(57)【要約】      （修正有）【課題】サポーターの補助無しでも、初心者から上級者まで安全にトレーニングが実行できる新規な運動装置を提供する。【解決手段】第１及び第２のサーボモータ5-1,5-2と、第１及び第２のサーボモータに夫々駆動接続された第１及び第２のトルク伝達部材91-,9-2と、第１及び第２のトルク伝達部材に対して、夫々ボールネジ機構を介して接続する第１及び第２のナット部3-1,3-2と、運動実行者が掴むバー部材1と、第１及び第２のナット部とバー部材との間に夫々設けられ、両部材間に発生する応力を検出する第１及び第２のロードセル2-1,2-2,2-3,2-4とを備え、第１及び第２のトルク伝達部材は、バー部材が直線移動するように案内手段1rを有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーボモータと、
前記サーボモータに駆動接続されたトルク伝達部材と、
前記トルク伝達部材に対して、ボールネジ機構を介して接続するナット部と、
運動実行者が掴むバー部材と、
前記ナット部と前記バー部材との間に設けられ、両部材間に発生する応力を検出するロードセルとを備えたトレーニング用運動装置。
【請求項２】
第１及び第２のサーボモータと、
第１及び第２のサーボモータに夫々駆動接続された第１及び第２のトルク伝達部材と、
第１及び第２のトルク伝達部材に対して、夫々ボールネジ機構を介して接続する第１及び第２のナット部と、
運動実行者が掴むバー部材と、
第１及び第２のナット部と前記バー部材との間に夫々設けられ、両部材間に発生する応力を検出する第１及び第２のロードセルとを備え、
第１及び第２のトルク伝達部材は、前記バー部材が直線移動するように案内手段を有している、トレーニング用運動装置。
【請求項３】
請求項２に記載のトレーニング用運動装置において、
前記トルク伝達部材に形成されたネジ部の下端部は、ボールネジ機構を介して接続するナット部が空転するように形成され、運動実行者に対して前記バー部材が圧迫しないようになっている、トレーニング用運動装置。
【請求項４】
請求項２に記載のトレーニング用運動装置において、更に、
第１及び第２のトルク伝達部材は、第１及び第２のスプロケットを夫々有し、第１及び第２のスプロケットに対してチェーンが歯車係合して、第１及び第２のスプロケットは同期して回転する、トレーニング用運動装置。
【請求項５】
請求項２に記載のトレーニング用運動装置において、更に、
第１及び第２のサーボモータの回転方向及び回転数を夫々検出する第１及び第２の回転検出器と、
前記回転検出器からの、第１及び第２のサーボモータの回転方向及び回転数のデータに基づき、第１及び第２のサーボモータの回転方向及び回転数を制御する制御装置と、
前記制御装置に接続され、所望の運動条件を入力可能な操作手段と、
前記制御装置に接続され、所望の運動条件及び運動結果を表示可能なモニタとを備え、
前記制御手段に入力された所望の運動条件に従って運動を実行する、トレーニング用運動装置。
【請求項６】
請求項５に記載のトレーニング用運動装置において、
前記制御装置は、前記バーの下降時に、第１の速度未満で下降しているときは第１及び第２のトルク伝達部材から発生される力Ｆを維持し、第１の速度以上且つそれより早い第２の速度未満で下降しているときは第１及び第２のトルク伝達部材から発生される力Ｆを減少し、第２の速度以上で下降しているときは第１及び第２のトルク伝達部材から発生される力Ｆをゼロするように第１及び第２のサーボモータを制御する、トレーニング用運動装置。
【請求項７】
請求項５に記載のトレーニング用運動装置において、
前記制御装置は、前記バーの上昇時に、第３の速度未満で上昇しているときは第１及び第２のトルク伝達部材から発生される力Ｆを維持し、第３の速度以上で上昇しているときは第１及び第２のトルク伝達部材から発生される力Ｆを増加するように第１及び第２のサーボモータを制御する、トレーニング用運動装置。
【請求項８】
請求項５に記載のトレーニング用運動装置において、
