特許 7236086 トレーニング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-03-01

(45)【発行日】2023-03-09

(54)【発明の名称】トレーニング装置

(51)【国際特許分類】

   A61N 1/36 20060101AFI20230302BHJP

   A61G 5/02 20060101ALI20230302BHJP

   A61H 1/02 20060101ALI20230302BHJP

   A63B 22/06 20060101ALI20230302BHJP

   A63B 23/00 20060101ALI20230302BHJP

   A63B 23/04 20060101ALI20230302BHJP

   A63B 23/08 20060101ALI20230302BHJP

【ＦＩ】

A61N1/36

A61G5/02 701

A61G5/02 707

A61H1/02 R

A63B22/06 G

A63B22/06 Z

A63B23/00 F

A63B23/04 A

A63B23/04 C

A63B23/04 Z

A63B23/08

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2019504259

(86)(22)【出願日】2017-03-10

(86)【国際出願番号】 JP2017009659

(87)【国際公開番号】W WO2018163395

(87)【国際公開日】2018-09-13

【審査請求日】2020-03-03

【審判番号】

【審判請求日】2022-03-18

(73)【特許権者】

【識別番号】514069528

【氏名又は名称】医療法人和康会

(73)【特許権者】

【識別番号】899000035

【氏名又は名称】株式会社 東北テクノアーチ

(74)【代理人】

【識別番号】100098729

【弁理士】

【氏名又は名称】重信 和男

(74)【代理人】

【識別番号】100204467

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 好文

(74)【代理人】

【識別番号】100148161

【弁理士】

【氏名又は名称】秋庭 英樹

(74)【代理人】

【識別番号】100195833

【弁理士】

【氏名又は名称】林 道広

(74)【代理人】

【識別番号】100206911

【弁理士】

【氏名又は名称】大久保 岳彦

(72)【発明者】

【氏名】半田 康延

(72)【発明者】

【氏名】関 和則

(72)【発明者】

【氏名】吉澤 誠

(72)【発明者】

【氏名】杉田 典大

【合議体】

【審判長】佐々木 正章

【審判官】宮部 愛子

【審判官】村上 哲

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２００７／０２０８３９２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２００６－５０８７０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１７７９２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２３５６６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－３２８９８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００８－５２０３３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第５２５４０６１（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開２００３－１４４５５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２３７５８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】半田 康延，機能的電気刺激（ＦＥＳ）を用いた足踏み式車椅子開発のための基礎研究，［オンライン］，２００４年５月，［検索日２０２１．０６．１７］，インターネット：＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｈｄｌ．ｈａｎｄｌｅ．ｎｅｔ／１００９７／４１２７８＞

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

A61N1/36

A61H1/02

A61G5/02

A63B22/06

A63B23/00

A63B23/04

A63B23/08

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

トレーニング利用者の臀部領域を支持する着座部と、
前記トレーニング利用者の背領域を支持する背凭れ部と、
前記臀部の前方に延び出た両脚によって左右に２つ回転可能に軸支されるクランクと、
該クランクにそれぞれ軸支されるペダルと、
該ペダルの駆動力が伝達される駆動車輪と、
前記トレーニング利用者に貼着される電極と、
前記電極に電気刺激波を出力する制御本体部と、を備え、
前記ペダルを漕ぐ運動行程と、前記電極に電気刺激波を出力する刺激行程と、を同時に実行し、前記ペダルの駆動力により前記駆動車輪を駆動して走行することが可能なリハビリ用のトレーニング装置であって、
前記着座部より前方には、前記運動行程時において前記トレーニング利用者の大腿部の背面側が左右交互に当接する延伸座部が延設されているとともに、前記延伸座部及び前記駆動車輪よりも前方かつ前記延伸座部よりも下方に前記ペダルが配置され、
前記制御本体部は、前記トレーニング利用者の仙骨両側の直上皮膚部にそれぞれ貼着される左右一対の前記電極から、前記トレーニング利用者の脊髄の運動中枢を刺激する連続刺激波または連続性間歇刺激波を出力することを特徴とするトレーニング装置。

【請求項2】

左右の前記ペダルの移動負荷をそれぞれ計測する計測手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のトレーニング装置。

【請求項3】

前記運動行程時において、前記クランクの回転はフリー位置がない状態で前記駆動車輪に常時伝達されていることを特徴とする請求項１または２に記載のトレーニング装置。

【請求項4】

前記刺激行程において、左右の電気刺激波の出力を相対的に調整させる調整手段を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のトレーニング装置。

【請求項5】

トレーニング利用者に貼着される電極と、前記電極に電気刺激波を出力する制御本体部と、を備える動作促進装置と、
前記トレーニング利用者の臀部領域を支持する着座部と、前記トレーニング利用者の背領域を支持する背凭れ部と、前記臀部の前方に延び出た両脚によって左右に２つ回転可能に軸支されるクランクと、該クランクにそれぞれ軸支されるペダルと、該ペダルの駆動力が伝達される駆動車輪と、を有する本体枠を備えた足漕ぎ装置と、を備え、
前記ペダルを漕ぐ運動行程と、前記電極に電気刺激波を出力する刺激行程と、を同時に実行し、前記ペダルの駆動力により前記駆動車輪を駆動して走行することが可能なリハビリ用のトレーニング装置であって、
前記着座部より前方には、前記運動行程時において前記トレーニング利用者の大腿部の背面側が左右交互に当接する延伸座部が延設されているとともに、前記延伸座部及び前記駆動車輪よりも前方かつ前記延伸座部よりも下方に前記ペダルが配置され、
前記制御本体部は、前記トレーニング利用者の仙骨両側の直上皮膚部にそれぞれ貼着される左右一対の前記電極から、前記トレーニング利用者の脊髄の運動中枢を刺激する連続刺激波または連続性間歇刺激波を出力し、
前記動作促進装置の前記制御本体部は、前記足漕ぎ装置に支持されており、
前記制御本体部と前記電極とは、着脱自在な係合手段により電気的に接続可能となっていることを特徴とするトレーニング装置。

