JPH03502892A - 抗力型体操器具 - 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】 抗力型体操器具 罠乳色艷 本発明は一般的には体操器具に関する。更に詳しくは、本発明は使用者が操作す る抗力壓機構（ｆｏｒｃｅ−ｒｅｓｉｓｔｉｎｇ　ｍｅｃｂ＆ａｉｓｍ）に関し 、使用者が操作する１組の要素（ｅｌｅｍｅｎｔｓ）がら成り、各要素により単 一の運動で筋肉部の断面を増加させる複合的な強化運動が可能となる機構に関す る。

背景技術 特定の筋肉部を強化する様々な体操器具が公知であるが、これらの体操器具は、 人体の主要な筋肉部を全て強化するためには、非常に多種類の運動を実施しなけ ればならない。一般的な体操器具の多数は、個々の運動場所（ｅｘｅｒｃｉｓｅ 　５ｔｓｔｉｏｎ）に積層される固定式のおもりを具備する。使用時には、器具 内に張架されるケーブルの１端に所望の数量のおもりを装着し、ケーブル他端に 装着されて使用者が把持する部材を上げたり、下げたり、引いたり、又は押すこ とでおもりを引き上げる。部材を操作する動作は、通常１直線上、又は１千面上 で実施されるが、円弧上で実施されることもある。

前述の体操器具では、使用者が個々の運動場所で運動して全ての主要な筋肉部の 強化運動するには長時間を必要とする。はぼ−通りの完全な運動に要する運動時 間を短縮することが好ましい。従って、１つの運動場所において単一の運動によ り複雑で複合的な運動を実施する体操器具を作ることが好ましい。更に、使用者 の要求と能力に応じて、即ち１つの複雑な運動の異なる段階で強化される異なる 筋肉部の必要性と能力に応じて、複雑な運動の異なる段階で作用するおもりの重 量、即ち抗力の大きさを変更できることが好ましい。このような体操器具を小型 の７１７一ム構造体で実現することは更に好ましい特徴である。

更にもう１種類の公知の体操器具にブツシュ・プル型の体操器具、即ち漕力強化 器具（ｒｏｖｉｎｇ　ｍ１ｅｂｉ＋＋ｅ）がある。この体操器具により、通常は 流体シリンダによる力に抗して、人体のいくつかの部分について縦方向の運動を 同時に実施できる。しかしながら、ブツシュ・プル運動の全段階を通して流体シ リンダが提供する抗力は均一であるのに、運動の範囲は広く、筋力は大きく変化 する。従って、単一の複合的な動作の異なる段階にて使用される筋肉の筋力に抗 力を調和させ、全身的な広い範囲の運動に効率的に対応できることが好ましい。

漕力強化器具のもう１つの問題は、操作環、即ちオール（ｏａｒｓ）は縦方向の 運動のみに抗力を提供し、漕艇運動の効率を制限することである。

横方向の運動がオール支軸の半径により縦方向の運動に連結され、それ故、横方 向に作用する力に対して効率的に運動できない。従って、ブツシュ・プル運動の 機能を拡張してより効率的に運動を実施するように、横方向に生じる力に対する 運動を含むことが好ましい。

前述の目的及び他の目的を達成するために、本発明による体操器具及びその使用 方法は、実施例及び詳細な説明に記載される以下の構成を含む。

え乳二乳虱 前述の背景技術に対して、本発明の目的は、単一の複合的な運動により人体の主 要な筋肉部を強化可能な改良された体操器具を提供することにある。

更に詳しくは、本発明の目的は、腕部と胴部の全体的で複合的な運動により上体 部を強化する体操器具を創作することにあ目的の１つは、単一の運動の間に縦方 向と横方向の両方の力に対する複合的な腕部の運動を必要とする体操器具を提供 することにある。

更に目的の１つは、単一の運動の間に、後方に背を反る状態から前方に伸長する ように背を伸ばす状態まで胴部を運動させ、胴部全体を強化する体操器具を提供 することにある。

更に目的の１つは、使用者から作用される力に応答し、単一の運動の各段階で作 用する力に応じて運動中に抗力が自動的に増減される抗力発生手段を提供するこ とにある。

更に目的の１つは、複合的な運動の各段階において使用者の体を支持するために 、体操器具の運動可能な範囲を体に合わせて設定することにあり、そうでなけれ ば、てこの原理を考えると使用者が体操器具を操作する能力は過度に制限されよ う。

別の目的の１つは、上体部の運動に使用されるものと同じフレーム構造体と抗力 発生手段を使用し、脚部と下胴部の全体的な運動を提供することにある。

関連する目的の１つは、急勾配登り（ｓｔｅｅｐ　ｈｉｌｌ　ｃｌｉｍｂｉｎｇ ）を模擬する足踏み（ｓｔｘｍｄｉＢ　ＩＢ）体操器具を提供することにある。

本発明のその他の目的、効果及び新規な特徴は、以下の記載において述べる通り であり、以下の記載を吟味すれば当業者にとって自明である上、本発明を実施す ることで更によく理解できるであろう。本発明の目的と効果は、添付された特許 請求の範囲に記載の手段又はその組み合わせにより実現される。

