JP4452512B2 - 人間の身体を意図的にトレーニングするための方法およびトレーニング器具 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念部に記載の、人間の身体を意図的にトレーニングするための方法ならびに特に該方法を実施するための、請求項８の上位概念部に記載の形式のトレーニング器具から出発する。

このような方法もしくはトレーニング器具は、一方では抵抗を克服することによって身体の筋肉または関節を発達させかつ強化するために役立つが、しかし他方ではコンディションやスタミナを向上させるためにも役立つ。公知の方法およびトレーニング器具の欠点は、常に身体の個々の部分だけしか活動せず、身体全体が活動しないので、全身トレーニングを実現するためには多数の種々の器具が提供されることである。すなわち、多くのトレーニング器具では、上体、腕および項部はトレーニングの間、不変にその位置に保持されたままとなり、脚および下体だけがアクティブ（活動的）となる。

別の器具では、上体だけがアクティブとなり、下体および脚はパッシブとなる。もとより、これらの公知の方法およびトレーニング器具では、メンタルトレーニングは行われない。

このような形式の公知のトレーニング器具（ドイツ連邦共和国特許出願公開第３７４２５１３号明細書）では、脚とチェーンを備えたペダルクランクシステムとにより往復旋回可能となるステアリングロッドレバーが操作される。これにより、自転車運転とは異なり、上肢帯（肩甲帯）が往復運動させられ、ひいては脊柱が上肢帯と下肢帯（骨盤帯）との間の範囲で相対的にねじられるようになる。このねじりが小さなねじりでしかなく、しかも不真面目なトレーナの場合には上肢帯のねじりなしの腕の運動にしかならないことは別として、このトレーニングはやはり身体の部分トレーニングであるに過ぎない。しかも、このことは平行したメンタルトレーニングなしで行われる。なぜならば、単純な強制制御に基づき、いかなる精神的な活動性または運動のコーディネーションも必要とならないからである。

このような形式の別の公知のトレーニング器具（欧州特許出願公開第０３５４７８５号明細書）では、シミュレーション可能な自転車のカーブ走行に基づき、たしかに場合によってはある程度のメンタルトレーニングが可能となるが、しかしこのメンタルトレーニングはフィジカルトレーニングの幅を犠牲にして行われるので、充実した量のトレーニングを行うためには付加的な器具が使用されなければならない。

本発明およびその利点
請求項１の特徴部に記載の特徴を有する本発明による方法ならびに請求項８の特徴部に記載の特徴を有する本発明によるトレーニング器具には、１つの方法もしくは１つのトレーニング器具を用いて全身トレーニングを行うことができるという利点がある。すなわち、全身および特に上肢帯と下肢帯との間の胴体範囲の、自己受容的（propriozeptiv）に調整されたトレーニングを行うことができる。しかもこの場合、人間の自然の運動動的特性がシミュレートされる。これにより与えられた、この運動を制御するための左右の脳半部の相互の、ただし調和のとれた活動性は、メンタル領域の集中的なトレーニングをもたらす。手と腕と肩とが一方の方向にねじられると、腰と下肢帯と脚とは他方の方向にねじられる。このときに行われる、互いに異なる身体範囲の同時のカウンタねじりは、前記ねじりと、それと同時に行われる脊柱の側方傾倒運動とによって可能となる。互いに異なる身体範囲のこのような同時のカウンタ運動（カウンタ回転）は特に、人間にとって固有の自己受容（筋肉−骨格器械のニューロン制御）に相当する。したがって、本発明による方法ならびにトレーニング器具は、自己受容トレーニングおよび筋肉鎖における身体動的なトレーニング、特に背部トレーニングのために最適である。本発明によるトレーニング器具によりアシストされる運動は、人間の精神的な出力を可能にしかつ励起し、これによって上記メンタルトレーニングをもたらす。すなわち、このトレーニング器具は健康な人間のためにだけでなく、病人のためにも使用可能である。特に椎間板障害の場合には、本発明によるトレーニング方法が好都合に作用する。同じく、本発明による方法およびトレーニング器具を子供に対して使用することもできる。

本発明の、方法に関する有利な実施態様では、前記相対ねじりが、脊柱の長手方向軸線に関する脊柱の側方傾倒運動もしくはわん曲運動と重畳されている。このような側方の傾倒は幾つかの本発明によるトレーニング器具においても与えられている。いずれの場合でも、本発明によれば、相対ねじりと側方傾倒との与えられた重畳に基づいて、連続的に変化する負荷が得られ、このことはこの場合に有効となる靱帯の強化にも役立つ。

本発明による方法の付加的な有利な実施態様では、腕および脚の活動が、自然の動的な回転モーメント補償、つまりヨー軸モーメント補償のための、下肢帯に対する上肢帯の相対ねじりもしくは脊柱の傾倒運動を決定する。このような自然の回転モーメント補償は、たとえば走行時における人間の運動原理、つまり左足が負荷されると左肩と右腰とが後方へねじられ、そして右肩もしくは左腰が相応して前方へねじられ、次いで右足が負荷されると右肩と左腰とが後方へねじられ、そして左肩もしくは右腰が相応して前方へねじられるような運動原理に相当する。

本発明による方法のさらに別の付加的な実施態様では、体肢活動により入力された作業がエネルギ源として利用される。このことは、種々様々に行われ得るが、しかし特にたとえば渦電流ブレーキを用いた電気的なエネルギへの変換によって行なわれ得る。この電気的なエネルギは公知の形式で蓄えられ、そしてあとからの時点で利用され得る。また、この作業は特に時間のような別の特性量と相まって、トレーニングする人間のためのディスプレイに表示され得る。このことは種々様々な形で知られている。

本発明による方法のさらに別の付加的な実施態様では、このことが水没下に実施され得る。この場合、少なくとも下肢帯が浸漬されていることが望ましい。水中での運動により、柔らかいブレーキ効果が生じる。特別な利点は、精密に制御可能な水温、周辺の水圧ならびに浮力によるトレーニングへの影響および水の組成により得られる。

