JP2015139535A - トレーニングマシン - Google Patents

Abstract

【課題】シンプルでコンパクトな構成からなり、利用者の運動に伴って効率的な運動負荷をかけることが可能なトレーニングマシンを提供する。【解決手段】トレーニングマシン１は、マシン本体部１０と、マシン本体部１０に対して回転可能に取り付けられたマシン可動部２０と、一端がマシン本体部１０に取り付けられ、他端がマシン可動部２０に連結されたピストンシリンダー３０と、を備えている。そして、マシン可動部２０が動作することでウエイトプレート４０の重力を利用した運動負荷と、同時にピストンシリンダー３０の他端側の伸長動作に伴ってマシン可動部２０の押し上げ動作に対する抵抗力を発生させて該抵抗力を利用した運動負荷と、を利用者にかけている。【選択図】図１

Description

本発明は、トレーニングマシンに係り、特に、利用者の運動に伴って利用者の身体部位に運動負荷をかける筋力トレーニング用のトレーニングマシンに関する。

従来から、筋力トレーニングを目的として利用され、利用者の身体部位の筋肉に運動負荷（抵抗力）をかけるトレーニングマシンが種々知られている。
トレーニングマシンの種類には、運動負荷の源によって分類すると、主にウエイトスタック方式、油圧方式、空気圧方式、及び電磁方式等がある。これら種類の中で、特にウエイトスタック方式及び油圧方式からなるトレーニングマシンが、シンプルな構造からなり、運動負荷の調整がし易い等の理由からフィットネス市場の大半を占めている。

ウエイトスタック方式と油圧方式のトレーニングマシンのそれぞれの特徴について簡単に説明する。
ウエイトスタック方式は、ウエイトプレート等の重量物の重力を利用して運動負荷を利用者にかけるマシンであって、重量物を適宜積み重ねることによって運動負荷の調整が可能である（例えば、特許文献１）。
特許文献１に記載の運動装置は、バーベルを用いたウエイトスタック方式のマシンであって、バーベルを持ち上げようとする利用者にかかる運動負荷を低下させるピストンシリンダーと、空気圧縮機とをさらに備えている。この運動装置では、利用者が空気圧縮機を適宜操作してピストンシリンダーに圧縮空気を供給することで、ピストンシリンダーがバーベルを補助的に支える向きに作用する。そのため、利用者が安全にトレーニングすることができる。
一方で、油圧方式は、油圧シリンダー等の抵抗力を利用して運動負荷を利用者にかけるマシンであって、例えば油圧シリンダー内部の圧油の流量を調整することで運動負荷の調整が可能である。

特許第３６４８７５４号公報

ウエイトスタック方式と油圧方式のマシンの特徴をさらに説明すると、上述したように運動負荷のかかり方に違いがあって、それぞれ異なる欠点を抱えている。
ウエイトスタック方式による筋力トレーニングは、等張性収縮トレーニング（アイソトニックトレーニング）に相当し、一定の運動負荷に対する運動となり、運動負荷に合わせて筋肉が発揮する力、速度を調整するものであり、欠点として運動回数毎の非効率性や、慣性が生じてしまう等の問題を抱えている。
一方で、油圧方式による筋力トレーニングは、等速性収縮トレーニング（アイソキネティックトレーニング）に近いものに相当し、筋肉が発揮する力に対応して運動負荷がかかる運動となり、運動負荷の方が筋肉が発揮する力に合わせて調整されるものであり、欠点として慣性が生じないものの伸張性収縮（エキセントリックコントラクション）が省かれてしまう等の問題を抱えている。

具体的にそれぞれ説明すると、ウエイトスタック方式では、図６（ａ）に示すように、重量物の上げ降ろし運動を実施するにあたって挙上重量を運動強度１００％に合わせて設定した場合に、筋力の減衰に応じて運動負荷が自動的に軽減されることは不可能なため、身体的な運動余力が残されているにも関わらず２回目以降のトレーニングの中止を強いられることになる。この場合には、運動量の観点から筋肥大を促す十分なものとはなり得ず、実際のトレーニングにおいては挙上重量を減じる必要がある。
そこで、重量物の決定に際して通常は、図６（ｂ）に示すように、挙上重量を運動強度８０％程度に合わせて設定し、１０回程度の限界まで反復する方法を採用する。
この場合の問題点は運動の初期には余裕があるため十分な刺激となっていないことであり、筋力が減衰した運動終盤で漸く適正な筋刺激となり、それまでは非効率な運動となってしまっている。挙上重量を運動強度１００％に合わせた場合と同様、筋力の減衰と呼応することは不可能なため、これがウエイトスタック方式のトレーニングマシンの限界である。
なお、運動強度とは、運動する本人の身体能力を基準として数値で表現する指標であって、例えば、筋力トレーニングでは利用者の最大拳上重量を基準値とするものである。

