(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】6543266
(24)【登録日】2019年6月21日
(45)【発行日】2019年7月10日
(54)【発明の名称】エクササイズ装置用調節可能カム
(51)【国際特許分類】
F16H 25/04 20060101AFI20190628BHJP
A63B 21/062 20060101ALI20190628BHJP
A63B 21/075 20060101ALI20190628BHJP
A63B 23/04 20060101ALI20190628BHJP
【FI】
F16H25/04
A63B21/062
A63B21/075
A63B23/04 Z
【請求項の数】19
【全頁数】12
(21)【出願番号】特願2016-559910(P2016-559910)
(86)(22)【出願日】2015年3月27日
(65)【公表番号】特表2017-517687(P2017-517687A)
(43)【公表日】2017年6月29日
(86)【国際出願番号】US2015022997
(87)【国際公開番号】WO2015148925
(87)【国際公開日】20151001
【審査請求日】2017年12月15日
(31)【優先権主張番号】61/971,570
(32)【優先日】2014年3月28日
(33)【優先権主張国】US
(73)【特許権者】
【識別番号】515006537
【氏名又は名称】スペシャルティ フィットネス システムズ,エルエルシー
【氏名又は名称原語表記】Specialty Fitness Systems, LLC
(74)【代理人】
【識別番号】110001818
【氏名又は名称】特許業務法人R&C
(72)【発明者】
【氏名】ライプハイマー,ジェリー・ケイ
【審査官】
川口 真一
(56)【参考文献】
【文献】
実開平04−126567(JP,U)
【文献】
特開2007−037980(JP,A)
【文献】
米国特許出願公開第2003/0092540(US,A1)
【文献】
米国特許第05102121(US,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F16H 25/04
A63B 21/062
A63B 21/075
A63B 23/04
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1カムピボットと第2カムピボットとマシンシャフトガイドとを有するカムと、
前記カムと係合可能なレンジプレートと、
第1端部と第2端部とを有し前記第1端部において前記カムに接続されるベルトと、
前記レンジプレートに接続されたマシンシャフトとを備え、
前記第1カムピボットと前記第2カムピボットとは前記カムが調節される時に当該カムをガイドするように構成されている、カムアセンブリ。
【請求項2】
前記カムは、前記レンジプレートと前記カムとの間の前記係合を許容するアジャスタをさらに有する、請求項1に記載のカムアセンブリ。
【請求項3】
前記アジャスタは、レバーである、請求項2に記載のカムアセンブリ。
【請求項4】
前記レンジプレートは少なくとも1つの開口を有し、前記アジャスタは前記カムを横断して前記少なくとも1つの開口に係合するアジャスタピンを有する、請求項2又は3に記載のカムアセンブリ。
【請求項5】
前記マシンシャフトはマシンシャフトガイドとマシンシャフトトラックとの間で前記カムを横断している、請求項1から4のいずれかに記載のカムアセンブリ。
【請求項6】
前記カムを調整することは、当該カムが前記マシンシャフト周りに非円形状に移動することを可能にする、請求項5に記載のカムアセンブリ。
【請求項7】
前記カムは金属製である、請求項1から6のいずれかに記載のカムアセンブリ。
【請求項8】
前記レンジプレートは金属製である、請求項1から7のいずれかに記載のカムアセンブリ。
【請求項9】
前記第2カムピボットは、ピボットトラックと係合するピボットトラックフォロアによって形成されている、請求項1から8のいずれかに記載のカムアセンブリ。
【請求項10】
前記第1カムピボットは、前記カムと前記レンジプレートとの間の第1リンク機構によって形成されている、請求項1から9のいずれかに記載のカムアセンブリ。
【請求項11】
前記第2カムピボットは、前記カムと前記レンジプレートとの間の第2リンク機構によって形成されている、請求項1から10のいずれかに記載のカムアセンブリ。
