경, 즉 고삐(16)를 실질적으로 신축한다. 환언하면, 시트(13)에 대한 파지부(18)의 상대적인 위치를 강제적으로 바꿀 수 있다. 따라서, 시트(13)를 요동시킴으로써 사용자의 허리부나 레그부에 운동 효과를 발휘시킬 수 있음과 더불어, 상반신의 움직임에 대해서 고삐(16)의 신축에 의해 장력이 발생됨 으로써, 사용자에는 밸런스를 잡기 위한 신경 반사가 일어나고, 사용자의 상반신(팔, 가슴, 등)의 근육 활동이 유발되어 상반신에 운동 효과를 발휘할 수 있다.

(2) 신축 기구(17)의 신축용 모터(21)는, 시트(13) 내부에 고정되어 있고, 그 신축용 모터(21)의 출력축(도시 생략)에는 회전판(22)이 고정되어 있다. 그리고, 고삐(16)의 기단은, 회전판(22)에 고정된 연결부(23)와 연결되어 있고, 그 연결부(23)가 고정된 위치는, 회전판(22)의 회전 중심에 대해 편심하고 있다. 따라서, 모터(21)의 회전에 의해서 고삐(16)의 신축을 용이하게 행할 수 있음과 더불어, 신축의 주기를 용이하게 변경할 수 있다.

(제2 실시 형태)

이하, 본 발명을 구체화한 제2 실시 형태를 도 8에 따라서 설명한다. 또한, 제1 실시 형태와 동일한 부재에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 도면 및 설명의 모두 또는 일부를 생략한다.

도 8에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태의 요동형 운동 장치(91)의 시트(13)의 전단에는, 좌우 한 쌍의 고삐(93)의 기단이 고정되어 있다. 이 실시 형태의 고삐(93)는, 신축성을 갖는 재질(본 실시 형태에서는 고무)로 이루어지고, 소정의 형상(예를 들어 튜브형상)으로 형성되어 있다. 각 고삐(93)의 선단에는, 파지부(18)가 각각 부착되어 있다. 파지부(18)는, 사용자가 파지 가능한 대략 환형상으로 형성된 환형상부를 가진다. 고삐(93)는, 신장이 없을 때의 길이가, 사용자의 팔꿈치의 각도가 90도 정도가 되도록 설정되어 있다.

상기와 같이 구성된 요동형 운동 장치(91)에 있어서, 제1 실시 형태에서의 설명과 동일하게, 도 9a, 9b에 나타내는 바와 같이, 시트(13)의 요동에 의한 시트(13)와 상반신의 움직임의 어긋남(위상 어긋남)이 발생하고, 사용자의 상반신과 시트(13)의 거리가 변화한다. 따라서, 신축성을 갖는 고삐(93)를 이용함으로써, 그 고삐(93)의 장력 변화가 발생한다. 이 때문에, 요동형 운동 장치(91)의 동작에 수반하여, 사용자의 상반신의 동작(관절 동작)과 근육 활동이 유발되기 때문에, 사용자의 의지적 동작이라는 노력을 최소한으로 하면서 상반신을 트레이닝할 수 있다.

상기와 같이 구성된 요동형 운동 장치(91)의 운동 효과에 대해 설명한다.

지금, 흔들리고 있을 때의 사용자의 자세를, 도 10b에 나타내는 바와 같이, 팔꿈치를 편 상태, 도 10a에 나타내는 바와 같이, 팔꿈치를 굽히고 위를 향하여 고삐(93)를 지지한 상태로 한다. 도 11에는, 도 10b 상태에서의 운동량이 일점 쇄선으로 표시되어, 도 10a 상태에서의 운동량이 실선으로 표시되어 있다. 또한, 도 11에 있어서, 세로축은 3kg의 덤벨에 의한 근력 트레이닝의 부하에 대한 부하를 백분율(퍼센트)로 나타낸 것이고, 가로축은 근육 부위와 그 근육 부위에 근육 활동을 부여하기 위한 운동을 나타내고 있다. 도 11에 의해, 도 10a, 10b에 나타내는 자세에서 요동형 운동 장치(91)를 사용하면, 대흉근, 이두근, 배근에 근육 활동이 유발되어, 팔뚝을 가늘게 하거나 버스트 업을 기대할 수 있다.

