(57)【要約】【課題】    効率的に筋肉に負荷を掛け、筋肉を鍛えるトレーニング装置を提供する。【解決手段】筐体８と、前記筐体８の端部に軸が固定されるシャフト１１と、シャフト１１を回転させるための把持部１２と、前記シャフト１１上に配置されるディスク１４，１６と、前記ディスク１４，１６に所定の負荷を与える負荷調整部２２，２８とを備える。【選択図】図２
2009011776.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、前記筐体の端部に軸が固定されるシャフトと、シャフトを回転させるための把持部と、前記シャフト上に配置されるディスク又はドラムと、前記ディスク又は前記ドラムに所定の負荷を与える負荷調整部とを備えることを特徴とするトレーニング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、効率的に筋肉を鍛えるトレーニング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】腕力トレーニングの目的は、トレーナー（鍛錬者）の腕力の柔軟性を高め、腕力のバランスを改善させ、筋力を上げることにある。このトレーニングは何らかの負荷を腕に掛けて屈伸させ、これによって腕の筋肉、関節などを強化すればよいとされていた。従来ではこのトレーニングのために、ゴムチューブ、バネ弾性マシーン、油圧マシーンなどが一般に利用されている。
従来技術においては、腕に力が掛かるようにウエイトを配置し、そのウエイトを持ち上げることにより、腕の筋肉に負荷を与えるトレーニング装置を適用したものがある（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開平９−２９４８２７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】従来のトレーニング装置は、腕或いは足等の筋肉を鍛えるために、ウエイトを持ち上げる或いは下げる時、持ち上げる或いは下げる方向と逆方向に負荷を掛けていた。つまり、ウエイトを持ち上げる方向と逆方向しか負荷が掛からないため、一方向の筋肉しか鍛えることができなかった。上腕筋を例にとって具体的に説明する。腕の中心軸に対して、上側を上腕二頭筋とすると、下側は上腕三頭筋が配置する。この筋肉の配置関係から、上腕二頭筋と上腕三頭筋は鍛える方向が逆方向であることがわかる。したがって、上腕二頭筋と上腕三頭筋を別々に鍛える必要が出てくるため、複数のトレーニング装置を用いなければ鍛えることができなかった。【０００４】  また、ウエイトの持ち上げ方や持ち下げ方により、ウエイトが重なる時、ウエイト同士で騒音を発していたり、ウエイトを始めとする部品を故障させる可能性があった。さらに、ウエイトでのトレーニングは、運動の最初から最後まで負荷を掛けつづけることにより、筋肉の緊張状態が長く続くため、血流の阻害や神経の緊張が起きて体の動きが悪くなったり、故障に繋がったりすることがある。【０００５】  本発明は、効率的に筋肉に負荷を掛け、筋肉を鍛えるトレーニング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  筐体と、前記筐体の端部に軸が固定されるシャフトと、シャフトを回転させるための把持部と、前記シャフト上に配置されるディスクと、前記ディスクに所定の負荷を与える負荷調整部とを備える。
【発明の効果】
【０００７】本発明により、筋肉に適切な負荷を掛けてトレーニングすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】（第１の実施形態）
図を用いて、第１の実施形態の構成を説明する。図１は全体構成を示している。トレーニング装置は、筐体８と、トレーニング負荷を調整するための負荷調整部２２と、筐体８と負荷調整部２２を連結する連結部６と、筐体８と負荷調整部２２との間に挿入され、筐体８の左端部と右端部の２つの端部に軸が固定されるシャフト１１と、シャフト１１に回転の自由度を持たせて固定するベアリング部９と、シャフト１１を回転させるための把持部１２とからなる。負荷調整部２２は、２つの連結部６を介して筐体８と接続されており、その負荷調整部２２と２つの連結部６と筐体８との間に形成されるベアリング部９にシャフト１１が配置されている。負荷調整部２２は、シャフト１１を回転させる際、回転しないように負荷を与えるものである。【０００９】  図２は本実施形態の断面図を示している。本実施形態を詳細に説明する。筐体８は中空である。筐体８の左端部と右端部の２つの端部に軸が固定されるシャフト１１は、ディスク１４を有している。このディスク１４は円盤状であり、ディスク１４とシャフト１１とは一体化している。よって、把持部１２でシャフト１１を回転させることにより、ディスク１４を回転させることができる。なお、ディスク１４は鉄製であり、焼入れされている。