(57)【要約】【課題】ダンパー方式のトレーニング装置において、実際にどれくらいの負荷が掛かっているかを検出できるようにする。また、ダンパーを用いて筋力を測定できるようにする。【解決手段】連結プレート６は、長手方向が支持プレート５の直径と略同一で、四つの角部が面取りされた長方形状の外枠部６１と、外枠部６１の内側に外枠部６１から離間して位置し、円盤状で中央にネジ孔が形成された連結部６２と、連結部６２と外枠部６１とを繋ぐ接続部６３ａ，６３ｂとが一体に成形されて成る。そして、接続部６３ａ，６３ｂにそれぞれ歪みゲージ７１ａ，７１ｂが貼着されている。歪みゲージ７１ａ，７１ｂの抵抗変化に基づいてダンパー４に加わる負荷を算出する。【選択図】図４
2015043789.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反復運動が可能な可動部と装置本体との間に設けられた負荷発生手段と、前記負荷発生手段に加わる負荷を検出する検出手段とを備えたことを特徴とするトレーニング装置。
【請求項２】
前記負荷発生手段が、シリンダーと、このシリンダーに対して出入自在のピストンロッドとを備えたダンパーであって、前記シリンダー及び前記ピストンロッドの一方が前記装置本体と連結し、他方が可動部と連結している請求項１記載のトレーニング装置。
【請求項３】
前記シリンダーの一方端が連結部材を介して前記装置本体又は前記可動部と連結し、
前記連結部材が、外枠部と、前記外枠部の内側に前記外枠部から離間して位置する連結部と、前記外枠部と前記連結部とを繋ぐ接続部とを有し、
前記外枠部及び前記連結部の一方が前記シリンダーの一方端と連結し、他方が前記装置本体又は前記可動部と連結している請求項２記載のトレーニング装置。
【請求項４】
前記検出手段が、前記負荷発生手段に生じる歪みを検知する歪みゲージと、前記歪みゲージで検知された歪みに基づいて負荷を算出する算出部とを有する請求項１〜３のいずれかに記載のトレーニング装置。
【請求項５】
前記検出手段が、前記負荷発生手段に生じる歪みを検知する歪みゲージと、前記歪みゲージで検知された歪みに基づいて負荷を算出する算出部とを有し、前記歪みゲージが前記接続部に取り付けられている請求項３記載のトレーニング装置。
【請求項６】
前記検出手段で検出された負荷の履歴を記憶する記憶手段をさらに備えた請求項１〜５のいずれかに記載のトレーニング装置。
【請求項７】
前記検出手段で検出された負荷を表示する表示手段をさらに備えた請求項１〜６のいずれかに記載のトレーニング装置。
【請求項８】
反復運動が可能な可動部と装置本体との間に設けられた負荷発生手段と、前記負荷発生手段に加わる負荷を検出する検出手段とを備えた筋力測定装置であって、
前記負荷発生手段が、シリンダーと、このシリンダーに対して出入自在のピストンロッドとを備えたダンパーであり、前記シリンダー及び前記ピストンロッドの一方が前記装置本体と連結し、他方が可動部と連結していることを特徴とする筋力測定装置。
【請求項９】
前記シリンダーの一方端が連結部材を介して前記装置本体又は前記可動部と連結し、
前記連結部材が、外枠部と、前記外枠部の内側に前記外枠部から離間して位置する連結部と、前記外枠部と前記連結部とを繋ぐ接続部とを有し、
前記外枠部及び前記連結部の一方が前記シリンダーの一方端と連結し、他方が前記装置本体又は前記可動部と連結している請求項８記載の筋力測定装置。
【請求項１０】
前記検出手段が、前記負荷発生手段に生じる歪みを検知する歪みゲージと、前記歪みゲージで検知された歪みに基づいて負荷を算出する算出部とを有する請求項８又は９に記載の筋力測定装置。
【請求項１１】
前記検出手段が、前記負荷発生手段に生じる歪みを検知する歪みゲージと、前記歪みゲージで検知された歪みに基づいて負荷を算出する算出部とを有し、前記歪みゲージが前記接続部に取り付けられている請求項９記載の筋力測定装置。
【請求項１２】
前記検出手段で検出された負荷の履歴を記憶する記憶手段をさらに備えた請求項８〜１１のいずれかに記載の筋力測定装置。
【請求項１３】
前記検出手段で検出された負荷を表示する表示手段をさらに備えた請求項８〜１２のいずれかに記載の筋力測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筋力や体力などの維持及び向上に用いるトレーニング装置及び筋力を測定する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、筋力や体力などの維持及び向上を図るために多くのトレーニング装置が提案されている。これらのトレーニング装置において、利用者に負荷を与える方式としては、ウエイトスタック方式、バネ方式、ダンパー方式などがある。ウエイトスタック方式及びバネ方式のトレーニング装置では、利用者が途中で運動を中止した場合であっても利用者への負荷は加わり続ける。また、単方向しか負荷を掛けることができない。さらに、バネ方式のトレーニング装置の場合には、バネの変位量が大きくなるほど負荷が大きくなり、負荷を一定にすることは困難である。
