(57)【要約】予め負荷のかけられた抵抗パックおよび運動装置である。当該抵抗パックは、エラストマー抵抗要素を含み、該エラストマー抵抗要素は、ハブに連結され、かつ、板に配置される。ハブは、一対の半径方向に延びるウイングを含み、該一対の半径方向に延びるウイングは、板の表面に対して置かれる。板は、複数の隆起したタブを含み、該複数の隆起したタブは、ウイングの回転経路内にある。板に対するハブの最初の回転は、ウイングが隆起したタブの向こう側に隆起したタブを越えて摺動することを引き起こし、かつ、抵抗要素を少なくとも部分的に引き伸ばす。タブとウイングとの間の相互作用は、ハブが最初の位置に戻ることを妨げ、かつ、予め負荷のかけられた緊張状況に抵抗要素を維持する。当該運動装置は、それに連結された抵抗パックの数および抵抗パックを使用する運動に関連するデータを検知するように構成される。【選択図】図１
2019522494.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運動装置用の抵抗パックであって、当該抵抗パックは：
本体を有し、該本体は、第１の妨害機能部を含み；
抵抗要素を有し、該抵抗要素は前記本体上に配置され、前記抵抗要素は、ハブを持ち、該ハブは、複数のエラストマースポークを有し、該複数のエラストマースポークは、前記ハブから外側に延び、前記ハブは、前記本体に対して回転可能であり、かつ、前記スポークの遠位端は、前記本体と係合し、前記本体に対する前記スポークの前記遠位端の運動に抵抗し；かつ
第２の妨害機能部を有し、該第２の妨害機能部は、前記ハブに連結され、かつ、前記ハブとともに回転可能であり、前記第２の妨害機能部は、前記ハブから半径方向外側に前記第１の妨害機能部との係合に十分な距離だけ延び、前記第２の妨害機能部は、最初の位置において前記第１の妨害機能部の第１の側面上にあり、該最初の位置では、前記スポークが非緊張状態にあり、前記第２の妨害機能部は、予め負荷のかけられた位置まで第１の方向に前記第１の妨害機能部を過ぎて移動可能であり、該予め負荷のかけられた位置では、前記スポークが緊張状態にあり、前記第１の妨害機能部は、前記第２の妨害機能部と係合し、かつ、前記最初の位置に戻る反対側の第２の方向の前記第２の妨害機能部の運動に抵抗する、
前記抵抗パック。
【請求項２】
前記第１の妨害機能部が、隆起したタブを有し、該タブは、前記本体の表面上に配置され、前記タブは、傾斜面と制止面とを含み、前記傾斜面は、前記第１の方向の前記タブを超える前記第２の妨害機能部の運動を補助し、かつ、前記制止面は、前記第２の方向の前記タブを超える前記第２の妨害機能部の運動に抵抗する、
請求項１に記載の抵抗パック。
【請求項３】
さらに：
後板を有し、該後板は、前記本体の第１の部分を形成し；
複数の連結アームを有し、該連結アームは、前記後板の外面から延び、各連結アームは、その遠位端上にフックを含み、前記連結アームのそれぞれの上の前記フックは、各連結アームから同一の回転方向に延び、かつ、前記フックは、それぞれ傾斜した上端と傾斜した下端とを含み、該傾斜した上端と該傾斜した下端とは、一緒になってポイントを形成し；
前板を有し、該前板は、前記本体の第２の部分を形成し、かつ、その中に形成された複数のスロットを含み、前記スロットは、第２の同様に構成された抵抗パックを受け入れるようにサイズ決めされ、かつ配置され、前記第２の同様に構成された抵抗パックの連結アーム上のフックは、前記スロットと係合し、前記二つの抵抗パックを一緒に解放可能に連結する、
請求項１に記載の抵抗パック。 
【請求項４】
抵抗要素を有する運動装置であって、当該運動装置は：
第１のアームを有し、該第１のアームは、近位端と、反対側の遠位端に配置された第１のレシーバーと、前記第１のアームの前記近位端と前記遠位端との間に前記第１のアームの長手方向に沿って配置された第１の滑車とを持ち；
第２のアームを有し、該第２のアームは、前記第１のアームの前記近位端に旋回可能に連結された近位端と、前記第２のアームの遠位端に配置された第２のレシーバーと、前記第２のアームの前記近位端と前記遠位端との間に前記第２のアームの長手方向に沿って配置された第２の滑車とを持ち；
第１の取っ手を有し、該第１の取っ手は、前記第１のアームの前記第１のレシーバーに取り外し可能に配置され；
第２の取っ手を有し、該第２の取っ手は、前記第２のアームの前記第２のレシーバーに取り外し可能に配置され；
第１の引張部材を有し、該第１の引張部材は、前記第１の取っ手から延び、前記第２の滑車を回って、前記第１のアームに連結し；
第２の引張部材を有し、該第２の引張部材は、前記第２の取っ手から延び、前記第１の滑車を回って、前記第２のアームに連結し；
抵抗要素を有し、該抵抗要素は、前記第１のアームおよび前記第２のアームに作動可能に連結され、かつ、前記第１の取っ手および前記第２の取っ手に内転力が適用される時ならびに前記第１の取っ手および前記第２の取っ手に外転力が適用される時、前記第２のアームの前記遠位端に向かう前記第１のアームの前記遠位端の旋回運動に抵抗する、
前記運動装置。
【請求項５】
前記抵抗要素が、緊張下で保持されるエラストマー部材を含む、
請求項４に記載の運動装置。
【請求項６】
さらに：
前記第２のアームに対する前記第１のアームの旋回運動を検知するように構成されたセンサーを有する、
請求項４に記載の運動装置。 
【請求項７】
さらに：
前記第１の滑車および前記第２の滑車のうちの一方の回転を検知するように構成されたセンサーを有する、
請求項４に記載の運動装置。
【請求項８】
さらに：
ひずみゲージを有し、該ひずみゲージは、前記第１のアームおよび前記第２のアームの一つ以上に配置され、かつ、前記第１のアームおよび前記第２のアームの前記一つ以上内のひずみ力を検知し、前記ひずみ力は、前記抵抗要素により提供される抵抗力を判定するために使用可能である、
請求項４に記載の運動装置。
【請求項９】
抵抗要素を有する運動装置であって、当該運動装置は：
第１の部材を有し；
第２の部材を有し、該第２の部材は、前記第１の部材に対して旋回可能に連結され；
抵抗要素を有し、該抵抗要素は、前記第１の部材および前記第２の部材に作動可能に連結され、かつ、前記第２の部材に対する前記第１の部材の旋回運動に抵抗し；かつ
センサーを有し、該センサーは、前記第２の部材に対する前記第１の部材の旋回運動を検知するように構成されている、
前記運動装置。
【請求項１０】
前記センサーが、一対の光学センサーを有し、該一対の光学センサーは、第１の距離の間隔を置いて配置され、かつ、前記第１の部材に配置され、かつ、前記第２の部材にセンサーストリップが配置され、前記第１の部材および前記第２の部材の旋回運動の範囲の少なくとも一部にわたって前記光学センサーの上に横たわり、前記センサーストリップは、複数の検知機能部を含み、該複数の検知機能部は、第２の距離の間隔を置いて配置され、該第２の距離は、前記第１の距離と等しくない、
請求項９に記載の運動装置。 
【請求項１１】
さらに：
取っ手を有し、該取っ手は、前記第１の部材に取り外し可能に配置され；
滑車を有し、該滑車は、前記第２の部材の長手方向に沿って配置され；
引張部材を有し、該引張部材は、前記取っ手および前記第１の部材に連結され、前記引張部材は、前記取っ手から延び、前記滑車を回って、前記第１部材に戻り；かつ
センサーを有し、該センサーは、前記滑車の回転を検知するように構成されている、
請求項９に記載の運動装置。
【請求項１２】
前記滑車が、磁石を含み、かつ、前記センサーが、ホール型磁気センサーを有し、該ホール型磁気センサーは前記磁石を検知するように構成されている、
請求項１１に記載の運動装置。 
【請求項１３】
抵抗要素を有する運動装置であって、当該運動装置は：
第１の部材を有し；
第２の部材を有し、該第２の部材は、前記第１の部材に対して旋回可能に連結され；
抵抗要素を有し、該抵抗要素は、前記第１の部材および前記第２の部材に作動可能に連結され、かつ、前記第２の部材に対する前記第１の部材の旋回運動に対する抵抗力を提供し；かつ
センサーを有し、該センサーは、当該運動装置に連結された前記抵抗要素により提供される前記抵抗力を判定するように構成されている、
前記運動装置。
【請求項１４】
前記センサーが、ひずみゲージを有し、該ひずみゲージは、前記第１のアームおよび前記第２のアームの一つ以上に配置され、前記ひずみゲージは、前記第１のアームおよび前記第２のアームの前記一つ以上内のひずみ力を検知し、前記ひずみ力は、前記抵抗要素により提供される前記抵抗力を判定するために使用可能である、
請求項１３に記載の運動装置。
【請求項１５】
前記抵抗要素が、複数の抵抗要素を有し、該複数の抵抗要素は、前記第１の部材および前記第２の部材に作動可能に連結され、かつ、前記ひずみ力が、前記複数の抵抗要素により提供される前記抵抗力を判定するために使用可能である、
請求項１４に記載の運動装置。 
【請求項１６】
