JP2015080618A - 運動補助装置 - Google Patents

Abstract

【課題】膝を適切な角度まで曲げているかを把握しやすい運動補助装置を提供する。
【解決手段】運動補助装置１は、足置き部２０、下腿角度規制部３０、大腿角度規制部４０を備える。足置き部２０は、使用者の足裏を載せる。下腿角度規制部３０は、足置き部２０よりも上方に位置し、足置き部２０に足裏を載せた使用者の下腿に接触可能に足置き部２０に取り付けられている。大腿角度規制部４０は、下腿角度規制部３０よりも後方に位置し、足置き部２０に足裏を載せた使用者の臀部および大腿背面に接触可能に足置き部２０に取り付けられている。
【選択図】図４

Description

本発明は、運動補助装置に関する。

従来、スクワット運動を補助する装置が知られている（例えば、特許文献１）。

特開２０１０−２５９７５６号公報

上記運動補助装置を用いてスクワット運動を行うとき、使用者は、使用者の膝を適切な角度まで曲げているかを自身で判別しにくい。
本発明は、以上の背景をもとに創作されたものであり、膝を適切な角度まで曲げているかを把握しやすい運動補助装置を提供することを目的とする。

本手段は、「使用者の足裏を載せる足置き部と、前記足置き部よりも上方に位置し、前記足置き部に足裏を載せた使用者の下腿に接触可能に前記足置き部に取り付けられた下腿角度規制部と、前記下腿角度規制部よりも後方に位置し、前記足置き部に足裏を載せた使用者の臀部および大腿背面の少なくとも一方に接触可能に前記足置き部に取り付けられた大腿角度規制部とを備える運動補助装置」を含む。

上記運動補助装置は、大腿角度規制部を有する。このため、使用者は、大腿角度規制部と臀部および大腿背面の少なくとも一方とを接触させることにより、膝が適切な角度まで曲げているかを把握しやすくなる。

本運動補助装置は、使用者が膝を適切な角度まで曲げているかを把握しやすい。

実施形態の運動補助装置の全体的な構成を示す斜視図。 実施形態の脛骨角度規制部の図１のＤ２−Ｄ２線に沿う断面構造を示す断面図。 実施形態の運動補助装置の電気的な構成を示すブロック図。 実施形態の運動補助装置について、（ａ）は脛を脛当面に当てている状態を示す動作図、（ｂ）は臀部および大腿背面を座部に接触している状態の動作図。 実施形態の運動補助装置と使用者の下肢との関係を模式的に示す模式図。 実施形態の表示部に表示される模式図。 実施形態の重心表示部に表示される模式図。 実施形態の運動補助装置について、（ａ）は臀部および大腿背面を座部に接触している状態の動作図、（ｂ）は座部の高さ位置が（ａ）よりも下方のときの臀部および大腿背面を座部に接触している状態の動作図。 実施形態の変形例の脛骨角度規制部および大腿角度規制部を示す模式図。 実施形態の変形例の脛骨角度規制部を示す斜視図。 （ａ）〜（ｅ）は、実施形態の変形例の教示情報を示す模式図。 従来の運動補助装置の全体的な構成を示す側面図。

（１）本運動補助装置は、足置き部、下腿角度規制部、および大腿角度規制部を備える。足置き台は、使用者の足裏を載せる。下腿角度規制部は、前記足置き部よりも上方に位置し、前記足置き部に足裏を載せた使用者の下腿に接触可能に前記足置き部に取り付けられている。大腿角度規制部は、前記下腿角度規制部よりも後方に位置し、前記足置き部に足裏を載せた使用者の臀部および大腿背面の少なくとも一方に接触可能に前記足置き部に取り付けられている。
（２）上記下腿角度規制部は、脛に接触可能な脛当面を有し、前記脛当面は、前記大腿角度規制部側を向いている。
（３）上記運動補助装置は、大腿角度調整部を有し、前記大腿角度調整部は、前記大腿角度規制部の前記足置き部に対する高さ位置、または前記大腿角度規制部の奥行方向における角度を変更する。
（４）上記運動補助装置は、接触検知部および演算部を有する。前記接触検知部は、前記大腿角度規制部に取り付けられ、前記接触検知部にかかる荷重に応じた信号を出力する。前記演算部は、前記接触検知部の出力に基づいて大腿背面および臀部の少なくとも一方が前記大腿角度規制部に接触したか否かを判定する。
（５）上記運動補助装置は、大腿距離検知部および演算部を有する。前記大腿距離検知部は、前記大腿角度規制部に取り付けられ、前記大腿距離検知部と前記大腿または臀部との距離に応じた信号を出力する。前記演算部は、前記大腿距離検知部の出力に基づいて大腿または臀部が前記大腿角度規制部に近づいたか否かを判定する。

（第１実施形態）
運動補助装置１は、本体１０、表示部６０、演算部７０（図３参照）、荷重検知部８０（図３参照）、および接触検知部９０（図３参照）を有する。

本体１０は、支持台１１、規制部支持部１２、把持部支持部１３、座部支持部１４、足置き部２０、下腿角度規制部３０、大腿角度規制部４０、および把持部５０を有する。なお、以下では、足置き部２０の足置き面２１と直交する方向を「高さ方向」とする。運動補助装置１に使用者が足裏を載せた状態における、使用者の左方および右方に沿う方向を「幅方向」とする。運動補助装置１に使用者が足裏を載せた状態における、使用者の前方および後方に沿う方向を「奥行き方向」とする。

支持台１１は、前方部分１１Ａおよび後方部分１１Ｂを有する。支持台１１は、図示しない床面に設置される。前方部分１１Ａは、板形状を有する。後方部分１１Ｂは、棒状部材により形成されている。後方部分１１Ｂは、前方部分１１Ａの後端部に接続され、前方部分１１Ａよりも後方に位置している。

規制部支持部１２は、２つの第１支持部１２Ａおよび第２支持部１２Ｂを有する。第１支持部１２Ａは、支持台１１の幅方向の両端部から上方に伸びる棒状部材として形成されている。第２支持部１２Ｂは、２つの第１支持部１２Ａの上端部を互いに接続する棒状部材として形成されている。

