(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の端部、およびユーザの一方または両方の肩に当接するように構成された第２の端部を有するアームアセンブリと、
アームアセンブリを支持するように構成された支持構造体であって、アームアセンブリが、支持構造体に連結され、支持構造体から外側に延び、支持構造体に対して水平方向および垂直方向に同時に移動できるように構成された支持構造体と、
アームアセンブリに連結された第１の端部、および支持構造体に連結された第２の端部を有する弾性負荷デバイスと、
アームアセンブリの長さに沿って移動可能な張力調整部とを備え、
アームアセンブリが与える負荷を調整できるように、弾性負荷デバイスの第１の端部が張力調整部に連結され、
張力調整部はラチェット機構を有し、ラチェット機構は張力調整部をアームアセンブリの長さに沿って移動させ、これに沿った所定位置に固定させるように構成されたことを特徴とするエクササイズマシン。
【請求項２】
第１の端部、およびユーザの一方または両方の肩に当接するように構成された第２の端部を有するアームアセンブリと、
アームアセンブリを支持するように構成された支持構造体であって、アームアセンブリが、支持構造体に連結され、支持構造体から外側に延び、支持構造体に対して水平方向および垂直方向に同時に移動できるように構成された支持構造体と、
アームアセンブリに連結された第１の端部、および支持構造体に連結された第２の端部を有する弾性負荷デバイスと、
アームアセンブリの第２の端部に設けられた、ユーザの一方または両方の肩に当接するように構成された１つまたはそれ以上のパッドと、
アームアセンブリの第２の端部に設けられた、１つまたはそれ以上のパッドの水平方向の移動を規制するように構成された１つまたはそれ以上の範囲リミッタとを備え、
１つまたはそれ以上のパッドは、アームアセンブリの第２の端部に回転可能に取り付けられていることを特徴とするエクササイズマシン。
【請求項３】
エクササイズマシンであって、
第１の端部と、第２の端部に設けられた、ユーザに下向きの負荷を与えるように構成された１つまたはそれ以上のユーザ当接パッドとを有するピボットアームと、
エクササイズマシンを安定させるように構成された支持構造体であって、ピボットアームが、支持構造体から外側に延び、支持構造体により所定の高さ位置に保持され、支持構造体に対して水平方向および垂直方向に同時に移動できるように構成された支持構造体と、
ピボットアームを所定位置に固定するために係合し、ピボットアームを解放するために係合を解除するように構成された固定機構とを備え、
固定機構は、ピボットアームに連結された固定部と、支持構造体に連結された係止部とを有し、
係止部は、ピボットアームの上方への移動を可能にする開口頂部を有することを特徴とするエクササイズマシン。
【請求項４】
方向可変マシンでユーザをトレーニングする方法であって、
ユーザの上半身の一部にピボットアームの当接端部を当接させるステップと、
ピボットアームが、方向可変マシンの支持構造体に連結され、支持構造体から外側に延び、支持構造体により所定の高さ位置に保持され、支持構造体に対して水平方向および垂直方向に同時に移動できるように構成され、
上半身を前方向および後方向に移動させることなく、上半身に加えた負荷に耐えながら膝を曲げることにより上半身を下方位置に下げるステップと、
上半身を下方位置に下げるステップは、ピボットアームを垂直方向に回転させ、
上半身を前方向および後方向に移動させることなく、上半身に加えた負荷に打ち克つように膝および腰を伸ばすことにより上半身を上方位置に上げるステップと、
上半身を上方位置に上げるステップは、ピボットアームを垂直方向に回転させ、
第１の足を水平方向へ踏み込むステップと、
上半身を下げながら水平方向に移動するステップとを有し、
水平方向に移動するステップは、ピボットアームを水平方向に回転させることを特徴とする方法。
【請求項５】
上半身を下げながら水平方向に移動する前記ステップの後、上半身を上げながら水平方向に移動するステップを有し、
水平方向に移動するステップは、ピボットアームを水平方向に回転させることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
第１の足を水平方向へ踏み込む前記ステップの後、第１および第２の足が接近するように、第２の足を第１の足の方へ移動させるステップを有することを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項７】
上半身を下方位置に下げるとき、１回または複数回、上半身を下げながら第１の水平方向に移動させるステップと、１回または複数回、上半身を下げながら第２の水平方向に移動させるステップとを有し、
第１および第２の水平方向に移動させるステップは、ピボットアームを第１および第２の水平方向に回転させることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項８】
上半身を下方位置に下げる前記ステップの前に、ピボットアームを解放するために、ピボットアームの固定機構の係合を解除するステップを有することを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項９】
ユーザの上半身の一部にピボットアームの当接端部を当接させる前記ステップの前に、ピボットアームの長さに沿って張力調整部を移動させることにより、負荷を調整するステップを有し、
負荷は、張力調整部に取り付けられた負荷デバイスにより与えられることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項１０】
アームアセンブリの第１の端部にピボットを有し、
アームアセンブリは、ピボットで支持構造体に連結され、
ピボットは、アームアセンブリが支持構造体に対して複数の水平方向および垂直方向に移動できるように構成されたことを特徴とする請求項１に記載のエクササイズマシン。
【請求項１１】
ピボットアームに連結された第１の端部、および支持構造体に連結された第２の端部を有する弾性負荷デバイスを有することを特徴とする請求項３に記載のエクササイズマシン。
【請求項１２】
ピボットアームに沿って移動可能な張力調整部を有し、
張力調整部が与える張力を調整できるように、弾性負荷デバイスの第１の端部が張力調整部に連結されることを特徴とする請求項１１に記載のエクササイズマシン。
【請求項１３】
１つまたはそれ以上のユーザ当接パッドは、これがユーザに対して回転し、ユーザの上半身に当接可能にするピボットを有することを特徴とする請求項３に記載のエクササイズマシン。
【請求項１４】
ピボットアームの当接端部に設けられた１つまたはそれ以上の回転リミッタを有し、
ユーザ当接パッドは、ユーザの上半身に当接し、回転リミッタは、ユーザ当接パッドの水平方向の回転を規制するように構成されたことを特徴とする請求項３に記載のエクササイズマシン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、「方向可変マシン、およびこれを用いたトレーニング方法（Change of Direction Machine and Method of Training Therefor）」と題する２０１０年５月２５日付けで出願された米国仮特許出願第61/348,164号を基礎とした優先権を主張するものである。
【０００２】
（発明の分野）
本願発明は、運動器具、特にレーニングマシンおよびトレーニング方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
スクワット運動は、下半身を強化するための有効で、かつ一般的なものであるが、力強い強健なトレーニングにはあまり適したものではない。またスクワット運動は、制約され、限定的な上下運動を伴うものである。さらにスクワット運動は、怪我のリスクが高いので、注意深く行う必要がある。これは、通常、スクワット運動がウェイト（分銅、重り）を持ちながら、首または肩にウェイトバーを掛けたユーザがウェイトを自由に保持しているときに、特に怪我のリスクが高い。
【０００４】
スクワット運動を行う際の怪我のリスクを低減するために、数多くの運動補助具が開発されてきた。たとえば、スクワット運動を行う際に用いられるウェイトを２つの垂直レールによりガイドして、ウェイトが前方、側方、後方に移動し、または遠くに落下することを防止することができる。しかしながら、この装置は、いくつかの問題点がある。その１つの問題点は、ウェイトバーを支持し、ガイドする垂直レールは、ウェイトバーの動きを上下方向に直線的な動き以外の任意の動きを規制するものである。これは膝と背中に不自然な動作を強いるものであり、怪我やあまり有効でない運動をもたらすものとなる。
【０００５】
別の解決手法は、支持されないウェイトバーの両側に人による補助者を立たせて、リフタ（持ち上げる人）がバランスを失ったときにウェイトを支持させるようにすることである。これは１つの可能性のある解決手法ではあるが、膝と背中に対する怪我を防止するものではないし、補助者がいる場合のみ有用である。さらにウェイトのリフティング運動するとき、補助者が必ずしも存在するとは限らず、リフタの動作範囲は、前方または後方に傾斜する可能性があるが、依然として主に上下運動に限られてしまい、怪我をするリスクが高くなる。
【０００６】
以下の説明から、本発明が先行技術に付随する問題点に対処するものであり、先行技術による構成では実現されない数多くの追加的な利点および利益をもたらすものである。
【発明の概要】
【０００７】
本願で開示する方向可変マシンは、ユーザのさまざまな筋肉および体組織を強化し、調整するための特有のトレーニング方法を提供するものである。１つまたはそれ以上の実施形態では、この方向可変マシンは、ユーザの下半身だけでなく、胴部または中心部の筋肉および体組織を鍛えるものである。以下の説明から明らかなように、この方向可変マシンは、ユーザの運動の方向を変える際に用いられる筋肉および体組織を鍛えるような構造および動作を提供するものである。この方向可変マシンは、ユーザの広い範囲の運動において、負荷を与えることができる点において有益である。さらに、この方向可変マシンは、その他の運動またはエクササイズマシンに比して、安全で便利な改良点を提供するものである。
【０００８】
この方向可変マシンは、さまざまな構成を有していてもよい。たとえば１つの実施形態では、方向可変マシンは、ピボット端部および当接端部を有し、ユーザの１つまたはそれ以上の肩に載せるアームアセンブリと、アームアセンブリをピボット端部で支持する支持構造体とを有する。アームアセンブリは、支持構造体から外側に延び、支持構造体に対してピボット端部で回転できるものであってもよい。理解されるように、このエクササイズマシンは、アームアセンブリのピボット端部でピボットを有していてもよい。ピボットは、アームアセンブリが支持構造体に対して複数の垂直方向および水平方向に回転できるように構成してもよい。アームアセンブリは、これを所定位置に固定し、その固定を解除するように構成された固定機構を有していてもよい。
【０００９】
ユーザに負荷を与えるために、弾性負荷デバイスの第１の端部をアームアセンブリに連結し、その第２の端部を支持構造体に連結してもよい。同様に、アームアセンブリの長さに沿って移動可能な張力調整部を設けてもよい。アームアセンブリが与える負荷を調整できるように、弾性負荷デバイスの第１の端部を張力調整部に連結してもよい。張力調整部は、張力調整部を移動させ、アームアセンブリの長さに沿った所定位置に固定するように構成されたラチェット機構を有していてもよい。
