JP2000511073A - 固設式の運動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は心血管の運動を促進し、さらに重要な関節、特に踝や膝に加わる衝撃を最小限化させる固設式の運動装置である。フレーム１２がカム面のある少なくとも１つのリンケージ部材３２を有するリンケージ組立体を支持する。リンケージ組立体は、さらにフレキシブルに取付けられた連結組立体２４に連結される。使用者の足がリンケージ組立体を移動して、足に良好な閉じた移動路に沿う動作１０２を生じるようにし、また手の好ましい円弧状の移動路形成して、関節に掛かる望ましくない応力を最小限化し、さらに上半身および下半身の筋肉群の両方のための心血管運動を可能にする構造を含む。

Description

【発明の詳細な説明】 固設式の運動装置発明の背景 １．発明の分野 本発明は改良された固設式の運動装置に関する。さらに詳しくは、本発明は予 め定められた閉じた移動路に沿って利用者が足を動かして、階段を昇る動作に関 連する運動を一層正確に体現させることのできる改良された運動装置に関する。 ２．先行技術の説明 階段を登るのは心血管系のための一般的な形式の運動である。しかしながらこ の運動は踝、膝および他の関節に過大応力を長時間にわたって与えることになり かねない。歩行もまた一般的な形式の運動であるが、これは階段を上る運動で得 られるほどの負荷を心血管系に課すことができない。それ故に、階段を登る運動 で得られる程度の負荷を心血管系に課すことはできるが、踝、膝、その他の関節 に過大負荷すなわち過大応力を与えることのない改良された固設式の運動装置が 必要とされる。先行技術の階段登りを体現させる装置は２つの一般的な欠点を有 している。第１に、それらの装置は過大な膝の持ち上げ運動、すなわち下脚の誇 張した垂直方向の運動を必要とする。例えば米国特許第３３１６８９８号、同第 ４９４９９９３号、同第４９８９８５７号および同第５１３５４７７号を参照さ れたい。これに代えて膝や踝の一層自然な動きを促進させる傾向を有する装置は 、その構造のために上げ下げするのが難しい。米国特許第５２４２３４３号を参 照されたい。 それ故に、足、踝および脚の動きを一層自然でリズム感のある運動として促進 させる改良された固設式の運動装置が必要とされる。発明の概要 要約すれば、本発明は改良された固設式の運動装置に関する。床に支持される ようになされた基部と、中間部と、頂部とを含むフレームが備えられる。連結組 立体がフレームに取付けられ、この連結組立体は枢動軸線を定める滑車を含んで いる。２つの往復作動部材がフレームの基部に対して間隔を隔てた関係に配置さ れている。好ましい実施例では、各々の往復作動部材は後方の屈曲部分を含み、 各々の往復作動部材における屈曲部分と真直部分との結合部の近くでローラーに より基部に支持される。各々の往復作動部材の他方すなわち前方の端部は連結組 立体の滑車に対して直接または間接的に取付けられる。このようにして、滑車の 回転が各々の往復作動部材の一端を円形運動として回転させる一方、各々の往復 作動部材の他端は予め定めた閉じた移動路に沿って移動する。 好ましい実施例は一対のリンケージ組立体も含む。各々のリンケージ組立体は 第１および第２リンクを含む。第１リンクは一端にて対応する往復作動部材の後 端に枢動連結されている。この第１リンクは足パッドも含んでいる。第２リンク は第１リンクの他端に枢動連結されており、この第２リンクはまたフレームの頂 部に対しても枢動連結されている。第２リンクは使用者が把持するハンドル部分 を含むことができる。このようにして各々のリンケージ組立体は、フレームに対 して足パッドが相対的に移動するときの足パッドの予め定められている閉じた移 動路を定めるように作用する。