JP2008079834A - 身体刺激用振動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】載置盤の低速で調和的な揺動を容易に実現することができる身体刺激用振動装置を提供する。
【解決手段】使用者の両足が載置される載置盤２が、回動軸部３１を中心として弧状に揺動可能であるように、連結部材３３が載置盤２と回動軸部３１とを連結する。ブラシレスＤＣモータが発生させる低周波数の回転運動は、この回転運動が伝達されて回転する回転軸部４１の回転中心に対して所定量偏心させて回転軸部４１に取り付けられているカムフォロア４２に伝達され、カムフォロア４２の偏心回転によって、カムフォロア４２と係合しているカム溝４３が形成されている連結部材３３に左方向及び右方向の直線運動が交互に与えられる。このため、連結部材３３に連結されている載置盤２が回動軸部３１を中心として調和的に揺動し、載置盤２の左側部２Ｌ及び右側部２Ｒが、互いに逆方向の低速の上下振動を行なう。
【選択図】図３

Description

本発明は、使用者の身体を載置するための載置盤が揺動する身体刺激用振動装置に関する。

従来から、高齢者の転倒予防、衰弱した筋肉のリハビリテーション、ダイエット等のために、使用者の身体に振動刺激を与えて使用者を受動的に運動させる身体刺激用振動装置が用いられている。（非特許文献１，２参照）。

このような身体刺激用振動装置は、略水平に配されている載置盤の中央部を、載置盤がシーソー運動可能に支持してあり、三相誘導モータの回転運動を、たとえばカムを用いて上下運動に変換して、変換された上下運動を、載置盤の左側部又は右側部に伝達する。このため、載置盤の支持位置を中心に、載置盤の左側部及び右側部が互いに逆方向に上下振動する。
そして、この載置盤の左右側部に両足を載せることによって、使用者は、全身又は身体の一部に振動刺激を受け、筋肉の収縮及び拡張が繰り返される。また、振動する載置盤の上に使用者が立ち続けることによって、使用者の足腰が鍛えられ、バランス感覚が向上する。

従来の身体刺激用振動装置は、三相誘導モータを駆動するインバータを備え、５Ｈｚ〜３０Ｈｚの周波数で上下振動する。
"振動刺激トレーニング装置Ｇ−９００"、［online］、［平成１８年９月５日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.elkc.co.jp/products/G900.pdf＞ "ダイエットエンドフィットネス"、［online］、［平成１８年９月５日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.diet-end.com/fitness/merit.html＞

従来の身体刺激用振動装置は、モータの出力を載置盤の左側部（又は右側部）に伝達する構成である。このため、モータの出力が直接的に与えられる載置盤の左側部（又は右側部）の上下振動と、モータの出力が直接的には与えられない載置盤の右側部（又は左側部）の上下振動とが、載置盤の支持位置を中心に非対称になることがある。即ち、載置盤の振動のバランスが悪くなり、左右の調和的な上下振動を実現することができない。
この問題を解決するために、載置盤の左側部及び右側部に個々に、互いに逆方向の上下運動を伝達することが考えられるが、載置盤の左側部及び右側部に与えるべき上下運動の大きさを等しくし、更に、上下運動を与えるタイミングを一致させることは困難である。

また、従来の身体刺激用振動装置は、三相誘導モータ及びインバータを用いて所要の周波数の回転運動を発生させるため、５Ｈｚ未満の周波数の上下振動を発生させることが困難である。
しかしながら、身体が非常に衰弱している使用者にとって、５Ｈｚ以上の周波数の上下振動は過剰な刺激となりがちであり、身体に負担が掛かる可能性がある。このため、更に低速の上下振動（例えば、人体の歩行の周波数である２Ｈｚ程度の上下振動）を身体に与える身体刺激用振動装置が求められている。

更にまた、従来の身体刺激用振動装置は、左右方向に長い矩形状の載置盤を備えるか、左足用及び右足用夫々の載置盤を個々に備えるため、例えば、両足を前後に開いて載置盤に載るような使い方が困難である。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、回動中心軸を中心として弧状に揺動する載置盤に、一側方向及び他側方向の交互の直線運動を伝達する構成とすることにより、載置盤の揺動のバランスを向上させて、載置盤の一側部と他側部との調和的な上下振動を実現することができる身体刺激用振動装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、ブラシレスＤＣモータを用いる構成とすることにより、低速の上下振動を容易に得ることができる身体刺激用振動装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、円盤状の載置盤を用いる構成とすることにより、使用者が様々な体勢で載置盤に載ることができる身体刺激用振動装置を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、載置盤の支持機構が、軸受けに支持されている回動軸部と連結部材とを用いてなり、伝達機構が、回転軸部とカムフォロアとカム溝とを用いてなることにより、簡易な構成の身体刺激用振動装置を提供することにある。