【請求項6】

前記動作促進装置の前記制御本体部は、左右の前記電極に対して独立した強度の電気刺激波を出力できることを特徴とする請求項５に記載のトレーニング装置。

【請求項7】

トレーニング利用者に貼着される電極と、前記電極に電気刺激波を出力する制御本体部と、を備える動作促進装置と、
前記トレーニング利用者の臀部領域を支持する着座部と、前記トレーニング利用者の背領域を支持する背凭れ部と、前記臀部の前方に延び出た両脚によって左右に２つ回転可能に軸支されるクランクと、該クランクにそれぞれ軸支されるペダルと、該ペダルの駆動力が伝達される駆動車輪と、を有する本体枠を備えた足漕ぎ装置と、を備え、
前記ペダルを漕ぐ運動行程と、前記電極に電気刺激波を出力する刺激行程と、を同時に実行し、前記ペダルの駆動力により前記駆動車輪を駆動して走行することが可能なリハビリ用のトレーニング装置であって、
前記着座部より前方には、前記運動行程時において前記トレーニング利用者の大腿部の背面側が左右交互に当接する延伸座部が延設されているとともに、前記延伸座部及び前記駆動車輪よりも前方かつ前記延伸座部よりも下方に前記ペダルが配置され、
前記制御本体部は、前記トレーニング利用者の仙骨両側の直上皮膚部にそれぞれ貼着される左右一対の前記電極から、前記トレーニング利用者の脊髄の運動中枢を刺激する連続刺激波または連続性間歇刺激波を出力し、
前記足漕ぎ装置の両ペダルには、これらペダルに対する足裏の押圧負荷を検出する検出部が設けられていることを特徴とするトレーニング装置。

【請求項8】

前記検出部は、３６０度に亘る足裏の押圧負荷検出値と、該負荷検出の時刻と、を同時に検出できるようになっていることを特徴とする請求項７に記載のトレーニング装置。

【請求項9】

前記検出部で検出される押圧負荷検出値は、無線により随時端末に送信できるようになっていることを特徴とする請求項７または８に記載のトレーニング装置。

【請求項10】

トレーニング利用者に貼着される電極と、前記電極に電気刺激波を出力する制御本体部と、を備える動作促進装置と、
前記トレーニング利用者の臀部領域を支持する着座部と、前記トレーニング利用者の背領域を支持する背凭れ部と、前記臀部の前方に延び出た両脚によって左右に２つ回転可能に軸支されるクランクと、該クランクにそれぞれ軸支されるペダルと、該ペダルの駆動力が伝達される駆動車輪と、を有する本体枠を備えた足漕ぎ装置と、を備え、
前記ペダルを漕ぐ運動行程と、前記電極に電気刺激波を出力する刺激行程と、を同時に実行し、前記ペダルの駆動力により前記駆動車輪を駆動して走行することが可能なリハビリ用のトレーニング装置であって、
前記着座部より前方には、前記運動行程時において前記トレーニング利用者の大腿部の背面側が左右交互に当接する延伸座部が延設されているとともに、前記延伸座部及び前記駆動車輪よりも前方かつ前記延伸座部よりも下方に前記ペダルが配置され、
前記制御本体部は、前記トレーニング利用者の仙骨両側の直上皮膚部にそれぞれ貼着される左右一対の前記電極から、前記トレーニング利用者の脊髄の運動中枢を刺激する連続刺激波または連続性間歇刺激波を出力し、
前記足漕ぎ装置の両ペダルには、ペダルに対する足裏の押圧負荷を検出して該検出される押圧負荷検出値を無線により制御本体部に送信する検出部が設けられているとともに、該制御本体部は、足裏の押圧負荷に基づき電気刺激波の強度を調整するようになっていることを特徴とするトレーニング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、人間の足を使った移動能力を向上させるためのトレーニング方法およびトレーニング装置に関し、特に大腿部の筋力をバランスよく増強する為のトレーニング方法及びそれに用いられるトレーニング装置に関する。

【背景技術】

【0002】

歩行能力や走行能力の向上を目指す場合、大腿部の筋力の増強が欠かせず、路上の歩行訓練が一般的である。また大腿部のトレーニング装置としては、代表的なものとして所謂ランニングマシーン等が知られている。また、本発明者は仙骨直上皮膚を連続通電で刺激して、歩行速度、歩行の仕方、歩幅、下肢間接角度および歩行周期を適切に調節して歩行を効率よく促進させる装着型の歩行促進装置（例えば、特開２０１５－１７７９２７号公報参照）を提案しており、例えばこのような歩行促進装置を装着した状態でランニングマシーンを利用することにより、大腿部の筋力の増強を含め、左右の足のバランスも飛躍的に向上させることが期待できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１５－１７７９２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、所謂ランニングマシーン等は、立ち姿勢で利用されるものであることから、走行時には、腰や膝をはじめとする関節を中心に体重の数倍程度の負荷が掛かるばかりか、路上の歩行訓練やランニングマシーン等に利用時に前記したような装着型の歩行促進装置を利用した場合、人それぞれの歩行時の左右脚力バランス、左右脚長の違い、さらには体力差により、歩行促進装置によりもたらされる歩行促進効果に一時的なばらつきが見られることがある。このような個人差による効果のばらつきは、各個人の特性のために、そもそも両足に異なる負荷がかかるためと考えられる。

