JP7779232B2 - 下肢運動機器及び運動システム - Google Patents

Description

本発明は、下肢運動機器及び運動システムに関する。

特許文献１は、足漕ぎ運動機器を開示している。

特開平１０－９４５７７号公報

特許文献１の構成では、下肢運動するに際し、足部の柔軟性を改善させることができない。

本開示の目的は、下肢運動を行う際に足部の柔軟性を改善する技術を提供することにある。

本開示の観点によれば、一対のペダルと、前記一対のペダルが所定の軌道に沿って繰り返し移動するように前記一対のペダルを案内する機器本体と、を含み、利用者が前記一対のペダルに両足を乗せて下肢運動を行う、下肢運動機器であって、各ペダルは、前記機器本体に対する前足部の相対的なロール旋回を抑制すると共に前記前足部に対する後足部の相対的なロール旋回を許容するように構成され、これにより、前記下肢運動に際して前記前足部と前記後足部との相対的なロール旋回が発生する、下肢運動機器が提供される。以上の構成によれば、下肢運動を行う際に足部の柔軟性を改善することができる。
各ペダルは、前記前足部を収容可能であって、前記機器本体に対して相対的にロール旋回不能なカップ部と、前記カップ部を内側に絞る緊縮手段と、を含み、前記緊縮手段によって前記カップ部を内側に絞ることで、前記機器本体に対する前記前足部の相対的なロール旋回を抑制すると共に前記前足部に対する前記後足部の相対的なロール旋回を許容してもよい。以上の構成によれば、下肢運動を行う際に足部の柔軟性を改善するペダルを簡素な構成で実現できる。
各ペダルは、前記前足部に装着可能であって、前記機器本体に対して相対的にロール旋回不能な前装具と、前記後足部に装着可能な後装具と、前記前装具と前記後装具が相対的にロール旋回自在となるように前記前装具と前記後装具を連結する連結部と、を含み、前記前足部に前記前装具を装着すると共に前記後足部に前記後装具を装着することで、前記機器本体に対する前記前足部の相対的なロール旋回を抑制すると共に前記前足部に対する前記後足部の相対的なロール旋回を許容してもよい。以上の構成によれば、下肢運動を行う際に足部の柔軟性を改善するペダルを簡素な構成で実現できる。
各ペダルは、前記前足部を搭載可能であって、前記機器本体に対して相対的にロール旋回不能な前プレートと、前記前プレートに固定され、前記前足部の足指（toes）で把持可能な把持バーと、を含み、前記前足部を前記前プレートに乗せて、前記前足部の前記足指で前記把持バーを把持することで、前記機器本体に対する前記前足部の相対的なロール旋回を抑制すると共に前記前足部に対する前記後足部の相対的なロール旋回を許容してもよい。以上の構成によれば、下肢運動を行う際に足部の柔軟性を改善するペダルを簡素な構成で実現できる。
各ペダルは、前記機器本体に対する前記前足部の相対的なヨー旋回を許容するように構成されていてもよい。以上の構成によれば、下肢と体幹との運動連鎖を効率よく発生させることができる。
上記の前記下肢運動機器と、前記下肢運動機器を用いて前記下肢運動するに際し前記利用者が着座する着座部と、を含み、前記着座部は、前記機器本体に対して相対的にロール旋回自在に構成されている、運動システムが提供される。以上の構成によれば、下肢と体幹との運動連鎖を効率よく発生させることができる。
前記着座部は、更に、前記機器本体に対して相対的にヨー旋回自在に構成されていてもよい。以上の構成によれば、下肢と体幹との運動連鎖を効率よく発生させることができる。

本開示によれば、下肢運動を行う際に足部の柔軟性が改善される。

利用者が座位のまま足漕ぎ運動機器を用いて足漕ぎ運動を行っている様子を示す図である。（第１実施形態） 椅子の斜視図である。（第１実施形態） 椅子の正面断面図である。（第１実施形態） 骨盤の平面図である。（第１実施形態） ペダルの側面断面図である。（第１実施形態） ペダルの側面断面図である。（第２実施形態） ペダルの斜視図である。（第３実施形態） ペダルの側面断面図である。（第３実施形態） 椅子の斜視図である。（変形例） 椅子の正面断面図である。（変形例） ベローズ式バルーンの正面図である。（変形例） コイルスプリングの正面図である。（変形例）

（第１実施形態）
以下、図１から図５を参照して、本開示の第１実施形態を説明する。

図１には、運動システム１００を示している。図１に示すように、運動システム１００は、椅子１と足漕ぎ運動機器２を含む。利用者Ｕは、椅子１に座った状態で足漕ぎ運動機器２を用いて足漕ぎ運動を行う。

