JP4944692B2 - 可動部材用の動き制御装置及び運動機能トレーニング装置 - Google Patents

Description

本発明は、電場の印加により粘弾性を変化する電気粘性流体又は磁場の印加により粘弾性を変化する磁気粘性流体である機能性流体を用いて可動部材に連結される第１及び第２の回転軸の回転抵抗を変化させることにより可動部材の動きを制御する可動部材用の動き制御装置及び運動機能トレーニング装置に関するものである。

従来、例えば画像の形で与えられた環境への、トレーニング者の行動に応じて、力学的感覚をトレーニング者に提示するテレイグジスタンスシステムが提案されており（特許文献１）、このテレイグジスタンスシステムにおける力学的感覚呈示装置として、次のようなものが開示されている。すなわち、可動部材としての平行リンクを支持した同心な２つの回転軸と、機能性流体としての電気粘性流体を充填した流体充填室を有する部材（ケーシング）を備えた２つの電気粘性流体部とを、夫々、プーリを介して連結するとともに、平行リンクの隣接する２本のフレーム（リンク）を連結した可動部材用の動き制御装置を備える。また、平行リンクは、４本のフレームを相互に回転自在に連結するとともに、端部にレバーを設けている。この状態で、電気粘性流体部に電圧を印加して、駆動手段としてのモータから回転力が２つの回転軸夫々にプーリを介して伝達されると、上記回転軸を介してフレームが回転し、レバーを回転軸の回転によってＸＹ平面上を案内移動させることができる（実施例５、図１４、図１５参考）。

又、この装置において、例えばプーリからの回転力が伝達されない状態で、電気粘性流体部に電場を印加すれば、電場の強さに応じて電気粘性流体の粘弾性が増減して流動抵抗が変化する。これにより、各電気粘性流体部内に回転自在に配置して回転軸夫々に連結した回転部材の回転抵抗が変化し、その結果、回転軸の回転抵抗を変化させレバーに負荷をかけてブレーキをかけることもできる。

従って、このような可動部材用の動き制御装置を用いて、例えば運動機能の回復、あるいは、運動機能の向上を図るための運動機能トレーニング装置を製作することも考えられる。
国際公開第９６／０２８８７号パンフレット

しかしながら、上記装置においては、電気粘性流体を充填した流体充填室を有するケーシングを備えたブレーキ部を２つ、設ける必要がある。そのため、大きな設置場所を要するとともに、コスト高になってしまう。

また、同心に設置した２つの回転軸と２つのブレーキ部とを連結するためのプーリを必要とするため、更に、装置が嵩高いものになってしまうとともに、コスト高になるという問題点がある。

本発明は、機能性流体を充填した２つの流体充填室を１つのケーシングに形成し、コンパクトで、しかも低コストで製作できる可動部材用の動き制御装置及び運動機能トレーニング装置の提供を目的とする。

また、本発明は、２つの回転軸とブレーキ部とを連結するためのプーリを不要にした可動部材用の動き制御装置及び運動機能トレーニング装置の提供を目的とする。

本願発明は、次の特徴を有する可動部材用の動き制御装置を提供することにより、上記課題を解決する。本願の請求項１記載の可動部材用の動き制御装置は、電場又は磁場の印加に応じて粘弾性が変化する機能性流体を用いて可動部材に連結される第１及び第２の回転軸の回転抵抗を変化させることにより可動部材の動きを制御する可動部材用の動き制御装置であって、上記機能性流体が充填された流体充填室を有するケーシングと、ケーシングに対して回転可能に配設された第１及び第２の回転軸とを備え、上記流体充填室は、上記ケーシング内に、区画壁によって上記ケーシングの軸方向に区画されその軸方向の一方側に配置された第１の流体充填室とその軸方向の他方側に配置された第２の流体充填室との２つを備え、上記第１の流体充填室には、内部に第１の回転部材が回転可能に配置され、上記第２の流体充填室には、内部に第２の回転部材が回転可能に配置され、上記第１の回転軸は、筒状に形成されているとともに、上記ケーシングの軸方向の一方側に穿設された回転軸導入孔を介して、上記一方側から上記第１の回転部材と回転不能に連結され、上記第２の回転軸は、上記第１の回転軸の内部に通されるとともに、上記第１の回転部材及び区画壁を貫くようにして、上記一方側から上記第２の回転部材と回転不能に連結され、上記第１及び第２の回転部材は、夫々、上記流体充填室夫々の機能性流体の粘弾性が増すに伴い上記ケーシングと回転軸との機能性流体による回転抵抗が増すように構成されていることを特徴とするものである。

本願の請求項２記載の可動部材用の動き制御装置は、請求項１に係るケーシングが、被固定部材に固定され、上記第１及び第２の回転軸は、上記流体充填室夫々の機能性流体の粘弾性が増すに伴って、上記ケーシングに対する回転にブレーキがかけられるように構成されているものである。

本願の請求項３記載の可動部材用の動き制御装置は、請求項１に係るケーシングが、駆動手段によって回転し、上記第１及び第２の回転軸は、上記流体充填室夫々の機能性流体の粘弾性が増すに伴って、上記ケーシングと共に回転するように構成されているものである。

本願の請求項４記載の可動部材用の動き制御装置は、請求項１〜３のいずれかに係る区画壁が、上記第１の流体充填室と上記第２の流体充填室とを連通する連通孔を備えることにより、上記機能性流体が第１の流体充填室と第２の流体充填室とのいずれか一方から他方に流れ得るように構成されたものである。

本願の請求項５記載の可動部材用の動き制御装置は、請求項１〜４のいずれかに係る第１の回転軸は、筒状に形成され、上記流体充填室は、ケーシング内に、上記区画壁によってケーシングの軸方向に区画されその軸方向の一方側に配置された第１の流体充填室とその軸方向の他方側に配置された第２の流体充填室との２つを備え、上記第１の流体充填室には、内部に第１の回転部材が配置されるとともに、ケーシングの軸方向の一方側に穿設された回転軸導入孔を介して、この第１の回転部材と上記第１の回転軸とが連結され、上記第２の流体充填室には、内部に第２の回転部材が配置されるとともに、この第２の回転部材と、第１の回転軸の内部から、第１の回転部材の略中心部に設けられた挿通孔及び区画壁の連通孔に通された第２の回転軸とが連結され、上記第２の回転部材は、ケーシングの軸方向の他方側に突設された導電性の筒状接続部を備え、この筒状接続部とケーシングの軸方向の他方側に設けられた第２の給電用端子とが通電可能に接続されることにより、上記他方側から第２の回転部材に電圧を印加できるように構成され、上記第１の回転部材は、通電部材を介してケーシングの軸方向の他方側に設けられた第１の給電用端子と通電可能に接続されることにより、上記他方側から第１の回転部材に電圧を印加できるように構成され、この通電部材は、上記筒状接続部の内部から第２の回転軸の軸方向にあけられた軸孔にかけての部分に形成された収納孔に入れられることにより、その一端側が上記第１の回転部材の挿通孔の内側に配位されるとともに、その収納孔から第２の回転軸の外周側に出されて第１の回転部材の挿通孔の内周面に接続され、その他端側が第１の給電用端子に接続されたものである。

又、本願発明は、次の特徴を有する運動機能トレーニング装置を提供することにより、上記課題を解決する。本願の請求項６記載の運動機能トレーニング装置は、請求項１〜５のいずれかに記載の可動部材用の動き制御装置と、トレーニング者に運動機能のトレーニングを行わせるための可動部材とを備えた運動機能トレーニング装置であって、上記可動部材は、上記可動部材用の動き制御装置の第１及び第２の回転軸の他端側に連結されることにより、第１及び第２の回転軸と連動するように構成されているものである。

