特許 7760135 運動負荷装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-10-17

(45)【発行日】2025-10-27

(54)【発明の名称】運動負荷装置

(51)【国際特許分類】

   A01K 15/02 20060101AFI20251020BHJP

   A01K 29/00 20060101ALI20251020BHJP

【ＦＩ】

A01K15/02 E

A01K29/00 C

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2025016954

(22)【出願日】2025-02-04

【審査請求日】2025-07-08

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】505457994

【氏名又は名称】学校法人東京医科大学

(73)【特許権者】

【識別番号】506171727

【氏名又は名称】有限会社メルクエスト

(74)【代理人】

【識別番号】110002572

【氏名又は名称】弁理士法人平木国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】加藤 雪彦

(72)【発明者】

【氏名】山本 敏幸

【審査官】石原 豊

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－０１３３６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開実用新案第２０－２０１６－００００５２３（ＫＲ，Ｕ）

【文献】登録実用新案第３２１５８５９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００１－０１７０１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０２１－００３４２８９（ＫＲ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１９－００７２７５８（ＫＲ，Ａ）

【文献】Carole Groussard, et al.，Tissue-Specific Oxidative Stress Modulation by Exercise: A Comparison between MICT and HIIT in an Obese Rat Model，Oxidative Medicine and Cellular Longevity[online]，Vol. 2019，2019年07月14日，pp. 1-11，https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1155/2019/1965364，特にAbstractを参照。[検索日 2025年7月18日]

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ０１Ｋ １５／００－１５／０２

Ａ０１Ｋ ２９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

小動物に運動負荷を与えて医療実験を行うための運動負荷装置であって、
コンベア式の走路面を後方に移動させることによって小動物を前方に走行させるトレッドミルと、
前記トレッドミルの周囲を囲み、前記小動物の前記トレッドミルからの離脱を防止するケージと、
前記走路面の後端部に到達した前記小動物に刺激を与える刺激装置と、
前記トレッドミル及び前記ケージが搭載される基台を支持し、前記走路面の前端部が前記後端部よりも上方に位置するよう前記走路面を傾斜させて前記走路面の傾斜角度を調節可能な角度調節機構と、
前記走路面の前記傾斜角度が増加する方向に前記角度調節機構を傾斜させた状態で前記角度調節機構を支持する傾斜台と、を備え、
前記走路面には、前記小動物の大きさに応じた複数の突起片が設けられる
ことを特徴とする運動負荷装置。

【請求項2】

前記走路面の移動を制御する制御装置を更に備え、
前記制御装置は、前記走路面の移動速度が、前記小動物の体重に応じた負荷を与えられた前記小動物が走行できる最高速度で一定時間維持されるよう、前記走路面の移動を制御することによって、前記小動物にレジスタンス運動を行わせる
ことを特徴とする請求項１に記載の運動負荷装置。

【請求項3】

前記制御装置は、前記走路面の前記移動速度が、前記小動物が所定時間維持しながら走行できる最高速度に応じた第１移動速度と、前記第１移動速度より遅い第２移動速度とで交互に繰り返されるよう、前記走路面の移動を制御することによって、前記小動物にＨＩＩＴ（Ｈｉｇｈ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｉｎｔｅｒｖａｌ Ｔｒａｉｎｉｎｇ）運動を行わせる
ことを特徴とする請求項２に記載の運動負荷装置。

【請求項4】

前記複数の突起片のそれぞれは、
前記走路面から上方に突出し前記走路面の幅方向に延びるように形成され、
前記走路面の前後方向において前記小動物の大きさに応じた所定ピッチ毎に配置される
ことを特徴とする請求項１に記載の運動負荷装置。

【請求項5】

前記角度調節機構は、
基板と、
左右方向に間隔を空けて配置され、前記基板の後部から上方に延びて、当該間隔に配置された前記基台を支持する一対の第１支柱と、
左右方向に間隔を空けて配置され、前記一対の第１支柱よりも前方に位置する前記基板の部分から上方に延びて、当該間隔に配置された前記基台を支持する一対の第２支柱と、を含み、
前記一対の第２支柱における前記基台の支持位置を上下方向に調節することによって前記走路面の前記傾斜角度を調節可能である
ことを特徴とする請求項１に記載の運動負荷装置。

【請求項6】

前記傾斜台は、
底板と、
前端部が後端部よりも上方に位置するよう前記底板に対して傾斜し、前記角度調節機構の前記基板が載置される座板と、
前記座板よりも後方に位置する前記底板の部分から上方に突出し、前記座板に載置された前記角度調節機構の前記基板の後端部を支持するブロックと、を含み、
前記角度調節機構の前記基板が前記座板に載置されることによって前記走路面の前記傾斜角度が増加する方向に前記角度調節機構を傾斜させる
ことを特徴とする請求項５に記載の運動負荷装置。

【請求項7】

前記傾斜台は、前記底板の左右端部を越えて左右方向に延びるアウトリガを更に含む
ことを特徴とする請求項６に記載の運動負荷装置。

【請求項8】

小動物に運動負荷を与えて医療実験を行うための運動負荷装置であって、
コンベア式の走路面を後方に移動させることによって小動物を前方に走行させるトレッドミルと、
前記トレッドミルの周囲を囲み、前記小動物の前記トレッドミルからの離脱を防止するケージと、
前記走路面の後端部に到達した前記小動物に刺激を与える刺激装置と、
前記トレッドミル及び前記ケージが搭載される基台を支持し、前記走路面の前端部が前記後端部よりも上方に位置するよう前記走路面を傾斜させて前記走路面の傾斜角度を調節可能な角度調節機構と、を備え、
前記走路面には、前記小動物の大きさに応じた複数の突起片が設けられており、
前記刺激装置は、
前記走路面の前記後端部に配置された緩衝材によって構成されており、
前記走路面の前記後端部に到達した前記小動物が前記緩衝材に接触した際に前記小動物に対して機械的刺激を与え、
前記小動物が前記走路面の前記後端部側に落下した際に前記小動物を前記緩衝材によって受け止める
ことを特徴とする運動負荷装置。