【0005】

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、腰や膝をはじめとする関節への負担を軽減し、左右両脚の大腿部の筋力をバランスよく増強して歩行能力を効果的に向上することのできるトレーニング方法及びトレーニング装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記課題を解決するために、本発明のトレーニング方法は、
トレーニング利用者の臀部領域を着座部にて支持し、該臀部領域の前方に延び出た両脚によって左右に２つ回転可能に軸支されるクランク及び該クランクにそれぞれ軸支されるペダルを漕ぐ運動行程と、利用者の仙骨の両側の直上皮膚部に電極をそれぞれ貼着し、これら電極に電気刺激波を出力する刺激行程と、を同時に実行することを特徴としている。
この特徴によれば、仙骨の両側の直上皮膚部に貼着された左右一対の電極から出力される電気刺激波により、脊髄の運動中枢が刺激される。その際、臀部領域を着座部にて支持させることで人体の大部分の荷重を支持させた状態でのペダル漕ぎ動作となるため、臀部領域の前方に延び出た両脚に平行かつ前後方向のみの限定された動作が求められることになり、ペダルを漕ぐ動作における左右両脚における大腿部の筋肉をバランスよく効果的に増強できる。加えてペダルを漕ぐ動作において、一方の脚によるペダル移動は他方の脚によるペダル移動と常に互いにリンクした動作となるため、電気刺激波による脊髄の運動中枢への刺激が左右両脚の動作をバランスよく促進することになる。また、利用者は左右２つのペダルを両脚で漕ぐ際に、臀部領域が着座部にて支持されて人体の大部分の荷重が支持された状態となるから、ペダルを漕ぐ動作時における自身の体重による腰や膝をはじめとする関節への負担が少ない。

【0007】

運動行程時において、前記トレーニング利用者の臀部領域は前記着座部により、また背領域は背凭れ部により支持されることを特徴としている。
この特徴によれば、トレーニング利用者の背領域が背凭れ部により支持された状態で両脚によって左右に２つ回転可能に軸支されるペダルが漕がれるため、特に大腿部の上下運動が効率よく促進されることになる。

【0008】

前記運動行程時において、前記トレーニング利用者の大腿部の背面側が前記着座部より前方に延出する延伸座部と左右交互に当接するようになっていることを特徴としている。
この特徴によれば、ペダルを漕ぐ動作において脚を伸ばす方向に動作された一方の脚の大腿部の背面側が延伸座部と当接することで膝の下方への移動が規制されるため、腰の捻じれを抑制して、左右両脚の動作をバランスよく運動させることができる。また、一方の脚に一時的に休憩を与えることができ、トレーニング利用者の運動負担を軽減できる。

【0009】

左右のペダルの移動負荷をそれぞれ計測し、両者の移動負荷バランスを比較することができる比較工程を備えることを特徴としている。
この特徴によれば、トレーニング時の左右両脚によるペダルを漕ぐ動作のバランス向上効果を適切に判断できる。

【0010】

前記運動行程時において、前記クランクの回転はフリー位置がない状態で駆動車輪に常時伝達されていることを特徴としている。
この特徴によれば、足漕ぎ装置を漕ぐことで走行することができるため、利用者はトレーニング時において疾走感を体感できるとともに、一方の脚によるペダル移動は他方のペダル移動と常時互いにリンクした動作となるため、他方の脚による反動力を検出できる。

【0011】

前記刺激行程において、左右の電気刺激波の出力を相対的に調整させる調整工程を備えることを特徴としている。
この特徴によれば、トレーニング利用者の左右の脚の状態や変化に合わせて適切な刺激を与えることができる。

【0012】

前記課題を解決するために、本発明のトレーニング装置は、
電極に電気刺激波を出力する制御本体部を備える動作促進装置と、
左右に２つ回転可能に軸支されるクランク及び該クランクにそれぞれ軸支されるペダルと座席部とを有する本体枠を備えた足漕ぎ装置と、を備え、
前記動作促進装置の前記制御本体部は、前記足漕ぎ装置に支持されており、
前記制御本体部と前記電極とは、着脱自在な係合手段により電気的に接続可能となっていることを特徴としている。
この特徴によれば、足漕ぎ装置に着座した利用者の仙骨の両側の直上皮膚部にそれぞれ貼着された電極と制御本体部との電気的な接続を容易に行うことができる。

【0013】

前記動作促進装置の前記制御本体部は、左右の前記電極に対して独立した強度の電気刺激波を出力できることを特徴としている。
この特徴によれば、左右の電極に対して出力する電気刺激波を調整することで、左右両脚をバランスよく増強できる。

【0014】

前記課題を解決するために、本発明のトレーニング装置は、
左右に２つ回転可能に軸支されるクランク及び該クランクにそれぞれ軸支されるペダルと座席部とを有する本体枠を備えた足漕ぎ装置を備え、前記足漕ぎ装置の両ペダルには、これらペダルに対する足裏の押圧負荷を検出する検出部が設けられていることを特徴としている。
この特徴によれば、ペダルに対する足裏の押圧負荷をクランクの回動角度に対応させて検出し、検証することで脚の運動能力の向上を計測できる。

【0015】

前記検出部は、360度に亘る足裏の押圧負荷検出値と、該負荷検出の時刻と、を同時に検出できるようなっていることを特徴としている。
この特徴によれば、360度に亘り左右足裏にかかる押圧負荷を、それぞれの負荷検出時刻に基づき出力することにより、左右両脚が同時にペダル運動を実施した場合の運動能力を把握でき、左右両脚の能力をバランスよく増強させる対応を採ることができる。

【0016】

前記検出部で検出される押圧負荷検出値は、無線により随時端末に送信できるようになっていることを特徴としている。
この特徴によれば、モニターなどを用いてリアルタイムのトレーニング検証が可能となる。

【0017】

前記課題を解決するために、本発明のトレーニング装置は、
電極に電気刺激波を出力する制御本体部を備える動作促進装置と、
左右に２つ回転可能に軸支されるクランク及び該クランクにそれぞれ軸支されるペダルと座席部とを有する本体枠を備えた足漕ぎ装置を備え、該足漕ぎ装置の両ペダルには、ペダルに対する足裏の押圧負荷を検出して該検出される押圧負荷検出値を無線により制御本体部に送信する検出部が設けられているとともに、該制御本体部は、足裏の押圧負荷に基づき電気刺激波の強度を調整するようになっていることを特徴としている。
この特徴によれば、左右両脚が同時にペダル運動を実施した場合の運動能力を把握しつつ、電気刺激波の強度を調整して、左右両脚の能力をバランスよく増強できる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】実施例１におけるトレーニング装置を示す斜視図である。

