JPS6122609Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は筋力トレーニング装置に関し、特に筋
力トレーニングに必要な負荷にウエイトに代えて
トルクモータとした負荷装置に関する。

腕を使つてウエイトを上下操作する機構を有し
て腹や腕の筋肉を鍛えるためのラツトマシンと称
されるトレーニング器具に代表されるように、筋
力トレーニング装置は、一般に負荷としてワイヤ
ーに吊下げた１枚又は複数枚のウエイトを着脱自
在に構成し、該ワイヤーに連結されるハンドル等
のレバーをガイドバーに沿つて上下又は左右動自
在に設け、該レバーを諸姿勢からの操作に対して
該ウエイトを負荷として腕や腹の筋肉を鍛える構
成にされている。

こうした筋力トレーニング器具においては、負
荷調整にはウエイトの枚数変更を必要としてその
煩わしさがあるし、負荷調整後はレバー位置に拘
らず一定になるため実際の運動動作において加わ
る負荷位置・時間要素も含めた負荷態様とは異な
つてしまう不都合があつた。例えば、重量挙げの
負荷態様はバーベルをつかんで胸元まで持上げる
過程に無負荷に近い状態があるのに対して、トレ
ーニング器具には実際の負荷態様に同じにした構
造にするのが難しいし、仮りに同じ特性を持つ構
造に成し得ても複雑な構造にして高価な器具にな
るし、ジヤーク、スナツチなど負荷態様の少しの
変化にも別構造器具を必要とするなどその汎用性
に劣る欠点があつた。

本考案は、負荷としてトルクモータを使用し、
トルクモータのトルク設定値を負荷位置、負荷時
間要素も含めた負荷のプログラム制御とすること
により、任意の運動動作における負荷態様に適合
した負荷発生に自動調整可能にして従来の問題点
の解消した筋力トレーニング装置を提供すること
を目的とする。

第１図は本考案の一実施例を示す機構部構成を
示す。平行でかつ垂直に起立設したガイドレール
１に沿つて上下動できるようガイド輪２Ａを持つ
滑車２にはハンドル３の一端が取付けられる。ハ
ンドル３の他端には運転者が種々姿勢を持つて把
持するレバー部３Ａが設けられる。滑車２はガイ
ドレール２に沿つて張られるワイヤー４によつて
その上下動が規制され、ワイヤー４はプーリー
５，６，７によつてトルクモータ８もしくは該モ
ータ８からギヤ機構を介した変速機との間に張ら
れ、トルクモータ８と滑車２間の動力伝達に供さ
れる。こうした手段は適宜設計変更されるもの
で、例えばモータ８とワイヤー４の結合に安全対
策上に過負荷時のすべり手段や滑車２の位置規制
用ストツパ９が設けられるし、ハンドル３の操作
方向を左右動とするためにガイドバー１やモータ
８等を含めた一体機構を水平方向や斜方向に回動
可能にした機構とする。

ワイヤー４には張力検出器１０が設けられて滑
車２に加えられる負荷が検出される。また、滑車
２の位置検出器１１としてプーリ６に結合された
回転式ポテンシヨメータが設けられる。

これら検出器１０，１１の検出信号はトルクモ
ータ８のフイードバツク制御用として利用され
る。この制御装置構成は第２図に示す構成にされ
る。同図において、張力検出器１０はワイヤー４
が受ける張力から滑車２に作用する荷重に比例し
た電圧信号を出力し、位置検出器１１は滑車位置
に比例した電圧信号を出力する。これら検出器１
０，１１の出力はスイツチ１２Ａ，１２Ｂによつ
て選択的又は両方一緒に制御部１３へのフイード
バツク信号として取込まれ、その目標値としては
基準信号発生器１４からのプログラム設定出力が
与えられる。このプログラム設定出力には必要に
応じてスイツチ１４Ａを通して時刻信号がタイマ
１５から与えられる。