【００１０】
このエクササイズマシンは、アームアセンブリの当接端部に、ユーザの肩方または両方の肩に当てるように構成された１つまたはそれ以上のパッドを有していてもよい。１つまたはそれ以上のパッドは、当接端部においてアームアセンブリに回転可能に取り付けられる。この場合、１つまたはそれ以上のパッドの水平方向の移動を規制するために、アームアセンブリの当接端部に１つまたはそれ以上の範囲リミッタを設けてもよい。
【００１１】
別の実施形態では、方向可変マシンは、ユーザに下向きの負荷を与えるように構成されたピボットアームと、エクササイズマシンを安定させるように構成された支持構造体とを有していてもよい。ピボットアームは、支持構造体から外側に延び、支持構造体により所定の高さ位置に保持され、支持構造体に対して複数の方向に回転できるように構成してもよい。
【００１２】
ユーザに対する負荷を形成するために、第１および第２の端部を有する弾性負荷デバイスを設けてもよい。第１の端部をピボットアームに連結し、第２の端部を支持構造体に連結してもよい。弾性負荷デバイスの張力を調整するために、ピボットアームに沿って移動可能な張力調整部を設けてもよい。弾性負荷デバイスの張力を調整できるように、弾性負荷デバイスの第１の端部を張力調整部に連結してもよい。
【００１３】
上記実施形態と同様、このエクササイズマシンは、ユーザの上半身に当接するように構成されたピボットアームの当接端部において、１つまたはそれ以上のパッドを有していてもよい。択一的または追加的には、このエクササイズマシンは、ピボットアームの当接端部において１つまたはそれ以上の回転パッドを有していてもよい。１つまたはそれ以上の回転パッドは、ユーザの上半身に当接し、水平方向の回転が制限されるように構成してもよい。
【００１４】
アームアセンブリを所定位置に固定するために当接し、アームアセンブリの固定を解除するように構成された固定機構を設けてもよい。理解されるように、固定機構は、ピボットアームに連結された固定部と、支持構造体に連結された係止部とを有していてもよい。係止部は、アームアセンブリを固定したときであっても、ピボットアームの上方への移動を可能にする開口頂部を有していてもよい。
【００１５】
方向可変マシンでユーザをトレーニングする方法が本願に開示されている。１つの実施形態では、この方法は、ピボット回転式アームアセンブリの当接端部をユーザの上半身の一部に当接させるステップと、上半身に与えられる負荷に対抗しながら、膝を曲げて上半身を下方位置に下げるステップと、上半身に与えられる負荷に打ち克つように膝および腰を伸ばして上半身を上方位置に上げるステップとを有する。このように上半身を上げたり、下げたりすることにより、ピボット回転式アームアセンブリを垂直方向に回転させ、上半身を前方向および後方向に移動させないようにして、怪我を防止することができる。ピボット回転式アームアセンブリは、上半身が上下運動しているときユーザに負荷が加わるように、ユーザの上半身に下方向の負荷を与えるように構成してもよい。
【００１６】
ピボット回転式アームアセンブリの固定機構は、方向可変マシンを利用する前に、ピボット回転式アームアセンブリの固定を解除するために解放してもよいことに留意されたい。この方法は、方向可変マシンの負荷を調整するステップを含んでいてもよい。負荷が張力調整部に取り付けられた負荷デバイスにより与えられる場合、こうした負荷調整は、ピボット回転式アームアセンブリの長さ方向に沿って張力調整部を移動させることにより行ってもよい。
【００１７】
この方法は、上半身を下げながら水平方向に移動するステップを有していてもよい。このように水平方向に移動することにより、水平方向に移動するユーザに対して負荷を与えつつ、ピボット回転式アームアセンブリを水平方向に回転させることができる。こうした水平方向の回転は、さまざまな方法で実現することができる。たとえば１つの実施形態において、水平方向の移動は、少なくとも上半身を下げつつ水平方向に移動させて、第１の足を水平方向に踏み込み、第１およびの第２の足が接近するように第２の足を第１の足に向けて移動させることを含んでもよい。ユーザは、同様に、さまざまな水平方向に移動してもよい。たとえば、この方法は、１回または複数回、上半身を下げながら第１の方向の水平方向に移動するステップと、１回または追加的に複数回、上半身を下げながら第２の方向の水平方向に移動するステップとを有していてもよい。第１の方向の水平方向に移動し、第２の方向の水平方向に移動することにより、ピボット回転式アームアセンブリを第１および第２の水平方向に回転させることができる。
【００１８】
添付図面および以下の詳細な説明を当業者が読めば、本願発明に係るその他のシステム、方法、特徴および利点は明らかなものとなる。こうした追加的なシステム、方法、特徴および利点は、本願明細書に記載されており、本発明の範囲に含まれるものであり、添付クレームにより保護されることを意図したものである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
図面に示す構成部品は、必ずしも同一縮尺で表されたものではなく、本発明の原理を説明するために強調して図示されている。これらの任意の図面全体において、同様の参照符号は対応する構成部品を示す。
【図１Ａ】例示的な方向可変マシンの側方斜視図である。
【図１Ｂ】方向可変マシンの例示的な支持構造体の斜視図である。
【図２Ａ】方向可変マシンの例示的なアームアセンブリの斜視図である。
【図２Ｂ】方向可変マシンの例示的な固定機構および張力調整部の斜視図である。
【図２Ｃ】方向可変マシンの例示的な固定機構および張力調整部の斜視図である。
【図２Ｄ】方向可変マシンの例示的な固定機構および張力調整部の斜視図である。
【図２Ｅ】方向可変マシンの例示的な固定機構および張力調整部の斜視図である。
【図３Ａ】方向可変マシンの作動中の例示的な張力調整部の斜視図である。
【図３Ｂ】方向可変マシンの作動中の例示的な張力調整部の斜視図である。
【図３Ｃ】方向可変マシンの作動中の例示的な張力調整部および復帰機構の斜視図である。
【図３Ｄ】方向可変マシンの作動中の例示的な張力調整部および復帰機構の斜視図である。
【図３Ｅ】方向可変マシンの作動中の例示的な張力調整部および復帰機構の斜視図である。
【図４Ａ】アームアセンブリの例示的な当接端部の上方斜視図である。
【図４Ｂ】アームアセンブリの例示的な当接端部の斜視図である。
【図４Ｃ】アームアセンブリの例示的な当接端部の斜視図である。
【図４Ｄ】アームアセンブリの例示的なピボット端部の斜視図である。
【図４Ｅ】アームアセンブリの例示的なピボット端部の斜視図である。
【図４Ｆ】アームアセンブリの例示的な調整可能当接端部の斜視図である。
【図４Ｇ】アームアセンブリの例示的な調整可能当接端部の斜視図である。
【図５Ａ】方向可変マシンの例示的使用を示す側面図である。
【図５Ｂ】方向可変マシンの例示的使用を示す側面図である。
【図５Ｃ】方向可変マシンの例示的使用を示す側面図である。
【図６Ａ】方向可変マシンの例示的使用を示す平面図である。
【図６Ｂ】方向可変マシンの例示的使用を示す平面図である。
【図６Ｃ】方向可変マシンの例示的使用を示す平面図である。
【図７Ａ】一定のウェイトを含む例示的アームアセンブリの平面図である。
【図７Ｂ】一定のウェイトを含む例示的アームアセンブリの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下の詳細な説明において、本発明をより十分に記述するために、数多くの特定の詳細内容について記載するが、当業者なら理解されるように、これらの特定の詳細内容を適用することなく、本発明を実施できることは明らかである。別の実施例では、発明の内容が明瞭となるように、広く知られた特徴（構成）については詳細に説明していない。
【００２１】
一般に、方向可変マシンは、スクワット運動の有効性を改善する抗力を与えるものである。この抗力は、従来式のスクワット運動で用いられていたウェイトと同様に、ユーザの上半身に加わるものであってもよい。方向可変マシンの負荷は、特有のものであり、スクワット運動をしているユーザの体とともに変化する。このように、方向可変マシンは、ユーザの体の動きに適合するものである。これにより、怪我のリスクを低減しつつ、効率的なトレーニングを行うことができる。
【００２２】
従来式のスクワット運動とは異なり、方向可変マシンのユーザは、トレーニングの効用を最大限に引き出すために、完全な姿勢を保つ必要はない。ユーザがトレーニングにより疲れた場合に、適正な、あるいは完璧な姿勢を維持することはきわめて困難であるときにきわめて有利である。これは、とりわけ従来式のスクワット運動の場合に当てはまる。さらにユーザが疲れた場合、適正な姿勢を維持する力を失うので、怪我のリスクが高まる。完璧な姿勢は要求されないので、この方向可変マシンを用いて、より簡単に結果が得られ、ユーザはマシンでより長い期間トレーニングを行うことができる。
【００２３】
この方向可変マシンによれば、１つまたはそれ以上の実施形態において、両手を自由にしておくことができる。つまり従来式のスクワット運動とは異なり、ユーザは１つまたはそれ以上のウェィトを保持する必要がない。こうしてユーザは、下半身のトレーニングにエネルギを集中することができる。またウェィトを落としたり、落下させたりすることによるリスクを排除することができるので、この方向可変マシンはより安全である。さらに、ユーザは、介助者や補助者を必要とすることなく、スクワット運動を行うことができるので、より便利である。
【００２４】
これらの理由およびその他の理由（以下詳述する）から、方向可変マシンは、ユーザにとっての人間工学的な快適性および利便性を改善するとともに、トレーニングの質を向上させ、より良好な結果を与える「人間工学的運動力学（ergomechanics）」を提供するものである。
【００２５】
１つまたはそれ以上の実施形態において、方向可変マシンは、１つまたはそれ以上の改善されたスクワット運動の実現を可能にするように構成することができる。一般に、改善されたスクワット運動は、従来式のスクワット運動より遙かに広い範囲で行うことができ、怪我のリスクを大幅に低減することができる。たとえば以下詳述するように、方向可変マシンが与える負荷により、広範な水平方向の動作を含む１つまたはそれ以上の改善されたスクワット運動を実施することができる。これらの動作を迅速に力強く行わせる機能は、中でもテニスやバスケットボール等のスポーツにおいて、下半身の筋肉を強化するとともに、スピードおよび敏しょう性を改善する上できわめて有用である。
【００２６】
図１Ａを参照して、方向可変マシンについて説明する。図示のように、方向可変マシンは、方向可変マシンは、支持アセンブリ１０４およびアームアセンブリ１０８を有する。支持アセンブリ１０４は、通常、方向可変マシンの１つまたはそれ以上の構成部品を支持または保持するように構成されている。１つまたはそれ以上の実施形態において、支持アセンブリ１０４は、方向可変マシンの安定したベース部を提供し、アームアセンブリ１０８を使用される所定の高さ位置に配置するように構成されている。
【００２７】
１つの実施形態において、支持アセンブリ１０４は、方向可変マシンの構成部品を支持する構造を有していてもよい。たとえば図１Ａから明らかなように、支持アセンブリ１０４は、アームアセンブリ１０８および方向可変マシンのその他の構成部品を保持するフレーム１１６として構成されている。同様に図示されているように、アームアセンブリがベース部の固定部から外側に延び、すなわち片持ち梁のようにアームアセンブリの一端が外側に飛び出すものであっても、支持アセンブリ１０４は、アームアセンブリ１０８を安定的に保持するベース部を提供するように構成されている。支持アセンブリ１０４は、必要ならば、安定性を改善するために床面、壁面、またはその他の構造物に固定してもよい。