一方で、油圧方式では、図７に示すように、油圧シリンダーが加えられる力の大小に関係なく一定のスピードしか動作しないため、筋力差がある全ての人に適正な運動負荷（抵抗力）をかけることが可能である。
従って、運動中の筋力の減衰にも対応することができ、常に最適な運動負荷が筋肉へ加えられる。これを８０％程度の運動強度に設定したウエイト方式のトレーニングと比較した場合、後半の運動量を削り、前半に運動量を上乗せする形となる。
このような理想的な筋肉への運動負荷が実現する一方で、油圧方式の致命的な問題点は、上げ降ろし動作における降ろし動作で運動負荷がなくなってしまうことである。
筋収縮の形態には、上げ動作時にみられる短縮性収縮（コンセントリック）と、降ろし動作時にみられる伸張性収縮（エキセントリック）とがあるが、筋の発達には後者の伸張性収縮が効果的であって、降ろし動作時の筋収縮がゼロになってしまうと運動効率も低下してしまう。

上記で説明したように、ウエイトスタック方式による運動負荷だけでも、油圧方式による運動負荷だけでも理想に近い運動刺激とはなっていなかった。
すなわち、ウエイトスタック方式では、運動回数毎の非効率性の問題や、重量物を勢い良く押し上げることで慣性により運動負荷が抜けてしまうといった問題を抱えている一方で、油圧方式では、重量物の降ろし動作時の運動負荷が省かれて筋収縮がゼロになってしまうといった問題を抱えていた。
そこで、フィットネスクラブ等で利用可能なシンプルでコンパクトな構成からなり、上記問題を克服した理想的なトレーニングマシンが望まれていた。

また、ウエイトスタック方式と油圧方式とでは、利用者の年齢層や性別によって需要が異なっている。ウエイトスタック方式では、重量物を持ち上げる達成感を得ることができ、筋力トレーニングの動機づけにもなり易いことから、トレーニングジム等において中年齢層の男性に最適であるといえる。
一方で、油圧方式では、筋肉痛を抑えてトレーニングができるため、トレーニングマシンにやや抵抗があって美容目的をもつ中年齢層の女性に最適であるといえる。また、関節の負担を抑え、自身の力に応じて比較的安全に運動できるため、リハビリ施設等において高年齢層の男性女性にも最適であるといえる。
そのため、トレーニングジム等において利用者の需要に応じてウエイトスタック方式と油圧方式の両方のマシンを準備する必要があり、必要台数を揃えることで設置スペースの確保やコスト高の問題が生じてしまい、また台数を制限してしまうと利用者の待機時間が長くなってしまう等の問題が生じていた。
そこで、利用者の年齢層や性別に関係なくユニバーサルに利用可能なトレーニングマシンが望まれていた。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、シンプルでコンパクトな構成からなり、利用者の運動に伴って効率的な運動負荷をかけることが可能なトレーニングマシンを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、利用者の年齢層や性別に関係なくユニバーサルに利用可能なトレーニングマシンを提供することにある。

前記課題は、本発明のトレーニングマシンによれば、筋力トレーニング用のトレーニングマシンであって、利用者の状態が待機状態から筋力を発揮させる筋力発揮状態となるときに順方向に動作して、重力を利用した運動負荷を利用者にかける負荷付与手段と、利用者の状態が前記待機状態から前記筋力発揮状態となるときに、前記負荷付与手段の前記順方向の動作に対する抵抗力を発生させる抵抗力発生手段と、を備えていること、により解決される。