【請求項12】
前記カムがある位置へ調節される時、前記ベルトは張った状態に維持される、請求項1から11のいずれかに記載のカムアセンブリ。
【請求項13】
前記ベルトの前記第2端部はウエイトユニットと係合している、請求項1から12のいずれかに記載のカムアセンブリ。
【請求項14】
第1カムピボットと第2カムピボットとを有するカムと、
前記カムの前記第2カムピボットをガイドするピボットトラックを有するレンジプレートと、
前記レンジプレートと係合するマシンシャフトと、
第1端部と第2端部とを有し、前記第1端部で前記カムに接続されるとともに前記第2端部でウエイトユニットに接続されるベルトと、
第1端部と第2端部とを有し、前記第1端部でアジャスタピボットマウントによって前記レンジプレートに接続され、前記第2端部で前記第1カムピボットに接続されるアジャスタとを備え、
前記アジャスタの係合時に、前記第1カムピボットと前記第2カムピボットとは、前記カムを、前記ベルトが前記カムと前記ウエイトユニットとの間において張られた状態に維持されるようにガイドする、カムアセンブリ。
【請求項15】
前記アジャスタは前記レンジプレートと係合しているアジャスタピンを有する、請求項14に記載のカムアセンブリ。
【請求項16】
アジャスタをカムに係合させるステップと、
前記カムとレンジプレートとの間の接続を解除するステップと、
前記カムを回転させるステップと、
前記アジャスタをリリースするステップと、
前記カムと前記レンジプレートとの間の接続を固定するステップとを含むカムアセンブリの使用法。
【請求項17】
前記アジャスタをカムに係合させるステップは、レバーを係合して前記カムと前記レンジプレートとの間の接続を解除するステップを含む、請求項16に記載のカムアセンブリの使用法。
【請求項18】
前記カムを回転させるステップは、前記カムをマシンシャフトガイドと係合するマシンシャフト周りに回転させるステップをさらに含む、請求項16又は17に記載のカムアセンブリの使用法。
【請求項19】
前記マシンシャフト周りに回転する前記カムは、第1円弧および第2円弧によってガイドされる、請求項18に記載のカムアセンブリの使用法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
(関連出願の相互参照)
本出願は、2014年3月28日出願の米国仮特許出願第61/971,570号の利益を主張し、その開示は参照によって本明細書に組み込まれる。
【0002】
本発明は、一般にカムに関する。特に、本発明は、エクササイズ装置用に設計された調節可能なカムに関する。
【背景技術】
【0003】
この国において、肥満率の増大と益々増える座りがちなライフスタイルに対する対策に関心がもたれている。より多くの人々がジムに行き、エクササイズマシンをフリーウエイトに対するより安全な代替手段と見なすようになってきている。エクササイズマシンはますます高度なものとなりジムは異なる筋肉群にフォーカスするためにより多くのマシンを購入している。しかしながら、個々のエクササイズマシンを細かく調節してユーザが強度曲線(すなわち、動きの各ポイントにおいてどの程度のウエイトを適用するか)を変えることを可能にするには多大な手間がかかる。
【0004】
Lapcevicの米国特許第4,982,956号明細書(特許文献1)は、カムをマシンシャフト周りに回転させることによって強度曲線を調節することを開示している。Lapcevicは、又、ケーブルを張った状態に保つためには補助のケーブル受け入れ機構が必要であることも開示している。
【0005】
Gillenの米国特許出願公開第2003/0092540号明細書(特許文献2)は、カムを調節するために複数のカムフォロアとエクササイズフレーム上の所定のトラックを使用するレンジ規制装置を開示している。Gillenは、又、ベルトをタイトに保つためにベルトをトラッキングすることも開示している。
【0006】
Simonsonの米国特許第5,722,921号明細書(特許文献3)は、Gillenに類似のレンジ規制装置を開示し、そこでは、エクササイズ入力アームがカムに取り付けられ、このカムとの協働で強度曲線を変化させる。Lapcevicと同様に、Simonsonはベルトをタイトに保つために補助ケーブル又はベルト受け機構を必要とする。
【0007】
