JP7027607B1 - ウエイトトレーニングマシン - Google Patents

Abstract

【課題】筋肉を伸長する際に負荷が掛かるマシンを提供すること。【解決手段】少なくとも本体フレーム部と座席部とアーム部とウエイト部と複数のプーリーを介して連結するワイヤー部とから成る。座席部に腰掛けた使用者がアーム部を可動して身体の各部の筋肉を鍛錬できる。ウエイト部をワイヤーを介して引き上げることができるエアーシリンダーを本体フレーム部に付加する。ワイヤー部とウエイト部との連結には遊び及び／又は伸縮部を設ける。使用者が身体の一部でアーム部を可動させ、ワイヤー部を引き上げてワイヤー部の遊びが無くなると及び／又は伸縮部の伸長により遅れて自動引上げ手段が始動してウエイト部を引き上げる。使用者がアーム部の可動を停止すると、自動引上げ手段も停止してウエイト部の自重がアーム部に直に負荷され、使用者はウエイト部の自重を身体の一部で保持しつつ元の位置に戻すことにより筋肉の伸長運動ができる。【選択図】図２

Description

本発明は、錘（ウエイト）を昇降させて筋力トレーニングを行うことができるウエイトトレーニングマシンの改良に関するものである。

図１は、本発明に係るトレーニングマシンの全体を図示する全体説明図であるが、本体フレーム部は従来のマシンを利用しているために、この図１に図示したマシンの本体フレーム部を従来例として説明する。

従来の本体フレーム部３０は、本体フレーム部３０の手前側（図中右側）に使用者の腰掛部３１と背凭れ部３２を設け、これら腰掛部３１及び背凭れ部３２の近傍にはアーム部３３、３３を設け、更に、本体フレーム部３０の前方（図中左側）には複数の錘３５を重ね合わせたウエイト部３６を設け、前記アーム部３３とウエイト部３６とは複数のプーリー３７を介してワイヤー部３８によって連結され、例えば、使用者が前方のウエイト部３６に向かって腰掛部３１に腰掛け、両側のアーム部３３のグリップ３３ｇを把持してこのアーム部３３を手前側に引き寄せることによって、ワイヤー部３８を介してウエイト部３６が持ち上げられて上腕二頭筋等を収縮させて筋力トレーニングをすることができるウエイトトレーニングマシンが存在している。

このウエイトトレーニングマシンにおいては、その使用の方法を変更すること、換言すると、上記アーム部３３以外の作動部４３、４４、４５を引き上げたり、引き寄せたり、又は押し上げたりすることにより身体の各部の筋力のトレーニングを行うことができるものである。
例えば、上記と異なり、手前側に身体の前面を向けて前記背凭れ３２部を背中に当てて両側のアーム部３３の端部のグリップ３３ｈを把持して前方に押し出すようにすることにより背中側の筋力トレーニングを行うこともできる。

また腰掛部３１の下方に設けられた逆Ｔ字型の作動部４３に両足の足首を引っ掛けて前方に下肢を持ち上げることにより腿の筋力トレーニングを行うこともできる。
更には、本体フレーム部の上端部に配設されている上端前後方向フレーム４６の手前端部に設けた横棒から成る作動部４４の両端グリップ部４４ｇを両手で把持して下方又は斜め下方に引き寄せることにより上腕の外側筋肉等を鍛錬することもできる。

このように、従来のウエイトトレーニングマシンでは、そのアーム部３３やその他の作動部４３、４４、４５の何れか一つを利用して、また適宜変更利用することにより身体の各部の筋肉を鍛錬し、心肺機能をも向上させることができる装置となっている。

ところで、筋肉運動はその筋肉を収縮させる時よりも伸長させる時の方が効果が大きいという研究報告もある。

他方、使用者によっては、心臓疾患等を抱えている人や体力的に各種の問題を抱えている人が存在する。
特に、心臓に持病を持った人で、その心臓のために有酸素運動及び筋肉運動を必要とする人々も存在する。
そして、実際には、錘を持ち上げて筋肉を収縮する時よりも、持ち上げた錘を元に戻すときのように筋肉を伸長する時の方がトレーニングとしては楽なのである。

そこで、本発明においては、心疾患等を抱えている人或いは何らかの持病等で激しいウエイトトレーニングができない人であって、有酸素運動や筋肉運動等を必要とする人々のためのトレーニングマシンを提供することをその課題としている。
その際に、本発明では、従来から存在するウエイトトレーニングマシンを改良することによってその課題を解決することを企図した。

