JPS63246181A - 運動訓練装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はスポーツ選手のパワーアップ訓練、−船人の
体力維持向上訓練、身障者の運動訓練などに使用する訓
練装置で、特にパワー（抵抗力×速度）が一定になるよ
うに訓練部の速度に応じて抵抗力が変化するようにした
訓練装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、身体の筋肉又は関節を発達又は強化するための訓
練装置には、重錘や水を負荷に用いた抵抗カ一定の訓練
装置又は油圧、空気圧を利用して等速性運動を行わせる
訓練装置などがあった。

近年訓練方法の研究が進み訓練方法が多様化して、単に
筋力の強化のみならずスピードがあって、かつ力が強い
というパワーアップに関する訓練装置が要求されるよう
になって来た。

パワーアップのための運動訓練装置としては、次のよう
なものが考えられていた。

第２図は従来考えられていた運動訓練装置の構成を示す
ブロック図である。図において、１は訓練アーム、３は
電磁ブレーキ、４は制御部、８は希望するパワー値を制
御部４へ人力するためのキーボードあるいは回転つまみ
などのパワー設定部、６は訓練アームｌの回転速度を検
出するための速度センサ、７は速度センサ６と共に回転
速度検出手段を構成している検出ホイールで、例えば速
度センサ６が磁気式の場合は磁性材よりなる歯車型の検
出ホイール、速度センサ６が光電式の場合は周面が黒白
等間隔て交互に塗装された検出ホイールか使用される。

９は被訓練者が訓練の際に握るグリップ、１５は端部に
訓練アーム１が連結し、中間に検出ホイール７が結合さ
れている電磁ブレーキ３の回転軸、１４は電磁ブレーキ
３を支持する支持台である。

次に、第２図に示す従来考えられていた運動訓練装置の
動作について説明する。まず、パワー設定部８によって
希望するパワー値を設定する。次いて、被訓練者が人力
アームｌのグリップ９を握り訓練アーム１を回転させる
。すると検出ホイール７が回転し、速度センサ６によっ
て回転軸１５の回転速度情報が制御部４へ人力される。

制御部４はこの回転速度情報と上記設定したパワー値に
よって電磁ブレーキ３のブレーキトルクを制御すブレー
キトルクを１、回転数をＮ（ｒｐｍ）、パワー値設定数
をＰとすると、Ｔｏ　＝　ｋ　Ｐ　／　Ｎの関−係式が
保持されるように制御部４は電磁ブレーキ３の制御を行
う。上記式中のｋは比例定数である。

このように制御されるので、訓練アームｌを回転させる
ときの抵抗トルクはブレーキトルク１に等しいので訓練
アームｌの回転速度に反比例するようになり、常にパワ
ー一定の抵抗力が与えられる。

［発明が解決しようとする問題点コ 上記従来の考えられていた運動訓練装置は、実際の訓練
に使用する場合、訓練アームｌには抵抗力として時には
１００Ｋｇ−ｍ以上のトルクが必要な場合もあり、しか
も設定したパワー値と訓練アーム１の回転速度によって
変化しなければならない。従って、電磁ブレーキ３はそ
のブレーキトルクが極めて大きく、かつ変動範囲の非常
に広いものを必要とし、制御部４も広い範囲にわたり制
御しなければならないと共に、極めて大きな電力の制御
を必要とするという問題点があった。このような問題点
は上記運動訓練装置の実用化を阻む原因となり今日まで
商品化されなかった。

この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で、小型電磁ブレーキを用いたコンパクトで安価なパワ
ー訓練のための運動訓練装置を得ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係る運動訓練装置は、減速手段の減速側軸に
被訓練者に抵抗力を与える訓練アームを、高速側軸にブ
レーキ手段と回転速度検出手段を設ける構成としたもの
である。

［作用］ この発明の運動訓練装置は、訓練アームが減速手段の減
速側軸に設けられ、ブレーキ手段が上記減速装置の高速
側軸に設けられているので、ブレーキ手段の高速側と減
速側の回転比をｎ：　ｌとすると、訓練アームの抵抗ト
ルクはブレーキ手段のブレーキトルクのｎ倍となるので
ブレーキ手段を小型なものにすることができる。また、
無段変速（減速）機等を用い、その減速手段の減速比な
変化させることによって、ブレーキ手段のブレーキトル
クの変化範囲は特に広いものを必要としなくなる。

［実施例コ 第１図はこの発明の一実施例である運動訓練装置の構成
を示すブロック図で、第２図と同−又は相当部分は同一
符号を用いて表示してあり、その詳細な説明は省略する
。図において、２は減速手段である減速機で、例えば機
械式の無段式又は数段の減速比を有するものを使用する
ことができる。

１０は減速比を変える変速レバーである。上記減速機２
の減速側軸１２には一方向クラッチ１１を介して訓練ア
ーム１が連結され、高速側軸１３には回転速度検出手段
の一要素である検出ホイール７が設けられ、さらにブレ
ーキ手段である電磁ブレーキ３が連結されている。この
電磁ブレーキ３の回転軸には始動モータＭが連結されて
いる。

６は回転速度検出手段である速度センサ、８はパワー設
定部、４は制御部で、パワー設定部８で設定されたパワ
ー値と速度センサ６からの回転速　　′度情報に基いて
、常に電磁ブレーキ３のブレーキトルクのパワー値が設
定された値に保持されるように回転速度に応して制御を
行い、始動モータＭの制御も行う。