前記第１の部材および前記第２の部材が、その近位端で旋回可能に連結され、かつ、前記第１の部材が第１の取っ手を含み、かつ、前記第２の部材が第２の取っ手を含み、該第１の取っ手および該第２の取っ手は、それぞれ前記第１の部材および前記第２の部材の反対側の遠位端に配置され、前記抵抗要素が、前記第１の取っ手および前記第２の取っ手に内転力が適用される時ならびに前記第１の取っ手および前記第２の取っ手に外転力が適用される時、前記第２の部材の前記遠位端に向かう前記第１の部材の前記遠位端の旋回運動に対する前記抵抗力を提供する、
請求項１３に記載の運動装置。
【請求項１７】
さらに：
滑車を有し、該滑車は、前記第２の部材の長手方向に沿って配置され；
引張部材を有し、該引張部材は、前記第１の取っ手および前記第１の部材に連結され、前記引張部材は、前記第１の取っ手から延び、前記滑車を回って、前記第１の部材に戻り；かつ
センサーを有し、該センサーは、前記滑車の回転を検知するように構成されている、
請求項１６に記載の運動装置。
【請求項１８】
さらに：
旋回センサーを有し、該旋回センサーは、前記第２の部材に対する前記第１の部材の旋回運動を検知するように構成されている、
請求項１３に記載の運動装置。 
【請求項１９】
前記抵抗要素が、緊張下で保持されるエラストマー部材を含む、
請求項１３に記載の運動装置。
【請求項２０】
抵抗要素を有する運動装置であって、当該運動装置は：
第１の部材を有し、該第１の部材は、前記第１の部材の遠位端に取り外し可能に配置された第１の取っ手を含み；
第２の部材を有し、該第２の部材は、前記第１の部材に旋回可能に連結され、かつ、前記第２の部材の遠位端に取り外し可能に配置された第２の取っ手を含み；
抵抗要素を有し、該抵抗要素は、前記第１の部材および前記第２の部材に作動可能に連結され、かつ、前記第２の部材に対する前記第１の部材の旋回運動に抵抗し、ここでは、前記第１の部材の前記遠位端が、前記第２の部材の前記遠位端に向かって移動し、前記抵抗要素は、前記第１の取っ手および前記第２の取っ手に内転力が適用される時ならびに前記第１の取っ手および前記第２の取っ手に外転力が適用される時、前記旋回運動に抵抗し；
第１のセンサーを有し、該第１のセンサーは、前記内転力が適用される時および前記外転力が適用される時、前記第２の部材に対する前記第１の部材の旋回運動を検知するように構成されており；かつ
第２のセンサーを有し、該第２のセンサーは、前記外転力が適用される時、前記第１の取っ手および前記第２の取っ手のうちの一方または両方の運動を検知するように構成されている、
前記運動装置。
【請求項２１】
さらに：
第３のセンサーを有し、該第３のセンサーは、前記運動装置に連結された前記抵抗要素により提供される抵抗力を判定するように構成されている、
請求項２０に記載の運動装置。 
【請求項２２】
前記抵抗要素が、緊張下で保持されるエラストマー部材を含む、
請求項２０に記載の運動装置。
【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、２０１６年６月２３日出願の米国仮特許出願第６２／３５３，９０９号および２０１６年１０月１１日出願の米国仮特許出願第６２／４０６，６９７号の利益を主張する、２０１７年６月５日出願の米国特許出願第１５／６１４，１１８号の利益を主張し、それらの開示は参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
背景
抵抗運動（Resistance exercise）は、多くの健康上およびフィットネス上の利益を提供し得る。ホームジムを含む個人用の抵抗運動装置は、消費者市場において豊富にある。しかしながら、個人用の抵抗運動装置を使用するのに不便でありかつ扱いにくくする多くの短所がある。ほとんどの個人用の運動抵抗装置が、何らかの形の重りまたは抵抗機能部のいずれかを使用する。重りは、生来的に重く、かさばり、かつ、一般的には、いくぶんやっかいな別の場所への運搬なしに、一つの場所での使用に限定される。
【０００３】
抵抗機能部は、タイプ、複雑性および有用性において広く異なる。多くは、伸縮性のあるバネ、柔軟なロッド、伸縮性のあるバンドなどが組み込まれる。これらの機能部は、より軽量であるかも知れないが、しばしば複雑であり、かつ、まだかさばるか、または、場所間の移動によく適合していないかも知れない。追加的には、抵抗機能部は、しばしば、通常（normal）のポジションまたは駆動されていない（un-actuated）ポジションに置かれると、ニュートラル状態に戻る。したがって、運動の動作において使用されると、それにより提供される抵抗の量は、ゼロから始まるか、または運動の動作の範囲の最初の部分の間はずっと非常に低いかも知れず、したがって、使用者は、運動の動作の全範囲にわたって抵抗の完全な利益を得ることができないかも知れない。または、使用者は、最初の抵抗を獲得するために抵抗機能部に物理的に予め負荷をかける必要があるかも知れず、これは、やっかいであり、かつ、追加的な身体努力および時間が発生するかも知れない。運動の動作の範囲にわたって所望の抵抗を提供するように構成された装置は、製造し、かつ、予め負荷のかかった状態に構成することが困難であるかも知れない。
【発明の概要】
【０００４】
概要  
技術の実施形態は、本概要によってではなく、以下の特許請求の範囲により規定される。以下の詳細な説明でさらに説明される概念の抜粋を紹介するために、例示的な実施形態の種々の側面の高度な概観が、ここで提供される。本概要は、請求される主題の主な特徴または必須の特徴を識別することを意図するものではなく、請求される主題の範囲を判定するために分離して用いられることを意図するものでもない。要するに、本開示は、とりわけ、抵抗パックについて説明し、該抵抗パックは、種々の個人用運動機器とともに使用可能であり、かつ、動作の全範囲にわたって抵抗を提供するために、かつ、当該抵抗パックと別の抵抗パックおよび／または個人用運動装置との連結を補助するために、予め負荷がかけられている。当該抵抗パックとともに用いるように構成された運動装置についてもまた、説明される。 
【０００５】
当該抵抗パックは、公知の抵抗力を有するエラストマー抵抗要素を含む。エラストマー抵抗要素は、ハブと外リムとの間に複数のスポークを有して構成されてもよい。スポークは、リムに対するハブの回転の際、ハブの周りに巻きつきかつ引き伸ばされるように構成される。エラストマー抵抗要素は、自己内蔵型（self-contained）抵抗パックにおける前板（フロントプレート）と後板（バックプレート）との間に構成されてもよい。提供される抵抗を調節するために、複数の抵抗パックが互いに連結されてもよい。 
【０００６】
ハブは、一対の半径方向に延びるウイングを含み、該ウイングは、後板の内面に対して配置され、かつ、ハブとともに回転する。後板は、内面に一対の隆起したタブを含み、該タブは、ウイングの回転経路に配置される。ウイングは、最初はタブの第１の側面に配置され、かつ、抵抗要素は、ニュートラル状態にある。ウイングは、タブに向かって第１の方向に回転し、該タブは、ウイングがタブの上を摺動しかつタブを超えるようにし、かつ、抵抗要素のスポークを少なくとも部分的に引き伸ばす。ウイングは、その後タブとの係合により反対の第２の方向への回転を妨げられ、かつ、抵抗要素は、部分的に引き伸ばされたまたは予め負荷がかけられた状態で維持される。 
【０００７】
当該抵抗パックはまた、他の抵抗パックとの位置合わせを補助する特徴を含んでいてもよい。ハブは、内側軸方向孔を含んでいてもよく、該内側軸方向孔は、少なくとも部分的にそれを通って延び、かつ、複数の円周方向に間隔を置いて設けられた歯、くぼみまたは類似の係合機能部を有する。孔への挿入用に構成されたスタブ（stub）またはロッドがハブに対する特定の回転方向に位置合わせされた状態（rotational alignment）にある場合のみその中に挿入可能であるように、一つ以上の歯またはくぼみが他の歯またはくぼみと異なる形状で提供されてもよい。当該抵抗パックが特定の回転方位にある場合のみ別の抵抗パックと連結してもよいように、前板および後板はまた、組み合わせ連結部材の非対称配置を備えていてもよい。 
【０００８】
当該抵抗パックとともに用いるように構成された運動装置もまた、提供される。当該運動装置は、一対のアームを含み、それらアームは、軸の周りを互いに対して旋回することが可能であり、該軸は、当該抵抗パックのハブに連結されており、当該抵抗パックがそのような旋回運動に対する抵抗を提供するようになっている。内転力または外転力が適用されると、当該運動装置のアームは互いに向かって旋回する。外転力の適用は、引張部材またはケーブルおよび滑車を使用し、該滑車は、当該運動装置上の取っ手が互いに離れるように引っ張られる一方で、アームを互いに向かって旋回させるためにアームに連結される。滑車と引張部材の構成は、アームの旋回運動の範囲を同一のままにする一方で、内転方向よりも外転方向へのより広い範囲の取っ手の運動を提供する。