【図2】トレーニング装置を示す側面図である。

【図3】トレーニング装置を示す上面図である。

【図4】動作促進装置を示す概略図である。

【図5】動作促進装置の電極を示す図である。

【図6】電極が利用者の仙骨の中央両側の直上皮膚部に貼着された様子を示す図である。

【図7】利用者が足漕ぎ装置に着座し、ペダルを漕ぐ様子を示し、右脚が上げられた時点を示す図である。

【図8】利用者が足漕ぎ装置に着座し、ペダルを漕ぐ様子を示し、右脚が前方に押し出された時点を示す図である。

【図9】ペダル漕ぎ運動を行う際の臀部領域及び左右両脚の大腿部と下方シート部材との関係を示す図である。

【図10】ペダルを示す一部拡大図である。

【図11】検出装置にて検出された移動負荷の測定値をグラフ化したものを示す図である。

【図12】実施例２におけるトレーニング装置の動作促進装置を示す概略図である。

【図13】実施例３におけるトレーニング装置を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

本発明に係るトレーニング方法及びトレーニング装置を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。

【実施例1】

【0020】

以下、本発明の実施例１に係るトレーニング装置につき、図１から図９を参照して説明する。図１に示されるように、トレーニング装置１は、足漕ぎ装置２と動作促進装置３とから主に構成されている。

【0021】

図１から図３に示されるように、足漕ぎ装置２は、前後方向に伸びるメインフレーム４を備え、このメインフレーム４の前端部には足漕ぎクランク５，５（クランク）が回動自在に取り付けられており、足漕ぎクランク５，５の若干後方には、前輪支持部６を介して前輪７が取付けられている。メインフレーム４の後方部には後輪支持部８を介して後輪９が取付けられている。図にて詳述しないが前輪支持部６と後輪支持部８とは、メインフレーム４に対して水平方向に回転可能に軸支されており、後述する駆動車輪２０と従動車輪２１による旋回時に前輪７と後輪９とが旋回方向に向くようになっている。

【0022】

また、メインフレーム４の長手方向の略中央部には、幅方向外側方に延びる前部クロスバー１０が一体に取り付けられ、長手方向の後方側には、幅方向外側方に延びる後部クロスバー１１が固定されている。メインフレーム４には、このメインフレーム４を左右に挟むように側部フレーム１２，１２が固定されている。

【0023】

側部フレーム１２，１２は、その下方中央側が前部クロスバー１０により連結され、下方後方側が後部クロスバー１１により連結されている。側部フレーム１２は、上部杆部材１２Ａと下部杆部材１２Ｂとが一体に固定されて構成されており、上部杆部材１２Ａは前後方向に延びる横杆部１２ａと、横杆部１２ａの後方側端部から上方に向け立ち上がる縦杆部１２ｂとを備え、縦管部１２ｂの上端には、後方に向け屈曲して延びるハンドル部１２ｃが形成されている。

【0024】

側部フレーム１２の長手方向の後部には補助輪支持部１３を介して補助輪１４が取付けられている。また、後部クロスバー１１と補助輪支持部１３とは杆部材１５により連結されている。図にて詳述しないが補助輪支持部１３は、上下に分割構造となっており、分割構造の部材が互いに水平方向に回転可能に連結されており、駆動車輪２０と従動車輪２１による旋回時に補助輪１４が後述する旋回方向に向くようになっている。

【0025】

左右の側部フレーム１２，１２の横杆部１２ａ，１２ａには、ベルト状の固定手段１６，１６，…により下方シート部材１７が固定されており、縦杆部１２ｂ，１２ｂには、同じくベルト状の固定手段１６，１６，…により上方シート部材１８が固定されている。下方シート部材１７と上方シート部材１８とは座席部を構成し、下方シート部材１７の後方側１７ａが利用者の臀部領域を支える着座部として機能し、上方シート部材１８が利用者の背中を支える背凭れ部として機能している。

【0026】

また、左右の側部フレーム１２，１２の縦杆部１２ｂ，１２ｂには肘掛け２４，２４がそれぞれ固定手段２５，２５により固定されている。更に、図２に示されるように、正面視右側の側部フレーム１２の横杆部１２ａには、固定手段２７を介して把持操作可能なブレーキ装置２６が固定されている。尚、説明の便宜上、ブレーキ装置２６は図２にのみ図示し、他の図では図示を省略した。

【0027】

また、図１に示されるように、正面視右側の縦杆部１２ｂには、後述する動作促進装置３の制御本体部３０がここでは図示しない支持手段により着脱自在に固定されている。更に、下方シート部材１７側には、後述する動作促進装置３の電極装置３１が引き出されて配置可能となっている。尚、説明の便宜上、電極装置３１は図１にのみ図示し、他の図では図示を省略した。

【0028】

一方側（図では正面視左側）の側部フレーム１２における下部杆部材１２Ｂの前端部には駆動車輪２０が回動可能に軸支されており、他方側（図では正面視右側）の側部フレーム１２における下部杆部材１２Ｂの前端部には従動車輪２１が回動可能に軸支されている。

【0029】

足漕ぎクランク５，５にはペダル１９，１９がそれぞれ軸支されている。メインフレーム４の略中央部には、軸部材２２の長手方向一方側が軸支されており、軸部材２２の他方側には駆動車輪２０が固定されている。軸部材２２と足漕ぎクランク５，５とは、伝動装置２３により伝動関係となっている。これによれば、足漕ぎクランク５，５を回転させることによりクランクの駆動力が軸部材２２に伝動され、軸部材２２に固定された駆動車輪２０が回動するようになっている。伝動装置２３は、フリーホイールを備えない所謂、固定ギアとなっており、足漕ぎクランク５，５の回転はフリー位置がない状態で軸部材２２を介して駆動車輪２０に常時伝達されるようになっている。