上記のように、重力を利用した運動負荷を利用者にかけるトレーニングマシンであって、負荷付与手段の順方向の動作に対する抵抗力を発生させる抵抗力発生手段を備えたシンプルな構成で、例えば利用者が負荷付与手段を順方向に押し上げる運動によって、重力を利用した運動負荷と、抵抗力発生手段の抵抗力を利用した運動負荷とを利用者に同時にかけることができ、効率的な運動負荷をかけることが可能となる。
具体例を挙げて説明すると、上記トレーニングマシンでは、図８に示すように、重量物の上げ降ろし運動における押し上げ動作を実施するにあたって、抵抗力発生手段が重量物の押し上げ方向に対する抵抗力を発生させるため、上述した油圧方式のマシンのように、筋力差がある全ての人に適正な運動負荷をかけて、しかも運動中の筋力の減衰にも対応して常に最適な運動負荷が筋肉へ加えられることが可能となる。すなわち、上記トレーニングマシンでは、重量物の押し上げ動作において抵抗力発生手段を利用した油圧方式のような筋力トレーニングを実行することができる。
また、従来のウエイトスタック方式の欠点として重量物を勢い良く押し上げることで慣性により運動負荷（抵抗力）が抜けてしまうといった問題を、抵抗力発生手段の抵抗力が重量物の押し上げスピードを制御することを利用して解決させている。
また、重量物を持ち上げる達成感を得ることができる一方で、自身の力に応じて比較的安全に運動できることから、利用者の年齢層や性別に関係なくユニバーサルに利用可能なトレーニングマシンとなる。

このとき、前記負荷付与手段は、前記順方向と、利用者の状態が前記筋力発揮状態から前記待機状態へ復帰するときに動作する向きとなる逆方向とに往復動作可能であって、前記抵抗力発生手段は、前記負荷付与手段の前記順方向の動作に対して抵抗力を発生させる一方で、前記逆方向の動作に対しては抵抗力を発生させないように動作すると良い。
上記構成により、抵抗力発生手段は、負荷付与手段の順方向の動作に対して抵抗力を発生させる一方で、逆方向の動作に対しては抵抗力を発生させないように動作するため、例えば利用者が負荷付与を順方向に押し上げるときには、重力を利用した運動負荷と、抵抗力発生手段の抵抗力を利用した運動負荷とが利用者にかかる一方で、利用者が運動負荷手段を逆方向に支えながら降ろすときには、重力を利用した運動負荷のみが利用者にかかることになり、効率的な筋力トレーニングが実現可能となる。
具体的に説明すると、上記トレーニングマシンでは、図８に示すように、重量物の上げ降ろし運動を実施するにあたって、押し上げ動作時には、上述した油圧方式のように、抵抗力発生手段を利用した筋力トレーニングを実行することで筋力差がある全ての人に適正な運動負荷をかけ、運動中の筋力の減衰にも対応して常に最適な運動負荷を筋肉にかけることができる。そして降ろし動作時には、重量物の重力を利用したウエイトスタック方式の筋力トレーニングを実行することで伸張性収縮に基づく運動負荷をかけることができる。

このとき、前記抵抗力発生手段は、前記負荷付与手段の動作に対応して伸縮するピストンシリンダーを有し、該ピストンシリンダーの伸長動作又は短縮動作によって前記負荷付与手段の前記順方向の動作に対する抵抗力を発生させると良い。
上記構成のように、抵抗力発生手段としてピストンシリンダーを備えたシンプルでコンパクトな構成で、効率的な筋力トレーニングが可能なトレーニングマシンとなる。
そして、ピストンシリンダーは、例えば油圧、空気圧又は水圧等を利用して抵抗力を発生させながら伸縮するため、抵抗力の調整が比較的し易くなる。

このとき、前記ピストンシリンダーは、油圧を利用して、一方向に向かって伸長動作又は短縮動作するときに該伸長動作又は短縮動作を妨げる向きに抵抗力を発生させる単動シリンダーであると良い。
上記構成により、油圧を利用することで抵抗力の調整が一層し易い単動型のピストンシリンダーを備えたシンプルな構成で、効率的な筋力トレーニングが可能なマシンとなる。

このとき、前記負荷付与手段は、前記順方向の動作によって利用者にかける運動負荷と、前記逆方向の動作によって利用者にかける運動負荷とを、利用者の身体の同じ部位にかける構成とすると良い。
上記のように、本トレーニングマシンの構成によって利用者の身体の同じ部位の筋肉に対して、負荷付与手段の押し上げ動作時にみられる短縮性収縮（コンセントリック）と、降ろし動作時にみられる伸張性収縮（エキセントリック）を負荷することができるため、トレーニングの効率が格段に向上する。

