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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5995878
(24)【登録日】2016年9月2日
(45)【発行日】2016年9月21日
(54)【発明の名称】改良型エクササイズ装置
(51)【国際特許分類】
A63B 23/035 20060101AFI20160908BHJP
A63B 21/062 20060101ALI20160908BHJP
A63B 23/00 20060101ALI20160908BHJP
【ＦＩ】
A63B23/035
A63B21/062
A63B23/00 F
【請求項の数】15
【全頁数】22
(21)【出願番号】特願2013-557172(P2013-557172)
(86)(22)【出願日】2012年3月7日
(65)【公表番号】特表2014-507239(P2014-507239A)
(43)【公表日】2014年3月27日
(86)【国際出願番号】GB2012050504
(87)【国際公開番号】WO2012120299
(87)【国際公開日】20120913
【審査請求日】2015年2月12日
(31)【優先権主張番号】1103990.6
(32)【優先日】2011年3月9日
(33)【優先権主張国】GB
(73)【特許権者】
【識別番号】513227505
【氏名又は名称】ムジョ メカニクス リミテッド
【氏名又は名称原語表記】ＭＵＪＯ ＭＥＣＨＡＮＩＣＳ ＬＩＭＩＴＥＤ
(74)【代理人】
【識別番号】100107456
【弁理士】
【氏名又は名称】池田 成人
(74)【代理人】
【識別番号】100123995
【弁理士】
【氏名又は名称】野田 雅一
(74)【代理人】
【識別番号】100148596
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 和弘
(72)【発明者】
【氏名】ヒギンス， ダグラス
【審査官】
青山 玲理
(56)【参考文献】
【文献】
米国特許第０５４１３５４６（ＵＳ，Ａ）
【文献】
米国特許出願公開第２００７／００３７６６７（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
英国特許出願公開第０２２２３６８６（ＧＢ，Ａ）
【文献】
特開平０６−００７４７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
米国特許第０７８３３１３８（ＵＳ，Ｂ１）
【文献】
特開昭５９−１３９２７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
実開平０３−１０１９７５（ＪＰ，Ｕ）
【文献】
登録実用新案第３０８７９４１（ＪＰ，Ｕ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ａ６３Ｂ １／００−２６／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
フレームワーク（１２）と、前記フレームワーク（１２）に取り付けられ、かつ使用の際に使用者の体重の少なくとも一部を支持することができる使用者支持部材（２４）と、少なくとも１つの抵抗力（１４）を生み出す手段と、可動セクション（３６）とを備える筋肉抵抗装置（１０）であって、前記可動セクションが、該可動セクションの長手方向に沿って少なくとも１つの位置において、前記抵抗力（１４）またはそれぞれの前記抵抗力とリンクされており、前記可動セクション（３６）の細長い第１の部分（３８）が、該第１の部分（３８）が変位することを可能とする第１の連結部（４０）によって、前記フレームワーク（１２）に取り付けられており、前記可動セクション（３６）の細長い第２の部分（４２）が、該第２の部分（４２）が変位することを可能とする第２の連結部（４４）によって、前記可動セクション（３６）の前記第１の部分（３８）と連結されており、使用の際、前記可動セクション（３６）の前記第１の部分（３８）および前記第２の部分（４２）が、角度的におよび／または直線的に、互いに別々に可動であり、前記抵抗力（１４）が、前記第１の部分（３８）および前記第２の部分（４２）の双方に印加されており、前記筋肉抵抗装置（１０）が、前記フレームワーク（１２）と前記第１の部分（３８）との間のジョイントおよび前記第１の部分（３８）と前記第２の部分（４２）との間のジョイントのうちの少なくとも一方をロックするための少なくとも１つの可動域リミッタ（４５５）を含むことを特徴とする、筋肉抵抗装置（１０）。
【請求項2】
前記可動セクション（３６）の少なくとも一部が、多方向に動くことができることを特徴とする、請求項１に記載の筋肉抵抗装置（１０）。
【請求項3】
前記抵抗力（１４）が、前記可動セクション（３６）の前記第１の部分（３８）および前記第２の部分（４２）の双方に回転負荷を加えるために、少なくとも２つの滑車（２０および３４）を介して印加されることを特徴とする、請求項１または２に記載の筋肉抵抗装置（１０）。
【請求項4】
第１の滑車（２０）が、前記フレームワーク（１２）に取り付けられており、第２の滑車（４４９）が、前記可動セクションに取り付けられていることを特徴とする、請求項３に記載の筋肉抵抗装置（１０）。
【請求項5】
第１の滑車（２０）が、前記第１の部分（３８）の動作平面と平行になるように配置されており、第２の滑車（４４９）が、前記第２の部分（４２）の動作平面と平行になるように配置されていることを特徴とする、請求項３または４に記載の筋肉抵抗装置（１０）。
【請求項6】
前記可動セクション（３６）と前記少なくとも１つの抵抗力（１４）とのリンクが、少なくとも１つの可変負荷用のカムを備えることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の筋肉抵抗装置（１０）。
【請求項7】
前記カムが、前記可動セクションの前記第２の連結部に隣接して配置されていることを特徴とする、請求項６に記載の筋肉抵抗装置（１０）。
【請求項8】
前記カム（４５０）が、該カム（４５０）の回転軸線が前記第２の連結部の回転軸線からずれる位置で前記第１の可動部分（３８）と連結されており、前記カム（４５０）が、ケーブルによって前記第２の可動部分（４２）と連動されていることを特徴とする、請求項６または７に記載の筋肉抵抗装置（１０）。
【請求項9】
前記第１の連結部（４０）および前記第２の連結部（４４）が、単一の平面における動作を可能とするように配置されていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の筋肉抵抗装置（１０）。
【請求項10】
前記第１の連結部（４０）および前記第２の連結部（４４）が、矢状面、冠状面、および水平面を含む群から選択される平面における、前記可動セクション（３６）の前記第１の部分（３８）の、使用の際の動作を可能とし、前記群から選択される他の平面における、前記可動セクション（３６）の前記第２の部分（４２）の動作を可能とするように配置されていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の筋肉抵抗装置（１０）。
【請求項11】
使用の際に、前記使用者の身体の第１の関節の内転に抵抗し、前記使用者の身体の第２の関節の伸展または屈曲に抵抗することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の筋肉抵抗装置（１０）。
【請求項12】
使用の際に、前記使用者の身体の第１の関節の内転に抵抗し、前記使用者の身体の前記第１の関節または第２の関節の回転に抵抗することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の筋肉抵抗装置（１０）。
【請求項13】
前記可動セクションの前記第２の連結部（４４）が、前記第１の部分（３８）に対する、前記可動セクションの前記第２の部分（４２）の軸回転を可能とすることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の筋肉抵抗装置（１０）。
