腳踏反衝式健身器的製作方法

2023-05-12 09:51:36 2

專利名稱：腳踏反衝式健身器的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於加強背機群及腹肌群的等尺性肌肉力量的基於新的肌肉運動原理的健身器，尤其涉及相對以往以下肢的旋轉運動為主的空氣自行車式健身器(aero-bike)(所謂的蹬自行車式健身器械)來說是以下肢的腳踏反衝運動、即以向後方的直線或圓弧的往復運動為主體的腳踏反衝式健身器。
背景技術：
近年來，以加強心肺功能及加強肌肉力量為目的的各種健身器械正在普及，然而這些器械基本上是以健康的正常人為對象的。在健身俱樂部的健身房設置的健身器械只是對於現職運動員訓練更強壯的肌體來說為最合適的器械。
然而，可以說社會中有志於運動的人們中的許多人是半健康的。例如，有腰痛症或膝痛症等整形外科病史的人；有高血壓、糖尿病等內科病史的人；還有要注意肥胖或膽固醇值大小的人等即為這種半健康人的例子。在這個意義上，開發適合於半健康人的健身器械是當務之急。
針對以半健康人為對象的健身器械的開發，加強等尺性肌肉力量(=支承骨骼的肌肉力量)的觀點極為重量。對於以腰痛或膝痛為代表的疾病，當該等尺性肌肉力量降低時容易發病，這在醫學上是顯而易見的。另外，大家知道成年人疾病的最大原因是基礎代謝量的降低，而其主要原因也就是等尺性肌肉力量的降低。
以往，鍛鍊等張性肌肉力量(=用於進行運動的肌肉力量)的健身器械品種很多，而鍛鍊上述等尺性肌肉力量的器械卻完全沒有。
發明概況因此，本發明需解決的主要技術課題是，提供用於加強等尺性肌肉力量、尤其是加強成為腰痛症最大原因的背肌群和腹肌群的等尺性肌肉力量的新型的健身器。
現在一個課題是，提供即使是半健康人或患有腰部或膝部疾病的人也能不勉強地鍛鍊上述等尺性肌肉力量的健身器。
另一課題是，在謀求提高心肺功能和提高基礎代謝量方面提供比以往的空氣自行車式健身器效率更高、且可高精度地計算出耗能量的健身器。
又一課題是，提供在加強上述等尺性肌肉力量的前提下還可有效地配合加強成為膝痛症主要原因的大腿部及小腿部的等張性肌肉力量的健身器。
再一課題是，提供可提高運動時的下肢帶肌群與背肌群的協調性，尤其是可提高髖骨肌群與其他肌群的運動協調性、即髖骨肌群與背肌群、髖骨肌群與腸腰部構成肌群、還有髖骨肌群與大腿部構成肌群的各個運動協調性的健身器。
為了解決上述課題，根據本發明，可提供以下結構的腳踏反衝式健身器。
該腳踏反衝式健身器具有用框架或臺座等構成的座體、安裝在座體上供使用者就坐用的鞍座、及當使用者的兩下肢作用時對兩下肢施加負荷的負荷產生裝置，其特點是，負荷產生裝置包括載放使用者的兩腳、利用使用者的兩下肢向後方的交替腳踏運動而向同方向移動的一對踏板裝置即腳踏杆及踏板；對於各踏板裝置向後方的移動、即向大致水平後方、斜下後方、或大致斜上後方的大致直線或圓弧的移動施加負荷並在對各踏板裝置的蹬踏力解除時使各踏板裝置迅速、自動地向前方回復的氣缸及配重等的負荷裝置。
使用者坐在鞍座上，單純用兩下肢交替蹬踏踏板裝置的蹬踏運動，既鍛鍊了背肌群的等尺性肌肉力量，與此相連帶地也鍛鍊了腹肌群的等尺性肌肉力量。也就是說，該肌肉力量的強化運動不是直接對背肌及腹肌施加張力的運動，而是通過下肢的前後的或上下的運動這樣的實際上直線的單純腳踏運動能使背肌及腹肌間接地得到鍛鍊。還有，不必採用以往的空氣自行車式健身器那樣不良肢位的前傾姿勢、即採取使軀幹部相對腰部或骨盆為前傾的姿勢，而能以優良的肢位進行運動。也就是說，在以往的空氣自行車式健身器的情況，對於鞍座上豎直姿勢的腰部，由於使上半身即軀幹部向前傾而對腰部施加過度的力，故產生因背骨周圍的肌肉過度緊張而帶來肌肉疲勞的不良情況，而採用本發明的健身器，通過若使軀幹部向前傾，與此相應使腰部也向前傾，換句話說，通過使身體的整體向前傾，而可形成優良肢位。
