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(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】特表2021-514796(P2021-514796A)
(43)【公表日】2021年6月17日
(54)【発明の名称】手動式マニュアルトレッドミル
(51)【国際特許分類】
A63B 22/02 20060101AFI20210521BHJP
F16H 21/16 20060101ALI20210521BHJP
F16H 37/12 20060101ALI20210521BHJP
【ＦＩ】
A63B22/02
F16H21/16
F16H37/12 Z
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
【全頁数】15
(21)【出願番号】特願2020-547046(P2020-547046)
(86)(22)【出願日】2018年7月13日
(85)【翻訳文提出日】2020年9月3日
(86)【国際出願番号】US2018041962
(87)【国際公開番号】WO2019172949
(87)【国際公開日】20190912
(31)【優先権主張番号】62/638,176
(32)【優先日】2018年3月4日
(33)【優先権主張国】US
(81)【指定国】
AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JO,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT
(71)【出願人】
【識別番号】520339677
【氏名又は名称】ヤン，フェイ
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100135079
【弁理士】
【氏名又は名称】宮崎 修
(72)【発明者】
【氏名】ヤン，フェイ
【テーマコード（参考）】
3J062
【Ｆターム（参考）】
3J062AB29
3J062AB31
3J062AC07
3J062AC08
3J062CB06
3J062CB33
3J062CG66
3J062CG84
3J062CG95
(57)【要約】
本発明は、トレッドベルトを駆動するための電気モータの代わる手動式システムを備えた新規なトレッドミルに関する。手動式システムには、２つのハンドルの間の異なる連結システムによる両方のハンドルの固定範囲動作及び自由範囲動作を含む。ハンドルの枢動は、効率的にトレッドベルトの後方移動に伝達できる。【特許請求の範囲】
【請求項1】
フレームと、該フレーム内に取り付けられるエンドレストレッドベルトとを有する手動式トレッドミルであって、当該手動式トレッドミルは、
動く運動面を提供するために前記エンドレストレッドベルトを駆動するための手動駆動手段と、
ユーザーの手から動力を受け取るための手段と、
ユーザーの手からの動力を一方向回転出力に伝達するための手段と、
を含み、
前記手動駆動手段は、第１のハンドルと、第２のハンドルと、該第１のハンドル及び該第２のハンドルから手動の動力を受け取り、該手動の動力を回転出力に伝達し、さらに前記エンドレストレッドベルトを動かすドライブトレインとを含む、手動式トレッドミル。
動く運動面を提供するために前記エンドレストレッドベルトを駆動するための手動駆動手段と、
ユーザーの手から動力を受け取るための手段と、
ユーザーの手からの動力を一方向回転出力に伝達するための手段と、
を含み、
前記手動駆動手段は、第１のハンドルと、第２のハンドルと、該第１のハンドル及び該第２のハンドルから手動の動力を受け取り、該手動の動力を回転出力に伝達し、さらに前記エンドレストレッドベルトを動かすドライブトレインとを含む、手動式トレッドミル。
【請求項2】
前記第１のハンドル及び前記第２のハンドルは往復動作で係合し、前記第１のハンドルを一方向に動かすことにより、前記第２のハンドルは反対方向に動かされる、請求項１に記載の手動式トレッドミル。
【請求項3】
前記ドライブトレインは、前記エンドレストレッドベルトを動かすために前記回転出力を運ぶ少なくとも１つのオーバーランニングクラッチ又はフリーホイールをさらに含む、請求項１に記載の手動式トレッドミル。
【請求項4】
フレームと、
前記フレーム内に取り付けられるエンドレストレッドベルトと、
往復固定範囲動作で連結される第１のハンドル及び第２のハンドルと、
前記第１のハンドル及び第２のハンドルから前記エンドレストレッドベルトに動力を伝達するドライブトレインと、
を含む手動式トレッドミル。
前記フレーム内に取り付けられるエンドレストレッドベルトと、
