(57)【要約】【課題】負荷に対する筋力を測定していない従来の方式では、原理的に関節の曲げ伸ばしのそれぞれの動作時に与えるべき適切な負荷を与えることはできなかった。また、負荷のセンシング、それに応じた負荷調整を行うことが試みられているものの、筋肉が「その瞬間に出せる最大出力」を引き出すことはできなかった。【解決手段】スポーツトレーニングをはじめとする筋肉増強のためのトレーニング用負荷発生装置に於いて、装置全体を支持するための支持体に組みつけられた、トレイニーが操作し負荷を受ける操作部と、該操作部を移動させるためのスライドガイドと、該操作部に負荷を発生させるための負荷発生装置と、該操作部に負荷を伝達するためのボールネジ機構と、発生された負荷により生じた筋肉の出力を検出するためのセンサとを少なくとも備え、該センサによりリアルタイムに筋肉の出力を測定し、かかる出力データに対応して負荷量を調整する機構を備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スポーツトレーニングをはじめとする筋肉増強のためのトレーニング用負荷発生装置であって、
装置全体を支持するための支持体に組みつけられた、トレイニーが操作し負荷を受ける操作部と、
該操作部を移動させるためのスライドガイドと、
該操作部に負荷を発生させるための負荷発生装置と、
該操作部に負荷を伝達するためのボールネジ機構と、
発生された負荷により生じた筋肉の出力を検出するためのセンサとを少なくとも備え、
該センサによりリアルタイムに筋肉の出力を測定し、かかる出力データに対応して負荷量を調整する機構を備えたことを特徴とする、
トレーニング用負荷発生装置。
【請求項２】
スポーツトレーニングをはじめとする筋肉増強のためのトレーニング用負荷発生装置であって、
装置全体を支持するための支持体に組みつけられた、トレイニーが操作し負荷を受ける操作部と、
該操作部を平行に移動させるための一対のスライドガイドと、
該操作部に負荷を発生させるための負荷発生装置と、
該操作部に負荷を伝達するための一対のボールネジ機構と、
発生された負荷により生じた筋肉の出力を検出するためのセンサとを少なくとも備え、
該センサによりリアルタイムに筋肉の出力を測定し、かかる出力データに対応して負荷量を調整する機構を備えたことを特徴とする、
トレーニング用負荷発生装置。
【請求項３】
該トレイニーが操作し負荷を受ける操作部は、
環状或いは取っ手状の形状をなし、
ロープ、ワイヤー、チェーン或いはシャフトを介してボールネジ機構に連接され、
操作部を把持して筋肉増強を行うことを特徴とする、
請求項１又は２記載のトレーニング用負荷発生装置。
【請求項４】
該トレイニーが操作し負荷を受ける操作部は、
ロープ、ワイヤー、チェーン或いはシャフトであり、
該ロープ、ワイヤー、チェーン或いはシャフトがボールネジ機構に連接され、
ロープ、ワイヤー、チェーン或いはシャフトを把持して筋肉増強を行うことを特徴とする、
請求項１又は２記載のトレーニング用負荷発生装置。
【請求項５】
該トレイニーが操作し負荷を受ける操作部と該スライドガイドの連接は、
スライダーによりなされることを特徴とする、
請求項１乃至４の何れか一に記載のトレーニング用負荷発生装置。
【請求項６】
該トレイニーが操作し負荷を受ける操作部と該ボールネジ機構の連接は、
ボールナットによりなされ、
該負荷発生装置から伝達される負荷を操作部に伝達することを特徴とする、
請求項１乃至５の何れか一に記載のトレーニング用負荷発生装置。
【請求項７】
該ボールネジ機構及び該ボールナットは、
該負荷発生装置から伝達される回転を減速するとともに荷重を増幅して必要な負荷を発生せしめ、かかる負荷を操作部に伝達することを特徴とする、
請求項６記載のトレーニング用負荷発生装置。
【請求項８】
該トレイニーが操作し負荷を受ける操作部は、
バーベルシャフトであって、
上肢又は下肢で操作して筋肉増強を行うことを特徴とする、
請求項２記載のトレーニング用負荷発生装置。
【請求項９】
該トレイニーが操作し負荷を受ける操作部は、
該一対のスライドガイド及び該一対のボールネジ機構と連接されていることを特徴とする、
請求項２又は８記載のトレーニング用負荷発生装置。
【請求項１０】
該トレイニーが操作し負荷を受ける操作部と該一対のスライドガイドの連接は、
スライダーによりなされることを特徴とする、
請求項９記載のトレーニング用負荷発生装置。
【請求項１１】
該トレイニーが操作し負荷を受ける操作部と該一対のボールネジ機構の連接は、
ボールナットによりなされ、
該負荷発生装置から伝達される負荷を操作部に伝達することを特徴とする、
請求項９又は１０記載のトレーニング用負荷発生装置。
【請求項１２】
該発生された負荷により生じた筋肉の出力を検出するためのセンサは、
負荷と拮抗する筋肉の出力を計測する圧力センサであることを特徴とする、
請求項１乃至１１の何れか一に記載のトレーニング用負荷発生装置。
【請求項１３】
該発生された負荷により生じた筋肉の出力を検出するためのセンサとして、
ロードセルを用いることを特徴とする、