本発明によれば、改警された体操器具は、縦方向に伸長して前端と後端を有する フレーム構造体を含み、フレーム構造体上に前方を向く座席を具備し、使用者は ７レ一ム構造体の正面を向くように座乗する。足掛けは、座席の前方のフレーム 構造体に具備され、脚部をほぼ前方に伸ばした位置で使用者の足を支持するよう に調整される。フレーム構造体は１対の把持可能な操作環を含み、前記座席の左 右両側にそれぞれ１本の操作環を配置し、各操作環は少なくとも、はぼ縦方向に 座席の位置と足掛けの位置の間を、また、はぼ横方向に並置された操作環の中間 位置から分離位置まで運動するようにフレーム構造体に具備される。改良された 体操器具の特徴は可変的な抗力発生手段（ｒ＜５ｉｓｔｓ＋＋ｅｅ　（！ｎｅｒ ｓｔｉＢ　ｍｅａｎｓ）と分力手段（ｄｉｖｓｒｔｉａｌ　ａｓ■ｓ）にある。

抗力発生手段は、縦方向に操作環に作用する力に対して、前後いずれかの方向に 、自動的、可変的に、作用する力に比例する抗力を発生する。分力手段は、操作 環と抗力発生手段を結合し、操作環に縦方向に作用する力を受は取り、力の一部 について作用方向を横方向に変換し、操作環を横方向に撓ませるよう（７ｉｅｌ ｄａｂｌｙ）に強制運動させる。

更に本発明の特徴の１つにより、体操器具の分力手段は、縦方向に前方に作用す る力に応じて操作環を撓ませるように互いに分離させ、縦方向に後方に作用する 力は部分的に作用方向を変換され操作環を近接させる。

更に本発明の特徴は、運動の最前端では慣性力と重力が作用し、使用者の胴部を 前方に牽引して伸長させ、同様に、運動の最後端では腕部と胸部を後方に牽引し て伸長させることにある。

添付図は、明細書の一部であり、本発明による好ましい実施例を図示しており、 明細書の記載と併せて本発明の詳細な説明するものである。

第１図は、体操器具の左側面の斜視図、第２図は、体操器具の上面図、 第３図は、体操器具の別設計のフレーム構造体を示す、フレーム構造体の左側面 図、 第４図は、体操器具のはずみ車の部分を示す、体操器具の断片的な左側面図、 第５図は、上体部により駆動される駆動機構の作用を示す、体操器具の駆動機構 の構造図、 第６図は、脚部と下胴部により駆動される駆動機構の作用を示す、体操器具の駆 動機構の構造図、 第７図は、上体部の運動の開始段階を示す、体操器具の左側面図、 第８図は、上体部の運動の中間段階を示す、第７図と同様の断片的な左側面図、 第９図は、更に進行し、ブツシュ・プル運動の操作桿がほぼ直立する時の上体部 の運動の中間段階を示す、第８図と同様の断片的な左側面図、 第１０図は、ブツシュ・プル運動の操作桿が平衡中心から前方にある時の上体部 の運動の最終段階を示す、第９図と同様の断片的な左側面図、 第１１図は、第１０図と同じ状態にある使用者を示す、体操器具の正面の斜視図 、 Ｍ１２ｒ！！Ｊは、脚部と下胴部の運動の開始段階を示す、体操器具の左側面図 である。

発明を実施するｔ；めの最良形態 抗力型体操器具１０は、フレーム構造体、駆動機構を含み、駆動機構により使用 者は２種類の包括的で複合的な、又は全身的な運動を実施でき、特定の筋肉部を 単独に強化するよりも人体の主要な全ての筋肉部を包括的に強化する。運動は人 体の動作範囲の全体にわたり円滑で自然な動作から成る。第１の全身的な運動は 上体部の運動であり、第２の全身的な運動は脚部と下胴部の運動である。両方の 運動は共通のフレーム構造に具備される一つの駆動機構に対して実施される。

第１図と第２図に示すように、フレーム構造体１２は、運動中の使用者を支持す るだけでなく、体操器具の作動部材を装着する装着部材を支持する。底部１４は フレーム構造体を床面上に安定的に支持し、間隔を置いて左右両側に位置する１ 対の側板１６に結合される。更に、座席１８を頂部として駆動機構を収容する内 部空間を形成する。座席１８は背もたれ２ｏを含み、フレーム構造体は背もたれ を越えて更に後方に伸長し、左右後部把持部２２．２４を形成する。

好ましい７レ一ム構造体は中実又は中空の円筒形状の７レ一ム部材２６から成る 。この部材は左後部把持部２２を形成する第１自由端を有し、第１自由端は下方 に屈曲して背もたれ２゜の左側に近接し、座席１８の左側支持部を形成する。フ レーム部材２６は更に、体操器具１０の前端まで伸長し、下方に屈曲して後方に 向かう前方フレーム部材２８を形成し、更に床面上を後方に伸長して底部を形成 する。フレーム部材２６は、後端にて水平方向に屈曲して前方に向かう横方向間 隔保持部材３０を形成し、体操器具の右側部分においても左側部分と平行に同様 の形状のフレーム部材を形成する。フレーム部材２６の第２自由端は右後部把持 部２４を形成する。左右両側の側板１６はそれぞれ、７レ一ム部材２６の左右両 側に装着され、中央部に箱型構造部を形成してフレーム構造体を強化する。