【００２８】
アームアセンブリ１０８は、さまざまな高さ位置で保持または支持されるものであってもよい。図示のように、アームアセンブリ１０８は、たとえば床面から５〜６フィートの高さに配置される。当然に、その他の高さ位置も実現可能である。１つの実施形態では、アームアセンブリ１０８は、ユーザの身長の３／４倍またはその程度に配置してもよい。別の実施形態では、アームアセンブリ１０８は、ユーザの肩のレベルまたはその付近に配置してもよい。アームアセンブリ１０８は、所定の高さ位置に固定してもよいし、後述するように、さまざまな高さ位置に固定できるように調整してもよい。
【００２９】
支持アセンブリ１０４は、１つまたはそれ以上の実施形態において、方向可変マシンが特に、使用時に倒れたり、不安定にならないようにしつつ、アームアセンブリ１０８が支持アセンブリから延びることができるように低い重心を有していてもよい。さらに支持アセンブリは、１つまたはそれ以上の実施形態において、比較的に小型のものであってもよい。その結果、方向可変マシンの周囲にスペースが形成され、ユーザは自由に移動することができる。たとえば、ユーザは、トレーニングをしている間、アームアセンブリ１０８に当接し（体を当てて）、かつ支持アセンブリ１０４に接触するリスクを回避しつつ、支持アセンブリの周囲で動くことができる。
【００３０】
アームアセンブリ１０８は、さまざまな方法で構成することができる。１つの実施形態では、アームアセンブリ１０８は、ピボット１２０を介してピボット端部１３６で支持アセンブリ１０４に固定されたカンチレバ部（片持ち梁）１２４を有する。ユーザはアームアセンブリ１０８の当接端部（係合端部）１４０に体を当ててもよい。ユーザが快適にアームアセンブリに体を当てることができるように、１つまたはそれ以上のパッド１２８をアームアセンブリ１０８の第２の端部に設けてもよい。
【００３１】
アームアセンブリ１０８の当接端部１４０がさまざまな方向に動くことができるように、ピボット１２０を構成してもよい。１つまたはそれ以上の実施形態においては、アームアセンブリ１０８は、たとえば水平方向、垂直方向、またはその両方向に移動できるものであってもよい。これにより、さまざまなトレーニングを方向可変マシンで実施することができるので、きわめて有利である。たとえば従来式のスクワット運動は、アームアセンブリ１０８を垂直方向に上下させることにより行う。この方向可変マシンによれば、改善されたスクワット運動を行うことができる。たとえば改善スクワット運動とは、以下説明するように、アームアセンブリ１０８を垂直方向に上下させながら、水平方向にも移動することができる運動である。
【００３２】
ピボット１２０は、アームアセンブリ１０８の当接端部１４０が移動できるようにするためのさまざまな構成を有することができる。１つまたはそれ以上の実施形態において、ピボット１２０は、複数の、すなわち任意の軸に沿って移動できるように構成することができる。たとえば図示のように、ピボット１２０は、アームアセンブリ１０８が任意の軸に沿って移動できるようなボール・ジョイント（玉継ぎ手）として構成することができる。択一的には、ユニバーサル・ジョイント（自在継ぎ手）を用いてもよい。当然に、他の結合手段を用いてもよい。いくつかの実施形態においては、たとえばヒンジ・ジョイント等の単一軸を用いてもよい。１つ以上の軸に沿って移動できるように、ヒンジ・ジョイントを回転可能に取り付けてもよい。１つ以上の軸に沿って移動できるように、たとえばヒンジ・ジョイントを別のヒンジ・ジョイントに連結してもよい。
【００３３】
明らかに、支持アセンブリ１０４上のピボット１２０の配置位置により、アームアセンブリ１０８の上下位置すなわち高さ位置が決定される。図示のように、ピボット１２０は支持アセンブリ１０４の上面に配置されている。方向可変マシンのさまざまな実施形態に応じて、支持アセンブリ１０４上のピボット１２０の配置位置は、固定的なものであってもよいし、調整可能なものであってもよい。たとえばピボット１２０支持アセンブリ１０４の上面に固定して、アームアセンブリ１０８の高さ位置を固定してもよい。
【００３４】
択一的には、アームアセンブリ１０８を上下移動させることにより、ピボット１２０の配置位置を上下移動させるように構成してもよい。図１Ａに示すように、ピボット１２０は、支持アセンブリ１０４のピボット支持部１４８に取り付けてもよい。１つまたはそれ以上の実施形態において、ピボット支持部１４８の配置位置を上下移動させることができる。理解されることであるが、これはさまざまな方法により実現することができる。たとえば図１Ｂにおいて、ピボット支持部１４８は、外側スリーブ１５２および内側チューブ１５６とからなる構造体を有し、外側スリーブ１５２および内側チューブ１５６は、互いに対して滑動または移動して、ピボット支持部を長く伸ばしたり（位置を高くしたり）、短くしたり（位置を低くしたり）することができる。所望の位置に設定された後、外側スリーブ１５２および内側チューブ１５６は、互いに対する位置が固定される。たとえば、図１Ｂにおいて、ピン１６０を外側スリーブ１５２および内側チューブ１５６に設けた孔の中に挿入して、これらを固定してもよい。当然に、ピン１６０に加えて、またはピン１６０に代えて、１つまたはそれ以上のクリップ、クランプ、ねじ等の他の手段により外側スリーブ１５２および内側チューブ１５６を固定してもよい。
【００３５】
アームアセンブリ１０８を上下移動する機能により、異なる身長のユーザが方向可変マシンを利用できるという利点が得られる。こうして、短身のユーザだけでなく、長身およびのユーザにも方向可変マシンを適合させることができる。さらに、ユーザの肩であれ、何であれ、その高さレベルに、またはその付近にアームアセンブリ１０８を配置することができるので、ユーザは方向可変マシンに体を当てやすくなる。
【００３６】
アームアセンブリ１０８は、１つまたはそれ以上の実施形態において、固定機構を有していてもよい。一般に、使用しないとき、固定機構を用いて、アームアセンブリ１０８を所定位置に固定することができる。固定機構がなければ、アームアセンブリ１０８がそのピボット１２０によりさまざまな方向に移動してしまうので、固定機構は有益なものである。図１Ａで示すように、アームアセンブリ１０８は、実質的に水平方向に固定される。この配置位置は、固定機構を用いて実現することができる。
【００３７】
固定機構は、アームアセンブリ１０８の配置位置を便利な位置に配置する点において有益である。図１Ａから明らかなようにユーザは、固定位置にあるアームアセンブリ１０８の当接端部１４０に対して容易に体を当てることができる。当然に、固定機構は、アームアセンブリ１０８をさまざまな位置に保持することができる。典型的には、アームアセンブリ１０８は、実質的に水平方向に保持され、ユーザがパッド１２８の内部および／または下方に踏み入ることにより、アームアセンブリに容易に体を当てることができる。このようにして、ユーザは、アームアセンブリ１０８をまず持ち上げる必要なく、アームアセンブリに体を当てることができる。
【００３８】
固定機構は、さまざまな手法により構成することができる。１つの実施形態では、アームアセンブリ１０８を所定位置に固定するために、固定機構の第１の部分が固定機構の第２の部分に係合するものであってもよい。一旦係合した後は、第１の部分、第２の部分、または両方の部分は、アームアセンブリ１０８を所定位置に物理的に保持し、アームアセンブリの特定の動きを阻止することができる。
【００３９】
例示的な固定機構を図２Ａ〜図２Ｅに示す。図２Ａは、アームアセンブリ１０８の斜視図であり、固定機構を示すものである。１つまたはそれ以上の実施形態において、固定機構は、連結部（カプラ）２２４を有するものであってもよい。当然に、複数の連結部を用いてもよい。説明のため、この実施形態は、アームアセンブリ１０８の両端にそれぞれ配置された２つの連結部２２４を有する。連結部２２４は、アームアセンブリ１０８を所定位置に固定するように係合する２つの独立した構成部品を有していてもよい。たとえば連結部２２４は、アームアセンブリ１０８を所定位置に固定するために、固定部材２０４が係合する係止部２２０を有していてもよい。一旦係合すると、係止部２２０と固定部材２０４との間の物理的接触により、アームアセンブリ１０８の不要な動きを制止することができる。
【００４０】
１つまたはそれ以上の実施形態において、固定部材２０４は、アームアセンブリ１０８に取り付けられ、タイヤ係止部２２０は、支持アセンブリ１０４に取り付けられる。こうして、係合したとき、連結部２２４は、アームアセンブリ１０８を支持アセンブリ１０４に対して所定位置に固定する。明らかなように、固定部材２０４はアームアセンブリ１０８に取り付けられ、係止部２２０は支持アセンブリ１０４に取り付けられる。
【００４１】
図２Ｂを参照すると、明らかなように、いくつかの実施形態では、固定部材２０４の端部２１２は成形された端部を有していてもよい。たとえば、図２Ｂにおいて、端部２１２は、一方の端部において正方形形状を有する。これにより、固定部材２０４は、平坦な係止部２２０と係合することができる。固定部材２０４の平坦な形状は、係合したとき、密接な物理的接触を可能にする。これにより、固定部材２０４および係止部２２０の互いに対する動きを制限し、ひいてはアームアセンブリ１０８の動きを制限することができる。
【００４２】
当然に、端部２１２または固定部材２０４の他の部分をさまざまな形状に成形してもよい。端部は、たとえば、円形、平坦、矩形、多角形、またはその他の形状を有していてもよい。係止部２２０は、固定部材２０４を受容または係合するような対応する形状を有していてもよい。係止部２２０は、たとえば、湾曲した形状を有していてもよく、または
アームアセンブリ１０８を所定位置に保持するために円形形状の固定部材を受容または係合するような円形開口部を有していてもよい。
【００４３】
連結部２２４は、係合した後であっても、アームアセンブリ１０８が多少とも上方向に移動することを許容するものであってもよい。これは、ユーザがアームアセンブリ１０８の当接端部１４０に体を当てて、連結部２２４の係合を解除することによりアームアセンブリ１０８を解放する必要なく、まっすぐに立ち上がることができるので、有益である。図２Ｂで説明すると、係止部２２０は棚状構造体として構成され、上方に開口領域を有する。このように係止部２２０により、アームアセンブリ１０８は（固定されたとき）下方に移動せず、少なくとも多少は上方向に移動することができる。この結果、ユーザは、アームアセンブリ１０８の固定を解除する前に、まっすぐに立ち上がって、アームアセンブリ１０８を保持する準備をすることができる。
【００４４】
連結部２２４の固定部材２０４が係止部２２０と係合し、その係合を解除することができるように、固定部材２０４は移動可能なものであってもよい。これは、固定部材２０４が係止部２２０と係合し、その係合を解除することを可能にする１つまたはそれ以上の取付具２１６により実現することができる。図２Ｂに示すように、取付具２１６は開口構造体からなり、開口構造体は、固定部材２０４が取付具内で滑動または移動して、係止部２２０と係合し、その係合を解除することを可能にするものである。図２Ｂでは、固定部材２０４および係止部２２０は係合している。図２Ｃに示すように、係止部との係合を解除するためには、固定部材２０４を滑動させるか、係止部から遠ざかる方向に移動させて、アームアセンブリ１０８を解除することができる。理解されるように、固定部材２０４が係止部２２０と係合し、その係合を解除することを可能にするために、取付具２１６は、さまざまなガイドおよびトラック等として構成してもよい。