前記制御装置は、第１及び第２の回転検出器からの第１及び第２のサーボモータの回転方向及び回転数のデータが等しくなるように、第１及び第２のサーボモータの回転方向及び回転数を制御する、トレーニング用運動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータを用いたトレーニング用運動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ほとんどのトレーニング用運動装置は、負荷をかけるため錘（おもり）を利用している。
【０００３】
例えば、ベンチプレスを反復するトレーニングにおいて、ウェイトリフターのような運動実行者がトレーニングを実行する場合は、サポーター（補助者）を必要とする。サポーターは、運動実行者が自己運動能力の極限に近い重量のバーベルを押し上げるとき、前半の実行者が元気な段階ではプレス運動を監視し、後半の実行者が疲労し始めた以降は、必要に応じて最小限のバーベル押し上げの補助動作している。このように、サポーターには、実行者の運動能力に応じた熟練した補助動作が必要とされる。
【０００４】
実行者が、サポーター無しでトレーニングを実行すると、運動能力以上に無理をしすぎて筋肉を痛めたり、或いはバーベルを落下させて不測の事故を起こしたりすることになる。トレーニングを繰り返して中級者、上級者になると、必然的に押し上げるバーベルの重量は重くなり、サポーター無しのトレーニングではその危険度は益々増大することになる。
【０００５】
なお、本出願人は、以下の説明するような、サポーターの補助動作無しでも、初心者から上級者までが安全にトレーニングを実行できるトレーニング用運動装置に関する先行技術文献の存在を知らない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、トレーニングを実行する際には、サポーターは、運動実行者に対してマンツウマンで補助する必要があり、サポーター１人で同時に複数人の運動実行者に対して補助動作をすることは出来ない。更に、サポーターは、運動実行者個々の運動能力に応じた熟練した補助動作を必要とし、これを習熟するには比較的長い期間を必要とする。
【０００７】
そこで、サポーターの補助動作無しでも、初心者から上級者までが安全にトレーニングを実行できるトレーニング用運動装置の開発が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明は、サポーターの補助無しでも、初心者から上級者まで安全にトレーニングが実行できる新規な運動装置を提供することを目的とする。
【０００９】
本発明に係るトレーニング用運動装置は、サーボモータと、前記サーボモータに駆動接続されたトルク伝達部材と、前記トルク伝達部材に対して、ボールネジ機構を介して接続するナット部と、運動実行者が掴むバー部材と、前記ナット部と前記バー部材との間に設けられ、両部材間に発生する応力を検出するロードセルとを備えている。
【００１０】
更に、本発明に係るトレーニング用運動装置は、第１及び第２のサーボモータと、第１及び第２のサーボモータに夫々駆動接続された第１及び第２のトルク伝達部材と、第１及び第２のトルク伝達部材に対して、夫々ボールネジ機構を介して接続する第１及び第２のナット部と、運動実行者が掴むバー部材と、第１及び第２のナット部と前記バー部材との間に夫々設けられ、両部材間に発生する応力を検出する第１及び第２のロードセルとを備え、第１及び第２のトルク伝達部材は、前記バー部材が直線移動するように案内手段を有している。
【００１１】
更に、上記トレーニング用運動装置においては、前記トルク伝達部材に形成されたネジ部の下端部は、ボールネジ機構を介して接続するナット部が空転するように形成され、運動実行者に対して前記バー部材が圧迫しないようにしてもよい。
【００１２】
更に、上記トレーニング用運動装置においては、更に、第１及び第２のトルク伝達部材は、第１及び第２のスプロケットを夫々有し、第１及び第２のスプロケットに対してチェーンが歯車係合して、第１及び第２のスプロケットは同期して回転するようにしてもよい。
