JP2001009063A - 運動負荷装置用傾斜台装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 既存の一次元又は二次元負荷型の運動負荷装
置を、二次元負荷又は三次元負荷型に安価に簡単に変換
できる構造が簡単な運動負荷装置用傾斜台装置を得る。 【解決手段】 前後方向に傾斜駆動可能なＸ軸傾斜台５
を有するＸ軸傾斜台組立体５と、左右方向に傾斜駆動可
能なＹ軸傾斜台６を有するＹ軸傾斜台組立体１１とから
なり、各傾斜台には載置物を保持する調節自在な止め具
が設けられ、どちらか一方の傾斜台に他方の傾斜台組立
体を載置して、Ｘ軸傾斜台組立体５とＹ軸傾斜台組立体
６を上下に重ね、上位の傾斜台に医療・訓練用負荷装置
を載置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、医療・訓練用負荷
装置傾斜台、特にトレッドミル等の既存の医療・訓練用
負荷装置を載置して、任意の二次元又は三次元傾斜状態
で人体に運動負荷を与えることができる運動負荷装置用
傾斜台装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】運動負荷装置のうち、例えばトレッドミ
ルは、歩行負荷に対する医療・訓練用負荷装置であり、
病院、学校、アスレチック、研究所等で、医療検査装置
又はリハビリ装置あるいは運動装置として幅広く導入さ
れている。従来普及しているトレッドミルは、一定平面
での歩行に対する１次元の負荷のみ、もしくは例えば、
実公平７−１７３２２号に示されているような前後方向
に傾斜可能な面での二次元の負荷を与えるのみで、前後
左右傾斜の三次元面での負荷を与えて、人体の歩行等の
動作、運動能力を分析定量化できるまでには至ってな
い。

【０００３】また、例えば、走路面であるベルトを支持
する走路面フレームを球軸受で三次元揺動可能に支持し
て、それを２本の傾斜シリンダーで駆動するようにした
もの（特開平９−２３３４６４号）、あるいは第１駆動
源から第６駆動源の駆動を独立して駆動することによ
り、台座を前後左右に揺動可能したバランス訓練装置
（特公平６−６５３０号公報）等が提案されているが、
これらは機構が複雑で複数台のモータ制御機構等を別途
必要とし、高価であり、且つそれ自体がトレッドミル又
はバランス訓練装置を構成するものであるので、既存の
トレッドミル等に適用できるものではない。

【０００４】近時、病気の診断又はリハビリにおいて、
患者に様々な三次元の負荷を加え、そのデータを採集し
て分析・定量化することによって、患者の身体的特徴を
正確に把握する診断方法が提唱されているが、従来のト
レッドミルやその他の医療・訓練用負荷装置には、三次
元負荷が可能で、且つ構造面、制御面、価格面等で満足
するものがなく、その普及を阻害する要因となってい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】現在、一次元又は二次
元負荷のトレッドミルや種々の医療・訓練用の運動負荷
装置が普及しているが、それらは高価であり、上記のよ
うな三次元負荷可能な医療・訓練用の運動負荷装置を導
入するには、これらの既存の医療・訓練用の運動負荷装
置に代えて新たにさらに高価な装置を導入しなければな
らない問題点がある。従来、上記のように三次元負荷可
能な運動負荷装置として単独構造のものは提案されてい
るが、現在普及している一次元又は二次元負荷型の運動
負荷装置をそのまま三次元負荷型に変更するような技術
的思想はなく、その技術的手段も提案されてない。

【０００６】本発明は、上記実情に鑑み創案されたもの
であって、既存の一次元又は二次元負荷型のトレッドミ
ル等の医療・訓練用の運動負荷装置に簡単に適用でき
て、該運動負荷装置を二次元負荷型又は三次元負荷型に
安価に簡単に変換できる、構造が簡単で安価で、しかも
静的、動的に二次元傾斜又は三次元傾斜が可能な運動負
荷装置用傾斜台装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の運動負荷装置用傾斜台は、固定フレーム、該固定フ
レームに対して１軸回りに傾動自在に支持された傾斜
台、該傾斜台に医療・訓練用負荷装置を載置固定するよ
うに前記傾斜台に設けられた取付具、該傾斜台を任意の
角度に傾斜駆動して保持する単一のアクチュエーターか
らなることを特徴とする。それにより、従来の一次元の
運動負荷装置は二次元の運動負荷装置に、二次元の運動
負荷装置は三次元の運動負荷装置に容易に転換すること
ができる。

