JPH03500849A - 階段昇り形訓練装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 階段昇り形訓練装置 又貝企宵１ １、発明の分野 本発明は、階段を昇ることを模擬化した訓練装置（階段昇り形訓練装置）に間し 、より詳しくは本発明は、独立して往復運動するペダルを備えた訓練装置であっ て、オペレータが速度を制御しかつモニタリングすることができ、或いはコンピ ュータ制御プログラムにより速度をプリセレクトしかつ制御することもできる階 段昇り形訓練装置に関する。

２、従来技術 階段昇り形訓練装置は、これ迄にも広く知られている。一般的なものとして、Ｐ ａｒｓｏｎｓ氏の米国特許第３．５９２，４６６号、Ｈａｒｒｔｓｏｎ氏その他 の米国特許第３．４９７．２１５号に開示されているような足踏み式訓練装置が あるが、これらの訓練装置は、階段の踏み板や蹴上げ板を省略した本発明の設計 による訓練装置よりもがなり大型で高張るものである。別の公知の足踏み装置（ ｔｒｅａ＋：Ｉ＋＋ｉｌ＋）の設計においては、階段のサイズが固定されていて 、ユーザに適応できるように１ｉｆｗ１することは不可能である。

同様な従来公知の装置として、Ｇｕｌｌａｎｄ氏の米国特許第３，３８１゜９５ ８号に開示されたはしご昇り形訓練装置がある。このはしご昇り形訓練装置はユ ーザを訓練することばできるが、階段昇り形訓練装置におけるような前方に足踏 みするような作用（ｆｏｒｗａｒｄ−ｓｔｅｐｐｉｎｇ　ａｃｔｉｏｎ）を模擬 化することはできない。

階段を昇ることを模擬化した従来の試みとして、Ｃｈａｍｐｏσに氏の米国特許 第３，７４７．９２４号及びＭｃＦｅａ氏の米国特許第３，９７０，３０２号に 開示されたものがあり、これらの装置は、重要なエレメントとして、互いに往復 運動するペダルを備えていることが特徴である。

運動がこのように対称範囲内で行われるようにすることは必要でないし好ましい ことでもない。例えば、負傷したユーザがリハビリテーションに使用する場合や 医療用に使用する場合には、左右のペダルで等しい仕事（運動）ができないこと がある。本発明の訓練装置は非対称的な運動範囲を有しており、ユーザが左右の ペダルの間の歩幅（ステップ）のサイズを変えることにより、ユーザの要求に適 合させることができる。

回転運動ペダルを用いた訓練装置も知られているが、幾つかの理由から、階段昇 り形訓練装置程には好ましいものではない。回転形訓練装置は、通常、座った位 置で作動される。また、回転ペダルを作動させるのに均一な力が必要とされない 。すなわち、ペダルが垂直位置近くにあるときには最大の力を必要とし、ペダル が垂直位置から離れるにつれて、必要とされる力は小さくなる。

従って、本発明の主目的は、階段を昇ることを正確に模擬化できかつ軽量で設計 が簡単な訓練装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、訓練装置の両ペダルを互いに独立して往復運動させること ができかつユーザが歩幅を選択することができる階段昇り形訓練装置を提供する ことにある。

本発明の他の目的は、身体との不調和を無くすことができ、従７てランニング、 エアロビックダンス又は他のエアロビック訓練に比べてユーザの靭帯に作用する ストレスが小さな訓練装置を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、コンピュータ制御により制御及びモニタリングを行う ことができる訓練装置を提供することにある。

