JP7010519B1

JP7010519B1 - 膝関節刺激装置

Info

Publication number: JP7010519B1
Application number: JP2020212508A
Authority: JP
Inventors: 喜久憲塚迫; 正文佐藤
Original assignee: MKR J CO LTD
Current assignee: MKR J CO LTD
Priority date: 2020-12-22
Filing date: 2020-12-22
Publication date: 2022-01-26
Anticipated expiration: 2040-12-22
Also published as: JP2022098866A; CN114652565B; CN114652565A

Abstract

【課題】足関節の底屈および背屈の動きと協調しながら膝関節を伸展および屈曲させて、当該膝関節に刺激を加えることができる膝関節刺激装置を提供する。【解決手段】同じ高さで平行する二つの回動中心軸３が、フレーム２に設けられ、当該二つの回動中心軸３からそれぞれ揺動アーム４が垂下され、これらの揺動アーム４の下端部には、使用者の足底が載置可能な支持板部５の前端部および後端部が回動可能に設けられ、前記フレーム２に設けられたモータ６と揺動アーム４との間が連結部材７を介して駆動連結され、前記モータ６の回転で駆動する連結部材７を介して、揺動アーム４が、前記回動中心軸３を中心に揺動するように構成されており、前記支持板部５は、当該支持板部５上に前記使用者９の足底９１を載置した状態で、当該支持板部５を水平に保ったまま円弧状に揺動できるようになされたものである。【選択図】図３

Description

本発明は、自重をかけずに膝関節を刺激することができる膝関節刺激装置に関するものである。

従来より、本発明者は、基盤上に設けたモータと、当該基盤に隣接して設けたレールを滑動するスライダとの間を、クランクによって連結し、モータの回転で駆動するクランクによってスライダをレールに沿ってスライド移動させて、当該スライダ上の支持板部に設けた足底を前後に動かせて９０度端座位から膝関節を伸展および屈曲させるように構成した膝関節刺激装置を提案している（例えば、特許文献１参照）。

この膝関節刺激装置では、レールを円弧状に湾曲形成することで、９０度端座位からの膝関節の伸展および屈曲に足底が追従するように構成されていた。

特開２０１６－１３１７９７号公報

上記従来の膝関節刺激装置の場合、円弧状に湾曲形成したレールに沿って、スライダをスライド移動させ、当該スライダ上の支持板部に設けた足底を前後に動かすため、足関節は、常に同じ角度のままで底屈や背屈することなく、膝関節のみが伸展および屈曲することとなる。しかし、膝関節は、当該膝関節のみが単品で動く場合は程無く、本来、他の関節、すなわち、股関節や足関節や足指関節と協調しながら動くものである。

したがって、膝関節のみを単品で動かして膝関節の動きを取り戻すことも重要であるが、次の段階としては、他の関節と協調しながら膝関節を動かすことが重要と考える。例えば、腓腹筋は、足関節の底屈に関与しているが、当該腓腹筋の内側頭は大腿骨の内側顆および隣接する部分、当該腓腹筋の外側頭は大腿骨の外側顆および隣接する部分が起始位置であり、踵骨が停止位置であり、膝関節および足関節にまたがって設けられている。そのため、足関節を底屈および背屈しながら膝関節を伸展および屈曲させる場合、膝関節は、このような膝関節を含む複数の関節に跨がって設けられた腓腹筋や足底筋のような多関節筋の動きの影響を受けながら活動しているが、上記従来の膝関節刺激装置の場合には、その点が考慮されていなかった。

本発明は、係る実情に鑑みてなされたものであって、足関節の底屈および背屈の動きと協調しながら膝関節を伸展および屈曲させて、当該膝関節に刺激を加えることができる膝関節刺激装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するための本発明の膝関節刺激装置は、同じ高さで平行する二つの回動中心軸が、フレームに設けられ、当該二つの回動中心軸からそれぞれ揺動アームが垂下され、これらの揺動アームの下端部には、使用者の足底が載置可能な支持板部の前端部および後端部が回動可能に設けられ、前記フレームに設けられたモータと揺動アームとの間が連結部材を介して駆動連結され、前記モータの回転で駆動する連結部材を介して、揺動アームが、前記回動中心軸を中心に揺動するように構成されており、前記支持板部は、当該支持板部上に前記使用者の足底を載置した状態で、当該支持板部を水平に保ったまま円弧状に揺動できるようになされたものである。