【００１３】
更に、上記トレーニング用運動装置においては、更に、第１及び第２のサーボモータの回転方向及び回転数を夫々検出する第１及び第２の回転検出器と、前記回転検出器からの、第１及び第２のサーボモータの回転方向及び回転数のデータに基づき、第１及び第２のサーボモータの回転方向及び回転数を制御する制御装置と、前記制御装置に接続され、所望の運動条件を入力可能な操作手段と、前記制御装置に接続され、所望の運動条件及び運動結果を表示可能なモニタとを備え、前記制御手段に入力された所望の運動条件に従って運動を実行するようにしてもよい。
【００１４】
更に、上記トレーニング用運動装置においては、前記制御装置は、前記バーの下降時に、第１の速度未満で下降しているときは第１及び第２のトルク伝達部材から発生される力Ｆを維持し、第１の速度以上且つそれより早い第２の速度未満で下降しているときは第１及び第２のトルク伝達部材から発生される力Ｆを減少し、第２の速度以上で下降しているときは第１及び第２のトルク伝達部材から発生される力Ｆをゼロするように第１及び第２のサーボモータを制御してもよい。
【００１５】
更に、上記トレーニング用運動装置においては、前記制御装置は、前記バーの上昇時に、第３の速度未満で上昇しているときは第１及び第２のトルク伝達部材から発生される力Ｆを維持し、第３の速度以上で上昇しているときは第１及び第２のトルク伝達部材から発生される力Ｆを増加するように第１及び第２のサーボモータを制御してもよい。
【００１６】
更に、上記トレーニング用運動装置においては、前記制御装置は、第１及び第２の回転検出器からの第１及び第２のサーボモータの回転方向及び回転数のデータが等しくなるように、第１及び第２のサーボモータの回転方向及び回転数を制御してもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、サポーターの補助無しでも、初心者から上級者まで安全にトレーニングが実行できる新規な運動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、運動実行者が、トレーニング用運動装置を利用して、ベンチプレスを反復するトレーニングを行っている状況を説明する図である。
【図２】図２は、図１のトレーニング用運動装置の電気的ブロック図である。
【図３】図３は、運動実行者が、図１のトレーニング用運動装置を用いて行う基本的なトレーニングのフローである。
【図４】図４は、図３のステップＳ０３，Ｓ０６の力Ｆ制御ルーチンＡのフローの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係るモータを用いたトレーニング用運動装置の実施形態に関して、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中、同じ要素に対しては同じ参照符号を付して、重複した説明を省略する。
【００２０】
［モータを用いたトレーニング用運動装置］
図１は、運動実行者６が、トレーニング用運動装置１００を利用して、ベンチプレスを反復するトレーニングを行っている状況を説明する図である。なお、この近くに、トレーニング用運動装置１００に接続される制御装置、操作手段及びモニタが配置されているが、図１ではこれらは省略している。
【００２１】
図１に示すように、トレーニング用運動装置１００は、運動実行者６が掴むバー１と、２個のサーボモータ５−１，５−２と、このバー１を両端で案内すると共にサーボモータのトルクを伝達して所定の力Ｆを発生する一対のトルク伝達部材９−１，９−２と、バー１とトルク伝達部材９−１，９−２との間に夫々形成され両部材間の応力を検出する第１及び第２のロードセル２−１，２−２とを備えている。図１に示すように、トルク伝達部材９−１，９−２は、所定の間隔を空けて床又は敷板から直立状態に設置されている。
【００２２】
