JPH05503225A - 人間の身体の運動器具 - 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】 本発明は、人間の身体を運動させるための運動器具に関する。

本出願は、１９８８年３月２５日に出願された一部継続特許出願第１７２，９２ ７号（発明の名称「人間の身体の運動に用いられる器具」）であり、この出願は 更に１９８７年３月２６日に出願された特許出願第０３０，３９７号と関連があ る。

従来の技術 人間の身体の運動に用いられる従来設計の器具は典型的な例では、器具の利用者 によって直線状に加えられる力に抵抗する。たとえば、バーベル、或いは利用者 がロープを引っ張ってウェイトを垂直方向のレールに沿って上下に摺動させるウ ェイトとプーリを含む運動器具、或いは運動設備を考えられたい。これらの運動 設備では、器具利用者に対する反力としての抵抗は、器具利用者の身体に対する 運動設備の相対的位置にかかわらず一定の大きさである。

過去数年間において、最適な運動効果は、抵抗の変化する運動器具の使用により 得られていた。かかる運動設備は、運動と関連のある動作を行っている際に器具 利用者に非線形の（非直線状の）可変抵抗を及ぼす。たとえば、器具利用者とウ ェイトとの間に位置した可変半径カムを有するノーチラス（Ｎａｕｔｉｌｕｓ） に注目されたい。かかるカムを回転させるには、漸増する力をカムの回転の各位 置で加える必要がある。

しかしながら、大抵の可変抵抗運動器具は容易には持ち運べない。というのは、 かかる運動設備は重く且つ複雑な構成なので持ち運び容易な運動器具に対する一 般的な要望を満たすことができない。たとえば、出張に出る人がノーチラス運動 器具組立体一式を容易に運ぶことは不可能である。

軽量で、従って、明らかに携帯可能な可変抵抗運動器具を開発する必要がある。

かかる運動器具の設計及び開発は、新技術を盛り込む必要がある。人間の身体に 対する運動器具の近接性に起因して、かかる運動器具は操作が安全であるべきで ある。また、かかる装置は製造が容易であり、大量生産に適し、充分に長持ちす ることが必要である。特に、運動器具の寿命は、器具は破損に至るまでに少なく とも半年そこらはもたなければ、という購入者の期待を満足させるほどの使用回 数（サイクル）を可能にすべきである。かかる運動器具は通常の使用期間である ６力月間で約１８．０００〜２０，０００回も使用されることになることが容易 に計算できる。この利用回数は行っている特定の運動に基づいて、ロッドに生じ る歪みを変化させることになる。最も激しい歪みはロッドを雫（ｔｅａｒ　ｄｒ ｏｐ）の状態に曲げてその両端部の接触時に生じる。したがって、かかる運動器 具の材質の選定には特別な注意を払う必要がある。

関連の米国特許出願第０３０，３９７号では、運動器具は、靭性のある硬化可能 な樹脂部分及び本質的に長さ方向のガラス繊維フィラメントの混合物から形成さ れた可撓性ガラス繊維ロッドを有する。ロッドの両端を握ってロッドを曲げて両 端部を互いに接触させるためには、加える力を次第に強（しなければならない。

ロッドの抵抗が可変であるという特徴は、ロッドの周率半径の減少につれて、ロ ッドの外周部に位置するガラス繊維フィラメントに加えられる歪みが増大するこ とによって生じる。

疲れ寿命を１８．０００回にするという要件を満たす可能性について評価するた め、直径が１／４′及び直径が３／８′のロッドを試験した。その目的は、破損 しないで約１００００回の使用を可能にすることであり、各使用サイクルにおい てロッドを雫の形状にして両端部を接触させる。これを行うと、購入者は、約１ ８．０００〜２０．０００回の使用を見込め、各サイクルの歪みは非常に小さい レベルから最大レベル、即ち棒の両端部を互いに接触させる時に生ずる最大レベ ルまで変化する。ロッドを製造するのに種々の樹脂及び繊維を用いた。試験の結 果は次に示す通りである。