第１発明に係る身体刺激用振動装置は、身体を載置するために略水平に配されている載置盤の横方向の一側部及び他側部が互いに逆方向に上下振動するよう前記載置盤を揺動させる身体刺激用振動装置であって、前記載置盤が、前記載置盤の横方向中央位置に配されており、略水平で横方向に直交的な回動中心軸を中心として弧状に揺動することが可能であるように前記載置盤を支持する支持機構と、モータと、該モータが発生させる回転運動を、前記載置盤の横方向の一側方向及び他側方向の交互の直線運動に変換して、前記載置盤に伝達する伝達機構とを備えることを特徴とする。

第２発明に係る身体刺激用振動装置は、前記モータは、ブラシレスＤＣモータを用いてなることを特徴とする。

第３発明に係る身体刺激用振動装置は、前記載置盤は、円盤状であることを特徴とする。

第４発明に係る身体刺激用振動装置は、前記支持機構は、前記載置盤の横方向中央位置に、軸長方向が横方向に直交的になるよう前記載置盤の下側に略水平に配されており、複数の軸受けによって回動可能に支持されている回動軸部と、該回動軸部及び前記載置盤を、該載置盤が前記回動軸部を中心として弧状に揺動することが可能であるように連結している連結部材とを有し、前記伝達機構は、前記回動軸部の下側に略平行に配され、前記回転運動が伝達されて回転する回転軸部と、該回転軸部の回転中心に対して所定量偏心させて前記回転軸部に取り付けられているカムフォロアと、該カムフォロアと係合しており、横方向の寸法が前記カムフォロアの寸法に対応し、上下方向に前記寸法よりも長くなるよう、前記連結部材の横方向中央部に形成されているカム溝とを有することを特徴とする。

第１発明にあっては、身体を載置するために略水平に配されている載置盤を、支持機構で支持することによって、載置盤を弧状に揺動（即ち振り子のように揺動）させる。ここで、載置盤は、載置盤の横方向中央位置に配されており、略水平で横方向に直交的な回動中心軸を中心として揺動する。
モータが発生させる回転運動は、伝達機構によって、載置盤の横方向の一側方向及び他側方向の交互の直線運動に変換されて、載置盤に伝達される。
載置盤の一側方向の直線運動を伝達された載置盤は、回動中心軸を中心として一方向へ弧状に揺動し、このとき、一側部が上方（又は下方）へ移動し、他側部が下方（又は上方）へ移動する。次いで、載置盤の他側方向の直線運動を伝達された載置盤は、回動中心軸を中心として逆方向へ弧状に揺動し、このとき、一側部が下方（又は上方）へ移動し、他側部が上方（又は下方）へ移動する。
即ち、載置盤の横方向の一側部及び他側部が互いに逆方向に上下振動する。

第２発明にあっては、ブラシレスＤＣモータが発生させる回転運動が横方向の交互の直線運動に変換されて、載置盤に伝達され、回動中心軸を中心として載置盤が弧状に揺動することによって、載置盤の横方向の一側部及び他側部が互いに逆方向に上下振動する。
ブラシレスＤＣモータは、５Ｈｚ未満の周波数の回転運動を容易に発生させる。また、ブラシレスＤＣモータの回転制御は容易であり、所望の周波数の回転運動が容易に得られる。

第３発明にあっては、円盤状の載置盤に使用者が載る。この場合、使用者は、載置盤の上下振動を行なう横方向の一側部及び他側部に両足を載せるか、又は、例えば横方向に交差する方向の一側部及び他側部に両足を載せる。

第４発明にあっては、支持機構が有する回動軸部は、複数の軸受けによって回動可能に支持されている。この回動軸部は、載置盤の横方向中央位置に、軸長方向が横方向に直交的になるよう載置盤の下側に略水平に配されており、支持機構が有する連結部材は、回動軸部と載置盤とを、載置盤が回動軸部を中心として弧状に揺動することが可能であるように連結している。即ち、載置盤の回動中心軸は、回動軸部の回動中心軸に等しい。
伝達機構は、回転軸部と、カムフォロアと、カム溝とを有し、回転軸部は、支持機構が有する回動軸部の下側に略平行に配され、モータの回転運動が伝達されて回転する。
カムフォロアは、回転軸部の回転中心に対して所定量偏心させて回転軸部に取り付けられており、モータの回転運動が伝達された回転軸部の回転に伴い、偏心回転を行なう（即ち「振れる」）。