【請求項9】

前記緩衝材は、前記走路面に対して傾斜し前後方向に延びる斜面を有し、
前記斜面は、前記走路面の前記後端部から前方に向かうに従って前記走路面から遠ざかるように傾斜し、
前記緩衝材の前記斜面が前記走路面と成す角度は、前記走路面の前記傾斜角度が大きいほど小さい
ことを特徴とする請求項８に記載の運動負荷装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、小動物に運動負荷を与えて医療実験を行うための運動負荷装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、マウス又はラット等の小動物に運動負荷を与えて医療実験を行うための運動負荷装置としては、特許文献１に示すようなトレッドミル又はランニングホイール等の、有酸素運動を小動物に行わせる運動負荷装置が主であった。

【0003】

レジスタンス運動のような無酸素運動を小動物に行わせる運動負荷装置は、殆ど存在せず、研究室内で制作された運動負荷装置が数例あるのみである。無酸素運動を小動物に行わせる運動負荷装置の例としては、非特許文献１のような小動物を半固定して重りを持ち上げさせる装置、非特許文献２のような小動物に重りを付けて梯子を登らせる装置、又は、非特許文献３のようなテールサスペンショントレーニング用の装置が挙げられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０２１－１３３６３号公報

【非特許文献】

【0005】

【文献】Ｔａｍａｋｉ，Ｔ．，Ｕｃｈｉｙａｍａ，Ｓ．，＆Ｎａｋａｎｏ，Ｓ．（１９９２）．Ａ ｗｅｉｇｈｔ－ｌｉｆｔｉｎｇ ｅｘｅｒｃｉｓｅ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｉｎｄｕｃｉｎｇ ｈｙｐｅｒｔｒｏｐｈｙ ｉｎ ｔｈｅ ｈｉｎｄｌｉｍｂ ｍｕｓｃｌｅｓ ｏｆ ｒａｔｓ．Ｍｅｄｉｃｉｎｅ ａｎｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ ｉｎ Ｓｐｏｒｔｓ ａｎｄ Ｅｘｅｒｃｉｓｅ，２４（１），８８１－８８６．

【文献】Ｈｏｒｎｂｅｒｇｅｒ，Ｔ．Ａ．，＆Ｆａｒｒａｒ，Ｒ．Ｐ．（２００４）．Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｈｙｐｅｒｔｒｏｐｈｙ ｏｆ ｔｈｅ ＦＨＬ ｍｕｓｃｌｅ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ８ ｗｅｅｋｓ ｏｆ ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｅｘｅｒｃｉｓｅ ｉｎ ｔｈｅ ｒａｔ．Ｃａｎａｄｉａｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ，２９（１），１６－３１．

【文献】Ｄｅｓｃｈｅｎｅｓ，Ｍ．Ｒ．，＆Ｗｉｌｓｏｎ，Ｍ．Ｈ．（２００３）．Ａｇｅ－ｒｅｌａｔｅｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ｉｎ ｓｙｎａｐｔｉｃ ｐｌａｓｔｉｃｉｔｙ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｍｕｓｃｌｅ ｕｎｌｏａｄｉｎｇ．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｅｕｒｏｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ，９０（５），３０６４－３０７０．

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、非特許文献１～３に開示された装置では、小動物を拘束しなければならなかったり、小動物に与えることができる運動強度の自由度が低かったりするので、小動物に無酸素運動を容易且つ安定的に行わせることが難しい。また、特許文献１に開示された装置においても、小動物に無酸素運動を容易且つ安定的に行わせることが難く、改善の余地がある。

【0007】

本発明は、前述の事情に鑑みてなされたものであり、小動物に無酸素運動を容易且つ安定的に行わせることが可能な運動負荷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】

【0008】

前述の課題を解決するために、本発明の運動負荷装置は、小動物に運動負荷を与えて医療実験を行うための運動負荷装置であって、コンベア式の走路面を後方に移動させることによって小動物を前方に走行させるトレッドミルと、前記トレッドミルの周囲を囲み、前記小動物の前記トレッドミルからの離脱を防止するケージと、前記走路面の後端部に到達した前記小動物に刺激を与える刺激装置と、前記トレッドミル及び前記ケージが搭載される基台を支持し、前記走路面の前端部が前記後端部よりも上方に位置するよう前記走路面を傾斜させて前記走路面の傾斜角度を調節可能な角度調節機構と、前記走路面の前記傾斜角度が増加する方向に前記角度調節機構を傾斜させた状態で前記角度調節機構を支持する傾斜台と、を備え、前記走路面には、前記小動物の大きさに応じた複数の突起片が設けられることを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、小動物に無酸素運動を容易且つ安定的に行わせることが可能な運動負荷装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１実施形態の運動負荷装置の外観構成を示す斜視図。

【図2】図１に示すトレッドミル装置及び角度調節機構と傾斜台とを分解した運動負荷装置の分解斜視図。

【図3】トレッドミル装置の内部構造及び角度調節機構を示す側面図。

【図4】図３に示すトレッドミル装置及び角度調節機構の上面図。

【図5】図３に示すトレッドミル装置及び角度調節機構の後面図。

【図6】図３に示すトレッドミル装置及び角度調節機構の前面図。

【図7】傾斜台の側面図。

【図8】図７に示す傾斜台の上面図。

【図9】トレッドミル装置及び角度調節機構が傾斜台に載置された状態を示す運動負荷装置の側面図。

【図10】運動負荷装置の動作制御を説明する模式図。

【図11】小動物にレジスタンス運動を行わせるための動作プロトコルを示す図。

【図12】小動物にＨＩＩＴ運動を行わせるための動作プロトコルを示す図。

【図13】第２実施形態の運動負荷装置の外観構成を示す斜視図。

【図14】図１３に示す緩衝材の詳細構成を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。各実施形態において同一の符号を付された構成要素については、特に言及しない限り、各実施形態において同様の構成要素を有し、その説明を省略する。