前記膝関節刺激装置において、前記支持板部は、前記使用者の片足の足底を載置できる大きさ、または両足の足底を並べて載置できる大きさに形成されたものであってもよい。

上記課題を解決するための本発明の膝関節刺激装置は、同じ高さで平行する二つの回動中心軸が、フレームに設けられ、当該フレームを挟むように、前記二つの回動中心軸の両側からそれぞれ一対の揺動アームが垂下され、これら揺動アームの下端部には、フレームを挟んで使用者の左右の足の足底をそれぞれ載置可能な支持板部の前端部および後端部が回動可能に設けられ、前記フレームに設けられたモータと揺動アームとの間が連結部材を介して駆動連結され、前記モータの回転で駆動する連結部材を介して、揺動アームが、前記回動中心軸を中心に揺動するように構成されており、前記支持板部は、当該支持板部上に前記使用者の足底を載置した状態で、当該支持板部を水平に保ったまま円弧状に揺動できるようになされたものである。

前記膝関節刺激装置において、揺動アームはフレームを挟んだ左右のそれぞれが独立して揺動するように回動中心軸に対して設けられており、連結部材は左右それぞれの揺動アームとモータとの間に設けられており、かつ、左側の揺動アームと連結部材との駆動連結と、右側の揺動アームと連結部材との駆動連結とが１８０度の位相で連結されて、左右交互に揺動できるようになされたものであってもよい。

以上述べたように、本発明によると、支持板部上に使用者の足底を載置した状態で、当該支持板部を水平に保ったまま円弧状に揺動できるようになされているので、揺動時に足関節を低屈および背屈させながら、膝関節に、当該膝関節を伸展および屈曲させる刺激を加えることができる。しかも、これらの動作は、モータによる駆動力で行われるため、脚が緊張することもなく、リラックスした状態で、膝関節に刺激を加えることができる。

本発明に係る膝関節刺激装置の全体構成の概略を示す側面図である。本発明に係る膝関節刺激装置の全体構成の概略を示す正面図である。本発明に係る膝関節刺激装置の使用状態を示す側面図である。本発明に係る膝関節刺激装置のさらに他の実施の形態を示す正面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

図１および図２は本発明に係る膝関節刺激装置１を示し、図３は同膝関節刺激装置１の使用状態を示している。

この膝関節刺激装置１は、フレーム２に設けられた二つの中心軸３，３から、それぞれ揺動アーム４，４が垂下され、この揺動アーム４，４の下端部には、支持板部５の前端部および後端部が回動可能に設けられ、フレーム２に設けられたモータ６と揺動アーム４，４との間が連結部材７を介して駆動連結され、モータ６の回転で駆動する連結部材７を介して、揺動アーム４，４が、前記二つの中心軸３，３を中心に揺動し、支持板部５は、当該支持板部５を水平に保ったまま円弧状に揺動できるようになされている。

フレーム２は、平行する一対の脚フレーム２１，２１のうち、一方の脚フレーム２１の中央部からメインフレーム２２が延設され、他方の脚フレーム２１の中央部から支持フレーム２３が延設されており、メインフレーム２２を、支持フレーム２３が支えるように連結されている。このメインフレーム２２は、支持フレーム２３との連結部分よりさらに延設され、その延設先端部が屈曲されている。脚フレーム２１の両端部には、滑り止めゴム２４が設けられている。

中心軸３，３は、前記メインフレーム２２の屈曲部分の基端部と先端部との二か所に設けられており、当該メインフレーム２２の軸方向に直交して互いに水平で平行するように設けられている。この中心軸３，３は、軸受３０，３０に内装された当該中心軸３，３が、軸受３０，３０の両側に突出するようになされている。

揺動アーム４，４は、二つの中心軸３，３の軸受３０，３０から突出された部分からそれぞれ延設されており、軸受け３０，３０の反対側から突出された部分からもそれぞれ延設されており、合計４カ所から垂下するようになされている。このうち、メインフレーム２２の一方側から垂下された揺動アーム４，４は右足用、他方側から垂下された揺動アーム４，４は左足用となる。

