JP2008284320A - バランス運動トレーナー - Google Patents

Abstract

【課題】立ちながらトレーニングでき、使用者のバランスレベルに対応する抵抗力の難度を自動的に調整し容易に使えるバランス運動トレーナーを提供する。
【解決手段】基座６と、振れ動き運動を促すように基座６の上に装着される振れ動きユニット７と、振れ動きユニット７の振れ幅を感知すると同時に信号を出力する信号感知ユニット１Ａを有する振れ幅センサー１と、振れ幅センサー１から出力された信号を受信しプログラムにより信号とプログラムの目標値とを比較し指令を発する中央制御機構２と、中央制御機構２から出力された指令を執行し振れ動きユニット７の振れ幅の抵抗力を調整しかつ一つ以上のダンパ４Ａと信号を中央制御機構２に回帰させる位置感知ユニットとを有する抵抗力調整装置４と、中央制御機構２から処理された信号を受信し読み取り可能な情報に転換すると同時に外部に表示し使用者に読ませる表示機構３と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明はスポーツトレーナー、詳しく言えばバランス感覚をトレーニングすることを可能にするにバランス運動トレーナー関するものである。

長年進化してきたバランストレーナーの中では、先行技術の中で代表的なもの、例えば特許文献１に開示される平板は、弾性のある凸面が地面に接触することにより使用者に立ちながらバランスをトレーニングする機能を提供する。それに対し特許文献２により開示される平板は、連結ユニットにより底座と結合することにより使用者に立ちながら方向の異なる腰振り運動をする機能を提供し、バランストレーニング効果を達成する。
しかし、上述のバランス運動用器材は運動法が単調なだけでなく使用者のバランスレベルを測定することや、使用者のバランス力により難度を調整することも、使用者に情報の即時回帰と、インタラクティブトレーニング機能を提供することもできない。

米国特許第６８２７１７５号 米国特許第７１１２１６８号

本発明の主な目的は使用者を立たせながら相互作用的にトレーニングすることを可能にし、かつ使用者のバランスレベルを測定することにより使用者のレベルに対応する抵抗力の難度を自動的に調整することを可能にするだけでなく、容易に使いこなすことを可能にするバランス運動トレーナーを提供することである。
本発明のもう一つの目的は、その運動模式が使用者のバランス力の増進に伴いバランスの難度を高めることにより使用者のバランス力を徐々に増進するバランス運動トレーナーを提供することである。

上述の目的を達成するために、本発明は、基座と、振れ動き運動を促すように基座の上に装着される振れ動きユニットと、振れ動きユニットの振れ幅を感知すると同時に信号を出力する信号感知ユニットを有する振れ幅センサーと、振れ幅センサーから出力された信号を受信し、プログラムにより信号とプログラムの目標値とを比較し、指令を発する中央制御機構と、中央制御機構から出力された指令を執行し、振れ動きユニットの振れ幅の抵抗力を調整し、かつ一つ以上のダンパーと信号を中央制御機構に回帰させる一つの位置感知ユニットとを有する抵抗力調整装置と、中央制御機構から処理された信号を受信し、それを読み取り可能な情報に転換すると同時に外部に表示し、使用者に読ませる表示機構と、を備える。

また本発明は振れ幅センサーにより振れ動きユニットの振れ動きの状況を感知し、感知した信号を中央制御機構に伝送し、続いて中央制御機構に内蔵されたプログラムにより振れ幅信号とプログラムの目標値を比較し、使用者が所定の目標を達成したか否かを確認することである。そのうちの中央制御機構は使用者が目標を達成した際の反応時間の長さを測定し、使用者のバランスレベルに対応し現在のシステムの抵抗力の難度を調整する必要があるか否かを確認し、そして難度のレベルを確認した後、抵抗力調整装置に指令を出力することによりダンパーが振れ動きユニットにもたらす振れ動き抵抗力を調整する。続いて抵抗力調整装置は位置感知ユニットにより検知を行うと同時に信号を中央制御機構に回帰させる。続いて中央制御機構は表示機構を介して目標と器械の情報とを表示することにより使用者にバランス調整を知らせる。これにより使用者のバランス力を増進する目的を達成することが可能である。
以下、審査官に本発明の構造、特徴及び効果をより理解した上で審査を行っていただくことを望むために、最も好ましい実施例と図面に基づいて説明を進める。