本発明の、方法に関するさらに別の付加的な実施態様では、トレーニングの間およびこのときに与えられた身体操作の間、酸素濃度増大された呼吸空気が吸気される。この呼吸空気の酸素含量は調節可能であると有利である。すなわち、調製されるべき酸素−空気混合物の酸素含量は、酸素供給されるべきトレーニングする人間の、測定されるべき与えられた肉体的な出力に関連して制御され得る。たとえば、肉体的な出力が増大すると酸素容量含量も増大し、それに対して肉体的な出力が低下すると酸素容量含量も減少する。周知のように、肉体的な出力が向上すると、身体はより大きな量の酸素を吸収することができ、これにより、動脈の酸素圧も増大する。酸素容量含量は高出力時では、吸気された酸素空気の最大７５％になり得る。アルデンヌ（Ardenne）の研究者が確認したように、血液中の酸素吸収率の品質は人間の出力に直接に比例する。このことは血液中の酸素分圧の長期間の増大をも生ぜしめることができる。

これに関する本発明の有利な実施態様では、酸素濃度増大された呼吸空気がイオン化されている。これにより、人間の身体による酸素の一層良好な吸収が得られる。

請求項８に記載のトレーニング器具の有利な構成では、交互の相対ねじりが、少なくとも一方のねじり方向で、トレーニングする人間によって随意に生ぜしめられ得る。このようなアクティブな意図的な活動により、トレーニングは、トレーニングする人間のメンタルな領域の強化の形でメンタル的にも作用する。

本発明によるトレーニング器具の付加的な実施態様では、交互の相対ねじりが、少なくとも一方のねじり方向で外部制御されかつ／または作動させられる。この場合、この外部制御または外部駆動は、特定のトレーニング状況において、たとえば制御経過および運動経過を最適化するために有利である。すなわち、たとえば相対ねじりが一方のねじり方向では随意に生ぜしめられ、かつ他方のねじり方向では外部動力により生ぜしめられてよい。これにより、特定の身体範囲ではメンタル強化も得られ、その他の範囲ではフィジカル強化しか得られない。

本発明によるトレーニング器具のさらに別の付加的な実施態様では、器具足部分に、背もたれを備えているか、または背もたれなしの低めに設置されたシートが配置されている。この実施態様も第１には、トレーニング中に少なくとも時々このような低いシートが好都合となるような使用者のために考えられている。トレーニングする人間に相応して、当該トレーニング器具のシートは汎用の形式で高さ調節可能であってよい。

本発明の、本発明によるトレーニング器具に関するさらに別の付加的な実施態様では、器具腕部分に、ハンドクランクを備えた作用エレメントが設けられている。作用エレメントは特に、剛性的なハンドルもしくは旋回レバーに対する択一的な手段あるいはまた補足的な手段として使用される。渦電流ブレーキを備えた器具の場合、これらの作用エレメントは腕トレーニングのために使用され得る。

本発明の、本発明によるトレーニング器具に関するさらに別の付加的な実施態様では、脈拍、血圧、トレーニング時間等のための付加的な発生器、計算器および表示器具（ディスプレイ）が設けられている。このような実施態様は、十分に付属装置類に所属するが、しかし本発明による方法およびトレーニング器具の特別な利点をアシストする。計算器では、種々様々なソフトウェア、特に特別なモチベーションプログラムまたはその他の評価プログラムが処理可能であってよく、特に評価およびインターネットのアップデートも処理可能である。すなわち、個人に関連したチップカード等を使用することもできる。

スタンドに配置されたフレームと、該フレームに設けられたサドルと、前記フレームに設けられたハンドルと、ペダルを備えた駆動ユニットとを備えた本発明によるトレーニング器具の特に有利な実施態様では、前記フレームが２つのフレーム部分から成っており、器具腕部分として働く前側のフレーム部分が、ハンドルを支持しており、器具足部分として働く後側のフレーム部分が、サドルと駆動ユニットとを支持しており、さらに前記両フレーム部分が、結合ジョイントによって互いに結合されており、該結合ジョイントのジョイント軸線がほぼ鉛直方向に延びており、前側のフレーム部分の前端部および／または後側のフレーム部分の後端部が、支承部によって側方にかつ／または前後に変位可能に支承されており、前記結合ジョイントが、前側のフレーム部分の支承部と、後側のフレーム部分の支承部との間のほぼ真ん中に設けられている。この場合、たしかにスタンドとベースとから成る架台部分を備えた自転車フレームを保持しかつ前輪フォークを弾性的に支承するために設置されたエルゴメータ（Ergometer）が知られており、この場合、後輪フォークを収容する架台部分のスタンドは両側で自転車フレームに対して直交する横方向に、旋回自由度を持ってベース内に弾性的に支承されている（ドイツ連邦共和国特許第１９６４６７９９号明細書）が、しかしこのような構成は、下肢帯が架台構造に相応して単に横方向に移動され得るようなトレーニング器具であるに過ぎず、下肢帯が上肢帯に対して相対的にねじられるようなトレーニング器具ではない。

本発明のこのような実施態様では、ねじりジョイントの側方の変位が前側のフレーム部分および後側のフレーム部分の位置変化と結び付けられている（屈曲原理）ので、前側のフレーム部分および後側のフレーム部分が可動に支承されていなければならない。このためには、特に前側のフレーム部分の前端部および後側のフレーム部分の後端部に、側方にかつ前方もしくは後方に変位可能な支承部が設けられている。ジョイントは前側のフレーム部分の支承部と後側のフレーム部分の支承部との間のほぼ真ん中に位置している。この真ん中の位置は正確に維持される必要はない。前側の支承部と後側の支承部との間の全間隔に関して最大約５％の、正確な真ん中からのジョイント位置の偏差が可能である。しかし、これ以上大きなバリエーションは不都合となる。なぜならば、さもないとこの場合に典型的な屈曲原理がもはや満たされなくなるからである。ジョイントの軸線はほぼ鉛直方向延びている。この場合にも、軽度の偏差が可能である。すなわち、ジョイント軸線は鉛直線に対して有る程度の角度だけ傾けられていてもよい。