上記課題を解決するために、本発明の第１のものは、少なくとも本体フレーム部と、この本体フレーム部の適宜位置に設けられた座席部と、この座席部の近傍に設けられたアーム部又は作動部と、前記本体フレーム部の適宜位置に配置されたウエイト部と、このウエイト部と前記アーム部又は作動部とを複数のプーリーを介して連結するワイヤー部とから成り、前記座席部に腰掛けた使用者がアーム部又は作動部を可動させることによって身体の各部の筋肉を鍛錬することができるウエイトトレーニングマシンにおいて、前記ウエイト部をワイヤーを介して引き上げることができる自動引上げ手段を本体フレーム部の適宜位置に付加し、前記ワイヤー部には前記ウエイト部との連結において遊び及び／又は伸縮部を設け、使用者が身体の一部で前記アーム部又は作動部を可動させ、前記ワイヤー部を引き上げて前記ワイヤー部の遊びが無くなると及び／又は前記伸縮部の伸長により、遅れて前記自動引上げ手段が始動してウエイト部を引き上げ、その後、使用者がアーム部又は作動部の可動を停止すると、前記自動引上げ手段も停止してウエイト部の自重がアーム部又は作動部に負荷され、使用者は当該ウエイト部の自重を身体の一部で保持しつつ元の位置に戻すことによって筋肉の鍛錬をすることができることを特徴とするウエイトトレーニングマシンである。

本発明の第２のものは、上記第１の発明において、前記自動引上げ手段が圧縮空気の供給・排気を利用したエアーシリンダーからなることを特徴とするウエイトトレーニングマシンである。

本発明の第３のものは、上記第２の発明において、前記ウエイト部に接続するワイヤー部の端部にスプリングを介在させ、前記アーム部又は作動部を可動させた際に前記スプリング部が伸長することによりリミットスイッチが開となって前記エアーシリンダーが始動し、当該エアーシリンダーのシリンダーロッドが収縮することにより前記ワイヤーを介してウエイト部が引き上げられることを特徴とするウエイトトレーニングマシンである。

本発明の第４のものは、上記第２又は第３の発明において、前記エアーシリンダーにおける圧縮エアーの排気部において、当該エアーの排気量を調整できるようにしたことを特徴とするウエイトトレーニングマシンである。

本発明の第５のものは、上記それぞれの発明において、前記本体フレーム部の座席部に背凭れ部を設けたことを特徴とするウエイトトレーニングマシンである。

本発明の第６のものは、上記それぞれの発明において、前記ウエイト部の引上げ重量を変更できるようにしたことを特徴とするウエイトトレーニングマシンである。

本発明の第１のものにおいては、従来からあるウエイトトレーニングマシンにおいて、身体の一部の筋肉の鍛錬を行う際に、当該筋肉の収縮のための動作（可動）を付加された自動引上げ手段が代わりに行うことが出来ることとなる。
即ち、使用者が腰掛部に腰掛けて例えばアーム部を両手で把持し、ワイヤー部を介してウエイト部を引き上げる動作を行うと、ワイヤー部には遊びがあって、このワイヤー部の遊び分だけ及び／又は伸縮部の伸長分可動した後に、遅れて前記自動引上げ手段が始動する。

換言すれば、ワイヤー部には遊び等があるため、ワイヤー部が可動した最初の状態ではウエイト部は引き上げられず、使用者の身体の一部の筋肉の収縮運動は開始しない。
このワイヤー部の可動に遅れて前記自動引上げ手段が始動してウエイト部を上方に引き上げることとなるのである。
これによって使用者はその身体の一部でワイヤー部を可動させ、その後少し遅れて自動引上げ手段が始動することにより、使用者はその身体の一部の筋力を殆ど使用せずにウエイト部を上方に引き上げることができることとなるのである。

その後、使用者がその身体の一部の可動を停止すると、前記自動引上げ手段が停止してウエイト部の自重がワイヤー部を介して使用者の身体の一部に負荷されることとなる。
この状態から使用者は、その身体の一部を徐々に元の位置に戻すことにより、ウエイト部の重量を直接当該身体の一部で保持して筋力の伸長運動トレーニング（ここでは「エキセントリックトレーニング」という。以下同じである。）を行うことができることとなる。
このようなエキセントリックトレーニングによって、持病を抱える人々であっても容易に有酸素運動や筋肉運動（筋力トレーニング）を容易に行うことができることとなるのである。