図１から図３に示すように、本発明の一実施例によるインタラクティブバランス運動トレーナーは次のものを備える。基座６は底座６１を有し、底座６１は一側に抵抗力調整装置４（詳細な構成はそののち述べる）を格納するための格納座６２を有し、格納座６２は二つの向かい合う側に開口部６３を別々に有し、また別の一側に固定ユニット６Ａと、格納座６２に向かい合う側に立柱６４１を有するスタンド６４とを有し、立柱６４１は格納座６２の固定ユニット６Ａと同軸上に位置するように水平に横向きに配置される穿孔６４１１を有する。振れ動きユニット７は長方形の框体を呈し、かつ一つの長い側の中央に横に配置される通孔７１と別の長い側の中央に固定されかつ基座６のスタンド６４に装着される固定ユニット６Ｂとを有する。これにより、振れ動きユニット７は固定ユニット６Ａが通孔７１を貫通し、固定ユニット６Ｂが穿孔６４１１を貫通することによりスタンド６４上に固定し、スタンド６４に対し相対的な振れ動き運動を行うことが可能である。

また振れ幅センサー１は振れ動きユニット７の框体の一側に装着され、かつ振れ動きユニット７の振れ幅または振れ動きの仰角を感知すると同時に中央制御ユニット２に信号を出力する信号感知ユニット１Ａを有する。
また中央制御機構２は信号感知ユニット１Ａから感知された信号を受信し、内蔵のプログラム２２により振れ幅信号と目標設定機構２２１の目標設定値とを比較する。

また抵抗力調整装置４は中央制御機構２から出力された指令を執行することにより振れ動きユニット７の振れ幅の抵抗力を調整し、そして信号を中央制御機構２に回帰させ、かつ第一線性制動器本体４Ｂ１と伝動ユニット４Ｂ２とを有する。伝動ユニット４Ｂ２は第一線性制動器本体４Ｂ１に対し上下の垂直方向に移動可能なように第一線性制動器本体４Ｂ１のボルト４Ｂ３に締め付けられる。二つのダンパー４Ａは開口部６３を介して伝動ユニット４Ｂ２の両側に装着され、かつその一端が伝動ユニット４Ｂ２に連結され、またダンパー４Ａの他端は振れ動きユニット７に向かい合う側に連接されるため、二つのダンパー４Ａは伝動ユニット４Ｂ２とともに上下に移動することが可能である。本実施例ではダンパー４Ａは油圧緩衝器（または気圧シリンダーまたはスプリングなどの同じ緩衝効果を有するユニット）である。伝動ユニット４Ｂ２を上下に移動させればダンパーの力点アームの長さを調整し、ダンパー４Ａが振れ動きユニット７の両端に作動する異なる抵抗力を変えることが可能である。
また表示機構３は特定の位置に限定されず、本実施例では格納座６２の上方に装着され、かつ中央制御機構２から伝送された信号を受信し、それを読み取り可能な情報に転換すると同時に外部に表示し、使用者にバランストレーニングを識別させながら進めさせることが可能である。