カムフォロアとカム溝とは互いに係合しており、カム溝は、横方向の寸法がカムフォロアの寸法に対応し、上下方向の寸法がカムフォロアの寸法よりも長い。このため、カム溝の内部で偏心回転するカムフォロアは、カム溝の横方向の側面に当接して、この側面に対し横方向の運動（具体的には、横方向の一側方向及び他側方向の交互の直線運動）を伝達するが、上下方向の運動は伝達しない。
このようなカム溝は連結部材の横方向中央部に形成されている。
このため、カムフォロアの偏心回転によって、横方向の一側方向及び他側方向の交互の直線運動が連結部材に伝達され、連結部材を介して、この直線運動が載置盤に伝達される。しかも、載置盤に伝達される一側方向の直線運動と載置盤に伝達される他側方向の直線運動とは、夫々大きさが略等しい。
ここで、回動軸部は、複数の軸受けによって軸長方向にバランスよく支持することが可能であるため、回動軸部が軸長方向に不要に揺動することが抑制される。

以上のことから、載置盤の一側方向の直線運動を伝達された載置盤は、回転軸部を中心として一方向へ弧状に揺動し、このとき、一側部が上方（又は下方）へ移動し、他側部が、一側部の移動量と略同じ移動量だけ下方（又は上方）へ移動する。次いで、載置盤の他側方向の直線運動を伝達された載置盤は、回転軸部を中心として逆方向へ弧状に揺動し、このとき、一側部が下方（又は上方）へ移動し、他側部が、一側部の移動量と略同じ移動量だけ上方（又は下方）へ移動する。
即ち、載置盤の横方向の一側部及び他側部が互いに逆方向に調和的に上下振動する。

第１発明の身体刺激用振動装置による場合、回動中心軸を中心として弧状に揺動する載置盤に、一側方向及び他側方向の交互の直線運動を伝達するため、載置盤の一側部の上下振動と他側部の上下振動とが、互いに逆方向で略等量の上下振動になる。即ち、載置盤の揺動のバランスを向上させて、載置盤の一側部と他側部との調和的な上下振動を実現することができる。
この結果、例えば使用者の身体の左右に調和的な振動刺激を与えて、左右略均等に、筋肉を伸縮させ、使用者の足腰を鍛え、バランス感覚を向上させることができる。
また、例えば載置盤の横方向の一側部及び他側部夫々に、互いに逆方向の上下運動を伝達する必要がなく、載置盤の左側部及び右側部に与えるべき上下運動の大きさを等しくし、更に、上下運動を与えるタイミングを一致させる必要がないため、身体刺激用振動装置を簡易に構成することができる。

第２発明の身体刺激用振動装置による場合、ブラシレスＤＣモータを用いて低周波数の回転運動を発生させ、この回転運動を利用して低速の上下振動を発生させることができるため、例えば人体の歩行の周波数である２Ｈｚ程度の上下振動を使用者に与えることができる。この結果、身体が非常に衰弱している使用者に対しても身体に負担を掛けることなく適度な刺激を与えることができる。
また、ブラシレスＤＣモータは、機械的及び電気的なノイズが発生しないため、身体刺激用振動装置の他部（例えば制御部）に対する悪影響を抑制することができる。

第３発明の身体刺激用振動装置による場合、使用者が様々な体勢で載置盤に載ることができるため、使用者の身体に、様々な振動刺激を与えることができる。即ち、身体刺激用振動装置を柔軟に使用することができる。

第４発明の身体刺激用振動装置による場合、軸受けに支持されている回動軸部、連結部材、回転軸部、カムフォロア、カム溝等を用いて、載置盤を支持する支持機構及び載置盤に所要の運動を伝達する伝達機構を簡易に構成することが出きる。このため、身体刺激用振動装置を低コストで製造することができ、また、簡易な構成の身体刺激用振動装置は容易に保守管理することができる。

以下、本発明を、その実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。

図１は、本発明に係る身体刺激用振動装置１の外観を示す斜視図である。
また、図２は、身体刺激用振動装置１の構成を示す模式的な側面図である。
身体刺激用振動装置１は、屋内の略水平な床Ｇに設置される箱体状の装置本体１１を備える。
装置本体１１の水平方向の一側は平面視矩形状の箱体１１ａであり、他側は平面視六角形状の箱体１１ｂであって、箱体１１ａ及び箱体１１ｂは一体に設けられており、箱体１１ａの厚さ（又は高さ）よりも箱体１１ｂの厚さ（又は高さ）の方が大きい。
以下では、装置本体１１の箱体１１ａ及び箱体１１ｂ並置方向を前後方向又は縦方向といい、箱体１１ａ側を手前側、箱体１１ｂ側を奥側という。また、前後方向（又は縦方向）に直交的な水平方向を左右方向又は横方向といい、鉛直方向を上下方向という。