【００４５】
再び図２Ａを参照すると、ユーザが容易に固定機構をより簡便に利用できるように、固定機構は１つまたはそれ以上のハンドル２０８を有していてもよい。ユーザは固定機構を直接的に係合させることができるので、ハンドル２０８は、必ずしもすべての実施形態で配設されるものではない。ハンドル２０８は、設けられている場合、ユーザが容易にハンドルを操作できるように、アームアセンブリ１０８の端部に、または端部付近に配設されるように固定部材２０４に取り付けられてもよい。固定部材２０４は、１つまたはそれ以上の実施形態において、ハンドル２０８をユーザの近くに配設できるように、細長く形成してもよい。
【００４６】
操作に際して、ユーザは、（図２Ｃに示すように）ハンドル２０８を握って、固定部材２０４を移動させ、係止部２２０に係合させて、アームアセンブリ１０８を所定位置に固定することができる。アームアセンブリ１０８の係合を解除するためには、ユーザは、（図２Ｃに示すように）ハンドル２０８を握って、固定部材２０４を移動させ、係止部２２０を解放することができる。たとえば、図示した実施形態では、ユーザは、ハンドル２０８を握って、固定部材２０４を前方へスライド移動させて係止部２２０に係合させ、固定部材２０４を後方へスライド移動させて係止部２２０との係合を解除することができる。その後、ハンドル２０８は、その他の目的のために用いてもよい。たとえば以下詳細に説明するように、ユーザはアームアセンブリ１０８をさらに係合させるために、トレーニング中にハンドルを把持してもよい。
【００４７】
固定機構は、いくつかの実施形態では、共通端部２１２を共有する固定部材２０４を有していてもよい。固定部材２０４は、たとえば図２Ｄに示すように、共有端部２１２で連結させる。端部２１２は、アームアセンブリ１０８を所定位置に固定するために上述のように構成してもよい。択一的には、端部２１２は、アームアセンブリ１０８を所定位置に固定するために、係止部２２０に係合する回転可能な部分を有していてもよい。
【００４８】
こうした実施形態を図２Ｄに示す。明らかなように、端部２１２は、回転して係止部２２０に係合するローラ２２８を有していてもよい。図２Ｄに示す実施形態において、固定部材２０４がアームアセンブリ１０８を所定位置に固定するように移動するとき、ローラ２２８は、係止部２２０とアームアセンブリ１０８との間に割り込んで配置される。ローラ２２８は、円形形状を有し、車軸の周りを回転することができる。任意であるが、ローラ２２８は、図示したような１つまたはそれ以上の溝部を有し、アームアセンブリ１０８と係止部２２０との間に密接に適合するものであってもよい。１つまたはそれ以上の実施形態において、ローラ２２８は、ゴム、プラスティック、木、金属、またはその他の剛体材料または半剛体材料で形成してもよい。たとえば図２Ｄにおいて、ローラ２２８の溝部２３２により、ローラは係止部２２０付近でアームアセンブリ１０８の円形部分を収容することができる
【００４９】
１つまたはそれ以上の実施形態において、図２Ｄに示すように、係止部２２０はフランジ２３６または傾斜部分を有していてもよい。これは、ローラ２２８を広い領域で受容できる点において有益である。図面から明らかなように、アームアセンブリ１０８と係止部２２０との間の距離を大きくするために、フランジ２３６は、下方にそして／またはアームアセンブリ１０８から遠ざかるように傾斜していてもよい。こうして、ローラ２２８は、係止部２２０とアームアセンブリ１０８との間のより窮屈または狭小な領域の「中に」案内することができる。フランジ２３６がなくてもローラ２２８を係止部２２０に係合させることができるとき、すべての実施形態において、フランジ２３６が必要であるとは限らない。択一的な実施形態において、フランジ２３６を追加するのではなく、係止部自体をアームアセンブリ１０８から遠ざかるように傾斜させてもよい。
【００５０】
ローラ２２８は、図２Ｄに示すように、ローラを係止部から遠ざかる方向に移動させることにより、係止部２２０との係合を解除することができる。上述のように、これは、固定部材２０４のハンドルを用いて行ってもよい。一旦、係合が解除されると、アームアセンブリ１０８は、１つまたはそれ以上のエクササイズを実施するために移動させることができる。
【００５１】
一般に、アームアセンブリ１０８は、トレーニング中のユーザの運動に負荷を与える。これは、トレーニング中のユーザの筋肉を強化し、鍛錬する点においてきわめて有益なことである。この負荷は、アームアセンブリ１０８によりユーザに与えられる力を含むものであってもよい。この負荷は、さまざま力ベクトルに沿って向けられるものであってもよい。一般的には、この負荷は、下向きの力ベクトルに沿ったもので、あらゆる角度を有し得る。このようにアームアセンブリ１０８により、下向きの力ベクトルに沿った負荷をユーザに与えることができる。
【００５２】
さまざまな負荷デバイスを用いて、この負荷を得ることができる。実際、アームアセンブリ１０８を用いて、下向きの力を提供するように構成された任意のデバイスを実現することができる。たとえば図７Ａ〜図７Ｂに示すように、１つまたはそれ以上のウェイトをアームアセンブリ１０８に連結または固定して、下向きの力を得るようにしてもよい。図示のように、１つまたはそれ以上のウェイト７０８のための支持部または実装部を用いて、アームアセンブリ１０８の一部分にウェイトを取り付けてもよい。たとえば、１つまたはそれ以上のバー７０４またはこれと同等のものがアームアセンブリ１０８から延び、１つまたはそれ以上のウェイト７０８を保持するようにしてもよい。図示のように、ウェイト７０８は、アームアセンブリ１０８の当接端部１４０に固定されているが、アームアセンブリに沿ったさまざまな位置に固定してもよい。所望する力の負荷を得るために、ウェイト７０８を取り外し、必要なウェイトと交換できるようにしてもよい。
【００５３】
別の具体例では、ウェイトスタック（ウェイトを積み重ねたもの）をアームアセンブリ１０８に連結してもよい。たとえば１つまたはそれ以上プーリーを用いて、ウェイトスタックのケーブルをアームアセンブリ１０８に案内して、下向きの力が得られるようにしてもよい（たとえば、ケーブルがアームアセンブリの下方からアームアセンブリに接近する。）。通常、負荷デバイスは、カンチレバ部１２４においてアームアセンブリ１０８に連結されている。
【００５４】
図１Ａから明らかなように、負荷デバイスは、１つまたはそれ以上のスプリング（ばね）１１２であってもよい。図示のように、スプリング１１２は、アームアセンブリ１０８および支持アセンブリ１０４の間に取り付けられていてもよい。スプリング１１２の第１の端部はカンチレバ部１２４に取り付けられ、スプリング１１２の第２の端部は支持アセンブリ１０４に取り付けられ、スプリング１１２の第２の端部は第１の端部より下方に配置されている。このようにスプリング１１２は伸縮し、アームアセンブリ１０８を上方に移動させたとき負荷を与える。言い換えると、スプリング１１２は、アームアセンブリ１０８を介して下向きの力を与えるものである。本願明細書では１つまたはそれ以上のスプリング１１２を参照して説明するが、他の同様の負荷デバイスをこのように用いることができる。たとえばスプリングに代わって、またはスプリングに追加して、１つまたはそれ以上の弾性バンドを用いてもよい。
【００５５】
スプリング１１２（または弾性バンド）は、さまざまな負荷を与えるために用いられる点において有益である。スプリング１０８は、１つまたはそれ以上の実施形態において、さまざまな負荷を与えることができるので有利である。一般に、移動または伸縮するとき、さまざまな負荷を増大または減少させることができる。たとえばスプリング１１２が伸びるとき、負荷の大きさは増大する。これとは逆に、ウェイト等の一定の負荷は、移動したときでもその負荷の大きさは一定に維持される。
【００５６】
ユーザの力は、強度曲線に沿って変化し得る。たとえば筋肉の力は、収縮するとき増大する。さらに体の骨格構造は、数大きくの梃子の支点および梃子棒の構造体（腕、脚および関節）を有するため、これらの構造体の配置位置に依存してより大きい負荷、すなわち移動させにくい負荷を与える。一定の負荷とは対照的に、１つまたはそれ以上の実施形態において、さまざまな負荷を体の強度曲線にとともに増大させることができる。これは有効ではあるが、上述のウェイトのように一定の負荷デバイスとともに、方向可変マシンを用いることができる。
【００５７】
１つまたはそれ以上の実施形態において、負荷の大きさを調整できるようにしてもよい。負荷の大きさは、さまざまな方法で調整することができる。たとえば、いくつの実施形態では、ユーザはアームアセンブリに連結するウェイト量を増やしてもよい。別の実施形態ではユーザは、１つまたはそれ以上のスプリング１１２または弾性バンドを、他のスプリングまたは弾性バンドと置換してもよい。択一的には、または追加的には、スプリング１１２または弾性バンドを、負荷増大のために増やし、負荷減少のために減らしてもよい。
【００５８】
スプリング１１２等を用いる実施形態において、方向可変マシンは、与える負荷を調整するための構成部品を有していてもよい。たとえばアームアセンブリ１０８、支持アセンブリ１０４、またはその両方は、負荷を調整するように構成してもよい。これはさまざまな手法で実現することができる。アームアセンブリ１０８、支持アセンブリ１０４、またはその両方は、方向可変マシンのスプリング１１２の張力を増大する構成部品または構造体を有していてもよい。このように、スプリング１１２によって得られる負荷の大きさは増大する。同様に、アームアセンブリ１０８、支持アセンブリ１０４、またはその両方を用いて、得られるスプリングの張力を低減させ、これに応じて得られる負荷の大きさを低減することができる。
【００５９】
たとえば、図１Ａの実施形態は、張力調整部１４４を有する例示的なアームアセンブリ１０８を示し、張力調整部を用いて１つまたはそれ以上のスプリング１１２の張力を増減させることができる。一般に、張力調整部１４４は、スプリング１１２を伸張させることにより張力を増大させ、スプリング１１２を収縮させることにより張力を低減することができる。トレーニング中は直ちに、ユーザに負荷を与えることができるように、常に、多少の張力をスプリング１１２に発生させておいてもよい。
【００６０】
１つまたはそれ以上の実施形態において、スプリング１１２は、実質的な力を与えることができる。いくつかの実施形態では、（別の力の大きさも同様に実現できるが）数百ポンドの力を実現することができる。これらの実施形態では、不可能でなければ、スプリング１１２の張力を手動で調整してもよい。さらに、スプリング１１２により得られる力によっては、張力を調整することは危険であることもある。したがって、ユーザが張力を調整することを支援するように、張力調整部１４４を構成してもよい。これは、張力を簡便かつ安全に調整できる点において、きわめて有益である。さらに、いくつかの実施形態では、張力調整部１４４は、１つまたはそれ以上の設定配置すなわち設定位置を有していてもよい。これによりユーザは、一連のレベルの負荷に連続的に設定することができる。張力調整部１４４は、特定の位置まで移動させたとき、方向可変マシンが与える張力または力の大きさを示す一連の位置に応じた１つまたはそれ以上の指標（たとえばラベル）を有していてもよい。これは、スプリング１１２または弾性バンド等を用いた場合、張力の大きさが直ちに明らかでないときに有益である。