第３図は、別設計のフレーム構造体であり、前方管部材３２と後方管部材３４を 含む。前方管部材３２は、体操器具の左右いずれかの側にて座席１８から伸長し て、前方フレーム部材２８にて鉛直方向に屈曲して床面上を後方に向かい、中央 部の箱を構造部にて水平方向に屈曲して前方に伸長し、体操器具の反対側におい ても平行に同様の形状のフレーム部材を形成する。

後方管部材３４は、右後部把持部２４から伸長し、背もたれに沿って底部まで下 降し、水平方向にて逆方向に向かう屈曲部３０を経て、体操器具の左側に廻って 左後方把持部２２に至る。

この別設計では、側板１６は、前方管部材と後方管部材を連結し、補助的に底板 ３Ｓに連結される。いずれの設計においても、フレーム構造体の左右両側の管部 材は、内部接続可能であり、必要に応じて第１１図に示す補助的な横方向間隔保 持部材３６により所定の間隔に保持されても良い。

フレーム構造体は、運動に抗力を提供する駆動機構を支持する。第４図に示すよ うに、抗力発生源はフレーム構造体の中央部の箱型構造部に収容されるはずみ車 ３８を含む。はずみ車は、１対の直立する中央部の保持板３９の間にて、横方向 の車軸４０に装着される。保持板３９は、フレーム構造体の中央部の箱型構造部 に装着される。蝶型装着板４１は、はずみ率の車軸４０を支持し、はずみ車への 接近手段を提供する。

運動は、２つ手段のいずれかにより起動される１方向駆動機構を介してはずみ車 に伝達される。第５図は、上体部の運動の場合の運動手段の１つであるブツシュ ・プル桿４２を示し、ブツシュ・プル桿は保持板３９に支持される旋回軸４４に てフレーム構造体に旋回可能に装着される。旋回軸４４は、はずみ車の直前で床 面の近くに位置し、ブツシュ・プル桿が運動可能なように水平な旋回軸を提供す る。旋回軸４４を中心とするブツシュ・プル桿の旋回運動に応じて、はずみ車に 回転運動を伝達する作動手段がブツシュ・プル桿に支軸から離れた位置で接続さ れる。例えば、この作動手段は、その両端をブツシュ・プル桿に接続されるロー ラ＠４６等の長尺部材を含み、ローラ鎖の中間部は鎖歯車４７．４８に係合され 、鎖歯車は１方向クラツチにより軸５０に装着される。軸５０は主駆動手段を作 動させ、はずみ車に回転運動を伝達する。この主駆動手段は、キーで軸５０に固 定されて一体的に回転する駆動用鎖歯車５２を含み、駆動用鎖歯車は輪状のロー ラ＠５４により主従動鎖歯車５６に接続され、主従動鎖歯車はキーで車軸４０に 固定され、はずみ率に回転運動を伝達する。

第５図は、ローラｇ４４６の１端をブツシュ・プル桿４２に装着する装着部材５ ８を含む代表的なローラ鎖の輪の配線経路を示す。ローラ鎖は、フレーム構造体 の中心線に関して一方の側にて後方に伸長し、軸６１に固定される遊び鎖歯車６ ０の上部にに係合し、はずみ車より高い位置に支持される。ローラ鎖は、遊び鎖 歯車６０から下降し、！方向鎖歯車４７の前部に沿って係合し、半円形に近い弓 形を成す。ローラ鎖は、鎖歯車４７から後上方に伸長し、軸６３に固定される遊 び鎖歯車６２上部に係合して下降し、フレーム構造体の底部近傍の軸６５に固定 される遊び鎖歯車６４の後部に沿って係合する。遊び鎖歯車６４の前方にて、ロ ーラ鎖の輪の鎖部分はケーブル部分に結合され、ケーブル部分は前方に伸長し、 鉛直軸を中心として回転する水平な滑車６７に至る。滑車６７においてケーブル 部分の配線経路は逆方向に向かう。遊び鎖歯車６４から滑車６７までの距離は、 少なくとも装着部材５８の最大運動可能距離と同じであり、ローラ鎖は決して滑 車と係合しないし、ケーブル部分は決して遊び鋼歯車と係合しない。滑車により ケーブル部分の復路の経路は体操器具１０の中心線に関し反対側に再配置される 。

ケーブル部分の復路の配線経路は、前述の配線経路に対して平行で横方向に離れ ている。ケーブル部分は軸６５に向かい、遊び鎖歯車６９．７０に係合するロー ラ鎖４６に結合される。

遊び歯車６９．７０は各々、遊び鎖歯車６４．６２と軸６３．６５を共有する。

ローラ鎖は１方向鎖歯車４８に係合し、更に軸６１に固定される遊び鎖歯車７２ に係合する。ローラ鎖は最終的には、前方フレーム部材２Ｂに装着される遊び鋼 歯車７４に沿って逆方向に曲げられ、ブツシュ・プル環上の装着部材７６に接続 される。このように、ブツシュ・プル桿によりローラ鎖の輪が閉じられ、１個の 共通の要素体となる。前述の遊び鎖歯車と軸は、軸５０と同様にフレーム構造体 に支持される。ブツシュ・プル桿４２の前方又は後方への全ての運動は、ローラ 鎖を介して伝達され、１方向鎖歯車４７．４８のいずれかを回転させ、はずみ車 を１方向に回転させる。作動手段のローラ鎖と主駆動手段のローラ鎖の両方に作 用する張力は、それぞれのローラ鎖に係合し、ばねを利用して張力を作用させる 公知の鎖歯車で制御される。

