JP2009528127A - 多重リンクエクササイズマシン - Google Patents

Abstract

旋回自在な一組のリンクへ結合されたフレームを含むエクササイズマシン。ユーザはリンクの一つに着座して、駆動レバーへ（通常はユーザの足により）力を加える。少なくとも二つのリンクが何らかの形態の抵抗体（例えば流体シリンダにより）により接続されている。ユーザがリンクの一つを押圧すると、ユーザの体重及び流体シリンダによりリンクを通じて抵抗が加わる。
【選択図】図２Ａ

Description

エクササイズマシン、より詳しくは、動作範囲に亘って変化するように加わる力が、同様の変化を有する抵抗力で打ち消されるようにするリンクの結合を有するエクササイズマシンである。

発明の背景
多くの場合、エクササイズマシン（ユーザへ加えられる抵抗力を変化させるリンク機構を有するものを含む)はユーザにより加えられた労力に対して抵抗力を与え、その抵抗力は、直線的であるか、或いはユーザの加える力に対して均衡していない。レッグプレスなどの運動では、上肢骨及び下肢骨は、膝が頂点にある状態で、初めはかなり狭い角度が禁じられている。レッグプレスの間、筋肉は、上肢から離して下肢を屈曲させて、膝において上肢と下肢との間の角度を増加させるように作用する。しかしながら、膝における上肢と下肢との間の角度が変化すると、ユーザは、筋肉からのより良い梃子の作用を得るので、加える力をより大きくすることができる。

全てのエクササイズマシンは（物理法則により）抵抗力とユーザが加える力との間の均衡を有するが、必ずしもユーザにより加えられる最大の力ではない。出願人は、ユーザの強さに対する抵抗を均衡させて、運動の全範囲に亘って最適の運動を作用させようとして いる。脚のプレスでは、例えば、運動範囲は、高い膝の屈曲（脛と腿との間の狭い角度）の位置から膝の完全な伸展（膝の屈曲が零であり、脛と腿との間の角度１８０度に対応する)の位置でである。膝が完全伸展に近づくに従って、ユーザが力を発生させる能力は筋肉梃子の作用のため劇的に増加する。

例えば、ユーザの脚の角度が大きくなるのに従って抵抗力(マシン上で運動するユーザにより加えられた力に対向する力)も増加するレッグプレスマシンを含むエクササイズマシンを与えることは有益である。

運動の利点を最適化するために、関節位置が変動するときに関節の強さ(即ち、最大作用力容量)に応じて変動する抵抗を与えることは有益である。脚のプレスのためには、このことは脚位置が膝伸展へ向って移動するにつれて機械抵抗も増加することを意味する。

本発明の目的
本発明の目的は、レッグプレスマシンやアームプレスマシンを含めて、エクササイズマシンを与えることであり、その器具においては、多重リンク器具の駆動レバーが動くにつれて、抵抗力が強度に比例して変動する（ここでは通常は増大する）。

本発明の他の目的は可変抵抗エクササイズマシンを与えることであり、ここではユーザの加えた筋力（労力）が機械的デバイス（例えば流体シリンダ、場合によってはユーザ自身の体重の成分）により発生した抵抗反力をもたらす。

本発明の更に他の目的は、複数のリンクを有するエクササイズマシンを与えることであり、ここでは複数のリンクの駆動リンクへの力の適用が、垂直に働く重力に抗して、ユーザを垂直にある程度持ち上げる。

本発明の他の目的は多重リンクエクササイズマシンを与えることであり、ここでは多重リンクシステムの駆動リンクが可変な機械的利益を有するように、アセンブリの機械的抵抗が選択的に変化し得る機械的利益を有する。

本発明の更に他の目的はフットパッドを有するレッグプレスマシンを与えることであり、このフットパッドは複数の調節自在な位置又はサイズ設定を有し、ユーザの足の運動範囲に対する駆動レバーの動作範囲の選択的な調整を可能とし、足の長さが異なるユーザに適合し、マシンの駆動レバー及び／又はユーザの足に関して調整自在な位置を与える。

