专利名称：锻炼装置的制作方法包括使用者坐于其上的座椅、并配置成向座椅提供周期运动以便向使用者提供与 座椅的周期运动相对应的运动的现有锻炼装置是公知的。专利文献1公开了第一现有锻炼 装置。该第一锻炼装置例如配置成提供类似骑马的锻炼负荷。另外，专利文献2还公开了 第二现有锻炼装置，该第二现有锻炼装置包括使用者的足部放置其上的踏板和使用者坐于 其上的座椅。在使用者将其足部放置在踏板上并坐在座椅上的状态下，座椅摆动。因此，该 锻炼装置允许使用者踩踏该踏板。以这样的方式，锻炼使用者的下肢。鉴于第二锻炼装置 能够向由于膝部疼痛而不能屈膝的使用者的下肢提供锻练，第二锻炼装置备受关注。另外，专利文献3还公开了第三现有锻炼装置，该第三现有锻炼装置由处于站立 姿势的使用者使用，并通过提供仿行走锻炼来为使用者的腿部提供锻炼。[专利文献1]日本专利申请公开No. 2001-286578[专利文献2]日本专利申请公开No.2005-58733[专利文献3]日本专利申请公开No.10-5513
本发明所要解决的问题第一、第二和第三现有锻炼装置彼此不同。因此，当使用者想要进行三种锻炼时， 使用者需要准备这三种现有锻炼装置。即，存在成本和安装空间的问题。实现本发明以解决上述问题。本发明的目的是提供“包括配置成提供彼此不同的 锻炼的多个种类的模块”并“能够选择模块”的锻炼装置。解决问题的手段为了解决上述问题，锻炼装置包括操作模块、踏板模块和座椅模块。操作模块具有 操作单元。踏板模块具有踏板。设置踏板用于分别支撑使用者的足部。踏板模块配置成使 踏板运动。座椅模块具有座椅和驱动单元。驱动单元配置成摆动使座椅摆动。踏板模块可 拆卸地附接至操作模块。座椅模块可拆卸地附接至操作模块。锻炼装置选择性地呈第一状 态、第二状态和第三状态。当锻炼装置呈第一状态时，操作模块配置成保持踏板模块。当锻 炼装置呈第二状态时，操作模块配置成保持座椅模块。当锻炼装置呈第三状态时，操作模块 配置成保持踏板模块和座椅模块。优选地，锻炼装置包括控制回路。控制回路配置成改变“附接至操作模块的踏板模 块”和“附接至操作模块的座椅模块”的模块操作。基于“附接至操作模块的踏板模块”和 /或“附接至操作模块的座椅模块”确定模块操作。可采用附接至操作模块的基板上的踏板模块和座椅模块以使踏板模块和座椅模3块能够相对于基板滑动。还可采用附接至操作模块的基板上的踏板模块和座椅模块以使踏 板模块和座椅模块嵌入式(drop-in)地安装在基板上。还可采用通过包括螺栓或磁体的固 定构件固定至操作模块的基板的踏板模块和座椅模块。本发明的有益效果当锻炼装置呈操作模块保持踏板模块的第一状态时，本发明中的锻炼装置配置成 提供第一锻炼。当锻炼装置呈操作模块保持座椅模块的第二状态时，本发明中的锻炼装置 配置成提供第二锻炼。当锻炼装置呈操作模块保持踏板模块和座椅模块的第三状态时，本 发明的锻炼装置配置成提供第三锻炼。本发明中的锻炼装置配置成有选择地提供第一锻 炼、第二锻炼和第三锻炼中的一个。因此，与单独准备分别具有上述功能的多个锻炼装置的 情况相比，可降低成本并减少安装空间。此外，可对使用者的需求变化作出反应。此外，在操作模块包括配置成根据附接至操作模块的模块来改变除操作模块以外 的模块的操作的控制回路的情况下，附接至操作模块的模块的操作自动变化。因此，锻炼装 置可根据模块而向使用者提供锻炼。踏板模块和座椅模块附接至操作模块的基板以使踏板模块和座椅模块能够相对 于基板滑动的构造，可将踏板模块和座椅模块容易地附接至操作模块。踏板模块和座椅模 块附接至操作模块的基板上以使踏板模块和座椅模块嵌入式地安装到基板上的构造，可将 踏板模块和座椅模块容易地附接至操作模块。与此相比，踏板模块和座椅模块通过包括螺 栓或磁体的固定构件固定到基板上的构造，可将踏板模块和座椅模块牢固地固定至操作模 块。