(57)【要約】本発明は、ウェイトパッケージ中の既定の数のウェイト（１８，７２）が上げ下げされるよう手配されると同時に、選択的に接続手段（２２、１９）によって、後方および前方に動かされるよう手配されたプルまたはプレス手段（４２、４３）、および前記プルまたはプレス手段（４２、４３）にかかる使用者の第一の意図的な力を用いて前記既定の数のウェイトを継続的に上げ、および前記プルまたはプレス手段（４２、４３）にかかる使用者の第二の意図的な力によって前記既定の数のウェイトを継続的に下げる手段（４２、８０）から構成され、その前記第一の力は前記第二の力より小さくなる、筋力トレーニングおよびリハビリテーション用トレーニングマシーンに関する。トレーニングマシーンは、前記ウェイトを保持し、および前記ウェイトがスライドでき、およびほぼ水平の回転軸（９、１０）の周囲に回転できる軸となるフレームから構成される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筋力トレーニングおよびリハビリテーション用トレーニングマシーンにおいて、
ウェイトパッケージ中の既定の数のウェイト（１８，７２）が上げ下げされるよう手配されると同時に、選択的に接続手段（２２、１９）によって、後方および前方に動かされるよう手配されたプルまたはプレス手段（４２、４３）、および、前記プルまたはプレス手段（４２、４３）にかかる使用者の第一の意図的な力を用いて前記既定の数のウェイトを継続的に上げ、また前記プルまたはプレス手段（４２、４３）にかかる使用者の第二の意図的な力によって前記既定の数のウェイトを継続的に下げる手段（４２、８０）から構成され、その前記第一の力は前記第二の力より小さくなり、マシーンは、前記ウェイトを保持し、前記ウェイトがスライドできるようほぼ水平の回転軸（９、１０）の周囲に、回転できる軸となるようなフレームから構成されることを特徴とする、トレーニングマシーン。
【請求項２】
前記回転軸（９、１０）は前記フレームの下方のほぼ水平側に平行であることを特徴とする、請求項１に記載のトレーニングマシーン。
【請求項３】
前記回転軸は前記フレームの両側に備わり、およびフレームの下側から、好ましくは垂直方向にフレームのほぼ中央に十分な距離に位置する二つのピボットピン（９、１０）から構成されることを特徴とする、請求項１または２に記載のトレーニングマシーン。
【請求項４】
前記回転軸（９、１０）はシャフトから構成されることを特徴とする、請求項１または２に記載のトレーニングマシーン。
【請求項５】
前記手段は電気モーターまたは水圧シリンダー装置のような運転手段（４８）であることを特徴とし、前記作動手段は、前記ピボットピン（９、１０）の周囲を回転する既定の傾斜位置からフレームを前後に動かすよう、およびほぼ水平の位置に配置される、請求項１〜４のいずれかに記載のトレーニングマシーン。
【請求項６】
前記第一の力は前記第二の力より大幅に、例としてだいたい３０％以上、より正確には約４０％少ないことを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のトレーニングマシーン。
【請求項７】
前記接続手段は、好ましくはＫｅｖｌａｒ（ｒ）材料で作成される少なくとも一つの非弾性ベルト（２２、９０）から構成されることを特徴とし、前記ベルトは前記プルまたはプレス手段（４２、４３）と前記既定の数のウェイト（１８、７２）の間に、レバーシステム（２９、３４、３８、３６）、およびマシーン上に配置された自由に軸となるプーリー（２３， ２４， ２５， ２６， ３２，９１， ９２， ９４）を経由して接続される、請求項１〜６のいずれかに記載のトレーニングマシーン。
【請求項８】
前記非弾性ベルト（２２、９０）は、前記既定の数のウェイト（１８、７２）からフレーム（８）に沿って、前記回転軸（９）と同じレベルに配置されたプーリー（２５）の周囲、およびさらに前記プルまたはプレス手段（４２、４３）と接続のためマシーン上を通ることを特徴とする、請求項７に記載のトレーニングマシーン。
【請求項９】
ウェイト（１４）はそれぞれ、少なくとも二つのガイドローラー（６１）を好ましくはその両端に有し、前記ローラーはウェイトのほぼ反対の端に配置され、および対応する軌道（６３）が設けられ、前記ローラーを受容するようフレームのそれぞれの側に接続されることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載のトレーニングマシーン。
【請求項１０】