請求項１２記載のトレーニング用負荷発生装置。
【請求項１４】
該発生された負荷により生じた筋肉の出力を検出するためのセンサは、
操作部の把持部又は押圧部、及び／又は、操作部の取り付け部、及び／又は、ボールネジ取り付け部、及び／又は、その圧力測定が可能な部位に設置されることを特徴とする、
請求項１１又は１２記載のトレーニング用負荷発生装置。
【請求項１５】
該負荷を発生させるための負荷発生装置は、
サーボモータであることを特徴とする、
請求項１乃至１４の何れか一に記載のトレーニング用負荷発生装置。
【請求項１６】
該発生された負荷により生じた筋肉の出力を検出するためのセンサからの出力はリアルタイムで計測され、
かかる出力データに基づいて該負荷を発生させるための負荷発生装置の出力を制御することを特徴とする、
請求項１乃至１５の何れか一に記載のトレーニング用負荷発生装置。
【請求項１７】
該トレーニング用負荷発生装置はさらに制御装置を含んでなり、
発生された負荷により生じた筋肉の出力を検出するためのセンサからの出力データに基づいて、該制御装置が該負荷を発生させるための負荷発生装置の出力を制御することを特徴とする、
請求項１６記載のトレーニング用負荷発生装置。
【請求項１８】
該トレーニング用負荷発生装置はさらに制御装置を含んでなり、
発生された負荷により生じた筋肉の出力を検出するためのセンサからの出力データを参照しつつ、予め用意されたプログラムにより該負荷を発生させるための負荷発生装置の出力を制御することを特徴とする、
請求項１６記載のトレーニング用負荷発生装置。
【請求項１９】
該プログラムは、
各種トレーニングに応じた負荷を生み出すことができるように変更可能であることを特徴とする、
請求項１８記載のトレーニング用負荷発生装置。
【請求項２０】
該負荷は、
筋肉の出力よりもわずかに弱い値となるように制御されることを特徴とする、
請求項１５乃至１９の何れか一に記載のトレーニング用負荷発生装置。
【請求項２１】
該筋肉の出力検出及び該負荷の制御は、
リアルタイムで行われることを特徴とする、
請求項１５乃至２０の何れか一に記載のトレーニング用負荷発生装置。
【請求項２２】
スポーツトレーニングをはじめとする筋肉増強のためのトレーニング用負荷発生装置の使用方法であって、
装置全体を支持するための支持体に組みつけられた、トレイニーが操作し負荷を受ける操作部と、
該操作部を移動させるためのスライドガイドと、
該操作部に負荷を発生させるための負荷発生装置と、
該操作部に負荷を伝達するためのボールネジ機構と、
発生された負荷により生じた筋肉の出力を検出するためのセンサとを少なくとも備え、
該センサによりリアルタイムに筋肉の出力を測定し、かかる出力データに対応して負荷量を調整する機構を備えたトレーニング用負荷発生装置を用い、
リアルタイムに筋肉の出力を測定し、都度リアルタイムに負荷量をすることで最適な負荷量でトレーニングを行うことを特徴とする、
トレーニング用負荷発生装置の使用方法。
【請求項２３】
スポーツトレーニングをはじめとする筋肉増強のためのトレーニング用負荷発生装置の使用方法であって、
装置全体を支持するための支持体に組みつけられた、トレイニーが操作し負荷を受ける操作部と、
該操作部を平行に移動させるための一対のスライドガイドと、
該操作部に負荷を発生させるための負荷発生装置と、
該操作部に負荷を伝達するための一対のボールネジ機構と、
発生された負荷により生じた筋肉の出力を検出するためのセンサとを少なくとも備え、
該センサによりリアルタイムに筋肉の出力を測定し、かかる出力データに対応して負荷量を調整する機構を備えたトレーニング用負荷発生装置を用い、
リアルタイムに筋肉の出力を測定し、都度リアルタイムに負荷量をすることで最適な負荷量でトレーニングを行うことを特徴とする、
トレーニング用負荷発生装置の使用方法。
【請求項２４】
該トレイニーが操作し負荷を受ける操作部は、
環状或いは取っ手状の形状をなし、
ロープ、ワイヤー、チェーン或いはシャフトを介してボールネジ機構に連接され、
操作部を把持して筋肉増強を行うことを特徴とする、
請求項２２又は２３記載のトレーニング用負荷発生装置の使用方法。
【請求項２５】
該トレイニーが操作し負荷を受ける操作部は、
ロープ、ワイヤー、チェーン或いはシャフトであり、
該ロープ、ワイヤー、チェーン或いはシャフトがボールネジ機構に連接され、
ロープ、ワイヤー、チェーン或いはシャフトを把持して筋肉増強を行うことを特徴とする、
請求項２２又は２３記載のトレーニング用負荷発生装置の使用方法。
【請求項２６】
該トレイニーが操作し負荷を受ける操作部と該スライドガイドの連接は、
スライダーによりなされることを特徴とする、
請求項２２乃至２５の何れか一に記載のトレーニング用負荷発生装置の使用方法。
【請求項２７】
該トレイニーが操作し負荷を受ける操作部と該ボールネジ機構の連接は、
ボールナットによりなされ、
該負荷発生装置から伝達される負荷を操作部に伝達することを特徴とする、
請求項２２乃至２６の何れか一に記載のトレーニング用負荷発生装置の使用方法。
【請求項２８】
該ボールネジ機構及び該ボールナットは、
