CA2086018A1 - Exercise support device for spinal cord - Google Patents
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Abstract
2086018 9200053 PCTABS00110 Le support d'exercice selon l'invention comprend un tube rigide (1) creux recouvert d'une couche périphérique de mousse peau (2). Un sous-ensemble vibrant (3) est logé à l'intérieur du tube en position centrale, une source d'énergie électrique (9) est logée à la première extrémité (10) du tube, des moyens de commande d'alimentation (15) sont logés à la seconde extrémité (16) du tube. Le support d'exercice peut constituer un élément d'appui dorsal axial pour un utilisateur, et permet la relaxation, l'entretien ou la rééducation de la colonne vertébrale.2086018 9200053 PCTABS00110 The exercise support according to the invention comprises a rigid rigid tube (1) covered with a peripheral layer of skin foam (2). A vibrating sub-assembly (3) is housed inside the tube in the central position, a source of electrical energy (9) is housed at the first end (10) of the tube, power control means (15 ) are housed at the second end (16) of the tube. The exercise support can constitute an axial dorsal support element for a user, and allows relaxation, maintenance or rehabilitation of the spine.
Description
20~601~
SUPPORT D'EXERCICE POUR COLONNE VERTEBRALE
La présente invention concerne un appareil destlné ~ être utilisé en particulier pour la relaxatlon, l'entretien ou la rééducation de la colonne Yertébr~le.
Pour réaliser ces fonctions, on connait déjà de6 tables vibrantes permettant une mi6e en posture de déclive. ~'utilisateur est en appui dorsal r.ur la surface plane de la table, et est sollicité par les vibrations de la table. Cn constste toutefois qu'un tel dis~ositif ne procure qu'un effet médiocre d'étirement et de réduct on des courbures tu dos.
On conna~t également un grand nombre de dispositifs destinés à
constituer un appui dorsal de rééducation ou de relaxation du dos. Par exemple, le document US-A-2 343 204 décrit un support présentant un profil longitudinsl convexe et un profil transversal concave, de6tiné à
supporter une colonne vertébrale sur toute sa longueur. Le do6 de l'utilisateur repose 6ur le support par les deux zones latérales de la colonne, psr su$te du profil transversal concave du support. Dans le document ~S-A-4 350 152, le support présente également un profil longitudinal convexe, et présente un profil transversal linéaire. Le tos te l'utilisateur repose également sur le support par le6 deux zone6 latérules te pnrt et d'autre de la colonne. Ainsi, les dispositifs connus enseignent de supporter le dos par les zones latérale6 du dos, de part et d'autre de la colonne.
Le problème proposé par la présente lnvention e6t d'augmenter sensiblement l'effet obtenu, grace à la mise en application des deux considérations suivantes :
- on considère qu'une colonne vertébrale, reposant sur une surface plane, repose principalement par les zones musculaires situées de part et d'autre de la colonne ; il en résulte que les dispositifs connus n'ont pas une action directe sur la colonne vertébrale elle-meme, ce qui efit ~raisemblablement une cause du manque d'efficacité de ces disposi-tifs connus ; on doit donc conce~oir des moyens constituant un appui plus direct sur les épineuses torsales, tandis que l'appui sur les zones musculaires latérales du dos toit être réduit ou évité ; il toit donc ainsi être possible de placer l'ensemble de l'axe vertébral en une position horizontale, en appui étalonné sur la zone des épineuses postérieure6 vertébrales. En outre, cela doit permettre, lors des . . ' . . . : , .
WO 92/00053 PCIJFX91/OO~;n4 20 ~ 601 ~
EXERCISE SUPPORT FOR SPINE
The present invention relates to a device intended ~ be used in particular for relaxatlon, maintenance or rehabilitation of the column Yertébr ~ le.
To realize these functions, we already know of 6 tables vibrating allowing a mi6e in posture of slope. ~ 'user is in back support on the flat surface of the table, and is stressed by the vibrations of the table. It is, however, evident that such a device provides only a mediocre effect of stretching and reducing bends you back.
We also know a large number of devices intended for constitute a back support for rehabilitation or relaxation of the back. By example, document US-A-2,343,204 describes a support having a convex longitudinal profile and a concave transverse profile, designed to support a spine along its entire length. The do6 of the user rests on the support by the two lateral zones of the column, psr su $ te of the concave transverse profile of the support. In the document ~ SA-4 350 152, the support also has a profile longitudinal convex, and has a linear transverse profile. The tos te the user also rests on the support by le6 two zone6 laterules te pnrt and other of the column. So the devices known teach to support the back by the lateral areas6 of the back, on either side of the column.
The problem proposed by the present invention is to increase significantly the effect obtained, thanks to the application of the two following considerations:
- we consider that a spine, resting on a surface flat, mainly rests on the muscle areas on the other side of the column; it follows that the known devices do not have a direct action on the spine itself, which was probably a cause of the ineffectiveness of these provisions.
known tifs; we must therefore conce ~ oir means constituting a support more direct on the spinal thorns, while the support on the areas lateral roof back muscles be reduced or avoided; so he is roofing thus be possible to place the entire vertebral axis in one horizontal position, calibrated support on the thorny area posterior6 vertebral. In addition, this should allow, during . . '' . . . :, .
WO 92/00053 PCIJFX91 / OO ~; n4
2 ~ 2 mouvements de ventilation effectués par la csge thor~clque, de recher-cher l'ampliation des arcs costaux.
- Lorsque le dos se trouve en appui sur une surface plane telle qu'une table vibrante connue, celui-ci se trouve à l'état de repos, et subit de 5 manlère passive les vibrAtions de la table. On suppose que cett~
passlvlté est la deuxième cause de la médlocrité des effet6 obtenus par les dispositifs connus. Pour éviter ces inconvénlents, l'invention vise à concevoir un appareil qui oblige l'utilisateur à rechercher un équilibre postural, de façon à stimuler les éléments arthro-neuro-10 musculaires. On favorise alnsl, par système réflexe, le6 sollicitatlon~et mises en jeu actives de toutes les structures articulaires et périartlculaires dépendantes de l'axe vertébral.
Pour atteindre ces objets ainsi que d'autres, le support d'exercice pour colonne vertebrale selon la présente invention comprend 15 un corps muni d'une portion de surface extérieure allongée destinée à
former une surface supérieure d'appu~ orientée vers le haut et sur laquelle la colonne vertébrale d'un utilisateur peut s'aligner et reposer. Selon 1'inventlon:
- l&dite surfsce supérieure t'appui est généralement cylindrique, à
20 profil longitudinal sensiblement linéaire, - - ladite surface supérieure d'appui présente un profil transversal convexe dont le rayon de courbure au voisinage de la génératrice sommitale est compris entre 3 et 12 centimètres environ.
De cette façon, l'utilisateur peut reposer en long sur le corps 25 cylindrique par sa colonne vertébrale, et les épineuses dor6ales postérieures sont slors en appui ~ur la surface supérieure du corps cyllndrique; la courbure du profil transversal convexe de ladite surface supérieure permet de libérer totalement les zones lAtérales musculaires du dos de l'utilisateur. L'axe vertébral se trouve ainsi en 30 appui étalonné sur la zone des épineuses postérieures vertébrales, c'est-à-dire aligné sur le grand axe du cylindre, en recherche de stabilité. L'effet relaxant obtenu est très important. On constate un effet antalgique immédist tes algies cervicales, dorsales, lombaires, par effet de "desserrage vertébral". En favorisant les mouvements des 35 arcs costaux, puisqu'ils ne sont pa:~ maintenus par le corps cylindrique, on améliore les effets musclants des muscles de l'ensemble du tronc et en particulier des sbdominaux, en 8tatique, tynamiqlle et en position . ~ ' . ' ,, ~
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W ~ 92/00053 PCT/FR91/00504 2 ~ 2 ventilation movements performed by the csge thor ~ clque, research expensive the amplification of the costal arches.
- When the back is resting on a flat surface such as a known vibrating table, this one is in the state of rest, and undergoes 5 passive handling of table vibrations. We assume that this ~
passlvlté is the second cause of the mediocrity of effects6 obtained by known devices. To avoid these drawbacks, the invention aims to design a device that forces the user to search for a postural balance, so as to stimulate the arthro-neuro elements 10 muscles. We favor alnsl, by reflex system, le6 sollicitatlon ~ and active play of all the articular structures and periarticles dependent on the vertebral axis.
To reach these and other objects, the support exercise for spine according to the present invention comprises 15 a body provided with an elongated outer surface portion intended to form an upper surface of support ~ oriented upwards and on which a user's spine can align and rest. According to the invention:
- the so-called upper surface is generally cylindrical, at 20 substantially linear longitudinal profile, - - Said upper bearing surface has a transverse profile convex with a radius of curvature near the generator summit is between 3 and 12 centimeters approximately.