本発明に関する特許性のサーチがなされ、このサーチにより下記の米国特許が見 出された。

第４，５５５．１０８号　Ｍｏｎｔｅｉｒｏ　氏　１９８５年１１月２６日３． ３８１，９５８　Ｇｕｌｌａｎｄ　１９６８年　５月　７日４．５１９，６０３ 　ＤｅＣＩｏｕｘ　１９８５年　５月２８日３、５９２．４６６　Ｐａｒｓｏｎ ｓ　１９７１年　７月１３日３、７６５．２４５　１（ａｍｐｌ　１９７３年１ ０月１６日４．４１６，２９３　Ａｎｄｅｒｓｏｎ　ｅｔ　ａｌ、　１９８３年 １１月２２日１、．８５４，４７３　Ｌａｂｏｒｄａ　１９３２年　４月１９日 ４、１１２，９２８　Ｐｕｔｓｃｈ　１９７８年　９月１２日４．５１２，５６ ６　Ｂｉｃｏｃｃｈｉ　１９８５年　４月２３日４．２９８．８９３　Ｈｏｌｍ ｅｓ　１９８１年１１月　３日３、４９７．２１５　Ｈａｒｒｉｓｏｎ　１９７ ０年　２月２４日３．９７０，３０２　ＭｃＦｅｅ　１９７６年　７月２ｏ日３ 、７４７．９２４　Ｃｈａｍｐｏｕｘ　１９７３年　７月２４日３．７５８，１ １２　Ｃｒｕｍ　ｅｔ　ａｌ、　１．９７３年　９月１１日３、５１１　、５０ ０　Ｄｕｎｎ　１９７０年　５月１２日３．５８２．０６９　Ｆｌｉｃｋ　１９ ７１年　６月　１日３＋　４９５．８２４　Ｃｕ１ｎｉｅｒ　１９７０年　２月 １７日３．５８７，３１９　Ａｎｄｒｅｗｓ　１９７１年　６月２８日３．５２ ９，４７４　０１ｓｏｎ　ｅｔ　ａｌ、　１９７０年　９月２２日３、７５６． ５９５　Ｈａｇｕｅ　１９７３年　９月　４日２、２５３．９９６　Ｂｅｃｈ＋ ＋ａｎ　１９４１年　８月２６日１．５２１，４８７　Ｔｕｒｎｅｒ　１９２４ 年１２月３０日３、６２８．７９１　Ｇａｒｃｉａ　１９７１年１２月２１日Ｍ ｏｎｔｅｉｒｏ氏の米国特許第４，５５５．１０８号には、階段として延在して いる耳状体を有しておりかつ流体装置に連結されたギア駆動装置を有している回 転自在のドラムが開示されているａ　Ｍｏｎｔｅｉｒｏ氏の装置及び往復運動す るペダル装置においては、ユーザがユーザ自身の体重を左から右に移動させるこ とができる。本発明の装置では独立したペダルを作動するのに、等しい力が必要 とされるのに対し、この米国特許に係る装置では、ユーザは、訓練時の仕事（運 動）を意識的に決定しなければならない。

ＭｃＦｅｅ氏の米国特許第３．９７０，３０２号における別の実施例及びＣｈａ ｍｐｏｕｘ氏の米国特許第３．７４７，９２４号には、ペダルに連結された枢着 アームを備えたペダル式訓練装置が開示されている。これらのペダルは互いに往 復運動するが、独立して作動することはできない。従って、ＮｃＦｅｅ氏及びＣ ｈａｍｐｏｕｘ氏の米国特許に係る装置には、Ｍｏｎｔｅｉｒｏ氏の米国特許に 係る装置について述べた問題と同じ問題がある。また、この装置には、必要とさ れる非対称的な運動範囲もない、更に、ＭｃＦｅｅ氏の装置は、一方のペダルか ら体重を外すと他方のペダルが直ぐに落下してしまうため、装置から降りること が困難である。後で明らかになろうが、本発明においてはユーザが階段を昇る運 動を止めると、両ペダルは床上で漂うようにゆっくりと移動するようになってい る。

ＤｅＣＩｏｕｘ氏の米国特許第４．５１９，６０３号及びＰｕｔｓｃｈ氏の米国 特許第４．１１２，９２８号に開示の回転運動形ペダル装置も、全ての回転運動 形ペダル装置について前に述べたと同様の問題がある。　Ｐｕｔｓｃｈ氏の米国 特許には、直流発電機及び負荷制御抵抗器手段に接続された回転運動ペダルが開 示されている。また、ＤｅＣＩｏｕｘ氏の米国特許には、ユーザに階段を昇る効 果を与えるための制動・解放装置が開示されている。

Ｈａｍｐ１氏の米国特許第３．７６５，２４５号には、永久磁石と負荷抵抗器と を備えた交流発電機すなわちオルタネータ（このオルタネータは、８１１１石を 用いた本発明のオルタネータとは異なるものである）が開示されている。本発明 の電磁石を備えたオルタネータによれば、制御可能な可変抵抗装置として、６８ ｗ１９１氏の永久磁石を用いたオルタネータに必要とされる高出力トランジスタ を使用する必要がない。