本発明の第２のものにおいては、前記第１の発明において、前記自動引上げ手段を特定したものである。
即ち、当該自動引上げ手段が圧縮空気の供給・排気を利用したエアーシリンダーからなるものであることを特定したものであり、これにより使用者はウエイト部の引き上げに際して自己の筋力を殆ど必要とせずに行うことができ、上記第１の発明と同じ効果を発揮する。

本発明の第３のものにおいては、上記第２の発明を更に具体化したものであり、前記ウエイト部に接続するワイヤー部の端部にスプリングを介在させ、前記アーム部又は作動部を可動させた際に前記スプリング部が伸長することによりリミットスイッチが開となって前記エアーシリンダーが始動し、当該エアーシリンダーのシリンダーロッドが収縮することにより前記ワイヤーを介してウエイト部が引き上げられるようにしたものである。

この発明では、ワイヤー部のウエイト部側の端部にスプリングを介在させ、このスプリングの伸長によってエアーシリンダーが始動することを特定したものである。
即ち、使用者がワイヤー部を引き上げる際に、上記遊び分の引き上げ後に上記スプリングを伸長させる（多少力を加える）こととなり前記自動引上げ手段の始動の事前認識が可能となり、ウエイト部の引上げ動作を滑らかに更に良好にしたものである。

本発明の第４のものにおいては、前記エアーシリンダーにおける圧縮エアーの排気部において、当該エアーの排気量を調整できるようにしたものである。
これにより、ウエイト部が自重で下降する際に、使用者に負荷される加重を調整することが可能となる。
即ち、排気部を全開としてしまうと、ウエイト部の全自重が負荷されてしまうが、この排気部の排気量を適宜制限することにより使用者に負荷される加重を適宜軽重調整可能となるのである。

本発明の第５のものにおいては、前記本体フレーム部の座席部に背凭れ部を設けたことを特徴とするものであり、これにより使用者は、この座席部と背凭れ部を利用して着席し、アーム部を押し出すような筋力トレーニングを行うことができることとなるのである。
即ち、身体各部の筋力トレーニングの種類を多くすることを意図したものである。

本発明の第６のものにおいては、前記ウエイト部の引上げ重量を変更できるようにしたものであり、本発明に係るマシンの使用者の筋力トレーニングの利用の便宜を図ったものである。

本発明に係るトレーニングマシンの一実施形態を示す全体説明図である。 上記実施形態に係るワイヤー部とウエイト部との連結部分を示す拡大説明図である。 上記実施形態の動作を示すフローチャートである。 同じく上記実施形態の動作を示すフローチャートである。

以下、添付の図面と共に本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明に係るトレーニングマシンの一実施形態を示す全体説明図である。
上記した通り、本発明に係る本体フレーム部３０は、従来のウエイトトレーニングマシンと同様のものである。

即ち、本体フレーム部３０は、その下端に位置する基礎部１０と、この基礎部１０の中央やや手前側から上方に伸びる支柱部１１と、支柱部１１の上端で前後方向に延長する上端前後方向フレーム部４６と、この上端前後方向フレーム部４６の前端部と基礎部１０とを連結する２本のウエイトガイド支柱４７とから成る。

上記基礎部１０は、略Ｈ字形状の枠体を横に９０度回転させた平面視形状を有し、手前側の横フレーム１０ｙが前端側の横フレーム１０ｘよりも長く形成されている。
この前端側の横フレーム１０ｘと上端前後方向フレーム部４６の前端の横フレーム４６ｆとにウエイトガイド支柱４７が２本掛け渡されている。

このウエイトガイド支柱４７の図中右側のものは、後に説明するエアーシリンダー５のシリンダーロッド６の陰に隠れており、図示煩雑化を避けるために図示省略している。

ウエイト部３６は、１個が５Ｋｇの錘３５を複数個重ね、その必要個数を選択して引上げ重量を選定して、上記ウエイトガイド支柱４７にガイドされて上下に移動できる。

ウエイト部３６の引き上げは、本体フレーム部３０の各部位に設けたアーム部３３や各種作動部４３、４４、４５を可動させることにより、これに連結したワイヤー部３８、３９が複数のプーリー３７を介して行われる。