【0012】

［第１実施形態］
図１～図１２を用いて、本発明の第１実施形態について説明する。まず、図１及び図２を用いて、運動負荷装置１００の全体構成について説明する。図１は、第１実施形態の運動負荷装置１００の外観構成を示す斜視図である。図２は、図１に示すトレッドミル装置１及び角度調節機構４０と傾斜台５０とを分解した運動負荷装置１００の分解斜視図である。

【0013】

運動負荷装置１００は、マウス又はラット等の小動物Ｓに運動負荷を与えて医療実験を行うための装置である。特に、運動負荷装置１００は、レジスタンス運動のような無酸素運動を小動物Ｓに容易且つ安定的に行わせることが可能な運動負荷装置である。更に、運動負荷装置１００は、ＨＩＩＴ（Ｈｉｇｈ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｉｎｔｅｒｖａｌ Ｔｒａｉｎｉｎｇ）運動のような無酸素運動を含む運動を小動物Ｓに容易且つ安定的に行わせることができる。

【0014】

運動は、ＷＨＯが推奨する死亡率低下のための最も重要な施策である。従来は、有酸素運動が主に取り上げられてきたが、レジスタンス運動は、ガン等の疾病予防だけでなく、罹患中の患者にも抗癌作用を持ち、また抗加齢学の方法としても非常に重要である。しかし、モデル動物を用いた研究が少ない理由は小動物Ｓにレジスタンス運動を行わせるのが難しかったのが主な理由である。レジスタンス運動が症状改善及び予防に有効と思われる疾患は、ガンを始め、糖尿病又は肥満等の代謝性疾患、喘息又は花粉症等のアレルギー性疾患、関節リウマチ又は炎症性腸疾患等の免疫介在性炎症性疾患等であり、現在最も多くの医療資源を必要とする疾患群及び抗加齢学である。このため、本実施形態の運動負荷装置１００は、非常に多くの疾患又は老化の研究に使用されることになると予想される。

【0015】

運動負荷装置１００は、小動物Ｓに運動負荷を与えるトレッドミル装置１と、トレッドミル装置１の傾斜角度を調節する角度調節機構４０と、トレッドミル装置１の傾斜角度を増加させる傾斜台５０と、を備える。傾斜台５０は、図２に示すように、トレッドミル装置１及び角度調節機構４０が載置されることによって当該傾斜角度を増加させる。

【0016】

次に、図３～図６を用いて、トレッドミル装置１及び角度調節機構４０の詳細構成について説明する。図３は、トレッドミル装置１の内部構造及び角度調節機構４０を示す側面図である。図４は、図３に示すトレッドミル装置１及び角度調節機構４０の上面図である。図５は、図３に示すトレッドミル装置１及び角度調節機構４０の後面図である。図６は、図３に示すトレッドミル装置１及び角度調節機構４０の前面図である。

【0017】

トレッドミル装置１は、コンベア式の走路面１２を後方に移動させることによって小動物Ｓを前方に走行させるトレッドミル１０と、小動物Ｓのトレッドミル１０からの離脱を防止するケージ５と、トレッドミル１０及びケージ５が搭載される基台２と、を備える。

【0018】

基台２は、台状又は箱状に形成され、その上面にトレッドミル１０が搭載される。基台２は、アルミ又はステンレス等の金属材料によって形成される。ケージ５は、箱状に形成され、トレッドミル１０の周囲を囲む。ケージ５は、アクリル等の透明な樹脂材料によって形成される。ケージ５の天井部５ａの一部は、小動物Ｓをケージ５内に導入するために、開閉可能に構成される。ケージ５の内部空間は、前後方向に延びる複数の仕切り板６によって仕切られる。

【0019】

トレッドミル１０は、図３に示すように、駆動側のプーリ１４がトレッドミル１０の後部に配置され、従動側のプーリ１５がトレッドミル１０の前部に配置される。駆動側のプーリ１４及び従動側のプーリ１５には、無端ベルトである走行ベルト１１が張られた状態で架け渡される。走行ベルト１１の上面は、小動物Ｓが走行する走路面１２を構成する。走行ベルト１１は、小動物Ｓが滑り難いゴム等の樹脂材料によって形成される。走路面１２には、図４に示すように、複数の仕切り板６が配置され、複数の小動物Ｓを同時に走行可能とする複数の走行レーンが画定される。

【0020】

走路面１２には、図３及び図４に示すように、小動物Ｓの大きさに応じた複数の突起片１３が設けられる。複数の突起片１３のそれぞれは、小動物Ｓが滑り難いゴム等の樹脂材料によって形成される。複数の突起片１３のそれぞれは、走路面１２から上方に突出し、走路面１２の幅方向（左右方向）に延びるように形成される。例えば、複数の突起片１３のそれぞれは、走路面１２の幅方向を長手方向とする細長いブロック状に形成される。複数の突起片１３のそれぞれは、走路面１２の前後方向において小動物Ｓの大きさに応じた所定ピッチ毎に配置される。例えば、小動物Ｓがマウスである場合、当該所定ピッチは２５ｍｍ程度であってもよい。小動物Ｓがマウスより大きいラットである場合、当該所定ピッチは２５ｍｍより大きくてもよい。