残りの参考文献は、単に本発明と関係があるという程度のものである。

発」ユ要豹 本発明は、ユーザにより操作される階段昇り形訓練装置に関するものである。

本発明の訓練装置の管状フレームは、互いに間隔を隔てて平行に配置された１対 の管状部材と、これらの両管状部材の間に延在しておりかつこれらの管状部材に 対して垂直に配置されたベースの管状部材とを有している。ベース管状部材は、 間隔を隔てて配置された管状部材から上方に延びていて、間隔を隔てて配置され た管状部材に対して垂直なプレートのフレームを形成している。

間隔を隔てて配置された前記１対の管状部材のうちの一方から上方に傾斜管状セ クションが延びており、これらの傾斜管状セクションは互いに結合されてハンド レールを形成している。

プレートの両側に配置された右側ペダル及び左側ペダルは、床面に対して平行な パッドを備えている。右側ペダルには右側ペダルアームの一端が枢着されており 、右側ペダルアームの他端はベース管状部材に枢着されている。左側ペダルには 左側ペダルアームの一端が枢着されており、左側ペダルアームの他端はベース管 状部材に枢着されている。

右側ペダルには右側支持アームの一端が枢着されており、右側支持アームの他端 はプレートに枢着されている。左側ペダルには左側支持アームの一端が枢着され ており、左側支持アームの他端はプレートに枢着されている。これらの両支持ア ームは、それぞれのペダルアームに対して平行に配置されておりかつそれぞれの ペダルアームと等しい長さを有している。

右側チェーンの一端は、右側ペダルアームから延びている小翼片（ｗｉｎｇｌｅ ｔ）に取り付けられている。この右側チェーンは、駆動装置組立体（ｄｒｒｖｅ 　ｓｙｓｔｅｍ　ａｓｓｅｍｂ］いの一部を構成する右側スプロケットの歯を駆 動するように係合している。右側チェーンの他端は、コネクタを介して右側ばね に連結されている。この右側ばねは、プレート上に回転自在に取り付けられた案 内滑車すなわちプーリ輪の周囲に掛けられていて、プレートに固定されたハンガ に終端している。

ユーザがペダルを踏み込むと、ばねが引き伸ばされてチェーンがスプロケット上 を移動でき、これにより、ペダルが床に向かって移動できるようになる。ユーザ の足が持ち上げられて前方に移動されると、ばねにより、ペダルが直立位置に戻 される。

左側ペダルの作動も右側ペダルの作動と同様にして行われる。

左側チェーンの一端は、左側ペダルアームから延びている小翼片に取り付けられ ている。この左側チェーンは、駆動装置組立体の左側スプロケットの周囲に掛け られて該左側スプロケットの歯を駆動するように係合している。左側チェーンの 他端は、コネクタを介して左側ばねに連結されている。この左側ばねは、プレー ト上に回転自在に取り付けられた案内滑車すなわちプーリ輪の周囲に掛けられて いて、プレートに固定されたハンガに終端している。

駆動装置組立体は中央のシャフトを有しており、該シャフトには駆動スプロケッ トが溶接止めされている。左右のペダルスプロケットは、シャフトを包囲してい るクラッチベアリングと組み合わされて作動する。左右のペダルスプロケットの うちのいずれが一方が駆動方向に移動されるとき（すなわち、左右のいずれが一 方のペダルが押し下げられるとき）、そのそれぞれのクラッチベアリングによっ てシャフトの回転が確実にロンジされる。このことは、いずれか一方のペダルを 押し下げる度毎に生じる。左右のいずれか一方のペダルスプロケットが反対方向 に回転されるとき（すなわち、いずれか一方のペダルが休止位置に戻されるとき ）、ペダルスプロケット及びそのそれぞれのクラッチベアリングがオーバーラン し、このためシャフトが所望の回転方向とは反対の方向に回転することはない。

駆動装置組立体は、ボルトによりプレートに固定されたハブを有している。駆動 スプロケットが設けられている側とは反対側のシャフトの端部には、スナップリ ングが設けられている。１つのセパレータ列（ｓｅｐａｒａｔｏｒ　５ｅｒｉｅ ｓ）が、スラストワッシャ、スラストベアリング及びスラストワッシャの組み合 わせで構成されている。また、それぞれのセパレータ列により、左側スプロケッ トからスナップリングが、ハブから左側スプロケットが、右側スプロケットから ハブが、そして駆動スプロケットから右側スプロケットが分離されている。