因此，可防止踏板模块和座椅模块从操作模块移位。图1示出本发明的一个实施方式的外观的透视图。图2示出上述实施方式的分解侧视图。图3示出上述实施方式的踏板模块的透视图。图4示出上述实施方式的踏板模块的操作的说明图示。图5示出上述实施方式的踏板模块的局部侧视图。图6示出包括上述实施方式的座椅模块的驱动单元的局部分解透视图。图7示出上述实施方式的座椅模块的驱动单元的侧视图。图8A示出锻炼装置的侧视图。图8B示出锻炼装置的侧视图。图8C示出锻炼装置的侧视图。图9示出上述实施方式的框图。图10示出另一个实施方式的座椅模块的驱动单元的侧视图。图IlA示出该驱动单元的局部横截面视图。图IlB示出上述实施方式的驱动单元的输出轴的正视图。图12A和图12B示出表示由上述实施方式的驱动单元所运动的座椅的轨迹的差别 的平面图。图13A示出用于将踏板模块(座椅模块)附接至操作模块的结构的透视图。图13B示出用于将踏板模块(座椅模块)附接至操作模块的结构的透视图。图13C示出用于将踏板模块(座椅模块)附接至操作模块的结构的横截面图。图13D示出踏板模块(座椅模块)的俯视图。如图13D所示，踏板模块的一部分呈断裂显示。图14A示出用于将踏板模块图14B示出用于将踏板模块图14C示出用于将踏板模块参考数字的说明CM:操作模块LM 踏板模块SM 座椅模块2 座椅6 踏板

(座椅模块)附接至操作模块的结构的透视图。 (座椅模块)附接至操作模块的结构的透视图。 (座椅模块)附接至操作模块的结构的透视图。
5连杆59的第二端通过万向接头60与连接件54连接。当马达55通过蜗杆56和蜗轮57来转动偏心轴58时，连接件54 (其与偏心轴58 协作以用作为曲柄机构)提供绕基板50与连接件54之间的万向接头60摆动连接件54的 摆动运动。该摆动运动包括对应于导轨51的纵向方向的纵向分量。该纵向分量使每个滑 块52和每个踏板6沿着每个导轨51往复运动及滑动。另外，连接件的摆动运动还使连接件54与踏板6之间的联接部上下运动。根据连 接件54与踏板6之间的联接部的上下运动，踏板6绕旋转轴53摆动。偏心轴58通过连杆 59与连接件54连接，使得当踏板处于滑动运动的行程的中间时踏板6具有水平面。偏心轴 58通过连杆59与连接件54连接，使得当踏板处于滑动运动的行程的第一端时踏板6的后 端高于前端。偏心轴58通过连杆59与连接件54连接，使得当踏板处于滑动运动的行程的 第二端时踏板6的后端低于前端。因此，当踏板6沿着导轨2向前滑动时，踏板6的前端下降。当踏板6沿着导轨2 向后滑动时，踏板6的后端下降。另外，在图例所示实施方式中，左侧的导轨51与右侧的导轨51成α角。因此，当 滑块52和踏板6向前运动时，滑块52和踏板6还侧向地向外运动。但是，如从图3清楚地 看到，用作为踏板6的摆动中心的旋转轴53横过踏板6的纵向方向。另外，旋转轴53沿踏 板6的纵向方向位于踏板6的后半部。旋转轴53的轴向方向从与导轨51的纵向方向相垂 直的方向移位以使踏板6的前端(足趾侧)位于导轨51的内侧。踏板6的前端之间的距 离比踏板6的后端之间的距离宽。处于左侧的踏板6的纵向方向与处于右侧的踏板6的纵 向方向成β角。注意，该锻炼装置可采用平行的导轨51。这种情况下，踏板6前后运动，并沿前后 方向摆动。另外，与蜗杆56啮合的一个蜗轮57的偏心轴58的位置从与蜗杆56啮合的另一 个蜗轮57的偏心轴58的位置移位。因此，当右侧的踏板6向前运动时，左侧的踏板6向后 运动。当左侧的踏板6向前运动时，右侧的踏板6向后运动。即，使踏板运动成具有彼此相 反的相位。座椅模块SM包括主体11、座椅2、驱动单元3、镫形件7。主体11在竖直方向上呈 长型并成形为具有中空结构。座椅2安装在主体11的上端。驱动单元3结合在主体11的 上部内。