これに対する有利な構成では、前側のフレーム部分の支承部が、鉛直方向の軸線を中心にして回動可能であり、ただし位置固定的である。前側のフレーム部分と後側のフレーム部分との間のジョイントと、後側のフレーム部分の支承部しか、側方の変位を受けない。このことは、当該トレーニング器具の第１の実施態様に相当する。機能形式は、アクティブであるとみなされ得るか、もしくはアクティブなモビライゼーショントレーニング（Mobilisationstraining）であるとみなされ得る。なぜならば、トレーニングする人間は通常、自身の骨盤のねじりおよび背筋、腹筋および腕筋の使用によって両フレーム部分の間のジョイントの変位を生ぜしめなければならないからである。

当該トレーニング器具の前記構成の第２の実施態様では、前側のフレーム部分の支承部も、後側のフレーム部分の支承部も、側方にかつ／または長手方向に移動可能なキャリッジと直接的または間接的に協働する。使用者が一方のペダルを下方へ押し下げると、前側のフレーム部分と後側のフレーム部分との間のジョイントは側方へ変位する。使用者が他方のペダルを下方へ踏み込むと、前記ジョイントは逆方向に変位する。ジョイントの変位はペダル踏み込みの結果であり、かつ使用者によってアクティブに生ぜしめられる必要はないので、このような機能形式はリアクティブであるか、もしくはリアクティブなスタビライゼーショントレーニング（Stabilisationstraining）であるとみなされ得る。このようなアクティブまたはリアクティブなトレーニング形態は、以下の全てのトレーニング器具において、相応する技術的な構成により達成され得る。

実施態様に応じて、後側のフレーム部分の支承部だけか、または前側のフレーム部分の支承部と後側のフレーム部分の支承部とが、側方にかつ／または長手方向に移動可能なキャリッジに直接的または間接的に結合されている。両フレーム部分の間の結合ジョイントの変位により、前側のフレーム部分の支承部と後側のフレーム部分の支承部との間の間隔の短縮が生ぜしめられるので、両支承部の少なくともいずれか一方の支承部に関して長手方向における移動が必要となる。後側のフレーム部分の側方の旋回は、特別なトレーニング効果を可能にする。このときに、前側のフレーム部分および／または後側のフレーム部分は回転可能なホイールまたはローラの軸に載置されていてよい。ホイールおよびローラはこの場合には、移動可能なキャリッジ内に案内され、そしてこのキャリッジに沿って転動する。後側のフレーム部分のホイールまたはローラはこの場合には駆動ユニットに結合されていて、この駆動ユニットにより回転駆動される。キャリッジの側部には、ホイールを案内するための制限部が設けられていてよい。前側の回動軸および／または後側の回動軸のこのような側方旋回は、相応する適当な本発明による全てのトレーニング器具において、たとえば二重ジョイント支承装置により実現されていてよい。

前側のフレーム部分の支承部が鉛直方向の軸線を中心にして回動可能となるようなアクティブな機能形式を備えた第１の実施態様では、たとえば後側のフレーム部分だけが、キャリッジに沿って案内されたホイールを備えていてよい。

このようなトレーニング器具に関する、本発明のさらに別の付加的な有利な構成では、前側のフレーム部分と後側のフレーム部分との間の結合ジョイントを案内するためのキャリッジが設けられている。このジョイントの変位はこの場合、この案内によってアシストされる。このときにキャリッジは、放物線状の経過を有する軌道に沿って運動する。この案内は、側方の移動をも、高さ方向での移動をも可能にする。相応して安定した案内の場合には、前側のフレーム部分も後側のフレーム部分もホイールを備えていてよい。両ホイールが、側方に移動可能なキャリッジ内に案内されると、これらのホイールは、屈曲原理を実現するために連結されていてよい。

このトレーニング器具の付加的な有利な構成では、器具足部分が、踏みベアリング、クランク、ペダルおよびパワートレーンとから成る駆動ユニットを有しており、このパワートレーンは後側のフレーム部分に設けられたホイールまたはローラに結合されている。パワートレーンとしては、たとえばチェーン、カルダン、歯付ベルトまたはこれに類するものが役立つ。さらに、回転する軸を備えた踏みベアリングの代わりに、単にペダルの踏み上げ・踏み下げしか可能にしない踏みベアリングが設けられていてもよい。

ホイールまたはローラに作用する力は、マニュアル式に調節可能であるので、使用者は、踏み込み時に使用者自身により付与され得る出力を変化させることができる。さらに、この場合にも、出力測定装置、たとえば脈拍カウンタが設けられていてよい。ホイールまたはローラに作用する力は、相応する制御によって、トレーニングする人間の、検出された出力に関連して自動的に調節される。駆動ユニットは選択的にフリーホイールを装備しているか、またはフリーホイールを装備していなくともよい。

ホイールは移動可能なキャリッジに沿って転動するが、このキャリッジは１つまたは複数のローラを有していてよい。これにより、固定の路床に沿ったホイールの転動がシミュレートされる。側方に取り付けられた、間隔調節可能な制限部により、ローラからのホイールの滑脱は阻止される。制限部としては、やはりローラまたはホイールを使用することができる。ホイールが転動するキャリッジのローラは、接続可能な駆動装置によってホイールをアクティブに駆動することができる。

本発明によるこのようなトレーニング器具の付加的な有利な構成では、ハンドルおよびサドルが、高さおよびその相互間隔の点で調節可能にフレームに配置されている。こうして、トレーニング器具を種々異なる使用者に適合させることができる。