足漕ぎ運動機器２は、膝関節及び股関節、足首関節の伸展及び屈曲を反復的に伴う下肢運動を実現する下肢運動機器の一具体例である。従って、足漕ぎ運動は、下肢運動の一具体例である。足漕ぎ運動機器２は、足漕ぎ運動機器２の設置床に置かれる機器本体３と、一対のクランク４と、一対のペダル５と、を含む。一対のペダル５は、一対のクランク４にそれぞれピッチ旋回自在に設けられている。一対のクランク４は、機器本体３によってピッチ旋回自在に設けられている。利用者Ｕは、椅子１に座った状態で、両足Ｆを一対のペダル５にそれぞれ乗せ、右脚ＲＬと左脚ＬＬを交互に踏み出すことでいわゆる足漕ぎ運動を行う。このとき、右脚ＲＬ及び左脚ＬＬの膝関節、股関節、足首関節の伸展及び屈曲が繰り返される。典型的には、右脚ＲＬの膝関節が伸展するとき、左脚ＬＬの膝関節が屈曲する。右脚ＲＬの股関節が伸展するとき、左脚ＬＬの股関節が屈曲する。右脚ＲＬの足首関節が伸展するとき、左脚ＬＬの足首関節が屈曲する。これにより、一対のペダル５は、互いに逆位相でクランク軸４ａまわりに回転する。即ち、足漕ぎ運動機器２は、両足Ｆがクランク軸４ａを中心とする円軌道を描く下肢運動を実現する。換言すれば、機器本体３は、一対のペダル５が円軌道に沿って繰り返し移動するように一対のペダル５を案内する。円軌道は、所定の軌道の一具体例である。

なお、足漕ぎ運動機器２は、下肢運動機器の一例に過ぎない。即ち、下肢運動機器は足漕ぎ運動機器２に限定されない。下肢運動機器は、利用者Ｕが椅子１に座った状態で、両足Ｆを床面に対して平行な直線軌道に沿って往復移動させる下肢運動を実現するものであってもよい。直線軌道は、所定の軌道の一具体例である。下肢運動機器は、利用者Ｕが立位姿勢のまま下肢運動を実現するものであってもよい。

以下、まず、椅子１について一通り説明し、次に、各ペダル５について詳細に説明する。

（椅子１）
図２には、椅子１の斜視図を示している。図２に示すように、椅子１は、椅子本体６と複数の脚７を有する。椅子本体６は、複数の脚７によって支持されている。

図３には、椅子１の正面断面図を示している。図３に示すように、椅子本体６は、着座部１０と、着座部１０を支持する支持機構１１と、カバー１２と、を含む。支持機構１１は、着座部１０の下方（inferior）に配置される。即ち、着座部１０は、支持機構１１の上方（superior）に配置される。

着座部１０は、利用者Ｕが着座する部分である。着座部１０は、上方を向く座面１０ａと下方を向く下面１０ｂを有する。図２及び図３に示すように、座面１０ａは、後方（posterior）に向かって高くなるように若干傾斜している。着座部１０は、利用者Ｕが着座したときの利用者Ｕと着座部１０の間の圧力を分散させるのに適した柔らかい素材から成る。典型的には、着座部１０は、ウレタンフォームに代表される連続気泡構造体、又は、ポリエチレンフォームやゴムスポンジに代表される独立気泡構造体である。

着座部１０には、着座部１０に着座した利用者Ｕの骨盤を着座部１０に対して相対的に位置決めするための凹部が形成されてもよい。凹部は、典型的には、利用者の臀部及び右大腿及び左大腿を収容するように形成される。これに代えて、着座部１０には、着座部１０に着座した利用者Ｕの臀部の位置を指示するための線が描かれていてもよい。このようにすることで、着座部１０と利用者Ｕの骨盤との望ましい位置関係を実現することができる。

支持機構１１は、着座部１０をロール揺動可能及びヨー揺動可能に支持する機構である。支持機構１１は、ヨー揺動機構１３及びロール揺動機構１４を含む。ロール揺動機構１４は、ヨー揺動機構１３の上方に配置される。しかし、これに代えて、ロール揺動機構１４は、ヨー揺動機構１３の下方に配置されてもよい。ヨー揺動機構１３は、省略することもできる。

ヨー揺動機構１３は、上方に配置される上支持板１３ａ、下方に配置される下支持板１３ｂ、上支持板１３ａと下支持板１３ｂの間に配置される軸受１３ｃ、を含む。即ち、上支持板１３ａは軸受１３ｃの上方に配置され、下支持板１３ｂは軸受１３ｃの下方に配置される。複数の脚７は、下支持板１３ｂから下方に突出するように下支持板１３ｂに固定されている。上支持板１３ａは、軸受１３ｃにより、下支持板１３ｂに対して相対的にヨー揺動自在となっている。本実施形態において、軸受１３ｃは転がり軸受である。しかし、これに代えて、軸受１３ｃは滑り軸受であってもよい。上支持板１３ａ及び下支持板１３ｂは、利用者Ｕから受ける荷重程度では容易には撓まないような十分な剛性を有する板であって、例えば、木製、金属製、樹脂製である。