図３及び図４に示すように、中央制御機構２は表示機構３に信号を伝送し、表示機構３は異なる発光ユニットにより目標表示区３１、平衡時間表示区３２、情報表示区３３およびレベル表示区３４を構成し、そのうち目標表示区３１は振れ幅位置表示区３１１とプログラムの目標表示区３１２とを有する。また中央制御機構２は信号受信機構２１、プログラム２２及び信号出力機構２３を有する。信号受信機構２１は振れ幅センサー１の信号を受信し、振れ動きユニット７の位置情報をプログラム２２に伝送する。プログラム２２は目標設定機構２２１と目標判定機構２２２とを有する。目標設定機構２２１はボタン５を押して手動設定を行うか、プログラム２２の内定値を介して振れ動きユニット７の振れ動く目標位置または目標平衡時間などの目標値を自動的に設定する機能を使用者に提供するためである。目標判定機構２２２は目標設定機構２２１の目標値と信号受信機構２１の信号とを比較し、使用者が目標を達成したか否かを確認する。使用者が目標を達成した場合、目標設定機構２２１は次の新たな目標値を設定する。

プログラム２２は信号出力機構２３により信号を表示機構３に伝送する。表示機構３はパターン、数字またはランプにより目標を表示することにより使用者に操作の際の参考を提供する。本実施例では、振れ幅センサー１の信号は振れ幅位置表示区３１１に表示され、目標設定機構２２１の信号はプログラムの目標表示区３１２（目標位置）と目標平衡時間表示区３２（平衡時間）とに表示される。

またプログラム２２はさらにレベル判定機構２２３を有する。本実施例ではレベル判定機構２２３は使用者が振れ動きユニットにおいて目標を達成した際にプログラム２２により判定された反応時間とレベル判定機構２２３のプログラム設定値（例えば５秒）とを比較することにより、バランス運動の難易度（抵抗力調整）を維持するか上げるか下げるかを判断する根拠を提供する。また目標を達成した際の反応時間は使用者の五つの目標ごとの平均の完成時間である。

詳しく説明すると、使用者が目標を達成した際の反応時間がレベル判定機構２２３内の設定値より短い場合難度を上げ、逆の場合であれば難度を下げ、設定値範囲内に相応すれば、その難易度を維持する。
レベル判定機構２２３からバランスの難易度を上げるか下げる必要があると判定された場合、プログラム２２は抵抗力調整装置４に制御指令を出力する。抵抗力調整装置４はプログラム２２の指令を執行し、振れ動きユニット７の回転抵抗力を変えることにより使用者が維持するバランスの難易度を調整する。また抵抗力調整装置４は位置感知ユニット４Ｃ（図７に示す通り）を内蔵するため、調整信号を中央制御機構２に回帰させると同時に表示機構３のレベル表示区３４に表示し、使用者に参考を提供することが可能である。

またプログラム２２は運動時間判定機構２２４を有するため、使用者の運動時間とプログラム２２内の予め設定された総運動時間（例えば１５分）とを比較することが可能である。運度時間が内定値に達すればバランス運動の完成が判定される。本実施例では使用時間は情報表示区３３に表示される。
図５に示すのは振れ動きセンサー１の詳細な分解図である。詳しく説明すると、振れ幅センサー１は伝動装置１Ｂと信号感知ユニット１Ａとを有する。伝動装置１Ｂは固定歯車１Ｂ１と伝動歯車１Ｂ２とを有する。固定歯車１Ｂ１はボルト１Ｃにより格納座６２の固定ユニット６Ａ上に締め付けられ、伝動歯車１Ｂ２は同軸上で信号感知ユニット１Ａの側方に装着され、固定歯車１Ｂ１の伝動を受ける。使用者が振れ動きユニット７を踏むと振れ動きユニット７が固定ユニット６Ａに対し回転する。この時、伝動歯車１Ｂ２は固定歯車１Ｂ１と噛み合い、振れ動きユニット７の振れ動きに伴い回転する。信号感知ユニット１Ａは伝動歯車１Ｂ２の駆動に伴い信号変化を生じ、変化信号を中央制御機構２に伝送するため、中央制御機構２は使用者の振れ動きユニット７の角度位置を検知することが可能である。本実施例では信号感知ユニット１Ａは電位器である。