驱动单元3配置成沿前后方向并且还沿侧向方向摆动座椅2。主体11与电致动器14相结合。电致动器配置成使支架13上下运动。支架13保 持驱动单元3。如图6和图7所示，驱动单元3包括活动框架30、马达31和齿轮34。活动 框架30成形为具有盒形。活动框架30与马达31和齿轮相结合。马达31产生通过齿轮34 传递的旋转运动。活动框架30通过连接件41和连接件42连接到活动板8。活动板8位于 活动框架30上面。定位在活动框架30的前端处的连接件42设置有通过轴421而轴向安 装至活动框架30的下端。连接件42设置有通过轴422而轴向安装至活动板8的上端。定 位在活动框架30的后部处的连接件41具有通过轴411而轴向安装至活动框架30的下端。 连接件41具有通过轴412而轴向安装至活动板8的上端。活动框架30在其前表面处设置有轴承300，并且还在其后表面处设置有轴承300。 轴承300连接至位于支架13上端的顶板131，使得轴承300能够绕图7所示的轴线A旋转。
由马达旋转的输出轴32包括位于活动框架300的外表面处的偏心部320。偏心部 320通过连接件35与支架13的顶板131连接。输出轴33还包括位于活动框架30的外表面处的偏心部330。偏心部330通过连 接杆36与连接件42连接。输出轴32的偏心部通过连接件35与支架13连接。因此，输出轴32的偏心部的 旋转运动向活动框架30提供往复运动以便能够绕轴线A旋转。输出轴33的偏心部330通过连接杆36和连接件42向活动板8提供偏心旋转运 动，从而使活动板8向前摆动。座椅2固定在根据输出轴32、33的旋转运动而前后摆动及左右摆动的活动板8 上。因此，随着活动板8运动，座椅2也前后摆动和左右摆动。确定输出轴32、33的转数， 使得在座椅沿前后方向摆动两个周期的同时，座椅沿侧向方向摆动一个周期。另外，座椅的 前后摆动的相位相对于座椅的侧向摆动的相位具有以下关系该关系使得当驱动单元3左 右倾斜时，活动板8和座椅2向前摆动。附接至主体11的镫形件7具有棒形，由此使用者能够将左脚和右脚放置在镫形件 7的左侧和右侧上。应当注意，图1所示的镫形件7设置于一不使用位置处，所述不使用位 置设置于当使用者坐在座椅2上时不妨碍将足部放置在踏板6上的位置处。因此，当使用 者想要使用镫形件7时，将镫形件7移动到上部方向。因此，镫形件7具有使用位置。独立地操作踏板模块LM是不可能的。当踏板模块LM连接至操作模块CM时，能够 操作踏板模块LM。类似地，独立地操作座椅模块SM是不可能的。当座椅模块SM连接至操 作模块CM时，能够操作座椅模块SM。即，踏板模块LM可拆卸地附接至操作模块CM的基板 10前侧的上表面。当踏板模块LM附接至基板10时，操作模块CM的控制回路C和电源与踏 板模块LM的马达55连接。另外，当踏板模块LM附接至操作模块CM上时，基板10上的第 一检测开关Sl向控制回路C发送信号。当踏板模块LM附接至基板10时所发送的信号表 示踏板模块LM附接至基板10的第一安装状态。座椅模块CM可拆卸地附接至基板10的上表面的后侧。当座椅模块SM附接至基 板10上时，座椅模块SM的电致动器14和马达31分别连接至操作模块CM的控制回路C和 电源。另外，当座椅模块SM附接至基板10时，设置在基板10上的第二检测开关S2向控制 回路C发送信号。当座椅模块SM附接至基板10时所发送的信号表示座椅模块SM附接至 基板10的第二安装状态。根据上述构造，本实施方式中的锻炼装置具有第一状态、第二状态和第三状态。仅 踏板模块LM附接至操作模块CM的状态限定为第一状态。仅座椅模块SM附接至操作模块 CM的状态限定为第二状态。座椅模块SM和踏板模块LM两者均附接至操作模块CM的状态 限定为第三状态。