【０００３】
これに対し、シリンダーに対してロッドが出入するダンパー方式のトレーニング装置では、ロッドが伸縮するときのみ負荷が生じる。すなわち、利用者が運動を中止すると利用者に負荷は加わらないので、高齢者が使用する場合であっても安全性が担保される。また、ダンパー方式のトレーニング装置では、ロッドの伸縮時、すなわち双方向に負荷を掛けることができる。このため、近年、ダンパー方式のトレーニング装置が種々提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2006-296863号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、これまでのダンパー方式のトレーニング装置では、運動負荷はダイヤル等などで段階的に変えられるものの、実際にどれくらいの負荷が掛かっているかは不明であった。このため、運動負荷は利用者の感覚で判断せざるを得ず、筋力向上などの運動効果は数値で表すことができなかった。
【０００６】
また、ダンパーを負荷を与える方式では、実際にかかっている負荷がわからないため、これまでの筋力測定装置にはダンパーによって負荷を与えるものはなかった。
【０００７】
本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、実際にどれくらいの負荷が掛かっているかを検出できるトレーニング装置を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、ダンパーによって負荷を与える筋力測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成する本発明に係るトレーニング装置は、反復運動が可能な可動部と装置本体との間に設けられた負荷発生手段と、前記負荷発生手段に加わる負荷を検出する検出手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
ここで、前記負荷発生手段は、シリンダーと、このシリンダーに対して出入自在のピストンロッドとを備えたダンパーであるのが好ましく、前記シリンダー及び前記ピストンロッドの一方が前記装置本体と連結し、他方が可動部と連結しているのが好ましい。
【００１１】
さらには、前記シリンダーの一方端が連結部材を介して前記装置本体又は前記可動部と連結し、前記連結部材が、外枠部と、前記外枠部の内側に前記外枠部から離間して位置する連結部と、前記外枠部と前記連結部とを繋ぐ接続部とを有し、前記外枠部及び前記連結部の一方が前記シリンダーの一方端と連結し、他方が前記装置本体又は前記可動部と連結しているのが好ましい。
【００１２】
前記検出手段は、前記負荷発生手段に生じる歪みを検知する歪みゲージと、前記歪みゲージで検知された歪みに基づいて負荷を算出する算出部とを有するのが好ましい。
【００１３】
前記歪みゲージは、前記連結部材の前記接続部に取り付けられているのが好ましい。
【００１４】
前記検出手段で検出された負荷の履歴を記憶する記憶手段をさらに設けてもよい。
【００１５】
また、前記検出手段で検出された負荷を表示する表示手段をさらに設けてもよい。
【００１６】
また、本発明によれば、反復運動が可能な可動部と装置本体との間に設けられた負荷発生手段と、前記負荷発生手段に加わる負荷を検出する検出手段とを備えた筋力測定装置であって、前記負荷発生手段が、シリンダーと、このシリンダーに対して出入自在のピストンロッドとを備えたダンパーであり、前記シリンダー及び前記ピストンロッドの一方が前記装置本体と連結し、他方が可動部と連結していることを特徴とする筋力測定装置が提供される。
【００１７】
ここで、前記シリンダーの一方端が連結部材を介して前記装置本体又は前記可動部と連結し、前記連結部材が、外枠部と、前記外枠部の内側に前記外枠部から離間して位置する連結部と、前記外枠部と前記連結部とを繋ぐ接続部とを有し、前記外枠部及び前記連結部の一方が前記シリンダーの一方端と連結し、他方が前記装置本体又は前記可動部と連結しているのが好ましい。
【００１８】
また、前記検出手段は、前記負荷発生手段に生じる歪みを検知する歪みゲージと、前記歪みゲージで検知された歪みに基づいて負荷を算出する算出部とを有するのが好ましい。
【００１９】
前記歪みゲージは、前記連結部材の前記接続部に取り付けられているのが好ましい。
【００２０】
前記検出手段で検出された負荷の履歴を記憶する記憶手段をさらに設けてもよい。
【００２１】
前記検出手段で検出された負荷を表示する表示手段をさらに設けてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係るトレーニング装置では、実際の負荷を検出できるので、運動の効果を数値として把握でき、効果を確かめながらトレーニングができる。これにより、利用者ごとに最も適したトレーニングを指導できる。
【００２３】