このとき、フレームとなるマシン本体部と、該マシン本体部に回動軸を介して回転可能に取り付けられたマシン可動部と、該マシン可動部に連結されたウエイトプレートと、を備え、前記負荷付与手段は、利用者の運動に伴って前記マシン本体部に対して前記マシン可動部が動作して、前記ウエイトプレートの重力を利用した運動負荷を利用者にかけると良い。
また、前記ピストンシリンダーは、一端側が前記マシン本体部に取り付けられ、他端側が前記マシン可動部に連結されてなり、前記抵抗力発生手段は、前記ピストンシリンダーが前記マシン可動部の動作に対応して伸縮し、前記ピストンシリンダーの伸長動作によって前記マシン可動部の前記順方向の動作に対する抵抗力を発生させると良い。
上記構成により、マシン本体部と、マシン可動部と、ウエイトプレートと、ピストンシリンダーと、を備えたシンプルでコンパクトな構成で、効率的な運動負荷をかけることが可能なトレーニングマシンとなる。

本発明のトレーニングマシンによれば、フィットネスクラブ等で利用可能なシンプルでコンパクトな構成からなり、重力を利用した運動負荷と、油圧等の抵抗力を利用した運動負荷とを利用者に効率良くかけることが可能なトレーニングマシンを提供することができる。
また、重量物を持ち上げる達成感を得られる一方で、自身の力に応じて比較的安全に運動できることから、利用者の年齢層や性別に関係なくユニバーサルに利用可能となる。

本実施形態に係るトレーニングマシンの外観斜視図である。 トレーニングマシンを示す側面図であって、図２（ａ）、（ｂ）は、マシン可動部が回転動作する前の状態と、回転動作した後の状態とを説明する図である。 第２実施形態に係るトレーニングマシンの外観斜視図である。 第３実施形態に係るトレーニングマシンの外観斜視図である。 第４実施形態に係るトレーニングマシンの外観斜視図である。 従来のウエイトスタック方式のトレーニングマシンにおける利用者の運動回数と運動強度との関係を示すグラフである。 従来の油圧方式のトレーニングマシンにおける利用者の運動回数と運動強度との関係を示すグラフである。 本実施形態に係るトレーニングマシンにおける利用者の運動回数と運動強度との関係を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態について図を参照して説明する。
本実施形態は、ウエイトスタック方式の機構を備えたトレーニングマシンであって、マシン本体部と、マシン本体部に対して回転可能に取り付けられたマシン可動部と、一端がマシン本体部に取り付けられ、他端がマシン可動部に連結されたピストンシリンダーと、を主に備え、マシン可動部が動作することでウエイトプレートの重力を利用した運動負荷と、同時にピストンシリンダーの他端側の伸長動作に伴ってマシン可動部の押し上げ動作に対する抵抗力を発生させて該抵抗力を利用した運動負荷と、を利用者にかけることを特徴とするトレーニングマシンの発明に関するものである。
なお、トレーニングマシンを利用する利用者が前方に向く側がマシンの前方側となる。

本実施形態のトレーニングマシン１は、図１に示すように、ウエイトスタック方式の機構を備えた筋力トレーニング用のマシンであって、代表例としてレッグエクステンションカール用のマシンを例示している。
トレーニングマシン１は、マシン本体部１０と、マシン本体部１０に回動軸２１を介して回転可能に連結されたマシン可動部２０と、下端がマシン本体部１０の支持脚１２に回動軸を介して回転可能に連結されると共に、上端がマシン可動部２０に回動軸を介して回転可能に連結されたピストンシリンダー３０と、マシン可動部２０にケーブルを介して連結されたウエイトプレート４０と、から主に構成されている。

マシン本体部１０は、トレーニングマシン１のフレーム本体であって、利用者が着座する着座部１１と、着座部１１を下方から支持する前後の支持脚１２、１３と、着座部１１よりも後方側に配置され、上下方向に積み上げられた複数のウエイトプレート４０を支持するウエイト支持台１４と、から主に構成されている。

マシン可動部２０は、利用者の運動に伴ってマシン本体部１０に対して回転動作する部材であって、回転中心となる回動軸２１と、一端が回動軸２１に連結された長尺な可動部材２２と、可動部材２２の長尺方向の他端側に取り付けられ、利用者の身体の一部である脚部に当接可能な当接パッド２３と、から主に構成されている。
可動部材２２は、ウエイト支持台１４に積み上げられた複数のウエイトプレート４０とケーブルを介して連結されている。