該負荷発生装置から伝達される回転を減速するとともに荷重を増幅して必要な負荷を発生せしめ、かかる負荷を操作部に伝達することを特徴とする、
請求項２７記載のトレーニング用負荷発生装置の使用方法。
【請求項２９】
該トレイニーが操作し負荷を受ける操作部は、
バーベルシャフトであって、
上肢又は下肢で操作して筋肉増強を行うことを特徴とする、
請求項２３記載のトレーニング用負荷発生装置の使用方法。
【請求項３０】
該トレイニーが操作し負荷を受ける操作部は、
該一対のスライドガイド及び該一対のボールネジ機構と連接されていることを特徴とする、
請求項２３又は２９記載のトレーニング用負荷発生装置の使用方法。
【請求項３１】
該トレイニーが操作し負荷を受ける操作部と該一対のスライドガイドの連接は、
スライダーによりなされることを特徴とする、
請求項３０記載のトレーニング用負荷発生装置の使用方法。
【請求項３２】
該トレイニーが操作し負荷を受ける操作部と該一対のボールネジ機構の連接は、
ボールナットによりなされ、
該負荷発生装置から伝達される負荷を操作部に伝達することを特徴とする、
請求項３０又は３１記載のトレーニング用負荷発生装置の使用方法。
【請求項３３】
該発生された負荷により生じた筋肉の出力を検出するためのセンサは、
負荷と拮抗する筋肉の出力を計測する圧力センサであることを特徴とする、
請求項２２乃至３３の何れか一に記載のトレーニング用負荷発生装置の使用方法。
【請求項３４】
該発生された負荷により生じた筋肉の出力を検出するためのセンサとして、
ロードセルを用いることを特徴とする、
請求項３３記載のトレーニング用負荷発生装置の使用方法。
【請求項３５】
該発生された負荷により生じた筋肉の出力を検出するためのセンサは、
操作部の把持部又は押圧部、及び／又は、操作部の取り付け部、及び／又は、ボールネジ取り付け部、及び／又は、その圧力測定が可能な部位に設置されることを特徴とする、
請求項３３又は３４記載のトレーニング用負荷発生装置の使用方法。
【請求項３６】
該負荷を発生させるための負荷発生装置は、
サーボモータであることを特徴とする、
請求項２２乃至３５の何れか一に記載のトレーニング用負荷発生装置の使用方法。
【請求項３７】
該発生された負荷により生じた筋肉の出力を検出するためのセンサからの出力はリアルタイムで計測され、
かかる出力データに基づいて該負荷を発生させるための負荷発生装置の出力を制御することを特徴とする、
請求項２２乃至３６の何れか一に記載のトレーニング用負荷発生装置の使用方法。
【請求項３８】
該トレーニング用負荷発生装置はさらに制御装置を含んでなり、
発生された負荷により生じた筋肉の出力を検出するためのセンサからの出力データに基づいて、該制御装置が該負荷を発生させるための負荷発生装置の出力を制御することを特徴とする、
請求項３７記載のトレーニング用負荷発生装置の使用方法。
【請求項３９】
該トレーニング用負荷発生装置はさらに制御装置を含んでなり、
発生された負荷により生じた筋肉の出力を検出するためのセンサからの出力データを参照しつつ、予め用意されたプログラムにより該負荷を発生させるための負荷発生装置の出力を制御することを特徴とする、
請求項３７記載のトレーニング用負荷発生装置の使用方法。
【請求項４０】
該プログラムは、
各種トレーニングに応じた負荷を生み出すことができるように変更可能であることを特徴とする、
請求項３９記載のトレーニング用負荷発生装置の使用方法。
【請求項４１】
該負荷は、
筋肉の出力よりもわずかに弱い値となるように制御されることを特徴とする、
請求項項３６乃至４０の何れか一に記載のトレーニング用負荷発生装置の使用方法。
【請求項４２】
該筋肉の出力検出及び該負荷の制御は、
リアルタイムで行われることを特徴とする、
請求項項３６乃至４１の何れか一に記載のトレーニング用負荷発生装置の使用方法。
【請求項４３】
該負荷の制御は、
エキセントリックとコンセントリックの両方向で、筋疲労の状態に合わせながら、常に最大の出力を出させるように行われることを特徴とする、
請求項項３６乃至４２の何れか一に記載のトレーニング用負荷発生装置の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スポーツトレーニングをはじめとする筋肉増強のためのトレーニング用負荷発生装置及びトレーニング用負荷発生装置の使用方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スポーツトレーニングをはじめとする筋肉増強のためのトレーニングに於いて、効果的な筋肉増強のためには必要な負荷を必要な時点で与えることが重要である。人体の構造上、関節の角度により発揮できる筋力は変化する。また筋肉の性質上、縮む時よりも伸ばす時の方が１．５倍程度の筋力が発揮できる。
【０００３】
しかし、従来のスミスマシン（バーベルシャフトの両側に垂直方向にのみ動くガイドレールを付加して軌道を限定したトレーニング機器。）やフリーウェイトトレーニング（バーベルやダンベルのみを使ったトレーニング。）では負荷の設定が一定（１０ｋｇの重りを使ったら上げる時も下ろす時も１０ｋｇ）のため、発揮される筋力の一番弱いところを基準に負荷の設定をしなければならない。