たとえば人間の脚が描く楕円軌道を実現する「エリプティカルトレーナ」に類似した、器具足部分に設けられた、ほぼ水平方向に延びる走行装置と、器具腕部分に設けられた、ほぼ鉛直方向に延びるアームロッドとを備えたトレーニング器具の別の特別な有利な構成では、ヒンジ状に作用する結合ジョイントのねじり軸線がほぼ鉛直方向に延びており、器具足部分および／または器具腕部分が、当該トレーニング器具の、走行方向により規定された方向でスタンドに沿って移動可能である。必要に応じて、結合ジョイントもスタンド上に位置固定に配置されていてよいので、この場合にももちろん生ぜしめられる、器具足部分と器具腕部分との間の屈曲運動の際には、器具足部分および器具腕部分の、特に円軌道に沿った端部の相応する移動が生ぜしめられる。決定的となるのは、器具足部分に対する器具腕部分のこのような相対ねじりの際に、上肢帯と下肢帯との間の脊柱軸内での相応する相対ねじりが行われることである。

本発明のこれに関する有利な構成では、走行装置が走行ベルトを有している。このような走行ベルトは必要に応じて駆動されてよいが、しかしトレーニングする人間の走行運動によっても駆動され得る。走行ベルトはそれ自体種々様々に知られているが、しかし本発明による使用に関しては、上肢帯と下肢帯との間の相対ねじりを得るためには器具腕部分と器具足部分との間に「屈曲ジョイント」が設けられていなければならないことも云える。

本発明のこれに関する択一的な有利な構成では、走行装置が踏みプレートまたはペダルシステムを有している。公知の形式で、これらの踏みプレートまたはペダルシステムを備えた器具足部分には、慣性体もしくははずみ質量体が配置されていてよい。このはずみ質量体は本発明の付加的な構成によれば、踏みプレートもしくはペダルシステムにクランク状に結合されていてよい。決定的となるのはこの場合にも、このような種々様々な形で知られているシステムにおいて、器具腕部分が相対ねじりに基づいて上肢帯に強制的に、下肢帯とは異なる回転位置を占めさせることである。はずみ質量体、クランクを踏みプレートを介してアームロッドに連結する公知の連結手段の代わりに、このような同期化をボーデンケーブル等を介して行うこともできる。

本発明のこれに関する付加的な有利な構成では、アームロッドが走行運動に対して同期的に旋回可能である。

本発明のこれに関する有利な構成では、アームロッドの旋回抵抗が調節可能である。これにより、とりわけトレーニングによって筋肉増強をも得ることができる。

本発明によるトレーニング器具の、さらに別の特別でかつ有利でもある構成では、器具足部分と器具腕部分とが、横方向分割されたトレーニングベンチの各１つの区分を有しており、両部分の間で分割範囲に、トレーニングベンチの長手方向延在方向に延びるねじり軸が結合ジョイントとして働くようになっており、各トレーニングベンチ区分に作用エレメントとしてクランク、レバーまたはその他の操作装置が配置されている。このようなトレーニング器具は、第１に特殊なトレーニング手段において使用される。

本発明のこれに関する構成では、一方の位置ではうつ伏せの姿勢でのトレーニングを可能にし、他方の位置では仰向けの姿勢でのトレーニングを可能にするために、トレーニングベンチの両端部を、相応する装置を介して支承されて１８０゜だけ反転させることができる。

本発明のこれに関する付加的な有利な構成では、トレーニングベンチがその長手方向延在方向に関して斜めに設置可能である。このことは特に特殊なトレーニング目的において有利になり得る。

本発明によるトレーニング器具の、さらに別の特別でかつ有利な構成では、器具足部分と器具腕部分とが、横方向分割された鉛直方向の１つのコラムに配置されており、器具足部分と器具腕部分との間に結合ジョイントとして、同じく鉛直方向に延びるねじり軸が配置されており、器具足部分に鉛直方向に操作可能で、ただし水平方向に突出した踏みプレートまたは旋回プレートが設けられている。「クライマ（Ckimber）」とも呼ばれるこのようなトレーニング器具は、実際の登山家の条件に極めて近いコンディショントレーニング法および上肢帯と下肢帯との相対ねじりを可能にする。

本発明のこれに関する有利な構成では、器具腕部分に鉛直方向に操作可能なグリップが設けられており、該グリップの調節運動が踏みプレートまたは旋回プレートの調節運動と同期化されている。このような同期化は第１に標準的な人間の運動リズムに相当していることが望ましい。すなわち、左腕が右足と近づき、右腕が左足と近づく。典型的にはこの運動は歩行時に観察され得る。これにより、特に動的な運動の自然の回転モーメント補償が与えられている。

本発明のさらに別の利点および有利な構成は、以下の実施例の説明、図面および特許請求の範囲に記載されている。

以下に、本発明の対象の７つの実施例を図面につき詳しく説明する。

図１〜図３は、本発明の機能原理を示す平面図であり、
図４〜図６は、第１実施例を示す側面図であり、
図７は、第２実施例を示す側面図であり、
図８〜図９は、それぞれ第３実施例を示す側面図および平面図であり、
図１０は、第４実施例を示す側面図であり、
図１１は第５実施例として、図７に示した構成の特別な構成を示す図であり、
図１２および図１３は、第６実施例としてベンチトレーナを示す図であり、
図１４はクライミングトレーニングのための第７実施例を示す図である。

実施例の説明
図１〜図３には、本発明の機能原理が概略的に、しかも上から見た図で図示されている。この場合、決定的となるのは、トレーニング器具により、トレーニングする人間の上肢帯（肩甲帯）と下肢帯（骨盤帯）との間の相対ねじりが、しかも上肢帯と下肢帯との間に配置された脊柱の軸Ｉを中心とした相対ねじりが行われることである。基本的に、各トレーニング器具はベースまたはスタンドａを有しており、これによりトレーニング器具は位置固定に配置される。第２に、各トレーニング器具は器具足部分ｂと器具腕部分ｃとを有している。器具足部分ｂと器具腕部分ｃとは、それぞれトレーニングする人間の足または脚もしくは手または腕の作用にさらされている。器具足部分ｂと器具腕部分ｃとの間には、両部分を結合する、回転軸Ｉを有するねじりジョイントｄが配置されている。