駆動スプロケットの歯及びトランスミ７シヨンのスプロケットの歯には、連続チ ェーンが係合している。トランスミッションスプロケットは、増速装置として作 用するトランスミッションの入力軸を回転させるようになっている。トランスミ ッションからは出力軸が出ていて、該出力軸はトランスミッションの歯付きプー リに終端している。プレートにはオルタネータが固定されており、該オルタネー タは、オルタネータのシャフト及び歯付きプーリを備えている。トランスミッシ ョンの歯付きプーリ及びオルタネータの歯付きブーりは、連続ベルトにより連結 されている。動力学的制動装置（グイナミンクブレーキ）として作用するこのオ ルタネータは、負荷抵抗器に接続されている。また、このオルタネータは、コン ピュータ制御パネルにより制御されかつモニタリングされる。

回画Ａ」１幻覧ピ肌 第１図は、本発明に従って構成された訓練装置の斜視図である。

第２図は、第１図の訓練装置のペダルの部分を拡大した平面図である。

第３図は、第１図の訓練装置の右側カバーを取り外した状態を示す右側面図であ る。

第４図は、右側のペダルが押し下げられた位置にあるところを示す第３図と同様 な右側面図である。

第５図は、第１図の訓練装置の左側カバーを取り外した状態を示す左側面図であ る。

第６図は、第４図の６−６線の方向から見た本発明の駆動装置組立体の断面図で ある。

第７図は、第１図の訓練装置の制御パネルを示す正面図である。

しい　の−６な蓋日 第１図は、訓練者（訓練を受ける人）１２により操作されている本発明の階段昇 り形訓練装置１０を詳細に示すものである。管状のフレーム１４が装置１０の支 持構造体として機能しており、該フレーム１４は、互いに平行に間隔を隔てて配 置された１対の管状部材１６．１８を備えている。これらの管状部材１６．１８ は、床の上に置かれて装置１０の横方向安定性を与える機能を有している。両管 状部材１６、工８の間には管状のベース部材２゜が延在している。また、管状部 材１６から上方に管状部材２２が延在しており、かつ管状部材１８から正方に管 状部材２４が延在している。この管状部材２４は管状部材２２に結合されて、プ レート２６のフレームを形成している。これらの管状部材２０．２２．２４は、 本発明の実施例のようにワンピース構造に構成することができる。管状部材２０ ．２２には、プレート２６の縁部が固定されている。以下に説明するように、こ のプレート２６には種々のコンポーネンツが取り付けられる０種々のコンポーネ ンツをユーザ（訓練者）１２０両脚の間の中央に配置することにより、装置ｌＯ に安定性を与えることができかつ軽量化及び筒素化した設計を可能にする。

訓練装置１０は、コンポーネンツを保護しかつ見えないようにするための右側カ バー２８及び左側カバー（図示せず）を有しており、右側カバー２８には通孔（ ベント）３０が設けられている。

傾斜した管状セクション３２．３４が管状部材１Ｇから上方に延在しており、こ れらの両管状セクション３２．３４は互いに結合されてハンドレールを形成して いる。管状部材２４は上方に延びていて、傾斜管状セクション３２．３４と出合 うようになっている。ハンドレールには、ユーザのためのグリップ３６．３８を 設けることができる。

プレート２６の両側には、右側ペダル４０及び左側ペダル４２（第１図には示さ れていない）が配置されている。これらの両ペダル４０．４２が並置された状態 が、第２図に最も良く示されている。第２図には、右側ペダル４０が押し下げら れた状態にありかつ左側ペダル４２が休止位置にあるところが示されている。右 側ペダル４０及び左側ペダル４２は、それぞれパッド４４及び４６を備えている ０両パッド４４．４６は階段昇り形訓練装置の踏み板部分として機能し、床面に 対して平行に配置されている。右側のペダルアーム４８が、番号５０で示す箇所 において右側ペダル４０に枢着されておりかつシャフト５２を介してベースの管 状部材２０に枢着されている。左側のペダルアーム５４が、番号５６で示す箇所 において左側ペダル４２に枢着されておりかつシャフト５８を介してベースの管 状部材２０に枢着されている。

