JP2020110377A - 運動器具 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、コンパクトな構造で収納性も高く、足指、足首の底背屈運動及びジグリング運動を個別に又は同時に行うことが可能な運動器具を比較的安価で提供することを目的とする。【解決手段】初期の基準位置であらかじめ足指を背屈させるフットパッドを設け、足首の可動域を制限し底背屈運動のステップのストロークを少なくすることで構造の簡素化、コンパクト化を実現する。またジグリング運動においてはステップ回転軸と偏芯カムに連結されたジグリングパーツ14の２か所で支えることで強度を高めた。【選択図】図１

Description

本発明は運動器具、特に足首の底背屈運動及びジグリング運動を一台で行うことが可能な運動器具に関する。

足首や足指の底背屈運動は、筋力強化だけでなく下肢の血流やリンパの代謝を促進することは良く知られている。またジグリング（貧乏ゆすり）による振動が骨の再生を促す事や股関節障害の機能回復に効果があるといった研究報告もある。

足首や足指の底背屈運動やジグリングを他動的に行うことができる運動器具はいくつか特許文献で見受けられる。特許文献１は、モータとカム及びクランク機構で足首を底背屈させるものであるが、底背屈の角度は一定であり個人差が大きい足首の柔軟性に対応できないといった問題がある。また、特許文献２は足首の底背屈に空気袋とモータによるクランク機構を併用して行うものであるが、底背屈の角度が限定的あるとともに構造が複雑であり、耐久性や製造コストが高くなるといった問題がある。足指を底背屈させるものとしては特許文献３の空気袋を利用したものであるが、運動効果としては足指のみで足首の底背屈には対応しておらず下肢の血流促進効果は限定的であるといった問題がある。足首だけでなく膝、股関節を含むく下肢の運動効果を可能とした特許文献４は、機構が複雑でありコスト高になる問題や大きい為、広い場所が必要であり収納性も悪いといった問題がある。特許文献５は空気袋で踵を固定させジグリング運動を行うものであるが足首の底背屈運動は考慮されておらず足裏のマッサージを並行して行うものであり下肢の運動効果は限定的であるといった問題がある。いずれにしても足指、足首の底背屈運動及びジグリングの両方を個別に、もしくは並行して行えるもではない。

足指、足首の底背屈運動及びジグリングの両方を個別に、もしくは並行して行えるものは調査した範囲においては特許文献６に開示されたものしか見当たらない。ただし、この運動器具は構造的に複雑でコスト高になる問題と足首の底背屈のストローク角度が大きい為その分高さが必要となり収納性も好ましくはない。

また、左右の足を乗せる部材を中央の１つの中空構造の回転軸だけで支える構造であり、前後左右いずれか極端に荷重がかかった時の安定性やギアの耐久性に問題がある。加えて足首をしっかりと底背屈させるには高トルクのモータが必要となり製造コストが高くなるといった問題もある。

特開２００７-２３６８８１号 特許第４８１６７９５号 特開２００７-２６０１７８号 特開２００７-２６０１７６号 特開２０１７-１４０１１６号 特許第６０８０３３２号

本発明は、コンパクトな構造で収納性も高く、足指・足首の底背屈運動及びジグリング運動を個別に又は同時に行うことが可能な運動器具を比較的安価で提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本願発明は、初期の基準位置で足を乗せるステップベースを５度〜２０度程度、足指側を上に傾斜させ足首を背屈させるとともに、足指を背屈させるフットパッドを設け、足首の可動域を制限し底背屈運動のストロークを少なくすることで構造の簡素化、コンパクト化を実現する。またステップベースの回転軸と偏芯カムに連結されたジグリングベースの複数個所で支えることで強度と安定性を高めたことを特徴とする。

上記した本願発明によれば、他動的に足指・足首の底背屈運動が可能であり、加えてジグリングも個別にもしくは並行して実施できる。簡素でコンパクトな構造なので比較的安価で製造可能であり、多くの人々が手軽に下肢の筋力強化、血流促進を促すことが可能となる。

本願発明の実施形態の全体の斜視図である。 足を乗せるフットパッド１の形状を説明する図である。 回転軸６に接続されたパーツの説明の為の図である。 エアバッグ４の仕組みを説明する図である。 ジグリングの説明のための図である。 ジグリングベース４の回動の様子を示した図である。 エアバッグ７を利用して足首の底背屈運動を行なっている図である。 本願発明の実施形態に係る運動器具を底面から見た図である。 スタンド１７を回転させて本体を傾斜させ固定した図である。 本体を傾け床に座って利用している図である。 本体を傾け仰向けになって利用している図である。 下肢のマッサージを実施している図である。 フットマッサージャーの足底部に本企画の本体を配置した展開例である。 マッサージチェアの足底部に本企画の本体を配置した展開例である。

以下、本願発明の実施形態につき、各図を用いて詳細に説明する。なお、本願発明は、以下説明する実施形態の構成に限らず、本願発明の目的を達成し、特許請求の範囲に記載した範囲内におけるあらゆる具体的形態を含むものである。