Johnsの米国特許第5,356,360号明細書(特許文献4)は、Simonsonに類似してはいるが、カムの後ろ向き移動に抵抗しケーブルの弛みをコントロールするためにフレームに取り付けられたトラック機構を使用していない。むしろ、Johnsはケーブルの弛みをコントロールするためにリンク機構を使用している。更に、他の従来技術と同様、Johnsは強度曲線を達成するためにカムを入力軸周りに回転させることを開示している。
【0008】
Salowの米国特許第5,102,121号明細書(特許文献5)は、強度曲線のためにカムプロファイルが主軸周りに回転する補助ケーブル受け装置を使用することを開示している。
【0009】
従来技術のエクササイズカムは、ベルトをカムに直接取り付ける代わりに、補助ケーブル又はベルトを使用する。更に、従来技術は、カムを単一の円弧状にマシンシャフト周りに回転させることによって強度曲線を調節することも開示しているが、エクササイズマシンにおけるカムの調節能力はそれによって制限される。
【0010】
ウエイトスタックからのベルトがカムに直接取り付けられ、カムが複数の円弧で回転するエクササイズマシンが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0011】
【特許文献1】米国特許第4,982,956号明細書
【特許文献2】米国特許出願公開第2003/0092540号明細書
【特許文献3】米国特許第5,722,921号明細書
【特許文献4】米国特許第5,356,360号明細書
【特許文献5】米国特許第5,102,121号明細書
【発明の概要】
【0012】
本発明は、第1カムピボットと第2カムピボットとマシンシャフトガイドとを有するカムと、前記カムと係合可能なレンジプレートと、第1端部と第2端部とを有し、前記第1端部において前記カムに接続されるベルトと、前記レンジプレートに接続されたマシンシャフトとを備え、前記第1カムピボットと前記第2カムピボットとが前記カムが調節される時に当該カムをガイドするように構成されたカムアセンブリに関する。
【0013】
別の実施形態において、前記カムは、前記レンジプレートと前記カムとの間の前記係合を許容するアジャスタをさらに有する。前記アジャスタは、好ましくは、レバーである。更に、前記レンジプレートは少なくとも1つの開口を有し、前記アジャスタは前記カムを横断して前記少なくとも1つの開口に係合するアジャスタピンを有する。
【0014】
前記マシンシャフトはマシンシャフトガイドとマシンシャフトトラックとの間で前記カムを横断するように構成することができる。この実施形態において、前記カムを調節することによって前記カムが前記マシンシャフト周りに非円形状に移動することが可能となる。
【0015】
好ましくは、前記カム、前記レンジプレート、又は、これらの両方は、金属製である。
【0016】
前記第2
カムピボットは、ピボットトラックと係合するピボットトラックフォロアによって形成されている。
【0017】
別の非限定的な実施形態において、前記第1カムピボットは、前記カムと前記レンジプレートとの間の第1リンク機構によって形成されている。前記第2カムピボットも、前記カムと前記レンジプレートとの間の第2リンク機構によって形成することができる。
【0018】
前記カムが調節中に移動される時、当該カムに接続された前記ベルトは張った状態に維持される。
【0019】
前記カムアセンブリの別の実施形態は、第1カムピボットと第2カムピボットとを有するカムと、前記カムの前記第2
カムピボットをガイドするピボットトラックを有するレンジプレートと、前記レンジプレートと係合するマシンシャフトと、第1端部と第2端部とを有し、前記第1端部で前記カムに接続されるとともに前記第2端部でウエイトユニットに接続されるベルトと、第1端部と第2端部とを有し、前記第1端部でアジャスタピボットマウントによって前記レンジプレートに接続され、前記第2端部で前記第1カムピボットに接続されているアジャスタとを備えたカムアセンブリである。更に、前記アジャスタの係合時に、前記第1カムピボットと前記第2カムピボットとは、前記カムを、前記ベルトが前記カムと前記ウエイトユニットとの間において張られた状態に維持されるようにガイドする。
【0020】
前記ベルトの前記第2端部はウエイトユニットと係合している。
【0021】
別の実施形態は、アジャスタをカムに係合させるステップと、前記カムとレンジプレートとの間の接続を解除するステップと、前記カムを回転させるステップと、前記アジャスタをリリースするステップと、前記カムと前記レンジプレートとの間の接続を固定するステップとを含むカムアセンブリの使用法である。
【0022】