往復固定範囲動作で連結される第１のハンドル及び第２のハンドルと、
前記第１のハンドル及び第２のハンドルから前記エンドレストレッドベルトに動力を伝達するドライブトレインと、
を含む手動式トレッドミル。
【請求項5】
前記ドライブトレインは、
前記エンドレストレッドベルトに動力を運ぶ少なくとも１つのオーバーランニングクラッチ又はフリーホイールと、
前記第１のハンドル及び前記第２のハンドルを互いに往復固定範囲動作で連結する連結装置であって、前記第１のハンドル及び前記第２のハンドルの移動方向は、通常ハンドルの死点である前記第１のハンドル及び前記第２のハンドルの最も前の点及び最も後ろの点に合致する前記第１のハンドル及び前記第２のハンドルが動作範囲の最大点を通過した後にしか逆にできない、連結装置と、
をさらに含む、請求項４に記載の手動式トレッドミル。
前記エンドレストレッドベルトに動力を運ぶ少なくとも１つのオーバーランニングクラッチ又はフリーホイールと、
前記第１のハンドル及び前記第２のハンドルを互いに往復固定範囲動作で連結する連結装置であって、前記第１のハンドル及び前記第２のハンドルの移動方向は、通常ハンドルの死点である前記第１のハンドル及び前記第２のハンドルの最も前の点及び最も後ろの点に合致する前記第１のハンドル及び前記第２のハンドルが動作範囲の最大点を通過した後にしか逆にできない、連結装置と、
をさらに含む、請求項４に記載の手動式トレッドミル。
【請求項6】
前記第１のハンドル及び前記第２のハンドルが前記往復固定範囲動作を実現できるようにするための前記装置は一対の反対に回転する連結クランクを含み、該連結クランクは第１のシャフトの両端に設けられ、前記第１のハンドル及び前記第２のハンドルを反対方向に且つ固定範囲周期で動かす、請求項５に記載の手動式トレッドミル。
【請求項7】
前記ドライブトレインは、
バネ強制カムと、
各端にホイールを備えた回転アームであって、該ホイールは前記カムの動きから蓄積されたバネエネルギーにより前記第１のハンドル及び前記第２のハンドルが死点を通過するのを助けるために前記カムと係合し、該回転アームは前記第１のシャフトに固定される、回転アームと、
一方向回転を実現するために前記第１のシャフト上に設けられる少なくとも１つのオーバーランニングクラッチ又はフリーホイールと、
をさらに含む、請求項４に記載の手動式トレッドミル。
バネ強制カムと、
各端にホイールを備えた回転アームであって、該ホイールは前記カムの動きから蓄積されたバネエネルギーにより前記第１のハンドル及び前記第２のハンドルが死点を通過するのを助けるために前記カムと係合し、該回転アームは前記第１のシャフトに固定される、回転アームと、
一方向回転を実現するために前記第１のシャフト上に設けられる少なくとも１つのオーバーランニングクラッチ又はフリーホイールと、
をさらに含む、請求項４に記載の手動式トレッドミル。
【請求項8】
フレームと、
前記フレーム内に取り付けられるエンドレストレッドベルトと、
往復自由範囲動作で連結される第１のハンドル及び第２のハンドルと、
前記エンドレストレッドベルトを動かすために前記第１のハンドル及び前記第２のハンドルから動力を伝達するドライブトレインと、
を含む手動式トレッドミル。
前記フレーム内に取り付けられるエンドレストレッドベルトと、
往復自由範囲動作で連結される第１のハンドル及び第２のハンドルと、
前記エンドレストレッドベルトを動かすために前記第１のハンドル及び前記第２のハンドルから動力を伝達するドライブトレインと、
を含む手動式トレッドミル。
【請求項9】
前記ドライブトレインは、
前記エンドレストレッドベルトを動かすために動力を運ぶ少なくとも１つのオーバーランニングクラッチ又はフリーホイールと、
前記第１のハンドル及び前記第２のハンドルを互いに往復自由範囲動作で連結する連結装置であって、前記第１のハンドル及び前記第２のハンドルが反対方向に動くように連結し、前記第１のハンドル及び前記第２のハンドルの入力動力方向が逆にされた場合は常に前記第１のハンドル及び前記第２のハンドルを動かす方向を逆にする、連結装置と、
をさらに含む、請求項８に記載の手動式トレッドミル。
前記エンドレストレッドベルトを動かすために動力を運ぶ少なくとも１つのオーバーランニングクラッチ又はフリーホイールと、
前記第１のハンドル及び前記第２のハンドルを互いに往復自由範囲動作で連結する連結装置であって、前記第１のハンドル及び前記第２のハンドルが反対方向に動くように連結し、前記第１のハンドル及び前記第２のハンドルの入力動力方向が逆にされた場合は常に前記第１のハンドル及び前記第２のハンドルを動かす方向を逆にする、連結装置と、
をさらに含む、請求項８に記載の手動式トレッドミル。