（以　下　余　白） 直径１／４インチ・長さ５フイートのロッドＤＯＷ　４１１／Ｅ−ガラス　５０ ７ 本■Ｐ８５２０／Ｅ−ガラス　１２０４Ｒｙｔｏｎ　ＰＰＳ／Ｅ−ガラス　２０ １４９３１０／３２−ガラス　６８３２ ＩＰ８５２０／ＰＥＴ繊維　６０００ 孝ＤＯＷ　８０８４／Ｅ−ガラス　７ ＤＯＷ　４１１／Ｅ−ガラス　８ Ｓｈｅｌｌ　８２８＋８７１／Ｅ−ガラス　７００傘伸び率が１２％の樹脂 かかる試験結果から明らかなことは、円形横断面のロッド（直径が１／４インチ と３／８インチのロッドの両方）の曲げ疲れ性能は、運動ロッドの許容しうる程 度の寿命を実質的に下回るということである。たとえ直径が１／４インチのロッ ドであっても疲れ寿命に課される要件を満たさないということに鑑みて、従って 運動器具用ロッドについて繊維強化引抜成形ロッドを用いればよいという案は非 常に疑問である。可撓性の伸び率が大きな樹脂を含む種々の樹脂を用いることに よってロッドの疲れ寿命を改善する努力がなされた。しかしながら、試験結果か ら明らかなように、樹脂それ自体の変更は１０，０００回の寿命に課される要件 を満足するようロッドの疲れ寿命を実質的に改善することはできない。種々の高 性能の繊維を用いると、Ｓ−２ガラス・ロッドの試験結果によって示されるよう にロッドの疲れ寿命が改善される場合がある。しかしながら、高性能の繊維のコ ストに鑑みて、製品の市場性が損なわれる場合がある。ポリエステル繊維で強化 したロッドは運動器具としてのロッドの疲れ寿命に対する要件を満足したけれど も、ポリエステル繊維それ自体はロッドの適当な剛性に関する性能を発揮せず、 使用の繰り返しの後、ロッドは恒久的な曲げ部（円弧の形）を生じたことに注意 しなければならない。

雫の形に曲げられた運動器具ロッド中に生じた最大曲げ応力は次のような文献、 即ちフリッシューフエイ、アール（Ｆ　ｒ　ｉ　ｓ　ｃｈ−Ｆａｙ、　Ｒ−）著 「撓み棒（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ　Ｂａｒｓ）Ｊ　Ｌｏｎｄｏｎ、Ｂｕｔｔｅｒｗｏ ｒｔｈｓ上式において、２Ｌはロッドの長さ、Ｅはロッドの長さ方向縦弾性率、 ２ｃはロッドの横断面の高さである。運動器具ロッドのガラス含有量は約７３〜 ７５重量％、又は、約５５〜５７体積％であった。それゆえ、運動器具ロッド内 の一方向複合材料について次の特性を推定できる。

Ｅ−ガラス繊維のロッド Ｅ　＝　６．　０　Ｍｓｉ Ｘｔ＝　１．４０　−　１．５５　ｋｓｉ　（極限引張強さ）Ｓ−２ガラス繊維 のロッド Ｅ　＝　７．　１５　Ｍｓｉ Ｘｔ＝　２３０　−　２４３　ｋｓｉ　（極限引張強さ）一般に、Ｅの値及び極 限引張強さＸの値は、種々の樹脂で僅かに異なるであろう。しかしながら、検討 した複合システムについての実験データがないために、試験に関しては、これら は全ての樹脂について同一の物であると仮定した。

式（１）を用いると、長さが５フイート、直径が１７４インチのＥガラス及びＳ −２ガラスロツド中に生じた最大曲げ疲れ応力はそれぞれ１０５．４ｋｓ　１％ １２５．６ｋｓｉである。Ｅガラス及びＳ−２ガラスロツドについての曲げ疲れ 応力の値は対応の複合材料の静的引張強さよりも小さいけれども、これらの値は 非常に大きすぎて運動器具ロッドの所要疲れ寿命を得ることはできない。これら の疲れ応力におけるロッドの疲れ寿命を推定のため、運動器具ロッドで用いられ た種々の複合材料の疲労曲線を得ることが必要である。特に、引抜成形法によっ て作られた複合材料の疲労曲線を得ることが一層適切な方法である。かかる曲線 は容易には入手できないであろうことは明らかである。というのは、このような 曲線を得るには費用がかかり時間もかかるからである。それゆえ、疲れ応力と破 損に至るまでの使用回数の適当な関係をＥ−ガラス及びｓ２−複合材料について この試験で用いた。これについては、Ｈａｈｎ、Ｈ，Ｔ、、Ｈｗａｎｇ、Ｄ、Ｇ 、、ａｎｄ　Ｃｈｉｎ、Ｗ、に、、Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　Ｖａｃｕｕｍ　ａｎ ｄ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｎ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｐｒｏｐｅｒｔｉ ｅｓ　ｏｆ　５２−Ｇｌａｓｓ／Ｅｐｏｘｙ、”　Ｒｅｃｅｎｔ　Ａｄｖａｎｃ ｅｓ　ｉｎ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　ｉｎ　Ｖｉｎｓｏｎ／Ｔａｙａ、ＡＳＴＭ 　ＳＴＰ　８６４．ｐｐ、６００−６１８に記載されている。Ｅ−ガラス複合材 料については、次式が得られる。