図１および図２には、ねじりジョイントｄが屈曲ジョイントとしても作用するような原理例が示されている。すなわち、ねじりジョイントｄはトレーニングの間、二重矢印ＩＩで示したように往復運動させられるので、器具足部分ｂと器具腕部分ｃとはねじりジョイントｄの範囲で、連続的に変化する角度を有する屈曲運動を実施する。これにより、器具腕部分ｃに設けられた前側の支持ジョイントｅと、器具足部分ｂに設けられた後側の支持ジョイントｆとの間の全長は連続的に変化させられる。この理由から、これらの支持ジョイントｅ，ｆのうちの少なくとも一方の支持ジョイントは器具の長手方向延在長さに関して往復スライド可能に形成されていなければならない。

図１に示した機能原理では、前側の支持ジョイントｅが位置固定に配置されており、後側の支持ジョイントｆがキャリッジｇに支承されている。キャリッジｇは矢印ＩＩＩで示したように、ベースａの長手方向に往復移動可能である。

図２に示した機能原理では、後側の支持ジョイントｆが位置固定に配置されており、前側の支持ジョイントｅが矢印ＩＩＩで示したように移動可能に配置されている。その他の点では、この原理は図１につき説明した原理と同様に働く。

図３には、本発明の原理がトレーニング器具の構造につき平面図で示されている。この原理では、トレーニングする人間が十分に鉛直方向に配置されており、軸線Ｉは、原理的にのみ描かれている上肢帯ｈと下肢帯ｉとの間の中心軸線として延びている。トレーニングの間、これら両帯は軸線Ｉを中心にして互いに相対的に往復回動するようにねじられる。上肢帯ｈからは両腕が伸びてハンドグリップｋを把持しており、両足は下肢帯ｉから脚を介して枢着されてペダルｌを踏んでいる。ねじりジョイントｄはこの図面では、このトレーニングシステムにおいて脊柱軸線Ｉに対して平行に延びている鉛直な軸線ＩＶに位置している。器具足部分ｂと器具腕部分ｃとはこの場合、上下に配置されているが、このことは図３からは判らない。器具足部分ｂと器具腕部分ｃとの間には、ねじりジョイントｄが位置しており、この場合、ペダルｌは器具足部分ｂに配置されており、ハンドグリップｋは器具腕部分ｃに配置されている。図３から判るように、上肢帯ｈがハンドグリップｋと共に一方の方向にねじられている場合には常に下肢帯ｉはペダルｌと共に他方の方向にねじられている（図１４も参照）。

この運動原理は、冒頭で説明した種々の筋肉トレーニングならびにメンタルトレーニングの利点の他に、特にリズミカルな往復運動に基づいた、腸機能に対する好都合な作用を有している。基本的に、たとえば器具における屈曲原理に基づいた、上肢帯と下肢帯との間のこのような相対ねじりは、幼児から成人への人間の発育時に観察され得るような人間の運動パターンに相当している。すなわち、歩行時では右足が左腕と共に前へ出され、左足が右腕と共に前へ出される。このことは本発明の原理におけるこのような相対ねじり運動に相当している。こうして、トレーニングする人間はこの原理に従い、特に背中問題（脊柱わん曲等）における予防（Prophylaxe）または治療の可能性をも提供する。

図４には、上で図１につき説明したアクティブな機能原理による定位置のトレーニング器具１の第１実施例が示されている。前側のフレーム部分２（器具腕部分）と後側のフレーム部分３（器具足部分）とが、鉛直方向に延びるジョイント軸線Ｖを備えたジョイント４（ねじりジョイントｄ）を介して互いに結合されている。前側のフレーム部分２には、ハンドル６が配置されている。後側のフレーム部分３には、サドル７が固定されている。さらに、後側のフレーム部分３は駆動ユニット８を備えている。この駆動ユニット８は、図面には認められない踏みベアリング（Tretlager）と、クランク９と、ペダル１０と、リングギヤ１１と、チェーン１２とから成っている。後側のフレーム部分３の後端部には、水平方向に延びる軸１３を介してホイール１４が支承されており、このホイール１４は駆動ユニット８を介して回転駆動される。ホイール１４はキャリッジ１５に沿って転動する。このキャリッジ１５は長手方向と側方とに移動可能に支承されている。長手方向における移動可能性は矢印ＩＩＩにより示されている。キャリッジ１５は２つのローラ１７を装備しており、両ローラ１７に沿ってホイール１４が転動する。前側のフレーム部分２の前端部は支持部１８に、鉛直方向の軸線を中心にして回動可能に支承されている。この軸線を中心とした回動は矢印ＶＩにより図示されている。ジョイント４の変位により、支持部１８に位置する鉛直方向の軸線を中心とした前側のフレーム部分２の回動が生ぜしめられる。このときに、前側のフレーム部分２の前端部と、後側のフレーム部分３の後端部との間の間隔は短縮する。これにより、前方へのキャリッジ１５の移動が生ぜしめられる。さらに、図１における矢印ＶＩＩに示したように、キャリッジ１５の側方変位が相応して設定可能である。

図５には、前記第１実施例の変化実施例が示されている。この変化実施例では、リアクティブな（反応性）の機能原理が実現される。両実施例は、前側のフレーム部分２の支承形式の点でしか互いに相違していない。その他の全ての構成部分は同一であるので、これらの構成部分は同じ符号で示されている。前側のフレーム部分２の支持部１９は同じく可動のキャリッジ２０に支承されている。このキャリッジ２０は長手方向に移動可能である。この移動は矢印ＶＩＩＩにより示されている。さらに、支持部２１を中心とした回動も可能となる。この回動は矢印ＶＩにより示されている。