【請求項14】
少なくとも１つの前記連結部（４０および４４）が、前記可動セクションの少なくとも１つがスイングすることを可能とすることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の筋肉抵抗装置（１０）。
【請求項15】
前記ジョイントを使用者の手足の長さと適合させることを可能にするために、前記第１の連結部（４０）と前記第２の連結部（４４）との間の距離を調節可能である、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の筋肉抵抗装置（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、改良型エクササイズ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
一部の既存のエクササイズ装置に関する問題は、エクササイズの可動域の全体にわたって関節の方向および／または関節にかかる負荷がほとんど制御されないことである。
【0003】
カムをベースとしない固定ウェイトマシン、フリーウェイト、およびケーブルマシンは、例えば、複数の関節をトレーニングすることができるが、重力の方向、ケーブルの方向、および／または機構の動作によって規定される特定の方向に固定された負荷を加えるものであり、負荷の方向が、使用者の動作に適合されない。したがって、使用者が、例えば自分の手足を動かすとき、負荷は最初、動作に対して垂直に作用するが、可動域の間に負荷は、垂直からずれた角度で作用する可能性がある。
【0004】
結果として、関節または各関節に十分に負荷がかからず、この結果、エクササイズの効率が低下する。さらに、ケーブルマシンおよびフリーウェイトでは、使用者の関節が支持されていないため、使用者は、とりわけ疲労している場合に、関節および／または筋肉に損傷を与える可能性がある不自然な姿勢でエクササイズする可能性がある。
【0005】
カムベースのマシン（Ｎａｕｔｉｌｕｓによって製造されたものなど）は、カムによって関節に加えられる回転負荷を利用して可動域の全体にわたって関節に負荷を均等に加える。しばらくの間は、このようなマシンを利用することができる。このようなマシンの欠点は、該マシンが、１つの関節を一方向にエクササイズすることに制限されており、単一の関節のみがエクササイズされ、多関節エクササイズが不可能なことである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
Ｗｉｌｌｉａｍ Ｋｕｒｔ Ｅｄｅｋｅｒの名義の米国特許第７６４５２１６号明細書は、多関節エクササイズを可能とするリンクカム構成を備える枢動部分を備えるエクササイズマシンについて開示している。これらのマシンの１つの欠点は、単一の運動面および／または動作経路でしか動作しないことである。さらなる欠点は、カムが互いに連動されているため、関節をエクササイズするために枢動する部分は、一方の部分の動作が、もう一方の動作をもたらすか、または、もう一方の動作に従属するように、従属的に連動されていることである。従属的に連動されていることによって、各関節に関するマシンの利点は制限されている。なぜなら、より大きな筋肉群が、より小さな筋肉群を補償してしまい、この結果、エクササイズの効果が減少する場合があるからである。さらに、このようなトレーニングでは、関節のうちの少なくとも１つの全可動域にわたっては負荷が加えられない。
【0007】
国際公開第２００８／００９９４９号パンフレットは、使用者の頸椎を強化するための筋肉調整装置について開示している。しかしながら、その動作は、背中および首のみのエクササイズを可能とするように制限されている。
【課題を解決するための手段】
【0008】
したがって、本発明は、フレームワークと、少なくとも１つの抵抗力を生み出す手段と、可動セクションとを備える筋肉抵抗装置であって、可動セクションが、その長手方向に沿って少なくとも１つの位置において抵抗力またはそれぞれの抵抗力とリンクされており、可動セクションの第１の部分は、該第１の部分が一時的に変位することを可能とする第１の連結部によって、フレームワークに取り付けられており、可動セクションの第２の部分は、該第２の部分が一時的に変位することを可能とする第２の連結部によって、可動セクションの第１の部分と連結されており、可動セクションの第１の部分および第２の部分が、角度的におよび／または直線的に互いに別々に可動である筋肉抵抗装置に関する。
【0009】
可動部分が、独立動作することができるため、可動セクションの一時的な変位中に２つ以上の筋肉群をエクササイズすることができる。このエクササイズは、同じ関節の２つの動作または２つの異なる関節の動作であってもよい。２つの方向または平面において関節または複数の関節をエクササイズすることによって、より多くの筋肉群が使用され、この結果、多軸動作を制御する筋肉および２つ以上の関節の動作を助ける多関節筋肉がエクササイズされる。
【0010】
抵抗力は、第１の部分および第２の部分のそれぞれの動作に別々に関係する。したがって、第１の部分が、第２の部分と対照的に固定位置に保持される場合、第２の部分の動作が、抵抗力を受ける。同様に、第２の部分が、第１の部分と対照的に固定位置に保持される場合、第１の部分の動作が、抵抗力を受ける。したがって、各部分は、他方の部分を動作させずに動作させることができるが、抵抗力は常に、動作させている部分に加えられる。このように、使用者は、本装置を使用しているときは常に、抵抗が加えられていない受動的な可動部分に直面することなく、抵抗を感じる。さらに、部分は、一方の部分の動作が、第２の部分の一定の予測可能な動作をもたらすようには、従属的に互いに連動されていない。
【0011】
本装置は、身体の少なくとも１つの関節をエクササイズするための半制約的な機能環境（ｓｅｍｉ−ｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）を提供する。単一の関節および／または運動面に動作を制限することなく、エクササイズが支援されているため良好な姿勢を維持することができる。
【0012】
本装置は、２つの部分の独立動作を可能とし、この結果、双方の関節に回転トルクを加えることによって可動域の全体にわたって各関節に十分に負荷を加えることを可能とすることにより、従来技術を改善する。
【0013】
連結部のうちの少なくとも１つには、回転動作よりも直線動作が、または、回転動作を加えた直線動作が望ましい場合がある。このことは、直線動作および回転動作の双方を含むスイング動作を達成するために好ましい場合がある。
【0014】
独立移動カムは、本構成を用いることによって形成される。すなわち、カムは、第１の移動部分によって規定された経路に沿って動作し、カムの位置が、フレームワークに対して変化するため、第２の移動部分は、単一の所定の経路ではなくそれが動作し得る経路範囲を有する。ケーブルの張力は、カムの並進動作に抵抗する。カムの軸線は、空間の固定位置に留まるのではなく可動域の間で移動する。２つの部分が独立的に連動されているため、使用者によって実行されるエクササイズ全体は、部分が従属的に連動されている場合よりも密接に使用者の自然な動作に従うことを可能とする。
【0015】
第２の可動セクションの端点は、その全可動域の間に、半径の異なる少なくとも２つの弓状経路を辿る場合がある。第１の可動部分の変位は、第１の弧を描き、第２の可動部分の変位は、第２の弧を描く。第１の部分および第２の部分のそれぞれの長さが異なっているため、もたらされる弧の半径が異なる。
【0016】
可動セクションの少なくとも一部が、多方向の動作を行うことができることが好ましい。これは、単一平面における２つの方向の動作であってもよいし、または、２つの異なる平面における動作であってもよい。例えば、２つの動作は、双方とも弧を描き、互いに異なる半径を有するものであってもよい。あるいは、この動作は、直進し、次に弧を描くようなものであってもよいし、または、この逆であってもよい。
【0017】