支持板部５は、使用者９の足底９１が載置可能な長板状に形成されており、その底面の前端部と後端部とに幅方向に渡って支持軸５０，５０が設けられている。この支持軸５０，５０は、支持板部５に対して回動可能になっており、支持板部５の一側から突出した支持軸５０，５０と前記揺動アーム４，４の垂下した下端部とが連結するようになされている。これにより、支持板部５は、揺動アーム４，４の揺動によって水平状態を保ちながら円弧状に揺動することかできるようになされている。この支持板部５は、前記した右足用の揺動アーム４，４、左足用の揺動アーム４，４のそれぞれに設けられ、それぞれ右足用の支持板部５、左足用の支持板部５となる。なお、図１および図２に示すように、中心軸３と揺動アーム４と指示軸５０とは、一体に構成されていてもよい。

モータ６は、メインフレーム２２に固定されており、ギアボックス６１を介して、中心軸３，３や支持軸５０，５０と同じ軸方向で軸回転するようになされている。このギアボックス６１の両側には、回転する円盤６２，６２が設けられており、この円盤６２，６２には、回転中心６３から異なった回転半径となる複数の位置に取付穴６４が設けられている。一方の円盤６２が右足用、他方の円盤６２が左足用となる。

連結部材７は、前記円盤６２に設けられた取付穴６４と、揺動アーム４，４のうちの、モータ６に近い側の揺動アーム４との間に回動可能にピン連結７１され、円盤６２の回転によって、揺動アーム４を押し引きして揺動させることができるようになされている。この際の揺動幅は、ピン連結７１する取付穴６４の位置を選択することで、変更することができるようになされている。また、円盤６２，６２に設けられた取付穴６４，６４の位相を１８０度ずらして取り付けることで、フレーム２２の両側にある右足用の揺動アーム４，４と左足用の揺動アーム４，４との揺動を１８０度ずらして交互に揺動させることができるようになされている。したがって、円盤６２，６２に設けられた取付穴６４，６４の位相をずらさずに取り付ければ、フレーム２２の両側にある右足用の揺動アーム４，４と左足用の揺動アーム４，４とは、同時に揺動させることもできる。揺動回数や揺動のスピードは、メインフレーム２２の延設部分に設けられたモニター８に表示されるようになされている。

このようにして構成される膝関節刺激装置１は、モータ６の電源をコンセント６５に接続して当該モータ６の始動スイッチ６６をオンオフすることによってモータ６を駆動することで、連結部材７を介して揺動アーム４へと駆動伝達し、二つの中心軸３，３を中心に揺動アーム４，４が揺動して、支持板部５，５が揺動することとなる。この際、水平状態で設けられた二つの支持軸３，３から垂下された揺動アーム４，４に支持板部５を設けているので、支持板部５は、水平状態を保ちながら円弧状に揺動させることができることとなる。

次に、このようにして構成される膝関節刺激装置１の使用方法について説明する。

使用者９は、図３に示すように、膝関節刺激装置１の支持板部８に９０度端座位で足底９１を載置させるように、当該使用者９の椅子９０を位置決めする。

この状態になったら始動スイッチ６６を入れてモータ６を作動させて運動を開始する。モータ６を作動させると、ギアボックス６１、円盤６２，６２、連結部材７，７を介して中心軸３，３を中心に揺動アーム４，４および支持板部５，５が揺動し、支持板部５，５に載置させていた使用者９の足底９１は、９０度端座位から膝関節９２を伸展させた後、元の９０度端座位まで戻ってさらに屈曲した後、９０度端座位を中心にして伸展と屈曲とを、所定の動作角度αの範囲で繰り返す動作により、当該膝関節９２に、モータ６による他動運動の刺激を加えることとなる。

この際、支持板部５は、水平状態で設けられた二つの支持軸３，３から垂下された揺動アーム４，４に設けられることによって、水平状態を保ちながら円弧状に揺動するので、膝関節を屈曲および伸展させる揺動のタイミングに合わせて、足関節の底屈および背屈が行われることとなる。したがって、膝関節の動きと足関節の動きとを協調させながら動員する筋群を増やして膝関節の屈曲や伸展を行うことができる。しかも、これらの動作は、モータ６による駆動力で行われるため、脚が緊張することもなく、リラックスした状態で、膝関節に刺激を加えることができる。