例えば、略直角に下方に折曲した一対のアーム部３３、３３は、その基端部で枢着されて、手前側に回動させることができ、その両端部のグリップ３３ｇ、３３ｇを引き寄せることによりワイヤー部３８が引き寄せられて、複数のプーリー３７を介して選択された個数の錘３５が引き上げられる。

アーム部３３の両端部には上記グリップ３３ｇの他に下方に延長するグリップ３３ｈも設けられており、使用者が自由に選択することができる。
従って、使用者は前方を向いて腰掛け部３１に腰掛けて、アーム部３３のグリップ３３ｇ又は３３ｈを把持して、アーム部３３を手前側に引き寄せるように回動させてワイヤー部３８を引き寄せ、ウエイト部３６を引き上げて筋力トレーニングを行うことができる。

同様にして、使用者は、腰掛け部３１と背凭れ部３２を利用して手前側を向いて腰掛けて、アーム部３３を手前側に押し出すことによりウエイト部３６を引き上げることができる。

次に、上記と同じ姿勢で、手前側を向いて、略逆Ｔ字形状の作動部４３の下端の横フレーム４３ｙに両足首の上側を引っ掛けて上方に押し上げることによって、ワイヤー部３９が引き寄せられてウエイト部３６を上方に引き上げることができる。

他方、使用者は、腰掛け部３１に腰掛けずに立った姿勢で、横棒から成る作動部４４の両端グリップ４４ｇを両手で把持して下方又は斜め下方に引き寄せることによってワイヤー部３８及び複数のプーリー３７を介してウエイト部３６を引き上げることができる。

更には、本体フレーム部３０の基礎部１０の前方にチェーンで連結された作動部４５を利用し、床に座った状態で又は立った姿勢で、この作動部４５を引き寄せることにより腹筋、背筋等の他の部位の筋力トレーニングを行うことができるのである。

以上の各種トレーニング方法は、従来のウエイトトレーニングマシンと同様である。
本発明にあっては、このウエイトトレーニングマシンにウエイト部３６を自動的に引き上げる自動引上げ手段を付加したものである。

この実施形態においては、この自動引上げ手段としてエアーシリンダーを利用した。
図中符号５で示したものがエアーシリンダーであり、このエアーシリンダー５は、本体フレーム部３０の基礎部１０の前方部位でウエイト部３６の手前に立設されている。
そのエアーシリンダー５の上端部からシリンダーロッド６が上方に延長し、このシリンダーロッド６の上端部にはワイヤー７が連結し、横フレーム８に設けられたプーリー９を介し、下方に折り返してウエイト部３６に連結されている。

即ち、上記エアーシリンダー５が始動すると、上記シリンダーロッド６が収縮して、ワイヤー７がシリンダーロッド６側に引き寄せられ、ウエイト部３６が上方に引き上げられる。
従って、本発明に係るウエイトトレーニングマシン（以下単に「マシン」とも言う。）の使用者は、ウエイト部３６を引き上げる際に力を要しないこととなるのである。

換言すると、アーム部３３又は作動部４３、４４、４５を使用者が可動させるとワイヤー部３８、３９が引き寄せられるが、ワイヤー部３８、３９とウエイト部３６との連結には遊びが設けられており、又は、コイルスプリング等の伸縮部が設けられており、これらの遊び分又は伸長分を使用者が引き寄せると、上記自動引上げ手段であるエアーシリンダー５が始動するのである。

従って、使用者がアーム部３３又は作動部４３、４４、４５を可動すると、少し後にエアーシリンダー５が始動してウエイト部３６が上方に引き上げられるのである。
そして、使用者は、このウエイト部３６の引上げ動作を停止して終了すると、ウエイト部３６を引き上げるエアーシリンダー５の引上げ動作も停止して、ウエイト部３６の自重が直接使用者の身体の一部の筋肉に負荷されることとなるのである。

この状態がウエイト部３６を使用者の身体の一部が直接保持する「自己保持状態」となるのであり、使用者は、この自己保持状態から最初の元の状態に復帰させる運動（エキセントリックトレーニング）において筋肉の伸長トレーニングを行うことができることとなるのである。
この間の各構成要素の動作及び機能については後の図３において詳説する。

