JP2009528109A

JP2009528109A - 改良された運動機器

Info

Publication number: JP2009528109A
Application number: JP2008556836A
Authority: JP
Inventors: ローチ，アンドリュー，ロバート
Original assignee: ローチ，アンドリュー，ロバート
Priority date: 2006-02-28
Filing date: 2007-02-02
Publication date: 2009-08-06
Also published as: GB0802471D0; GB2443761A; WO2007099283A3; WO2007099283A2; US8070657B2; EP1991325A2; GB0603869D0; US20090036276A1; US20120065034A1; GB2443761B

Abstract

改良された運動装置が開示されている。この装置は、円筒形部品と、円筒形部品に付随するフレキシブル部材とを具える。フレキシブル部材は、前記部材が前記円筒形部品に巻かれている巻回状態と前記部材が前記円筒形部品に巻き付いていない非巻回状態との間で可動である。この装置はさらに、前記フレキシブル部材を前記巻回状態となるように付勢している反動手段と、前記巻回状態から前記非巻回状態への前記フレキシブル部材の運動に抵抗を与える抵抗手段とを具える。前記抵抗手段は、エネルギ保存器具を具えており、これは、前記円筒形部品と連動する関係にある。好適な実施例では、エネルギ保存器具はフライホイールである。
【選択図】なし

Description

本発明は、改良された運動機器に関するものであり、特に、移動式の運動機器に限定されるものではない。

運動装置のほとんどの既存の形は大きく重すぎて、簡単に移動したり片付けにくい。例えば、重量挙げ器、ローイングマシーン、及び運動自転車がある。いくつかの移動式の筋力増強器具としてゴムひもなどが利用できるが、屋内で便利に有酸素運動に利用できる移動式の器具はほとんどない。

運動中のユーザの動作を観察して記録することには利点がある。これはジムの器具において一般的であり、ここで動作モニタはほとんどの形の有酸素運動装置に取り付けられている。このような設備は、低価格の移動式運動器具においては一般的ではない。

本発明の第１態様によると、
円筒形部品と；
前記円筒形部品に付随するフレキシブル部材であって、前記部材が前記円筒形部品に巻かれている巻回状態と前記部材が前記円筒形部品に巻き付いていない非巻回状態との間で可動なフレキシブル部材と；
前記フレキシブル部材を前記巻回状態となるように付勢している反動手段と；
前記巻回状態から前記非巻回状態への前記フレキシブル部材の運動に抵抗を与える抵抗手段であって、エネルギ保存器具を具え、前記エネルギ保存器具が前記円筒形部品と連動する関係の前記抵抗手段と；
を具える運動装置を提供する。

ユーザが様々な筋力増強及び有酸素運動を行うことができる小型で軽量の運動装置が必要とされている。このような装置は、旅行中に手荷物に入れて運んで、家の中の戸棚や引き出しに保管しやすい。

軽量で小型の装置を達成するために、本発明の実施例は、高ギア比構成によって駆動される高速フライホイールを具える。

誤解を避けるために、「連動する関係(geared relationship)」とは、一方の物体の速度変化が他方の速度変化をもたらす２つの物体間の相互作用の任意の形を意味するものである。物体間の相互作用は、物体の歯の係合に限定されるものではなく、相互作用は、例えば、摩擦接触を介することができる。

「円筒形部品」とは、フレキシブル部品が周囲に巻き付く面を提供する部品を意味する。

エネルギ保存器具はフライホイールであることが好ましい。誤解を避けるために、「フライホイール」は、エネルギ入力がシステムへ変化している間中、回転し続ける部品を意味する。

運動している間中、エネルギーは爆発ではなく散逸して、プルとリターンのストローク間に滑らかな移動をもたらすので、ローイングマシーンなどの運動機器はいくつかの形のエネルギ保存器具を具えることが望ましい。

一般に、いくつかの形のフライホイールを用いて、ユーザの運動によってこのシステムに与えられる運動エネルギを保存する一方、抵抗機構によってフライホイールからエネルギを散逸させる。高レベルのエネルギ保存装置を具える器具が望ましく、同じレベルでエネルギが散逸する低レベルのエネルギ保存装置を具える同様の器具と比較して、ユーザは滑らかに運動できる。

ローイングマシーンや運動自転車などのジムの運動機器は、通常、質量６ｋｇ、直径２００ｍｍ以上のフライホイールを具える。フライホイールは、通常、一方向クラッチ手段を介して円筒形部品によって駆動される。円筒形部品とフライホイール間に高ギア比を用いることによって、フライホイールの回転速度をかなり増加させることができ、２００ｇ程度に軽い、より小さなフライホイールを用いて、軽量で小型ユニット内に同じレベルのエネルギ保存を達成することができる。

この高ギア比及び高速回転によって、フライホイールに、より小さな抵抗トルクを与えて同等にエネルギを散逸させるというさらなる利点をもたらし、それゆえ、軽量の抵抗機構を用いることができる。

運動装置は、反動の際に、フライホイールを円筒形部品から離脱させる一方向クラッチ構成を具えることが好ましい。本発明の好適な実施例では、この離脱は、支持部品及びバネの単純な構成によって達成される。このような構成の製造コストが一般的な器具よりも安いので、これは利点となる。

本発明の第２態様によると、
フレームと；
円筒形部品と；
前記円筒形部品に付随するフレキシブル部材であって、前記部材が前記円筒形部品に巻かれている巻回状態と前記部材が前記円筒形部品に巻き付いていない非巻回状態との間で可動なフレキシブル部材と；
前記フレキシブル部材を前記巻回状態となるように付勢している反動手段と；
前記巻回状態から前記非巻回状態への前記フレキシブル部材の運動に抵抗を与える抵抗手段と；
ユーザの足を受けるように構成された取付手段と；
を具え、前記フレームがさらに、前記ユーザの足を支持しつつ、前記フレームが床の上を転がって動くことができるように構成された少なくとも１のロール部品を具える運動装置を提供する。

本発明の一実施例では、筋力増強及び有酸素運動の両方をユーザが行うことができる一方、軽量であって保管又は移送用にさらに小型の形に構成できる小型の装置を提供するので、このような構成は有益である。これは、ユーザの荷重を支持するために用いる比較的大きくて重い構造の通常の運動機器とは対照的である。このフレームは、ユーザの足より上にある装置の一部分である。これによって、ストローク中、ユーザの膝を避けるために取っ手を大きく持ち上げる必要がなく、ユーザは快適にプル・リターンストロークを行うことができる。ローイング運動機器は、スライドする座部を支持する比較的大きくて重いフレームを具えることが一般的である。

