他動運動機器
【課題】運動中に左右の足に作用する力を検出するとともに、使用者に左右の力のかかり方を認識させて左右の偏りのない運動を行うように意識付ける。
【解決手段】他動運動機器は、左右の足をそれぞれ載せる一対の足置台２１１、２１２を備え、駆動源を備えた駆動手段３０で各足置台２１１，２１２を変位させることにより、使用者に他動的に運動を行わせる。各足置台２１１，２１２は、それぞれ足置台２１１，２１２に作用する力をそれぞれ検出する力検出手段５１１，５１２を備える。力検出手段５１１，５１２が検出した力から評価手段５２において力評価量が求められ、求められた力評価量は表示手段５３に表示される。
【解決手段】他動運動機器は、左右の足をそれぞれ載せる一対の足置台２１１、２１２を備え、駆動源を備えた駆動手段３０で各足置台２１１，２１２を変位させることにより、使用者に他動的に運動を行わせる。各足置台２１１，２１２は、それぞれ足置台２１１，２１２に作用する力をそれぞれ検出する力検出手段５１１，５１２を備える。力検出手段５１１，５１２が検出した力から評価手段５２において力評価量が求められ、求められた力評価量は表示手段５３に表示される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用者の左右の足を載せる足置台を駆動源からの駆動力で変位させることにより、使用者に他動的に運動を行わせる他動運動機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、使用者の身体の少なくとも一部を他動的に変位させることにより、使用者が自発的に筋力を発揮することなく、使用者に他動的に運動を行わせるようにした他動運動機器が提案されている。この種の他動運動機器としては、使用者が立位で使用するとともに、使用者の左右の足を載せる足置台を駆動源からの駆動力で変位させる構成が知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された構成では、使用者の脚部に他動的に筋刺激を与えて使用者の筋活動を誘発することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１５４８７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、多くの人の運動能力は左右で異なっていることが多く、そのため筋力も左右で異なっていることが多い。また、生活場面では左右の手足のうち筋力の強い側を使用する頻度が高くなるから、生活習慣により左右の筋力差が増大することも多い。左右の筋力差が大きくなれば、場合によっては体幹に歪みが生じる可能性もある。
【０００５】
また、種々の身体的障害（骨折、神経障害、血行障害など）や脳障害などにより左右の身体能力が不均衡になる場合があり、この種の障害に対する回復訓練（リハビリテーション）の際には、左右の身体能力の均衡を回復させる訓練が含まれることもある。
【０００６】
このような使用者の左右の偏りを検出する技術として、板状の台の上に載った状態で足に作用する荷重を静的に計測する技術が知られている。ただし、この種の技術は、静止した状態において使用者の左右の偏りを検出しているだけであるから、使用者の運動に伴って左右の身体能力の不均衡を是正するためには用いることができない。
【０００７】
本発明は、運動中に左右の足に作用する力を検出するとともに、使用者に左右の力のかかり方を認識させることにより、左右の偏りのない運動を行うように意識付けることを可能にした他動運動機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するために、左右の足をそれぞれ載せる一対の足置台と、駆動源を備え各足置台を変位させる駆動手段と、各足置台に作用する力をそれぞれ検出する力検出手段と、力検出手段が検出した力から求められる力評価量を表示する表示手段とを備える構成を採用している。
【０００９】
力評価量は各足置台にそれぞれ作用する力であって、表示手段は力評価量をグラフにして表示するのが望ましい。
【００１０】
また、力評価量は両足置台に作用する力の総量に対する各足置台にそれぞれ作用する力の割合であって、表示手段は、力評価量をグラフにして表示してもよい。
【００１１】
あるいはまた、力評価量は各足置台にそれぞれ作用する力の差であって、表示手段は、力評価量をグラフにして表示してもよい。
【００１２】
力評価量は両足置台に作用する力の総量に対する各足置台にそれぞれ作用する力の割合であって、表示手段は、前記総量を表す図形を力評価量に応じた割合で分割するグラフにして力評価量を表示する構成を採用することができる。
【００１３】
表示手段は、グラフとして左右方向のバーの長さで力評価量を表すバーグラフを用いることができる。
【００１４】
表示手段は、力評価量について、左側の成分を左向きに表示し、右側の成分を右向きに表示してもよい。
【００１５】
また、力検出手段により検出された左右の力の差が規定の範囲内か否かを報知する報知手段を備えていてもよい。
【００１６】
また、力検出手段により検出された左右の力の分布を評価するバランス評価手段を備え、バランス評価手段による評価結果を前記表示手段に表示する構成を採用してもよい。
【００１７】
力検出手段により検出された力の履歴を記憶する履歴記憶手段を備え、表示手段は履歴記憶手段に記憶された履歴を表示するようにしてもよい。
【００１８】
力検出手段により検出される力をあらかじめ設定した目標値と比較する比較手段を備え、表示手段は、比較手段による比較結果を表示する機能を備えていてもよい。
【００１９】
この場合、比較手段に与える目標値を設定する目標値設定手段を備えるのが望ましい。
【００２０】
また、表示手段は、足置台の位置情報を表示してもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の構成によれば、運動中に左右の足に作用する力を検出し、力から求められる力評価量を表示することによって、使用者に左右の力のかかり方を認識させることができるから、左右の偏りのない運動を行うように意識付けることができる。その結果、使用者には左右の不均衡を是正するように運動を行わせることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態を示すブロック図である。
【図２】同上を示す要部分解斜視図である。
【図３】同上を示す透視した平面図である。
【図４】同上の表示例を示す動作説明図である。
【図５】同上の表示例を示す動作説明図である。
【図６】同上の表示例を示す動作説明図である。
【図７】同上の表示例を示す動作説明図である。
【図８】同上の表示例を示す動作説明図である。
【図９】同上の表示例を示す動作説明図である。
【図１０】同上の表示例を示す動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本実施形態は、図２および図３に示す構成を備える。図示例は、床上に載置して使用する構成を示しているが、床に埋め込んで使用する構成を採用してもよい。
【００２４】
ハウジング１０は、床上に載置されるベース板１１と、ベース板１１の上方に配置される上板１２とを結合して形成される。
【００２５】
図示するベース板１１および上板１２は外周形状が長方形状であるが、ベース板１１および上板１２の外周形状についてはとくに制限はない。以下では、説明を簡単にするために、ベース板１１を床上に載置した状態でハウジング１０の上面が床面と平行になるものとする。したがって、図２および図３における上下が使用時の上下になる。図示例は、ハウジング１０を床に固定しておらず適宜の位置で使用できる場合を示しているが、ハウジング１０を床に固定して定位置で使用する構成を採用してもよい。
【００２６】
図示例では、ハウジング１０は直方体状に形成されているが、内部に収納用の空間を備えるものであればハウジング１０の外観形状として円筒状、多角筒状などを採用することもできる。なお、床に埋め込んで使用する構成では、ハウジング１０として上板１２を除く部材を軸組のみとした構造を採用することが可能である。
【００２７】
図示する他動運動機器は、使用者が立位で使用することを想定しており、使用者が左右の足をそれぞれ載せる一対の足置台２１１，２１２を備える。足置台２１１，２１２は、各足置台２１１，２１２を変位させる駆動手段３０とともに、ハウジング１０に配置される。以下では、図２および図３に示す矢印Ｘの向きを前方として説明する。
【００２８】
上板１２には、各足置台２１１，２１２をそれぞれ露出させる矩形状に開口した２個の開口窓１３１，１３２が貫設される。各開口窓１３１，１３２は、前後方向の寸法が左右方向の寸法よりも大きい矩形状に形成される。また、各開口窓１３１，１３２の長手方向に沿った中心線は、ハウジング１０の前後方向に対して交差する。
【００２９】
左の開口窓１３１の長手方向に沿った中心線は前端部が後端部よりも左側に位置し、右の開口窓１３２の長手方向に沿った中心線は前端部が後端部よりも右側に位置する。すなわち、両開口窓１３１，１３２の長手方向に沿った中心線間の距離は、ハウジング１０の前端側で後端側よりも大きくなる。
【００３０】
開口窓１３１，１３２の長手方向がベース板１１の前後方向に対してなす角度は、たとえば５〜１５度の範囲で適宜に設定される。角度は、左側の開口窓１３１については後端を中心にして左回りの角度を採用し、右側の開口窓１３２については後端を中心にして右回りの角度を採用する。
【００３１】
各足置台２１１，２１２は、それぞれ各開口窓１３１，１３２の長手方向に沿ってスライド可能である足置カバー２２と、使用者が足を載せるための足置板２３とにより構成される。図３には右側の足置カバー２２および足置板２３のみを記載している。各足置板２３には、足置板２３の下面周部を囲むカバー体２４１，２４２が取り付けられる。
【００３２】
各足置カバー２２は角筒状に形成され、内部には軸受板２５が取り付けられる。軸受板２５は各開口窓１３１，１３２の幅方向に沿った軸体２６を支持し、軸体２６は足置板２３の下面に設けた軸受（図示せず）に通される。したがって、足置板２３は足置カバー２２に対して軸体２６の回りで揺動可能になっている。
【００３３】
足置板２３に取り付けられたカバー体２４１，２４２は、各足置カバー２２の内側に挿入される。したがって、足置板２３が軸体２６の回りで揺動して足置板２３の前端部および後端部が上下に移動するのに伴ってカバー体２４１，２４２が上下に移動し、足置カバー２２と足置板２３との間に隙間が生じるのをカバー体２４１，２４２が防止する。
【００３４】
足置カバー２２の上端縁の周部には全周に亘ってフランジ部２２１が形成されている。一方、上板１２の下面には、開口窓１３１，１３２の長手方向に沿った周部において、レール部材（図示せず）が取り付けられている。レール部材は、開口窓１３１，１３２の内向きに開口するレール溝（図示せず）を形成する。
【００３５】
足置カバー２２におけるフランジ部２２１の一部がレール溝に挿入されることにより、足置カバー２２のハウジング１０に対する移動範囲が制限される。フランジ部２２１とレール溝との間には余裕があり、フランジ部２２１がレール溝に挿入されている範囲内において足置カバー２２が前後左右に移動する。また、フランジ部２２１は、足置カバー２２の移動範囲において開口窓１３１，１３２の開口縁と足置板２３との間に隙間を形成しない寸法に形成されている。
【００３６】
足置カバー２２の下面には台車４１が取り付けられる。台車４１の外側面には各２個ずつの車輪４２が取り付けられる。ベース板１１の上面には各足置台２１１，２１２に対してそれぞれ２本ずつのレール４３が固定されており、レール４３の上面において車輪４２が転動するように、レール４３上に台車４１が載置される。また、レール４３の上面には車輪４２がレール４３から脱落するのを防止するために、車輪４２の側面に当接する脱輪防止板４４が固定される。
【００３７】
ところで、上述したように、左右の開口窓１３１，１３２は、長手方向に沿った中心線間の距離が前端側で後端側よりも大きくなるように形成してある。すなわち、開口窓１３１，１３２の中心線は、ハウジング１０の前後方向に対して所定の角度をなしている。レール４３も開口窓１３１，１３２の中心線と同様に、延長方向がハウジング１０の前後方向に対して所定の角度をなしている。ここに、レール４３は、延長方向がハウジング１０の前後方向に対してなす角度が、開口窓１３１，１３２の中心線がハウジング１０の前後方向に対してなす角度よりも大きくなるように配置されている。
【００３８】
たとえば、開口窓１３１，１３２の中心線がハウジング１０の前後方向に対してなす角度を１０度とすれば、レール４３の延長方向がハウジング１０の前後方向に対してなす角度は４５度などに設定される。
【００３９】
上述の構成によって、足置台２１１，２１２はレール４３の長手方向に沿って往復移動することが可能になる。このとき、足置台２１１，２１２の移動経路は、台車４１と車輪４２とレール４３と脱輪防止板４４とにより拘束される。ここに、レール４３の延長方向と開口窓１３１，１３２の長手方向とが異なっているから、足置カバー２２および足置板２３は開口窓１３１，１３２の長手方向に交差する方向に移動する。
【００４０】
すなわち、足置台２１１，２１２の長手方向に足の長手方向を一致させると、足置台２１１，２１２は、足の長手方向とは異なる方向に移動する。これは、足置台２１１，２１２をレール４３の延長方向に移動させたときに、使用者の膝に大きな剪断力が作用するのを防止するためである。
【００４１】
ところで、左右の各足置台２１１，２１２を変位させる駆動手段３０は、駆動力を発生させる駆動源３１を備える。駆動源３１からの駆動力は、各足置台２１１，２１２にそれぞれ伝達されるように系統分離部３２において２系統に分離される。さらに、系統分離部３２で分離された各系統の駆動力は、往復駆動部３３を介して左右の各台車４１に伝達され、台車４１をレール４３に沿って往復移動させる。