前記アジャスタをカムに係合させるステップは、レバーを係合して前記カムと前記レンジプレートとの間の接続を解除するステップをさらに含む。
【0023】
前記カムを回転させるステップは、前記カムをマシンシャフトガイドと係合するマシンシャフト周りに回転させるステップをさらに含む。
【0024】
前記カムが前記マシンシャフト周りに回転する時、前記カムは、第1円弧および第2円弧によってガイドされる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【
図4】前記カムを有しない前記カムアセンブリの斜視図である。
【
図6】エクササイズマシンにおける前記カムアセンブリの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0026】
以後記載の為に、用語「上方」、「下方」、「右」、「左」、「縦」、「横」、「頂部」、「底部」、「側方」、「長手方向」、およびこれらの派生語は、図面での向きにおいて本発明に関連するものとする。但し、本発明は、特に明記されない限り、様々な代替バリエーションおよび工程順序が可能であると理解される。又、添付の図面に図示され、以下の説明に記載されている具体的装置および方法は単に本発明の例示的実施形態に過ぎないものと理解される。従って、ここに開示される実施形態に関連する特定の寸法およびその他の物理的特徴は限定的なものと見なされてはならない。
【0027】
好適かつ非限定的な実施形態に依れば、ユーザによって行われる調節に基づいてウエイト負荷を変化させるために調節可能カムが使用される。ユーザは、レバー又はダウエルピンを調節してマシンの回転軸心に対するカムの第1および第2回転軸心を変化させることによってエクササイズマシンの抵抗と強度曲線を調節することができる。
【0028】
図1を参照すると、カムアセンブリ1000は、カム101とレンジプレート102とを有する。前記カム101とレンジプレート102とは、マシンシャフト103が方向A等のように円形に操作される時にこのマシンシャフト103周りで回転する。ベルト104が、少なくとも1つのベルトプーリ105を介して前記カムアセンブリ1000をウエイトユニット(図示せず)と接続している。前記マシンシャフト103が方向Aに回転すると、前記カム101はそれと同時に回転して前記ベルト104を引っ張って前記ウエイトユニットを持ち上げる。
【0029】
強度曲線を変えるために、ユーザは、先ず、アジャスタ106を解除することによって前記カムを移動させることができる。好適かつ非限定的な実施形態に依れば、前記カム101は、アジャスタ106を有し、これは前記カム101を位置固定するためにデテントとして作用する。前記アジャスタ106は、好ましくは、アジャスタピボットマウント107周りに回転するレバーである。従って、前記アジャスタ106は、前記アジャスタピボットマウント107周りに回転する。前記アジャスタ106は、その位置を維持するためにバネを有する。ユーザが前記バネ力の方向に対して反対に前記アジャスタ106に対して力を加えると、アジャスタ106は前記アジャスタピボットマウント107周りに回転してアジャスタピン108を引っ張る。その後、ユーザは、前記カム101を所望の位置へと移動させ、前記アジャスタ106をリリースしてカム101を位置固定することができる。ユーザがアジャスタ106をリリースすると、前記アジャスタピン108が前記レンジプレート102に設けられた溝又は穴内に固定されるか、若しくは、レンジプレート102を押し付け、それによってカム101が位置固定される。前記アジャスタ106は、好ましくは、レバーであるが、このアジャスタ106は、カム101を前記レンジプレート102に対して位置固定するものであればどのようなものであっても良く、たとえば、前記レンジプレート102のドリル穴にねじ込まれるボルトや、レンジプレート102に対してプレート又はパッドを押し付けるボルト、等とすることができる。
【0030】
次に
図2を参照すると、第1カムピボット201とピボットトラックフォロア202とが図示されている。前記第1カムピボット201は
図1の前記アジャスタピボットマウント107のベース部に位置している。引き続き
図2を参照すると、前記ピボットトラックフォロア202は、前記カム101を前記レンジプレート102(
図2には図示されていない)に沿ってガイドする。前記カム101が調節されると、前記第1カムピボット201は第1円弧に追従し、前記ピボットトラックフォロア202は第2円弧に追従する。前記マシンシャフト103(