In this way, the user can lie lengthwise on the body 25 cylindrical by its spine, and the thorny dor6ales posterior slors are supported on the upper surface of the body cyllndrique; the curvature of the convex transverse profile of said upper surface allows total liberation of the lAral areas of the user's back. The vertebral axis is thus in 30 calibrated support on the posterior vertebral thorny area, that is to say aligned with the long axis of the cylinder, looking for stability. The relaxing effect obtained is very important. There is a immediate analgesic effect your neck, back, lumbar pain, by "vertebral loosening" effect. By promoting the movements of 35 cost arches, since they are not pa: ~ maintained by the cylindrical body, we improve the muscular effects of the muscles of the whole trunk and in particular of the weeklies, in 8tatic, dynamic and in position . ~ '. ',, ~
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W ~ 92/00053 PCT / FR91 / 00504
3 2~8~8 courte. On améllore également le sens de l'équilibre au nlveau des couples proprloceptifs musculaires, tout en renforçant le tonus muscu-laire.
On peut avantageusement utili~er un tel corps généralement cylindrlque dont la longueur est supér~eure à la longueur de colonne ~ertébrale d'homme adulte. Ainsi, l'ensemble de l'axe vertébral peut reposer sur le disposltif.
De préférence, la surface supérieure du corps généralement cylindrique est iormée d'une cDuche de matière éla~tiquement déiormable ~urmontant une ba~e rigide. L'élasticité de la matière est cholsie de manière que les épineuses porteuses d'une colonne vertébrale, reposant sur le support d'exercice, s'enfoncent dans la matière élastique selon une profondeur comprise entre 3 et 7 millimètres environ. Celfl permet de répartir les efforts mécaniques de support de l'utilisateur sur une surface torsale suffisante, en limitant toutefois les zones d'appu~ aux seules zones immédiatement voisines des épineuses dorsales. Un tel effet peut être obtenu par exemple en utilisant une mousse peau en polyuré-thanne, polyéthylène ou éthyle vinyle acétate, modifiée ou non, réticulée ou non, avec mémoire élastique ou non, d'épaisseur comprise entre 5 et 50 millimètres environ, et de densité appropriée pour obtenir le6 qualités de rési6tance mécanique et t'élasticité requises, par exemple comprise entre 5 et l00 kilogrammes par mètre cube environ~
~ a base rigide, surmontée par la couche de matière élastique-ment déformable, doit présenter une rigidité suffisante pour que le6 extrémitég du support restent plaquées sur le 801 plan lorsqu'un util$sateur est en appui selon tout son poids dans la partie centrale.
On peut avantageusement utiliser un corps cyllndrique compre-nant une âme rigide cylindrique de révolution dont toute la surface extérieure est recouverte d'une couche superficielle de ladite matière élastiquement téiormable.
En alternative, on peut prévoir de réaliser un corps générale-ment cylindrique plein en un matériau relativement déformable, par exemple en polyéthylène ou en polypropylène, ou tout autre matériau permettant l'enfoncement approprié des épineuses dorsales porteuses dans le dispositif.
Selon un mode de réalisation a~antageux, le support d'exercice selon l'invention comprend en outre des éléments vibrants internes pour ' ~ , .
W 0 92/00053 pcT/FR9l/oo~n4 ~6~1~ 4 solliciter le corps cylindrique en vlbration. Par exemple, on peut concevoir un tel 6upport comprenant un tube cyllndrique en aluminlum dont le di~mètre est compris entre 60 et 160 milllmètres, et conten~nt, dsn~ sa partie centrale, un sous-ensemble vlbrant solidalre de la paroi intérieure du tube. Des moyens de commande et d'alimentation permettent de régler la fréquence de vibration, 60n amplitude, et permettent éventuellement de déterminer des cycles vibratoires comportsnt des périodes de repos et des périodes de fonctionnement.
De manière étonnante et inattendue, des résultats thérapeuti-ques particulièrement favorables ont été obtenus en utilisant, dans lesupport d'exercice selon l'invention, des éléments vibrants lnternes procurant un mouvement vibratoire particulier comportant une première composante de vibration linéaire unidirectionnelle et une ~econde composante de vibration rotative axiale, la première composante de vibratlon linéalre étant orientée 6elon un plan radial du support d'exerclce, la ~econde compogante rotative 6e développant autour de l'axe longitudinal du support ; on utilise alors le support selon une orientstion telle que la composante vibratoire linéaire unidirection-nelle est sensiblement perpendiculalre au plan général moyen du dos de l'utilisateur.
D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressort$ront de la description suivante de modes de réalisa-tion particuliers, faite en rel~tion avec les figures jointes, parmi legquelles :
- la figure 1 est une coupe longitudinale d'un support d'exercice selon un mode de réalisation de la présente invention ;
- la figure 2 est une coupe transversale illustrant les positions relatives du dos et du support d'exercice, en appui dorsal selon l'axe longitudinal du support d'exercice ;
- la figure 3 représente en perspective un élément d'appui utilisable pour maintenir le support d'exercice ;
- 1~ figure 4 est une w e en perspective d'un support d'exercice maintenu dans deux éléments d'appui ;
- la figure 5 représente un sutre mode d'utilisation des éléments d'appui avec un support d'exercice ;
- les figures 6 à 8 illustrent trois postures d'utilisation du support d'exercice en appui dorsal ;
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: ', W O 92/~0053 PCT/FR9t/00504 ~ 3 - 1~ fi8~re 9 i~lustre une a~tre po~t~re d'ut~li6atlon du ~upport d'èxercice ;
- la figure 10 lllustre une utili6ation du support d'exerclce pour une actlon sur la plante des pieds ;
- la figure 11 illustre une autre possibilité d'utilisation du support d'exerclce, en équillbre sur les pied~ ;
- la figure 12 illustre une autre utilisation du support d'exercice, en appui transversal sur le do~ et en roulage ;
- la flgure 13 est une coupe longitudinale d'un ~upport d'exerclce selon un mode de réalisation préféré de l'invention ;
- la figure 14 est une coupe transversale du support d'exercice de la figure 13, selon le plan A-A ;
- la figure 15 illustre, en coupe longitudinale, la structure interne d'un actionneur rotatif constituant l'élément moteur dsns un élément vibrant selon un ~ode de réalisation préiéré de l'invention ;
- la figure 16 illustre en perspective la structure d'un élément vibrant selon un mode de réalisstion préféré de l'invention ; et - la figure 17 illustre le schéma électrique de principe d'un support t'exercice selon l'invention comportant un élément vibrant sctionné
électr~quement.
- Dsns les modes de réslisstion représentés sur les figures, le support d'exercice selon l'invention comprend une âme rigide cylindrique en forme de tube 1, à section sensiblement circulaire, de diamètre svsntàgeusement compris entre 60 et 160 millimètres, et de longueur comprise entre 80 et 120 c~ntimètres. Le tube 1 comporte une surfsce extérieure surmoulée d'une couche superficielle extérieure 2 continue en mous6e peau, d'épaisseur compri~e entre 5 et 50 millimètres, et de densité compri6e entre 5 et 100 kilogrammes psr mètre cube.
Dans le mode de réalication de la figure 1, à l'intérieur du tube 1, dans la zone centrale, est logé un sous-ensemble vibrant 3. Le sous-ensemble vibrant 3 représenté comprend un moteur électrique 4 à
courant continu, partiellement noyé dans un bloc de csoutchouc haute densité S dont la suriace périphérique porte contre la face interne 6 du tube 1. l'arbre moteur 7 sort à l'extérieur du bloc de caoutchouc haute densité 5, et entraine en rotation au moins une masselotte excentrée 8.
La vitesse de rota~ion de l& masselotte excentrée est avantageusement comprise entre S0 et ôO tours par seconde.
W O 92/000~3 PCT/FR91/00504 2~iui~ 6 Le moteur a courant continu 4 est alimenté par une source d'éner~ie électrique 9, psr exemple comprenant un accumulateur rechar-geable malntenu à l'une des extrémités 10 du tube. Dans le mode de réalisation représenté, l'accumulateur rechargeable est partiellement noyé dans un bloc de caoutchouc haute den6ité 11 fenmant l'extrémlté 10 du tube, à l'intérieur dudit tube. Un char~eur extérieur 12, muni de moyens de connexion 13, peut être connecté dans un connecteur approprié
14 relié électrlquement à l'accumulateur rechargeable, pour recharger à
volonté ledit accu~ulateur.
Un dispositif de commande d'alimentation moteur 15 est disposé
à la seconde extrémité 16 du tube l, par exemple maintenu dans un bloc de caoutchouc haute densité 17 fermant la seconde extrémité 16 du tube 1. Le dispositif de commande d'alimentation moteur 15 comprend une carte électronique lô et divers organes d'afiichage et de commande tels que des commutateurs, pour moduler l'énergie électrique provenant de l'accumulsteur rechargeable et envoyée sur le moteur à courant continu 3 2 ~ 8 ~ 8 short. We also improve the sense of balance at the level of muscle proprloceptive couples, while strengthening the muscular tone laire.