さらに、各々のリンケージ組立体の第２リンクの 運動はハンドル部分を枢動させるように作用する。 代替実施例において、各々の往復作動部材は互いに固定的に取付けられた２つ の一直線上にない部材を含む。各々の往復作動部材には、２つの一直線上にない 部材が互いに固定的に取付けられた箇所にローラーが取付けられている。ローラ ーはフレームの基部における傾斜面に係合される。好ましい実施例の場合と同様 に、この代替実施例はまた一対のリンケージ組立体も含んでおり、リンケージ組 立体はそれぞれ２つのリンケージを含んで成る。第１リンクは足パッドを含んで おり、この足パッドは第１リンクの一端付近において対応する連結組立体の先端 の往復作動部材に枢動可能に連結されている。第２リンクは前記足パッドの先端 の第１リンクの他端に枢動連結されており、この第２リンクはさらに第１リンク の前記枢動連結部の先端で前記フレームの前記頂部に枢動連結されている。好ま しい実施例の場合と同様に、第２リンクはハンドル部分を含むことができる。 さらに他の代替実施例においては、往復作動部材は２つの整合されていない部 材を含み、これらの整合されていない部分は一端において固定的に連結されてい る。この固定された連結箇所において各々の往復作動部材にローラーが取付けら れている。ローラーはフレームの基部における傾斜面と係合するように作用する 。しかしながらこの代替実施例では、傾斜面は前方位置において連結組立体から 離れる方向へ持ち上げるように作用する。すなわち、使用者は先に説明した代替 実施例とは違って連結組立体から離れる方向へ向くことになる。 第１代替例の場合と同様に、この第２代替例も第１リンクおよび第２リンクを 含んで成る一対の枢動リンケージ組立体を含む。各々の足リンクは足パッドを含 む。前記連結組立体の先端の各々の往復作動部材の前端は各々の第１リンクの一 端付近に枢動連結される。各々の第１リンクの他端は前記第２リンクの一端に枢 動連結される。各々の第２リンクはさらに前記第１リンクに対する前記枢動連結 部の先端で、前記フレームの前記頂部に枢動連結される。先の実施例の場合と同 様に、第２リンクはハンドル部分を含むことができる。 実施例の全ては上半身および下半身の筋肉群の両方に対する運動として作用す る。使用者の足は閉じた移動路に沿って移動し、この移動路は踝および膝の好ま しい解剖学的な動作を一層正確に与える。同時に、上半身の筋肉群は手の円弧状 に沿う動作によって訓練される。 本発明のさらに重要な特徴は、詳細な説明が一層良好に理解されるようにする ために、寧ろ大まかに要約された。勿論、以下に説明され、添付の請求の範囲の 主題を構成することになる本発明の付随的な特徴もある。図面の簡単な説明 本発明の詳細な説明に使用する図面をさらに完全に説明するために、各図が簡 単に説明される。 図１は本発明の好ましい実施例の立面図である。 図２は本発明の代替実施例の立面図である。 図３は本発明の他の代替実施例の立面図である。本発明の詳細な説明 図１を参照すれば、フレーム１０が示されており、基部１２、中間部１４およ び頂部１６を含んでなる。連結組立体すなわち連結装置２０はフレームに固定さ れており、滑車２２およびクランク部材２４を含んで成る。抵抗ブレーキ装置 ２６も示されており、この抵抗ブレーキ装置２６は溝車２８およびベルト３０を 含んでなる。２つの往復作動部材３２がフレーム１０の下部付近に配置されてい る。各々の往復作動部材３２は真直部分３２ｂに対する屈曲部（すなわち一直線 上にない）部分３２ａを有する。各々の往復作動部材３２の他端３８クランク部 材２４の一端に枢動連結されている。クランク部材２４の他端は連結装置２０の 枢動軸線２７の位置で滑車２２に取付けられている。枢動軸線２７は滑車２２が 回転する軸線である。 