ＳＦ／　Ｘｔ＝　１．０　０．１　・ｌｏｇｌｇ　（Ｎ）　−（２）また、Ｓ２ −ガラス複合材料については次式が得られる。

（３）は恣意的に作ったものではなく、ある均等な複合材料のシステムについて の既知の実験データに基づいて作成されているということを指摘しておく。式（ ２）及び（３）を用いて得た予想疲れ寿命と実験によって得た結果との比較が１ ／４インチ及び３／８インチ直径のロッドの両方について下記に示す。

直径１／４インチ、長さ５フイートのロッド破損に至るまでの　破損に至るまで の 樹脂／繊維の種類　実際の回数　予想回数ＤＯＷ　４１１／Ｅ−ガラス　５０７ 　２９６−１５８５本ＩＰ８５２０／Ｅ−ガラス　１２０４　２９６−１５８５ Ｒｙｌｏｎ　ＰＰＳ／Ｅ−ガラス　２０１４　２９６−１５８５９３１０／Ｓ２ −ガラス　６８３２　４９４６−７６５５ＩＰ８５２０／ＰＥＴ繊維　６０００ ０　−直径が３／８インチ、長さが５フイートのロッド破損に至るまでの　破損 に至るまでの ＤＯＷ　４１１／Ｅ−ガラス　８１ Ｓｈｅｌｌ　ｌ１２ｇ＋８７１／Ｅ−ガラス　７００　１傘伸び率が１２％の樹 脂 上記の比較から分かることは、かなり良好な相関を実験結果と式（１〜３）を用 者にとっては良い運動になるほど剛性のある運動器具を設計する必要がある。

選択された高さの短軸を備え、横断面の幅は好ましい実施例では、横断面の高さ の２〜７倍である（図２参照）。

より詳細には、図２に示すような所望の幾何学的横断面形状は、下記のＳ−２ガ ラス繊維及びエポキシ樹脂で構成された長円形物についての表１に示されている 。

（以　下　余　白） 表１ 女性用　４フイート、６インチ　０．６４７０８　０．１８４男性用　５フイー ト、８インチ　０．７４７６２　０．２３男性用　５フイート　０．８１３５８ 　０．２０５チヤンピオンモデル　０．９２６００　０．２３（５フイート、８ インチ） て雫の形にして両端が触れるようにするまでには、３５ポンドの力が必要になる 短くなる。このため、運動器具は、利用者が器具の両端で手を所望の位置に配置 明の特徴は、当業者には周知の例えばステンシルや他のマーク付けのようなマー カ一手段を運動器具に設けて器具を一方向だけに曲げさせるようにする。

さらに、安全性と耐久性の両方を備える運動器具を製造するため、長円形横断み 点における運動器具の外側フィラメントの予想又は実測の伸び率よりも大きな最 大撓み点における運動器具の外側フィラメントの予想又は実測の伸び率の２〜８ 倍の設計極限伸び率を備える必要があり、また、合格レベルの曲げ疲れ寿命を与 えるに足る靭性を備えるべきである。フィラメントは、運動器具の外側フィラメ ントの予想又は実測の伸び率よりも最少限１％〜２％大きい設計極限伸び率を備 える必要がある。

最終的な設計の運動器具では、樹脂部分は、シェル・エポン（ＥＰＯＮ：登録商 標）９３１０樹脂及びＳ２ガラス又はシェル・エポン（ＥＰＯＮ＋登録商標）８ ２８樹脂及びＳ２ガラスから成るのが良い。

したがって、本発明は、運動器具を、樹脂と、最大撓み点における器具の外側フ ィラメントの予想又は実測の伸び率よりも大きな設計極限伸び率を備えた本質的 に長さ方向に配向したフィラメントの硬化可能な混合物で構成することに特徴が ある。

本発明の目的は、繊維強化材の種類及び含有体積百分率の直接的な結果として得 られる、運動器具の両端への力に対する抵抗が可変である持ち運び容易な運動器 具を製造することにある。