We can advantageously utili ~ er such a body generally cylindrlque whose length is greater than the column length ~ vertebral body of adult man. So the whole spinal axis can rest on the device.
Preferably, the upper surface of the body generally cylindrical is iormée of a cDuche of ela ~ tically deiormable material ~ urmontant a ba ~ e rigid. The elasticity of the material is so that the thorns carrying a spine, resting on the exercise stand, sink into the elastic material according to a depth of between 3 and 7 millimeters approximately. Celfl allows you to distribute the mechanical support forces of the user over a sufficient torsional surface, however limiting the support zones to only areas immediately adjacent to the dorsal spines. Such an effect can be obtained for example using a polyurethane skin foam thanne, polyethylene or ethyl vinyl acetate, modified or not, crosslinked or not, with elastic memory or not, of thickness included between 5 and 50 millimeters approximately, and of appropriate density to obtain the 6 qualities of mechanical resistance and elasticity required, by example between 5 and l00 kilograms per cubic meter approximately ~
~ a rigid base, surmounted by the layer of elastic material-deformable, must have sufficient rigidity so that the 6 end of the support remain flat on the 801 plane when a user is in support according to all its weight in the central part.
It is advantageous to use a compressed cylindrical body.
nant a rigid cylindrical core of revolution whose entire surface outer is covered with a surface layer of said material elastically weatherable.
As an alternative, provision can be made for a general body solid cylindrical in a relatively deformable material, for for example polyethylene or polypropylene, or any other material allowing the appropriate insertion of the load-bearing backbones into the device.
According to an embodiment a ~ stormy, the exercise support according to the invention further comprises internal vibrating elements for '~,.
W 0 92/00053 pcT / FR9l / oo ~ n4 ~ 6 ~ 1 ~ 4 stress the cylindrical body in vibration. For example, we can design such a support including a cylindrical aluminum tube whose diameter is between 60 and 160 milllmeters, and contains, dsn ~ its central part, a vlbrant sub-assembly integral with the wall inside the tube. Control and supply means allow set the vibration frequency, 60n amplitude, and allow possibly to determine vibratory cycles including rest periods and periods of operation.
Surprisingly and unexpectedly, therapeutic results that particularly favorable have been obtained by using, in the exercise stand according to the invention, internal vibrating elements providing a particular vibratory movement comprising a first unidirectional linear vibration component and one ~ second component of axial rotary vibration, the first component of linear vibratlon being oriented 6 along a radial plane of the support of exerclce, the ~ econde rotogog6e 6th developing around the longitudinal axis of the support; we then use the support according to a orientation such as the linear unidirectional vibratory component-is substantially perpendicular to the general mean plane of the back of the user.
Other objects, features and advantages of this invention will emerge from the following description of embodiments tion particular, made in rel ~ tion with the attached figures, among legends:
- Figure 1 is a longitudinal section of an exercise support according to an embodiment of the present invention;
- Figure 2 is a cross section illustrating the positions relative back and exercise support, back support along the axis longitudinal of the exercise support;
- Figure 3 shows in perspective a usable support element to maintain exercise support;
- 1 ~ Figure 4 is a we in perspective of an exercise support held in two supporting elements;
- Figure 5 shows another mode of use of the elements support with exercise support;
- Figures 6 to 8 illustrate three postures for using the support back support exercise;
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: ', WO 92 / ~ 0053 PCT / FR9t / 00504 ~ 3 - 1 ~ fi8 ~ re 9 i ~ luster one to be po ~ t ~ re of ut ~ li6atlon du ~ upport exercise;
- Figure 10 illustrates a use of the exercise support for a actlon on the soles of the feet;
- Figure 11 illustrates another possibility of using the support to exercise, in equilibrium on the feet ~;
- Figure 12 illustrates another use of the exercise support, transverse support on the do ~ and in rolling;
- The flgure 13 is a longitudinal section of a ~ upport exerclce according a preferred embodiment of the invention;
- Figure 14 is a cross section of the exercise support of the Figure 13, according to plan AA;
- Figure 15 illustrates, in longitudinal section, the internal structure of a rotary actuator constituting the motor element in an element vibrating according to a ~ embodiment of the invention;
- Figure 16 illustrates in perspective the structure of a vibrating element according to a preferred embodiment of the invention; and - Figure 17 illustrates the electrical diagram of the principle of a support the exercise according to the invention comprising a vibrating element selected electr ~ cally.
- In the modes of resolution shown in the figures, the exercise support according to the invention comprises a rigid cylindrical core in the form of a tube 1, of substantially circular cross section, of diameter please between 60 and 160 millimeters, and in length between 80 and 120 c ~ ntimeters. Tube 1 has a surface outer overmolded with an outer surface layer 2 continues in soft skin, of thickness compri ~ e between 5 and 50 millimeters, and density between 5 and 100 kilograms per cubic meter.
In the embodiment of FIG. 1, inside the tube 1, in the central zone, is housed a vibrating sub-assembly 3. The vibrating sub-assembly 3 shown comprises an electric motor 4 to direct current, partially embedded in a block of high rubber density S whose peripheral surface bears against the internal face 6 of the tube 1. the motor shaft 7 comes out outside the high rubber block density 5, and causes at least one eccentric counterweight 8 to rotate.
The rota ~ ion speed of the eccentric counterweight is advantageously between S0 and ôO revolutions per second.
WO 92/000 ~ 3 PCT / FR91 / 00504 2 ~ yes ~ 6 The DC motor 4 is powered by a source to ener ~ ie electric 9, psr example comprising an accumulator rechar-geable malntenu at one end 10 of the tube. In the mode of shown embodiment, the rechargeable battery is partially embedded in a high denier rubber block 11 closing the end 10 of the tube, inside said tube. An external charger 12, provided with connection means 13, can be connected in a suitable connector 14 electrically connected to the rechargeable battery, for recharging at will said accu ~ ulator.
An engine power control device 15 is disposed at the second end 16 of the tube l, for example held in a block high density rubber 17 closing the second end 16 of the tube 1. The engine power control device 15 comprises a card electronic lô and various display and control devices such as switches, to modulate the electrical energy coming from the rechargeable accumulator and sent to the DC motor
4. Ainsi, le disposltif de commande 15 comprend de~ moyens commutateurs pour trsnsmettre l'énergie électrique depuis l'accumNlateur rechargeable jusqu'au moteur a courant continu 4, ou pour interrompre cette transmission d'énergie, provoquant la rotation ou l'arrêt tu moteur. Le tispositif de commande 15 comprend avantageusement des moyen~ de temporlsation pour produlre des cycles de fonctionnement comportant des périodes alternées de rotation et d'arrêt du moteur. Par exemple, on peut svantageusement définir les cycles suivants :
25 - cycle numéro l : pause l minute - vibration 30 secondes - pause l -minute - vibration l minute - pause 30 secondes - vibrations l minute -arrêt.
- cycle numéro 2 : pause 30 secondes - ~ibration 1 minute - pause 30 secondes - vibration 1,5 minutes - pause 30 secondes - vibration 2 30 minutes - arrêt. ~ -- cycle numéro 3 : pause l minute - vibration 4 minutes - arrêt.
Le dispositif de commande 15 peut avantageusement comprendre des moyens de réglage de la tengion d'slimentation du moteur électrique à coursnt con~inu 4, pour régler la vitegse de rotation du moteur et de la masselotte 8 entre au moins une première vitesse selon laquelle l'ensemble du tube l et des éléments qu'~l contient vibrent en demi-onde, les deux extrémités lO et 16 étant des noeuds de vibration, le - .
:' ' ~,' ' ~ , '' :
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.,: ~ ' : ., centre du tube 1 étant un ventre de vibration, et ~ne seconde vltesse dans laquelle l'ensemble du tube et des éléments qu'il contient vibrent en onde entière, les deux extrémités 10 et 16 et le centre du tube étant trois ventres de vibration L'énergie électrique fournie par l'accumulateur rechargeable est transmise au dispositlf de commande 15 par une première ligne de conducteurs électriques 19, et cette énergie est ensuite transmise depuis le dispositif de commande 15 jusqu'au moteur électrique 4 par une seconde ligne de conducteurs électriques 20.
Des moyens com~utateurs, accessibles depuis la face externe du bloc 17, permettent à l'utilisateur de choisir les cycles et les modes de fonctionnement du moteur à courant continu 4.
La figure 2 est une coupe schématique transversale partielle de la surface supérieure d'appui 41 à profil transversal convexe lorsqu'un utilisateur est en appui dorsal axial sur le support d'exerclce selon llinvention. Oh a représenté schématiquement le dos 21 de l'utilisateur, avec une épineuse dorsale postérieure 22, et les zones musculaires latérales 23 et 24. ~'épineuse dorsale postérieure 22 est en appui sur le support d'exercice selon l'invention, comprenant le tube rigide 1 et la couche de matière élastiquement déformable 2. La couche de matière élastiquement déformable 2 est déformée par l'épineuse dorsale posté-rleure 22, comme le représènte la figure, l'épineuse 22 s'enfon$ant selon une profondeur comprise entre 3 et 7 millimètres. La zone d'appui du dos sur le support d'exercice selon l'invention est ainsi définie par la seule zone voisine de l'épineuse dorsale postérieure 22, et les zones latérales 23 et 24 musculaires du dos restent libres.