本願の請求項７記載の運動機能トレーニング装置は、請求項６に係る可動部材が、リンク機構部と、トレーニング者が把持する把持部とを備え、上記リンク機構部は、互いに所定間隔を隔ててほぼ平行に配置された長尺状の第１及び第２のリンクと、互いに所定間隔を隔ててほぼ平行に配置された長尺状の第３及び第４のリンクとを備え、上記第１のリンクは、その一端が、上記第１の回転軸と第２の回転軸とのいずれか一方に回転不能に支持され、その他端が、第４のリンクの一端に回転自在に連結され、上記第３のリンクは、その一端が、上記第１の回転軸と第２の回転軸とのいずれか他方に回転不能に支持され、その他端が、第２のリンクの一端に回転自在に連結され、上記第２のリンクと第４のリンクとの他端同士が、回転自在に連結され、上記把持部は、第２のリンクの他端側、又は、第４のリンクの他端側に支持されたものである。

本願の請求項１記載の可動部材用の動き制御装置の発明においては、流体充填室を、区画壁によって２つに区画形成し、区画形成した夫々の内部に配置した回転部材を、第１の回転軸と第２の回転軸との夫々に連結することにより、回転部材を介して機能性流体に電場あるいは、磁場が印加されると、流体充填室夫々の機能性流体の粘弾性が増して夫々の回転部材に対する回転抵抗が増し、ケーシングに対する第１及び第２の回転軸の回転抵抗を増すように構成する。

こうすることにより、例えば従来の１つの流体充填室を、２つの流体充填室に分けて形成することができる。これにより、装置全体を、部品点数の少ないコンパクトなものにでき、狭い設置場所でも使用できるとともに、低コストで製作できる。

本願の請求項２記載の可動部材用の動き制御装置の発明においては、被固定部材に固定したケーシングに対して第１及び第２の回転軸の回転抵抗を増すことにより、可動部材を被固定部材に対する動きにブレーキをかけることができる。

本願の請求項３記載の可動部材用の動き制御装置の発明においては、駆動手段によって回転するケーシングに対する第１及び第２の回転軸の回転抵抗を増すことにより、第１及び第２の回転軸をケーシングの回転に伴って共に回転させることができる。これにより、第１及び第２の回転軸に連結した可動部材を可動させることができる。

本願の請求項４記載の可動部材用の動き制御装置の発明においては、第１の流体充填室と第２の流体充填室とを連通するため、例えば機能性流体を充填する場合は、第１の流体充填室と第２の流体充填室との一方に設けた流入口から入れれば良く、作業を容易なものにできる。

また、例えば機能性流体は温度変化に伴い膨張・縮小するため、流体充填室の容積を制御する容積制御手段を設けておく必要があるが、本発明においては上述のように第１の流体充填室と第２の流体充填室とが連通しているため、第１の流体充填室と第２の流体充填室とのいずれか一方に容積制御手段を設けておけば良いものにできる。これにより、装置を簡素化できるとともに、製作コストを抑えることができる。

本願の請求項５記載の可動部材用の動き制御装置の発明においては、流体充填室を、ケーシング内に、区画壁によってケーシングの軸方向に区画するため、例えば同心に配置した第１及び第２の回転軸を、区画した流体充填室夫々に配置した回転部材と直接的に連結できる。これにより、従来のようにプーリ等の伝道部材を不要できる。従って、装置全体を、より一層、部品点数の少ないコンパクトなものにでき、狭い設置場所でも使用できるとともに、低コストで製作できる。

又、ケーシングの軸方向の一方側でケーシング内の第１及び第２の回転部材と第１及び第２の回転軸とを連結し、ケーシングの軸方向の他方側で第１及び第２の回転部材と第１及び第２の給電用端子とを夫々接続できるため、ケーシングの軸方向の一方側に給電用の配線を行う必要のないものにできる。これにより、例えばケーシングの軸方向の一方側を机の裏面に取り付けて給電用の配線を行うスペースが少ないような場合でも、ケーシングの軸方向の他方側で給電用の配線を行うことができ、作業を容易なものにできる。

また、その際、通電部材を、上記筒状接続部の内部から第２の回転軸の軸方向にあけられた軸孔にかけて部分に形成された収納孔に入れることにより行っているため、可動部材用の動き制御装置をコンパクトなものにでき、使用し易いものにできる。

本願の請求項６記載の運動機能トレーニング装置の発明においては、トレーニング者の運動機能の向上を図るためのトレーニングを行うことができる。その際、運動機能トレーニング装置全体を、部品点数の少ないコンパクトなものにでき、狭い設置場所でも使用できるとともに、低コストで製作できる。

本願の請求項７記載の運動機能トレーニング装置の発明においては、可動部材は、リンク機構部と、把持部とを備えるため、リンク機構部によって、例えばトレーニング者が自ら把持部を把持して自在に移動させ、あるいは、把持部を把持したトレーニング者に対して、強制的に移動させることも可能になり、運動機能の回復や向上を図るための運動機能トレーニング装置として好ましいものにできる。

以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。図１は、本発明の第１実施形態の運動機能トレーニング装置における可動部材の一実施形態の斜視図、図２は、本発明の第１実施形態の運動機能トレーニング装置における可動部材用の動き制御装置の一実施形態の断面図である。

第１実施形態の運動機能トレーニング装置は、図１に示す可動部材１と、図２に示す可動部材１と連結した可動部材用の動き制御装置２とを備えている。

可動部材１は、図１に示すようにリンク機構部３０と、そのリンク機構部３０の先端側に設けられた操作部１３とを備えている。

操作部１３は、この実施形態では、球状の把持部１１と、摺動部１２とを備えている。摺動部１２は、この運動機能トレーニング装置を取り付けた後述の机９の表面に沿って摺動させるためのものであり、下面が机９の表面に沿って摺動するようになっている。

リンク機構部３０は、この実施形態では、摺動部１２を、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のＸＹ平面に自在に移動させるためのもので、この実施形態では、摺動部１２が机９の表面に沿って机９の表面を図１の左右前後方向に自在に摺動できるよう構成されている。

詳しくは、この実施形態のリンク機構部３０は、互いに平行な第１及び第２のリンク３１、３２と、互いに平行な第３及び第４のリンク３３、３４との４つの棒状のリンクを備えている。

第４のリンク３４は、第１及び第２のリンク３１、３２の先端側（他端側）に回転自在に連結されている。また、第４のリンク３４は、第２のリンク３２から突出するように延設された延設部３４ａを有し、この延設部３４ａの先端に、上記操作部１３が支持されている。

第３のリンク３３は、第２のリンク３２の基端側（一端側）に回転自在に連結されている。また、この第３のリンク３３には、第１のリンク３１から突出するように延設された延設部３３ａが設けられている。そして、この延設部３３ａに回転自在に連結された連結片３５と、第１のリンク３１に設けられた延設部３１ａに回転自在に連結された連結片３６とを介してバランサー３７が取り付けられており、このバランサー３７によって、上記操作部１３のバランスをとることができるようになっている。

また、このバランサー３７の下方側に、摺動部１２の移動を規制するための移動規制部３８ａ、３９が設けられている。この移動規制部３８ａ、３９は、板状部材３８に穿設された穿設孔３８ａと、上記連結片３６の下面に、下方に突出するように設けられたストッパー３９とから構成されている。

