JPS63200780A

JPS63200780A - 運動訓練装置

Info

Publication number: JPS63200780A
Application number: JP3408887A
Authority: JP
Inventors: 眞加藤
Original assignee: Sakai Medical Co Ltd
Current assignee: Sakai Medical Co Ltd
Priority date: 1987-02-17
Filing date: 1987-02-17
Publication date: 1988-08-19
Also published as: JPH0257946B2

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】り圧菓上の利用か野」この発明はスポーツ選手のパワーアップ訓練、−船人の
体力維持向上訓練、身障者の運動訓練などに使用する訓
練装置で、特にパワー（抵抗力×速度）が一定になるよ
うに訓練部の速度に応じて抵抗力が変化するようにした
訓練装置に間するものである。

［従来の技術］従来、身体の筋肉又は関節を発達又は強化するための訓
練装置には、重錘や水を負荷に用いた抵抗カ一定の訓練
装置又は油圧、空気圧を利用して等速性運動を行わせる
訓練装置などがあった。

近年訓練方法の研究が進み訓練方法が多様化して、単に
筋力の強化のみならずスピードがあって、かつ力が強い
というパワーアップに間する訓練装置が要求されるよう
になって来た。

パワーアップのための運動訓練装置としては、次のよう
なものが考えられていた。

第２図は従来考えられていた運動訓練装置の構成を示す
ブロック図で、図において、１は訓練アーム、ａは電磁
ブレーキ、４は制御部、８は希望するパワー値を制御部
４へ人力するためのキーボードあるいは回転つまみなど
のパワー設定部、６は訓練アーム１の回転速度を検出す
るための速度センサ、７は速度センサ６と共に回転速度
検出手段を構成している検出ホイールで、例えば速度セ
ンサ６が磁気式の場合には磁性材よりなる歯車型の検出
ホイール、速度センサ６が光電式の場合は周面が黒白等
間隔で交互に塗装された検出ホイールが使用される。９
は被訓練者が訓練の際に握るグリップ、１６は端部に訓
練アーム１が連結し、中間に検出ホイール７が結合され
ている電磁ブレーキ３の回転軸、１７は電磁ブレーキ３
を支持する支持台である。

次に、第２図に示す従来考えられていた運動訓練装置の
動作について説明する。まず、パワー設定部８によって
希望するパワー値を設定する。次いで、被訓練者が訓練
アーム１のグリップ９を握り訓練アーム１を回転させる
。すると検出ホイール７が回転し、速度センサ６によっ
て回転軸１６の回転速度情報が制御部４へ入力される。

制御部４はこの回転速度情報と上記パワー設定部８によ
り設定したパワー値によって電磁ブレーキ３のブレーキ
トルクを制御する。

ブレーキトルクをＴＢ、回転数をＮ（ｒｐｍ）、パワー
値設定数をＰとすると、ＴＯ＝　　ｋＰ／Ｎの関係式が
保持されるように制御部４は電磁ブレーキ３の制御を行
う。上記式中のｋは比例定数である。このように制御さ
れるので、訓練アーム１を回転させるときの抵抗トルク
はブレーキトルクＴ８に等しいので訓練アーム１の回転
速度に反比例するようになり、常にパワー一定の抵抗力
が与えられる。

［発明が解決しようとする問題点］上記従来の考えられていた運動訓練装置は、実際の訓練
に使用する場合、訓練アーム１には抵抗力として１００
ｋｇ−ｍ以上のトルクが必要であり、しかも設定したパ
ワー値と訓練アーム１の回転速度によって変化しなけれ
ばならない。従って、電磁ブレーキ３はそのブレーキト
ルクが極めて大きく、かつ変動範囲の非常に広いものを
必要とし、制御部４も広い範囲にわたり制御しなければ
ならないと共に、極めて大きな電力の制御を必要とする
という問題点があった。このような問題点は上記運動訓
練装置の実用化を阻む原因となり今日まで商品化されな
かった。

この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で、小型電磁ブレーキを用いたコンパクトで安価なパワ
ー訓練のための運動訓練装置を得ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］この発明に係る運動訓練装置は、無段階減速手段の減速
側軸には被訓練者に抵抗力を与える訓練アームを、高速
側軸にはブレーキ手段を連設し、訓練アームの回転速度
が変化してもブレーキ手段の回転速度は常に一定に保持
されるように制御する構成としたものである。