装置本体１１の底部外面（以下、底面という）には、使用者が手押しで身体刺激用振動装置１を移動させるための複数のキャスター１１１，１１１，…が設けられている。また、装置本体１１の底面には、身体刺激用振動装置１を床Ｇに設置するための複数の脚部１１２，１１２，…が設けられている。
身体刺激用振動装置１を移動させない場合、脚部１１２，１１２，…の高さ（脚部１１２，１１２，…の装置本体１１の底面からの突出長さ）は、キャスター１１１，１１１，…の装置本体１１の底面からの突出長さよりも大きく、身体刺激用振動装置１が安定して床Ｇに設置されるようにしてある。

装置本体１１の箱体１１ａの天面には、使用者の身体を載置するための円盤状の載置盤２が略水平に配されており、載置盤２の直径は、約５００ｍｍである。
また、装置本体１１の箱体１１ｂ側の天面には、使用者が把持するためのパイプ状の手摺１２が設けられている。手摺１２は３本の脚部１２１，１２１，１２２を備え、これらの内、２本の脚部１２１，１２１は箱体１１ａの最奥部天面に立設してあり、１本の脚部１２２は箱体１１ｂの最奥部天面に立設してあって、脚部１２１，１２２，１２１の先端をこの順に連結して平面視Ｕ字状の連結部１２３が横架されている。
連結部１２３上には、使用者が身体刺激用振動装置１を操作するために用いる操作ボックス１５が設けられている。操作ボックス１５は、表示画面１５１と、表示画面１５１上に積層されているタッチパネル１５２とを備える。

装置本体１１の箱体１１ｂの内部には、モータドライバを内蔵しているブラシレスＤＣモータを用いてなるモータＭが備えられている。モータＭは、モータＭの図示しない出力軸を一方向に回転させることによって、回転運動を発生させる。ブラシレスＤＣモータを用いてなるモータＭは、高いトルクで低速回転することが可能であり、本実施の形態においては、回転運動の周波数を、モータＭに印加された電圧の高低に応じて０．３Ｈｚ以上、３０Ｈｚ以下の範囲で線形的に変更する。また、モータＭは、略一定の電圧を印加されている間は、印加されている電圧に応じた略一定の周波数の回転運動を発生し続ける。

このモータＭの出力が載置盤２に与えられて載置盤２が揺動する。このために、装置本体１１は、後述する支持機構３及び伝達機構４を内蔵している。
更に箱体１１ｂの内部には、モータＭと、身体刺激用振動装置１の制御装置としてのＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）１３と、デジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部としてのＤ／Ａ基板１４とが備えられている。

ＰＬＣ１３は、シーケンサ（登録商標）を用いてなる。ＰＬＣ１３は、中空である脚部１２２の内部に挿通されている配線を介して操作ボックス１５と接続されており、また、箱体１１ｂ内の配線を介してＤ／Ａ基板１４と接続されている。Ｄ／Ａ基板１４は、モータＭとも接続されており、ＰＬＣ１３とモータＭとのインタフェースとして機能する。
このようなＰＬＣ１３は、操作ボックス１５を制御して、身体刺激用振動装置１の作動状況を示す画像、使用者に対する操作指示等を表示画面１５１に表示させ、使用者の操作を受け付けるソフトキーをタッチパネル１５２に設け、タッチパネル１５２に設けられたソフトキーが操作された場合、操作されたソフトキーに対応する動作を行なう。

使用者は、操作ボックス１５を視認しながら操作することによって、身体刺激用振動装置１に対し、載置盤２の揺動時間の長さ（例えば１０分間）、載置盤２の揺動の強さ（即ち揺動の周波数の高さ。換言すれば、後述する上下振動の速さ）等を設定する。
このような設定は、例えば使用者が所要の数値を入力する構成でもよく、予め定められている複数のコース（例えば揺動時間と揺動の強さとの組み合わせ）から１つを選択する構成でもよい。また、使用者は、操作ボックス１５を用いて、揺動の開始命令、強制終了命令等を身体刺激用振動装置１に入力する。