この好ましい実施例はまた一対のリンケージ組立体４１を含む。各リンケージ 組立体４１は足部材４０および腕部材４２を含む。足パッド５０が各々の足部材 ４０の一端に取付けられている。各々の往復作動部材３２の端部３７は、足パッ ド５０に隣接する足部材４０の端部に対して枢動連結部３９の位置で枢動連結さ れている。各々の足部材４０の他端４３は腕部材４２の一端に対して連結部４５ の位置で枢動連結されている。各々の腕部材４２はさらにフレーム１０の頂部１ ６に対して連結部４７の位置で枢動連結されている。図示されるように各々の足 部材４０は、各々の足パッド５０がその移動路１０２に沿って最高位置に位置し たときに僅かに下方へ向かって傾くように、足パッドの配向したがって使用者の 各々の足の配向を決めるように作用する屈曲部５４を含むことができる。 さらに各々の腕部材４２の上側半体は、１９９６年５月２４日付けで出願され た米国特許出願第０８／６５３３３３号に図示され説明されているように、連結 部４７の付近で解放可能に取外されることができる。この特許明細書は参照する ことで本明細書に組み入れられ、本発明の明細書の一部とされる。 この好ましい実施例の作動において、使用者「Ｕ」は後方または側方から本発 明の装置に乗って階段を上る運動を開始するのであり、これにより各々の往復作 動部材３２はローラー３６に対して移動を生じる。同時に、各々の往復作動部材 ３２の第２端部３８には周回運動が生じる。これはまた各々の往復作動部材の端 部３７（および対応する足部材４０の端部）の点３９に予め定めた閉じた卵形の 移動路１０２に沿う旋回を生じる。この旋回は足、踝および脚に一層自然でリズ ム感のある動作を与える。このようにして、使用者は階段の登り運動を取り入れ た一層優れた心血管のトレーニングを、先行技術で生じるような足、踝および脚 にとって具合の悪い不自然な動作を伴わずに、達成することができる。同時に、 使用者の腕は円弧状の移動路１０４に沿って移動し、これは上半身の筋肉群に対 する改善された心血管トレーニングを与える。 抵抗ブレーキ装置２６は当業者に周知の方法で作動する。抵抗ブレーキ装置２ ６は溝車２８／ベルト３０の構造を経て滑車２２に作用する荷重を増減させるよ うに作用する。したがって、抵抗ブレーキ装置２６は心血管トレーニングの程度 を増減させるように作用する。 図２を参照すれば、本発明の代替実施例が示されている。この代替例では、好 ましい実施例で見られたのと同様な部品を示すのに、同じ二桁符号に１００を加 えた符号が使用される。フレーム１１０は下部１１２と、中間部１１４と、頂部 １１６とを含んで成る。連結装置１２０が含まれており、この連結装置は好まし い実施例について上述で説明した連結装置２０と同じ部材を有している。さらに 連結装置１２０は好ましい実施例について上述した連結装置２０と同じ方法で作 動する。 一対の往復作動部材１３２も含まれている。各々の往復作動部材は２つの一直 線上にない部分１３２ａ，１３２ｂを含んでおり、これらは連結部１３３で固定 的に連結されている。ローラー１３６も各々の往復作動部材１３２に対して連結 部１３３の位置で回転可能に連結されている。各々のローラーはフレーム１１０ における傾斜部材１１３に係合して、その上を転動する。各々の往復作動部材１ ３２の第２端１３８は各々のクランク部材１２４の一端に枢動可能に連結されて いる。 図２を参照すれば、この代替例はリンケージ組立体１４１も含んでおり、各々 のリンケージ組立体は足部材１４０および腕部材１４２を含んで成る。各々の足 部材１４０はその一端に取付けられた足パッド１５０も含んでいる。往復作動部 材１３２は、足部材１４０の足パッド１５０を有する端部付近の連結部１３９に 枢動連結されている。各々の足部材１４０の他端は連結部材１４５において腕部 材１４２に枢動連結されている。