ロール揺動機構１４は、上方に配置される上支持板１５、下方に配置される複数のバルーン１６、を含む。即ち、上支持板１５は、複数のバルーン１６の上方に配置される。複数のバルーン１６は、上支持板１５の下方に配置される。上支持板１５は、利用者Ｕから受ける荷重程度では容易には撓まないような十分な剛性を有する板であって、例えば、木製、金属製、樹脂製である。上支持板１５は、着座部１０の下面１０ｂに設けられることで、利用者Ｕが着座部１０に着座したときに着座部１０が下方に向かって凸となるように撓むことを防止する。

各バルーン１６は、上下方向で圧縮された際に上方に向かって反発力を発生し得る弾性体の一具体例である。各バルーン１６は、気体が封入された袋体の一具体例である。即ち、各バルーン１６は、気体を所定の圧力で封入することで膨らんで所定の形状を呈する。本実施形態において、各バルーン１６は、気体が封入された状態で下方に凸の半球状を呈する。各バルーン１６は、典型的には、塩化ビニル樹脂製である。

複数のバルーン１６は、右坐骨バルーン１６Ｒ、左坐骨バルーン１６Ｌ、尾骨バルーン１６Ｔを含む。右坐骨バルーン１６Ｒは、着座部１０の下に配置され、着座部１０に着座した利用者Ｕの右脚側の坐骨である右脚側坐骨に対応する右脚側弾性体の一具体例である。左坐骨バルーン１６Ｌは、着座部１０の下に配置され、着座部１０に着座した利用者Ｕの左脚側の坐骨である左脚側坐骨に対応する右脚側弾性体の一具体例である。尾骨バルーン１６Ｔは、着座部１０の下に配置され、着座部１０に着座した利用者Ｕの尾骨に対応する尾骨弾性体の一具体例である。

図４には、利用者Ｕが着座部１０に着座したときの利用者Ｕの骨盤の平面図を示している。右坐骨バルーン１６Ｒは、利用者Ｕが着座部１０に着座したときの利用者Ｕの右脚側坐骨に対して対応的に配置されている。左坐骨バルーン１６Ｌは、利用者Ｕが着座部１０に着座したときの利用者Ｕの左脚側坐骨に対して対応的に配置されている。尾骨バルーン１６Ｔは、利用者Ｕが着座部１０に着座したときに利用者Ｕの尾骨に対して対応的に配置されている。

更に具体的には、図４に示す平面視において、右坐骨バルーン１６Ｒの中心と左坐骨バルーン１６Ｌの中心の間の距離Ｄ１は、右脚側坐骨の下端と左脚側坐骨の下端の間の距離Ｄ２よりも長い。即ち、図４に示す平面視で、右坐骨バルーン１６Ｒは、右脚側坐骨の下端よりも若干外側（Lateral）に配置されている。同様に、左坐骨バルーン１６Ｌは、左脚側坐骨の下端よりも若干外側に配置されている。この配置によれば、骨盤が右側にロールしたときの右坐骨バルーン１６Ｒの反発力が、骨盤が左側にロールさせるように、骨盤を効果的に押し戻す。同様に、骨盤が左側にロールしたときの左坐骨バルーン１６Ｌの反発力が、骨盤が右側にロールさせるように、骨盤を効果的に押し戻す。従って、利用者Ｕにとって少ない負荷で、骨盤を左右に交互にリズミカルにロールさせることができるようになる。ただし、右坐骨バルーン１６Ｒは右脚側坐骨の下端の直下に配置されてもよく、左坐骨バルーン１６Ｌは左脚側坐骨の下端の直下に配置されてもよい。

このように、右坐骨バルーン１６Ｒ及び左坐骨バルーン１６Ｌを設けることで、利用者Ｕが着座部１０に着座して足漕ぎ運動機器２を用いて足漕ぎ運動を実施した際に、利用者Ｕの骨盤が左右にロール旋回するので、下肢から体幹への上方性運動連鎖を発生させることができ、下肢をトレーニングすると同時に体幹もトレーニングすることができる。即ち、腹直筋や腹横筋、脊柱起立筋に代表される体幹筋の運動も同時に実現することができるだろう。ここで、利用者Ｕの骨盤のロール旋回とは、右脚側坐骨が左脚側坐骨よりも相対的に低くなること、又は、右脚側坐骨が左脚側坐骨よりも相対的に高くなることを意味する。