Les figures 13 à 17 illustrent un mode de réalisation préféré
de support d'exercice selon la présente invention. Sur ces figures, on retrouve les éléments constitutifs principaux du support d'exercice de la figure 1, à savoir un tube 1 à sectlon sensiblement circulaire, dont la surface extérieure est recouverte de la couche superficielle extérieure 2 en usse, et à l'intérie~r duquel est logé un sous ensemble vlbrant 3. Le tube 1 peut être en matière plastique rigide~ par exemple en chlorure de polyvinyle. La mousse de couche superficielle extérieure 2 peut être une mousse technique de densité co~prise entre 5 et 100 kilogr~mmes par mètre cube, par exemple en polgester de densité
égale à 50 kilogrammes par mètre cube envlron. Deux flasques 11 et 17, LE DE P~LA~:E~
~ ~1 8 ~ 8 en caoutchouc hAute densité, ferment les extrémités du tube l. ~ne 60urce d'énergie électrique 9 est logée a l'~ntérieur du tube l, pour alimenter le sous-ensemble vibrant 3. Par exemple, la source d'énergie électrique 9 est logée dans le tube l à proximité du premier flasque ll.
Le second flasque 17 porte diver6 éléments de commande et de signalisa-tlon, par exemple un ~oyant d'alimentation 30, un commutateur de marche-arrêt 31, un connecteur 14 pour l'adaptation d'une source extérieure d'énergie électrique, une carte électronlque 18 portant les composants du circuit de commande.
Dans ce mode de réalisation, le sous-ensemble vibrant 3 comprend un actionneur électromagnétique sollicitant une masse mobile ~elon un mouvement alternatif vibratoire en réponse à l'énergie électrique alternative délivrée par un générateur. L'actionneur électro-magnétique peut être du type actionneur linéaire, ou du type actionneur rotatif.
On pourra préférer un actionneur rotatif, par exemple tel que représenté ~ur les figures, csr il permet de réaliser des amplitudes de vibration relativement importantes sans poser de problème majeur de maintlen des masses mobiles. Ainsi, dans le mode de réalisation représenté sur les flgures 13, 15 et 16, le sous-ensemble vlbrant 3 comprend un actionneur électromagnétique rotatif, du tgpe moteur-couple, constitué d'un stator 33 et d'un rotor 34. Le rotor 34 est monté rotatif sur le stator 33 selon un axe de rotation B-B orienté longitudinalement dan~ le corps de support d'exercice.
Le stator 33 comprend un boitier 39, enfermant un circuit magnétique 40 ouvert en matériau à haute perméabilité magnétique et un enroulement électrlque 41 créant un flux magnétique dans le circuit magnétlque 40. Le bo~tier 39 est ouvert sur sa face frontale, et laisse apparentes teux faces t'extrémité frontales tu circuit magnétique 40, le~tites faces frontales constituant un premler pôle de stator 42 et un second pôle de stator 43 coplanalres.
Le rotor 34 comprend une armature 52 en matériau à haute perméabilité magnétique, associée à une couronne aimantée axialement présentant une succession de palres de pôles magnétlques slmantés en sens alternés, tels que les pôles 44 et 45 de rotor. Les pôles de rotor constltuent la face de rotor 34 opposée a la face frontale du stator 33.
De préférence, le diamètre de la couronne aimantée formant les pôles de ., : .:.
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9 2~~ 8 rotor tel~ que les pôle~ 44 et 45 est sen~iblement égale au diamètre de la portion de face frontale de stator 33 occupée p~r les pôles de stBtor tels que les pôles 42 et 43.
La partie centrale des faces frontales en regard l'une de S l'autre du stator 33 et du rotor 34 est occupée par les moyens de lisison mécanique entre le stator 33 et le rotor 34. Avantagèusement, ces moyen6 de liaison mécanique peuvent être constitués par une simple b~tée à biller3 46, contre laquelle le rotor 34 est plaqué par la force d'attraction magnétique des aimants formant le d~sque magnétlque de rotor 34 et 18 force d'attraction magnétique de l'électroaimant formé
par le circuit magnétique 40 et l'enroulement électrique 41. Un entrefer 47 de faible valeur est ménagé entre les pôles de stator 42 et 43 et les pôles de rotor 44 et 45.
Outre l'actLonneur électromagnétique, le 60us-ensemble vibrant 3 comprend une tige support 35 et un ressort de rappel 36. Le ressort de rappel 36 est par exemple un ressort hélicoldal coaxial à l'axe B-B de rotation du rotor 34, sa première extrémité 37 étant accrochée à
l'extrémité libre de la tige support 35, ~a seconte extrémité 38 étant accrochée au rotor 34. Le ressort 36 est à double effet, et rappelle en rotation le rotor 34 vers une position de repos, dan6 les deux sens de rotation du rotor 34.
Le rotor 34 forme la masse mobile du sous-ensemble vibrant 3.
Une première possibilité consiste à prévoir une telle masse mobile équilibrée, c'est-à-dire dépourvue de décentrage par rapport à l'axe de rotation B-B.
Cependant, on prévoit avantageusement un rotor ou masse mobile désaxée par rapport à l'axe de rotation B-B, le décalage étant effectué, par exemple par une masselotte 48, solidaire du rotor 34, déportée latéralement selon une direction de décalage déterminée C dans la position de repos tu rotor 34. La direction C détermine la direction -préférentielle des vibrations du dispositif, comme cela sera expliqué
plus loin.
L'enroulement électrique 41 de stator est alimenté en énergie électrique par un générateur d'énergie électrique alternative dispo6é
dans la source d'énergie 9. La figure 17 illustre schématiquement le circuit électrique de principe de cette source d'énergie 9. La source d'énergie 9 comprend notamment un accumulateur d`énergie rechargeable ': . . ' ': , : '.
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~ ~ 8 ~ o 53, fournissant une énergie électrique continue à un générateur 54 de ~ignaux alternatlfs. Les signaux de sortie présents sur la sortie 55 tu générateur 54 sont amplifiés p~r un ampllficateur de puissance 56 et envoyé~ par des conducteurs 57 à l'enroulement électrique 41 du 6tator 33. Le co~mutateur 31, q~i a déja été mentionné sur la figure 13, peut par exemple être interposé en série aYec l'accumulateur 53, pour établir ou lnterrompre l'allmentst$on du générsteur 54.
On peut a priori alimenter le stator 33 en toute forme alternative t'énergie électr$que, par exemple une forme sonuso~tale, une forme carrée, une forme en rampe6. ~n préférera toutef~i6 une forme sinuso~dsle, qui permet d'obtenir une vibration pure du sou~-en6emble vibrant 3.
L'accumulateur 53 peut être extractable et rechargeable. Il peut toutefois être remplacé par une ligne d'alimentation raccordée à
une source extérieure d'énergie électrique continue.
Le fonctionnement du sous-ensemble vibrant 3 selon ce mode de réalisation est le suivant : recevant une tension alternative sinu-soidale sur ses conducteur6 d'entrée 57, l'enroulement électrique 41 de ststor produit, dans l'entrefer 47, un champ magnétique sinuso~dal. Le rotor 34 est alora sollicité en rotation autour de son axe B-~ selon un mouvement de rotation sinuso~dal, à l'encontre de l'effort de rappel exercé par le re~ort 36.
L'amplitude angulaire du mouvement de rotation du rotor 34 est réglée par l'amplitude de la tension alternative fournie sur les conducteurs 57 par l'smplificateur 56. Cette smplltude peut svantsgeuse-ment être réglée, par exemple en modifiant le gain de l'amplificateur 56 par application t'un signal présent sur une entrée 58. Le signal sur l'entrée 58 peut être produit, par exemple, par UD récepteur 59 recevant des signaux électromagnétiques émis par un émetteur 60. L'émetteur 60 et le récepteur 59 constituent une télécommande, actionnable par l'utilisa-teur. En alternative, on peut remplacer l'émetteur 60 et le récepteur 59 par un potentiomètre accessible sur le flasque 17 et permettant de délivrer une tension de consigne sur l'entrée 58 de l'amplificateur 56.
La télécommande peut avantageusement être adaptée pour commander le ~onctionnement et l'arrêt du sous-ensemble vibrant 3.