したがって各々の腕部材１４２は箇所１４７に おいてフレーム１１０の頂部１１６に連結されている。腕部材１４２はハンドル 部分１５１を含むことができる。 この代替例の作動において、使用者「Ｕ」は側方または後方から本発明の装置 に乗って両足を足パッド１５０に載せ、ハンドル部分１５１を握って階段を上る 運動を開始する。この段階で、各々の往復作動部材１３２のローラー１３６は傾 斜部材１１３に沿って直線的に移動される。好ましい実施例の場合と同様に、各 各の往復作動部材１３２の端部１３８は滑車１２２のまわりに周回運動する。往 復作動部材１３２のこのような運動は、各々の往復作動部材の端部における点１ ３９および対応する足部材１４０に、予め定めた好ましい閉じた卵形の移動路２ ０２に沿う旋回を生じる。好ましい実施例の場合と同様に、このような移動路は 足、踝および脚に一層自然な動作を与える。さらに使用者の手は円弧状の移動路 に沿って移動する。このようにして、移動路２０２，２０４に沿う組合わされた 運動は、下半身および上半身の筋肉群の両方に関する心血管トレーニングを与え る。 図３を参照すれば、本発明の代替実施例が示されている。前述の場合と同様に 、同様部品は好ましい実施例に示された二桁符号に２００を加えた符号で示され ている。フレーム２１０は再び述べるが基部２１２と、中間部２１４と、頂部２ １６とを含んで成る。連結装置２２０も備えられ、これは好ましい実施例の連結 装置と構造および機能が同じである。この代替例はまた一対の往復作動部材２３ ２を含んでいる。各々の往復作動部材は連結部２３３で固定的に連結されている ２つの一直線上にない部分２３２ａ，２３２ｂを含んで成る。ローラー２３６も また連結部２３３にて各々の往復作動部材２３２に回転可能に連結されている。 各各のローラー２３６はフレーム２１０の傾斜部材２１３に係合して、その上を 転動する。各々の往復作動部材１３２はクランク２２４の一端に枢動連結された 第２端部２３８を含んでいる。 図３をさらに参照すれば、先の実施例の場合と同様に、この代替例も一対の枢 動するリンケージ組立体２４１を含む。各々の枢動リンケージ組立体２４１は足 部材２４０および腕部材２４２を含んで成る。足パッド２５０が各々の足部材２ ４０の一端に取付けられている。各々の往復作動部材２３２の部材２３２ａは足 部材２４０の一端付近の連結部２３９に枢動連結されている。各々の足部材２４ ０の他端は箇所２４７においてフレーム２１０の頂部２１６にさらに枢動連結さ れている。 この代替例の作動において、使用者「Ｕ」は側方または後方から装置に乗って ハンドル部分２５７を握って階段を上る運動を開始する。先の実施例と違って、 使用者は連結装置２２０から離れる方向へ向かうのであり、このことは幾つかの 利点を、特にこの装置の製造上の利点を有する。使用者が階段を上る運動を開始 すると、各々の往復作動部材２３２のローラー２３６は部材２１３に沿って直線 的に移動し、また各々の３２各々の往復作動部材２３２の端部２３８はほぼ円運 動して移動する。同時に、各々の往復作動部材２３２の点２３９は予め定めた閉 じた移動路３０２に沿って移動する一方、ハンドル部分２５１は円弧状の移動路 ３０４に沿って移動する。好ましい実施例の場合と同様に、このような移動路３ ０２，３０４は踝および膝の解剖学的な好ましい動作を与え、これにより下半身 および上半身の筋肉群の両方に関する心血管トレーニングを与える。 これら３つのいずれの実施例においても、各々の往復作動部材３２／１３２／ ２３２のほぼ中間部だけが基部フレームに回転して係合する。２つの代替実施例 の場合は、中間部はローラー１３６／２３６の位置によってさらに明確に定めら れる。