【０００４】
これは下ろす時に１５ｋｇに耐えられる筋肉であっても上げる時には１０ｋｇしか上げられないために１０ｋｇの重りを使ってトレーニングせざるを得ないということであり、すなわち下ろす時には必要な負荷がかけられず充分なトレーニング効果が得られないという問題があった。
【０００５】
これに対応するため、従来から対象者のトレーニングに適した負荷のセンシング、それに応じた負荷調整を行うことが試みられている。（特許文献１及び特許文献２）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９ー２２５８７０号公報
【特許文献２】特開２０１８ー１７５６６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
スポーツトレーニングをはじめとする筋肉増強のためのトレーニングに於いて、筋肥大は破壊された筋肉が修復する際に筋肉が増強されるという機序で生じるため、筋肥大の為には適切な筋破壊を起こす必要がある。また、筋肉の性質としてエキセントリック(伸張性)な負荷に対する筋力の方がコンセントリック(短縮性)な負荷に対する筋力よりも強い負荷に耐えられる。
【０００８】
このため関節の曲げ伸ばしのそれぞれの動作時に与えるべき適切な（筋破壊を起こす為の）負荷の大きさは異なる。効率よく筋破壊を起こす為には一動作ごとに筋肉が出せる最大の筋力を出させる必要がある。即ち、限界まで力を出すことで筋破壊を起こさせるのである。もちろん、この際に過大な負荷を与えることは筋肉の損傷を招くため避けなければならない。
【０００９】
さらに、筋肉は稼働する毎に疲労して出力が下がってしまうため、一回目二回目三回目と稼働を重ねる毎に持ち上げられる重さ、即ち適切な負荷の大きさは下がって行く。これらのことから、筋肉トレーニングではエキセントリックとコンセントリックの両方向で、筋疲労の状態に合わせながら、常に最大の出力を出させる、ことが筋肉を増強させるために必要であり、その実現が効率の良いトレーニングであると言える。
【００１０】
しかし負荷に対する筋力を測定していない従来の方式では、原理的に関節の曲げ伸ばしのそれぞれの動作時に与えるべき適切な負荷を与えることはできなかった。また、前記の特許文献１或いは特許文献２に開示されているように負荷のセンシング、それに応じた負荷調整を行うことが試みられているものの、筋肉が「その瞬間に出せる最大出力」を引き出すことはできなかった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
ここで、各回毎の運動動作時に最大の筋力を出させるために、リアルタイムに筋肉の出力を測定し続け、都度リアルタイムに負荷量を調整し続けることで最適な負荷となる制御を搭載したトレーニング用負荷発生装置を開発し、本発明を完成させたのである。具体的には、負荷と拮抗する筋肉の出力をセンサで計測し、筋肉の出力よりも負荷をわずかに弱めることで装置（操作部）が動きだす状態を作る。これをリアルタイムに行うことで常に筋肉に最大限の力を出させるように促すようにした。
【００１２】
具体的には本発明は、スポーツトレーニングをはじめとする筋肉増強のためのトレーニング用負荷発生装置に於いて、装置全体を支持するための支持体に組みつけられた、トレイニーが操作し負荷を受ける操作部と、該操作部を移動させるためのスライドガイドと、該操作部に負荷を発生させるための負荷発生装置と、該操作部に負荷を伝達するためのボールネジ機構と、発生された負荷により生じた筋肉の出力を検出するためのセンサとを少なくとも備え、該センサによりリアルタイムに筋肉の出力を測定し、かかる出力データに対応して負荷量を調整する機構を備えたことを特徴とする、トレーニング用負荷発生装置である。
【００１３】
また本発明は、スポーツトレーニングをはじめとする筋肉増強のためのトレーニング用負荷発生装置に於いて、装置全体を支持するための支持体に組みつけられた、トレイニーが操作し負荷を受ける操作部と該操作部を平行に移動させるための一対のスライドガイドと、該操作部に負荷を発生させるための負荷発生装置と、該操作部に負荷を伝達するための一対のボールネジ機構と、発生された負荷により生じた筋肉の出力を検出するためのセンサとを少なくとも備え、該センサによりリアルタイムに筋肉の出力を測定し、かかる出力データに対応して負荷量を調整する機構を備えたことを特徴とする、トレーニング用負荷発生装置である。
【００１４】
また本発明は、スポーツトレーニングをはじめとする筋肉増強のためのトレーニング用負荷発生装置の使用方法に於いて、装置全体を支持するための支持体に組みつけられた、トレイニーが操作し負荷を受ける操作部と、該操作部を移動させるためのスライドガイドと、該操作部に負荷を発生させるための負荷発生装置と、該操作部に負荷を伝達するためのボールネジ機構と、発生された負荷により生じた筋肉の出力を検出するためのセンサとを少なくとも備え、該センサによりリアルタイムに筋肉の出力を測定し、かかる出力データに対応して負荷量を調整する機構を備えたトレーニング用負荷発生装置を用い、リアルタイムに筋肉の出力を測定し、都度リアルタイムに負荷量をすることで最適な負荷量でトレーニングを行うことを特徴とする、トレーニング用負荷発生装置の使用方法である。