脚部と下胴部の運動の場合、フレーム構造体は右ペダル７Ｂと左ペダル８０を含 み、各ペダルはそれぞれペダル桿８２．８４に装着される。横方向の軸８６はフ レーム構造体の後方近くに装着され、ペダルと反対側の終端部に蝶番を有するペ ダル桿を具備する。各ペダル桿は、１方が下降すると他方が上昇するように互い に装着される。ペダル桿の運動をはずみ車３８に伝達する駆動手段として前述の 手段と同じ手段を使用し得る。ローラ鎖の輪は両方の目的に適切な部材である。

第６図に示すように、代表的なローラ＠８８の配線経路は、ローラ鎖の第１終端 を左側のペダル桿８４に装着する装着部材９０を含む。ローラ鎖は、軸６３に固 定される遊び鎖歯車９２に向かう経路に沿ってフレーム構造体の左側近くを前上 方に伸長し、遊び歯車９２の上部に係合して前下方に伸長し、軸５゜に固定され る１方向調書軍９４の上部に係合する。１方向鎖歯車から、ローラ鎖は、軸９８ に固定される遊び鎖歯車９６上部まで後下方に伸長し、鎖歯車９４の円弧に沿っ て広く、例えばほぼ半円にわたって係合する。ローラ鎖は更に、軸６５に固定さ れる遊び鎖歯車１００に向かって下降し、その後前述のケーブル部分６６に類似 の中央部のケーブル部分１０１に結合される。ケーブル部分１０１は、フレーム 構造体の前端近くの鉛直軸１０４に装着される水平な滑車１０２まで前方に伸長 する。

鎖歯車１００から滑車１０２までのケーブル部分は、ペダル桿のいかなる運動に 対しても、ローラ鎖は滑車と係合せず、またケーブル部分は鎖歯車と係合しない 長さを有する。滑車１０２は復路の経路のためにケーブル部分に対して水平方向 に偏差を与える。

滑車１０２は、滑車６７より大きい直径を宵し、縦方向に滑車６７と１直線上に 位置し、ローラ鎖の輪の復路は、ローラ鎖４６の復路の経路より横方向に外側に 位置する平行な経路を通る。ケーブル部分の復路はフレーム構造体の右側近くを ほぼフレーム構造体に沿って伸長する。ケーブル部分１０１は更に、ローラ鎖８ ８に結合されて後方に伸長し、軸６５に固定される遊び鎖歯車１０６の下部から 上方に伸長し、軸８９に固定される遊び鋼歯車１０Ｂの背部から前上方に伸長し 、軸５ｏに装着される１方向鎖歯車１１０に沿って係合して後上方に伸長し、軸 ６３に固定される遊び鎖歯車１１２上部に至る。ローラ鎖８８の第２終端は、遊 び鎖歯車１１２から下降し、右ペダル桿８２上の装着具１１３に接続される。従 って、いずれか１方のペダル桿の運動によって他方のペダル桿は逆方向に運動し 、１方向鎖歯車９４．１１０により、いずれのペダル桿の動きもはずみ車３８を １方向にのみ回転させる。

はずみ車はその質量を利用して抗力発生源として機能し、はずみ車の回転速度に 応じて抗力が可変的に調整されて使用者から作用される力に抗する。第４図に示 すように、遠心力により作動する摩擦クラッチ、又は制動パッド（ｂｒｌｋｅ　 ｐｓｄ）　１１４等のはずみ車の円濁上に配置される摩擦力付与手段（ｆｒｉｃ ｔｉｏｎｉｍｐｘｒｔｉＢ　ｍｃａｎｓ）は、保持板３９に具備される静止環１ １６に徐々に増大する一様な摩擦力による抗力を提供する。摩擦クラッチ１１４ は、起動されて静止環１１６に接触し、質量を有する裏当て板１１７の質量に比 例する摩擦力を生じる。それぞれの裏当て板は、それぞれの摩擦クラッチ面の裏 面に異なる質量を与えるように、厚さが累進的にことなる板部材であっても良い 。ブツシュ・プル桿４２、又はペダル桿８２，８４が運動するにつれ、はずみ軍 は回転し、使用者から作用される力に応じて回転速度が増加する。はずみ車の回 転速度が増加すれば、遠心力により起動される摩擦クラッチが増加し、自動的に 一様に増加する抗力を使用者の運動に対して提供する。

駆動機構は上体部の運動を実施する適切な動作桿の機構に結合される。必須の要 素体は、運動する使用者に対して抗力発生源として作動する駆動機構と協働する 部材を含む。この機能は、図においては、はずみ車との相互作用に関して既に部 分的に記述されＩ；ブツシュ・プル桿４２に該等する。更に必須の要素体は、抗 力発生源に対して縦方向に作用する力の１部を横方向に作用させる手段である。