【０００９】
当該運動装置は、電子制御器ならびにアームの旋回運動の方向、速度および範囲を検知かつ追跡するように構成された多数のセンサーならびに当該運動装置に連結された多数の抵抗パックを含んでいてもよい。
【００１０】
一つの実施形態では、抵抗パックを有する運動装置が説明される。当該運動装置は、第１のアームを含み、該第１のアームは、近位端に配置された軸と、反対側の遠位端に配置された第１のレシーバーと、近位端と遠位端との間に第１のアームの長手方向に沿って配置された第１の滑車とを有し、かつ、第２のアームを含み、該第２のアームは、軸の周りを旋回するために第１のアームに旋回可能に連結された近位端と、第２のアームの遠位端に配置された第２のレシーバーと、近位端と遠位端との間に第２のアームの長手方向に沿って配置された第２の滑車とを有する。第１のアームの第１のレシーバー内に取り外し可能に配置された第１の取っ手、および、第２のアームの第２のレシーバー内に取り外し可能に配置された第２の取っ手がまた提供され、それとともに、第１の取っ手から延び第２の滑車を回って第１のアームに連結する第１の引張部材、および、第２の取っ手から延び第１の滑車を回って第２のアームに連結する第２の引張部材が提供さえる。当該運動装置はさらに、抵抗パックを含み、該抵抗パックは、第２のアームに回転可能でないように連結され、かつ、軸と係合する。内転力が第１および第２の取っ手に適用された時ならびに外転力が第１および第２の取っ手に適用された時、当該抵抗パックは、第２のアームの遠位端に向かう第１のアームの遠位端の旋回運動に抵抗する。当該運動装置はさらに、互いに対するアームの旋回運動を検知するように適合された一つ以上のセンサーと、一方または両方の滑車の回転を検知するように構成されたセンサーと、当該運動装置に連結される抵抗パックの数を判定するために使用可能な特性を検知するように適合されたセンサーとを含む。
【００１１】
別の実施形態では、運動装置に連結された抵抗パックの数を感知するための方法が、説明される。当該方法は、運動装置を提供することを含み、該運動装置は、互いに対して旋回可能な一対のアームと、一方または両方のアーム内に配置されたひずみゲージとを含み、かつ、複数の抵抗パックを提供することを含み、該抵抗パックは、アームを旋回させることに対する抵抗を提供するために当該運動装置に連結可能である。当該方法はさらに、少なくとも一つの当該抵抗パックを当該運動装置に作動可能に連結することを含む。アームは互いに対して旋回し、かつ、ひずみゲージは各アームの直面するひずみ力または曲げ力を検知する。検知されたひずみ力は、抵抗力と、および／または、抵抗力もしくは検知されたひずみ力を提供するのに必要とされる抵抗パックの数と対応付けられる。
【００１２】
図面の説明
例証的な実施形態が、添付の図面を参照して以下詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、例示的な実施形態に従い描かれた、抵抗パックの平面図である。
【図２】図２は、図１の抵抗パックの底面図である。
【図３】図３は、前板が取り外され、かつ、抵抗要素がニュートラル状態にある、図１の抵抗パックの平面図である。
【図４】図４は、抵抗要素が予め負荷のかけられた状態にある、図３の抵抗パックの平面図である。
【図５】図５は、図１の抵抗パックの分解斜視図である。
【図６】図６は、例示的な実施形態の従い描かれた、抵抗パックを通して挿入されたロッドを有する運動機器装置とともに用いるように構成された抵抗パックの後方斜視図である。
【図７】図７は、例示的な実施形態に従い描かれた、複数の図６の抵抗パックとともに用いるように構成されたホームジムベンチの斜視図である。
【図８】図８は、別の例示的な実施形態に従い描かれた、抵抗パックの底面図である。
【図９】図９は、例示的な実施形態に従い描かれた、運動装置の斜視図である。
【図１０ａ】図１０ａは、内部構造を明らかにするために運動装置のアームの前方部分が取り除かれた、図９の運動装置の前方立面図である。
【図１０ｂ】図１０ｂは、内部構造を明らかにするためにアームの後方部分が取り除かれた、図９の運動装置の後方立面図である。
【図１１ａ】図１１ａは、例示的な実施形態に従い描かれた、アームの前方部分が取り除かれ、かつ、運動装置に適用された外転力の結果としてアームが互いに向かって部分的に旋回した、図９の運動装置の前方立面図である。
【図１１ｂ】図１１ｂは、例示的な実施形態に従い描かれた、アームの前方部分が取り除かれ、かつ、運動装置に適用された内転力の結果としてアームが互いに向かって部分的に旋回した、図９の運動装置の前方立面図である。
【図１２ａ】図１２ａは、例示的な実施形態に従って描かれた、光センサーを使用する抵抗パック検知システムを示す、線１２−１２に沿ってとった、図９の運動装置の断面図である。
【図１２ｂ】図１２ｂは、例示的な実施形態に従って描かれた、無線周波数識別タグを使用する抵抗パック検知システムを示す、線１２−１２に沿ってとった、図９の運動装置の断面図である。
【図１２ｃ】図１２ｃは、例示的な実施形態に従い描かれた、電気信号感知システムを使用する抵抗パック検知システムを示す、線１２−１２に沿ってとった、図９の運動装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
詳細な説明
法定の要件を満たすために、抜粋した実施形態の主題がここで特定的に説明される。しかしながら、説明自体は、特許請求の範囲を必要的に限定することを意図するものではない。むしろ、他の現在または将来の技術とともに、本書で説明されるものと類似する異なる部品、工程またはその組み合わせを含むために、請求される主題は他の方法で具現化されてもよい。個別の工程の順番が明示的に説明される時を除いて、用語は、本明細書で開示される種々の工程間のいかなる特定の順番をも暗示するものとして解釈されるべきでない。本明細書で用いられる用語「約」または「およそ」は、厳密値から＋／−１０％、好ましくは＋／−５％のずれ、および／または、機能にとって重要でない変化の形態のずれを示す。
【００１５】
ここで図１−５を参照すると、例示的な実施形態に従い、抵抗パック１０が説明される。抵抗パック１０は、個人用の手持ちサイズの装置および大規模な運動ステーション、ベンチなどを含む種々の運動機器とともに使用され得、かつ、それらの運動機器とともに用いられるように構成され得る。例示的な個人用運動装置は、Ｆｒａｎｃｉｓらへの米国特許第８，５７９，１６４号において説明され、その開示は、参照により本明細書に組み込まれる。Ｆｒａｎｃｉｓらにより説明される個人用運動装置は、概して、抵抗パック１０のような抵抗要素を有する一対の旋回可能に連結されたアームを含み、該抵抗要素は、旋回可能な連結部に配置され、かつ、一方のアームの他のアームに対する旋回運動に抵抗するように構成される。
【００１６】
図５に最もよく見られるように、抵抗パック１０は、後板１２と、エラストマー抵抗要素１４と、前板１６とを含む。エラストマー抵抗要素１４は、前板１６と後板１２との間に挟まれ、かつ、前板１６は、後板１２に永続的または一時的に連結される。抵抗パック１０の前板１６は、前面１８と、内面２０と、複数のスロット２２とを含み、該スロット２２は、別の抵抗パック１０の後板１２の複数の連結フィンガーまたはアーム２４を受け入れ、かつ、それらと係合するように構成される。前板１６はまた、開口部２６を含んでいてもよく、該開口部２６は、それを通してエラストマー抵抗要素１４を見るためのものである。
【００１７】
後板１２は、内面２８と、背面３０と、中央開口部３２と、複数の連結アーム２４とを含み、該連結アーム２４は、背面３０に連結され、かつ、背面３０から離れるように延びる。連結アーム２４は、中央開口部３２から概して等しい半径距離ではあるが、半径距離により規定される円形路に沿って不規則に間隔を置いて設けられた隔たりまたは距離で、背面３０の近くに配置される。各連結アーム２４は、その遠位端に形成されたフック３４または類似の係合機能部を含んでいてもよい。フック３４は、連結アーム２４の本体に対して概して直交方向に延び、かつ、テーパ状の上端３６およびテーパ状の下端（図６において参照数字１９０で描かれる）を含み、該テーパ状の上端３６と該テーパ状の下端は、一緒になってポイント３８を形成する。各ポイント３８は、同一の周方向、例えば図２に描かれるように時計回りの方向を向く。
【００１８】
後板１２の内面２８に、一対のタブ３７が提供される。タブ３７は、開口部３２から概して等しい半径距離であって、開口部３２の正反対側に配置される。タブ３７は、傾斜面３９および制止面４１を含んでいてもよく、かつ、制止面４１に隣接して配置された貫通孔４３を含んでいてもよい。タブ３７が円形路に沿って配置され、かつ、円形路に沿って第１の方向、例えば図５に描かれるように反時計回りに移動すると想像すれば、傾斜面３９がまず接触されるように配置される一方で、反対の第２の方向、例えば以下で詳細に説明されるように時計回りで移動すると、制止面４１がまず接触されるように配置される。