本発明のもう一つの目的は、安全で耐久性があり、真っ直ぐ度を保ち、有効寿命 を通じて弓そりの度合いが僅かに過ぎない運動器具を製造することにある。

これらの及び他の目的及び特徴並びに本発明の利点は、添付の図面を参照して以 下の詳細な説明を読むと明らかになろう。

図面の簡単な説明 図１は、非撓み状態で示す本発明の運動装置の全体図である。

図２は、図１の２−２線に沿って見た横断面の略図である。

図３は、図１に示す図３の領域の横断面略図である。

図４は、撓み状態の運動器具のフィラメント・マトリックス手段を示す略図であ り、明確化のため、押出し成形外部ゴムシース及び握りは示していない図である 。

図５、図６、図７及び図８は、図３の握り及びハンド・リテンション手段の変形 例の略図である。

好ましい実施例の説明 全図１〜図４を参照すると、運動器具が、好ましい実施例では、樹脂１８を含浸 させた硬化可能なフィラメント１７の混合物で構成されるフィラメント・マトリ ックス手段１２を有するものとして図示され、フィラメント・マトリックス手段 １２の横断面は矩形、より好ましくは長方形である。

運動器具１０は変形例では、ニューシャーシー州ロックリー・リンクドライブ（ Ｌｉｎｋ　Ｄｒｉｖｅ、　Ｒｏｃｋｌｅｉｇｈ、　Ｎｅｗ　Ｊｅｒｓｅ７）所在 のバーリントン・グラス・ファブリツクス争カンパニー（Ｂｕｒｌｉｎｇｔｏｎ 　Ｇａ５５　Ｆａｂ「ｉｃｓ　Ｃｏｍｐａｎｙ）によって製造された１平方フイ ート当たり０．００７６８ポンドの重量の“ネクサス”　（ＮｅＸｕｓ）のよう なベール・スタイル・ナンバー１１１〜１１０または０２９のような表面ベール を有してもよい。ベール１４の構成材料は主としてポリエステルであるのがよい が、他の材料、例えばナイロンを使用してもよいことは良く知られている。ベー ル１４を、フィラメント・マトリックス手段１２の製造の際、その外周部１６の 周りに形成して化学的にこれに結合するのがよい。ベール１４はフィラメント・ マトリックス手段１２を包囲することになる。その目的は、フィラメント・マト リックス手段の本体からちぎれる場合のあるフィラメント１７を包み込んで器具 １０の利用者を保護することにある。

運動装置１０は、フィラメント・マトリックス手段１２の端部のそれぞれに使用 可能な状態で取り付けられた把持手段３３．３３Ａを更に有し、把持手段は好ま しい実施例では、運動装置１０の端部上に例えば圧嵌めすることによって、運動 装置１０の各端部の周りに設けられた中空の握り３４．３４Ａがら成る。握りは 好ましい実施例では、カリフォルニア州ポーモナ・マーキュリ−・サークル２４ ４所在のＡ−Ｍ−Ｅ・マニファクチャリングによって製造された３／４′棒のた めの“ＴＲＩ”握り本体を備えた射出成形黒色熱可塑性ゴム“ＪＥＴ−３ＫＩ” 握りからなる。

また、運動装置１０は、フィラメント・マトリックス手段の２つの端部のそれぞ れに使用可能に取り付けられたハンド・リテンション（脱落防止）手段３５．３ ５Ａを有していることが分かる。且つハンド・リテンション手段３５．３５Ａは 一実施例では、ニューヨーク州すウス・オステリツク、ピーオーボックス１６４ に所在のグラッディング・コーテージ・コーポレーション（Ｇｌａｄｄｉｎｇ　 ＣｏｒｄａｇｅＣｏｒｐｏ「ａｔｉｏｎ）によって製造された５／３２インチ・ フラット・編組パラライン（ＰＡＲＡＬＩＮＥ）芯なしナイロン又はポリプロピ レン・コードから形成されたコード又は紐３０を有する。かかる紐の長さは約２ １−３／４　（２１，７５）インチであり、これら両端を開口部３１に通してワ ッシャ２１の後ろで結び目３２を作って止めている。かかるハンド・リテンショ ン手段は、運動装置１０が器具利用者から脱落した場合に、器具利用者からの運 動器具１０の非制限的な移動を制限することによって近くに居る人を適切に保護 している。

もし運動器具利用者の手から運動器具の端から滑り落ちたとしても、運動器具の 制限的な運動の同一の機械的な結果を達成するその他多くの型式のハンド・リテ ンション手段を用いても良いことは十分理解されるべきである。