マシン可動部２０は、利用者の運動に伴って利用者の姿勢（状態）が待機姿勢（待機状態）から筋力を発揮させる筋力発揮姿勢（筋力発揮状態）へ移行するときに、回動軸２１を中心として押上げ方向に回転動作する。
具体的に言うと、マシン可動部２０は、図２（ａ）に示す通常位置から図２（ｂ）に示す押し上げ位置に回転動作する。
このとき、マシン可動部２０と、重量物に相当するウエイトプレート４０とがケーブルを介して連結されているため、利用者がマシン可動部２０を押し上げることで、負荷付与手段としてウエイトプレート４０の重力を利用した運動負荷（抵抗力）が利用者にかかり、さらに説明すると、利用者の脚部の筋肉部位に短縮性収縮（コンセントリック）の運動負荷がかかることになる。
なお、マシン可動部２０と連結させるウエイトプレート４０の枚数を適宜調整することによって利用者にかかる運動負荷の調整が可能である。

また、マシン可動部２０は、利用者の運動に伴って利用者の姿勢が筋力発揮姿勢から待機姿勢へ復帰するときに、回動軸２１を中心として降ろし方向に回転動作する。
具体的に言うと、マシン可動部２０は、押上げ位置から通常位置に回転動作する。
このときも、利用者がマシン可動部２０を支えながら降ろすことで、負荷付与手段としてウエイトプレート４０の重力を利用した運動負荷（抵抗力）が利用者にかかり、さらに説明すると、利用者の脚部の筋肉部位に伸張性収縮（エキセントリック）の運動負荷がかかることになる。
なお、上記構成において、マシン可動部２０の押し上げ方向の回転動作が、特許請求の範囲の負荷付与手段の順方向の動作に相当し、降ろし方向の回転動作が特許請求の範囲の逆方向の動作に相当する。

ピストンシリンダー３０は、マシン可動部２０の動作に連動して伸縮する油圧シリンダーであって、一方向に向かって伸長動作するときに該伸長動作を妨げる向きに抵抗力を発生させる単動シリンダーである。
ピストンシリンダー３０は、図２に示すように、長尺な筒体からなるシリンダー本体部３１と、シリンダー本体部３１内部に一部が挿入され、シリンダー本体部３１に対してピストン運動するピストンロッド部３２と、から主に構成されている。

ピストンシリンダー３０は、不図示の配管を介して不図示の小型な油圧ポンプと接続されており、油圧ポンプ内部とシリンダー本体部３１内部との間で圧油が循環している。
例えば、ピストンロッド部３２がシリンダー本体部３１に対して伸長するに従って、シリンダー本体部３１に複数設けられた配管孔が徐々に塞がれていく等して、圧油の循環を制限することで抵抗力を発生させる公知な機構となっている。
すなわち、ピストンシリンダー３０は、圧油の循環の調整によってピストンロッド部３２の伸長方向に対して抵抗力がかかりながら、ピストンロッド部３２が一定の速度で伸長することになる。
そして、自重又はシリンダー本体部３１内部に組み付けられた不図示のスプリングの付勢力を利用することで、伸長させたピストンロッド部３２を短縮させて再び元の位置に戻す構成となっている。
なお、圧油の圧力、流量等を適宜調整することで、ピストンシリンダー３０にかかる抵抗力の調整が可能であって、ピストンシリンダー３０の伸長速度を自在に調整することができる。

ピストンシリンダー３０では、シリンダー本体部３１の末端側がマシン本体部１０の支持脚１２に回動軸を介して固定され、ピストンロッド部３２の先端側がマシン可動部２０の可動部材２２に回動軸を介して取り付けられている。
ピストンシリンダー３０は、マシン可動部２０の動作に連動して伸縮し、油圧の抵抗力を利用することで、マシン可動部２０の押し上げ方向の動作に対しては抵抗力をかけながら連動して伸長する一方で、マシン可動部２０の降ろし方向の動作に対しては抵抗力を発生させないで連動して短縮することになる。