【００１５】
また本発明は、スポーツトレーニングをはじめとする筋肉増強のためのトレーニング用負荷発生装置の使用方法に於いて、装置全体を支持するための支持体に組みつけられた、トレイニーが操作し負荷を受ける操作部と、該操作部を平行に移動させるための一対のスライドガイドと、該操作部に負荷を発生させるための負荷発生装置と、該操作部に負荷を伝達するための一対のボールネジ機構と、発生された負荷により生じた筋肉の出力を検出するためのセンサとを少なくとも備え、該センサによりリアルタイムに筋肉の出力を測定し、かかる出力データに対応して負荷量を調整する機構を備えたトレーニング用負荷発生装置を用い、リアルタイムに筋肉の出力を測定し、都度リアルタイムに負荷量をすることで最適な負荷量でトレーニングを行うことを特徴とする、トレーニング用負荷発生装置の使用方法である。
【００１６】
また本発明は、該トレイニーが操作し負荷を受ける操作部が環状或いは取っ手状の形状をなし、ロープ、ワイヤー、チェーン或いはシャフトを介してボールネジ機構に連接され、操作部を把持して筋肉増強を行うことを特徴とする。或いは本発明は、該トレイニーが操作し負荷を受ける操作部がロープ、ワイヤー、チェーン或いはシャフトであり、該ロープ、ワイヤー、チェーン或いはシャフトがボールネジ機構に連接され、ロープ、ワイヤー、チェーン或いはシャフトを把持して筋肉増強を行うことを特徴とする。或いは本発明は、該トレイニーが操作し負荷を受ける操作部がバーベルシャフトであって、上肢又は下肢で操作して筋肉増強を行うことを特徴とする。
【００１７】
また本発明は、該トレイニーが操作し負荷を受ける操作部と該スライドガイドの連接がスライダーによりなされ直動装置を構成することを特徴とする。
【００１８】
また本発明は、該トレイニーが操作し負荷を受ける操作部と該ボールネジ機構の連接がボールナットによりなされて直動装置を構成し、該負荷発生装置から伝達される負荷を操作部に伝達することを特徴とする。
【００１９】
また本発明は、該ボールネジ機構及び該ボールナットが該負荷発生装置から伝達される回転を減速するとともに荷重を増幅して必要な負荷を発生せしめ、かかる負荷を操作部に伝達することを特徴とする。
【００２０】
また本発明は、該発生された負荷により生じた筋肉の出力を検出するためのセンサが負荷と拮抗する筋肉の出力を計測する圧力センサであることを特徴とする。さらに本発明は、該発生された負荷により生じた筋肉の出力を検出するためのセンサとしてロードセルを用いることを特徴とする。また本発明は、該発生された負荷により生じた筋肉の出力を検出するためのセンサが操作部の把持部又は押圧部、及び／又は、操作部の取り付け部、及び／又は、ボールネジ取り付け部、及び／又は、その圧力測定が可能な部位に設置されることを特徴とする。
【００２１】
また本発明は、該負荷を発生させるための負荷発生装置がサーボモータであることを特徴とする。
【００２２】
また本発明は、該発生された負荷により生じた筋肉の出力を検出するためのセンサからの出力がリアルタイムで計測され、かかる出力データに基づいて該負荷を発生させるための負荷発生装置の出力を制御することを特徴とする。また本発明は、該発生された負荷により生じた筋肉の出力を検出するためのセンサからの出力がリアルタイムで計測され、かかる出力データを予め記憶されたプログラムに基づいて処理し、該負荷を発生させるための負荷発生装置の出力を制御することを特徴とする。
【００２３】
また本発明は、該トレーニング用負荷発生装置がさらに制御装置を含んでなり、発生された負荷により生じた筋肉の出力を検出するためのセンサからの出力データに基づいて、該制御装置が該負荷を発生させるための負荷発生装置の出力を制御することを特徴とする。また本発明は、該トレーニング用負荷発生装置がさらに制御装置を含んでなり、発生された負荷により生じた筋肉の出力を検出するためのセンサからの出力データを参照しつつ、予め用意されたプログラムにより該負荷を発生させるための負荷発生装置の出力を制御することを特徴とする。また本発明は、該プログラムが各種トレーニングに応じた負荷を生み出すことができるように変更可能であることを特徴とする。
【００２４】