一方、図４に示すように、尾骨バルーン１６Ｔは、尾骨の下端の直下に配置されている。即ち、尾骨バルーン１６Ｔの中心１６Ｔｃが尾骨の下端の直下に位置している。しかし、尾骨バルーン１６Ｔの中心１６Ｔｃは、図４に示す平面視で、尾骨の下端よりも前方（anterior）に配置されてもよく、尾骨の下端よりも後方（posterior）に配置されてもよい。端的に言えば、尾骨バルーン１６Ｔは、右坐骨バルーン１６Ｒ及び左坐骨バルーン１６Ｌに対して後方に配置されていればよい。以上の構成によれば、尾骨バルーン１６Ｔは、着座部１０のピッチ姿勢が安定するように着座部１０を支持することができる。

なお、下肢から体幹への上方性運動連鎖を効果的に発生させるには、骨盤のピッチ姿勢を若干前傾姿勢とすることが重要である。このように骨盤のピッチ姿勢を矯正するには、種々の手法が考えられる。即ち、例えば、第１に、尾骨バルーン１６Ｔの内圧を右坐骨バルーン１６Ｒや左坐骨バルーン１６Ｌの内圧よりも高めることである。以上の構成によれば、利用者Ｕが着座部１０に着座した際に、着座部１０の前方部分が沈み込むのに対し、着座部１０の後方部分の沈み込みが抑制されるので、上記のピッチ姿勢が矯正される。第２に、図２に示すように、着座部１０の座面１０ａが後方に向かってせり上がるように着座部１０を形成することである。以上の構成によれば、座面１０ａ自体が後方に向かってせり上がるので、上記のピッチ姿勢が矯正される。第１の手法と第２の手法を組み合わせることも一案である。

図３に戻り、カバー１２は、着座部１０及び支持機構１１を覆い隠すものであって、典型的には布製である。

（各ペダル５）
次に、図５を参照して、各ペダル５を説明する。図５には、足部Ｆの骨格を併せて示している。図５に示すように、足部Ｆは、前足部ａ、中足部ｂ、後足部ｃの３つの部位に大別される。前足部ａは、中足骨と趾骨から構成されている。中足部ｂは、足根骨から構成されている。後足部ｃは、距骨と踵骨から構成されている。そして、各ペダル５は、機器本体３に対する前足部ａの相対的なロール旋回を抑制すると共に前足部ａに対する後足部ｃの相対的なロール旋回を許容するように構成されている。ここで、前足部ａのロール旋回とは、前足部ａの、足部Ｆの足長方向を旋回軸とする旋回を意味する。従って、仮に足部Ｆの足長方向が鉛直方向になった場合でも、前足部ａの、足部Ｆの足長方向を旋回軸とした旋回はロール旋回と定義される。

各ペダル５は、ベース３０、軸受３１、カップ部３２、靴紐３３を含む。

ベース３０は、クランク４の先端に対してピッチ旋回自在に連結されている。

軸受３１は、ベース３０とカップ部３２の間に配置され、ベース３０とカップ部３２を相対的にヨー旋回自在に連結する。

カップ部３２は、足部Ｆの前足部ａを収容する部分である。カップ部３２は、軸受３１に固定されたアウターソール３２ａと、アウターソール３２ａに乗せた前足部ａを覆うカバー３２ｂと、を含む。カバー３２ｂは、柔軟性及び伸縮性を有する部材であって、典型的には布製である。

靴紐３３は、カップ部３２を内側に絞る緊縮手段の一具体例である。靴紐３３を用いてカップ部３２を内側に絞ることで、前足部ａを拘束することができる。即ち、前足部ａがカップ部３２に固定される。これにより、機器本体３に対する前足部ａの相対的なロール旋回が抑制される。

一方で、図５に示すように、足部Ｆの中足部ｂ及び後足部ｃは、カップ部３２に収容されていない。従って、靴紐３３を用いてカップ部３２を内側に絞っても、中足部ｂ及び後足部ｃはカップ部３２に固定されない。これにより、前足部ａに対する後足部ｃの相対的なロール旋回は許容されることになる。ここで、前足部ａに対する後足部ｃの相対的なロール旋回とは、前足部ａに対して後足部ｃが、足部Ｆの足長方向を旋回軸として相対的に旋回することを意味する。

利用者Ｕが足漕ぎ運動機器２を用いて足漕ぎ運動した際、前足部ａのロール旋回が抑制される一方で後足部ｃのロール旋回が許容されているので、下肢の動きに連動して後足部ｃの前足部ａに対する相対的なロール旋回が発生する。これにより、足部Ｆの柔軟性が改善される。足部Ｆの柔軟性が改善されると、利用者Ｕが不整地を歩行したときの利用者Ｕのバランス能力、即ち歩行姿勢を適切に維持する能力が向上する。また、足部Ｆの柔軟性改善は、足部Ｆの内側縦アーチの形成に寄与する。足部Ｆの内側縦アーチは、歩行時の衝撃を吸収して膝への負担を減らす機能を有する。