ＰＬＣ１３は、内蔵する図示しないデータレジスタに、モータＭが発生させる回転運動の周波数の変更パターンのデータを格納してあり、この変更パターンの組み合わせ、圧縮、伸張等を行なって、使用者が所望する揺動時間及び揺動の強さに応じて、この揺動時間における周波数の変更パターンのデータを生成し、生成したデータに従って、Ｄ／Ａ基板１４を介し、モータＭに回転運動の周波数を変更させる周波数信号を出力する。
ここで、人体の皮膚感覚は、同一の刺激を２０秒〜３０秒以上与えられると、慣れによる飽きを感じる傾向にあるため、２０秒〜３０秒以内に周波数が変更されるように変更パターンのデータを生成することが望ましい。

ＰＬＣ１３が出力する周波数信号はデジタル信号であるが、このデジタル信号はＤ／Ａ基板１４によってアナログ信号に変換される。
Ｄ／Ａ基板１４を介してＰＬＣ１３から周波数信号を与えられたモータＭは、与えられた周波数信号に応じた周波数の回転運動を発生させる。
なお、使用者自身が操作ボックス１５を介して、例えば周波数の変更パターンをＰＬＣ１３にプログラミングすることが可能な構成でもよい。

更に、モータＭにはモータＭの作動状況（例えば出力軸の回転数）を検出するセンサが取り付けられており、このセンサの検出結果に基づいて、ＰＬＣ１３は、載置盤２の現時点の揺動の強さを操作ボックス１５の表示画面１５１に表示する。このため、表示画面１５１では、使用者が設定した揺動の強さ（プログラミング上の揺動の強さ）ではなく、載置盤２の実際の揺動の強さに応じた表示がなされる。また、表示場面１５１には、載置盤２の揺動時間の残り時間も表示される。
なお、ＰＬＣ１３ではなく、Ｄ／Ａ基板１４に実装されているＭＰＵ、メモリ等を用いてモータＭ、操作ボックス１５等を制御する構成でもよいが、ＰＬＣ１３を用いる方が、安価なコストで高い演算能力を得て、多様な内容の制御を行なうことが可能である。

以下では、支持機構３及び伝達機構４について説明する。
図３、図４、及び図５は、夫々身体刺激用振動装置１の要部を示す正面図、平面図、及び側面図である。
身体刺激用振動装置１の装置本体１１には、モータＭの他に、支持機構３と伝達機構４とを内蔵している。また、装置本体１１は、装置本体１１の底部内面に、各正面視矩形状の２枚の内壁１６，１６が互いに略平行に対面して、前後方向に適長離隔して立設されている。

支持機構３は、載置盤２が回動中心軸３ａ（図３）を中心として弧状に（図３中矢符方向に）揺動することが可能であるように載置盤２を支持する。この回動中心軸３ａは回動軸部３１の回動中心軸であり、載置盤２の横方向中央位置に、載置盤２から離隔して、略水平で縦方向に（即ち横方向に直交的に）配されている。
具体的には、支持機構３は、図３〜図５に示すように、回動軸部３１と、回動軸部３１を回動可能に支持している２個の軸受け３２，３２と、回動軸部３１及び載置盤２を連結している連結部材３３とを備える。

軸受け３２，３２は、夫々ベアリングを用いてなり、２枚の内壁１６，１６の対向面に固定されている。
回動軸部３１は、載置盤２の横方向中央位置に、軸長方向が縦方向に沿う（即ち横方向に直交的になる）よう載置盤２の下側に略水平に配されており、回動軸部３１の両端が、軸受け３２，３２によって回動可能に支持されている。
このようにして回動軸部３１は、両端部が軸受け３２，３２、延いては内壁１６，１６に支持されているため、回動軸部３１が縦方向に不要に揺動することが抑制され、この揺動が載置盤２に伝達して載置盤２が縦方向に不要に揺動することが抑制される。

連結部材３３は左右略対称の正面視転倒台形状の板状部材を用いてなる。連結部材３３の上端部は、連結部材３３の横方向中央位置と載置盤２の水平方向中央位置とが位置合わせされた状態で、載置盤２の底面に固定されている。
連結部材３３の上部と上下方向中央部との間には、連結部材３３を縦方向に貫通する貫通孔が形成されており、この貫通孔に、回動軸部３１の中央部が内嵌固定されている。ここで、回動中心軸３ａの横方向の位置と載置盤２の横方向中央位置とは略一致するようにしてある。
このようにして連結部材３３が回動軸部３１及び載置盤２を連結することによって、載置盤２が回動軸部３１を中心として弧状に揺動することが可能となる。

