JP2013172890A - 運動器具 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の運動器具のように単純な構成を有しつつ、鍛錬部位の範囲が広く、かつ、飽きにくい運動動作によるトレーニングが実現する新たな運動機器を提供する
【解決手段】筋力をトレーニングするための運動器具であって、板ばねからなる板ばね部と前記板ばねの両端部にそれぞれ接続された把持部とからなることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、運動器具に関する。さらに詳しくは、筋力と同時に力のバランスコントロール能力を鍛錬するための運動器具に関する。

従来、筋力トレーニングを目的とした様々な運動器具が考案されており、運動施設や家庭などで利用されている。

ばねを利用した運動器具としては、様々なものが利用されているが、腕・肩・胸の筋力を鍛えるためのエキスパンダーや握力を鍛えるためのハンドグリップなどが知られている。

エキスパンダーは、スプリングおよびスプリングの両端にそれぞれ結合された把持部で構成される。２つの把持部をそれぞれ左右の手で握り、スプリングを引っ張ることで、スプリングの反力の作用により腕・肩・胸の筋力をトレーニングすることが可能である。スプリングの強度や数を変更することで、トレーニングの負荷を調整することが可能である。

ハンドグリップはスプリングとその両端にそれぞれ結合される把持部から構成される。２つの把持部を掌に握ることで、スプリングの反力の作用により握力をトレーニングすることが可能である。スプリングの強度によりトレーニングの負荷が異なる。

これらの運動機器においては、上記のような従来の構造／構成を改良することで、様々な効果を持たせるための提案がなされている。

例えば、特許文献１においては、コイルスプリングを用いた場合のコイルの伸縮にともなう身体や衣服の「はさみ」の問題および伸縮素材の強度調節の問題を解決すべく、握り部と、内側と握り部側に位置する二本のベルト掛部を有する一対のグリップと、この一対のグリップのベルト掛部間に掛設するゴム入織物のベルトより成り、二本のベルト掛部は平行に位置し、握り部側の中間ベルト掛部にはベルトの先端に形成した環部が通過可能な切断溝を設けたエキスパンダーが提案されている。また、特許文献２においては、少なくとも、二つの握り部材と一本の伸縮部材で構成されており、該二つの握り部材には少なくとも一つの把持部と、伸縮部材を保持する手段を有する、板状又は棒状又は其の他の形状の部材から成る伸縮部材保持部が形成されてたエキスパンダーが提案されており、張力の強さと引き始めの際の幅を容易に調整することが可能である。さらに、特許文献３においては、硬くなって動き難い腕の可動域を広げたり、あるいは、腕の可動域内における動きをスムーズにするという運動機能の回復あるいは増進が効果的にできる運動補助装置として、両端部に把持部を有する伸縮体２を特定方向に伸縮自在とし、該伸縮体に、伸縮体を伸縮させるための駆動源を備えた運動補助装置を提案している。

また、これらの運動機器において問題となるトレーニングの単調さを克服するための技術として、例えば、特許文献４では、トレーニングの量に応じてキャラクターを変化させていく育成ゲーム機としての機能を備えた運動具が、また、特許文献５では、トレーニング量を把握するためのパルス発生機能を備えたトレーニング用器具が、それぞれ提案されている。

特開２００３−３３９９０７号公報「エキスパンダー」 特開２００７−３０１３１５号公報「エキスパンダー」 特開２００９−１５３６０７号公報「運動補助装置」 特開２０００−１４０１８７号公報「運動具」 特開２００３−２９０３８８号公報「トレーニング用器具」

以上に述べた従来の運動器具においては、鍛錬部位に直接的に作用することで効果的な運動効果が期待できるものの、運動動作が単調であるためトレーニングに飽きてしまい、トレーニングのモチベーションを維持しにくいといった問題があった。あるいは、トレーニングの単調さを克服するような手段を備える運動機器にあっても、トレーニング時の運動動作が、引っ張る／握るのように単純で限定的であり、特定の部位しか鍛錬できないという問題があった。