この実施形態における穿設孔３８ａは、摺動部１２が机９の表面における端縁部に沿って移動した際にそれに伴って移動するストッパー３９の軌跡にほぼ合致するように形成されている。

そして、ストッパー３９の下端の先端側は、その穿設孔３８ａに入れられており、例えば摺動部１２が机９の表面を図１の左方向に移動していき、机９の左端縁部にくると、ストッパー３９が穿設孔３８ａの内壁面に当接し、それ以上、同方向に移動できないようになっている。これにより、摺動部１２が机９の表面から脱落するのが防止される。

次に、可動部材用の動き制御装置２について説明する。この第１実施形態の可動部材用の動き制御装置２は、可動部材１の動きにブレーキをかけるブレーキ装置として実施されている。この第１実施形態の可動部材用の動き制御装置２は、図２に示すように、ケーシング６を有する制御装置本体５と、ケーシング６に対して回転自在に配設された第１及び第２の回転軸３、４とを備えている。

第１の回転軸３は、円筒状のものから構成されている。そして、この第１の回転軸３の軸方向の図２の上端側（他端側）は、上記可動部材１の第１のリンク３１に回転不能に連結されている。これにより、第１のリンク３１は、第１の回転軸３に支持され、第１の回転軸３を軸にして第１の回転軸３と共に回転する。

第２の回転軸４は、軸方向の図２の上端側（他端側）の一部を除いて第１の回転軸３の内部に、ほぼ同心になるように配置されている。そして、この第２の回転軸４の上端側は、上記可動部材１の第３のリンク３３に回転不能に連結されている。これにより、第３のリンク３３は、第２の回転軸４に支持され、第２の回転軸４を軸にして第２の回転軸４と共に回転する。

制御装置本体５は、導電体から構成された円筒状のケーシング６を備えている。このケーシング６の軸方向の一方側（図２の上端側）の上面には、後述するケーシング６内の第１の流体充填室７ａから外部に連通するようにあけられた回転軸導入孔６１を備えている。

また、ケーシング６の軸方向の他方側（図２の下端側）には、第１の給電用端子６２と、第２の給電用端子６３との２つの給電用端子が備えられている。

ケーシング６の内部には、機能性流体としての電気粘性流体７を充填した流体充填室７ａ、７ｂが備えられている。この電気粘性流体７は、ＥＲ流体（エレクトロ・レオロジー流体）ともいわれるもので、電場の印加によって粘弾性（レオロジー）特性が変化し、その変化が瞬間的で且つ可逆的である流体である。そして、この電気粘性流体７が粘弾性を増すことにより第１及び第２の回転軸３、４の回転にブレーキをかける。

また、流体充填室７ａ、７ｂは、円板状の区画壁７１によって、ケーシング６の軸方向に２つに区画されており、上部側の第１の流体充填室７ａと、下部側の第２の流体充填室７ｂとから構成されている。

また、区画壁７１は、第１の流体充填室７ａと第２の流体充填室７ｂとを連通する連通孔７２、７３を備えており、これらの連通孔７２、７３によって、電気粘性流体７が第１の流体充填室７ａと第２の流体充填室７ｂとの一方から他方に相互に流れ得るようになっている。

この実施形態では、連通孔７２、７３は、区画壁７１の中心部に、第２の回転軸４の径よりも大きい径で円形状に穿設された中心部連通孔７２と、区画壁７１の外周部に穿設された外周部連通孔７３とから構成されている。

第１の流体充填室７ａには、第１の回転部材８１が回転可能に配置されている。この実施形態の第１の回転部材８１は、回転部材本体８１ａと、回転部材本体８１ａの中心部に設けられた連結用筒部８１ｂとを備えている。

回転部材本体８１ａは、厚さが１ｍｍ程度で、外径が１５０ｍｍ程度の大きさの金属等の導電体から構成されている。又、この回転部材本体８１ａは、中心部に、上記第１の回転軸３の内径とほぼ同じ大きさで穿設された中心孔８１ｃを有する円板状のものからなる。

連結用筒部８１ｂは、回転部材本体８１ａと一体的に、第１の回転部材８１の上面から上方側に突設されている。又、連結用筒部８１ｂの内径は、回転部材本体８１ａの中心孔８１ｃの内径と同径に形成されており、連結用筒部８１ｂの内部と中心孔８１ｃとで挿通用孔８１ｅを構成している。

そして、この連結用筒部８１ｂの上先端部と、上記第１の回転軸３の他端側（図２の下端側）とが、ケーシング６の回転軸導入孔６１を介して互いに回転不能に連結されている。

また、連結用筒部８１ｂと第１の回転軸３との連結は、両者間に円筒状の絶縁部材８１ｄを介在させるようにして行われている。又、このようにして連結された連結用筒部８１ｂと第１の回転軸３とは、ほぼ同心になり、第１の回転軸３の回転に伴って、第１の回転部材８１が、第１の回転部材８１及び第１の回転軸３の軸心Ｏを回転の軸にして回転する。

第２の流体充填室７ｂには、第２の流体充填室７ｂの電気粘性流体７に電場を印加するための第２の回転部材８２が回転可能に配置されている。この第２の回転部材８２は、回転部材本体８２ａと、回転部材本体８２ａの中心部に設けられた筒状接続部８２ｂとを備えている。

この第２の回転部材８２の回転部材本体８２ａは、上記第１の回転部材８１の回転部材本体８1ａとほぼ同じ厚さ及びほぼ同じ外径のものから構成されている。そして、この回転部材本体８２ａの上面の中心部に、上記第２の回転軸４の他端側（図２の下端側）が回転不能に連結されている。

詳しくは、第２の回転軸４は、第１の回転軸３の内部に通されるとともに、第１の回転部材８１の挿通用孔８１ｅ及び区画壁７１の中心部連通孔７２に通されるようにして第２の回転部材８２の回転部材本体８２ａの上方位置まで延ばされている。そして、この第２の回転軸４の下端側と回転部材本体８２ａの中心部とが、円筒状の絶縁部材８２ｄを介在するようにして互いに回転不能に連結されている。

このようにして連結された第２の回転軸４の回転に伴って、第２の回転部材８２が、第２の回転軸４の軸心（第１の回転軸３の軸心Ｏ）を回転の軸にして回転する。

又、第２の流体充填室７ｂには、容積制御部７４が設けられている。この容積制御部７４は、電気粘性流体７が温度変化に伴い体積膨張及び体積縮小した際に、第２の流体充填室７ｂの容積を制御するためのもので、第２の流体充填室７ｂと連通した空間部７４ａと、空間部７４ａを仕切るように配置され空間部７４ａの領域を制御する弾性を有する制御壁７４ｂとを備えている。

この実施形態では、制御壁７４ｂは、合成ゴム製のものから構成されている。そして、電気粘性流体７が温度変化に伴い体積膨張すると、空間部７４ａに入り込んできた電気粘性流体７によって制御壁７４ｂが第２の流体充填室７ｂと退行する方向（図２の下方側）に移動し（図２中の二点鎖線で示す状態）、空間部７４ａの容積を拡大する。

一方、電気粘性流体７が温度変化に伴い体積縮小すると、制御壁７４ｂが第２の流体充填室７ｂと接近する方向に移動し（図２中の二点鎖線で示す状態）、空間部７４ａの容積を縮小する。このようにして、制御壁７４ｂが電気粘性流体７の体積膨張及び体積縮小に応じて空間部７４ａの容積を拡大・縮小することにより、第２の流体充填室７ｂの容積の大きさを制御する。

