JP6647706B2 - 筋力訓練機 - Google Patents

Description

本発明は、訓練者が、低負荷で、筋力訓練ができる筋力訓練機(以下、訓練機という)に関する。

後記の特許文献１には、身体訓練装置(訓練機)が記載されている。

この訓練機においては、高齢者や、非健常者等の訓練者は、把持位置調整部(レバーパイプ２６ａ)を、操作部(レバー２６)に対して伸縮させることにより、グリップの把持位置の調整を行うことができるようになっている。

しかし、把持位置を変更すると、操作部に対する負荷が変化するため、把持位置を変更する際には、カウンターウェイト部における調整錘の設置数を調整し、これにより、負荷を微調整することができるようにしている。

特開２００４−２０１９４３号公報

上記従来の訓練機にあっては、訓練者が低負荷で、訓練をしようとする場合、負荷であるウエイトＷとして軽い物を選択すればよい。しかし、操作部や、操作部に負荷を伝達する伝達部の自重や、操作部が動くにあたっての抵抗により、負荷が接続されていなくても、操作部を動かすには、操作力が必要となる。

そこで、上記従来においては、操作部や、伝達部の自重、また、操作部が動くにあたっての抵抗を相殺する機構として、カウンターウェイトを備えることで、訓練者が選択した負荷が、そのまま操作部の荷重になり、訓練者が、低負荷で訓練できるようにしている。

しかし、カウンターウェイトを使用すると、その分、訓練機が重量化する。また、訓練機には、カウンターウェイトそれ自体の設置スペース、また、操作部の移動に伴いカウンターウェイトを移動させるための移動スペースが必要となる。そのため、訓練機全体が大掛かりで扱いにくいものとなる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、操作部の自重や、操作部が動くに当たっての抵抗に影響されずに、低負荷で訓練でき、かつ、訓練機全体が小型軽量で扱い易く、しかも、設置スペースも省スペースで済む訓練機を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するため、以下の手段を提供する。

(１)本発明に係る訓練機は、訓練者が乗る乗部と、訓練者が訓練時に操作する操作部と、前記操作部の移動に抗して負荷をかける負荷装置と、前記負荷を前記操作部に伝達する伝達部と、を備える訓練機において、
前記操作部は、前記操作部に接続された弾性部材によって、前記操作部の自重及び前記操作部が動くに当たっての抵抗を打ち消す方向に作用するように付勢されており、前記操作部に対する負荷が一定になるように、前記操作部の操作変位に対して前記負荷装置の負荷を変化させる、ことを特徴とする。

前記負荷装置としては、電動モーターが好ましいが、電動モーターに特に限定されるものではなく、例えば、錘により負荷をかける負荷装置や、油圧により負荷をかける負荷装置、等を含むことができる。

また、前記弾性部材としては、引張ばねが好ましいが、引張ばねに特に限定されるものではなく、例えば、他の種類のばねや、ゴム、その他、弾性を有する部材を含むことができる。

この構成によれば、操作部は、弾性部材によって、操作部の自重及び操作部が動くに当たっての抵抗を打ち消す方向に作用するように付勢されている。そのため、操作部の自重や、操作部が動くに当たっての抵抗は、前記付勢力で打ち消される。その結果、訓練者は、前記自重や抵抗等の影響を受けずに、低負荷で訓練することができる。

一方、この構成によれば、操作部に、弾性部材を接続するだけであるので、従来のようなカウンターウェイトを設ける訓練機と比較して、軽量となり、また、カウンターウェイトの設置や移動のためのスペースが必要でなくなる。そのため省スペースな訓練機を提供できる。

(２)本発明において、好ましい実施態様では、前記負荷装置は電動モーターを備える。

この構成によれば、電動モーターの電気的制御で、操作部に対する負荷を一定にすることができる。

(３)本発明において、好ましい実施態様では、前記電動モーターの電気的制御状態から、前記伝達部に掛かる張力を計測し、この計測した張力と実際の操作力とをキャリブレーション調整することにより、前記操作部に対する負荷を一定にする。