特に、ブツシュ・プル桿に具備されるこの手段は、把持可能な操作桿と協働する ような構造であることが好ましく、この手段は前方に作用する力を受は取り、こ の力の１部を横方向に作用させ、操作桿を撓ませるように分離運動させ、又は、 後方に作用する力を受は取り、この力の１部を横方向に作用させ、操作桿を撓ま せるように近接運動させる。

本発明の重要な特徴の１つは、強制的な撓み運動により、使用者は収斂する力と 発散する力を克服しなければならず、使用者がより大きな横方向の力に対抗でき れば、使用者はより早い動作で運動を実施できる。

第１図と第２図は適切な手段の１つを示し、第７図から第１１図に概略を図示す る。本実施例によると、ブツシュ・プル桿４２は横方向に間隔を置いて右支軸部 材１１Ｂと左支軸部材１２０をそれぞれ具備し、支軸部材は、ブツシュ・プル桿 の反対側の端部の旋回軸４４から離れた位置に、フレーム構造体の縦方向の中心 線に対してそれぞれ右側と左側に位置する。それぞれの支軸部材は、左交差棒１ ２２と右交差棒１２４の２本の交差欅の１本に結合される。左交差棒は右支軸部 材に装着され、右交差棒は左支軸部材に装着される。２本の交差棒は支軸部材か らほぼ後方に伸長し、交差棒の長さの中間にて相互に交差し、右交差棒の左支軸 部材と反対側の終端は体操器具の右側に位置し、左交差棒の右支軸部材と反対側 の終端は体操器具の左側に位置する。

右交差棒と左交差棒の支軸部材と反対側の終端はそれぞれ、把持可能な右操作桿 １２６と左操作桿１２８に結合される。第１１図に示すように、操作環は、内側 に屈曲するその頂部に、水平方向に内側に伸長する終端を有する把持部を含み、 使用者は把持部を直接把持する。交差線は操作環に蝶番関節で装着しても良いし 、操作環はフレーム構造体１２に支軸１２９により装着しても良い。支軸装着部 材は、座席に対して縦方向に前方の底部１４の近くに位置する。別設計の実施例 では、両方の交差線は操作環に一体的に結合されても良く、その場合には支軸１ ２９の旋回軸はブツシュ・プル桿の旋回軸４４と一致する。

いずれの構造であっても、使用者が把持する操作環は、縦方向に進むに従って、 支軸１２９の旋回軸を中心に大きく弧を描いて水平方向に近接又は分離するよう な経路上を運動可能である。

第７図から第１１図に示すように、所望の数量のおもり１２５が、図示されるよ うに交差線に具備され、又は動作桿（即ちブツシュ・プル桿）の１部分に装着さ れて、操作環１２６．１２８に結合される。おもりにより、操作環の運動に伴う 質量が増加し、前述のように動作桿に慣性力を提供する。従って、おもりは、そ の作用形態から見て操作環と結合した慣性質量と考えても良い。

動作桿は、使用者の腕部が前方にほぼ伸びて下胴部が背もたれに対してもたれる 時、又は下胴部が座席に対して直立する時に座席の前方に位置する縦方向の平衡 中心を通過するように、フレーム構造体に対して旋回可能に装着される。動作桿 が運動する縦方向の経路は、重心の後方におけるｔｓ１部分と重心の前方におけ る第２部分を含む。おもり１２５は、第１部分での動作桿の前方への運動に対し て質量と抗力を増加させ、更に第２部分での動作桿の前方への運動に対して重力 による慣性力を提供する。Ｘりは同様に、第２ｓ分での動作桿の後方への運動に 対して抗力を増加させ、第１部分での動作桿の後方への動きに対して重力による 慣性力を提供する。平衡中心の位置は、おもり１２５の数量と位置に応じて変化 するが、操作環の支軸１２９との接続点、又は旋回軸４４の近くに位置する。

操作環の縦方向の位置に応じて操作環と交差線の横方向の外側の位置を制限する 手段が含まれる。前方への運動で使用者の両腕が前方に伸長される時には、使用 者に両方の操作環を近接させるように要求しないことが好ましい。この手段は、 右操作桿と左操作桿をそれぞれフレーム構造体１２に結合するケーブル１３０． １３２等の束縛部材を有する。ケーブルのフレーム構造体に対する結合点は、フ レーム構造体と操作環を結合する支軸の縦方向に後方に位置し、例えば座席１８ 又は背もたれ２０の縦方向の位置等の運動経路の後方限界位置の近傍では、両方 の操作環を大きく分離できる。しかし、操作環が運動経路の前方限界位置に接近 する時、例えば足掛け１３６等の位置に接近する時、ケーブルは強く伸張されて 、フレーム構造体上のケーブルの係留位置からの距離を半径とする円弧に沿って 両方の操作環を近接させる。このようにして交差線の使用に伴う機構的な課題は 、例えば操作環の最前端の位置における特定の包絡線内に限定される。

更に、操作環の内側の位置、即ち近接する位置も制限する手段を含む。ブツシュ ・プル桿４２は、交差線１２２．１２４の交差点の縦方向に後方の所定の位置に 停止部材１３４を真備する。操作環１２６．１２８が過度に近接すると、両方の 交差線は互いに停止部材１３４に係止され、操作環を更に内側に運動させること はできない。