一方、伝達機構４は、モータＭが発生させる回転運動を、左方向及び右方向の交互の直線運動（即ち載置盤２の横方向の一側方向及び他側方向の交互の直線運動）に変換して、載置盤２に伝達する。
具体的には、伝達機構４は、支持機構３の回動軸部３１の真下側に略平行に配されている回転軸部４１と、カムフォロア４２と、カム溝４３とを有する。
回転軸部４１は、内壁１６，１６の間に立設されている支持壁１７とモータＭ側の内壁１６に夫々固定されている軸受け４１９，４１９によって回転可能に支持されている。
回転軸部４１は、タイミングプーリ４１１，４１２，４１３，４１４と、タイミングベルト４１５，４１６と、ベアリングを用いてなる軸受け４１８によって回転可能に中央部を支持されており、軸長方向が縦方向に沿う伝達軸４１７とを介して、モータＭが発生させる回転運動が伝達され、この回転運動の周波数の１／２の周波数で回転する。

回転軸部４１のモータＭ側の端部には、タイミングプーリ４１１が同軸に取り付けられている。タイミングプーリ４１１とタイミングプーリ４１２との間にはタイミングベルト４１５が懸架されており、タイミングプーリ４１２とタイミングプーリ４１３とは、伝達軸４１７の両端に夫々同軸に取り付けられている。また、タイミングプーリ４１３とタイミングプーリ４１４との間にはタイミングベルト４１６が懸架されており、タイミングプーリ４１４は、モータＭの出力軸に同軸に取り付けられている。
タイミングプーリ４１１，４１２，４１４のプーリ比は１：１であり、タイミングプーリ４１３とタイミングプーリ４１４とのプーリ比は２：１である。

モータＭが発生させた回転運動は、モータＭの出力軸から直接的にタイミングプーリ４１４に伝達され、タイミングプーリ４１４からタイミングベルト４１６を介してタイミングプーリ４１３に伝達されることによって、周波数が１／２に減少し、トルクが２倍となる。タイミングプーリ４１３に伝達された回転運動は、伝達軸４１７を介してタイミングプーリ４１２に伝達され、更に、タイミングプーリ４１２からタイミングベルト４１５及びタイミングプーリ４１１を介して、回転軸部４１に伝達される。
回転軸部４１のモータＭ側の逆側の端部には、有底円筒状のカムフォロア４２が、カムフォロア４２の中心軸を、回転軸部４１の回転中心軸に対して所定量（具体的には１ｍｍ）偏心させて回転軸部４１に取り付けられている。この場合、回転軸部４１の外面及びカムフォロア４２の内面夫々に所要のネジを形成して螺嵌させることによって、回転軸部４１にカムフォロア４２を偏心固定させている。
このようなカムフォロア４２は、カム溝４３に内嵌して係合している。

カム溝４３は、横方向の寸法がカムフォロア４２の外径に対応し、上下方向にカムフォロア４２の外径よりも長くなるよう、支持機構３の連結部材３３に形成されている貫通孔である。連結部材３３におけるカム溝４３の形成位置は、連結部材３３の上下方向中央部から下部にわたって、連結部材３３の横方向中央部に形成されている。ここで、回転軸部４１の回転中心軸の横方向の位置と、回動軸部３１の回動中心軸３ａの横方向の位置と、カム溝４３の横方向中心位置とは略一致するようにしてある。

このように構成された伝達機構４においては、モータＭの回転運動が伝達された回転軸部４１の回転に伴い、カムフォロア４２の外周面がカム溝４３の横方向の内周面に摺動しながらカムフォロア４２が偏心回転する（即ち「振れる」）。
このとき、カムフォロア４２からカム溝４３の横方向の内周面へ、延いてはカム溝４３が形成されている連結部材３３へ、左方向及び右方向の交互の直線運動が伝達され、更に、連結部材３３から載置盤２へ、右方向及び左方向の交互の直線運動が伝達される。
ただし、カムフォロア４２からカム溝４３が形成されている連結部材３３へは、上下方向の運動は伝達されない。

図６及び図７は、身体刺激用振動装置１の動作を説明する正面図であり、載置盤２の揺動を説明している。以下では、回転軸部４１が右回転する場合を例示している。
図６（ａ）には、回転軸部４１の回転中心軸４１ａとカムフォロア４２の回転中心軸４２ａとが、回転中心軸４２ａを下側にして上下方向に配されている場合が示されている。この場合、カムフォロア４２の回転中心軸４１ａから最も遠い一側部（以下、伝達部４２ｂという）が下側に向き、伝達部４２ｂとカム溝４３の内周面とは接触していない。
このため、カムフォロア４２から連結部材３３へは、横方向の直線運動が伝達されず、連結部材３３は中立位置に保持される。この結果、載置盤２は水平に保たれる。