この構成によれば、電動モーターの電気的制御で、操作部に対する負荷を一定にすることができる。

(４)本発明において、好ましい実施態様では、前記弾性部材による付勢力は、前記負荷装置による負荷が無い際に、前記操作部を移動させるための力以上である。

この構成によれば、訓練中に、操作部には、負荷装置からの負荷のみがかかる。そのため、負荷装置の負荷を、低負荷に制御すれば、高齢者や非健常者等の訓練者は、必要とする低負荷で訓練をすることが可能となる。

(５)本発明において、好ましい実施態様では、前記弾性部材による付勢力は、調整可能である。

この構成によれば、付勢力を変更することにより、操作部の重量ばらつきや、ばね製品のばらつきを吸収して、操作部の操作力を一定に調整することができる。

本発明によれば、訓練者が低負荷で訓練できる一方、軽量で扱い易く、省スペースな訓練機を提供することができる。

本発明の実施形態に係る操作前の訓練機の斜視図である。 実施形態に係る操作前の訓練機の側面図である。 実施形態に係るローイング操作状態の訓練機の側面図である。 実施形態に係るレッグプレス操作状態の訓練機の側面図である。 実施形態に係る訓練機の各操作部のロック部の拡大斜視図である。 実施形態に係る訓練機の操作前の要部の拡大側面図である。 実施形態に係る訓練機の操作前の要部を前方側から見た拡大斜視図である。

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態に係る訓練機を説明する。

実施形態の訓練機１は、ローイングによる訓練(ローイング訓練)と、レッグプレスによる訓練(レッグプレス訓練)との２種類の訓練が可能である。

図１〜図５を参照して、訓練機１は、基本的に、フレームからなる基台２と、訓練者が乗る乗部３と、訓練時に訓練者が操作する２つの操作部４，５と、操作部４，５の動きを抑制するように、当該操作部４，５に負荷を掛ける負荷装置６と、負荷装置６からの負荷を操作部４，５に伝達する伝達部７と、負荷の大きさ、訓練の開始や停止等の各種操作を行うための操作パネル８と、操作部４，５の移動操作のロックおよびそのロックの解除を行うロック部９，１０と、を備える。

以下の説明で、前後左右は、乗部３に搭乗している訓練者から見た方向である。

乗部３は、座部３ａと、背凭れ部３ｂとからなる。座部３ａは支持フレーム３ｃを介して基台２上に支持されている。背凭れ部３ｂは、調節部３ｅで、背凭れの前後の位置が調整可能になっている。

操作部４は、ローイング訓練において操作されるローイング操作部であり、操作部５は、レッグプレス訓練において操作されるレッグプレス操作部である。

ローイング操作部４は、上フレーム４ａと、左右一対のフレーム４ｂ，４ｃとで全体形状がコの字状になっている。上フレーム４ａには左右一対の把持部４ｄが設けられている。左右フレーム４ｂ，４ｃの下部は、基台２上の左右一対の支持枠４ｅ，４ｆに軸支されている。これにより、訓練者は、ローイング操作部４を前後に回動操作して、ローイング訓練することが可能になっている。

左右フレーム４ｂ，４ｃそれぞれの下端には、円弧板４ｇ，４ｈが取り付けられている。左フレーム４ｂ下端の円弧板４ｇには左右方向に貫通した係合孔４ｉが設けられている(図５参照)。

基台２には、円弧板４ｇに対向して、ロック部９が配置されている。ロック部９は、円弧板４ｇの係合孔４ｉに向けて電気制御で進退して当該係合孔４ｉに係合および離脱可能なソレノイド９ａが配備されている。なお、実施形態のソレノイド９ａに代えて、アクチュエータ、エアシリンダ、等であってもよい。ソレノイド９ａは、圧縮ばね９ｂにより、付勢されている。

ソレノイド９ａが進出して係合孔４ｉに係合すると、ローイング操作部４は、移動操作がロックされ、ソレノイド９ａが退避して係合孔４ｉから離脱すると、ローイング操作部４はロックが解除されて移動操作が可能となる。