【0030】

足漕ぎ装置２は、上述したように下方シート部材１７と上方シート部材１８とを備えているととともに、ペダル１９，１９は下方シート部材１７より前方に設けられている。そのため、利用者がペダル１９，１９を押した際の反力を特に上方シート部材１８に支えられた腰や背中で受けることができることから、ペダル漕ぎ動作は脚を前に突き出す動作により行われるため、ペダル１９，１９を押す際に体重を掛けない構造となっている。そのため、脚力の伝達効率が安定し、腰や膝をはじめとする関節への負担が少なく、かつ大腿部の筋力を集中して増強することができる。また、臀部領域を支える下方シート部材１７に加えて腰や背中を上方シート部材１８で支えることから、広い範囲に体重を分散でき、長時間利用しても負担が少なく、トレーニングに適している。

【0031】

続いて動作促進装置３について図１及び図４から図６を用いて説明する。図１及び図４に示されるように、動作促進装置３は、制御本体部３０と電極装置３１とから主に構成されている。図４に示されるように、制御本体部３０は、箱型の外装部材３２の内部にバッテリーである電源部３３と中央制御装置３４と出力部３５とを備えている。

【0032】

また、制御本体部３０は外装部材３２の外側に露出する電源スイッチ３６と調整ダイアル３７と切替スイッチ３８とを更に備え、電源スイッチ３６は電源部３３と中央制御装置３４とに電気的に接続され、調整ダイアル３７と切替スイッチ３８とは中央制御装置３４にそれぞれ電気的に接続されている。

【0033】

電極装置３１は、配線３９と電極装置４０Ａ，４０Ｂとから主に構成されている。配線３９は出力部３５と接続され、長手方向の途中で二股に分かれており、それぞれの先端にコネクタ４１，４１を備えている。

【0034】

以下、電極装置４０Ａと電極装置４０Ｂとは略同一の構造であるため、電極装置４０Ａについて説明し、電極装置４０Ｂの説明を省略する。電極装置４０Ａは、皮膚に貼り付けられるパッド部４０ａと、パッド部４０ａから延設される配線部４０ｂとを備えたシート形状である。配線部４０ｂは、導電性のシート４０ｄが不織布等で挟まれて構成されており、パッド部４０ａの表面には配線部４０ｂの導電性のシート４０ｄと連続する導電性の電極４０ｃが露出しているとともに、この電極４０ｃを覆うように導電性の粘着部材（図示せず）の一方面が貼着されており、他方面が皮膚に貼り付けられる構成となっている。導電性の粘着部材は皮膚の分泌物等の付着により性能が低下するので、適宜新品と交換できるようになっている。

【0035】

コネクタ４１は所謂クリップのような構造であり、電極装置４０Ａの配線部４０ｂの端部を挟持することで配線３９と配線部４０ｂとを固定するとともに電気的に接続する。このように、コネクタ４１は配線部４０ｂの挟持状態と解除状態との切換を容易に行えるようになっている。

【0036】

中央制御装置３４は、中央制御装置３４で決定された出力でＤ／Ａ変換器を有する出力部３５から電極装置３１に電気刺激信号を送ることができるようになっている。調整ダイアル３７は中央制御装置３４に働きかけ出力部３５から出力される電気刺激の強弱の調整を行う操作部であり、切替スイッチ３８は、中央制御装置３４に働きかけ出力部３５から出力される電気刺激を０．５～３Ｈｚの範囲の周波数と、２０Ｈｚ～５ｋＨｚの範囲の周波数とに切り替える操作部である。

【0037】

図６は、動作促進装置３の電極装置４０Ａ，４０Ｂのパッド部４０ａ，４０ａを電極４０ｃ，４０ｃが利用者の仙骨の中心線を挟む両側に位置するように皮膚にそれぞれ直接貼り付けた状態を示している。人間の骨盤は男女を問わず左右一対の腸骨（腸骨と恥骨と座骨を含めて寛骨と称する。）に挟まれた略逆三角形状の仙骨Ｂとからなるのが通例である。出力部３５から出力され電極４０ｃ，４０ｃに与えられる電気刺激波は、パルス幅１～５００μ秒の単極性負性矩形波又は双極性矩形波であり、連続刺激あるいは連続性間歇刺激である。

【0038】

また、動作促進装置３は、例えば歩行障害者あるいは歩行困難者には０．５～３Ｈｚの範囲内の電気刺激周波数を用い、健常者等には２０Ｈｚ～５ｋＨｚの電気刺激周波数を用いるように、切替スイッチ３８の切換を行って利用され、かつ利用者の体格や運動能力に合わせて調整ダイアル３７を適宜操作し、電気刺激周波数を調整される。このとき出力部は２０～８０ボルトで最大１００ボルトの刺激出力を与えるようになっている。

【0039】

同じ被験者に対して動作促進装置３を用いた場合と動作促進装置を用いていない場合とで、それぞれ足漕ぎ装置２を利用した際の１分当たりのペダル１９，１９の回転数を計測する実験を行ったところ、動作促進装置３を用いた場合は、動作促進装置３を用いていない場合に比べて回転数が多いという結果が得られた。この実験によれば、動作促進装置３を用いることで、電極４０ｃ，４０ｃに与えられる電気刺激波が仙骨Ｂの中央両側に出力されることにより、脊髄の運動中枢が刺激され、ペダル１９，１９を漕ぐ動作、すなわち脚を引き上げた後に前方に押し出す動作をそれぞれ促進させることができることがわかった。