다른 예로서 도 12에 나타내는 바와 같이, 팔꿈치를 굽히고 팔꿈치를 상반신보다 뒤로 당기는 자세로 요동형 운동 장치(91)를 사용하면, 팔뚝(특히 후측), 등, 어깨에 근육 활동이 유발되어 팔뚝을 가늘게 하거나 자세 개선의 효과를 기대할 수 있다.

또, 다른 예로서 도 13b에 나타내는 바와 같이, 팔꿈치를 편 상태, 도 13a에 나타내는 바와 같이, 팔꿈치를 펴고, 위를 향하여 고삐(93)를 지지한 상태로 한다. 도 14에는, 도 11과 동일하게, 도 13b의 상태에서의 운동량이 일점 쇄선으로 표시되고, 도 13a 상태에서의 운동량이 실선으로 표시되어 있다. 도 14에 의해, 도 13a에 나타내는 자세로 요동형 운동 장치(91)를 사용하면, 배근, 이두근, 승모근 상, 삼각근, 견갑골횡에 근육 활동이 유발되고, 각부의 근력 업을 기대할 수 있다.

이상 기술한 바와 같이, 본 실시의 형태에 의하면, 이하의 효과를 나타낸다.

(1) 시트(13)의 전단에는, 좌우 한 쌍의 고삐(93)의 기단이 고정되어 있다. 이 실시 형태의 고삐(93)는, 신축성을 갖는 재질(본 실시 형태에서는 고무)로 이루어지고, 소정의 형상(예를 들어 튜브형상)으로 형성되어 있다. 각 고삐(93)의 선단에는, 사용자가 파지하기 위해 대략 환형상으로 형성된 환형상부를 갖는 파지부(18)가 각각 부착되어 있다. 고삐(93)는 신장이 없을 때의 길이가, 사용자의 팔꿈치의 각도가 90도 정도가 되도록 설정되어 있다. 따라서, 시트(13)를 요동시킴으로써, 시트(13)에 착석한 사용자의 허리부나 레그부에 운동 효과를 발휘시킬 수 있다. 또한, 시트(13)의 요동에 의해서 이 시트(13)와 상반신의 간격이 변화함으로써 고삐(93)가 신축하고, 상반신의 움직임에 대해서 고삐(93)의 신축에 의해 장력 변화를 발생시킴으로써, 사용자에게는 밸런스를 잡기 위한 신경 반사가 일어나고, 사용자의 상반신(팔, 가슴, 등)의 근육 활동이 유발되어 상반신에 운동 효과를 발휘할 수 있다.

또한, 상기 각 실시의 형태는, 이하의 양태로 실시해도 된다.

· 상기 각 실시 형태에서는, 고삐(16, 93)를 튜브형상으로 형성했지만, 1개 또는 복수 개의 끈을 낱개의 상태로 또는 짜올림으로써 고삐를 형성해도 좋다. 또한, 제1 실시 형태에 있어서, 고삐(16) 대신에 봉을 이용해도 된다. 또, 고삐와 봉을 조합하여 이용하도록 해도 된다.

· 상기 각 실시 형태에 대해서, 도 15a에 나타내는 바와 같이, 사용자가 다리를 걸기 위한 고리부를 갖는 등자(101)를 구비하는 구성으로 해도 된다. 등자(101)에 의해, 요동 운동을 행함에 더하여 하반신의 자세를 적절히 유지 가능하게 되어, 안정되고 올바른 자세로 운동할 수 있다. 또, 등자(101)에 건 다리를 팽팽히 당기도록 하면, 보행 능력의 유지나 무릎통 예방에 관계가 깊은 대퇴 사두근을 중점적으로 단련하는 것이 가능해진다. 또, 도 15b에 나타내는 바와 같이, 루프 형상으로 형성한 고삐(102)를 이용해도 된다. 이 구성의 고삐(102)에서는 사용자는 고삐(102)를 직접 파지하여, 고삐(102)를 유지하게 된다. 그리고, 루프 형상으로 형성된 고삐(102)와 등자(101)에 의해, 사용자는 위화감을 느끼지 않고 실제 말에 승마했을 때와 동일한 승마 자세를 취할 수 있다.