可動セクションと少なくとも１つの抵抗力とのリンクは、少なくとも１つのカムを備えることが好ましい。可動セクションと抵抗力とのリンクにカムを設けることによって、抵抗に打ち勝つために使用者が必要とするトルクは、一定であるか、または、可動セクションの可動域の経路にわたり所定量だけ変化するように、変更することができる。双方のジョイント（連結部）における回転トルクの印加の負荷は、第１の連結部に作用するケーブルの張力により負荷をかけられている第２の連結部および第１の連結部に配置されたカムを介してトルクを加えることによってもたらされてもよい。このことは、２つの関節にまたがる動作を制御する二関節筋（二頭筋、三頭筋、四頭筋、ハムストリング、腓腹など）にとって、とりわけ好適であってもよい。
【0018】
好適には、カムは、可動セクションの第２の連結部に実質的に隣接して配置される。カムは、第１の可動部分と第２の可動部分との連結部に配置されることが好都合であり、また、このような仕方で構成することが比較的容易である。このことは、第２の部分よりも大きなトルクを第１の部分に発生させることが好ましい場合に、特に好適である。
【0019】
カムまたは複数のカムの全体的効果は、少なくとも１つの抵抗力に打ち勝つために必要とされる力が可動セクションの全可動域にわたって可変であることであることが好ましい。少なくとも１つの抵抗力に打ち勝つために必要とされる力を変化させることによって、本装置は、選択された筋肉群に最も良く作用するように調整することができる。例えば、可動域の第１の部分では、可動域のその後の部分よりも、筋肉をより働かせることが望ましい場合がある。多方向の可動セクションと組み合わせてカムを使用することによって、このようなプロファイルを確立することができる。第２の部材におけるトルクは、カムの半径およびプロファイルを変更することによって調整されてもよい。第１の部分におけるトルクは、カムを第１の連結部に取り付ける位置を変更することによって調整されてもよい。
【0020】
一構造では、カムは、カムの軸線が第２の連結部の軸線からずれる位置で第１の可動部分と連結され、カムは、ケーブルによって第２の可動部分と連動される。カムを第１の可動部分に沿って配置することによって、抵抗力に打ち勝つために必要とされるトルクまたは直線力は、第１の部分と第２の部分との連結部に、または、第２の可動部分の長手方向に沿って（このこと自体が望ましい場合がある）カムを配置するのと比べてより良好に調整することができる。
【0021】
一実施形態では、第１の連結部および第２の連結部は、実質的に同じ方向への動作を可能とし、これにより、単一平面における可動セクションの第１の部分および第２の部分の動作が可能となる。このような構造は、肩および二頭筋が双方とも単一平面において使用されるように腕をエクササイズすること（肩の挙上および二頭筋のねじりなどの動作）に有用であってもよい。
【0022】
代替的な構成では、第１の連結部および第２の連結部は、矢状面、冠状面、および水平面を含む群から選択される平面において可動セクションの第１の部分の動作を可能とし、同じ群から選択される他の平面において可動セクションの第２の部分の動作を可能とするように配置される。このような構造は、多平面動作を可能とし、これにより、使用者の身体の１つ以上の関節が、可能的には垂直な平面において、エクササイズされる。これにより、使用者は、スポーツ活動中に自然に行われる動作および多軸関節の動作をより綿密に反復することが可能となり、これにより、支持および案内が実現される。これは、けがのリハビリに特に有用であり得る。
【0023】
使用の際、本装置が、使用者の身体の第１の関節の内転に抵抗し、使用者の身体の第２の関節の伸展または屈曲に抵抗することが好ましい場合がある。あるいは、使用の際、本装置は、使用者の身体の第１の関節の内転に抵抗し、使用者の身体の同じ関節または第２の関節の回転に抵抗する。特定のスポーツまたは動作に関して使用者の筋肉をエクササイズする場合、身体の自然な動作を反映した動作が望ましい。
【0024】
好適には、可動セクションの第２の連結部は、第１の部分に対する、可動セクションの第２の部分の軸回転を可能とする。可動セクションの可動域の間に第２の部分が第１の部分に対して回転することを可能にすることによって、より自然な動作を実現することができる。例として、２つの部分間の回転が可能な場合、ラケットスポーツのショット中の腕の回転をより正確に真似ることができる。三次元カムが、例えば、第２の部分の端部における回転動作が可能となり得るように、部分間のこのような動作を行うために使用されてもよい。
【0025】
少なくとも１つの連結部が、可動部分のうちの少なくとも１つがスイングすることを可能とすることが好ましい。このスイングは、回転動作と直線動作との組合せまたはただの回転動作であってもよい。このような動作は、人間または動物の関節の動作を模倣する経路が、可動セクションによって辿られることを可能とする。
【0026】
連結部は枢動部であることが好適である。枢動部は、人間の身体のいくつかの関節と同様の仕方の動作を可能とする。したがって、本装置がこのような動作を再現することは好適である。さらに、枢動部は、このような動作を再現し、これを容易に維持する比較的単純な連結部である。
【0027】
次に、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら単なる例として説明する。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】本発明の第１の実施形態を示している。
【図3】本発明の第２の実施形態を示している。
【図4】本発明の第３の実施形態を示している。
【図5】本発明の第４の実施形態を示している。
【図6】本発明の第５の実施形態を示している。
【図7】本発明の第６の実施形態を示している。
【図8】本発明の第７の実施形態を示している。
【図9】本発明の第８の実施形態を示している。
【図10】本発明と共に使用するためのカム構成の側面斜視図を示している。
【発明を実施するための形態】
【0029】
図１は、固定ウェイトエクササイズマシン１０を示しており、固定ウェイトエクササイズマシン１０は、ウェイトスタック１４を収容するフレームワーク１２を備える。ウェイトスタック１４は、当該技術分野では知られている共通の構造を有しており、２つの略垂直なシャフト１８が通過する凹部を有する矩形プレート１６を備える。必要な重量は、ウェイトスタック１４の一番上のプレートに取り付けられ、かつ他のウェイト１６中を垂下している（図示せず）垂直シャフト中にプレート１６を介してピン（図示せず）を水平に配置することによって選択される。ウェイトスタックは、一番上のプレート１６上の滑車２０と連結されている。第２の滑車２２は、略垂直方向において滑車２０の上方の位置でフレームワークと連結されている。
【0030】
シート部２４は、ウェイトスタック１４に対して垂直に配置されている。シート部２４は、略垂直な支柱２６を備え、支柱２６には、背支持部２８および頭支持部３０が連結されている。支柱２６の下から３分の２、すなわち、座った使用者のおおよそ肩の高さに、略水平な横ビーム３２が設けられており、略水平な横ビーム３２の端部には、シート部２４の方向に向かって、横ビーム３２に対して略垂直に延びるフランジ３４がある。フランジ３４のそれぞれには、それぞれの可動セクション３６が取り付けられている。
【0031】
所望の静止位置にあるときに下方に向かって略垂直に延びる第１の可動部分３８の一端は、枢動部４０によってフランジ３４と連結されている。第２の可動部分４２の一端は、枢動部４４によって第１の可動部分３８の他端と連結されている。ハンドル４６が、第２の可動部分４２の他端に設けられている。ハンドル４６は、前腕の回内および／または回外を可能にするために受動的に回転可能であってもよい。枢動部４０および４４は双方とも、略水平になっており、横ビーム３２と略平行である。滑車４８ａおよび４８ｂは、横ビーム３２と連結されており、カム５０は、第２の可動部分４２と連結されていて、枢動部４４と同軸である。第１の可動部分３８の内側には、肘当て５２がある。静止中、第２の可動部分４２は、下方に向けられるが、必ずしも垂直ではない。
【0032】
ケーブル（図示せず）が、ウェイトスタック１４上の滑車２０に巻き付けられ、第２の滑車２２を通過している。この場合、ケーブルは、滑車４８ａおよび４８ｂに巻き付けられ、それぞれの可動セクション３６のそれぞれのカム５０に取り付けられている。
