特表 2024-523295 屋内におけるサイクリングトレーニングのジム用器具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-06-28

(54)【発明の名称】屋内におけるサイクリングトレーニングのジム用器具

(51)【国際特許分類】

   A63B 21/005 20060101AFI20240621BHJP

   A63B 24/00 20060101ALI20240621BHJP

   A63B 22/06 20060101ALI20240621BHJP

【ＦＩ】

A63B21/005

A63B24/00

A63B22/06 H

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023577187

(86)(22)【出願日】2022-06-13

(85)【翻訳文提出日】2024-01-25

(86)【国際出願番号】 IT2022050168

(87)【国際公開番号】W WO2023281544

(87)【国際公開日】2023-01-12

(31)【優先権主張番号】102021000018128

(32)【優先日】2021-07-09

(33)【優先権主張国・地域又は機関】IT

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】523466628

【氏名又は名称】モラレス，ニコラ

(71)【出願人】

【識別番号】523466639

【氏名又は名称】フォルナシエル，マルコ

(74)【代理人】

【識別番号】100091683

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼川 俊雄

(74)【代理人】

【識別番号】100179316

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 寛奈

(72)【発明者】

【氏名】モラレス，ニコラ

(57)【要約】

交互運動を伴う２つのクランクを含んだ、屋内におけるサイクリングトレーニングのためのジム用器具であって、クランクの各々は、位置及び負荷に依存してリアルタイムでクランクの抵抗を変化させることができるデバイスによって対照される、ジム用器具。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

屋内におけるサイクリングトレーニングのためのジム用器具であって、サドル（２）及びハンドルバー（３）を支持するベース（１）を備え、前記ベース（１）には横断シャフト（６）が回転可能に連結され、前記横断シャフト（６）は、２つのクランク（５１、５２）によって交互に伝達されるトルクによって回転させられ、２つの前記クランク（５１、５２）の遠位端は外周の弧を描き、それによって２つの前記クランク（５１、５２）の遠位端は最も高い位置から最も低い位置まで通過して、少なくとも１つの対照ユニット（７）によって前記シャフト（６）に加えられた制動トルクを上回り、前記クランクは、それらを同時に反対方向に回転させるように強いる逆運動手段によって、相互接続され、
ここで前記ジム用器具は、前記クランク（５１、５２）が、角度位置と、前記クランクの各々が受ける負荷と、を検出するための手段を含み、前記クランク（５１、５２）が、自動コマンド及び制御デバイスに機能的に接続され、引き続いて前記自動コマンド及び制御デバイスは、前記対照ユニット（７）によって前記シャフト（６）に加えられた作用を調節することを特徴とする、ジム用器具。

【請求項2】

前記クランクの各々のために、前記逆運動手段は、それぞれの液圧ピストン／シリンダアセンブリ（５３、５４）を備え、その遠位端は、前記クランクに回転可能に接続され、前記クランクの近位端は、前記ベースに回転可能に連結され、前記ピストン／シリンダアセンブリの前記シリンダは、非伸張ダクト（５５）によって液圧的に連通するよう配置されることを特徴とする、請求項１に記載のジム用器具。

【請求項3】

前記クランク（５１、５２）の内少なくとも一方は、それぞれのフリーホイールデバイスによって、前記シャフト（６）に運動を伝達することを特徴とする、請求項１または２に記載のジム器具。

【請求項4】

少なくとも１つの前記対照ユニット（７）は、電子デバイスによって制御される電気サーボモータを備えることを特徴とする、請求項１～３の内いずれか一項に記載のジム用器具。

【請求項5】

少なくとも１つの前記対照ユニット（７）は、電気機械的に作動される高感度の弁によって調節される、循環式液圧アクチュエータを備えることを特徴とする、請求項１～３の内いずれか一項に記載のジム用器具。

【請求項6】

それぞれのペダルは、前記クランク（５１、５２）の各々の遠位端に回転可能に連結されることを特徴とする、請求項１～５の内いずれか一項に記載のジム用器具。

【請求項7】

２つの前記クランク（５１、５２）の各々における下方ストロークは、前記ベース（１）と一体化するよう接続されたそれぞれの端部制止部（１１、１２）によって遮断されることを特徴とする、請求項１～６の内いずれか一項に記載のジム用器具。

【請求項8】

前記対照ユニット（７）は、伝達比を変化させることができる運動伝達システムによって、前記クランク（５１、５２）に機能的に接続されることを特徴とする、請求項１～７の内いずれか一項に記載のジム用器具。

【請求項9】

前記クランク（５１、５２）から前記シャフト（６）に運動を伝達する前記フリーホイールデバイスは、可逆係止部が設けられたタイプであることを特徴とする、請求項１～８の内いずれか一項に記載のジム用器具。