以上に、第１実施形態を説明したが、上記第１実施形態は以下の特徴を有する。

即ち、足漕ぎ運動機器２（下肢運動機器）は、一対のペダル５と、一対のペダル５が所定の軌道に沿って繰り返し移動するように一対のペダル５を案内する機器本体３と、を含む。利用者Ｕは、一対のペダル５に両足Ｆを乗せて足漕ぎ運動（下肢運動）を行う。各ペダル５は、機器本体３に対する前足部ａの相対的なロール旋回を抑制すると共に前足部ａに対する後足部ｃの相対的なロール旋回を許容するように構成され、これにより、足漕ぎ運動に際して前足部ａと後足部ｃとの相対的なロール旋回が発生する。以上の構成によれば、足漕ぎ運動を行う際に足部Ｆの柔軟性が改善される。

また、各ペダル５は、前足部ａを収容可能であって機器本体３に対してロール旋回不能なカップ部３２と、カップ部３２を内側に絞る靴紐３３（緊縮手段）と、を含む。靴紐３３によってカップ部３２を内側に絞ることで、機器本体３に対する前足部ａの相対的なロール旋回を抑制すると共に前足部ａに対する後足部ｃの相対的なロール旋回を許容する。以上の構成によれば、足漕ぎ運動を行う際に足部Ｆの柔軟性を改善するペダル５を簡素な構成で実現できる。なお、各ペダル５は、前足部ａを収容するカップ部３２に代えて、前足部ａをベース３０に拘束する甲バンドを備えていてもよい。

また、各ペダル５は、機器本体３に対する前足部ａの相対的なヨー旋回を許容するように構成されている。即ち、図５に示すように、各ペダル５は、軸受３１を備えることで、機器本体３に対する前足部ａの相対的なヨー旋回を許容する。ここで、前足部ａのヨー旋回とは、足部Ｆの前述したロール旋回軸、及び、ペダル５のクランク４に対するピッチ旋回軸、のいずれに対しても直交する方向を旋回軸とする旋回を意味する。以上の構成によれば、下肢と体幹との運動連鎖を効率よく発生させることができる。

また、運動システム１００は、足漕ぎ運動機器２と、足漕ぎ運動機器２を用いて足漕ぎ運動するに際し利用者Ｕが着座する着座部１０と、を含む。着座部１０は、ロール旋回自在に構成されている。以上の構成によれば、足漕ぎ運動の際に着座部１０がロール揺動することで、下肢と体幹との運動連鎖が発生し、座位姿勢で足漕ぎ運動を行う際に下肢と体幹の運動連鎖を実現することができる。下肢と体幹の運動連鎖とは、下肢から体幹への上方性運動連鎖を意味する。

即ち、着座部１０をロール旋回自在に構成したことで、利用者Ｕが着座部１０に着座して足漕ぎ運動機器２を用いて足漕ぎ運動を実施した際に、利用者Ｕの骨盤が左右にロール旋回するので、下肢から体幹への上方性運動連鎖を発生させることができ、下肢をトレーニングすると同時に体幹もトレーニングすることができる。即ち、腹直筋や腹横筋、脊柱起立筋に代表される体幹筋の運動も同時に実現することができるだろう。

また、着座部１０は、更に、ヨー旋回自在に構成されている。ここで、着座部１０のヨー旋回とは、足漕ぎ運動機器２の設置面に対する直交方向を旋回軸とする旋回を意味する。以上の構成によれば、利用者Ｕが着座部１０に着座して足漕ぎ運動機器２を用いて足漕ぎ運動を実施した際に、利用者Ｕの骨盤のヨー旋回が許容されるので、上記の運動連鎖をより効果的に発生させることができる。

図１に示す運動システム１００は、足漕ぎ運動機器２（下肢運動機器）と椅子１を含む。足漕ぎ運動機器２は、少なくとも膝関節及び股関節の伸展及び屈曲を反復的に伴う下肢運動を実現する。椅子１は、利用者Ｕが足漕ぎ運動機器２を用いて下肢運動を実施するに際し利用者Ｕが着座するものである。図３に示すように、椅子１は、利用者Ｕが着座する着座部１０と、着座部１０をロール揺動可能に支持する支持機構１１と、を備える。下肢運動の際に着座部１０がロール揺動することで、下肢と体幹との運動連鎖が発生する。以上の構成によれば、座位姿勢で下肢運動を行う際に下肢と体幹の運動連鎖を実現することができる。

図３及び図４に示すように、支持機構１１は、着座部１０の下に配置され、着座部１０に着座した利用者Ｕの右脚側の坐骨である右脚側坐骨に対応する右坐骨バルーン１６Ｒ（右脚側弾性体）と、着座部１０の下に配置され、着座部１０に着座した利用者Ｕの左脚側の坐骨である左脚側坐骨に対応する左坐骨バルーン１６Ｌ（左脚側弾性体）と、を含む。以上の構成によれば、簡素な構成で、支持機構１１を実現できる。