装置は、図１に示すように、ユーザがローイングタイプ運動を行うことができる手段を具えることが好ましい。プルコードユニット１を車輪付のフレーム２に固定でき、取っ手３をプルコード４の端部に取り付けることができる。ユーザは、床か固定された座部に座って、その足をフレームに固定し、床の上を転がって動くフレームによってスムーズに足の伸長動作を行いローイングストロークを行うことができる。代替的に、プルコードの端部をユーザの足又はロールフレームに固定した状態で、取っ手をプルコードユニットの本体部に固定してもよい。ユーザの足を伸ばしつつ、プルコードユニットの本体部をユーザに向けて引っ張る。追加的に、多くのローラをユーザの足に取り付けて、足が滑らかに床の上で転がって動くようにしてもよい。

本発明の第３の態様によると、
円筒形部品と；
前記円筒形部品に付随するフレキシブル部材であって、前記部材が前記円筒形部品に巻かれている巻回状態と前記部材が前記円筒形部品に巻き付いていない非巻回状態との間で可動なフレキシブル部材と；
前記フレキシブル部材を前記巻回状態となるように付勢している反動手段と；
前記巻回状態から前記非巻回状態への前記フレキシブル部材の運動に抵抗を与える抵抗手段と；
限定されないが、携帯電話、ＰＤＡ、ＭＰ３プレイヤ、ゲーム機、又はパーソナルコンピュータなどの外部のコンピュータ装置へ運動データを転送するように構成された無線転送手段と；
を具える運動装置を提供する。

本発明の一実施例では、プルコードユニット１は、動作測定手段と、適当な無線受信手段を具える外部のコンピュータデバイスへ無線で動作データを送ることができる無線転送手段とを具えているので、このような構成は有益である。外部機器における処理、データ保存、及び表示機能を使用することによって、複雑なコンピュータ及び表示機能を運動装置内へ組み込む必要がない。これによって、製造コストをかなり減らす一方、しばしば携帯電話などの好適な外部コンピュータ機器をもたない通常のユーザにとって不便ではない。さらに、最新式の携帯電子機器及びパーソナルコンピュータの処理、データ保存、及び表示性能は、高性能の運動装置の動作モニタの性能さえも通常超えている。また、外部のコンピュータ機器は、運動の動作測定に加えて心拍情報を記録し表示でき、心拍数の信号は、胸の周囲に取り付けられるような心拍数検知モジュールから機器へ無線手段によって伝送される。ブルートゥースやＷｉｆｉなどの無線プロトコルを使用しても良い。

本発明の第４の態様によると、
円筒形部品と；
前記円筒形部品に付随するフレキシブル部材であって、前記部材が前記円筒形部品に巻かれている巻回状態と前記部材が前記円筒形部品に巻き付いていない非巻回状態との間で可動なフレキシブル部材と；
前記フレキシブル部材を前記巻回状態となるように付勢している反動手段と；
前記巻回状態から前記非巻回状態への前記フレキシブル部材の運動に抵抗を与える抵抗手段と；
ユーザが、腕曲げ又はプルダウン運動を行うことができるように装置を構成できる取付手段と；
を具える運動装置を提供する。

本発明の一実施例では、ユーザが、図２に示す腕曲げ、図３に示す肩の引き下ろし、足振りなどの様々な筋力増強運動を行うことができるので、このような構成は有益である。これらは、プルコードユニットをドアフレームなどの固定点又はユーザが立つ固定具へ固定することによって可能となる。ユーザは、取っ手手段又は足の取付手段を用いて、プルコードをプルコードユニット本体から引っ張る。代替的に、プルコードの端部を固定点に取り付けて、取っ手手段をプルコードユニットの本体部に固定し、ユーザが取っ手手段を引っ張って、この動作によってプルコードをプルコードユニットから伸ばしてもよい。

本発明の第５の態様によると、
円筒形部品と；
前記円筒形部品に付随するフレキシブル部材であって、前記部材が前記円筒形部品に巻かれている巻回状態と前記部材が前記円筒形部品に巻き付いていない非巻回状態との間で可動なフレキシブル部材と；
第１の回転部品が円筒形部品に対して反対方向に回転するように、トルク伝達手段によって前記円筒形部品に連結されている第１の回転部品と；
前記第１の回転部品と前記円筒形部品の間にねじり結合を提供し、これにより前記円筒形部品にトルクが与えられて、前記フレキシブル部材を前記円筒形部品上へ巻き付かせるために必要な方向へ前記円筒形部品が回転されるよう構成された連結手段と；
を具える運動機器用の反動手段を提供する。

本発明の実施例では、フライホイールがドラムに連結されており、引張力が最低レベル以下になるとドラムを回転させてプルコードをドラム上へ巻き付かせるこの反動方法は、小型で信頼性があるので、バネ部品を使用して円筒形部品を巻き戻す通常の方法よりも有益である。通常、コイルバネが使用されうる。何度も回転してプルコードを反動させ、何度も巻き及び伸びサイクルを行うために十分なエネルギを保存できる好適な小型の形内にコイルバネを実現することは難しい。このバネの最良の実施例でさえ、通常は２００，０００サイクル以下で故障し、その結果、１００時間以下の使用の後に運動機器が故障してしまう。また、コイルバネは、比較的取付が難しくエネルギ保存の潜在的に危険な形である。

本発明の第６の態様によると、ドラムの周りに巻き付くケーブルと、前記ドラムと同軸上に一致して、前記ドラムと反対方向に回転するようにトルク伝達手段によって前記ドラムに連結される回転部品と、回転部品と同じ部品であるように組み合わされることが可能なフライホイールとして動作する回転部品に前記回転部品を連結するトルク伝達手段と、前記ドラムと回転部品の間で前記トルク伝達手段がトルクのみを前記ドラムの回転の一方向に伝達することができる前記トルク伝達手段の部品である一方向性の連結手段と、前記回転部品と前記ドラムの間にねじり結合を提供し、これにより前記ドラムにトルクが与えられて、前記ケーブルを前記ドラム上へ巻き付かせるために必要な方向へ前記ドラムが回転されるように構成された連結手段とを具える運動機器用のケーブル反動器具が提供される。