回転軸部４１の回転に伴って、図６（ｂ）に示すように、回転軸部４１の回転中心軸４１ａとカムフォロア４２の回転中心軸４２ａとが、回転中心軸４２ａを左側にして左右方向に配される。この場合、カムフォロア４２の伝達部４２ｂが左側に向き、伝達部４２ｂとカム溝４３の左側の内周面とが、伝達部４２ｂがカム溝４３の左側の内周面を押すようにして接触する。
このため、カムフォロア４２から連結部材３３へ、左方向（図６（ｂ）中白抜矢符方向）の直線運動が伝達され、連結部材３３は回動軸部３１を中心として右回転（図６（ｂ）中矢符方向に回転）する。このため、載置盤２は回動軸部３１を中心として右方向へ弧状に揺動し、このとき、載置盤２の左側部２Ｌが上方へ移動し、右側部２Ｒが、左側部２Ｌの移動量と同じ移動量だけ下方へ移動する。

更に回転軸部４１の回転に伴って、図７（ａ）に示すように、回転軸部４１の回転中心軸４１ａとカムフォロア４２の回転中心軸４２ａとが、回転中心軸４２ａを上側にして上下方向に配される。この場合、カムフォロア４２の伝達部４２ｂが上側に向き、伝達部４２ｂとカム溝４３の内周面とは接触しない。
このため、カムフォロア４２から連結部材３３へは、横方向の直線運動が伝達されず、連結部材３３は中立位置に保持される。この結果、載置盤２は水平に保たれる。

回転軸部４１の更なる回転に伴って、図７（ｂ）に示すように、回転軸部４１の回転中心軸４１ａとカムフォロア４２の回転中心軸４２ａとが、回転中心軸４２ａを右側にして左右方向に配される。この場合、カムフォロア４２の伝達部４２ｂが右側に向き、伝達部４２ｂとカム溝４３の右側の内周面とが、伝達部４２ｂがカム溝４３の右側の内周面を押すようにして接触する。
このため、カムフォロア４２から連結部材３３へ、右方向（図７（ｂ）中白抜矢符方向）の直線運動が伝達され、連結部材３３は回動軸部３１を中心として左回転（図７（ｂ）中矢符方向に回転）する。このため、載置盤２は回動軸部３１を中心として左方向へ弧状に揺動し、このとき、載置盤２の左側部２Ｌが下方へ移動し、右側部２Ｒが、左側部２Ｌの移動量と同じ移動量だけ上方へ移動する。このときの移動量は、図６（ｂ）に示す載置盤２の右方向への揺動に係る移動量と等しい。

更に回転軸部４１が回転すると、再び、図６（ａ）に示すように載置盤２が水平に保たれる。
以上のようにして、支持機構３及び伝達機構４は、載置盤２の左側部２Ｌ及び右側部２Ｒが互いに逆方向に、調和的に上下振動するよう載置盤２を揺動させる。換言すれば、載置盤２を、回動軸部３１の回動中心軸３ａを中心とする振り子となす。

以上のような身体刺激用振動装置１を用いる場合、載置盤２は円盤状であるため、使用者は、例えば図１に示すように、載置盤２の左側部２Ｌ及び右側部２Ｒに、左足ＨＬ及び右足ＨＲを載せて載置盤２上に立つ（横載りする）か、又は、載置盤２の前側部及び後側部に、左足ＨＬ及び右足ＨＲを載せて載置盤２上に立つ（縦載りする）。
そうして使用者は、操作ボックス１５を操作して身体刺激用振動装置１を作動させる。
載置盤２に立ち載りする場合は、使用者は、手摺１２側に身体の正面を向けて両手で手摺１２を握持してもよく、手摺１２側に身体の側面を向けて片手で手摺１２を握持してもよい。また、手摺１２を握持しなくてもよい。
更に、使用者は、床Ｇに横臥した状態、又は床Ｇに設置した椅子に座った状態で、載置盤２に左足ＨＬ及び右足ＨＲを載せてもよい。更にまた、使用者は、左足ＨＬ及び右足ＨＲではなく、左手及び右手を載置盤２に載せてもよい。

ところで、例えば載置盤２の左側部２Ｌ及び右側部２Ｌに左足ＨＬ及び右足ＨＲを載せる使用者は、足幅を広げて載置盤２の外周部に載るか、又は、足幅を狭めて載置盤２の中心部に載る。ここで、外周部に近い位置に載る方が、中心部に近い位置に載るよりも、大きな振幅の振動が使用者の身体に与えられる。
以上のような載置盤２における使用者の立ち位置、身体の向き等に応じて、使用者の身体には、様々な振動刺激が与えられる。