【請求項10】
前記ハンドルに前記往復自由範囲動作を実現させるための前記ドライブトレインは、一対の反対方向に回転する連結ギアを含み、該連結ギアは、前記第１のハンドル及び前記第２のハンドルを反対方向に動かし、前記第１のハンドル及び前記第２のハンドルへの力方向が逆になった場合は常に前記第１のハンドル及び前記第２のハンドルを動かす方向を変えることができる、請求項９に記載の手動式トレッドミル。
【請求項11】
前記ドライブトレインは、前記第１のハンドル及び前記第２のハンドルの動きを一方向の回転動作に変換するために、前記第１のハンドル及び前記第２のハンドルのそれぞれの入力シャフト上に設けられる少なくとも１つのオーバーランニングクラッチ又はフリーホイールをさらに含む、請求項１０に記載の手動式トレッドミル。
【請求項12】
フレームと、該フレーム内に取り付けられるエンドレストレッドベルトとを有する手動式トレッドミルであって、当該手動式トレッドミルは、
前記フレームに回転可能に取り付けられる第１のハンドル及び第２のハンドルと、
前記第１のハンドル及び前記第２のハンドルから前記エンドレストレッドベルトに動力を伝達するために前記フレームに取り付けられるドライブトレインと、
を含み、
前記ドライブトレインは、
第１のシャフトであって、該第１のシャフトの一端に第１のクランクを有し、該第１のシャフトの他端に第２のクランクを有し、該第１のクランクは前記第１のハンドルに接続され、該第２のクランクは前記第２のハンドルに接続され、前記第１のハンドル及び前記第２のハンドルは相互に且つ反対に動くように互いに連結される、第１のシャフトと、
ユーザーの歩行又は走行ペースに合致する正しい速度範囲で前記エンドレストレッドベルトを動かすために、前記第１のシャフトの回転を所望の回転速度に伝達するトランスミッションと、
前記動力を前記エンドレストレッドベルトに運ぶ少なくとも１つのオーバーランニングクラッチ又はフリーホイールと、
を含む、手動式トレッドミル。
前記フレームに回転可能に取り付けられる第１のハンドル及び第２のハンドルと、
前記第１のハンドル及び前記第２のハンドルから前記エンドレストレッドベルトに動力を伝達するために前記フレームに取り付けられるドライブトレインと、
を含み、
前記ドライブトレインは、
第１のシャフトであって、該第１のシャフトの一端に第１のクランクを有し、該第１のシャフトの他端に第２のクランクを有し、該第１のクランクは前記第１のハンドルに接続され、該第２のクランクは前記第２のハンドルに接続され、前記第１のハンドル及び前記第２のハンドルは相互に且つ反対に動くように互いに連結される、第１のシャフトと、
ユーザーの歩行又は走行ペースに合致する正しい速度範囲で前記エンドレストレッドベルトを動かすために、前記第１のシャフトの回転を所望の回転速度に伝達するトランスミッションと、
前記動力を前記エンドレストレッドベルトに運ぶ少なくとも１つのオーバーランニングクラッチ又はフリーホイールと、
を含む、手動式トレッドミル。
【請求項13】
前記第１のシャフトが１つの方向に回転するのを防止するために、前記第１のシャフト上にオーバーランニングクラッチ又はフリーホイールが設けられている、請求項１２に記載の手動式トレッドミル。
【請求項14】
前記ドライブトレインは、
ハンドルが死点を通過するのを助けるためにエネルギーを蓄積するためのバネ固定カムと、
前記バネ固定カムと係合する、ホイールを備えた回転アームと
前記第１のシャフト上に設けられるオーバーランニングクラッチ又はフリーホイールと、
前記エンドレストレッドベルトの１つのシャフト上に設けられるオーバーランニングクラッチ又はフリーホイールと、
をさらに含む、請求項１２に記載の手動式トレッドミル。
ハンドルが死点を通過するのを助けるためにエネルギーを蓄積するためのバネ固定カムと、
前記バネ固定カムと係合する、ホイールを備えた回転アームと
前記第１のシャフト上に設けられるオーバーランニングクラッチ又はフリーホイールと、
前記エンドレストレッドベルトの１つのシャフト上に設けられるオーバーランニングクラッチ又はフリーホイールと、
をさらに含む、請求項１２に記載の手動式トレッドミル。
【請求項15】
フレームと、該フレーム内に取り付けられるエンドレストレッドベルトとを有する手動式トレッドミルであって、当該手動式トレッドミルは、
第１のハンドル及び第２のハンドルであって、該第１のハンドルは第１のハンドルシャフトに接続され、該第２のハンドルは第２のハンドルシャフトに接続され、該第１のハンドルシャフト及び該第２のハンドルシャフトは、該第１のハンドルシャフト及び該第２のハンドルシャフト上にある一対のギアにより連結され、該第１のハンドルは該第１のハンドルシャフトを中心に枢動し、該第２のハンドルは該第２のハンドルシャフトを中心に枢動し、ハンドルの最大動作範囲を制限するために使用されるエネルギー貯蔵材料を制限するためにバネ又はゴムのクッション及びエネルギー蓄積材料が用いられる、第１のハンドル及び第２のハンドルと、