【００１０】  負荷調整部２２は、ディスク１４を左右方向から金属などで作られたパッドで挟み込み、ディスク１４との摩擦力によって、制動させて負荷を調整するものである。パッドで挟み込む際の調整は、パッドと連結しているピストンをサーボモータや油圧で調整したりしている。【００１１】  ここで、負荷調整部２２について図２を用いて詳細に説明する。負荷調整部２２は、ピストン２４とピストン２６が備えられている。ピストン２４とピストン２６の先端部にはパッド２３とパッド２７が備えられている。このピストン２４とピストン２６を用いてディスク１４に掛ける負荷を調整する。負荷調整部２２は、調整ペダル（図示しない）からの油圧、電磁力がサーボモータの運動でキャリパー内のシリンダーに送られ、ピストン２４とピストン２６がディスク１４を左右方向から挟み込む。そして、ディスク１４をパッド２３とパッド２７が挟みこむことにより、パッド２３及びパッド２７とディスク１４間に摩擦を起こす。このように摩擦を起こすことにより、ディスク１４が回転しようとすると、回転を止めるように負荷を掛けることができる。【００１２】  このように、本実施形態では、ディスク１４と、それを挟み込むパッド２３とパッド２７によって、摩擦力が発生される。２つのピストンでの負荷を調整することにより、様々な重さの負荷を掛けることができる。また、これらパッドの材料を複数備え、適時置き換えることにより、様々な重さの負荷をかけることができる。例えば、ゴムのような軟らかい物質を適用させると負荷を大きくすることができ、金属など硬い物質を適用させると負荷を小さくすることができる。【００１３】  また、シャフト１１には、シャフト１１のトルクを検出し、そのトルク情報を負荷調整部２２に出力するトルク検出器１６が設けられている。負荷調整部２２は、トルク情報に基づいてサーボモータの動きを調整し、ディスク１４を左右方向から挟み込むピス��ン２４とピストン２６の負荷を調整する。トルク検出器１６は、回転形と非回転形のどちらを採用してもよい。また、２つのピストンで負荷を調整したが、１つのピストンを固定し、もう１つのピストンを動かしてもよい。【００１４】  ここで、本実施形態の負荷調整部２２の負荷特徴部について説明する。まず、摩擦の原理について説明する。２つの物体が接している時、接触面に作用する摩擦力と、この面に直角に作用する圧力の比をこの２物体間の摩擦係数という。運動の開始を妨げるものを静摩擦、運動中に生ずる抵抗を動摩擦といい、動摩擦係数は静摩擦係数より小さい。動作の初めは静摩擦係数、動作後は動摩擦となり、動くと負荷が少なくなりトレーニングに適している。【００１５】  トレーナー（鍛錬者）１０は、把持部１２を握り、左右にバーを回して筋肉を鍛える。トルク検出器１６が、例えば１ｋｇ／ｍ以上を検出したら、把持部１２でシャフト１１を回転させていることを負荷調整部２２に連絡する。負荷調整部２２は、ピストン２４とピストン２６でディスク１４を左右方向から挟み込む。さらに、トルク検出器１６が、３ｋｇ／ｍ以上を検出したら、把持部１２でシャフト１１をさらに回転させていることを負荷調整部２２に連絡する。負荷調整部２２は、ピストン２４とピストン２６の負荷を弱める。トレーナー１０が把持部１２を反時計回りに回転させる場合、ディスク１４と、それを挟み込むパッド２３とパッド２５によって、運動を止めるように負荷が掛かる。【００１６】（第２の実施形態）
図３、図４を用いて第２の実施形態を説明する。第１の実施形態と異なる点は、シャフト１１の回転の位置検出を行い、回転位置に対応した負荷調整を負荷調整部２２で行なう点である。【００１７】  ロータリーエンコーダ（図示しない。）がベアリング部９に設けられている。把持部１２とともに動作するシャフト１１の回転角度を検出する。そして、負荷調整部２２は、その回転角度に応じて、ピストン２４とピストン２６でディスク１４を左右方向から挟み込む負荷を調整する。【００１８】  次に第２の実施形態の動作を説明する。トレーナー（鍛錬者）１０は把持部１２を掴む。初期状態を▲１▼の位置とする。把持部１２を掴んで下方向へ▲２▼或いは▲３▼の位置へバーを移動させる。【００１９】  図４（ａ）（ｂ）（ｃ）、負荷調整部２２の負荷を把持部１２の位置に応じて変動させたものである。図４（ａ）で示す例では、ロータリーエンコーダから出力される把持部１２の回転角度に基づいて、▲１▼の位置から▲３▼の位置に動作する時、負荷調整部２２の負荷を掛ける。▲１▼〜▲２▼の位置、▲２▼〜▲３▼の位置は一定の負荷を保つ。そして、▲３▼の位置から負荷を下げ、負荷を取り除く。よって、▲１▼〜▲３▼の位置の一定範囲で負荷を掛けることができ、この範囲で運動をすることにより、主に上腕二頭筋が鍛えられる。【００２０】  逆にロータリーエンコーダから出力される把持部１２の回転角度に基づいて、▲３▼の位置から▲１▼の位置に動作し負荷を掛けてもよい。そして、▲３▼〜▲１▼の位置は一定の負荷を保つ。そして、▲１▼の位置から負荷を下げ、負荷を取り除く。よって、▲３▼〜▲１▼の位置の一定範囲で負荷を掛けることができ、この範囲で運動をすることにより、主に上腕三頭筋が鍛えられる。