【0033】
使用の際、使用者（図示せず）は、自分の背中を背支持部２８に当て、自分の頭を頭支持部３０に当てた状態で、シート部２４に座る。シート部は、使用者が適切な高さに確実にくるように調整可能である。使用者は、自分の肘を肘当て５２のそれぞれに配置し、ハンドル４６を握る。これにより、使用者の肩と第１の連結部４０とが直線上に配置され、使用者の肘と第２の連結部４４とが直線上に配置される。使用者は、第１の可動部分３８が水平位置まで、または、水平位置よりも上に持ち上げられるように、自分の腕を前方および上方に動かす。ハンドル４６は、第１の可動部分３８および第２の可動部分４２の上面がなす角度が本マシンの全可動域にわたる１回の動作の間に減少するように、持ち上げられる。本装置の全可動域の終点では、第１の可動部分３８が略水平となるか、または、フランジ３４および第１の可動部分３８の目的の下面が優角を形成する。この位置では、第２の可動部分４２は、略垂直となるか、または、垂直線を越えてもよい。これにより、第１の可動部分３８および第２の可動部分４２の下面とが優角を形成する。明らかに、可動域の終点における最終的な角度は、使用者に応じて変化し、これらの示した位置に達しない場合がある。これらの動作、すなわち、第１の可動部分３８および第２の可動部分４２の動作は、必要とされるエクササイズに応じて同時にまたは段階的に行われてもよい。
【0034】
可動セクション３６の動作中、使用者は、ウェイトスタックにより抵抗力を感じる。カム５０ａおよび５０ｂは、使用者からの力が、ウェイトスタック１４を持ち上げ、全可動域にわたって可動セクション３６を移動させるために必要とされるようにするために、負荷を加える。第１の部分３８にかかる負荷は、カム５０の形状を変更すること（半径を変更することを含んでもよい）、および／または、第１の連結部４０に対するカム５０の半径上のケーブル連結点を変更することによって変更されてもよい。枢動部４０を中心とした第１の可動部分３８の回転により、肩関節およびこれに関連する筋肉（二頭筋の肩付着部）がエクササイズされる。枢動部４４を中心とした第２の可動部分４２の回転により、肘関節およびこれに関連する筋肉（二頭筋の肘付着部）がエクササイズされる。
【0035】
図２は、図１に示されている装置を使用している最中の使用者の腕の効果的な動作を示している。６０ａは、使用者の上腕の可能な開始位置を示しており、このとき、第１の可動部分３８は静止位置にある。６０ｂは、最終位置にある使用者の腕を示しており、このとき、第１の可動部分３８は、全可動域の終点に到達していなければならない。使用者の前腕６２は、図に示されている位置を通過するように動かされてもよい。
【0036】
図３は、本発明の第２の実施形態を示しており、使用者の背中および首をエクササイズするための装置１０’を示している。この第２の実施形態は、ウェイトスタック１４’を収容するフレームワーク１２’を備える。シート部２４’は、ウェイトスタック１４’に最も近い、所望の後方のコーナにおいて、支柱２６’の外面と連結されている。シート部２４’は、ウェイトスタック１４’に対して垂直に配置されている。支柱２６’は、使用者の腰背部の腰部あたりの位置まで略垂直に延びている。支柱の下端には、足支持部２５’が設けられている。
【0037】
第１の可動部分３８’の一端は、枢動部４０’によって支柱２６’の上部と連結されている。第１の可動部分３８’は、上方に向かって略垂直に延びている。第１の可動部分３８’のほぼ中間、すなわち、使用者の肩甲骨の領域には、背支持部２８’がある。第２の可動部分４２’の一端は、枢動部４４’によって、第１の可動部分の他端と連結されている。第２の可動部分４２’の他端には、頭支持部３０’が設けられており、カム５０’が、枢動部４４’と同軸に、枢動部４４’に設けられている。ケーブル（図示せず）によって、カム５０’とウェイトスタック１４’とが接続されている。
【0038】
使用の際、使用者は、シート部２４’上の座位をとり、背支持部２８’および頭支持部３０’に当たるように自分の背中および頭をそれぞれ配置する。使用者の足は、使用者を安定させるのを助け、ウェイトスタック１４がもたらす抵抗力に対抗する力を加えるのを助けるために、足支持部２５’上に配置される。使用者は、自分の背中を背支持部２８’に押し当て、これにより、第１の可動部分３８を動かし、また、自分の頭を使用して頭支持部３０’を押し遣り、第２の可動部分４２’を動かす。使用者の背中および首を用いて可動セクション３６’に力を加えることによって、カム５０’およびケーブル（図示せず）は、この力をウェイトスタック１４の垂直な動作に変換することができる。
【0039】
図４に示されている装置１０’’は、使用者の肩の水平内転および内旋に抵抗するようになっており、投擲動作またはラケットのオーバーヘッド動作を反復させる。装置１０’’は、フレームワーク１２’’と、ウェイトスタック１４’’と、シート部２４’’とを備える。なお、シート部２４’’は、第１の支柱２６’’と連結されており、シート部２４’’の平面と略平行な方向を向いたウェイトスタック１４’’から離間されている。第１の支柱２６’’には、背支持部２８’’が取り付けられており、背支持部２８’’は、使用者の肩甲骨のほぼ真上の位置で終端している。第２の支柱２７’’は、第１の支柱２６’’の後方に配置されており、また、それぞれの上端において、第１の支柱２６’’と連結されている。横材２９’’は、２つの支柱２６’’および２７’’の下端を互いに連結しており、この結果、ウェイトスタック１４と略平行な平面において、支柱２６’’および２７’’ならびに横材２９’’から構成される三角形が形成されている。頭支持部３０’’は、支柱によって形成された三角形の上部に隣接して、シート部２４’’の上方に配置されている。
【0040】
それぞれが第１の可動部分を構成している２つのアーム部３８’’は、位置４０’’において横材２９’’と枢動可能に連結され、これから延びている。アーム部３８’’は、横材２９’’から外側に向かって、横材２９’’に対して略垂直にそれぞれ延びている第１の部分３８Ａ’’を備える。第２の部分３８Ｂ’’の第１の端部は、第１の部分３８Ａ’’に対して垂直に、ならびに、支柱２６’’および２７’’がなす平面と平行に第１の支柱２６’’から離れる方向に延びている。略垂直に延びる第３の部分３８Ｃ’’の第１の端部は、第２の部分３８Ｂ’’の他端と連結されている。第３の部分３８Ｃ’’の他端は、第４の部分３８Ｄ’’に取り付けられており、第４の部分３８Ｄ’’は、第２の部分３８Ｂ’’と略平行であり、第１の支柱２６’’に向かって延びている。部分３８Ｂ’’、３８Ｃ’’、および３８Ｄ’’は、連結部４０’’において枢動する逆Ｃ字形状に実質的に似た形状を形成している。
【0041】
第４の部分３８Ｄ’’の他端には、連結部４４’’において、第２の可動部分４２’’が枢動可能に連結されている。第２の可動部分４２’’は、第１のセクション４２Ａ’’を備え、第１のセクション４２Ａ’’は、その第１の端部において枢動部４４’’と連結されており、また、支柱２６’’の方向に向かって枢動部４４’’と同軸に延びている。また、第２のセクション４２Ｂ’’は、第１の部分４２Ａ’’に対して垂直に、および、第１のセクション４２Ａ’’の第１の端部に隣接する位置から概ね垂直な方向において上方に延びている。第１の部分４２Ａ’’の第２の端部は、該第１の部分４２Ａ’’の他端に隣接して取り付けられたアームパッド５４’’以外には、いかなるさらなる部品とも連結されていない。カム５０’’は、第１の可動部分３８’’の第３の部分３８Ｃ’’と枢動可能に連結されており、第３の部分３８Ｃ’’の長さの約３分の１にわたって配置されている。カム５０’’は、滑車を介して延びるケーブル（図示せず）を介して、ウェイトスタックおよび第２の可動部分４２’’と接続されている。第２の可動部分４２Ｂ’’の第２のセクションの他端には、ハンドル４６’’が設けられている。
【0042】