図６に示すのは抵抗力調整装置４の作動状態を示す模式図である。抵抗力調整装置４は一つ以上のダンパー４Ａと一つの移動機構４Ｂとを有する。移動機構４Ｂは第一線性制動器本体４Ｂ１と第一線性制動器４Ｂ１のボルト４Ｂ３に締め付けられる伝動ユニット４Ｂ２とを有する。本実施例では、抵抗力調整装置４は格納座６２に格納される第一線性制動器本体４Ｂ１により伝動ユニット４Ｂ２を垂直方向の上または下に移動させる。振れ動きユニット７の両端はダンパー４Ａの一端に別々に連接され、ダンパー４Ａの他端は伝動ユニット４Ｂ２に連接するように装着される。本実施例ではダンパー４Ａは油圧緩衝器（または気圧シリンダーまたはスプリングなどの同じ緩衝効果を有するユニット）であり、かつ伝動ユニット４Ｂ２を介して上下に移動することにより、ダンパー４Ａが振れ動きユニット７の両端に作動して生じる抵抗力を調整することが可能である。（ダンパーが下に移動すればするほど力点アームが長くなる、即ち抵抗力が大きくなる。）本実施例では位置感知ユニット４Ｃは（図７に示す通り）第一線性制動器本体４８１内部に装着される。

図８に示すのは本実施例におけるペダル調整装置９を示す模式図である。ペダル調整装置９は第二線性制動器９Ａとスライド機構９Ｂとを有する。第二線性制動器９Ａは一端が振れ動きユニット７に装着され、他端がスライド機構９Ｂ上に装着される。スライド機構９Ｂは使用者を立たせるためのペダル９Ｃを二つ有する。またスライド機構９Ｂは振れ動きユニット７のレール７Ａをスライドすることが可能である。
これにより、ペダル調整装置９のスライド機構９Ｂは第二線性制動器９Ａの駆動を受け、二つ以上の移動輪９Ｂ１により振れ動きユニット７のレール７Ａの間をスライドし、ペダル９Ｃが基座６上の固定ユニット６Ａに向かい合う位置を変えることが可能であるため、使用者がバランストレーニングを行う際の難度を上げることが可能となる。

図９に示すのは本実施例に増設したハンドル機構８の使用状態を示す模式図である。ハンドル機構８は基座６上に固定される。またハンドル機構８は二つのハンドル８Ａ、二つの弾性伸縮コード８Ｂ及び二つのハンドル固定器８Ｃを有する。弾性伸縮コード８Ｂは一端がハンドル８Ａ内に固定され、他端がハンドル固定器８Ｃに固定されるため、使用者に握らせ、バランス運度を補助する効果を達成することが可能である。

図１０Ａから図１４Ｂに示すのは本実施例における表示機構３の振れ幅位置表示区３１１の表示に対応し揺れ動きユニット７が仰角位置を呈する模式図である。プログラムの目標表示区３１２（三角形）は目標の数量が制限されず、本実施例ではプログラムの目標位置ランプを五つ有する。振れ幅位置表示区３１１はそれぞれのプログラム目標位置に対応する振れ幅位置ランプを有する。図１０Ａと図１０Ｂとを参考にしてみると、振れ動きユニット７が右へ仰ぐ場合、振れ幅位置表示区３１１は右上方の振れ幅位置ランプを発光させる。その後、振れ動きユニット７の異なる振れ動き角度に対応し、振れ幅位置表示区３１１の振れ幅位置ランプは（図１１Ａから図１４Ａと図１１Ｂから図１４Ｂとに示す通り）発光する。これにより、使用者は振れ動きユニット７を踏む角度を検知することが可能である。

上述の実施例は本発明を説明するために例として示されたため、本発明を制限することができない。数値を変更するか効果が同等なユニットに取り替えることは本発明の範疇に属すべきである。
また本発明は上述した説明により本発明に関わる技術を熟知する人に本発明の達成した効果を理解させることが可能であるため、特許請求の条件を満たすと考えられる。