本発明の更に他の目的はレッグプレスマシンを与えることであり、ここでは流体シリンダが、ユーザにより加えられた労力への抵抗力を部分的に与え、この抵抗力は加えられた労力と共に像だし、且つ駆動レバーの速度を増大させる。

発明の概要
出願人の発明は複数のリンクからなるリンケージシステムを含む。リンクの一つは、それに加えられた労力を適用するためにユーザの付属器(足、手その他)を受けるように適合された駆動レバーとしてもよく、それの加える力が（場合によってはユーザの自重により発生した付加的な抵抗成分と共に）機械抵抗アセンブリによって抗される。

好適実施例の詳細な説明
出願人のエクササイズマシン１０は図１に側面図で示されており、図２Ａ及び図２Ｂを参照すると、支持面ＳＳに置かれている。エクササイズマシン１０はリンケージシステム１２からなり、このリンケージシステムは複数のリンクを含み、そのリンクは通常は剛な部材又はバーであり、互いに関して枢軸としてもよいが、ユーザにより加えられた労力に対して協働して抵抗力を伝える。図１に見られるように、出願人の複数のリンケージは駆動レバー１４ａ、支持面（たとえば（練習部屋の床）で支持された固定フレーム１６、ロッカーリンク１８、及びシート支持リンク１９（ここでは互いに堅固に、但し調節可能に取り付けられたシートアセンブリ支持体２０及びクロスバー２２からなる)を含む。従って、この特定のリンケージシステム１２は４個のリンクを含む。駆動レバー１４は点Ａにおいて床支持固定フレーム１６に枢軸に取り付けられている。駆動レバー１４の離隔端部は点Ｂにおいてシートリンク１９へ枢軸に取り付けられている。ロッカー１８は点Ｃでシートリンク１９に枢軸に係合し、フレーム１６へ点Ｄにて枢軸に係合している。これらの点はファスナ又は他のピボット、或いは商業的に知られている回転手段に代表させることができる。

図２Ａ及び図２Ｂを参照すると、機械的抵抗アセンブリ５０は多重リンクシステム１２の少なくとも二つのリンクにて係合することが判る。図２Ａ及び図２Ｂに図示してあるのは機械的アセンブリの係合であり、ここでは固定フレーム１６とシートリンク１９の間に流体シリンダ５２を含む。シートリンク１９はシートアセンブリ２４を含めて示されており、シートアセンブリ２４には、代表的には着座姿勢にあるユーザの重量の少なくとも一部が存する。ユーザにより駆動レバー１４に加わる力は、駆動レバーの旋回動作及びリンケージシステムの運動を引き起こす。この運動は、ユーザの加えた力と駆動レバーの旋回運動の少なくとも或る範囲に亘って重力に逆らうユーザ自身の上昇により生成された抵抗の付加的成分とに対する機械的抵抗アセンブリ５０による抵抗力の生成をもたらす。

脚パッドアセンブリ２６は以下に記載するもの（要素２８，３０，３２，３４，３６，及び３８）からなり、ユーザの筋肉の加える力を駆動レバーへ容易に、都合良く、効果的に伝達するように適合されている。脚パッドアセンブリ２６は脚パッド２８を含み、これは単独の部材でも一組の部材でもよく、その一組のうちの各々の部材はユーザの両足の一方を受けるように適合されており、当該技術分野で公知の耐久性織物で覆われた泡パッドを有してもよい。脚パッド２８は図１に示されるように二つの別々の被覆された区画２８a及び２８bを含んでもよく、それらの区画は繊維部材により２８ｃにて互いにヒンジ留めされている。これは背の高いユーザが脚パッド２８ｂをヒンジ２８ｃではじき出して、より背の高い人の下部足を２８aに置くことを可能とし、より背の高いユーザには、より快適な初期の開始位置を可能とする。