把持部支持部１３は、棒状部材１３Ａおよび調整部１３Ｂを有する。
棒状部材１３Ａは、支持台１１の奥行き方向の前端部かつ幅方向の中間部から上方に延びている。棒状部材１３Ａは、規制部支持部１２よりも前方に位置している。棒状部材１３Ａは、上方部分において、支持台１１から上方に延びている。棒状部材１３Ａは、上方部分において、下方から上方に向かうにつれて、前方から後方に傾斜している。調整部１３Ｂは、棒状部材１３Ａの中間部分に位置する。調整部１３Ｂは、棒状部材１３Ａの長さを変更する。

座部支持部１４は、棒状部材１５および大腿角度調整部１６を有する。
棒状部材１５は、後方部分１１Ｂの後端部かつ幅方向の中間部から上方に延びている。棒状部材１５は、足置き部２０よりも後方に位置している。棒状部材１５は、後方部分１１Ｂから垂直に延びている。

大腿角度調整部１６は、モーター１６Ａ（図３参照）および図示しない昇降機構を有する。大腿角度調整部１６は、座部４１の高さ位置を調整する。モーター１６Ａは、棒状部材１５と後方部分１１Ｂとの連結部付近分に位置する。モーター１６Ａと棒状部材１５とは、昇降機構により連結されている。モーター１６Ａの回転は、昇降機構を介して棒状部材１５を上方および下方に移動させる。昇降機構としては、例えば、ウォームギアおよびボールねじを組み合わせた機構を採用することができる。

足置き部２０は、右足の足裏を載せるための右足置き部２０Ｒおよび左足の足裏を載せるための左足置き部２０Ｌを有する。右足置き部２０Ｒおよび左足置き部２０Ｌは、互いに独立している。足置き部２０は、前方部分１１Ａの上方の面に配置されている。各足置き部２０Ｒ，２０Ｌは、足置き面２１を有する。

足置き面２１は、足置き部２０の上方の面として形成されている。図３に示されるように、足置き面２１は、つま先配置面２２および踵配置面２３を有する。足置き面２１は、使用者の足裏が載せられる。つま先配置面２２は、足置き面２１の前方の部分を構成する。つま先配置面２２は、使用者のつま先２１４（図４参照）が配置される。踵配置面２３は、足置き面２１の後方の部分を構成する。踵配置面２３は、使用者の踵２１５（図４参照）が配置される。

図１に示されるように、下腿角度規制部３０は、背面支持部３１および弾性部材３２を有する。下腿角度規制部３０は、規制部支持部１２および前方部分１１Ａを介して足置き部２０に取り付けられている。下腿角度規制部３０の脛当面３３は、使用者の脛骨２２１の脛骨角度ＤＡを規制する。なお、脛骨角度ＤＡは、足置き面２１に対する脛骨２２１の長手方向の角度と対応する。

背面支持部３１は、幅方向に延びる板形状を有する。背面支持部３１は、第２支持部１２Ｂに取り付けられている。背面支持部３１は、弾性部材３２を前方側から支持する。
弾性部材３２は、２つの脛当面３３を有する。２つの脛当面３３は、弾性部材３２の幅方向に並んで配置されている。脛当面３３は、弾性部材３２の後方側に形成されている。脛当面３３は、上端部３４および下端部３５を有する。

図２に示されるように、脛当面３３は、幅方向に沿う断面が脛２１１の形状に対応したＵ字形状を有する。下端部３５は、足置き面２１よりも上方に位置する。すなわち、弾性部材３２は、足置き面２１との間に所定の大きさの配置空間Ｓを有して配置されている。脛当面３３は、足置き面２１に対して略直交している。

図５に示されるように、下端部３５の足置き面２１からの高さ（以下、「下端高さＨＡ」）は、一般的な使用者の外果高に応じて設定されている。下端高さＨＡは、例えば８４ｍｍ以上が好ましく、特に９６ｍｍが好ましい。なお、外果高は、使用者が立位の状態における足裏面から外果の最外側突出点までの高さを示す。

上端部３４の足置き面２１からの高さ（以下、「上端高さＨＢ」）は、一般的な使用者の膝高さに応じて設定されている。上端高さＨＢは、例えば３２６ｍｍ以下が好ましく、特に２７７ｍｍが好ましい。なお、膝高さは、使用者が立位の状態における足裏面から脛骨２２１の上端までの高さを示す。

脛当面３３からつま先配置面２２の前端部までの脛距離ＬＡは、一般的な使用者の奥行き方向における足首の前端部からつま先までの距離よりも大きくなるように設定されている。

図１に示されるように、大腿角度規制部４０は、座部４１および背もたれ４２を有する。座部４１は、棒状部材１５の上端に取り付けられている。背もたれ４２は、座部４１の後方の端部に取り付けられている。モーター１６Ａにより棒状部材１５が上方に移動するとき、大腿角度規制部４０は上方に移動する。モーター１６Ａにより棒状部材１５が下方に移動するとき、大腿角度規制部４０は下方に移動する。大腿角度規制部４０の座部４１は、使用者の大腿骨２２２の大腿角度ＤＢの変化を規制する。なお、大腿角度ＤＢは、足置き面２１に対する大腿骨２２２の長手方向の角度と対応する。

把持部５０は、把持部支持部１３の上端に取り付けられる。把持部５０は、幅方向に伸びる棒状部材として形成されている。
表示部６０は、把持部５０の幅方向の中間位置かつ上方に配置されている。表示部６０は、タッチパネル式の液晶画面を有する。

演算部７０は、支持台１１の内部に配置されている。演算部７０は、表示部６０のタッチパネルの操作により、各種の演算を開始および終了する。
図３に示されるように、荷重検知部８０は、支持台１１と足置き部２０との間に配置されている。荷重検知部８０としては、例えば歪センサーが採用される。荷重検知部８０は、右足荷重検知部８１および左足荷重検知部８３を有する。

右足荷重検知部８１は、４つの荷重センサー８２を有する。４つの荷重センサー８２は、右足置き部２０Ｒの四隅のそれぞれに配置されている。
左足荷重検知部８３は、４つの荷重センサー８４を有する。４つの荷重センサー８４は、左足置き部２０Ｌの四隅のそれぞれに配置されている。