使用者は、シート部２４’’上に位置し、自分の手によってハンドル４６’’を握る。この結果、使用者の上腕は、略水平となり、冠状面において延び、前腕は、同じ平面上で略垂直となる。使用者が、自分の肩の内転および肩の内旋を実行するとき、マシン１０’’は、使用者の肩の後方から使用者の前方へ回転する第１の部分３８’’の動作に抵抗し、２つの部分３８’’およびこれに関連する第２の部分４２’’は、互いに向かって回転する。使用者の最終姿勢は、前腕（および第２の可動部分４２’’）が、略水平となり、使用者の身体と交差し、使用者の胸部と平行となるように伸び、上腕（および第１の可動部分３８’’）が、肩（および翼部３８’’の水平セクション３８Ａ’’）に対して垂直に伸び、使用者の前において前方に伸びているというものである。
【0043】
図５に示されている装置１０’’’は、使用者の臀部の内転および外旋を実行する際に使用者の筋肉が生み出す力に抵抗するようになっている。この動作は、例えば、サッカーにおいて選手が自分の足の内側でボールをパスする場合に見られる。
【0044】
この装置は、ウェイトスタック１４’’’を収容するフレームワーク１２’’’を備える。略水平な細長い延長部１３’’’の第１の端部は、フレームワーク１２’’’のベースの中間点に対して略垂直に配置されている。延長部１３’’’の他端には、略垂直な支柱２６’’’が設けられており、該支柱２６’’’は、シート部２４’’’の後部を支持している。シート部２４’’’は、使用者が、この装置を使用するときにウェイトスタック１４’’’の方を向くように配置されている。
【0045】
略垂直な脚部８２Ａ’’’および８２Ｂ’’’は、延長部の上面の、軸線に沿った中心線の両側に１つずつ、細長い延長部１３’’’の長手方向に沿って配置されている。垂直な脚部８２Ａ’’’および８２Ｂ’’’は、シート部２４’’’の前部を支持している。脚部８２Ａ’’’および８２Ｂ’’’には、それぞれの可動セクション３６Ａ’’’および３６Ｂ’’’が枢動可能に取り付けられており、可動セクション３６Ａ’’’および３６Ｂ’’’は、ウェイトスタック１４’’’に向かって延長部１３’’’と略平行に延びている。各可動セクションは、第１の可動部分３８’’’を備え、第１の可動部分３８’’’は、一端において脚部８２’’’と枢動可能に連結されており、上向きの角度で延び、他端に隣接する膝支持部８４’’’を備える。第１の可動部分３８’’’の他端には、第２の可動部分４２’’’が、枢動部４４’’’を介して連結されており、下方に向かって略垂直に延びている。足支持部８６’’’が、第２の可動部分４２’’’の他端に取り付けられている。第１の可動部分３８’’’は、水平面において回転し、すなわち、略水平な平面において弧を描いてスイングし、第２の可動部４２’’’は、冠状面において、略垂直な位置から、もう一方の第２の可動部分４２’’’に向かって水平位置となるまで回転することができる。
【0046】
使用者（図示せず）は、シート部２４’’’に座り、自分の脚を可動部分３６’’’の外側に揃え、自分の膝を膝支持部８４’’’に置き、自分の足のそれぞれを足支持部８６’’’に置く。使用者の脚を内転させることによって、使用者の膝は、ウェイトスタック１４’’’がもたらす抵抗に抗して、互いにより接近するように動く。臀部のその後の回転は、同様にウェイトスタック１４’’’からの抵抗に抗して、略垂直な位置からより水平な位置に足をスイングさせる。
【0047】
図６は、本発明の部分のさらなる実施形態を示しており、これは、例えば、図１に示されているような装置に適用されてもよいが、これまでに説明した実施形態のいずれにも適用することができる。第１の可動部分３８＊は、枢動部４０＊によってフレームワーク（図示せず）と連結されている。枢動部４４＊によって第１の可動部分３８＊の他端に枢動可能に連結されているのは、第２の可動部分４２＊である。カム５０＊は、第１の可動部分３８＊の長手方向からずれた位置で第１の可動部分３８＊に取り付けられている。
【0048】
第１の部分３８＊の長手方向のほぼ中程に、第１の歯車９０＊があり、第１の歯車９０＊は、その中心の周りを回転することができる。カム５０＊の軸線には、第２の歯車９２＊が設けられており、第２の歯車９２＊は、第１の歯車９０＊から離間され、カム５０＊が回転したときに第２の歯車も回転するようにカム５０＊に固定されている。三位置ギヤボックスが設けられており、該三位置ギヤボックスは、第１の歯車９０＊および第２の歯車９２＊の軸線を結ぶ想像線の一方の側に第３の歯車９４＊を備え、第１の歯車９０＊および第２の歯車９２＊を結ぶ想像線の反対側に、互いに係合されて配置された第４の歯車９６＊および第５の歯車９８＊を備える。ギヤボックスが、第１の位置に配置されている場合は、第３の歯車９４＊は、第１の歯車９０＊および第２の歯車９２＊の双方と係合し、第２の位置（図示せず）に配置されている場合は、第４の歯車９６＊は、第２の歯車９２＊と係合し、第５の歯車９８＊は、第１の歯車９０＊と係合し、第３の位置（図示せず）に配置されている場合は、ギヤボックスの歯車９４＊、９６＊、および９８＊のいずれも、第１の歯車９０＊または第２の歯車９２＊と係合しない。第１の歯車９０＊は、第２の可動部分４２＊が枢動部４４＊を中心に時計回りに回転するときに、歯車９０＊も同様に時計回りに回転するように、第２の可動部分４２＊と連動されている。このリンクは、枢動部４４＊と同軸に配置され、かつ第２の可動部分４２＊に取り付けられるさらなる歯車（図示せず）と連結されるチェーン１００＊によって形成されてもよい。ケーシング（点線１０２＊によって示されている）は、異物によりギヤボックス内の歯車が動かなくなるリスクを低減するために設けられている。長さＸは、使用者の様々な腕の長さに合わせて調整されるよう第１の可動部分３８＊の長さを調整するための手段によってもたらされる。カム５０＊は、ケーブル１０４＊を介してウェイトスタック（図示せず）に取り付けられている。
【0049】
ギヤボックスの第１の位置では、第１の歯車９０＊が、反時計回りに回転するとき、第３の歯車９４＊によって形成されたリンクにより第２の歯車９２＊も同様に反時計回りに回転する。ギヤボックスの第２の位置では、第１の歯車９０＊が、反時計回り方向に回転するとき、第２の歯車９２＊は、第４の歯車９６＊および第５の歯車９８＊によって形成されたこれらの間のリンクにより、時計回り方向に回転する。すなわち、このリンクは、第１の９０＊に対して第２の歯車９２＊の回転方向を反転させる。ギヤボックスが、第３の位置またはニュートラルな位置にある場合は、ギヤボックスの歯車うちのいずれも、第１の歯車９０＊および／または第２の歯車９２＊と係合しておらず、したがって、第２の可動部分４２＊は、カム５０＊に影響を与えることなく調整することができる。
【0050】
図６のギヤアセンブリを導入することにより、「ニュートラルポジション」および「バックギヤ」の実現が可能となり、この結果、本装置を様々な方法で使用することが可能となる。例として、図１に示されている装置の第２の部分４２の動作を反転させることができることが望ましい場合がある。この場合、第２の部分４２の開始位置は、第１の部分３８に対して略垂直である。このような配置では、全可動域にわたって該装置を伸展させることによって、三頭筋がエクササイズされる。このような反転は、「チェストプレス」動作を「チェストフライ」動作に変換するために使用されてもよい。これにより、本装置は、拮抗筋（ａｎｔａｇｏｎｉｓｔｉｃ ｐａｉｒ）をエクササイズするのにより適することが可能となり、この結果、１つのマシンによって２つ以上のエクササイズを行うことができるようになるため、固定ウェイトマシンに必要とされる床面積が低減される。
【0051】
図７は、固定ウェイトエクササイズマシン１１０を示している。固定ウェイトエクササイズマシン１１０は、図１に示されているものと同様であり、この実施形態と同様の仕方で機能するが、図７に示されているマシン１１０は、図１に示されているマシン１０に優るいくつかの付加的な特徴を有する。器具１１０は、ウェイトスタック１１４を収容するフレームワーク１１２を備え、ウェイトスタック１１４は、図１に示されているのと同様の仕方で垂直シャフト（図示せず）と選択的に連結されるウェイトプレート１１６を備える。
【0052】
シート部１２４が設けられており、シート部１２４の後側は、垂直な支柱１２６と摺動可能に連結されており、シート部１２４の下からは、略垂直な脚部１２５が延びている。シート部１２４は、所望の高さでシート部１２４をロックするピン１２７を用いて、高さ調整可能である。
【0053】
