(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
運動器材に運用されて使用者が施力する時に外界大気の圧力に対抗させることで運動を行わせるようにする負荷装置において、
ほぼ封閉された空間とされて体積が変化可能である真空室と、該真空室と連通する入気孔を具えた複数の負荷ユニット、
上記複数の負荷ユニットと使用者とを連結して使用者の施力を上記複数の負荷ユニットに伝達する負荷伝達装置、
上記複数の負荷ユニットの複数の入気孔の一部或いは全部を外界大気に対して選択的に開閉自在にすることで負荷の大きさを調整し、負荷ユニットの入気孔を閉じた時にその負荷ユニットの真空室に閉じられた空間を形成させ、使用者の施力で真空室の体積を拡大する時に外界大気と遮断されて使用者の施力に対抗する必要な力を生じさせる一方、負荷ユニットの入気孔を開いた時にその負荷ユニットの真空室を外界大気に連通させ、該負荷ユニットが負荷を提供不能となる負荷調整装置、
以上を包括して構成された、運動器材の負荷装置。
【請求項２】
前記負荷ユニットがピストンとピストンロッドを包括するシリンダとされ、該ピストンロッドに前記負荷伝達装置が連結されたことを特徴とする、請求項１に記載の運動器材の負荷装置。
【請求項３】
前記負荷ユニットがストッパプレートを有する複数の環状シリンダを具え、各環状シリンダが同一平面上にある同心円となるよう配列された環状壁を有し、各ストッパプレートが各環状シリンダの環状壁に固定され、ピストンプレートが牽引シートに固定され、ピストンプレートとストッパプレートの間に真空室が形成され、該牽引シートが回転可能とされて、使用者が施力して該牽引シートを回転させて前記ピストンプレートとストッパプレートとの間の真空室の体積を拡大する時に、外界大気の圧力と遮断された使用者の施力に対抗する力を生じさせるようにしたことを特徴とする、請求項１に記載の運動器材の負荷装置。
【請求項４】
前記負荷ユニットが蛇腹管とされたことを特徴とする、請求項１に記載の運動器材の負荷装置。
【請求項５】
前記負荷調整装置が、複数の延伸管を包括し、各延伸管が対応する真空室の入気孔と連結し、負荷調整装置と複数の負荷ユニットの間の距離が延長されていることを特徴とする、請求項１に記載の運動器材の負荷装置。
【請求項６】
前記負荷調整装置が、円板状のゲートシートと該ゲートシートに外から嵌合する可動体を包括し、該ゲートシートが複数の通気孔を具え、該通気孔が対応する真空室の入気孔と連結され、該可動体が該ゲートシートに対して回転可能とされ、該可動体に放射状に配設された複数のゲート区域があり、ゲート区域ごとに一端が前記通気孔と異なる位置及び数を以て連通すると共に他端が外界大気と連通するゲートホールとが形成され、該ゲートホールが選択的に該通気孔と連結され、使用者が可動体を回動させることで、通気孔とゲートホールが連通するか否かが制御され、通気孔がゲートホールと連通する時、この通気孔に対応する真空室とこのゲートホールが連通して真空室が大気に通じ、この真空室のある負荷ユニットが負荷提供不能となるようにしてあることを特徴とする、請求項１に記載の運動器材の負荷装置。
【請求項７】
前記シリンダが円周に沿って配列されたことを特徴とする、請求項２に記載の運動器材の負荷装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一種の運動器材の負荷装置に係り、特に、複数の負荷ユニット、負荷伝達装置、及び一つの負荷調整装置を包括し、該負荷ユニットが負荷を提供し、該負荷伝達装置を介して使用者が該負荷ユニットに施力するようにしてあり、該負荷ユニットが真空室と該真空室に連通する入気孔を具え、該真空室が大気圧力を利用して負荷を提供し、使用者が上記負荷調整装置により入気孔の開閉を制御することでどの負荷ユニットが大気圧力による負荷を提供するかを決定でき、それにより負荷の大小を調整できるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