バー１は、両端部にリング状部分１ｒが形成され、トルク伝達部材９−１，９−２のネジ部４−１，４−２が、このリング状部分１ｒを通り抜けるように形成されている。この構成により、バー１が上下方向に案内される。
【００２３】
両方のトルク伝達部材９−１，９−２は、同じ要素から構成されているので、片方のトルク伝達部材９−１に関してのみ説明する。トルク伝達部材９−１は、サーボモータ５−１の回転軸に駆動接続されたネジ部４−１と、このネジ部に係合するナット部３−１とを有する。このネジ部４−１とナット部３−１との間では、ボールネジ機構が形成されている。
【００２４】
回転運動を直線運動に変える機械要素として送りねじがある。その「おねじ」の山と「めねじ」の谷の間に玉をいれて、ねじ面の滑り接触運動を転がり接触運動に変えたのがボールねじである。ここで、ボールネジ機構を採用した利点は、ネジ部（おねじ）４−１の回転数と、ナット部（めねじ）３−１の移動距離とが、常に比例関係を維持している点にある。従って、個々の運動実行者６は、自分に最適なバー１の最高位置（上方反転位置）と最低位置（下方反転位置）を決めて、これらの情報を、後で説明するように操作手段から、ネジ部４−１の回転数データ又はナット部３−１の移動距離データにより入力設定することが出来る。例えば、バー１の最低位置（下方反転位置）を基準にした場合、この基準位置を回転数「ゼロ」又は垂直移動距離「ゼロ」として、最高位置（上方反転位置）のバー１の位置情報を回転数又は移動距離をインクリメンタルな数値（増分データ）により決定して、設定することが出来る。逆に、バー１の最高位置（上方反転位置）を基準にした場合も、最低位置（下方反転位置）のバー１の位置情報を回転数又は移動距離のディクリメンタルな数値（減分データ）により決定して、設定することが出来る。同様に、最高位置（上方反転位置）と最低位置（下方反転位置）の間の任意のバー１の位置も、回転数データ又は移動距離データにより決定し、設定することが出来る。
【００２５】
ナット部３−１（又はその基台）とバー１との間には、ロードセル２−１，２−２が配置されている。第１及び第２のロードセル２−１，２−２は、バー１とナット部３−１との間に発生する応力を検出する。第１及び第２のロードセル２−１，２−２は、一般に、ひずみゲージ式のものが用いられている。
【００２６】
なお、２個のロードセル２−１，２−２を用いたのは、ロードセル２−１又は２−２単独の場合、ボールネジ機構のネジとナットの螺合部を支点とするモーメントが発生し、ボールネジ機構がスムーズに動作しないおそれがあるからである。従って、ロードセル２−１又は２−２単独でもボールネジ機構のスムーズな動作が確保できる場合は、一方のロードセルは不要となる。或いは、２個のロードセル２−１，２−２を用いても、バー１が軸中心に回転してネジ部４−１，４−２に対して円滑に移動しない場合には、３個以上のロードセル２を使用してもよい。具体的には、ロードセル２を３個とした場合、ロードセル２の設置台を、中心部にナット部３−１を形成し、各辺が相互に角度１２０度開いたＹ字形に形成し、各辺に１個ずつのロードセル２を設置する。ロードセル２を４個とした場合も、同様に、ロードセル２の設置台を、中心部にナット部３−１を形成した十字形とする。ロードセル２を５個以上とした場合も、同様である。ロードセル２を３個以上とした場合、その構造から、バー１が軸中心に回転するのが抑制される。
【００２７】
更に、所望により、サーボモータ５−１の回転軸から延在するネジ部４−１の軸の一部にスプロケット７−１を形成し、他方のトルク伝達部材９−２に同様に形成されたスプロケット７−２との間に、スプロケット７−１，７−２に歯車係合するチェーン８を渡して、両方のサーボモータ５−１，５−２の回転方向及び回転速度を、機械的に同期がとれるようにしてもよい。このスプロケット７−１，７−２及びチェーン８の組み合わせにより、両方のトルク伝達部材９−１，９−２は同じ回転方向及び回転速度で動作し、その結果、バー１の位置を常時水平方向に維持することが出来る。
【００２８】