上記構成により、マシン可動部２０は、利用者の運動に伴って利用者の姿勢が待機姿勢から筋力発揮姿勢へ移行するときに、ピストンシリンダー３０の抵抗力がかかりながら押上げ方向に回転動作する。
つまり、利用者がマシン可動部２０を押し上げることで、抵抗力発生手段としてピストンシリンダー３０の油圧を利用した運動負荷（抵抗力）が利用者にかかり、さらに説明すると、利用者の脚部の筋肉部位に短縮性収縮（コンセントリック）の運動負荷がかかることになる。

上記構成により、トレーニングマシン１では、利用者がマシン可動部２０を押し上げる運動をするときに、ウエイトプレート４０の重力を利用した運動負荷と、ピストンシリンダー３０の油圧の抵抗力を利用した運動負荷とを利用者に同時にかけることが可能となる。
すなわち、図８に示すように、利用者に適正な運動負荷をかけて、しかも利用者の運動中の筋力の減衰にも対応して常に最適な運動負荷を筋肉部位に加えることができる。
そして、利用者がマシン可動部２０を支えながら降ろす運動をするときには、ピストンシリンダー３０の油圧の抵抗力を発生させないようにして、図８に示すように、ウエイトプレート４０の重力を利用した運動負荷を利用者の同じ筋肉部位にかけることができる。
いわば、重力を利用したウエイトスタック方式の運動負荷と、油圧の抵抗力を利用した油圧方式の運動負荷とを利用者にかけることが可能なハイブリッドなマシンであって、理想的な筋力トレーニングが可能なトレーニングマシンとなる。
しかも、大掛かりで複雑な構造からなるマシンではなく、フィットネスクラブやリハビリ施設、自宅等で利用可能なシンプルでコンパクトな構成からなるトレーニングマシンとなる。

＜トレーニングマシンの第２実施形態＞
次に、トレーニングマシンの第２実施例について、図３に基づいて説明する。
なお、以下の説明において、上述したトレーニングマシン１と重複する内容は説明を省略する。
第２実施例に係るトレーニングマシン１００は、トレーニングマシン１よりも比較的シンプルでコンパクトな構成からなるレッグエクステンションカール用のマシンである。
トレーニングマシン１００は、同様にマシン本体部１１０と、マシン本体部１１０に回動軸１２１を介して回転可能に連結されたマシン可動部１２０と、下端がマシン本体部１１０の支持脚１１２に回動軸を介して回転可能に連結されると共に、上端がマシン可動部１２０に回動軸を介して回転可能に連結された単動型のピストンシリンダー１３０と、マシン可動部１２０上面に積み重ねて組み付け可能なウエイトプレート１４０と、から主に構成されている。

トレーニングマシン１００では、利用者がマシン可動部１２０を押し上げる運動をするときに、ウエイトプレート１４０の重力を利用した運動負荷と、ピストンシリンダー１３０の油圧の抵抗力を利用した運動負荷とを利用者に同時にかけることが可能となる。
一方で、利用者がマシン可動部１２０を支えながら降ろす運動をするときには、ピストンシリンダー３０の油圧の抵抗力を発生させないようにして、ウエイトプレート４０の重力を利用した運動負荷を利用者の同じ筋肉部位にかけることができる。
なお、第３実施例、第４実施例も同様にして利用者に運動負荷をかけるマシンである。

＜トレーニングマシンの第３実施形態＞
次に、トレーニングマシンの第３実施例について、図４に基づいて説明する。
第３実施例に係るトレーニングマシン２００はスクワット用のマシンである。
トレーニングマシン２００は、同様にマシン本体部２１０と、マシン本体部２１０に回動軸２２１を介して回転可能に連結されたマシン可動部２２０と、下端がマシン本体部２１０の支持脚２１２に回動軸を介して回転可能に連結されると共に、上端がマシン可動部２２０に回動軸を介して回転可能に連結された単動型のピストンシリンダー２３０と、マシン可動部２２０上に積み重ねて組み付け可能なウエイトプレート２４０と、を主に備えている。