このような身体刺激用振動装置１は、家庭、接骨院等に設置され、１５Ｈｚ以下（例えば２Ｈｚ〜１５Ｈｚの範囲）の周波数で、最大振幅４．５ｍｍで載置盤２を揺動させる。
載置盤２は、載置盤２自身が振り子のような動きをするため、揺動のバランスが向上されており、左側部２Ｌと右側部２Ｒとが調和的に上下振動する。

載置盤２上の使用者の身体は、このような振動刺激を与えられることによって活性化される。具体的には、下肢、腹部、腰部等の筋肉が伸張と収縮とを繰り返して、使用者の身体が受動的な筋収縮運動を行ない、筋肉への血行が増し、このため、筋力及び筋肉の柔軟性が向上する。また、与えられる振動刺激に対して一定の姿勢を保持しようとすることによって、神経と筋肉との協調性が増進し、身体のバランス感覚が向上する。

更に、載置盤２は周波数が２Ｈｚ程度の低周波数で揺動することが可能であるため、使用者に、人間の歩行スピードに相当する低速の振動刺激を与えることが可能となる。このため、高速の振動刺激による使用者の心肺機能に対する過負荷が抑制される。更にまた、転倒し易い使用者であっても、安全に載置盤２に立ち載りすることが可能となる。
また、載置盤２の揺動の周波数を人体の共振周波数に略一致させることによって、使用者がリラックスする刺激を足腰に与えることが可能となる。

以上の結果、身体刺激用振動装置１は、健常者、スポーツ選手等のダイエット、トレーニング等のみならず、筋肉弱者の筋肉トレーニング、歩行困難者の歩行訓練補助等にも適しており、高齢者の介護予防及び転倒予防効果、リラックス刺激によるマッサージ効果等も得られる。
また、モータＭはブラシレスであるため長寿命であり、電気的、機械的なノイズを発生させないためＰＬＣ１３、操作ボックス１５等に悪影響を与えることもない。更に、支持機構３及び伝達機構４の構成は簡易であるため、メンテナンスも容易である。

本発明に係る身体刺激用振動装置の外観を示す斜視図である。 本発明に係る身体刺激用振動装置の構成を示す模式的な側面図である。 本発明に係る身体刺激用振動装置の要部を示す正面図である。 本発明に係る身体刺激用振動装置の要部を示す平面図である。 本発明に係る身体刺激用振動装置の要部を示す側面図である。 本発明に係る身体刺激用振動装置の動作を説明する正面図である。 本発明に係る身体刺激用振動装置の動作を説明する正面図である。

符号の説明

１ 身体刺激用振動装置
２ 載置盤
２Ｌ 左側部（一側部）
２Ｒ 右側部（他側部）
３ 支持機構
３ａ 回動中心軸
３１ 回動軸部
３２ 軸受け
３３ 連結部材
４ 伝達機構
４１ 回転軸部
４２ カムフォロア
４３ カム溝
Ｍ モータ（ブラシレスＤＣモータ）
ＨＬ 左足（身体）
ＨＲ 右足（身体）

Claims (4)

1. 身体を載置するために略水平に配されている載置盤の横方向の一側部及び他側部が互いに逆方向に上下振動するよう前記載置盤を揺動させる身体刺激用振動装置であって、
   前記載置盤が、前記載置盤の横方向中央位置に配されており、略水平で横方向に直交的な回動中心軸を中心として弧状に揺動することが可能であるように前記載置盤を支持する支持機構と、
   モータと、
   該モータが発生させる回転運動を、前記載置盤の横方向の一側方向及び他側方向の交互の直線運動に変換して、前記載置盤に伝達する伝達機構と
   を備えることを特徴とする身体刺激用振動装置。
2. 前記モータは、ブラシレスＤＣモータを用いてなることを特徴とする請求項１に記載の身体刺激用振動装置。
3. 前記載置盤は、円盤状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の身体刺激用振動装置。
4. 前記支持機構は、
   前記載置盤の横方向中央位置に、軸長方向が横方向に直交的になるよう前記載置盤の下側に略水平に配されており、複数の軸受けによって回動可能に支持されている回動軸部と、
   該回動軸部及び前記載置盤を、該載置盤が前記回動軸部を中心として弧状に揺動することが可能であるように連結している連結部材と
   を有し、
   前記伝達機構は、
   前記回動軸部の下側に略平行に配され、前記回転運動が伝達されて回転する回転軸部と、
   該回転軸部の回転中心に対して所定量偏心させて前記回転軸部に取り付けられているカムフォロアと、
   該カムフォロアと係合しており、横方向の寸法が前記カムフォロアの寸法に対応し、上下方向に前記寸法よりも長くなるよう、前記連結部材の横方向中央部に形成されているカム溝と
   を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の身体刺激用振動装置。

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