~ 'ensemble vibrant constitué psr le rotor 34 et son re6sort de rsppel 36 présente une fréquence propre d'oscillation dont la valeur ': ~'''-:' ' . " : ' :~
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. ~ . , ?~ 8 dépen~ du ~oment d'inertie du rotor et de 18 raideur du ressort. On choi6ira de préférence la fréquence propre de façon qu'elle solt le plus proche possible de la fréquence désirée de vibratlon du support d'exercice, pour les sppllcations envls~gées. La variatlon de fréquence de vibration peut être obtenue en réglant l~ fréquence du générateur 54, par manoeuvre d'un potentiomètre ou actionnement de la télécommande 59 et 60.
~ a rotation du rotor 34 autour de son axe B-B, rotation alternative comme le représente la double flèche 49 sur la figure 16, produit un effet de vibration rotstive représenté par la flèche 50 sur la figure 14, vibration imprimée à l'ensemble du support d'exercice selon l'invention. Pour l'utilisateur dont la colonne vertébrale repose sur la génératrice supérieure du support d'exercice, cette vibration rotative 50 est une vibration transversale horizontale.
lS Lorsque le rotor 34 est en outre décentré, comprenant par exemple une masselotte 48, la rotation alternative 49 du rotor 34 produit une composante linéaire de vibration selon une direction H-H
perpenticulaire à la direction C d'orientation de l'excentration de rotor 34 en position de repos. On oriente avantageusement le support d'exercice selon l'invention pour placer la direction H-H selon la verticale. Cette vibration produit alors une composante linéaire de vibration 51, représentée sur la figure 14.
On peut naturellement modifier le nombre de pôles, du stator et du rotor, selon les techniques bien connues de l'homme du métier. Quel que soit le nombre de pôles, une telle structure de sous-ensemble vibrant 3 à actionneur rotatif présente un grand nombre d'avantages, par rapport à un sous-ensemble vibrant à moteur. En particulier, ce sous-ensemble vibrant à actionneur rotatif permet de produire une vibration ordonnée, présentant 6eulement une composante rotative 50 et une composante linéaire 51 selon des directions préférencielles choisies pour réaliser la meilleure efficacité thérapeutique du support d'exer-cice selon l'lnvention. En outre, cette structure de soua-ensemble vibrant 3 réduit très sensiblement ou supprime pratiquement les usures dues au fait de ia rotation du rotor 34 soumis lui-même aux efforts de 18 masselotte 48. Cette structure permet en outre de réduire les bruits de rotation par rapport à une solution à moteur. Egalement, cette structure permet -un réglage aisé de l'amplitude de vibration, sans .
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.
W O 92/00053 PCT/FR91/0~504 ~ 1J 8 ~ 12 modificstion de 18 fréquence. ~n comprend que, lorsque l'élément vibrsnt est un moteur, la modlfication d'amplltude néces6ite une vsriation de vite66e, qui induit simultsnément une modificatlon de fréquence, ce qui peut contr~rler les effets thérspeutiques recherchés. En outre, svec un moteur, l'énergie vibratoire se répartit dans toutes le6 direction6 radiales, au lieu d'être concentrée dan6 les directions procurant un effet thérapeutique sensible.
Avec une telle structure, la fréquence d'oscillation du 80U8-ensemble vibrant peut être comprise entre 15 et 80 Hertz. D'excellents résultats thérapeutiques sont obtenus avec une fréquence d'oscillation comprise de préférence entre 30 et 40 Hertz, par exemple 37 Hertz environ.
L'inventeur a pu constater qu'une telle 6tructure de support d'exercice comportant un sous-ensemble vibrant à actionneur rotatif permet t'obtenir des résultats thérapeutiques nettement améliorés. Ces amélioration6 peuvent 6'expliquer ainsi : la compo6ante rotative de vibration introduit des micro-dé6équilibres de la position d'équilibre instable moyenne du tos de l'utilisateur positionné sur la génératrice supérieure du support d'exercice, le support d'exercice étant posé 8ur le 801. Ces micro-déséquilibres sont enregistrés par les récepteurs pr~prioceptifs de6 ligaments de6 systèmes artLculaires te la colonne yertébrale de l'utilisateur~ qui envoient ensuite des ordres aux muscles pour compenser ces micro-déséquilibres. Il en résulte une hyper activité
musculaire dans le sens de la stabilisation du maintien postural, en provoquant un enrichissement du schéma corporel. On augmente ainsi le métabolisme, l'oxygénation et la vascularisation de l'ensemble des muscles du tronc, ce qui a pour effet immédiat de lever la sidération de tout l'axe médullaire et de ses arborisations. La composante verticale de vibration provoque une sédimentation au niveau des courbures, et facilite la réduction des exagérations de courbure telles que le~
lordose6 lombaires, les cyphoses dorsales, les lordose6 cervicales. Il en résulte une détente générale, et une augmentation de la vascularisa-tion.
Dans tous les modes de réalisation, on peut avantageusement prévoir une couche de matière élastiquement déformable 2 dont la structure est hétérogène, comprenant par exemple des inclusions liqui-diennes et/ou solides, en particulier deg aimantg. La différence de .
. .
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densité des matériaux de ladit~ co~che 2 produit un effet de massage. On peut par exemple prévo~r des inclusions 90US forme de véslcules de 5 à
10 millimètres de diamètre moyen, lorsque l'épaLsseur de couche 2 de mousse est de 20 à 25 millimètres.
La figure 3 représente, en perspective, un accessoire suscepti-ble d'être utilisé en assoclation avec le support d'exercice représenté
sur la iigure l. Cet accessoire est un élément d'appui 25, constitué
d'un bloc rigide sensiblement parallélépipédique percé d'une lumière 26 conformée pour être traversée par le corps cylindrique du support dlexercice. L'une des faces latérales 27 de l'élément d'appui 25 est concave, en forme de creux cylindrique, formant berceau sur lequel peut reposer le corps cylindrique du support d`exercice.
Par exemple, ~ur la figure 4, le corps cyliDdrique 40 du support d'exercice peut être inséré dans deux éléments d'appui 25 et 251, lesdits élément~ d'appui 25 et 251 reposant sur le sol selon leur tranche, de sorte que le corps cylindri~ue est maintenu à l'écart du sol, par exemple pour améliorer ses possibilités de vibration.
De même, sur la figure 5, le corps cylindrique 40 du support d'exercice repose sur deux éléments d'appui 25 et 251 disposés tous deux à plat sur le sol, avec leurs faces concaves, telles que la face 27, dirigées vers le haut et recevant la face latérale inférieure du corps cylindrique.-Dans les modes de réalisation qui ont été représentés sur lesfigures l ou 13, le support d'exercice selon l'invention comprend un sous-ensemble vibrant 3 et des moyen~ ~'alimentation et de commande. Le~
modes de réalisation à sous-ensemble vibrant 3 permettent de solliciter des informations transmises à tous les éléments réceptifs neuro-musculaires, neuro-tendineux, neuro-ligamentaire3, inhérent à l'ensemble des différents systèmes articulaires des vertèbres.
On peut toutefois, sans sortir du cadre de l'invention, concevoir un support d'exercice plu8 simplifié, comprenant seulement le tube 1, la couche extérieure de matière élastiquement défonmable 2, et ne comportant pas d'élément vibrant ni d'élément d'alimentation ou de commande. Le support d'exercice est alors purement st~tique, mais peut toutefois être utilisé efficacement pour obtenir des effets sensibles.
Egalement, on peut prévolr Relon l'inrention un corps générale-ment c~lindrique 40 dont la section n'est pas circulaire. Par exemple, ~r~3~LLiE ~3E ~ NT
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on peut avantageusement prévoLr un méplat sur une portion de la pérlphérie du corps, ledit méplat constituant une face privilégiée d'appuL sur le sol, s~opposant aux rotatlons ou déplacements du corps.
Les figures 6 à 12 illustrent divers modes d'utilisation du support d'exercice selon l'invention, que ce soit un support d'exercice avec élément vibrant 3 ou sans élément vibrant.
Sur la figure 6, l'utilisateur est en appui dorsal axial sur le support d'exercice, et son dos repose sur le support par les ép~neuses dorsales postérieures . Les j 8 bes sont repliées, et les pieds reposent sur le sol.
Sur la figure 7, l'utilisateur a une position relativement similaire à celle de la figure 6, et ses jambes sont repliées vers le haut, pour supprimer le creux du dos.
Sur la figure 8, la position est similaire à celle de la figure 7, jambes tendues vers le haut.
Sur la figure 9, l'utilisateur dispose le support d'exercice en position transversale, et est en apppui sur sa suriace supérieure par la zone cervicale.
Sur la figure 10, l'utilisateur assis sur un siège laisse ~O reposer la plante de ses pieds sur le support d'exercice.
Sur la figure 11, le support d'exercice est en appui sur deux éléments d'appui 25 et 251, et l'utilisateur est debout sur le support d'exercice.
Sur la figure 12, l'utilisateur dispose le support d'exercice sur le sol, transversalement par r~pport à lui-même, et est en appui par une zone dorsale. Il peut faire rouler le support d'exercice pour modifier la zone dorsale d'appui.
