JP2014133078A

JP2014133078A - ダイナミックバランシング装置

Info

Publication number: JP2014133078A
Application number: JP2013016151A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Okesaku; 正広桶作
Original assignee: Active Co Ltd; G ACTIVE CO Ltd
Current assignee: Active Co Ltd; G ACTIVE CO Ltd
Priority date: 2013-01-11
Filing date: 2013-01-11
Publication date: 2014-07-24

Abstract

【課題】バランス感覚を養う際に必要な身体の各部分の筋力を増強したり、正しい重心移動を養成するのに適したリハビリ装置でもあり、スポーツ等の運動能力を高めることができる装置を提供する。
【解決手段】前後左右方向だけではなく、全方向に傾いた時のバランス感覚の機構を取り入れることによって色々な条件下での重心移動を養成することができる。この動きをプログラムパターンに基づいて全てのサーボモータに連動させることにより、緩急の動作及び複雑な動きに対応できるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、適切な身体各部の重心移動や平衡感覚を養ったり、反復訓練することにより身体能力を高めたり、身体の不具合な部位のリハビリやスポーツ等で重要な運動能力を高めるためのトレーニング装置に関する。

この装置は、バランス感覚を養う際に必要な身体の各部分の筋力を増強したり、正しい重心移動を養成するのに適したリハビリ装置でもあり、スポーツ等の運動能力を高めるためのものである。

従来から、立った状態での身体の動きを認識するバランス感覚や筋力トレーニング装置は、前後方向の傾きのみに対応できるもの及び全方向の傾きのみに対応するものしかなかった（例えば、特許文献１と特許文献３を参照）。また、椅子に座った状態での動きも加えると前後左右、そして、傾きや上下方向もあり本発明と同じ動きを行うことができるが、特許文献２の発明は制御装置を用いて、人の脚部付近の各方向の位置および各軸回りの傾きを模擬して、医療分野に特化した装置が開示されている。

これらはいずれも、比較的に単純な動作に対する対応力を養おうとするものであり、上下方向や前後左右及び３６０度の全方向に移動でき、更に、全方向の傾きを複合させ、色々な場面で使用することができる装置が各分野から待ち望まれていた。

特開平９−１７３５０２号公報特開平１１−４９１０号公報特開平２００７−８２９１５号公報

上下の移動と前後左右のみならず水平方向の３６０度全方向の動きおよび、全方向の傾きを複合させる各種の動作を必要性に応じた各々のプログラムパターンによって装置を動作させること。一人一人に合った動きやスピードで自分に合ったペースで行うことができるようにすること。

上記の課題を解決するため本発明は、以下の手段から構成される。

使用者が乗るステージが上下方向及び可動範囲内で水平方向の全方位方向に連動的に位置を変化するとともに、ステージの傾きを全方位方向に自在に連動的に傾く機構を具備した請求項１に記載のバランス装置

サーボモータを用いてパンダグラフを開閉させる機構、またはボールスクリューを四隅に配置して各々のボールスクリューを作動させる機構によりステージを上下方向に作動するように構成した請求項１に記載のバランス装置。

サーボモータを用いてスクリューネジを回転させ、スクリューネジナットを移動させることにより、前後方向に連動的に移動させる機構と、同じ機構を直角方向に取り付けることにより左右方向も連動的に移動できるようにした請求項１及び請求項２に記載のバランス装置。

請求項３の機構を用いて、ステージに連結されたシャフトの先端を移動させることにより、請求項３の機構の上部と連結された部分を支点として３６０度の全方位に連動的に傾かせることができる請求項１乃至３に記載のバランス装置。

ステージ上に椅子やボールをつけることにより、訓練に不慣れな者が座った状態や補助機につかまりながら訓練ができるようにした請求項１乃至４に記載のバランス装置。

請求項１の装置を小型化した２台用いることにより、左右独立した連動的な動きによる訓練ができるようにした請求項１乃至５に記載のバランス装置。

本発明に係るバランス装置は、以下に示すような優れた効果を発揮する。

１．本発明のバランス訓練装置を使用することで、バランス感覚やそれに必要な筋力を増強することができ、バランス状体勢の復元力や復元動作時間の機敏性が大きく向上する。

２．各種のプログラムパターンに従って作動するサーボモータを用いて、ステージの動作や動作速度を自在に連動的に変化させることができるので、訓練者の能力に応じたトレーニングや平衡感覚の養成ができる。