また、この揺動運動は、歩行時と同じように左右交互に行われるため、使用者が本来の動きを取り戻すためのリハビリテーションの運動としてより有効なものとすることができ、下肢の協調性、連動性、巧緻性の回復を図ることができる。しかも、この膝関節刺激装置１は、全てモータ６の駆動による他動運動であるため、膝関節９２が硬くなった高齢者や手術後のリハビリ患者、変形性膝関節症などの患者であっても、スムーズに膝関節９２を他動運動させることができる。

さらに、モータ６による他動運動によって、一定のリズムで他動運動させることができるので、マッサージ効果が期待できる。

なお、モータ６の始動スイッチ６６としては、当該モータ６の回転制御を行うボリュームスイッチであってもよい。この場合、揺動する揺動アーム４，４および支持板部５の揺動のスピードを調整することができる。

また、本実施の形態において、膝関節刺激装置１は、フレーム２を挟んで設けられた右足用の支持板部５と左足用の支持板部５とにそれぞれ足を載せるように構成されているが、一つの大きな支持板部５に両足を載せるように構成されたものであってもよい。この場合、支持板部５は、本実施の形態と同様に、揺動アーム４に片持ち支持するようになされたものであってもよいし、支持板部５の両側から揺動アーム４で支持するように構成されたものであってもよい。ただし、このように構成した場合、本実施の形態のように右足用の支持板部５と左足用の支持板部５とに分かれていないので、当該右足用の支持板部５と左足用の支持板部５との位相を１８０度ずらして交互に揺動させるようなことはできない。

さらに、本実施の形態において、膝関節刺激装置１は、フレーム２を挟んで設けられた右足用の支持板部５と左足用の支持板部５とにそれぞれ足を載せるように構成されているが、図４に示すように、使用者９の両側に対峙するように設けられた一対のフレーム２，２間に、それぞれ右足用の支持板部５と左足用の支持板部５とをそれぞれ別々に設けて構成したものであってもよい。この場合、膝関節刺激装置１を跨がないので、右足と左足とを近づけて使用することができる。

本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施例はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

１膝関節刺激装置
２フレーム
３中心軸
４揺動アーム
５指示板部
６モータ
７連結部材
９使用者
９１足底
９２膝関節

Claims

同じ高さで平行する二つの回動中心軸が、フレームに設けられ、当該二つの回動中心軸からそれぞれ揺動アームが垂下され、これらの揺動アームの下端部には、使用者の足底が載置可能な支持板部の前端部および後端部が回動可能に設けられ、
前記フレームに設けられたモータと揺動アームとの間が連結部材を介して駆動連結され、前記モータの回転で駆動する連結部材を介して、揺動アームが、前記回動中心軸を中心に揺動するように構成されており、
前記支持板部は、当該支持板部上に前記使用者の足底を載置した状態で、当該支持板部を水平に保ったまま円弧状に揺動できるようになされたことを特徴とする膝関節刺激装置。
前記支持板部は、前記使用者の片足の足底を載置できる大きさ、または両足の足底を並べて載置できる大きさに形成された請求項１に記載の膝関節刺激装置。
同じ高さで平行する二つの回動中心軸が、フレームに設けられ、当該フレームを挟むように、前記二つの回動中心軸の両側からそれぞれ一対の揺動アームが垂下され、これら揺動アームの下端部には、フレームを挟んで使用者の左右の足の足底をそれぞれ載置可能な支持板部の前端部および後端部が回動可能に設けられ、
前記フレームに設けられたモータと揺動アームとの間が連結部材を介して駆動連結され、前記モータの回転で駆動する連結部材を介して、揺動アームが、前記回動中心軸を中心に揺動するように構成されており、
前記支持板部は、当該支持板部上に前記使用者の足底を載置した状態で、当該支持板部を水平に保ったまま円弧状に揺動できるようになされたことを特徴とする膝関節刺激装置。
揺動アームはフレームを挟んだ左右のそれぞれが独立して揺動するように回動中心軸に対して設けられており、
連結部材は左右それぞれの揺動アームとモータとの間に設けられており、
かつ、左側の揺動アームと連結部材との駆動連結と、右側の揺動アームと連結部材との駆動連結とが１８０度の位相で連結されて、左右交互に揺動できるようになされた請求項３に記載の膝関節刺激装置。