大気圧力を利用した運動器材の負荷装置の最大のメリットは、運動器材全体の重量を軽減できることで、それを利用したものに、アメリカ合衆国パテントＮｏ．５３３６１５０及びイギリスパテントＮｏ．２２６７２２４がある。そして負荷の大きさの調整を、前者は使用者の施力のモーメントを改変することで達成しており、後者はそれに関して多種の異なる負荷調整手段を提供している。ただし、これらの負荷調整手段は速やかな調整が行えなかったり、使用者が異なる負荷に調整するのに不便であった。ゆえに、運動器材に運用される大気圧力を利用した負荷装置であって、使用者が容易に負荷調整を行える装置が求められていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、運動器材用の大気圧力利用の負荷装置であって、使用者が迅速に負荷の大きさを調整できる負荷装置を提供することを課題としている。
【０００４】
本発明は次に、上記負荷装置を、構造が簡単で、負荷解除の機能も有するものとなすことを課題としている。
【０００５】
本発明はさらに、上記負荷装置を、少数の負荷ユニットの取付けにより、多段階の大きさの負荷を提供できるものとすることを課題とする。例えば１０キログラム、２０キログラム、４０キログラム、８０キログラムの負荷を提供できる四つの負荷ユニットを具えて、負荷装置全体として、１０キログラム、２０キログラム、・・・と１０キログラムずつ増加して１４０キログラムまでの負荷を提供できるようにする。この場合、１３０キログラムの負荷は１０キログラムと４０キログラムと８０キログラムの三つの負荷ユニットにより提供され、２０キログラムの負荷ユニットは負荷を提供しない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る運動機材の負荷装置は、運動器材に運用されて使用者が施力する時に外界大気の圧力に対抗させることで運動を行わせるようにするものであって、上記課題を解決するために、ほぼ封閉された空間とされて体積が変化可能である真空室と、該真空室と連通する入気孔を具えた複数の負荷ユニット、上記複数の負荷ユニットと使用者とを連結して使用者の施力を上記複数の負荷ユニットに伝達する負荷伝達装置、上記複数の負荷ユニットの複数の入気孔の一部或いは全部を外界大気に対して選択的に開閉自在にすることで負荷の大きさを調整し、負荷ユニットの入気孔を閉じた時にその負荷ユニットの真空室に閉じられた空間を形成させ、使用者の施力で真空室の体積を拡大する時に外界大気と遮断されて使用者の施力に対抗する必要な力を生じさせる一方、負荷ユニットの入気孔を開いた時にその負荷ユニットの真空室を外界大気に連通させ、該負荷ユニットが負荷を提供不能となる負荷調整装置、
以上を包括して構成されたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る運動機材の負荷装置は、請求項１に係る運動機材の負荷装置において、前記負荷ユニットがピストンとピストンロッドを包括するシリンダとされ、該ピストンロッドに前記負荷伝達装置が連結されたことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項３に係る運動機材の負荷装置は、請求項１に係る運動機材の負荷装置において、前記負荷ユニットがストッパプレートを有する複数の環状シリンダを具え、各環状シリンダが同一平面上にある同心円となるよう配列された環状壁を有し、各ストッパプレートが各環状シリンダの環状壁に固定され、ピストンプレートが牽引シートに固定され、ピストンプレートとストッパプレートの間に真空室が形成され、該牽引シートが回転可能とされて、使用者が施力して該牽引シートを回転させて前記ピストンプレートとストッパプレートとの間の真空室の体積を拡大する時に、外界大気の圧力と遮断された使用者の施力に対抗する力を生じさせるようにしたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項４に係る運動機材の負荷装置は、請求項１に係る運動機材の負荷装置において、前記負荷ユニットが蛇腹管とされたことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項５に係る運動機材の負荷装置は、請求項１に係る運動機材の負荷装置において、前記負荷調整装置が、複数の延伸管を包括し、各延伸管が対応する真空室の入気孔と連結し、負荷調整装置と複数の負荷ユニットの間の距離が延長されていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項６に係る運動機材の負荷装置は、請求項１に係る運動機材の負荷装置において、前記負荷調整装置が、円板状のゲートシートと該ゲートシートに外から嵌合する可動体を包括し、該ゲートシートが複数の通気孔を具え、該通気孔が対応する真空室の入気孔と連結され、該可動体が該ゲートシートに対して回転可能とされ、該可動体に放射状に配設された複数のゲート区域があり、ゲート区域ごとに一端が前記通気孔と異なる位置及び数を以て連通すると共に他端が外界大気と連通するゲートホールとが形成され、該ゲートホールが選択的に該通気孔と連結され、使用者が可動体を回動させることで、通気孔とゲートホールが連通するか否かが制御され、通気孔がゲートホールと連通する時、この通気孔に対応する真空室とこのゲートホールが連通して真空室が大気に通じ、この真空室のある負荷ユニットが負荷提供不能となるようにしてあることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項７に係る運動機材の負荷装置は、請求項２に係る運動機材の負荷装置において、前記シリンダが円周に沿って配列されたことを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明を適用した運動器材９０の実施の形態を示す。本発明の運動器材の負荷装置１０は、複数の負荷ユニット２０、負荷伝達装置８０及び一つの負荷調整装置７０を具えている。負荷ユニット２０は負荷を提供し、該負荷伝達装置８０を介して使用者９９が該負荷ユニット２０に施力できるようにしてあり、使用者９９は負荷調整装置７０により負荷の大きさを調整できる。また、固定装置８５が運動器材の負荷装置１０を運動器材９０に固定している。使用者９９が近距離で負荷調整装置７０を操作できるように、負荷調整装置７０が延伸管７１により負荷ユニット２０に連結されている。これにより使用者９９は牽引ロープ９１を透過して負荷伝達装置８０を介して負荷伝達装置８０を引き動かして運動目的を達成することができる。
【００１４】
図３は本発明の負荷ユニット２０の第１実施例の分解図である。本実施例の負荷ユニット２０は、ピストン４３とピストンロッド４４を具えたシリンダ４０とされ、シリンダ４０の上方に上蓋４１があり、各シリンダ４０の上蓋４１は一体に連接されて設けられ、上蓋４１は穿孔４１２を有してピストンロッド４４が該穿孔４１２より突出して牽引シート４５と結合し、牽引ロープ９１が連結リング４５１を介して牽引シート４５と結合している。本実施例の牽引シート４５は即ち負荷伝達装置８０とされている。各シリンダ４０の下方に底蓋４２が緊密に結合され、底蓋４２は固定シート４６と一体に形成され、各底蓋４２はそれぞれ一つの入気孔２１を具え、上記延伸管７１が該入気孔２１と連通している。上記固定シート４６はネジ４７により負荷ユニット２０を運動器材９０に固定している。
【００１５】
上記ピストン４３の周辺とシリンダ４０外壁の内縁は緊密に当接し、気密の効果を達成しており、ピストン４３と底蓋４２の間に一つの真空室３０を形成しており、入気孔２１が真空室３０と連通している。シリンダ４０の提供する負荷とそのシリンダ内横断面は正比例の関係にある（Ｐ×Ａ）。このようにシリンダ４０を使用し大気圧力を利用して負荷を提供するのは周知の技術であるため、ここでは説明を省略するが、それについてはアメリカ合衆国パテントＮｏ．５３３６１５０を参照されたい。
【００１６】
図４から図６を参照されたい。負荷調整装置７０の主体は円板状のゲートシート７２と該ゲートシート７２の外側に嵌合された可動体７３で組成され、可動体７３は、可動体７３の穿孔７３１とゲートシート７２の穿孔７２１を貫通しスプリング７５２が装着されたボルト７５がナット７５１に螺合されることで、ゲートシート７２に対して回転可能に連結されている。また可動体７３の内縁に位置決め孔７３２が設けられ、ゲートシート７２の位置決め凸点７２２に組み合わされ、使用者が分段式に可動体７３を回転させられるようにしてある。また、負荷調整装置７０は固定柱７７及び固定部品７７１により運動器材に固定可能である。
【００１７】