その他の好適な特性は、クレームによって規定される。

本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。

図４に示すプルコードユニット５は、ドラム７に形成されたチャネルの内側円周に巻き付いているプルコード６を具える。プルコードユニットは、ドラムからのプルコードの引っ張りに抵抗を与える抵抗手段と、引張力が弱まった場合にドラム上へプルコードを巻戻させる反動手段とを具える。

ユーザは、様々な筋力増強、引き締め、及び有酸素運動を行うことができる様々な付属品を具えてプルコードユニットを使用できる。

図４に示す運動フレームは、ベースフレーム８、ベースフレームの一端部に固定された単一のローラ９、２個のローラアセンブリ１０、踵用の台アセンブリ１１、伸長棒１２、足用の台アセンブリ１３、及びプルコードユニット５を取り付けるための取付具１４を具える。取っ手１５はプルコードの端部に取り付けることができる。

運動フレームによって、図１に示すように、ユーザはローイング模倣運動を行うことができ、ユーザは床又はクッションもしくは固定座部に座り、踵用台に踵を置いて、足を足用ストラップ１６を用いて足用の台アセンブリへ固定する。ユーザは足で運動フレームを身体から離すように押したときに、取っ手１５を引っ張ってプルコードユニットから離す。

運動フレームは、ユーザの足より上の場所でプルコードユニットを支持している。これによって、引張り動作中、ユーザの膝を避けるために取っ手を大きく持ち上げる必要がなく、ユーザは快適にローイング動作を行うことができる。

ローラによって、運動フレームはユーザの足を支持しつつ床に沿って滑らかに転がって動くことができる。ユーザがプルコードに引張力を及ぼすことによって、足用の台アセンブリ１３の取付位置周りに運動フレームを回転させるように作用するモーメントを作り出す。足用の台アセンブリの取付位置周りに作用する単一のローラ９と床との反作用から生じるモーメントによってこの回転が抵抗を受けるように、単一のローラ９が足用の台アセンブリの取付位置から好適な距離で配設される。この距離が小さすぎると、運動フレームは運動中に倒れてしまう。

運動フレームは、図５に示すように、保管及び移送用に分解できる。プルコードの端部の環状部１７に取っ手を通すことによって、取っ手１５は、プルコード６に簡単に取付け、取り外しができる。運動フレームは、固定ピン１８を外して伸長棒１２を引っ張ってベースフレーム８から離して分解できる。これによって、運動フレームを小型の形に構成することができる。

２個のローラアセンブリ１０は、ベースフレーム８に固定された回動ピン１９を中心に回転するように運動フレームに取り付けられている。図６にこの構成を示す。ローラ２０は取付ブロック２１に固定されている。回動ピンは、取付ブロック内の穴を通して取り付けられ、ベースフレームに固定されている。圧縮バネ２２が回動ピン周りに取り付けられており、これによって確実に、取付ブロックはベースフレームに接触した状態になる。固定ピン２３がベースフレームに取り付けられており、取付ブロック内の４つの位置決め穴２４のうちの２つに配設できる。これによって、取付ブロックを２つの位置のうちの１つに配置でき、一方の位置はローラの軸が単一のローラ９の軸に並行であるように装置を作動させる好適な位置であり、他方の位置はローラの軸が単一のローラの軸に垂直である装置の保管及び移送に好適な位置である。ユーザは、取付ブロックをベースフレームから引っ張って固定ピンを位置決め穴から引き抜くことで、取付ブロック及びローラを２つの位置の間で動かすことができる。新しい位置に対応する位置決め穴に固定ピンが配置されていると、圧縮バネは固定ピンに対し確実に取付ブロックを押し戻す。

踵用の台アセンブリ１１及び足用の台アセンブリ１３は、組み立て及び図７に示すように分解できる。これによって、これらのアセンブリを運動フレームから取り外しやすくして、装置をより小型の形で保管又は移送できる。各アセンブリは、第１のブロック２５、支持棒２６、及び第２のブロック２７を具える。支持棒の一方の端部は、第１のブロックに恒久的に固定されている。第２のブロックは、支持棒の他方の端部に取り付けることができる。バネクリップ２８は、支持棒の端部近くに形成された外部の溝に取り付けられる。第２のブロック内の穴は内部の溝を具える。支持棒が第２のブロックの穴内へ押されると、内部の溝がバネクリップを受ける。これによって、第２のブロックはバネクリップで支持棒の適所に保持される。ユーザは、バネクリップを変形させる十分な力で第２のブロックを支持棒から引っ張ることによって、支持棒から第２ブロックを取り外すことができる。支持棒を運動フレーム内の穴を通して取り付けて、バネクリップが第２のブロックの内部の溝に係合するまで第２のブロックを支持棒へ押して、踵用の台及び足用の台アセンブリの双方を運動フレームに取り付ける。

伸長棒１２は、固定ピン１８を取り外すことによってベースフレーム８から外すことができる。図８は、筋力増強運動が可能な構成の装置を示しており、これによって、ユーザは足用の台アセンブリ１３の上に立って、取っ手１５をプルコードユニット５から上方へ引っ張る。図２は、ユーザが腕曲げ運動を行っている状態の使用中の構成を示している。

図９は、筋力増強運動が可能な構成の装置を示しており、ユーザは、ドアフレームの下に、立つ、座る、又は膝立ちして、図３に示すようにプルコードユニット５から下方へ取っ手１５を引っ張る。プルコードユニットはクロス棒２８に固定されている。固定されたフック２９がクロス棒の一端部に取り付けられており、調整可能なフック３０がクロス棒の反対側の端部に取り付けられている。クロス棒は、調整可能なフック内の溝穴を通って取り付けられ、フックはクロス棒の長さに沿ってスライドできる。固定されたフック及び調整可能なフックは、ドアフレーム３２の突起部３１に取り付けることができる。調整可能なフックをクロス棒の長さに沿って動かすことによって、様々な厚さのドアフレームに装置を取り付けることができる。ゴムパッド３３を固定されたフック及び調整可能なフックの端部に取り付けることによって、接触点においてドアフレームを損傷から保護する。