３．椅子や側面からフレームを通して肩を牽引するなどの補助機や柵などを取り入れることで、体の不自由な方でも安心してトレーニングやリハビリを行うことができる。

４．本発明を２台用いて、片足ずつ乗せることにより、より現実的な人間の関節動作にあった傾斜・前後左右・上下の動きを連動的に、かつ、作動速度も自在に作り出すことができる。

本発明のバランス装置の正面図である。図１のＸＹステージの平面図である。点線は前後に移動する下側の機構を示し、実線は左右に移動する上側の機構を示す。図１の角度ステージの平面図である。点線は前後に移動する下側の機構を示し、実線は左右に移動する上側の機構を示す。図１の傾きを変える機構部のステージが傾いた状態を示す。スタンドに座面が球形の椅子を置いて腰掛けた状態を示す。小型化した本発明のバランス装置２台に片足ずつを乗せた状態を示す。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１のバランス装置は大きく分けると３つの機構に分かれている。高さを変える機構と前後左右方向へ位置を変える機構と傾きを変える機構で構成されている。

高さを変える機構において、この装置全体を支えるベースプレート２には、上下ステージ８とステージ５９との間の全構成部材を上下させるためのパンダグラフ３が取り付けられており、そのパンダグラフ３には、スクリューネジ７の回転によって移動するスクリューネジナット５とスクリューネジナット６が連結されており、スクリューネジ７の基端にはサーボモータ４が取り付けられている。

ステージ５９の前後左右方向の位置を変える機構は、図２に示すように、上下ステージ８の上部に前後ステージ１７を滑らかに作動するようにするためにリニアレール１５とリニアガイド１６が取り付けられており、前後ステージ１７には、スクリューネジ１２の回転によって移動するスクリューネジナット１３が連結されており、スクリューネジ１２の基端には、モータ取り付け具１０で上下ステージ８に固定されたサーボモータ９が連結されている。前後ステージ１７の上部には、上下ステージ８の上部とは直角方向に左右ステージ２６が作動するように、リニアレール２４、リニアガイド２５が取り付けられており、左右ステージ２６には、スクリューネジ２１の回転によって移動するスクリューネジナット２２が連結されており、スクリューネジ２１の基端には、モータ取り付け具１９で前後ステージ１７に固定されたサーボモータ１８が連結されている。

ステージ５９の傾きを変える機構において、左右ステージ２６の上には、図３に示すように図２と同じ機構を用いて、前後左右に作動する機構が固定されており、左右傾斜ステージ４４の上部には、図４に示すようにボールジョイント固定具４５が固定されており、ボールジョイント固定具４５にはボールジョイント４６とボールジョイント軸部４７が連結されて、メインシャフト支点５４と固定されたスライドシリンダー４８を傾けさせるように連動される。スライドシリンダー４８のメインシャフト支点５４を介した反対側には、メインシャフト５５が固定されており、メインシャフト５５の先端には、固定フランジ５８を用いてステージ５９が固定されている。

また、メインシャフト支点５４は、ポール４９、メインシャフト支点固定フレーム下部５０、メインシャフト支点固定フレーム上部５２によって、左右ステージ２６と連結されている。

以下、本発明のバランス装置について具体的に説明する。

まず、本発明装置は、利用者が乗るステージ５９の高さを調整することができるようにパンダグラフ３が用いられる。パンダグラフ３はサーボモータ４により、スクリューネジ７を回転させることにより、スクリューネジナット５、スクリューネジナット６を介して動力を伝えることができる。例えば、サーボモータ４を時計回りに回転すると上下ステージ８とそれよりも上部の全てのものが上に移動し、反時計回りにすると上下ステージ８とその上部の全てのものが下に移動する。

また、ステージ５９を前後左右方向に移動させるには、図２に示すように、サーボモータ９を用いてスクリューネジ１２を回転させると、前後ステージ１７に連結したスクリューネジナット１３を介して、前後方向に前後ステージ１７とその上部に取り付けられた部品全てが移動する。例えば、前後方向のサーボモータ９を時計回りに回転すると奥に移動し、反時計回りでは手前に移動する。

また、左右方向は前後ステージ１７と同様な機構を取り付ける向きを直角方向に取り付け、サーボモータ１８によって、左右方向に左右ステージ２６とその上部に取り付けられた部品全てが移動する。例えば、左右方向ではサーボモータ１８を時計回りに回転すると左方向へ移動し、反時計回りでは右方向へ移動する。