本願発明の実施形態に係る運動器具は、自宅等で使用する電動の運動器具であり、図１は本体の斜視図である。運動を実施しないときにはフットレストとしても利用できるコンパクトな形状である。なお、図１〜図１２において左側が前方（足指側）、右側が後方（踵側）としている。

図２は、足を乗せるフットパッド１の形状を説明する図である。フットパッド１は足指を背屈させる為に前方（足指側）が大きく隆起している。また後方（踵側）は足首を底屈させるためやや傾斜をつけている。フットパッド１の足指側の素材は中反発程度の弾性体が好ましい。一方、踵が接する部分は低反発の弾性体が好ましい。その理由としては、足指側は足の前側が広く面でフットパッド１に接するが踵側は底屈の際、狭い範囲で強く接する為、長時間使用すると踵のフットパッド１に接している所が痛みを伴う可能性があるからである。足首の可動域は、個人差はあるが一般的には立位の場合で底屈４０〜５０度、背屈２０〜３０度とされている。ただし足指を背屈させた場合、足首の可動域はおよそ半分以下に制限される。これは足指の骨と踵骨は足底腱膜で繋がっており足指を背屈させることで、この足底腱幕が引っ張られる為、足首の底背屈の可動域が制限される。このような足の構造はウインドラス構造と呼ばれている。これにより、足首の可動域の遊び（筋肉にほとんど作用しない範囲）を少なくすることでステップベース２の駆動範囲が大幅に少なくなり本体のコンパクト化および短時間で効率的に下肢の筋肉を刺激することが可能となる。また、ステップベース２は基準位置（初期状態）の時、５度〜２０度程度、足指側を上に傾斜させている。これは、あらかじめ足首を背屈させた状態にすることで、背屈の可動域をより制限するためである。

図３はステップベース２、ステップカバー３、ジグリングベース４、本体ベース５の関係をわかりやすく上下に分解した片方だけの図である。これら４つのパーツは回転軸６に対して入れ子状に配置されている。ステップカバー３はステップベース２の回動の際、指等の挟み込みを防ぐためのものである。ステップベース２とジグリングベース４の間に設置されたエアバッグ７を利用して各ステップベース２を回動させ足首の底背屈をおこなう。図４に記しているように各エアバッグ７のコントロールは、エアモータ８からの供給された空気の吸排気を制御する電子制御弁９によって行われる。供給する空気の量は電子制御によって操作パネルもしくはリモコン１９によって行う。別の方法としては電子制御可能なモータとギア及び偏芯カムの利用やアクチュエータ、ソレノイド等を利用してもかまわない。なお図１、図４においては、左右対称に前後２つに分割された合計４つのステップベース２及び合計４つのステップカバー３で構成されているが、左右を連結し前後２つに分割した合計２つのステップベース２と合計２つのステップカバー３で構成してもよい。回転軸６も左右対称ではなく1本で貫いても良いし、それぞれの回転軸を複数配してもかまわない。左右を連結した場合、部品点数は少なくなるが左右の足の底背屈運動は同期した動きとなるため独立して行うことができない。また、足指の背屈、足首の底背屈を個別に動かす為にステップベースを３分割して、それぞれ個別に上記の方法で動かしてもかまわない。

図５はジグリング部の説明のための図である。ジグリング用モータ１０からベルトドライブ１１を介してジグリングシャフト１２に伝達された回転運動は、偏芯カム１３でジグリングパーツ１４を上下運動に変換する。ジグリングパーツ１４は楕円形状の穴が開いたジグリングスリット１５を介してジグリングベース４と連結されている。ジグリングベース４は前述の回転軸６に固定されており、このとき、ジグリングパーツ１４は楕円状の運動軌跡となる。この左右のブレを吸収するのがジグリングスリット１５の役割である。ジグリングベース４は回転軸６を中心に回動する。この動きは後方（踵側）のステップベース２にもそのまま伝わる。これにより、足首の底背屈運動とジグリング運動を個別にまたは同時に実施することが可能となる。ジグリング用モータ１０の回転数を電子制御することでジグリングの速度を操作パネルもしくはリモコン１９で調整する。別の方法としては電子制御可能なモータとギア及び偏芯カムの利用やアクチュエータ、ソレノイド等を利用が考えられる。また簡便な方法としては一般的なマッサージャー等で利用される振動モータを利用する方法がある。ただ振動モータは微細な振動なのでジグリング本来のミルキングアクションによる血流促進効果や骨への刺激は弱くなる。

図６は偏芯カム１３の回転運動がジグリングベース４を回動させている様子を90度毎に記した図である。図６−１は０度（ジグリングベース４の下死点）、図６−２は９０度、図６−３は１８０度（ジグリングベース４の上死点）、図６−４は２７０度の時の図である。左右の偏芯カム１３は同一角度でも良いし、違う角度に設定しても良い。