［作用］この発明の運動訓練装置は、訓練アームが無段減速手段
の減速側軸に連結しており、高速側軸にブレーキ手段が
連結しているので、無段減速手段の減速比をｎ：　１と
すると、訓練アームの抵抗トルクはブレーキ手段のブレ
ーキトルクのｎ倍となる。その上ブレーキ手段の回転速
度は一定に保持されているので、ブレーキ手段は小型で
ブレーキトルクの変動範囲も特に広いものでなくても使
用できる。

［実施例］第１図はこの発明の一実施例である運動訓練装置の構成
を示すブロック図で、第２図と同−又は相当部分は同一
符号を用いて表示してあり、その詳細な説明は省略する
。図において、２は無段減速手段である機械式の無段減
速機で、その減速側軸１５には一方面クラッチ１０を介
して訓練アームｌが連結している。５はブレーキ手段で
ある電磁ブレーキ３の駆動用のブレーキ用増幅器、１１
は無段減速機２の変速レバーで、この変速レバー在に取
り付けられているナツト、１２はナツト１１ａに螺合す
るねじ棒で、一端は軸受１３にょって支持され、他端は
パイロットモータＭ１に連結している。１６は電磁ブレ
ーキ３の回転軸で、その一端は無段減速機２の高速側軸
１４と連結し、その他端は始動モータＭ２に連結してい
る。この回転軸１６には、第２図と同様に回転速度検出
手段の一要素である検出ホイール７が結合している。

一方向クラッチ１０は訓練アーム１と無段減速機２を一
方向の回転に限って連結するクラッチである。

次に、第１図に示すこの発明の一実施例である運転訓練
装置の動作について説明する。

まず、パワー設定部８によって希望するパワー値を設定
し、次に電源スィッチ（図示しない）をＯＮにすると、
始動モータＭ２が制御部４の制御により通電され回転を
始め、電磁ブレーキ３．検出ホイール７及び無段減速機
２を回転させる。このとき訓練アーム１は一方向クラッ
チ１０があるので回転しない。次に被訓練者がグリップ
９を握り訓練アーム１を所定の方向に回転させ、回転軸
・１６の回転速度が所定の値に達すると、制御部４の制
御によって始動モータＭ２は通電がＯＦＦになりフリー
の状態になる。こののち制御部４は、速度センサ６から
の回転速度情報によってパイロットモータＭ１の正逆回
転及び停止を制御する。

例えば被訓練者が訓練アームｌを速い回転速度で回転さ
せると、制御部４はパイロットモータＭ１を無段減速機
２の変速レバー１１による減速比を小さくする方向に偏
位させるように回転させるので、電磁ブレーキ３の回転
軸１６は所定の回転速度に戻り、回転軸１６の回転速度
が所定の値に戻るとパイロットモータＭ１は停止させら
れる。

被訓練者が力を抜いて訓練アーム１の回転速度を下げる
と、検出ホイール７の回転速度が下がるので制御部４は
パイロットモータＭ１を前とは逆方向に回転させ、変速
レバー１１による減速比を大きくする方向に偏位させる
。

以上のようにして電磁ブレーキ３の回転速度は所定の一
定速度に保持され、無段減速機２の減速比は訓練アーム
１の回転速度に反比例した値になる。一方、電磁ブレー
キ３はパワー設定部８からの信号と制御部４の制御によ
って作動するブレーキ用増幅器５によって、パワー設定
部８で設定したパワー値に対応したブレーキトルクに保
持される。

このようにして訓練アーム１の回転速度をどのように変
化させても電磁ブレーキ３の回転速度は一定で、ブレー
キトルクも設定したパワー値に対応した一定の値に保持
されているので、訓練アーム１の抵抗力はその回転速度
に反比例し、そのパワー値（抵抗力Ｘ速度）は回転速度
に間係なく一定となる。

以上のように被訓練者は訓練アーム１の回転速度に関係
なく一定のパワで値になる抵抗力を受けて訓練を続ける
ことができ、力を抜いて回転速度を下げると大きい抵抗
力を受けるようになり、回転速度を上げると抵抗力は小
さくなる。従って、長時間訓練を続けても飽きず、被訓
練者が独自のプログラム、　（例えば始めはゆっくり、
中間で高速、終りはまたゆっくりと行うなど）で訓練す
ることのできる運動訓練装置を得ることができる。