ウェイト（１４）はそれぞれ、ガイドローラー（７１）を好ましくはその両端に有し、前記ローラーは互いにウェイトのほぼ直径方向に反対側に配置され、それぞれの第二のウェイトはスタックの中で、軌道に接するローラーが互いに重なりあうよう１８０度回転され、および二つの対応する平衡軌道（７３）は前記ローラーを受容するようフレームのそれぞれの端に設けられることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載のトレーニングマシーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の一部で先行して特徴付けられ定められた種の、筋力トレーニングおよびリハビリテーション用のトレーニングマシーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
既知の嫌気性トレーニング用のトレーニングマシーンは、使用者はウェイトスタックのウェイトパッケージを上げ下げするような、既定の動きによって、対象とする身体の筋肉を訓練する。単関節運動の効果的なトレーニングでは、バイセップカール・マシーンまたはレッグ・エクステンション・マシーンを用いるように、多関節運動と同様、ローイング・マシーン、ベンチプレス・マシーンまたはレッグプレス・マシーンを用いるので、マシーン使用者が、トレーニング者の個人の能力に合わせたいくつものポジティブまたはネガティブワークサイクルの実行が可能であることが重要である。ポジティブワークとはウェイトを上げることを意味し、またネガティブワークとはウェイトを下げることを意味する。
【０００３】
特許文献１および特許文献２にて、ポジティブ運動の間に負荷が上昇され、およびネガティブ運動の終わりに負荷が元値に減少されるマシーンが既知である。
【特許文献１】米国特許第Ａ４６４８５９４号明細書
【特許文献２】英国特許第Ａ２２２７６７６号明細書
【０００４】
代わりに負荷を変えて、同じ総量の運動サイクル中にポジティブワークサイクルは実行がより容易になるように、つまり、選択されたウェイトパッケージを上げるにはそれを下げるよりも少ない力が要求されえるようにすることで、トレーニング者は、通常のマシーンで可能なよりも重いウェイトパッケージを上げることができ、あるいはより多くの動きを一つおよび同じワークアウト・セッション中に行うことができる。
【０００５】
上記を特徴とする型のマシーンは、特許文献３に示され、記述されている。このマシーンは、ネガティブ運動中に、ウェイトパッケージが下方に動くときに負荷が上昇するよう、ウェイトパッケージに対して圧力がかけられるロッドを有している。ネガティブ運動中に継続して増加する負荷を提供するために、ネガティブ運動全体にわたって、トレーニング者の動きによってロッドは直接作用しなければならない。トレーニング者がネガティブワーク中に運動率を上昇または減少した場合、ロッドのスピードは同じ比率で補正されなければならない。そのような規制を実行するのは、実際には複雑かつ困難である。
【特許文献３】米国特許第Ａ４５６３００３号明細書
【発明の開示】
【０００６】
本発明の目的は、前述の問題を取り除く前述の型のトレーニングマシーンを提供することである。
【０００７】
この目的は、請求項１に定められた特徴を有するトレーニングマシーンを用いることによって達成される。
【０００８】
本発明の好適な実施例には、従属特許請求の範囲で明白にされる特徴が示されている。
【０００９】
同じ数のウェイトパッケージのウェイトを下げるおよび上げるとき、トレーニング者のネガティブ（例：下げる）の力がポジティブ（例：上げる）の力より大きいという事実は意識されない。したがって、トレーニングマシーンの効果は限定される。従来のトレーニングマシーンでのトレーニングでは、ウェイトの数は、弱いところ、トレーニング者のリフティング筋力を考慮して選択されなければならない。同じ数のウェイトはその後、運動のネガティブ部分で下げられる。したがって、この数のウェイトはネガティブ筋力と同等ではない。
【００１０】
本発明によるトレーニングマシーンでは、ネガティブ筋力は選択されたウェイトパッケージで、より最適なウェイト重量で訓練されることが可能である。結果は訓練された筋肉の疲労速度が上昇する。本発明では、従来のトレーニングマシーンでのトレーニングより少ないトレーニング量で、向上能力を刺激することが可能である。科学的研究では、選択されたウェイトパッケージがネガティブ筋力に適合するトレーニングは、ポジティブ筋力に適合するトレーニングより、より早くより大きい筋力成長がもたらされることが示されている。
【００１１】