【請求項10】

加圧流体を前記循環式液圧アクチュエータの中に導入する、液圧ポンプを備えることを特徴とする、請求項５～９の内いずれか一項に記載のジム用器具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アスリートのトレーニング、特に屋内におけるサイクリストのトレーニングのために使用されるデバイスの技術分野に属する。

【0002】

このデバイスは、スポーツトレーニング、強化、及び下肢の補強だけではなく、治療及び／またはリハビリテーション目的にも使用することができる。

【0003】

詳細には、本発明は、ペダルが外周の弧の一部分のみで動き、したがって交互運動を特徴とし、連続回転を特徴としない、ジム器具の技術分野に属する。

【0004】

最後に、本発明は、ペダリング中に加えられる作動力を継続的に調整することが可能なデバイスに関する。

【背景技術】

【0005】

サイクリストのための屋内トレーニングデバイスの分野における、所謂エクササイズバイクまたはスピンバイク、すなわちアスリートが、路上で自転車を使用しながら下肢によって実施される運動を再現できるデバイスが知られている。これらのデバイスは、例えば路上の傾斜の変化など、実際に自転車を使用する間に生じる、様々な状況をシミュレートするための好適な手段を含む。さらに移動中の自転車の、運動エネルギーの蓄積をシミュレートするために、フライホイールなどの手段も含むことが多い。

【0006】

このタイプのデバイスは、有酸素トレーニングに好適であるが、完全なペダルストロークを実施する必要なしで、特定の筋肉部位のみを発達させたいアスリートのためにも好適である。完全なペダルストロークは、主にクランクの上死点に相当する、効率の低い推進力のために利点は少なく、実際に強い仕事量を妨げる。なぜなら回転における上死点の通過は、停止から開始して最大の力を加えることができないからである。

【0007】

この欠点を克服するために、最近、ペダルを全回転させずに、したがって回転における上死点を越える必要なく、アスリートが外周の弧の一部分のみでクランクを押し込むジム器具が開発されている。

【0008】

ペダルのストローク中にサイクリストの脚から加えられた力は、押し込む角度に依存して、クランク上で様々なトルクを生成することが知られている。一般的に、実際にペダリングするとき、力のベクトル成分は、クランクと、ペダルを踏み込む下肢とによって形成される角度に依存する。この角度は、下肢がペダルを踏み込む方向が変化する際に、同じ抵抗モーメントを伴ってペダリング中に変化するので、このモーメントを上回るように下肢が加えなければならない推進力が、他の角度位置で必要な推進力よりも大きくなる、クランクの角度位置が存在する。

【0009】

この技術的課題を解決するために、本発明者は、イタリア国特許１０―２０１５―００００２５１７１号明細書で、サイクリストのトレーニングのための特定の器具を開示している。このサイクリストは、正しい位置を維持しながら、いつでも静止位置から再開始できること、及びアスリートの脚に加えられる抵抗が推進角度に依存しないこと、によって筋肉パワーを増加させることができる。

【0010】

対象の器具は、高いペダリング負荷を伴い、制御された筋肉の作動力のエクササイズを実施することを可能にし、高い抵抗負荷の存在下でさえ運動の円滑さを保証する。これは、クランク回転中の抵抗トルクを変化させて管理することを可能にするレバー機構を伴う、技術的解決策のためであり、全ての角度位置について、最適な方法で作動力を較正するのを可能にする

【0011】

言及したように、イタリア国特許１０―２０１５―００００２５１７１号明細書で説明された器具は、特定の固定トルク曲線を作り出す働きをする複数の二次レバーにおける動作に基づいており、それによってアスリートは、器具によって与えられた抵抗の程度のみを変えることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【特許文献1】イタリア国特許１０―２０１５―００００２５１７１号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

したがって、本発明の目的は、停止からの開始でも最大の力をアスリートが適用可能で、完全なペダルストロークを成す必要からの不都合を回避し、同時に、全抵抗に対するだけではなく瞬間ごとの各ポイントの抵抗に対して、クランクの回転角度に依存した抵抗トルクの曲線を継続的に変化させ得る可能性により、サイクリストが対象の筋肉部位を適切に発達させるのを可能にする、屋内におけるサイクリングトレーニングのためのジム用器具を提供することである。

【0014】

本発明の別の目的は、２本の脚のために異なる負荷及び抵抗曲線を伴うトレーニングサイクルを実施する可能性を、アスリートに与えるデバイスを提供することである。

【0015】

特に、本発明のさらに別の目的は、等速性運動、及び等張性または粘性摩擦運動の両方を実施することが可能なジム用器具を提供することである。

【0016】

とりわけ、本発明の目的は、アスリートのエキセントリックな運動を可能にする、すなわち少なくとも１つの活動中のクランクが、反応に対抗するアスリートの下肢に負荷を移すことを可能にする、サイクリングトレーニングのためのジム用器具を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0017】