図２は、上記実施形態に係るワイヤー部とウエイト部との連結部分を示す拡大説明図である。
この図は、マシンの前方側の背面から見た図である。

図中、一番下側には錘３５が重ね合わされてウエイト部３６が配置され、この錘３５には縦方向に２つの貫通孔３５ｈが形成され、これら２つの貫通孔３５ｈ、３５ｈに上記ウエイトガイド支柱４７、４７が挿通している。
即ち、これら２本のウエイトガイド支柱４７、４７が上記錘３５が上下に移動するためのガイドとなっている。

錘３５の略中央にもその縦方向に貫通孔が設けられており、この貫通孔内には、ワイヤー部３８の端部に連結したパイプ（図には現れていない）が挿通され、このパイプの直径方向（マシンの前後方向）にも上下所定間隔で貫通孔が設けられ、これらの貫通孔は錘３５に設けた前後方向の貫通孔又は溝部と合致し、これらパイプの貫通孔とウエイトの貫通孔又は溝部にピン等を挿通させてウエイト部３６の重量を選択し、ウエイト部３６の重量を決定することができる。
この構成は、従来のウエイトトレーニングマシンと同じである。

本発明においては、マシンのアーム部又は作動部に連結したワイヤー部３８の端部が上記パイプと連結し、ウエイト部３６を引き上げることができるのであるが、このウエイト部３６とワイヤー部３８（パイプ）との連結には少しの遊びを設けている。この実施形態では、この遊びは約１ｃｍから３ｃｍ程度の範囲で設けている。

他方、エアーシリンダーから上方に延長するシリンダーロッド６の上端部にはワイヤー７が連結され、このワイヤー７は、上記した通り、上方の横フレーム８に設けられたプーリー９を介して下方に折り返してその先端部は錘３５を貫通するパイプの上端部及びワイヤー部３８の下端部に位置する連結部４１に連結している。
そして、上記連結部材４０と上記連結部４１とは一対のコイルスプリング４２、４２によって連結されている。このコイルスプリング４２、４２が伸縮部となる。

換言すれば、ワイヤー部３８の端部には、連結部材４０と連結部４１とが連結し、これら連結部材４０と連結部４１とは別体で、一対のコイルスプリング４２、４２により連結されており、エアーシリンダー５のシリンダーロッド６に連結しているワイヤー７の端部は上記連結部４１にのみ連結しているのである。

また、後に説明するが、エアーシリンダーの作動に関わるリミットスイッチ１、２は、上記連結部４１の側に設けられている。リミットスイッチ３は、エアーシリンダー上部に固定され、その接点を押す部分は上記連結部材４１から出ている。
リミットスイッチ３は本体の適宜位置に設けるのが適切なため、錘が最下位に到着したことを認識できるようリミットスイッチ３を取り付けている。
リミットスイッチ１、２、３の動作等に関しては後の図３にて説明する。

従って、この部分の動作は概略以下のようになる。
マシンのアーム部又は作動部を使用者が可動させると、ワイヤー部３８が図２において上方に引き上げられる。
ワイヤー部３８の遊び分だけ上方に引き上げられると、次に伸縮部としての一対のコイルスプリング４２、４２が上方に伸長する。

コイルスプリング４２、４２が上方に伸長すると、ワイヤー部３８の端部の連結部材４０が少し上方に移動してリミットスイッチ１、２が開の状態となり、エアーシリンダーが始動する。

エアーシリンダーが始動するとワイヤー７が上方に引き上げられ、ワイヤー７の端部の連結部４１が上方に引き上げられ、使用者によるワイヤー部３８の引上げ動作を補助して、ウエイト部３６が上方に引き上げられる。

使用者の引上げ動作が終了し停止すると、ワイヤー７の端部の連結部４１が連結部材４０に追いついてリミットスイッチ１、２が閉となり、エアーシリンダーの引上げ動作が停止し、ウエイト部３６の自重がワイヤー部３８に負荷され、使用者はウエイト部３６の自重を直に保持せねばならなくなる。これが自己保持状態である。

尚、ウエイト部３６の降下中にリミットスイッチ１、２が開になっても電磁リレーの自己保持回路（自己保持回路とは、電磁リレーを用いた電気的回路である。以下同じ。）が働き、圧縮エアーが給気されることはない。

その後、この自己保持状態を維持しつつ、ウエイト部３６を保持しつつウエイト部３６を下方に移動させて最初の元の状態へと徐々に引き降ろすことによってエキセントリックトレーニングを行うことができることとなるのである。