接触検知部９０は、座部４１（図１参照）のうちの大腿背面または臀部が接触したときに使用者の荷重を検知できる部分に配置されている。接触検知部９０としては、例えば歪みセンサーが用いられる。使用者の荷重を検知できる部分としては、例えば座部４１のうちの座面、および座部４１のうちの座部支持部１４（図１参照）との接続部分が挙げられる。

運動補助装置１の電気的な構成について説明する。
各荷重センサー８２は、右足置き部２０Ｒにかかる荷重に応じた信号を演算部７０に出力する。各荷重センサー８４は、左足置き部２０Ｌにかかる荷重に応じた信号を演算部７０に出力する。

接触検知部９０は、座部４１にかかる荷重に応じた信号を演算部７０に出力する。
演算部７０は、各荷重センサー８２、各荷重センサー８４、および接触検知部９０からの信号に基づいて各種演算を実行する。演算部７０は、演算結果を表示部６０に出力する。表示部６０は、演算部７０の出力に基づいて各種情報を液晶画面に表示する。

図４を参照して、運動補助装置１を用いて使用者が行う膝２１６を屈伸させる運動（以下、「スクワット運動」）の順序について説明する。
（動作１）図４（ａ）に示されるように、使用者は、つま先２１４を配置空間Ｓに挿入し、脛２１１を脛当面３３に当てる。また、把持部５０を握る。このとき、脛当面３３により、脛骨角度ＤＡが規制される。またこのとき、図５に示されるように、つま先２１４は、膝２１６よりも前方に位置する。

（動作２）使用者は、表示部６０のタッチパネルを介して目的の大腿角度ＤＢおよび身長を入力する。このとき、演算部７０は、大腿角度ＤＢが目的の大腿角度ＤＢとなるようにモーター１６Ａを駆動させ、座部４１の高さ位置を変更する。目的の角度としては、例えば９０度が挙げられる。

（動作３）使用者は、タッチパネルを操作し、各種測定を開始する。
（動作４）図４（ａ）に示されるように、使用者は、股関節を伸展させ、かつ膝関節を伸展させる。

（動作５）図４（ｂ）に示されるように、使用者は、大腿および臀部が座部４１に接触するまで股関節および股関節を屈曲させる。以下、（動作４）および（動作５）を使用者の好みおよび目的等に応じた回数繰り返す。

図３を参照して、スクワット運動における演算部７０のスクワット回数の演算処理について説明する。
演算部７０は、接触検知部９０の出力（以下、「座部荷重ＧＨ」）に基づいてスクワット回数を演算する。具体的には、演算処理を開始してから座部荷重ＧＨが所定値を超える毎にスクワット回数のカウントに「１」を加算する。演算部７０は、演算したスクワット回数を表示するための信号を生成する。

スクワット運動における演算部７０の荷重の演算処理について説明する。
演算部７０は、各荷重センサー８２からの信号に応じて、右足置き部２０Ｒにかかる荷重（以下、「右足荷重ＧＲ」）を演算する。具体的には、各荷重センサー８２からの信号を加算し、加算した値に基づいて右足荷重ＧＲを演算する。

演算部７０は、各荷重センサー８４からの信号に応じて、左足置き部２０Ｌにかかる荷重（以下、「左足荷重ＧＬ」）を演算する。具体的には、各荷重センサー８４からの信号を加算し、加算した値に基づいて左足荷重ＧＬを演算する。

演算部７０は、右足荷重ＧＲに基づいて右足荷重ＧＲの比率（以下、「右足比率ＲＲ」）、および左足荷重ＧＬの比率（以下、「左足比率ＲＬ」）を演算する。右足比率ＲＲは、右足荷重ＧＲおよび左足荷重ＧＬの和（以下、「総荷重ＧＳ」）に対する右足荷重ＧＲの比率として演算される。左足比率ＲＬは、総荷重ＧＳに対する左足荷重ＧＬの比率として演算される。演算部７０は、演算した右足比率ＲＲおよび左足比率ＲＬを表示するための信号を生成する。

演算部７０は、スクワット運動が１回行われた旨を判定したとき、右足比率ＲＲおよび左足比率ＲＬに基づいて、右足比率ＲＲの目標値（以下、「右足目標値ＴＲ」）、および左足比率ＲＬの目標値（以下、「左足目標値ＴＬ」）を演算する。

右足目標値ＴＲおよび左足目標値ＴＬは、右足比率ＲＲおよび左足比率ＲＬに差があるとき、右足比率ＲＲおよび左足比率ＲＬを５０％に近づける値として演算される。右足目標値ＴＲおよび左足目標値ＴＬは、右足比率ＲＲおよび左足比率ＲＬがいずれも５０％であるとき、右足目標値ＴＲおよび左足目標値ＴＬはいずれも５０％として演算される。

演算部７０は、右足目標値ＴＲおよび左足目標値ＴＬに基づいて、予め記憶している複数の画像情報から教示情報を選択する。教示情報は、右足目標値ＴＲと左足目標値ＴＬとの大小関係に基づいて選択される。具体的には、演算部７０は、右足目標値ＴＲが現在の右足比率ＲＲよりも大きいとき、使用者の全身が右に傾いた状態を模式的に示す画像情報を教示情報として選択する。演算部７０は、左足目標値ＴＬが現在の左足比率ＲＬよりも大きいとき、使用者の全身が左に傾いた状態を模式的に示す画像情報を教示情報として選択する。演算部７０は、選択した教示情報を表示するための信号を生成する。

演算部７０は、荷重検知部８０からの信号に基づいて、右足および左足のそれぞれについて荷重中心位置（以下「荷重中心位置ＣＡ」）を演算する。
演算部７０は、各荷重センサー８２の出力と各荷重センサー８２の足置き面２１における位置とを用いて、右足の荷重中心位置ＣＡを演算する。演算部７０は、各荷重センサー８４の出力と各荷重センサー８２の足置き面２１における位置とを用いて、左足の荷重中心位置ＣＡを演算する。荷重中心位置ＣＡは、各荷重センサー８２，８４のうちの最も出力が大きい荷重センサー８２，８４の位置に近く、各荷重センサー８２，８４のうちの最も出力が小さい荷重センサー８２，８４の位置から遠い位置として演算される。

演算部７０は、適切な荷重中心位置（以下、「目標位置ＣＢ」）を予め記憶している。演算部７０は、演算した荷重中心位置ＣＡおよび目標位置ＣＢを表示するための信号を生成する。