【００４２】
駆動手段３０について、さらに具体的に説明する。駆動源３１には回転モータ（以下、単にモータと略称し、符号３１を用いる）を採用しており、モータ３１の出力軸３１１には系統分離部３２が連結される。
【００４３】
系統分離部３２は、モータ３１の出力軸３１１に連結されたウォーム３２１と、ウォーム３２１に噛合する２個のウォームホイール３２２とを備える。ウォーム３２１および２個のウォームホイール３２２は、ベース板１１に固定されるギアボックス３４に収納される。ギアボックス３４は、上面に開口を有するギアケース３４１と、ギアケース３４１の開口面に覆着される蓋板３４２とにより形成される。ギアケース３４１と蓋板３４２との間にはウォーム３２１の長手方向の両端部を回転可能に支持する一対の軸受３２３が取り付けられる。
【００４４】
ウォームホイール３２２には、ギアケース３４１と蓋板３４２とに保持される回転軸３５が挿通され、ウォームホイール３２２の回転に伴って回転軸３５が回転するように、ウォームホイール３２２と回転軸３５とを結合してある。
【００４５】
モータ３１は、ギアケース３４１に設けた口受部３４３とベース板１１に固定した口受板１１１とに載置され、ギアケース３４１に覆着される蓋板３４２と口受け板１１１に結合される押さえ板１１２とによりベース板１１に固定される。
【００４６】
往復駆動部３３は、回転軸３５に一端部が一体に結合されるクランク板３６と、クランク板３６にクランク軸３７を介して結合されたクランクロッド３８とを備える。クランク板３６は回転軸３５とともに回転するように回転軸３５に結合される。すなわち、ウォームホイール３２２は回転軸３５に結合され、回転軸３５にはクランク板３６が結合されるから、ウォームホイール３２２とクランク板３６とは一体に回転する。
【００４７】
クランク軸３７の一端部はクランク板３６の他端部に固定され、クランク軸３７の他端部はクランクロッド３８の一端部に保持された軸受３８１に保持される。つまり、クランクロッド３８の一端部はクランク板３６に対して回動自在に結合される。クランクロッド３８の他端部は台車４１に対して軸体３８２を用いて結合される。つまり、クランクロッド３８の他端部は台車４１に対して回動自在に結合される。
【００４８】
上述の構成から明らかなように、クランクロッド３８は、ウォームホイール３２２の回転力を台車４１の直進往復移動に変換する変換機構として機能する。また、クランクロッド３８はウォームホイール３２２ごとに設けられ、台車４１は各足置台２１１，２１２において個別に設けられている。それゆえ、各クランクロッド３８は、各ウォームホイール３２２の回転力をそれぞれ足置台２１１，２１２の往復移動に変換する。
【００４９】
台車４１は上述のように移動経路が拘束されているから、ウォームホイール３２２の回転に伴って台車４１がレール４３の長手方向に沿って往復移動する。つまり、モータ３１の回転がウォーム３２１およびウォームホイール３２２を介してクランク板３６に伝達され、さらに、クランク板３６に結合されたクランクロッド３８により台車４１がレール４３に沿った直線上で往復移動を行うのである。その結果、台車４１に結合されている足置カバー２２がレール４３に沿って往復移動する。つまり、両足置台２１１，２１２がレール４３の長手方向において往復移動する。
【００５０】
ここに、ウォーム３２１と２個のウォームホイール３２２とにより駆動力を２系統に分離し、各系統ごとに足置台２１１，２１２の駆動力として用いるから、両足置台２１１，２１２は駆動手段３０により関連付けて駆動される。各ウォームホイール３２２はウォーム３２１に噛合する位置を１８０度異ならせてある。そのため、左側の足置台２１１が移動範囲の後端に位置するときには、右側の足置台２１２は移動範囲の前端に位置する。左側の足置台２１１の移動範囲における後端は左側の足置台２１１の移動範囲の右端であって、右側の足置台２１２の移動範囲における前端は右側の足置台２１２の移動範囲の右端であるから、左右方向においては、両足置台２１１，２１２は同じ向きに移動することになる。
【００５１】
ところで、各足置台２１１，２１２にそれぞれ設けた足置板２３は足置カバー２２に対して軸体２６の周りで回動可能であるから、足置板２３の前端部と後端部との高さ位置を変化させることが可能になっている。つまり、足置板２３の上に置いた足の爪先と踵との高さ位置を変化させることにより、足関節の底屈と背屈とが可能になっている。
【００５２】
ここで、軸体２６の周りでの足置板２３の回動をレール４３の延長方向に沿った往復移動に連動させるために、ベース板１１には、足置板２３の移動経路に沿って少なくとも一部に傾斜面を有したガイド面（図示せず）が形成され、足置板２３の下面にはガイド面に当接する倣い突部２３１が設けられる。倣い突部２３１の先端部は、ガイド面に対する摩擦係数が小さくなるように材料および形状を選択しておけばよいが、本実施形態では、ガイド面の上で転動するローラ２３２を倣い突部２３１の先端部に設けている。
【００５３】
上述のように、ガイド面に当接する倣い突部２３１を設けていることにより、モータ３１の回転に伴って各足置台２１１，２１２が往復移動を行うと、倣い突部２３１がガイド面に沿って移動し、足置板２３が軸体２６の周りで回動する。すなわち、足置板２３のベース板１１に対する角度が変化し、結果的に足関節の底屈および背屈が行われる。
【００５４】
ガイド面の形状についてはとくに制限はないが、本実施形態では、足置台２１１，２１２の１往復の間に足関節の底屈と背屈とを１回ずつ行うようにガイド面を形成する。したがって、ガイド面としては、全長に亘ってベース板１１の上面に対して一定角度で傾斜する形状か、中間部において傾斜の向きが変化する形状（Ｖ字状、Ｕ字状、逆Ｖ字状、逆Ｕ字状など）を採用することが望ましい。
【００５５】
上述した他動運動機器は、基本的には立位で使用する。この場合、足置台２１１，２１２が停止している初期位置において、左右の足をそれぞれ足置台２１１，２１２に載せて立ち、駆動手段３０の運転を開始させる。足置台２１１，２１２の長手方向は前後方向（矢印Ｘの向き）に対して、１０度程度の角度をなすように配置され、足置台２１１，２１２の上に立ったときに、使用者の脚部に捻れを生じることがなく、自然な立ち位置になるようにしてある。
【００５６】
初期位置では、両足置台２１１，２１２は前後方向における同じ位置に停止する。すなわち、初期位置では両足置台２１１，２１２が左右方向の一直線上に並ぶ。したがって、初期位置で使用者が両足をそれぞれ左右の足置台２１１，２１２の上に載ると、使用者の重心から鉛直方向に下ろした直線は両足置台２１１，２１２の間でほぼ中央を通ることになる。
【００５７】
モータ３１の回転を開始すると、両足置台２１１，２１２はそれぞれ前後方向の位置を変化させるとともに、前後方向の位置変化に伴って左右方向の位置も変化させる。このとき、両足置台２１１，２１２はレール４３に沿った一直線上を往復移動し、各足置台２１１，２１２は足の前後方向（長手方向）とは異なる方向に移動する。たとえば、ハウジング１０の前後方向に対して４５度をなす方向に移動する。
【００５８】
また、足置台２１１，２１２がレール４３に沿って往復移動すると同時に、足置板２３が軸体２６の周りに回動する。たとえば、足置板２３が前方に移動する際に、倣い突起２５が上方に移動するようにガイド面を形成しておけば、足置台２１１，２１２の前端位置において足関節を背屈させ、足置台２１１，２１２の後端位置において足関節を底屈させることができる。軸体２６の位置は足裏において踵付近に設定し、底屈と背屈との角度はベース板１１の上面に対してそれぞれ１０度程度に設定する。
【００５９】
なお、足置台２１１，２１２の前後の位置と底屈および背屈との関係は上述の例とは逆にすることが可能である。また、ベース板１１の上面に対する底屈および背屈の角度は異ならせてもよい。これらの動作はガイド面の形状を適宜に設定することにより、容易に実現することができる。
【００６０】
図２、図３に示す構成では、使用者の上体を支持する構成を設けていないが、使用者が把持する手摺を設けてもよい。手摺はハウジング１０に一体に設けるほか、装置を使用する場所において造営物側に設けるようにしてもよい。手摺を設けておけば手摺によって使用者は身体を支えることができるからバランス機能が衰えている使用者でも利用しやすくなる。また、立位で使用することが基本であるが、障害の回復訓練などに用いる目的であって、立位が困難な場合には座席を設けて着座姿勢で利用してもよい。
【００６１】
上述の構成例では、足置台２１１，２１２の移動軌跡は前方に開放されたＶ字状になるが、逆に、足置台２１１，２１２の左右方向の距離を前端側よりも後端側で広くなるようにして逆Ｖ字状の移動軌跡を採用してもよい。あるいは、足置台２１１，２１２の前端位置と後端位置とで距離が変化しない動作や、移動軌跡の左端と右端との位置が前後方向において変化しない動作を採用してもよい。
【００６２】
上述した他動運動機器を用いて運動を行えば、足関節の底屈と背屈とが行われるから、ふくらはぎの筋群（腓腹筋等）への筋刺激が増加し、ふくらはぎの筋群の伸縮に伴って脚部からの静脈環流が促進される。このことは、全身の血行の向上につながる。また、足関節が回動することにより使用者は前後方向のバランスを維持する筋群が刺激され、とくに前後方向において転倒しないように姿勢を維持する神経系の反射によって、脚部だけではなく、腰背部の筋群の筋活動も誘発されることになる。
【００６３】
モータ３１の回転速度などの制御は、制御手段５０（図１参照）からの指示により行われる。制御手段５０は、もっとも単純にはモータ３１への電源の入切を行う構成でよい。また、モータ３１が直流モータであれば、モータ３１に通電する電流をスイッチング素子によって断続させるとともに、スイッチングの際のオンデューティを変化させることにより、モータ３１に供給する平均電力を調節するように制御手段５０を構成してもよい。さらには、使用者の身体状態に併せて、使用時間を設定したり、モータ３１の回転速度を経過時間に応じて変化させるように制御したりする機能を制御手段５０に設けてもよい。
【００６４】
ところで、本実施形態は、使用者に左右の偏りがない運動を行わせるために、運動中における左右の偏りの程度を利用者に提示する構成を備えている。ここでの左右の偏りは、使用者の左右の筋力差による偏りのほか、使用者の身体の左右の傾きによる偏りも含まれる。この種の偏りは、使用者の足に作用する力を検出することにより、評価することができる。
【００６５】
そこで、上述した足置台２１１，２１２には、それぞれ力検出手段５１１，５１２（図１参照）を配置してある。力検出手段５１１，５１２は、各足置板２３に作用する下向き荷重（重力により作用する下向きの力）を検出する構成のほか、前後、上下、左右の３方向の荷重と各方向の軸周りのトルクとから選択される１ないし複数の力を検出する構成を採用することができる。力検出手段５１１，５１２は、ロードセル、加速度センサ、ジャイロセンサ、トルクセンサなどから選択して用いる。また、力検出手段５１１，５１２を配置する部位は、各足置台２１１，２１２にそれぞれ設けた各足置板２３のほか、足置カバー２２、軸受板２５、軸体２６などに配置することも可能である。
【００６６】
以下では、力検出手段５１１、５１２として、左右の各足置板２３に作用する下向き荷重をそれぞれ検出するロードセルを各足置板２３に配置した構成を想定する。図１に示すように、各力検出手段５１１，５１２により検出された左右の各足置台２１１，２１２に作用する荷重（各足置板２３に作用する下向き荷重）は評価手段５２に入力される。
【００６７】
評価手段５２は、後述するように、力検出手段５１１，５１２が検出した力（荷重）に基づいて使用者の左右の均衡を評価するための力評価量を求めるとともに、左右の均衡を評価し、力評価量および評価結果を表示手段５３に引き渡す。表示手段５３では、評価手段５２から引き渡された力評価量および評価結果を使用者に表示する。
【００６８】
評価手段５２および表示手段５３は、マイコンあるいはＦＰＧＡのようにプログラムに従って動作するプロセッサおよびメモリを主構成とする。ただし、評価手段５２および表示手段５３には外部装置を接続するインターフェースを設けることが望ましい。
【００６９】
評価手段５２に外部装置としてパーソナルコンピュータを接続すれば、後述する目標設定手段５４としてパーソナルコンピュータを用いることができる。また、表示手段５３に外部装置としてパーソナルコンピュータやテレビジョン受像機を接続すれば、後述する表示器５３２としてパーソナルコンピュータやテレビジョン受像機のモニタ装置を用いることができる。
【００７０】
評価手段５２は、各力検出手段５１１，５１２が検出した力（荷重）を用いて以下に説明する力評価量を求める力評価手段５２１を備える。力評価量には以下の３種類があり、力評価手段５２１としては、３種類の力評価量のいずれかを選択して求める構成と、３種類の力評価量のうちの１種類のみを求める構成とのいずれかを採用する。力評価量は、運動中に各力検出手段５１１，５１２が検出する荷重のデータを一定周期で収集し、所定期間において収集した荷重のデータから左側と右側との荷重を算出する。
【００７１】
たとえば、左右の荷重を求めるために荷重のデータを収集する期間を、左右の足置台２１１，２１２が１回ずつ往復する期間とし、この期間内に各力検出手段５１１，５１２から得られた荷重のデータを左右の荷重として用いる。力検出手段５１１，５１２は、足置台２１１，２１２の１回の往復の間に荷重のデータを複数回検出してもよい。すなわち、足置台２１１，２１２の１往復の間に、荷重のデータのサンプリングを複数回行ってもよい。この場合、１往復毎に荷重のデータの平均値あるいは中央値のような代表値を求め、この代表値を各足置台２１１，２１２に関する荷重として用いる。