図７はエアモータ８から供給された空気を電子制御弁９によりエアバッグ７のエア供給量と吸排気を電子制御により調整して足首の底背屈運動を行なっている図である。わかりやすくする為、フットパッド１、エアバッグ７以外は半透明にしている。本企画の足首の底背屈は分割されたステップベース２の中央付近を回転軸として、基準位置（初期状態）から足指側は時計回りに背屈のみ、踵側は反時計回りに底屈のみ行う構造である。独立して底背屈を行うことができるので効率的であり、また少ない可動域で筋肉に刺激を与える効果もある。なぜなら分割していないステップベースの場合、例えば足首の背屈をした際、踵側は時計回りに下ることで足にかかる力が逃げてしまうからである。また逆に底屈の場合、足指側が反時計回りに下がり、これも同様に足にかかる力が逃げてしまう。これらを避ける為、個別に底背屈を行える構造にしている。図７−１は全てのエアバッグ７の空気が抜けている状態（初期状態）の図である。図７−２は踵側のエアバッグ７を膨らませて足首を底屈させている図である。足指をあらかじめフットパッド１で背屈させているので、この程度（約１５〜３０度）の底屈でも下肢の筋肉に刺激を与えることができる。図７−３はつま先側のエアバッグ７を膨らませて足首及び足指を背屈させている図である。初期状態ですでにステップベース２は背屈（約５〜２０度）しているのでこの程度（約１０〜２０度）でも充分筋肉に刺激を与えることが可能である。図７−４は踵側とつま先側両方のエアバッグ７を膨らませて足首の底背屈を同時に行なった図である。図７−４が最も膝下の筋肉群を刺激する。足は固定していないので刺激が強すぎる場合は少し足を浮かせばよいので安全である。より強く刺激したい場合はフットパッド１を押し込む様に体重を乗せてゆけばよい。エアモータ８の空気の供給量を電子制御で調節することで、使用する人の足首の柔軟性に合わせ底背屈量の調整も可能である。

図８は、本願発明の実施形態に係る運動器具を下側から見た図である。本体の底面には、ベースクッション１６が固定されている。素材としては床を傷つけないよう弾力性があり、かつ滑りにくい材質が好ましい。

図９は、スタンド１７を回転させて本体の足指側を上に傾斜させた図である。斜めにした場合でも本体側面にベースクッション１６同様のサイドクッション１８が配置されており安定して利用可能である。これにより図１０に記しているように、床に座り利用することが可能となる。手で体を安定させるため下肢だけでなく上肢の筋肉も刺激することができる。また図１１に記しているように仰向けで寝た状態でも利用可能である。本体の動作は着脱可能なリモコン１９（図１参照）で操作可能でありこのような姿勢で利用する場合は便利である。

図１２は本体のフットパッド１の上にふくらはぎを乗せ下肢のマッサージを実施している図である。細かい振動と心臓より高い位置に足を乗せているので、下肢のむくみの改善等に効果的である。

図１３は膝下部までマッサージできるフットマッサージャーの足底部に本企画の本体を配置した展開例である。また、図１４は下肢もマッサージできるマッサージチェアの足底部に本企画の本体を配置した展開例である。いずれもマッサージしながら下肢の筋肉運動が可能となる。図示した形状は一例であり特許請求の範囲に記載した範囲内におけるあらゆる具体的形態を含むものである。

１ フットパッド
２ ステップベース
３ ステップカバー
４ ジグリングベース
５ 本体ベース
６ 回転軸
７ エアバッグ
８ エアモータ
９ 電子制御弁
１０ ジグリング用モータ
１１ ベルトドライブ
１２ ジグリングシャフト
１３ 偏芯カム
１４ ジグリングパーツ
１５ ジグリングスリット
１６ ベースクッション
１７ スタンド
１８ サイドクッション
１９ リモコン

Claims (8)

1. 足指・足首の底背屈運動及びジグリング運動を個別にもしくは同時に実施できる運動器具であって
   床面等に設置する本体部と、
   前記本体部の上部に使用者が足を乗せる前後に分割されたステップベースと、
   前記ステップベースは、それぞれの一端を支点として独立して回動させるための駆動装置を含み
   前記ステップベースの後方側の下に設置されたジグリングベースと、
   前記ジグリングベースを上下動させるための駆動装置を含んでいる、
   ことを特徴とする運動器具。
2. 前記ステップベースもしくは前記ステップベースの上に配置されたフットパッドの足指が当接する部分が隆起している
   ことを特徴とする請求項１に記載の運動器具。
3. 前記ステップベースの基準位置は本体の底面に対して後方側が下に５度〜２０度程度傾斜して配置されている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の運動器具。
4. 前記ステップベースを個別に回動させる為に空気袋とエアモータを利用している
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の運動器具。
5. 前記ジグリングベースの上下動の速度は操作パネルもしくはリモコンで調整可能である
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の運動器具。
6. 前記ステップベースのそれぞれの回動角度は操作パネルもしくはリモコンで調整可能である、
   ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の運動器具。
7. 前記本体を床面より本体前方側を２０度から６０度程度、上方向に傾斜させて利用可能な構造を有している、
   ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の運動器具。
8. 前記本体を下肢がマッサージできるフットマッサージャー及びマッサージチェアの足底部に配置した構造を有している
   ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の運動器具。