【０００８】また、従来の一次元の運動負荷装置を三次
元の運動負荷装置に転換を可能とする本発明の運動負荷
装置用傾斜台は、前後方向（Ｘ軸方向）に傾斜駆動可能
な傾斜台を有するＸ軸傾斜台組立体と、左右方向（Ｙ軸
方向）に傾斜駆動可能な傾斜台を有するＹ軸傾斜台組立
体とからなり、前記どちらか一方の傾斜台に他方の傾斜
台組立体を載置するように、前記Ｘ軸傾斜台組立体とＹ
軸傾斜台組立体を上下に重ね、上位の傾斜台に運動負荷
装置を載置可能にしたことを特徴とするものである。

【０００９】前記傾斜台には、該傾斜台上に載置される
載置物のサイズに応じて調節可能な止め具を設けること
によって、既に導入済みのトレッドミル等の種類を問わ
ず、三次元傾斜を簡単に実現できて望ましい。また、前
記傾斜台の傾斜機構として、傾斜台を固定フレームに軸
支された１本の回転軸で支持し、該回転軸をアクチュエ
ーターで回転させて所定角度に揺動させるようにすると
機構が非常に簡単になり望ましい。さらに、前記アクチ
ュエーターを、直動アクチュエーターで構成し、前記回
転軸にレバーを固定し、該レバーと前記直動アクチュエ
ーターの駆動ロッドを連結することにより、特別なスト
ッパー機構を必要とせず、より単純で且つ制御が簡単な
揺動機構を得ることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の運動負荷装置用傾
斜台装置の実施形態に係る三次元傾斜台装置を図面に基
づき詳細に説明する。図１〜図３は本発明の実施形態に
係る三次元傾斜台装置の全体構成を示し、図４は該三次
元傾斜台装置にトレッドミルを装着した状態を示してい
る。

【００１１】本実施形態の三次元傾斜台装置１は、それ
ぞれ１軸で揺動可能な傾斜台を有する下台組立体２と上
台組立体３とからなり、下台組立体２の傾斜台の上面に
上台組立体３が着脱自在に固定され、且つ上台組立体３
の傾斜台に図４に示すように既存のトレッドミル４等を
着脱自在に載置固定できるようになっている。

【００１２】本実施形態の三次元傾斜台装置を、その上
方に載置されるトレッドミルの走行ベトルの移動方向、
即ち前後方向（以下Ｘ方向という）から見た状態を図１
及び図２に示し、それと直交した左右方向（以下Ｙ軸方
向という）から見た状態が図３に示されている。本実施
形態では下台組立体２の傾斜台がＸ軸方向に揺動可能に
設けられたＸ軸傾斜台５となっており、上台組立体３の
傾斜台がＹ軸方向に揺動可能に設けられたＹ軸傾斜台６
となっている。

【００１３】下台組立体２は、直方体状の固定フレーム
７を有し、該下台組立体の長手方向の中央部に上枠と下
枠を連結する一対の軸支板８が固定され、該軸支板８に
固定された軸受９にＸ回転軸１０が回動自在に軸受され
ている。そして、Ｘ回転軸１０に支持されるＸ軸傾斜台
５の長手方向中央部には、図７に拡大して示すように一
対のブラケット１２が固定され、該ブラケットを介して
Ｘ軸傾斜台５がＸ回転軸１０にキー止めされて固定され
ている。従って、Ｘ軸傾斜台５はＸ回転軸１０が固定フ
レームに対して所定角度（通常は水平面から±１０°以
内）回転するとそれと一体に回転し、その傾斜角度を任
意に変更できるようになっている。なお、図１において
１３、１３は、Ｘ回転軸の最大傾斜角を規制するストッ
パーであり、固定フレームのＸ軸方向両端部近傍に設け
られている。しかしながら、該ストッパー１３は必ずも
必要とするものではない。