前記第１のハンドル及び前記第２のハンドルから前記エンドレストレッドベルトに動力を伝達するために前記フレームに取り付けられるドライブトレインであって、該ドライブトレインは、
第１のハンドルシャフト及び第２のハンドルシャフトであって、該第１のハンドルシャフト及び該第２のハンドルシャフトは、該第１のハンドルシャフト及び該第２のハンドルシャフト上の一対のギアにより互いに連結され、該第１のハンドルシャフトの一端は前記第１のハンドルの下端に接続され、該第２のハンドルシャフトの一端は前記第２のハンドルの下端に接続される、第１のハンドルシャフト及び第２のハンドルシャフトと、
共通入力シャフト上の第１のフリーホイールと係合する、前記第１のハンドルシャフト上にある第１のチェーンホイール又はベルトホイール及び共通入力シャフト上の第２のフリーホイールと係合する、前記第２のハンドルシャフト上にある第２のチェーンホイール又はベルトホイールと、
ユーザーの歩行又は走行ペースに合致正しい速度範囲で前記エンドレストレッドベルトを動かすために、前記共通入力シャフトの回転を所望の回転速度に伝達するトランスミッションと、
前記エンドレストレッドベルトに動力を運ぶ少なくとも１つのオーバーランニングクラッチ又はフリーホイールと、
を含む、ドライブトレインと、
を含む、手動式トレッドミル。
第１のハンドル及び第２のハンドルであって、該第１のハンドルは第１のハンドルシャフトに接続され、該第２のハンドルは第２のハンドルシャフトに接続され、該第１のハンドルシャフト及び該第２のハンドルシャフトは、該第１のハンドルシャフト及び該第２のハンドルシャフト上にある一対のギアにより連結され、該第１のハンドルは該第１のハンドルシャフトを中心に枢動し、該第２のハンドルは該第２のハンドルシャフトを中心に枢動し、ハンドルの最大動作範囲を制限するために使用されるエネルギー貯蔵材料を制限するためにバネ又はゴムのクッション及びエネルギー蓄積材料が用いられる、第１のハンドル及び第２のハンドルと、
前記第１のハンドル及び前記第２のハンドルから前記エンドレストレッドベルトに動力を伝達するために前記フレームに取り付けられるドライブトレインであって、該ドライブトレインは、
第１のハンドルシャフト及び第２のハンドルシャフトであって、該第１のハンドルシャフト及び該第２のハンドルシャフトは、該第１のハンドルシャフト及び該第２のハンドルシャフト上の一対のギアにより互いに連結され、該第１のハンドルシャフトの一端は前記第１のハンドルの下端に接続され、該第２のハンドルシャフトの一端は前記第２のハンドルの下端に接続される、第１のハンドルシャフト及び第２のハンドルシャフトと、
共通入力シャフト上の第１のフリーホイールと係合する、前記第１のハンドルシャフト上にある第１のチェーンホイール又はベルトホイール及び共通入力シャフト上の第２のフリーホイールと係合する、前記第２のハンドルシャフト上にある第２のチェーンホイール又はベルトホイールと、
ユーザーの歩行又は走行ペースに合致正しい速度範囲で前記エンドレストレッドベルトを動かすために、前記共通入力シャフトの回転を所望の回転速度に伝達するトランスミッションと、
前記エンドレストレッドベルトに動力を運ぶ少なくとも１つのオーバーランニングクラッチ又はフリーホイールと、
を含む、ドライブトレインと、
を含む、手動式トレッドミル。
【請求項16】
共入力シャフト上にある前記第１のフリーホイール及び前記第２のフリーホイールは同じフリーホイール方向を有し、前記第１のハンドルシャフト上の第１のチェーンホイール又はベルトホイール及び前記第２のハンドルシャフト上の第２のチェーンホイール又はベルトホイールは、チェーン又はベルトにより前記共入力シャフト上の第１のフリーホイール及び第２のフリーホイールとそれぞれ係合する、請求項１５に記載の手動式トレッドミル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照本願は、２０１８年３月４日に出願された「手動式マニュアルトレッドミル」と題する米国仮特許出願第６２６３８１７６号の優先権の便益を主張する。係る出願は、その全体が参照により本願に組み込まれる。
【背景技術】
【0002】
本発明はフィットネス器具に関し、より具体的には、歩行及び走行運動のために用いられるトレッドミルに関する。本発明は手動式システムを備えた、新しい概念のトレッドミルに関するものであり、手動式システムはトレッドベルトを動かすのを助けて、走行及び歩行運動のための全てのニーズに手動式トレッドミルを安全に適合させる。