本発明は、このような従来の運動器具が有していた問題を解決しようとするものであり、従来の運動器具のように単純な構成を有しつつ、鍛錬部位の適応範囲が広く、かつ、飽きにくい運動動作によるトレーニングを実現する新たな運動機器を提供することを目的とする。

そして、本発明は上記目的を達成するために、第１に、筋力をトレーニングするための運動器具であって、板ばねからなる板ばね部と前記板ばねの両端部にそれぞれ接続された把持部とからなることを特徴とする運動器具を提供する。

また、本発明の第１の課題解決手段は、第２の課題解決手段として、把持部が直棒状／曲棒状／リング状の形状であることを特徴とする運動器具を提供する。あるいは、上記の第１の課題解決手段は、第３の課題解決手段として、把持部が直棒状であり、板ばね部との接続角度を任意に変更し、固定する機構を有することを特徴とする運動器具を提供する。

さらに、本発明においては、第１乃至第３のいずれかの課題解決手段において、板ばね部の加速度情報を取得する加速度センサと、この加速度センサにより取得される板ばね部の加速度情報に基づいて、使用者の使用動作の回数をカウントする機能あるいは使用動作の良否を判断する機能を有するマイコンと、を備えることを特徴とする運動器具を第４の課題解決手段として提供する。

上記第１の課題解決手段によれば、反力付与機構として板ばねを用いることで、使用者が運動器具から筋力トレーニングのための反力を得るために、曲げ運動と捻り運動とを一定の手順または組み合わせによって行う必要があり、また、両端部にかける力のバランスを意識的に保つ必要があるため、複雑な運動動作が必要となり、従来の単調かつ限定的なトレーニングとは異なるトレーニング効果が得られる新しい運動器具が提供される。

また、第２あるいは第３の課題解決手段によれば、運動器具の使用者がこの発明の運動器具を使用する際、把持部の状態に合わせて運動器具の把持の仕方を変更することが可能となり、鍛錬可能な部位に多様性を持たせることが可能となる。

また、第４の課題解決手段によれば、使用者の使用動作の回数をカウントする機能あるいは使用動作の良否を判断する機能により、本発明の運動器具の使用者は、トレーニングにおける使用動作の習熟度を知ることができ、使用者のトレーニングに対するモチベーションの維持・向上に役立つ。

本発明の実施形態に係る運動器具の構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る運動器具の構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る運動器具の構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る運動器具の構成を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る運動器具の構成を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る運動器具の構成を示す図である。 本発明の運動機器における運動動作の説明に供する図である。 本発明の運動機器における運動動作を説明に供する図である。 本発明の運動機器を実際に使用した際の筋活動の変化について示したグラフである。

以下、本発明の実施の形態を図１〜図９に基づいて説明する。

本発明の運動器具は筋力をトレーニングするための運動器具であって、長方形状の板ばねからなる板ばね部１と前記板ばね部１の短辺の両端部２にそれぞれ接続された把持部３とから構成される。

板ばね部１の材質は、一般的にばねに用いられる材質であればどのようなものであってもよい。具体的な材質としては、例えば、ばね鋼、ステンレス鋼、工具鋼、りん青銅、炭素鋼や合金鋼等の金属材料や、ポリカーボネード、ポリアセタール、ナイロンやPEEK等の樹脂材料などが挙げられる。

また、図２に示すように、板ばね部１の形状は、単純に幅が一定のものに限定されずどのような形状であってもよい。具体的な形状としては、中央部が太くなっている形状２１ａ、中央部が細くなっている形状２１ｂ、途中に穴が１箇所または複数箇所開いていている形状２１ｃなどが挙げられる。

板ばね部１の断面形状は、図３に示すように、単純な長方形に限定されずどのような形状であってもよい。具体的な断面形状としては、長方形形状３１、中央部が太くなっている形状３１ａ、中央部が細くなっている形状３１ｂ、I型の形状３１ｃ、両端が丸くなっている形状３１ｄ、中央部が丸くなっている形状３１ｅ、中央部が太くなっている部分が複数ある形状３１ｆなど、様々な断面形状が挙げられる。