レッグプレス操作部５は、足押板５ａと、足押板５ａをその裏面側から回動可能に支持する支持フレーム５ｂ〜５ｄと、を含む。支持フレーム５ｂ〜５ｄは、その上端が足押板５ａの裏面に固定された枠フレーム５ｅに回動可能に軸支され、また、その下端が基台２に固定された枠フレーム５ｆ〜５ｈに回動可能に軸支されている。

支持フレーム５ｂ〜５ｄのうち、左右一対の支持フレーム５ｂ，５ｄそれぞれの下端に、円弧板５ｉ，５ｊが設けられている。円弧板５ｉには、係合孔５ｋが設けられている(図５参照)。

基台２において、円弧板５ｋに対向して、ロック部１０が配置されている。ロック部１０には、円弧板５ｉの係合孔５ｋに向けて電気制御により進退するソレノイド１０ａが配備されている。この場合も、上記と同様、ソレノイド１０ａに代えて、アクチュエータ、エアシリンダ、等であってもよい。ソレノイド１０ａは、圧縮ばね１０ｂにより付勢されている。

ソレノイド１０ａが進出して係合孔５ｋに係合すると、レッグプレス操作部５は、移動操作がロックされる。ソレノイド１０ａが退避して係合孔５ｋから離脱すると、レッグプレス操作部５はロックが解除されて移動操作が可能となる。

負荷装置６は、基台２の後部側に設けられ、電動モーターを内蔵する。

伝達部７は、一端側が電動モーターに連結された索条７ａと、２つの滑車７ｂ，７ｃとを含む。索条７ａは、滑車７ｂ，７ｃに巻き掛けられ、その他端側が、ローイング操作部４のフレーム４ｃに固定された索条固定部１１に固定されている。

滑車７ｂは、足押板５ａの支持フレーム５ｄに回転可能に軸支され、滑車７ｃは、基台２に回転可能に軸支されている。

図１〜図３を参照して、ローイング操作を説明する。

図１および図２はローイング操作前の訓練機１を、また、図３はローイング操作状態の訓練機１を示す。操作前は、ローイング操作部４とレッグプレス操作部５は、ロック部９，１０により、それぞれ、ロックされている。

訓練者は、操作パネル８に対して、ローイング操作を開始するパネル操作をする。このパネル操作により、負荷装置６の電動モーターが作動すると共に、ロック部９が作動し、ソレノイド９ａが円弧板４ｇの係合孔４ｉから離脱する。この離脱により、ローイング操作部４は、移動操作が可能となる。

訓練者は、両手で把持部４ｄを掴んで、図３に示すように、手前に引き寄せる。このとき、負荷装置６の電動モーターから操作パネル８で設定された前記引き寄せに抗する負荷が、訓練者の両腕にかかる。

そして、訓練者は、ローイング操作部４をこの負荷に打ち勝つように操作することで、ローイング訓練をすることができる。

なお、ローイング操作時には、レッグプレス操作部５は、ロック部１０によって、回動不能に固定されている。そのため、滑車７ｂは、定滑車となり、負荷は、そのままローイング操作部４に伝達される。

次に、図１〜図２、および図４を参照して、レッグプレス操作を説明する。

図１〜図２はレッグプレス操作前の訓練機１を、また、図４はレッグプレス操作状態の訓練機１を示す。前記したように、操作前では、ロック部９，１０により、ローイング操作部４およびレッグプレス操作部５は、それぞれ、ロックされている。

訓練者は、操作パネル８により、レッグプレス操作を開始するパネル操作をする。このパネル操作により、負荷装置６の電動モーターが作動すると共に、ロック部１０が作動し、ソレノイド１０ａが円弧板５ｉの係合孔５ｋから離脱する。これにより、レッグプレス操作部５の足押板５ａを足で踏み込んで移動操作することが可能となる。

このとき、負荷装置６から操作パネル８で設定された負荷が、訓練者の両足にかかる。訓練者は、この負荷に打ち勝つように、レッグプレス操作部５を移動操作することで、レッグプレス訓練をすることができる。