運動装置１０は外部保護シース１９を有しており、この外部保護シース１９は一 実施例では、フィラメント・マトリックス手段の外周部１６の周りに形成された ８０デユロメーター・ノンマーキング・スチレン−ブタジェン・ゴムで構成され ている。外部保護シースはさらに、外部保護シースの外面２２と短軸２１の１つ の交点に対して位置したマーク付は手段２０を有している。マーク付は手段は、 外部保護シースの外面上に取り付けられた任意適当なマーク付けまたは刷り込み ラベルであるのが良い。その目的は、運動器具１０の利用者が運動器具１０を常 に一方向に曲げることができるようにすることにある。運動器具１０を何れかの 方向に逆向きにサイクル動作で曲げたり、或いは、でたらめに曲げたりしないよ うにすれば、運動器具の破損に至るまでの使用回数が著しく少なくなることは無 いようになる。マーク付は手段２０は文言、例えば「この方向に曲げよ」であっ てもよい。

外部保護シースは例えば一実施例では、フィラメント・マトリックス手段の製造 後、フィラメント・マトリックス手段を、例えばテキサス州ブレナム・ピーオー ・ボックス６２４・エフエム３８９８ハイウエイ２９０に所在のゲーゾ・モール デッド−プロダクツ・カンパニー　（ＧａＩｅｓ　Ｍｏ１ｄｅｄ　Ｐｒｏｄｕｃ ｔｓ　Ｃｏ、）から入手できるサーモセット・ゴム押出機、又はテネシー州ロツ クスヴル、ビーイング・ツルウェイロード２６３６所在のビニレックス・コーポ レーション（ＶｉＢｌｅｘ　Ｃｏｒｐ、）から入手できる熱可塑性ゴム押出機を 用いることによって、例えばフィラメント・マトリックス手段の外周部の周りに 形成される。

外部保護シース１９を、オハイオ州ウェスト・アレクサンドリア、１０エレクト リツク・ストリート所在のウィツトテーカ−・コーポレーション−ダイトンディ ビジョンによって製造されたゴＨＴＸＯＮ”　（登録商標）Ｏ８Ｎ−２溶剤型塗 料によってフィラメント・マトリックス手段の外周部１６に化学的に結合しても よいことは十分理解すべきである。

図２に示すように、フィラメント・マトリックス手段の横断面形状は、幅２４を 持つ長軸２３によって定めることができる。運動器具１０の製造の際に用いられ るべき最終の幅２４及び短軸２１の高さ２５は上記の表１に示されている。好ま しい実施例では、外部保護シースはフィラメント・マトリックス手段の外周部１ ６からの離隔距離は最短、０．０７５インチであり、マトリックス手段を保護シ ース内に安全に封じ込めるようになっている。外部保護シースは好ましい実施有 し、フィラメント・マトリックス手段１２の表面から繊維が剥離する恐れがある フィラメント・マトリックス手段の部分よりも上のシース１９の厚さを最大にす ると共に利用者の快適さを増進する。このように、安全な運動器具１０を製造す る。

表１に示されている幅寸法及び高さ寸法を検討すると、好ましい実施例では横断 面の幅はその高さの２〜７倍になることが分かる。フィラメント・マトリックス 手段１２の製造を容易にするため半径が１／１６″の横断面の隅或いは角に設け られるのがよい。ただし、他の矩形横断面を用いても、作用上同一の効果を達成 できることは十分認識すべきである。

フィラメント・マトリックス手段の製造の材質を正しく選択することは、運動器 具の使用中、運動器具が受ける予想応力、歪み及びその結果中じるフィラメント の伸び率の分析から始まる。２つの端部に繰り返し加えられる力の大きさは比較 的良く知られているので（１０〜５０ボンド）、外周部の近くのフィラメントの 伸び率は、湾曲したビーム設計から得られる周知の応力と歪みの式を用いて計算 できる。また、外部保護シース１９のために用いられる弾性材料は表面近傍の繊 維に対しある程度の指示を与えて応力を幾分緩和し、それによりフィラメント・ マトリックス手段１２の寿命を延ばす。

運動器具の繊維上の任意の点における応力（Ｓ）はフィラメントの弾性率“Ｅ” が分かればまり、単位歪みまたは歪み度“ｅ”３７も容易にめることができる。

これについては例えば、フィラメント・マトリックス手段に繰り返し加えられる 力が矢印Ｆｌ（３８）及びＦ２（３９）で示されている図４を参照されたい。こ れらの力３８．３９はフィラメント・マトリックス手段を曲げて湾曲した雫のよ うな形状にして、両端部が端近接距離４１だけ離れているようになる。

湾曲したフィラメント・マトリックス手段の下方部分は、中立軸線４５、半径Ｒ ＮＡ４３、外側半径Ｒ○４４、（フィラメント・マトリックス手段の長さ４６に 沿って定まる中立軸線４５）、全厚Ｔｌ　（４７）及び中立軸線４５がら、最大 伸びを受ける外周部上の外側フィラメント３６までの厚さＴ２　（４８）を有す るよう見える。