【００１９】
エラストマー抵抗要素１４は、ハブ４２に連結されたエラストマー部材４０を含む。ハブ４２は、実質的に剛性の円筒構造を含み、該円筒構造は、少なくとも部分的にそれを通って延びるブラインド軸方向孔４４と、孔４４の閉端から離れるように軸方向に延びるスタブ軸４６とを有する。孔４４はメス部を形成し、以下でより完全に説明されるように、二つ以上の抵抗パック１０をそれらのそれぞれのハブ４２の回転運動の際に結合するために、別の抵抗パック１０のスタブ軸４６が該メス部に挿入され得る。孔４４の内面４８とスタブ軸４６の外面５０はそれぞれ、複数の調和を図る歯５２、５３をそれぞれ含むか、くぼみ、リッジ、ファセットのような類似の係合機能部を含み、該係合機能部は、結合するように構成され、かつ、組み合された（かみ合った）抵抗パック１０のハブ４２の間の相対的回転運動に抵抗するように構成される。図１−５に描かれるように、孔４４およびスタブ軸４６は、調和するが同型ではない歯５２、５３とともに提供され、例えば、平面５４が孔４４およびスタブ軸４６の両方に提供され、孔４４およびスタブ軸４６が特定の回転方向に位置合わせされた状態にある場合のみ組み合され得るようになっている。
【００２０】
エラストマー部材４０は、ハブ４２の周囲の周りに、かつ、概して孔４４と一致するその部分に沿って固定連結される；スタブ軸４６は、エラストマー部材４０の平面を越えて延びる。エラストマー部材４０は、ハブ４２にぴったりくっつけられてもよく、または、一つ以上の接着剤、溶接、ファスナー、機械的係合などを介してそれに連結され得る。エラストマー部材４０は、中心体５６を含み、該中心体５６は、ハブ４２を取り囲み、かつ、そこから複数のスポーク５８が概して接線方向に延びる。
【００２１】
スポーク５８の遠位端は、円周経路またはリム６０を概してたどるために回転し、かつ、隣接するスポーク５８と一緒になって略三角形のループ６２を形成する。複数の略三角形の突出部６４は、後板１２の内面２８に提供され、かつ、ループ６２と係合するように構成される。ループ６２による突出部６４の係合は、後板１２に対する回転運動に対してエラストマー部材４０のリム６０を固定する。
【００２２】
エラストマー部材４０は、現在公知または今後開発されるあらゆるエラストマー性ポリマー材料で作られてもよい。一つの実施形態では、天然ゴムとポリブタジエンとの混合物が使用される。例えば、許容可能な疲労寿命を有するうまくできた混合物は、約８０％の天然ゴムと約２０％のポリブタジエンとを含んでいてもよい。スポーク５８により提供される抵抗の量は、スポークの数、スポーク５８の長さ、材料の弾性率および断面積の組み合わせである。他の実施形態は可変抵抗を提供するために変化する断面積を含んでいてもよいが、スポーク５８の断面積は実質的に一定であってもよい。スポークの材料特性により、材料が弾性的に引き伸ばされれば引き伸ばされるほど、抵抗が増大してもよい。スポーク５８の断面積、それらの構成および／または抵抗パック１０がともに用いられるべき運動装置の構成は、エラストマー抵抗要素１４により生成されるトルク曲線を平坦にするように構成されてもよい。スポーク５８は、「ポンド」または「キログラム」における特定の等価抵抗を提供するように構成されてもよい。例えば、抵抗要素１４は、２ポンドの抵抗、５ポンドの抵抗、１０ポンドの抵抗、または、ポンドもしくはキログラムにおけるあらゆる他の値もしくは間隔を有して構成されてもよい。または、抵抗要素１４は、作動範囲にわたって変化する抵抗のレベルを提供するように構成されてもよい。
【００２３】
継続して図５を参照すると、ウイング板６６が、エラストマー抵抗要素１４と後板１２との間に配置される。ウイング板６６は、一対のウイング６８を含み、該ウイング６８は、実質的に正反対の方向に本体７０から延びる。本体７０には、開口部７２が提供される。開口部７２は、外周を含み、該外周は、それを通してスタブ軸４６を受け入れ、かつ、その上で歯５３と係合し、ウイング板６６とハブ４２との間の相対的回転方位を固定するようになっている。ウイング６８は、半径距離だけ延び、該半径距離は、後板１２上のタブ３７のそれと比べて等しいか大きい。かくして、タブ３７は、以下でより完全に説明されるように、ウイング板６６の回転運動と干渉するように配置される。
【００２４】
もう一度図１−５を参照すると、例示的な実施形態に従い、抵抗パック１０のアセンブリが説明される。ウイング板６６は、開口部７２を通してスタブ軸４６を挿入することにより、スタブ軸４６に設置される。開口部７２および／またはスタブ軸４６は、その間の特定の回転方位を必要とするように構成されてもよい。別の実施形態では、ハブ４２は、一体的なウイング板６６および／またはウイング６８とともに形成される。
【００２５】
抵抗要素１４は、次に後板１２に設置される。後板１２の内面２８上の突出部６４は、エラストマー部材４０のスポーク５８とリム６０とにより形成されたループ６２に挿入される。一つ以上のスポーク５８および／またはリム６０ならびに一つ以上の突出部６４は、抵抗要素１４と後板１２との適切な方位を識別する際にアセンブラを補助するため、および／または、その誤った位置合わせを妨げるために、ノッチ７４およびタブ７６のような位置合わせ機能部とともに提供されてもよい。
【００２６】
突出部６４のループ６２への挿入はまた、中央開口部３２を通した後板１２へのスタブ軸４６の挿入および後板１２の内面２８に対してウイング板６６を配置することを必要とする。ハブ４２またはスタブ軸４６のベースは、表面機能部を有していてもよく、該表面機能部は、その上にワッシャ７８およびロックリング７９を受け入れるように構成され、中央開口部３２からのスタブ軸４６の引き込みを妨げる。前板１６は、前板１６と後板１２との間に抵抗要素１４を捕捉するように配置される。前板１６は、一つ以上のファスナー、接着剤、機械的係合、溶接などを用いて、後板１２にしっかりと固定され、または、それに連結される。
【００２７】
まず、エラストマー部材４０は、ニュートラル状態にあり、該ニュートラル状態では、スポーク５８には張力が加わっておらず、かつ、ウイング板６６のウイング６８の先端７７は、後板１２上のタブ３７の傾斜面３９の最も近くに配置される。ハブ４２のスタブ軸４６および／またはブラインド孔４４は、係合し、かつ、第１の方向、例えば図５に描かれるように反時計回りに回転し、ウイング６８をタブ３７の傾斜面３９と接触するように動かす。ハブ４２の継続的な回転は、ウイング６８を、傾斜面３９の上方にタブ３７の頂点を越えかつタブ３７を過ぎるように動かす。ウイング６８は、軸方向に収縮し、もしくは曲がってもよく、および／または、後板１２もしくはタブ３７は、部分的に曲がり、もしくは収縮してもよく、ウイング６８の通過を許容する。タブ３７を通過する際、聴き取れるカチッという音または類似の音が生成され、かつ、十分な回転が完了したことを製造者に示してもよい。
【００２８】
別の実施形態では、タブ３７は、傾斜面３９を含まない。第１の方向にタブ３７を超えるようにウイング６８を動かすために、軸力が適用され、ハブ４２が第１の方向に回転するにつれて、ウイング６８がタブ３７を超えて通過することを許容するのに十分な距離を置いて後板１２の内面２８から離れるように、ウイング６８および／またはハブ４２を動かす。軸力はその後解放され得、ハブ４２およびウイング６８が後板１２に向かって戻ることを許容する。代替的には、抵抗要素１４が後板１２に設置される前に、ハブ４２およびウイング６８は、スポーク５８の遠位端に対して第１の方向に回転し得る；ウイング６８は、したがって後板１２への設置前にタブ３７を超えて動くであろう。そのような実施形態では、突出部６４は、前板１６の内面２０に提供されてもよく、後板１２との係合前のスポーク５８の遠位端に対するハブ４２の回転を補助する。
【００２９】
図８に描かれる別の実施形態では、ウイング板６６およびタブ３７は、後板１２’に中央開口部３２’を提供することにより置き換えられ、該中央開口部３２’は不規則な外周を有し、ハブ４２’に提供された一体的なウイング４５、歯、スプラインまたは類似の構造と係合するように構成される。例えば、中央開口部３２’の外周は、第１の半径方向寸法を有する第１の部分４７と、より大きい第２の半径方向寸法を有する第２の部分４９とを有し、こうして中央開口部３２’の外周に環状のノッチ５１を形成する。組み立ての間、直前に説明したのと同様の方法で、後板１２’に抵抗要素１４’を設置する前に、ハブ４２’はスポーク５８’（図示しないが、スポーク５８と同様に構成される）の遠位端に対して回転する。抵抗要素１４’が後板１２’に設置される時、一体的なウイング４５は環状のノッチ５１と位置合わせされ、かつ、その中に配置される。環状のノッチ５１の末端５５は一体的なウイング４５と係合し、反対の第２の方向の回転運動に対してハブ４２’を保持する。
【００３０】