Dans les modeY de réalisation représentés sur les figures, le tube 1 est monobloc. Cn peut toutefois concevoir un dispositif constitué
de deux tronçons démontables, permettant leur assemblage axial pour l'utilisation, et permettant leur démontage pour le transport.
L'appareil selon l'invention permet de nombreux exercices par effet de roulages, tout en conservant ou non le système vibratoire en action. Par sa nature, l'appareil est très lé~er et robuste. n est destiné au grand public, y compris les personnes â8ées et les traumati-sés de la colonne vertébrale, une fois les lésions consolidées.
On notera enfin que la structure particulière de sous-en~emble Pi~Q~ C~ "
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vibrant à actionneur électromagnétique, masse mobile et moyens élasti-ques de rappel peut trouver des appllcations thérapeutiques intéres-santes lorsqu'elle est associée à une structure de support d'exercice différente de celle décrite sur les figures. En particulier, on peut avantageusement l'associer à un support dont la surface supérieure 41 n'est pas cylindrique, ou ne présente pas une convexité à rayon te courbure compris entre 3 et 12 centimètres.
La présente invention n'est pas lLmitée aux modes de réalisa-tion qui ont été explicitement décrit~, ~ais elle en inclut les diverses variantes et généralLsations contenues dans le domaine des revendica-tions ci-après.
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.' . ~ .~ 4. Thus, the control device 15 comprises ~ switching means to transmit electrical energy from the rechargeable accumulator to the DC motor 4, or to interrupt this transmission of energy, causing rotation or engine shutdown. The control device 15 advantageously comprises means ~ of timing to produce operating cycles with alternate periods of engine rotation and shutdown. For example, we can conveniently define the following cycles:
25 - cycle number l: pause l minute - vibration 30 seconds - pause l -minute - vibration l minute - pause 30 seconds - vibration l minute -stop.
- cycle number 2: pause 30 seconds - ~ ibration 1 minute - pause 30 seconds - vibration 1.5 minutes - pause 30 seconds - vibration 2 30 minutes - stop. ~ -- cycle number 3: pause l minute - vibration 4 minutes - stop.
The control device 15 can advantageously comprise means for adjusting the supply voltage of the electric motor at coursnt con ~ inu 4, to adjust the speed of rotation of the motor and the counterweight 8 enters at least a first speed according to which the whole of the tube l and of the elements which ~ l contains vibrate in half wave, the two ends 10 and 16 being vibration nodes, the -.
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.,: ~ ':., center of tube 1 being a vibration belly, and ~ no second speed in which the whole tube and the elements it contains vibrate in full wave, the two ends 10 and 16 and the center of the tube being three vibration bellies Electric energy supplied by the rechargeable battery is transmitted to the control device 15 by a first line of electrical conductors 19, and this energy is then transmitted from the control device 15 to the electric motor 4 by a second line of electrical conductors 20.
Computing means, accessible from the external face of the block 17, allow the user to choose the cycles and modes DC motor operation 4.
Figure 2 is a partial schematic cross section of the upper bearing surface 41 with a convex transverse profile when user is in axial back support on the exercise support according to the invention. Oh schematically represents the user's back 21, with a posterior dorsal thorn 22, and muscle areas lateral 23 and 24. ~ posterior dorsal spinous 22 is supported on the exercise support according to the invention, comprising the rigid tube 1 and the layer of elastically deformable material 2. The layer of material elastically deformable 2 is deformed by the spinal dorsal spine high 22, as shown in the figure, the thorny 22 sinks at a depth between 3 and 7 millimeters. The support area of the back on the exercise support according to the invention is thus defined by the only area adjacent to the posterior dorsal spinous 22, and the areas 23 and 24 lateral muscles of the back remain free.
Figures 13 to 17 illustrate a preferred embodiment exercise support according to the present invention. In these figures, we finds the main constitutive elements of the exercise support of Figure 1, namely a substantially circular sectlon tube 1, of which the outer surface is covered with the surface layer exterior 2 in use, and inside ~ r of which is housed a sub vlbrant assembly 3. The tube 1 can be made of rigid plastic material ~ by example in polyvinyl chloride. Surface layer foam outer 2 can be a technical foam of density co ~ taken between 5 and 100 kilograms per cubic meter, for example in density polgesters equal to around 50 kilograms per cubic meter. Two flanges 11 and 17, LE DE P ~ LA ~: E ~
~ ~ 1 8 ~ 8 in high density rubber, close the ends of the tube l. ~ don't 60urce of electrical energy 9 is housed inside the tube l, for power the vibrating sub-assembly 3. For example, the energy source electric 9 is housed in the tube l near the first flange ll.
The second flange 17 carries diver6 control and signaling elements.
tlon, for example a ~ oyant power 30, a power switch-stop 31, a connector 14 for adapting an external source of electrical energy, an electronic card 18 carrying the components of the control circuit.
In this embodiment, the vibrating sub-assembly 3 includes an electromagnetic actuator biasing a moving mass ~ according to an alternating vibratory movement in response to energy electric alternative delivered by a generator. The electro- actuator magnetic can be of the linear actuator type, or of the actuator type rotary.
We may prefer a rotary actuator, for example such as represented ~ ur the figures, csr it allows to realize amplitudes of relatively large vibrations without posing a major problem of maintenance of moving masses. So in the embodiment shown in figures 13, 15 and 16, the vlbrant sub-assembly 3 includes a rotary electromagnetic actuator, motor-torque type, consisting of a stator 33 and a rotor 34. The rotor 34 is rotatably mounted on stator 33 along an axis of rotation BB oriented longitudinally dan ~ the exercise support body.
The stator 33 comprises a housing 39, enclosing a circuit magnetic 40 open in material with high magnetic permeability and a electric winding 41 creating a magnetic flux in the circuit magnet 40. The bo ~ tier 39 is open on its front face, and leaves visible on both sides, frontal end, magnetic circuit 40, the ~ tites front faces constituting a stator premler pole 42 and a second stator pole 43 coplanarres.
The rotor 34 comprises a frame 52 of high material magnetic permeability, associated with an axially magnetized crown presenting a succession of palms of magnet poles slmanted in alternate directions, such as rotor poles 44 and 45. Rotor poles constltuent the rotor face 34 opposite to the front face of the stator 33.
Preferably, the diameter of the magnetic ring forming the poles of .,:.:.
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9 2 ~~ 8 rotor such that the pole ~ 44 and 45 is sen ~ ibly equal to the diameter of the portion of the front face of the stator 33 occupied by the poles of stBtor such as poles 42 and 43.
The central part of the front faces facing one of S the other of stator 33 and rotor 34 is occupied by the means of mechanical connection between the stator 33 and the rotor 34. Advantageously, these mechanical connection means6 can be constituted by a simple b ~ tée à biller3 46, against which the rotor 34 is pressed by force of magnetic attraction of the magnets forming the d ~ sque magnétlque de rotor 34 and 18 magnetic attraction force of the electromagnet formed by the magnetic circuit 40 and the electrical winding 41. An air gap 47 of low value is provided between the stator poles 42 and 43 and the rotor poles 44 and 45.
In addition to the electromagnetic actuator, the vibrating 60us-assembly 3 comprises a support rod 35 and a return spring 36. The spring reminder 36 is for example a helical spring coaxial with the axis BB of rotation of the rotor 34, its first end 37 being hooked to the free end of the support rod 35, ~ has end 38 end being attached to the rotor 34. The spring 36 is double-acting, and recalls in rotation of the rotor 34 to a rest position, in both directions of rotor rotation 34.
The rotor 34 forms the moving mass of the vibrating sub-assembly 3.
A first possibility is to provide such a moving mass balanced, that is to say devoid of off-center with respect to the axis of BB rotation.
Advantageously, however, a rotor or moving mass is provided.
offset from the axis of rotation BB, the offset being effected, for example by a counterweight 48, integral with the rotor 34, offset laterally in a determined offset direction C in the rest position tu rotor 34. Direction C determines the direction - preferential vibrations of the device, as will be explained further.
The electric stator winding 41 is supplied with energy electric by an alternative electric power generator available in the energy source 9. FIG. 17 schematically illustrates the principle electrical circuit of this energy source 9. The source 9 includes a rechargeable energy accumulator ':. . '':,: '.
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~ ~ 8 ~ o 53, providing continuous electrical energy to a generator 54 of ~ alternatlfs flags. The output signals present on the output 55 tu generator 54 are amplified by a power amplifier 56 and sent ~ by conductors 57 to the electric winding 41 of the 6tator 33. The co ~ mutator 31, which has already been mentioned in FIG. 13, can for example be interposed in series with accumulator 53, to establish or interrupt the allocation on $ of generator 54.
We can a priori feed the stator 33 in any shape alternative energy electr $ that, for example a sonus ~ tale form, a square shape, a ramp shape 6. ~ n will prefer toutef ~ i6 a form sinuso ~ dsle, which allows to obtain a pure vibration of the penny ~ -en6emble vibrant 3.