また、右坐骨バルーン１６Ｒ及び左坐骨バルーン１６Ｌは、気体が封入された袋体である。以上の構成によれば、安価な運動システム１００を実現できる。

また、図３に示すように、右坐骨バルーン１６Ｒ及び左坐骨バルーン１６Ｌは、気体が封入された状態で下方に凸の半球状である。以上の構成によれば、効果的なロール揺動を実現できる。

また、支持機構１１は、更に、利用者Ｕの骨盤のピッチ姿勢を矯正する。以上の構成によれば、下肢から体幹への上方性運動連鎖を効果的に発生させることができる。

また、図３に示すように、支持機構１１は、着座部１０の下に配置され、着座部１０に着座した利用者Ｕの尾骨に対応する尾骨弾性体として、尾骨バルーン１６Ｔを更に含む。尾骨バルーン１６Ｔにより、利用者Ｕの骨盤のピッチ姿勢が矯正される。以上の構成によれば、簡素な構成で、支持機構１１を実現できる。

また、尾骨弾性体としての尾骨バルーン１６Ｔは、気体が封入された袋体である。以上の構成によれば、尾骨弾性体を安価に実現することができる。

（第２実施形態）
次に、図６を参照して、第２実施形態を説明する。以下、本実施形態が上記第１実施形態と相違する点を中心に説明し、重複する説明は省略する。

図６に示すように、本実施形態のペダル５は、前足部ａに装着可能であって、機器本体３に対して相対的にロール旋回不能な前装具としての前方カップ部４０と、後足部ｃに装着可能な後装具としての後方カップ部４１と、前方カップ部４０と後方カップ部４１が相対的にロール旋回自在となるように前方カップ部４０と後方カップ部４１を連結する連結部４２と、を含む。

前方カップ部４０は、第１実施形態のカップ部３２と同様の構成を有する。即ち、前方カップ部４０は、アウターソール４０ａとカバー４０ｂを有する。アウターソール４０ａは、カップ部３２のアウターソール３２ａに対応している。カバー４０ｂは、カップ部３２のカバー３２ｂに対応している。

後方カップ部４１は、後足部ｃを乗せるアウターソール４１ａと、アウターソール４１ａに乗せた後足部ｃを覆うカバー４１ｂと、アウターソール４１ａ及びカバー４１ｂが後足部ｃに対して装着された状態を維持するためのバンド４１ｃと、を備える。

連結部４２は、足部Ｆの足長方向で隣り合う前方カップ部４０のアウターソール４０ａと後方カップ部４１のアウターソール４１ａを相対的にロール旋回自在に互いに連結する。前方カップ部４０のアウターソール４０ａと後方カップ部４１のアウターソール４１ａが相対的にロール旋回自在であるとは、詳しくは、足部Ｆの足長方向を旋回軸として、前方カップ部４０のアウターソール４０ａと後方カップ部４１のアウターソール４１ａが相対的に旋回することを意味する。連結部４２は、典型的には、転がり軸受や滑り軸受により実現することができる。連結部４２としては、上記の相対的な旋回を実現できるあらゆる素材を採用することができる。従って、連結部４２は、十分な柔軟性を有する弾性体であってもよい。連結部４２は、更に、前方カップ部４０のアウターソール４０ａと後方カップ部４１のアウターソール４１ａの相対的なピッチ旋回及びヨー旋回を抑制することが好ましい。

以上の構成で、前足部ａに前方カップ部４０を装着すると共に後足部ｃに後方カップ部４１を装着することで、機器本体３に対する前足部ａの相対的なロール旋回を抑制すると共に前足部ａに対する後足部ｃの相対的なロール旋回を許容する。以上の構成によれば、足部Ｆの柔軟性を改善するペダル５を簡素な構成で実現できる。

（第３実施形態）
次に、図７を参照して、第３実施形態を説明する。以下、本実施形態が上記第１実施形態と相違する点を中心に説明し、重複する説明は省略する。

図７及び図８に示すように、本実施形態のペダル５は、ベース５０、軸受５１、前プレート５２、把持バー５３を含む。

ベース５０は、クランク４の先端に対してピッチ旋回自在に連結されている。

軸受５１は、ベース５０と前プレート５２の間に配置され、ベース５０と前プレート５２を相対的にヨー旋回自在に連結する。

前プレート５２は、足部Ｆの前足部ａを搭載可能な部分である。前プレート５２は、機器本体３に対して相対的にロール旋回不能に構成されている。ここでいうロール旋回とは、前プレート５２に前足部ａを乗せた足部Ｆの足長方向を旋回軸とする旋回を意味する。