更に、運動実行者６の安全を一層確実にして事故の発生を未然に防止するための安全確保手段を設けてもよい。例えば、ネジ部４−１の刻まれた一番下の部分を運動実行者６の身体の高さまでとし、一番下の部分ではナット部３−１が空転してそれ以上下方に移動出来ないようにしてもよい。或いは、図示していないが、ネジ部４−１の軸線に直交する小さな開孔を設け、この開口にピンを通して、下方に移動するナット部３−１がこのピンで機械的に止まるようにしてもよい。
【００２９】
図２は、図１のトレーニング用運動装置１００の電気的ブロック図である。トルク伝達部材９−１は、第１サーボモータ５−１、第１ロードセル２−１及び第２ロードセル２−２を有する。第１サーボモータ５−１に対して、この第１サーボモータの回転方向、回転数、回転速度等を検出可能な回転検出器１０−１が付設されている。従って、回転検出器１０−１は、スプロケット７−１の回転方向、回転数、回転速度等を検出する機器でもある。
【００３０】
同様に、他方のトルク伝達部材９−２も、第２サーボモータ５−２、第３ロードセル２−３及び第４ロードセル２−４を有する。第２サーボモータ５−２に対して、この第２サーボモータの回転方向、回転数、回転速度等を検出可能な回転検出器１０−２が付設されている。従って、回転検出器１０−２は、スプロケット７−２の回転方向、回転数、回転速度等を検出する機器でもある。
【００３１】
制御装置１４は、例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）から成る。制御装置１４は、少なくとも、タイマ１６、作業用メモリ（ＲＡＭ）１８、図３及び図４に関連して説明する運動トレーニング用プログラムが記録されたメモリ（ＲＯＭ）２０、及びＣＰＵ２２を有する。更に、制御装置１４は、公知の外部記憶装置（例えば、ＨＤＤ，メモリカード等）を有していてもよい。
【００３２】
制御装置１４には、運動実行者６が、例えば、ベンチプレスを反復するトレーニングを実行する場合では、所望の力Ｆ（力Ｆは、従来のベンチプレスの重量に相当する。）、セット回数Ｎ、トレーニング中の運動実行者６の自己のバーの最高位置（最高位置）、最低位置（最低位置）等の情報を入力設定する操作手段２４及び種々の情報を表示するモニタ２６等が接続されている。操作手段２４は、例えば、操作パネル、キーボード、各運動実行者６が所持するメモリ（例えば、磁気カード）読み取り装置等から成る。
【００３３】
モニタ２６は、運動実行者６が設定した所望の力Ｆ、セット回数Ｎ、運動実行者のバーの最高位置及び最低位置の情報、実行セット回数、これらから算出した消費カロリー量、及びこれらをグラフ化して表示するＣＲＴ，液晶表示装置等である。
【００３４】
更に、操作手段２４に磁気カード読み取り・書き込み装置を備え、運動実行者６のトレーニングの履歴を書き込んで、次回のトレーニングの際に、参考データとして利用してもよく、トレーニング条件の入力設定に利用してもよい。
【００３５】
両方のトルク伝達部材９−１，９−２は同じであるので、片方のトルク伝達部材９−１に関して説明する。第１サーボモータ５−１は、制御装置１４からの指令の基づき、所定の回転方向、回転速度、回転トルクで回転する。第１及び第２のロードセル２−１，２−２で検出された応力値Ｌ１，Ｌ２は、加算器１２−１により合算され、制御装置１４に送られる。勿論、応力値Ｌ１，Ｌ２の加算は、加算器を用いず、ＣＰＵで演算してもよい。なお、合算された応力値（Ｌ１＋Ｌ２）は、力Ｆに相当する。回転検出器１０−１は、この第１サーボモータ５−１の回転方向及び実測回転速度（又は回転数）を計測して、その回転データを制御装置１４に送る。
【００３６】
電源２８は、これらの構成要素に対して給電する電源である。
【００３７】
なお、制御装置１４が、回転検出器１０−１，１０−２からの回転データの差分を算出し、この差分がゼロになるように、第１及び第２サーボモータ５−１，５−２の回転を制御することにより、両モータの同期を電気的に取ることも出来る。この場合には、図１で説明した機械的な同期手段（スプロケット７−１，７−２及びチェーン８の組み合わせによる同期手段）は不要となる。