また本発明は、該負荷が筋肉の出力よりもわずかに弱い値となるように制御されることを特徴とする。また本発明は、該筋肉の出力検出及び該負荷の制御がリアルタイムで行われることを特徴とする。また本発明は、該負荷の制御が、エキセントリックとコンセントリックの両方向で、筋疲労の状態に合わせながら、常に最大の出力を出させるように行われることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明にかかるトレーニング用負荷発生装置及びその使用方法は、各回毎の運動動作時に最大の筋力を出させるために、リアルタイムに筋肉の出力を測定し続け、都度リアルタイムに負荷量を調整し続けることで最適な負荷となる制御を搭載したトレーニング用負荷発生装置を開発し、本発明を完成させたのである。具体的には、負荷と拮抗する筋肉の出力をセンサで計測し、筋肉の出力よりも負荷をわずかに弱めることで装置（操作部）が動きだす状態を作る。これをリアルタイムに行うことで常に筋肉に最大限の力を出させるように促すようにしたことにより、少ない反復回数でもって最大限の筋力増強・筋肉量増加の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明にかかるトレーニング用負荷発生装置の構成の例を示す概念図である。
【図２】図２は、本発明にかかるトレーニング用負荷発生装置の実機の例を示す図面代用写真である。
【図３】図３は、本発明にかかるトレーニング用負荷発生装置の使用方法の一例を示す図面代用写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明におけるトレーニング用負荷発生装置及びトレーニング用負荷発生装置の使用方法に於いては、各回毎の運動動作時に最大の筋力を出させるために、リアルタイムに筋肉の出力を測定し続け、都度リアルタイムに負荷量を調整し続けることで最適な負荷となる制御を搭載したトレーニング用負荷発生装置を開発し、本発明を完成させたのである。具体的には、負荷と拮抗する筋肉の出力をセンサで計測し、筋肉の出力よりも負荷をわずかに弱めることで装置（操作部）が動きだす状態を作る。これをリアルタイムに行うことで常に筋肉に最大限の力を出させるように促すようにした。
【００２８】
具体的には本発明は、スポーツトレーニングをはじめとする筋肉増強のためのトレーニング用負荷発生装置に於いて、装置全体を支持するための支持体に組みつけられた、トレイニーが操作し負荷を受ける操作部と、該操作部を移動させるためのスライドガイドと、該操作部に負荷を発生させるための負荷発生装置と、該操作部に負荷を伝達するためのボールネジ機構と、発生された負荷により生じた筋肉の出力を検出するためのセンサとを少なくとも備え、該センサによりリアルタイムに筋肉の出力を測定し、かかる出力データに対応して負荷量を調整する機構を備えたことを特徴とする、トレーニング用負荷発生装置である。本発明にかかるトレーニング用負荷発生装置は、フリーウェイトトレーニングのようにダンベル等をフリーで操作するものではないから、負荷を受け止めるための支持体が必要である。スライドガイドやボールネジ機構は１セット或いは複数の何れでも使用可能であり、目的に応じて使い分けることができる。
【００２９】
また本発明は、スポーツトレーニングをはじめとする筋肉増強のためのトレーニング用負荷発生装置に於いて、装置全体を支持するための支持体に組みつけられた、トレイニーが操作し負荷を受ける操作部と該操作部を平行に移動させるための一対のスライドガイドと、該操作部に負荷を発生させるための負荷発生装置と、該操作部に負荷を伝達するための一対のボールネジ機構と、発生された負荷により生じた筋肉の出力を検出するためのセンサとを少なくとも備え、該センサによりリアルタイムに筋肉の出力を測定し、かかる出力データに対応して負荷量を調整する機構を備えたことを特徴とする、トレーニング用負荷発生装置である。この場合、操作部はバーベルシャフト等が用いられ、スライドガイドやボールネジ機構は１対が必要となる。
【００３０】
また本発明は、スポーツトレーニングをはじめとする筋肉増強のためのトレーニング用負荷発生装置の使用方法に於いて、装置全体を支持するための支持体に組みつけられた、トレイニーが操作し負荷を受ける操作部と、該操作部を移動させるためのスライドガイドと、該操作部に負荷を発生させるための負荷発生装置と、該操作部に負荷を伝達するためのボールネジ機構と、発生された負荷により生じた筋肉の出力を検出するためのセンサとを少なくとも備え、該センサによりリアルタイムに筋肉の出力を測定し、かかる出力データに対応して負荷量を調整する機構を備えたトレーニング用負荷発生装置を用い、リアルタイムに筋肉の出力を測定し、都度リアルタイムに負荷量をすることで最適な負荷量でトレーニングを行うことを特徴とする、トレーニング用負荷発生装置の使用方法である。
【００３１】
また本発明は、スポーツトレーニングをはじめとする筋肉増強のためのトレーニング用負荷発生装置の使用方法に於いて、装置全体を支持するための支持体に組みつけられた、トレイニーが操作し負荷を受ける操作部と、該操作部を平行に移動させるための一対のスライドガイドと、該操作部に負荷を発生させるための負荷発生装置と、該操作部に負荷を伝達するための一対のボールネジ機構と、発生された負荷により生じた筋肉の出力を検出するためのセンサとを少なくとも備え、該センサによりリアルタイムに筋肉の出力を測定し、かかる出力データに対応して負荷量を調整する機構を備えたトレーニング用負荷発生装置を用い、リアルタイムに筋肉の出力を測定し、都度リアルタイムに負荷量をすることで最適な負荷量でトレーニングを行うことを特徴とする、トレーニング用負荷発生装置の使用方法である。