操作模块CM配置成当锻炼装置呈第一状态时向踏板模块LM提供第一 操作；当锻炼装置呈第二状态时向座椅模块SM提供第二操作；并且，当锻炼装置呈第三状 态时向座椅模块SM和踏板模块LM提供第三操作，其中，第一操作、第二操作和第三操作彼 此不同。当锻炼装置呈踏板模块LM和座椅模块SM两者均附接至操作模块CM的第三状态 时，控制回路C断开踏板模块LM的马达55，并允许座椅模块SM摆动座椅2。这种情况下，首先，使用者坐在座椅2上并将左脚和右脚分别放置在左踏板6和右踏板6上。接着，接通操作面板9的起动开关。因此，控制回路C起动驱动单元3以使座椅 2前后摆动和左右摆动。如上所述，随着座椅的向左或向右倾斜，座椅2向前倾斜。此时，使 用者对应于座椅倾斜的方向踩踏踏板6上的板66，使得使用者克服踏板6上弹簧67的弹簧 偏置而踩踏板66。与此相比，当锻炼装置呈仅座椅模块SM附接至操作模块CM的第二状态时，使用者 使用锻炼装置如下。使用者坐在座椅上并将足部放置在位于使用位置的镫形件7上。在该 状态下，使用者操作驱动单元3以使座椅2摆动。因此，向使用者提供类似骑马的锻炼。当 向使用者提供类似骑马的锻炼时，使用者的身体交替地向左摆动和向右摆动。根据使用者 身体的摆动，施加用于保持使用者平衡的使用者的反作用。在骑马锻炼中座椅摆动的适宜速度不同于当使用者将足部放置在踏板6上时座 椅摆动的适宜速度。因此，控制回路C配置成根据接通或断开第一检测开关Sl的开关状态 以及接通或断开第二检测开关S2的开关状态来改变座椅模块SM的马达31的转速。当锻 炼装置呈第二状态或第三状态时，使用者可握住手柄。因此，具有低平衡能力的使用者可安 全地使用该锻炼装置。接下来，对呈仅踏板模块LM附接至操作模块CM的第一状态的锻炼装置进行说明。 当锻炼装置呈第一状态时，使用者握住手柄40并将左脚和右脚分别放置在左侧和右侧的 踏板6上。接着，操作操作面板9的操作开关。因此，踏板驱动装置5使左侧的踏板6和右 侧的踏板6前后运动以及左右运动。踏板驱动装置5配置成使左侧的踏板6运动，左侧的 踏板6的相位与右侧的踏板6的相位相反。另外，随着踏板6向前运动，踏板驱动装置5转 动踏板6使得踏板6的前端向下运动。与此相比，随着踏板6向后运动，踏板驱动装置5转 动踏板6使得踏板6的后端向下运动。因此，随着踏板6的前后运动和左右运动，使用者位于踏板上的足部得以前后运 动和左右运动。另外，随着踏板6转动，使用者位于踏板上的足部接受跖屈运动和背屈运 动。由于由使用者的重量在踏板6上引起的负荷大于由弹簧67施加的弹簧偏置，因此踏板 6上的板66在这种状态下变为与踏板6成一体。与此相比，如上所述，座椅2的摆动运动包括沿侧向方向的一个摆动周期和沿前 后方向的两个摆动周期。另外，设定侧向摆动和前后摆动的相位，使得当驱动单元3向左倾 斜或向右倾斜时座椅向前摆动。通过相对于侧向方向将前后方向的相位移位90度来实现 这种相位设定。类似地，还通过使座椅2摆动以追循图12A所示俯视图中的8字形轨迹来 实现相位的设定。通过相对于侧向方向将前后方向的相位移位90度使得座椅2摆动以追 循图12A所示俯视图中的8字形轨迹来实现这种相位设定。类似地，通过相对于侧向方向 将前后方向的相位移位90度使得座椅2摆动以追循图12B所示俯视图中的V形轨迹来实 现这种相位设定。应当注意，图12A和图12B中纸张的下侧分别对应于座椅2的前侧。存在使用者使用具有仅带有座椅模块SM的操作模块CM的锻炼装置、而使用者将 足部放置在镫形件7上的情况。这种情况下，优选的是使座椅2摆动使得座椅2追循图12A 所示的轨迹。另外，存在使用者使用具有带有座椅模块SM和踏板模块LM的操作模块CM的 锻炼装置、而使用者将足部放置在踏板模块LM上的情况。这种情况下，优选的是使座椅2 摆动使得座椅2追循图12B所示的轨迹。因此，希望采用配置成根据由锻炼装置向使用者 提供的锻炼来改变座椅2的摆动轨迹的操作模块CM。