【００７２】
荷重のデータを収集する期間と、荷重のデータを収集する周期とは適宜に設定することができる。ただし、運動中の使用者に左右の荷重の均衡の程度を視覚化して示すために、荷重のデータを収集する期間は比較的短くすることが望ましく（０．数秒以内）、荷重のデータを収集する周期は各足置台２１１，２１２の往復の周期の整数分の１であることが望ましい。
（１）各力検出手段５１１，５１２により検出される下向き荷重。すなわち、各足置台２１１，２１２にそれぞれ作用する力。
（２）両力検出手段５１１，５１２により検出される下向き荷重の総量に対する各力検出手段５１１，５１２により検出される下向き荷重の割合。すなわち、両足置台２１１，２１２に作用する力の総量に対する各足置台２１１，２１２に作用する力の割合。左右のそれぞれの割合は、（左側の荷重／荷重の総量）と（右側の荷重／荷重の総量）とになる。
（３）両力検出手段５１１，５１２により検出される下向き荷重の差。すなわち、各足置台２１１，２１２に作用する力の差。この値は、（右側の荷重−左側の荷重）または（左側の荷重−右側の荷重）として求められる。
（４）両力検出手段５１１，５１２により検出される下向き荷重の総量に対する、両力検出手段５１１，５１２により検出される下向き荷重の差の割合。すなわち、（右側の荷重−左側の荷重）／荷重の総量
なお、両力検出手段５１１，５１２により検出される下向き荷重の総量は、各力検出手段５１１，５１２により検出される下向き荷重の和を用いる。ただし、使用者の質量（体重）が既知であれば、使用者の質量を総量に代えて用いてもよい。
【００７３】
力評価手段５２１により求められた力評価量は表示手段５３に引き渡される。表示手段５３は、力評価量をグラフにして表示する。すなわち、表示手段５３は、力評価量を表すグラフを生成するグラフ生成手段５３１と、グラフを含む表示内容を画面上に表示する表示器５３２と、表示器５３２への表示内容を生成する表示処理手段５３３とを備える。表示器５３２は、運動中の使用者が視認できるように配置される。
【００７４】
表示器５３２としては、専用のモニタ装置を用いるほか、テレビジョン受像機やパーソナルコンピュータに付属している既存のモニタ装置を流用することもできる。この場合、表示処理手段５３３には、既存のモニタ装置に画像を出力するためのインターフェースを設ける。
【００７５】
専用のモニタ装置を用いる場合には、運動中に使用者が把持する手摺を設けておき、手摺の上部にモニタ装置を取り付ければよい。手摺は、ハウジング１０と一体でも別体でもよい。手摺の具体的形状としては、運動中の使用者の前方においてハウジング１０から立てた支柱の上端部に、自転車のハンドルと類似した両手で把持する構成を採用することができる。あるいはまた、運動中の使用者の前方と両側方との三方を囲む柵状の手摺をハウジング１０に設けてもよい。
【００７６】
表示器５３２の表示内容は、左右の足置台２１１，２１２に作用する荷重の均衡の程度を使用者にわかりやすく提示するように生成される。したがって、グラフ生成手段５３１は、表示器５３２の画面上において、左右の足置台２１１，２１２に作用する荷重を、画面上の左右に対応付けたグラフを生成する。グラフ生成手段５３１が生成するグラフとしては、左右方向のバーの長さによって力評価量を表すバーグラフ６１，６２，６３（図４参照）と、縦方向のバーの長さによって力評価量を表すバーグラフ６４（図５（Ａ）参照）と、円の中心角によって力評価量を表す円グラフ６５（図５（Ｂ）参照）とのいずれかを用いる。
【００７７】
左右方向のバーの長さにより力評価量を表すバーグラフでは、上述した（１）〜（３）のすべての力評価量を表現することができる。
【００７８】
たとえば、図４（Ａ）に示すように、縦方向の基準線６１０を設定したバーグラフ６１を用いると、各足置台２１１，２１２にそれぞれ作用する荷重と、各足置台２１１，２１２にそれぞれ作用する荷重の総量（総荷重）に対する割合とのいずれかを表すことができる。このバーグラフ６１では、バー６１１，６１２を帯状の図形で表しており、力評価量の大きさが基準線６１０に対するバー６１１，６１２の長さで表される。すなわち、力評価量の左側の成分が基準線６１０から左向きに表され、力評価量の右側の成分が基準線６１０から右向きに表される。ただし、両バー６１１，６１２は一直線上に配置され、１本のバーを形成している。
【００７９】
バーグラフ６１を用いると、各足置台２１１，２１２にそれぞれ作用する荷重に応じてバー６１１，６１２の長さが変化する。また、バーグラフ６１を用いて各足置台２１１，２１２にそれぞれ作用する荷重を力評価量として表す場合、荷重の総量に応じて両バー６１１，６１２の合計の長さが変化する。一方、バーグラフ６１を用いて荷重の総量に対する割合を力評価量として表す場合には、両バー６１１，６１２を合計した長さは一定長に保たれる。
【００８０】
図４（Ａ）に示すバーグラフ６１を用いると、使用者の左右の荷重が均衡しているか否かの目安を、基準線６１０に対する左右のバー６１１，６１２の長さが等しいか否かによって視覚的に認識することが可能になる。また、力評価量として左右の荷重を用いる場合は、荷重の総量に応じて両バー６１１，６１２の合計の長さが変化するから、使用者が足置台２１１，２１２を踏み込む力を視覚化することができる。一方、力評価量として荷重の総量に対する割合を用いる場合は、使用者の質量（体重）にかかわりなく、使用者の左右の荷重の大きさを視覚化することができる。
【００８１】
各足置台２１１，２１２に作用する荷重の差を表す場合は、図４（Ｂ）に示すように、縦方向の基準線６２０を設定したバーグラフ６２を用い、荷重の差を基準線６２０からのバー６２１の長さに対応付ければよい。ここでは、荷重の差である力評価量を、右側の足置台２１２に作用する荷重から左側の足置台２１１に作用する荷重を減算した値と定義する。この場合、右側の荷重が左側の荷重よりも大きいときに力評価量の符号は正になり、左側の荷重が右側の荷重よりも大きいときに力評価量の符号は負になる。
【００８２】
そこで、図４（Ｂ）に示すバーグラフ６２では、力評価量が０である位置を基準線６２０の位置に対応付け、符号が正の場合には、図に実線で示すように、基準線６２０の右側にバー６２１を表示し、符号が負の場合には、図に破線で示すように、基準線６２０の左側にバー６２１を表示する。図４（Ｂ）に示すバーグラフ６２を用いると、使用者の左右の荷重が均衡した状態に近付くほどバー６２１が短くなるから、左右の均衡の程度を視覚的に認識するのが容易になる。
【００８３】
ところで、荷重の総量に対する割合を力評価量とする場合には、図４（Ｃ）に示すように、左右方向のバー６３１の両端位置を固定した一定長のバーグラフ６３を用いてもよい。このバーグラフ６３では、帯状の図形であるバー６３１を分割する位置を力評価量に応じて変化させる。すなわち、両足置台２１１，２１２にそれぞれ作用する荷重の総量（総荷重）を両バー６３１の長さに対応付け、総量に対する割合に応じてバー６３１の分割位置を変化させるのである。
【００８４】
したがって、使用者が左右の足置台２１１，２１２に作用させる力が均衡していれば、分割線６３２の位置がバー６１の中央付近に移動することになる。そのため、バー６３１を二等分する位置に指標６３３を表記しておくことが望ましい。この場合、分割線６３２と指標６３３との距離が小さいほど使用者の左右の均衡の程度が高いことを表すことになる。
【００８５】
図４（Ａ）（Ｂ）に示した各バーグラフ６１，６２では、基準線６１０，６２０の左側のバー６１１，６２１と右側のバー６１２，６２２とを表示する際の色を異ならせておくのが望ましい。また、図４（Ｃ）に示すバーグラフ６３では、分割線６３２の右側と左側とで表示する色を異ならせておくのが望ましい。たとえば、右側を赤色、左側を青色などで表示すればよい。このように、左右の成分を異なる色で表すことにより、使用者の荷重が左右のどちらに偏っているかを一見して視認することが可能になる。
【００８６】
力評価量を示すグラフとしては、図５（Ａ）に示すように、縦方向の２本のバー６４１，６４２を左右に配置したバーグラフ６４を用いてもよい。このバーグラフ６４では、使用者の左側の荷重（左側の足置台２１１に作用する荷重）に相当する力評価量を左側のバー６４１で表し、使用者の右側の荷重に相当する力評価量を右側のバー６４２で表す。力評価量としては、各足置台２１１，２１２にそれぞれ作用する荷重と、荷重の総量に対する左右の各荷重の割合とのいずれかを用いる。このバーグラフ６４を用いる場合には、人を示す図形６４３をバー６４１，６４２に重ねて表示してもよい。また、各バー６４１，６４２の色を異ならせてもよい。
【００８７】
図５（Ｂ）に示すグラフは円グラフ６５であって、図４（Ｃ）に示したバーグラフ６３と同様に図形の分割位置に応じて力評価量を表している。また、力評価量として荷重の総量に対する左右の各荷重の割合を用いる。ただし、分割する図形は帯状ではなく、円形である点が図４（Ｃ）のバーグラフ６３とは相違する。円グラフ６５は、通常の円グラフと同様に、表現する量を中心角に対応付けている。
【００８８】
ここでは、円の中心を通る縦方向の直線のうち円の中心から上側の部分を基準線６５１に用い、基準線６５１に対して右回りに中心角を規定している。また、円の中心を一端とする分割線６５２を設定し、基準線６５１に対して分割線６５２がなす角度で中心角を表している。したがって、使用者の左右の荷重が均衡して力評価量が５０％となるとき、分割線６５２は基準線６５１に対して一直線上に並ぶことになる。このように、分割線６５２の位置を目安に用いることによって、使用者の左右の均衡の程度を視覚的に視認することが可能になる。円グラフ６５を用いる場合も基準線６５１と分割線６５２とで囲まれた２領域を異なる色で表すのが望ましい。また、分割線６５２の左側の領域を力評価量の左側の成分に対応付け、右側の領域を力評価量の右側の成分に対応付ける。
【００８９】
上述した構成では、力評価量を示すグラフを表示器５３２に表示することによって、使用者に力評価量を視覚的に認識させるだけであるから、左右の均衡の程度は使用者自身が認識する必要がある。以下では、左右の均衡の程度を使用者自身が認識しなくとも、表示手段５３などから使用者に報知する技術について説明する。
【００９０】
左右の均衡の程度を使用者に報知するために、本実施形態では、図１に示すように、評価手段５２に、バランス評価手段５２２と報知手段５２３とを設けている。バランス評価手段５２２は、力検出手段５１１，５１２の出力をサンプリングすることにより収集した左右一対の荷重（力）のデータ（左右の力検出手段５１１，５１２により計測した荷重を対にしたデータ）を評価する。
【００９１】
対になるデータの分布の評価には、対になるデータごとに差を求め、複数対のデータについて差の平均値を用いることができる。この場合、使用者の左右の荷重の偏りが少ないほど、求めた平均値は０に近付く。また、対になるデータの分布の評価には、対になるデータの総和に対して一方のデータの割合を求め、複数対のデータについて割合の平均値を用いることができる。この場合、使用者の左右の荷重の偏りが少ないほど、求めた平均値は０．５に近付く。
【００９２】
バランス評価手段５３１は、上述のような演算により左右の荷重の分布を評価し、評価の結果を表示手段５３に表示する。すなわち、対になる荷重のデータから求めた評価のための値（差の平均値、割合の平均値など）を数値として表示手段５３に提示する。このような表示を行えば、使用者は左右の荷重の均衡の程度を数値によって知ることができる。また、荷重の分布を数値化することにより荷重の偏りの傾向を把握することができる。
【００９３】
ところで、報知手段５２３は、力検出手段５１１，５１２により検出された左右の荷重の一致の程度を評価するバランス評価量を求める機能を有している。バランス評価量は、上述した左右の荷重（所定の期間おいて求めた複数個の荷重のデータの代表値）を用いて求める。具体的には、上述した力評価量を求めるための左右の荷重を用い、左右の荷重の和（荷重の総量）に対する右側あるいは左側の荷重をバランス評価量に用いることができる。
【００９４】
このバランス評価量が０．５に対して規定した範囲（たとえば、±０．０５）であるときは、左右の荷重がほぼ均衡していると判断することができる。したがって、報知手段５２３において、バランス評価量に対する範囲を規定しておき、バランス評価量が規定の範囲内であると判断するときに報知すれば、使用者は左右の荷重が均衡しているかを自身で判断する必要がなくなる。たとえば、左右の荷重が規定した範囲内になったときに、バーグラフ６３の色を変化させることで報知することができる。
【００９５】
たとえば、常時は力評価量の右側の成分を赤色、左側の成分を青色で表しているとして、報知する条件が成立したときに、バー６３１の全体を緑色で表すようにすれば、使用者は左右の荷重が均衡したことを瞬時に認識することができる。なお、表示器５３２を用いて報知するほか、表示器５３２とは別に設けた表示灯により報知したり、音による報知を行うようにしてもよい。
【００９６】
また、図６に示すように、図４（Ｃ）で示したバーグラフ６３を表示手段５３に提示する場合、バーグラフ６３には中央を示す指標６３３とともに、指標６３３から左右に一定距離だけ離れた位置に範囲を示す境界線６３４，６３５を表示する。さらに、分割線６３２に相当する部位にマーカ６３６を表示すれば、マーカ６３６の位置が左右の境界線６３４，６３５に挟まれた範囲内か否かによって、使用者は、左右の荷重が均衡しているか否かを直観的に知ることができる。図６（Ａ）では左右の荷重が均衡している状態を示し、図６（Ｂ）では左右の荷重が不均衡である状態を示している。
【００９７】