本発明の負荷調整装置７０の重点は、選択的に上述の複数の負荷ユニット２０の複数の入気孔２１を一部或いは全部閉じることで負荷の大きさを調整できることにある。以下に、本実施例がいかに達成されるかを説明する。円板状のゲートシート７２はその半径位置に一列に配設された複数の通気孔７６を具え、通気孔７６は延伸管７１により真空室３０の入気孔２１と連結している。可動体７３は放射状に配設された複数のゲート区域７９を具え、ゲート区域７９ごとに異なる位置及び数の外界大気と連通するゲートホール７４を有する。ゲートホール７４は選択的に通気孔７６と連結される。例えば、ゲート区域７９ａにはゲートホール７４がなく、ゆえにこのゲート区域７９ａが回動して通気孔７６の位置に至ると、各通気孔７６は閉じられ、ゆえに本実施例の四つの負荷ユニット２０の全ての入気孔２１が閉じられ、これにより負荷ユニット２０の真空室３０が閉じた空間を形成して使用者が施力して真空室３０の体積を拡大する時に、外界大気の圧力に対抗する必要が生じる。また、ゲート区域７９ｂは中間の二つのゲートホール７４を有し、ゆえにゲート区域７９ｂが回動して通気孔７６の位置に至ると、中間の二つの通気孔７６が外界大気と連通し、このため中間の二つの負荷ユニット２０の真空室３０が外界大気に連通し、該真空室３０のある負荷ユニット２０が負荷を提供不能となり、ゆえにゲート区域７９ｂを選択することで得られる負荷はゲート区域７９ａを選択することで得られる負荷より小さい。当然負荷調整装置７０はその他の形式とされ得て、例えば電磁弁が直接負荷ユニット２０の複数の入気孔２１の開閉を制御する形態も可能である。
【００１８】
このほか、上蓋４１に小さい気孔４１１が設けられ、使用者が施力してピストン４３を上に引いた後に、開放する時、外界の空気が通気孔４１１を通過してシリンダ４０内に進入し、これによりピストン４３が急激に下に落ちるのを防止し、それにより使用者の筋肉が急速に引っ張られることによる傷害を防止している。気孔４１１には、ピストン４３が引き上げられる時に、シリンダ４０内部の気体を排出させるために、逆止め弁４８が組み合わされ、排出気体のほとんどをこの逆止め弁４８より排出するようにしてある。図２には蓋４８１及び排気孔４８２で構成された逆止め弁４８が示されている。
【００１９】
図７の実施例と図３の実施例の異なる所は、シリンダ４０の配列方式にあり、負荷をスムーズに提供するために、シリンダ４０が対称方式で配列され、且つ対称なし提供する負荷が等しく、且つ同時に負荷を提供或いは提供しないようにしてある。例えばシリンダ４０ａ及び４０ｂは同時に負荷を提供するか或いは提供せず、その提供する負荷は等しい。図８、図９のシリンダ４０の製造方式は上述の実施例と異なり、各シリンダ４０は個別に設置されない。
【００２０】
図１０のシリンダ４０は同心円方式で配置され、この時中心のシリンダ４０以外のシリンダ４０は少なくとも二つのピストンロッド４４を具えている。
【００２１】
図１１は蛇腹管６０を負荷ユニット２０とした実施例を示す。蛇腹管６０は周知の技術であるので説明は省略するが、詳しくはアメリカ合衆国パテントＮｏ．３８８４４６３を参照されたい。各蛇腹管６０の下端に入気孔２１が設けられて延伸管７１と連通する。蛇腹管６０内部には体積を変化させられる真空室３０が形成されている。図１２は各蛇腹管６０が同心円方式に配設された状態を示す。
【００２２】
図１３から図１４は円周に沿って配列された複数の環状シリンダ５０を設けた実施例を示し、この実施例中の負荷ユニット２０は環状シリンダ５０とされ、ストッパプレート５９とピストンプレート５３が組み合わされ、ボルト５７、ナット５７１及びスプリング５７２を利用して牽引シート５５と固定シート５６で各環状シリンダ５０を挟持被覆している。ストッパプレート５９は環状シリンダ５０の環状壁５１に固定され、ピストンプレート５３は牽引シート５５に固定され、ピストンプレート５３とストッパプレート５９の間に真空室３０が形成され、且つ牽引シート５５が環状シリンダ５０に対して回転可能であり、使用者が施力して牽引シート５５を回して真空室３０の体積を拡大する時に外界大気の圧力に対抗しなければならなくしてある。固定シート５６は環状シリンダ５０と緊密に固定され、固定シート５６には入気孔２１が設けられ、その位置は真空室３０と連通し、延伸管７１が入気孔２１に連結して負荷調整装置７０が入気孔２１の開閉を制御する。また気孔５６１が固定シート５６上に設けられ、牽引シート５５が引き動かされる時に、気体を排出するようにしてあるか、或いは牽引シート５５に気孔５６２が設けられる。