【0040】

続いて、トレーニング装置１を実際に利用する際の態様の一例について、図７及び図８を用いて説明する。まず利用者は、仙骨Ｂの中央両側の直上皮膚部に電極装置４０Ａ，４０Ｂのパッド部４０ａ，４０ａをそれぞれ貼着させた状態（図６参照）で、足漕ぎ装置２の下方シート部材１７の後方側１７ａ（着座部）に臀部領域を載せ、上方シート部材１８に背中を預けて着座する。

【0041】

次いで、足漕ぎ装置２に支持された制御本体部３０から延びる配線３９の端部に設けられたコネクタ４１，４１により電極装置４０Ａ，４０Ｂの配線部４０ｂ，４０ｂの端部をそれぞれ挟持させ、電極装置４０Ａ，４０Ｂと制御本体部３０を電気的に接続する。この状態で、制御本体部３０の電源スイッチ３６をＯＮとし、切替スイッチ３８と、調整ダイアル３７を適宜操作し、出力部３５から電気刺激波を出力させる（刺激行程）。この電気刺激波を出力させ状態で左右２つのペダル１９，１９に両足を載せ、ペダル漕ぎ動作を開始する。

【0042】

ペダル漕ぎ動作は、図７と図８に示されるように、一方の脚を上方に引き上げた後に、前方に押し出す動作を左右交互に行う動作である（運動行程）。ペダル漕ぎ動作時には、利用者は臀部領域を下方シート部材１７の後方側１７ａ（着座部）にて支持させることで人体の大部分の荷重を支持させた状態となるため、臀部領域の前方に延び出た両脚に平行かつ前後方向のみの限定された動作が求められることになり、ペダル１９，１９を漕ぐ動作における左右両脚における大腿部の筋肉をバランスよく効果的に増強できる。

【0043】

これによれば、利用者は足漕ぎ装置２の左右２つのペダル１９，１９を両脚で漕ぐ際に、仙骨Ｂの中央両側の直上皮膚部に貼着された左右一対の電極４０ｃ，４０ｃ（図６参照）から出力される電気刺激波により、脊髄の運動中枢が刺激され、ペダル１９，１９を漕ぐ動作における左右両脚をそれぞれ交互に引き上げる動作（図７では右脚を上方に引き上げている）と、左右両脚をそれぞれ交互に前方に押し出す動作（図８では右脚を前方に押し出している）とをそれぞれ促進させることができ、ペダル１９，１９を漕ぐ動作により左右両脚の大腿部の筋力をバランスよく増強することができる。特に、利用者が両足の不自由な方でも動作促進装置３を用いることにより、左右両脚でペダル１９，１９を漕ぐことができるようになり、従来リハビリで歩行を行っていた場合と比べて、左右両脚の大腿部の筋力をバランスよく増強することができる。

【0044】

また、図９に示されるように、臀部領域Ｈを下方シート部材１７の後方側１７ａ（着座部）にて支持させることで人体の大部分の荷重を支持させた状態でのペダル漕ぎ動作となるため、臀部領域Ｈの前方に延び出た両脚に平行かつ前後方向のみの限定された動作が求められることになり、ペダル１９，１９を漕ぐ動作における左右両脚における大腿部の筋肉をバランスよく効果的に増強できる。また、ペダル１９，１９を押した際の反力を特に上方シート部材１８に支えられた腰や背中で受けることができることから、臀部領域Ｈが前後方向に移動せず、特に大腿部の上下運動が効率よく促進されることになる。尚、図中のＨは座骨の左右の先端部Ｉ，Ｉを中心として下方シート部材１７の後方側１７ａ（着座部）に荷重を与えている臀部の領域を指している。

【0045】

更に、クランク５，５は回転方向の相対位置が変化しない構造であることから、ペダル１９，１９を漕ぐ動作において、一方の脚によるペダル移動は他方の脚によるペダル移動と常に互いにリンクした動作となる。すなわち、右脚で前方に押す動作は左脚には後方に押す動作となり、これらリンクした動作に相俟って、電気刺激波による脊髄の運動中枢への刺激が与えられることとなり、トレーニング効果が向上する。

【0046】

また、図９（ａ）では右脚でペダル１９を前方に押し出している様子を示しており、このとき、トレーニング利用者の大腿部の裏側Ｔ１が下方シート部材１７の後方側１７ａから前方に延出する前方側１７ｂ（延伸座部）と左右交互に当接するようになっている。尚、図９（ｂ）は、右脚でペダル１９を前方に押し出し、大腿部の裏側Ｔ２が前方側１７ｂに当接している様子を示している。そのため、ペダル漕ぎ動作において脚を伸ばす方向に動作された一方の脚の大腿部の背面側１が前方側１７ｂと当接することで膝の下方への移動が規制されるため、腰の捻じれを抑制して、左右両脚の動作をバランスよく運動させることができる。また、一方の脚に一時的に休憩を与えることができ、トレーニング利用者の運動負担を軽減できる。

【0047】

また、図７及び図８に示されるように、利用者の着座時には、足漕ぎ装置２の下方シート部材１７と上方シート部材１８とが交わる位置と利用者の仙骨Ｂが位置する部分とが若干離間し、空間Ｓが形成される。これによれば、動作促進装置３のパッド部４０ａ，４０ａは、仙骨Ｂの中央両側の直上皮膚部に貼着されることから、この空間Ｓ内に配置されるため、トレーニング中にパッド部４０ａ，４０ａが衣服を介して下方シート部材１７又は上方シート部材１８に接触して剥がれてしまうことがないばかりか、パッド部４０ａ，４０ａが体に押し付けられることによる違和感がなく、トレーニングに集中することができる。

【0048】

また、前述したように、足漕ぎ装置２はペダル１９，１９の駆動力を伝達可能な駆動車輪２０を備え、走行することができるため、利用者はトレーニング時において疾走感を体感でき、飽きずに長時間利用することができる。