代替的には、抵抗要素１４’は、環状のノッチ５１と位置合わせされていない一体的なウイング４５とともに後板１２’に設置され得る。誤った位置合わせおよびスポーク５８’の弾性は、スポーク５８’が後板１２’と係合するにつれて、ハブ４２’がスポーク５８’の遠位端に対して軸方向にたわむことを許容する。ハブ４２’はその後、第１の方向に回転し、一体的なウイング４５の環状のノッチ５１との位置合わせをもたらし、その位置では、一体的なウイング４５およびハブ４２’が後板１２’に向かって軸方向に動き、環状のノッチ５１内にウイング４５を係合させる。スポーク５８’の弾性は、ハブ４２’に軸方向のバイアスを提供し、該軸方向のバイアスは、後板１２’に向かってハブ４２’を動かす。
【００３１】
図１−５に戻ると、ハブ４２の回転はまた、抵抗要素１４のスポーク５８を少なくとも部分的に引き伸ばし、かつ、抵抗要素１４を予め負荷がかけられた状態に置き、その状態では、スポーク５８は緊張状態で維持され、例えば、スポーク５８は、反対の第２の方向のハブ４２の回転に向かって力が継続的に適用される状態で維持される。反対の第２の方向のハブ４２の回転は、タブ３７の制止面４１とのウイング６８の係合により抵抗される。ウイング６８は、タブ３７の制止面４１と接触し、かつ、反対の第２の方向にタブ３７を超えてまたはタブ３７を過ぎて、摺動するまたは動くことが実質的に妨げられる。制止面４１は、角度がついていても、傾斜していても、または下部が切り取られていてもよく、タブ３７を超えるウイング６８の上方向の移動にさらに抵抗する。ウイング６８の後縁はまた、制止面４１および／または傾斜面３９の傾斜または下部の切り取りの調和を図るように構成されてもよい。貫通孔４３は、制止面４１に隣接して提供されてもよく、ウイング６８にタブ３７を超えさせるための道具の挿入を許容し、かつ、抵抗要素が抵抗パック１０の分解のようなニュートラルな状態に再びなることを許容する。
【００３２】
予め負荷がかけられた状態において、抵抗パック１０は、後板１２に対するハブ４２の回転への少なくとも所定の抵抗を提供するように構成される。ニュートラルな予め負荷がかけられていない状態では、ハブ４２の少なくとも部分的な回転に対して提供される抵抗は、わずかであるか、またはない。かくして、運動を実行するために使用される時、予め負荷のかけられた抵抗パック１０は、運動の動作の全範囲にわたって、少なくとも所定の抵抗を提供する。もし抵抗パック１０が最初はニュートラルな状態であったなら、運動の動作の範囲の最初の部分は、抵抗がわずかであるか、またはない状態で提供されたであろう；そのような予め負荷のかけられていない構成は、非常に望ましくない。
【００３３】
使用中、抵抗パック１０は、運動装置または個人用運動機器に連結され、運動装置の駆動または作動は、後板１２に対するハブ４２の回転を引き起こすようになっている。それにより、エラストマー部材４０のスポーク５８は引き伸ばされ、かつ、運動装置の作動に対する抵抗を提供する；抵抗は、運動装置を用いて運動を実行する時、使用者により所望される。例えば、抵抗パック１０は、個人用運動装置に連結されてもよく、該運動装置は、Ｆｒａｎｃｉｓらへの’１６４特許において説明されるものおよび以下で説明されかつ図９−１１に描かれる運動装置２００のように、一対のアームを有し、該アームは互い対して旋回する。抵抗パック１０は、アーム間の旋回ポイントまたはその近くに、一方のアームに連結された後板１２および他方のアームに連結されたハブ４２とともに配置されてもよい。かくして、アームの互いに対する旋回はまた、後面１２に対してハブ４２を回転させる。
【００３４】
抵抗パック１０は、後板１２から延びる連結アーム２４を介して、運動装置および／または別の抵抗パック１０に取り外し可能に連結され得る。代替的には、抵抗パック１０は、運動装置と一体化し得るか、または、それに固定連結され得る。例えば、後板１２は、運動装置と一体に形成され得るか、または、一つ以上のファスナー、接着剤、溶接などを介してそれに付着され得る。
【００３５】
抵抗パック１０を別の抵抗パック１０またはそれに連結するように構成された運動装置に連結させるために、連結アーム２４は、第２の抵抗パック１０の前板１６におけるスロット２２または運動装置の壁に提供された類似のスロットと位置合わせされる。アーム２４およびスロット２２は、第２の抵抗パック１０または運動装置に対する抵抗パック１０の適切な方位を確実にするために配置される。連結アーム２４およびスロット２２の適切な位置合わせはまた、スタブ軸４６上の歯５３と第２の抵抗パック１０の孔４４内または運動装置に提供された孔内の歯５２との適切な位置合わせを提供する。
【００３６】
抵抗パック１０は、第１の軸方向に第２の抵抗パック１０に向かって動き、スタブ軸４６を孔４４と部分的に係合させる。スタブ軸４６および孔４４が少なくとも部分的に係合した後、連結アーム２４はスロット２２との係合を開始する。連結アーム２４上のフック３４の上端３６は、スロット２２の端部に接触する。第１の軸方向の抵抗パック１０のさらなる軸方向運動は、抵抗パック１０が第１の方向にわずかに回転することを引き起こし、フック３４の上端３６がスロット２２の端部に沿って摺動することを許容し、かつ、連結アーム２４がスロット２２内にさらに動くことを許容する。フック３４のポイント３８を通過する際、抵抗パック１０は、反対の第２の方向にわずかに回転し、その元の回転方位に戻り、かつ、フック３４をスロット２２と係合させ、例えば、フック３４のポイント３８は、スロット２２と隣接する後板１２に重なる。
【００３７】
ハブ４２は、しかしながら、スタブ軸４６の孔４４との係合のため、抵抗パック１０の残りとともに回転しない。かくして、抵抗要素１４は、第１の方向のわずかな回転に対する抵抗を提供し、かつ、抵抗パック１０が第２の方向のわずかな回転に向かうようにバイアスをかける。バイアスはまた、フック３４のスロット２２との係合を維持することを補助する。
【００３８】
第２の抵抗パック１０および／または運動装置からの抵抗パック１０の取り外しまたは分離は、上記の説明とは逆に作動し、抵抗パック１０が第２の抵抗パック１０または運動装置から離れるように軸方向に動くにつれて、上端３６と同様に抵抗パック１０の部分的な回転を引き起こすように機能するフック３４の傾斜した下端（図６に要素１９０として描かれる）を用いる。フック３４は、このようにスロット２２から脱係合し、かつ、抵抗パック１０は、係合を含まなくなる。したがって、別の抵抗パック１０または運動装置と抵抗パック１０との連結または分離は、使用者が軸力を適用するだけで完了し得る。抵抗パック１０の構造は、係合のためのわずかな回転を提供するように作動するであろう。または、さらに連結／分離を容易にするために、軸力とともに、使用者がわずかな回転力を適用してもよい。別の実施形態では、フックの下端は傾斜しておらず、むしろ、使用者は、抵抗パック１０を分離するために、軸力を適用する前に抵抗パック１０のわずかな回転を適用することが必要とされる。
【００３９】
ここで図６および７を参照すると、別の例示的な実施形態に従い、抵抗パック１１０が説明される。抵抗パック１１０は、抵抗パック１０と実質的に同一であるが、ハブ１４２を含み、該ハブ１４２はいくぶん異なった構成を有し、該構成は、抵抗パック１１０がスプラインロッド１８０に配置されることを可能にする。
【００４０】
ハブ１４２は、ハブ４２のもののようなスタブ軸を含まないが、むしろ孔１４４を含み、該孔１４４は、ハブ１４２の軸方向の厚みを通って延び、かつ、その各端部で開いている。孔１４４は、上述の歯５２のように構成された歯１５２、ファセットまたは類似の係合機能部もしくは構造を含む。
【００４１】
スプラインロッド１８０は、細長いロッドを含み、該細長いロッドは、歯１５２の調和を図るように構成されたスプライン１８２、歯、ファセットまたはリッジを有する。かくして、ロッド１８０は、歯１５２およびスプライン１８２と係合している孔１４４を通して挿入され得、ハブ１４２とロッド１８０との間の相対的回転運動を妨げる。図７に描かれるように、抵抗パック１１０の後板１１２（後板１２に類似する）は、運動ステーション１８６の旋回可能なレバーアーム１８４に連結され、かつ、スプラインロッド１８０は、運動ステーション１８６のサポートバー１８８に固定連結される。複数の抵抗パック１１０が、スプラインロッド１８０に配置され得、かつ、抵抗パック１０について上述されたのと同様の方法で連結され得る。
【００４２】
