JPH0226977B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、両脚の屈伸運動を、左右独立に又
は左右交互に或いは左右一緒に行えるようにした
下肢伸展運動器に関する。

〔従来の技術〕

体力増強のためや手術後の患者や身体障害者等
の機能回復訓練用に用いられる第５図に示す下肢
伸展運動器１は、座位姿勢をとる訓練者が両脚を
前方に投げ出し、前後方向に往復動自在のペダル
２ｌ，２ｒに足を固定して、屈伸運動を繰り返
し、その際ワイヤ３によりペダルに連結した垂錘
４ｌ，４ｒ等の負荷が筋肉に運動抵抗を与える構
成とされている。

〔発明が解決しようとする問題点〕 上記従来の下肢伸展運動器１は、一般の関節運
動における筋力の作用が、屈曲位（伸展開始時）
で最も小さく、中間角度で最大になり、伸展位で
再び小さくなるような山型の特性を有するのに対
し、重錘４ｌ，４ｒ等を利用した等張性訓練
（Isotonic Exercise）であるため、屈曲位に適し
た重錘負荷に設定すると他の角度では、負荷が過
小であり、筋力が最大になる中間角度に適した重
錘負荷に設定すると、他の角度では過負荷になり
無理を生じる等、関節可動域のすべてに最適の負
荷を与えることができないという問題点があつ
た。また、重錘負荷に対し両足同時に伸展する片
足ずつ行うかで、右足ペダルを伸展したら左足ペ
ダルは屈曲する、またはその反対というようなペ
ダルを交互に運動させることができず、歩行動作
を考えた交互運動のための訓練や、片マヒ患者等
の訓練はできない等の問題点があつた。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、上記問題点を解決したものであ
り、座位姿勢における両脚の屈伸範囲に往復動自
在に張設した左右一対のチエーンと、これら一対
のチエーンにそれぞれ連結され、左右の足を係止
させるペダルと、前記各チエーンが張設された一
対のスプロケツトと、これら一対のスプロケツト
とカムクラツチを介して連結され、一対のスプロ
ケツトがあらかじめ定めた所定速度に達したとき
に負荷を与える速度制限型負荷装置と、前記一対
のスプロケツト間に介在し、作動時両スプロケツ
トを相互に逆回転する関係に規制する歯車機構と
から構成したことを要旨とするものである。

〔作用〕

この発明は、スプロケツト間に張設されたチエ
ーンに固着されたペダルを、両脚の屈伸により往
復運動させ、伸展時に等速性訓練を行わせるとと
もに、左右のスプロケツト間に介在させた歯車機
構により、両スプロケツトを逆回転関係に規制で
きるようにする。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例について、第１図ない
し第３図を参照して説明する。第１図ないし第３
図は、それぞれこの発明の下肢伸展運動器の一実
施例を示す平面図、側面図及び要部平面図であ
る。

第１，２図中、下肢伸展運動器１１は、運動速
度を制限する速度制限型の負荷装置１２による負
荷と、訓練者の脚力とを、カムクラツチ１３によ
り整合させる構成としてある。訓練者は、椅子１
４の上に腰を降ろし、両脚を前方に投げ出し、左
右の足をペダル１５ｌ，１５ｒに係止する。ペダ
ル１５ｌ，１５ｒは、それぞれ両脚の屈伸範囲に
設けた一対のスプロケツト１６ｌ間及び１６ｒ間
に張設されたチエーン１７に連結されており、脚
の屈伸運動によりチエーン１７に平行な一対のガ
イドレール１７ｌ，１７ｒに沿つて前後に往復運
動を行う。

左右のスプロケツト１６ｌ，１６ｒは、第３図
に示す如く、歯車機構１８両側のカムクラツチ１
３の各出力軸１３ａに取り付けてあり、両カムク
ラツチ１３の出力軸１３ａを貫通する入力軸１３
ｂの右端部に設けたプーリ１９が、ベルト掛け伝
動により負荷装置１２の回転動力を伝達される。
カムクラツチ１３は、出力軸１３ａが正転方向に
入力軸１３ｂと同期したときに、接続状態となる
もので、両出力軸１３ａの端部には、歯車２０
ｌ，２０ｒが固着してある。歯車２０ｌには、小
径の歯車２１を介して歯車２２ｌが噛合してお
り、他方の歯車２０ｒには歯車２２ｒが噛合させ
てある。歯車２２ｌと歯車２２ｒは、同一の軸２
３上にあり、歯車２２ｌは、運動形態に合わせて
操作されるシフトレバー２４により、軸２３上を
噛合位置と離脱位置の間で移動させることができ
る。

負荷装置１２は、その出力軸１２ａがあらかじ
め定めた所定速度で回転し、それを越えて回転し
ようとするときに、所定速度を越える回転を抑制
する働きをする速度制限型のものが用いられ、訓
練者は反力としての抵抗を受ける。

ここで、シフトレバー２４を操作して歯車２２
ｌを離脱位置にシフトすると、左右の歯車２０
ｌ，２０ｒは互いに独立して回転できるようにな
る。従つて、訓練者は左右の脚を別個に、又はペ
ダル１５ｌ，１５ｒどうしを連結することにより
同時に屈伸させることができる。この場合、カム
クラツチ１３の出力軸１３ａの正転速度が入力軸
１３ｂの回転速度より小である場合は、カムクラ
ツチ１３はすべり状態にあり、出力軸１３ａの正
転速度が入力軸１３ｂの回転速度に追いついたと
きに、出力軸１３ａと入力軸１３ｂは一体回転す
る。このため、左右の脚をある速度以上の速さで
動かそうとしても、出力軸１３ａの回転はそれ以
上に上らず、これにより蹴り出す側の脚は等速性
の伸展運動を行う。