これら及び他の目的の実現は、ハンドルバー及びサドルが載るベースであって、このベースの下部に、水平軸周りに交互の方向に回転する２つのクランクが枢動し、これら全ては、人が足を用いてクランクで作用させることができ、その一方でサドルに座って手をハンドルバーに載せ続けるよう構成されたベース、を備えたジム用器具によって可能である。

【0018】

好ましくは、各クランクの各遠位端には、それぞれペダルが回転可能に連結される。本特許の文脈において、用語「ペダル」は、たとえクランクと一体化して回転しないように接続されても、アスリートの脚によって加えられた作動力をクランクに伝達することができる、任意の要素を指すよう使用される。

【0019】

好ましくは、サドル及びハンドルバーの位置は、様々な体形のアスリートに対して容易に適合できるよう、調整可能である。

【0020】

２つのクランクは、運動力学的に互いに接続され、それによってそれらは、反対方向に同時に動くよう強いられ、同じ手段で外周の弧を描くことにより、第１にペダルが下方に回転しながら、第２のペダルは必然的に上方に回転しなければならない。

【0021】

好ましい実施形態によると、クランクの反対方向の交互運動は、各クランクをそれぞれの液圧ピストンにおける第１の端部に接続し、第２の端部をベースに回転可能に接続することによって、かつ、両ピストンのシリンダを液圧的に連通させて設置することによって、実現される。したがって第１のシリンダにおける容量の減少が、第２のシリンダにおける容量の増加と等しくなるよう対応しなければならない。

【0022】

これらのピストンは単動式であるので、アスリートは、押し込まないペダルを上昇させることで作動力に寄与することはできない。

【0023】

クランクの反対方向の交互運動は、たとえ単動式ではない場合でも、説明したものとは異なる他の解決策を用いて実現させることもできることは、指摘しなければならない。

【0024】

それぞれフリーホイールデバイスによって、両クランクの近位端は、継続的に調整可能な機械的抵抗を伴って、アスリートによって加えられた推進力に反応する対照ユニットに接続される。

【0025】

図に示された実施形態において、両クランクの近位端は、それぞれのフリーホイールデバイスによってシャフトに接続され、同じシャフトには、アスリートによって加えられた推進力に機械的抵抗を伴って反応する、対照ユニットが接続される。

【0026】

対照ユニットは、異なる技術的解決策を用いて、例えば電子制御されたサーボモータを使用して、または電気機械的に作動する高感度の弁で調節された、循環式液圧アクチュエータによって、実現することができる。

【0027】

エキセントリックな運動を含んだサイクルトレーニングを実施するために、サーボモータは、回転方向を逆転させることができなければならず、この場合、フリーホイールデバイスは常に係合し続けることになり、トルクをクランクに伝達して、それはアスリートの下肢に対して能動的に作用することになる。

【0028】

同様に、液圧アクチュエータを伴う解決策が、抵抗を提供するために採用された場合、加圧流体をアクチュエータの中に導入できるポンプを伴う、回路構成を完成させることが必要となる。

【0029】

基本的な組立の解決策において、１つのみのアクチュエータを、両クランクのために使用できる。それによって、クランクは常に交互運動をしなければならないジム用器具を作り出す。他方で、両クランクがそれらの動作を独立して同時に実施することができることが望ましい場合、ジム用器具は、２つの別個のアクチュエータを含まなければならない。

【0030】

アスリートがクランクに伝達する機械エネルギーは、対照ユニットによって交互に消散される。なぜなら下方の回転中に、各クランクは、ラチェットとしても知られているフリーホイールデバイスと係合し、それによって対照ユニットへ運動を伝達して、その抵抗を上回るからである。

【0031】

フリーホイールデバイスのおかげで、上方への運動中に、トルクはシャフトに伝達されない。

【0032】

単一の作用動作は、アスリートが両脚を使って抵抗トルクを上回るのを防止するために、一般的に屋内サイクリングトレーニングのために好ましいが、アスリートの推進力がクランクを上方に持ち上げるよう努めるとき、クランクがアスリートの推進力に反応する場合にも、同じ発明概念を適用することができることに留意されたい。

【0033】

一方のクランクから他方のクランクに運動を伝達するための液圧システムは、外部の移動タンクによって、回路における液圧流体量を、単に増加または減少させることによって、クランクの角度移動を容易に変更することを可能にする。

【0034】

クランクの運動は、電子デバイスによってリアルタイムで管理かつ制御される。この電子デバイスは、クランクにおける単一の全ての回転中に、スピード、及び伝達された作動力を継続的に検出することができ、その結果、無限数の様々な運動サイクルでトレーニングをするアスリートに、任意の移動／抵抗曲線を設定できるよう提案するために、抵抗を刻一刻と変更させる。