図６には、前記第１実施例の付加的な変化実施例が示されている。この変化実施例では、図５に示した変化実施例とは異なり、ハンドルの代わりにハンドクランクシステム２２が設けられている。このハンドクランクシステム２２はチェーンまたはベルト２３を介してフットクランクシステム９〜１１に結合されている。特にこの場合、図３につき説明した作用システムは、基本的なカウンタねじりおよび腕運動と脚運動とのフィジカルなずれのために役立つ。

図７に示した実施例では、器具足部分２４が、サドル２５と回転軸線２６とフットクランクシステム２７とを備えている。この場合、この器具足部分２４は器具腕部分２８にねじりジョイント２９を介して連結されており、このねじりジョイント２９は二重矢印ＩＶで示したように軸線Ｖを中心としたねじりを可能にする。この場合、図２における運動原理と類似した運動原理が実現される。器具腕部分２８はハンドル３０と回転軸線３１とを有しており、この回動軸線３１はベースプレート３２において器具の長手方向に移動可能に配置されている。この場合、もちろん、このような支承部が器具腕部分２８の下側の区分に配置されていてもよい。これによって可能となる器具腕部分２８の運動は二重矢印ＶＩおよびＶＩＩＩに相当する。

本発明によれば、ハンドルの代わりにクランクシステムを使用することもできる。その場合、このクランクシステムは、図６につき説明したようにフットクランクシステムと自然に同期して作動する。フットクランクシステム２７には、ブレーキ装置が設けられていてよい。あるいはまた、リハビリのためにもクランクシステムのための駆動装置が設けられていてもよい。

図８には、再び別のトレーニング器具が示されている。このトレーニング器具はその構造が似ていることから「エリプティカルトレーナ（Elypsentrainer）」とも呼ばれる。この場合にも、ベースプレート３２には器具足部分２４と器具腕部分２８とが支承されていて、ねじりジョイント２９を介して互いに連結されている。器具腕部分２８はベースプレート３２におけるその回転軸線３１を介して、二重矢印ＶＩＩＩおよびＶＩで示したような症候性（symptomatisch）の運動を実施することができる。

トレーニングする人間はアームロッド３３を把持する。このアームロッド３３は剛性的に配置されているか、または互いに交互に旋回可能に支承されている。器具足部分２４には走行装置３４が設けられている。この走行装置３４は楕円軌道を実現する踏みプレートから成っている。しかしこの走行装置３４は走行ベルトとして形成されていてもよい。この実施例の場合にも、図２につき説明した原理が利用される。

図１０に示した実施例、いわゆる「ステッパ」は原理的に、器具足部分２４、器具腕部分２８ならびにベースプレートおよびねじりジョイント２９に関しては、図７に示した実施例と同様に形成されている。図７に示した実施例との相違点としては、アームロッド３５が設けられていることが挙げられる。このアームロッド３５は二重矢印Ｘで示したように、トレーニングする人間によってロッド毎に互いに異なる回動方向で往復旋回可能となる。さらに、器具足部分２４には踏みプレート３６が設けられており、これらの踏みプレート３６の踏み旋回運動は二重矢印ＸＩに示したようにアームロッド３５の運動と調和されていて、この場合、踏み旋回運動は走行（ランニング）時または歩行（ウォーキング）時における自然の運動経過に相当する。その場合、回転軸線Ｖを中心としたねじりジョイント２９の本発明によるねじりに基づき、本発明による治療法が達成される。

図１１に示したトレーニング器具は第１にリカンベント（Recumbanten）のために使用される。それゆえに、シート３７は背もたれ３８を備えており、器具腕部分２８は、場合によっては障害を持つ使用者あるいはまた高齢者によっても容易な乗込みが問題なく与えられるように傾斜されている。図１１に図示されているハンドクランク３９の代わりに、アームレバーシステムまたは剛性的なハンドルが設けられていてもよく、またフットクランク４０の代わりに、踏みプレートまたは剛性的な受けが設けられていてもよい。重要となるのは、器具足部分２４と器具腕部分２８との間にねじりジョイント２９が配置されていることである。この場合、フットクランク４０は器具腕部分２８の下、つまり図面で見てねじりジョイント２９の左側に配置されている。

図１２には、トレーニングベンチ４１が示されている。このトレーニングベンチ４１は２つの部分から形成されている。２つの部分、つまり器具足部分２４と器具腕部分２８とは、ねじりジョイント４２を介して互いに結合されている。両部分はねじりジョイント４２を介してその各平面内で二重矢印ＸＩＩで示したように互いに相対的にねじられ得るので、トレーニングする人間においては、器具腕部分２８に載置された肩甲帯もしくは上肢帯が、器具足部分２４に載置された骨盤帯もしくは下肢帯に対して相対的にねじられる。ねじりジョイント４２は相応して台４３に支承されており、この台４３はベースプレート３２に配置されている。フィジカルな活動性のためには、器具腕部分２８にハンドクランクシステム４５を備えた付加的なアーム４４が配置されており、器具足部分２４にはフットクランクシステム４６を備えたアーム４５が配置されている。トレーニングベンチ４１の傾斜位置、つまりベースプレート３２に対するねじりジョイント４２の傾斜位置は、基本的に調節可能である。ハンドクランクまたはフットクランクの代わりに、別の操作機構が設けられていてもよい。