単位歪み（ｅ）３７は、例えば、量（ＲＯ−ＲＮＡ）を量（ＲＮＡ）で割れば得 られる。当業者が利用でき且つ理解可能な他の式を用いても、フィラメント・マ トリックス手段１２の外側フィラメント３６に生じる最大応力を計算することが できる。

予期できるように、中立軸線４５は、フィラメント・マトリックス手段の曲率の 増大につれ、半径４４．４３の原点４９の直ぐ近くに位置するようになり、最大 応力、従って最大フィラメントの伸び率が、半径ＲＯ（４４）で生じることにな ろう。フィラメント・マトリックス手段の曲率が増大すると、中立軸線４５は原 点４９に向かってシフトするので、その結果半径ＲＯに沿って応力が非線形的に 増大し、その結果、運動器具１０の抵抗が変化するという特徴か得られる。

外側フィラメント３６におけるフィラメント・マトリックス手段の予想されるま たは実際の応力、歪み及び伸び率を計算により、又はプロトタイプの器具の実測 によって一旦求めると、好ましい実施例では、特定の物質的特性を備えるフィラ メントを、最大応力位置にあるフィラメント３６の予想または実測の伸び率より も大きな設計極限伸び率を備えるよう選択するのがよい。同様に、好ましい実施 例では、樹脂部分を、最大撓みの位置における運動器具の外側フィラメント３６ の予想または実測の伸び率の２〜８倍の設計極限伸び率を有するよう選択するの がよい。

樹脂部分は典型的には、樹脂及びその関連の硬化剤、安定剤、促進剤等（これら は当業者には周知である）だけではなく、充填剤、例えばタルク等をも含むこと は十分理解されるべきである。

従って、プロトタイプの運動器具を正しく計算して試験すると、選択された長さ 及び特定の厚さＴｌ　（４７）と中実軸線４５に沿って定まる長さ４６を備えた 選択された幾何学的な長方形横断面を備えたフィラメント・マトリックス手段の 、最終設計が得られることになる。

フィラメント・マトリックス手段内部のフィラメントの少なくとも一部は、中実 軸線と平行に配向していて、必要な可変抵抗の度合いを与えている。好ましい実 施例では、フィラメント・マトリックス手段を、フィラメント１７を含む連続ロ ービングの本質的には全部を中実軸線４５と平行に配向させる引抜成形法によっ て形成する。

フィラメントの一部は、硬化後の樹脂部分内で寸法形状が安定し、或いは固定さ れた状態になって、最大曲げ応力及び伸び率が生じるフィラメント・マトリック ス手段の外周部の付近に存在するようにすべきである。

樹脂部分は引抜成形法においては周知のようにフィラメントを包囲することにな る。

より詳細には、直径が３／８インチ、長さが６フイート、伸び率の計算値が約１ ．６％のプロトタイプの運動器具に対して試験を行った結果、フィラメントは約 ２％〜約６％の設計極限伸び率を有し、樹脂は上述のフィラメントと一緒に用い られる場合約４％〜約１２％の設計極限な伸び率を有するべきであることが確認 された。

従って、一般的にいって樹脂は最大撓み点における運動器具の外側フィラメント の予想されたまたは実際の伸び率の約２倍〜８倍の設計極限伸び率を有するはず である。

運動器具に強度をもたらす主要な要因はフィラメントなので、好ましい実施例で は、フィラメントはフィラメント・マトリックス手段の全体積のうち約３５体積 ％〜約７０体積％の量でフィラメント・マトリックス手段内に存在する。フィラ メントの体積百分率を３５％以下にすると、合格品としての運動器具を得るため の制御が困難な繊維分布の運動器具が作られることになる。７０％以上では、フ ィラメントの全ての周りに適当な樹脂の被覆を施すことが困難になる。

フィラメント１７は一実施例では、７２°Ｆの温度状態における引張り弾性率が １２．６ｘｌＯ６、設計極限伸び率が破損前に５．４％の連続“Ｓ−２ガラス” のガラス繊維から成る。

当然のことながら、フィラメント１７は、連続“Ｅ−ガラス”ガラス繊維、“Ａ −ガラス”ガラス繊維、ポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維、アクリル系繊 維、モダクリル繊維、レーヨン繊維、アセテート繊維、フルオロカーボン繊維、 ナイロン繊維及び（または）上述の繊維の組合わせ配合物からなる群から選択さ れることは十分理解されるべきである。全繊維の一部は運動器具の真直度を維持 するためガラス繊維フィラメントを含む必要があることに注目されたい。例えば 、全てポリエステル繊維のフィラメント・マトリックス手段は繰り返し撓曲させ ると恒久的な曲げ部が生じるであろう。

