JP2007504916A - ばねパック - Google Patents
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Abstract
ロッドの動きの方向に延出する端部コネクタ・リンクとベース部の間に常に接続される複数のばねを用いて該ロッドの動きに抗する可変ばね抵抗装置である。いずれのリンクが前記ロッドに接続されるかを選択ことにより、ばねを接続解除或いは再接続することなく、いずれのばねが前記ロッドの動きに抗するために使用されるかが決定される。ばねの選択は、リンクと前記ロッドの間の連通穴を介して挿入されるピンによりなされる。
Description
本発明は可変ばね抵抗装置に関する。
運動用装置は筋力トレーニング時に抵抗となるばね抵抗を提供する。異なる数のばねやその他の弾性変形要素が、可変抵抗を提供するために使用されるが、例えばばねやバンジーコードは、接続或いは接続解除しなければ、抵抗を所望の量に変化させることができない。
使用しないばねは邪魔にならない場所に置いておく必要があるが、このために必要な引張ばねを接続したり、接続解除したりする作業は時間を要する上、不便である。また、ばねを接続するとき或いは接続を解除するときに、ばねが急に動いて、使用者が指を打撲したり挟んだりといった軽傷を負いかねない。
本発明は、ばね、バンジーコード及びその他の弾性伸縮要素を全て接続状態とした上でこれらをグループ分けすることにより、これら要素を接続或いは接続解除するという問題を解決する。これら要素は、抵抗を加えるために使用する要素の所望の数を容易に選択できるように配置される。
よって本発明の目的は、ばね又は抵抗要素の群をパッケージで取囲んで、使用時に接続或いは接続解除することなく異なる数のばねを選択することにより、所望の抵抗を提供することである。本発明にしたがってばねを選択的に組み合わせてばね抵抗を得ることにより、時間を節約できるのに加えて、利便性が向上する。また、運動抵抗を調節するためにばねを接続或いは接続解除する作業に伴う手間が省略できる。
以下で例示する本発明の実施形態は、運動時の動きに対する抵抗となるように使用されるばねの選択を容易にするためのものである。本発明のばねの配置を用いると、可変の運動抵抗を得られるだけでなく、運動に対して平衡する抵抗をもたらしたり、可変のばねエネルギーを蓄積することもできる。これら他の用途に本発明を適応させるには、以下に示す好適な実施形態とは明らかに異なる形態が必要である。
可変の抵抗を受ける動きは、ロッド(10)により引き起こされる。ロッド(10)はベース部(12)から離れる方向である延出方向すなわち抵抗が加わる方向に移動する。この方向を図1の矢印により示す。ロッド(10)の延出或いは動作方向への動きは、異なる数のばねにより抗される。この抵抗は、運動その他の目的で利用される。ロッド(10)に取付けられるプーリ(11)が、滑車装置(図示せず)を構成するコード或いはケーブルと接続することにより、容易にロッドを移動可能となる。滑車装置は、ロッド(10)により抗される動きを方向付け或いは平衡する。
ロッド(10)を形成する材料は、好ましくは断面矩形状のチューブ或いはボックス・ビームとする。しかしながらこれらは、例えば円筒状チューブ、シャフト、断面が五角形以上の多角形状のチューブ或いはシャフト、チャネル或いはアングル、断面I字状ビーム、断面T字状ビーム、或いは断面H字状ビーム、或いはこれら要素からなるアセンブリにより代替可能である。これら要素或いはそのアセンブリは、金属或いは樹脂製の押出成型品である。ロッド(10)は好ましくは、長手方向に均一で且つ必要なばね抵抗に耐えうるだけの強度を有する。
図中破線により示されるばね(20)乃至(27)として、好ましくは両端にフックを備える引張コイルばねを用いる。このような引張コイルばねは、広く且つ廉価に入手可能である。延出方向の動きに抗することが可能なその他の弾性要素の代替としては、バンジーコード、弾性チューブ、ワウンドコイルばね、及び空気圧シリンダが例示できる。図面を簡略化するために、図1乃至図3において、ばね(20)乃至(27)の端部接続は点により示される。