演算部７０は、右足比率ＲＲ、左足比率ＲＬ、右足目標値ＴＲ、左足目標値ＴＬ、教示情報、カウント回数、および荷重中心位置ＣＡ、および目標位置ＣＢに基づいて生成した信号を表示部６０に出力する。

図６および図７を参照して、表示部６０の表示内容について説明する。
図６に示されるように、表示部６０は、荷重表示部６１、教示表示部６６、回数表示部６７、および重心表示部６８を有する。

荷重表示部６１は、右足比率ＲＲを示す荷重バー６２、左足比率ＲＬを示す荷重バー６３、右足目標値ＴＲを示す目標ライン６４、左足目標値ＴＬを示す目標ライン６５を表示する。目標ライン６４は、右足比率ＲＲの荷重バー６２と対応付けて表示される。目標ライン６５は、左足比率ＲＬの荷重バー６３と対応付けて表示される。教示表示部６６は、教示情報を表示する。回数表示部６７は、スクワット回数を表示する。図７に示されるように、重心表示部６８は、荷重中心位置ＣＡおよび目標位置ＣＢを示した足裏を模式的に示した画像を表示する。

運動補助装置１の作用について説明する。
運動補助装置１は、大腿角度規制部４０を有する。このため、使用者は、図４（ｂ）に示されるように座部４１と臀部および大腿背面の少なくとも一方とを接触させることにより、膝が適切な角度まで曲げているかを把握しやすくなる。

スクワット運動を行うとき、膝２１６が使用者の前方に位置するほど、すなわち脛骨の上方が下方よりも前方に傾くほど、スクワット運動の負荷が大きくなる。このため、筋肉の鍛錬効率を向上できる。一方、例えば、膝２１６に痛みを抱える使用者は、膝関節への負荷が大きいスクワット運動を行うことが難しい。このため、膝２１６に痛みを抱える使用者に対しては、膝関節への負荷が小さいスクワット運動の方が、運動の回数および継続性等を高めることができる。このため、膝関節への負荷が小さい方が鍛錬効率が高まる。

運動補助装置１は、下腿角度規制部３０が脛当面３３を有する。このため、使用者の前方側における脛骨および膝２１６の位置が規制される。このため、膝２１６が過度に前方に位置する状態が形成されることを抑制できる。このため、使用者は負荷が小さいスクワット運動を行うことができる。

さらに、つま先２１４が奥行き方向において膝２１６と同じ位置または後方に位置する状態でのスクワット運動は、膝関節への負荷が大きい。
運動補助装置１は、脛当面３３と足置き部２０の足置き面２１との間に配置空間Ｓが形成されている。脛当面３３の下端部３５は、一般的な使用者の外果高よりも上方に位置する。このため、使用者は、つま先２１４を配置空間Ｓに挿入することにより、足の前方部分を脛当面３３よりも前方に配置した状態を形成することができる。このため、つま先２１４は、膝２１６よりも前方に位置した状態で、スクワット運動を行うことができる。このため、つま先２１４が膝２１６と同じ、または膝２１６よりも後方に位置する場合と比較して、スクワット運動の負荷を小さくすることができる。

運動補助装置１は、図１２に示される従来の運動補助装置３００と比較して有利な効果を奏する。使用者は、足置き台３１０の足裏を載せ、垂直ボード３２０に膝２１６を当てた状態でスクワット運動を行う。このとき、膝蓋骨が垂直ボード３２０に押さえられる。このため、膝蓋骨の移動が垂直ボード３２０により阻害される。このため、膝蓋骨の位置が大腿骨および脛骨に対する適切な位置からずれる。このため、大腿骨の前方への移動を抑制する機能が低下する。このため、膝２１６に痛みを抱える使用者において、膝２１６に痛みが発生しやすくなる。また、膝蓋骨が垂直ボード３２０に押さえられるため、大腿骨と膝蓋骨との間の負荷が大きくなる。このため、大腿骨と膝蓋骨との間の軟骨が変形している使用者において、痛みが発生しやすくなる。このため、運動補助装置３００の使用が難しくなる。

運動補助装置１は、スクワット運動において、脛２１１が脛当面３３に接触するとき、膝２１６は脛当面３３に接触していない。このため、膝蓋骨が脛当面３３に押さえられない。このため、膝蓋骨の裏側において、脛骨および大腿骨の移動の自由度が抑制されない。このため、膝蓋骨および大腿骨の運動が阻害されない。このため、膝２１６に痛みを抱える使用者において、膝２１６に痛みが発生しにくい。また、大腿骨と膝蓋骨との間の軟骨が変形している使用者において、痛みが発生しにくい。このため、運動補助装置１を使用しやすくなる。また、運動補助装置１は、弾性部材３２を有するため、膝２１６付近にさらに痛みが発生しにくい。

例えば、右の膝２１６および左の膝２１６の一方に痛みを抱える使用者は、スクワット運動において、痛くない方の膝２１６に荷重をかける傾向にある。このため、スクワット運動における右下肢と左下肢の鍛錬効率が異なる。表示部６０は、荷重表示部６１上に、右足比率ＲＲを示す荷重バー６２および左足比率ＲＬを示す荷重バー６３を表示する。このため、右の膝２１６および左の膝２１６の一方に痛みを抱える使用者においても、右下肢と左下肢をバランスよく鍛錬することができる。

同一の使用者において座部４１の高さ方向の位置が高いほど座部４１に臀部および大腿背面の少なくとも一方が接触したときの大腿角度ＤＢは大きくなる。また、身長の異なる使用者間において、座部４１の高さ方向の位置が同一のとき、身長が高い使用者ほど座部４１に臀部および大腿背面の少なくとも一方が接触したときの大腿角度ＤＢは大きくなる。

運動補助装置１は、座部４１の高さ位置を変更することができるモーター１６Ａを有する。このため、例えば、図８（ａ）に示される座部４１の高さ方向の位置から図８（ｂ）に示される座部４１の高さ方向の位置に座部４１の高さ位置を下げる。これにより、同一の使用者において座部４１に臀部および大腿背面の少なくとも一方が接触したときの大腿角度ＤＢを小さくすることができる。また、図８（ｂ）に示される座部４１の高さ方向の位置から図８（ａ）に示される座部４１の高さ方向の位置に座部４１の高さ位置を上げる。これにより、同一の使用者において座部４１に臀部および大腿背面の少なくとも一方が接触したときの大腿角度ＤＢを大きくすることができる。このため、運動補助装置１は、スクワット運動の目的、および使用者の身長に応じて大腿角度ＤＢを変更することができる。