なお、上述の構成例では、左右の荷重の均衡の範囲を０．４５〜０．５５に規定しているが、この範囲は適宜に設定すればよい。たとえば、平衡感覚の低い使用者に対しては広い範囲で設定し、平衡感覚が高くなるほど狭い範囲に設定することも可能である。
【００９８】
さらに、バランス評価量として荷重の総量に対する左右の一方の荷重の割合を用いているが、力評価量として左右の各荷重を用いる場合や左右の荷重差を用いる場合でも、上述したバランス評価量を用いることによって、左右の荷重が均衡しているか否かを報知することができる。上述の例では、報知手段５２３は、バランス評価量が規定の範囲内であるときに報知する構成としているが、バランス評価量が規定の範囲を逸脱しているときに報知する構成としてもよい。
【００９９】
上述した動作では、力検出手段５１１，５１２により検出した所定期間ごとの荷重を表示手段５３に表示しているが、評価手段５２には荷重の変化の履歴を記憶するための履歴既往手段５２４を設けてもよい。履歴記憶手段５２４を設けている場合には、表示手段５３には所定時間分ずつの力評価量の変化を表示させることができる。
【０１００】
履歴記憶手段５２４に記憶させた履歴を表示器５３２に表示する例を図７に示す。図７（Ａ）は図４（Ｃ）に示したバーグラフ６３を時間経過に伴って上下に並べて表示した例である。時間軸は下から上に向かって表示されており、上下に隣接するバーグラフ６３は一定時間だけ異なる時刻（ｔ１〜ｔ５）の力評価量を表している。
【０１０１】
隣接する各時刻の時間間隔は適宜に設定することができるが、ここでは左右の足置台２１１，２１２がそれぞれ１往復する時間の整数倍に設定してある。したがって、左右の均衡の程度について足置台２１１，２１２の変位の影響を除去した変化傾向を表すことができる。なお、後述するように時間間隔を短くすることにより、左右の均衡の程度について足置台２１１，２１２の変位に関連付けた変化傾向を表すことも可能である。
【０１０２】
履歴記憶手段５２４に記憶された力評価量の履歴を表示手段５３に表示するにあたっては、図７（Ａ）のようにバーグラフ６３を用いるほか、図７（Ｂ）のように折れ線グラフ６６を用いてもよい。図示する折れ線グラフ６６では、荷重の総量に対する一方の右側の荷重の割合、あるいは右側の荷重から左側の荷重を減算した差に関する一定時間ごとの変化を表している。折れ線グラフ６６を用いることによっても、バーグラフ６３と同様に、左右の均衡の程度の変化傾向を示すことができる。
【０１０３】
図７（Ａ）（Ｂ）のように力評価量の変化の履歴を示す際には、最新の状態を示すためのマーカ６６１，６６２を表示してもよい。マーカ６６１，６６２には、たとえば黄色の円を用いればよい。
【０１０４】
ところで、図２および図３に示した装置は、主として左右の荷重を均衡させることを目的にする運動以外に、平衡感覚をより強化することを目的にした運動にも用いることができる。両方の目的に用いるために、本実施形態では、図１に示すように、評価手段５２に比較手段５２５を設けてあり、さらに比較手段５２５に目標値を与える目標設定手段５４を設けてある。目標設定手段５４は必須というわけではなく、目標値はあらかじめ比較手段５２５に設定しておいてもよい。
【０１０５】
比較手段５２５は、力評価量における左右の成分（力検出手段により検出される力に相当する）を目標値と比較する機能を有し、表示手段５３は比較手段５２５による比較結果を表示する機能を有している。また、目標値は、目標設定手段５により設定することができる。目標設定手段５４は、キーボードやマウスのようなコンピュータに付設した入力手段を用いるほか、専用のタッチパネルやスイッチ類を目標設定手段５４に用いることが可能である。
【０１０６】
左右の荷重を均衡させるためにのみ運動を行う場合には、比較的狭い範囲に収まるように右側と左側との目標値が設定される。いま、図４（Ｃ）に示したバーグラフ６３を表示器６３に表示している場合を想定すると、目標設定手段５４により設定した目標値は、図８（Ａ）に示すように、目標値に相当する左右の境界線６３４，６３５として表示器５３２の画面に表示される。また、分割線６３２に対応する部位に円形のマーカ６３６が表示される。
【０１０７】
左右の荷重を均衡させるための運動を行う際には、境界線６３４，６３５の間隔を比較的狭く設定しておき、使用者は、両境界線６３４，６３５の間にマーカ６３６を入れるように身体を操作する。この場合、報知手段５２３と同様に、常時は力評価量の左右の成分を異なる色で表示しておき、マーカ３３９が両目標線の間に収まると、バー６３１の全体の色を左右の成分とは異なる色で表示するのが望ましい。目標値を設定可能としているから、使用者の平衡感覚の能力に応じて左右の荷重を均衡させるための運動を行うことができる。
【０１０８】
一方、平衡感覚の能力が高い使用者や体重移動のための運動を行う場合には、比較手段５２５において、境界線６３４，６３５の間にマーカ６３６が入ったことを検出するのではなく、境界線６３４，６３５の外側にマーカ６３６が出たことを検出する。また、境界線６３４，６３５の間隔が広くなるように目標値を設定する。たとえば、図８（Ｂ）のように、左側の境界線６３４よりもマーカ６３６が左側に位置するときに、バー６３１の色を常時に対して変化させるのである。
【０１０９】
この運動を行う場合には、左足と右足とのどちらの荷重が目標値を超えているかを示すために、バー６３１の両端部付近に、足型などの表示マーク６３７，６３８を設けてもよい。この場合、荷重が目標値を超えたほうの足を、表示マーク６３７，６３８により表示する。表示マーク６３７，６３８の表示では、表示マーク６３７，６３８を画面に表示するか否かを選択する場合と、表示マーク６３７，６３８を常時表示しておき、荷重が目標値を超えたほうの表示マーク６３７，６３８の色を変化させる場合とがある。
【０１１０】
境界線６３４，６３５よりも外側にマーカ６３６を位置させる運動を行う場合に、境界線６３４，６３５の間隔を大きくすることにより、片脚立ちに近い状態が生じるから、使用者は体重を移動させる運動を行うことが可能になる。なお、左右の各足置台２１１，２１２が１往復する間に力検出手段５１１，５１２により検出される荷重を力評価量に用いると上述の動作が可能になる。なお、図８のバーグラフ６３では、中央を示す指標６３３は表示しなくてもよい。
【０１１１】
上述した動作では、運動中における目標値が固定的に設定されているが、足置台２１１，２１２の変位に伴う使用者の体重移動が考えられるから、足置台２１１，２１２の変位に伴って目標値を動的に変化させてもよい。この場合、各足置台２１１，２１２の１往復の期間において、力検出手段５１１，５１２により荷重を複数回検出し、足置台２１１，２１２の変位に伴う荷重の変化を検出する必要がある。
【０１１２】
すなわち、図９に示すように、両境界線６３７，６３８の間隔を固定的に設定し、境界線６３７，６３８の位置を、足置台２１１，２１２の位置変化に同期させて変化させる。図９において、上下に並ぶバーグラフ６３は、図４（Ｃ）に示したバーグラフ６３と同様に総荷重に対する左右の各荷重の割合を示している。また、上下に隣接するバーグラフ６３は一定の時間間隔で異なる時刻（ｔ１〜ｔ９）に対応している。
【０１１３】
さらに、図９に示す例では、分割線６３２に対応する部位にマーカ６３６に代えて、足置台２１１，２１２の位置を示す位置マーク６３９を表示している。位置マーク６３９は、マーカ６３６と同様に円形などの形状で示す。図示例では、図９の左部に示しているように、位置マーク６３９が指標６３３に対して右側であるときには右足の底屈を示し、位置マーク６３９が指標６３３に対して左側であるときには右足の背屈を示す。また、左足の底屈および背屈は右足とは逆の関係になる。
【０１１４】
目標値を示す境界線６３７，６３８の位置は、足置台２１１，２１２の変位に伴う荷重の変化の望ましい範囲を挟むように設定される。したがって、使用者は、マーカ６３６が境界線６３７，６３８の間に位置するように意識して運動を行うことにより、平衡感覚を向上させることができる。なお、図示例では、足置台２１１，２１２の変位に伴う底屈の際に目標値が大きくなり、背屈の際に目標値が小さくなる場合を示している。
【０１１５】
上述の例では、目標値を境界線６３７，６３８によって示しているが、目標値の表示方法は適宜に選択することができる。たとえば、目標値を範囲で表すのではなく、１つの目標値のみを設定し、目標値を示す位置にマーカ６３６と同様の形状である円形のポイントを置いてもよい。この場合、マーカ６３６とポイントとは色あるいは大きさを異ならせて識別できるようにしておくことが望ましい。この場合、使用者は目標値を示すポイントの位置にマーカ６３６を近づけるように体重移動を行うように運動すればよい。
【０１１６】
上述の例では、底屈に対して目標値を大きくし、背屈に対して目標値を小さくしているが、逆に底屈に対して目標値を小さくし、背屈に対して目標値を大きくすれば、難易度の高い運動が可能になる。また、目標値を足置台２１１，２１２の変位に同期させて規則的に変化させるのではなく、不規則に目標値を変更すれば、より難易度が高まり、運動にゲーム性を付加することになる。
【０１１７】
さらに、図９においてバーグラフ６３の左側に並べて示しているように、足置台２１１，２１２の位置情報を各バーグラフ６３に対応付けて表示器５３２に表示すると、使用者に意識付けができ、運動効果が高まることが期待できる。
【０１１８】
ただし、図９に示す表示内容を表示器５３２に表示すると、画面内でバーグラフ６３の占有領域が狭くなる。この場合、足置台２１１，２１２の位置情報をバーグラフ６３の中に位置マーク６３９のみで示すようにしてもよい。すなわち、図の左部に示した足の位置の図形を表示器５３２には表示せず、表示器５３２の画面にバーグラフ６３のみを表示してもよい。また、図１０に示す例のように、目標値を示す境界線６３７，６３８を省略することもできる。
【０１１９】
上述のように、位置マーク６３９を用いて底屈および背屈の状態を分割線６３２とともにバーグラフ６３に示すことにより、使用者は足置台２１１，２１２の変位に追従して体重移動を行っているか否かを容易に確認することができる。
【０１２０】
上述の構成では、左右の足をそれぞれ載せる一対の足置台を設けるとともに、各足置台にそれぞれ荷重センサを設けた構成を採用している。ただし、両足を載せる１個の足置台を設け、足置台に作用する荷重を検出する荷重センサと、足置台の傾斜角度を検出する傾きセンサとを組み合わせて用いることにより、左右の足にそれぞれ作用する荷重を算出する構成を採用してもよい。
【符号の説明】
【０１２１】
３０ 駆動手段
３１ モータ（駆動源）
５３ 表示手段
５４ 目標設定手段
６１ バーグラフ
６２ バーグラフ
６３ バーグラフ
２１１ 足置台
２１２ 足置台
５１１ 力検出手段
５１２ 力検出手段
５２２ バランス評価手段
５２３ 報知手段
５２４ 履歴記憶手段
５２５ 比較手段
６１０ 基準線
６１１，６１２ バー
６２０ 基準線
６２１ バー
６３１ バー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用者の左右の足を載せる足置台を駆動源からの駆動力で変位させることにより、使用者に他動的に運動を行わせる他動運動機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、使用者の身体の少なくとも一部を他動的に変位させることにより、使用者が自発的に筋力を発揮することなく、使用者に他動的に運動を行わせるようにした他動運動機器が提案されている。この種の他動運動機器としては、使用者が立位で使用するとともに、使用者の左右の足を載せる足置台を駆動源からの駆動力で変位させる構成が知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された構成では、使用者の脚部に他動的に筋刺激を与えて使用者の筋活動を誘発することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１５４８７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、多くの人の運動能力は左右で異なっていることが多く、そのため筋力も左右で異なっていることが多い。また、生活場面では左右の手足のうち筋力の強い側を使用する頻度が高くなるから、生活習慣により左右の筋力差が増大することも多い。左右の筋力差が大きくなれば、場合によっては体幹に歪みが生じる可能性もある。
【０００５】
また、種々の身体的障害（骨折、神経障害、血行障害など）や脳障害などにより左右の身体能力が不均衡になる場合があり、この種の障害に対する回復訓練（リハビリテーション）の際には、左右の身体能力の均衡を回復させる訓練が含まれることもある。
【０００６】
このような使用者の左右の偏りを検出する技術として、板状の台の上に載った状態で足に作用する荷重を静的に計測する技術が知られている。ただし、この種の技術は、静止した状態において使用者の左右の偏りを検出しているだけであるから、使用者の運動に伴って左右の身体能力の不均衡を是正するためには用いることができない。
【０００７】
本発明は、運動中に左右の足に作用する力を検出するとともに、使用者に左右の力のかかり方を認識させることにより、左右の偏りのない運動を行うように意識付けることを可能にした他動運動機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するために、左右の足をそれぞれ載せる一対の足置台と、駆動源を備え各足置台を変位させる駆動手段と、各足置台に作用する力をそれぞれ検出する力検出手段と、力検出手段が検出した力から求められる力評価量を表示する表示手段とを備える構成を採用している。
【０００９】