用時、使用者はレバーアーム１８４を旋回し、ベンチプレスのような運動を実行する。レバーアーム１８４の旋回は、抵抗パック１１０を、回転しないスプラインロッド１８０の周りを回転させる。別の実施形態では、スプラインロッド１８０は、運動ステーション１８６の使用者の作動により回転し、かつ、後板１１２が連結される構造は、静止している。抵抗パック１１０の抵抗要素１１４のスポーク１５８は、したがって引き伸ばされ、運動にとって所望の抵抗を提供する。使用者は、スプラインロッド１８０により多いもしくはより少ない抵抗パック１１０を設置することにより、および／または、種々の抵抗レベルのうちの一つを提供するように構成された抵抗パック１１０を選択することにより、運動についての抵抗のレベルを調節し得る。例えば、使用者は、それぞれ１０ポンドの抵抗を提供するように構成された抵抗パック１１０を４つ設置してもよく、または、使用者は、４０ポンドの抵抗を提供するように構成された単一の抵抗パック１１０を設置してもよい。ベンチ型の運動ステーション１８６が図７に描かれるが、抵抗パック１０および１１０は、本明細書で説明される実施形態の範囲を逸脱することなく、種々の運動ステーションおよび装置において使用され得ることが理解される。
【００４３】
ここで図９−１２を参照すると、例示的な実施形態に従い、抵抗パック１０と同様に構成された抵抗パック２１０とともに使用可能な運動装置２００が説明される。しかしながら、本明細書で説明される改良については、運動装置２００は、Ｆｒａｎｃｉｓらへの‘１６４特許で説明される個人用運動装置と概して同一の方法で作られ、かつ、作動する。‘１６４特許で提供される個人用運動装置の説明は、参照により本明細書に組み込まれ、それに対する改良であって運動装置２００に含まれるものがそれに基づいて説明され得る基礎としての役割を果たす。かくして、本明細書では、運動装置２００の主要な構成のおおざっぱな説明のみが提供される。
【００４４】
運動装置２００は、一対のアーム２１１、２１３を含み、該アーム２１１、２１３は、軸２１５により旋回可能に連結されており、該軸２１５は、その近位端を通して配置される。アーム２１１、２１３の近位端は重複し、アーム２１３の近位端が軸２１５に回転できないように連結する一方で、アーム２１１の近位端が抵抗パック２１０との連結のための連結位置を提供するようになっている。互いに対するアーム２１１、２１３の旋回は、したがってアーム２１１に対して、かつ、それに連結された抵抗パック２１０に対して、軸２１５を回転させる。軸２１５は、抵抗パック２１０のハブ２４２と係合し、該抵抗パック２１０は次に、軸２１５の回転および／または互いに対するアーム２１１、２１３の旋回への抵抗を提供する。
【００４５】
アーム２１１、２１３は、互いに対して鈍角で軸２１５から実質的に等しい距離だけ延び、かつ、それぞれは、レシーバー２１７ａおよび２１７ｂをそれぞれ含み、該レシーバー２１７ａおよび２１７ｂは、その遠位端で旋回可能に連結される。各レシーバー２１７ａ、２１７ｂは、取っ手２２１のポスト２１９を概して同軸に受け取るように構成された概して円筒状のカラーを含む。ポスト２１９は、摺動可能に挿入可能であり、かつ、レシーバー２１７ａまたは２１７ｂから取り外し可能であり、かつ、引張部材２２３を含み、該引張部材２２３は、その末端に連結され、かつ、レシーバー２１７ａまたは２１７ｂを通って反対側のアーム２１１または２１３まで延びる。取っ手２２１は、使用者により掴まれ得、かつ、互いに向かって動き得、内転運動（図１１ｂで矢印ＡＤＤにより描かれる）においてアーム２１１、２１３を互いに向かって旋回させ、または、取っ手２２１は、外転運動（図１１ａで矢印ＡＢＤにより描かれる）において互いから離れるようにかつレシーバー２１７ａおよび２１７ｂの外へ引っ張られ得、引張部材２２３を介して互いに向かってアーム２１１、２１３を再び旋回させる；抵抗パック２１０は、内転運動および外転運動の両方に対する抵抗を提供する。
【００４６】
アーム２１１、２１３は、それぞれ滑車２２５を含み、該滑車２２５は、それらの長手方向に沿って近位端と遠位端との間に配置される。アーム２１１上の取っ手２２１のポスト２１９の末端から延びる引張部材２２３は、反対側のアーム２１３上の滑車２２５に巻きつき、かつ、アーム２１１上のレシーバー２１７ａに戻り、そこに固定連結される。アーム２１３上の取っ手２２１のポスト２１９から延びる引張部材２２３は、アーム２１１上の滑車２２５に巻きつき、かつ、アーム２１３のレシーバー２１７ｂに戻る。引張部材２２３は、それぞれのレシーバー２１７ａおよび２１７ｂに連結され得、レシーバー２１７ａおよび２１７ｂに関連する構造を支持するか、または、それぞれのアーム２１１、２１３に連結され得る。
【００４７】
滑車２２５は、滑車ハウジング２９４とともに少なくとも部分的に配置されてもよく、該滑車ハウジング２９４は、アーム２１１、２１３の側または上に形成される。滑車ハウジング２８４は、滑車２２５を実質的に取り囲み、かつ、物体の滑車２２５内での挟み込みおよび／または物体の滑車２２５との接触に抵抗する。
【００４８】
滑車２２５の組み込みは、外転力ＡＢＤが適用される時、引張部材２２３が反対側のアーム２１１、２１３に直接接続されるか、レシーバー２１７ａ、２１７ｂもしくは反対側のアーム２１１、２１３に配置された他の構造を通してアーム２１１、２１３に間接的に接続される時に得られるものと比べて、より広い範囲の互いに離れるような取っ手２２１の動作を可能にする。動作の範囲は、滑車２２５の使用なしで得られるものの約２倍であってもよい。滑車２２５の使用はまた、抵抗パック２１０により提供される外転方向ＡＢＤの取っ手２２１の運動に対する抵抗の量を減少させる。抵抗パック２１０により提供される内転方向ＡＤＤのアーム２１１、２１３の運動に対する実効抵抗は同一のままであるが、取っ手２２１が直面する抵抗は低減されることが理解される。外転方向の取っ手の運動に対する抵抗は、内転方向ＡＤＤで直面する抵抗の約半分である。したがって、一つの実施形態では、運動装置２００は、内転方向ＡＤＤの動作の範囲Ｘおよび抵抗Ｙを提供し、かつ、外転方向の動作の範囲２Ｘおよび抵抗０．５Ｙを提供する。
【００４９】
もう一度図１０ａ−ｂを参照すると、アーム２１３および／またはアーム２１１はまた、多数のセンサーおよび関連電子機器を含み、該センサーおよび関連電子機器は、運動装置２００を用いる使用者の行動を測定かつ追跡し、かつ、使用者の行動に基づきかつ運動装置２００に連結された抵抗パック２１０の数および／またはタイプに基づき、消費カロリーのようなデータを割り出すように構成される。図１０ａおよび１０ｂに描かれるように、制御器２２７が、アーム２１３内のその前方部分２１３Ｆとその後方部分２１３Ｒとの間に配置される。制御器２２７は、下記の通り、運動装置２００の作動に必要なプロセッサー、メモリー、有線および／または無線の入力／出力装置などのような種々の利用可能な電子部品を有するプリント回路基板を含む。本明細書における制御器２２７への言及は、これらの電子部品を含む。そのような電子部品は、本技術分野で公知であり、したがって本明細書では詳細に説明されない。
【００５０】
制御器２２７は、計算機器との連結のためのユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）コネクタのような入力／出力（Ｉ／Ｏ）コネクタ２２９を含んでいてもよく、該コネクタ２２９は、運動装置２００と計算機器との間のデータ通信用のものであり、該データは、例えば、運動装置２００に配置された一つ以上のセンサーから取り込まれたものである。制御器２２７はまた、例えばＷｉｆｉ、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨまたは他の公知の無線通信技術、基準およびプロトコルを介した計算機器への／計算機器からのデータ通信用の無線通信部品を含んでいてもよい。
【００５１】
コネクタ２２９はまた、電源と連結するために用いられてもよく、運動装置２００内に配置されたバッテリー２３１を充電する。代替的または追加的には、一対の電気接点２３３が、運動装置２００の外面に沿って設けられていてもよく、電源との連結に使用されてもよい。電気接点２３３と運動装置２００とは、ラックまたは保存容器への挿入用に構成されていてもよく、該ラックまたは保存容器は、相手電気接点を含み、該相手電気接点は、ラックまたは保存容器内に配置される一方で、電気接点２３３と電気的に連結し、バッテリー２３１を充電する。
【００５２】
光学センサー２３５は、制御器２２７に提供され得、またはそうでなければアーム２１３内に配置され、かつ、アーム２１１に形成されたスロットリブ２５５と一致するように配置される。光学センサー２３５は、リブ２５５のスロット間の間隔とは異なる距離で間隔を置いて配置され、スロットリブ２５５がアーム２１１、２１３の互いに対する旋回により光学センサー２３５に対して移動するにつれて、光学センサー２３５が異なる時間にスロットおよび／またはスロット間のタブを感知するようになっている。したがって、スロット２５５と結果としてアーム２１１、２１３の運動の方向が、運動の速度または割合と同様に判定され得る。スロットリブ２５５は、アーム２１１、２１３の動作の全範囲を取り囲むのに十分な距離だけ延び得、または、その一部のみ延びてもよい。図１０ｂに描かれるように、スロットリブ２５５は、実質的にアーム２１１、２１３間の動作の利用可能な全範囲に沿って延びる。かくして、アーム２１１、２１３の互いに対する運動の方向、速度および範囲が感知され得る。