並且，採用本發明的健身器，向小腿長軸方向的腳踏運動實際上成為以股關節為支點的鐘擺運動，由使用者所輸出的驅動力因一邊下肢肌肉與負荷相稱地保持一定的緊張、一邊由於進行中的軀幹部的重心移動而變大，因此，不論向下肢施加負荷的運動怎樣，膝關節及足關節都能保持大致一定的關節角度。因此，能大幅度迴避這些關節運動地進行肌肉力量的運動。通常，運動疼痛發生在關節過度運動之時。
因此，即使背肌或腹肌沒有力量、或即使腰部患病，由於不對腰部、膝部、腳踝等施加過度的力，故可輕鬆愉快地進行腳踏運動，可以鍛鍊這些部位的等尺性肌肉力量。順便說一下，僅是坐在鞍座上進行下腳運動的意義與以往的空氣自行車式健身器是同樣的，然而在下肢的運動形態上有本質的不同。空氣自行車式健身器不可能有效地進行上述等尺性肌肉力量的鍛鍊。
並且，該向小腿長軸方向的腳踏運動，由構成大腿部和小腿部的肌群有效地吸收施加於膝部和足部的關節部位的力，因此可大幅度地減輕施加在上述關節部位的負擔。還有，向小腿長軸方向的腳踏運動與其他的運動形態相比，運動負荷向軀幹部的傳導能直線地快速傳導。這使將神經纖維中傳導和向心性的傳遞信息傳導至中樞神經的傳遞速度也變快。這一點意味著很快地形成反射弓(=進行肌肉連帶作用的狀態)，對肌肉群間協調障礙的改善起很大的作用。
另外，採用該健身器，腳踏裝置的蹬踏運動實際上是直線運動，不是象以往的空氣自行車式健身器那樣的踏板的旋轉運動。因此，可構成為在踏板裝置蹬踏中持續地施加負荷，與空氣自行車式健身器相比較，可在短時間內有效地獲得心肺運動效果。並且，與此同時，還可加強大腿部及小腿部的等張性肌肉力量。順便說一下，對以往的空氣自行車式健身器的情況，當蹬踏腳踏時，即在踏板旋轉的前半圈，對下肢施加規定值的負荷，而由於在踏板旋轉的後半圈踏板靠慣性旋轉，若換句話說，由於負荷減少到極端，運動損失變大而運動效率不充分，而為了獲得充分的心肺運動效果，就必須相對地延長運動時間。
還有，上述踏板裝置的腳踏運動，是向小腿長軸方向的運動，理所當然地包含沿直線的運動，然而另外，當然也包含沿具有一定彎曲的曲線或圓弧的運動，主要是，能讓使用者的下肢向後方進行大致直線的腳踏運動即可。
在上述結構的健身器中，使用者坐在上述鞍座的狀態下，最好構成為，在軀幹與大腿部所構成的角度為100°-220°的範圍內，可進行下肢的腳踏運動。如果該角度的確變小，由於脊柱變形成直線狀而在背肌上產生張力，這對有腰痛症的人來說是不希望的。由於使用者的不同，當上述角度成為大致100°-110°以上時，由於幾乎不產生這樣的張力而成為沒有過度的運動。另外，上述角度為180°的情況意味著身體伸展成直立狀態，比這大的角度意味著使身體反彎的狀態。下肢的腳踏運動，當將踏板裝置向後方蹬踏時，按使用者個人存在的差異，下肢可移動至該角度為大致220°程度。該下肢的腳踏運動近似於向有傾斜的斜面登山時下肢的步行運動。為在上述範圍內獲得上述角度，最好具有使各踏板裝置的移動應滿足其條件的進行導向的導向裝置。
上述導向裝置既可以是使上述各踏板裝置向後方沿大致直線進行導向的裝置，或者，也可以是使上述踏板裝置向後方沿圓弧導向的裝置。
上述導向裝置用使平衡配重連接在上端的擺動臂構成，並將該擺動臂的上端樞支在上述鞍座或座體的大致鞍座水平位置上，也可以將上述踏板裝置構成為樞支在該擺動臂的下端。若採用該結構，由於使用者的腰部與踏板裝置的間距在踏板裝置的蹬踏運動中可保持大致一定，故可使膝部的彎曲角正確地保持一定。