力評価量は各足置台にそれぞれ作用する力であって、表示手段は力評価量をグラフにして表示するのが望ましい。
【００１０】
また、力評価量は両足置台に作用する力の総量に対する各足置台にそれぞれ作用する力の割合であって、表示手段は、力評価量をグラフにして表示してもよい。
【００１１】
あるいはまた、力評価量は各足置台にそれぞれ作用する力の差であって、表示手段は、力評価量をグラフにして表示してもよい。
【００１２】
力評価量は両足置台に作用する力の総量に対する各足置台にそれぞれ作用する力の割合であって、表示手段は、前記総量を表す図形を力評価量に応じた割合で分割するグラフにして力評価量を表示する構成を採用することができる。
【００１３】
表示手段は、グラフとして左右方向のバーの長さで力評価量を表すバーグラフを用いることができる。
【００１４】
表示手段は、力評価量について、左側の成分を左向きに表示し、右側の成分を右向きに表示してもよい。
【００１５】
また、力検出手段により検出された左右の力の差が規定の範囲内か否かを報知する報知手段を備えていてもよい。
【００１６】
また、力検出手段により検出された左右の力の分布を評価するバランス評価手段を備え、バランス評価手段による評価結果を前記表示手段に表示する構成を採用してもよい。
【００１７】
力検出手段により検出された力の履歴を記憶する履歴記憶手段を備え、表示手段は履歴記憶手段に記憶された履歴を表示するようにしてもよい。
【００１８】
力検出手段により検出される力をあらかじめ設定した目標値と比較する比較手段を備え、表示手段は、比較手段による比較結果を表示する機能を備えていてもよい。
【００１９】
この場合、比較手段に与える目標値を設定する目標値設定手段を備えるのが望ましい。
【００２０】
また、表示手段は、足置台の位置情報を表示してもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の構成によれば、運動中に左右の足に作用する力を検出し、力から求められる力評価量を表示することによって、使用者に左右の力のかかり方を認識させることができるから、左右の偏りのない運動を行うように意識付けることができる。その結果、使用者には左右の不均衡を是正するように運動を行わせることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態を示すブロック図である。
【図２】同上を示す要部分解斜視図である。
【図３】同上を示す透視した平面図である。
【図４】同上の表示例を示す動作説明図である。
【図５】同上の表示例を示す動作説明図である。
【図６】同上の表示例を示す動作説明図である。
【図７】同上の表示例を示す動作説明図である。
【図８】同上の表示例を示す動作説明図である。
【図９】同上の表示例を示す動作説明図である。
【図１０】同上の表示例を示す動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本実施形態は、図２および図３に示す構成を備える。図示例は、床上に載置して使用する構成を示しているが、床に埋め込んで使用する構成を採用してもよい。
【００２４】
ハウジング１０は、床上に載置されるベース板１１と、ベース板１１の上方に配置される上板１２とを結合して形成される。
【００２５】
図示するベース板１１および上板１２は外周形状が長方形状であるが、ベース板１１および上板１２の外周形状についてはとくに制限はない。以下では、説明を簡単にするために、ベース板１１を床上に載置した状態でハウジング１０の上面が床面と平行になるものとする。したがって、図２および図３における上下が使用時の上下になる。図示例は、ハウジング１０を床に固定しておらず適宜の位置で使用できる場合を示しているが、ハウジング１０を床に固定して定位置で使用する構成を採用してもよい。
【００２６】
図示例では、ハウジング１０は直方体状に形成されているが、内部に収納用の空間を備えるものであればハウジング１０の外観形状として円筒状、多角筒状などを採用することもできる。なお、床に埋め込んで使用する構成では、ハウジング１０として上板１２を除く部材を軸組のみとした構造を採用することが可能である。
【００２７】
図示する他動運動機器は、使用者が立位で使用することを想定しており、使用者が左右の足をそれぞれ載せる一対の足置台２１１，２１２を備える。足置台２１１，２１２は、各足置台２１１，２１２を変位させる駆動手段３０とともに、ハウジング１０に配置される。以下では、図２および図３に示す矢印Ｘの向きを前方として説明する。
【００２８】
上板１２には、各足置台２１１，２１２をそれぞれ露出させる矩形状に開口した２個の開口窓１３１，１３２が貫設される。各開口窓１３１，１３２は、前後方向の寸法が左右方向の寸法よりも大きい矩形状に形成される。また、各開口窓１３１，１３２の長手方向に沿った中心線は、ハウジング１０の前後方向に対して交差する。
【００２９】
左の開口窓１３１の長手方向に沿った中心線は前端部が後端部よりも左側に位置し、右の開口窓１３２の長手方向に沿った中心線は前端部が後端部よりも右側に位置する。すなわち、両開口窓１３１，１３２の長手方向に沿った中心線間の距離は、ハウジング１０の前端側で後端側よりも大きくなる。
【００３０】
開口窓１３１，１３２の長手方向がベース板１１の前後方向に対してなす角度は、たとえば５〜１５度の範囲で適宜に設定される。角度は、左側の開口窓１３１については後端を中心にして左回りの角度を採用し、右側の開口窓１３２については後端を中心にして右回りの角度を採用する。
【００３１】
各足置台２１１，２１２は、それぞれ各開口窓１３１，１３２の長手方向に沿ってスライド可能である足置カバー２２と、使用者が足を載せるための足置板２３とにより構成される。図３には右側の足置カバー２２および足置板２３のみを記載している。各足置板２３には、足置板２３の下面周部を囲むカバー体２４１，２４２が取り付けられる。
【００３２】
各足置カバー２２は角筒状に形成され、内部には軸受板２５が取り付けられる。軸受板２５は各開口窓１３１，１３２の幅方向に沿った軸体２６を支持し、軸体２６は足置板２３の下面に設けた軸受（図示せず）に通される。したがって、足置板２３は足置カバー２２に対して軸体２６の回りで揺動可能になっている。
【００３３】
足置板２３に取り付けられたカバー体２４１，２４２は、各足置カバー２２の内側に挿入される。したがって、足置板２３が軸体２６の回りで揺動して足置板２３の前端部および後端部が上下に移動するのに伴ってカバー体２４１，２４２が上下に移動し、足置カバー２２と足置板２３との間に隙間が生じるのをカバー体２４１，２４２が防止する。
【００３４】
足置カバー２２の上端縁の周部には全周に亘ってフランジ部２２１が形成されている。一方、上板１２の下面には、開口窓１３１，１３２の長手方向に沿った周部において、レール部材（図示せず）が取り付けられている。レール部材は、開口窓１３１，１３２の内向きに開口するレール溝（図示せず）を形成する。
【００３５】
足置カバー２２におけるフランジ部２２１の一部がレール溝に挿入されることにより、足置カバー２２のハウジング１０に対する移動範囲が制限される。フランジ部２２１とレール溝との間には余裕があり、フランジ部２２１がレール溝に挿入されている範囲内において足置カバー２２が前後左右に移動する。また、フランジ部２２１は、足置カバー２２の移動範囲において開口窓１３１，１３２の開口縁と足置板２３との間に隙間を形成しない寸法に形成されている。
【００３６】
足置カバー２２の下面には台車４１が取り付けられる。台車４１の外側面には各２個ずつの車輪４２が取り付けられる。ベース板１１の上面には各足置台２１１，２１２に対してそれぞれ２本ずつのレール４３が固定されており、レール４３の上面において車輪４２が転動するように、レール４３上に台車４１が載置される。また、レール４３の上面には車輪４２がレール４３から脱落するのを防止するために、車輪４２の側面に当接する脱輪防止板４４が固定される。
【００３７】
ところで、上述したように、左右の開口窓１３１，１３２は、長手方向に沿った中心線間の距離が前端側で後端側よりも大きくなるように形成してある。すなわち、開口窓１３１，１３２の中心線は、ハウジング１０の前後方向に対して所定の角度をなしている。レール４３も開口窓１３１，１３２の中心線と同様に、延長方向がハウジング１０の前後方向に対して所定の角度をなしている。ここに、レール４３は、延長方向がハウジング１０の前後方向に対してなす角度が、開口窓１３１，１３２の中心線がハウジング１０の前後方向に対してなす角度よりも大きくなるように配置されている。
【００３８】
たとえば、開口窓１３１，１３２の中心線がハウジング１０の前後方向に対してなす角度を１０度とすれば、レール４３の延長方向がハウジング１０の前後方向に対してなす角度は４５度などに設定される。
【００３９】
上述の構成によって、足置台２１１，２１２はレール４３の長手方向に沿って往復移動することが可能になる。このとき、足置台２１１，２１２の移動経路は、台車４１と車輪４２とレール４３と脱輪防止板４４とにより拘束される。ここに、レール４３の延長方向と開口窓１３１，１３２の長手方向とが異なっているから、足置カバー２２および足置板２３は開口窓１３１，１３２の長手方向に交差する方向に移動する。
【００４０】
すなわち、足置台２１１，２１２の長手方向に足の長手方向を一致させると、足置台２１１，２１２は、足の長手方向とは異なる方向に移動する。これは、足置台２１１，２１２をレール４３の延長方向に移動させたときに、使用者の膝に大きな剪断力が作用するのを防止するためである。
【００４１】
ところで、左右の各足置台２１１，２１２を変位させる駆動手段３０は、駆動力を発生させる駆動源３１を備える。駆動源３１からの駆動力は、各足置台２１１，２１２にそれぞれ伝達されるように系統分離部３２において２系統に分離される。さらに、系統分離部３２で分離された各系統の駆動力は、往復駆動部３３を介して左右の各台車４１に伝達され、台車４１をレール４３に沿って往復移動させる。
【００４２】
駆動手段３０について、さらに具体的に説明する。駆動源３１には回転モータ（以下、単にモータと略称し、符号３１を用いる）を採用しており、モータ３１の出力軸３１１には系統分離部３２が連結される。
【００４３】
系統分離部３２は、モータ３１の出力軸３１１に連結されたウォーム３２１と、ウォーム３２１に噛合する２個のウォームホイール３２２とを備える。ウォーム３２１および２個のウォームホイール３２２は、ベース板１１に固定されるギアボックス３４に収納される。ギアボックス３４は、上面に開口を有するギアケース３４１と、ギアケース３４１の開口面に覆着される蓋板３４２とにより形成される。ギアケース３４１と蓋板３４２との間にはウォーム３２１の長手方向の両端部を回転可能に支持する一対の軸受３２３が取り付けられる。
【００４４】
ウォームホイール３２２には、ギアケース３４１と蓋板３４２とに保持される回転軸３５が挿通され、ウォームホイール３２２の回転に伴って回転軸３５が回転するように、ウォームホイール３２２と回転軸３５とを結合してある。
【００４５】
モータ３１は、ギアケース３４１に設けた口受部３４３とベース板１１に固定した口受板１１１とに載置され、ギアケース３４１に覆着される蓋板３４２と口受け板１１１に結合される押さえ板１１２とによりベース板１１に固定される。
【００４６】
往復駆動部３３は、回転軸３５に一端部が一体に結合されるクランク板３６と、クランク板３６にクランク軸３７を介して結合されたクランクロッド３８とを備える。クランク板３６は回転軸３５とともに回転するように回転軸３５に結合される。すなわち、ウォームホイール３２２は回転軸３５に結合され、回転軸３５にはクランク板３６が結合されるから、ウォームホイール３２２とクランク板３６とは一体に回転する。
【００４７】
クランク軸３７の一端部はクランク板３６の他端部に固定され、クランク軸３７の他端部はクランクロッド３８の一端部に保持された軸受３８１に保持される。つまり、クランクロッド３８の一端部はクランク板３６に対して回動自在に結合される。クランクロッド３８の他端部は台車４１に対して軸体３８２を用いて結合される。つまり、クランクロッド３８の他端部は台車４１に対して回動自在に結合される。
【００４８】
上述の構成から明らかなように、クランクロッド３８は、ウォームホイール３２２の回転力を台車４１の直進往復移動に変換する変換機構として機能する。また、クランクロッド３８はウォームホイール３２２ごとに設けられ、台車４１は各足置台２１１，２１２において個別に設けられている。それゆえ、各クランクロッド３８は、各ウォームホイール３２２の回転力をそれぞれ足置台２１１，２１２の往復移動に変換する。
【００４９】
台車４１は上述のように移動経路が拘束されているから、ウォームホイール３２２の回転に伴って台車４１がレール４３の長手方向に沿って往復移動する。つまり、モータ３１の回転がウォーム３２１およびウォームホイール３２２を介してクランク板３６に伝達され、さらに、クランク板３６に結合されたクランクロッド３８により台車４１がレール４３に沿った直線上で往復移動を行うのである。その結果、台車４１に結合されている足置カバー２２がレール４３に沿って往復移動する。つまり、両足置台２１１，２１２がレール４３の長手方向において往復移動する。
【００５０】
ここに、ウォーム３２１と２個のウォームホイール３２２とにより駆動力を２系統に分離し、各系統ごとに足置台２１１，２１２の駆動力として用いるから、両足置台２１１，２１２は駆動手段３０により関連付けて駆動される。各ウォームホイール３２２はウォーム３２１に噛合する位置を１８０度異ならせてある。そのため、左側の足置台２１１が移動範囲の後端に位置するときには、右側の足置台２１２は移動範囲の前端に位置する。左側の足置台２１１の移動範囲における後端は左側の足置台２１１の移動範囲の右端であって、右側の足置台２１２の移動範囲における前端は右側の足置台２１２の移動範囲の右端であるから、左右方向においては、両足置台２１１，２１２は同じ向きに移動することになる。