支柱３０は代表的には一対の部材からなり、代表的にはファスナにより支柱／駆動レバーアーム枢軸アタッチメント３２にて駆動レバー１４へ堅固に且つ調節自在に取り付けられている。支え棒３４は一端又はその近傍においてフレームへ枢軸に取り付けられ、他端近傍で支柱３０へ枢軸に取り付けられている。支え棒の機能は、駆動レバーが弧に沿って移動するにつれて脚パッドの表面を回転移動させることであり、その弧は、より快適で効果的な運動のために、ユーザの下肢に殆ど垂直にユーザの足を保つ傾向がある。脚パッドアセンブリ２６はファスナなどの支え棒／支柱枢軸アタッチメント３６も含む。別のファスナは、支え棒／フレーム枢軸アタッチメントとして働くようにしてもよい。

シートアセンブリ２４はとりわけユーザの重さを支えて、ユーザの駆動レバーへの容易なアクセスを可能とするように機能する。シートアセンブリ２４は図１，図２Ａ及び図２Ｂに示されるように、後部レスト４０（これはパッドにしてもよい）、下部レスト４２（これはパッドにしてもよい）、手で把握可能な一対のハンドル４４からなり、これらは全てシート支持体／シートアセンブリ調節自在ブラケット４６の使用を通じてシートリンク１９に係合し、そのブラケットはシートアセンブリをシートリンク１９のシート支持体２０に沿って（複数の孔２１を含む商業的に知られている方式を通じて）調節可能に位置させる。 調整自在ブラケット４６はシート支持体２０へ、当該シート支持体における複数の孔（２１）及び調節自在ブラケットの使用を通じてファスナ（例えば螺合ファスナ、クイックピン又は商業的に知られている他の手段）に沿って取り付けられる。そのような調整性は、シートアセンブリを移動させて、シート支持体２０に沿って縦方向に移動させることを可能とする。

機械抵抗アセンブリ５０は、駆動レバー１４のユーザにより駆動された旋回に対する機械的抵抗を適用するように設けられている。機械的抵抗アセンブリ５０は、異なる抵抗手段、例えば錘、スプリング（図３Ａ及び図３B参照）などを含んでもよいが、図２Ａ、図２Ｂ及び図３に図示されたものは、ユーザの加えた力に抵抗する流体シリンダ５２を有しており、これはユーザの体重がエクササイズマシンを図２Ａに示される下方位置へ戻すときに、緩衝された下降を達成する。また流体シリンダは、ユーザにより加えられた労力よりも強いより多くの抵抗が発生するので、「自己適応型」である。流体シリンダ５２は、ロッド５４、ピストン５６、代表的には円筒形であるボディ５８内に摺動可能に収容されたロッドを含み、そのボディはピストン５６を包囲し、そのピストンは代表的には流体内で移動して、ロッドへ加えられた速度に比例する抵抗をロッドへ与える。図３に見られるように、流体シリンダ５２はシートリンク１９に係合し、ここで更に詳しくは、シート支持体２０は、調整自在ブラケット６０及びボディ５８において、フレーム／調節自在ブラケット６２において代表的にはボールジョイントにより、調節自在に取り付けられている。

脚をパッド上に位置させて膝を屈曲させて着座しているユーザによる脚パッド２８に対する力の適用は、脚の筋肉が収縮するにつれて、ピボット点Ａの周りの駆動レバー１４の回転させてシートリンク１９を移動させることが分かる。しかしながら、シートリンク１９は点Ｃにおいてロッカー１８を有し、このロッカーも点Ｄにてフレーム１６へ枢軸に取り付けられている。有効な機械抵抗アセンブリ５０をしばし無視すれば、ユーザの脚による駆動レバー１４の反時計方向運動はシートリンク１９を上昇させ、ユーザを持ち上げることが分かる。更に、更に反時計方向駆動レバーが旋回し、より小さな転写角度Ｅ（図１に見られるようにロッカー１８とクロスバー２２との間の角度）になることが分かる。この角度が減少するに従って、ユーザの身体をリンクシステムを通じて持ち上げているユーザにより適用された力の成分は増大する。即ち、（膝の伸展の増加により）角度Eが減少するに従って、リンケージシステムを通してユーザの体重を持ち上げるように働くユーザにより加えられた力の成分は増大する。即ち、ユーザの体重は、ユーザからの大きな力（これこそ膝の屈曲位置における増大した強度を均衡させるのに必要なものである）を必要とするユーザのレッグプレス力に抵抗する大きな力学的優位性を有する。