又，為滿足上述條件，最好具有調整鞍座位置(前後位置、上下位置)的裝置。通過根據使用者的身材調整鞍座位置，最好讓使用者在坐在上述鞍座的狀態下使軀幹部與大腿部構成的角度在100°-220°的範圍來進行下肢的腳踏運動。上述鞍座位置調整裝置可以簡單地做成用高度調整螺釘或高度調整銷將鞍座支承杆固定在座體上的方式，也可以做成用油壓升降裝置使鞍座支承杆上下移動的方式。
還有，為滿足上述條件，最好還具有由在上述鞍座上就坐的使用者用兩手握持而穩定地支承軀幹部的把手裝置。在進行下肢的向後方的腳踏運動時，作為腳踏運動的反作用，理所當然地會使軀幹部向前方移動。作為用於支承該反作用力的一個裝置而具有該把手裝置。該把手裝置可由直接用手握持的把手和可將該把手在高度位置和前後位置上調整自如地進行支承的支臂構成。
在該把手裝置上，最好還具有以前傾姿勢支承使用者的軀幹部的腹部支承裝置。該腹部支承裝置最好包含腹部支承襯墊、調整該襯墊前傾角度的前傾角度調整裝置、及調整其高度的裝置。該腹部支承襯墊同時支承前傾姿勢的軀幹部對進行下肢的腳踏運動是最有效的。
又，在該腹部支承襯墊上，進一步還具有支承使用者肘部的肘部支承襯墊則更有效果。
還有，為使膝部的彎曲角在上述各踏板裝置的蹬踏中大致成為一定，上述負荷產生裝置最好包含對各踏板裝置進行導向的第2導向裝置。若採用該結構，由於幾乎不產生膝部的屈伸運動，不對膝部施加負擔，因此，即使膝部患有疾病的人也能輕鬆愉快地進行運動。
再有，上述鞍座最好還具有鞍座本體、將該鞍座支承於上方的鞍座支承臺、以及夾在鞍座本體和鞍座支承臺之間跟隨使用者的兩下肢交替地腳踏運動時產生的腰部左右擺動而左右地擺動的擺動裝置。該擺動裝置可簡單地由板彈簧、螺旋彈簧構成，也可以用空氣彈簧或作成油壓電動式的。還有，鞍座本體也可由含有凝膠狀物質的柔軟材料構成。通過這樣的結構，不會對腰部產生過度的力，可輕鬆愉快地進行蹬踏踏板的運動。並且，通過與蹬踏踏板而相應地擺動腰部，容易使膝部的彎曲角保持一定。
為了將就坐的使用者的背部穩定地支承在上述鞍座上，還可具有靠背裝置。並且，為了使適合使用者的身材，該靠背裝置也可以由靠背襯墊和可自由調整高度位置地支承該靠背襯墊的支臂構成。
上述負荷產生裝置使踏板裝置在蹬踏中的負荷成為大致一定的值，另外，在解除踏板的蹬踏力時，最好還具有使活塞杆與踏板裝置一起自動回復至上升位置的控制裝置。但是，從下肢的腳踏運動的容易性的觀點來看，最好控制成應使蹬踏初期負荷和蹬踏最終負荷為較小而使蹬踏的初期階段與最終階段之間的負荷先逐漸增加然後逐漸減小。
作為上述負荷產生裝置的最佳形態的健身器，最好構成為具有將上述各踏板裝置安裝在下端。而將上端樞支在上述鞍座或上述座體的大致鞍座水平位置上的一對擺動臂，以及利用擺動臂的擺動運動進行驅動並將其端部與上述負荷裝置連接的皮帶。作為該負荷裝置可採用空氣式或油壓式的工作缸、以及用於以往的這類健身器的配重。
還有，作為最佳的形態還具有與上述各擺動臂的上端的轉動一起轉動並使上述皮帶的一端一起固定並同時沿凸輪周面將其另一端引導至上述負荷裝置的板凸輪裝置，最好將該板凸輪的凸輪周面形狀作成將上述踏板裝置在蹬踏中的負荷控制在大致一定的範圍內，並控制成使蹬踏初期負荷和蹬踏最終負荷為較小而使在蹬踏的初期階段與最終階段之間的負荷先逐漸增加然後逐漸減少的形狀。
上述控制裝置最好還具有調整踏板裝置的蹬踏負荷的裝置。這是用於與使用者的體力相對應。