【００５１】
ところで、各足置台２１１，２１２にそれぞれ設けた足置板２３は足置カバー２２に対して軸体２６の周りで回動可能であるから、足置板２３の前端部と後端部との高さ位置を変化させることが可能になっている。つまり、足置板２３の上に置いた足の爪先と踵との高さ位置を変化させることにより、足関節の底屈と背屈とが可能になっている。
【００５２】
ここで、軸体２６の周りでの足置板２３の回動をレール４３の延長方向に沿った往復移動に連動させるために、ベース板１１には、足置板２３の移動経路に沿って少なくとも一部に傾斜面を有したガイド面（図示せず）が形成され、足置板２３の下面にはガイド面に当接する倣い突部２３１が設けられる。倣い突部２３１の先端部は、ガイド面に対する摩擦係数が小さくなるように材料および形状を選択しておけばよいが、本実施形態では、ガイド面の上で転動するローラ２３２を倣い突部２３１の先端部に設けている。
【００５３】
上述のように、ガイド面に当接する倣い突部２３１を設けていることにより、モータ３１の回転に伴って各足置台２１１，２１２が往復移動を行うと、倣い突部２３１がガイド面に沿って移動し、足置板２３が軸体２６の周りで回動する。すなわち、足置板２３のベース板１１に対する角度が変化し、結果的に足関節の底屈および背屈が行われる。
【００５４】
ガイド面の形状についてはとくに制限はないが、本実施形態では、足置台２１１，２１２の１往復の間に足関節の底屈と背屈とを１回ずつ行うようにガイド面を形成する。したがって、ガイド面としては、全長に亘ってベース板１１の上面に対して一定角度で傾斜する形状か、中間部において傾斜の向きが変化する形状（Ｖ字状、Ｕ字状、逆Ｖ字状、逆Ｕ字状など）を採用することが望ましい。
【００５５】
上述した他動運動機器は、基本的には立位で使用する。この場合、足置台２１１，２１２が停止している初期位置において、左右の足をそれぞれ足置台２１１，２１２に載せて立ち、駆動手段３０の運転を開始させる。足置台２１１，２１２の長手方向は前後方向（矢印Ｘの向き）に対して、１０度程度の角度をなすように配置され、足置台２１１，２１２の上に立ったときに、使用者の脚部に捻れを生じることがなく、自然な立ち位置になるようにしてある。
【００５６】
初期位置では、両足置台２１１，２１２は前後方向における同じ位置に停止する。すなわち、初期位置では両足置台２１１，２１２が左右方向の一直線上に並ぶ。したがって、初期位置で使用者が両足をそれぞれ左右の足置台２１１，２１２の上に載ると、使用者の重心から鉛直方向に下ろした直線は両足置台２１１，２１２の間でほぼ中央を通ることになる。
【００５７】
モータ３１の回転を開始すると、両足置台２１１，２１２はそれぞれ前後方向の位置を変化させるとともに、前後方向の位置変化に伴って左右方向の位置も変化させる。このとき、両足置台２１１，２１２はレール４３に沿った一直線上を往復移動し、各足置台２１１，２１２は足の前後方向（長手方向）とは異なる方向に移動する。たとえば、ハウジング１０の前後方向に対して４５度をなす方向に移動する。
【００５８】
また、足置台２１１，２１２がレール４３に沿って往復移動すると同時に、足置板２３が軸体２６の周りに回動する。たとえば、足置板２３が前方に移動する際に、倣い突起２５が上方に移動するようにガイド面を形成しておけば、足置台２１１，２１２の前端位置において足関節を背屈させ、足置台２１１，２１２の後端位置において足関節を底屈させることができる。軸体２６の位置は足裏において踵付近に設定し、底屈と背屈との角度はベース板１１の上面に対してそれぞれ１０度程度に設定する。
【００５９】
なお、足置台２１１，２１２の前後の位置と底屈および背屈との関係は上述の例とは逆にすることが可能である。また、ベース板１１の上面に対する底屈および背屈の角度は異ならせてもよい。これらの動作はガイド面の形状を適宜に設定することにより、容易に実現することができる。
【００６０】
図２、図３に示す構成では、使用者の上体を支持する構成を設けていないが、使用者が把持する手摺を設けてもよい。手摺はハウジング１０に一体に設けるほか、装置を使用する場所において造営物側に設けるようにしてもよい。手摺を設けておけば手摺によって使用者は身体を支えることができるからバランス機能が衰えている使用者でも利用しやすくなる。また、立位で使用することが基本であるが、障害の回復訓練などに用いる目的であって、立位が困難な場合には座席を設けて着座姿勢で利用してもよい。
【００６１】
上述の構成例では、足置台２１１，２１２の移動軌跡は前方に開放されたＶ字状になるが、逆に、足置台２１１，２１２の左右方向の距離を前端側よりも後端側で広くなるようにして逆Ｖ字状の移動軌跡を採用してもよい。あるいは、足置台２１１，２１２の前端位置と後端位置とで距離が変化しない動作や、移動軌跡の左端と右端との位置が前後方向において変化しない動作を採用してもよい。
【００６２】
上述した他動運動機器を用いて運動を行えば、足関節の底屈と背屈とが行われるから、ふくらはぎの筋群（腓腹筋等）への筋刺激が増加し、ふくらはぎの筋群の伸縮に伴って脚部からの静脈環流が促進される。このことは、全身の血行の向上につながる。また、足関節が回動することにより使用者は前後方向のバランスを維持する筋群が刺激され、とくに前後方向において転倒しないように姿勢を維持する神経系の反射によって、脚部だけではなく、腰背部の筋群の筋活動も誘発されることになる。
【００６３】
モータ３１の回転速度などの制御は、制御手段５０（図１参照）からの指示により行われる。制御手段５０は、もっとも単純にはモータ３１への電源の入切を行う構成でよい。また、モータ３１が直流モータであれば、モータ３１に通電する電流をスイッチング素子によって断続させるとともに、スイッチングの際のオンデューティを変化させることにより、モータ３１に供給する平均電力を調節するように制御手段５０を構成してもよい。さらには、使用者の身体状態に併せて、使用時間を設定したり、モータ３１の回転速度を経過時間に応じて変化させるように制御したりする機能を制御手段５０に設けてもよい。
【００６４】
ところで、本実施形態は、使用者に左右の偏りがない運動を行わせるために、運動中における左右の偏りの程度を利用者に提示する構成を備えている。ここでの左右の偏りは、使用者の左右の筋力差による偏りのほか、使用者の身体の左右の傾きによる偏りも含まれる。この種の偏りは、使用者の足に作用する力を検出することにより、評価することができる。
【００６５】
そこで、上述した足置台２１１，２１２には、それぞれ力検出手段５１１，５１２（図１参照）を配置してある。力検出手段５１１，５１２は、各足置板２３に作用する下向き荷重（重力により作用する下向きの力）を検出する構成のほか、前後、上下、左右の３方向の荷重と各方向の軸周りのトルクとから選択される１ないし複数の力を検出する構成を採用することができる。力検出手段５１１，５１２は、ロードセル、加速度センサ、ジャイロセンサ、トルクセンサなどから選択して用いる。また、力検出手段５１１，５１２を配置する部位は、各足置台２１１，２１２にそれぞれ設けた各足置板２３のほか、足置カバー２２、軸受板２５、軸体２６などに配置することも可能である。
【００６６】
以下では、力検出手段５１１、５１２として、左右の各足置板２３に作用する下向き荷重をそれぞれ検出するロードセルを各足置板２３に配置した構成を想定する。図１に示すように、各力検出手段５１１，５１２により検出された左右の各足置台２１１，２１２に作用する荷重（各足置板２３に作用する下向き荷重）は評価手段５２に入力される。
【００６７】
評価手段５２は、後述するように、力検出手段５１１，５１２が検出した力（荷重）に基づいて使用者の左右の均衡を評価するための力評価量を求めるとともに、左右の均衡を評価し、力評価量および評価結果を表示手段５３に引き渡す。表示手段５３では、評価手段５２から引き渡された力評価量および評価結果を使用者に表示する。
【００６８】
評価手段５２および表示手段５３は、マイコンあるいはＦＰＧＡのようにプログラムに従って動作するプロセッサおよびメモリを主構成とする。ただし、評価手段５２および表示手段５３には外部装置を接続するインターフェースを設けることが望ましい。
【００６９】
評価手段５２に外部装置としてパーソナルコンピュータを接続すれば、後述する目標設定手段５４としてパーソナルコンピュータを用いることができる。また、表示手段５３に外部装置としてパーソナルコンピュータやテレビジョン受像機を接続すれば、後述する表示器５３２としてパーソナルコンピュータやテレビジョン受像機のモニタ装置を用いることができる。
【００７０】
評価手段５２は、各力検出手段５１１，５１２が検出した力（荷重）を用いて以下に説明する力評価量を求める力評価手段５２１を備える。力評価量には以下の３種類があり、力評価手段５２１としては、３種類の力評価量のいずれかを選択して求める構成と、３種類の力評価量のうちの１種類のみを求める構成とのいずれかを採用する。力評価量は、運動中に各力検出手段５１１，５１２が検出する荷重のデータを一定周期で収集し、所定期間において収集した荷重のデータから左側と右側との荷重を算出する。
【００７１】
たとえば、左右の荷重を求めるために荷重のデータを収集する期間を、左右の足置台２１１，２１２が１回ずつ往復する期間とし、この期間内に各力検出手段５１１，５１２から得られた荷重のデータを左右の荷重として用いる。力検出手段５１１，５１２は、足置台２１１，２１２の１回の往復の間に荷重のデータを複数回検出してもよい。すなわち、足置台２１１，２１２の１往復の間に、荷重のデータのサンプリングを複数回行ってもよい。この場合、１往復毎に荷重のデータの平均値あるいは中央値のような代表値を求め、この代表値を各足置台２１１，２１２に関する荷重として用いる。
【００７２】
荷重のデータを収集する期間と、荷重のデータを収集する周期とは適宜に設定することができる。ただし、運動中の使用者に左右の荷重の均衡の程度を視覚化して示すために、荷重のデータを収集する期間は比較的短くすることが望ましく（０．数秒以内）、荷重のデータを収集する周期は各足置台２１１，２１２の往復の周期の整数分の１であることが望ましい。
（１）各力検出手段５１１，５１２により検出される下向き荷重。すなわち、各足置台２１１，２１２にそれぞれ作用する力。
（２）両力検出手段５１１，５１２により検出される下向き荷重の総量に対する各力検出手段５１１，５１２により検出される下向き荷重の割合。すなわち、両足置台２１１，２１２に作用する力の総量に対する各足置台２１１，２１２に作用する力の割合。左右のそれぞれの割合は、（左側の荷重／荷重の総量）と（右側の荷重／荷重の総量）とになる。
（３）両力検出手段５１１，５１２により検出される下向き荷重の差。すなわち、各足置台２１１，２１２に作用する力の差。この値は、（右側の荷重−左側の荷重）または（左側の荷重−右側の荷重）として求められる。
（４）両力検出手段５１１，５１２により検出される下向き荷重の総量に対する、両力検出手段５１１，５１２により検出される下向き荷重の差の割合。すなわち、（右側の荷重−左側の荷重）／荷重の総量
なお、両力検出手段５１１，５１２により検出される下向き荷重の総量は、各力検出手段５１１，５１２により検出される下向き荷重の和を用いる。ただし、使用者の質量（体重）が既知であれば、使用者の質量を総量に代えて用いてもよい。
【００７３】
力評価手段５２１により求められた力評価量は表示手段５３に引き渡される。表示手段５３は、力評価量をグラフにして表示する。すなわち、表示手段５３は、力評価量を表すグラフを生成するグラフ生成手段５３１と、グラフを含む表示内容を画面上に表示する表示器５３２と、表示器５３２への表示内容を生成する表示処理手段５３３とを備える。表示器５３２は、運動中の使用者が視認できるように配置される。
【００７４】
表示器５３２としては、専用のモニタ装置を用いるほか、テレビジョン受像機やパーソナルコンピュータに付属している既存のモニタ装置を流用することもできる。この場合、表示処理手段５３３には、既存のモニタ装置に画像を出力するためのインターフェースを設ける。
【００７５】
専用のモニタ装置を用いる場合には、運動中に使用者が把持する手摺を設けておき、手摺の上部にモニタ装置を取り付ければよい。手摺は、ハウジング１０と一体でも別体でもよい。手摺の具体的形状としては、運動中の使用者の前方においてハウジング１０から立てた支柱の上端部に、自転車のハンドルと類似した両手で把持する構成を採用することができる。あるいはまた、運動中の使用者の前方と両側方との三方を囲む柵状の手摺をハウジング１０に設けてもよい。
【００７６】
表示器５３２の表示内容は、左右の足置台２１１，２１２に作用する荷重の均衡の程度を使用者にわかりやすく提示するように生成される。したがって、グラフ生成手段５３１は、表示器５３２の画面上において、左右の足置台２１１，２１２に作用する荷重を、画面上の左右に対応付けたグラフを生成する。グラフ生成手段５３１が生成するグラフとしては、左右方向のバーの長さによって力評価量を表すバーグラフ６１，６２，６３（図４参照）と、縦方向のバーの長さによって力評価量を表すバーグラフ６４（図５（Ａ）参照）と、円の中心角によって力評価量を表す円グラフ６５（図５（Ｂ）参照）とのいずれかを用いる。
【００７７】
左右方向のバーの長さにより力評価量を表すバーグラフでは、上述した（１）〜（３）のすべての力評価量を表現することができる。
【００７８】