The accumulator 53 can be extractable and rechargeable. he can however be replaced by a supply line connected to an external source of continuous electrical energy.
The operation of the vibrating sub-assembly 3 according to this mode of realization is as follows: receiving an alternating voltage sinu-on its input conductor 57 57, the electric winding 41 of ststor produces, in the air gap 47, a sinuso ~ dal magnetic field. The rotor 34 is alora biased in rotation about its axis B- ~ along a sinuso ~ dal rotation movement, against the return force exercised by the re ~ ort 36.
The angular amplitude of the rotational movement of the rotor 34 is regulated by the amplitude of the alternating voltage supplied on the conductors 57 through amplifier 56. This smplltude can svantsgeuse-can be adjusted, for example by changing the gain of the amplifier 56 by application you a signal present on an input 58. The signal on input 58 can be produced, for example, by receiver UD 59 receiving electromagnetic signals emitted by a transmitter 60. The transmitter 60 and the receiver 59 constitute a remote control, operable by the user tor. Alternatively, you can replace the transmitter 60 and the receiver 59 by a potentiometer accessible on the flange 17 and allowing to deliver a setpoint voltage on input 58 of amplifier 56.
The remote control can advantageously be adapted to control the ~ operation and stopping of the vibrating sub-assembly 3.
~ 'vibrating assembly formed by the rotor 34 and its res6sort rsppel 36 has a natural oscillation frequency whose value ': ~''' -: ''. ": ': ~
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. ~. , ? ~ 8 depends on the ~ moment of inertia of the rotor and 18 spring stiffness. We preferably choose the natural frequency so that it solves the most possible close to the desired vibration frequency of the support exercise, for sppllcations envls ~ gées. Frequency variatlon vibration can be obtained by adjusting the frequency of the generator 54, by operating a potentiometer or actuating the remote control 59 and 60.
~ Rotation of the rotor 34 about its axis BB, rotation alternative as shown by the double arrow 49 in FIG. 16, produces a rotary vibration effect represented by arrow 50 on figure 14, vibration printed on the whole of the support of exercise according to the invention. For the user whose spine rests on the upper generator of the exercise stand, this vibration rotary 50 is a horizontal transverse vibration.
lS When the rotor 34 is also off-center, comprising by example a counterweight 48, the alternating rotation 49 of the rotor 34 produces a linear component of vibration in a direction HH
perpenticular to direction C orientation of the eccentricity of rotor 34 in the rest position. Advantageously orient the support according to the invention to place the direction HH according to the vertical. This vibration then produces a linear component of vibration 51, shown in Figure 14.
We can naturally modify the number of poles, the stator and of the rotor, according to techniques well known to those skilled in the art. What whatever the number of poles, such a subset structure vibrating 3 with rotary actuator has a large number of advantages, for compared to a vibrating motor sub-assembly. In particular, this sub-vibrating assembly with rotary actuator produces vibration ordered, having only a rotary component 50 and a linear component 51 according to preferred directions chosen to achieve the best therapeutic effectiveness of the exercise support according to the invention. Also, this whole soua structure vibrating 3 very significantly reduces or practically eliminates wear due to the fact of the rotation of the rotor 34 itself subjected to the forces of 18 counterweight 48. This structure also makes it possible to reduce noise of rotation compared to a motor solution. Also, this structure allows an easy adjustment of the vibration amplitude, without .
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WO 92/00053 PCT / FR91 / 0 ~ 504 ~ 1J 8 ~ 12 18 frequency modification. ~ n understands that when the vibrsnt element is a driving force, the modification of amplitude requires a vsriation of quickly66th, which simultaneously induces a frequency modification, which can control the desired therapeutic effects. In addition, with a motor, the vibrational energy is distributed in all the 6 direction 6 radial, instead of being concentrated in the directions providing a sensitive therapeutic effect.
With such a structure, the oscillation frequency of the 80U8-vibrating assembly can be between 15 and 80 Hertz. Excellent therapeutic results are obtained with a frequency of oscillation preferably between 30 and 40 Hertz, for example 37 Hertz about.
The inventor could see that such a support structure with a vibrating sub-assembly with rotary actuator allows you to obtain significantly improved therapeutic results. These improvement6 can be explained as follows: the rotating component of vibration introduces micro-imbalances from the equilibrium position average unstable of the user's tos positioned on the generator upper of the exercise support, the exercise support being placed 8ur 801. These micro-imbalances are recorded by the receivers pre-receptive of 6 ligaments of 6 articular systems in the spine user's vertebral body ~ who then send orders to the muscles to compensate for these micro-imbalances. This results in hyper activity muscle in the sense of stabilization of postural support, in causing an enrichment of the body diagram. This increases the metabolism, oxygenation and vascularization of all muscles of the trunk, which has the immediate effect of lifting the the whole medullary axis and its arborizations. The vertical component vibration causes sedimentation at the bends, and facilitates the reduction of curvature exaggerations such as the ~
lumbar lordosis, dorsal kyphosis, cervical lordosis. he this results in general relaxation, and an increase in vascularization tion.
In all the embodiments, it is advantageously possible providing a layer of elastically deformable material 2, the structure is heterogeneous, including for example liquid inclusions diennes and / or solids, in particular deg magnet. The difference of .
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density of ladit materials ~ co ~ che 2 produces a massage effect. We can for example prevo ~ r inclusions 90US form of veslcules from 5 to 10 millimeters in average diameter, when the layer 2 thickness foam is 20 to 25 millimeters.
FIG. 3 represents, in perspective, an accessory susceptible ble to be used in combination with the exercise support shown on iigure l. This accessory is a support element 25, consisting of a rigid substantially parallelepipedal block pierced with a light 26 shaped to be traversed by the cylindrical body of the support exercise. One of the side faces 27 of the support element 25 is concave, cylindrical hollow, forming a cradle on which can rest the cylindrical body of the exercise stand.
For example, ~ ur Figure 4, the cylindrical body 40 of exercise support can be inserted into two support elements 25 and 251, said support element 25 and 251 resting on the ground according to their edge, so that the cylindrical body is kept away from the ground, for example to improve its possibilities of vibration.
Similarly, in FIG. 5, the cylindrical body 40 of the support of exercise rests on two support elements 25 and 251 both arranged flat on the ground, with their concave faces, such as face 27, directed upwards and receiving the lower lateral face of the body cylindrical.-In the embodiments which have been represented in FIGS. 1 or 13, the exercise support according to the invention comprises a vibrating subassembly 3 and means ~ ~ 'power and control. The ~
embodiments with vibrating sub-assembly 3 make it possible to solicit information transmitted to all neuro receptive elements muscular, neuro-tendinous, neuro-ligamentary3, inherent in the whole of the different articular systems of the vertebrae.
However, without departing from the scope of the invention, design a simplified plu8 exercise stand, including only the tube 1, the outer layer of elastically knockout material 2, and having no vibrating element, feeding element or ordered. The exercise support is then purely static, but can however, be used effectively to achieve significant effects.
Also, we can prevolve Relon the inention a general body-ment c ~ lindrique 40 whose section is not circular. For example, ~ r ~ 3 ~ LLiE ~ 3E ~ NT
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it is advantageously possible to provide a flat over a portion of the periphery of the body, said flat constituting a privileged face of support on the ground, opposing the rotations or displacements of the body.
Figures 6 to 12 illustrate various modes of use of the exercise support according to the invention, whether it be an exercise support with vibrating element 3 or without vibrating element.
In FIG. 6, the user is in axial back support on the exercise support, and his back rests on the support by thorns posterior dorsals. The j 8 bes are folded, and the feet rest On the ground.
In Figure 7, the user has a relatively similar to that of figure 6, and its legs are folded towards the high, to remove the hollow of the back.
In figure 8, the position is similar to that of figure 7, legs stretched up.
In FIG. 9, the user has the exercise support in transverse position, and is supported on its upper surface by the cervical area.
In Figure 10, the user seated on a seat lets ~ O rest the soles of your feet on the exercise stand.
In FIG. 11, the exercise support is supported on two support elements 25 and 251, and the user is standing on the support exercise.
In Figure 12, the user has the exercise stand on the ground, transversely by r ~ pport to itself, and is supported by a dorsal area. It can roll the exercise stand to modify the back support area.
In the embodiments shown in the figures, the tube 1 is in one piece. It is however possible to design a device made up two dismountable sections, allowing their axial assembly for use, and allowing their disassembly for transport.
The apparatus according to the invention allows numerous exercises by rolling effect, while preserving or not the vibratory system in action. By its nature, the device is very light and robust. n is intended for the general public, including the elderly and trauma victims of the spine, once the lesions have consolidated.
Finally, it should be noted that the particular structure of the sub-emble Pi ~ Q ~ C ~ "
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vibrating with electromagnetic actuator, moving mass and elastic means As a reminder, you can find useful therapeutic applications.
health when combined with an exercise support structure different from that described in the figures. In particular, we can advantageously associate it with a support whose upper surface 41 is not cylindrical, or does not have a convexity with radius te curvature between 3 and 12 centimeters.