上述負荷裝置通常用氣缸構成。該負荷裝置如前面所述，可以由螺旋彈簧等彈性裝置、或油壓裝置、或配重構成，然而最好是使用利用空氣壓力的氣缸。在氣缸的情況下，在技術上容易構成為當蹬踏踏板的力解除時，在瞬間就能使活塞杆與踏板裝置一起回復至初期位置。並且，容易使踏板裝置在蹬踏中的負荷成為大致一定的值，並在踏板裝置的蹬踏力解除時可配合使活塞杆與踏板裝置一起彈射地自動回復至初期位置的控制裝置進行工作。若構成使踏板裝置極快地回復至初期位置，則可使每單位時間中踏板的蹬踏次數增多，故具有可有效利用時間進行運動的優點。此外，作為肌肉的強化運動的一個重要要素，雖已指出要持續地施加一定的負荷，而使蹬踏踏板中的負荷經常為大致一定的值這一點正符合該條件。還有，對這種情況，可高精度地算出運動能的消耗量或稱之為運動量。即可用負荷(力)×運動距離的計算式正確地算出。這類健身器械近年來重要的是對每單位時間的能量消耗量的明確表示。順便說一下，在以往的空氣自行車式健身器的情況下，由於踏板旋轉中的負荷變動相當大，故對能量消耗量就不能正確地算出。
上述氣缸最好構成具有氣缸本體、活塞、活塞杆，而氣缸本體具有容納需往復滑動的上述活塞及活塞杆的內筒、與內筒一起構成雙層筒的外筒、將內外筒的上端封閉並使活塞杆貫通的上板、將內外筒的下端封閉的並使內筒空間的底部具有向外部開放的開放氣孔的底板、以及將內外筒空間與內筒空間兩者的上部連通的第1連通裝置。
對於將氣缸用作負荷裝置，並在由下肢的腳踏運動中用於保持大致一定的負荷，在活塞的移動中氣缸內壓沒有較大變動這一點是很重要的，若採用以往技術，為此通常就要使用容量大的氣缸，如用小的氣缸則必須另外準備與其相連通的儲氣罐。然而，若採用本發明的上述氣缸結構，可在內筒與外筒之間確保與以往的儲氣罐中相當的壓力室，並可使氣缸的尺寸做得足夠小。
上述連通裝置通常由在上述內筒的上部形成的通孔構成。
為了調整上述內外筒空間和內筒空間的初期壓力，還必需具有壓力調整裝置。此上述壓力調整裝置具有使上述內外筒空間與外部連通的通孔等的第2連通裝置、與第2連通裝置連接的閥裝置、與閥裝置連接的空氣壓縮機、以及控制閥裝置和空氣壓縮機的壓力控制裝置。通過該結構，可容易地用電氣控制裝置控制氣缸內的初期壓力。與此相比，在使用配重的情況下因必須直接調整配重，其操作十分麻煩。
附圖簡單說明以下附圖表示本發明的較佳的實施形態。


圖1是按本發明原理的實施形態的腳踏反衝式健身器的整體立體圖。
圖2是表示正在使用圖1健身器的使用狀態圖，但使用者為模式狀示意性表示。
圖3是圖解說明圖1的健身器的腳踏運動的圖，但使用者為模式狀示意性表示。
圖4是圖1的健身器的鞍座的後視圖。
圖5是表示本發明上述第1實施形態的變形例的腳踏反衝式健身器的主要部分的說明圖。
圖6、圖7、圖8分別表示本發明第2實施形態的腳踏反衝式健身器整體的主視圖、右側視圖、俯視圖。
圖9、圖10分別表示第2實施形態的鞍座及其位置調整裝置的主要部分的右側視圖及後視圖。
圖11是表示第2實施形態的腹部支承襯墊及其位置調整裝置主要部分的右側視圖。
圖12是第2實施形態的氣缸的剖視圖。
圖13是表示第2實施形態的凸輪的形狀及由該凸輪所牽引的皮帶的說明圖。
圖14是表示在第2實施形態中使用者的下肢上所施加的負荷與下肢的轉動角度關係的曲線圖。
圖15是圖解說明第2實施形態中腳踏運動的示意圖。
實施本發明的最佳形態
以下，根據附圖詳細說明本發明的具體實施形態。
圖1-4表示本發明原理的第1實施形態的腳踏反衝式健身器的整體。如圖所示，該器械在臺座形態的座體1的上方具有鞍座3。如圖2、圖3所示，使用者坐在鞍座3上，通過在座體1上所具有的一對踏板裝置具體地說是踏板2c的腳踏運動即進行蹬踏運動來進行健身鍛鍊。