图10和图11示出用于调节摆动轨迹的上述变化的一个示例。如图10和图11所 示，驱动单元3包括输出轴33，该输出轴33形成有沿着输出轴33的弧形延伸的弧形槽335。 弧形槽335在其第一底端处以及第二底端处设置有螺纹孔336、336。螺钉331在穿过连接 杆36时有选择地螺纹连接至螺纹孔336中的任意一个内。螺钉331设置有旋钮。螺钉331 用作为偏心轴330。可通过将螺钉331螺纹连接至螺纹孔336中的任一个内来相对于侧向摆动将前后 摆动的相位移位90度。因此，可沿着介于8字形与V形之间的轨迹中的任一个来摆动座椅 2。在上述示例中，座椅2是通过单个马达35的旋转而沿前后方向和侧向方向摆动 的。因此，摆动的轨迹机械性地变化。但是，在沿侧向方向的摆动是由与用于使座椅2沿前 后方向摆动的马达不同的马达引起的情况下，可电动地调节上述相位。因此，可容易地改变 摆动轨迹的相位。即，可根据座椅模块SM和踏板模块LM附接至操作模块CM的状态，通过 控制回路C的输出来对座椅的摆动轨迹的变化作出反应。任何装置均可用作为用于将座椅模块SM和踏板模块LM附接至操作模块CM的机 械结构。例如，可采用图13A所示的处于左侧和右侧的滑轨100作为操作模块CM的基板 10。对应于滑轨100，可采用包括与滑轨100形成滑动接合的滑动构件101的座椅模块SM 和踏板模块LM。此外，取代滑动部件101，还可采用包括滚动圆盘102的座椅模块SM和踏 板模块LM，该滚动圆盘102具有与如图13B所示的滑轨100形成接合的外周。此外，如图 13C所示，还可采用包括与滑轨100形成滚动接触的滚动轮103的座椅模块SM和踏板模块 LM。在附接至操作模块CM的座椅模块SM和踏板模块LM的这些滑动类型中，优选采用成形 为具有齿条的滑轨100。另外，踏板模块LM和座椅模块SM优选具有与齿条104啮合的小 齿轮105，如图13D所示。以此构造，可容易地调节座椅模块SM和踏板模块LM的位置。图 13A中的参考数字106是用于将滑轨的端部开口封闭的端盖。当踏板模块LM和座椅模块 SM附接至滑轨100以及从滑轨100上拆卸时，移除端盖106。另外，在座椅模块SM或踏板 模块SM中的一个未附接至滑轨100的情况下，将假模块(未示出)附接至滑轨100。从而， 占满滑轨100的空间。另外，如图14所示，优选采用在其上表面形成有凹部107的基板10。对应于凹部 107，踏板模块LM和座椅模块SM在其下表面设置有配合至凹部107内的凸部108。凸部108 在其外周处设置有球状物110，球状物110被弹簧偏置而配合在位于凹部107的内表面处的 定位孔内。作为另一种修改，可采用具有孔111的基板10。对应于孔111，踏板模块LM和 座椅模块SM在其下表面设置有配合在孔111内的销112。作为再一种修改，可采用在其上 表面设置有凹槽113的基板。对应于凹槽113，踏板模块LM和座椅模块SM在其下表面设置 有脊部。因此，座椅模块SM和踏板模块LM嵌入式地安装在基板10上。不用说，可通过螺栓将踏板模块LM和座椅模块SM固定至操作模块CM。还可通过 磁体将踏板模块LM和座椅模块SM磁性地固定至操作模块CM。此外，可使用诸如螺栓和磁 体这样的固定构件，以便将嵌入式地安装在操作模块CM上的踏板模块LM和座椅模块SM固 定至操作模块CM。


具备具有操作单元的操作模块CM；具有用于分别支承使用者的足部的踏板6的踏板模块LM，踏板模块LM配置成使踏板运动；以及座椅模块SM，该座椅模块SM包括给使用者坐的座椅2和配置成摆动该座椅的驱动单元3。相对于操作模块，踏板模块和座椅模块可拆卸。能够在操作模块安装了踏板模块的状态、操作模块安装了座椅模块的状态、以及操作模块安装了踏板模块和座椅模块的状态中进行选择。