図１から８に、本発明による筋力トレーニングおよびリハビリテーション用トレーニングマシーン１が示される。マシーンは、水平面に配置され前記部分２および３の下部で固定され接続された梁６および７と同様に、傾斜した梁４および５を用いて互いに固定され接続された、ウェイトスタック部分２およびトレーニング部分３から構成される。ウェイトスタック部分２は、外部のほぼ長方形のフレーム部分１１内のピボットピン９および１０の中で回転できる軸となる、内部のほぼ長方形のフレーム部分８（図５および６参照）を有する。水平梁１２は、梁７とトレーニング部分のフレーム構造１３の間に固定され接続された垂直梁１２ａ、１２ｂを経由する。傾斜梁５の下端は梁１２に固定され接続される。トレーニングマシーン１のフレーム構造の中で構成される部分は互いに接続され、振動と同様、プルおよびプレス負荷に関する高い負荷に耐えられなければならない強固な構造を達成するため、互いに溶接されると有利である。
【００１２】
内部フレーム部分８の上部および下部水平梁の間に、ガイドロッド１４および１５が締結される。これらのガイドロッド１４および１５に沿って、ウェイトスタックのウェイト１６はスライドするよう手配される。ウェイトは脇に、ガイドロッド１４および１５のための穴１４ａおよび１５ａをそれぞれ、またリフティングロッド１７のための中央の穴（図５参照）を有し、それによって、選択された数のウェイトの既定の数を含むパッケージ１８は通常、ピン１９を、穴２０を通ってパッケージ１８の両方の最下部のウェイト１６ａを通す、上げられると、リフティングロッド１７の対応する穴２１になる中央の穴に導通することにより、上げることが可能である。そのような対応する穴２１はフレームが垂直である場合、全ての穴２０の前方にほぼ水平に、ウェイトスタックのウェイト１６を通って配置される。好ましくはボールまたはローラーの軸受け（図示せず）は、下記に示されるように、内部のフレームが傾斜されるとき、ロッドに沿ったウェイトの移動の摩擦を減少させるよう、ロッド１４および１５をコントロールするために、穴１４ａおよび１５ａに取り付けられることが可能である。ウェイトパッケージ１８の上げ下げは、Ｋｅｖｌａｒ（ｒ）材料で作製されることが好ましい、非弾性ベルト２２を使用して実行される。ベルトは内部フレーム部分８の上部梁に配置されるプーリー２３および２４を経由して渡る。プーリー２４の後、ベルトは内部フレームの横梁に沿って伸長し、および、その後他のプーリー２５を通り越してかつ接するように９０度回転される。ピボットピン９および１０とほぼ同じレベルに配置されたプーリー２５から、ベルトは梁１２（図１〜４参照）に取り付けられたプーリー２６に向かって、斜め下方に向きを変えられる。プーリー２６は、下記に示すように、ベルトの張力が内部フレーム８の動きに作用しないよう、ピボットピン９および１０とほぼ同じレベルに取り付けられている。プーリー２６から、ベルトの軌道は梁１２に取り付けられた追加的プーリー２７にほぼ水平に伸び、およびそこから上方に等化装置２９のプーリーを通って、梁１２ｂに突設された連結３０に走る。等化装置２９は、プーリー２８が連鎖アーム３２および３３を懸架する自由な軸となるよう、プーリー２８に加えて、追加的プーリー３１から構成される。Ｋｅｖｌａｒ（ｒ）材料で作製されることが好ましい追加的な非弾性ベルト３４は、締結装置３５を用いてその端に、弓形に伸長した回転アーム３６および３７それぞれの下端に向かって取り付けられる。追加的ベルト３４を有する等化装置は、アーム４２および４３への負荷において、トレーニング者の腕からの力を等化するよう既知の方法で取り付けられている。したがって、ほとんどの場合トレーニング者は右腕と左腕の強さが同じではないため、効果をあげるためにトレーニング者が同じ距離から移動する必要はない。
【００１３】
アーム３６および３７の反対側の上端には、連鎖アーム３８および３９が玉継ぎ手などを使用して、全ての方向に可動に取り付けられる。アーム３８および３９は順に、プルおよびプレスアーム４２および４３に取り付けられた連結４０および４１に、もう一方の端が全ての方向に自由に可動なように接続され、次にフレーム構造１２の上端４４および４５に、自由に回転できる軸となるよう接続される。ハンドル４６はアーム４２および４３の下端に設けられる。回転アーム３６は通常、フレーム構造１３に締結されたシャフト４７を通って軸となる。回転アーム３６は、前記シャフト４７から互いに独立して自由な軸となる。ストップ４７ａは回転アームの回転の一方向で動きを抑制する。
【００１４】