全てのばねは、好ましくは一端部が、固定されたベース部(12)に接続される。その後、ばねの多端部が、リンク或いは端部コネクタ(30)乃至(36)に接続される。リンク或いは端部コネクタ(30)乃至(36)は好ましくはロッド(10)周囲に積層状に配される。これにより、ベース部(12)と、固定されたリンクのうちいずれかに対して、ロッド(10)が前後に移動可能となる。好ましくは開口状態のチャネル(37)は、ベース部(12)とベース部(12)に最も近いばね端部コネクタ・リンク(36)の間で、スペーサ及びハウジング・エンクロージャとして働く。
好ましくは、ばね(20)乃至(27)は図1に示すその定位置でリンク(30)乃至(36)と接続されるとき、多少伸長されて小さな張力を受ける。その後、図示の積層状の配置において、リンク(30)乃至(36)はばね(20)乃至(27)により保持されており、ばね(20)乃至(27)はわずかに圧縮されている。この目的のために、好ましくはリンク(30)乃至(36)は、それぞれの周縁部近傍で互いに嵌合することにより、動作中に緊密な積層状態を保つ。この配置を可能にするために、ばね(20)乃至(27)は異なる長さ及び異なるばね抵抗を有するばねであってもよい。
運動用途では、ロッド(10)がばね抵抗を受けることなく自由に移動することは好ましくない。これを防止するために、好ましくはベース部(12)から最も離れたリンク(30)はロッド(10)と常に接続される。これによりリンク(30)は常にロッド(10)とともに移動する。図示例においては、ばね(20)及び(21)はリンク(30)に接続されるから、これら2つのばねがロッド(10)の動きに常に抵抗する。1つのみのばねがロッド(10)の動きに常に抗するようにしてもよい。或いは、ロッド(10)と選択的に接続可能として、ロッド(10)がばね抵抗を受けることなく自由に移動できるようにしてもよい。
好ましくは、ロッド(10)は一連の穴部(41)乃至(46)を備える。ロッドの穴部(41)乃至(46)は、リンク(31)乃至(36)の対応する穴部(41)乃至(46)と連通する。リンク及びロッド両方の穴部(41)乃至(46)は図1に示す定位置において、直線状に整列している。図1において、一重円はこれら直線状に整列した連通穴のそれぞれを表す。
ロッド(10)の動きに対して、ばね(22)乃至(27)のいずれが追加的に抵抗するかを選択するためには、単にリンク(31)乃至(36)のうちいずれか1つをロッド(10)と接続すればよい。この接続は、通常ピン(40)を用いてなされる。ピン(40)は、直線状に整列した連通穴(41)乃至(46)の1組を貫通することにより、選択されたリンクをロッド(10)に固定する。
図2及び図3は、異なるリンクを選択するとともにロッド(10)に固定する段階を示す。図2において、リンク(31)はロッド(10)にピン(40)を用いて接続されるから、リンク(30)及び(31)はロッド(10)とともに移動する。したがって、ばね(20)及び(21)により加えられていたロッドの動きに対する基本的な抵抗に、ばね(22)による抵抗が加えられる。図3に示すごとく、ピン(40)がリンク(33)をロッド(10)に接続するとき、リンク(30)乃至(33)がロッド(10)とともに移動すると同時に、ばね(20)乃至(24)による抵抗が生じる。図2及び図3に示すごとく、ロッド(10)に固定されたリンクより運動方向或いは抵抗が加わる方向側にある全てのリンクがロッド(10)とともに移動する一方で、ロッドに固定されたリンクよりベース部側に残されたリンクの全てが、ロッド(10)が移動する間、ベース部(12)及びチャネル(37)に対して同じ位置を保つ。