足掛け１３６は、例えば前方フレーム部材２Ｂ上にて、フレーム部材２６の前方 に位置調整可能に７レ一ム構造体に支持される。足掛けは座席１８の前方にて座 席より僅かに低い高さに配置され、第７図から第１１＠に示すように、使用者は 肩部をほぼ前方に伸長する状態で足を支持される。支軸１２９の旋回点は足掛け と座席の縦方向の位置の間にあるほうが好ましく、上体部の運動では、操作環１ ２６．１２８は支軸１２９の旋回軸を含む横方向の平面内にて鉛直状態になり、 おもり１２５による慣性力を完全に利用し得る。

使用時において、使用者は体操器具の上部により２つの運動を実施することがで き、背中、胸部、腕部、胴部を完全に強化できる。第７図から第１１図に運動の 範囲を示す。第７図に示すように、使用者は、座席１８に着座し、脚部を前方に 伸長して足掛け１３６にて支持し、弓形の背もたれ２０にもたれ、背中下部の腰 部を背もｊ；れに当てて腹部を伸張させた状態で運動を開始する。開始段階では 、使用者は、後方に位置してほぼ背もたれ２０を含む横方向の平面内にある操作 環１２６．１２８を手で把持する。重りを装着された両方の操作環は、重力によ る抗力と偶力を使用者の手と腕部に提供し、胸部の胸筋、前部三角筋を伸張させ る。第８図に示すように、使用者は、両腕が十分に伸長して両方の操作環が使用 者の上胴部の前方にて接触するまで、操作環を前方に体から遠ざけるように押し 出し、同時に両方の操作環を互いに近接させるように引き寄せる。抗力は、交差 線１２２．１２４の機構的配置によって挾みのように運動する操作環を近接させ る使用者の運動に対して作用し、操作環を分離させる方向に、操作環に作用する 前方への押圧力の総計に直接比例するような大きさで作用する。この運動により 押圧に関わる全ての上体部の筋肉部を強化し得る。

第９１！Ｉに示すように、前方への運動が統いて使用者の腕部は完全に伸長され 、両腕ともその状態に維持される。第１Ｏ図と第１１図に示すように、操作環を 更に前方に押圧することにより、胴部の腹筋は完全に収縮される。運動のほぼこ の段階において、操作環は、平衡中心を含む横方向の鉛直平面、即ち旋回軸４４ と支軸１２９の旋回軸を含む平面を通過し、おもりを装着して惰性と重力を伴う 部材に慣性力が生じ、慣性力により使用者の胴部が前方に牽引されて背中の下部 が完全に伸長される。

前方への運動が完了する時、操作環はほぼ足掛け１３６の縦方向の位置、又はそ れより前方に位置する。

次に続く逆方向の運動では、＄１０図に示すように、最初ケーブル１３０，１３ ２により両方の操作環は近接状態に保持される。第９図に示すように、使用者が 背筋を使用して操作環を後方に牽引する時、胴部は直立し、両方の操作環は牽引 力と挾みのような交差線の運動により近接状態を保持する。従って、使用者は操 作環を分離させるために筋力を作用させなければならない。第８図に示すように 、引き続き操作環を後方に牽引して分離させる時、胃中の上部と下部の筋肉、上 腕二頭筋、後部三角筋は完全に収縮される。最終的Ｉ；は、使用者の背中は再度 弓形になって完全に反り、弓形の背もたれに完全にもたれ、使用者の両方の腕部 は十分後方に引かれる。第７図に示すように、操作環は再度平衡中心を通過する ので、慣性力と重力は更に操作環を後方に牽引し、後方への運動の終点において 腕部と胸部の筋肉部を緩やかに後方に伸張させる。前述の上体部の運動は、上体 部の全ての筋肉部を伸張して収縮させる単一の円滑な連続動作により実施される 。

第１２図に示すように、脚部と下胴部の運動は、急勾配登り又は階段登り等の通 常の運動を模擬する。使用者は、低位置に′あるペダル７８．８０のいずれか１ 万に片足を載せて運動を開始する。もう１方の足は、使用者の体の中心線より前 方の高位置にあるペダルに載せる。把持部２２．２４は、運動中、体を安定させ る。ペダル７８．８０は、使用者の前方の床の高さにある軸８６を中心に旋回可 能であり、軸８６の中心軸から円弧を描くように交互に運動する。押圧力は１回 毎に片脚により提供され、ペダルの運動範囲全体において下方に作用し、駆動機 構による提供される抗力に対抗する。

把持部２２．２４は、水平なＵ字型形状に伸長することにより任意の位置で良く 、鉛直方向と水平方向の両方に複数の握り位置が提供される。更に、使用者の体 を支持するだけでなく、把持部は抗力を作用させる別の手段となる。使用者は手 から、又はフレーム構造体に装着される拘束ベルトを使用することにより抗力を 作用させる。任意の位置を把持し得る把持部により、使用者は多様な姿勢をとり 得る。

使用者による脚部の押圧力に対して駆動機構は自動的に応答し、同等の抗力をペ ダルに作用させる。脚部は、１回につき片脚毎に、前方の高位置のペダルに足を 載せる状態から円弧を描いて脚部を伸長する状態まで運動する。この運動により 下胴部と脚部の全ての筋肉部を完全に使用できる。