一方向クラッチ１１は訓練アームｌと減速機２を一方向
の回転に限って連結するクラッチで、付属する切替えレ
バーによって連結する回転方向を自由に切り換えること
ができる。

次に、第１図に示すこの発明の一実施例である運動訓練
装置の動作について説明する。

まず、パワー設定部８によってパワー値をセットし、ま
た減速機２の変速レバーｌＯを訓練目的に合った任意の
減速比ｆα置にセットし、電源スィッチをＯＮにすると
始動モータＭが制御部４の制御により通電され回転を始
め、電磁ブレーキ３゜検出ホイール７及び減速機２を回
転させる。このとき訓練アームｌは一方向クラッチ１１
があるので回転しない。次に被訓練者がグリップ９を握
り訓練アームｌを所定の方向に回転させ、回転速度が所
定の値に達すると制御３ＩＩ部４の制御によって始動モ
ータＭの通電はＯＦＦになりフリーの状態になる。制御
部４は速度センサ６の速度情報に応して電磁ブレーキ３
のブレーキトルクが常に設定したパワー値を深持するよ
うに、ブレーキ増幅器５を制御し電磁ブレーキ３の励磁
電流を制御するので、被訓練者が訓練アーム】の回転速
度を変化させてもパワー値が一定になるように抵抗トル
クが変化し、速度×抵抗トルク＝パワーが一定に保持さ
れる。従って訓練アームｌの抵抗トルクはその回転速度
に反比例する値となる。

以上のように、この発明の運動訓練装置によって被訓練
者は訓練アーム１の回転速度に関係なく一定のパワー値
を有する抵抗力を受けて訓練を続けろことができる。被
訓練者が力を抜いて回転速度を下げると大きい力を受け
ろようになり、回転速度を上げると抵抗力は小さくなる
。従って、長時間訓練を続けても飽きず、被訓練者が独
自のプログラム（例えば始めはゆっくり、中間で高速、
終りは再びゆっくりと行うなど）で訓練を行うことので
きる運動訓練装置を得ることかできる。

また、減速機２の減速側に訓練アーム１を連結し高速側
に電磁ブレーキ３を連結しているので、電磁ブレーキ３
のブレーキトルクは従来考えられていた装置に比へ非常
に小さな値でよくなり、その変化範囲も減速機２の減速
比を訓練に合わせてセットするので小さなものでよくな
り、小型の電磁ブレーキ３を使用することができる。

なお、第１図に示した運動訓練装置の訓練アームｌのグ
リップ９は訓練部位に応じて種々交換される。

始動モータＭは始動初期の回転速度が低い間、抵抗トル
クが極めて大きく被訓練者が訓練アームｌを回転するこ
とができなくなることがあり、これを防ぐために設けら
れたものである。

なお、上記運動訓練装置の始動に際し、上記電磁ブレー
キ３のブレーキトルクを零にし、回転速度か所定の速度
に達したとき、あるいは電源スィッチをＯＮにしてから
所定時間経過後に上記ブレーキ増幅器５を作動させ、抵
抗トルクを発生させるようにすることもてきるが、制御
が複雑になったり使用上の制限を受ける。

［発明の効果］ この発明は以上説明したとおり、運動訓練装置において
、減速手段の減速側軸に訓練アームを連結し、高速側軸
にブレーキ手段と回転速度検出手段を連結する構成とし
たので、ブレーキ手段の必要なブレーキトルクを非常に
小さく、またそのトルクの変化範囲も特に広いものを必
要゛どしないので、装置全体をコンパクトで安価に実用
化することができるという優れた効果を奏するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例である運動訓練装置の構成
を示すブロック図、第２図は従来考えられていた運動訓
練装置の構成を示すブロック図である。 図において、ｌ・・・訓練アーム、２・・・減速機、３
・・・電磁ブレーキ、４・・・制御部、５・・・ブレー
キ増幅器、６・・・速度センサ、７・・・検出ホイール
、８・・・パワー設定部、９・・・グリップ、１０　用
変速レバー、１１・・・一方向クラッチ、１２・・・減
速側軸、１３・・・高速側軸、１４・・・支持台、１５
・・・回転軸、Ｍ・・・始動モータ　である。 なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 特許出願人　　酒井医療株式会社 代理人　弁理士　　　　　　島　　１）　　　金弟１図 １：訓練アーム　　　　　　　　１１：　　−力商クラ
、Ｖ＋２：　　＝ｙｆ；ｃ遠＆　　　　　　　　　　　
　　ｉ：２：　　ンｆｘ＊ｉｌり釉３：ｔ’！プレーへ
　　　　　　　　１３：　＆達順１１釉６：　迷度江ン
サ　　　　　　　　１４：　支持台７二、ン＊出、；１
′二、イー）し　　　　　　　Ｍ：　始動モータ９：グ
リ、２プ １０：　変漣レバ−

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）抵抗力に打ち勝つことにより身体の筋肉又は関節
   を発達又は強化するための訓練装置において、被訓練者
   に上記抵抗力を与える訓練アームを減速手段の減速側軸
   に設け、上記減速手段の高速側軸にブレーキ手段と回転
   速度検出手段を設けたことを特徴とする運動訓練装置。
2. （２）上記ブレーキ手段に電磁ブレーキを用いたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の運動訓練装置。
3. （３）上記ブレーキ手段の回転軸に始動モータを連結し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の運動訓
   練装置。