把持バー５３は、バー本体５３ａ、一対の脚部５３ｂを含む。バー本体５３ａは、ベース５０のピッチ旋回軸に対して概ね平行に延びており、一対の脚部５３ｂを介して前プレート５２に固定されている。把持バー５３は、前プレート５２の先端側に設けられている。そして、把持バー５３のバー本体５３ａは、前プレート５２から若干上方に離れて配置されることで、図８に示すように、前足部ａの足指ｔ（toes）によって把持可能とされている。一方で、後足部ｃはペダル５によって一切拘束されていない。以上の構成によれば、前足部ａを前プレート５２に乗せて、前足部ａの足指ｔで把持バー５３のバー本体５３ａを把持することで、機器本体３に対する前足部ａの相対的なロール旋回を抑制すると共に前足部ａに対する後足部ｃの相対的なロール旋回を許容する構成が実現される。

以上に、第３実施形態を説明したが、上記第３実施形態は以下の特徴を有する。

即ち、図７及び図８に示すように、各ペダル５は、前足部ａを搭載可能であって、機器本体３に対して相対的にロール旋回不能な前プレート５２と、前プレート５２に固定され、前足部ａの足指ｔ（toes）で把持可能な把持バー５３と、を含む。前足部ａを前プレート５２に乗せて、前足部ａの足指ｔで把持バー５３を把持することで、機器本体３に対する前足部ａの相対的なロール旋回を抑制すると共に前足部ａに対する後足部ｃの相対的なロール旋回を許容する。以上の構成によれば、足部Ｆの柔軟性を改善するペダル５を簡素な構成で実現できる。

（変形例）
上記各実施形態は、以下のように変更できる。

即ち、上記各実施形態では、図３に示すように、椅子１自体が、着座部１０及び支持機構１１を備えている。

これに対し、図９及び図１０に示すように、既存の椅子２０に適用可能な運動補助具２１が、着座部１０及び支持機構１１を備えてもよい。

即ち、運動補助具２１は、椅子２０の座面２０ａに搭載して用いられる。詳しくは、図１０に示すように、運動補助具２１が有する支持機構１１のヨー揺動機構１３の下支持板１３ｂが椅子２０の座面２０ａと上下方向で対向するように、運動補助具２１は、椅子２０の座面２０ａに搭載される。

要するに、上記の変形例は、以下の特徴を有する。

図９及び図１０に示すように、運動システム２００は、足漕ぎ運動機器２と、椅子２０の座面２０ａに搭載可能であって、利用者Ｕが足漕ぎ運動機器２を用いて足漕ぎ運動を実施するに際し利用者Ｕが着座する運動補助具２１と、を含む。運動補助具２１は、利用者Ｕが着座する着座部１０と、着座部１０をロール揺動可能に支持する支持機構１１と、を備える。下肢運動の際に着座部１０がロール揺動することで、下肢と体幹との運動連鎖が発生する。以上の構成によれば、座位姿勢で下肢運動を行う際に下肢と体幹の運動連鎖を実現することができる。

また、図３及び図１０に示すように、上記各実施形態において、各バルーン１６は、気体が封入された状態で下方に凸となる半球状を呈している。しかし、これに代えて、各バルーン１６は、図１１に示すように、長手方向に伸縮自在となるように外周部にベローズ（蛇腹）を有するベローズ式バルーンとしてもよい。この場合、各バルーン１６は、その長手方向が鉛直方向となるように配置され得る。また、各バルーン１６に代えて、図１２に示すように、コイルスプリングを採用してもよい。この場合、コイルスプリングはその長手方向が鉛直方向となるように配置され得る。なお、右坐骨バルーン１６Ｒに代えて配置するコイルスプリングは、椅子１又は運動補助具２１の正面視で、内側（medial）に向かって高くなるように斜めに配置してもよい。この場合、骨盤がロール旋回したときに発生するコイルスプリングの反発力が若干内側を向くように作用することになるので、ロール旋回した骨盤を中立状態に効果的に戻すことができるようになる。左坐骨バルーン１６Ｌに代えて配置するコイルスプリングについても同様である。また、各バルーン１６に代えて、例えばゴムなどの他の弾性体を採用してもよい。

また、右坐骨バルーン１６Ｒと左坐骨バルーン１６Ｌ、尾骨バルーン１６Ｔは、別体として構成することに代えて、一体的に構成してもよい。ただし、この場合、右坐骨バルーン１６Ｒと左坐骨バルーン１６Ｌ、尾骨バルーン１６Ｔそれぞれの内部空間は互いに隔離されていることが望ましい。隔離されていない場合、右坐骨バルーン１６Ｒ及び左坐骨バルーン１６Ｌが、骨盤がロール旋回したときに反発力を発生させ難いからである。