【0021】

駆動側のプーリ１４は、駆動装置１６によって駆動されて回転する。駆動装置１６は、図３に示すように、動力源であるモータ１７と、モータ１７の動力を駆動側のプーリ１４に伝達する伝動ベルト１８と、を含む。モータ１７及び伝動ベルト１８が駆動側のプーリ１４を回転させることによって、走路面１２が後方に移動する。モータ１７の回転は、後述の制御装置３１によって制御される。

【0022】

また、トレッドミル装置１は、走路面１２の後端部１２ａに到達した小動物Ｓに刺激を与える刺激装置２０を備える。第１実施形態の刺激装置２０は、当該小動物Ｓと接触して当該小動物Ｓに電気的刺激を与える電極２１と、電極２１に電流を供給するグリッド２２と、グリッド２２を収容するグリッドボックス２３と、を含む。電極２１は、ケージ５内の走路面１２の後端部１２ａに配置される。グリッドボックス２３は、ケージ５外の基台２の後面２ａに設けられる。グリッド２２から電極２１に供給される電流は、後述の制御装置３１によって制御される。

【0023】

運動負荷装置１００を用いて医療実験を行う際、ユーザは、ケージ５内に小動物Ｓを導入し、トレッドミル１０の走路面１２に小動物Ｓを配置する。そして、ユーザは、トレッドミル１０を駆動させて、走路面１２を後方に移動させる。走路面１２が後方に移動すると、小動物Ｓが前方に走行する。実験開始直後のように小動物Ｓが元気な期間では、小動物Ｓは比較的速い走行速度で走路面１２を走行する。実験時間が経過し小動物Ｓが疲労すると、小動物Ｓの走行速度は徐々に遅くなる。小動物Ｓの走行速度が走路面１２の移動速度より遅くなると、小動物Ｓは、走路面１２の後端部１２ａに到達し、刺激装置２０の電極２１に接触する。電極２１に接触した小動物Ｓは、電極２１から電気的刺激を受け、再び走行速度を速くして、走路面１２の走行を続行する。

【0024】

角度調節機構４０は、トレッドミル装置１の基台２を支持し、走路面１２の前端部１２ｂが後端部１２ａよりも上方に位置するよう走路面１２を傾斜させて走路面１２の前後方向の傾斜角度（以下、「走路面１２の傾斜角度」とも称する）を調節する機構である。角度調節機構４０は、アルミ又はステンレス等の金属材料によって形成される。角度調節機構４０は、図３～図６に示すように、基板４１と、トレッドミル装置１の基台２を支持する一対の第１支柱４２及び一対の第２支柱４４と、を含む。

【0025】

基板４１は、長方形の板状に形成される。基板４１には、ユーザによる角度調節機構４０の持ち運びを容易にするために、ユーザによって把持されるハンドル４６が設けられる。

【0026】

一対の第１支柱４２は、左右方向に間隔を空けて配置され、基板４１の後部４１ａから上方に延びる。一対の第１支柱４２は、当該間隔に配置された基台２を支持する。具体的には、一対の第１支柱４２は、基台２の側面２ｂの後部から左右方向にそれぞれ突出する支軸３を、一対の第１支柱４２の上端部に形成された軸受４３によって回動可能に支持する。

【0027】

一対の第２支柱４４は、左右方向に間隔を空けて配置され、一対の第１支柱４２よりも前方に位置する基板４１の部分４１ｂから上方に延びる。一対の第２支柱４４は、当該間隔に配置された基台２を支持する。具体的には、一対の第２支柱４４は、基台２の下面２ｃに設けられ側面２ｂから左右方向にそれぞれ突出する支持バー４を、一対の第２支柱４４に形成された切り欠き４５に挿入させて支持する。

【0028】

切り欠き４５は、一対の第２支柱４４に上下方向に沿って複数形成される。基台２の支持バー４が挿入される切り欠き４５は、一対の第２支柱４４における基台２の支持位置を画定する。角度調節機構４０は、基台２の支持バー４が挿入される切り欠き４５を変更することによって、一対の第２支柱４４における基台２の支持位置を上下方向に調節する。これによって、角度調節機構４０は、走路面１２の傾斜角度を調節することができる。角度調節機構４０は、走路面１２の傾斜角度を、例えば、－５度～２０度の範囲で調節することができる。なお、走路面１２の傾斜角度が正の値は、走路面１２の前端部１２ｂが後端部１２ａよりも上方に位置する場合の値であり、走路面１２の傾斜角度が負の値は、走路面１２の前端部１２ｂが後端部１２ａよりも下方に位置する場合の値である。

【0029】

次に、図７～図９を用いて、傾斜台５０の詳細構成について説明する。図７は、傾斜台５０の側面図である。図８は、図７に示す傾斜台５０の上面図である。図９は、トレッドミル装置１及び角度調節機構４０が傾斜台５０に載置された状態を示す運動負荷装置１００の側面図である。

【0030】

傾斜台５０は、走路面１２の傾斜角度が増加する方向に角度調節機構４０を傾斜させた状態で角度調節機構４０を支持する台である。傾斜台５０は、角度調節機構４０を着脱可能に支持する。傾斜台５０は、アルミ又はステンレス等の金属材料によって形成される。傾斜台５０は、図７及び図８に示すように、底板５１と、角度調節機構４０の基板４１が載置される座板５２と、座板５２に載置された基板４１の後端部４１ｃを支持するブロック５３と、座板５２を支持する前壁板５４及び中壁板５５と、傾斜台５０の設置安定性を向上させるアウトリガ５６，５７と、を含む。