図１〜６に、梁６と７の間に固定されて接続される梁（図示せず）に片端４９が取り付けられる、水圧シリンダー装置４８が示される。水圧シリンダー装置４８のもう一方の端５０は、内部フレーム部分８の下部の交差する梁５１で軸とされる。水圧シリンダー装置４８を起動することにより、図３および５に最も明確に示されるように、ウェイトマガジン部分２の内部フレーム８は、ピボットピン９および１０の周囲を回転するよう配置される。水圧シリンダー装置４８は、外部フレーム１１に関連して、内部フレーム８を回転する装置の例として示される。これを行う他の既知の装置は、追随する特許請求のフレームの範囲内で、もちろん使用されることが可能である。例としてリニア・エレクトロモーターなどがある。
【００１５】
本発明による筋力トレーニング装置１を使用して訓練する者は、図１から明らかなように、イス５２を設置し、およびアーム４２および４３の上でハンドル４６を握る。例えば使用者がアーム４２および４３を身体から外側に向かって押すなどのポジティブ運動を促進するために、上部ウェイトパッケージ１を上げるのに必要な力が内部フレーム８の傾斜によって減少され、一方、上部ウェイトパッケージ１８がコントローラー・ロッド１４および１５上をスライドし、およびハンドルを前方に押すのに必要な力が少なくとも５０％以上減少されるように、図３にしたがって内部フレームが回転される。ウェイトを上げるのに必要なポジティブ力はネガティブ力より大幅に、例としてだいたい３０％以上、より正確には約４０％、少なくなる。トレーニング者がネガティブ運動を始めるとき、例えばストップ４７ａがフレーム構造１３に対して接する開始／停止位置に、アーム４２および４３を身体に向かって内側に動かすとき、内部フレーム８はウェイトパッケージ１８から全負荷を達成する元の垂直位置に戻される。シリンダー装置４８を用いてフレームを回転すると、ベルト２２の動き、およびベルトが矢印５３の方向に動くときの図３の位置に対する内部フレームの回転、またベルトが矢印５４の方向に動くときの図４の位置に対するフレームの回転が、センサーを経由するコントロールユニット（図示せず）を使用して適切に自動で感知される。
【００１６】
前述したように、内部フレーム部分８は、前述のようなネガティブまたはポジティブ運動を達成する異なる負荷によって、フレームが様々な位置に傾斜されることが可能なように、ピボットピン９および１０の中で回転できる軸となっている。図に示されるピボットピンの内部フレーム部分８の懸架は、そのような懸架に限定されるものではなく、実際に重要なのは、フレーム部分８がほぼ水平の軸の周囲で傾斜角が可変であることである。ピボットピンの代わりに、単一のシャフトが提供されることが可能である。シャフトは内部フレーム部分８の主となる輪郭の外側に伸びることが好ましい。
【００１７】
本発明によるトレーニングマシーンの追加的な実施例が図９および１０に示される。ウェイト１４は、反対側のガイドローラー６１を用いて、その両方の短い端に誘導される。ローラー６１はそれぞれシャフト６２に取り付けられ、およびマシーンの傾斜角が可変であるフレーム８の、その両側に設けられる軌道６３にそれ以後可動になるよう配置される。ガイドローラー６１は、好ましくは低摩擦材料かそのような材料でコーティングされた、固い取っ手であることが可能である。ローラー６１はまた、軌道６３の中を可動な小さい車輪であることが可能である。リフティングロッド１７はウェイト１４の中央の穴１４ａを貫通する。
【００１８】
図示されない実施例では、図９および１０のガイドローラーは、ウェイトの他の場所、例として反対の短い側の代わりに長い側のいずれの場所に両方のローラーが設けられることが可能である。この場合、軌道は傾斜角が可変のフレームに取り付けられず、ウェイトの長い側を横断し、そしてフレームに締結される。
【００１９】
さらに本発明によるトレーニングマシーンの開発では、図９および１０に示されるウェイトパッケージとローラーはその高さに対しできるだけ短く作成され、さらに他の実施例が図１１に図示される。この実施例では、ウェイト１４は２つのガイドローラー７１を用いてそのそれぞれの端に誘導され、前記ローラーは、一つのウェイトの上にローラーが反対側の端に、しかし直径方向に反対側のすみに取り付けられ、それによって次のウェイトは二つの後続するウェイトが部分的に重なり合うよう１８０度回転されるような方法で、取り付けられる。ローラー７１はそれぞれシャフト７２に取り付けられ、およびマシーンの傾斜角が可変のフレーム８の、その両側に備わる軌道７３および７４に、それ以後可動になるよう配置される。ガイドローラー７１は、好ましくは低摩擦材料かそのような材料でコーティングされた、固い取っ手であることが可能である。ローラー７１はまた、軌道７３の中を可動な小さい車輪であることが可能である。それぞれの軌道の内側の壁には、フレーム８が傾斜される場合に軌道中のローラーを誘導する縦長の陥凹が設けられることが可能である。リフティングロッド１７はウェイト１４の中央の穴１４ａを貫通する。