【００１４】一方、上台組立体３は下台組立体２より若
干大きさが小さいが、その構造は傾斜方向が相違する以
外は下台組立体とほぼ同様である。即ち、上台組立体３
は、下台組立体のＸ回転軸１０と直角方向にＹ回転軸１
１を有し、該Ｙ回転軸にＹ軸傾斜台６が固定され、Ｙ回
転軸１１が回転駆動されることによって、それに対応し
てＹ軸傾斜台６がＹ軸方向に所定角度傾斜するようにな
っている。

【００１５】Ｘ軸傾斜台５とＹ軸傾斜台６の傾斜機構は
同様であるので、図８〜図９に示すＹ軸傾斜台６の傾斜
機構によって説明し、下台組立体については同じ部材に
ついては同一符号を付し、説明は省略する。

【００１６】Ｙ回転軸１１の適宜個所（本実施形態で
は、片側の軸端部寄り）に、レバー１５をキー止めして
回転軸に固定し、その下端部に、任意ストロークで変位
でき且つその位置を保持できるパワー機構（位置保持機
構）を有する直動モータ、電動シリンダ、油圧・空圧シ
リンダ等の直動アクチュエーター１６の駆動ロッド１７
を連結してある。直動アクチュエーター１６は、図９に
示すように、固定フレームの下枠に設けられた台座１８
に固定されたブラケット１９に、軸２０を介して揺動可
能に支持されている。また、駆動ロッドの先端部と前記
レバー１５の下端部とも回動可能にピポット止めされて
いる。

【００１７】従って、直動アクチュエーター１６を駆動
して駆動ロッド１７が所定のストローク量移動すること
によって、そのストローク量に応じた角度だけレバー１
５が揺動され、その結果Ｙ回転軸も回転し、それに固定
されているＹ軸傾斜台６が所定角度傾斜する。その際、
直動アクチュエーターが軸２０を支点に、且つレバー１
５がＹ回転軸１１を支点にそれぞれ揺動可能であるか
ら、直動アクチュエーター１６による駆動ロッド１７の
直進運動をＹ軸傾斜台の傾斜運動にスムーズに変換する
ことができ、且つ停止後は直動アクチュエーターがブレ
ーキとして作用し、直動アクチュエーターが駆動しない
限り、Ｙ軸傾斜台６はその角度を維持し続けることがで
きる。

【００１８】従って、Ｙ軸傾斜台は１軸で支持するだけ
で、特別なブレーキ機構や角度保持機構を必要とするこ
となく、あるいは複数のアクチュエーターを必要とする
ことなく、任意の所定角度に維持することができるの
で、構造が非常に単純であり、製造コストを低減させる
ことができる。同様な機構により、Ｘ軸傾斜台５もＹ軸
傾斜台とは独立して任意の角度に傾斜させることができ
る。

【００１９】Ｘ軸傾斜台５には上台組立体３を載置固定
するための、又Ｙ軸傾斜台６にはトレッドミル４等を載
置固定するための、止め具がそれぞれ設けられている。
該止め具は、それに載置するトレッドミルのサイズに応
じて任意に調節可能となっており、サイズの違う既存の
トレッドミルを簡単に載置固定できるようになってい
る。図１０は前記止め具の一実施形態を示し、本実施形
態の止め具２５は、長溝２６が形成された底壁２７の片
側に立上り壁２８となっているアングル状金具と、該金
具を傾斜台に固定するボルト２９からなる。該止め具
は、図５及び図６に示すように、傾斜台の周辺部近くに
複数個設置し、立上り壁２８がそれに載置する上台組立
体又はトレッドミルの固定フレームに当接するように変
位させて、その位置で固定ボルトを締め付けることによ
って、その上に載置されるものを固定することができ
る。