運動補助装置１は、接触検知部９０の出力に基づいて使用者の大腿背面および臀部の少なくとも一方が大腿角度規制部に接触したか否かを判定する。このため、運動補助装置１は、接触検知部９０の出力に基づいてスクワット運動の回数をカウントすることができる。また、接触検知部９０の出力に基づいてスクワット運動の回数をカウントするため、座部４１に臀部および大腿背面が接触しない不適切なスクワット運動をカウントすることが抑制される。

運動補助装置１は、以下の効果を奏する。
（１）運動補助装置１は、大腿角度規制部４０を有する。このため、使用者は、大腿角度規制部４０と臀部および大腿背面の少なくとも一方とを接触させることにより、膝が適切な角度まで曲げているかを把握しやすくなる。

（２）運動補助装置１は、下腿角度規制部３０が脛当面３３を有する。このため、膝が過度に前方に位置する状態が形成されることを抑制できる。このため、使用者は負荷が小さいスクワット運動を行うことができる。

（３）運動補助装置１は、モーター１６Ａにより座部４１と大腿背面および臀部とが接触する高さ位置を変更することができる。
（４）運動補助装置１は、接触検知部９０の出力に基づいて使用者の大腿背面および臀部の少なくとも一方が座部４１に接触したか否かを判定する。このため、運動補助装置１は、スクワット運動の回数を適切にカウントすることができる。

（５）運動補助装置１の脛当面３３と足置き部２０との間に配置空間Ｓが形成されている。このため、使用者は、配置空間Ｓに足を配置することにより、つま先２１４を膝２１６よりも前方に位置する状態でスクワット運動を行うことができる。このため、スクワット運動における膝関節への負荷を小さくできる。

（６）脛当面３３の上端部３４は、一般的な使用者の膝蓋骨の下端部よりも下方に位置する。このため、スクワット運動時に、脛当面３３は、膝２１６と接触しない。すなわち、脛当面３３は、膝蓋骨を押さえない。このため、スクワット運動時に、脛当面３３が膝２１６と接触する仮想の運動補助装置と比較して、スクワット運動時における膝関節の自由度を高めることができる。このため、スクワット運動時に膝関節が痛むことを抑制することができる。

（７）運動補助装置１は、把持部５０を有する。このため、使用者は、把持部５０を把持することにより安定してスクワット運動を行うことができる。
（８）把持部支持部１３は、調整部１３Ｂを有する。このため、使用者の体格に合わせて把持部５０の高さ位置を調整することができる。

（９）荷重表示部６１は、荷重バー６２，６３を表示する。このため、使用者は、スクワット運動時における右足荷重および左足荷重を把握することができる。このため、使用者は、右足と左足との荷重バランスを適切なものに変更しやすくなる。

（１０）荷重表示部６１は、右足比率ＲＲに対する目標値としての目標ライン６４を表示する。表示部６０は、左足比率ＲＬに対する目標値としての目標ライン６５を表示する。このため、使用者は、右足および左足の適切な荷重バランスを把握しやすくなる。

（１１）重心表示部６８は、荷重中心位置ＣＡを表示する。このため、使用者は、右足における荷重中心位置ＣＡを把握しやすい。また、使用者は、左足における荷重中心位置ＣＡを把握しやすい。

（１２）重心表示部６８は、目標位置ＣＢを表示する。このため、使用者は、右足における目標位置ＣＢを把握しやすい。また、使用者は、左足における目標位置ＣＢを把握しやすい。このため、使用者は、荷重中心位置ＣＡを目標位置ＣＢに変更しやすい。

（１３）教示表示部６６は、使用者が目標値を達成するための重心の移動を模式図により示す教示情報を表示する。このため、使用者は、重心をどのように移動するべきかを把握しやすい。

（その他の実施形態）
本運動補助装置は、上記実施形態以外の実施形態を含む。以下、本運動補助装置のその他の実施形態としての上記実施形態の変形例を示す。

・実施形態の大腿角度規制部４０は、支持台１１を介して足置き部２０に取り付けられている。ただし、大腿角度規制部４０の構成はこれに限られない。例えば、変形例の大腿角度規制部４０は、足置き部２０の後端部に直接的に取り付けられている。

・実施形態の大腿角度規制部４０は、背もたれ４２を有する。ただし、大腿角度規制部４０の構成はこれに限られない。例えば、変形例の大腿角度規制部４０は、背もたれ４２を省略している。

・実施形態の大腿角度規制部４０は、椅子形状を有する。ただし、大腿角度規制部４０の構成はこれに限られない。例えば、変形例の大腿角度規制部４０は、ポール形状を有する。この変形例の大腿角度規制部４０は、棒状部材１５の上端部に形成される球状部とすることもできる。また、さらなる変形例の大腿角度規制部４０および座部支持部１４は、板形状を有する。この変形例の大腿角度規制部４０および座部支持部１４は側面がＬ字形状を有する。また、さらなる変形例の大腿角度規制部４０および座部支持部１４は、座部支持部１４が２つの板状部材により形成される。２つの座部支持部１４は、それぞれ大腿角度規制部４０の前端部および後端部を支持する。この変形例の大腿角度規制部４０および座部支持部１４は、側面がＵ字形状を有する。要するに、臀部および大腿背面の少なくとも一方と接触することができれば、大腿角度規制部４０の形状はいずれの形状に変更することもできる。

・実施形態の大腿角度規制部４０は、臀部および大腿背面の少なくとも一方に接触することができる。ただし、大腿角度規制部４０の構成はこれに限られない。例えば、図９に示す変形例の大腿角度規制部１４０は、大腿前面に接触する。大腿角度規制部１４０は、回転移動部１４１、弾性部材１４２、支持部１４３、およびヒンジ１４４を有する。