以上の訓練機１において、実施形態では、レッグプレス操作部５の足押板５ａを支持する支持フレーム５ｂ〜５ｄのうち、左右一対の支持フレーム５ｂ，５ｄの下端と基台２との間に、レッグプレス操作部５に対して、その操作負荷が軽くなる方向に付勢する引張ばね１２ａ，１２ｂ(弾性部材)を設けたことを特徴とする。

以下、この特徴について、図１〜図５と共に、図６および図７を参照して、詳しく説明する。図６および図７は、レッグプレス操作前の要部を示し、レッグプレス操作状態における要部の一部を一点鎖線で仮想的に示している。

引張ばね１２ａ，１２ｂは、その上端がレッグプレス操作部５の足押板５ａの支持フレーム５ｂ，５ｄの下端に固定されたばね固定部１３ａ，１３ｂに固定され、その下端が基台２に固定されたばね固定部１４ａ，１４ｂに固定されている。

引張ばね１２ａ，１２ｂは、支持フレーム５ｂ，５ｄを、その右側からみて時計回りに回転させる方向に付勢している。引張ばね１２ａ，１２ｂの付勢方向は、レッグプレス操作部５の自重と、レッグプレス操作部５を操作する際の抵抗とを打ち消す方向となっている。

このように、引張ばね１２ａ，１２ｂは、レッグプレス操作部５を、その負荷が軽くなるように付勢している。

引張ばね１２ａ，１２ｂは、負荷装置６による負荷が無い際には、その付勢力が、レッグプレス操作部５を移動させるための力以上に、ばねの張力が調整されている。

引張ばね１２ａ，１２ｂは、さらに、レッグプレス操作部５の操作によるレッグプレス訓練中において、負荷装置６のみからレッグプレス操作部５の移動に抗する負荷がかかるように、そのばねの張力が調整されている。

また、レッグプレス訓練を実施していない状態でも、支持フレーム５ｂ，５ｄには、引張ばね１２ａ，１２ｂによる時計回り方向の付勢力が、常に、作用しているが、この状態では、レッグプレス操作部５は、上記ロック部１０で固定されているので、その付勢方向に動くことはない。

レッグプレス訓練において、レッグプレス操作部５に付与する操作負荷は、操作中、一定の負荷であることが好ましい。一方、レッグプレス操作部５の移動に伴い、引張ばね１２ａ，１２ｂの張力が増減変化する。

すなわち、図６および図７に示すように、レッグプレス操作部５が操作されていないときは、引張ばね１２ａ，１２ｂは最大に伸長して、その張力は大きい。そのため、レッグプレス操作部５には、引張ばね１２ａ，１２ｂから時計回り方向に回動する方向に大きい付勢力が作用している。

また、図６および図７においてニ点鎖線で示すように、レッグプレス操作部５が操作されて時計回り方向に回動しているときは、引張ばね１２ａ，１２ｂの伸長は小さく、張力は小さい。そのため、レッグプレス操作部５に作用する付勢力は、小さい。

このように、レッグプレス操作部５の移動状態に応じて、引張ばね１２ａ，１２ｂの張力は増減変化することになる。そのため、実施形態では、レッグプレス操作部５の操作変位に対して、負荷装置６内の電動モーターの電気的制御で負荷を少しずつ変化させるなどして、引張ばね１２ａ，１２ｂの張力変化を打ち消し、これにより、レッグプレス操作部５に対する負荷を一定にする。例えば、電動モーターの電気的制御状態から、伝達部７に掛かる張力を計測し、この計測した張力と実際の操作力とをキャリブレーション調整する。これにより、レッグプレス操作部５に対する負荷を一定にする。

そのため、実施形態では、引張ばね１２ａ，１２ｂの張力変化に影響されずに、レッグプレス操作部５の操作力を正しく、制御できる。

また、実施形態では、訓練者が、レッグプレス訓練終了により、乗部３から降りて、訓練機１から離れると、レッグプレス操作部５がロック部１０によってロックされるまで、負荷装置６の電動モーターの作動を継続させるようにしている。これにより、訓練者が、訓練機１から離れると、レッグプレス操作部５は索条７ａにより引っ張られて訓練前の位置に自動復帰し、その位置で、ロック部１０によって、ロックされる。そのため、レッグプレス操作部５は、次の訓練者の訓練に備えられるので、当該訓練者は、レッグプレス訓練の終了に際して煩わしい操作をする必要がなくなる。