【００５３】
本明細書で説明される実施形態では光学センサーおよびスロット／タブが使用されるが、磁気エンコーダおよび／または電気エンコーダを含む他のタイプのセンサーならびに検知機能部が同一または類似の機能を提供するために使用されてもよいことが理解される。例えば、スロットリブ２５５と同様にセンサーストリップもしくはセンサースケール内に配置された磁石、磁気パッドもしくは磁気インクで印刷された印を検知するために、ホール型磁気センサーが使用されてもよく；電気接点のような機能部を検知するために、もしくはそれと電気的に連結するために、電気センサーが使用されてもよく；または、光学センサー２３５が、センサーストリップもしくはセンサースケール内に配置された反射パッド、印刷された印、もしくは他の視覚的もしくは光学的に検知可能な機能部のような他の機能部を検知してもよい。
【００５４】
アーム２１１、２１３は内転ＡＤＤ力と外転ＡＢＤ力が両方適用されると互いに対して動くため、光学センサー２３５は、ＡＤＤとＡＢＤのどちらの力が適用されているのかを検知することができない。外転センサー２５７が提供されてもよく、該外転センサー２５７は、一方または両方の滑車２２５の回転を検知するように構成される。別の実施形態では、外転センサー２５７は、滑車２２５に追加して、またはそれに代わって、一方または両方の引張部材２２３の運動を感知してもよい。図１０ａ−ｂに描かれるように、外転センサー２５７は、磁気センサーまたはホール型センサーを含み、該磁気センサーまたはホール型センサーは、滑車２２５内に配置された一つ以上の磁石２５９を検知し、該検知は、滑車２２５が回転する時、磁石２５９がセンサー２５７を通過するにつれて行われる。外転センサー２５７は、滑車２２５の動作のみを検知するために、または、滑車の回転数に基づいて取っ手２２１の移動の距離を検知するために使用され得る。外転センサー２５７からの出力を用いて、制御器２２７は、光学センサー２３５により検知された動作が外転力ＡＢＤを示すか内転力ＡＤＤを示すかを判定し得る；光学センサー２３５から信号が受け取られるが外転センサー２５７からの信号は受け取られない時、動作は内転運動であり、かつ、光学センサー２３５と外転センサー２５７の両方から信号が受け取られる時、その時の動作は外転運動である。
【００５５】
ここで図１２ａ−ｃをさらに参照すると、センサーはまた、運動装置２００に連結された抵抗パック２１０の存在、数および／または同一性を検知するために提供されてもよい。例えば、一対の光センサー２６１、２６３が、アーム２１１、２１３の内部、例えば制御器２２７のプリント回転基盤上であって、かつ、抵抗パック２１０が受け入れられるアーム２１１の前方部分２１１Ｆの領域内に提供されてもよい。光センサー２６１、２６３は、前方部分２１１Ｆ内の各開口部２６５と位置合わせされている。開口部２６５は、両方とも直径Ｄを有し、抵抗パック２１０が運動装置２００に連結されていない時、各センサー２６１、２６３が、周囲環境から同一の光の量を受け取るようになっている。
【００５６】
各抵抗パック２１０は、後板２１２を含み、該後板２１２は、一対の後板開口部２６７を有し、該後板開口部２６７は、２１１Ｆの前方部分内の開口部２６５の直径Ｄと実質的に等しい直径を有し、かつ、開口部２６５のそれぞれのものと実質的に位置合わせされている。抵抗パック２１０の前板２１６は、基準開口部２６９および検知開口部２７１を含み、該基準開口部２６９および検知開口部２７１は、後板開口部２６７および結果として開口部２６５のそれぞれのものと位置合わせされている。基準開口部２６９は開口部２６５の直径Ｄと実質的に等しい直径を有する一方、検知開口部２７１の直径は直径Ｄより小さい。検知開口部２７１は、したがって、基準開口部２６９よりも通過する環境光が少なくなることを許容する。
【００５７】
運動装置２００に連結された抵抗パック２１０の存在は、したがって、センサー２６１（基準センサー２６１）により検知される環境光の量とセンサー２６３（検知センサー２６３）により検知されるそれとを比較することにより検知可能である。運動装置２００に抵抗パック２１０が連結されていない時、基準センサー２６１および検知センサー２６３により検知される光の量は、実質的に同一であるか、または所定の範囲内にある。運動装置２００に抵抗パック２１０が連結されると、基準センサー２６１により検知される光の量は、検知センサー２６３により検知される光の量よりも検知可能に大きい。なぜなら、抵抗パック２１０の前板２１６内の検知開口部２７１が、検知センサー２６３まで到達することを許容された光の量を、基準開口部２６９を通ることを許容されたそれと比較して減少させるからである。
【００５８】
さらなる抵抗パック２１０が互いに連結されるか、または運動装置２００上に積み重ねられる（図１２ａに描かれるように）につれて、検知センサー２６３に到達する光の量は、基準センサー２６１に到達するそれと比べてさらに減少する。基準センサー２６１および検知センサー２６３からの信号間の差の度合いは、運動装置２００に連結された抵抗パック２１０の数に対応付けられ得る範囲の数内に入るように規定される。制御器２２７は、したがって、運動装置２００に連結された抵抗パック２１０の数を判定するために、センサー２６１、２６３により提供される信号を使用し得る。
【００５９】
一つの実施形態では、基準センサー２６１は、運動装置２００に配置され、抵抗パック２１０と重複しないように、かつ、抵抗パック２１０が基準開口部２６９を含まないようになっている。かくして、基準センサー２６１により検知される光の量は、抵抗パック２１０により影響を受けない。別の実施形態では、検知開口部２７１のサイズを変更することの代わりに、またはそれに加えて、開口部２７１は、フィルターとともに提供され、該フィルターは、それを通る環境光の特性を変更する；変更された特性は、検知センサー２６３により検知可能である。別の実施形態では、基準センサー２６１は省略され、かつ、検知センサー２６３により検知される光は、所定の基準レベルと比較される。
【００６０】
別の例示的な実施形態では、図１２ｂに描かれるように、非接触検知システムが用いられ得、該非接触検知システムは、運動装置２００内に配置された検知器２７５と、各抵抗パック２１０の上または中に配置されたタグ２７３とを含む。例えば、タグ２７３は、各抵抗パック２１０に提供される無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグ２７３を含んでいてもよい。検知器２７５は、したがって、運動装置２００内に提供されるＲＦＩＤリーダ２７５または問い合わせ装置を含んでいてもよい。リーダ２７５は、各抵抗パック２１０が運動装置２００に連結される時、用いられている抵抗パック２１０の数および／または同一性を判定するために、タグ２７３に問い合わせを行い得る。抵抗パック２１０の同一性は、それにより提供される抵抗レベル、例えば１０ポンドの抵抗を示してもよい。
【００６１】
代替的には、検知器２７５は、ホール型センサーのような磁界の存在および／または強度を検知するように構成されたセンサーを有していてもよく、かつ、タグ２７３は、磁石を含んでいてもよい。かくして、検知器２７５は、抵抗パック２１０が検知器２７５の十分近くにもたらされる時、例えば運動装置２００に連結される時、磁石／タグ２７３の磁界を感知し得る。運動装置２００に連結されるさらなる抵抗パック２１０およびタグ磁石／タグ２７３は、検知器２７５により検知される磁界の大きさを増大させる。検知される大きさは、その後、運動装置２００に連結される抵抗パック２１０の数を判定するために使用可能である。
【００６２】
図１２ｃは、抵抗パック２１０の数が電気的感知方法を通して検知される別の実施形態を描いている。電気接点２８１がコンダクタ２８３とともに抵抗パック２１０の前板２１６および後板２１２に提供されてもよく、該コンダクタ２８３は、抵抗パック２１０の本体を通り、かつ、接点２８１のそれぞれのものの間を延びる。レジスタ２８５または類似の電子部品が、検知可能な方法で抵抗パック２１０と運動装置２００との間に形成された配電回路に作用するために、各抵抗パック内に配置されてもよく、該検知可能な方法は、例えば回路内の抵抗を変更することである。接点２８７はまた、アーム２１１の前方部分２１１Ｆに提供され、後板２１２上の接点２８７と接触かつ電気的に連結し、かつ、制御器２２７と抵抗パック２１０を通して形成された回路とを接続させる。制御器２２７は、したがって、他の測定可能な特性の中でも回路内の総抵抗のような回路の特性に基づいて、運動装置２００に連結された抵抗パック２１０の数を判定し得る。
【００６３】