図１０及び１１は、外側ケースを取り外した状態のプルコードユニット５を示している。プルコード６は、テープは長さ方向でドラム７の円周のチャネル周りに巻き付くことができるように、一端部にフックタイプのファスナテープを具える。ドラムは、対応するループタイプのファスナテープを具えている。この構成によって、プルコードをドラムから簡単に取付、取り外しできる。これは、最初の製造と使い古したプルコードのユーザによる交換の両方に有用である。また、このファスナテープ構成は、プルコードがドラムに完全に巻き付ていない状態までユーザがプルコードを引っ張る場合に、プルコードによってドラムに加えられる力を制限する。プルコードは、チャネル内に収容された状態でドラム周囲に何度も巻き付けることができる。

ドラム７は、シャフト３４上で動くベアリングによって支持される。シャフトは２つの支持アーム３５によって支持されている。支持アームはピン３６によって支持されており、支持アームはピンの軸を中心に回動できる。ピンはシャーシ３７によって支持されている。

フライホイール３８は、シャーシ３７に固定されているベアリング４０によって支持されている駆動シャフト３９に固定されている。プルコード６に引張力を加えることによって、ドラム７は、駆動シャフト３９に向けて接触するように引っ張られる。ドラムの外側リム４１は駆動シャフトにわずかに接触する。支持アーム３５の位置により、ドラムが駆動シャフトに接触したままになるのに引張力が十分大きく、プルコードが支持アームの長いエッジに対して特定の角度範囲内に残る間、この範囲の中央位置がプルコードが支持アームの長いエッジに対して直角となる位置となり、ドラムの外側リムと駆動シャフトの間の応力は常に、接触摩擦がこの接触において確実にすべりが生じない程度に十分大きくなるよう、十分に大きくなる。従って、ドラムの回転によって駆動シャフト及びフライホイールが回転する。接触によってスリップが起こらない一方、フライホイールの角速度のドラムの角速度に対する比は、接触点におけるドラムの半径と駆動シャフトの半径の比と同じである。従って、大きい有効ギア比が可能である。大きい有効ギア比によってフライホイールの角速度が大きくなるので、望ましい。これによって、小さい有効ギア比のシステムの一部の重い又は大きいフライホイール内に保存された運動エネルギとフライホイール内に保存された運動エネルギを同等にする。

フライホイール３８に対する駆動シャフト３９の反対端部に、小さいプーリホイール４２が取り付けられている。大きいプーリホイール４３は、自由に動くようにシャフト３４に取り付けられている。大きいプーリホイールは、弾性ドライブバンド４４によって小さいプーリホイールに連結されている。大きいプーリホイールは、小さいプーリホイールの中心から等しい半径の複数の磁石４５で取り付けられている。対応する数及び位置の磁性鋼板がドラム７に取り付けられており、これらが、これらを分離している小さい隙間と磁石を合うようにしている。この構成によって、大きいプーリホイールとドラムの間に制限された最大の結合トルクが生じる。ドライブバンドの張力は、大きいプーリホイールに作用するトルクがこの最大結合トルクかそれ以下であるいずれかのプーリホイールで、ドライブバンドがスリップしない十分な大きさである。ドラムと大きいプーリホイールの間のこの連結は通常弾力性があり、他方の本体部に対する一方の本体部の多数の回転にわたって効果が平均化されると、大きいプーリホイールとドラムの間の相対回転によって有意な正味エネルギ散逸は生じない。この連結によって、プルコード６をドラム上へ反動させるために必要な方向にドラムを回転させるように機能するトルクを、ドラムにその方向で適用する。

ドラム７が駆動シャフトとの接触から離れるように支持アーム３５を動かすようにねじりバネ４６が取り付けられている。従って、プルコード６に加える引張力があるレベル以下に下がると、ドラムは駆動シャフト３９との接触から離れるように動く。この場合、駆動シャフトとドラムの間に作用する重要な連結は、大きいプーリホイール４３に固定されている磁石４５とドラムに固定された前記磁性鋼板の間の磁性連結による。これによって、フライホイール３８が回転し続ける間に、プルコードがドラム上へ反動しうる方向にドラムが回転する。

大きいプーリホイール４３の直径に対する小さいプーリホイール４２の直径比は、接触点におけるドラムリム４１の半径に対する駆動シャフト３９の半径比より小さいという利点を有する。これは、大きいプーリホイールが、ドラムを反動方向に加速できないほど早く回転しないようにすることを確実にするために有用である。

制動磁石４７は、側部の一方がフライホイール３８の平面に平行であり、対向する平らな平行側部に反対極が形成される磁化した永久磁石である。フライホイールは、銅や真鍮などの導電性金属で作られる。フライホイールの回転によって、フライホイール内に渦電流が発生する。これらの渦電流は、これらを発生させる運動に抵抗を与えるように動作する磁界を作り出し、従って、フライホイールに制動力がはたらく。この制動力は、フライホイールの速度とともに増し、それゆえ、プルコード６の引っ張りに対して便利な速度依存性の抵抗を提供する。渦電流は、フライホイール内にオーム加熱を発生させる。フライホイール内のチャネル４８は、空気をフライホイールの外面上で半径方向に動かして、フライホイールからかなりの割合で熱を散逸させる。

プルコードユニット５はケースに取り付けられている。これを図４に示す。空気取り入れ口４９がフライホイールの中央近くに配置されており、排気口５０がケースの周囲に配置されている。この構成によって、空気は、空気取り入れ口を通って引き入れられて、排気口を通って出る前に、回転フライホイール３８のチャネル内で促進される。

制動磁石４７は、調節ピン５１で取り付けられる。調節ピンはねじ端部の機能を有しており、制動磁石の穴を通して、シャーシ３７内のねじ穴５２内へねじ込まれる。制動磁石は、シャーシが回転しないようにシャーシの平らな面５３に対して配置される。圧縮バネ５４は、制動磁石が調節ピンの肩部に対して押されるように制動磁石とシャーシの間に取り付けられる。フライホイール３８に対する制動磁石の半径方向の位置は、調節ピンを回転させて調節できる。この調節機構によって、ユーザは、制動磁石がフライホイールに与える制動レベルを変えることができ、すなわち、運動の強さを変えることができる。