【００６１】
１つまたはそれ以上の実施形態において、張力調整部１４４は、アームアセンブリ１０８に沿って移動可能であり、スプリング１１２の張力を調整し、所望の張力が得られた後は、所定の位置に固定するようにしてもよい。図３Ａ〜図３Ｄに示すように、張力調整部１４４は、張力を増減するために、一方の位置から他方の位置に移動させることができる。図３Ａおよび図３Ｃでは第１の張力が得られ、図３Ｂおよび図３Ｄでは、張力調整部１４４を移動させて、スプリング１１２に生じる張力を増大させ、増大した張力が得られる。図示したように、張力調整部１４４をアームアセンブリ１０８に沿ったさまざまな位置に配置することにより、さまざまな張力を得ることができる。
【００６２】
張力調整部１４４は、さまざまな構成を有していてもよい。１つまたはそれ以上の実施形態において、張力調整部１４４は、アームアセンブリ１０８、たとえばアームアセンブリのトラック（軌道）に沿って移動できるように構成された本体部と、所望の大きさの張力が得られた後に張力調整部を所定位置に固定するための制動部とを有する。張力調整部１４４を移動させやすくするために、１つまたはそれ以上の実施形態において、張力調整部は、ラチェット機構を有していてもよい。これらの実施形態では、同様に、ラチェット機構は張力調整部１４４を所定位置に保持するため制動機能または固定機能を有していてもよい。
【００６３】
１つまたはそれ以上の実施形態において、アームアセンブリ１０８はトラック３０４を有していてもよい。トラック３０４は、張力調整部１４４が移動するとき、張力調整部を案内するように構成してもよい。たとえばトラック３０４は、アームアセンブリ１０８のピボット端部１３６と当接端部１４０との間で伸張した構造体であってもよい。このように、トラック３０４により、張力調整部１４４は、張力調整部１４４がアームアセンブリ１０８に沿ってピボット端部１３６と当接端部１４０との間で移動することができる。トラック３０４は、別体の構造体であってもよいし、またはアームアセンブリ１０８の別の構成部品と一体に成形してもよい。たとえば図３Ｅに示すように、トラック３０４は、アームアセンブリ１０８のカンチレバ部１２４と一体に成形してもよい。
【００６４】
トラック３０４は、張力調整部１４４がトラック３０４に沿って移動し、および／または所定位置で固定することを可能にする１つまたはそれ以上の特徴的構造物を有していてもよい。たとえば図３Ｅにおいて、トラックは、以下詳細に説明するように、張力調整部１４４を移動させ、張力調整部を固定すること支援する一連の刻み目３０８を有する。当然に、すべての実施形態において、刻み目３０８は必ずしも必要ではない。いくつかの実施形態では、張力調整部１４４は、滑らかなトラック３０４の上を作動するものであってもよい。択一的には、刻み目３０８は別のさまざまな構造を有するものであってもよい。たとえばトラック３０４は一連の開口部を有していてもよい。同様に、または択一的には、トラック３０４は、張力調整部１４４との間の摩擦力を大きくするように、荒い表面を有するものであってもよい。これにより、スプリング１１２を引き延ばし、所定位置に固定するため十分な静止摩擦力を張力調整部に与えることができる。
【００６５】
図３Ｅは、ラチェット機構を有する本体部３１２を含む張力調整部１４４の実施形態を示すものである。図示のように、本体部３１２は、アームアセンブリ１０８のカンチレバ部１２４内に一体に成形されたトラック３０４に沿って移動するように構成されている。張力調整部１４４は、ユーザが張力調整部を移動させるために用いられるハンドル３１６を有していてもよい。１つまたはそれ以上の実施形態において、ハンドル３１６は、ラチェット機構に連結され、ハンドルを操作することにより、張力調整部１４４を移動させるように構成してもよい。
【００６６】
たとえば図３Ｅにおいて、ハンドル３１６はピボット軸３２４の周りで操作することができる。これにより、ラチェット機構のギアまたはフィンガがトラック３０４の少なくとも１つの刻み目３０８と係合する。ハンドル３１６に加えられた力を、ギアまたはフィンガを介してトラック３０４に伝えることができ、張力調整部１４４を移動させることができる。ハンドル３１６は梃子のように機能するので、ユーザによる力は増幅され、ラチェット機構をより簡便に（そしてより安全に）移動させ、スプリング１１２の張力を調整することができる。
【００６７】
１つまたはそれ以上の実施形態において、張力調整部１４４を所望の位置に達したとき、ハンドル３１６を固定位置に移動させることができる。１つまたはそれ以上の実施形態において、ハンドル３１６を固定位置に配置すると、ギアまたはフィンガがトラックに対して所定位置に固定され、張力調整部１４４が所定位置に固定される。図３Ｅは、固定位置にあるハンドル３１６が図示されている。図示のように、係止部３２８に係合するように、ハンドル３１６が前方へ押されて（または引かれて）いる。ラチェット機構に解除部３２０を連結して、ハンドル３１６を固定位置から解除することができる。たとえば解除部３２０を操作すると、ハンドル３１６を解除して、ハンドル３１６を再度操作し、張力調整部１４４を移動させることができる。
【００６８】
ラチェット機構は、張力調整部１４４を一方向に移動させるように構成してもよい。たとえばラチェット機構は、１つまたはそれ以上の実施形態において、アームアセンブリ１０８のピボット端部１３６から遠ざかる方向に張力調整部１４４を移動させるように構成してもよい。またラチェット機構は、張力調整部１４４を複数の方向に移動させるように構成してもよい。たとえばハンドル３１６をアームアセンブリ１０８のピボット端部１３６に向かって作動させることにより、張力調整部１４４を当接端部に向かって移動させ、ハンドルをアームアセンブリのピボット端部に向かって移動させ、張力調整部をピボット端部に向かって移動させてもよく、逆の方法でもよい。
【００６９】
張力調整部１４４をトラックに沿って一方向に移動させるようにラチェット機構を構成した実施形態において、（反対方向に向いた）追加的なラチェット機構を設けて、反対方向に移動させるようにしてもよい。このように第１のハンドル３１６を操作して張力調整部１４４を一方向に移動させ、第２のハンドルを操作して張力調整部を逆方向に移動させてもよい。一方または両方のハンドルをそれぞれの固定位置に移動させて、張力調整部１４４を所定位置に固定してもよい。
【００７０】
いくつかの実施形態では、張力調整部１４４は一方向においては自由に移動させてもよい。たとえば、いくつかの実施形態では、アームアセンブリ１０８の当接端部１３６に向かって張力調整部１４４を「歯止めで移動（ratchet）」させ、所望の張力に達するときの所定位置に固定してもよい。張力調整部１４４は、この位置から解除したとき、アームアセンブリのピボット端部１３６に向かって逆方向に自由に移動させてもよい。ラチェット機構を用いて、スプリング１１２の張力を増大させる方向に張力調整部１４４を移動させることができる。
【００７１】
上述のラチェット機構に加え、さまざまな他の機構を用いて、アームアセンブリ１０８のピボット端部１３６に向かって張力調整部１４４を移動させ、または移動させやすくしてもよい。こうして、張力調整部１４４の張力を低減された、すなわち小さいものに戻すことができる。このような復帰機構は、ピボット端部１３６に向かって、張力調整部１４４を押し、または引っ張る力を与えるものであってもよい。理解されるように、１つまたはそれ以上の実施形態では、復帰機構は電動式またはモータ駆動式であってもよい。たとえば張力調整部１４４に連結されたギア機構またはその他の駆動機構により、張力調整部１４４を移動させてもよい。たとえばエネルギまたは電源が供給されたとき、張力調整部１４４に連結されたギア機構またはその他の駆動機構により張力調整部を移動させてもよい。
【００７２】
復帰機構は、張力調整部１４４とアームアセンブリのトラック３０４またはその他の部分との間の摩擦力に打ち克つ上で有益である。たとえばスプリング１１２により下方向の力が加わるとき、張力調整部１４４をピボット端部１３６に向かって移動させることは困難である場合がある。復帰機構により加えられる力により、張力調整部１４４はピボット端部１３６により近い位置に移動または復帰し、方向可変マシンで得られる負荷をより小さくすることができる。
【００７３】
図３Ｃ〜図３Ｄは、張力調整部１４４をピボット端部１３６に向かって移動させるために用いられる例示的な復帰機構を示すものである。図示のように、復帰機構は、コネクタ３１２を介して張力調整部１４４に取り付けられた１つまたはそれ以上の弾性部３０４を有していてもよい。弾性部３０４は、張力調整部１４４の頂部、底部、あるいはいずれか一方、またはその両方に取り付けてもよい。弾性部３０４と張力調整部１４４を固定または接続することにより、弾性部から張力調整部に付勢力を与え、張力調整部を移動させ、移動させやすくできる。この弾性部３０４は、スプリング（ばね）または弾性バンド等の弾性的に伸縮可能なデバイスまたは材料であってもよい。
【００７４】
１つまたはそれ以上の実施形態において、弾性部３０４は、ケーブル３０８またはその他の接続構造体を介して張力調整部１４４に取り付けてもよい。ケーブル３０８を用いた場合、プーリー３１２またはその他のケーブルガイド（たとえばチャンネル、孔、通路）を用いて、張力調整部１４４から弾性部３０４までケーブルを案内するようにしてもよい。張力調整部１４４および弾性部３０４は、互いに対して所定の角度をなしている。たとえば図３Ｃ〜図３Ｄから明らかなように、プーリー３１２は、張力調整部１４４から所定の角度で弾性部３０４へケーブル３０８の向きを変えている。
【００７５】
図３Ｄに示すように、張力調整部１４４がピボット端部１３６から離れ、当接端部１４０に向かう方向に移動するとき、弾性部３０４は、伸び、引っ張られるものであってもよい。これにより弾性部３０４は、図３Ｃに示すように、張力調整部１４４をピボット端部１３６により近い位置に戻す逆向きの力を与える。
【００７６】
上記のように、張力調整部１４４は、方向可変マシンにより得られる負荷の大きさを調整することができるさまざまな構造体またはデバイスであってもよい。すなわち張力調整部１４４は、必ずしもすべての実施形態においてラチェット機構を用いる必要はない。たとえば張力調整部１４４は、張力調整部トラックのねじ山付ロッドを受容するように構成された本体部を有するものであってもよい。このように張力調整部１４４は、ねじ山付ロッドを回転させることにより移動させるものであってもよい。ねじ山付ロッドのねじ山は、通常、張力調整部を所定位置に保持し、張力調整部は、必ずしも別の操作または構造体により所定位置に固定する必要はない。当然に、張力調整部１４４は、必要ならば、１つまたはそれ以上のクリップ、クランプ、ピン等を用いて、所定位置に固定されるものであってもよい。択一的に、または追加的に、ねじ山付ロッドを所定位置に固定して、張力調整部１４４の位置を固定してもよい。理解されるところであるが、１つまたはそれ以上の実施形態において、ねじ山付ロッドを手動またはモータ駆動により回転させてもよい。
【００７７】
アームアセンブリ１０８の一部分として図示され、理解されるところであるが、張力調整部は、支持アセンブリ１０４の一部、または方向可変マシンのその他の一部であってもよい。方向可変マシンは、たとえば張力調整部および支持アセンブリ１０４上の関連トラックを有していてもよい。１つの実施形態では、この張力調整部は、スプリングの一方の端部を下方へ移動させることにより、スプリングを伸長させるものである。