また、本発明に係る筋力測定装置では、負荷発生手段としてダンパーを用いるので、装置構造を簡単化できるとともに装置の軽量化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係るトレーニング装置の一例を示す斜視図である。
【図２】図１のトレーニング装置の一例を示す側面図である。
【図３】支持プレート及び連結プレートを取り付けたダンパーの側面図である。
【図４】支持プレートと連結プレートの取り付け状態を示す斜視図である。
【図５】トレーニング装置のブロック図である。
【図６】表示パネルの表示例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明に係るトレーニング装置について図に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。また、以下に説明するトレーニング装置は、筋力測定装置としても用いることができる。
【００２６】
図１に、本発明に係るトレーニング装置の一例を示す斜視図を、図２に側面図をそれぞれ示す。これらの図に示すトレーニング装置は、レッグエクステンションによって大腿四頭筋を鍛錬するとと共に、レッグカールによってハムストリングを鍛錬するトレーニング装置であって、平面視において略Ｈ字状の基礎フレーム１１と、基礎フレーム１１に一方端が接続し、他方端側が前側に向かって上方に傾斜した着座フレーム１２と、基礎フレーム１１と着座フレーム１２との間に介装された２本の支柱１３，１４とを有する。着座フレーム１２上には座面パッド３１が取り付けられている。そして、座面パッド３１の後端部には、連結プレート３３を介して背もたれ３２が取り付けられている。背もたれ３２は、座面パッド３１に対して略垂直な状態から、フラットな状態まで傾斜角度を段階的あるいは無段階に変えることができる。通常、背もたれ３２は座面パッド３１に対して、レッグエクステンションを行う場合は略垂直状態とし、レッグカールを行う場合はフラットな状態とする。また、連結プレート３３の左右両側には左右方向に延出した後、前方に向かって延出するグリップ３４ａ，３４ｂが設けられている。
【００２７】
着座フレーム１２の前側端部近傍には、着座パッド３１の一方側端よりも外側に突出した後、上方に伸長したクランクフレーム１６が設けられ、クランクフレーム１６の上端に、操作パッド２２ａ，２２ｂを支持するアーム（可動部）２１が回動自在に軸支されている。そして、支柱１３に設けられた、側方に突出した支持バー（装置本体）１５と、アーム２１との間にダンパー４が介装されている。
【００２８】
図３にダンパー４の正面図を示す。図３のダンパー４は直動式の油圧ダンパーであって、シリンダー４１と、シリンダー４１に対して出入自在のピストンロッド４２とを備える。ピストンロッド４２がシリンダー４１に対して出入する際に、シリンダー４１内に充填されたオイルによって負荷が発生する。なお、発生する負荷はピストンロッド４２の出入速度によって変化する。ダンパー４の最大負荷は調整ダイヤル４３によって段階的に調整できる。本発明で使用するダンパーの使用最大負荷は、通常、数十ＭＰａ程度である。
【００２９】
ダンパー４の、アーム２１及び支持バー１５への取り付けは、ピストンロッド４２の先端に設けられたジョイント部４４をアーム２１に取り付け、シリンダー２１の後端を、支持プレート５と連結プレート（連結部材）６とを介して支持バー１５に取り付ける。図４に、シリンダー４１と支持プレート５、連結プレート６の接続状態を示す斜視図を示す。
【００３０】
支持プレート５は、シリンダー４１の直径と略同一の直径を有する円盤であって、中央に貫通孔５１が形成されている。連結プレート６は、長手方向が支持プレート５の直径と略同一で、四つの角部が面取りされた長方形状の外枠部６１と、外枠部６１の内側に外枠部６１から離間して位置し、円盤状で中央にネジ孔が形成された連結部６２と、連結部６２外周の対向位置において外枠部６１と連結部６２とを繋ぐ接続部６３ａ，６３ｂとが一体に成形されて成る。そして、接続部６３ａ，６３ｂにそれぞれ歪みゲージ７１ａ，７１ｂが貼着されている。
【００３１】
支持プレート５は、支持プレート５の中心に形成された貫通孔５１にネジ部材９１（図３に図示）を挿通させて、シリンダー４１後端面の中心に形成されたネジ穴（不図示）に螺合させることによって、シリンダー４１の後端面に取り付けられる。連結プレート６は、４つのネジ部材９２によって外枠部６１が、支持プレート５と離隔対向するように支持プレート５に取り付けられる。そして、連結プレート６の連結部６２のネジ穴にジョイント部材４５が螺設され、ジョイント部材４５が支持バー１５に連結される。
【００３２】
なお、支持プレート５と連結プレート６との配置を逆にして、シリンダー４１の後端面に連結プレート６を取り付け、この連結プレート６に支持プレート５を取り付けるようにしても構わない。あるいは、構造上可能であれば、支持プレート５を用いずに、シリンダー４１の後端面と離隔対向するように連結プレート６を直接取り付けるようにしても構わない。
【００３３】