ピストンシリンダー２３０は、マシン可動部２２０の動作に対応して伸縮する単動型の油圧シリンダーである。
トレーニングマシン２００では、まず、利用者がマシン可動部２２０を順方向に押し上げる運動を開始すると、ウエイトプレート２４０の重力を利用した運動負荷のみが利用者にかかる。
そして、利用者がマシン可動部２２０を所定位置まで押し上げると、マシン可動部２２０と、ピストンシリンダー２３０上端とが当接し、ピストンシリンダー２３０がマシン可動部２２０の動作と連動して伸縮可能な位置となる。
さらに、利用者がマシン可動部２２０を押し上げると、ウエイトプレート２４０の重力を利用した運動負荷と、ピストンシリンダー２３０の油圧の抵抗力を利用した運動負荷とが利用者に同時にかかる構成となる。
つまり、ウエイトプレート２４０の重力を利用した運動負荷がかかるタイミングと、ピストンシリンダー２３０の抵抗力が発生するタイミングとが異なるように構成されている。

上記構成により、利用者がマシン可動部２２０を押し上げる運動を開始したときには、まだ油圧を利用した抵抗力が発生しないことから、利用者が重量物を持ち上げているという感覚を得やすくなり、従来のウエイトスタック方式を利用していた利用者にとって重量物を持ち上げるという達成感を損なうことがなく、筋力トレーニングの動機づけにも一層なり易くなる。
なお、ピストンシリンダー２３０がマシン可動部２２０の動作と連動して伸縮可能な開始位置は、マシン可動部２２０と、ピストンシリンダー２３０上端との間の間隔を適宜調整することで任意に設定可能である。

＜トレーニングマシンの第４実施形態＞
次に、トレーニングマシンの第４実施例について、図４に基づいて説明する。
第４実施例に係るトレーニングマシン３００はチェストバック用のマシンである。
トレーニングマシン３００は、同様にマシン本体部３１０と、マシン本体部３１０に回動軸３２１を介して回転可能に連結されたマシン可動部３２０と、下端がマシン本体部３１０に回動軸を介して回転可能に連結されると共に、上端がマシン可動部３２０に回動軸を介して回転可能に連結された単動型のピストンシリンダー３３０と、マシン可動部３２０上に積み重ねて組み付け可能なウエイトプレート３４０と、を主に備えている。
なお、第３実施例と同様に、マシン可動部３２０と、ピストンシリンダー３３０上端との間には所定の間隔が空くように構成されており、ウエイトプレート３４０の重力を利用した運動負荷がかかるタイミングと、ピストンシリンダー３３０の抵抗力が発生するタイミングとが異なるように構成されている。

＜その他の実施形態＞
上記実施形態において、トレーニングマシン１は、レッグエクステンションカール用のマシンとして構成されているが、これに限定されることなく、スクワット用、チェストバック用、ショルダープレス用、アブバック用、ラテラルリフト用、バイセップトライセップ用、レッグプレス用、ペックデック用、オブリーク用、ヒップアブダクター用、又はグルート用のマシンとして構成されていても良い。

また、上記実施形態において、ピストンシリンダー３０の代わりに、抵抗力を発生させる抵抗力発生手段として、公知なジャッキ、ダンパー等の抵抗力発生部材を備えた構成としても良い。

また、上記実施形態において、ピストンシリンダー３０は、油圧を利用した油圧シリンダーとして構成されているが、これに限定されることなく、空気圧シリンダー、水圧シリンダー等に適宜変更して構成されていても良い。

また、上記実施形態において、ピストンシリンダー３０は、一方向に向かって伸長動作するときに該伸長動作を妨げる向きに抵抗力を発生させる単動シリンダーとして構成されているが、これに限定されることなく変更可能である。
例えば、ピストンシリンダー３０が、一方向に向かって短縮動作するときに該短縮動作を妨げる向きに抵抗力を発生させる単動シリンダーとして構成されても良い。
その場合、シリンダー本体部３１の末端側がマシン可動部２０側に取り付けられ、ピストンロッド部３２の先端側が伸張した状態でマシン本体部１０側に固定されていることが望ましい。
その他、単動型のシリンダーではなく複動型のシリンダーに変更しても良い。