支持部１４３は、背面支持部３１の横方向の両端部に取り付けられて、背面支持部３１の上方に延びる棒状の部材として構成される。回転移動部１４１は、支持部１４３の上端にヒンジ１４４を介して取り付けられている。回転移動部１４１は、支持部１４３に対して回転することができる。また、回転移動部１４１と支持部１４３との間には、図示しないばねが取り付けられている。このばねは、回転移動部１４１に使用者の大腿前面に近づく回転方向ＲＡに回転する力を付与している。また、ヒンジ１４４には、回り止め機構が形成されており、回転方向ＲＡの最大位相が規定されている。換言すれば、回転移動部１４１は、最大位相よりも回転方向ＲＡとは反対側において自由に回転することができる。弾性部材１４２は、回転移動部１４１の支持部１４３とは反対側の端部、かつ使用者の大腿前面と対向する側に取り付けられている。

最大位相が、例えば、脛骨２２１と大腿骨２２２とが略直交する角度と対応する位相に設定されているとき、大腿角度が９０度よりも小さくなることにより、大腿前面が弾性部材１４２から離れる。一方、大腿角度が９０度よりも大きいとき、大腿前面と弾性部材１４２との接触が維持される。このため、使用者は、膝が適切な角度まで曲げているかを把握しやすくなる。

・実施形態の大腿角度規制部４０に以下の構成を追加することもできる。すなわち、大腿角度規制部４０は、座部４１を水平方向に回転させる回転構造を有する。回転構造は、例えば座部支持部１４と座部４１との間に取り付けられる軸受により構成される。この変形例の大腿角度規制部４０は、座部４１の前方を右方または左方に向けた状態において使用者が座部４１に座ること、および座部４１から降りることができる。そして、運動補助装置１を使用するときは、座部４１を回転させることにより使用者が前方を向くことができる。このため、例えば足の不自由な使用者であっても座部４１への乗り降りを簡単に行うことができる。

・実施形態の運動補助装置１は、使用者が表示部６０のタッチパネルを介して目的の大腿角度ＤＢおよび身長を入力することによりモーター１６Ａが駆動する。ただし、運動補助装置１の構成はこれに限られない。例えば、変形例の運動補助装置１は、使用者が、モーター１６Ａの駆動および停止を操作することにより座部４１の高さ位置を変更する。

・実施形態の大腿角度調整部１６は、モーター１６Ａを有する。ただし、大腿角度調整部１６の構成はこれに限られない。例えば、変形例の大腿角度調整部１６は、手動のねじ機構、または歯車機構により構成される。また、さらなる変形例の大腿角度調整部１６は、座部４１の上面に設置される高さ調整台として構成される。運動補助装置１は、高さ調整台が座部４１に取り付け、および取り外しされることにより、大腿角度ＤＢを変更することができる。

・実施形態の大腿角度調整部１６は、大腿角度規制部４０の高さ位置を変更する。ただし、大腿角度調整部１６の構成はこれに限られない。例えば、変形例の大腿角度調整部は、座部４１の奥行方向における角度を変更する。この変形例の大腿角度規制部４０は、座部４１の前方が下方に傾くほど、使用者の臀部および大腿背面の少なくとも一方が座部４１に接触したときの大腿角度ＤＢは大きくなる。また、座部４１の前方が上方に傾くほど、使用者の臀部および大腿背面の少なくとも一方が座部４１に接触したときの大腿角度ＤＢは小さくなる。

・実施形態の運動補助装置１は、大腿角度調整部１６を有する。ただし、運動補助装置１の構成はこれに限られない。例えば、変形例の運動補助装置１は、大腿角度調整部１６を省略している。

・実施形態の運動補助装置１は、下腿角度規制部３０が規制部支持部１２により支持されている。ただし、運動補助装置１の構成はこれに限られない。例えば、変形例の運動補助装置１は、下腿角度規制部３０が、把持部支持部１３を介して足置き部２０に取り付けられている。

・実施形態の下腿角度規制部３０は、支持台１１を介して足置き部２０に取り付けられている。ただし、下腿角度規制部３０の構成はこれに限られない。例えば、変形例の下腿角度規制部３０は、足置き部２０の後端部に直接的に取り付けられている。

・実施形態の弾性部材３２の形状を、図１０のように変更することもできる。要するに、使用者の下腿に接触し、直接的に背面支持部３１に接触しない弾性部材３２であれば、弾性部材３２の形状はいずれの形状に変更することもできる。

・実施形態の下腿角度規制部３０は、弾性部材３２を有する。ただし、下腿角度規制部３０の構成はこれに限られない。例えば、変形例の運動補助装置１は、弾性部材３２を省略している。なお、この場合、背面支持部３１の後方側の面が脛当面３３を構成する。

・実施形態の脛当面３３は、足置き面２１に対して略直交している。ただし、脛当面３３の構成はこれに限られない。例えば、変形例の脛当面３３は、足置き面２１に対して傾斜する。この変形例の運動補助装置１によれば、使用者は、重心が後方寄りの状態でスクワット運動を行うことができる。このため、膝２１６のせん断力を低減できる。このため、大腿四頭筋を含むハムストリングスの鍛錬効果を高めることができる。

・実施形態の運動補助装置１に以下の構成を付加することもできる。すなわち、運動補助装置１は、脛当面３３の傾斜角度を変更できる角度調整部を有する。角度調整部は、例えば、第２支持部１２Ｂと背面支持部３１とに取り付けられるヒンジを採用することができる。使用者は、体格および目的の負荷に応じて脛当面３３の角度を変更することができる。

・実施形態の下腿角度規制部３０は、脛当面３３により脛骨角度ＤＡを規制する。ただし、下腿角度規制部３０の構成はこれに限られない。例えば、変形例の下腿角度規制部３０は、脛当面３３に代えてまたは加えて、脹脛に接触する脹脛当面により脛骨角度ＤＡを規制する。

・実施形態の運動補助装置１は、配置空間Ｓを有する。ただし、運動補助装置１の構成はこれに限られない。例えば、変形例の運動補助装置１は、脛当面３３の下端部３５を足置き部２０と接触させることにより、配置空間Ｓを形成しない。

・実施形態の運動補助装置１に以下の構成を付加することもできる。すなわち、運動補助装置１は、下腿角度規制部３０の高さを調整できる高さ調整部を有する。高さ調整部は、例えば、第２支持部１２Ｂと背面支持部３１とに取り付けられるヒンジを採用することができる。使用者は、体格および目的の負荷に応じて脛当面３３の角度を変更することができる。