【００７８】
図４Ａを参照して、アームアセンブリ１０８の当接端部１４０について以下説明する。アームアセンブリ１０８の当接端部１４０は、一般に、トレーニング中、ユーザの肩の上に載せるように構成されている。１つまたはそれ以上の実施形態において、アームアセンブリ１０８は、ユーザの肩に当たる１つまたはそれ以上のパッド１２８を有していてもよい。パッド１２８は、さまざまな構造体を用いて、アームアセンブリ１０８の当接端部１４０に取り付けられている。たとえばパッド１２８は、支持部４０８を用いて取り付けてもよい。通常、支持部４０８は、パッド１２８がユーザの左肩および右肩に当たるように互いに対して離間して保持されるような十分な幅を有する。パッド１２８は、支持部４０８にしっかりと強く取り付けられてもよいし、１つまたはそれ以上の実施形態では、回転可能に取り付けられてもよい。たとえば図４Ａに示すパッド１２８は、支持部４０８に強固に取り付けられている。
【００７９】
図４Ｂは、パッド１２８が回転可能な支持部またはピボット回転可能な支持部に取り付けられた実施形態を図示するものである。これによりパッド１２８は、ユーザの肩の動きに順応させることができる。さらにパッド１２８を回転させることにより、アームアセンブリ１０８の下方へ移動するとき、パッド１２８がユーザを内側に引っ張ることを抑制することができる。これは、図示のようにパッド１２８がユーザの肩の周りで湾曲した形状を有する場合に、特に有益である。さらに、この特徴は、パッド１２８により、ユーザの肩および上半身を所定位置に保持し、ユーザの上半身が前方または後方に動くことによる潜在的な怪我を防止することができる。このようにユーザは、怪我のリスクを大幅に低減して、実質的に垂直方向の上半身の上下運動のトレーニングを行うことができる。さらに、アームアセンブリ１０８の強固な構造により、ユーザの上半身から支持アセンブリ１０４までの一定の距離を維持しやすくなり、同様に、ユーザの上半身が前方および後方に動くことを規制するものである。
【００８０】
パッド１２８は、さまざまな手法により回転させることができる。たとえば、パッド１２８は、１つまたはそれ以上の実施形態において、ヒンジまたはピボット４０４に取り付けてもよい。理解されるように、いくつかの実施形態では、特定の方向に限定して回転するようにしてもよい。たとえばヒンジに取り付けた場合、一方向の回転に限定される。当然に、パッド１２８は、その他の実施形態では任意の方向に回転するものであってもよい。たとえば自在継ぎ手（universal joint）またはボール・ソケット継ぎ手（ball and socket joint）を有するピボット４０４を用いて、さまざまな方向に回転できるようにしてもよい。
【００８１】
図４Ｂの実施形態は、ピボット４０４により回転可能に取り付けられたパッド１２８と、回転リミッタ４１２とを示すものである。一般に、ピボット４０４はパッド１２８に取り付けられ、回転リミッタ４１２はパッド１２８の特定の動作を防止するものである。図示された実施形態では、回転リミッタ４１２は水平方向の回転を規制するように構成されている。
【００８２】
図示のピボット４０４は、ボール４１６とソケット４２０とを有する。ボール４１６をパッド１２８に固定し、ソケット４２０を支持部４０８に固定してもよい。支持部材４２４を用いて、ソケット４２０を支持部４０８に固定してもよい。支持部材４２４は、図示のように伸長部材であってもよい。
【００８３】
回転リミッタ４１２は、一般に、パッド１２８の特定の動きを物理的に阻止するように機能する。たとえば図４Ｂに示すように、回転リミッタ４１２は、パッド１２８の水平方向または側方から側方への動きを規制するバーを有し、このバーは、パッドが水平方向に回転するとき、支持部材４２４と接触させることにより水平方向の動きを規制するものである。１つまたはそれ以上の実施形態では、回転リミッタ４１２は、図示のように、支持部材４２４の周りで輪を形成するものであってもよい。
【００８４】
図面から明らかなように、回転リミッタ４１２は、パッド１２８の水平方向の動きは規制されるが、前方向または後方向の回転を許容するものである。このように、回転リミッタ４１２は、パッド１２８が前方向または後方向に回転するためのガイドとして考えられる。回転リミッタ４１２のバーは、パッド１２８の前方向および後方向の回転を抑制しないように構成することができる。たとえば、図示された実施形態では、回転リミッタ４１２は、パッド１２８から上方に延びて、支持部材４２４が回転リミッタ内で自由に上下運動できるように構成されている。
【００８５】
１つまたはそれ以上の実施形態では、支持部４０８に対する２つのパッド１２８の位置を調整することができる。図４Ｃは、各パッド１２８の水平方向の位置を調整することができる実施形態を示すものである。このように必要に応じて、各パッド１２８を互いに対して接近させ、離間させるように移動させることができる。これは、パッド１２８をさまざまなユーザに適合させることができるという点において有益である。たとえば、より広い肩幅のユーザに対しては、各パッドを互いに離す方向に移動させ、より狭い肩幅のユーザに対しては、各パッドを互いに向かう方向に移動させることができる。
【００８６】
パッド１２８の間隔はさまざま手法により調整することができる。たとえば図示された実施形態では、調整可能な支持部材４２４を用いて、パッド１２８を支持部４０８に取り付けることができる。調整可能な支持部材４２４は、支持部４０８の水平部品に沿って移動可能なスリーブ４２８を有していてもよい。図４Ｃに示すスリーブ４２８は、支持部４０８の水平部品に沿って移動可能である。この水平部品は、一般に、ユーザの肩部に対してほぼ垂直で、必要に応じて、ユーザの肩幅に合わせるようにパッド１２８を移動させることができる。
【００８７】
理解されるように、パッド１２８は、所望の位置に配置された後、所定位置に固定することができる。たとえば、１つまたはそれ以上のピン４３２をスリーブ４２８および支持部４０８の水平部品の貫通孔内に挿入して、パッド１２８を固定してもよい。図示のようにピン４３２は、水平部品に向かって付勢するように、ばねで荷重を加えるものである。このようにピン４３２は、水平部品の貫通孔に配置されると、貫通孔内に自動的に挿入される。たとえば、スリーブ４２８、支持部材４２４、またはこれらの両方は、１つまたはそれ以上のクリップ、クランプ、ねじ等を用いて固定してもよい。
【００８８】
理解されるように、１つまたはそれ以上の実施形態では、アームアセンブリ１０８の当接端部１４０を調整可能としてもよい。たとえば図４Ｄに示すように、当接端部１４０は上方向または下方向にピボット回転して、ユーザのさまざまな好み、およびユーザのさまざまな体型に適合するように、当接端部１４０は上方向または下方向にピボット回転するようにしてもよい。所望の位置まで移動させた後、当接端部１４０の支持部４０８を所定の使用位置に固定し、再調整のために固定を解除するようにしてもよい。
【００８９】
ピボット回転式に取り付けることにより、こうしたピボット回転を実現することができる。ピボット回転式の固定部はさまざまな構成を有し得る。たとえば図４Ｄでは、支持部４０８の円形部分をスリーブ４３６内に保持することにより、支持部４０８はスリーブ４３６内で回転することができる。その他の構成を用いて、こうしたピボット回転を実現することができる。たとえばヒンジのようなものを用いることができる。
【００９０】
所望の位置までピボット回転させた後、１つまたはそれ以上のクリップ、クランプ、ねじ、ピン等を用いて、支持部４０８を固定してもよい。支持部４０８を再配置するために、これらの部品の固定を解除してもよい。理解されるように、別の保持機構も同様に用いることができる。たとえば図４Ｄは、支持部４０８のためのピボット固定部を示し、ピボット固定部は、支持部４０８および当接端部１４０を所望の位置に保持するためのピン４４０を受容するように構成されたプレート４４４を含む。
【００９１】
明らかなように、プレート４４４はピン４４０を受容するための１つまたはそれ以上の開口部４４８を有していてもよい。支持部４０８を解除して、支持部４０８を配置することができるように、ピン４４０は伸縮可能で、ばね付勢され、または移動可能なものであってもよい。ピン４４０は、所望の位置に支持部を保持するための複数の開口部４４８のうちの１つに挿入することができる。図示のように、支持部４０８がピボット回転するとき、各開口部をピン４４０に位置合わせできるように、開口部４４８を円形状の位置に配置してもよい。支持部４０８がピボット回転するとき、他の構造物との衝突を回避するために、プレート４４４自体は湾曲した形状または部分を有していてもよい。
【００９２】
ピン４４０を支持部４０８の部分に取り付けて、プレート４４４をスリーブ４３６に固定してもよい（逆も同様）。このように、支持部４０８がピボット回転するとき、ピン４４０およびプレート４４４は互いに対して移動する。これにより、プレート４４４の１つまたはそれ以上の開口部のさまざまな位置にピン４４０を配置することができる。こうして、ピンを位置合わせした開口部に挿入することにより、ピン４４０を用いて支持部４０８をさまざまなに位置に固定することができる。図４Ｅに示すように、ピンがプレート４４４の１つまたはそれ以上の開口部に挿入されるようにピンを配置（位置合わせ）して、ピン４４０を取付部４５２に固定してもよい。当然に、取付部を用いることなく、プレート４４４およびピン４４０を互いに対して適切に配置することができる場合には、取付部４５２は必要ではない。
【００９３】
ピボット回転に加え、またはピボット回転に代えて、当接端部１４０の高さを調整することができるようにしてもよい。たとえば支持部４０８を所望するように上下移動させた後、所定位置にロックまたは固定できるように、当接端部１４０を構成してもよい。ピボット機能に加え、またはピボット機能に代えて、方向可変マシンの高さ調整機能により、ユーザの異なる身長に合わせることができる。さらに高さ調整機能により、ユーザの好みに応じて支持部４０８の高さを設定することができる。
【００９４】
図４Ｆおよび図４Ｇは高さ調整機能を示すものである。高さ調整アセンブリは、一般に、支持部４０８をさまざまな高さに保持することができる構成部品を有する。たとえば、高さ調整アセンブリは、昇降シャフト４５６、または支持部４０８がスライド移動可能に取り付けられたその他の部品を有していてもよい。このように、支持部４０８を所望の位置に昇降させた後、所定位置に固定することができる。典型的には、昇降シャフト４５６は、実質的に垂直に、すなわち垂直方向に配置されている。
【００９５】
図４Ｆおよび図４Ｇに示すように、当接端部１４０の高さにおいて、昇降シャフト４５６をアームアセンブリに取り付けてもよい。昇降シャフト４５６は、さまざまな手法でアームアセンブリに取り付けることができる。１つの実施形態では、昇降シャフト４５６は、直接的にアームアセンブリに取り付けてもよい。択一的には、昇降シャフト４５６は、１つまたはそれ以上の支持構造体を介して取り付けてもよい。たとえば図示のように、昇降シャフト４５６は、当接端部１４０の高さでブレース（留め具）４６０を用いて取り付けられる。昇降シャフト４５６は、１つまたはそれ以上の実施形態においてブレース４６０の端部に取り付けてもよい。これにより、ブレース４６０から負荷がかかることなく、スライド実装部は昇降シャフト４５６の長さに沿って移動することができる。図示のように、ブレース４６０は昇降シャフト４５６と実質的に同じ長さを有していてもよい。昇降シャフト４５６が支持部４０８の重量を支持するのを支援するために、ブレース４６０は、昇降シャフト４５６を構造的に強化するものであってもよい。