【００３８】
図３は、運動実行者６が、図１のトレーニング用運動装置１００を用いて行う基本的なトレーニングのフローである。順を追って説明する。
【００３９】
ステップＳ０１において、運動実行者６によって、操作手段（操作パネル）２４より、所望の加重Ｗ、セット回数Ｎ等のデータが入力設定される。更に、個々の運動実行者６は、トレーニング用運動装置１００を最初に使用する場合、自分に最適なバー１の最高位置（上方反転位置）と最低位置（下方反転位置）を決めて、これらの情報を操作手段２４から入力設定する。次回以降は、最高位置（上方反転位置）及び最低位置（下方反転位置）の一方を基準に選んで、他方を回転数又は水平移動距離の数値データにより入力してもよい。いずれも、運動実行者各自が所持する磁気カードをカード読み取り装置に挿入して、データ入力してもよい。トレーニングは、通常、バー１が最高位置（上方反転位置）にあり、バー１の押下げ運動（トレーニング）から開始される。しかし、その逆であってもよい。
【００４０】
ステップＳ０２において、運動実行者６によって、バー１の押下げ運動（トレーニング）が開始される。サーボモータ５−１，５−２からの力Ｆに対抗しながらゆっくりとバー１を押し下げる動作も重要なトレーニングである。
【００４１】
ステップＳ０３において、力Ｆ制御ルーチンＡに入る。力Ｆ制御ルーチンＡに関しては、後で、図４を用いて詳しく説明する。
【００４２】
ステップＳ０４において、バー１が最低位置（下方反転位置）に達したか判断される。最低位置（下方反転位置）に関するデータは、ステップＳ０１で操作手段（操作パネル）２４より設定されている。未だ、バー１が最低位置（下方反転位置）に達していない場合は、ステップＳ０２に戻る。
【００４３】
ステップＳ０５において、運動実行者６によって、バー１の押上げ運動（トレーニング）が開始される。サーボモータ５−１，５−２からの力Ｆに対抗しながらゆっくりとバーを押上げるトレーニングである。
【００４４】
ステップＳ０６において、力Ｆ制御ルーチンＡに入る。力Ｆ制御ルーチンＡに関しては、同様に後で詳しく説明する。
【００４５】
ステップＳ０７において、バー１が最高位置（上方反転位置）に達したか判断される。最高位置（上方反転位置）に関するデータも、ステップＳ０１で操作手段（操作パネル）２４より設定されている。未だ、バー１が最高位置（上方反転位置）に達していない場合は、ステップＳ０５に戻る。
【００４６】
ステップＳ０８において、運動実行者６によって設定されたセット回数Ｎが終了したか否かが判断される。未だ、セット回数Ｎが終了していない場合は、ステップＳ０２に戻る。セット回数Ｎが終了している場合は、トレーニングは終了する。
【００４７】
次に、表１及び図４を参照しながら、図３のステップＳ０３，Ｓ０６の力Ｆ制御ルーチンＡに関して説明する。この力Ｆ制御ルーチンＡの基本的な制御方法は、次の表１の通りである。
【００４８】
【表１】
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表１の内容は、次の通りである。
【００４９】
(1)バー１が所定時間Ｔ（例えば、3秒間）停止している場合
サーボモータ５からトルク伝達部材９を介してバー１に掛かる力Ｆを減少（例えば、−2ｋｇ重）する。典型的には、所定のセット回数Ｎに達しないで、例えば、バー１が最低位置（下方反転位置）にあるときに疲労により次の押し上げ動作に移れない場合がある。このような場合、所定時間Ｔ経過後に、力Ｆを減らして（例えば、−2ｋｇ重）、次の押上げ動作に容易に移れるようにする。
【００５０】
(2)バー１が下降している場合
バー移動速度ｖが、第１の速度Ｖ１未満（例えば、10ｃｍ／秒未満）で下降している場合、押上げ運動時では未だ疲労と判断せず、また、押下げ運動時では適正なトレーニングと判断し、力Ｆはそのまま維持する。
【００５１】