右側の支持アーム６ｏ＜ｔｘ支持アーム６０は、番号６２で示す箇所において右 側ペダル４０に枢着されている）が、シャフト６４を介してプレート２６に枢着 されている。同様に、左側の支持アーム６６（該支持アーム６６は、番号６８で 示す箇所において左側ペダル４２に枢着されている）が、シャフト７０を介して プレート２６に枢着されている。右側支持アーム６０は右側ペダルアーム４８に 平行であり、左側支持アーム６６は左側ペダルアーム５４に平行である。

右側ペダルアーム４８の長さは、右側支持アーム６０の長さに等しい、右側ペダ ルアーム４８及び右側支持アーム６０の長さを等しくしかつ互いに平行に配置し た場合には、右側バッド４４は、該バッド４４が押し下げられた位置にあっても 或いは休止位置にあっても、床面に対して常に平行に維持される。同様に、左側 ペダルアーム５４及び左側支持アーム６６の長さを等しくしかつ互いに平行に配 置した場合には、左側バッド４６は床面に対して常に平行に維持される。この構 成により、訓練中にユーザが立つことができる安定したプラットホームを形成で きるので便利である。

第３図は、右側ペダル４０が休止位置にあるところを示し、第４図は、右側ペダ ル４０がユーザ（図示せず）の体重により下降されて押し下げ位置にあるところ を示すものである。右側ペダル４０は弧を描いて移動し、この弧の端点が第３図 及び第４図に示されている。また、これらの第３図及び第４図には、右側カバー ２８を除去した状態が示されている。

右側ペダルアーム４８から延びている小翼片７４には、右側チェーン７２の一端 が取り付けられている。右側チェーン７２は、右側スプロケット７６　（該右側 スプロケット７６は第６図の断面図に最も良く示す駆動装置組立体７８の一部を 構成している）の周囲に掛けられて、該右側スプロケット７６の歯と駆動係合し ている。

再び第３図及び第４図に戻って考察すると、右側チェーン７２の他端は、コネク タ８２を介して右側ばね８ｏに連結されている。

ばね８０は、プレート２６に回転自在に取り付けられた案内滑車すなわちプーリ 輪８４に掛けられて、同じくプレート２６に固定されたハンガ８６に終端してい る。チェーン７２に取り付けられておりかつ該チェーン７２を介して更にペダル アーム４８に取り付けられているばね８０は、ペダル４ｏが使用されていないと きに該ペダル４０を直立位置に保持しておくのに充分な強さを存している。右側 ペダル４０、右側ペダルアーム４８及び右側支持アーム６０は、プレート２６に 溶接止めされた停止片８８に対して小翼片７４が当たるまで持ち上げられるやユ ーザが右側ペダル４０を踏み込むと、右側ばね８ｏが引き伸ばされて右側チェー ン７２が右側スプロケット７６上を移動し、これにより、右側ペダル４０を床に 対して下方かつ後方に移動させることができる。ユーザが足を持ち上げて前方に 移動させると、右側ペダル４０は右側ばね８０によって直立位置に戻され、これ により、右側ペダル４０に対して訓練者（ユーザ）が体重をかけることができる ようになる。

第５図に最も良く示すように、左側ペダル４２の操作は、上記の右側ペダル４０ の操作と同様にして行われる。左側チェーン９０の一端は、左側ペダルアーム５ ４から延びている小翼片９２に取り付けられている。左側チェーン９０は、駆動 装置組立体７８の左側スプロケット９４の周囲に掛けられて、該左側スプロケッ ト９４の歯と駆動係合している。右側チェーン９０の他端は、コネクタ９８を介 して左側ばね９６に連結されている。この左側ばね９６は、プレート２６に回転 自在に取り付けられた案内滑車すなわちプーリ輪１００に掛けられて、同じくプ レート２６に固定されたハンガ１０２に終端している。チェーン９０に取り付け られておりかつ該チェーン９０を介して更に左側ペダルアーム５４に取り付けら れているばね９６は、左側ペダル４２が使用されていないときに該ペダル４２を 直立位置に保持しておくのに充分な強さを有している。左側ペダル４２、左側ペ ダルアーム５４及び左側支持アーム６６は、プレート２６に溶接止めされた停止 片１０４に対して小翼片９２が当たるまで持ち上げられる。