プルコードユニット５は、外部のコンピュータ機器に情報を送る無線伝送ユニットに取り付けられている。これらの無線伝送ユニットの構成部品は、図１０及び１１に示されている。図１２は、一般的な回路の概略を示す。無線伝送ユニットは、電力供給回路、検知回路、及び無線伝送モジュール６０を具える。コイル５５が回路基板５６に取り付けられている。磁石５７は、フライホイールの回転中、これらがコイルの近くを通るように半径方向にフライホイール３８に取り付けられている。コイルを通過する磁石の運動がコイル内に電流を誘導する。電力供給回路は、コイルをブリッジ整流器５８の入力端子に連結している。大容量蓄積キャパシタ５９は、整流出力を滑らかにするとともに、無線伝送モジュール及び検知回路の動作用のエネルギの蓄積を提供するために、ブリッジ整流器の出力端子を交差して連結している。電圧調整モジュール６５は調整された電圧出力を無線伝送モジュール及び検知回路に提供する。

検知回路は、磁石５７の一つがコイル５５を通るごとに電圧パルスを無線伝送モジュール６０に提供する。キャパシタ６１はコイルの一端部を演算増幅器６２の入力の一つに連結している。分圧器６３は、その他の演算増幅器の入力に閾値電圧を提供する。演算増幅器はコンパレータとして動作し、コイルへの連結によって発生する電圧が閾値電圧以上に上がると、この電圧が出力に起こるようにする。抵抗器６４は、連結キャパシタからの充電をパルス間に確実に放出できるようにする。

無線伝送モジュール６０は、無線送受信機及びマイクロプロセッサを具える統合モジュールである。モジュールは、ブルートゥースプロトコルを使用して無線伝送することができる。このプロトコルによって、ブルートゥースインターフェースが具えられた任意の機器へ情報を送ることができる。ブルートゥースインターフェースは一般に、携帯電話や、個人用デジタル補助装置（ＰＤＡｓ）、パーソナルコンピュータに取り付けられている。検知回路の演算増幅器６２からの出力は無線伝送モジュールのデジタル入力に接続されている。無線伝送モジュールは電力供給回路によって電力が供給される。無線伝送モジュールは、検知回路からのパルス間の時間を記録するようにプログラムされている。これらの時間のデータは、ブルートゥースプロトコルを使用して無線信号で伝送される。好適な受信デバイスは、速度、距離及び電力などの運動パラメータがユーザに表示されるようにデータを受信して処理するようにプログラムできる。

図１３及び１４は、装置用のプルコードユニットの代替の実施例を示す。プルコード６６は、テープの長さ方向がドラム６７内に形成されたの円周のチャネル周りに巻き付くことができるように、フックタイプのファスナテープの長さ方向の一の端部に取り付けられている。ドラムは、対応するループタイプのファスナテープに取り付けられている。この構成によって、プルコードをドラムから簡単に取付、取り外すことができる。プルコードは、チャネル内に収容されている状態でドラムの周りで何回か巻くことができる。

ドラム６７は、駆動シャフト６９に取り付けられているベアリング６８に取り付けられている。一方向ベアリングとドラムの回転軸が同一線上であるようにスプラグタイプの一方向ベアリング７０の内側レースがドラムに取り付けられている。一方向ベアリングによって、レース間の一方向の相対回転において、内側レースから外側レースへのみトルクを伝えることができる。一方向ベアリングの外側レースは内部ギア７１に固定されている。内部ギアは、ドラムと駆動シャフトの間に高トルク伝達比を提供する環状のエピサイクリックギア構成を形成する。このエピサイクリックギア構成の遊星歯車アセンブリ７２は、シャフト７４に取り付けられているベアリング７３に取り付けられている。これらのシャフトは、プルコードユニットの端板７５に固定されている。この端板は、プルコードユニットの外側ケースの一部であり、回転しない。各遊星歯車アセンブリは、固定されて太陽歯車７６にかみ合う大きいギアと同心である内部ギアにかみ合う小さい直径のギアを具える２重の平歯車を具える。２重の平歯車を用いることによって、単一の遊星歯車ギアのみを用いて可能なギア比よりも大きいギア比にすることができる。太陽歯車は駆動シャフトに固定されている。また、フライホイール７７も駆動シャフトに固定されている。従って、一方向にドラムが回転することによって、反対方向に駆動シャフト及びフライホイールをより大きい速度で回転させる。駆動シャフトは、駆動シャフトの各端部に取り付けられたベアリング７８によってプルコードユニットのケース内で支持されている。

磁性ロッド７９はドラム６７に固定されており、フライホイール７７に面してドラムの回転軸周りに正円形パターンで整列している。ドラムの回転によって、フライホイールを高速で反回転させる。フライホイールは銅や真鍮などの導電性金属で作られる。磁性ロッドに対するフライホイールの回転によって、フライホイール内に渦電流が発生する。これらの渦電流は、これらを発生させる運動に抵抗を与えるように動作する磁界を作り出す。従って、フライホイールの運動は渦電流の作用によって弱められる。渦電流の大きさは、フライホイールと磁性ロッドの相対回転速度に比例する。従って、ユーザは、プルコード６６をプルコードユニットから引っ張るために速度依存性の抵抗を受ける。エピサイクリック構成によって作り出されるギア比はとても大きいので、通常の運動機器において使用される磁気抵抗機構におけるトルク反作用に対して、フライホイールと磁性ロッドの間のトルクの反作用は小さい。このため、より小さい又はより力の弱い磁石を使うことができる。また、好適なプルコードユニットは、ドラムとフライホイールの間に摩擦連結を作るブレーキパッドを具えてもよいことに注意すべきである。しかしながら、摩擦連結は、ブレーキパッドに摩耗を生じさせてブレーキパッドの定期的な交換を必要とするとともに、使用中、高レベルの騒音を発生させるので、磁気連結を使うことが利点である。

渦電流は、フライホイール７７内にオーム加熱を発生させる。フライホイール内のチャネル８０は、空気をフライホイールの内面上で半径方向に動かして、フライホイールからかなりの割合で熱を放散させる。

フライホイール７７と磁性ロッド７９は、フライホイールとドラム６７の間の相対回転が続いている間、渦電流によって連結された状態である。この連結は、プルコード６６をドラムへ反動させる方向にドラムを動かすように作用しており、プルコードへの引張力が十分小さなレベルまで減るとプルコードは反動する。フライホイールの回転速度があるレベル以下に下がると、フライホイールと磁性ロッドの間の渦電流による結合トルクの大きさは、反動方向にドラムを動かすのに十分ではなくなる。このため、複数の鋼製のピン８１が、フライホイールの回転中、磁性ロッドの近くを通るようにフライホイールに取り付けられる。これによって、フライホイールの回転が低速度でもドラムを反動方向に回転させるほど十分な磁気連結をフライホイールと磁性ロッドの間にさらに作り出す。