本発明の一実施例によるインタラクティブバランス運動トレーナーを示す斜視図である。 本発明の一実施例によるインタラクティブバランス運動トレーナーを示す分解図である。 本発明の一実施例によるインタラクティブバランス運動トレーナーの制御のプロセスを示す模式図である。 本発明の一実施例によるインタラクティブバランス運動トレーナーの表示機構を示す模式図である。 本発明の一実施例によるインタラクティブバランス運動トレーナーにおける振れ幅センサーを示す分解図である。 本発明の一実施例によるインタラクティブバランス運動トレーナーにおける抵抗力調整装置の作動状態を示す模式図である。 本発明の一実施例によるインタラクティブバランス運動トレーナーにおける抵抗力調整装置の部分拡大図である。 本発明の一実施例によるインタラクティブバランス運動トレーナーにおけるペダル調整装置の分解図である。 本発明の一実施例によるインタラクティブバランス運動トレーナーに増設したハンドルの使用状態を示す模式図である。 本発明の一実施例によるインタラクティブバランス運動トレーナーの表示機構の振れ幅位置表示区の表示を示す模式図である。 図１０Ａの振れ幅位置表示区の表示に対応する揺れ動きユニットの仰角位置を示す模式図である。 本発明の一実施例によるインタラクティブバランス運動トレーナーの表示機構の振れ幅位置表示区の表示を示す模式図である。 図１１Ａの振れ幅位置表示区の表示に対応する揺れ動きユニットの仰角位置を示す模式図である。 本発明の一実施例によるインタラクティブバランス運動トレーナーの表示機構の振れ幅位置表示区の表示を示す模式図である。 図１２Ａの振れ幅位置表示区の表示に対応する揺れ動きユニットの仰角位置を示す模式図である。 本発明の一実施例によるインタラクティブバランス運動トレーナーの表示機構の振れ幅位置表示区の表示を示す模式図である。 図１３Ａの振れ幅位置表示区の表示に対応する揺れ動きユニットの仰角位置を示す模式図である。 本発明の一実施例によるインタラクティブバランス運動トレーナーの表示機構の振れ幅位置表示区の表示を示す模式図である。 図１４Ａの振れ幅位置表示区の表示に対応する揺れ動きユニットの仰角位置を示す模式図である。

符号の説明

１：振れ幅センサー、１Ａ：信号感知ユニット、１Ｂ：伝動装置、１Ｂ１：固定歯車、１Ｂ２：伝動歯車、１Ｃ：ボルト、２：中央制御機構、２１：信号受信機構、２２：プログラム、２２１：目標設定機構、２２２：目標判定機構、２２３：レベル判定機構、２２４：運動時間判定機構、２３：信号出力機構、３：表示機構、３１：目標表示区域、３１１：振れ幅位置表示区域、３１２：プログラムの目標表示区域、３２：平衡時間表示区域、３３：情報表示区域、３４：レベル表示区域、４：抵抗力調整装置、４Ａ：ダンパー、、４Ｂ：移動機構、４Ｂ１：第一線性制動器本体、４Ｂ２：伝動ユニット、４Ｃ：位置感知ユニット、５：入力ボタン、６：基座、６Ａ：固定ユニット、７：揺れ動きユニット、７Ａ：レール、８：ハンドル機構、８Ａ：ハンドル、８Ｂ：弾性伸縮コード、８Ｃ：ハンドル固定器、９：ペダル調整装置、９Ａ：第二線性制動器、９Ｂ：スライド機構、９Ｂ１：移動輪、９Ｃ：ペダル

Claims (9)