第６図に詳細に示すように、駆動装置組立体７８は中央の駆動シャフト１０６を 存しており、該駆動シャフト１０６には駆動スプロケット１０８が溶接止めされ ている。駆動シャフト１０６の周囲には、左側スプロケット９４及び右側スプロ ケット７６が取り付けられている。左右の両スプロケット９４．７６は、それぞ れクラッチベアリング１．１０．１１２に連結されている。第３図及び第４図で 見て、右側スプロケット７６が反時計回り方向に回転するとき、該右側スプロケ ット７６及びクラッチベアリング１１２は駆動シャフト１０６を確実にロックし 、該駆動シャフト１０６を反時計回り方向に回転させる。このことは、右側ペダ ル４０を押し下げたときに生じる。従って、駆動シャフト１０６が反時計回り方 向に回転されるとき、駆動スプロケット１０８も同様に反時計回り方向に回転さ れる。右側スプロケット７６が時計回り方向に回転するとき（すなわち、右側ペ ダル４ｏが休止位置戻るとき）には、駆動シャフト１０６及び駆動スプロケット １０８が静止状態に維持されて、右側スプロケット７６及′びクラッチベアリン グ１１２がオーバーランする。従って、駆動シャフト１０６及び駆動スプロケッ ト１０８に対しトルクは一方向のみに伝達される。

第５図に示すように、左側スプロケット９６が時計回り方向に回転されるとき（ すなわち、左側ペダル４２が押し下げられるとき）、左側スプロケット９４及び クラッチベアリング１１０が駆動シャフト１０６に対して確実にロックされて、 該駆動シャフト１０６を時計回り方向に回転させる。左側スプロケット９４が反 時計回り方向に回転されるとき（すなわち、左側ペダル４２が休止位置に戻され るとき）には、駆動シャツ）１０６が時計回り方向に回転し続け、左側スプロケ ット９４及びクラッチベアリング１１０がオーバーランする。第６図に戻って考 察すると、駆動装置組立体７８は、ハブ１１４を介して、ボルト１１６によりプ レート２６に固定されている。ハブ１１４ば、ピンベアリング１１８により駆動 シャフト１０６から分離されている。駆動スブロケッ１−１０８が設けられてい る側とは反対側の駆動シャフト１０６の端部には、スナップリング１２０が設け られている。１つのセパレータ列１２２は、駆動シャフト１０６の周囲に配置さ れるスラストワッシャ１２３、スラストベアリング１２４及びスラストワッシャ １２５から構成されている。また、各セパレータ列１２２により、左側スプロケ ット９４からスナップリング１２０が、ハブ１１４から左側スプロケット９４が 、右側スプロケット７６からハブ１１４が、そして駆動スブロケ・ト１０８から 右側スプロケット７６がそれぞれ分離されている。

注目Ｊ−べき重要なことは、左右のスプロケット９４．７６が互いに独立して作 動し、このため、左右のペダル４２．４ｏを独立して操作できることである。特 にリバリテーション及び医療用に用いる場合には、両ペダル４０．４２が非対称 的範囲で運動できるように構成するのが好ましい。

第３図及び第４図には、駆動装置組立体７８の作動が示されている。左側ペダル ４２又は右側ペダル４ｏのいずれが一方を押し下げると、駆動シャツ）１０６が 反時計回り方向に回転される。

連続チェーン１２６が、駆動スプロヶソ）１０８の歯及びトランスミッションス プロケット１２８の歯と係合している。

トランスミッションスプロケット１２８は、プレート２６の側面に固定されたト ランスミッション（変速機）１３２の入力軸１３０を回転するようになっている 。トランスミッション１３２内には、増速装置として作用する一連のギア（図示 せず）が収容されている。第５図に示すように、入力軸１３０が設けられている 側とは反対側において、トランスミッション１３２には出力軸１３４が設けられ ており、該出力軸１３４はトランスミッションの歯付きプーリ１３６にｖ！：端 している。−例として（この例は限定的なものではない）、出力軸１３４が入力 軸１３０の２０倍の速度で回転するように構成することができる。

プレート２６の一方の側には、ボルト１４０によりオルタネータ（交流発電機） 　１３８が固定されている。このオルタネータ１３８は、電磁石を備えた公知の 発電機である。オルタネータ１３８は、シャフト１４４及び歯付きプーリ１４６ を有している。

トランスミッション１３２のホイール（歯付きプーリ）１３Ｇとオルタネータ１ ３８の歯付きプーリ１４６とは、連続ベルト１４８により連結されている０以上 の説明から理解されるように、オルタネータ１３８を作動させるエネルギはユー ザにより与えられる。