【0003】
現在のトレッドミルは２つのカテゴリーに、すなわち、電動トレッドミルと、非電動トレッドミル（手動式トレッドミルと呼ばれる）とに分けることができる。電動トレッドミルの場合、ユーザーは所望の速度で歩行するか又は走行するためにトレッドミルの速度を調整する必要がある。より突っ込んだ運動をするためには、ユーザーは速く歩くか若しくは走るか又はトレッドベースの傾斜を大きくしなければならない。多くのユーザーにとって、速度又は傾斜を大きくすることで膝を痛める可能性があり、ユーザーの安全が危険にさらされることすらある。過去２０年間、米国では５０人以上がトレッドミルの事故で亡くなっている。米国では、トレッドミルの事故の結果、毎年２４０００件が救急治療室に搬送されている。室内フィットネス器具による怪我の全体の４０％にあたるトレッドミルによる怪我によって救急治療室に搬送されている。
【発明の概要】
【発明が解決する課題】
【0004】
標準的な手動／非電動トレッドミルでは、ユーザーはトレッドベルトとフットボードの上面との間の摩擦抵抗を克服しなければならないため、トレッドベースの傾斜を著しく大きくすることなく所望の速度に到達するのは困難である。ほとんどの場合、トレッドベースの傾斜を大きくすることが、より厳しいトレーニングのための唯一の選択肢である。現在の非電動トレッドミルの予想走行速度に達することは非常に困難であるため、非電動トレッドミルの利用は大幅に限られている。非電動トレッドミルを所望の運動強度に到達させるのと同時にユーザーが速度を十分に制御できるようにすることは最大の課題である。トレッドミルが最も人気のあるフィットネス器具になって以来、数多くの研究がなされてきたものの、これまでのところ大きな飛躍的進歩はない。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明は、概してドライブトレインに接続された２つのハンドルから構成される手動システムを備えた新規なトレッドミルに関する。ドライブトレイン内にある少なくとも１つのフリーホイール又はオーバーランニングクラッチは、ハンドルからトレッドベルトに動力を伝達する。滑らかで且つ一定の駆動力を発生させるために、フリーホイール／オーバーランニングクラッチ及び往復ハンドル結合システムの両方が、駆動トレッドベルトを駆動してユーザーのペースに適合させるためにドライブトレインにおいて用いられる。また、手動式システムは、少なくとも１つのフリーホイール又はオーバーランニングクラッチによって、トレッドベルト又はトレッドベルトシャフトに動力を伝達する。ハンドルは、各ハンドル又は両方のハンドルに直接加わる力によって動かされる。しかしながら、トレッドベルトの動きはハンドルを駆動しない。往復ハンドル動作システム（reciprocal handle movement system）は、２つのハンドル間の異なる連結システムを介して、双方のハンドルの固定範囲動作及び自由範囲動作を含む。
【図面の簡単な説明】
【0006】
本発明の２つのグループの実施形態が添付の図面の図に一例として示され、それらは図面により限定されない。図１〜図５は往復固定範囲動作ハンドルを備えるトレッドミルの一態様であり、図６は、往復固定範囲動作ハンドルの別の態様の簡略化されたハンドルの設定の図であり、図７〜図９は、往復自由範囲動作ハンドルを備えたトレッドミルの一態様であり、図１０〜図１４は、自由範囲動作ハンドルを備えたトレッドミルの別の態様である。【発明を実施するための形態】
【0007】
本開示は、本発明におけるハンドル動作の２つのグループの実施形態として考えられるべきであり、本発明を以下の説明又は図に示される特定の実施形態に限定することを意図していない。往復ハンドル動作システムは、２つのハンドル間の異なる連結システムを介して、両方のハンドルの往復固定範囲動作及び往復自由範囲動作を含む。
【0008】
図１〜図５において、手動式トレッドミルは、ベース４０、フットボードフレーム４１、前側トレッドベルトシャフト３１、リアトレッドベルトシャフト３９、フライホイール２４、３２及びエンドレストレッドベルト３０等の基本構造を有する。手動式システムは、上側ハンドル１、３６、下側ハンドル４、３３、クランク２、３４、クランクコネクタ３、３５、第１のシャフト１３、死点を克服する（dead spot overcoming）フライホイール１１、第１のチェーンホイール１２、第１のチェーン１５、第１のテンションホイール１４、各端部にホイール８、４３を有する回転アーム９、トーションバネ５によって押される、軸６上にあるカム7、第２のシャフト１７上にある第２のチェーンホイール１６、第２のシャフト１７上にあるギア１９、第３のシャフト１８上にあるギア２０、ユニバーサルジョイント２１、コネクタ２２、第４のシャフト２３、第３のチェーンホイール２５、第２のチェーン２６、第２のテンションホイール２７、前側トレッドベルトシャフト３１上にあるフリーホイールチェーンホイール２９を含む。ここでは、２つのハンドルのための連結システム及びハンドルとトレッドベルトシャフトとの間の伝達システムをドライブトレインと呼ぶことができる。また、トレッドミルフレームは、トレッドミルフットボードフレーム及びトレッドミルベースを含む。
