JPH0736684Y2 - レッグエクステンションマシーン - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、脚部用のトレーニングマシーンの内、特にレ
ッグエクステンションマシーンの改良に係るものであ
る。

（従来の技術） 従来より、脚部のトレーニング用として各種あるマシー
ンの中で、特に大腿四頭筋のトレーニング用マシーンと
しては、レッグエクステンションマシーンと称されるも
のが一般的であり、形態としては、第３図及び第８図に
示すようなフレーム10に水平な座席11を備え、該座席11
の先端部に垂直なアーム12を設け、該アーム12に横軸13
を軸着し、且つ該横軸13に足かけパッド14を固着すると
共に、その両端にウェイト15を装着したものであった。

そして、使用者は水平な座席11に腰掛けて、足かけパッ
ド14に足首をかけて脚を上下に動かすことにより、足首
に負荷した状態で、脚は膝関節を中心にして上下に回動
することにより、大腿四頭筋を働かすことになり、この
動作を繰り返し行うことにより、大腿四頭筋のトレーニ
ング及び筋力の向上に役立てると言ったものであった。

（考案が解決しようとする課題） しかし、これら従来のレッグエクステンションマシーン
では、以下のような解決すべき問題点を有していた。

即ち、従来より公知のレッグエクステンションマシーン
16では、回動運動を行う支点と足かけパッド（ウェイ
ト）の位置関係が、第３図に示すようになっており、水
平なベンチに腰掛け、支点から垂直下にある足かけパッ
ドを押し上げ回動運動を行うようになっていた。

又、この時の負荷とアームの関係を示すと、第４図のよ
うな正弦曲線Ｒ＝Wsinθとなる。即ち、ウェイトＷが支
点の垂直下方向から徐々に運動した角度をθ°とし、抗
力をＲとすると共に、アームの長さをｌとし、その時に
生じる抗力Ｒと運動方向に動いたアームの角度θとの関
係を示すものである。

即ち、ウェイトとアームが支点から垂直になっている位
置が０°で、この時の抗力は０であり、ウェイトとアー
ムが接地面と平行になった位置が90°で、この時に抗力
は最大となる。

次にこの正弦曲線のウェイトとアームのなす角度θを膝
関節の角度αに置き換えて考察する。

なお、膝関節の角度の設定は、膝関節を屈曲して膝関節
から足首までが接地面に対して垂直方向に位置する状態
を90°とし、膝関節を伸展して大腿部から膝関節及び足
首までが略一直線になった状態を０°とする。

更に、抗力Ｒにアーム長ｌを乗じたものを負荷トルクＴ
とすると、第５図に示すようなグラフになる。

即ち、膝を伸張した状態（膝の屈曲角度α＝０°）が最
大の負荷トルクとなり、膝を屈曲した状態（膝の屈曲角
度α＝90°）の時、負荷トルクは０となる。

次に、人体の膝の屈曲・伸張運動において発揮出来る運
動能力は、筋肉や健の付着、骨格の構造上の問題や筋肉
の長さ（収縮度合い）により収縮能力が異なることから
一定ではなく、第６図に示すように、膝を伸張した状態
を０°とした場合に膝の屈曲角度α＝65°付近で最大に
なることが判明している。

又、通常筋力アップを図るには、最大筋力（負荷トル
ク）の2/3以上の負荷を繰り返しかけてトレーニングす
ることが筋力向上には必要とされるが、第５図に示すよ
うな従来から公知のレッグエクステンションマシーンに
おける抵抗曲線が示すグラフから判断して、これら従来
のレッグエクステンションマシーンでは、最大負荷トル
クの2/3以上の負荷がかかる膝の屈曲角度は約48.8°〜
０°トルク）の2/3に満たない負荷トルクしかかからな
いことがわかる。

このことは、膝を屈曲したり、伸張したりすることによ
りトレーニングする際に約90°〜48.8°の膝の屈曲角度
では、ほとんど筋力向上のトレーニングには有効に作用
していないことを意味するものである。（なお、膝関節
の可動域は約０°〜140°であるが、膝の屈曲角度90°
以上では、トレーニングが出来ないため、グラフは90°
までを表示してある。）以上のように、従来の垂直のア
ームにウェイト（バーベル用プレート）を取り付けるタ
イプのレッグエクステンションマシーンでは、膝の屈曲
角度による出力トルクとは無関係に負荷抵抗の正弦曲線
の最大値となる角度が設定され、トレーニング効果の得
られる膝の屈曲角度域が、０°≦α＜48.8°と極めて狭
い範囲の設定になっており、そのため、熱心にトレーニ
ングを行っても従来のレッグエクステンションマシーン
では、十分な効果を期待することが出来ないと言った問
題点を有していた。

なお、膝の屈曲角度に応じた負荷トルクを得るため、カ
ムを用いてプーリーやワイヤーを介してウェイトを引き
上げる方式のトレーニングマシーンも供給されている
が、構造が複雑で極めて高価になると言った問題点を有
していた。

そのため、トレーニングの範囲が広く且つ安価なレッグ
エクステンションマシーンが供給されることが望まれて
いた。

（課題を解決するための手段） 本考案は、これら従来の欠点に鑑み筋力トレーニングの
効果を向上さすために膝の屈曲・伸張角度域が少なくて
も効果のあるトレーニングが可能なマシーンを提供する
と共に、構造がシンプルで価格的にも安価なレッグエク
ステンションマシーンを供給することを目的になされた
ものである。