また、板ばね１の長手方向の質量の分布も、均一なものに限定されず、どのようなものであってもよい。図４に示すように、質量がdm=f(x)、また、密度がdρ=g(x)のような関数で示されるような分布が与えられ、例えば、中央部が重くなっているものや、場所によって質量や密度の分布が異なっているものが挙げられる。

把持部３の形状は、本発明の運動器具の使用者が把持できる形状であればどのようなものであってもよい。具体的な、把持部の形状としては、図１に示される把持部３のような直棒状、把持部３aのような曲棒状、把持部３bのようなリング状の形状、把持部３ｃのような指に沿うような握りやすい形状などが挙げられる。

また、図５に示すように、把持部５３が直棒状であり、板ばね部５１との接続角度を任意に変更可能とするための接続機構５２を備えるような構成であってもよい。接合機構５２においては、例えば板ばね部５１と把持部５３とをネジ止めすることで摩擦力で任意の角度に固定したり、溝やピンを利用することで適当な角度で固定したりすることができる。

また、本発明の運動器具は、図６に示すように、長方形状の板ばねからなる板ばね部６１と前記板ばね部６１の短辺の両端部６２にそれぞれ接続された把持部６３と、加速度センサ６４と、マイコン６５とを備えた構成とすることができる。加速度センサ６４により取得される板ばね部６１の加速度情報をマイコン６５で解析することで、使用者の使用動作の回数を計測したり、使用者の使用動作の良否を判断したりする機能を有する。使用回数や使用動作の良否に関する情報は、運動器具に備え付けられた情報提示部に出力されたり、トレーニングの達成度に反映させたりすることができる。

本発明の運動器具は、反力付与機構として板ばねを用いることで、使用者が運動器具から筋力トレーニングのための反力を得るために、曲げ運動と捻り運動とを一定の手順や組み合わせによって行う必要があり、また、左右の把持部に対する力のバランスコントロールが必要である。このため、本発明の運動器具により、従来の単調かつ限定的なトレーニングとは異なる運動効果が得られる新しいトレーニングが提供される。

本発明の運動器具は、運動器具を用いて実施した運動動作によって板ばね部から発生する音によって、使用者は、反力付与機構である板ばねからトレーニングにとって適切な反力を得ているか否かを、判断することができる。すなわち、適切な反力を得るためには、両端部にかける力のバランスを保ちつつ曲げ運動と捻り運動とを一定の手順によって行うことで、板ばね部に飛び移り座屈現象が発生し、これに伴い瞬発的な応力が発生しパチンという破裂音が発生する。この破裂音の明瞭さによって、使用者は適切な運動動作を行ったか否かを知ることができ、適切な運動動作を行うという運動動作の難しさがトレーニングにある種のゲーム性を与え、使用者が飽きることなくトレーニングを継続することが可能である。運動動作の難易度は、板ばね部の長さ、厚さ、あるいは、板面形状によって調整可能である。

また、本発明の運動器具の把持部を直棒状／曲棒状／リング状とすることで、あるいは、上記した接続機構５２により直棒状の把持部と板ばね部との接続角度を任意に変更し、固定することを可能とすることで、本発明の運動器具の使用者がこの発明の運動器具を使用する際、把持部の形状に合わせて運動器具の把持の仕方を変更でき、鍛錬可能な部位に多様性を持たせることが可能となる。これにより、前述の運動動作の難易度が調整され、使用者は多様な条件でトレーニングを楽しむことができる。

さらに、加速度センサとマイコンを備え、前記加速度センサにより取得される板ばね部の加速度情報をマイコン部で解析することで、使用者の使用回数をカウントしたり使用者の使用動作の良否を判断したりする機能を有することで、本発明の運動器具の使用者がトレーニングにおける使用動作の習熟度を、音以外の手段で知ることができる。また、マイコンを用いることで客観的に使用動作の良否を知ることができ、使用者のトレーニングに対するモチベーションの維持・向上に役立つものと期待される。使用回数や使用動作の良否の情報は、さらに外部のコンピュータシステム等に伝送することも可能で、これらの情報を用いて映像を出力したりゲーム等のトレーニング用ソフトウェアと連動させたりすることもできる。