また、無段減速機２の減速側軸１５に訓練アーム１を連
結し、高速側軸１４に電磁ブレーキ３を連結しているの
で、電磁ブレーキ３のブレーキトルクは従来考えられて
いた装置に比べ非常に小さな値でよくなり、その変化範
囲もパワー設定値に比例した範囲となるので小型の電磁
ブレーキを使用することができる。

なお、第２図に示した運動訓練装置の訓練アーム１のグ
リップ９は訓練部位に応じて種々交換されるものであり
、一方向クラッチ１０は必ずしも必要とするものではな
い、また、回転速度検出手段（速度センサ６及び検出ホ
イール７）は電磁ブレーキ３０回転軸１６に設けないで
無段減速機２の減速側軸１５に設け、その回転速度に反
比例した減速比になるように変速レバー１１を偏位する
ように制御して１．電磁ブレーキ３の回転数を常に一定
の速度を保つようにしてもよい。

始動モータＭ２は始動初期の回転数が低い間無段変速機
２の変速比が大となり、訓練アーム１の抵抗力が非常に
大きなものとなって被訓練者の力で回転することができ
なくなることを防ぐために設けたものである。

なお、始動に際しては上記電磁ブレーキ３のブレーキト
ルクを零にし、上記電磁ブレーキ３の回転速度が所定の
値に達したとき、あるいは電源スィッチをＯＮにしてか
ら所定時経過後に上記ブレーキ用増幅器５を作動させる
ようにしてもよいが制御が複雑になる。

［発明の効果］この発明は以上説明したとおり、運動訓練装置において
、無段減速手段の減速側軸に訓練アームを連結し、高速
側軸にブレーキ手段を連結する構成としたので、ブレー
キ手段の必要なブレーキトルクを非常に小さく、またそ
の変化範囲も狭くすることができる。従って、装置全体
をコンパクトで安価なものにすることができるという優
れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例である運動訓練装置の構成
を示すブロック図、第２図は従来考えろれていた運動訓
練装置の構成を示すブロック図である。図において、１・・・訓練アーム、２・・・無段減速機
、３・・・電磁ブレーキ、４・・・制御部、５・・・ブ
レーキ用増幅器、６・・・速度センサ、７・・・検出ホ
イール、８・・・パワー設定部、９・・・グリップ、１
０・・・一方向クラッチ、１１・・・変速レバー、ｌｌ
ａ・・・ナツト、１２・・・ねじ棒、１３・・・軸受、
１４・・・高速側軸、１５・・・減速側軸、１６・・・
回転軸、１７・・・支持台、Ｍｌ・・・パイロットモー
タ、Ｍ２・・・始動モータ　である。なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。第１＠１：訓練アーム　　　　　　　　１１ｑ：　す−、ｌ−
６：　漣Ｑ艷ｔンブ　　　　　　　　　　　１２：　に
じ藤７：検出ホイール　　　　　　　　　１３：　軸受
８：パヮー註郭　　　　　　　　１４：　高速側軸９ニ
ゲリップ　　　　　　　　１５：繞ｔ、４ｉ、１１ｔ＠
１ｏ：　　一方向クラッ＋　　　　　　　１６：　　回
転軸１１：　　変速５レバー　　　　　　　　　　Ｍｌ
：　パイロットと一フＭ２：＠動モータ第２図６：速度センサ１７：え杵合

Claims

【特許請求の範囲】

（１）抵抗力に打ち勝つことにより身体の筋肉又は関節
を発達又は強化するための訓練装置において、被訓練者
に上記抵抗力を与える訓練アームと、この訓練アームの
回転軸にブレーキ力を与えるブレーキ手段と、上記訓練
アームを減速側軸に、上記ブレーキ手段を高速側軸に連
結した無段減速手段と、上記ブレーキ手段又は上記訓練
アームの回転軸に設けられた回転速度検出手段と、この
回転速度検出手段によって検出された回転速度情報によ
って、上記ブレーキ手段の回転速度が常に一定に保持さ
れるように制御する制御手段とからなることを特徴とす
る運動訓練装置。
（２）上記ブレーキ手段に始動モータを連設したことを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の運動訓練装置。