図2には図示されていない)が前記カム101を横断し、前記マシンシャフトガイド204に接触している。マシンシャフトトラック203を使用して前記マシンシャフトガイド204と当該マシンシャフトトラック203との間に開口を形成することができる。任意のそのような開口部は、好ましくは、そのサイズが前記マシンシャフト103の周部よりも大きく、それにより、前記カム101が調節される時に、当該カム101は、前記開口部がたとえば、前記マシンシャフト103の外周と同じ内周を有するベアリングの場合のような完全な円形運動でマシンシャフト103回りに回転することがない。このようにして、カム101が調節される時、当該カム101は前記マシンシャフト103周りではなく、前記第1カムピボット201と前記カムトラックフォロア202の位置と形状とによってそれぞれ形成される前記第1円弧と第2円弧とによってガイドされる。
【0031】
好適かつ非限定的な実施形態に依れば、前記第1円弧、第2円弧、マシンシャフトガイド204および前記カム101の形状は、カム101が調節される時に、前記ベルト104(
図1に図示されているように)が張った状態に維持されるように構成されている。この実施形態において、前記カム101が調節中に回転又は移動する時、前記カム101の形状とその移動経路とによって、追加のケーブル、レバー等無しで、ベルトが張った状態に維持される。
【0032】
図3は、前記アジャスタ106を、前記アジャスタピボットマウント107とアジャスタピン108と共により詳細に図示している。上述したように、前記アジャスタ106の係合によって当該アジャスタ106は前記アジャスタピボットマウント107周りで回転し、前記アジャスタピン108を引っ張る。
図1および3のアジャスタピン108は、
図4に図示のレンジプレート102の調節穴401の一つの中に嵌入する。
【0033】
次に、
図4を参照すると、前記レンジピン102が、調節穴401と
図2のピボットトラックフォロア202をガイドするピボットトラック402と共に図示されている。前記ピボットトラック402とピボットトラックフォロア202とは第2カムピボットと、前記カム101が必ずしも完全な円形運動でマシンシャフト103周りに回転しないように前記カム101を前記レンジプレート102に沿ってガイドする前記第2円弧とを形成する。前記ピボットトラック402は、又、前記調節ピン108が固定されるための調節穴401が存在しない位置へ回転しないようにカム101の移動を規制する。
【0034】
図1に戻って、前記カム101とレンジプレート102とは、互いに独立的に、かつ、同時に移動することができる。前記カム10の位置が前記レンジプレート102に対して調節されている時には、前記カム101が独立的に回転することが可能であることが必要である。前記カム101が、ユーザがアジャスタ106を設定することによって位置設定される時、前記カム101とレンジプレート102とは、互いに係合し同時に移動する。前記マシンシャフト103がたとえば方向Aに回転する時、前記マシンシャフト103は前記レンジプレート102を回転させる。前記カム101はレンジプレート102に固定されているので、前記カム101もマシンシャフト103周りに回転する。
【0035】
前記カム101は、対応のウエイトユニットの最大重量に耐えるのに十分な強度の任意の材料から形成することができる。好ましくは、前記カム101とレンジプレート102とは金属製であり、もしも湿気と錆とが懸念される場合には、ペンキ又は耐腐食仕上げでコーティングされる。金属が好適ではあるが、ポリマやプラスチック等のその他任意の材料も使用可能である。前記アジャスタピン108も、ウエイトユニットの最大重量が適用された時にその完全性を維持するのに十分な強度の材料から形成されるべきである。もしも前記アジャスタピン108の材料の強度が十分でなければ、それは拘束を受けてせん断され、カム101をレンジプレート102から係合解除してしまう可能性がある。ここでも、金属が好適ではあるが、プラスチックやポリマ等の代替材料を使用することが可能である。
【0036】
前記ベルト104も又、ウエイトユニットの最大重量をサポートすることが可能な任意の材料から形成することができる。更に、前記ベルト104は、好ましくは、プーリの周りで滑らかに移動するのに十分フレキシブルである。例えば、前記ベルト104は、ゴムベルト、金属ケーブル又はナックルチェーン等から構成することができる。