尚、第１の流体充填室７ａの電気粘性流体７も温度変化に伴い体積膨張及び体積縮小するため、第１の流体充填室７ａにも、上記と同様な容積制御部７４を設けておく必要がある。しかしながら、この実施形態では、第１の流体充填室７ａと第２の流体充填室７ｂとが、連通孔７２、７３によって連通しているため、第１の流体充填室７ａと第２の流体充填室７ｂとの両方に容積制御部７４を設けておいても良いが、いずれか一方に容積制御部７４を設けておけば良く、構成を簡素化できる。

又、制御装置本体５は、第１の流体充填室７ａに充填された電気粘性流体７に電場を印加する第１の流体充填室用の電場印加手段と、第２の流体充填室７ｂに充填された電気粘性流体７に電場を印加する第２の流体充填室用の電場印加手段とを備えている。

この実施形態の第１の流体充填室用の電場印加手段は、金属等の導電体から構成された第１の回転部材８１と、この第１の回転部材８１と通電可能に接続された上記第１の給電用端子６２とから構成されており、第２の流体充填室用の電場印加手段は、金属等の導電体から構成された第２の回転部材８２と、この第２の回転部材８２と通電可能に接続された上記第２の給電用端子６３とから構成されている。

この第２の流体充填室用の電場印加手段を構成する第２の回転部材８２と第２の給電用端子６３とは、第２の回転部材８２の筒状接続部８２ｂを介して接続されている。詳しくは、筒状接続部８２ｂは、回転部材本体８２ａと一体的に形成され、回転部材本体８２ａの下面から第２の給電用端子６３の下方位置まで延ばされている。

そして、この筒状接続部８２ｂの外周面に、第２の給電用端子６３の先端が当接している。これにより、この第２の給電用端子６３から筒状接続部８２ｂを介して回転部材本体８２ａに電圧が印加できるようになっている。

又、第１の流体充填室用の電場印加手段を構成する第１の回転部材８１と第１の給電用端子６２とは、導電性の給電部材１０を介して通電可能に接続されている。

より詳しくは、給電部材１０は、ほぼまっすぐな丸棒状の本体部１０ａと、本体部１０ａの一端側（図２の上端側）に本体部１０ａとほぼ直交するように設けられた腕部１０ｂとから構成されている。又、上記筒状接続部８２ｂの内部と、第２の回転部材８２に設けられた中心孔８２ｃと、第２の回転軸４に軸方向に沿って第１の回転部材８１の挿通用孔８１ｅの内側の位置まであけられた軸孔４１とで、給電部材用の収納孔４２が形成されている。

そして、この収納孔４２に、給電部材１０の本体部１０ａがその他端側（図２の下端側）を収納孔４２の下方側に突出するとともに、第２の回転部材８２と共に回転するように固定的に収納されている。又、このようにして収納孔４２に入れられた本体部１０ａの上端側は、第１の回転部材８１の挿通用孔８１ｅの内側の位置まで延ばされている。又、収納孔４２の下方側から出された本体部１０ａの下端側の外周面には、第１の給電用端子６２が当接されている。

腕部１０ｂは、第２の回転軸４に穿設された腕部案内孔４３を介して、収納孔４２から第２の回転軸４の外周側に出されるとともに、その出された腕部１０ｂの先端が第１の回転部材８１の挿通用孔８１ｅの内周面に当接している。これにより、給電部材１０を介して、第１の回転部材８１と第１の給電用端子６２とが通電可能に接続されている。

このように構成された第１実施形態の運動機能トレーニング装置は、例えば机９に、次のようにして取り付けられて使用される。図２に示すように、運動機能トレーニング装置の可動部材用の動き制御装置２の第１及び第２の回転軸３、４を、被固定部材としての机９に穿設された取り付け用孔９１に、机９の裏面側から通して表面側に出すと共に、制御装置本体５のケーシング６の上面を机９の裏面に当接させる。

そして、この状態で、制御装置本体５を机９に固定手段（図示せず）によって固定するとともに、第１の回転軸３に、可動部材１のリンク機構部３０の第１のリンク３１を、第２の回転軸４に、リンク機構部３０の第３のリンク３３を、夫々、回転不能に連結させる。

これにより、第１及び第２の回転軸３、４は、机９に対して回転可能とされている。又、第１及び第２の回転軸３、４に支持された可動部材１は、机９に対して移動可能とされている。尚、この机９は、この実施形態では、机９の面が前後方向に回転自在とされており、この机９の面の前後方向への回転により、可動部材用の動き制御装置２及び可動部材１も机９と共に回転する。

尚、図２中、符号１５で示すものは、電気粘性流体７の漏れを防止するシーリング部材である。又、符号１６で示すものは、電気粘性流体のオーバーフロー口および注入口を塞いだボルトである。

以上のように構成された第１実施形態の運動機能トレーニング装置は、例えば以下のような運動機能トレーニングシステムに用いられる。図４は、運動機能トレーニング装置を用いた一実施形態の運動機能トレーニングシステムのブロック図である。

この運動機能トレーニングシステムは、運動機能の回復、あるいは、運動機能の向上を図るためのトレーニングを行うシステムであり、運動機能トレーニング装置１００と、画像表示部１０４と、位置検出部１０１と、給電部１０２と、コンピュータ１０３とを備えている。

画像表示部１０４は、この実施形態では、液晶表示部を備えたものから構成され、コンピュータ１０３から送信されてくる画像情報を受信し、その受信した画像情報に基づいて画像を液晶表示部に表示する。

運動機能トレーニング装置１００は、上記の第１実施形態のものが用いられる。

位置検出部１０１は、運動機能トレーニング装置１００における可動部材１３の摺動部１２（図１参照）の位置を検出するためのものである。この実施形態では、位置検出部１０１は、エンコーダ１０１から構成されている。

このエンコーダ１０１は、運動機能トレーニング装置１００の第１の回転軸３及び第２の回転軸４の回転数を検出するとともに、それらの回転数の情報をコンピュータ１０３に送信する。

給電部１０２は、コンピュータ１０３の情報に基づいて、第１の回転部材８１及び第２の回転部材８２に種々の大きさの電圧を印加する。

コンピュータ１０３は、記憶装置でありこのシステムのプログラムを記録した記録媒体であるハードディスク、ハードディスクに記録されたプログラムを実行する制御装置であるＣＰＵなどを備えている。

又、コンピュータ１０３のハードディスクは、データベースを備え、このデータベースに、例えば複数のトレーニングプログラムの画像情報と、各画像に対する摺動部１２の位置情報とが関連付けて記憶されている。

そして、コンピュータ１０３は、回転数の情報に基づいて検出された摺動部１２の位置情報及び画像情報に基づいて、画像表示部１０４に表示される画像における摺動部１２の位置を、例えば×印で表示する。

次に、本システムの動作について説明する。まず、コンピュータ１０３は、プログラム選択画面から、トレーニング者によってトレーニングプログラムが選択されると、その選択されたトレーニングプログラムに使用する画像情報を画像表示部１０４に送信して表示させる。例えば図５に示すように壁２０２に区画形成された案内路２００に沿って、ボール２１０を転がすトレーニングプログラムが選択された場合、壁２０２と案内路２００とボール２１０とを表示した画像情報を画像表示部１０４に送信して表示させるとともに、画像における摺動部１２の位置を×印としてボール２１０の中心部に表示させる。