1. 基座と、
   相対的な振れ動き運動を促すように基座の上に装着される振れ動きユニットと、
   振れ動きユニットの振れ幅を感知すると同時に信号を出力する信号感知ユニットを有する振れ幅センサーと、
   信号感知ユニットから出力された信号を受信し、プログラムにより信号とプログラム目標値とを比較する中央制御機構と、
   振れ動きユニットの振れ動きの抵抗力を調整し、かつ信号を中央制御機構に回帰させる一つの位置感知ユニットを有する抵抗力調整装置と、
   中央制御機構から処理された信号を受信し、かつ目標と機器の情報とを表示する表示機構と、
   を備えることを特徴とするバランス運動トレーナー。
2. 振れ幅センサーは伝動装置を有し、かつ振れ動きユニットの振れ幅を信号感知ユニットに伝送することにより感応しながら相対的に回転し、信号を出力することが可能であることを特徴とする請求項１に記載のバランス運動トレーナー。
3. 中央制御機構は信号受信機構、プログラム及び信号出力機構を有し、
   信号受信機構は信号感知ユニットの信号を受信し、振れ動きユニットの振れ動き位置の情報をプログラムに伝送し、
   プログラムは目標設定機構と目標判定機構とを有し、目標設定機構は手動設定を行うか、プログラムの内定値を介して振れ動きユニットの振れ動く際の目標位置または平衡維持時間などの目標値を自動的に設定する機能を使用者に提供し、目標判定機構は目標設定機構の目標値と信号受信機構の信号とを比較し、使用者が目標を達成したか否かを確認し、使用者が目標を達成した場合、目標設定機構は新たな目標値を設定し、
   プログラムは信号出力機構により振れ動きユニットにおいての使用者のバランス状態とプログラム内の予め設定された目標値とに相関する情報を表示機構に伝送することを特徴とする請求項１に記載のバランス運動トレーナー。
4. プログラムはレベル判定機構を有し、レベル判定機構は使用者が振れ動きユニットにおいて目標を達成した際にプログラムにより判定された反応時間とレベル判定機構の設定値とを比較することにより、バランス運動の難易度を維持するか上げるか下げるかを判断する根拠を提供し、レベル判定機構からバランスの難易度を上げるか下げる必要があると判定された場合、プログラムは抵抗力調整装置に制御指令を出力し、抵抗力調整装置はプログラムの指令を執行し、振れ動きユニットの回転抵抗力を変えることにより使用の際の難易度を調整することを特徴とする請求項１に記載のバランス運動トレーナー。
5. 抵抗力調整装置は振れ動きユニットが振れ動く際の抵抗力を提供する一つ以上のダンパーと、
   ダンパーに連結されることによりダンパーが振れ動きユニットにもたらす抵抗力の大きさを調整する一つの移動機構と、
   移動機構に装着されることにより信号を感知すると同時に信号を中央制御機構に回帰させる位置感知ユニットと、
   を有することを特徴とする請求項１に記載のバランス運動トレーナー。
6. 表示機構は目標表示区、平衡時間表示区及びレベル表示区を有し、
   目標表示区は振れ幅位置の表示区とプログラムの目標表示区とを有することを特徴とする請求項１に記載のバランス運動トレーナー。
7. 振れ幅位置表示区は振れ動きユニットの振れ動き位置を表示し、
   プログラムの目標表示区は使用者にバランストレーニングを進めさせるプログラム目標を表示し、
   レベル表示区は振れ動きユニットの抵抗力の難度を表示することを特徴とする請求項６に記載のバランス運動トレーナー。
8. ハンドル機構を有し、ハンドル機構は基座の上に固定され、二つのハンドル、二つ以上の弾性伸縮コード及び二つのハンドル固定器を有し、弾性伸縮コードは一端がハンドル内に固定され、他端がハンドル固定器内に固定されるため、使用者に握らせ、バランス運動を補助する効果を達成することが可能であることを特徴とする請求項１に記載のバランス運動トレーナー。
9. ペダル調整装置を有し、ペダル調整装置は線性制動器とスライド機構とを有し、線性制動器は一端が振れ動きユニットに装着され、他端がスライド機構に装着され、スライド機構は振れ動きユニットのレールをスライドすることによりスライド機構の位置を調整し、回転重心を変えることが可能であることを特徴とする請求項１に記載のバランス運動トレーナー。

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