【００２３】
以上は本発明の望ましい実施例の説明であり、本発明の請求範囲を限定するものではなく、本発明に基づきなされる細部の修飾、改変はいずれも本発明の請求範囲に属するものとする。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の運動器材の負荷装置は、複数の負荷ユニット、負荷伝達装置、及び一つの負荷調整装置を包括し、該負荷ユニットが負荷を提供し、該負荷伝達装置を介して使用者が該負荷ユニットに施力するようにしてあり、該負荷ユニットが真空室と該真空室に連通する入気孔を具え、該真空室が大気圧力を利用して負荷を提供し、使用者が上記負荷調整装置により入気孔の開閉を制御することでどの負荷ユニットが大気圧力による負荷を提供するかを決定でき、それにより負荷の大小を調整できる。本発明は構造が簡単で、且つ負荷調整操作が簡単に行えるようにしてある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施例を運用した運動器材の使用状態表示図である。
【図２】  本発明の負荷ユニットの第１実施例中の逆止め弁拡大断面図である。
【図３】  本発明の負荷ユニットの第１実施例の分解斜視図である。
【図４】  本発明の負荷調整装置の第１実施例の分解斜視図である。
【図５】  本発明の負荷調整装置の第１実施例の部分断面斜視図である。
【図６】  本発明の負荷調整装置の第１実施例の平面図である。
【図７】  本発明の負荷ユニットの第２実施例の分解斜視図である。
【図８】  本発明のシリンダの実施例の斜視図である。
【図９】  本発明のシリンダのもう一つの実施例の斜視図である。
【図１０】  本発明の負荷ユニットの第３実施例の部分断面分解斜視図である。
【図１１】  本発明の負荷ユニットの第４実施例の斜視図である。
【図１２】  本発明の負荷ユニットの第５実施例の部分断面斜視図である。
【図１３】  本発明の負荷ユニットの第６実施例の部分断面分解斜視図である。
【図１４】  本発明の負荷ユニットの第６実施例のもう一つの部分断面分解斜視図である。
【符号の説明】
１０  負荷装置
２０  負荷ユニット
２１  入気孔
３０  真空室
４０  シリンダ
４１  上蓋
４２  底蓋
４３  ピストン
４４  ピストンロッド
４５  牽引シート
４５１  連結リング
４６  固定シート
４７  ネジ
４８  逆止め弁
４８１  蓋
４８２  排気孔
５０  環状シリンダ
５１  環状壁
５３  ピストンプレート
５４  牽引ロープ
５７  ボルト
５７１  ナット
５７２  スプリング
５５  牽引シート
５６２  気孔
５６  固定シート
５６１  気孔
５９  ストッパプレート
６０  蛇腹管
６１  上蓋
６２  底蓋
７０  負荷調整装置
７１  延伸管
７２  ゲートシート
７２１  穿孔
７２２  位置決め凸点
７３  可動体
７３１  穿孔
７３２  位置決め孔
７４  ゲートホール
７５  ボルト
７５１  ナット
７５２  スプリング
７６  通気孔
７７  固定柱
７７１  固定部品
７９  ゲート区域
８０  負荷伝達装置
８５  固定装置
９０  運動器材
９１  牽引ロープ
９９  使用者
【図１】
0003746390.tif 000002
【図２】
0003746390.tif 000003
【図３】
0003746390.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0003746390.tif 000007
【図７】
0003746390.tif 000008
【図８】
0003746390.tif 000009
【図９】
0003746390.tif 000010
【図１０】
0003746390.tif 000011
【図１１】
0003746390.tif 000012
【図１２】
0003746390.tif 000013
【図１３】
0003746390.tif 000014
【図１４】
0003746390.tif 000015