なお、本発明は、以上に説明した実施形態によって限定されるものではないことはいうまでもない。

以下に、本発明の運動器具の使用の一例について、図７を用いて説明する。

使用者は、本発明の運動器具を両手に持ち、それぞれの手が体の正中線に近づくような運動動作を行う。

この時、左右の力のバランスを調整しながら、運動動作を行うことで、本発明の運動器具の板ばね部は図７（１）〜（４）に示すような一連の挙動を示す。板ばね部が図７（３）に示す状態から図７（４）に示す状態に変化する際に、板ばね部に飛び移り座屈が発生し、板ばね部に急激な変形が見られる。このとき、板ばね部から飛び移り座屈に伴う破裂音が発生する。

飛び移り座屈を発生させるためには、図７（３）の状態までに発生した応力を逃がすような力のバランスコントロールが必要となり、本発明の運動器具においては、破裂音の有無や明瞭さにより使用者が行う運動動作におけるバランスコントロールの良否を知ることができる。

図７（１）〜（４）においては、運動動作における力のバランスコントロールが正しく行われているために、それぞれの状態において、板ばね部の形状がほぼ左右で対象となっている。もしも力のバランスコントロールが正しく行われない場合には、飛び移り座屈は発生しないため破裂音も発生せず、また、板ばね部の形状が図８に示すような左右非対称となる。

図９は、本発明の運動器具による一連の運動動作を行った際の筋活動量を実測した結果について示したグラフである。筋活動量は、筋電計を用いて測定される。グラフの縦軸は、筋活動量の指標の一つである整流平滑化(Average Rectified Value)を示しており、この値が大きい程、筋活動量が大きいといえる。測定対象とした筋は、三角筋、上腕二頭筋、上腕三頭筋、円回内筋、腕撓骨筋の５つの部位である。

グラフによると、１．６秒付近で各部位の筋活動量波形がピークを示しているが、この時点で飛び移り座屈が発生しており、運動器具に付与された応力が解放されると同時に、筋活動量が急激に減少している。筋活動量波形の変化から、筋活動量波形がピークを示すまでの間に各部位において筋活動が複雑に発生している様子が明らかであり、従来の運動器具とは異なる複雑な運動動作を必要とする筋力トレーニングが実施されていることがわかる。

本発明は、使用者の筋力と同時に力のバランスコントロール能力を養うトレーニングを実現する新しい運動器具に関するものであり、各種の運動施設だけでなく家庭などでの広い利用が期待できる。国民の健康増進を促す運動機器としての展開が期待できる。

１ 板ばね部 ２ 両端部
３ 把持部 ３ａ 把持部 ３ｂ 把持部
２１ａ 中央部が太くなっている形状
２１ｂ 中央部が細くなっている形状
２１ｃ 途中に穴が１箇所または複数箇所開いていている形状
３１ 長方形形状
３１ａ 中央部が太くなっている形状
３１ｂ 中央部が細くなっている形状
３１ｃ I型の形状
３１ｄ 両端が丸くなっている形状
３１ｅ 中央部が丸くなっている形状
３１ｆ 中央部が太くなっている部分が複数ある形状
５１ 板ばね部 ５２ 接続機構 ５３ 把持部
６１ 板ばね部 ６２ 両端部 ６３ 把持部
６４ 加速度センサ ６５ マイコン

Claims (4)

1. 筋力をトレーニングするための運動器具であって、板ばねからなる板ばね部と、前記板ばねの両端部にそれぞれ接続された把持部とからなることを特徴とする運動器具。
2. 前記把持部が直棒状、曲棒状、リング状のいずれかの形状であることを特徴とする請求項1に記載の運動器具。
3. 前記把持部が直棒状であり、前記板ばね部との接続角度を任意に変更し、固定する機構を有することを特徴とする請求項1に記載の運動器具。
4. 前記板ばね部の加速度情報を取得する加速度センサと、
   この加速度センサにより取得される前記板ばね部の加速度情報に基づいて、使用者の使用動作の回数をカウントする機能あるいは使用動作の良否を判断する機能を有するマイコンと、を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の運動器具。