次に、トレーニング者によって、摺動部１２が移動されると、コンピュータ１０３は、エンコーダ１０１からの第１の回転軸３及び第２の回転軸４の回転数の情報に基づいて、×印を付けたボール２１０を移動させる。

例えば×印を付けたボール２１０が図５の上方側に移動されると、エンコーダ１０１からの第１の回転軸３及び第２の回転軸４の回転数の情報に基づいて、移動後の摺動部１２の位置情報を検出するとともに、その検出した位置情報と画像情報に基づいて、画像における現在の位置情報を検出する。そして、その検出した現在の位置情報に基づいて、×印を付けたボール２１０の表示を上方向に移動させていく。

そして、×印の位置情報と壁２０２の位置情報とが一致すると、ボール２１０が壁２０２に当たったと判断し、給電部１０２に、第１の回転部材８１及び第２の回転部材８２に、予め設定した数値の電圧を印加する旨の情報を送信する。

受信した給電部１０２は、第１の回転部材８１及び第２の回転部材８２に、受信した値の電圧を印加する。この第１の回転部材８１及び第２の回転部材８２への電圧の印加により、第１の回転部材８１及び第２の回転部材８２とグランドされたケーシング６（図２参照）とで、第１の流体充填室７ａ及び第２の流体充填室７ｂに電場が印加される。

これにより、第１の流体充填室７ａ及び第２の流体充填室７ｂの電気粘性流体７の粘弾性が増大して第１の回転部材８１及び第２の回転部材８２の回転抵抗が増大する。その結果、第１の回転部材８１及び第２の回転部材８２は、回転し難くなり、第１の回転軸３及び第２の回転軸４も回転し難くなる。したがって、把持したトレーニング者は、大きな力を加えても摺動部１２をそれ以上、上方側に動かし難くなる。

一方、摺動部１２が、図５の右方向に移動されると、上述のようにして検出した現在の位置情報に基づいて、×印を付けたボール２１０を右方向に移動させていく。この場合は、ボール２１０は壁２０２に当たることなく円滑に移動出来るため、コンピュータ１０３は、給電部１０２に電圧を印加する旨の情報は送信しない。従って、第１の回転部材８１及び第２の回転部材８２は、回転抵抗をほとんど受けず、トレーニング者は小さい力で摺動部１２を円滑に移動できる。

尚、本発明の運動機能トレーニング装置１００は、上記実施形態のシステムに用いられる形態のものに限らず、適宜変更できる。例えば上記実施形態のシステムでは、画像表示部１０４に表示される画像に基づいて運動機能トレーニング装置１００の操作部１３を操作するようにしているが、例えば画像表示部１０４を用いないで、机９の表面に表示した画像に基づいて運動機能トレーニング装置１００の操作部１３を操作するようにしても良い。

又、上記実施形態のシステムでは、第１の回転部材８１及び第２の回転部材８２への電圧の印加を、コンピュータ１０３により制御するようにしているが、例えばコンピュータ１０３を用いないで、機械的電気的に一定時間ごとに徐々に電圧を大きくして印加し、あるいは、手動により、所定の大きさの電圧を印加するようにしても良い。

また、上記第１実施形態の運動機能トレーニング装置は、可動部材１のリンク機構部３０を、平行リンクから構成して操作部１３をＸＹ平面を自在に移動できるようにしているが、この形態のものに限らず、例えば操作部１３を、直線や曲線等を描くように移動させ、または３軸方向に移動させるようにしても良い。

又、上記第１実施形態の運動機能トレーニング装置は、回転部材８１、８２の回転部材本体８１ａ、８２ａを、１枚のものから構成しているが、例えば回転部材本体を、夫々、間隔を隔てて並設した複数枚のものから構成しても良い。

また、上記第１実施形態の運動機能トレーニング装置は、回転部材８１、８２の回転部材本体８１ａ、８２ａを、円板状のものから構成しているが、この形態のものに限らず、例えば図３に示すように、回転部材３８１、３８２の回転部材本体３８１ａ、３８２ａを円筒状のものから構成しても良い。また、円筒状の回転部材本体３８１ａ、３８２ａを有する回転部材３８１、３８２を用いる場合、第１及び第２の流体充填室３０７ａ、３０７ｂも、回転部材３８１、３８２の回転部材本体３８１ａ、３８２ａの形状に応じて円筒状に形成すれば良い。

又、上記第１実施形態の運動機能トレーニング装置は、第１の給電用端子６２と第２の給電用端子６３とを、ケーシング６の軸方向の下端側（他端側）に配置しているが、例えば第１の給電用端子６２をケーシング６の軸方向の一方側に、第２の給電用端子６３をケーシング６の軸方向の他方側に、夫々、配置するようにしても良い。

次に、第２実施形態の運動機能トレーニング装置について、図６に基づいて説明する。第２実施形態の運動機能トレーニング装置は、可動部材１（図１参照）と、可動部材１と連結した可動部材用の動き制御装置４００とを備えている。

第２実施形態の運動機能トレーニング装置における可動部材１は、先の第１実施形態のもの（図１に示すもの）と同構成を採っている。

第２実施形態の運動機能トレーニング装置における可動部材用の動き制御装置４００は、先の第１実施形態のものと同様に、ブレーキ装置として実施されており、ケーシング４０６を有する制御装置本体４０５と、そのケーシング４０６に対して回転自在に配置された第１及び第２の回転軸４０３、４０４とを備えている。

第１の回転軸４０３は、先の第１実施形態のものと同様に円筒状のものから構成されている。一方、第２の回転軸４０４は、中実丸棒のものから構成されている。

制御装置本体４０５のケーシング４０６は、有底円筒状のものから構成されている。このケーシング４０６の軸方向の一方側（図２の上端側）の上面には、回転軸導入孔４６１を備えている。

ケーシング４０６の内部には、機能性流体としての磁気粘性流体４０７を充填した流体充填室４０７ａ、４０７ｂが備えられている。この磁気粘性流体４０７は、ＭＲ流体（マグネトロ・レオロジー流体）ともいわれるもので、磁場の印加によって粘弾性（レオロジー）特性が変化し、その変化が瞬間的で且つ可逆的である流体である。そして、この第２実施形態では、この磁気粘性流体４０７が粘弾性を増すことにより第１及び第２の回転軸４０３、４０４の回転抵抗が増すようにしてそれらの回転にブレーキをかける。

また、この第２実施形態の流体充填室４０７ａ、４０７ｂは、円板状の区画壁４７１によって、ケーシング４０６の軸方向に２つに区画されており、上部側の第１の流体充填室４０７ａと、下部側の第２の流体充填室４０７ｂとから構成されている。

この第２実施形態の区画壁４７１は、ケーシング４０６と一体的に形成されている。又、第２実施形態の区画壁４７１は、外周側に、第１の流体充填室４０７ａと第２の流体充填室４０７ｂとを連通する外周部連通孔４７３を備えている。尚、この第２実施形態のケーシング４０６は、３つに分割されたものから構成されているが、図６では、１つのものとして表している。

又、第２実施形態の第１の流体充填室４０７ａ及び第２の流体充填室４０７ｂは、リング状のシール部材４０７ｃによって、ケーシング４０６内における外周側に区画形成されている。

第１の流体充填室４０７ａには、第１の回転部材４８１が回転可能に配置されている。この第２実施形態の第１の回転部材４８１は、第１の回転軸４０３と回転不能に連結し磁性体から構成された円板状の主回転部材４８１ａと、主回転部材４８１ａの図６の下方側に重ね合わされるようにして主回転部材４８１ａに固定され磁性体から構成された円板状の副回転部材４８１ｂとを備えている。