【００２０】該止め具２５は、Ｘ軸傾斜台又はＹ軸傾斜
台に載置されるものが傾斜によって滑り落ちないよう
に、ストッパーとしての役目を果たせば良いので、載置
物を必ずしも両側から強固に保持する必要がなく、取付
け時に立上り壁２８が上台組立体又はトレッドミルの固
定フレーム７に当接するまで手で移動させて、その位置
でボルト２９を締めて固定すれば良いから、簡単に載置
物を取り付けることができる。また、従来のトレッドミ
ルの大きさはほぼ一定であるから、該止め具の調節範囲
は２５ｃｍ程度移動できれば、実用上殆ど差し支えない
が必要に応じて、移動範囲を選定すれば良い。

【００２１】本実施形態の三次元傾斜台装置１は、以上
のように構成され、図１〜図３に示すように、下台組立
体１のＸ軸傾斜台５に上台組立体３を載せ、その固定フ
レームの四辺に止め具２５の立上り壁２８を適宜当接さ
せて固定することによって、上台組立体３はＸ軸回りに
傾斜駆動状態となる。また、上台組立体３のＹ軸傾斜台
６上に、図４に示すように既存のトレッドミル４を同様
にして取付け固定する。従って、トレッドミル４はＹ軸
回りとＸ軸回りに独立して任意に傾斜駆動可能となり、
トレッド面は三次元の任意の位置に傾斜させることがで
きる。

【００２２】しかも、本実施形態の三次元傾斜台装置
は、前後に傾斜する台と左右に傾斜する台の２つの台
を、別々に独立して駆動可能に重ね合わせて構成されて
いるので、別々に又は同時に作動させることで三次元傾
斜をアクチュエーター２個で、しかも非同期で実現でき
るため、構造が非常に簡単であり、３軸に傾斜させるた
めの複雑な制御機構も不要であり、非常に安価に提供で
きる。しかも、本発明の三次元傾斜台装置によれば、既
に導入済みの既存のトレッドミルを簡単に載置すること
ができ、一次元負荷又は二次元負荷しかできなかった既
存のトレッドミルを、非常に安価なコストで三次元負荷
トレッドミルに変換することができる。

【００２３】また、各傾斜台を所望の角度に傾斜させた
状態で保持した静的状態での負荷ばかりでなく、２個の
アクチュエーターを別々に連続駆動することによって、
Ｘ軸傾斜台及びＹ軸傾斜台が独立して揺動するので、Ｙ
軸傾斜台に載置されたトレッドミル等の載置物を非常に
複雑な動きをさせることができ、従来のトレッドミル等
ではできなかった複雑な動的負荷状態での検査や訓練等
か可能となる。それにより、例えば従来平坦面あるいは
Ｘ軸方向傾斜面での歩行解析による診断しかできなかっ
たトレッドミルを、傾きを前後左右任意に変えて、静的
状態又は動的状態での歩行解析ができ、その結果を定量
化することによって、病気の診断を可能とすることがで
きる。

【００２４】以上、本発明の好適な実施形態について説
明したが、本発明は上記実施形態に限らず、その技術思
想の範囲内で種々の設計変更が可能である。例えば、上
記実施形態では、下台組立体がＸ軸傾斜台を上台組立体
がＹ軸傾斜台をそれぞれ有するようにしたが、その逆で
も可能である。また、本発明の下台組立体と上台組立体
は自由に分離できるので、それらは単独でも運動負荷装
置用傾斜台装置として使用できる。例えば、従来の一次
元の運動負荷装置を二次元の運動負荷装置に変換する場
合、前後方向への傾斜を必要とする場合は、Ｘ軸傾斜台
を有する下台組立体を単独で使用し、左右方向への傾斜
を必要とする場合は、Ｙ軸傾斜台を有する上台組立体を
単独で使用すれば良い。また、同様に従来の二次元の運
動負荷装置を三次元の運動負荷装置に変換する場合は、
足りない軸方向の傾斜台を有するものを選択すれば良
い。