好ましい実施例の場合には、フレーム１０の基部１２に固定されたローラ ー３６は、図１の２つの往復作動部材３２で示された移動における２つの異なる 状態によって一般に示されるように、各々の往復作動部材３２の中間部分に係合 するようになされる。 改良された固設式の運動装置が開示され、この装置は心血管トレーニングを最 大限化する一方、重要な関節、特に踝および膝にかかる応力を最小限化させる。 明らかなように、本明細書に開示される実施例に対する変更および代替は、この 開示の点から当業者に明かとなろう。しかしながら、そのような変形および変更 は請求される本発明の精神および範囲に含まれる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 床に支持されるようになっている基部を有するフレームと、 各々が第１および第２端部、および中間部を有し、前記中間部が前記フレーム によって回転可能に支持されるようになっている第１および第２往復作動部材と 、 前記第１および第２往復作動部材の第２端部を共通軸線のまわりに実質的に円 形路に沿って旋回させる一方、前記第１および第２往復作動部材の各々の前記第 １端部を予め定めた閉じた卵形の移動路に沿って移動させる連結手段と、 第１足部材および第１腕部材を有する第１リンケージ組立体であって、前記第 １足部材は前記第１往復作動部材の前記第１端部の近くで前記第１往復作動部材 に枢動連結され、前記枢動連結は前記第１足部材の一端の近くであり、また前記 第１足部材は他端において前記第１腕部材の一端に枢動連結されており、前記第 １腕部材はその他端付近で前記フレームに枢動連結されている前記第１リンケー ジ組立体と、 第２足部材および第２腕部材を有する第２リンケージ組立体であって、前記第 ２足部材は前記第２往復作動部材の前記第１端部の近くで前記第２往復作動部材 に枢動連結され、前記枢動連結は前記第２足部材の一端の近くであり、また前記 第２足部材は他端において前記第２腕部材の一端に枢動連結されており、前記第 ２腕部材はその他端付近で前記フレームに枢動連結されている前記第２リンケー ジ組立体とを含み、 装置を使用する者の各々の足が前記閉じた卵形の移動路に実質的に沿って移動 し、使用者の各々の手が実質的に円弧状の移動路に沿って移動する運動装置。 ２． 請求項１に記載された運動装置であって、前記往復作動部材が一直線上 にない部分を含んでいる運動装置。 ３． 請求項１に記載された運動装置であって、前記フレームが前記往復作動 部材を支持するために、床に対して傾斜した少なくとも１つの部材を含んでいる 運動装置。 ４． 請求項１に記載された運動装置であって、制御可能な抵抗力を前記滑車 に加える手段をさらに含む運動装置。 ５． 請求項４に記載された運動装置であって、前記腕部材の少なくとも一部 分を解放して円弧状の移動路を無くす手段をさらに含む運動装置。 ６． 床に支持されるようになっている基部を有するフレームと、 第１往復作動部材、第１足部材および第１腕部材を有する第１リンケージ組立 体であって、前記第１往復作動部材は一直線上にない第１および第２部分を有す るとともに、前記一直線上にない部分の結合部の付近で前記フレーム上を直線的 に移動するようになされており、前記第１足部材は第１および第２端部を有し、 前記第１足部材はその第１端部付近で前記第１往復作動部材の一端に枢動取付け されており、前記第１足部材は第２端部で前記第１腕部材の一端に枢動連結され ており、前記腕部材は前記第１腕部材の他端付近で前記フレームに枢動連結され ている前記第１リンケージ組立体と、 第２往復作動部材、第２足部材および第２腕部材を有する第２リンケージ組立 体であって、前記第２往復作動部材は一直線上にない第１および第２部分を有す るとともに、前記一直線上にない前記第２往復作動部材の部分の結合部の付近で 前記フレーム上を直線的に移動するようになされており、前記第２足部材は第１ および第２端部を有し、前記第２足部材はその前記第１端部付近で前記第２往復 作動部材の一端に枢動取付けされており、前記第２足部材は第２端部で前記第２ 腕部材の一端に枢動連結されており、前記第２腕部材はその他端付近で前記フレ ームに枢動連結されている前記第１リンケージ組立体と、 前記フレームによって支持されて枢動軸線を定める滑車と、前記第１および第 ２往復作動部材の前記第２端部を前記滑車に取付ける手段を有し、前記滑車の回 転が前記軸線のまわりの実質的に円形路に沿って前記往復作動部材の第２端部を 旋回させる連結組立体とを含み、 装置を使用する者の各々の足が好ましい解剖学的パターンを有する予め定めた 閉じた移動路に沿って移動し、使用者の手が予め定めた円弧状の移動路に沿って 移動する運動装置。 ７． 請求項６に記載された運動装置であって、前記フレームが前記往復作動 部材を支持するために、床に対して傾斜した少なくとも１つの部材を含んでいる 運動装置。 ８． 請求項６に記載された運動装置であって、制御可能な抵抗力を前記滑車 に加える手段をさらに含む運動装置。 ９． 請求項６に記載された運動装置であって、前記腕部材の少なくとも一部 分を解放して円弧状の移動路を無くす手段をさらに含む運動装置。 １０． 請求項６に記載された運動装置であって、前記連結組立体が、 前記枢動軸線の近くで一端にて前記滑車に取付けられ、他端にて前記第１往復 作動部材の前記第２端部に取付けられた第１部材と、 前記枢動軸線の近くで一端にて前記滑車に取付けられ、他端にて前記第２往復 作動部材の前記第２端部に取付けられた第２部材とをさらに含んでいる運動装置 。 １１． 床に支持されるようになっている基部を有するフレームと、 各々が一直線上にない第１および第２部分を有し、前記一直線上にない部分の 結合部付近で前記フレーム上を直接的に移動するようになされた第１および第２ 往復作動部材と、 前記第１および第２往復作動部材の第２端部を共通軸線のまわりに実質的に円 形路に沿って旋回させる一方、前記第１および第２往復作動部材の各々の前記第 １端部を予め定めた閉じた卵形の移動路に沿って移動させる連結手段と、 第１足部材および第１腕部材を有する第１リンケージ組立体であって、前記第 １足部材は前記第１往復作動部材の一端付近で前記第１往復作動部材に枢動連結 され、前記枢動連結は前記第１足部材の一端の近くであり、また前記第１足部材 は他端において前記第１腕部材の一端に枢動連結されており、前記第１腕部材は その他端付近で前記フレームに枢動連結されている前記第１リンケージ組立体、 および第２足部材および第２腕部材を有する第２リンケージ組立体であって、前 記第２足部材は前記第２往復作動部材の一端付近で前記第２往復作動部材に枢動 連結され、前記枢動連結は前記第２足部材の一端の近くであり、また前記第２足 部材は他端において前記第２腕部材の一端に枢動連結されており、前記第２腕部 材はその他端付近で前記フレームに枢動連結されている前記第２リンケージ組立 体とを含み、 装置を使用する者の各々の足が前記閉じた卵形の移動路に実質的に沿って移動 し、使用者の各々の手が実質的に円弧状の移動路に沿って移動する運動装置。 １２． 請求項１１に記載された運動装置であって、前記フレームが前記一直 線上にない部分の近くで前記往復作動部材を支持するために、床に対して傾斜し た少なくとも１つの部材を含んでいる運動装置。 １３． 請求項１１に記載された運動装置であって、前記第１および第２往復 作動部材の前記第２端部の回転が次第に難しくなるように制御可能な抵抗力を加 える手段をさらに含む運動装置。 １４． 請求項１１に記載された運動装置であって、前記第１および第２腕部 材の少なくとも一部分を解放して円弧状の移動路を無くす手段をさらに含む運動 装置。