図１の横ビーム３２と同様であり、同じ機能を実行する横材１３２は、中央セクション１３２ａを備える。スリーブ１３２ｂおよび１３２ｃは、中央セクション１３２ａの各端部と係合しており、中央セクション１３２ａに沿って摺動することができる。螺合された調整部材１３３は、フレームワーク１１２と連結されており、また、中央セクション１３２ａに対するスリーブ１３２ｂおよび１３２ｃの位置を制御するために、スリーブ１３２ｂおよび１３２ｃとも連結されている。螺合された調整部材１３３を回転させると、中央セクション１３２ａに対するスリーブ１３２ｂおよび１３２ｃの位置が変化する。付勢された張力アセンブリの形態をとってもよいテンショナ装置１３５は、スリーブ１３２ｂおよび１３２ｃの位置およびこれらの間の距離に関係なく、ケーブルを確実にピンと張り続けるために設けられている。図１のセクション３６と同様の可動セクション１３６は、使用の際に使用者の方に向かって延びるように、延長部１３４を介してスリーブ１３２ｃと連結されている。したがって、調整部材１３３を用いてスリーブ１３２ｃの横位置を調整することにより、可動セクション１３６間の距離を変更することが可能であり、この結果、様々なサイズの使用者たちが、単一のマシンを使用することが可能となる。第２の螺合された部材（図示せず）は、他方のスリーブ１３２ｂの独立調整を可能とするために設けられている。
【0054】
マシン１１０は、スリーブ１３２ｂおよび１３２ｃの独立調整が、スリーブ１３２ｂおよび１３２ｃの双方の横位置を制御する２つの調整部材１３３を用いることによって可能であるように構成され得ることが理解されよう。
【0055】
延長部１３４は、スリーブ１３２ｂおよび１３２ｃに固定して取り付けられており、使用者の所望の位置に向かって突出している。しかしながら、これらの延長部は、図示されていないさらなる実施形態では、固定して取り付けられるのではなく、枢動可能に連結されてもよい。図１の部分３８と同様の第１の可動部分１３８のそれぞれが、設けられており、枢動部１４０において延長部１３４と連結され、枢動部１４０から延びている。第１の可動部分１３８には、第１の長さ調整機構１３９が設けられている。この機構は、スリーブ１３９ａを備え、スリーブ１３９ａは、該スリーブ１３９ａ内に収容された細長い部分１３９ｂを有する。細長い部分１３９ｂは、スリーブ１３９ａ内で摺動することができ、また、回転つまみ１３９ｃを用いることによって調整される。回転つまみ１３９ｃは、スリーブ１３９ａの内または外へ細長い部分を摺動させ、これにより、第１の可動部分１３８の長さを調整する。テンショナ１３９ｄは、細長い部分１３９ｂの位置を調整するときにケーブル（図示せず）の張力を確実に維持するために設けられている。テンショナ１３９ｄは、付勢され、蝶番で連結された２つの部品からなるアーム部材の形態をしている。
【0056】
第２の可動部分１４２は、枢動部１４４において第１の可動部分１３８と連結されており、同様に、図１の部分４２に相当する。これらの第２の可動部分１４２には、調整機構１４５が設けられており、調整機構１４５は、摺動可能セクション１４５ａを備え、摺動可能セクション１４５ａは、細長い部分１４５ｂを囲んでおり、また、摺動可能セクション１４５ａを適切な位置に保持するロッキングシステムを有する。調整制御つまみであって、回転させると、摺動可能セクション１４５ａに対する細長い部分１４５ｂの位置が調整される調整制御つまみが設けられており、この結果、第２の可動部分１４２の長さを制御することが可能になっている。
【0057】
調整機構は、使用者の肩幅、上腕の長さ、および前腕の長さを考慮したものであり、サイズおよび体形が様々の使用者がマシン１１０を使用することを可能にする。この結果、マシン１１０は、使用者の関節との適切な位置合わせを確実にするために変更することができるため、けがのリスクが減少する。
【0058】
回転可能ハンドグリップ１４６は、第２の可動部分１４２の端部と連結されており、このため、使用者は、自分の手首に回転ストレスが加えられることなく、その可動域の全体にわたって快適に動くことが可能となっている。
【0059】
可動域リミッタ１５５ａおよび１５５ｂは、可動部分１３８および１４２がそれぞれ、所定の位置を越えて伸展されないことを確実にしている。これらリミッタは、１つの部分に取り付けられるプレート部材を備え、該プレート部材中には溝があって、ピンが、該溝と係合される。これにより、使用者が、その可動域を越えて伸ばし過ぎることが防止され、マシン１１０に損害を与えるリスクが低減される。あるいは、１つの可動部分は、プレート部材の孔に別個のピンを通すことによって適切な位置に固定され、この結果、この部分が適切な位置にロックされてもよい。これにより、使用者が、同時に２つの関節をエクササイズするのではなく、単一の関節にマシンの動作を制限することが可能となる。
【0060】
器具１１０は、器具１１０の調整可能な特徴を考慮に入れながら、図１に示されている器具１０と同様の方法で操作される。
【0061】
図８は、他の図面に示されているエクササイズマシンの他の実施形態と共通の多くの特徴を有する、肩の外旋用のマシン２１０を示している。フレームワーク２１２は、図７に示されているのと同様のウェイトスタック（図示せず）を収容している。マシン２１０は、調整可能なシート部２２４を備え、調整可能なシート部２２４は、略垂直な脚部２２５を有し、略垂直な支柱２２６に摺動可能に係合されている。ロッキングピン２２７が、シート部２２４の高さを設定し、これを適切な位置に保持するために設けられている。
【0062】
横材２３２が設けられており、図７に示されているのと同様の機構が使用されている。スリーブ２３２ｂおよび２３２ｃは、中央セクション２３２ａ上に摺動可能に配置されている。図７のマシンと同様に、略水平な中央セクション２３２ａの長手方向におけるスリーブ２３２ｂおよび２３２ｃの位置は、肩幅の異なる使用者に対応するために調整されてもよい。回転調整部材２３３は、スリーブ２３２ｂおよび２３２ｃの位置を制御するために使用される。
【0063】
延長部２３４が、スリーブ２３２ｂおよび２３２ｃのそれぞれに設けられており、さらに、延長部２３４は、それぞれの可動セクション２３６と連結されている。可動セクション２３６の第１の部分２３８は、枢動連結部２４０において、延長部２３４と連結されている。第２の可動部分２４２は、枢動部２４４において第１の可動部分と連結されており、移動軸カム（ｍｏｖｉｎｇ ａｘｉｓ ｃａｍ）２５０は、同じ位置において第２の可動部分２４２と連結されている。第２の可動部分２４２の長さ調整は、回転つまみを使用することによって、使用の際に使用者の肘の位置に相当する受動的な肘調整手段２５３のジョイントにおいて行われてもよい。
【0064】
張力装置は、マシン２１０を使用者に適合するよう調整している間、ケーブルを確実にピンと張り続けるために設けられている。
【0065】
可動域リミッタ２５５ａおよび２５５ｂは、第１の部分および第２の部分が所定の位置を越えて進むことを防止するために設けられている。
【0066】
図９は、ウェイトスタック３１４を収容するフレームワーク３１２を備えるハムストリングエクササイズマシン３１０を示している。フレームワーク３１２は、事実上２つのＡフレームの形態をしており、２つのＡフレームは、それらの頂点において横材により互いに連結されており、安定性および剛性を高めるために様々な他の点において互いに連結されている。フレームワークの上面の一方には、使用者支持部３２４が設けられている。フレームワーク３１２の同じ面の、支持部３２４よりも下の部分では、２つのハンドル部３４６が、フレームワーク３１２のそれぞれの効果的なＡフレームと連結されている。
【0067】
それぞれの効果的なＡフレームの頂点は、それぞれ、略垂直な延長セクション３３４の下端と連結されている。枢動可能に連結された可動セクション３３６は、延長セクション３３４の他端に取り付けられている。可動セクションは、第１の可動部分３３８を備え、第１の可動部分３３８の一端は、枢動部３４０において延長セクション３３４と連結されている。第１の可動部分３３８の他端は、枢動部３４４において第２の可動部分３４２と連結されている。第２の可動部分３４２は、同じ枢動点３４４において、枢動部を介して、移動軸カム３５０と連結されている。