The present invention is not limited to the embodiments.
tion which have been explicitly described ~, ~ ais it includes the various variants and general claims contained in the field of claims the following.
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Claims (20)
servir de surface supérieure d'appui (41) orientée vers le haut et sur laquelle la colonne vertébrale d'un utilisateur peut s'aligner et reposer, caractérisé en ce que :
- ladite surface supérieure d'appui (41) est généralement cylindrique, à
profil longitudinal sensiblement linéaire, - ladite surface supérieure d'appui (41) présente un profil transversal convexe dont le rayon de courbure au voisinage de la génératrice sommitale est compris entre 3 et 12 centimètres environ, - ladite surface supérieure d'appui (41) est réalisée en une matière élastiquement déformable dans laquelle les épineuses porteuses (22) de la colonne vertébrale reposant sur le support d'exercice peuvent s'enfoncer. 1 - Exercise support for the spine, comprising a body (40) provided with an elongated outer surface portion intended to serve as an upper support surface (41) oriented upwards and on which a user's spine can align and stand, characterized in that:
- said upper bearing surface (41) is generally cylindrical, substantially linear longitudinal profile, - said upper support surface (41) has a transverse profile convex whose radius of curvature in the vicinity of the generatrix summit is between 3 and 12 centimeters approximately, - said upper support surface (41) is made of a material elastically deformable in which the carrier thorns (22) of the spine resting on the exercise rack can sink.
comprise entre 5 et 100 kilogrammes par mètre cube environ. 5 - Exercise support according to one of claims 2 or 4, characterized in that said elastically deformed surface layer ble (2) consists of a skin foam with elastic memory, with a thickness of between 5 and 50 millimeters approximately, and a density between 5 and 100 kilograms per cubic meter.
- un tube cylindrique en matière rigide (1), - un sous-ensemble vibrant (3), logé dans le tube (1) au voisinage de sa portion centrale, et solidaire de la face interne (6) de paroi du tube (1), - une couche superficielle extérieure (2) de mousse peau recouvrant la face extérieure du tube (l), la mousse (2) ayant une épaisseur comprise entre 5 et 50 millimètres environ et une densité comprise entre 5 et 100 kilogrammes par mètre cube environ. 8 - Exercise support according to claim 7, characterized in what it includes:
- a cylindrical tube of rigid material (1), - a vibrating sub-assembly (3), housed in the tube (1) in the vicinity of its central portion, and integral with the internal face (6) of the wall of the tube (1), - an outer surface layer (2) of skin foam covering the outer face of the tube (l), the foam (2) having a thickness comprised between 5 and 50 millimeters approximately and a density between 5 and 100 kilograms per cubic meter.
- le sous-ensemble vibrant (3) comprend un moteur électrique (4) à
courant continu partiellement noyé dans un bloc de caoutchouc haute densité (5) dont la surface périphérique porte contre la face interne (6) du tube (1), - l'arbre moteur (7) entraîne au moins une masselotte excentrée (8) selon une vitesse de rotation comprise entre 50 et 80 tours par seconde, - une source d'énergie électrique' (9), alimentant le moteur (4), est logée à l'une des extrémités (10) du tube (1). 9 - Exercise support according to claim 8, characterized in that :
- the vibrating sub-assembly (3) comprises an electric motor (4) with direct current partially embedded in a block of high rubber density (5) whose peripheral surface bears against the internal face (6) of the tube (1), - the motor shaft (7) drives at least one eccentric flyweight (8) at a rotational speed of between 50 and 80 rotations per second, - a source of electrical energy '(9), supplying the motor (4), is housed at one of the ends (10) of the tube (1).
- un générateur d'énergie électrique alternative (54, 56), logé dans le corps, et alimentée par une source d'énergie (53) continue, produit une énergie électrique alternative destinée à alimenter le sous-ensemble vibrant (3), - le sous-ensemble vibrant (3) comprend un actionneur électromagnétique (33, 34) sollicitant une masse mobile (34) selon un mouvement alternatif vibratoire en réponse à l'énergie électrique alternative reçue dudit générateur (54, 56), - la masse mobile (34) est sollicitée par un ressort de rappel (36) tendant à la ramener vers une position de repos. 10 - Exercise support according to claim 8, characterized in that :
- an alternative electric power generator (54, 56), housed in the body, and powered by a continuous energy source (53), produces a alternative electrical energy intended to supply the sub-assembly vibrating (3), - the vibrating sub-assembly (3) comprises an electromagnetic actuator (33, 34) urging a mobile mass (34) according to an alternating movement vibration in response to the alternating electrical energy received from said generator (54, 56), - the mobile mass (34) is biased by a return spring (36) tending to bring it back to a resting position.
en ce que :
- la masse mobile (34) est montée rotative selon un axe de rotation (B-B) sensiblement longitudinal du corps, - la masse mobile (34) est désaxée (48) par rapport audit axe de rotation (B-B), selon une direction de décalage (C-C) déterminée dans sa position de repos, - l'actionneur électromagnétique (33, 34) est un actionneur rotatif. 11 - Exercise support according to claim 10, characterized in that :
- the mobile mass (34) is rotatably mounted along an axis of rotation (B-B) substantially longitudinal of the body, - the mobile mass (34) is offset (48) with respect to said axis of rotation (BB), according to an offset direction (CC) determined in its rest position, - the electromagnetic actuator (33, 34) is a rotary actuator.
en ce que le générateur d'énergie électrique alternative (54, 56) fournit à l'actionneur électromagnétique rotatif une tension d'alimenta-tion alternative sensiblement sinusoïdale dont la fréquence est sensi-blement égale à la fréquence propre d'oscillation de la masse mobile désaxée (34) sollicitée par le ressort de rappel (36). 12 - Exercise support according to claim 11, characterized in that the alternating electric power generator (54, 56) supplies the rotary electromagnetic actuator with a supply voltage substantially sinusoidal alternating voltage, the frequency of which is ably equal to the natural oscillation frequency of the mobile mass offset (34) biased by the return spring (36).
en ce que la fréquence d'oscillation du sous-ensemble vibrant (3) est comprise entre 30 et 40 Hertz, avantageusement égale à 37 Hertz environ. 15 - Exercise support according to claim 14, characterized in that the oscillation frequency of the vibrating sub-assembly (3) is between 30 and 40 Hertz, advantageously equal to approximately 37 Hertz.
- la source d'énergie (9) comprend un accumulateur électrique rechargea-ble, - un dispositif de commande (15) est logé dans la seconde extrémité (16) du tube (1), pour commander la marche et l'arrêt du moteur (4) ou de l'actionneur électromagnétique. 16 - Exercise support according to any one of the claims tions 9 to 15, characterized in that:
- the energy source (9) comprises an electric rechargeable battery corn, - a control device (15) is housed in the second end (16) of the tube (1), to control the running and stopping of the motor (4) or the electromagnetic actuator.
en ce que le dispositif de commande (15) comprend des moyens de temporisation pour produire des cycles de fonctionnement comportant des périodes alternées de vibration et d'arrêt. 17 - Exercise support according to claim 10, characterized in that the control device (15) comprises means for time delay to produce operating cycles comprising alternating periods of vibration and stoppage.
d'une lumière (26) conformée pour être traversée par le corps cylindri-que, de sorte que le corps cylindrique peut reposer sur ses deux supports d'appui (25, 251) posés sur le sol selon leur tranche. 18 - Exercise support according to any one of the claims tions 1 to 17, characterized in that it further comprises two elements support (25, 251) each consisting of a parallelepipedic block pierced a slot (26) shaped to be passed through by the cylindrical body that, so that the cylindrical body can rest on its two support supports (25, 251) placed on the ground according to their edge.
en ce que les supports d'appui (25, 251) comprennent une face latérale (27) concave formant un creux cylindrique en berceau pour recevoir une portion de la surface latérale du corps cylindrique, de sorte que le corps cylindrique peut reposer sur ses deux supports d'appui (25, 251) posés à plat sur le sol. 19 - Exercise support according to claim 18, characterized in that the bearing supports (25, 251) comprise a side face (27) concave forming a barrel-shaped hollow to receive a portion of the side surface of the cylindrical body, so that the cylindrical body can rest on its two bearing supports (25, 251) laid flat on the ground.
profil longitudinal sensiblement linéaire, ladite surface supérieure d'appui (41) présentant un profil transversal convexe dont le rayon de courbure au voisinage de la génératrice sommitale est compris entre 3 et 12 centimètres environ. 20 - Spinal exercise support, comprising a body (40) provided with an outer surface portion elongated shaped to serve as an upper support surface (41) facing upwards and on which the spine of a user can line up and rest, said upper bearing surface (41) being generally cylindrical, substantially linear longitudinal profile, said upper bearing surface (41) having a transverse profile convex whose radius of curvature in the vicinity of the generatrix summit is between 3 and 12 centimeters approximately.
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