【００３２】
本発明にかかるトレーニング用負荷発生装置及びその使用方法は、各回毎の運動動作時に最大の筋力を出させるために、リアルタイムに筋肉の出力を測定し続け、都度リアルタイムに負荷量を調整し続けることで最適な負荷となる制御を搭載したトレーニング用負荷発生装置を開発し、本発明を完成させたのである。具体的には、負荷と拮抗する筋肉の出力をセンサで計測し、筋肉の出力よりも負荷をわずかに弱めることで装置（操作部）が動きだす状態を作る。これをリアルタイムに行うことで常に筋肉に最大限の力を出させるように促すようにしたことにより、少ない反復回数でもって最大限の筋力増強・筋肉量増加の効果を得ることができる。
【００３３】
また本発明は、該トレイニーが操作し負荷を受ける操作部が環状或いは取っ手状の形状をなし、ロープ、ワイヤー、チェーン或いはシャフトを介してボールネジ機構に連接され、操作部を把持して筋肉増強を行うことを特徴とする。或いは本発明は、該トレイニーが操作し負荷を受ける操作部がロープ、ワイヤー、チェーン或いはシャフトであり、該ロープ、ワイヤー、チェーン或いはシャフトがボールネジ機構に連接され、ロープ、ワイヤー、チェーン或いはシャフトを把持して筋肉増強を行うことを特徴とする。或いは本発明は、該トレイニーが操作し負荷を受ける操作部がバーベルシャフトであって、上肢又は下肢で操作して筋肉増強を行うことを特徴とする。これらさまざまな操作部に対応することができるため、本発明にかかるトレーニング用負荷発生装置及びその使用方法はさまざまな部位の筋肉増強、さまざまなトレーニング方法に対応して用いることができる。
【００３４】
また本発明は、該トレイニーが操作し負荷を受ける操作部と該スライドガイドの連接がスライダーによりなされ直動装置を構成することを特徴とする。
【００３５】
また本発明は、該トレイニーが操作し負荷を受ける操作部と該ボールネジ機構の連接がボールナットによりなされて直動装置を構成し、該負荷発生装置から伝達される負荷を操作部に伝達することを特徴とする。
【００３６】
また本発明は、該ボールネジ機構及び該ボールナットが該負荷発生装置から伝達される回転を減速するとともに荷重を増幅して必要な負荷を発生せしめ、かかる負荷を操作部に伝達することを特徴とする。
【００３７】
かかる構成により、安全にきめ細かい負荷調整が可能となった。また、該ボールネジ機構及び該ボールナットの使用により常使われる減速装置としての平歯車やウォームギアなどの歯車装置よりも全体の部品点数を減らすことができ、装置を小型化することができる。また一方向にしか力が伝達できないウォームギアとは違いボールネジは双方向に力を伝えることができるため、モータの電源を遮断すれば操作部を手動で可動できるため、万一のトラブルにも対応できて安全性が高い。また、ボールネジ機構を減速装置として用いたことにより、小さなサーボモータで１５０ｋｇを超えるような荷重を発生させることが可能となった。
【００３８】
また本発明は、該発生された負荷により生じた筋肉の出力を検出するためのセンサが負荷と拮抗する筋肉の出力を計測する圧力センサであることを特徴とする。さらに本発明は、該発生された負荷により生じた筋肉の出力を検出するためのセンサとしてロードセルを用いることを特徴とする。また本発明は、該発生された負荷により生じた筋肉の出力を検出するためのセンサが操作部の把持部又は押圧部、及び／又は、操作部の取り付け部、及び／又は、ボールネジ取り付け部、及び／又は、その圧力測定が可能な部位に設置されることを特徴とする。これにより、リアルタイムで安定した筋肉負荷のセンシングが可能となった。
【００３９】
また本発明は、該負荷を発生させるための負荷発生装置がサーボモータであることを特徴とする。前記のように、ボールネジ機構を減速装置として用いたことにより、小さなサーボモータで１５０ｋｇを超えるような荷重を発生させることが可能となった。これは来ずとダウンの面からも有益である。
【００４０】
また本発明は、該発生された負荷により生じた筋肉の出力を検出するためのセンサからの出力がリアルタイムで計測され、かかる出力データに基づいて該負荷を発生させるための負荷発生装置の出力を制御することを特徴とする。また本発明は、該発生された負荷により生じた筋肉の出力を検出するためのセンサからの出力がリアルタイムで計測され、かかる出力データを予め記憶されたプログラムに基づいて処理し、該負荷を発生させるための負荷発生装置の出力を制御することを特徴とする。
【００４１】
また本発明は、該トレーニング用負荷発生装置がさらに制御装置を含んでなり、発生された負荷により生じた筋肉の出力を検出するためのセンサからの出力データに基づいて、該制御装置が該負荷を発生させるための負荷発生装置の出力を制御することを特徴とする。また本発明は、該トレーニング用負荷発生装置がさらに制御装置を含んでなり、発生された負荷により生じた筋肉の出力を検出するためのセンサからの出力データを参照しつつ、予め用意されたプログラムにより該負荷を発生させるための負荷発生装置の出力を制御することを特徴とする。また本発明は、該プログラムが各種トレーニングに応じた負荷を生み出すことができるように変更可能であることを特徴とする。