【００２０】
図示されていない実施例では、図１１のガイドローラーは他の場所、例として反対の短い側の代わりにウェイトの長い側のいずれの場所にすべてのローラーが設けられることが可能である。この場合、軌道は傾斜角が可変のフレームに取り付けられず、ウェイトの長い側を横断し、そしてフレームに締結される。
【００２１】
図９〜１１で示された実施例の軌道が、ウェイトがガイドローラーに懸架されるように方向付けられる場合は、ローラーはそれぞれ二つの平行の車輪に交換されることが可能であり、および軌道は、その外側の頂部にそのような平行車輪を受容するためフランジを有する。
【００２２】
図９〜１１に示される両方の実施例では、取り付けられたローラーを有するウェイトの間の少なくとも一つのウェイトは、ガイドローラーを有する既定の数のウェイトがそれ以後全てのウェイトを誘導するのに十分であるので、ローラー無しで提供されることが可能である。ローラー無しのウェイトは、ローラー無しのウェイトがリフティングロッドの周囲を回転しないよう、ガイドローラーを有するウェイトに付随する突起を受容する意味で、陥凹部が設けられることが可能である。
【００２３】
上記に説明された本発明によるトレーニングマシーンの好適な実施例では、従来の既知のマシーンを用いるより、または、従来のように同じウェイトを何度も上げるより、もっと多くのウェイトを上げる能力がトレーニング者に与えられることを達成する。
【００２４】
種々の実施例が説明および図で開示されたが、本発明によるトレーニングマシーンは、特許請求の範囲内で変更がなされることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
本発明は、好適な実施例を示す添付の図を参考することにより、以下に説明される。
【００２６】
【図１】本発明による筋力トレーニングおよびリハビリテーション用トレーニングマシーンの実施例の正面図である。
【図２】マシーンを使用するトレーニング者を除外し、サポートフレームを有するシートを明確にするために破線で示した、図１のトレーニングマシーンである。
【図３】図１のトレーニングマシーンの、ポジティブ運動位置を示した図である。
【図４】図１のトレーニングマシーンの、ネガティブ運動位置を示した図である。
【図５】マシーンがポジティブ運動の位置にある状態の、図２のＶ〜Ｖ線に沿った断面図である。
【図６】マシーンがネガティブ運動の位置にある状態の、図５のマシーンと同様の図である。
【図７】レスト位置の、図１のトレーニングマシーンの側面図である。
【図８】トレーニング者がポジティブまたはネガティブ運動のどちらかを実行している、図７と同様の側面図である。
【図９】ウェイトガイドが他の設計になっている、マシーンの他の実施例の上方からの部分図である。
【図１０】図９に示される実施例の部分側面図である。
【図１１】ウェイトガイドがまた別の設計になっている、マシーンのまた他の実施例の上方からの部分図である。
【符号の説明】
【００２７】
１トレーニングマシーン
２ウェイトスタック部分
３トレーニング部分
４梁
５梁
６梁
７梁
８内部フレーム部分
９ピボットピン
１０ピボットピン
１１外部フレーム部分
１２水平梁
１２ａ垂直梁
１２ｂ垂直梁
１３フレーム構造
１４ガイドロッド
１４ａ穴
１５ガイドロッド
１５ａ穴
１６ウェイト
１６ａウェイト
１７リフティングロッド
１８パッケージ
１９ピン
２０穴
２１穴
２２非弾性ベルト
２３プーリー
２４プーリー
２５プーリー
２６プーリー
２７プーリー
２８プーリー
２９等化装置
３０連結
３１プーリー
３２連鎖アーム
３３連鎖アーム
３４非弾性ベルト
３５締結装置
３６回転アーム
３７回転アーム
３８連鎖アーム
３９連鎖アーム
４０接続
４１接続
４２プル／プレスアーム
４３プル／プレスアーム
４４接続
４５接続
４６ハンドル
４７シャフト
４７ａストップ
４８水圧シリンダー装置
４９端
５０端
５１梁
５２イス
５３矢印
５４矢印
６１ローラー
６２シャフト
６３軌道
７１ガイドローラー
７２シャフト
７３軌道
７４軌道
【図１】
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【図２】
2009509628.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2009509628.tif 000012
【図１１】
2009509628.tif 000013
【国際調査報告】
2009509628.tif 000014
2009509628.tif 000015
2009509628.tif 000016