図１３に示したトレーニングベンチ４７は、２つの部分から成る構成に関しては図１２に示したトレーニングベンチと同様に形成されている。図１２に示したトレーニングベンチとの相違点としては、図１３に示したトレーニングベンチ４７の場合、使用者がうつ伏せになってトレーニングする点にある。この場合、操作機構は器具足部分２４と器具腕部分２８との下方に配置されている。この場合にも、ベンチ部分に特殊なアーム４８，４９が配置されており、これらのアームはそれぞれハンドクランクシステム４５もしくはフットクランクシステム４６を有している。本発明による治療法を得るためには、この場合にも両ベンチ部分、つまり器具足部分２４と器具腕部分２８とが、二重矢印ＸＩＩで示したように互いに相対的にねじり可能となる。

図１４に示したトレーニング器具は、いわゆる「クライマ（Climber）」である。この場合、トレーニングする人間は、二重矢印ＸＩＩＩで示したように昇降運動可能となる踏みプレート５０に載って鉛直方向に起立し、そして両手でグリップ５１を固持する。グリップ５１は二重矢印ＸＩＶで示したように昇降運動可能である。ベースプレート３２に配置された器具足部分５２には、踏みプレート５０が配置されており、鉛直方向で器具足部分５２の上に配置された器具腕部分５３には、グリップ５１が配置されている。器具足部分５２と器具腕部分５３との間には、ねじりジョイント５４が配置されている。この器具で実現されたトレーニング原理は、図３につき説明した通りである。

明細書、後続の特許請求の範囲および図面に示された全ての特徴は、それぞれ単独の形でも、互いに任意に組み合わされた形でも、本発明によって重要となり得る。

本発明の機能原理を示す概略的な平面図である。

本発明の別の機能原理を示す概略的な平面図である。

本発明のさらに別の機能原理を示す概略的な平面図である。

本発明の第１実施例を示す側面図である。

第１実施例の変化実施例を示す側面図である。

第１実施例の別の変化実施例を示す側面図である。

本発明の第２実施例を示す側面図である。

本発明の第３実施例を示す側面図である。

本発明の第３実施例を示す平面図である。

本発明の第４実施例を示す側面図である。

図７に示した構成の特殊な実施態様である本発明の第５実施例を示す側面図である。

ベンチトレーナとして形成された本発明の第６実施例を示す側面図である。

第６実施例の変化実施例を示す側面図である。

クライミングトレーニングのための本発明の第７実施例を示す側面図である。

符号の説明

ａ ベースまたはスタンド
ｂ 器具足部分
ｃ 器具腕部分
ｄ ねじりジョイント
ｅ 前側の支持ジョイント
ｆ 後側の支持ジョイント
ｇ キャリッジ
ｈ 上肢帯
ｉ 下肢帯
ｋ ハンドグリップ
ｌ ペダル
Ｉ 脊柱軸線／ねじり軸線
ＩＩ ねじりジョイントの屈曲線軌道
ＩＩＩ 水平方向の移動方向
ＩＶ 鉛直軸線
Ｖ ねじりジョイントの中心軸線
ＶＩ ねじり方向 前側
ＶＩＩ キャリッジの側方移動
ＶＩＩＩ 移動方向 前側
ＩＸ ねじりジョイントのねじり方向
Ｘ アームロッドの旋回方向
ＸＩ 踏みプレートの旋回方向
ＸＩＩ ベンチ部分のねじり方向
ＸＩＩＩ 踏みプレートのストローク方向
ＸＩＶ ハンドグリップのストローク方向
１ トレーニング器具
２ 前側のフレーム部分
３ 後側のフレーム部分
４ ジョイント
６ ハンドル
７ サドル
８ 駆動ユニット
９ クランク
１０ ペダル
１１ リングギヤ
１２ チェーン
１３ 軸
１４ ホイール
１５ キャリッジ
１７ ローラ
１８ 支持部
１９ 支持部
２０ キャリッジ
２１ キャリッジの長手方向移動
２２ ハンドクランクシステム
２３ チェーン
２４ 器具足部分
２５ サドル
２６ 回転軸線
２７ フットクランクシステム
２８ 器具腕部分
２９ ねじりジョイント
３０ ハンドル
３１ 回転軸線
３２ ベースプレート
３３ アームロッド
３４ 走行装置
３５ アームロッド
３６ 踏みプレート
３７ シート
３８ 背もたれ
３９ ハンドクランクシステム
４０ フットクランクシステム
４１ トレーニングベンチ
４２ ねじりジョイント
４３ 台
４４ アーム
４５ ハンドクランクシステム
４６ フットクランクシステム
４７ トレーニングベンチ
４８ アーム
４９ アーム
５０ 踏みプレート
５１ グリップ
５２ 器具足部分
５３ 器具腕部分
５４ ねじりジョイント

Claims (21)