・実施形態の運動補助装置１は、４つの荷重センサー８２，８４を右足置き部２０Ｒおよび左足置き部２０Ｌの四隅に配置している。ただし、運動補助装置１の構成はこれに限られない。例えば、変形例の運動補助装置１は、１つの荷重センサー８２，８４を右足置き部２０Ｒおよび左足置き部２０Ｌに配置している。この変形例の運動補助装置１は、荷重センサー８２の出力に基づいて右足荷重ＧＲを演算し、荷重センサー８４の出力に基づいて左足荷重ＧＬを演算する。

・実施形態の荷重検知部８０は、支持台１１と足置き部２０との間に配置される。ただし、荷重検知部８０の構成はこれに限られない。例えば、変形例の荷重検知部８０は、脛当面３３に配置される。右の脛当面３３にかかる荷重は、右足荷重ＧＲと相関する。左の脛当面３３にかかる荷重は、左足荷重ＧＬと相関する。このため、演算部７０は、荷重センサー８２，８４の出力に基づいて、右足荷重ＧＲおよび左足荷重ＧＬを演算することができる。要するに、右足荷重ＧＲおよび左足荷重ＧＬを演算することができれば、荷重検知部８０の位置はいずれの位置に変更することもできる。

・実施形態の接触検知部９０は、大腿角度規制部４０に配置される。ただし、接触検知部９０の構成はこれに限られない。例えば、変形例の接触検知部９０は、後方部分１１Ｂに配置される。要するに、大腿角度規制部４０にかかる荷重を検知できる位置であれば、接触検知部９０の位置はいずれの位置に変更することもできる。

・実施形態の運動補助装置１は、接触検知部９０を有する。ただし、運動補助装置１の構成はこれに限られない。例えば、変形例の運動補助装置１は、大腿距離検知部を有する。大腿距離検知部は、大腿角度規制部４０に取り付けられる。大腿距離検知部は、大腿距離検知部と大腿または臀部との距離に応じた信号を出力する。演算部７０は、大腿距離検知部の出力に基づいて大腿または臀部が大腿角度規制部４０に近づいたか否かを判定する。演算部７０は、大腿または臀部と大腿角度規制部４０との距離が所定距離いないになった旨判定したとき、スクワット運動の（動作４）および（動作５）が１回行われた旨を判定する。

・実施形態の運動補助装置１は、荷重検知部８０とは各別の接触検知部９０を有する。ただし、運動補助装置１の構成はこれに限られない。例えば、変形例の運動補助装置１は、荷重検知部８０が接触検知部９０として機能する。この変形例の演算部７０は、右足荷重ＧＲおよび左足荷重ＧＬの変化から、スクワット運動の（動作４）および（動作５）が１回行われた旨を判定する。

・実施形態の把持部５０は、棒形状を有する。ただし、把持部５０の構成はこれに限られない。例えば、変形例の把持部５０は、紐形状を有する。この変形例の把持部５０は、支持台１１の前方の端部に取り付けることができる。使用者は把持部５０の中間部を把持し、スクワット運動を行う。要するに、使用者がスクワット運動時に把持することができる把持部であれば、いずれの構成を採用することもできる。

・実施形態の演算部７０は、使用者の全身が左に傾いた状態を模式的に示す画像情報、または使用者の全身が左に傾いた状態を模式的に示す画像情報を教示情報として選択する。ただし、教示情報はこれに限られない。教示情報を、以下の（Ａ）〜（Ｅ）に変更することもできる。

（Ａ）演算部７０は、右足目標値ＴＲが現在の右足比率ＲＲよりも大きいとき、図１１（ａ）に示される下半身の右側に下方を向いた矢印を示しかつ下半身の左側に上方を向いた矢印を示す画像情報を教示情報として選択する。演算部７０は、左足目標値ＴＬが現在の左足比率ＲＬよりも大きいとき、下半身の右側に上方を向いた矢印を示しかつ下半身の左側に下方を向いた矢印を示す画像情報を教示情報として選択する。

（Ｂ）演算部７０は、右足目標値ＴＲが現在の右足比率ＲＲよりも大きいとき、図１１（ｂ）に示される右足が左足よりも下方に位置する画像情報を教示情報として選択する。演算部７０は、左足目標値ＴＬが現在の左足比率ＲＬよりも大きいとき、左足が右足よりも下方に位置する画像情報を教示情報として選択する。

（Ｃ）演算部７０は、右足目標値ＴＲが現在の右足比率ＲＲよりも大きいとき、図１１（ｃ）に示される右足の下方に、下方に向かう衝撃を示す画像情報を教示情報として選択する。演算部７０は、左足目標値ＴＬが現在の左足比率ＲＬよりも大きいとき、左足の下方に、下方に向かう衝撃を示す画像情報を教示情報として選択する。

（Ｄ）演算部７０は、右足目標値ＴＲが現在の右足比率ＲＲよりも大きいとき、図１１（ｄ）に示される右足が左足よりも大きい画像情報を教示情報として選択する。演算部７０は、左足目標値ＴＬが現在の左足比率ＲＬよりも大きいとき、左足が右足よりも大きい画像情報を教示情報として選択する。

（Ｅ）演算部７０は、右足目標値ＴＲが現在の右足比率ＲＲよりも大きいとき、図１１（ｅ）に示される右足に下方を向いた矢印を示しかつ左足に上方を向いた矢印を示した画像情報を教示情報として選択する。演算部７０は、左足目標値ＴＬが現在の左足比率ＲＬよりも大きいとき、右足に上方を向いた矢印を示しかつ左足に下方を向いた矢印を示した画像情報を教示情報として選択する。

・実施形態の運動補助装置１は、教示情報を表示部６０の教示表示部６６に画像として表示する。ただし、運動補助装置１の構成はこれに限られない。例えば、変形例の運動補助装置１は、スピーカーを有し、教示情報を音声情報として表示する。この変形例の演算部７０は、右足目標値ＴＲが現在の右足比率ＲＲよりも大きいとき、「右に体重をかけてください」という旨の音声情報を教示情報として選択する。演算部７０は、左足目標値ＴＬが現在の左足比率ＲＬよりも大きいとき、「左に体重をかけてください」という旨の音声情報を教示情報として選択する。演算部７０は、選択した教示情報に基づいて生成した信号をスピーカーに出力する。

