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公開番号2024175901
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-19
出願番号2023093989
出願日2023-06-07
発明の名称トレーニング装置
出願人学校法人中央大学
代理人個人
主分類A63B 22/16 20060101AFI20241212BHJP(スポーツ;ゲーム;娯楽)
要約【課題】微小重力環境下であっても抗重力筋の維持を可能とするトレーニング装置を提供する。
【解決手段】抗重力筋を鍛えるためのトレーニング装置であって、地上において重力とバランスが取れた姿勢から前記バランスを崩すように負荷を与える負荷付与手段と、前記負荷付与手段が与えた負荷により崩れた姿勢を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された崩れた姿勢に基づいて負荷付与手段が与える負荷を算出する負荷算出手段とを備えた構成とした。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
抗重力筋を鍛えるためのトレーニング装置であって、
地上において重力とバランスが取れた姿勢から前記バランスを崩すように負荷を与える負荷付与手段と、
前記負荷付与手段が与えた負荷により崩れた姿勢を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された崩れた姿勢に基づいて負荷付与手段が与える負荷を算出する負荷算出手段と、
を備えたトレーニング装置。
続きを表示（約 280 文字）【請求項２】
前記負荷算出手段は、前記検出手段により検出された崩れた姿勢が大きくなるにしたがって負荷を大きく算出することを特徴とする請求項１に記載のトレーニング装置。
【請求項３】
前記負荷付与手段は、体の前後方向に負荷を付与することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のトレーニング装置。
【請求項４】
前記負荷算出手段は、地上において重力とバランスが取れた姿勢から前記バランスを崩したときに曲がる関節に重力が作用したときのトルクが与えられるように負荷を算出することを特徴とする請求項１又は請求項３に記載のトレーニング装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、トレーニング装置に関し、特に、抗重力筋のトレーニングに好適なトレーニング装置に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、国際宇宙ステーション等の有人拠点による宇宙空間への長期滞在が実現されている。宇宙空間における長期滞在は、重力環境の変化により、人の筋力を大きく低下させることが知られている。
そこで現在、地球に帰還後には、有人拠点でも筋力低下の対策として、従来からあるトレーニング装置を用いてトレーニングを行っているものの、地球に帰還後の重力環境の変化に伴う筋力低下の対策に有効な機器はなく、一般的な筋力トレーニング機器しかない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
実用新案登録第３１６５９３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、筋力の中でも抗重力筋と呼ばれる地上での姿勢制御をつかさどる筋力の低下が著しく、この抗重力筋の筋力が低下すると、宇宙空間における有人拠点から地球への帰還後や、他惑星への探査時に宇宙飛行士は立つことができなくなり、生活や探査に支障をきたす虞がある。
例えば、単に抗重力筋に強い負荷をかけるトレーニングを行った場合、速筋繊維が発達してしまう。また、強い負荷をかけるトレーニングは、地上における抗重力筋の働きと異なるため重力再適応時の抗重力筋の働きに懸念が残る。
また、抗重力筋を鍛えるものとして、例えば、特許文献１に開示される装置が提案されているものの、重力下での使用が前提とされるものであり、宇宙空間のような無重力、或いは、微小重力空間等ではトレーニングすることができない。
【０００５】
そこで、本発明では、そこで他惑星探査も含めた宇宙空間での長期滞在への応用をめざし、微小重力環境下であっても抗重力筋の維持を可能とするトレーニング装置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】
【０００６】
上記課題を解決するためのトレーニング装置の構成として、抗重力筋を鍛えるためのトレーニング装置であって、地上において重力とバランスが取れた姿勢から前記バランスを崩すように負荷を与える負荷付与手段と、前記負荷付与手段が与えた負荷により崩れた姿勢を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された崩れた姿勢に基づいて負荷付与手段が与える負荷を制御する負荷算出手段と、を備えた構成とした。
本構成によれば、微小重力環境下であっても抗重力筋を維持することができ、自らの姿勢が崩れた時に、より姿勢が乱れるため正しい姿勢を意識しつつ、重力環境下と近い感覚でバランスが取れた姿勢を維持するための筋力をトレーニングできる。
また、前記負荷算出手段は、前記検出手段により検出された崩れた姿勢が大きくなるにしたがって負荷を大きくすることにより、重力を模した負荷を付与することができる。
また、前記負荷付与手段は、体の前後方向に負荷を付与することにより、バランスよく抗重力筋をトレーニングすることができる。
また、前記負荷付与手段は、地上において重力とバランスが取れた姿勢から前記バランスを崩したときに曲がる関節に重力が作用したときのトルクが与えられるように負荷を付与することにより、抗重力筋に対してより地上に近い環境のトレーニングをすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
抗重力筋として作用する筋肉を示す図である。
立位の姿勢を維持するための人の無意識の動作を示す図である。
立位の姿勢（ＮＰ）からずれた際に姿勢を維持する動作を示すモデル図である。
トレーニング装置の一実施形態を示す平面図である。
トレーニング装置の動作を示す図である。
制御装置の負荷算出手段による処理を示すブロック線図である。
利用者の姿勢と付与する負荷との関係を示す概念図である。
前傾時、後傾時の主導筋として働く抗重力筋を示す図である。
評価試験における実験動作を示す図である。
評価試験における比較動作を示す図である。
評価試験における実験結果を示す図である。
評価試験における実験結果を示す図である。
評価試験における実験結果を示す図である。
評価試験における実験結果を示す図である。
【０００８】
以下、発明の実施形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明される特徴の組み合わせのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らず、選択的に採用される構成を含むものである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本実施形態に係るトレーニング装置について説明する。本実施形態に係るトレーニング装置は、抗重力筋のトレーニングに好適な装置として構成されている。
抗重力筋とは、地球の重力に対して立位や座位などの姿勢を保持するために働く筋肉のことであり、運動等のように積極的に体を動かしているときに働くものではなく、無意識に姿勢を保持している際に働く筋肉である。
【００１０】
図１は、抗重力筋として作用する筋肉を示す図である。
図１に示すように、抗重力筋は、脊柱起立筋や腹直筋、大殿筋、下腿四頭筋といった筋肉を指し、下腿・大腿・腹部・胸部・首の各部の前後に配置される筋肉が互いに伸縮しながらバランスを取っている。
地上では、これらの抗重力筋が重力と釣り合うことで立位や座位等の姿勢を維持している。
（【００１１】以降は省略されています）

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