機械的抵抗アセンブリの効果は、加えられた力（ここでは流体シリンダの形態）に対する付加的な抵抗力を加える。更に、流体シリンダを用いると、力が駆動レバーへ加えられるのが早いほど、上昇動作（ひいてはロッド４５及びボディ５８の運動）に対する抵抗が大きくなる。流体抵抗力の目的は、一般的な基本抵抗を運動の全範囲に亘って与えることである。その大きさはユーザがレバーを駆動するのが早いほど増大し、また膝の伸展につれて実質的に増大する。しかしながら、膝の完全な伸展の近傍の強度を均衡させるには不充分であるので、抵抗の重力成分は流体抵抗を補う。

スロットとファスナとの組み合わせは、シートアセンブリをシート支持体２０へ取り付けるためにも用いることができる。

ＡとＢとの間（又は他のリンク取り付け点の間）で調整をなしてもよく、例えばリンク１４及び／又は１６における一連の孔の使用によって、より背の低い人が駆動レバーにおける動作範囲を減少させることができる。同様に、カプラー１８は図示のようなスロットか、フレーム１６へ係合する一連の孔を有してもよい。

図３Ａ及び図３Ｂは、流体アセンブリに代わって、機械的抵抗を与えるためのスプリング５２ａ又は弾性部材５２ｂを図示する。これら異なるアセンブリの使用は、出願人による本発明の幾つかの結果を達成するであろうが、それらが好適な抵抗アセンブリではない。

図１Ａは、フッドパッド２８に代わって、ユーザが、着座したベンチプレスにエクササイズマシンを用いことを可能とさせる手係合ハンドル２８Ｈの使用を示す。図１Ａに見ることができるように、手係合部材上には複数の把持面があり、これはユーザに手係合部材の水平部分か垂直部分を把持させる。更に、手係合部材は支持ポストへ回転可能に取り付けてもよく、また、回転自在な手把持部分２８Ｉを含んでもよく、この手把持部分は当業界で公知の方式で手係合アセンブリのレストに関して回動し、ユーザによる駆動レバーの動作は、回転自在部分２８Ｉを回転させて、ユーザを適合させる。

本発明について特定の実施形態を参照して説明したが、その説明は狭い意味で解釈されることを意味するものではない。開示された実施形態の様々な変更は、代替的実施形態と同様に、本発明の説明を参照することにより当業者には自明になるであろう。従って添付の請求の範囲は、本発明の目的の範囲内にある変更例を包含するように意図されている。

図１は出願人の多重リンクエクササイズマシンの斜視図である。 図１Ａは出願人の発明の代替的な好適実施例の斜視図である。 図２Ａは開始姿勢のユーザを示す出願人の多重リンクレッグプレスエクササイズマシンの側面図である。 図２Ｂは伸展姿勢のユーザを示す出願人の多重リンクレッグプレスエクササイズマシンの側面図である。 図３は出願人の多重リンクレッグプレスエクササイズマシンの一部の切断図であり、その機械的アセンブリを示す図である。 図３Ａは本願発明の代替的な好適実施例の斜視図である。 図３Ｂは本願発明の代替的な好適実施例の斜視図である。

Claims (18)