また、上記実施形態において、トレーニングマシン２００では、図３に示すように、利用者がマシン可動部２２０を所定位置まで押し上げたときに、ピストンシリンダー２３０がマシン可動部２２０の動作と連動して伸縮可能な位置となるように構成されているが、別の構成も考えられる。
例えば、利用者がマシン可動部２２０を所定位置まで押し上げたときに、マシン可動部２２０と、ウエイトプレート２４０とが当接して、ウエイトプレート２４０の重力を利用した運動負荷がかかりはじめるように構成しても良い。
その場合、まず、利用者がマシン可動部２２０を押し上げる運動を開始すると、ピストンシリンダー２３０の抵抗力を利用した運動負荷のみが利用者にかかると良い。
そして、利用者がマシン可動部２２０を所定位置まで押し上げると、マシン可動部２２０と、ウエイトプレート２４０とが連結され、ウエイトプレート２４０の重力を利用した運動負荷が利用者にかかり始めるようにすると良い。
さらに、利用者がマシン可動部２２０を押し上げると、ピストンシリンダー２３０の抵抗力を利用した運動負荷と、ウエイトプレート２４０の重力を利用した運動負荷と、が利用者に同時にかかる構成とすると良い。
このようにすることで、利用者がマシン可動部２２０を押し上げる運動を開始したときには、まだウエイトプレート２４０の運動負荷がかからないことから、筋肉痛や関節の負担を抑えて、自身の力に応じて比較的安全にトレーニングすることができるようになる。

本実施形態では、主として本発明に係るトレーニングマシン１に関して説明した。
ただし、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするための一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。

１、１００、２００、３００ トレーニングマシン
１０、１１０、２１０、３１０ マシン本体部
１１ 着座部
１２、１３、１１２、２１２ 支持脚
１４ ウエイト支持台
２０、１２０、２２０、３２０ マシン可動部
２１、１２１、２２１、３２１ 回動軸
２２ 可動部材
２３ 当接パッド
３０、１３０、２３０、３３０ ピストンシリンダー
３１ シリンダー本体部
３２ ピストンロッド部
４０、１４０、２４０、３４０ ウエイトプレート

Claims (7)

1. 筋力トレーニング用のトレーニングマシンであって、
   利用者の状態が待機状態から筋力を発揮させる筋力発揮状態となるときに順方向に動作して、重力を利用した運動負荷を利用者にかける負荷付与手段と、
   利用者の状態が前記待機状態から前記筋力発揮状態となるときに、前記負荷付与手段の前記順方向の動作に対する抵抗力を発生させる抵抗力発生手段と、を備えていることを特徴とするトレーニングマシン。
2. 前記負荷付与手段は、前記順方向と、利用者の状態が前記筋力発揮状態から前記待機状態へ復帰するときに動作する向きとなる逆方向とに往復動作可能であって、
   前記抵抗力発生手段は、
   前記負荷付与手段の前記順方向の動作に対して抵抗力を発生させる一方で、
   前記逆方向の動作に対しては抵抗力を発生させないように動作することを特徴とする請求項１に記載のトレーニングマシン。
3. 前記抵抗力発生手段は、
   前記負荷付与手段の動作に対応して伸縮するピストンシリンダーを有し、
   該ピストンシリンダーの伸長動作又は短縮動作によって前記負荷付与手段の前記順方向の動作に対する抵抗力を発生させることを特徴とする請求項１又は２に記載のトレーニングマシン。
4. 前記ピストンシリンダーは、油圧を利用して、一方向に向かって伸長動作又は短縮動作するときに該伸長動作又は短縮動作を妨げる向きに抵抗力を発生させる単動シリンダーであることを特徴とする請求項３に記載のトレーニングマシン。
5. 前記負荷付与手段は、
   前記順方向の動作によって利用者にかける運動負荷と、前記逆方向の動作によって利用者にかける運動負荷とを、利用者の身体の同じ部位にかける構成としたことを特徴とする請求項３又は４に記載のトレーニングマシン。
6. フレームとなるマシン本体部と、
   該マシン本体部に回動軸を介して回転可能に取り付けられたマシン可動部と、
   該マシン可動部に連結されたウエイトプレートと、を備え、
   前記負荷付与手段は、利用者の運動に伴って前記マシン本体部に対して前記マシン可動部が動作して、前記ウエイトプレートの重力を利用した運動負荷を利用者にかけることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載のトレーニングマシン。
7. 前記ピストンシリンダーは、一端側が前記マシン本体部に取り付けられ、他端側が前記マシン可動部に連結されてなり、
   前記抵抗力発生手段は、前記ピストンシリンダーが前記マシン可動部の動作に対応して伸縮し、前記ピストンシリンダーの伸長動作によって前記マシン可動部の前記順方向の動作に対する抵抗力を発生させることを特徴とする請求項６に記載のトレーニングマシン。
   
   

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