· 상기 제2 실시 형태에서는, 신축성을 갖기 위해서 고삐(93)를 고무에 의해 형성했지만, 도 16에 나타내는 바와 같이, 전체 또는 일부에 용수철(111)이 이용되고, 이 용수철(111)이 커버(112)로 피복된 고삐(110)로 해도 된다. 이 고삐(110)를 구비한 운동 장치에 대해서, 도 17a에 나타내는 바와 같이, 등자(101)를 구비한 구성으로 해도 된다. 또, 도 17b에 나타내는 바와 같이, 용수철로 이루어 지고 루프형상으로 형성된 고삐(121)를 이용하도록 해도 된다. 또, 도 17c에 나타내는 바와 같이, 용수철(132)과 봉(133)을 조합하여 고삐(131)를 이용하도록 해도 된다.

· 상기 제2 실시 형태에서는, 고삐(93)의 기단이 시트(13)의 상면 선단에 고정된 구성으로 했지만, 도 18a에 나타내는 바와 같이, 고삐(141)를 착탈 가능하게 연결하는 구성으로 해도 된다. 구체적으로는, 시트(13)의 전단에 고정 부재로서의 고정부(142)가 복수 설치되고, 고삐(141)는 어떤 고정부(142)에도 연결 가능하게 구성되어 있다. 따라서, 사용자는 고삐(141)를 연결하는 고정부(142)를 선택할 수 있다. 또, 도 18b에 나타내는 바와 같이, 시트(13)의 선단에 고정 부재로서의 힌지 핀(143)이 복수 설치되는 한편, 고삐(144)의 기단에 걸어멈춤 구멍(145)이 형성되는 구성으로 해도 된다. 이 구성에서는, 고삐(144)를 연결하는 힌지 핀(143)을 선택함으로써 고삐(144)의 고정 위치가 변경된다. 또, 고삐의 길이를 변경하도록 해도 된다. 예를 들어 도 18b에 있어서 고삐에 걸어멈춤 구멍(145)을 복수 마련하도록 해도 된다. 이와 같이 구성함으로써, 고삐를 유지하는 자세가 변하고, 유지하기 위해서 이용하는 근육이 변하기 때문에, 트레이닝에 변화를 줄 수 있다. 또, 팔의 길이 등 사용자의 체격의 개인차, 팔의 각도의 설정의 변경 등에 대응할 수 있다. 또 각 실시 형태에 있어서, 고삐의 기단이 시트(13)의 전단부에 배치되는 구성으로 했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 시트(13)에 착석한 사용자의 앞쪽에 고삐가 배치되는 것이라면, 시트(13)의 전단부로부터 뒤쪽으로 약간 어긋난 곳에 고삐가 부착되도록 해도 된다.

· 상기 제1 실시 형태에서는, 신축 기구(17)가 시트(13)에 내장되는 구성으로 했지만, 신축 기구가 시트(13) 이외에 설치되는 구성으로 해도 된다. 예를 들어, 도 19에 나타내는 바와 같이, 신축 기구(151)는, 레그부(11)의 베이스(11a)에 설치되어 있어도 된다. 이 경우, 신축 기구(151)를 지지하는 지지부(152)는, 베이스(11a)에 입설되어 있다. 지지부(152)에는, 제1 부재로서의 팔 부재(153)가 회전운동 가능하게 지지되고 있다. 팔 부재(153)의 선단에는, 고삐(16)의 기단이 고정되어 있다. 한편, 팔 부재(153)의 기단은, 제2 부재로서의 샤프트(154)의 하단(제2 단부)과 회전운동 가능하게 연결되어 있다. 샤프트(154)의 상단(제1 단부)은, 구동 장치(12)(또는 커버(14))에 회전운동 가능하게 연결되어 있다. 이와 같이 구성된 신축 기구(151)를 구비한 요동형 운동 장치에서는, 모터(46)의 회전에 의해 구동 장치(12)(또는 커버(14))를 통해 팔 부재(153)가 요동하고, 시트(13)가 요동함과 더불어 고삐(16)가 신축된다. 이렇게 구성함으로써, 1개의 모터에 의해 시트(13)의 요동과 고삐(16)의 신축을 행할 수 있으므로, 모터(46)의 수가 적어도 되고, 제어가 간단해짐과 더불어 저비용화 및 컴팩트화를 도모할 수 있다. 물론, 베이스에 고정한 신축 기구에 모터를 구비하는 구성으로 해도 된다.