なお、実施形態では、弾性部材として引張ばね１２ａ，１２ｂであったが、他の種類のばね、例えば、圧縮ばね、コイルばね、等でもよく、また、ばねではなく、ゴム等の弾性を有する部材を、弾性部材として使用してもよい。

以上から、実施形態の訓練機１によれば、レッグプレス操作部５の自重や、レッグプレス操作部５の移動に際しての抵抗とは関係なく、レッグプレス訓練中に、レッグプレス操作部５には、負荷装置６からの負荷のみがかかる。そのため、操作パネル８の操作で、負荷装置６の負荷を低負荷に設定して、高齢者や非健常者等の訓練者は、必要とする低負荷でレッグプレス訓練をすることが可能となる。

従って、実施形態の訓練機１では、低負荷でのレッグプレス訓練が可能である一方、引張ばね１２ａ，１２ｂと、それらを足押板５ａと基台２とに固定する部材を含めた全体の重量は、軽量に済むと共に、それらを訓練機１に取り付けるためのスペースも、カウンターウェイトを設ける場合と比較して、省スペースで済む訓練機１を提供することができる。

また、実施形態では、引張ばね１２ａ，１２ｂのレッグプレス操作部５に対する付勢力は、異なるばね定数のばねに変更するか、引張ばね１２ａ，１２ｂの引っ張り具合を調整することで、レッグプレス操作部５の重量のばらつきや、引張ばね１２ａ，１２ｂ自体のばらつき、等を調整することができる。

なお、実施形態では、レッグプレス操作部５に対して、引張ばね１２ａ，１２ｂで付勢しているが、レッグプレス操作部５に限らず、ローイング操作部４に対しても、同様に、引張ばね等の弾性部材により上記付勢を行うようにしてよく、操作部が移動する訓練機のすべてに、引張ばね等の弾性部材により、上記付勢を行うようにしてよい。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形態で実施できる。したがって、前述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、本発明の範囲は特許請求の範囲に示すものであって、明細書本文には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲に属する変形や変更は全て本発明の範囲内のものである。

１ 訓練機
２ 基台
３ 乗部
４ ローイング操作部
５ レッグプレス操作部
５ａ 足押板
５ｂ〜５ｄ 支持フレーム
６ 負荷装置
７ 伝達部
７ａ 索条
７ｂ 滑車
８ 操作パネル
９，１０ ロック部
１１ 索条固定部
１２ａ，１２ｂ 引張ばね(弾性部材)
１３ａ，１３ｂ ばね固定部
１４ａ，１４ｂ ばね固定部

Claims (5)

1. 訓練者が乗る乗部と、訓練者が訓練時に操作する操作部と、前記操作部の移動に抗して負荷をかける負荷装置と、前記負荷を前記操作部に伝達する伝達部と、を備える筋力訓練機において、
   前記操作部は、前記操作部に接続された弾性部材によって、前記操作部の自重及び前記操作部が動くに当たっての抵抗を打ち消す方向に作用するように付勢されており、
   前記操作部に対する負荷が一定になるように、前記操作部の操作変位に対して前記負荷装置の負荷を変化させる、
   ことを特徴とする筋力訓練機。
2. 前記負荷装置は電動モーターを備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の筋力訓練機。
3. 前記電動モーターの電気的制御状態から、前記伝達部に掛かる張力を計測し、この計測した張力と実際の操作力とをキャリブレーション調整することにより、前記操作部に対する負荷を一定にする、
   ことを特徴とする請求項２に記載の筋力訓練機。
4. 前記弾性部材による付勢力は、前記負荷装置による負荷が無い際に、前記操作部を移動させるための力以上である、
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の筋力訓練機。
5. 前記弾性部材による付勢力は、調整可能である、
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の筋力訓練機。