【００９６】
支持部４０８は、さまざまな手法を用いて昇降シャフト４５６に取り付けることができる。図示した実施形態では、ピボットを支持できるようにピボット実装部に、支持部４０８を取り付けてもよい。しかし支持部４０８は、高さ調整アセンブリに直接取り付けてもよい。こうした実施形態では、支持部４０８は、高さを調整することができるが、ピボット回転させることはできない。
【００９７】
支持部４０８が昇降シャフト４５６に対して垂直方向に移動できるように、スライド実装部を設けて、支持部を昇降シャフトに接続してもよい。１つの実施形態では、昇降シャフト４５６は、スライド実装部のトラック（軌道）として機能し、スライド実装部を案内し、支持するものであってもよい。図４Ｆおよび図４Ｇに示すスライド実装部は、昇降シャフト４５６に沿って移動するスリーブ４６４を有する。
【００９８】
理解されるように、昇降シャフト４５６は、スライド実装部、またはこれらの両方は、ユーザが支持部４０８を昇降しやすくする構成部品を有していてもよい。たとえば昇降シャフト４５６は、その表面上に刻み目、突起部、リッジ部（隆起部）等を有し、これらはギアと係合するものであってもよい。このように、ギアを一方向または別方向に回転させると、昇降シャフト４５６および支持部４０８を昇降させることができる。ギアは手動で回転させるものであってもよい。たとえば図示のように、スリーブ４６４は、ユーザがギアを回転させて、支持部４０８を昇降させることができるハンドル４６８を有する。ハンドル４６８は昇降ギアに接続され、そのギアと駆動機構のギアまたは連結部等と連結してもよい。いくつかの実施形態では、昇降ギアはモータを用いて回転させてもよい。
【００９９】
支持部４０８は、所望の高さまたは昇降位置に達した後、所定位置に固定してもよい。たとえば昇降ギアは、さらに回転するのを防ぐように固定してもよい。こうして、スリーブ４６４および支持部４０８は、特定の高さに固定される。ギアを固定する手法は数多くある。たとえばギアに連結された部品がギアのさらなる回転を阻止するものであってもよい。ハンドルまたは駆動機構を所定位置に固定して、ギアが回転することを防止してもよい。
【０１００】
支持部４０８は、別の手法でも同様に所定位置に固定することができる。たとえば図４Ｆおよび図４Ｇにおいて、ピンを用いてスリーブ４６４および支持部４０８を所定位置に「把持（クランプ）」または保持することができる。１つまたはそれ以上の実施形態では、ピンをスリーブ４６４に取り付けてもよい。１つの実施形態において、ピンはねじ山を有し、スリーブ４６４のねじ山付き開口部内に保持されるものであってもよい。そしてピンを回転させて、スリーブ内に移動させ、最後には昇降シャフト４５６の部分に接触させるようにしてもよい。ピンは昇降シャフト４５６に締め付けられ、スリーブ４６４および支持部４０８を所定位置に保持する。その後、ピンを緩めて支持部を解放し、さらに高さを調整することもできる。
【０１０１】
ピンは必ずしもすべての実施形態でねじ山を有する必要はない点に留意されたい。理解されるように、支持部４０８を所定位置に保持するために昇降シャフト４５６の構成部品内に挿入し、または係合させるようにしてもよい。たとえば、昇降シャフト４５６の一連の開口部のうちの１つに中にピンを挿入してもよい。択一的には、ピンを刻み目、リッジ部、昇降シャフト４５６のその他の構成部品に係合させて、支持部４０８を所定位置に保持してもよい。昇降シャフト４５６からピンを取り外し、係合を解除することにより、支持部４０８の高さをさらに調整することもできる。
【０１０２】
図５Ａ〜図５Ｃを参照して、方向可変マシンの操作について以下説明する。トレーニングを始める前に、ユーザは、自らの肩がパッド１２８に当接するように方向可変マシンに「取り掛かる（step into）」ようにしてもよい。図５Ａに示すように、アームアセンブリ１０８はパッド１２８を所定の高さ位置に保持する。１つまたはそれ以上の実施形態において、パッド１２８をユーザの肩の高さレベルまたはその付近に保持してもよい。このようにユーザは、パッド１２８に肩を当てるために肩を上下に移動させるだけでよい。そのため、ユーザが過剰に腰を屈め、折り曲げる必要がないので、パッド１２８に肩を当てることがユーザにとってより容易となる。さらにユーザは、アームアセンブリをユーザの肩の上に載せるために、アームアセンブリ１０８を持ち上げる必要がない。これは、ユーザの肩の上に持ち上げる必要のあるアームアセンブリ１０８から負荷を受ける場合に極めて有益である。
【０１０３】
同様に理解されるように、ユーザは方向可変マシンに肩を当てるために肩を下げる必要がない。たとえばユーザが方向可変マシンに「取り掛かかった」後、アームアセンブリ１０８を解除して、ユーザの肩まで下方に移動させることにより、アームアセンブリをユーザの肩まで引き下げることができる。
【０１０４】
図５Ｂにおいて、ユーザは、方向可変マシンに「取り掛かかった」後、アームアセンブリ１０８に肩を当てる。これは、ユーザが自らの肩を持ち上げることにより、アームアセンブリ１０８の１つまたはそれ以上のパッド１２８に肩を当てることにより行うことができる。図示のように、たとえばユーザは、立ち上がることにより、１つまたはそれ以上のバッド１２８に肩を当ててもよい。明らかなように、ユーザは、この状態で、アームアセンブリ１０８を少なくとも若干でも持ち上げてもよい。同様に、この状態でアームアセンブリ１０８は、スプリング１１２を伸長させて、アームアセンブリおよびパッド１２８を介してユーザに負荷を与えることができる。こうして、ユーザにすぐさま負荷をかけ、ユーザは、トレーニング中、負荷を受け続けることができる。
【０１０５】
アームアセンブリ１０８に肩が当たると、ユーザは、アームアセンブリ１０８の固定を解除して、アームアセンブリを自由に移動できるようにしてもよい。当然に、アームアセンブリ１０８が固定されていない場合や、ロック機構を有しない場合には、固定を解除する必要はない。アームアセンブリ１０８は、上述のように、連結部による係合を解除することにより固定を解除してもよい。たとえば図２Ａおよび図２Ｂを参照すると、ユーザは、アームアセンブリ１０８の固定を解除し、アームアセンブリが自由に移動できるように、固定部材２０４を引っ張り、または固定部材を係止部２２０から遠ざかる方向に移動させることができる。ハンドル２０８を設けた場合、ユーザはハンドルを用いて固定部材２０４を移動させることができる。
【０１０６】
係止部２２０は、開口した頂部を有していてもよいことに留意されたい。これにより、アームアセンブリ１０８は、固定されたときでも、上方に移動することができる。すなわち、図５Ｂに示すように、ユーザがまっすぐに立ち上がり、パッド１２８に肩を当てたときに、アームアセンブリ１０８は、固定されているにも拘わらず、上方に移動させることができる。これにより、ユーザは、アームアセンブリの固定を解除する前に、アームアセンブリ１０８に肩を当てて、まっすぐに立ち上がり、トレーニングの準備を行うことができる。
【０１０７】
そしてユーザは１つまたはそれ以上のエクササイズを行う。たとえばユーザは、以下説明するように、１回または複数回のスクワット運動や、１回または複数回の改良スクワット運動を行うことができる。さらに理解されるように、ユーザは、１つまたはそれ以上のその他のエクササイズを行うことができる。たとえばユーザは、一方または両方のユーザの踵を上下させる、ふくらはぎ屈伸運動（calf extension）を行うことができる。
【０１０８】
スクワット運動を行うためには、ユーザは、図５Ｂに示すように、直立または起立した状態から始める。ユーザは、図５Ｃに示すように、膝および腰を曲げて体を低くする。図示のように、アームアセンブリ１０８からの負荷は、ユーザの肩を介してユーザに下方向の力を与える。すなわち、ユーザの体を低くしたとき、アームアセンブリ１０８からの力に対抗する必要がある。これにより、ユーザの筋肉、特にユーザの脚部および臀部の筋肉の増強および調整を支援される。さらに、別の周辺の体組織（骨、腱、靭帯等）、またはユーザの体を低くすることに関連して、体組織を増強し、調整することができる。
【０１０９】
スクワット運動を完了するために、ユーザは、図５Ｂに示すように、自らの体を直立した状態に持ち上げることができる。ユーザは、直立状態に移動するとき、アームアセンブリ１０８から肩を介して加わる負荷に対抗する必要がある。このような負荷により、上方向への運動時のユーザの筋肉の訓練を改善する。上述のように、上方向への運動により、ユーザの筋肉およびユーザの体組織を増強し、調整することができる。
【０１１０】
明らかなように、ユーザは、トレーニング中、アームアセンブリ１０８を把持しておく必要はない。それは、ユーザの肩が傾いた場合であっても、１つまたはそれ以上のバッド１２８、ピボット１２０、およびアームアセンブリ１０８の下向きの力により、アームアセンブリがユーザの肩に当接した状態を維持するためである。これは、ユーザの手を別の目的のために自由に用いることができるので有益である。ユーザは、手および腕を用いて、たとえば両手を腰に、または腰の付近に置くことにより、自らの胴体を安定させることができる。ユーザは、アームアセンブリの１つまたはそれ以上のハンドルがあれば、上述のように当然に、必要に応じてハンドルを握ってトレーニングすることができる。
【０１１１】
ユーザの手で保持し、またはユーザの肩（ユーザの背中の僧帽筋全体など）でバランスを取る必要のあるウェイトとは異なり、アームアセンブリ１０８は、ユーザの手を用いることや、バランスを取ることは必要がなく、ユーザの肩に当接した状態で維持される。これは、怪我や事故等のリスクを低減する点において、従来のウェイトに比して、きわめて有益である。ユーザは、ウェイトの負荷を受けて、体を上下運動しながら、支持し、バランスを取る必要がある。これは、特にウェイトが実質的なものである場合、ユーザがトレーニングにより疲労したとき、ますます困難となり、危険になる。さらに、この方向可変マシンを用いると、ユーザは、ウェイトを保持し、またはバランスを取るためのエネルギを消費する必要がない。したがって、ユーザのエネルギを、ウェイトまたはバランスの保持のためではなく、所望のトレーニングのために集中させることができる。
【０１１２】
さらにアームアセンブリ１０８は、ユーザの上半身が前方または後方に移動しないように維持しつつ、トレーニング中の上下運動および水平運動を可能にする強固な構造体を提供する。たとえばアームアセンブリ１０８およびパッド１２８（または当接端部１４０の他の部分）により、上半身が前方または後方に移動または回転しないようにユーザの上半身を所定位置に固定することができる。その結果、ウェイトおよびユーザの上半身が自由に前方または後方に移動して怪我のリスクがある従来式のスクワット運動とは異なり、こうした動きに起因して怪我することを防止することができる。
【０１１３】
理解されることであるが、アームアセンブリ１０８は、特定のポイントより下方に移動することを防止することができる。すなわちユーザは、アームアセンブリ１０８を保持できない場合、自らの肩／体をアームアセンブリの可動範囲の最低位置まで下ろしてもよい。アームアセンブリのウェイトは方向可変マシンの構造体により固定され、ユーザは安全にアームアセンブリから離脱することができる。これは、怪我のリスクを低減するという点において、きわめて有益である。ウェイトを用いるとき、ユーザがウェイトを落下させて、自分自身および／またはすく近くにいる人を怪我させる可能性がある。実際、ユーザが崩れた場合でも、アームアセンブリ１０８はユーザの上に落下することはなく、怪我する可能性はない。