樹脂部分１８は好ましい実施例では、テキサス州ヒユーストン所在のシェル・ケ ミカル・カンパニー　（Ｓｈｅｌｌ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　ＣｏｍｐａＢ）によっ て製造された破損前の設計極限伸び率が約４〜７％のシェル・エポキシ樹脂８２ ８を含む。

当然のことながら、樹脂を、ビニル・エステル樹脂、熱可塑性樹脂及び（または ）、例えば無水物硬化物を備えたエポキシ樹脂からなる群から選択してもよいこ とは十分に理解されるべきである。

フィラメント及び樹脂部分を選定すると、これらを、繊維を長さ方向軸線から３ °未満の角度で全て配向させる引抜成形法又は他の方法を用いることによって組 合せるのがよい。どのような方法を用いようとも、フィラメント・マトリックス 手段の形成中、表面ベール１４をフィラメント・マトリックス手段の外周部に設 けるのがよい。次に、運動器具全体を好ましい実施例では、フィラメント・マト リックス手段を押出機で処理し、即ち弾性配合物をフィラメント・マトリックス 手段上に付着させ、しかる後、握り３４及びハンド・リテンション手段３５．３ ５Ａを各端部に組み込み、或いは別個に取り付けることによって組み立てるのが よい。

外部保護シースが、任意適当なエラストマー材料、例えばＳＢＲサーモセット・ ゴム、ＥＰＤＭサーモスタット・ゴム、熱可塑性ゴム（モンサント（Ｍｏｎｓａ ｎｌ。

）社製の例えば“５ＡＮＴＯＰＲＥＮＥ”）、ＰｖＣ熱可塑性樹脂又ははナイロ ン・熱可塑性樹脂から形成してもよいことは十分に理解されるべきである。

変形例では、握り３４．３５Ａとハンド・リテンション手段３５．３５Ａは幾つ かの異なる形をとってもよいことは十分理解されるべきである。図５を参照する と、握り３４Ｂを、握り３４Ｂ及びシース１９Ａを同時に射出成形することによ り外部保護シース１９Ａと一緒に成形できる。かかる射出成形法は、例えばジョ ーシア州ローレンスビル・マクレオド・ドライブ１８００所在のプラスチックス ゛サービシズ°カンパニーズ（Ｐｌａｓｔｉｃｓ　５ｅｒｖｉｃｅ＋　Ｃｏｍｐ ａｎｉｅｓ）によって実施するのが良い。

さらに、ハンド・リテンション手段３５Ｂを、握りの成形に用いられる型内に適 当な形状を付与するランナーを組み込むことにより、握り３４Ｂのそれぞれと一 緒に成形するのが良い。ハンド・リテンション手段３５Ｂを、外部保護シース１ ９Ｂ上に圧嵌めされる握り３４Ｃ（図７参照）と−緒に成形してもよい。

変形例では、ハンド・リテンション手段３５Ｃ（図６参照）は、開口部３１Ａを 備えるワッシャ２９Ａ及び開口部に通されていて開口部３１Ａの近くで結び目３ ２Ａによって両端が結ばれたループ状の紐３０Ａを有する。ワッシャ及び結ばれ た残部は外部保護シース１９Ａ（図５参照）と−緒に成形される握り３４Ｄ（図 ６参照）の射出成形中に埋封される。

もう１つの変形例では、ハンド・リテンション手段３５Ｃ（図旧参照）は、開口 部３１Ａを備えたワッシャ２９Ａ及び開口部に通されていて開口部３１Ａの付近 で結び目３２Ａによって両端が結ばれたループ状の紐３４Ａを有する。ワッシャ 及び結ばれた端部は外部保護シース１９Ｂ上に握り（２）３４Ｅの射出成形中に 埋封される。

この運動器具の持ち運びを容易にするため、運動器具を各端部で連結できる短い ２つの脚長さ部分の状態で製造してもよく、その目的は十分な長さ及び可撓性の 運動器具１０を形成することにある。かかる端連結部は、フィラメント・マトリ ックス手段を正しく成形して例えば、両端部が当業者には周知のねじ連結部に或 いは、他の任意の手段を用いて運動器具の一方のセグメントを別の隣の部分に及 びその使用方法は例示にすぎず、本発明の範囲を限定するものではないことは理 解されるべきである。