【0068】
第１の可動部分３３８は、第１のセクション３３８ａを備え、第１のセクション３３８ａ中に、第２のセクション３３８ｂが摺動可能に受けられており、また、第１の可動部分３３８は、ロッキング手段３３８ｃによって適切な位置に保持することができる。ロッキング手段３３８ｃは、回転可能なハンドルの形態をしており、この場合、一方向への回転により、第１のセクション３３８ａが、第２のセクション３３８ｂにおいて伸ばされるか、または、縮められることが可能となっている。第１のセクション３３８ａおよび第２のセクション３３８ｂの構成は、第１の可動部分３３８の長さが調整されることを可能とする。脚パッド３３９は、第２のセクション３３８ｂの長手方向に沿って設けられている。第１の可動部分３３８には、第１の可動部３３８分の長さを調整する際にケーブル（図示せず）をピンと張り続けるために、リンクテンショナ３３５が設けられている。
【0069】
第２の可動部分３４２の下端には、調整可能な足プレート３２５が設けられており、第２の可動部分に対して調整可能な足プレート３２５の位置は、ピンロッキング機構を用いることによって変更されてもよい。
【0070】
ステップ３６０は、使用者がマシン３１０に乗り降りするのを助けるために、可動セクション３３６間に設けられている。
【0071】
調整可能な可動域リミッタ３５５は、可動セクション３３６の可動域を制限するために設けられている。これらは、可動部分３３８および３４２と連結され、かつ溝を有するプレート部材と、該溝に挿入することによって、プレートの可能な動作を制限することができるピンとを備える。付加的なロッキング手段が、単一の関節のエクササイズを可能とする目的で適切な位置に可動部分をロックするために設けられている。
【0072】
使用の際、使用者は、マシン３１０に乗り込み、フレームワーク３１２上にうつぶせになる。使用者は、自分の胴体を使用者支持部３２４上に配置し、ハンドル３４６を握る。第１の可動部分３３８は、脚パッド３３９が使用者の大腿部の下に配置されるように調整すべきである。次に、足プレート３２５は、使用者の足が適切な位置に配置されること、および、第２の可動部分３４２が、マシン３１０を操作するのに十分な長さとなることを確実にするために調整される。次に、使用者は、ウェイトスタックの抵抗力に抗して自分のハムストリングをエクササイズする。第１の可動部分と第２の可動部分とを組み合わせて使用することにより、使用者の臀部およびハムストリング筋の全可動域のエクササイズが可能となる。
【0073】
図１０および図１１は、例示的な可動セクション４３６をより詳細に示している。可動セクションは、第２の可動部分４４２および枢動部４４０と連結された第１の可動部分４３８を備える。枢動部４４４は、一方が回転するとき他方も回転するように、第２の可動部分と移動軸カム４５０とを連結している。案内滑車４４９および定滑車４５１は、それぞれ、延長セクション４３４および第１の可動部分４３８に設けられている。ケーブル（図示せず）は、案内滑車４４９および定滑車４５１を通り、カム４５０まで通っている。テンショナ機構４３５は、第１の可動部分４３８の長さを調整する際にケーブルの張力を保持するために、ケーブルの経路に沿って設けられている。可動域リミッタ４５５は、マシンおよび／または使用者に損害を与えるリスクを低減する目的で、延長セクション４３４と第１の可動部分４３８とのジョイントおよび第１の可動部分と第２の可動部分４４２とのジョイントの動作を制限するために設けられている。
【0074】
案内滑車は、カムとウェイトスタックとの間でケーブルを案内するために、図面に開示されている器具上に配置されている。様々なパッドは、快適さおよび支持を補助するためにエクササイズマシン上に配置されている。
【0075】
可動域リミッタは、エクササイズマシンのジョイントをロックすることによって、第１の可動部分または第２の可動部分を適切な位置にロックするために配置されてもよい。これにより、使用者が、単一の関節を単独でエクササイズすることが可能となる。
【0076】
第１の可動部分および第２の可動部分の長さを調整するためにピンロッキング機構を使用することが望ましい場合がある。
【0077】
カムが、第１の部分３８と第２の部分４２との間の枢動部と同軸であり、第２の部分に取り付けられている場合、第１の部分３８において抵抗力に打ち勝つために必要とされるトルクおよび／または直線力は、第２の部分４２よりも大きくなる。例えば図５の場合のように多軸エクササイズが行われる場合、第１の部分３８’’’において抵抗力に打ち勝つために必要とされる力は、カム５０’’’の半径が３６Ａ’’’の長さよりも短いとき、第２の部分４２’’’において必要とされるものよりも大きくなる。
【0078】
抵抗力に打ち勝つために必要とされるトルクを調整するために、カムは、可動セクションの第１の部分および／または第２の部分の長手方向に沿って移動されてもよい。この移動は、１つ以上の所定の個々の位置を経由して行われてもよいし、または、連続的な摺動配置システムに沿って行われてもよい。カムの位置を調整することによって、可動セクション３６のそれぞれの部分３８および４２を動かすために必要とされるトルクは、第１の部分において必要とされるトルクが、所望のエクササイズに応じて、第２の部分よりも大きくまたは小さくなるように調整することができる。例えば、図３に示されている実施形態の場合、首を緊張させずに、背中によって、必要とされるよりも大きなトルクが加えられるように、可動セクションの第２の部分のトルクを、可動セクションの第１の部分よりも大幅に小さくすることが望ましい場合がある。
【0079】
カムは、通常、枢動部４４と同軸に配置されるが、枢動部４４に対して垂直に、または、双方が任意の角度をなすように配置されてもよい。このような角度にカムを設定することによって、抵抗が、第２の部分４２の動作に対して加えられ、これにより、使用者の関節の回転動作が可能となる。必要とされる並進動作および回転動作の適切な度合いを実現するために、第２の部材に対して垂直な角度と第２の部材に平行な角度との間にこの角度を設定することが望ましい場合がある。また、第１の部分３８の動作中に第２の部分４２の角度を一定に保つために、カム上に案内滑車を採用することが望ましい場合がある。この場合、案内部材は、第１の部分３８がその枢動部４０において枢動した量に応じて、カムを所定の角度回転させる。第１の部分３８が内側に移動するとき、例えば、肩の水平内転中にカム５０に対するケーブルの角度を維持する案内滑車を第１の部分３８に取り付けることが、さらに望ましい場合がある。
【0080】
さらなる構造では、カムの回転の中心が、任意の距離だけ枢動部４４の軸線からずらされてもよい。これにより、図４に示されているように、異なるカムプロファイルが効果的に形成される。カムは、第１の部分３８および／または第２の部分４２にフランジを取り付け、これに対してそれぞれのカムを固定することによって、異なる位置に並進されてもよい。恒久的なずれた位置にカムを配置するよりも、枢動部の軸線からずれる量が、連続レールまたは分散した複数の所定の位置を含むレールのいずれかにおいて調整され得るように、調整可能なカムをレールに取り付けることが好適な場合がある。
【0081】
カムは、第２の部分４２が受動的な状態で、可動セクション３６の第１の部分３８と連結されてもよい。このような構造では、抵抗は、主に第１の部分３８を介して感じられ、第２の部分４２は、本体部分を自然な位置に維持するために枢動するか、または、回転することができる。例えば、使用者がより快適であり、全体がより自然な経路を辿るように、前腕が回転される一方で、肩が回転されてもよい。
【0082】
本発明の例示的な適用は、以下を含むが、これらに限定されることを意図されてはいない。足首
・底屈、回内
・背屈、回外
・底屈、回外
・背屈、回内
下腿
・足首の底屈、膝の屈曲
・足首の背屈、膝の伸展
・足首の底屈、膝の伸展
・足首の背屈、膝の屈曲
膝
・屈曲、内旋
・屈曲、外旋
・伸展、内旋
・伸展、外旋
大腿部
・膝の屈曲、臀部の伸展
・膝の伸展、臀部の屈曲
・膝の伸展、臀部の伸展
・膝の屈曲、臀部の屈曲
臀部
・内転、外旋
・外転、内旋
・内転、内旋
・外転、外旋
・伸展、膝の屈曲