【０１１４】
１つまたはそれ以上のクロスバー、または支持アセンブリに固定されるその他の部材を設けて、アームアセンブリ１０８が特定のポイントより下方に移動することを防止してもよい。１つの実施形態では、安全バーは、スプリングの内側部分を貫通して延びるものであってよい。アームアセンブリ１０８は、下方に移動するときに、安全バーに接触すると、それ以上下方へ移動することが防止できる。
【０１１５】
上述のように、アームアセンブリ１０８は、この方向可変マシンを用いた、さまざまなトレーニングを可能にする広範な動作範囲を有する。アームアセンブリ１０８は、図５Ａ〜図５Ｃに示すような垂直方向の移動に加え、または垂直方向の移動に代えて、図６Ａ〜図６Ｃの平面図で示すように水平方向に移動することができる。理解されるように、ユーザは、アームアセンブリ１０８に体を当てて水平方向に動くことによる運動を行うことができる。図６Ａ〜図６Ｃから明らかなように、アームアセンブリ１０８が水平方向に移動する場合であっても、アームアセンブリ１０８からの負荷をユーザに対して継続して加わえることができる。すなわち理解されるように、ユーザは、アームアセンブリ１０８に肩を当てた状態で、単に水平方向にステップを踏み、または移動するだけで、自らの下半身および胴体の筋肉を強化し、調整することができる。これは、ユーザが移動中にアームアセンブリ１０８の負荷を支えなければならないためである。
【０１１６】
この方向可変マシンを用いて、１つまたはそれ以上の改良スクワット運動を行うことができる。１つまたはそれ以上の実施形態において、改良スクワット運動は、ユーザの体が行う垂直方向および水平方向の動きからなるものである。たとえばユーザは、水平方向に移動しながら、自らの体を上下に移動させて、改良スクワット運動を行うことができる。この複合的な動きは、ユーザの体の移動方向を変える際に用いられる筋肉その他の体構造を強化し、調整することができるので、きわめて有益である。アスリートやその他のユーザにとって、素早く、かつ力強く体の動きを止め、および／または体の動きの方向を変える能力は、きわめて有用である。たとえばテニスプレーヤは、リターン時に一方向に素早く移動し、別のリターン時に別の方向に移動する必要がある。バスケットボールのプレーヤは、ディフェンスをかわし、その中に割って入るためだけでなく、俊敏なプレーヤが得点することを阻止するためにも、素早く方向転換する必要がある。
【０１１７】
当然に、すべてのユーザにとって、こうしたトレーニングは有益である。方向を変えるために用いられる筋肉および体組織（たとえば筋肉およびユーザの体の側部および脚部内部に沿った体組織）は、トレーニングすることが困難である。従来式の運動デバイスは、このようなタイプのトレーニングを可能にするピボット回転式アームアセンブリ１０８またはその均等物を有していなかった。このような自由なウェイトを用いると、きわめて危険であり、ユーザはウェイトの保持および／またはバランスにエネルギを消費する必要がある。この方向可変マシンによれば、方向の変化を伴う運動を許容し、ユーザに負荷を与えることにより、こうした運動の効果を改善することができる。
【０１１８】
ピボット回転式アームアセンブリ１０８によれば、図６Ａ〜図６Ｃから明らかなように、ユーザはアームアセンブリに体を当てながら、広範囲に移動することができる。これにより、ユーザは方向可変マシンからの負荷を受けながら、方向可変マシンの周囲の広い領域で移動することができる。同様に、アームアセンブリ１０８に対抗するユーザの対抗力により、トレーニングを改善することができる。すなわちユーザは、この方向可変マシンを用いて、より迅速に相当の成果を得ることができる。
【０１１９】
実際に、ユーザは、従前不可能であった結果を得ることができる。これは、アームアセンブリ１０８が方向可変マシンの周りの広範な動きに対して負荷を与えることができるためである。換言すると、方向可変マシンおよびピボット回転式アームアセンブリ１０８により、ユーザが従前得られなかった複合的な負荷および広範な動きを実現することができる。さらに上述のように、アームアセンブリ１０８が与える負荷を実質的な大きさまで増大させることができ、この方向可変マシンを用いてユーザのトレーニングを改善することができる。
【０１２０】
図５Ａ〜図５Ｃおよび図６Ａ〜図６Ｃを参照して、改良スクワット運動について以下説明する。ユーザは、図５Ａに示す方向可変マシンに「取り掛かり（step into）」、図５Ｂに示すようにアームアセンブリ１０８に肩を当てる。１つの実施形態において、図６Ａに示すようにアームアセンブリ１０８を支持アセンブリ１０４に対して垂直に配置してもよい。当然に、さまざまな傾斜角をもってアームアセンブリ１０８を配置してもよい。
【０１２１】
アームアセンブリ１０８は、通常、所定位置に固定されている。すなわちユーザは、トレーニング前に利用可能である場合、アームアセンブリ１０８の固定を解除することができる。これは、上述のように、アームアセンブリの固定機構である連結部の固定を解除することにより行うことができる。固定が解除されると、アームアセンブリ１０８は、垂直方向のみならず、水平方向にも自由に移動することができる。
【０１２２】
改良スクワット運動を始めるには、ユーザは、一方の脚を水平方向に踏み込んでもよい。これと同時にユーザは、図５Ｃに示すように、膝および腰を折り曲げて自らの体を低くしてもよい。たとえばユーザは、左側の脚とともに左足を踏み込み、自らの体を低くして、スクワット運動の姿勢を取ってもよい。ユーザが自らの体を低くしたとき、アームアセンブリ１０８は、図５Ｃに示すように下方に移動し、図６Ｂに示すように左側に移動してもよい。この「左側」の位置において、ユーザは、図５Ｂに示すように、自らの体およびアームアセンブリ１０８を持ち上げるようにしてもよい。そしてユーザは、自らの一方の脚を他方の脚に向けて移動させて、水平方向の移動を完了させる。この具体例では、ユーザは、左右の脚の間隔が肩幅と同程度になるように、自らの右脚を左脚に向かって移動させる。
【０１２３】
明らかなように、アームアセンブリ１０８の構造体は、ユーザの上半身を所定位置に固定し、上半身の前方向および後方向の動きを抑制するものである。上記説明したように、これにより、とりわけ従来式の装置および方法と比較して、トレーニング中の怪我のリスクを大幅に低減することができる。アームアセンブリ構造体は、ユーザの上半身を支持構造体１０４から一定の距離を隔てた位置に配置することができる。すなわちユーザは、自らの上半身の上下方向もしくは水平方向の運動、またはその両方の運動を行うことができるが、ユーザの上半身の前方向および後方向の動きを規制し、ユーザの安全性を増大させることができる。
【０１２４】
そしてユーザは、１つまたはそれ以上のスクワット運動、または１つまたはそれ以上の追加的な改良スクワット運動を行うことができる。たとえばユーザは、図６Ｂの矢印で示すように左側に運動し続け、追加的な改良スクワット運動を行う必要がある場合には、右側に運動してもよい。ユーザは、同じ場所にいて、スクワット運動を続けてもよい。ユーザは、左側に運動したい場合、上述の運動を反復してもよい。理解されるように、１つまたはそれ以上の実施形態において、ユーザは、アームアセンブリ１０８が支持アセンブリに対して平行になる（または支持アセンブリを超える）まで、一方向に運動し続けることができる。これにより、同一方向の運動を数回反復して、別の方向の運動を行うことができ、これは、これらの運動によりユーザの体の強化および調整の点において有益である。
【０１２５】
ユーザは、右側へ移動するためには、図５Ｃに示すように、自らの足を肩幅と同程度に接近させ、右足を右方向に移動させながら、上半身を低くしてもよい。こうするとアームアセンブリ１０８は右方向に移動する。ユーザがたとえば図６Ｂに示す位置にあるとき、右方向への動きにより、アームアセンブリ１０８を元の図６Ａに示す位置に移動させることができる。そしてユーザは、自らの上半身を図５Ｂに示す位置に持ち上げることができる。ユーザは、図６Ｃに示すように、引き続き右側へ移動して、同じ位置を維持してもよいし、方向を変えて、図６Ｂに示す位置まで左側に移動してもよい。これを所望するまで反復してよい。すなわち明らかなように、ユーザは、右方向および左方向への交互運動を素早く行うことにより、方向転換に関連する筋肉および体構造をトレーニングすることができる。同様にユーザは、一方向において、１回またはそれ以上、反復して運動し、別の方向に変えて、これらの筋肉および体構造をトレーニングすることができる。
【０１２６】
理解されるように、アームアセンブリ１０８は、１つまたはそれ以上の実施形態において、支持アセンブリ１０４の周囲を３６０度回転できるように構成してもよい。たとえばスプリングや弾性バンド等の付勢デバイスは、支持アセンブリ１０４上の回転実装部に取り付けてもよい。このようにアームアセンブリ１０８は、ユーザに対する負荷を与え続けながら、支持アセンブリ１０４の周囲を３６０度回転できるようにしてもよい。ユーザは、必要に応じて、左方向または右方向への数多くの改良スクワット運動を行うことかできる。
【０１２７】
スクワット式の運動により鍛錬される脚部および臀部の筋肉に加え、この方向可変マシンは、方向変換の際に用いられる特定の筋肉に対するトレーニングに焦点を置いている。たとえばユーザの右側および左側の筋肉および体組織を強化し、調整することができる。ユーザの内側および外側の大腿筋とともに、側方腹筋を強化し、調整することができる。これは、通常、こうした筋肉および関連する体組織は強化し、調整することが困難であるので有益である。さらに、水平方向に運動しながら、アームアセンブリ１０８からの負荷を受けて、ユーザの胴体すなわちコア筋肉および体構造も同様に強化し、調整することができる。
【０１２８】
本発明に係る数多くの実施形態について説明してきたが、当業者ならば明らかなように、本発明の範疇に含まれる、より数多くの実施形態および実施例を想到することができる。さらに、本願に記載されたさまざまな特徴物、構成部品、および実施形態は、任意の組み合わせまたは構成により組み合わせることができる。
【符号の説明】
【０１２９】
１０４…支持アセンブリ、１０８…アームアセンブリ、１１２…スプリング、１４４…張力調整部、１２０…ピボット、１２４…カンチレバ部（片持ち梁）、１３６…ピボット端部、１４０…当接端部（係合端部）、１２８…パッド、１４０…当接端部、１４８…ピボット支持部、１５２…外側スリーブ、１５６…内側チューブ、１６０…ピン、２０４…固定部材、２０８…ハンドル、２１２…端部、２１６…取付具、２２０…係止部、２２４…連結部（カプラ）、２３６…フランジ、３０４… 弾性部、３０８…刻み目、３１２…プーリー、３１６…ハンドル、３２４…ピボット軸、４０４…ピボット、４０８…支持部、４１２…回転リミッタ、４１６…ボール、４２０…ソケット、４２４…支持部材、４２８…スリーブ、４３２…ピン、４３６…スリーブ、４４０…ピン、４４４…プレート、４４８…開口部、４５２…取付部、４５６…昇降シャフト、４６０…ブレース（留め具）、４６４…スリーブ、７０８…ウェイト。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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