第２の流体充填室４０７ｂには、第２の回転部材４８２が回転可能に配置されている。この第２の回転部材４８２は、上記第１の回転部材４８１と同構成を採っている。すなわち、第２の回転部材４８２は、第２の回転軸４０４と回転不能に連結し磁性体から構成された円板状の主回転部材４８２ａと、主回転部材４８２ａの図６の下方側に重ね合わされるようにして主回転部材４８２ａに固定され磁性体から構成された円板状の副回転部材４８２ｂとを備えている。

又、制御装置本体４０５は、第１の流体充填室４０７ａに充填された磁気粘性流体４０７に磁場を印加する第１の流体充填室用の磁場印加手段と、第２の流体充填室４０７ｂに充填された磁気粘性流体４０７に磁場を印加する第２の流体充填室用の磁場印加手段とを備えている。

第１の流体充填室用の磁場印加手段は、上記主回転部材４８１ａと副回転部材４８１ｂとからなる第１の回転部材４８１と、ケーシング４０６に固定された磁性体からなる第１のディスク部材４８１ｃと、励磁コイル４８１ｄと、２つの給電用端子４８１ｅから構成されている。

この第１のディスク部材４８１ｃは、円板状のものから構成され、外周側がケーシング４０６に固定され、内周側が上記主回転部材４８１ａと副回転部材４８１ｂとの間に配設されている。

又、励磁コイル４８１ｄは、主回転部材４８１ａに設けられた巻回部４８４に巻回されることによって、第１の流体充填室４０７ａの内周側に配設されている。

給電用端子４８１ｅは、プラス側の端子と、マイナス側の端子との２つから構成され、ケーシング４０６に設けられた端子配設用孔４０６ａに入れるようにしてケーシング４０６に固定されている。そして、これらは、コイル接続用の回転子４８３に設けられた通電部４８３ａを介して励磁コイル４８１ｄと通電可能に接続されている。

詳しくは、コイル接続用の回転子４８３は、円板状のものから構成され、径方向の外側と内側とに夫々、リング状の通電部４８３ａを備えている。そして、通電部４８３ａの一方側は、励磁コイル４８１ｄの一端側に接続されているとともに、給電用端子４８１ｅの先端が当接されている。他方側の通電部４８３ａは、励磁コイル４８１ｄの他端側に接続されているとともに、給電用端子４８１ｅの先端が当接されている。

又、コイル接続用の回転子４８３は、第１の回転部材４８１の主回転部材４８１ａに固定されて第１の回転部材４８１と共に回転する。又、その回転に際して給電用端子４８１ｅと当接した通電部４８３ａが給電用端子４８１ｅの先端を滑るようにして、その先端との接触を保持した状態を維持しながら回転する。

そして、このように構成された給電用端子４８１ｅに電圧が印加されると、励磁コイル４８１ｄ、上記主回転部材４８１ａ、副回転部材４８１ｂ、及び第１のディスク部材４８１ｃとで磁気回路が形成され、これにより、第１の流体充填室４０７ａに充填された磁気粘性流体４０７に磁場を印加する。

第２の流体充填室用の磁場印加手段は、上記の第１の流体充填室用の磁場印加手段とほぼ同構成を採っている。すなわち、第２の流体充填室用の磁場印加手段は、主回転部材４８２ａと副回転部材４８２ｂとからなる第２の回転部材４８２と、ケーシング４０６に固定された磁性体からなる第２のディスク部材４８２ｃと、励磁コイル４８２ｄと、コイル接続用の回転子４８４に設けられた通電部４８４ａを介して励磁コイル４８２ｄと通電可能に接続された２つの給電用端子４８２ｅとから構成されている。

そして、給電用端子４８２ｅに電圧が印加されると、励磁コイル４８２ｄ、上記主回転部材４８２ａ、副回転部材４８２ｂ、及び第１のディスク部材４８２ｃとで磁気回路が形成され、これにより、第２の流体充填室４０７ｂに充填された磁気粘性流体４０７に磁場を印加する。

尚、この第２実施形態では、第１及び第２の回転軸４０３、４０４、ケーシング４０６は、非磁性体から構成され、磁場印加手段により生成される磁気がそれらに逃げて磁場が消失するようなことのないようにしている。その他は、先の第１実施形態のものと同構成を採る。

以上のように構成された第２実施形態の運動機能トレーニング装置は、先の第１実施形態のものと同様にして使用することができる。

次に、第３実施形態の運動機能トレーニング装置について、図７に基づいて説明する。第３実施形態の運動機能トレーニング装置は、可動部材１と、可動部材用の動き制御装置５０２ａ、５０２ｂとを備えている。

この第３実施形態における可動部材用の動き制御装置は、ケーシング５０６の回転力を可動部材１に伝達するクラッチ装置として実施されており、図７の左側に配設された第１の動き制御装置５０２ａと、図７の右側に配設された第２の動き制御装置５０２ｂとの２つから構成されている。

第１の動き制御装置５０２ａは、回転自在に配設されるケーシング５０６を有する制御装置本体５０５と、ケーシング５０６を回転させる駆動手段としてのモータ５２１と、ケーシング５０６に対して回転自在に配設された第１及び第２の回転軸５０３、５０４とを備えている。

制御装置本体５０５のケーシング５０６は、下端側に回転伝達用のベルトを掛けるためのベルト掛け部５０６ａを備えている。そして、このベルト掛け部５０６ａに掛けられた回転伝達用のベルト５３１を介してモータ５２１と回転伝達可能に接続されており、モータ５２１の作動に伴って回転するようになっている。この実施形態では、第１の動き制御装置５０２ａのケーシング５０６は、モータ５２１の作動に伴って半時計方向に回転するようになっている。制御装置本体５０５のその他は、図２に示した第１実施形態のものと同じ構成を採っている。

第２の動き制御装置５０２ｂは、上記第１の動き制御装置５０２ａとほぼ同構成を採っているが、この第２の動き制御装置５０２ｂのケーシング５０６は、モータ５２１の作動に伴って時計方向に回転するようになっている。

第３実施形態の可動部材１は、可動部材用の動き制御装置５０２ａ、５０２ｂと連結する連結部材５１２が設けられている。連結部材５１２は、第１の連結軸５１０と、第１の連結軸５１０とほぼ同軸に配設された円筒状の第２の連結軸５１１とを備えている。

第１の連結軸５１０は、一端側（図７の下端側）に、上記第１の動き制御装置５０２ａの第１の回転軸５０３と回転伝達用のベルト５３２を介して回転伝達可能に連結されているとともに、第２の動き制御装置５０２ｂの第１の回転軸５０３と回転伝達用のベルト５３３を介して回転伝達可能に連結されている。

又、第１の連結軸５１０の他端側（図７の上端側）は、可動部材１の第３のリンク３３と回転不能に連結されている。

一方、第２の連結軸５１１の一端側（図７の下端側）は、上記第１の動き制御装置５０２ａの第２の回転軸５０４と回転伝達用のベルト５３４を介して回転伝達可能に連結されているとともに、第２の動き制御装置５０２ｂの第２の回転軸５０４と回転伝達用のベルト５３５を介して回転伝達可能に連結されている。

又、第２の連結軸５１１の他端側（図７の上端側）は、可動部材１の第１のリンク３１に回転不能に連結されている。尚、可動部材１のその他は、図１で示した第１実施形態のものと同構成を採っている。