図１６は、無線伝送ユニットの代替の回路の一般的な概略を示す。回路はバッテリ１０１によって電力を供給される。スイッチ１０２は、バッテリを回路の台に連結する。ホールセンサモジュール１０３は、フライホイール３８の回転中、図１１に示すように、磁石５７がこのすぐ近くを通るように取り付けられている。ホールセンサモジュールは、ホールセンサモジュールを通過する磁束に依存する電圧出力を作り出す集積回路である。従って、磁石がホールセンサモジュールを通過するとき、電圧出力が変化する。ホールセンサからの電圧出力は、演算増幅器１０４の一の入力に連結されている。演算増幅器のその他の入力は、閾値電圧を作り出す分圧器１０５に連結されている。ホールセンサモジュールからの出力電圧がこの閾値電圧以上に上がると、演算増幅器の出力が切り替わる。演算増幅器の出力は、ブルートゥース送受信機モジュール１０６の入力に連結されている。ブルートゥース送受信機モジュールは、無線送受信機及びマイクロプロセッサを具える統合モジュールである。ブルートゥース送受信機モジュールは、演算増幅器の出力からのパルス間の時間を記録するようにプログラムされている。これらの時間のデータは、ブルートゥースプロトコルを使用して無線信号で伝送される。好適な受信デバイスは、速度、距離及び電力などの運動パラメータがユーザに表示されるようにデータを受信して受けるようにプログラムすることができる。

本発明は、上述の実施例の詳細に限定されるものではない。

図１は、ユーザがローイングタイプの運動を行うことができる形状における装置の一般的な構成を示す。図２は、ユーザが腕曲げ又は上げ運動を行うことができる形状における装置の一般的な構成を示す。図３は、ユーザがドアフレームの下へプルダウン運動を行うことができる形状における装置の一般的な構成を示す。図４は、ユーザがローイングタイプの運動を行うことができるように構成された装置の好適な実施例を示す。図５は、保管又は移送用の小型の形で分解されて構成された装置の構成部品を示す。図６は、２個のローラアセンブリ１０をベースフレーム８に固定して、装置を使用するのに有用な一方の位置と、装置の保管及び移送ように有用な他方の位置の、２つの異なる位置に２個のローラアセンブリを取り付けることができる機構の詳細を示す。図７は、足用の台アセンブリ１３及び踵用の台アセンブリ１１を形成する一般的な部品を示す。図８は、ユーザが腕曲げ又は上げ運動を行うことができるように構成された装置の好適な実施例を示す。図９は、ユーザがドアフレームの下へプルダウン運動を行うことができるように構成された装置の好適な実施例を示す。ドアフレームの上部分のみを示す。図１０は、外側ケースのないプルコードユニット５の好適な実施例を示す。図１１は、外側ケースのないプルコードユニット５の好適な実施例を示す。図１２は、無線インターフェース回路の一般的な概略である。図１３は、プルコードユニット５の代替の実施例を示す断面図である。図１４は、プルコードユニット５の代替の実施例を示す分解図である。図１５は、フライホイール部品によって駆動されるドラム反動システムの一般的な概略である。部品間の位置的な関係はこの図から推定すべきではない。図１６は、無線インターフェース回路の代替の実施例の一般的な概略である。