バー移動速度ｖが、第１の速度Ｖ１以上で、第２の速度Ｖ２未満（例えば、20ｃｍ／秒未満）で下降している場合、押上げ運動時又は押下げ運動時に拘わらず、力Ｆが過重であると判断して、力Ｆを減少する（例えば、−2ｋｇ重）。
【００５２】
バー移動速度ｖが、第２の速度Ｖ２以上（例えば、20ｃｍ／秒以上）で下降している場合、押上げ運動時又は押下げ運動時に拘わらず、危険と判断して、力Ｆをゼロにする。その後、バー１を最高位置（上方反転位置）に強制的に移動するようにプログラムしてもよい。
【００５３】
(3)バー１が上昇している場合
バー移動速度ｖが、第３の速度Ｖ３未満（例えば、10ｃｍ／秒未満）で上昇している場合、押上げ運動時では適正なトレーニングと判断し、力Ｆはそのまま維持する。
【００５４】
バー移動速度ｖが、第３の速度Ｖ３以上（例えば、10ｃｍ／秒以上）で上昇している場合、押上げ運動時では力Ｆが不足気味と判断し、力Ｆを増加して（例えば、＋2ｋｇ重）、適正なトレーニングに移る。
【００５５】
押下げ運動では、バー１の上昇は無く、万一、バー１が上昇しても危険性は無く、最終的にはバー１は下降段階に移る。この下降段階に移ったら、上記「(2) バー１が下降している場合」により制御される。
【００５６】
図４は、これらの力Ｆ制御処理プログラムのフローの一例である。この制御処理プログラムは、図２に示すＲＯＭ２０に書き込まれ、タイマ１６からの計時データ（ｔ）、回転検出器１０−１，１０−２からの回転方向データ（±）及び回転速度データ（ｖ）に基づき制御処理を行い、第１及び第２サーボモータ５−１，５−２の回転を制御する。以下、力Ｆ制御処理プログラムの一例を説明する。ここで、力Ｆ制御処理プログラムにおいて、ステップＳ１１〜Ｓ１５はバー１が停止している場合の処理であり、ステップＳ１６〜Ｓ２１はバー１が下降している場合の処理であり、ステップＳ２２〜Ｓ２４はバー１が上昇している場合の処理である。
【００５７】
ステップＳ１１で、回転検出器１０−１，１０−２からの回転方向データ（±）及び回転速度データ（ｖ）により、バー１が停止しているか否かが判断される。バー１が停止していると判断された場合はステップＳ１２に進み、バー１が停止していないと判断された場合はステップＳ１６に進んでバー１が下降しているか否かが判断され、下降している場合はステップＳ１７に進み、下降していない場合は上昇していると判断されてステップＳ２２に進む。
【００５８】
ステップＳ１２で、バー１が停止している場合、タイマ１６からの計時データｔにより、計時が開始される。
【００５９】
ステップＳ１３で、依然としてバー１が停止している場合、ステップＳ１４で、所定時間Ｔ（例えば、3秒間）経過したか否かが判断される（Ｔ≦ｔ?）。所定時間Ｔを経過した場合、ステップＳ１５で、力Ｆが減少され（例えば、−2ｋｇ重）、再びステップＳ１１に戻る。
【００６０】
ステップＳ１６で、バー１が下降していると判断された場合、ステップＳ１７で、バー１の速度ｖが第１の速度Ｖ１以上（例えば、10ｃｍ／秒以上）で下降しているか否かが判断され、第１の速度Ｖ１未満なら終了し、第１の速度Ｖ１以上ならステップＳ１８に進む。
【００６１】
ステップＳ１８で、バー１の速度ｖが、危険速度である第２の速度Ｖ２（例えば、20ｃｍ／秒）で下降しているか否かが判断され、危険速度以上ならステップＳ２０で、力Ｆはゼロにされる。その後、バー１を最高位置（上方反転位置）に強制的に移動するように、プログラムしてもよい。バー１の速度ｖが、危険速度未満の場合、運動実行者にとって力Ｆが重すぎると判断され、ステップＳ１９で力Ｆは減少される（例えば、−2ｋｇ重）。
【００６２】
更に、ステップＳ２１で、バー１の速度ｖが第１の速度Ｖ１未満（例えば、10ｃｍ／秒未満）の下降状態か否かが判断され、第１の速度Ｖ１未満なら力Ｆを変えずに終了し、第１の速度Ｖ１以上ならステップＳ１８に戻る。
【００６３】
ステップＳ２２で、バー１の速度ｖが、第３の速度Ｖ３（例えば、10ｃｍ／秒以上）以上で上昇か否かが判断され、第３の速度Ｖ３以上なら、運動実行者にとって力Ｆが不足と判断され、ステップＳ２３で力Ｆは増加され（例えば、＋2ｋｇ重）、ステップＳ２３で第３の速度Ｖ３以下になるまで、力Ｆは逐次増加される。以上により、図３のステップＳ０３及びＳ０６の力Ｆ制御処理プログラムのルーチンは終了する。