次に、以上のように構成された第３実施形態の運動機能トレーニング装置の動作について説明する。まず、第１の動き制御装置５０２ａのケーシング５０６をモータ５２１の作動により反時計方向に回転させるとともに、第２の動き制御装置５０２ｂのケーシング５０６をモータ５２１の作動により時計方向に回転させる。

そして、その状態で、トレーニング者が、図１に示した可動部材１の操作部１３の把持部１１を把持する。この状態では、ケーシング５０６内の第１の回転部材８１、第２の回転部材８２は、第１の流体充填室７ａ及び第２の流体充填室７ｂの電気粘性流体７からケーシング５０６に対する回転抵抗をほとんど受けないため、回転しない。従って、第１の回転軸５０３、第２の回転軸５０４も回転せず、これらに連結した可動部材１の操作部１３の把持部１１には力がかからない。

その後、先の第１実施形態の場合と同様に、例えば第１の動き制御装置５０２ａのケーシング５０６内の第１の回転部材８１と第２の回転部材８２との一方又は両方に電圧を印加し（図２参照）、第１の流体充填室７ａと第２の流体充填室７ｂとの一方又は両方に電場を印加することにより、第１の流体充填室７ａと第２の流体充填室７ｂとの一方または両方の電気粘性流体７の粘弾性を増大させる。

これにより、第１の流体充填室７ａと第２の流体充填室７ｂとの一方または両方の電気粘性流体７は、ケーシング５０６と共に回転するとともに、第１の回転部材８１及び第２の回転部材８２も、ケーシング５０６及び電気粘性流体７と共に回転する。

この第１の回転部材８１の回転により、それに連結された第１の回転軸５０３及び第１の連結軸５１０を介して、可動部材１の第３のリンク３３が可動する。又、第２の回転部材８２の回転により、それに連結された第２の回転軸５０４及び第２の連結軸５１１を介して、可動部材１の第１のリンク３１が可動する。そして、これらの第１のリンク３１の第３のリンク３３が可動によって、可動部材１の操作部１３の把持部１１（図１参照）は、所定の方向に移動する。

又、同様に、第２の動き制御装置５０２ｂのケーシング５０６内の第１の回転部材８１と第２の回転部材８２との一方又は両方に電圧を印加することにより、第１の連結軸５１０は、第１の回転部材８１及び第１の回転軸５０３を介して、第２の連結軸５１１は、第２の回転部材８２及び第２の回転軸５０４を介して、夫々、第１の動き制御装置５０２ａの場合とは逆方向の時計方向に回転する。

これにより、可動部材１の第１のリンク３１及び第３のリンク３３が可動する。例えばこの第２の動き制御装置５０２ｂの第１の回転軸５０３の回転に伴う第１の連結軸５１０の回転数及び第２の回転軸５０４の回転に伴う第２の連結軸５１１の回転数が、夫々、第１の動き制御装置５０２ａの場合におけるそれらの回転数と同じ場合は（回転方向は逆）、可動部材１の操作部１３の把持部１１は、第１の動き制御装置５０２ａの場合とは反対方向に移動する。

従って、把持部１１を把持したトレーニング者の手は、把持部１１の移動に伴って、動かされる。よって、先の第１実施形態のものは、把持部１１を把持したトレーニング者の意思で把持部１１を所定の方向に移動させ、その動きに対して適宜ブレーキをかけることにより腕の運動機能のトレーニングを行うものであるのに対し、この第３実施形態のものは、把持部１１を把持したトレーニング者の手を、強制的に所定の方向に適宜動かすことにより腕の運動機能のトレーニングを行うものである。

尚、上記第３実施形態では、可動部材用の動き制御装置５０２ａ、５０２ｂは、電気粘性流体を用いてクラッチ装置を構成しているが、この形態のものに限らず、例えば磁気粘性流体を用いてクラッチ装置を構成することもでき、適宜変更できる。

より詳しくは、例えば図６に示したと同様な、磁気粘性流体を用いた可動部材用の動き制御装置におけるケーシングを回転可能に配設するとともに、このケーシングに駆動手段としてのモータを接続する。そして、モータの作動によりケーシングを回転させた状態で、磁場印加手段によって磁気粘性流体に磁場を印加することにより、磁気粘性流体の粘弾性を増大させて第１及び第２の回転軸をケーシングと共に回転させ、これにより、可動部材を可動させるようにする。

又、上記第３実施形態では、連結部材５１２を介して第１の動き制御装置５０２ａ及び第２の動き制御装置５０２ｂと可動部材１とを連結しているが、この形態のものに限らず、適宜変更できる。

例えば、第１の動き制御装置５０２ａと第２の動き制御装置５０２ｂとの第１の回転軸５０３同士をベルト等の回転伝達手段によって回転伝達可能に連結するとともに、第２の回転軸５０４同士をベルト等の回転伝達手段によって回転伝達可能に連結する。又、第１の動き制御装置５０２ａ又は第２の動き制御装置５０２ｂの第１の回転軸５０３に可動部材１の第１のリンク３１と第３のリンク３３とのいずれか一方を回転不能に連結するとともに、第２の回転軸５０４に第１のリンク３１と第３のリンク３３とのいずれか他方を回転不能に連結するようにしても良い。

又、上記第３実施形態では、可動部材用の動き制御装置を、第１の動き制御装置５０２ａと第２の動き制御装置５０２ｂとの２つから構成したが、この形態のものに限らず、適宜変更できる。例えば第１の動き制御装置５０２ａと第２の動き制御装置５０２ｂとのいずれか一方だけを設けたものとし、可動部材１の第１のリンク３１及び第３のリンク３３を、直接、可動部材用の動き制御装置の第１の回転軸、第２の回転軸に連結するようにしても良い。

又、第１の動き制御装置５０２ａと第２の動き制御装置５０２ｂとのいずれか一方だけを設けたものとする場合、それに接続するモータを正逆切り替え可能に回転するものから構成しても良い。

また、第３実施形態の運動機能トレーニング装置を手動で行うようにしても良いが、コンピュータ等を備えた運動機能トレーニングシステムに用いてコンピュータ等によって制御するようにしても良い。

例えば、第１の連結軸５１０、第２の連結軸５１１夫々に、位置検知手段としてのエンコーダを接続するとともに、エンコーダをコンピュータに接続する。又、第１の動き制御装置５０２ａの第１の回転部材８１及び第２の回転部材８２、第２の動き制御装置５０２ｂの第１の回転部材８１及び第２の回転部材８２、夫々に給電部を接続するとともに、それらの給電部をコンピュータに接続する。

そして、コンピュータに記憶されたプログラムが実行されると、第１の動き制御装置５０２ａと第２の動き制御装置５０２ｂとの夫々のケーシング５０６が回転するとともに、その回転するケーシング５０６を有する動き制御装置５０２ａ、５０２ｂに接続した給電部が、コンピュータからの指令に基づいて、第１の動き制御装置５０２ａ又は第２の動き制御装置５０２ｂの第１の回転部材８１と第２の回転部材８２との一方または両方に所定の大きさの電圧を印加することによって、第１の回転軸５０３を介して第１の連結軸５１０を回転させるとともに、第２の回転軸５０４を介して第２の連結軸５１１を回転させる。

又、第１の連結軸５１０及び第２の連結軸５１１の左又は右回転の量がエンコーダによって検知され、その情報がコンピュータに送信される。コンピュータは、受信したその情報に基づいて給電部に、第１の回転部材８１及び第２の回転部材８２に対する指令を出す。これにより、可動部材１の操作部１３の把持部１１は、コンピュータに記憶されたプログラムに従って所定の動きをする。