【0031】

底板５１は、長方形の板状に形成される。底板５１には、ユーザによる傾斜台５０の持ち運びを容易にするために、ユーザによって把持されるハンドル５８が設けられる。底板５１には、アウトリガ５６，５７が設けられる。アウトリガ５６，５７は、底板５１の後端部５１ａに設けられた後アウトリガ５６と、底板５１の前端部５１ｂに設けられた前アウトリガ５７と、を含む。各アウトリガ５６，５７は、左右方向に伸縮可能に構成されている。各アウトリガ５６，５７の伸長時、各アウトリガ５６，５７は、底板５１の左端部５１ｃ及び右端部５１ｄを越えて左右方向に延びる。各アウトリガ５６，５７の短縮時、各アウトリガ５６，５７は、底板５１の左端部５１ｃ及び右端部５１ｄよりも左右方向内側まで短縮する。

【0032】

座板５２は、前端部５２ｂが後端部５２ａよりも上方に位置するよう底板５１に対して傾斜する。座板５２の上面５２ｃは、角度調節機構４０の基板４１が載置される載置面を構成する。座板５２の下面５２ｄは、前壁板５４及び中壁板５５によって支持される。座板５２は、角度調節機構４０の基板４１が上面５２ｃに載置された状態で、角度調節機構４０の基板４１と一緒にボルト等によって締結される。

【0033】

ブロック５３は、座板５２よりも後方に位置する底板５１の部分５１ｅから上方に突出する。ブロック５３の上方への突出長さ、すなわち、ブロック５３の底板５１からの高さは、基板４１の後端部４１ｃの厚さよりも大きい。ブロック５３には、座板５２に載置された基板４１の後端部４１ｃの上方への移動を規制するストッパ５３ａが形成される。ストッパ５３ａは、ブロック５３の前面の上端部から前方に突出する突出部によって構成される。

【0034】

前壁板５４は、底板５１の前端部５１ｂから上方に延びて左右方向に広がり、座板５２の下面５２ｄを支持する。中壁板５５は、前壁板５４よりも後方に位置すると共にブロック５３よりも前方に位置する底板５１の部分５１ｆから上方に延びて前後方向に広がり、座板５２の下面５２ｄを支持する。中壁板５５は、前壁板５４の後面に接続して設けられる。中壁板５５は、底板５１からの高さが前壁板５４よりも低くなるように設けられる。中壁板５５は、底板５１からの高さが後方に向かうに従って徐々に低くなるように設けられる。

【0035】

図９に示すように、走路面１２の傾斜角度θは、角度調節機構４０の基板４１に対する走路面１２の傾斜角度θ１と、傾斜台５０の底板５１に対する座板５２の傾斜角度θ２との合計である。基板４１に対する走路面１２の傾斜角度θ１は、前述のように、例えば－５度～２０度の範囲で調節可能である。底板５１に対する座板５２の傾斜角度θ２は、例えば２５度である。したがって、傾斜台５０は、角度調節機構４０の基板４１が座板５２に載置されることによって、走路面１２の傾斜角度θが増加する方向にトレッドミル装置１及び角度調節機構４０を傾斜させることができる。例えば、基板４１に対する走路面１２の傾斜角度θ１が２０度である場合、傾斜台５０は、走路面１２の傾斜角度θが４５度となるように、トレッドミル装置１及び角度調節機構４０を傾斜させることができる。

【0036】

次に、図１０～図１２を用いて、運動負荷装置１００の動作制御について説明する。図１０は、運動負荷装置１００の動作制御を説明する模式図である。図１１は、小動物Ｓにレジスタンス運動を行わせるための動作プロトコルを示す図である。図１２は、小動物ＳにＨＩＩＴ運動を行わせるための動作プロトコルを示す図である。

【0037】

運動負荷装置１００は、操作端末３０を備える。操作端末３０は、トレッドミル装置１の動作を制御する制御装置３１と、トレッドミル装置１の動作条件を設定するユーザの入力操作を受け付ける入力装置３２と、トレッドミル装置１の動作状況及び測定結果をユーザに表示する表示装置３３と、を備える。

【0038】

制御装置３１は、ＣＰＵ等のプロセッサと、ＲＯＭ及びＲＡＭ等のメモリと、を含んで構成され、プロセッサがメモリに記憶されたプログラムを実行することによって操作端末３０の各種機能を実現する。入力装置３２及び表示装置３３は、タッチスクリーン式のディスプレイによって構成されてもよいし、個別の装置によって構成されてもよい。なお、操作端末３０は、トレッドミル装置１の専用端末によって構成されてもよいし、一般的なパソコン等に専用のソフトウェアをインストールすることによって構成されてもよい。

【0039】

操作端末３０は、走路面１２の移動開始及び移動終了のタイミング、走路面１２の移動速度Ｖ、並びに、電極２１による電気的刺激の強度及びタイミング等、トレッドミル装置１の各種の動作条件を設定することができる。制御装置３１は、設定された動作条件に従って、駆動装置１６のモータ１７及び刺激装置２０のグリッド２２を制御する。また、トレッドミル装置１は、各種のセンサを備えており、小動物Ｓの合計走行距離、小動物Ｓの電極２１への接触回数、電気的刺激が小動物Ｓに与えられた合計時間等、各種の測定項目を測定することが可能である。操作端末３０は、当該センサの検出信号に基づいてこれらの測定結果を演算及び処理し、表示装置３３に表示することができる。

【0040】

更に、操作端末３０は、前述したようなトレッドミル装置１の各種の動作条件のセットを表す動作プロトコルを制御装置３１に予め複数記憶している。操作端末３０は、これらの動作プロトコルを表示装置３３に表示し、ユーザの入力操作によって選択させた動作プロトコルを制御装置３１に設定する。制御装置３１は、設定された動作プロトコルに従って、駆動装置１６のモータ１７及び刺激装置２０のグリッド２２を制御する。特に、操作端末３０には、小動物Ｓにレジスタンス運動を行わせるための動作プロトコル（以下「レジスタンス運動プロトコル」とも称する）と、小動物ＳにＨＩＩＴ運動を行わせるためのトレッドミル装置１の動作プロトコル（以下「ＨＩＩＴプロトコル」とも称する）とが予め記憶されている。