本発明のばねパック(可変ばね抵抗装置)が図1に示す定位置にあるときに、ピン(40)を異なる連通穴(41)乃至(46)のいずれかに移すことにより、いずれのリンクがロッド(10)に固定されるかが決定される。またこれにより、いずれのリンクがロッドの動きに対してばね抵抗を加えて、いずれのリンクが固定されたリンクよりベース部側にとどまりロッドの動きに対してばね抵抗を加えないのかが決定される。図示の配置によると、2以上8以下の異なる数のばねによりロッドの動きに抗することが可能である。このようにばねの数を選択するには、単に連通穴(41)乃至(46)のいずれにピン(40)を挿入するかを選択すればよい。
リンク(30)乃至(36)は通常、図11に示すボックス・ビーム(50)のような形状に押出成型される。ボックス・ビーム(50)は、3×3の升目状に交差した内部クロス・ウェブ(51)及び(52)を備える。クロス・ウェブ(51)及び(52)がビーム(50)内部を9つの区画(61)乃至(69)に分割するとともに、これら区画を介する通路が形成される。これにより、ばねが1つのリンクを通ってベース部(12)から離れた別のリンクと接続することが可能となる。また、図11に示す押出成型品の基本パターンと同じパターンから、基本押出成型品(50)の3つの変更形態が得られる。これにより、図4乃至図10に示すような複数の区画の異なる組をばね接続ウェブとして利用可能となる。
リンク(30)は、好ましくはロッド(10)に固定的に接続されるが、図4においてねじ或いはピン(13)として概略的に示すような締付け具を用いて接続されてもよい。他の多くの締付け具、接着剤、或いは溶接によってもこのような接続を行うことが可能である。ウェブ(55)と(56)を接続するねじの組は、1組の区画(例えば区画(64)及び(66))を横切って延出する。区画化クロス・ウェブ(55)及び(56)はばね(20)及び(21)の端部に配されるフックへの接続を可能にする。ばね(20)及び(21)は、ロッド(10)の操作方向或いは延出方向への動きに抗するように使用される。
リンク(31)乃至(38)のために用いられる別の押出成型品は、図11の区画(63)のような隅部の区画において、ばね接続リンクを提供する。リンク(31)乃至(34)のそれぞれは、ばねコネクタ(57)を隅部に有する長さの短い押出成型品を備えるから、このようなリンクの左右或いは上下の位置を入れ替えることにより、ばね接続ウェブ(57)を積層状リンクの任意の隅部に配置できる。例えば、リンク(31)は、図5に示すごとく右上の隅部に、ばねコネクタ(57)を備える。これによりばね(20)及び(21)がリンク(31)を通過する一方で、ばね(22)は区画(63)の位置のコネクタ(57)に固定される。図6に示す左右の位置を入れ替えた配置において、別のリンク(32)は、ばねコネクタ(57)を左上或いは区画(61)の位置に備える。この配置においては、リンク(32)がばね(23)に接続する一方で、ばね(20)乃至(22)がリンク(32)を通過する。図7のリンク(33)に示すごとく、同一の押出成型品の上下位置を入れ替えたリンクは、ばねコネクタ(57)を左下隅部、すなわち区画(67)の位置に備える。この形態によると、ばね(24)がコネクタ(57)に固定され、リンク(33)はばね(20)乃至(23)を通過させる。最後に、更に別の回転位置にあるリンク(34)はばねコネクタ(57)を右下隅部の区画(69)の位置に備える。これにより、ばね(25)がばねコネクタ(57)に接続される一方で、ばね(20)乃至(24)はリンク(34)を通過する。積層リンク内の連続するばねは好ましくは互いにロッド(10)の反対の側に配置され、ばねの力が均衡するようにする。