制御器２２７はまた、運動装置２００の作動を補助するために、種々のさらなるセンサーを含んでいてもよい。例えば、運動装置２００の運動を総合的に感知するために、例えば、使用者が装置２００を持ち上げる時に、必ずしもアーム２１１、２１３の互いに対する運動ではないものを感知するために、一つ以上の加速度計２８９が提供されてもよい。そのようなセンサーは、低電力モードもしくは省電力モードに入る時またはそれから出る時、制御器２２７に知らせるために使用されてもよい。
【００６４】
アーム２１１、２１３が互いに対して移動する時、および／または、アーム２１１、２１３の屈曲に基づいて抵抗パック２１０により適用された抵抗の量を判定するために、ひずみゲージ２９１がまたアーム２１１、２１３内で使用されてもよい。ひずみゲージ２９１は、アーム２１１、２１３の旋回運動を検知するために、光学センサー２３５の代わりに、またはそれに加えて使用されてもよい。例えば、抵抗パック２１０により提供される抵抗下でのアーム２１１、２１３の旋回運動は、アーム２１１、２１３に検知可能なひずみ負荷または曲げ負荷を適用する。このひずみ負荷の発生または適用は、ひずみゲージ２９１により検知され得、かつ、アーム２１１、２１３が互いに対して旋回する時を識別するために用いられ得る。
【００６５】
ひずみ負荷の大きさはまた、運動装置２００に連結される抵抗パック２１０の数および／または抵抗レベルを判定するために使用されてもよい。アーム２１１、２１３に適用される検知されるひずみ負荷は、運動装置２００に連結される抵抗パック２１０の数または抵抗パック２１０により提供される抵抗レベル、例えば１０ポンド、５ポンドなどに対応付けられてもよい。検知されるひずみ負荷は、その後、運動装置２００に連結される抵抗パック２１０の数またはそれにより提供される抵抗レベルを識別するために用いられ得る；抵抗パック２１０の数とそれにより提供される抵抗レベルは直接関連付けられてもよく、例えば、二つの抵抗パック２１０は、２０ポンドの抵抗と同等であってもよい。
【００６６】
一つの実施形態では、ひずみ負荷は、アーム２１１、２１３の旋回運動の範囲を超えて変化する。ひずみ負荷の変化は、したがって、動作の範囲を検知するために使用されてもよく、アーム２１１、２１３は該動作の範囲を通して動く。例えば、検知されるひずみ負荷は、アーム２１１、２１３がその完全な旋回範囲またはそのいくらかの部分を通して動くかどうかを判定するために用いられ得る。
【００６７】
継続して図９−１２ａを参照すると、例示的な実施形態に従う運動装置２００の作動が説明される。まず、運動装置２００は、それに連結される抵抗パック２１０を有していなくてもよい。そのような状態では、運動装置２００のアーム２１１、２１３は、装置２００の保管を容易にするために、抵抗なしで互いに向かって旋回してもよい。制御器２２７は、一つ以上の加速度計２８９を介して運動装置２００の運動、または、運動の欠如を感知してもよい。制御器２２７は、バッテリー電力を浪費しないために、所定の時間内に運動が検知されない時、運動装置２００内に電子機器を低電力モードで配置してもよく、かつ、運動が検知される時、電子機器をアクティブな電源オン状態で起こすまたは配置し得る。
【００６８】
アクティブな状態では、制御器２２７は、アーム２１１、２１３の位置を、例えば光学センサー２３５を介して検知してもよい。アーム２１１、２１３のその間の最大角への全延の際、運動装置２００がその上に第１の抵抗パック２１０を受け入れるように適切に配置されていることを使用者に示すために、発光ダイオード（ＬＥＤ）２９２が点灯されてもよい。抵抗パック２１０は、抵抗パック１０および１１０について前述されたものと同様の方法で、抵抗パック２１０の後板２１２上のフック２３４をアーム２１１の前方部分２１１Ｆに形成されたスロット２２２と係合させることにより、アーム２１１の前方部分２１１Ｆに連結される。前述の通り、フック２３４のスロット２２２との係合はまた、抵抗パック２１０のハブ２４２を運動装置２００内の軸２１５とを係合させる。
【００６９】
運動装置２００は、運動装置２００に直接連結されるべき特定の第１の抵抗パック２１０’を必要とするように構成されていてもよい一方で、あらゆる残りの抵抗パック２１０は、互いにおよび第１の抵抗パック２１０’にあらゆる順番で連結され得る。他の抵抗パック２１０が第１の抵抗パック２１０’の代わりに運動装置２００に直接連結されることを妨げるため、フック２３４およびスロット２２２は、異なった間隔で配置されてもよく、または、抵抗パック２１０’のハブ２４２は、他の方法の中でも、残りの抵抗パック２１０のそれとは異なるように構成されていてもよい。一つの実施形態では、第１の抵抗パック２１０’は、残りの抵抗パック２１０のそれぞれと比べてより大きな抵抗を提供する。そのようなものは、運動装置２００のアーム２１１、２１３の運動に少なくとも最小抵抗が提供されることを確実にするために好ましいかも知れない。例えば、使用者により解放されるとアーム２１１、２１３がそれらの全延の位置に戻るのに十分な抵抗を提供することが好ましい。
【００７０】
第１の抵抗パック２１０’の運動装置２００への連結後、一つ以上のさらなる抵抗パック２１０が、所望の抵抗を提供するために、第１の抵抗パックに連結されてもよく、また、その上に積み重ねられてもよい。制御器２２７は、センサー２６１、２６３を使用し、基準センサー２６１により受け取られる環境光の量と検知センサー２６３により受け取られるそれとを比較することにより、運動装置２００に連結される抵抗パック２１０’、２１０の数を判定する。
【００７１】
使用者は、取っ手２２１におよび結果としてアーム２１１、２１３に内転力ＡＤＤまたは外転力ＡＢＤを適用することにより、運動装置２００を用いて一つ以上の運動を実行する。光学センサー２３５およびスロットリブ２５５を用いて、制御器２２７は、アーム２１１、２１３の相対的運動ならびに一つ以上のそれらの方向、速度および範囲を検知かつ追跡する。制御器２２７はまた、アーム２１１、２１３の運動が外転運動か内転運動かを判定するために、滑車２２５に配置された外転センサー２５７および磁石２５９を使用する。外転センサー２５７はまた、外転運動の範囲を判定するために使用されてもよい。
【００７２】
センサー２３５、２５７および／または他のものから収集されるデータに基づいて、制御器２２７は、使用者の運動の実行に関連する種々のデータ要素を追跡および／または計算してもよい。例えば、他のデータの中でも、繰り返しの数、運動のタイプ（外転または内転）、用いられる抵抗、消費カロリーおよび実行される作業。このデータは、制御器２２７により計算され得るか、または、収集されるデータは、その記憶もしくは作動のために、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、タブレットコンピュータもしくは他の携帯型もしくは非携帯型の計算機器のような別個の計算機器に記憶され得、および／もしくは、通信され得る。データは、ＷｉＦｉもしくはＢｌｕｅｔｏｏｔｈを介したような無線で通信され得、または、通信ケーブル２９３が、入力／出力コネクタ２２９を介して制御器２２７と連結され得る。
【００７３】
計算機器は、使用者にデータを提示するアプリケーションを実行するスマートフォンまたは類似の携帯型装置を含んでいてもよい。アプリケーションは、他の中でも、実行を追跡すること、消費カロリーを計算すること、実行されるべき運動、運動についての適切な姿勢、食事および動機付けについての情報を提供することのような、データおよび／または実行される運動と関連する他の機能を提供してもよい。
【００７４】
描かれる種々の部品および図示されていない部品の多くの異なる配置構成が、下記の特許請求の範囲から逸脱することなく可能である。技術の実施形態が、限定的であることよりはむしろ説明的であることを意図して説明されてきた。代替的な実施形態が、本開示の読者に、それを読んだ後かつそれを読んだことにより、明らかになるであろう。上述のものの代替的な実装手段が、下記の特許請求の範囲を逸脱することなく完成され得る。本開示および下記の特許請求の範囲において特定の機能を実行するように構成される構造の識別は、本開示の範囲内であり、かつ、当業者により容易に識別可能である構造および配置構成または設計ならびに同様の方法で特定の機能を実施し得る構造および配置構成または設計を含むことを意図する。特定の特徴または部分的組み合わせは有用であり、かつ、他の特徴および部分的組み合わせを参照することなく使用されてもよく、かつ、特許請求の範囲内にあることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【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１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１２ｃ】
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【国際調査報告】
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