図３は、上記実施形態に係るマシンの動作を示すフローチャートであって、（Ｂ）は（Ａ）の続きを示している。
上記実施形態において、自動引上げ手段としてはエアーシリンダーを使用しているが、エアーシリンダーは圧縮空気の給気と排気によって動作するものであり、従って、エアーコンプレッサーを使用する。
従って、このエアーシリンダーとマシンのウエイト部との関係について時系列的に表示したものが図３となる。

以下、図３に基づき説明する。下記の文中の番号は図１及び図２に記載したものである。
(1)「アーム部を引っ張る」
これは、マシンのアーム部３３、作動部４３、４４、４５を可動させる意味である。
(2)「ワイヤー部が引っ張られる」
上記アーム部３３等が引っ張られると、ワイヤー部３８の端部が引き上げられるという意味である。
(3)「ワイヤー部の先のバネが引っ張られる」
ウエイト部３６に連結するワイヤー部３８の端部の連結部材４０が引っ張られ、ワイヤー部３８の端部の遊びが無くなり、コイルスプリング４２が上方に引っ張られる（引き伸ばされる）意味である。
(4)「リミットスイッチ１／リミットスイッチ２が開」
上記(3)によってワイヤー部の先のコイルスプリング４２が引っ張られ、伸長すると、リミットスイッチ１、２が開となる。
この時点で、リミットスイッチ１、２は開になるが、リミットスイッチ３は少しだけ遅れて（実際には錘が持ち上がらないとリミットスイッチ３は動作しない。およそ０．１秒から０．３秒の後に）開となる。
(5)「給気バルブ・開／排気バルブ・閉」
上記(4)でリミットスイッチ１、２が開となると、エアーシリンダー５の給気バルブは開となり、排気バルブは閉となり、シリンダーロッド６が収縮する。
この際に、給気バルブの給気量をニードル弁等により制御することによってウエイト部３６の引上げ速度を調整することができる。即ち、使用者の筋力に合わせて引上げ速度を調整することができる。つまり、必要に応じて引上げ速度を遅くすることができることとなる。
(6)「エアーシリンダー収縮」
上記(5)によるリミットスイッチの動作（電磁バルブの開閉）によりエアーシリンダー５のシリンダーロッド６が収縮することとなる。
(7)「錘が軽く持ち上がる」
上記(6)によって、エアーシリンダー５のシリンダーロッド６が収縮するとウエイト部３６が軽く持ち上がることとなる。
この際に、上記した通り少し遅れてリミットスイッチ３が開の状態となる（図中(７ａ)）。
即ち、エアーシリンダー５が収縮して錘が上昇するとリミットスイッチ３が開となり、リミットスイッチ３が開となると、リミットスイッチ１、２が閉になり、自己保持回路が働き給気バルブが閉じ排気バルブが開いても、自己保持回路が働いているので、リミットスイッチ１、２が開になっても吸気バルブが開になったり、排気バルブが閉になったりしないように設定している。
(8)「アーム部の動きが停止」
使用者がアーム部３３等を停止させる意味である。この時点でウエイト部３６の負荷が掛かっていない筋肉の収縮運動も停止する。
(9)「錘がワイヤー部の先に追いついてバネが収縮」
上記(8)でアーム部３３の可動を停止させると、シリンダーロッド６の収縮による錘３６の上昇によってコイルスプリング４２が元の状態に収縮する。（以上が図３（Ａ）の説明である。）

以下が図３（Ｂ）の説明である。
(10)「リミットスイッチ１、２が閉」
上記(9)によってコイルスプリング４２が収縮すると、リミットスイッチ１、２が閉となる。
(11)「給気バルブ・閉／排気バルブ・開」
上記(10)でリミットスイッチ１、２が閉となると、エアーシリンダー５の給気バルブは閉となり、排気バルブは開となり、エアーシリンダー５は開放状態となる。
(12)「エアーシリンダーが開放状態」
上記(11)によりエアーシリンダー５は、開放状態となり、ウエイト部３６の自重は全て直接使用者の身体の一部に負荷されることとなるのである。この状態が自己保持状態である。
即ち、ウエイト部３６の重量がアーム部３３等に直に伝わることとなり、この状態が自己保持状態であって、ここでエキセントリックトレーニングが行われることとなる（(13)の状態）。
(13)「エキセントリックトレーニング」
(14)「錘が下に到着」
ウエイト部３６が下に到着して元の位置に戻ると、リミットスイッチ１、２が閉（(１５)の状態）となり、給気バルブが閉、排気バルブが開（(１６）の状態)となる。
即ち、ウエイト部３６が下に到着して元の位置に戻ると、リミットスイッチ３が閉、少し遅れて（およそ０．１秒から０．５秒の間）リミットスイッチ１、２が閉となる。そのためリミットスイッチ３にはタイマーリレーを取り付けて自己保持回路を切断する時間に余裕を与えている。タイマーリレーの時間は下降する速度によって選択することができるが、本実施形態では０．３秒程度にしている。
以下、上記手順を繰り返してエキセントリックトレーニングを繰り返し行うことができることとなるのである。