【００６４】
［本実施形態の利点・効果］
本実施形態にかかる運動装置は、次の利点・効果を有している。
【００６５】
(1)従来の運動装置は、錘を荷重として利用しているので、荷重は垂直方向下向きに発生する。この垂直方向下向き荷重を所定の滑車等を利用して、所望の荷重方向に変更して利用している。
【００６６】
本実施形態に係る運動装置は、モータを荷重として利用しているので、滑車等を利用せずに、モータの設置方向を決めるだけで所望の方向の荷重を得ることが出来る。
【００６７】
(2)宇宙空間のような重力のない環境下でも利用することが出来る。
【００６８】
［変形例その他］
以上、本発明に係るモータを用いたトレーニング用運動装置の実施形態を説明したが、これらは例示であって、これに限定されない。本実施形態に対して、当業者が容易になしえる追加・削除・変形・改良等は、本発明の範囲内である。例えば、次のような変形例が考えられる。
【００６９】
(1) 本実施形態は、ウェイトリフターのような運動実行者を対象に説明したが、これに限定されない。対象者として、例えば、事故又は病気後のリハビリ患者のような所定の運動を必要とする者も含まれる。
【００７０】
(2) 本実施形態は、ベンチプレスマシンを対象に説明したが、これに限定されない。他のあらゆる種類の運動装置に、簡単に応用することが出来る。その理由は、従来の運動装置は、錘を荷重として利用する荷重は垂直方向に発生し、これをギア等を利用した複雑な機構により他の方向の荷重に変更している。これに対して、本実施形態に係る運動装置は、モータを利用しているため、荷重の方向は、モータの軸方向（即ち、モータの設置方向）を変えるだけで変更できる。例えば、次の例が挙げられる。
【００７１】
(i) ベンチプレスでなく、引っ張り運動（プルダウン）にも適用できる。例えば、図１のトレーニング用運動装置１００のネジ部４−１，４−２を運動実行者６の身長より長くして、定常状態ではバー１の位置は、起立した運動実行者が手を挙げた位置にして、バー１をモータトルクに抗して引き下げるトレーニングに利用出来る。
【００７２】
(ii) 図１のトレーニング用運動装置１００全体を横に倒した状態にして（ネジ部４−１，４−２が床面に平行に延在するような状態にして）、足を伸ばして座った運動実行者が前屈を繰り返すようなトレーニングに利用出来る。
【００７３】
(3) 図１のトレーニング用運動装置１００は、サーボモータ５−１，５−２を利用しているが、これを油圧モータに置き換えることも出来る。油圧モータは、油圧ポンプを動かして得た圧油を用いて、軸（ネジ部４−１，４−２）の回転運動を取り出すことが出来る。給油の圧力を制御することで，出力トルクの制御が可能であり、供給する油の流量を制御することで、軸の回転速度を制御することが出来る。
【００７４】
従って、本発明の技術的範囲は、添付の特許請求の範囲の記載に基づいて定められる。
【符号の説明】
【００７５】
１：バー、  １ｒ：リング状部分、  ２，２−１，２−２，２−３，２−４：ロードセル、  ３，３−１，３−２：ナット部、  ４，４−１，４−２：ネジ部、  ５，５−１，５−２：サーボモータ、  ６：運動実行者、  ７，７−１，７−２：スプロケット、  ８：チェーン、  ９，９−１，９−２：トルク伝達部材、  １０，１０−１，１０−２：回転検出器、  １２，１２−１，１２−２：加算器、  １４：制御装置、  １６：タイマ、  １８：メモリ，ＲＯＭ、  ２０：メモリ，ＲＯＭ、  ２２：ＣＰＵ、  ２４：操作手段、  ２６：モニタ、  ２８：電源、  １００：トレーニング用運動装置、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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