オルタネータ１３８は、リード線１４９を介して、管状部材２４に固定された負 荷抵抗器１５０に接続されている。負荷抵抗器１５０は、オルタネータ１３８の 電気エネルギ出力を吸収することができる。オルタネータ１３８が成る速度に到 達すると、負荷抵抗器１５０に電圧が伝達される。従って、ユーザのなした仕事 （運動）は、熱の形態になって消失される。

また、オルタネータ１３８はコンピュータの制御パネル１５２にも接続されてお り、この制御パネル１５２が第７図に示されている。このコンピュータ制御パネ ル１５２は、ユーザが見易い位置に配置されている。第１図に示すように、制御 パネル１５２は、ハンドレール（傾斜した管状セクション）３２．３４の頂部に 固定されたコンソールアダプタ１５４に取り付けられている。ユーザ・は、制御 パネル１５２に組み込まれた一連のコンピュータプログラム（図示せず）のうち の１つを選択してもよいし、ユーザ自身に適合した速度をセットすることができ る。コンピュータ制御パネル１５２には、直流変圧器（ｄｉｒｅｃｔ　ｃｕｒｒ ｅｎｔ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｔｒａｎ−ｓｆｏｒｓ＋ｅｒ）に接続された家庭用電 源から給電することができる。

コンピュータ制御パネル１５２によるオルタネータ１３８の制御及びモニタリン グは次のようにして行う。オルタネータ１３８のステータターミナル（図示せず ）からの波形信号出力は、制御パネル１５２に入力されて、タコメータ（回転計 ）として使用される。オルタネータ１３８の速度が所定の制御速度以下であると きには、ユーザは仕事（運動）を続けて大きな速度が得られるようにする。オル タネータ１３８が所定の制御速度に到達するまでは、僅かな大きさの電圧が発生 されるに過ぎず、従って加速に対する抵抗は殆ど存在しない。オルタネータ１３ ８の速度が所定速度より大きくなると、発生電圧が負荷抵抗器１５０に印加され 、これにより、オルタネータ１３８が動力学的に制動される。実際の作動におい ては、オルタネータ１３８は１秒間につき数百回断続され、その流体運動による 抵抗と同様な効果が得られる。

本発明による訓練装置１０の作動に際し、ユーザは、ハンドグリップ３２．３４ を掴んで、両ペダル４０．４２上に足を載せる。

ユーザが体重をかけると、ペダルは、床面に近い最下方位置に向かって下方かつ 後方に移動する。次にユーザは、コンピュータの制御パネル１５２の前面に設け られたスタートボタン１５６を押し、キーボード１５８を操作してユーザ自身の 体重をインプットする。次いでユーザは、ユーザ自身のストライド（歩幅）の長 さを快適な長さに調節して、階段昇り訓練を開始する。ユーザの仕事（運動）は メンツ（＋＋＋ｅ　ｔｓ）でモニタリングされかつコンピュータ制御パネル１５ ２のスクリーン１６０上に表示される。ここで、１ノツト（ｍｅｔ）とは、１分 間当りかつユーザの体重１ｋｇ当り３．５聞ｉの酸素量をいう。

ユーザは、訓練装置の速度についていくことができる速度で歩き続けなければな らない、制御パネル１５２にはタイマ（図示せず）が設けられていて、ユーザが 階段を昇る訓練を一定時間停止すると、コンピュータパネルのスイッチが切られ るようになって以上、本発明を添付図面に関連して説明したが、本発明の精神及 び範囲内において、本願明細書に示されかつ示唆されたものとは別の変更を行い 得ることは理解されよう。