・実施形態の運動補助装置１は、表示部６０に荷重バー６２，６３、および目標ライン６４，６５を表示する。ただし、運動補助装置１の構成はこれに限られない。例えば、変形例の運動補助装置１は、これに代えてまたは加えて以下の（情報Ａ）〜（情報Ｃ）のうちの少なくとも１つを表示する。
（表示Ａ）右足荷重ＧＲおよび左足荷重ＧＬを数値により表示する。
（表示Ｂ）右足比率ＲＲと右足目標値ＴＲとの差、および左足比率ＲＬと左足目標値ＴＬとの差を数値により表示する。
（表示Ｃ）右足比率ＲＲと右足目標値ＴＲとの大小関係、および左足比率ＲＬと左足目標値ＴＬとの大小関係を文字情報により表示する。

・実施形態の演算部７０は、スクワット運動の（動作４）および（動作５）が１回行われた旨を判定したとき、右足目標値ＴＲおよび左足目標値ＴＬを演算する。ただし、演算部７０の構成はこれに限られない。例えば、以下の（目標演算Ａ）または（目標演算Ｂ）により右足目標値ＴＲおよび左足目標値ＴＬを演算することもできる。

（目標演算Ａ）演算部７０は、スクワット運動の（動作４）および（動作５）が所定回数行われた旨を判定したとき、右足目標値ＴＲおよび左足目標値ＴＬを演算する。この場合、右足目標値ＴＲは、所定回数の右足比率ＲＲの平均値に基づいて演算される。左足目標値ＴＬは、所定回数の左足比率ＲＬの平均値に基づいて演算される。

（目標演算Ｂ）演算部７０は、使用者が所定期間にわたり静止立位状態である旨を判定したとき、右足目標値ＴＲおよび左足目標値ＴＬを演算する。この場合、右足目標値ＴＲは、所定期間の右足比率ＲＲの平均値に基づいて演算される。左足目標値ＴＬは、所定期間の左足比率ＲＬの平均値に基づいて演算される。なお、演算部７０は、右足荷重ＧＲおよび左足荷重ＧＬの変化が小さいことに基づいて静止立位状態の旨の判定を行うことができる。また、演算部７０は、目標演算モードを準備し、目標演算モードが選択されてから所定期間が経過したことに基づいて使用者が所定期間にわたり静止立位状態である旨を判定することもできる。この場合、運動補助装置１は、表示部６０に目標演算モードボタンを準備する。演算部７０は、目標演算モードボタンが押されたとき、目標演算モードが選択された旨を判定する。表示部６０は、所定期間が経過するまで静止立位状態を維持する旨を使用者に表示する。

・実施形態の表示部６０は、表示部６０は、荷重表示部６１、教示表示部６６、回数表示部６７、および重心表示部６８を有する。ただし、表示部６０の構成はこれに限られない。例えば、変形例の表示部６０は、表示部６０は、荷重表示部６１、教示表示部６６、回数表示部６７、および重心表示部６８の少なくとも１つを省略する。

・実施形態の運動補助装置１は、表示部６０を有する。ただし、運動補助装置１の構成はこれに限られない。例えば、変形例の運動補助装置１は、表示部６０を省略している。
・実施形態の運動補助装置１は、表示部６０にタッチパネル機能を有する。ただし、運動補助装置１の構成はこれに限られない。例えば、変形例の運動補助装置１は、表示部６０にタッチパネル機能を有しない。この場合、表示部６０とは各別に操作部を備えることもできる。

・実施形態の運動補助装置１は、表示部６０、演算部７０、荷重検知部８０、および接触検知部９０を有する。ただし、運動補助装置１の構成はこれに限られない。例えば、変形例の運動補助装置１は、表示部６０、演算部７０、荷重検知部８０、および接触検知部９０を省略している。

（実施形態の記載に基づく付記事項）
上記実施形態に記載の事項を上位概念化した事項を以下に記載する。
（付記１）前記演算部は、前記接触検知部の出力に基づいてスクワット運動の回数を演算する。

（付記２）前記運動補助装置は、把持部を有し、前記把持部は、前記足置き部にとりつけられる。

１…運動補助装置、１６…大腿角度調整部、２０…足置き部、３０…下腿角度規制部、３３…脛当面、４０…大腿角度規制部、６０…表示部、７０…演算部、９０…接触検知部。

Claims (5)

1. 使用者の足裏を載せる足置き部と、
   前記足置き部よりも上方に位置し、前記足置き部に足裏を載せた使用者の下腿に接触可能に前記足置き部に取り付けられた下腿角度規制部と、
   前記下腿角度規制部よりも後方に位置し、前記足置き部に足裏を載せた使用者の臀部および大腿の少なくとも一方に接触可能に前記足置き部に取り付けられた大腿角度規制部と
   を備える運動補助装置。
2. 前記下腿角度規制部は、脛に接触可能な脛当面を有し、
   前記脛当面は、前記大腿角度規制部側を向いている
   請求項１に記載の運動補助装置。
3. 前記運動補助装置は、大腿角度調整部を有し、
   前記大腿角度調整部は、前記大腿角度規制部の前記足置き部に対する高さ位置、または前記大腿角度規制部の奥行方向における角度を変更する
   請求項１または２に記載の運動補助装置。
4. 前記運動補助装置は、接触検知部および演算部を有し、
   前記接触検知部は、前記大腿角度規制部に取り付けられ、前記接触検知部にかかる荷重に応じた信号を出力し、
   前記演算部は、前記接触検知部の出力に基づいて大腿および臀部の少なくとも一方が前記大腿角度規制部に接触したか否かを判定する
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の運動補助装置。
5. 前記運動補助装置は、大腿距離検知部および演算部を有し、
   前記大腿距離検知部は、前記大腿角度規制部に取り付けられ、前記大腿距離検知部と前記大腿または臀部との距離に応じた信号を出力し、
   前記演算部は、前記大腿距離検知部の出力に基づいて大腿または臀部が前記大腿角度規制部に近づいたか否かを判定する
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の運動補助装置。