したがって、１台のトレーニング装置で上腕二頭筋と上腕三頭筋を鍛えることができる。なお、上下矢印で示すように、負荷調整部２２の最大負荷を調整することができる。【００２１】  ここで、初期運動時（▲１▼の位置）の静止摩擦力は、運動の最初だけ適切な負荷が掛かる。運動中の動摩擦力については、静止摩擦力より小さい負荷が掛かる。運動を止めたい場合、その位置で運動を止めればよい。このように、運動の最初だけ適切な負荷を掛けることにより、無理な負荷を掛かることが無くなるため、神経と筋の機能が改善され、関節の可動域を広げることに繋がる。【００２２】  また、運動の最初から最後まで負荷を掛けつづけることなく、筋肉の緊張状態が短い。運動を止めたいときにその場で止めることができ、ウエイトマシンの様にウエイトを元の位置まで戻さなくてもよい。よって、血流の阻害や神経の緊張が起きて体の動きが悪くなったり、故障に繋がったりすることが少なくなる。【００２３】  図４（ｂ）で示す例では、ロータリーエンコーダから出力される把持部１２の回転角度に基づいて、▲１▼〜▲３▼の範囲で部分的に負荷調整部２２の負荷を掛ける。具体的には、▲１▼〜▲３▼の３つの範囲で部分的に且つ負荷強度を変化させ、初期の負荷よりも小さい負荷を掛ける。このように、運動の最初だけ適切な負荷を掛けることにより、無理な負荷を掛かることが無くなる。なお、上下矢印で示すように、負荷調整部２２の最大負荷���調整することができる。また、間欠運動をすれば同じような負荷の運動ができる。【００２４】  図４（ｃ）で示す例では、ロータリーエンコーダから出力される把持部１２の回転角度に基づいて、負荷調整部２２の負荷を掛け始め、時間によって負荷を小さくする。このように、運動の最初だけ適切な負荷を掛けることにより、無理な負荷を掛かることが無くなる。なお、上下矢印で示すように、負荷調整部２２の最大負荷を調整することができる。ブレーキを用いているので運動を止めれば、負荷は無くなる。【００２５】  また、時間を計測するタイマーを用いて、負荷調整部２２の負荷を掛けてもよい。時間の経過に応じて負荷を掛けるなどプログラムで制御することもできる。【００２６】  次に第１の実施形態及び第２の実施形態の動作手順について図５を用いて説明する。まず、トレーナー（鍛錬者）１０は、２つの回転方向の負荷を調整する（Ｓ１０）。そして、トレーナー１０は、Ｓ１０で設定した負荷で反復運動をする（Ｓ２０）。Ｓ２０の過程の負荷が適正かどうか検証する（Ｓ３０）。負荷が適正でない場合、Ｓ１０に戻り負荷を調整する。調整した状態で反復運動をする（Ｓ４０）。【００２７】  なお、上記では、ディスクと、ディスクを挟み込むパッドによって、負荷を掛けていたが、この形態に限られず、円筒状のドラムをシャフト上に配置し、ドラムを挟み込むパッドによってドラムを挟み込み、負荷を掛けてもよい。【００２８】（第３の実施形態）
次に第３の実施形態を図６、図７を用いて説明する。第１の実施形態と異なる点は、トルク検出ではなく、トレーナー（鍛錬者）１０の運動を検出するスイッチ部１３を把持部１２に設けた点である。スイッチ部１３は、回転軸３２と２つのスイッチ３０とからなる。把持部１２は、回転軸３２を中心にして回転するようになっている。また、スイッチ３０は、把持部１２が回転する方向と圧力を検出する。この回転方向と圧力は負荷調整部２２に出力される。【００２９】  スイッチ３０によって運動が検出されたら、負荷調整部２２は、ピストン２４とピストン２６でディスク１４を左右方向から挟み込む。トレーナー１０が把持部１２を反時計回りに回転させる場合、ディスク１４と、それを挟み込むパッド２３とパッド２５によって、運動を止めるように負荷が掛かる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態を示す図である。
【図３】本発明のディスク形態を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態を示す図である。
【図５】本発明の動作手順を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施形態を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】６  連結部、８  筐体、１１  シャフト、１２  把持部、２２  負荷調整部
【図１】
2009011776.tif 000003
【図２】
2009011776.tif 000004
【図３】
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【図４】
2009011776.tif 000006
【図５】
2009011776.tif 000007
【図６】
2009011776.tif 000008
【図７】
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