たとえば、図４（Ａ）に示すように、縦方向の基準線６１０を設定したバーグラフ６１を用いると、各足置台２１１，２１２にそれぞれ作用する荷重と、各足置台２１１，２１２にそれぞれ作用する荷重の総量（総荷重）に対する割合とのいずれかを表すことができる。このバーグラフ６１では、バー６１１，６１２を帯状の図形で表しており、力評価量の大きさが基準線６１０に対するバー６１１，６１２の長さで表される。すなわち、力評価量の左側の成分が基準線６１０から左向きに表され、力評価量の右側の成分が基準線６１０から右向きに表される。ただし、両バー６１１，６１２は一直線上に配置され、１本のバーを形成している。
【００７９】
バーグラフ６１を用いると、各足置台２１１，２１２にそれぞれ作用する荷重に応じてバー６１１，６１２の長さが変化する。また、バーグラフ６１を用いて各足置台２１１，２１２にそれぞれ作用する荷重を力評価量として表す場合、荷重の総量に応じて両バー６１１，６１２の合計の長さが変化する。一方、バーグラフ６１を用いて荷重の総量に対する割合を力評価量として表す場合には、両バー６１１，６１２を合計した長さは一定長に保たれる。
【００８０】
図４（Ａ）に示すバーグラフ６１を用いると、使用者の左右の荷重が均衡しているか否かの目安を、基準線６１０に対する左右のバー６１１，６１２の長さが等しいか否かによって視覚的に認識することが可能になる。また、力評価量として左右の荷重を用いる場合は、荷重の総量に応じて両バー６１１，６１２の合計の長さが変化するから、使用者が足置台２１１，２１２を踏み込む力を視覚化することができる。一方、力評価量として荷重の総量に対する割合を用いる場合は、使用者の質量（体重）にかかわりなく、使用者の左右の荷重の大きさを視覚化することができる。
【００８１】
各足置台２１１，２１２に作用する荷重の差を表す場合は、図４（Ｂ）に示すように、縦方向の基準線６２０を設定したバーグラフ６２を用い、荷重の差を基準線６２０からのバー６２１の長さに対応付ければよい。ここでは、荷重の差である力評価量を、右側の足置台２１２に作用する荷重から左側の足置台２１１に作用する荷重を減算した値と定義する。この場合、右側の荷重が左側の荷重よりも大きいときに力評価量の符号は正になり、左側の荷重が右側の荷重よりも大きいときに力評価量の符号は負になる。
【００８２】
そこで、図４（Ｂ）に示すバーグラフ６２では、力評価量が０である位置を基準線６２０の位置に対応付け、符号が正の場合には、図に実線で示すように、基準線６２０の右側にバー６２１を表示し、符号が負の場合には、図に破線で示すように、基準線６２０の左側にバー６２１を表示する。図４（Ｂ）に示すバーグラフ６２を用いると、使用者の左右の荷重が均衡した状態に近付くほどバー６２１が短くなるから、左右の均衡の程度を視覚的に認識するのが容易になる。
【００８３】
ところで、荷重の総量に対する割合を力評価量とする場合には、図４（Ｃ）に示すように、左右方向のバー６３１の両端位置を固定した一定長のバーグラフ６３を用いてもよい。このバーグラフ６３では、帯状の図形であるバー６３１を分割する位置を力評価量に応じて変化させる。すなわち、両足置台２１１，２１２にそれぞれ作用する荷重の総量（総荷重）を両バー６３１の長さに対応付け、総量に対する割合に応じてバー６３１の分割位置を変化させるのである。
【００８４】
したがって、使用者が左右の足置台２１１，２１２に作用させる力が均衡していれば、分割線６３２の位置がバー６１の中央付近に移動することになる。そのため、バー６３１を二等分する位置に指標６３３を表記しておくことが望ましい。この場合、分割線６３２と指標６３３との距離が小さいほど使用者の左右の均衡の程度が高いことを表すことになる。
【００８５】
図４（Ａ）（Ｂ）に示した各バーグラフ６１，６２では、基準線６１０，６２０の左側のバー６１１，６２１と右側のバー６１２，６２２とを表示する際の色を異ならせておくのが望ましい。また、図４（Ｃ）に示すバーグラフ６３では、分割線６３２の右側と左側とで表示する色を異ならせておくのが望ましい。たとえば、右側を赤色、左側を青色などで表示すればよい。このように、左右の成分を異なる色で表すことにより、使用者の荷重が左右のどちらに偏っているかを一見して視認することが可能になる。
【００８６】
力評価量を示すグラフとしては、図５（Ａ）に示すように、縦方向の２本のバー６４１，６４２を左右に配置したバーグラフ６４を用いてもよい。このバーグラフ６４では、使用者の左側の荷重（左側の足置台２１１に作用する荷重）に相当する力評価量を左側のバー６４１で表し、使用者の右側の荷重に相当する力評価量を右側のバー６４２で表す。力評価量としては、各足置台２１１，２１２にそれぞれ作用する荷重と、荷重の総量に対する左右の各荷重の割合とのいずれかを用いる。このバーグラフ６４を用いる場合には、人を示す図形６４３をバー６４１，６４２に重ねて表示してもよい。また、各バー６４１，６４２の色を異ならせてもよい。
【００８７】
図５（Ｂ）に示すグラフは円グラフ６５であって、図４（Ｃ）に示したバーグラフ６３と同様に図形の分割位置に応じて力評価量を表している。また、力評価量として荷重の総量に対する左右の各荷重の割合を用いる。ただし、分割する図形は帯状ではなく、円形である点が図４（Ｃ）のバーグラフ６３とは相違する。円グラフ６５は、通常の円グラフと同様に、表現する量を中心角に対応付けている。
【００８８】
ここでは、円の中心を通る縦方向の直線のうち円の中心から上側の部分を基準線６５１に用い、基準線６５１に対して右回りに中心角を規定している。また、円の中心を一端とする分割線６５２を設定し、基準線６５１に対して分割線６５２がなす角度で中心角を表している。したがって、使用者の左右の荷重が均衡して力評価量が５０％となるとき、分割線６５２は基準線６５１に対して一直線上に並ぶことになる。このように、分割線６５２の位置を目安に用いることによって、使用者の左右の均衡の程度を視覚的に視認することが可能になる。円グラフ６５を用いる場合も基準線６５１と分割線６５２とで囲まれた２領域を異なる色で表すのが望ましい。また、分割線６５２の左側の領域を力評価量の左側の成分に対応付け、右側の領域を力評価量の右側の成分に対応付ける。
【００８９】
上述した構成では、力評価量を示すグラフを表示器５３２に表示することによって、使用者に力評価量を視覚的に認識させるだけであるから、左右の均衡の程度は使用者自身が認識する必要がある。以下では、左右の均衡の程度を使用者自身が認識しなくとも、表示手段５３などから使用者に報知する技術について説明する。
【００９０】
左右の均衡の程度を使用者に報知するために、本実施形態では、図１に示すように、評価手段５２に、バランス評価手段５２２と報知手段５２３とを設けている。バランス評価手段５２２は、力検出手段５１１，５１２の出力をサンプリングすることにより収集した左右一対の荷重（力）のデータ（左右の力検出手段５１１，５１２により計測した荷重を対にしたデータ）を評価する。
【００９１】
対になるデータの分布の評価には、対になるデータごとに差を求め、複数対のデータについて差の平均値を用いることができる。この場合、使用者の左右の荷重の偏りが少ないほど、求めた平均値は０に近付く。また、対になるデータの分布の評価には、対になるデータの総和に対して一方のデータの割合を求め、複数対のデータについて割合の平均値を用いることができる。この場合、使用者の左右の荷重の偏りが少ないほど、求めた平均値は０．５に近付く。
【００９２】
バランス評価手段５３１は、上述のような演算により左右の荷重の分布を評価し、評価の結果を表示手段５３に表示する。すなわち、対になる荷重のデータから求めた評価のための値（差の平均値、割合の平均値など）を数値として表示手段５３に提示する。このような表示を行えば、使用者は左右の荷重の均衡の程度を数値によって知ることができる。また、荷重の分布を数値化することにより荷重の偏りの傾向を把握することができる。
【００９３】
ところで、報知手段５２３は、力検出手段５１１，５１２により検出された左右の荷重の一致の程度を評価するバランス評価量を求める機能を有している。バランス評価量は、上述した左右の荷重（所定の期間おいて求めた複数個の荷重のデータの代表値）を用いて求める。具体的には、上述した力評価量を求めるための左右の荷重を用い、左右の荷重の和（荷重の総量）に対する右側あるいは左側の荷重をバランス評価量に用いることができる。
【００９４】
このバランス評価量が０．５に対して規定した範囲（たとえば、±０．０５）であるときは、左右の荷重がほぼ均衡していると判断することができる。したがって、報知手段５２３において、バランス評価量に対する範囲を規定しておき、バランス評価量が規定の範囲内であると判断するときに報知すれば、使用者は左右の荷重が均衡しているかを自身で判断する必要がなくなる。たとえば、左右の荷重が規定した範囲内になったときに、バーグラフ６３の色を変化させることで報知することができる。
【００９５】
たとえば、常時は力評価量の右側の成分を赤色、左側の成分を青色で表しているとして、報知する条件が成立したときに、バー６３１の全体を緑色で表すようにすれば、使用者は左右の荷重が均衡したことを瞬時に認識することができる。なお、表示器５３２を用いて報知するほか、表示器５３２とは別に設けた表示灯により報知したり、音による報知を行うようにしてもよい。
【００９６】
また、図６に示すように、図４（Ｃ）で示したバーグラフ６３を表示手段５３に提示する場合、バーグラフ６３には中央を示す指標６３３とともに、指標６３３から左右に一定距離だけ離れた位置に範囲を示す境界線６３４，６３５を表示する。さらに、分割線６３２に相当する部位にマーカ６３６を表示すれば、マーカ６３６の位置が左右の境界線６３４，６３５に挟まれた範囲内か否かによって、使用者は、左右の荷重が均衡しているか否かを直観的に知ることができる。図６（Ａ）では左右の荷重が均衡している状態を示し、図６（Ｂ）では左右の荷重が不均衡である状態を示している。
【００９７】
なお、上述の構成例では、左右の荷重の均衡の範囲を０．４５〜０．５５に規定しているが、この範囲は適宜に設定すればよい。たとえば、平衡感覚の低い使用者に対しては広い範囲で設定し、平衡感覚が高くなるほど狭い範囲に設定することも可能である。
【００９８】
さらに、バランス評価量として荷重の総量に対する左右の一方の荷重の割合を用いているが、力評価量として左右の各荷重を用いる場合や左右の荷重差を用いる場合でも、上述したバランス評価量を用いることによって、左右の荷重が均衡しているか否かを報知することができる。上述の例では、報知手段５２３は、バランス評価量が規定の範囲内であるときに報知する構成としているが、バランス評価量が規定の範囲を逸脱しているときに報知する構成としてもよい。
【００９９】
上述した動作では、力検出手段５１１，５１２により検出した所定期間ごとの荷重を表示手段５３に表示しているが、評価手段５２には荷重の変化の履歴を記憶するための履歴既往手段５２４を設けてもよい。履歴記憶手段５２４を設けている場合には、表示手段５３には所定時間分ずつの力評価量の変化を表示させることができる。
【０１００】
履歴記憶手段５２４に記憶させた履歴を表示器５３２に表示する例を図７に示す。図７（Ａ）は図４（Ｃ）に示したバーグラフ６３を時間経過に伴って上下に並べて表示した例である。時間軸は下から上に向かって表示されており、上下に隣接するバーグラフ６３は一定時間だけ異なる時刻（ｔ１〜ｔ５）の力評価量を表している。
【０１０１】
隣接する各時刻の時間間隔は適宜に設定することができるが、ここでは左右の足置台２１１，２１２がそれぞれ１往復する時間の整数倍に設定してある。したがって、左右の均衡の程度について足置台２１１，２１２の変位の影響を除去した変化傾向を表すことができる。なお、後述するように時間間隔を短くすることにより、左右の均衡の程度について足置台２１１，２１２の変位に関連付けた変化傾向を表すことも可能である。
【０１０２】
履歴記憶手段５２４に記憶された力評価量の履歴を表示手段５３に表示するにあたっては、図７（Ａ）のようにバーグラフ６３を用いるほか、図７（Ｂ）のように折れ線グラフ６６を用いてもよい。図示する折れ線グラフ６６では、荷重の総量に対する一方の右側の荷重の割合、あるいは右側の荷重から左側の荷重を減算した差に関する一定時間ごとの変化を表している。折れ線グラフ６６を用いることによっても、バーグラフ６３と同様に、左右の均衡の程度の変化傾向を示すことができる。
【０１０３】
図７（Ａ）（Ｂ）のように力評価量の変化の履歴を示す際には、最新の状態を示すためのマーカ６６１，６６２を表示してもよい。マーカ６６１，６６２には、たとえば黄色の円を用いればよい。
【０１０４】
ところで、図２および図３に示した装置は、主として左右の荷重を均衡させることを目的にする運動以外に、平衡感覚をより強化することを目的にした運動にも用いることができる。両方の目的に用いるために、本実施形態では、図１に示すように、評価手段５２に比較手段５２５を設けてあり、さらに比較手段５２５に目標値を与える目標設定手段５４を設けてある。目標設定手段５４は必須というわけではなく、目標値はあらかじめ比較手段５２５に設定しておいてもよい。
【０１０５】
比較手段５２５は、力評価量における左右の成分（力検出手段により検出される力に相当する）を目標値と比較する機能を有し、表示手段５３は比較手段５２５による比較結果を表示する機能を有している。また、目標値は、目標設定手段５により設定することができる。目標設定手段５４は、キーボードやマウスのようなコンピュータに付設した入力手段を用いるほか、専用のタッチパネルやスイッチ類を目標設定手段５４に用いることが可能である。
【０１０６】
左右の荷重を均衡させるためにのみ運動を行う場合には、比較的狭い範囲に収まるように右側と左側との目標値が設定される。いま、図４（Ｃ）に示したバーグラフ６３を表示器６３に表示している場合を想定すると、目標設定手段５４により設定した目標値は、図８（Ａ）に示すように、目標値に相当する左右の境界線６３４，６３５として表示器５３２の画面に表示される。また、分割線６３２に対応する部位に円形のマーカ６３６が表示される。