体操器具１０の別の特徴は、はずみ車が電子的なセンサにより検知可能な磁力体 を具備し得ることであり、使用者は運動結果の記録を得ることができる。瞬間的 な記録は、医用情報、健康状態の科学的な情報、又は心理学的に刺激を与えて反 応を誘発させるフィード・バックを提供する計算機に送信可能である。

更に、センサの別の用途は、例えば励みとしてビデオ・ゲーム又は映像画面を使 用し、映像情報によるフィード・バックを提供して運動をビデオ・ゲーム上での 競争に変えることにある。

前述の記載は本発明の詳細な説明に過ぎない。本発明の多様な変更、変形は当業 者にとって自明であり、本発明は説明に記載され、又は図示された構成と作用効 果のみに限定されるものではない。従って、全ての発明の変更及び同等の発明は 、続く請求の範囲に記載される発明の範囲に含まれるものである。

国際調査報告

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. １．フレーム構造体、座席、足掛け、及び把持可能な１対の操作桿を具備し、 フレーム構造体は縦方向に伸長し開端と後端を有し、座席は、使用者をフレーム 構造体に対して前方を向いて乗せることができるように、前方を向く配置でフレ ーム構造体に装着され、足掛けは座席の前方でアレーム構造体に装着され、体操 器具使用時に使用者の足をほぼ前方に伸長する状態で支持する上うに調整され、 把持可能な１対の操作桿は座席の左右両側のそれぞれの側に１本が配置され、操 作桿はいずれも、ほぼ少なくとも座席の位置と足掛けの位置の間を縦方向に運動 し、ほぼ少なくとも並置される操作桿の中間位置と分離位置の間を横方向に連動 するようにフレーム構造体に装着される体操器具にして、可変的抗力発生手段、 及び分力手段を含み、可変的抗力発生手段は、操作桿に縦方向に作用する力に対 抗し、該作用する力に比例して前後方向に、自動的、可変的に抗力を発生し、 分力手段は、前記操作桿を可変的抗力発生手段に接続し、体操器具使用時に操作 桿に縦方向に作用する力を受け取り、該作用する力の１部について作用方向を横 方向に変換し、操作桿を撓ませるように押圧し横方向に運動させることを特徴と する体操器具。
2. ２．請求項１に記載の体操器具にして、前記分力手段は、縦方向の前方に作用す る力に応じて、操作桿を撓ませるように押圧し互いに分離するように運動させる 手段を含むことを特徴とする体操器具。
3. ３．請求環に記載の体操器具にして、前記分力手段は、縦方向の後方に作用する 力に応じて、操作桿を撓ませるように押圧し互いに近接するように運動させる手 段を含むことを特徴とする体操器具。
4. ４．請求項１に記載の体操器具にして、前記把持可能な操作桿は旋回可能な装着 部材により縦方向と横方向に独立に運動可能にフレーム構造体に結合され、分力 手段は第１交差棒、第２交差棒及び交差棒装着部材を含み、 第１交差棒と第２交差棒は、それぞれの第１終端を異なる操作桿に結合され、交 差棒の全長の中間部にて相互に交差し、横方向に伸長する交差棒装着部材は、前 記可変的抗力発生手段に結合され、横方向に離れた位置に右側支軸部材と左側支 軸部材を含み、両側の支軸部材はそれぞれ異なる交差棒の第２終端に結合され、 第１交差棒は右側支軸部材と左側操作桿を連結し、第２交差棒は左側支軸部材と 右側操作桿を連結することを特徴とする体操器具。
5. ５．請求項４に記載の体操器具にして、操作桿の旋回可能な装着部材は前記座席 と前記足掛けの縦方向の位置の間のフレーム構造体上に位置し、操作桿を前記足 掛けの縦方向の位置まで前方に運動させるとき、操作桿が旋回可能な装着部材を 含む横方向の平面を透過することを特徴とする体操器具。
6. ６．請求項５に記載の体操器具にして、操作桿に結合される慣性質量は、体操器 具使用時に縦方向の偶力を操作桿に発生させ、操作桿を把持する使用者に伸張す る力を作用させることを特徴とする体操器具。
7. ７．請求項４に記載の体操器具にして、前記交差棒装着部材はプッシュ・プル桿 により前記抗力発生手段に結合され、プッシュ・プル桿の第１終端はフレーム構 造体に旋回可能に装着されて縦方向に旋回運動し、前記プッシュ・プル桿上の第 １終端から離れた位置に交差棒装着部材を具備し、ブッシュ・ブル桿け両側の操 作桿の中間部に位置することを特徴とする体操器具。
8. ８．請求項７に記載の体操器具にして、前記操作桿が横方向の所定位置を越えて 近接運動することを防止する内側位置制限手段を含み、該内側位置制限手段は前 記プッシュ・プル桿に結合される停止部材を含み、停止部材は、２木の交差棒の 交差点から縦方向に後方の交差棒の間にて伸長し、操作桿の近接運動の限界位置 にて交差棒と係合することを特徴とする体操器具。