また、支持機構１１は、複数の尾骨バルーン１６Ｔを備えていてもよい。この場合、複数の尾骨バルーン１６Ｔは、何れも右坐骨バルーン１６Ｒ及び左坐骨バルーン１６Ｌよりも後方に配置されることになる。

また、ヨー揺動機構１３は省略することができる。図９において、椅子２０自体が座面２０ａをヨー旋回自在に支持する場合、運動補助具２１が有するヨー揺動機構１３は省略してもよい。

本開示のペダル５は、あらゆる下肢運動機器に適用することができる。下肢運動機器としては、例示の足漕ぎ運動機器２、エアロバイク（登録商標）、リカンベントバイク、足漕ぎ車椅子が挙げられる。

１ 椅子
２ 足漕ぎ運動機器
３ 機器本体
４ クランク
４ａ クランク軸
５ ペダル
６ 椅子本体
７ 脚
１０ 着座部
１０ａ 座面
１０ｂ 下面
１１ 支持機構
１２ カバー
１３ ヨー揺動機構
１３ａ 上支持板
１３ｂ 下支持板
１３ｃ 軸受
１４ ロール揺動機構
１５ 上支持板
１６ バルーン
１６Ｒ 右坐骨バルーン
１６Ｌ 左坐骨バルーン
１６Ｔ 尾骨バルーン
１６Ｔｃ 中心
２０ 椅子
２０ａ 座面
２１ 運動補助具
３０ ベース
３１ 軸受
３２ カップ部
３２ａ アウターソール
３２ｂ カバー
３３ 靴紐
４０ 前方カップ部
４０ａ アウターソール
４０ｂ カバー
４１ 後方カップ部
４１ａ アウターソール
４１ｂ カバー
４１ｃ バンド
４２ 連結部
５０ ベース
５１ 軸受
５２ 前プレート
５３ 把持バー
５３ａ バー本体
５３ｂ 脚部
１００ 運動システム
２００ 運動システム
Ｕ 利用者
Ｆ 両足
ＲＬ 右脚
ＬＬ 左脚
Ｄ１ 距離
Ｄ２ 距離
Ｆ 足部
ａ 前足部
ｂ 中足部
ｃ 後足部
ｔ 足指

Claims (2)

1. 一対のペダルと、
   前記一対のペダルが所定の軌道に沿って繰り返し移動するように前記一対のペダルを案内する機器本体と、
   を含み、
   利用者が前記一対のペダルに両足を乗せて下肢運動を行う、
   下肢運動機器であって、
   各ペダルは、
   前足部（ａ）に装着可能であって、前記機器本体に対して相対的にロール旋回不能な前装具としての前方カップ部（４０）と、
   後足部（ｃ）に装着可能な後装具としての後方カップ部（４１）と、
   前記前方カップ部（４０）と前記後方カップ部（４１）が相対的にロール旋回自在となるように前記前方カップ部（４０）と前記後方カップ部（４１）を連結する連結部（４２）と、
   を含み、
   前記前方カップ部（４０）は、前記前足部（ａ）を乗せるアウターソール（４０ａ）と、前記アウターソール（４０ａ）に乗せた前記前足部（ａ）を覆うカバー（４０ｂ）と、を含み、靴紐（３３）によって前記前方カップ部（４０）を内側に絞ることで前記前足部（ａ）を拘束し、これにより、前記前足部（ａ）を前記前方カップ部（４０）に固定するように構成され、
   前記後方カップ部（４１）は、前記後足部（ｃ）を乗せるアウターソール（４１ａ）と、前記アウターソール（４１ａ）に乗せた前記後足部（ｃ）を覆うカバー（４１ｂ）と、前記アウターソール（４１ａ）及び前記カバー（４１ｂ）が前記後足部（ｃ）に対して装着された状態を維持するためのバンド（４１ｃ）と、を備え、
   前記連結部（４２）は、前記前方カップ部（４０）の前記アウターソール（４０ａ）と前記後方カップ部（４１）の前記アウターソール（４１ａ）の間に配置された転がり軸受又は滑り軸受であって、前記前方カップ部（４０）の前記アウターソール（４０ａ）と前記後方カップ部（４１）の前記アウターソール（４１ａ）を相対的にロール旋回自在に連結し、
   前記前足部（ａ）に前記前方カップ部（４０）を装着すると共に前記後足部（ｃ）に前記後方カップ部（４１）を装着することで、前記機器本体に対する前記前足部（ａ）の相対的なロール旋回を抑制すると共に前記前足部（ａ）に対する前記後足部（ｃ）の相対的なロール旋回を許容するように構成され、これにより、前記下肢運動に際して前記前足部（ａ）と前記後足部（ｃ）との相対的なロール旋回が発生する、
   下肢運動機器。
2. 請求項１に記載の前記下肢運動機器と、
   前記下肢運動機器を用いて前記下肢運動するに際し前記利用者が着座する着座部を含む、
   運動システム。