【０１０７】
左右の荷重を均衡させるための運動を行う際には、境界線６３４，６３５の間隔を比較的狭く設定しておき、使用者は、両境界線６３４，６３５の間にマーカ６３６を入れるように身体を操作する。この場合、報知手段５２３と同様に、常時は力評価量の左右の成分を異なる色で表示しておき、マーカ３３９が両目標線の間に収まると、バー６３１の全体の色を左右の成分とは異なる色で表示するのが望ましい。目標値を設定可能としているから、使用者の平衡感覚の能力に応じて左右の荷重を均衡させるための運動を行うことができる。
【０１０８】
一方、平衡感覚の能力が高い使用者や体重移動のための運動を行う場合には、比較手段５２５において、境界線６３４，６３５の間にマーカ６３６が入ったことを検出するのではなく、境界線６３４，６３５の外側にマーカ６３６が出たことを検出する。また、境界線６３４，６３５の間隔が広くなるように目標値を設定する。たとえば、図８（Ｂ）のように、左側の境界線６３４よりもマーカ６３６が左側に位置するときに、バー６３１の色を常時に対して変化させるのである。
【０１０９】
この運動を行う場合には、左足と右足とのどちらの荷重が目標値を超えているかを示すために、バー６３１の両端部付近に、足型などの表示マーク６３７，６３８を設けてもよい。この場合、荷重が目標値を超えたほうの足を、表示マーク６３７，６３８により表示する。表示マーク６３７，６３８の表示では、表示マーク６３７，６３８を画面に表示するか否かを選択する場合と、表示マーク６３７，６３８を常時表示しておき、荷重が目標値を超えたほうの表示マーク６３７，６３８の色を変化させる場合とがある。
【０１１０】
境界線６３４，６３５よりも外側にマーカ６３６を位置させる運動を行う場合に、境界線６３４，６３５の間隔を大きくすることにより、片脚立ちに近い状態が生じるから、使用者は体重を移動させる運動を行うことが可能になる。なお、左右の各足置台２１１，２１２が１往復する間に力検出手段５１１，５１２により検出される荷重を力評価量に用いると上述の動作が可能になる。なお、図８のバーグラフ６３では、中央を示す指標６３３は表示しなくてもよい。
【０１１１】
上述した動作では、運動中における目標値が固定的に設定されているが、足置台２１１，２１２の変位に伴う使用者の体重移動が考えられるから、足置台２１１，２１２の変位に伴って目標値を動的に変化させてもよい。この場合、各足置台２１１，２１２の１往復の期間において、力検出手段５１１，５１２により荷重を複数回検出し、足置台２１１，２１２の変位に伴う荷重の変化を検出する必要がある。
【０１１２】
すなわち、図９に示すように、両境界線６３７，６３８の間隔を固定的に設定し、境界線６３７，６３８の位置を、足置台２１１，２１２の位置変化に同期させて変化させる。図９において、上下に並ぶバーグラフ６３は、図４（Ｃ）に示したバーグラフ６３と同様に総荷重に対する左右の各荷重の割合を示している。また、上下に隣接するバーグラフ６３は一定の時間間隔で異なる時刻（ｔ１〜ｔ９）に対応している。
【０１１３】
さらに、図９に示す例では、分割線６３２に対応する部位にマーカ６３６に代えて、足置台２１１，２１２の位置を示す位置マーク６３９を表示している。位置マーク６３９は、マーカ６３６と同様に円形などの形状で示す。図示例では、図９の左部に示しているように、位置マーク６３９が指標６３３に対して右側であるときには右足の底屈を示し、位置マーク６３９が指標６３３に対して左側であるときには右足の背屈を示す。また、左足の底屈および背屈は右足とは逆の関係になる。
【０１１４】
目標値を示す境界線６３７，６３８の位置は、足置台２１１，２１２の変位に伴う荷重の変化の望ましい範囲を挟むように設定される。したがって、使用者は、マーカ６３６が境界線６３７，６３８の間に位置するように意識して運動を行うことにより、平衡感覚を向上させることができる。なお、図示例では、足置台２１１，２１２の変位に伴う底屈の際に目標値が大きくなり、背屈の際に目標値が小さくなる場合を示している。
【０１１５】
上述の例では、目標値を境界線６３７，６３８によって示しているが、目標値の表示方法は適宜に選択することができる。たとえば、目標値を範囲で表すのではなく、１つの目標値のみを設定し、目標値を示す位置にマーカ６３６と同様の形状である円形のポイントを置いてもよい。この場合、マーカ６３６とポイントとは色あるいは大きさを異ならせて識別できるようにしておくことが望ましい。この場合、使用者は目標値を示すポイントの位置にマーカ６３６を近づけるように体重移動を行うように運動すればよい。
【０１１６】
上述の例では、底屈に対して目標値を大きくし、背屈に対して目標値を小さくしているが、逆に底屈に対して目標値を小さくし、背屈に対して目標値を大きくすれば、難易度の高い運動が可能になる。また、目標値を足置台２１１，２１２の変位に同期させて規則的に変化させるのではなく、不規則に目標値を変更すれば、より難易度が高まり、運動にゲーム性を付加することになる。
【０１１７】
さらに、図９においてバーグラフ６３の左側に並べて示しているように、足置台２１１，２１２の位置情報を各バーグラフ６３に対応付けて表示器５３２に表示すると、使用者に意識付けができ、運動効果が高まることが期待できる。
【０１１８】
ただし、図９に示す表示内容を表示器５３２に表示すると、画面内でバーグラフ６３の占有領域が狭くなる。この場合、足置台２１１，２１２の位置情報をバーグラフ６３の中に位置マーク６３９のみで示すようにしてもよい。すなわち、図の左部に示した足の位置の図形を表示器５３２には表示せず、表示器５３２の画面にバーグラフ６３のみを表示してもよい。また、図１０に示す例のように、目標値を示す境界線６３７，６３８を省略することもできる。
【０１１９】
上述のように、位置マーク６３９を用いて底屈および背屈の状態を分割線６３２とともにバーグラフ６３に示すことにより、使用者は足置台２１１，２１２の変位に追従して体重移動を行っているか否かを容易に確認することができる。
【０１２０】
上述の構成では、左右の足をそれぞれ載せる一対の足置台を設けるとともに、各足置台にそれぞれ荷重センサを設けた構成を採用している。ただし、両足を載せる１個の足置台を設け、足置台に作用する荷重を検出する荷重センサと、足置台の傾斜角度を検出する傾きセンサとを組み合わせて用いることにより、左右の足にそれぞれ作用する荷重を算出する構成を採用してもよい。
【符号の説明】
【０１２１】
３０ 駆動手段
３１ モータ（駆動源）
５３ 表示手段
５４ 目標設定手段
６１ バーグラフ
６２ バーグラフ
６３ バーグラフ
２１１ 足置台
２１２ 足置台
５１１ 力検出手段
５１２ 力検出手段
５２２ バランス評価手段
５２３ 報知手段
５２４ 履歴記憶手段
５２５ 比較手段
６１０ 基準線
６１１，６１２ バー
６２０ 基準線
６２１ バー
６３１ バー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右の足をそれぞれ載せる一対の足置台と、駆動源を備え前記各足置台を変位させる駆動手段と、前記各足置台に作用する力をそれぞれ検出する力検出手段と、前記力検出手段が検出した力から求められる力評価量を表示する表示手段とを備えることを特徴とする他動運動機器。
【請求項２】
前記力評価量は前記各足置台にそれぞれ作用する力であって、前記表示手段は前記力評価量をグラフにして表示することを特徴とする請求項１記載の他動運動機器。
【請求項３】
前記力評価量は前記両足置台に作用する力の総量に対する前記各足置台にそれぞれ作用する力の割合であって、前記表示手段は、前記力評価量をグラフにして表示することを特徴とする請求項１記載の他動運動機器。
【請求項４】
前記力評価量は前記各足置台にそれぞれ作用する力の差であって、前記表示手段は、前記力評価量をグラフにして表示することを特徴とする請求項１記載の他動運動機器。
【請求項５】
前記力評価量は前記両足置台に作用する力の総量に対する前記各足置台にそれぞれ作用する力の割合であって、前記表示手段は、前記総量を表す図形を前記力評価量に応じた割合で分割するグラフにして前記力評価量を表示することを特徴とする請求項１記載の他動運動機器。
【請求項６】
前記表示手段は、前記グラフとして左右方向のバーの長さで前記力評価量を表すバーグラフを用いることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の他動運動機器。
【請求項７】
前記表示手段は、前記力評価量について、左側の成分を左向きに表示し、右側の成分を右向きに表示することを特徴とする請求項６記載の他動運動機器。
【請求項８】
前記力検出手段により検出された左右の力の差が規定の範囲内か否かを報知する報知手段を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の他動運動機器。
【請求項９】
前記力検出手段により検出された左右の力の分布を評価するバランス評価手段を備え、前記バランス評価手段による評価結果を前記表示手段に表示することを特徴とする請求項１〜８記載の他動運動機器。
【請求項１０】
前記力検出手段により検出された力の履歴を記憶する履歴記憶手段を備え、前記表示手段は前記履歴記憶手段に記憶された履歴を表示することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の他動運動機器。
【請求項１１】
前記力検出手段により検出される力をあらかじめ設定した目標値と比較する比較手段を備え、前記表示手段は、前記比較手段による比較結果を表示する機能を備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の他動運動機器。
【請求項１２】
前記比較手段に与える前記目標値を設定する目標設定手段を備えることを特徴とする請求項１１記載の他動運動機器。
【請求項１３】
前記表示手段は、前記足置台の位置情報を表示することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の他動運動機器。
【請求項１】
左右の足をそれぞれ載せる一対の足置台と、駆動源を備え前記各足置台を変位させる駆動手段と、前記各足置台に作用する力をそれぞれ検出する力検出手段と、前記力検出手段が検出した力から求められる力評価量を表示する表示手段とを備えることを特徴とする他動運動機器。
【請求項２】
前記力評価量は前記各足置台にそれぞれ作用する力であって、前記表示手段は前記力評価量をグラフにして表示することを特徴とする請求項１記載の他動運動機器。
【請求項３】
前記力評価量は前記両足置台に作用する力の総量に対する前記各足置台にそれぞれ作用する力の割合であって、前記表示手段は、前記力評価量をグラフにして表示することを特徴とする請求項１記載の他動運動機器。
【請求項４】
前記力評価量は前記各足置台にそれぞれ作用する力の差であって、前記表示手段は、前記力評価量をグラフにして表示することを特徴とする請求項１記載の他動運動機器。
【請求項５】
前記力評価量は前記両足置台に作用する力の総量に対する前記各足置台にそれぞれ作用する力の割合であって、前記表示手段は、前記総量を表す図形を前記力評価量に応じた割合で分割するグラフにして前記力評価量を表示することを特徴とする請求項１記載の他動運動機器。
【請求項６】
前記表示手段は、前記グラフとして左右方向のバーの長さで前記力評価量を表すバーグラフを用いることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の他動運動機器。
【請求項７】
前記表示手段は、前記力評価量について、左側の成分を左向きに表示し、右側の成分を右向きに表示することを特徴とする請求項６記載の他動運動機器。
【請求項８】
前記力検出手段により検出された左右の力の差が規定の範囲内か否かを報知する報知手段を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の他動運動機器。
【請求項９】
前記力検出手段により検出された左右の力の分布を評価するバランス評価手段を備え、前記バランス評価手段による評価結果を前記表示手段に表示することを特徴とする請求項１〜８記載の他動運動機器。
【請求項１０】
前記力検出手段により検出された力の履歴を記憶する履歴記憶手段を備え、前記表示手段は前記履歴記憶手段に記憶された履歴を表示することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の他動運動機器。
【請求項１１】
前記力検出手段により検出される力をあらかじめ設定した目標値と比較する比較手段を備え、前記表示手段は、前記比較手段による比較結果を表示する機能を備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の他動運動機器。
【請求項１２】
前記比較手段に与える前記目標値を設定する目標設定手段を備えることを特徴とする請求項１１記載の他動運動機器。
【請求項１３】
前記表示手段は、前記足置台の位置情報を表示することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の他動運動機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−７５５８７（Ｐ２０１２−７５５８７Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２２４５４（Ｐ２０１０−２２２４５４）
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
[ Back to top ]