【0009】
下側ハンドル４及び３３は、上側ハンドル１及び３６にそれぞれ接続されている。ドライブトレインフレーム３７はフットボードフレーム４１に取り付けられている。下側ハンドル４及び３３の下端は、それぞれヒンジ３７及び３８を介してドライブトレインフレーム４７に接続されている。ここで、ヒンジに代えてベアリング又は他の回転ジョイントを用いることもできる。ユーザーは、ハンドル１及びハンドル３６を交互に押し引きして、第１のシャフト１３とそれにあるオーバーランニングクラッチ４２とを駆動して、第１のシャフト１３を一方向にのみ回転させる。クランク２、３４及びクランクコネクタ３、３５は、下側ハンドル４、３３を第１のシャフト１３の各端に接続するために用いられる。第１のチェーン１５は、第１のチェーンホイール１２を第２のチェーンホイール１６に連結し、さらに第２のシャフト１７を回転させて、第３のシャフト１８をギア１９及びギア２０を介して逆方向に回転させる。ユニバーサルジョイント２１は、第３のシャフト１８をコネクタ２２及び第４のシャフト２３に接続するのに用いられる。第３のチェーンホイール２５は、第４のシャフト２３に接続されている。第２のチェーン２６は、第３のチェーンホイール２５をフリーホイールチェーンホイール２９と共に接続する。第２のテンションホイール２７及びバネ２８は、第２のチェーン２６の窮屈さを調節するのに用いられる。前側トレッドベルトシャフト３１は、フリーホイールチェーンホイール２９を介して第２のチェーン２６により回転される。フリーホイールチェーンホイール２９が前側トレッドベルトシャフト３１よりも速く回転した場合にのみ、ユーザーの手がトレッドミルのトレッドベルトに動力を与える。したがって、トレッドベルトは、ハンドルからの動力なしで慣性で動く（coast）ことができる。ユーザーの手からの動力は、トレッドベルトが所望の速度で動くのを助ける。ここでは、フリーホイール及びオーバーランニングクラッチは互いを置き換えることができ、チェーンホイール及びチェーンはベルトホイール及びベルトに置き換えることができる。
【0010】
図１〜図５は、往復固定範囲ハンドル動作（reciprocal fixed range handle movement）の手動式トレッドミルを示す。ハンドル動作の各周期は固定されている。これは、ユーザーがハンドルの移動方向を変更できるようになるには、各ハンドルを最大範囲押すか又は引く必要がある。ユーザーの左手がハンドル１を前方に押すことでハンドル３６が後方に動き、逆も同様である。したがって、同時に一方の手で押し、他方の手で引き、そして各死点を通過した後で方向を切り替えることにより、一貫した駆動力を生成できる。オーバーランニングクラッチ４２は、第１のシャフト１３が誤った方向に回転するのを防止できる。第１のシャフト１３が回転すると、両端にホイール８、４３を有する回転アーム９が回転し、カム７に押し付けられる。カム７は、ホイール８、４３に押し付けるために、トーションバネ５により軸６に組み付けられる。回転アーム９が回転すると、ホイール８又は４３はカム７の上部に到達し、平衡点（balance point）に到達するまでカム７を押して遠ざけ、カム７は平衡点で第１のシャフト１３の方に戻り始める。平衡点の前で、トーションバネ５はカム７の動きからエネルギーを蓄積する。平衡点の後で、回転アーム９が回転し続ける間にカム７が後方に移動し始め、トーションバネ５は蓄積されたエネルギーを放出してカム７を後方に押し、回転アーム９を動かしてハンドルが死点を通過するのを助ける。死点ではハンドル駆動力はゼロである。ほとんどの場合、死点は、ハンドル１及び３６が最後部又は最前部の位置に到達する点であるか又は各ハンドルがその移動方向を変更し始める点である。異なる走行ペース／歩行速度のためにギア比を変更するために、ドライブトレインにおいて自動又は手動の変速システムを用いることもできる。
【0011】