Claims

運動装置において：
円筒形部品と；
前記円筒形部品に付随するフレキシブル部材であって、前記部材が前記円筒形部品に巻かれている巻回状態と前記部材が前記円筒形部品に巻き付いていない非巻回状態との間で可動なフレキシブル部材と；
前記フレキシブル部材を前記巻回状態となるように付勢している反動手段と；
前記巻回状態から前記非巻回状態への前記フレキシブル部材の運動に抵抗を与える抵抗手段であって、エネルギ保存器具を具え、前記エネルギ保存器具が前記円筒形部品と連動する関係の前記抵抗手段と；
を具えることを特徴とする運動装置。
請求項１に記載の運動装置において、前記エネルギ保存器具が高速、低質量のフライホイールであることを特徴とする運動装置。
請求項１又は２のいずれか１項に記載の運動装置において、前記フライホイールが１ｋｇ以下の質量であることを特徴とする運動装置。
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の運動装置において、前記フライホイールが２００ｍｍ以下の直径であることを特徴とする運動装置。
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の運動装置において、前記フライホイールが毎分１０００回転以上の回転速度で回転するように構成されていることを特徴とする運動装置。
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の運動装置において、前記フレキシブル部材が、ケーブル、コード、ロープ、ストラップ、又は鎖であることを特徴とする運動装置。
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の運動装置において、前記装置がさらに、前記連動する関係を提供するギア構成を具えることを特徴とする運動装置。
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の運動装置において、前記装置がさらに、前記連動する関係を提供する少なくとも１のロール部品を具えることを特徴とする運動装置。
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の運動装置において、前記装置がさらに、前記連動する関係を提供する少なくとも１のプーリを具えることを特徴とする運動装置。
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の運動装置がさらに、前記装置がさらにフレームを具えることを特徴とする運動装置。
請求項１０に記載の運動装置において、前記フレームが、ユーザの足を受けるように構成された取付手段を具えることを特徴とする運動装置。
請求項１０又は１１のいずれか１項に記載の運動装置において、前記フレームが、前記ユーザの足を支持しつつ、前記フレームが床の上を転がって動くことができるように構成された少なくとも１のロール部品を具えることを特徴とする運動装置。
請求項１２に記載の運動装置において、少なくとも１のロール部品が前記フレキシブル部材の長さと同一平面の線に沿って回転するように配置されていることを特徴とする運動装置。
請求項１２又は１３のいずれか１項に記載の運動装置において、使用中、前記ロール部品と床の間の応力が、前記フレキシブル部材にかかる引張力によって生じるモーメントによって起こる前記フレームの回転を防止するモーメントを作るように、前記装置が構成されていることを特徴とする運動装置。
請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の運動装置がさらに、限定されないが、携帯電話、ＰＤＡ、ＭＰ３プレイヤ、ゲーム機、又はパーソナルコンピュータなどの外部のコンピュータ装置へ運動データを転送する無線転送手段を具えることを特徴とする運動装置。
請求項１５に記載の運動装置において、前記無線転送手段が、ブルートゥース(Bluetooth)、ＷｉＦｉ（ＩＥＥＥ８０２．１１）、ＺｉｇＢｅｅ、又は無線ＵＳＢプロトコルを使用することを特徴とする運動装置。
請求項１５又は１６のいずれか１項に記載の運動装置において、前記装置がさらに、運動データをスクリーンに表示するように構成された外部のコンピュータ装置を具え、前記データは、前記運動装置からの前記転送データから得られ又は計算され、前記外部のコンピュータ装置は、前記運動装置からの前記データの受信、前記データの解釈、及び運動データの前記表示を制御するソフトウェアをインストールしていることを特徴とする運動装置。
請求項１５乃至１７のいずれか１項に記載の運動装置において、前記外部のコンピュータ装置が、限定されないが、携帯電話、ＰＤＡ、ラップトップ型コンピュータ、又はＭＰ３プレイヤなどの携帯機器であることを特徴とする運動装置。
請求項１５乃至１８のいずれか１項に記載の運動装置において、前記外部のコンピュータ装置が、運動データの受信、表示、又は保存を制御するＪａｖａソフトウェアアプリケーションを使用することを特徴とする運動装置。
請求項１５乃至１９のいずれか１項に記載の運動装置において、前記無線転送手段が、前記装置の回転部品との相互作用によって電流を流す発電手段によって動力を供給されることを特徴とする運動装置。
請求項２０に記載の運動装置において、電流が、少なくとも１の回転する磁性部品との相互作用によってコイル内に誘導されることを特徴とする運動装置。
請求項１乃至２１のいずれか１項に記載の運動装置において、前記反動手段が、トルク伝達手段９２によって前記円筒形部品に連結された第１の回転部品９３を具えることを特徴とする運動装置。
請求項２２に記載の運動装置において、トルク伝達手段９４が、前記第１の回転部品９３を第２の回転部品９５に連結していることを特徴とする運動装置。
請求項２２又は２３のいずれか１項に記載の運動装置において、前記第１の回転部品９３が、前記円筒形部品と同軸に取り付けられ、前記第１の回転部品９３が前記円筒形部品と反対方向に回転するように、トルク伝達手段９２によって前記円筒形部品に連結されていることを特徴とする運動装置。
請求項２２乃至２４のいずれか１項に記載の運動装置において、前記トルク伝達手段９２がさらに、前記円筒形部品と前記第１の回転部品９３の間でトルクを一方向にのみ伝達できるように構成された一方向性の連結手段を具えることを特徴とする運動装置。
請求項２２乃至２５のいずれか１項に記載の運動装置がさらに、前記第１の回転部品９３と前記円筒形部品９１の間にねじり結合を提供し、これにより、前記円筒形部品にトルクが与えられて前記フレキシブル部材を前記巻回状態となるために必要な方向へ前記円筒形部品が回転されるよう構成された連結手段を具えることを特徴とする運動装置。
請求項２６に記載の運動装置において、前記円筒形部品９１と前記回転部品９３の間の前記ねじり結合が摩擦接触によって達成されることを特徴とする運動装置。
請求項２６に記載の運動装置において、前記円筒形部品９１と前記回転部品９３の間の前記ねじり結合が磁性連結によって達成されることを特徴とする運動装置。
請求項１乃至２８のいずれか１項に記載の運動装置において、前記円筒形部品の周囲が、小さな直径及び前記円筒形部品の回転軸と平行な回転軸を有する回転部品と接線接触することを特徴とする運動装置。
請求項２９に記載の運動装置において、前記円筒形部品がベアリングによって支持され、前記ベアリングは、前記フレキシブル部材に引張力をくわえることによって、前記円筒形部品と前記回転部品の接触において確実にスリップさせない十分な接触力で前記円筒形部品を前記回転部品に接触させるように回動する支持部品によって支持されることを特徴とする運動装置。
請求項３０に記載の運動装置において、前記支持部品はバネによって動作し、前記フレキシブル部材の引張力が減少すると、前記バネの力は、前記円筒形部品を前記回転部品との接触から離すように作用し、前記フレキシブル部材に最小限の張力がないときに円筒形部品が前記回転部品から解放されることを特徴とする運動装置。