ここで、リミットスイッチ３と、リミットスイッチ１、２との関係について再度説明すると、リミットスイッチ１は給気バルブを開くためのスイッチであり、排気バルブは同じ電磁リレーの逆相である。リミットスイッチ２は錘が追いついた時に作動するもので、リミットスイッチ３が開の状態でリミットスイッチ２が閉になると自己保持回路が働き給気バルブは閉になる。自己保持回路が働いている間はリミットスイッチ１が開になっても給気バルブは閉じたままとなる。
リミットスイッチ３は、錘が最下位に到着した時点で閉になり、自己保持回路を切断して初期状態に戻ることとなる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明においては以下の通り種々設計変更することができる。
まず、本発明に係るトレーニングマシンにおいては、少なくとも、本体フレーム部、座席部、アーム部又は作動部、ウエイト部、及び、複数のプーリーとワイヤー部を備えるマシンにおいて、前記本体フレーム部の適宜位置に自動引上げ手段を設けたものから成る。

このマシンでは、アーム部のみ、一つの作動部のみのものであっても実施可能である。
アーム部及び作動部を複数設けたものにおいても、複数のプーリーと複数のワイヤー部を設けることによって何れのアーム部又は作動部からの作動力をもウエイト部に連結することができるのである。この構成は、従来のウエイトトレーニングマシンの構成と同じである。

本発明では、このマシンに自動引上げ手段を付加したことを特徴とする。
この自動引上げ手段として本発明ではエアーシリンダーを利用した。
勿論、このエアーシリンダー以外に電動モーター等の各種自動駆動機械を利用してウエイト部を自動的に引き上げるようにすることもできる。

或いは、クラッチ付きウインチ等も使用することができる。
上記実施形態において、給気用電磁バルブの電源でクラッチ結合、排気用電磁バルブの電源でクラッチ離脱となるように設計すればよい。

上記実施形態において使用したエアーシリンダーにおいては、シリンダーロッドによる引上げ式のものを使用したが、押し上げ式のものであってもよい。
或いは、ロッドの先にワイヤーでなくシャフトを取り付けた引上げ式のものであってもよい。

更に、本発明の特徴部分は、アーム部等によりワイヤー部を引き上げるに際して、ウエイト部とワイヤー部との連結に遊びを持たせ又はコイルスプリング等の伸縮部を設け、若しくはこれら遊びと伸縮部の両者を共に設け、これらの遊び分及び／又は伸縮分のワイヤー部の引き上げ分に遅れて自動引上げ手段が始動するように構成したことを特徴とするものである。

このように、本発明の実施に際しては、上記遊び又は伸縮部の何れか一方又は両方を採用することにより、エキセントリックウエイトトレーニングができることとなるのである。

尚、リミットスイッチの機能について再度説明すると、リミットスイッチ１は、ワイヤー部３８が引っ張られたことにより開になって給気が始まる。ワイヤー部３８を引っ張ることを止めると、いずれ錘は追いつきリミットスイッチ１および２が閉になる。リミットスイッチ２が閉になると自己保持回路が働き給気バルブが閉となり、排気バルブが開になる。

自己保持回路が働いているためにウエイト部３６をゆっくり下降させるためにリミットスイッチ１が開になっても給気されることがないのである。最後に錘は最初の位置まで下降することになり、ここまで降りると自己保持回路を切らないと再度上げることはできなくなる。
そこで最後まで着いたことを確認するのがリミットスイッチ３となる。リミットスイッチ３が閉になると自己保持回路が切断される。これによって初期化されることとなる。