これに対し、シフトレバー２４を操作して歯車
２２ｌを噛合位置にシフトすると、左右の歯車２
０ｌ，２０ｒは互いに逆方向に同期回転するよう
になる。従つて、訓練者は左右の脚を交互に動か
すことにより、ペダル１５ｌ，１５ｒを交互に往
復動することができる。すなわち、左脚を前に伸
展させたときに、右脚が屈曲し、右脚を前に伸展
させたときに、左脚が屈曲する。従つて、この場
合の運動は、左脚と右脚が交互に展伸する運動に
なる。すなわち、この実施例の場合、両脚の全可
動域にわたつて一定速度での抵抗訓練、いわゆる
等速性訓練（Iso―kinetic Exercise）が行われ、
これによりある角度での筋運動が障害等の理由で
弱まつている場合でも、正しく適応した負荷を与
えることができる。

このように、上記下肢伸展運動器１１は、スプ
ロケツト１６ｌ間及び１６ｒ間に張設されたチエ
ーン１７に連結されたペダル１５ｌ，１５ｒを、
両脚の屈伸により往復運動させ、伸展時に等速性
訓練を行わせるとともに、左右のスプロケツト１
６ｌ，１６ｒ間に介在させた歯車機構１８によ
り、両スプロケツト１６ｌ，１６ｒを逆回転関係
に規制できるよう構成したから、歯車機構１８の
作動又は非作動に応じて、両脚の運動形態を、左
右交互か又は左右独立にというように選択するこ
とができる。さらに、両スプロケツト１６ｌ，１
６ｒの回転に対し、速度制限型の負荷装置１２に
より、あらかじめ定めた所定速度に達したときに
負荷を与える構成としたから、等速性訓練にもと
づいて、等尺性訓練や等張性訓練からは得難い筋
力増強、機能回復の実を挙げることができる。

なお、上記実施例において、歯車機構１８は５
個の歯車２０ｌ，２０ｒ，２１，２２ｌ，２２ｒ
を用いて構成したが、第４図に示す歯車機構２８
の如くに一対の傘歯車３０ｌ，３０ｒを固着する
とともに、これらの傘歯車３０ｌ，３０ｒに噛合
離脱自在の傘歯車３１を設け、運動形態に合わせ
て操作されるシフトレバー３２により、傘歯車３
１を噛合状態又は離脱状態に切り換える構成とし
てもよい。傘歯車３１を噛合させると、左右のペ
ダル１５ｌ，１５ｒは交互運動を行い、傘歯車３
１を離脱させれば、左右のペダル１５ｌ，１５ｒ
は自由に運動することになる。

また、上記実施例において、入力軸１３ｂの軸
端に制動手段を設けることにより、等張性訓練が
可能となる。さらにまた、下肢伸展運動器１１
は、水平に設置するだけでなく、水平から垂直ま
で適当な傾斜をもたせて使用することも可能であ
る。

また、上記実施例において、第２図中点線で示
す如く、ペダル１５ｌ，１５ｒに半導体歪センサ
５０を取り付け、表示装置（図示せず）に脚の伸
展力を表示するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、スプ
ロケツト間に張設されたチエーンに連結されたペ
ダルを、両脚の屈伸により往復運動させ、伸展時
に等速性訓練を行わせるとともに、左右のスプロ
ケツト間に介在させた歯車機構により、両スプロ
ケツトを逆回転関係に規制できるよう構成したか
ら、歯車機構の作動又は非作動に応じて、両脚の
運動形態を、左右交互か又は左右独立にというよ
うに選択することができ、さらに両スプロケツト
の回転に対し、速度制限型の負荷装置により、あ
らかじめ定めた所定速度に達したときに負荷を与
える構成としたから、等速性訓練にもとづいて、
等尺性訓練や等張性訓練からは得難い筋力増強、
機能回復の実を挙げることができ、医療分野に限
らず、スポーツの分野における訓練等にも適用で
きる等の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は、それぞれこの発明の下
肢伸展運動器の一実施例を示す平面図、側面図及
び要部平面図、第４図は、この発明の下肢伸展運
動器の一変形例を示す要部平面図、第５図は、従
来の下肢伸展運動器の一例を示す側面図である。 １１…下肢伸展運動器、１２…負荷装置、１３
…カムクラツチ、１５ｌ，１５ｒ…ペダル、１６
ｌ，１６ｒ…スプロケツト、１７…チエーン、１
８，２８…歯車機構、２４，３２…シフトレバ
ー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 座位姿勢における両脚の屈伸範囲に往復動自
   在に張設した左右一対のチエーンと、これら一対
   のチエーンにそれぞれ連結され、左右の足を係止
   させるペダルと、前記各チエーンが張設された一
   対のスプロケツトと、これら一対のスプロケツト
   とカムクラツチを介して連結され、一対のスプロ
   ケツトがあらかじめ定めた所定速度に達したとき
   に負荷を与える速度制限型負荷装置と、前記一対
   のスプロケツト間に介在し、作動時両スプロケツ
   トを相互に逆回転する関係に規制する歯車機構と
   から構成したことを特徴とする下肢伸展運動器。