図4乃至図8に示すごとく、基本の押出成型パターンにおけるばねコネクタの位置を2通りに変えることにより、2乃至6のばねから可変のばね抵抗を得られる。図9及び図10は、ばね(26)及び(27)を接続するための別のばねコネクタ位置(58)を用いて2以上のばねを追加する方法を示す。区画(62)及び(68)に十分な空間が存在する場合には、ばねコネクタ(58)は異なる位置に配置可能である。これにより、これら区画のそれぞれに2以上のばねを追加できる。このようにして追加されたばねは、接続ピン(40)を挿入する妨げとならない。このようにばねを追加することが必要な場合、好ましくは区画(62)及び(68)のそれぞれを複数のばね用区画に分割して、隣接するばねの間の干渉或いはノイズを防ぐ。
この他の形態の区画化された押出成型品によっても、必要数のばねを格納するとともに、これらばねを選択的に使用してロッドの動きに抗することも可能である。1つの変更例は、円周方向に可変、すなわち回転可能なリンクである。このようなリンクにより、ばねの通路及びばねコネクタを好ましくは断面多角形状のロッド周囲で異なる位置に配置できる。押出成型品の形態は、必要なばねの数、利用可能な空間、完成品の美観及び経済性に基づいて選択される。この他に、ばねが配されない1つの区画に、ピン(40)を収容する必要を考慮する。リンク及びばねの数は、あらゆる必要性を満たすように適宜増加される。
ばねの端部接続は、ばね端部に形成されたフックを用いずになされてもよい。この場合、ばね端部近傍のばねのコイルの間に噛合うコネクタを用いる。しかしながら、ばねの端部近傍のコイル上に形成されるフックは廉価な普及品であるとともに、容易にリンク(30)乃至(36)に接続可能である。フックをリンク(30)乃至(36)に接続するには、ばねパックが組み立てられるときに、フックをばねコネクタ・ウェブ(56)乃至(58)に引掛ける。一度このような接続がなされると、ばねを接続解除したり或いは再接続する必要はない。これは、単にピン(40)の位置決めをすることにより、ばねが選択できるからである。
1つのピン(40)を連通穴(41)乃至(46)から選択される1つに配する代わりに、1つの接続ピンをリンクのそれぞれに回転可能に取付けてもよい。このようなピンは、押すと動作位置に、引くと非動作位置に入る。摺動式バー、フック、或いはその他の要素により、ピン(40)を代替してもよい。リンク間に存在する使用可能な空間に位置するロッド(10)内にピンが挿入されてもよい。
Claims (27)
- 運動方向に移動可能なロッドと該ロッドの運動方向の動きに抗するために選択的に使用可能な複数の引張コイルばねを用いる可変抵抗式の運動用装置であって、
(a)前記ばねと相互に接続可能であるとともに前記ロッド周囲に配される複数のリンクを備え、
(b)前記複数のリンクのうち1つのリンクは、前記ロッドと接続して該ロッドとともに移動する専用リンクであり、
(c)前記複数のリンクのうち他のリンクは、前記専用リンクからベース部まで前記運動方向と反対方向に延出する積層状リンクであり、
(d)前記ばねのぞれぞれは、一端部が前記ベース部に固定的に接続するとともに他端部が前記リンクのうち1つのリンクと動作可能に接続し、
(e)前記他のリンクはばね用穴部を有し、前記ばねが該ばね用穴部を通って前記ベース部に近いリンクから前記ベース部より離れたリンクに接続し、
(f)前記他のリンクのそれぞれが穴部を備えるとともに、前記ロッドが一連の穴部を備え、
前記ロッドが定位置にあるとき前記ロッド穴部が前記リンク穴部と連通し、
(g)前記リンク穴部のうちいずれか1つを介して対応するロッド穴部内に挿入されることにより、前記他のリンクのうちいずれか1つを前記ロッドに固定するピンを更に備え、
(h)前記ロッドが前記運動方向に移動するときに、前記ピンにより固定されたリンクより前記運動方向側に配されるリンクが該ロッドとともに移動され、
前記ロッドが前記運動方向に移動するときに、前記ピンで固定されたリンクのベース部側に配されるリンクが定位置にとどまり、
これにより、ばね端部の接続を変更することなく、前記ロッドにピンで固定されるリンクが選択されるとともに、前記ロッドの運動方向の動きに抗するために使用される引張コイルばねの数が選択されることを特徴とする運動用装置。 - 前記他のリンクのそれぞれがばねとの接続部を備え、