請求項７に記載の運動装置において、前記ギア構成がエピサイクリック構成を具えることを特徴とする運動装置。
請求項３２に記載の運動装置において、前記エピサイクリック構成が太陽歯車を具え、当該太陽歯車の軸が前記円筒形部品の軸と同一線上にあることを特徴とする運動装置。
請求項１乃至３３のいずれか１項に記載の運動装置において、前記フレキシブル部材が前記円筒形部品に取り外し可能に取り付けられていることを特徴とする運動装置。
請求項３４に記載の運動装置において、前記フレキシブル部材が、フック・ループ又はマッシュルーム・ループのファスナテープを用いて前記円筒形部品に取り付けられていることを特徴とする運動装置。
請求項１乃至３５のいずれか１項に記載の運動装置において、フライホイールが、当該フライホイールが回転すると、空気を半径方向外側へ向かわせるような半径方向に延在する特性を具えることを特徴とする運動装置。
請求項３６に記載の運動装置において、前記特性が、フィン又はチャネルであることを特徴とする運動装置。
請求項１乃至３７のいずれか１項に記載の運動装置において、前記装置は、ユーザが足を前記取付手段に固定して腕曲げ運動において情報へ取っ手を引っ張ることによって腕曲げ運動を行うことができるように構成されていることを特徴とする運動装置。
請求項１乃至３８のいずれか１項に記載の運動装置がさらに、前記装置をドアフレームの上部に対して固定できる取付手段を具えることを特徴とする運動装置。
運動装置において：
フレームと；
円筒形部品と；
前記円筒形部品に付随するフレキシブル部材であって、前記部材が前記円筒形部品に巻かれている巻回状態と前記部材が前記円筒形部品に巻き付いていない非巻回状態との間で可動なフレキシブル部材と；
前記フレキシブル部材を前記巻回状態となるように付勢している反動手段と；
前記巻回状態から前記非巻回状態への前記フレキシブル部材の運動に抵抗を与える抵抗手段と；
ユーザの足を受けるように構成された取付手段と；
を具え、前記フレームがさらに、前記ユーザの足を支持しつつ、前記フレームが床の上を転がって動くことができるように構成された少なくとも１のロール部品を具えることを特徴とする運動装置。
請求項４０に記載の運動装置において、少なくとも１のロール部品が前記フレキシブル部材の長さと同一平面の線に沿って回転するように配置されていることを特徴とする運動装置。
請求項４０又は４１のいずれか１項に記載の運動装置において、使用中、前記ロール部品と床の間の応力が、前記フレキシブル部材にかかる引張力によって生じるモーメントによって起こる前記フレームの回転を防止するモーメントを作るように、前記装置が構成されていることを特徴とする運動装置。
運動装置において：
円筒形部品と；
前記円筒形部品に付随するフレキシブル部材であって、前記部材が前記円筒形部品に巻かれている巻回状態と前記部材が前記円筒形部品に巻き付いていない非巻回状態との間で可動なフレキシブル部材と；
前記フレキシブル部材を前記巻回状態となるように付勢している反動手段と；
前記巻回状態から前記非巻回状態への前記フレキシブル部材の運動に抵抗を与える抵抗手段と；
限定されないが、携帯電話、ＰＤＡ、ＭＰ３プレイヤ、ゲーム機、又はパーソナルコンピュータなどの外部のコンピュータ装置へ運動データを転送するように構成された無線転送手段と；
を具えることを特徴とする運動装置。
請求項４３に記載の運動装置において、前記無線転送手段が、ブルートゥース(Bluetooth)、ＷｉＦｉ（ＩＥＥＥ８０２．１１）、ＺｉｇＢｅｅ、又は無線ＵＳＢプロトコルを使用することを特徴とする運動装置。
請求項４３又は４４のいずれか１項に記載の運動装置がさらに、外部のコンピュータ装置を具え、前記装置は運動データをスクリーンに表示するように構成されており、前記データは、前記運動装置からの前記転送データから得られ又は計算され、前記外部のコンピュータ装置は、前記運動装置からの前記データの受信、前記データの解釈、及び運動データの前記表示を制御するソフトウェアをインストールしていることを特徴とする運動装置。
請求項４３乃至４５のいずれか１項に記載の運動装置において、前記外部のコンピュータ装置が、限定されないが、携帯電話、ＰＤＡ、ラップトップ型コンピュータ、又はＭＰ３プレイヤなどの携帯機器であることを特徴とする運動装置。
請求項４３乃至４６のいずれか１項に記載の運動装置において、前記外部のコンピュータ装置が、運動データの受信、表示、又は保存を制御するＪａｖａソフトウェアアプリケーションを使用することを特徴とする運動装置。
請求項４３乃至４７のいずれか１項に記載の運動装置において、前記無線転送手段が、前記装置の回転部品との相互作用によって電流を流す発電手段によって動力を供給されることを特徴とする運動装置。
請求項４８に記載の運動装置において、電流が、少なくとも１の回転する磁性部品との相互作用によってコイル内に誘導されることを特徴とする運動装置。
運動機器用の反動手段において：
円筒形部品と；
前記円筒形部品に付随するフレキシブル部材であって、前記部材が前記円筒形部品に巻かれている巻回状態と前記部材が前記円筒形部品に巻き付いていない非巻回状態との間で可動なフレキシブル部材と；
トルク伝達手段によって前記円筒形部品に連結されている第１の回転部品と；
前記第１の回転部品と前記円筒形部品の間にねじり結合を提供し、これにより前記円筒形部品にトルクが与えられて、前記フレキシブル部材を前記円筒形部品上へ巻き付かせるために必要な方向へ前記円筒形部品が回転されるよう構成された連結手段と；
を具えることを特徴とする反動手段。
請求項５０に記載の運動機器用の反動手段がさらに、トルク伝達手段によって前記第１の回転部品に連結されている第２の回転部品を具えることを特徴とする反動手段。
請求項５０又は５１のいずれか１項に記載の運動機器用の反動手段において、前記第１の回転部品が、前記円筒形部品と同軸に取り付けられ、前記第１の回転部品が前記円筒形部品と反対方向に回転するように、トルク伝達手段によって前記円筒形部品に連結されていることを特徴とする反動手段。
請求項５０乃至５２のいずれか１項に記載の運動機器用の反動手段がさらに、前記円筒形部品と前記第１の回転部品の間でトルクを一方向にのみ伝達できるように構成された一方向性の連結手段を具えることを特徴とする反動手段。
請求項５０乃至５３のいずれか１項に記載の運動機器用の反動手段において、前記円筒形部品と前記第１の回転部品の間の前記ねじり結合が摩擦接触によって達成されることを特徴とする反動手段。
請求項５０乃至５３のいずれか１項に記載の反動手段において、前記円筒形部品と第１の回転部品の間の前記ねじり結合が磁性連結によって達成されることを特徴とする反動手段。
運動機器用のケーブル反動器具が、ドラム９１の周りに巻き付くケーブルと、前記ドラムと同軸上に一致して、前記ドラムと反対方向に回転するようにトルク伝達手段９２によって前記ドラムに連結される回転部品９３と、回転部品９３及び９５が同じ部品であるように連結されることが可能な状態でフライホイールとして動作する回転部品９５に前記回転部品９３を連結するトルク伝達手段９４と、前記トルク伝達手段９２が前記ドラムと回転部品９３の間でトルクを前記ドラムの回転の一方向にのみ伝達できるように前記トルク伝達手段９２の部品である一方向性の連結手段と、前記回転部品９３と前記ドラム９１の間にねじり結合を提供し、これにより前記ドラムにトルクが与えられて、前記ケーブルを前記ドラム上へ巻き付かせるために必要な方向へ前記ドラムが回転されるように構成された連結手段とを具えることを特徴とするケーブル反動器具。
請求項５６に記載のケーブル反動器具において、前記ドラム９１と回転部品９３の間のねじり結合が磁性連結によって達成されることを特徴とするケーブル反動器具。
請求項５６に記載のケーブル反動器具において、前記ドラム９１と回転部品９３の間のねじり結合が摩擦接触によって達成されることを特徴とするケーブル反動器具。