リミットスイッチ３の取付位置は、磁石内蔵型でエアーシリンダー５が一番伸長した位置を感知するよう取り付けられている。リミットスイッチ３は構造上錘が最下位に到着した時に閉になるが、リミットスイッチ１、２が閉になるのはワイヤーの遊び等が無くなったときであり、自己保持回路が切れる時の方が一瞬早くなる。

そのため最下位に到着すると一瞬給気してから到着してしまう。
そこで本実施形態ではリミットスイッチ３によって作動するタイマーリレーを取り付ており、リミットスイッチ３が閉になっても０．３秒後（秒数は下げる速度によって変更可能）に自己保持回路が切れるように設定している。

以上の通り、本発明においては、引上げ手段としてエアーシリンダーを利用したが、その動作設定も種々設計変更をして実施することができる。
或いは、その他の引上げ手段を適宜選択して採用することができる。
要は、使用者がウエイト部を引き上げる際に、その可動に少し遅れて自動引上げ手段が始動し、その可動が停止すると、この自動引上げ手段も停止してウエイト部の自重が直に使用者の身体の一部に負荷されるように構成されていればよいのである。

以上、本発明においては、従来のウエイトトレーニングマシンにおいて、自動引上げ手段を付加して、身体の筋肉の収縮運動をこの自動引上げ手段に任せ、その後筋肉を伸長させるエキセントリックトレーニングを行うことのできるトレーニングマシンを提供することができたものである。

１、２、３ リミットスイッチ
５ エアーシリンダー
６ シリンダーロッド
７ ワイヤー
８ 横フレーム
９ プーリー
１０ 基礎部（本体フレーム部の）
１１ 支柱部（本体フレーム部の）
３０ 本体フレーム部
３１ 腰掛け部
３２ 背凭れ部
３３ アーム部
３５ 錘（ウエイト）
３６ フレーム部
３７ プーリー
３８、３９ ワイヤー部
４３、４４、４５ 作動部
４６ 上端前後方向フレーム部（本体フレーム部の）
４７ ウエイトガイド支柱（本体フレーム部の）

Claims (6)

1. 少なくとも本体フレーム部と、この本体フレーム部の適宜位置に設けられた座席部と、この座席部の近傍に設けられたアーム部又は作動部と、前記本体フレーム部の適宜位置に配置されたウエイト部と、このウエイト部と前記アーム部又は作動部とを複数のプーリーを介して連結するワイヤー部とから成り、前記座席部に腰掛けた使用者がアーム部又は作動部を可動させることによって身体の各部の筋肉を鍛錬することができるウエイトトレーニングマシンにおいて、
   前記ウエイト部をワイヤーを介して引き上げることができる自動引上げ手段を本体フレーム部の適宜位置に付加し、
   前記ワイヤー部には前記ウエイト部との連結において遊び及び／又は伸縮部を設け、
   使用者が身体の一部で前記アーム部又は作動部を可動させ、前記ワイヤー部を引き上げて前記ワイヤー部の遊びが無くなると及び／又は前記伸縮部の伸長により、遅れて前記自動引上げ手段が始動してウエイト部を引き上げ、
   その後、使用者がアーム部又は作動部の可動を停止すると、前記自動引上げ手段も停止してウエイト部の自重がアーム部又は作動部に負荷され、使用者は当該ウエイト部の自重を身体の一部で保持しつつ元の位置に戻すことによって筋肉の鍛錬をすることができることを特徴とするウエイトトレーニングマシン。
2. 前記自動引上げ手段が圧縮空気の供給・排気を利用したエアーシリンダーからなることを特徴とする請求項１に記載のウエイトトレーニングマシン。
3. 前記ウエイト部に接続するワイヤー部の端部にスプリングを介在させ、前記アーム部又は作動部を可動させた際に前記スプリング部が伸長することによりリミットスイッチが開となって前記エアーシリンダーが始動し、当該エアーシリンダーのシリンダーロッドが収縮することにより前記ワイヤーを介してウエイト部が引き上げられることを特徴とする請求項２に記載のウエイトトレーニングマシン。
4. 前記エアーシリンダーにおける圧縮エアーの排気部において、当該エアーの排気量を調整できるようにしたことを特徴とする請求項２又は３に記載のウエイトトレーニングマシン。
5. 前記本体フレーム部の座席部に背凭れ部を設けたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のウエイトトレーニングマシン。
6. 前記ウエイト部の引上げ重量を変更できるようにしたことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のウエイトトレーニングマシン。

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