9. ９．請求項１に記載の体操器具にして、可変的抗力手段は、はずみ車、及びアク チュエータ手段を含み、はずみ車はフレーム構造体に装着され、駆動手段は、前 記操作桿と前記はずみ車を結合して操作桿の縦方向の運動をはずみ車に伝達し、 操作桿の縦方向の運動方向に無関係に、１方向の力をはずみ車に伝達する１方向 駆動手段を含むことを特徴とする体操器具。
10. １０．請求項９に記載の体操器具にして、可変的抗力発生手段は遠心作動の摩擦 力付与手段を含み、遠心作動の摩擦力付与手段は、はずみ車の回転速度に比例す る制動力をはずみ車に作用させることを特徴とする体操器具。
11. １１．請求項１０に記載の体操器具にして、はずみ車はフレーム構造体に対して 回転可能であり、前記摩擦力付与手段ははずみ車に装着される摩擦クラッチを含 み、フレーム構造体ははずみ車の四周を取り囲む環状部材を含み、環状部材は、 フレーム構造体に対して静止しており、制動力の程度に応じた摩擦接触が前記摩 擦クラッチとの間で生じることを特徴とする体操器具。
12. １２．請求項１に記載の体操器具にして、外側位置制限手段を含み、外側位置制 限手段は、フレーム構造体と前記操作桿の間に装着され、操作桿の横方向の位置 に応じて前記操作桿の横方向に分離する運動を制限することを特徴とする体操器 具。
13. １３．請求項１に記載の体操器具にして、ペダル軸、左側ペダル桿、右側ペダル 桿、ペダル、アクチュエータ手段を含み、ペダル軸はフレーム構造体に装着され 、左側ペダル桿と右側ペダル桿は、それぞれの第１終端をペダル軸に結合され、 半円以下の円弧を描くように運動し、ペダル軸からほぼ後方に第２終端まで伸長 し、ペダルは、左右両側のペダル桿のそれぞれの第２終端の近くに装着され、 アクチュエータ手段は、１方のペダル桿を下降させるともう１方のペダル桿が上 昇するようにペダル桿を結合し、前記アクチュエータ手段は前記左右両側のペダ ル桿を前記可変的抗力発生手段に結合することを特徴とする体操器具。
14. １４．請求項１３に記載の体操器具にして、把持手段を含み、把持手段はペダル 桿より高い位置にて前記フレーム構造体に具備され、体操器具使用時に前記ペダ ル上に立った状態の使用者に安定と胴部の支持のための把持部を提供することを 特徴とする体操器具。
15. １５．請求項１４に記載の体操器具にして、前記把持部は上方把持部と下方把持 部を含むことを特徴とする体操器具。
16. １６．座席、フレーム構造体、把持可能な運動桿組立体、及び抗力発生手段を具 備し、 フレーム構造体は座席を支持し、連動桿組立体は前記フレーム構造体に支持され 、アレーム構造体に対して運動し、運動桿組立体は１対の操作桿を含み、操作桿 は、座席の横方向の両側のそれぞれの側に１本ずつ配置され、体操器具使用時に 座席に着座する使用者が把持するためにほぼ座席の高さの位置に把持区域を有す る体操器具にして、 前記操作桿は、枢着部によりフレーム構造体に装着され、枢着部上で中間位置と 横方向分離位置との間の横方向移動経路及び縦方向移動経路の両方を運動可能で 、横方向及び縦方向移動経路は互いに独立であり、 前記枢着部は、運動桿組立体の平衝中心が縦方向の移動経路の振幅の中間にて枢 着部の位置を通過するように操作桿の縦方向の移動経路に関して前置され、操作 桿が重力に誘引されて平衝位置から離れて縦方向に前方又は後方に運動するよう にし、分力手段は、操作桿に対して前方に作用される力に応じて、体操器具使用 時に操作桿を撓ませるように押圧し前記横方向の分離位置にまで運動させ、更に 操作桿に対して後方に作用する力に応じて、体操器具使用時に操作桿を撓ませる ように押圧し前記中間位置まで運動させ、 抗力発生手段は、前記分力手段により操作桿と結合され、操作桿の前方と後方へ の運動に対して、操作桿の縦方向の運動速度に応じた抗力を可変的に発生するこ とを特徴とする体操器具。
17. １７．請求項１６に記載の体操器具にして、前記分力手段は、プッシュ・プル桿 、伝達手段、及び１対の連結棒を含み、ブッシュ・プル桿はアレーム構造体に旋 回可能に装着され、伝達手段は、前記プッシュ・ブル桿を前記抗力発生手段に結 合し、プッシュ・プル桿の運動を抗力発生手段に伝達し、１対の連結棒はそれぞ れ異なる前記操作桿を前記プッシュ・プル桿に結合し、前記連結棒は縦方向に対 して角度を有し、斜め後方にて互いに外側に向かう横方向の操作桿との結合位置 からプッシュ・ブル桿の位置する横方向の中間位置に向かい、操作桿に対して前 方に作用する縦方向の力は部分的に転換され、操作桿を撓ませるように押圧し分 離運動させることを特徴とする体操器具。
18. １８．請求項１７に記載の体操器具にして、前記連結棒は操作桿とプッシュ・プ ル桿の間にて互いに交差することを特徴とする体操器具。