国ＦＱ調査報告 １１１１コ「ｌｌ１１０＋１＾口畦Ｃ昌１か１１ｎＮＯＰＣＴＩＵＳ８７１０３ ０５８

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．ユーザが階段を昇ることを模擬化した訓練装置において、（ａ）ベースを備 えたフレームと、 （ｂ）前記ベースに対して垂直になるようにして前記フレームに配置されたプレ ートと、 （ｃ）右側ペダル及び左側ペダルとを有しており、これらの両ペダルは前記プレ ートの両側に配置されており、（ｄ）前記プレートに取り付けられた駆動装置組 立体手段であって、往復運動を連続的で流体的な回転運動に要約する駆動装置組 立体手段を有しており、該駆動装置組立体手段が、右側ペダルのスプロケット、 左側ペダルのスプロケット及び駆動スプロケットを備えており、該駆動スプロケ ットが前記右側スプロケット又は左側スプロケットのいずれかにより一方向のみ に駆動され、前記右側スプロケット及び左側スプロケットが反対方向に自由にオ ーバーランすることができ、（ｅ）前記プレートの両側に配置されていて、互い に独立して作動する右側ペダル手段及び左側ペダル手段を有しており、前記右側 ペダル手段が、上方の休止位置とユーザの体重を受けたときの下方かつ後方位置 との間で前記右側ペダルを往復運動させかつ前記右側ペダルのスプロケットを駆 動すべく係合しており、前記左側ペダル手段が、上方の休止位置とユーザの体重 を受けたときの下方かつ後方位置との間で前記左側ペダルを往復運動させかつ前 記左側ペダルのスプロケットを駆動すべく係合しており、 （ｆ）前記プレートに取り付けられておりかつ入力軸と出力軸とを備えている増 速トランスミッション手段と、（ｇ）前記駆動スプロケット及び前記トランスミ ッション手段の入力軸とを駆動すべく係合している連続チェーンと、（ｈ）前記 プレートに取り付けられた動力学的制動手段と、（ｉ）前記トランスミッション 手段の出力軸及び前記動力学的制動手段と係合している連続ベルトと、（ｊ）前 記プレートに取り付けられた動力学的制動制御及びモニタリング手段であって、 前記トランスミッション手段の速度、前記駆動装置組立体手段及び前記ペダル手 段を制御しかつモニタリングする動力学的制動制御及びモニタリング手段とを更 に有していることを特徴とするユーザが階段を昇ることを模擬化した訓練装置。
2. ２．前記独立して作動する右側ペダル手段及び左側ペダル手段が、（ａ）右側ペ ダルアーム及び左側ペダルアームを備えており、前記右側ペダルアームは、その 一端が前記右側ペダルに枢着されておりかつその他端が前記プレートに枢着され ており、前記左側ペダルアームは、その一端が前記左側ペダルに枢着されており かつその他端が前記プレートの反対側に枢着されており、（ｂ）右側支持アーム 及び左側支持アームを備えており、前記右側支持アームは、前記右側ペダルアー ムに対して平行に配置されていて、その一端が前記右側ペダルに枢着されており かつその他端が前記プレートに枢着されており、前記左側支持アームは、前記左 側ペダルアームに対して平行に配置されていて、その一端が前記左側ペダルに枢 着されておりかつその他端が前記プレートに枢着されており、 （ｃ）右側プーリ輪及び左側プーリ輪を備えており、これらのプーリ輪が前記プ レートの反対側に回転自在に取り付けられており、 （ｄ）右側ペダルチェーン及び左側ペダルチェーンを備えており、前記右側ペダ ルチェーンは、その一端が前記右側支持アームに取り付けられておりかつ前記右 側ペダルのスプロケットと係合しており、前記左側ペダルチェーンは、その一端 が前記左側支持アームに取り付けられておりかつ前記左側ペダルのスプロケット と係合しており、 （ｅ）右側ばね手段及び左側ばね手段を備えており、前記右側ばね手段は、その 一端が前記右側ペダルチェーンの他端に取り付けられておりかつその他端が前記 プレートに取り付けられており、前記左側ばね手段は、その一端が前記左側ペダ ルチェーンの他端に取り付けられておりかつその他端が前記プレートに取り付け られていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の訓練装置。
3. ３．前記プレートの右側カバー及び左側カバーを有していることを特徴とする請 求の範囲第２項に記載の訓練装置。
4. ４．前記動力学的制動手段が、オルタネータ手段と、該オルタネータ手段に接続 されていて該オルタネータ手段の電気エネルギ出力を吸収することができる負荷 抵抗器手段とを備えていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の訓練装置 。
5. ５．前記動力学的制動及びモニタリング手段が複数のコンピュータ制御プログラ ムを備えていて、ユーザが訓練装置の速度を制御することができ、或いは選択さ れたコンピュータプログラムによって訓練装置の速度を制御させることもできる ように構成したことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の訓練装置。
6. ６．前記ベースが、互いに平行に間隔を隔てて配置された１対の管状部材及びこ の平行に間隔を隔てた管状部材に対して垂直な連結管状部材を備えており、前記 フレームが、前記平行に間隔を隔てた管状部材から上方に延びている管状部材を 備えていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の訓練装置。