このような構成のトレーニング装置において、例えばレッグエクステンションを行う場合、利用者は座面パッド３１に着座し、操作パッド２２ａと操作パッド２２ｂとの間に足首を差し入れる。そして、両手でグリップ３４ａ，３４ｂを握り、両足で操作パッド２２ａ，２２ｂを上方に持ち上げる。すると、操作パッド２２ａ，２２ｂを支持するアーム２１が軸１７を中心として揺動する。前述のように、アーム２１と支持バー１５との間にはダンパー４が介装されており、アーム２１が揺動するとダンパー４のピストンロッド４２がシリンダー４１に対して出入する。その際、シリンダー４１内に充填されたオイルによってピストンロッド４２に対する粘性抵抗（運動負荷）が発生する。
【００３４】
従来のトレーニング装置では、調整ダイヤル４３によってダンパー４の最大負荷は段階的に調整できるものの、実際にどれくらいの運動負荷が掛かっているかは不明であった。これに対し、本発明のトレーニング装置では、連結プレート６の接続部６３ａ，６３ｂに設けた歪みゲージ７１ａ，７１ｂによって実際にどれくらいの運動負荷が掛かっているかが把握できる。
【００３５】
具体的には、アーム２１の揺動によってダンパー４に力が加わると、支持プレート５を介して連結プレート６の外枠部６１に力が加わって接続部６３ａ，６３ｂが変形する。接続部６３ａ，６３ｂが変形すると、接続部６３ａ，６３ｂに貼着されている歪みゲージ７１ａ，７１ｂの抵抗が変化する。この歪みゲージ７１ａ，７１ｂの抵抗変化を測定して、ダンパー４の負荷を算出する。
【００３６】
図５に、トレーニング装置のブロック図を示す。検出手段７は、歪みゲージ７１ａ，７１ｂと、歪みゲージ７１ａ，７１ｂに接続された抵抗測定部７２と、測定値から負荷を算出する算出部７３とを備える。歪みゲージ７１ａ，７１ｂの抵抗変化は、抵抗測定部７２において、ホイートストンブリッジ回路を利用して電圧変化に変換され、アナログ・デジタル変換等のインターフェイスを介して算出部７３に送られる。そして、算出部７３において負荷が算出される。算出されたダンパー４の負荷は、バスＢを介して表示パネルＰに送られ表示されると共に、記憶手段８に送られて記憶される。また、必要により送受信手段９から外部装置に送信することもできる。
【００３７】
図６に、表示パネルＰの表示例を示す。この図の表示パネルＰでは、ダンパー４による実負荷（２．３ｋｇ）、ピストンロッド４２の速度（−−−）、運動時間（１：５８）、ピストンロッド４２の反復回数（２３回）、ピストンロッド４２の最大ストローク（１６．８ｃｍ）が表示されている。
【００３８】
このような表示パネルＰに表示される負荷表示等によって、利用者は、筋力向上を感覚ではなく数字として把握でき意欲向上に繋がる。また、医師や理学療法士は、患者の実際の運動負荷を把握することによって適切な診断や運動指導が行える。また、記憶手段８として例えばＵＳＢメモリーを用いれば、複数の異なるトレーニング装置を使用する際に、異なるトレーニング装置を使用するごとにＵＳＢメモリーを当該装置に装着して、当該トレーニング装置における運動負荷を記憶させることにより、各トレーニング装置における運動負荷をまとめて記憶しておくことができる。
【００３９】
以上説明したトレーニング装置は、レッグエクステンションを行う装置であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、アダクションやチェストプレス、レッグプレスなど従来公知のトレーニング装置に適用することができる。また、ダンパー４は、油圧式ダンパーの他、エアー式ダンパーなど従来公知のものが使用でき、またピストンロッド４２の出入に対して双方向に負荷がかかるものであってもよいし、単方向にのみ負荷がかかるものであってもよい。さらに、前述のように、以上説明したトレーニング装置は、筋力測定装置としても用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明に係るトレーニング装置では、実際の負荷を検出でき、運動の効果を数値として把握することができ有用である。また、本発明に係る筋力測定装置では、負荷発生手段としてダンパーを用いるので、装置構造を簡単化できるとともに装置の軽量化が図れ有用である。
【符号の説明】
【００４１】
４    ダンパー
６    連結プレート（連結部材）
７    検出手段
８    記憶手段
Ｐ    表示パネル（表示手段）
１５    支持バー（装置本体）
２１    アーム（可動部）
４１    シリンダー
４２    ピストンロッド
６１    外枠部
６２    連結部
６３ａ，６３ｂ    接続部
７１ａ，７１ｂ    歪みゲージ
７３    算出部
【図１】
2015043789.tif 000003
【図２】
2015043789.tif 000004
【図３】
2015043789.tif 000005
【図４】
2015043789.tif 000006
【図５】
2015043789.tif 000007
【図６】
2015043789.tif 000008