・臀部の屈曲、膝の伸展
脊椎
・胸腰椎の側方屈曲
・胸腰椎の回転
・胸腰椎の前方屈曲（腹部）
・首および頭の側方屈曲、屈曲、伸展
・伸展
鎖骨
・肩甲骨の挙上、肩の外転
・肩甲骨の下制、肩の内転
・肩甲骨の外転、肩の水平屈曲
・肩甲骨の内転、肩の水平伸展
肩
・水平外転、外旋
・水平内転、内旋
・外転、外旋
・内転、内旋
上腕
・肩の水平外転、肘の伸展
・肩の水平内転、肘の屈曲
・肩の外転、肘の屈曲
・肩の内転、肘の伸展
・肩の屈曲、肘の屈曲
・肩の伸展、肘の伸展
・肩の水平屈曲、肘の伸展
・肩の水平伸展、肘の屈曲
・肩の外転、肘の伸展
・肩の内転、肘の屈曲
肘
・伸展、回内
・屈曲、回外
前腕
・肘の屈曲、手首の屈曲
・肘の伸展、手首の伸展
【0083】
いずれの場合も、動作は、多数の他のさらなる平面において行うことができることが望ましい。例として、肩の水平外転および外旋は、肩の水平外転および伸展の経路を辿ってもよく、双方は、外旋によって組み合わされている。
【0084】
さらなる動作、例えば、ハンドルまたは足支持部（存在する場合）の受動的な回転が、装置に導入されてもよい。あるいは、ハンドルまたは足支持部に抵抗力が、好適には三次元カムの使用によって、加えられてもよい。
【0085】
少なくとも１つの滑車が、抵抗力と可動セクションとをリンクするケーブルを案内するために枢動されてもよい。これにより、ケーブルが常に、可動域にわたってそれぞれのカムに向けられることが可能となる。
【0086】
連結ケーブルをカムに案内する滑車は、第１の部分の全可動域にわたって回転トルクを与えるように配置されてもよい。このことは、滑車の回転軸線と第１の連結部の回転軸線とを同軸に配置することによって行われてもよい。あるいは、滑車がずらされてもよい。
【0087】
マシンが、例えば図４の場合のように、外側に伸展した略水平な腕の開始位置を有し、矢状面に向かい、さらに、肘の屈曲と共に冠状面に向かう腕の内転をエクササイズする場合、第１の可動部分３８’’と第２の可動部分４２’’との連結部は、「玉継ぎ手」であることが望ましい場合がある。この結果、全可動域にわたって腕のより自然な動作（前腕の回転を含む）が可能となる。これにより、フォアハンドショット中のテニスラケット動作が反復される。あるいは、第１の可動部分と第２の可動部分との連結部は、複数の平面における回転を行うために２つ以上の枢動部、好ましくは、互いに直交するよう配置された２つの枢動部を備えてもよい。このことは、本装置の任意の連結部に適用されてもよい。
【0088】
カムが第１の部分の長手方向に沿った位置に配置された、本発明の実施形態では、カムと第２の連結部との距離は、第１の連結部と第２の連結部との距離を調整するために変更されてもよい。これにより、本装置は、使用者の手足の様々な長さに適合するよう調整可能である。同様に、ハンドル（存在する場合）と第２の連結部との距離も調整されてもよい。これらの調整は、第１の部分および第２の部分の相対的長さを変更するために１回の調整だけが必要なように、互いに結合されてもよい。本装置の他の部分は、使用者の様々なサイズを考慮に入れて調整可能であることが好ましい場合がある。カムは、部分のうちの１つの長手方向に沿って配置され、さらに、一方の側から見た場合に同じ部分の軸線からずれていてもよく、この場合、カムの位置（および場合によってはカムの軸線）が、第１の連結部および第２の連結部と共に三角形を形成する。二次元または三次元的に可動部分のうちの１つの線からカムの位置をずらすことは、可動セクションが受ける結果として生じる抵抗力を変化させる助けとなり得る。
【0089】
本装置の使用の際にカムを移動させるために必要とされるトルクを増減するために、カムにウェイト（またはカウンタウェイト）が設けられてもよい。
【0090】
枢動部４０および４４は、例えば玉継ぎ手による枢動機構を用いて、複数の平面における変位を可能としてもよい。これにより、様々な自由度の動作が実現される。このことは、例えば、図５に示されている実施形態と組み合わせた場合に有用な場合がある。この場合、膝の関節は、使用者の動作（より詳しくはボールをパスする動作に類似した）中に伸展されてもよい。
【0091】
記載した実施形態は、シート部の使用について言及しているが、使用者が、立った姿勢か、または、仰向けの姿勢（横になることを含む）をとることによって、シートの必要性が取り除かれることが望ましい場合がある。
【0092】
開示した使用に加えて、または、代案として、本装置は、循環器系のエクササイズに使用されてもよい。
【0093】
可動部分は、その各端部において連結されているものとして説明されてもよいが、このことは、端部の近傍、または、端部の領域を意味することが意図されている。また、このことは、例えば、部分が、第２の部分が、必ずしも端部においてではないが、第１の部分の長手方向に沿って連結されることをもたらすような特定の方法で形作られる場合に、第２の部分の長手方向に沿うことも意味し得る。このことは、第２の部分が第１の部分の端部と連結されない場合に、第２の部分が、第１の部分の長さの後ろ半分において連結される場合、好適である。
【0094】
抵抗は、例えば、ウェイトスタック、フライホイール、ピストン・シリンダ構成、もしくは抵抗バンド、またはこれらの組合せによって与えられてもよい。抵抗は、ケーブルを介するのではなく、第１の可動部分および／または第２の可動部分に直接取り付けられるウェイトの形態をとってもよい。ピストン・シリンダ構成は、第１の部分に取り付けられ、かつ該第１の部分の動作に抵抗するピストンおよびシリンダと、第２の部分に取り付けられ、かつ該第２の部分の動作に抵抗する第２のピストン・シリンダ構成とを備えてもよい。明らかに、他の抵抗手段が、ピストン・シリンダ構成の位置に使用されてもよい（例えば、それぞれの部分に接続された２つのウェイトスタック）。抵抗は、筋肉が、所定の位置に到達したときに、過負荷をかけられ得るように、可動域の間に可変であってもよい。このことは、ピストン・シリンダ構成の使用、または、ウェイトスタックへの重量の追加によって行われてもよい。あるいは、抵抗の増減は、カムの使用によって行われてもよい。カムを特定のプロファイルにすることによって、筋肉の作業負荷、偏心抵抗力を変更するために抵抗を大幅に増減することが可能であってもよい。カムの半径および／またはカムの位置を調整することによって、抵抗力に打ち勝つために必要とされるトルクも調整されるが、このとき、カムの位置を調整するために第１の部分および第２の部分の長さが調整される。
【0095】
リバーシブルバンド（ｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅ ｂａｎｄ）またはピストン・シリンダ構成を含むが、これに限定されない他のリンク機構が、図６に例示されているようなギヤボックス機構を形成するために使用されてもよい。
【0096】
「固定ウェイト」は、使用者が制限されずに任意の方向または組み合わされた様々な方向に動くことができるフリーウェイトとは異なり、本装置の操作中に、抵抗が、滑車位置を利用して可動セクションに加えられることを意味するためのものである。
【0097】
「ケーブル」は、チェーン、ロープ、ベルト、ワイヤ、および他の接続手段を含むことが意図されている。接続手段は、抵抗力と可動セクションとをリンクする１つ以上のギヤまたはコグを備えてもよい。
【0098】
「矢状面」、「冠状面」、および「水平面」は、「傍矢状面」と平行な平面を意味するためのものであり、場合によって「傍矢状面」等と呼ばれる。
【0099】
「スイング」は、直線運動および／または角運動を包含する動作を含むことが意図されている。したがって、第１の可動部分は、直線的に可動であってもよく、第２の部分は、角度的に可動であってもよい。
【0100】
第１の可動部分および第２の可動部分は、実質的に細長く、また、使用者の手足または胴体部分の位置を反映するように配置されてもよい。「細長い」は、部分の長さが、他の寸法よりも大幅に長いことを意味するためのものである。
【0101】
ギヤボックス構成を使用することによって、本明細書に記載されている構成の少なくともいくつかの動作を反転させることが可能である。これにより、単一のマシンを用いてエクササイズすることのできる筋肉の数が増加する。