1. エクササイズマシンであって、
   駆動レバーを含む複数のリンクを有するリンケージシステムと、
   前記リンケージシステムに係合して、前記駆動レバーの動作に応答する機械的抵抗デバイスと、
   前記エクササイズマシンのユーザの体重を実質的に支持するように適合されたシートとを備え、このシートは前記駆動レバーがユーザにより動かされたときに、前記リンケージシステムに係合して、運動の垂直成分を前記シートへ与え、前記駆動レバーへのユーザの筋力の適用は、ユーザの体重の少なくとも一部と共に前記機械的抵抗アセンブリの機械的抵抗を含む抵抗力の適用をもたらすエクササイズマシン。
2. 請求項１のエクササイズマシンにおいて、前記リンケージシステムが、ユーザの筋力に対応して前記駆動レバーが動くに従って変化する抵抗力の非線形伝達をユーザへ与えるように適合されているエクササイズマシン。
3. 請求項１のエクササイズマシンにおいて、前記機械的抵抗デバイスが、流体シリンダ、錘、スプリング又は弾性部材の一つを含むエクササイズマシン。
4. 請求項１のエクササイズマシンにおいて、前記機械的抵抗デバイスが、そこへ加えられた速度に対応して、この速度が増大したときに前記機械的抵抗を増大させるエクササイズマシン。
5. 請求項１のエクササイズマシンにおいて、前記駆動レバーは、足係合面を有するフットパッドを含み、このフットパッドは、ユーザがシートに着座したときにユーザの少なくとも一方の足に係合するエクササイズマシン。
6. 請求項１のエクササイズマシンにおいて、前記駆動レバーがハンドバーを含むエクササイズマシン。
7. 請求項５のエクササイズマシンにおいて、駆動レバーの運動の間、ユーザの下肢と足との間の所望の角度を維持するように前記駆動レバーの位置の関数としてフットパッドの回転を達成する手段を更に含むエクササイズマシン。
8. 請求項５のエクササイズマシンにおいて、前記フットパッドの前記駆動レバーに対する予め選択された角度を調節自在に設定する手段を更に含むエクササイズマシン。
9. 請求項５のエクササイズマシンにおいて、前記フットパッドの前記足係合面と前記駆動レバーとの間の距離を選択的に調整且つ設定する手段を更に含むエクササイズマシン。
10. 請求項１のエクササイズマシンにおいて、前記リンケージシステムが前記駆動レバーの機械的利益を調節自在に変更する手段を更に含むエクササイズマシン。
11. 請求項１のエクササイズマシンにおいて、前記リンケージシステムの前記駆動レバーが床支持フレームに枢軸に取り付けられると共に、シートリンク及び該シートリンクを前記フレームへ枢軸に装着するためのロッカーへ枢軸に取り付けられることにより、前記駆動レバーが回動したとき、前記シートリンクが運動の垂直成分を有するエクササイズマシン。
12. 請求項１０のエクササイズマシンにおいて、前記機械的抵抗デバイスは前記シートリンク及び前記フレームへ係合するエクササイズマシン。
13. 請求項１０のエクササイズマシンにおいて、前記機械的抵抗デバイスは前記駆動レバー及び前記フレームに係合するエクササイズマシン。
14. 請求項１０のエクササイズマシンにおいて、前記機械的抵抗デバイスは、前記駆動レバーに加えられた力に対応して動くように、前記リンケージシステムの任意の二つのリンクに係合するエクササイズマシン。
15. 請求項１０のエクササイズマシンにおいて、前記シートは前記シートリンクへ調節自在に係合し、前記支持体表面の上方の前記シートの垂直距離を予め選択的に設定するエクササイズマシン。
16. 請求項１１のエクササイズマシンにおいて、前記機械的抵抗デバイスと前記フレームとの間の角度を予め選択的に調節するブラケットアセンブリを更に含むエクササイズマシン。
17. 請求項１２のエクササイズマシンにおいて、前記機械的抵抗デバイスと前記フレームとの間の角度を予め選択的に調節するブラケットアセンブリを更に含むエクササイズマシン。
18. 請求項１３のエクササイズマシンにおいて、前記機械的抵抗デバイスと前記フレームとの間の角度を予め選択的に調節するブラケットアセンブリを更に含むエクササイズマシン。

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