【００２５】さらに、傾斜台の傾斜駆動機構は、上記実
施形態のように直動アクチュエーターの場合が望ましい
が、それに限らず例えば回転軸に歯車を固定し、該歯車
をモータの出力歯車で直接駆動するようにすることも可
能である。また、本発明の傾斜台装置に載置する運動負
荷装置は、トレッドミルに限らず、診断用、リハビリ
用、身体鍛錬用、アスレチック用に使用される種々の運
動負荷装置を載置することができる。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、本発明の運動負荷装置用
傾斜台装置によれば、従来導入されている一次元又は二
次元の運動負荷装置を、簡単な機構で安価に二次元又は
三次元の運動負荷ができる医療・訓練用の運動負荷装置
に変換することができる。

【００２７】特に、Ｘ軸傾斜台及びＹ軸傾斜台は、それ
ぞれ単一アクチュエーターのみで傾斜駆動でき、しかも
特別なブレーキ機構等の保持機構も必要としないから非
常に構造が単純であり、さらに、Ｘ軸傾斜台とＹ軸傾斜
台が独立して自由に傾斜させることができるので、特別
な制御機構が必要てなく制御機構も非常に簡単で、且つ
静的、動的何れの状態での三次元負荷が可能な安価な運
動負荷装置用傾斜台装置を得ることができる。また、傾
斜台に調節自在な止め具を設けることによって、既に導
入済みのトレッドミル等の運動負荷装置の種類を問わ
ず、簡単に装着することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の運動負荷装置用傾斜台装置の実施形態
に係る三次元傾斜台装置の正面断面図である。

【図２】傾斜台が前後方向に傾斜している状態でのその
正面図である。

【図３】その側面図である。

【図４】トレッドミルを載置している状態での正面模式
図である。

【図５】上台組立体の平面図である。

【図６】下台組立体の平面図である。

【図７】図１におけるブラケット部の拡大図である。

【図８】図１におけるＡ−Ａ断面図である。

【図９】図１にける要部拡大図である。

【図１０】（ａ）は取付け具の平面図、（ｂ）はその正
面図である。

【符号の説明】

１ 三次元傾斜台装置（運動負荷装置用傾斜台装置） ２ 下台組立体 ３ 上台組立体 ４ トレッドミル ５ Ｘ軸傾斜台 ６ Ｙ軸傾斜台 ７ 固定フレーム １０ Ｘ回転軸 １１ Ｙ軸回転軸 １５ レバー １６ 直動アクチュ
エーター １７ 駆動ロッド ２５ 止め具

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定フレーム、該固定フレームに対して
   １軸回りに傾動自在に支持された傾斜台、該傾斜台に医
   療・訓練用負荷装置を載置固定するように前記傾斜台に
   設けられた取付具、該傾斜台を任意の角度に傾斜駆動し
   て保持する単一のアクチュエーターからなることを特徴
   とする運動負荷装置用傾斜台装置。
2. 【請求項２】 前後方向（Ｘ軸方向）に傾斜駆動可能な
   傾斜台を有するＸ軸傾斜台組立体と、左右方向（Ｙ軸方
   向）に傾斜駆動可能な傾斜台を有するＹ軸傾斜台組立体
   とからなり、前記どちらか一方の傾斜台に他方の傾斜台
   組立体を載置するように、前記Ｘ軸傾斜台組立体とＹ軸
   傾斜台組立体を上下に重ね、上位の傾斜台に医療・訓練
   用負荷装置を載置可能にしたことを特徴とする運動負荷
   装置用傾斜台装置。
3. 【請求項３】 前記傾斜台には、該傾斜台上に載置され
   る載置物を保持する調節自在な止め具が設けられている
   請求項２記載の運動負荷装置用傾斜台装置。
4. 【請求項４】 前記傾斜台は、固定フレームに軸支され
   た１本の回転軸に支持され、該回転軸をアクチュエータ
   ーで回転させることにより、所定角度に揺動させるよう
   にした請求項２又は３記載の運動負荷装置用傾斜台装
   置。
5. 【請求項５】 前記アクチュエーターが、直動アクチュ
   エーターであり、前記回転軸にレバーが固定され、該レ
   バーと前記直動アクチュエーターの駆動ロッドが連結さ
   れ、前記直動アクチュエーターが該レバーを揺動させる
   ことにより、前記回転軸を回転させるようにした請求項
   ４記載の運動負荷装置用傾斜台装置。