尚、上記第１実施形態〜第３実施形態の運動機能トレーニング装置は、連通孔を設けたものとしているが、連通孔を設けないものであっても良い。

又、上記実施形態の可動部材用の動き制御装置は、運動機能トレーニング装置に使用されているが、この形態のものに限らず、適宜変更でき、例えばゲーム等の遊戯装置に用いることもできる。又、運動機能トレーニング装置に用いる場合において、可動部材に、把持部を備え、この把持部を把持してトレーニング者の上肢を主としてトレーニングするようにしているが、例えば把持部に変えて足踏部を設け、足踏部を踏むことにより、トレーニング者の脚部を主としてトレーニングするものとしても良く、適宜変更しうる。

本発明の第１実施形態の運動機能トレーニング装置における可動部材の斜視図である。 本発明の第１実施形態の運動機能トレーニング装置における可動部材用の動き制御装置の断面図である。 第１実施形態の運動機能トレーニング装置の可動部材用の動き制御装置の他の実施形態の断面図である。 本発明の第１実施形態の運動機能トレーニング装置を用いた運動機能トレーニングシステムのブロック図である。 画像表示部に表示された画像の一例である。 第２実施形態の運動機能トレーニング装置における可動部材用の動き制御装置の断面図である。 第３実施形態の運動機能トレーニング装置における可動部材用の動き制御装置の概略説明図である。

符号の説明

１ 可動部材
２、４００、５０２ａ、５０２ｂ 可動部材用の動き制御装置
３、４０３、５０３ 第１の回転軸
４、４０４、５０４ 第２の回転軸
５、４０５、５０５ 制御装置本体
６、４０６、５０６ ケーシング
７ 電気粘性流体（機能性流体）
７ａ、４０７ａ 第１の流体充填室
７ｂ、４０７ｂ 第２の流体充填室
７１、４７１ 区画壁
７２ 中心部連通孔
７３ 外周部連通孔
８１、４８１ 第１の回転部材
８２、４８２ 第２の回転部材
４０７ 磁気粘性流体（機能性流体）

Claims (7)

1. 電場又は磁場の印加に応じて粘弾性が変化する機能性流体を用いて可動部材に連結される第１及び第２の回転軸の回転抵抗を変化させることにより可動部材の動きを制御する可動部材用の動き制御装置であって、
   上記機能性流体が充填された流体充填室を有するケーシングと、ケーシングに対して回転可能に配設された第１及び第２の回転軸とを備え、
   上記流体充填室は、上記ケーシング内に、区画壁によって上記ケーシングの軸方向に区画されその軸方向の一方側に配置された第１の流体充填室とその軸方向の他方側に配置された第２の流体充填室との２つを備え、
   上記第１の流体充填室には、内部に第１の回転部材が回転可能に配置され、
   上記第２の流体充填室には、内部に第２の回転部材が回転可能に配置され、
   上記第１の回転軸は、筒状に形成されているとともに、上記ケーシングの軸方向の一方側に穿設された回転軸導入孔を介して、上記一方側から上記第１の回転部材と回転不能に連結され、
   上記第２の回転軸は、上記第１の回転軸の内部に通されるとともに、上記第１の回転部材及び区画壁を貫くようにして、上記一方側から上記第２の回転部材と回転不能に連結され、
   上記第１及び第２の回転部材は、夫々、上記流体充填室夫々の機能性流体の粘弾性が増すに伴い上記ケーシングと回転軸との機能性流体による回転抵抗が増すように構成されていることを特徴とする可動部材用の動き制御装置。
2. 上記ケーシングは、被固定部材に固定され、
   上記第１及び第２の回転軸は、上記流体充填室夫々の機能性流体の粘弾性が増すに伴って、上記ケーシングに対する回転にブレーキがかけられるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の可動部材用の動き制御装置。
3. 上記ケーシングは、駆動手段によって回転し、
   上記第１及び第２の回転軸は、上記流体充填室夫々の機能性流体の粘弾性が増すに伴って、上記ケーシングと共に回転するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の可動部材用の動き制御装置。
4. 上記区画壁は、上記第１の流体充填室と上記第２の流体充填室とを連通する連通孔を備えることにより、上記機能性流体が第１の流体充填室と第２の流体充填室とのいずれか一方から他方に流れ得るように構成されたものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の可動部材用の動き制御装置。
5. 上記第１の回転軸は、筒状に形成され、
   上記流体充填室は、ケーシング内に、上記区画壁によってケーシングの軸方向に区画されその軸方向の一方側に配置された第１の流体充填室とその軸方向の他方側に配置された第２の流体充填室との２つを備え、
   上記第１の流体充填室には、内部に第１の回転部材が配置されるとともに、ケーシングの軸方向の一方側に穿設された回転軸導入孔を介して、この第１の回転部材と上記第１の回転軸とが連結され、
   上記第２の流体充填室には、内部に第２の回転部材が配置されるとともに、この第２の回転部材と、第１の回転軸の内部から、第１の回転部材の略中心部に設けられた挿通孔及び区画壁の連通孔に通された第２の回転軸とが連結され、
   上記第２の回転部材は、ケーシングの軸方向の他方側に突設された導電性の筒状接続部を備え、この筒状接続部とケーシングの軸方向の他方側に設けられた第２の給電用端子とが通電可能に接続されることにより、上記他方側から第２の回転部材に電圧を印加できるように構成され、
   上記第１の回転部材は、通電部材を介してケーシングの軸方向の他方側に設けられた第１の給電用端子と通電可能に接続されることにより、上記他方側から第１の回転部材に電圧を印加できるように構成され、
   この通電部材は、上記筒状接続部の内部から第２の回転軸の軸方向にあけられた軸孔にかけての部分に形成された収納孔に入れられることにより、その一端側が上記第１の回転部材の挿通孔の内側に配位されるとともに、その収納孔から第２の回転軸の外周側に出されて第１の回転部材の挿通孔の内周面に接続され、その他端側が第１の給電用端子に接続
   されたものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の可動部材用の動き制御装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の可動部材用の動き制御装置と、トレーニング者に運動機能のトレーニングを行わせるための可動部材とを備えた運動機能トレーニング装置であって、
   上記可動部材は、上記可動部材用の動き制御装置の第１及び第２の回転軸の他端側に連結されることにより、第１及び第２の回転軸と連動するように構成されていることを特徴とする運動機能トレーニング装置。
7. 上記可動部材は、リンク機構部と、トレーニング者が把持する把持部とを備え、
   上記リンク機構部は、互いに所定間隔を隔ててほぼ平行に配置された長尺状の第１及び第２のリンクと、互いに所定間隔を隔ててほぼ平行に配置された長尺状の第３及び第４のリンクとを備え、
   上記第１のリンクは、その一端が、上記第１の回転軸と第２の回転軸とのいずれか一方に回転不能に支持され、その他端が、第４のリンクの一端に回転自在に連結され、
   上記第３のリンクは、その一端が、上記第１の回転軸と第２の回転軸とのいずれか他方に回転不能に支持され、その他端が、第２のリンクの一端に回転自在に連結され、
   上記第２のリンクと第４のリンクとの他端同士が、回転自在に連結され、
   上記把持部は、第２のリンクの他端側、又は、第４のリンクの他端側に支持されたものであることを特徴とする請求項６記載の運動機能トレーニング装置。

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