【0049】

また、動作促進装置３の制御本体部３０から延びる配線３９と電極装置４０Ａ，４０Ｂとは、着脱自在な係合手段であるコネクタ４１，４１を用いて電気的に接続可能となっているため、利用者は足漕ぎ装置２に着座した状態で、予め仙骨Ｂの中央両側の直上皮膚部にそれぞれ貼着された電極装置４０Ａ，４０Ｂと制御本体部３０との接続を容易に行うことができる。

【0050】

図１０に示されるように、足漕ぎ装置２の両ペダル１９，１９には、ペダル１９に掛かる移動負荷の計測値、すなわち３６０度に亘る足裏の押圧負荷検出値と、負荷検出の時刻と、を同時に検出する検出装置４５，４５がそれぞれ取付けられている。検出部４５ａは例えばストレンゲージであり、前記足裏の押圧負荷検出値は検出部４５ａで計測され、この計測された時刻は同時に検出装置４５，４５内のクロックで計測されるようになっている。そして、検出部４５ａにて検出した足裏の押圧負荷検出値と検出装置４５、４５内のクロックで検出された負荷検出の時刻は出力端子４５ｂを介して取り出すことができるようになっている。出力端子４５ｂを介して取り出された計測値から、ペダル漕ぎ動作による左右の脚の運動能力を比較検証することで、左右両脚をバランスよく増強させる対応を行うことができる。

【0051】

検出装置４５で検出された移動負荷の計測値（足裏の押圧負荷検出値と負荷検出の時刻）は、出力端子４５ｂとケーブル等で接続されたコンピュータによりグラフ化される。図１１に示されるグラフではペダル１９がクランク５を一回転させた際における移動負荷が中心点Ｏを中心として円形に分布されて表現されており、中心点Ｏからの距離と移動負荷の値とが比例するように表現されている。

【0052】

クランク５を一回転させた際の、一方側の脚（ここでは左のクランク）の移動負荷としては、ペダル１９が上端付近に位置において、大きく前方へ押し出される力すなわち大きな移動負荷が求められ、ペダル１９が下端に向かうに連れて徐々に必要な力すなわち移動負荷が減少する。更に、足漕ぎクランク５，５の回転はフリー位置がない状態で軸部材２２を介して駆動車輪２０に常時伝達されるようになっており、一方の脚によるペダル移動は他方のペダル移動と常時互いにリンクした動作となることから、一方側の脚（ここでは左のクランク）が上端付近に位置している際には、他方側の脚（ここでは右のクランク）は下端付近に位置しており、他方側の脚は一方側の脚のペダル漕ぎ動作による駆動力で上端方向に回動されることになるため、移動負荷が小さくなる。そのため、左右両脚がバランスよくペダル漕ぎ動作を行った場合には、図１１（ａ）のような滑らかな曲線の略涙型の形状となる。

【0053】

反対に左右両脚のペダル漕ぎ動作のバランスが悪い場合、例えば、他方の脚がペダル１９を前方へ押し出す際に、一方の脚が他方の脚とバランスせず正常に動かなかった場合には、一方の脚が他方の脚の漕ぎ動作を阻害する反動力として作用し、グラフの形状が崩れる（図１１（ｂ）参照）。そのため、このグラフを検証し、図１１（ａ）のような滑らかな曲線の略涙型の形状との近似度合いにより、利用者の足漕ぎ動作において、大腿部の歩行に必要な筋力をバランスよく働かせている理想的な足漕ぎ動作に近いか否かを判断することができる。

【0054】

尚、検出装置４５，４５とコンピュータとが無線通信等により接続され、検出装置４５，４５にて検出された移動負荷の測定値が瞬時にコンピュータに送信されるように構成してもよい。このような構成である場合には、予め設定された左右両脚がバランスよくペダル漕ぎ動作を行った場合の移動負荷の測定値のデータと、実際に検出された移動負荷の測定値のデータとの間の差分が予め定められた値を超える場合には、足裏の押圧負荷に基づいて電気刺激波の強度を調節し差分を縮小して、左右両脚がバランスよくペダル漕ぎ動作を行う移動負荷とすることができる。これによれば、左右両脚が同時にペダル運動を実施した場合の運動能力を把握しつつ、電気刺激波の強度を調整して、左右両脚の能力をバランスよく増強できる。また、予め設定された左右両脚がバランスよくペダル漕ぎ動作を行った場合の移動負荷の測定値のデータと、実際に検出された移動負荷の測定値のデータとの間の差分が予め定められた値を超える場合には、コンピュータが例えば音声や表示等で大腿部の歩行に必要な筋力をバランスよく働かせている理想的なの足漕ぎ動作から離れている旨を示す報知を行えるようにしても良い。これによれば、利用者は大腿部の歩行に必要な筋力を鍛える上で理想的な足漕ぎ動作ができていないことを即座に認識することができ、足漕ぎ動作の改善を迅速に行うことができる。

【0055】

また、左右の電気刺激波の出力を相対的に調整するには、トレーニング利用者の膝または足首に加速度センセー（図示せず）を巻き付け、駆動車輪２０と従動車輪２１の位置を検出するエンコーダ（図示せず）を設けるようにしても良い。これによれば、左右脚のペダル踏み込み時の加速度分布を求めることができるので、加速度センサー及びエンコーダにて検出された測定値が瞬時にコンピュータに送信されるように構成すると、予め設定された左右両脚がバランスよくペダル漕ぎ動作を行った場合のペダル踏み込み時の加速度分布のデータと、実際に検出されたペダル踏み込み時の加速度分布データとの間の差分が予め定められた値を超える場合には、電気刺激波の出力を調節し差分を縮小して、左右両脚がバランスよくペダル漕ぎ動作を行うことができる。