· 상기 각 실시 형태에 있어서, 고삐에 부착된 파지부를, 등자로서도 사용할 수 있도록 형성해도 된다. 즉, 파지부가 다리를 걸기 위한 고리부로서 기능하도록 해도 된다. 이와 같이 구성하면, 고삐만을 구비한, 즉 가격의 상승을 억제한 요동형 운동 장치에 있어서, 그 고삐에 의해 유발되는 근육 활동에 의한 상반신의 트레이닝과, 등자에 의해, 요동 운동을 행한 후에 하반신의 자세를 적절히 유지 가 능하게 되어, 안정되고 올바른 자세로 운동하는 것, 하반신의 근육을 단련하는 것이 가능해진다.

· 상기 제 1 실시 형태에서는, 시트(13)의 요동과 고삐(16)의 신축을 동기시키도록 했지만, 사용자가 상반신의 밸런스를 취하도록 움직일 수 있으면 되고, 동기시킬 필요는 없다. 따라서, 고삐(16)의 신축의 주기, 즉 신축용 모터(21)의 회전 주기를 변경 가능하게 해도 된다. 그 회전 주기의 변경은, 모드(초심자용, 상급자용, 등)의 선택에 의해 행하도록 해도 된다.

· 상기 제1 실시 형태에 있어서, 신축 기구(17)를 구성하는 좌우 한 쌍의 모터(21)의 회전 위치를 변경 가능하게 해도 된다. 이 경우, 좌우의 고삐(16)가 각각 따로 따로 신축을 행함으로써, 사용자의 상반신에 스핀이 발생하고, 체간 회선에 관한 근육의 트레이닝을 행할 수 있게 된다.

［실시 형태의 개요］

이상의 실시 형태를 정리하면, 이하와 같다.

(1) 상기 실시 형태의 요동형 운동 장치에서는, 상반신의 움직임에 대해서 고삐의 신축에 의해 장력 변화를 발생시킬 수 있으므로, 사용자에게는 밸런스를 취하기 위한 신경 반사가 일어나고, 사용자의 상반신(팔, 가슴, 등)의 근육 활동이 유발되어 상반신에 운동 효과를 발휘할 수 있다.

(2) 상기 신축 기구는, 모터와, 상기 모터에 의해 회전 구동됨과 더불어 상기 고삐의 기단이 회전 중심으로부터 직경 방향으로 어긋난 위치에 고정된 회전판을 구비하고 있어도 된다. 이 양태에서는, 모터의 구동에 의해서 회전판을 회전시 킴으로써, 고삐의 신축을 용이하게 행할 수 있음과 더불어, 신축의 주기를 용이하게 변경할 수 있다.

(3) 상기 고삐 및 상기 신축 기구는, 모두 상기 시트에 대해서 좌우 양측에 각각 설치되어 있어도 된다. 이 양태에서는, 좌우의 고삐의 신축을 일치 또는 불일치시키는 것이 가능하다. 좌우의 고삐를 각각 따로 따로 신축시키도록 하면, 사용자의 상반신에 스핀이 발생하고, 체간 선회에 관한 근육의 트레이닝을 행할 수 있게 된다.

(4) 상기 고삐의 선단에는, 사용자가 파지 가능한 파지부가 부착되어 있어도 된다. 이 양태에서는, 사용자가 고삐를 유지하기 쉬워진다.

(5) 상기 요동형 운동 장치에 있어서, 상기 신축 기구는, 제1 단부가 상기 운동 기구에 연결된 제2 부재와, 기단이 상기 제2 부재의 제2 단부에 회전운동 가능하게 연결됨과 더불어, 선단에 상기 고삐의 기단이 연결된 제1 부재를 구비하고 있어도 된다. 이 양태에서는, 상기 운동 기구에 의한 요동 운동에 의해서 제2 부재를 통해 제1 부재를 요동시켜 상기 고삐를 신축시키기 때문에, 고삐를 신축시키기 위한 구동원의 증가를 억제할 수 있어 비용 상승을 억제하는 것이 가능해진다.

(6) 상기 실시 형태의 요동형 운동 장치는, 사용자가 착석 가능한 시트와, 이 시트를 요동 운동시키는 운동 기구를 구비한 요동형 운동 장치에 있어서, 상기 시트에 착석한 사용자의 앞쪽에는, 신축성을 갖고, 또한 상기 사용자가 유지 가능한 고삐가 배치되어 있다. 이 실시 형태에서는, 시트의 요동에 의해서 이 시트와 상반신의 간격이 변화함으로써 고삐가 신축된다. 그리고, 상반신의 움직임에 대해 서 고삐의 신축에 의해 장력 변화를 발생시킴으로써, 사용자에게는 밸런스를 잡기 위한 신경 반사가 일어나고, 사용자의 상반신(팔, 가슴, 등)의 근육 활동이 유발되어 상반신에 운동 효과를 발휘할 수 있다.