【0035】

電子制御デバイスは、ユーザインターフェースを含み、有利には、それはエクササイズ器具のハンドルバーにパネルを含むことができるか、または適切に接続されたスマートフォンまたはタブレットなどの外部デバイスを使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0036】

【図1】本発明の対象であるジム用器具の側面図である。

【図2】本発明の斜視図である。

【図3】対照ユニット及びベルト駆動部の拡大図である。

【図4】本発明の斜視図である。

【図5】シャフトハウジング（３）の拡大断面を示す図である。

【図6】右側から見た斜視図である。

【図7】対照ユニットの拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0037】

図に示された実施形態において、本ジム用器具はベース（１）を備え、そこにサドル（２）及びハンドルバー（３）が調整可能に接続される。ジム用器具の下方後部において、シャフト（６）は回転可能に収納され、そこに２つのクランク（５１、５２）が、２つのそれぞれのフリーホイールデバイスによって回転可能に接続される。それによって、下方に押圧されたときに、各クランクは回転トルクをシャフト（６）に伝達する。シャフト（６）は、対照ユニット（７）によって加えられた作用を上回ることによって回転し、その一方でフリーホイールデバイスは、クランクが再び上方に回転するときに、いかなるトルクも伝達しない。

【0038】

クランクは、水平横断軸の周りを旋回し、各クランクは、それぞれの液圧ピストン／シリンダアセンブリ（５３、５４）の遠位端に、回転可能に接続される。液圧ピストン／シリンダアセンブリの近位端は、ベースに回転可能に連結される。このように、２つのクランクの運動は相互に制約される。なぜなら２本のシリンダは、動作中に液圧流体を一方のシリンダから他方のシリンダに交互に移動させるダクト（５５）によって接続され、それによって一方のクランクが下方に回転した場合、他方のクランクは上方に回転するよう強いられるためである。

【0039】

図に示される解決策において、対照ユニット（７）はシャフト（６）の背部に位置され、ベルト（７１）によってトルクをシャフト（６）に伝達する。ベルト（７１）は、チェーンまたは一連のギアなど、任意の他の運動伝達システムと置き換えることができ、単一ではない伝達比も導入することに、留意されたい。

【0040】

異なる実施形態において、シャフト（６）は、対照デバイスのシャフトと一致させることができる。

【0041】

特に完全な実施形態において、運動伝達システムは、伝達比を変化させるためのグループを含むこともできる。

【0042】

本ジム用器具は、電子タイプのコマンド及び制御システム（８）を含み、それは、各クランクの位置及びクランクに加えられた作動力の両方をリアルタイムに検出するための手段に、機能的に接続される。

【0043】

コマンド及び制御ユニットは、対照ユニット（７）に機能的に接続され、データ処理手段及びユーザインターフェースの両方を含み、このユーザインターフェースは、専用のタッチパネルであってもよく、またはコンピュータもしくはスマートフォンによって置き換えてもよい。

【0044】

対照ユニットは、異なるタイプの構成要素を使用して作ることができ、特に簡易かつ実用的な解決策は、電子的に制御された電気サーボモータの使用を伴う。この場合、サーボモータの回転方向を逆転させて、エキセントリックな運動でアスリートがトレーニングできる器具にすることが、実質的に可能である。

【0045】

リアルタイムに、クランクの位置及び力の両方を検出する可能性により、コマンド及び制御システムは、任意の予め設定された機能に従って、リアルタイムに対照ユニットにフィードバックを与えることができる。

【0046】

対照ユニット（７）を実現するための、別の考えられる構造的解決策は、電気機械的に作動する高感度の弁によって調節される、特別な循環式液圧アクチュエータで構成される。この解決策を用いて、アクチュエータを回転させる、電子制御されたポンプによって、エキセントリックな運動を実現することを可能にする。

【0047】

フリーホイール機能は、サイクリストのトレーニングに好ましいが、ジム器具の特に完全なバージョンは、フリーホイールデバイスを係止する可能性を提供することができ、それによって、クランクを持ち上げる段階中でさえ、トルクをシャフト（６）に伝達するのを可能にすることに、留意されたい。

【0048】

特に完全な実施形態において、クランクの運動範囲は、例えば図示しない外部タンクにより、２つのピストン／シリンダユニット（５３、５４）及びダクト（５５）に含まれた液圧流体量を増減させることができるデバイスによって、動作中も変化させることができる。

【0049】

このジム器具を使用する柔軟性を促進するために、各クランクについて専用の対照ユニットを使用することが可能である。

【0050】

図に示される実施形態において、各クランク（５１、５２）の下方の移動は、ベース（１）と一体化するよう接続されたそれぞれの端部制止部（１１、１２）によって遮断される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【国際調査報告】