制御部１３は、基準信号発生器１４の出力を比
較基準として滑車２の位置、負荷が該基準値に一
致するようモータ駆動装置１６の操作出力を得
る。モータ駆動装置１６は例えばパワートランジ
スタスイツチングによる電圧調整回路にされ、モ
ータ８の正逆転には相順変更のゲート制御による
構成にされる。また、制御部１３はアナログ式に
限らず。基準信号発生器１４等も含めてマイクロ
コンピユータによるデイジタル式にしてそのプロ
グラム制御を容易、多様化するのに好都合とな
る。

こうした構成のトレーニング装置の制御態様は
トレーニング種類に応じて適宜選択可能にされ
る。この制御を以下に例を上げて説明する。

(1) アイソメトリツク的使用法 レバー３Ａの位置が変化せず、運動者が押す
力と同じ反力をレバー３Ａに発生するようモー
タ８のトルク出力制御を施す。このための制御
には、基準信号発生器１４から滑車２の停止位
置を指令する基準信号Erefを与え、スイツチ
１２Ｂを閉じて位置検出信号Esをフイードバ
ツク信号としてトルクモータ８の出力制御を行
なう。この制御にトルク制御系をマイナプール
として介在させるときには張力検出器１０の出
力も制御部１３に導入する。

(2) 一定負荷使用法 レバー３Ａに一定負荷を発生するようモータ
８のトルク一定出力制御を施す。このための制
御には基準信号発生器１４から予め設定される
トルクに相当する基準信号Erefを発生し、ス
イツチ１２Ａを閉じて張力検出信号Ｅ_Tをフイ
ードバツク信号としてトルクモータ８の出力制
御を行なう。この使用法においては運動者の筋
力が設定されるトルクと同じではレバー位置に
変化なく、設定トルク以上ではレバーの移動に
残りのエネルギーが消費される。

(3) 位置−負荷特性使用法 レバー３Ａの位置に応じて予めプログラムさ
れる特性に従つた負荷を発生するようモータ８
のトルク出力制御を施す。このための制御には
位置検出器１１の出力をスイツチ１２ｃを通し
て基準信号発生器１４の入力とし、例えば第３
図に示すように位置信号Esに対するトルク設
定出力を該基準信号発生器１４から得て張力検
出器Ｅ_Tをフイードバツク信号としてトルクモ
ータ８の出力制御を行なう。

(4) 時間−位置又は負荷特性使用法 レバー３Ａの位置又は負荷を時間の関数とし
て予めプログラされる特性に従つた負荷を発生
するようモータ８のトルク出力制御を施す。こ
のための制御には制御開始からスイツチ１４Ａ
を通してタイマ１５の時限信号を基準信号発生
器１４の入力とし、例えば第４図に示すように
時間に対する位置又はトルク設定出力を得て張
力検出器１０又は位置検出器１１の出力をフイ
ードバツク信号としてトルクモータ８の出力制
御を行なう。

以上のとおり、本考案による筋力トレーニング
装置は、ウエイトに代えてトルクモータを負荷と
して使用するため、負荷調整を容易にすると共に
任意の特性に適合させたプログラム制御が可能と
なり、トレーニング種目や目的に応じた負荷出力
を得る汎用性の高いものにできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す機構部構成、
第２図は第１図におけるモータ８の制御装置回路
図、第３図及び第４図は第２図における負荷特性
例を示す図である。 ２……滑車、３……ハンドル、４……ワイヤ
ー、８……トルクモータ、１０……張力検出器、
１１……位置検出器、１３……制御部、１４……
基準信号発生器、１５……タイマー、１６……モ
ータ駆動装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 運動者が操作するレバーの移動負荷として該レ
   バーに必要なトルクを発生するためのトルクモー
   タと、上記レバーの位置を検出する位置検出器
   と、上記レバーに作用する負荷を検出する張力検
   出器と、これら位置検出器と張力検出器をフイー
   ドバツク信号として予め設定されるプログラムに
   従つた基準信号との比較によつて上記トルクモー
   タの出力制御をする制御手段とを備えたことを特
   徴とする筋力トレーニング装置。