【0041】

レジスタンス運動プロトコルが設定された場合、制御装置３１は、走路面１２の移動速度Ｖが、小動物Ｓの体重に応じた負荷が与えられた小動物Ｓが走行できる最高速度で一定時間維持されるよう、小動物Ｓの移動を制御する。これによって、制御装置３１は、小動物Ｓにレジスタンス運動を行わせることができる。

【0042】

図１２には、レジスタンス運動プロトコルの例が示されている。図１２には、小動物Ｓの体重に応じた負荷（例えば、重り）を与えられた小動物Ｓが走行できる最高速度（ＭＲＣ）を１００％とした場合に、走路面１２の移動速度Ｖを時間の経過に応じてどのように制御するかが示されている。図１２に示す例では、走路面１２の移動開始から１分間は、ウォームアップとして、当該最高速度（ＭＲＣ）の４０％の速度を走路面１２の移動速度Ｖとして走路面１２を移動させる。その後、図１２に示す例では、当該最高速度（ＭＲＣ）の１００％の速度を走路面１２の移動速度Ｖとして２０分間維持する。その後、図１２に示す例では、クールダウンとして、当該最高速度（ＭＲＣ）の４０％の速度を走路面１２の移動速度Ｖとして走路面１２を１分間移動させる。

【0043】

また、ＨＩＩＴプロトコルが設定された場合、制御装置３１は、走路面１２の移動速度Ｖが、小動物Ｓが所定時間維持しながら走行できる最高速度に応じた第１移動速度Ｖ１と、第１移動速度Ｖ１より遅い第２移動速度Ｖ２とで交互に繰り返されるよう、走路面１２の移動を制御する。これによって、制御装置３１は、小動物ＳにＨＩＩＴ運動を行わせることができる。

【0044】

図１３には、ＨＩＩＴプロトコルの例が示されている。図１３には、小動物Ｓが６０秒間維持しながら走行できる最高速度（ＭＲＣ）を１００％とした場合に、走路面１２の移動速度Ｖを時間の経過に応じてどのように制御するかが示されている。図１３に示す例では、走路面１２の移動開始から３分間は、ウォームアップとして、当該最高速度（ＭＲＣ）の４０％の速度を走路面１２の移動速度Ｖとして走路面１２を移動させる。その後、図１３に示す例では、当該最高速度（ＭＲＣ）の９０％の速度である第１移動速度Ｖ１を走路面１２の移動速度Ｖとして１分間維持する。その後、図１３に示す例では、当該最高速度（ＭＲＣ）の４０％の速度である第２移動速度Ｖ２を走路面１２の移動速度Ｖとして２０秒間維持する。この第１移動速度Ｖ１と第２移動速度Ｖ２とを交互に繰り返して、小動物Ｓに高強度の運動負荷を与える。第１移動速度Ｖ１での移動が合計６回行われ、第２移動速度Ｖ２での移動が合計５回行われた後、図１３に示す例では、クールダウンとして、当該最高速度（ＭＲＣ）の４０％の速度を走路面１２の移動速度Ｖとして走路面１２を３分間移動させる。

【0045】

このように、制御装置３１は、レジスタンス運動プロトコル又はＨＩＩＴプロトコルに従って走路面１２の移動を制御することによって、小動物Ｓにレジスタンス運動又はＨＩＩＴ運動を行わせることができる。

【0046】

以上のように、第１実施形態の運動負荷装置１００は、小動物Ｓに運動負荷を与えて医療実験を行うための運動負荷装置であって、コンベア式の走路面１２を後方に移動させることによって小動物Ｓを前方に走行させるトレッドミル１０と、トレッドミル１０の周囲を囲み、小動物Ｓのトレッドミル１０からの離脱を防止するケージ５と、走路面１２の後端部１２ａに到達した小動物Ｓに刺激を与える刺激装置２０と、トレッドミル１０及びケージ５が搭載される基台２を支持し、走路面１２の前端部１２ｂが後端部１２ａよりも上方に位置するよう走路面１２を傾斜させて走路面１２の傾斜角度θを調節可能な角度調節機構４０と、を備える。走路面１２には、小動物Ｓの大きさに応じた複数の突起片１３が設けられる。

【0047】

これにより、運動負荷装置１００は、走路面１２の傾斜角度θが４５度である場合のように走路面１２を急峻に傾斜させた状態で小動物Ｓを走行させても、走路面１２に突起片１３が設けられているので、小動物Ｓが滑って適切に走行できない事態を回避することができる。したがって、運動負荷装置１００は、トレッドミル１０の走路面１２を急峻に傾斜させるだけで、小動物Ｓに対して容易且つ安定的に高強度の運動負荷を与えることができる。よって、本実施形態によれば、小動物Ｓに無酸素運動を容易且つ安定的に行わせることが可能な運動負荷装置１００を提供することができる。

【0048】

更に、第１実施形態の運動負荷装置１００は、走路面１２の移動を制御する制御装置３１を更に備える。制御装置３１は、走路面１２の移動速度Ｖが、小動物Ｓの体重に応じた負荷を与えられた小動物Ｓが走行できる最高速度（ＭＲＣ）で一定時間維持されるよう、走路面１２の移動を制御することによって、小動物Ｓにレジスタンス運動を行わせる。

【0049】

これにより、運動負荷装置１００は、小動物Ｓに対して、代表的な無酸素運動であるレジスタンス運動を確実に行わせることができる。よって、本実施形態によれば、小動物Ｓに無酸素運動を容易且つ更に安定的に行わせることが可能な運動負荷装置１００を提供することができる。