該他のリンクが積層状に組み立てられたとき、前記ばねとの接続部が前記ロッドに対して異なる位置に位置することにより、1つの形態のリンクにより異なる複数のばね接続位置が提供されることを特徴とする請求項1記載の運動用装置。 - 前記他のリンクのそれぞれが押出成型品であることを特徴とする請求項2記載の運動用装置。
- 前記他のリンクのそれぞれに接続されるばねが伸長されることにより、前記ベース部方向に前記他のリンクが付勢されるときに、前記他のリンクが前記積層状態を保つことを特徴とする請求項1記載の運動用装置。
- ロッドが延出方向に移動するときロッドの動きに抗する引張コイルばねの数を選択する方法であって、
(a)前記引張コイルばねのそれぞれを前記ロッド周囲に配される複数のリンクのうち1つのリンクとベース部の間に接続する段階と、
(b)前記リンクのうち1つを前記ロッドに選択的に固定する段階と、
(c)前記ロッドを移動し、前記ロッドに固定されたリンクに接続するばねと、該ロッドに固定されたリンクより延出方向側にあるリンクに接続するばねを該ロッドの移動にしたがって伸長させる一方で、前記ロッドに固定されたリンクよりベース部側にあるリンクに接続するばねを前記ロッドとともに伸長させない段階を備えることを特徴とする方法。 - リンク穴部を介して、該リンク穴部と連通するロッド穴部にピンを挿入することにより、前記リンクのうち1つのリンクを前記ロッドに選択的に固定する段階を備えることを特徴とする請求項5記載の方法。
- 前記ロッドに前記リンクのうち1つのリンクを選択的に固定するとき、前記ロッドを前記ベース部に最も近い定位置に位置付けする段階を備えることを特徴とする請求項5記載の方法。
- 前記リンクのうち前記ベース部から最も離れた位置にある専用リンクを前記ロッドに固定する段階を備えることを特徴とする請求項5記載の方法。
- 前記ばね用穴部を介して前記ベース部に近いリンクから前記ベース部より離れたリンクにばねを接続する段階を備えることを特徴とする請求項5記載の方法。
- 前記ベース部から前記運動方向に延出する前記ロッド周囲に前記リンクを積層状に配する段階を備えることを特徴とする請求項5記載の方法。
- 運動方向に移動可能なロッドと、該運動方向に伸長するとともに該ロッドの動きに抗する複数のばねを用いたばね使用選択装置であって、
(a)固定された物体と前記ロッド周囲に積層状に配される複数のリンクの間に接続されるばねを備え、
前記ロッドが定位置にあるとき、該リンクが前記ロッドに選択的に固定され、
(b)前記リンクのうち1つを前記ロッドに固定するアタッチメントを更に備え、
該アタッチメントが、前記積層状に配されたリンクのいずれが前記ロッドとともに前記運動方向に移動し、前記積層状に配されたリンクのいずれが前記ロッドとともに前記運動方向に移動しないのかを決定し、
これにより、ばね端部の接続を変更することなく、前記ロッドに選択的に固定されるリンクにより、前記ロッドが前記運動方向に移動するのに抗するように配されるばねの数が決定されることを特徴とする選択装置。 - 前記ロッドが前記積層構造を通って移動することを特徴とする請求項11記載の選択装置。
- 前記移動可能なリンクが穴部を備え、
前記ロッドが一連の穴部を備え、
該ロッド穴部がその定位置において前記リンク穴部と直線状に整列し、
選択されたリンクの穴部を介して前記ロッド内にピンが挿入されることにより、選択されたリンクが前記ロッドに固定されることを特徴とする請求項11記載の選択装置。 - 前記移動可能なリンクがばね用穴部を有し、該ばね用穴部を通って前記固定された物体に近いリンクから前記固定された物体から離れたリンクに前記ばねが接続することを特徴とする請求項11記載の選択装置。
- 前記リンクがばねとの接続部を備え、
前記リンクが積層状に配されるとき、該ばねとの接続部が異なる複数の位置に配置可能であることを特徴とする請求項11記載の選択装置。 - 複数のばね、運動方向に移動可能なロッド、及びリンクからなる組立構造体であって、