図６は、別の往復固定範囲動作ハンドルの設定の簡略図である。ハンドル１０１はスロット開口１０２を有し、ハンドル１０５はスロット開口１０６を有する。ハンドル１０１及びハンドル１０５は、回転可能にシャフト１２１に接続されている。ホイール１０９は、オーバーランニングクラッチ１１６によりシャフト１１５に接続されている。シャフト１１６は回転可能に支持体１１１、１１２に接続されている。一対の対向するクランク１０４、１０８のそれぞれは内端及び外端を有し、各内端はシャフト１１５の一端に固定取り付けられている。クランク１０４の外端はホイール１０３を有し、スロット開口１０２内で回転摺動（rotatably slide）できるのに対して、クランク１０８の外端はホイール１０７を有し、スロット開口１０６内で回転摺動できる。ハンドル１０１及びハンドル１０５はシャフト１２１に回転可能に接続されるのに対して、支持体１１１及び１１２はシャフト１２１に固定接続される。ハンドル１０１が前方に押されると、ハンドル１０５は後方に進み、ハンドル１０１が後方に引かれると、ハンドル１０５は前方に進む。したがって、２つのハンドル１０１、１０５は、往復固定範囲動作で結合されている。シャフト１１５とホイール１１６との間にはオーバーランニングクラッチ１１６があるため、ホイール１１６は一方向にしか回転しない。ホイール１１６はハンドル１０１及び１０５からドライブトレインの残りに動力を運ぶチェーンホイール又はベルトホイールであり得る。この種のハンドル設定は、往復固定範囲ハンドル動作の手動式トレッドミルでも用いることができる。
【0012】
図７〜図９は、自由範囲ハンドル動作の手動式トレッドミルの一態様を示す。ハンドル動作の各サイクルはフレキシブルである。これは、ユーザーは、ハンドルの移動方向を変更する前に、各ハンドルを最大範囲まで押すか又は引く必要がないことを意味する。ユーザーはハンドルの往復動作をいつでも変更できる。非電動トレッドミルでは、より集中的に且つ快適に歩くか又は走るためには、トレッドミルトラックの上に足を乗せた場合、トレッドベルトを後方に引っ張るための追加の力が幾分か必要となる。これを実現するための最も効率的な方法は、２つのハンドルを有し、それらの間に連結システムを有して２つのハンドルを相互に動かす（一方が前方に動き、他方が後方に動く）ことが可能な手動式システムを加えることである。ドライブトレインはこの動力を少なくとも１つのフリーホイール又はオーバーランニングクラッチにより手からエンドレストレッドベルトに伝達する。
【0013】
本発明の一実施形態は、ベース２４０、フットボードフレーム２４１、エンドレストレッドベルト２３０、前側トレッドベルトシャフト２５１及び後ろ側トレッドベルトシャフト２５２を含む。これらの部品は従来のトレッドミルと同様である。下側ハンドル２０４及び２３３は、ハンドル２０１及び２３６にそれぞれ接続されている。シャフト２６５及びシャフト２６８は、下側ハンドル２０４及び下側ハンドル２３３にそれぞれ固定接続されている。ギア２６６及びチェーンホイール２６３は、シャフト２６５の各端に固定接続され、ギア２６９及びチェーンホイール２７３は、シャフト２６８の各端に固定接続されている。シャフト２５１上にあるフリーホイール２７１はチェーン２７２によりチェーンホイール２７３と係合する。フリーホイール２７１は、シャフト２５１を前方に回転させることができないので、フリーホイール２７１は、トレッドベルト２３０を後方にしか駆動させることができない。シャフト２５１上にあるフリーホイール２６１はチェーン２６２によりチェーンホイール２６３と係合する。フリーホイール２６１はシャフト２５１を前方に回転させることができないため、フリーホイール２６１はトレッドベルト２３０を後方にしか駆動させることができない。フライホイール２２４及び２３２はシャフト２５１上にある。右側ハンドル２３６が前方に押されると、ホイール２７３が回転し、フリーホイール２７１にシャフト２５１と係合することなく自由に回転させる一方で、シャフト２６８及びギア２６９が回転してギア２６６と係合し、シャフト２６５、ホイール２６３、及びフリーホイール１６１を回転させて、トレッドベルト２３０を後方に駆動させ、ハンドル２０１を後方に回転させるために逆方向に回転する。右側のハンドル２３６が後方に引かれると、ホイール２７３が回転し、チェーン２７２を引っ張ってフリーホイール２７１及びシャフト２５１を回転させ、トレッドベルト２３０を後方に動かし、ハンドル２０１を前方に回転させる。ギア２６６及びギア２６８は係合して、ハンドル２０１及び２３６に往復動作させる。シャフト２５１の各端にあるフリーホイール２６１又はオーバーランニングクラッチ２７１がハンドル２０１、２３６を相互に押すか又は引くことで、トレッドベルト２３０を後方に動かす。所定の範囲内で、ハンドル２０１及び２３６の枢動範囲は融通が利く。したがって、異なる範囲でハンドル２０１及び２３６の各ストライク（strike）は、異なる距離でトレッドベルト２３０を後方に駆動できる。図９では、ギアボックス２６７内の２つのギア２６６及び２６９を有するハンドル連結システムは、ギアボックス２７４内部のギア２７５、２７６、２７７、２７８及び２７９（図９における視点「Ｒ」を参照）によっても置き換えることができ、２つのシャフトは、このように同じ軸にあることができる。また、ハンドルの最大移動範囲を制限するために、バネ又はゴム等のこの種のクッション及びエネルギー蓄積材料が用いられる。