【００４２】
また本発明は、該負荷が筋肉の出力よりもわずかに弱い値となるように制御されることを特徴とする。また本発明は、該筋肉の出力検出及び該負荷の制御がリアルタイムで行われることを特徴とする。また本発明は、該負荷の制御が、エキセントリックとコンセントリックの両方向で、筋疲労の状態に合わせながら、常に最大の出力を出させるように行われることを特徴とする。
【００４３】
本発明にかかるトレーニング用負荷発生装置及びその使用方法は、各回毎の運動動作時に最大の筋力を出させるために、リアルタイムに筋肉の出力を測定し続け、都度リアルタイムに負荷量を調整し続けることで最適な負荷となる制御を搭載したトレーニング用負荷発生装置を開発し、本発明を完成させたのである。具体的には、負荷と拮抗する筋肉の出力をセンサで計測し、筋肉の出力よりも負荷をわずかに弱めることで装置（操作部）が動きだす状態を作る。これをリアルタイムに行うことで常に筋肉に最大限の力を出させるように促すようにしたことにより、少ない反復回数でもって最大限の筋力増強・筋肉量増加の効果を得ることができた。
【実施例１】
【００４４】
以下、本発明にかかるトレーニング用負荷発生装置及びその使用方法を実施例に基づいて説明する。図１は、本発明にかかるトレーニング用負荷発生装置の構成の例を示す概念図である。また、図２は、本発明にかかるトレーニング用負荷発生装置の実機の例を示す図面代用写真である。これらの構成は操作部がバーベルシャフトであり、スライドガイドとボールネジ機構は一対を備えている。ここで、用途によってはスライドガイドとボールネジ機構は１個で用いる、或いは３個以上を用いることも可能であることは前記の通りである。
【００４５】
フロア部及びピラーからなる支持体１にスライドガイド２が組みつけられ、さらにボールネジ３が片側は深溝玉軸受４、逆側はアンギュラ玉軸受５を介して支持体１に組みつけられている。操作部（バーベルシャフト）６はスライダー７を介してスライドガイドと、ボールナット８を介してボールネジと連接されて直動装置を構成している。
【００４６】
ボールネジにはカップリング９を介してサーボモータ１０が連接されている。本実施例に於いては、圧力センサ１１は操作部（バーベルシャフト）６の両側取り付け部及びバーベルシャフトを動作させているボールネジの両側取り付け部の計４箇所に設置された。ここで、圧力センサ１１は操作部（バーベルシャフト）６の取り付け部或いはバーベルシャフトを動作させているボールネジの取り付け部のどちらかに設置することでも十分機能を発揮する。また、操作部の把持部又は押圧部等の圧力測定が可能な部位に設置する事でも十分に機能する。
【００４７】
かかる構成により、各回毎の運動動作時に最大の筋力を出させるために、リアルタイムに筋肉の出力を測定し続け、都度リアルタイムに負荷量を調整し続けることで最適な負荷となる制御を搭載したトレーニング用負荷発生装置を開発し、本発明を完成させたのである。具体的には、負荷と拮抗する筋肉の出力をセンサで計測し、筋肉の出力よりも負荷をわずかに弱めることで装置（操作部）が動きだす状態を作る。これをリアルタイムに行うことで常に筋肉に最大限の力を出させるように促すようにしたことにより、少ない反復回数でもって最大限の筋力増強・筋肉量増加の効果を得ることができた。
【実施例２】
【００４８】
図３は、本発明にかかるトレーニング用負荷発生装置の使用方法の一例を示す図面代用写真である。このように、通常のバーペルを用いたフリーウェイトトレーニング装置とほぼ変わらないスペースでもって、安全に、且つ非常に効果の高いトレーニングが行えることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明にかかるトレーニング用負荷発生装置及びその使用方法は、各回毎の運動動作時に最大の筋力を出させるために、リアルタイムに筋肉の出力を測定し続け、都度リアルタイムに負荷量を調整し続けることで最適な負荷となる制御を搭載したトレーニング用負荷発生装置を開発し、本発明を完成させたのである。具体的には、負荷と拮抗する筋肉の出力をセンサで計測し、筋肉の出力よりも負荷をわずかに弱めることで装置（操作部）が動きだす状態を作る。これをリアルタイムに行うことで常に筋肉に最大限の力を出させるように促すようにしたことにより、少ない反復回数でもって最大限の筋力増強・筋肉量増加の効果を得ることができ、トレーニングマシン及びトレーニング方法の新規な市場を開拓するものであって、その産業上の利用可能性は大であるといえる。
【符号の説明】
【００５０】
１    支持体
２    スライドガイド
３    ボールネジ
４    深溝玉軸受
５    アンギュラ玉軸受
６    操作部（バーベルシャフト）
７    スライダー
８    ボールナット
９    カップリング
１０    サーボモータ
１１    圧力センサ
【図１】
2020108665.tif 000003
【図２】
2020108665.tif 000004
【図３】
2020108665.tif 000005