1. トレーニングする人間の脚および／または足の運動のための第１の作用エレメント（８〜１４，３４，３６，４０，４６，５０）と、トレーニングする人間の腕および／または手の運動のための第２の作用エレメント（６，２２，３０，３３，３５，３９，４５，５１）とを有する、定位置に位置固定に配置されたトレーニング器具を用いて、人間の身体を意図的にトレーニングするための方法において、第１の作用エレメント（８〜１４，３４，３６，４０，４６，５０）が、スタンドに対して相対的に可動の器具足部分（３，２４，５２）に配置されており、第２の作用エレメント（６，２２，３０，３３，３５，３９，４５，５１）が、スタンドに対して相対的に可動の器具腕部分（２，２８，５３）に配置されており、トレーニングする人間の上肢帯（ｈ）と下肢帯（ｉ）とが互いに相対的にねじられて、当該脊髄の間に相対ねじりが発生するように器具腕部分（２，２８，５３）と器具足部分（３，２４，５２）とをトレーニング運動の実施時に互いに相対的に運動させることを特徴とする、人間の身体を意図的にトレーニングするための方法。
2. 前記相対ねじりを、脊柱の長手方向軸線に関する脊柱の側方傾倒運動もしくはわん曲運動と重畳させる、請求項１記載の方法。
3. 腕および脚の活動により、自然の回転モーメント補償を行うための相対ねじりもしくは旋回運動を規定する、請求項１または２記載の方法。
4. 当該方法を少なくとも部分的に水没下に実施する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 特に請求項１から４までのいずれか１項記載の方法を実施するためのトレーニング器具であって、
   −当該トレーニング器具を位置固定に配置するためのスタンド（３２）が設けられており、
   −トレーニングする人間の脚（足）の作用エレメント（８〜１４，３４，３６，４０，４６，５０）を有する器具足部分（３，２４，５２）が設けられており、
   −トレーニングする人間の腕（手）の作用エレメント（６，２２，３０，３３，３５，３９，４５，５１）を有する器具腕部分（２，２８，５３）が設けられている
   形式のものにおいて、
   −前記器具足部分と前記器具腕部分とが、トレーニング運動を実施するために互いに対して相対的に運動可能である
   ことを特徴とするトレーニング器具。
6. 前記器具足部分と前記器具腕部分とが結合ジョイント（４，２９，４２，５４）を介して結合されていて、相対調節が、トレーニングする人間の、前記器具足部分と協働する下肢帯と、前記器具腕部分と協働する上肢帯との間の脊柱軸線の範囲における相対ねじりとして作用するようになっており、該相対ねじりが、交互のねじり方向で随意にまたは自動的に制御可能である、請求項５記載のトレーニング器具。
7. 交互の相対ねじりが、少なくとも一方のねじり方向で外部制御されかつ／または作動させられる、請求項６記載のトレーニング器具。
8. 器具足部分（２４）にシート（３７）が配置されている、請求項５から７までのいずれか１項記載のトレーニング器具。
9. 脈拍、血圧、トレーニング時間等のための付加的な発生器、計算器および表示器具（ディスプレイ）が設けられている、請求項５から８までのいずれか１項記載のトレーニング器具。
10. スタンドに配置されたフレームと、該フレームに設けられたサドルと、前記フレームに設けられたハンドルと、ペダルを備えた駆動ユニットとが設けられており、
    −前記フレームが２つのフレーム部分（２，３）から成っており、器具腕部分として働く前側のフレーム部分（２）が、ハンドル（６）を支持しており、器具足部分として働く後側のフレーム部分（３）が、サドル（７）と駆動ユニット（８）とを支持しており、
    −前記両フレーム部分（２，３）が、結合ジョイント（４）によって互いに結合されており、該結合ジョイント（４）のジョイント軸線が鉛直方向に延びており、
    −前側のフレーム部分（２）の前端部および／または後側のフレーム部分（３）の後端部が、支承部（１５，１８，２０）によって側方にかつ／または前後に変位可能に支承されており、
    −前記結合ジョイント（４）が、前側のフレーム部分（２）の支承部と、後側のフレーム部分（３）の支承部との間の真ん中に設けられている、
    請求項５から９までのいずれか１項記載のトレーニング器具。
11. 前側のフレーム部分（２）の支承部が、鉛直方向の軸線（１８）を中心にして回動可能である、請求項１０記載のトレーニング器具。
12. 前側のフレーム部分（２）の支承部および／または後側のフレーム部分（３）の支承部が、側方にかつ／または長手方向に移動可能なキャリッジ（１５，２２）と直接的または間接的に協働する、請求項１０または１１記載のトレーニング器具。
13. 前側のフレーム部分（２）の支承部および／または後側のフレーム部分（３）の支承部として、水平方向の軸（１３）が設けられており、該軸（１３）が、該軸を中心にして回転可能なホイール（１４）またはローラを備えている、請求項１０から１２までのいずれか１項記載のトレーニング器具。
14. 後側のフレーム部分（３）のホイール（１４）またはローラが、駆動ユニット（８）に結合されていて、該駆動ユニット（８）によって回転駆動可能である、請求項１３記載のトレーニング器具。
15. 器具足部分（２４）に、水平方向に延びる走行装置（３４）が設けられており、器具腕部分（２８）に、鉛直方向に延びるアームロッド（３３）が設けられており、ヒンジ状に作用するねじりジョイント（２９）のねじり軸線（V）が鉛直方向に延びており、器具足部分（２４）および／または器具腕部分（２８）が、当該トレーニング器具の、走行方向により規定された方向でスタンド（３２）に沿って移動可能である、請求項５から１０までのいずれか１項記載のトレーニング器具。
16. 走行装置が踏みプレート（３４）またはペダルシステムを有している、請求項１５記載のトレーニング器具。
17. 器具足部分（２４）にはずみ質量体が配置されている、請求項１５または１６記載のトレーニング器具。
18. 器具足部分（２４）と器具腕部分（２８）とが、横方向分割されたトレーニングベンチ（４１）の各１つの区分を形成しており、両部分の間で分割範囲に、トレーニングベンチの長手方向延在方向に延びるねじり軸（４２）が結合ジョイントとして働き、各トレーニングベンチ区分に作用エレメントとしてクランク（４５）、レバーまたはその他の操作装置が配置されている、請求項５から１０までのいずれか１項記載のトレーニング器具。
19. 調節位置に応じて１つの器具を用いてうつ伏せまたは仰向けの姿勢におけるトレーニングを可能にするために、トレーニングベンチの両端部が、相応する装置を介して支承されて１８０゜だけ回転させられるようになっている、請求項１８記載のトレーニング器具。
20. トレーニングベンチ（４１）がその長手方向延在方向に関して斜めに設置可能である、請求項１８または１９記載のトレーニング器具。
21. 器具足部分（５２）と器具腕部分（５３）とが、横方向分割された鉛直方向の１つのコラムに配置されており、器具足部分（５２）と器具腕部分（５３）との間に結合ジョイント（５４）として、同じく鉛直方向に延びるねじり軸が配置されており、器具足部分（５２）に鉛直方向に操作可能で、ただし水平方向に突出した踏みプレートまたは旋回プレート（５０）が設けられている、請求項５から１０までのいずれか１項記載のトレーニング器具。

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