【0014】
図１０〜図１４は自由範囲ハンドル動作の手動型トレッドミルの別の実施形態を示す。先の実施形態（図７〜図９）との主な違いはハンドル及びドライブトレインについてである。各ハンドルにはハンドルバーの傾斜変化を最小限に抑えるループ構造が設けられ、トレッドベルトのシャフトへの出力を１点有する。トレッドミルは、フレーム３４３、トレッドベルト３３０及びドライブトレインラック３０１を含む。右側のハンドルは、ハンドルバー３４７、下側レバー３４８及び上側レバー３４６で構成される。左側のハンドルは、ハンドルバー３４９、下側レバー３５１及び上側レバー３５０で構成される。ハンドルバー３４９又は３４７の角度変化は、下側レバー３５１又は３４８の角度変化よりも小さいため、ユーザーにとってはハンドルバー３４９及び３４７をより快適に保持できる。右側のハンドルバー３４７を引くことで、下側レバー３４８が後方に動き、シャフト３３４、チェーンホイール３３９及びギア３１８を回転させる。ギアボックス３３７では、ギア３１８は、ギア３３６、シャフト３１５、チェーンホイール３１３を反対方向にさらに回転させる。そのため、左側の下側レバー３５１、ハンドルバー３４９及び上側レバー３５０を前方に動かす。左右のハンドルは、往復自由範囲動作（reciprocal free range movement）で連結されている。右側のハンドルバー３４７を引くことで、チェーンホイール３３９を回転させ、チェーン３４１によりフリーホイール３４２がさらに回転され、右側のハンドルバー３４７を引く及び／又は左側のハンドルバー３４９を押すことで、チェーンホイール３１３を回転させ、チェーン３０９によりフリーホイール３０８をさらに回転させる。テンションホイール３４０及び３１２は、チェーン３４１及びチェーン３０９をそれぞれ締めるのに用いられる。フリーホイール３４２、３０８は、トレッドベルト３３０を後方に駆動するために、共通入力シャフト３０７と同じフリーホイール方向に係合する。
【0015】
ハンドルバー３４７、３４９を相互に押すか又は引くことで、シャフト３０７が１つの回転方向に駆動される。ギアボックス３２４では、ギア３２１及びギア３２８は同じシャフト上にあるのに対して、ギア３２０及びギア３３３はシャフト３２２上にあり、ギア３２３はギア３２１と係合し、ギア３２８はギア３３３と係合し、ギア３２０はギア３３２と係合する。ギア３２３はギア３２１を反対の回転方向に駆動し、シャフト３２９及びギア３２８を回転させる。ギア３２８はギア３３３と係合してギア３２０を回転させ、ギア３３２をさらに回転させる。ギア３３２及びホイール３０２の双方は同じシャフト３１１上にある。ベルト３０３は、ホイール３０２とフリーホイール３０４とを共に接続する。フリーホイール３０４はシャフト３０５上にある。ローラー３４５及びシャフト３０５は同じ軸上にある。フライホイール３０６及び３４４はローラー３４５上にある。ハンドルバー３４７又は３４９に加わる力は、ローラー３４５を回転させ、トレッドベルト３８０を後方にさらに動かす。ハンドルバー３４７、３４９を前後に動かすことは、トレッドベルト３３０を後方に駆動する。ユーザーは、ハンドルバー３４７及び３４９の各ストライク範囲を制御して、各ストライク内のトレッドベルトの移動距離を制御できる。ハンドルの最大動作範囲を制限するために、下側レバー３５１及び３４８を止めるためのクッション材料及びエネルギー蓄積材料としてバネ又はゴムが用いられる。また、異なる走行速度/歩行ペースのためにギア比を変更するために、ドライブトレインにおいて自動又は手動の変速システムを用いることもできる。トレッドミルは、手動又は電動のトレッドミルフットボードの傾斜調節装置、計器、制御及び表示のためのスクリーンも含む。
【0016】
上記から、本発明の新規な概念の真の精神及び範囲から逸脱することなく、多くの修正及び変更が有効であり得ることが分かる。本明細書に開示された特定の実施形態に関する限定は意図したものではなく、そのように推測すべきではないことが分かる。本開示は、添付の特許請求の範囲及び特許請求の範囲に該当する全てのそのような変更よりカバーされる。【国際調査報告】