【0050】

更に、第１実施形態の運動負荷装置１００において、制御装置３１は、走路面１２の移動速度Ｖが、小動物Ｓが所定時間維持しながら走行できる最高速度（ＭＲＣ）に応じた第１移動速度Ｖ１と、第１移動速度Ｖ１より遅い第２移動速度Ｖ２とで交互に繰り返されるよう、走路面１２の移動を制御することによって、小動物ＳにＨＩＩＴ運動を行わせる。

【0051】

これにより、運動負荷装置１００は、小動物Ｓに対して、無酸素運動を含む代表的な運動であるＨＩＩＴ運動を確実に行わせることができる。よって、本実施形態によれば、小動物Ｓに無酸素運動を容易且つ更に安定的に行わせることが可能な運動負荷装置１００を提供することができる。

【0052】

更に、第１実施形態の運動負荷装置１００において、複数の突起片１３のそれぞれは、走路面１２から上方に突出し走路面１２の幅方向に延びるように形成され、走路面１２の前後方向において小動物Ｓの大きさに応じた所定ピッチ毎に配置される。

【0053】

これにより、運動負荷装置１００は、走路面１２を急峻に傾斜させても小動物Ｓを確実且つ円滑に走行させることができ、小動物Ｓに高強度の運動負荷を更に安定的に与えることができる。よって、本実施形態によれば、小動物Ｓに無酸素運動を容易且つ更に安定的に行わせることが可能な運動負荷装置１００を提供することができる。

【0054】

更に、第１実施形態の運動負荷装置１００は、走路面１２の傾斜角度θが増加する方向に角度調節機構４０を傾斜させた状態で角度調節機構４０を支持する傾斜台５０を更に備える。

【0055】

これにより、運動負荷装置１００は、角度調節機構４０とは別個に設けられた傾斜台５０を使用して、走路面１２を急峻に傾斜させることができる。したがって、運動負荷装置１００は、角度調節機構４０を新たに設計する必要がなく、既存のトレッドミル装置１及び角度調節機構４０を活用することができる。よって、本実施形態によれば、小動物Ｓに無酸素運動を更に容易且つ安定的に行わせることが可能な運動負荷装置１００を提供することができる。

【0056】

更に、第１実施形態の運動負荷装置１００において、角度調節機構４０は、基板４１と、左右方向に間隔を空けて配置され基板４１の後部４１ａから上方に延びて当該間隔に配置された基台２を支持する一対の第１支柱４２と、左右方向に間隔を空けて配置され一対の第１支柱４２よりも前方に位置する基板４１の部分４１ｂから上方に延びて当該間隔に配置された基台２を支持する一対の第２支柱４４と、を含む。角度調節機構４０は、一対の第２支柱４４における基台２の支持位置を上下方向に調節することによって走路面１２の傾斜角度θを調節可能である。

【0057】

これにより、運動負荷装置１００は、角度調節機構４０としてジャッキ又はエアシリンダのような部材を用いる場合よりも、走路面１２の傾斜角度θを容易且つ安定的に調節することができ、傾斜状態のトレッドミル装置１の設置安定性を容易に確保することができる。しかも、運動負荷装置１００は、走路面１２を既存の角度範囲の傾斜角度θに傾斜させて使用する場合であっても、傾斜台５０を取り外すだけで済む。傾斜台５０を用いずに走路面１２を急峻に傾斜させるためには、例えば、角度調節機構４０の一対の第２支柱４４の基板４１からの高さを既存の高さよりも高くする必要がある。そうすると、走路面１２を既存の角度範囲の傾斜角度θに傾斜させて使用する場合には、一対の第２支柱４４がケージ５の側面を覆ってしまい、走路面１２及び小動物Ｓの視認性が著しく低下する。本実施形態の運動負荷装置１００は、前述のように構成された角度調節機構４０と傾斜台５０とを採用することによって、傾斜状態のトレッドミル装置１の設置安定性を低コストで確保しつつ、走路面１２の傾斜角度θを既存の角度範囲から急峻な角度まで容易に調節することができる。よって、本実施形態によれば、小動物Ｓに無酸素運動を容易且つ安定的に行わせることができると共に、様々な医療実験に使用できる利便性の高い運動負荷装置１００を提供することができる。

【0058】

更に、第１実施形態の運動負荷装置１００において、傾斜台５０は、底板５１と、前端部５２ｂが後端部５２ａよりも上方に位置するよう底板５１に対して傾斜し角度調節機構４０の基板４１が載置される座板５２と、座板５２よりも後方に位置する底板５１の部分５１ｅから上方に突出し、座板５２に載置された角度調節機構４０の基板４１の後端部４１ｃを支持するブロック５３と、を含む。傾斜台５０は、角度調節機構４０の基板４１が座板５２に載置されることによって走路面１２の傾斜角度θが増加する方向に角度調節機構４０を傾斜させる。

【0059】

これにより、運動負荷装置１００は、比較的簡単な構成によって傾斜台５０を実現することができるので、傾斜状態のトレッドミル装置１の設置安定性を更に容易に確保することができる。よって、本実施形態によれば、小動物Ｓに無酸素運動を更に容易且つ安定的に行わせることが可能な運動負荷装置１００を提供することができる。

【0060】

更に、第１実施形態の運動負荷装置１００において、傾斜台５０は、底板５１の左右端部５１ｃ，５１ｄを越えて左右方向に延びるアウトリガ５６，５７を更に含む。

【0061】

これにより、運動負荷装置１００は、傾斜台５０の設置安定性を更に向上させることができるので、傾斜状態のトレッドミル装置１の設置安定性を更に容易且つ確実に確保することができる。よって、本実施形態によれば、小動物Ｓに無酸素運動を更に容易且つ更に安定的に行わせることが可能な運動負荷装置１００を提供することができる。