【実施例2】

【0056】

次に、実施例２に係るトレーニング装置につき、図１２を参照して説明する。尚、前記実施例と同一構成で重複する構成の説明を省略する。

【0057】

図１２に示されるように、動作促進装置１０３における制御本体部１３０は、電極装置４０Ａに出力する電気刺激の強弱の調整を行う調整ダイアル１３７Ａと、中央制御装置３４で決定された出力で電極装置４０Ａに出力する出力部１３５Ａと、電極装置４０Ｂに出力する電気刺激の強弱の調整を行う調整ダイアル１３７Ｂと、中央制御装置３４で決定された出力で電極装置４０Ｂに出力する出力部１３５Ｂとを備えている。そのため、調整ダイアル１３７Ａ及び調整ダイアル１３７Ｂをそれぞれ操作することで、電極装置４０Ａ及び電極装置４０Ｂに出力する電気刺激の強弱をそれぞれ調整する（調整工程）ことができるようになっている。

【0058】

尚、検出装置４５，４５と動作促進装置３の中央制御装置３４とを無線により接続してもよく、これによれば、左右のペダル１９，１９に取付けられた検出装置４５，４５で検出された移動負荷の測定値と予め設定された左右両脚がバランスよくペダル漕ぎ動作を行った場合の移動負荷の測定値のデータとの間の差分が予め定められた値を超える場合には、一方又は双方の電極装置４０Ａ，４０Ｂへ出力される電気刺激波の周波数を中央制御装置３４により自動的に調整させることができる。

【実施例3】

【0059】

次に、実施例３に係るトレーニング装置につき、図１１を参照して説明する。尚、前記実施例と同一構成で重複する構成の説明を省略する。

【0060】

図１３に示されるように、トレーニング装置１１１の下方シート部材１７の前方側１７ｂ（延伸座部）には、右脚の大腿部の下方と左脚の大腿部の下方とに位置する場所に、それぞれセンサー１００Ａ，１００Ｂ（押圧式起動部）が内蔵されている。これらセンサー１００Ａ，１００Ｂは、それぞれ動作促進装置３に接続されており、利用者が下方シート部材１７の上に着座し、足漕ぎ動作を開始した際に左右両脚の大腿部の下方によりセンサー１００Ａ，１００Ｂの両方が押圧されると、センサー１００Ａ，１００Ｂは動作促進装置３の中央制御装置３４に検出情報を送信し、中央制御装置３４は受信した検出情報に基づき電気刺激波の出力を開始する処理を行うようになっている。これによれば、着座するだけで電気刺激波の出力が自動的に開始され、制御本体部３０の操作の手間を省くことができる。

【0061】

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

【0062】

例えば、前記実施例において、足漕ぎ装置２はペダル１９，１９の駆動力を伝達可能な駆動車輪２０を備え、走行することができる構成となっているが、トレーニング上は必ずしも走行可能でなくてもよく、例えばクランク５，５の回転に抵抗を与えるブレーキやギア等の抵抗手段を設けることで伝動装置２３や駆動車輪２０を始めとする車輪を省略してもよい。また、抵抗手段を回生モーターとし、この回生モーターで発電した電力を検出部４５，４５や動作促進装置３等の電源としてもよい。

【0063】

前記実施例では、動作促進装置３を備えたトレーニング装置１において、足漕ぎ装置２の両ペダル１９，１９に検出装置４５，４５を設けたが、動作促進装置３を備えていないトレーニング装置１において、足漕ぎ装置２の両ペダル１９，１９に検出装置４５，４５を設けても良い。

【0064】

また、動作促進装置３の電源部３３としては、充電可能なバッテリーを用いているがこれに限らず各種電池形状の電池でもよい。尚、駆動車輪２０を備えない構成である場合には、電源部を内蔵せずに外部電力を用いてもよい。

【0065】

また、仙骨Ｂの中央線を隔てて対称に配置される一対のパッド部４０ａ，４０ａは別体に限らず、１つの電極パッドに２つの電極が組み込まれて構成されていてもよい。

【0066】

また、前記実施例において電極装置３１は、配線３９と電極装置４０Ａ，４０Ｂとがコネクタ４１，４１により着脱自在な係合されて構成されているが、これに限らず、例えば制御本体部の出力部に接続端子を備え、電極装置の電極装置の端部に設けた接続端子を出力部の接続端子に対して着脱自在に直接接続できるように構成することで、配線及びコネクタを省略してもよい。

【0067】

また、下方シート部材１７は臀部領域Ｈを支持する後方側１７ａ（着座部）と大腿部の裏側Ｔ１，Ｔ２が当接する前方側１７ｂ（延伸座部）とで構成されているが、これに限らず、例えば着座部と延伸座部とを別体のシート部材により構成してもよい。

【0068】

また、検出装置はペンダル部１９，１９に設けられる所謂ストレンゲージを用いた構成に限らず、例えば足漕ぎクランク５，５に設けられ、クランク５，５の回転時の移動負荷を検出するストレンゲージにより構成されていてもよい。

【符号の説明】

【0069】

１ トレーニング装置
２ 足漕ぎ装置
３ 動作促進装置
４ メインフレーム
５，５ 足漕ぎクランク（クランク）
７ 前輪
９ 後輪
１０ 前部クロスバー
１１ 後部クロスバー
１２，１２ 側部フレーム
１７ 下方シート部材
１７ａ 後方側（着座部）
１７ｂ 前方側（延伸座部）
１８ 上方シート部材（背凭れ部）
１９，１９ ペダル
２０ 駆動車輪
２２ 軸部材
２３ 伝動装置
３０ 制御本体部
３１ 電極装置
３３ 電源部
３４ 中央制御装置
３５ 出力部
３７ 調整ダイアル
３８ 切替スイッチ
３９ 配線
４０Ａ，４０Ｂ 電極装置
４０ａ パッド部
４０ｂ 配線部
４０ｃ 電極
４１，４１ コネクタ
４５，４５ 検出部
Ｂ 仙骨
Ｈ 臀部領域
Ｓ 空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】