国際調査報告 ＵＳ　８９０３６９７ ＳＡ　３１０２４

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．人間の身体の連動に使用される器具であって、中立軸線を備える選択された 長さのフィラメント・マトリックス手段を有し、フィラメント・マトリックス手 段は、選択された幅の長軸及び選択された高さの短軸を備える矩形横断面を有し 、横断面の前記幅は前記高さの２〜７倍であり、フィラメント・マトリックス手 段は、２つの端部と、フィラメントと、樹脂部分とを有し、フィラメントの一部 は中立軸線から３°未満の角度をなして配向し、フィラメントの一部はガラス繊 維を含み、フィラメントは、フィラメント・マトリックス手段の約３５体積％〜 約７０体積％を占めると共に約２％〜約６％の設計極限伸び率を有し、樹脂部分 は、フィラメント・マトリックス手段の約３０体積％〜約６５％を占めると共に 約４％〜１２％の設計極限伸び率を有し、フィラメント・マトリックス手段の長 さと横断面、フィラメント・マトリックス手段内のフィラメント及び樹脂部分の 体積％の値、及び、フィラメント及び樹脂部分の設計極限伸び率は、フィラメン ト・マトリックス手段の両端部の離隔距離を両端部に力を加えて最短にすると、 フィラメント及び樹脂部分の最大伸び率が、フィラメント及び樹脂部分の設計極 限伸び率よりも小であるように選択されており、前記器具は、弾性材料から形成 されていて、フィラメント・マトリックス手段にその長さに沿って取り付けられ 、円形の外部横断面及びフィラメント・マトリックス手段の両端部に近接したと ころで終端する２つの端部を有する外部保護シースと、外部保護シースの各端部 の周りに且つ中立軸線と平行に設けられた２つの握りと、各握りの一端に使用可 能に取り付けられていて、手が通るような寸法のハンド・リテンション手段とを 有することを特徴とする器具。
2. ２．２つの握りは外部保護シースとは別個のものとして形成されており、各握り は、外部保護シースの一端部上に圧嵌めされていることを特徴とする請求項１の 器具。
3. ３．２つの握りは、握りと外部保護シースを同時に射出成形することにより、外 部保護シースと一緒にフィラメント・マトリックス手段の周りに形成されている ことを特徴とする請求項１の器具。
4. ４．握りの各端のハンド・リテンション手段は、開口部を備えたワッシャと、開 口部に通されていて、開口部の近くで両端を結んだループ状の紐とを更に有し、 ワッシャ及び結ばれた端は、握りの中に封入されていることを特徴とする請求項 １の器具。
5. ５．ハンド・リテンション手段は、握りとハンド・リテンション手段を同時に射 出成形することにより、２つの握りと一緒に形成されていることを特徴とする請 求項１の器具。
6. ６．人間の身体の運動に使用される器具であって、中立軸線を備える選択された 長さのフィラメント・マトリックス手段を有し、フィラメント・マトリックス手 段は、選択された幅の長軸及び選択された高さの短軸を備える矩形横断面を有し 、横断面の前記幅は前記高さの２〜７倍であり、フィラメント・マトリックス手 段は、２つの端部と、フィラメントと、樹脂部分とを有し、フィラメントは中立 軸線から３°未満の角度をなして配向し、フィラメントの一部はガラス繊維を含 み、フィラメントの一部はフィラメント・マトリックス手段の外周部の付近に位 置し、フィラメントは、フィラメント・マトリックス手段の約３５体積％〜約７ ０体積％を占めると共に約２％〜約６％の設計極限伸び率を有し、樹脂部分は、 フィラメント・マトリックス手段の約３０体積％〜約６５％を占めると共に約４ ％〜１２％の設計極限伸び率を有し、フィラメント・マトリックス手段の長さと 横断面、フィラメント・マトリックス手段内のフィラメント及び樹脂部分の体積 ％の値、及び、フィラメント及び樹脂部分の設計極限伸び率は、フィラメント・ マトリックス手段の両端部の離隔距離を両端部に力を加えて最短にすると、フィ ラメント及び樹脂部分の最大伸び率が、フィラメント及び樹脂部分の設計極限伸 び率よりも小であるように選択されており、前記器具は、ゴムから形成されてい て、フィラメント・マトリックス手段にその長さに沿って取り付けられ、円形の 外部横断面及びフィラメント・マトリックス手段の両端部と面一をなして終端す る２つの端部を有する外部保護シースと、外部保護シースの２つの端部の各々を 包囲している握り手段とを有し、握り手段は、中立軸線と平行な状態で外部保護 シースの各端部の周りに圧嵌めされた中空の握りから成り、前記器具は、各々が 各握り手段の一端に使用可能に取り付けられていて、手を通過させるに十分な長 さ寸法の２本のループ状の紐から成るハンド・リテンション手段を更に有するこ とを特徴とする器具。