【0062】

［第２実施形態］
図１３～図１４を用いて、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態において、第１実施形態と同様の構成要素については、説明を省略する。

【0063】

図１３は、第２実施形態の運動負荷装置１００の外観構成を示す斜視図である。

【0064】

第２実施形態の運動負荷装置１００では、刺激装置２０の構成が第１実施形態とは異なる。第２実施形態の刺激装置２０は、図１３に示すように、走路面１２の後端部１２ａに配置された緩衝材６０によって構成される。第２実施形態の刺激装置２０は、走路面１２の後端部１２ａに到達した小動物Ｓが緩衝材６０に接触した際に小動物Ｓに対して機械的刺激を与える。第２実施形態の刺激装置２０は、小動物Ｓが走路面１２の後端部１２ａ側に落下した際に小動物Ｓを緩衝材６０によって受け止める。

【0065】

これにより、第２実施形態の運動負荷装置１００は、電気的刺激を与える第１実施形態よりも簡単な構成によって刺激装置２０を実現することができると共に、走路面１２の後端部１２ａに到達した小動物Ｓに対して第１実施形態よりも優しい刺激を与えることができる。しかも、第２実施形態の運動負荷装置１００は、走路面１２が急峻に傾斜したことによって小動物Ｓが走路面１２の後端部１２ａ側に落下した場合であっても小動物Ｓを安全に受け止めることができる。よって、本実施形態によれば、小動物Ｓに無酸素運動を更に容易且つ安定的に行わせることができると共に、小動物Ｓの安全性を容易に確保することができる運動負荷装置１００を提供することができる。

【0066】

図１４は、図１３に示す緩衝材６０の詳細構成を示す図である。図１４の上段には、緩衝材６０の側面図が示され、図１４の下段には、緩衝材６０の下面図が示されている。

【0067】

緩衝材６０は、スポンジ又はウレタン等の発泡材料によって形成される。緩衝材６０は、走路面１２の後端部１２ａとケージ５及び仕切り板６とによって形成される空間を埋めるような大きさに形成される。緩衝材６０は、図１４に示すように、ケージ５の天井部５ａに接触する上面６１と、走路面１２の後端部１２ａに接触する下面６２と、ケージ５の側面又は仕切り板６に接触する左面６３及び右面６４と、ケージ５の後面に接触する後面６５と、走路面１２に対して傾斜して前後方向に延びる斜面６６と、を有する。

【0068】

斜面６６は、走路面１２の後端部１２ａから前方に向かうに従って走路面１２から遠ざかるように傾斜する。緩衝材６０の斜面６６が走路面１２と成す角度φは、走路面１２の傾斜角度θが大きいほど小さい。

【0069】

これにより、第２実施形態の運動負荷装置１００は、走路面１２の後端部１２ａに到達した小動物Ｓの背中又は臀部に対して機械的刺激を確実に与えることができると共に、落下した小動物Ｓを確実に受け止めることができる。よって、本実施形態によれば、小動物Ｓに無酸素運動を更に容易且つ安定的に行わせることができると共に、小動物Ｓの安全性を容易且つ確実に確保することができる運動負荷装置１００を提供することができる。

【0070】

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、各実施形態に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の変更を行うことができる。本発明は、或る実施形態の構成要素を他の実施形態の構成要素に追加したり、或る実施形態の構成要素を他の実施形態の構成要素と置換したり、或る実施形態の構成要素の一部を削除したりすることができる。

【符号の説明】

【0071】

１…トレッドミル装置、２…基台、２ａ…後面、２ｂ…側面、２ｃ…下面、３…支軸、４…支持バー、５…ケージ、５ａ…天井部、６…仕切り板、１０…トレッドミル、１１…走行ベルト、１２…走路面、１２ａ…後端部、１２ｂ…前端部、１３…突起片、１４…駆動側のプーリ、１５…従動側のプーリ、１６…駆動装置、１７…モータ、１８…伝動ベルト、２０…刺激装置、２１…電極、２２…グリッド、２３…グリッドボックス、３０…操作端末、３１…制御装置、３２…入力装置、３３…表示装置、４０…角度調節機構、４１…基板、４１ａ…後部、４１ｂ…基板４１の部分、４１ｃ…後端部、４２…一対の第１支柱、４３…軸受、４４…一対の第２支柱、４５…切り欠き、４６…ハンドル、５０…傾斜台、５１…底板、５１ａ…後端部、５１ｂ…前端部、５１ｃ…左端部、５１ｄ…右端部、５１ｅ…底板５１の部分、５１ｆ…底板５１の部分、５２…座板、５２ａ…後端部、５２ｂ…前端部、５２ｃ…上面、５２ｄ…下面、５３…ブロック、５３ａ…ストッパ、５４…前壁板、５５…中壁板、５６…後アウトリガ、５７…前アウトリガ、５８…ハンドル、６０…緩衝材、６１…上面、６２…下面、６３…左面、６４…右面、６５…後面、６６…斜面、１００…運動負荷装置

【要約】

【課題】小動物に無酸素運動を容易且つ安定的に行わせることが可能な運動負荷装置を提供することを目的とする。
【解決手段】運動負荷装置は、小動物に運動負荷を与えて医療実験を行うための装置であって、コンベア式の走路面を後方に移動させることによって小動物を前方に走行させるトレッドミルと、トレッドミルの周囲を囲み、小動物のトレッドミルからの離脱を防止するケージと、走路面の後端部に到達した小動物に刺激を与える刺激装置と、トレッドミル及びケージが搭載される基台を支持し、走路面の前端部が後端部よりも上方に位置するよう走路面を傾斜させて走路面の傾斜角度を調節可能な角度調節機構と、を備える。走路面には、小動物の大きさに応じた複数の突起片が設けられる。
【選択図】図１

【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】

【図14】