(a)穴部を備えるリンクと、
ロッドが定位置にあるとき、該リンク穴部と連通する対応する複数の穴部を備えるロッドと、
(b)リンク穴部を介してロッド穴部内に挿入されることにより前記リンクのうち1つを前記ロッドに選択的に固定するピンと、
(c)前記リンク及び固定された物体の間に動作可能に接続されるばねを備え、
これにより、前記リンクのうち1つを前記ロッドに固定して、前記リンクのうちいずれのリンクがロッドとともに前記運動方向に移動するかを決定することにより、前記ばねのいずれが前記ロッドの動きに抗するかを決定することを特徴とする組立構造体。 - 前記リンクが前記ロッド周囲に積層状に配されることを特徴とする請求項16記載の組立構造体。
- 前記リンクが前記ロッド周囲で異なる複数の向きに配置可能な押出成型品であることを特徴とする請求項16記載の組立構造体。
- 前記他のリンクはばね用穴部を有し、該ばね用穴部を通って前記リンクのうち1つのリンクから別のリンクにばねが接続することを特徴とする請求項16記載の組立構造体。
- (a)一端部が固定された保持装置に固定的に接続するとともに他端部が一連の移動可能な積層状リンクと接続するばねと、
(b)前記移動可能なリンクを介して延出するとともに前記運動方向に移動可能なロッドと、
(c)前記ロッドと選択的に接続可能である移動可能なリンクを備え、
前記ロッドに接続されるリンクが、前記積層状リンクのいずれが前記ロッドとともに前記運動方向移動するかを決定し、これにより前記積層状リンクのうち前記移動するリンクに接続されるばねが、前記運動方向への前記ロッドの動きに抗することを決定することを特徴とする複数のばねを用いた可変ばね抵抗アセンブリ。 - 固定された保持装置と前記リンク接続の間で前記ばねが伸長することにより前記積層状リンクを定位置へ付勢することを特徴とする請求項20記載の抵抗アセンブリ。
- 前記ロッドが定位置にあるとき、前記積層状リンクの穴部がロッド穴部と連通し、リンク穴部を介してロッド穴部にピンを挿入することにより、選択したリンクがロッドに固定されることを特徴とする請求項20記載の抵抗アセンブリ。
- 異なる数のばねを使用してロッドの動きに抗するばね抵抗アセンブリであって、
(a)複数のばねのうちの少なくとも1つのばねを前記ロッドに接続することにより、前記ロッドの動きに対する基本的な抵抗がもたらされ、
(b)前記複数のばねのうち他のばねが、複数の移動可能な端部コネクタに接続されるばねを備え、
該移動可能な端部コネクタが前記ロッドに対して選択的に固定可能であり、
これにより、前記移動可能な端部コネクタの前記ロッドへの取付け方を変更することにより、ばね端部を接続解除或いは再接続することなく、異なる数の前記他のばねを使用して前記ロッドの動きに抗することが可能であることを特徴とするばねアセンブリ。 - 前記移動可能な端部コネクタが前記ロッド周囲に積層状に配され、
これにより前記端部コネクタのうち1つを前記ロッドに固定することにより、前記積層状コネクタのいずれがロッドとともに移動すると同時に、前記積層状コネクタのうち移動可能な部分と接続するばねにより抵抗を受けるかを決定することを特徴とする請求項23記載のばね抵抗アセンブリ。 - 前記ロッドへ前記端部コネクタのうち1つを選択的に固定するためのピンと穴部からなる構造を備えることを特徴とする請求項23記載のばね抵抗アセンブリ。
- 前記少なくとも1つのばねが前記ロッドに固定される端部コネクタと接続することを特徴とする請求項23記載のばね抵抗アセンブリ。
- 前記端部コネクタがばね用穴部を有し、該ばね用穴部を通って前記端部コネクタのうち1つの端部コネクタから他の端部コネクタにばねが接続することを特徴とする請求項23記載のばね抵抗アセンブリ。
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