即ち、フレームに背もたれと座席を備え、該座席は接地
面（水平面）に対して、約20°上向きに傾斜せしめて設
置されると共に、該座席の前方端部に突出部を設け、該
突出部に、別途形成した約45°に開いたＶ字型アームの
基部を回動自在に軸着し、更に該Ｖ字型アームの前方ア
ームにウェイト部を形成し、後方アームには足かけパッ
ド部を形成したことを特徴とするレッグエクステンショ
ンマシーン。

（作用） 以上のような構成にしたことにより、本考案のものにお
いては、以下のような作用が生じる。

即ち、第２図に示すように、本考案のレッグエクステン
ションマシーンでは座席をは接地面（水平面）に対し
て、約20°上向きに傾斜せしめ、該座席の前方端部に突
出部を形成してあるため、座席に腰掛けると膝から大腿
部は、座席の傾斜角度に順応して、水平より約20°上向
きの傾斜形態になり、且つ膝や関節を一直線に伸張した
状態にすれば、膝の屈曲角度は略０°と見なせる。

一方、前記突出部に回動自在に軸着したＶ字型アームは
あらかじめ約45°に開いて前方にウェイトを後方に足か
けパッドをそれぞれ装着した設計にしてあるため、運動
能力を最大限発揮出来る膝の屈曲角度α＝65°の時に、
合わせてウェイトを装着したアームが、支点に対してち
ょうど水平の位置即ちアームの角度θ＝90°となり、負
荷トルクも最大になるように設計されていると言った特
徴がある。

このことは、即ち通常筋力トレーニングにおいては、最
大筋力の2/3程度の負荷を筋肉にかけてトレーニングし
ないと筋力の向上にはつながらないと言われていること
に関連して、本考案のレッグエクステンションマシーン
では、第７図に示す抵抗曲線のように、最大負荷トルク
が65°に設定され、且つ最大負荷トルクの2/3以上の領
域になる膝の屈曲角度を65°の前後、即ち110°〜23.8
°の範囲にしたことにより、従来より公知のレッグエク
ステンションマシーンと異なり、明らかに広い屈曲角度
領域を有していることを示すものである。

（実施例） 本考案に関する実施例を図面に基づいて説明すると、第
１図に示すように、フレーム２に背もたれ３と座席４を
備え、該座席４は接地面（水平面）に対して、約20°上
向きに傾斜せしめて設置されると共に、該座席４の前方
端部に突出部５を設け、該突出部５に、別途形成した約
45°に開いたＶ字型アーム６の基部6aを回動自在に軸着
し、更に該Ｖ字型アーム６の前方アーム6bにウェイト部
７を形成し、後方アーム6cには足かけパッド部８を形成
したことを特徴とするレッグエクステンションマシーン
１である。

なお、本考案においては、座席が約20°上向きに傾斜し
て設置されている点と、Ｖ字型アームが約45°の角度に
開架して設定されている点、且つ前方アームにはウェイ
トが装着され、後方アームには、足かけパッドが固着さ
れている点が重要である。背もたれや座席等をフレーム
に取り付ける方法は、使用する人の体格に合わせる必要
から、適宜摺動し移動可能な形態にすることが望まし
い。又、フレームの形態は、第１図に示す実施例にとら
われることなく適宜設計出来ることは勿論である。

（考案の効果） 本考案は以上のような構成であるため、以下のような効
果を奏する。

即ち通常筋力トレーニングにおいては、最大筋力の2/3
程度の負荷を筋肉にかけてトレーニングしないと筋力の
向上にはつながらないと言われていることから鑑みて、
本考案のレッグエクステンションマシーンでは、負荷ト
ルクが最大負荷トルクの2/3の領域になる膝の屈曲角度
を従来公知のレッグエクステンションマシーンよりも、
明らかに広い屈曲角度領域に設定しているため、トレー
ニングの際に無理のない膝の屈曲で充分な大腿四頭筋の
筋力の向上を図ることが出来て有効なトレーニングが可
能になる。

更に、従来のカムを使用し、プーリーやワイヤーを介し
てウェイトを引き上げる価格の高い複雑な構造のトレー
ニングマシーンと異なり、安価で且つ構造の簡便なレッ
グエクステンションマシーンを供給出来るから有益であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案に係るレッグエクステンションマシー
ンの一実施例を示す斜視図、第２図は、本考案に係るレ
ッグエクステンションマシーンのウェイトと膝の屈曲角
度の状態を示す説明図、第３図は、従来より公知のレッ
グエクステンションマシーンにおけるウェイトと膝の屈
曲角度の状態を示す説明図、第４図は、ウェイトの運動
角度と抗力との関係を示す正弦曲線のグラフ、第５図
は、膝の屈曲角度と負荷トルクの関係を示すグラフ、第
６図は、膝の屈曲角度と運動能力との関係を示すグラ
フ、第７図は、本考案のレッグエクステンションマシー
ンの抵抗曲線等を示すグラフ、第８図は、従来より公知
のレッグエクステンションマシーンを示す斜視図。１ ：レッグエクステンションマシーン、2:フレーム、3:
背もたれ、4:座席、5:突出部、6:V字型アーム、6a:基
部、6b:前方アーム、6c:後方アーム、7:ウェイト部、8:
足かけパッド部、9:取っ手、10:フレーム、11:座席、1
2:アーム、13:横軸、14:足かけパッド、15:ウェイト、1
6:レッグエクステンションマシーン。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】フレームに背もたれと座席を備え、該座席
   は接地面（水平面）に対して、約20°上向きに傾斜せし
   めて設置されると共に、該座席の前方端部に突出部を設
   け、該突出部に、別途形成した約45°に開いたＶ字型ア
   ームの基部を回動自在に軸着し、更に該Ｖ字型アームの
   前方アームにウェイト部を形成し、後方アームには足か
   けパッド部を形成したことを特徴とするレッグエクステ
   ンションマシーン。