【0037】
図5は、前記カムアセンブリ1000の異なる構成の例を図示している。
図5の実施形態において、前記カムアセンブリ1000は、9つの調節穴401を備えるレンジプレート102と共に図示されている。9つの位置は、前記アジャスタ106が前記調節穴401のそれぞれと係合したときの9つの構成を示している。位置1を位置9と比較すると、前記アジャスタ106が最も外側の調節穴402に位置する場合、いかにして前記ピボットトラックフォロア202とピボットトラック402が、カムが必ずしも完全な円形運動しないように、調節中にカム101の移動をガイドするかが理解できる。カム101が位置1と位置9との間で回転すると、レンジプレート102の異なる部分が露出され、これはカム101が円の中心周りに回転していないことを示している。
【0038】
図6は、エクササイズマシン601に使用される時の前記カムアセンブリ1000を図示している。図示から理解されるように、前記カムアセンブリ1000は、ベルト104がウエイトユニット602に係合し、ターンするのではなくウエイトを複数のプーリ間に分布できるように、ウエイトユニット602と整列していることが好適である。前記エクササイズマシン601は、レッグエクササイズマシンとして図示されているが、前記カムアセンブリ1000は、ウエイトユニット602が係合される任意のエクササイズマシン601に使用することが可能である。更に、
図6は、前記ウエイトユニット602をウエイトのスタックとして図示しているが、前記ウエイトユニット602は、フリーウエイトを保持するシャフト、ウエイト付きレバー、マシンの移動の少なくとも1つの方向において抵抗を提供するその他任意のメカニズムとすることができる。
【0039】
図7は、前記カムアセンブリ1000の別の実施形態を図示している。
図7において、ピボットトラックは無いが、代替のレンジプレート702が第1リンク機構703と第2リンク704機構とを使用して別のカム701に係合している。前記第1リンク機構703と第2リンク機構704とは、それぞれ、ピボットトラックを備える前記実施形態と同様に、第1
カムピボットと第2
カムピボットとを形成する。これら第1リンク機構703と第2リンク機構704との移動レンジによって、それぞれ、第1円弧と第2円弧とが形成される。前記代替のカム701が第1位置705から第2位置706へと移動されると、前記第1リンク機構703と第2リンク機構704とが同時に移動して前記代替のカム701を前記代替のレンジプレート702に対して位置固定する。
【0040】
下記の表は、前記カムアセンブリ1001がいかに機能するかの具体例を提供している。下記の例の数字は、
図5の実施形態を使用して得られたものである。様々な例の表示(labeling)は、
図5の表示の慣習におけるものと同じである。以下の例は例示的なものであって、前記カムアセンブリ1000の寸法又は構成をなんら限定するものではない。
【0041】
例1: 下記の例は、
図5の位置5である、「セット1」のデータを示している。これは、前記アジャスタ106が中間の調節穴401で固定される場合の典型的データである。
【表1】
【0042】
例2: 以下の例は、
図5の位置9である、「セット2」のデータを示している。これは、前記アジャスタ106が最も遠い調節穴401の一つで固定される場合の典型的データである。
【表2】
【0043】
例3: 以下の例は、
図5の位置1である、「セット3」のデータを示している。これは、前記アジャスタ106が位置9の調節穴401の反対側の最も遠い調節穴401で固定される場合の典型的データである。
【表3】
【0044】
図5を参照すると、上の例は、レンジプレート102とのカム101の位置に応じて、ユーザが経験するウエイトユニットの百分率が変化することを示している。例1において、エクササイズは、エクササイズの途中よりも低いウエイトユニット百分率で始まり且つ終わる。例2では、エクササイズは低い百分率で始まり、高い百分率で終わる。例3では、ウエイト百分率は運動のスタート時において高く、運動の終わりに低くなる。
【0045】
強度プロファイルが調節可能であることによって、ユーザは彼らのエクササイズを彼らのフィットネスゴールにより簡単に適合させることが可能となる。運動の最後により大きな強度を得ることを望むユーザにとって、彼らはカムを例2のものに調整することができる。例えば、運動の始まりに彼らの強度でワークすることを望むユーザは、カムを例3に調節することができる。