(7) 상기 요동형 운동 장치에 있어서, 상기 신축성을 갖는 고삐는, 전체 또는 일부가 고무에 의해 형성되어 있어도 된다. 이 양태에서는, 신축성을 갖는 고삐를 용이하게 제공할 수 있다.

(8) 상기 요동형 운동 장치에 있어서, 상기 신축성을 갖는 고삐는, 전체 또는 일부가 용수철에 의해 형성되어 있어도 된다. 이 양태에서는, 신축성을 갖는 고삐를 용이하게 제공할 수 있다.

(9) 상기 요동형 운동 장치에 있어서, 상기 고삐를 연결 가능한 고정 부재가 복수 설치되고, 상기 고삐는 상기 고정 부재에 착탈 가능해도 된다. 이 양태에서는, 고삐를 연결하는 고정 부재를 변경하면, 고삐를 유지하는 자세가 바뀐다. 이 때문에, 유지하기 위해서 이용하는 근육이 변하고, 트레이닝에 변화를 부여할 수 있다. 또, 팔의 길이 등 사용자의 체격의 개인차, 팔의 각도의 설정의 변경 등에 대응할 수 있다.

(10) 상기 요동형 운동 장치에 있어서, 상기 고삐는 상기 시트의 좌우에 각각 설치됨과 더불어, 상기 고삐에 파지부가 설치되고, 이 파지부는, 상기 사용자가 발끝을 거는 고리부를 갖는 등자로서 사용 가능하게 형성되어 있어도 된다. 이 양태에서는, 고삐만을 구비한, 즉 가격의 상승을 억제한 요동형 운동 장치에 있어서, 그 고삐에 의해 유발되는 근육 활동에 의한 상반신의 트레이닝을 행할 수 있는 한 편, 등자에 의해, 요동 운동을 행함에 더하여 하반신의 자세를 적절히 유지 가능하게 되어, 안정되고 올바른 자세로 운동하는 것 및 하반신의 근육을 단련하는 것이 가능해진다.

(11) 상기 요동형 운동 장치에 있어서, 상기 고삐는 루프 형상으로 형성되어 있어도 된다. 이 양태에서는, 사용자는 위화감을 느끼지 않고 실제 말에 승마했을 때와 동일한 승마 자세를 취할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 상기 실시 형태에 의하면, 허리부나 레그부와 함께 상반신에 대해서 운동 효과를 발휘하는 것이 가능한 요동형 운동 장치를 제공할 수 있다.

도 1a는 제1 실시 형태의 요동형 운동 장치의 전체 구성을 나타내는 측면도이며, 도 1b는 신축 기구의 개략 구성도이다.

도 2는 구동 장치의 측면도이다.

도 3은 구동 장치의 평면도이다.

도 4는 구동 장치의 측면도이다.

도 5는 요동형 운동 장치의 전기적 구성을 나타내는 블록도이다.

도 6은 요동형 운동 장치의 동작을 나타내는 개략도이다.

도 7a는 측정 위치를 나타내는 개략도이며, 도 7b는 측정 결과를 나타내는 파형도이다.

도 8은 제2 실시 형태의 요동형 운동 장치의 전체 구성을 나타내는 개략 측면도이다.

도 9a, 9b는 위상 어긋남의 설명도이다.

도 10a, 10b는 운동 상태를 나타내는 개략도이다.

도 11은 근육 활동량의 설명도이다.

도 12는 측정 상태를 나타내는 개략도이다.

도 13a, 13b는 운동 상태를 나타내는 개략도이다.

도 14는 근육 활동량의 설명도이다.

도 15a, 15b는 다른 요동형 운동 장치의 개략도이다.

도 16은 제2 실시 형태의 요동형 운동 장치의 전체 구성을 나타내는 개략 측 면도이다.

도 17a~17c는 다른 요동형 운동 장치의 개략도이다.

도 18a, 18b는 다른 요동형 운동 장치의 개략도이다.

도 19a, 19b는 다른 요동형 운동 장치의 개략도이다.