また、ステージ５９を傾ける機構は、図１及び図４に示すように、左右ステージ２６上部に、ポール４９、メインシャフト支点フレーム下部５０、メインシャフト支点フレーム上部５２によって連結されたメインシャフト支点５４を中心に、ボールジョイント４６の動きとは反対に、メインシャフト５５を介して傾く。

また、ボールジョイント４６は、図３及び図４に示すように、左右傾斜ステージ４４上に固定されたボールジョイント固定具４５により、前後傾斜ステージ３５、左右傾斜ステージ４４の動きをボールジョイント軸部４７に伝えられるようになっている。ボールジョイント軸部４７は、ボールジョイント４６が移動するにつれて、メインシャフト支点５４との距離が変わるのに合わせてスライドするように、動力を伝えるためのスライドシリンダー４８と連結されており、ボールジョイント固定部４５の動きに合わせて前後左右に傾くようになっている。

産業用の利用可能性

本発明のバランス装置は、自宅や病院やスポーツジムなど何時でも手軽にトレーニングができ、平衡感覚や重心移動を養うのに必要な筋力を増大させるためのトレーニング装置として利用可能である。また、装置の上にサーフィン板やスノーボードを固定して、インプットしたプログラムパターンで連動させると、家でもサーフィンやスノボーのトレーニング装置として利用可能である。また、２台使うことで、左右独立した連動的な動きをさせて、より現実的な人間の関節動作にあった傾斜・前後左右・上下の動きを連動的に作動速度も自在に作り出したトレーニングが可能である。

１バランス装置
２ベースプレート
３パンダグラフ
４サーボモータ
５スクリューネジナット
６スクリューネジナット
７スクリューネジ
８上下ステージ
９サーボモータ
１０モータ取り付け具
１１ベアリングユニット
１２スクリューネジ
１３スクリューネジナット
１４ベアリングユニット
１５リニアレール
１６リニアガイド
１７前後ステージ
１８サーボモータ
１９モータ取り付け具
２０ベアリングユニット
２１スクリューネジ
２２スクリューネジナット
２３ベアリングユニット
２４リニアレール
２５リニアガイド
２６左右ステージ
２７サーボモータ
２８モータ取り付け具
２９ベアリングユニット
３０スクリューネジ
３１スクリューネジナット
３２ベアリングユニット
３３リニアレール
３４リニアガイド
３５前後傾斜ステージ
３６サーボモータ
３７モータ取り付け具
３８ベアリングユニット
３９スクリューネジ
４０スクリューネジナット
４１ベアリングユニット
４２リニアレール
４３リニアガイド
４４左右傾斜ステージ
４５ボールジョイント固定具
４６ボールジョイント
４７ボールジョイント軸部
４８スライドシリンダー
４９ポール
５０メインシャフト支点固定フレーム下部
５１固定ボルト
５２メインシヤフト支点固定フレーム上部
５３固定ボルト
５４メインシャフト支点
５５メインシャフト
５６固定ボルト
５７止めネジ
５８固定フランジ
５９ステージ

Claims

使用者が乗るステージが上下方向及び可動範囲内で水平方向の全方位方向に連動的に位置を変化するとともに、ステージの傾きを全方位方向に自在に連動的に傾く機構を具備したバランス装置
サーボモータを用いてパンダグラフを開閉させる機構、またはボールスクリューを四隅に配置して各々のボールスクリューを作動させる機構によりステージを上下方向に作動するように構成した請求項１に記載のバランス装置。
サーボモータを用いてスクリューネジを回転させて、スクリューネジナットを移動させることにより、前後方向に連動的に移動させる機構と、同じ機構を直角方向に取り付けることにより左右方向も連動的に移動できるようにした請求項１及び請求項２に記載のバランス装置。
請求項３の機構を用いて、ステージに連結されたシャフトの先端を移動させることにより、請求項３の機構の上部と連結された部分を支点として３６０度の全方位に連動的に傾かせることができる請求項１乃至３に記載のバランス装置。
ステージ上に椅子やボールをつけることにより、訓練に不慣れな者が座った状態や補助機につかまりながら訓練ができるようにした請求項１乃至４に記載のバランス装置。
請求項１の装置を小型化した２台用いることにより、左右独立した連動的な動きによる訓練ができるようにした請求項１乃至５に記載のバランス装置。