鞍座3是通過3根螺旋彈簧3b將鞍座本體3a支承於鞍座支承臺3c上構成。圖4表示從後面觀看鞍座的狀態，而螺旋彈簧3b被配置成1根位於鞍座的前部中央，另外2根位於鞍座的後部左右方。因而，鞍座本體3a相對鞍座支承臺3b可前後左右地擺動。
在鞍座3的左右位置設置著用於支承健身鍛鍊中使用者軀幹部H2的一對把手裝置5a-5d。各把手裝置由固定於座支承臺3c左右的支臂部5a-5c和用該支臂部支承的把手5d構成。支臂部由直接固定在鞍座支承臺3c上呈L字狀的第1支臂部5a、將把手5d支承成直立姿勢的第2支臂部5c、及用於自由調整兩支臂部5a、5c的長度並進行連接的彎管接頭狀的第3支臂部5b構成。各支臂5b、5c可在箭頭Y方向、X方向自動滑動地調整位置，因此，可調節把手5d的高度位置和前後位置。
在鞍座3的背後，設置著從背後支承健身器使用者軀幹部H2的靠背裝置。該靠背裝置由直接與鞍座支承臺3c連接地L字狀靠背支臂6a和在該支臂上高度可自由調整地安裝著的靠背襯墊6b構成。在靠背支臂6a上形成多個高度調整用的螺釘孔6c，用高度調整螺釘6a可將襯墊6b固定在使用者較合適的高度位置上。
鞍痤3通過支承杆4而高度可自由調整地支承在座體1上。支承杆4的上端固定於鞍座支承臺3c的底面上，其下端部插主在座體罩1a的前方上部形成的插入口1c。在支承杆4上形成多個螺釘孔4a，用高度調整螺釘4b將支承杆4自由調整高度位置地固定在插入口1c處。
在座體1上，在支承上述各踏板2c的同時，在座體的左右設置一對用於供使用者各下肢沿斜下後方大致直線地進行腳踏運動的負荷產生裝置的圓筒形氣缸2。各氣缸2具有缸體2a和活塞杆2b，將踏板2c以一定角度範圍可自由轉動地安裝在活塞杆2b的頂端。如圖所示，缸體2a和活塞杆2b的設置方向為從前上方向後下方傾斜。該傾斜角度設定成適合於使用者進行踏板蹬踏運動。
圖2中的7是簡略表示的控制裝置。該控制裝置本體的結構是公知的，具有該控制裝置的氣缸本體的結構也是公知的。用該控制裝置可使踏板蹬踏中的負荷經常性地為大致一定的值，另外，在踏板蹬踏力解除時，可使活塞杆與踏板一起彈射地自動回復至上升位置。就是說，在踏板蹬踏中的蹬踏行程的任一位置上負荷均為大致一定而沒有變動。
上述控制裝置7與外部的控制板7a連接。在圖中，該控制板7a設置在座體罩1a的下方側面，但也可設置在把手5d上，或是通過特別的支承裝置位於就座的使用者的前面。通過操作該控制板可調整氣缸2的負荷大小。另外，也可將使用者的心跳數檢測裝置(未圖示)與控制裝置7連接，由心跳數來自動控制氣缸的負荷。
以下根據圖3說明上述結構的腳踏式健身器的使用方法。使用者根據自己的身材調整鞍座位置，並根據自己的體力和身體狀況等調整氣缸的負荷。之後，就座在鞍座3上，將背脊抵靠在靠背襯墊6b上，並在用兩手握持一對把手5d的狀態下開始進行下腳交替地蹬踏踏板的運動。圖3表示根據下肢蹬踏踏板而從上升位置向下降位置沿大致直線地下降著的踏板。在上升位置，軀幹部H2與大腿部H3構成的角度θ1最好在約100°-120°。另外，在下降位置的角度θ1也可以為180°，而在圖中，設定成比180°還大的角度(可直至約220°)。該角度的設定取決於鞍座3的高度位置、踏板2c的上升位置和下降位置的設定。另外，膝部H1的彎曲角θ2為大致90°左右較好，該角度θ2最好在從上升位置至下降位置之間沒有變動。因此，上述氣缸2的傾斜角度被設定成滿足此要求。並且，如前所述，由於鞍座本體3a可左右擺動，隨著踏板的蹬踏，腰部可在垂直方向Y上下動作，因此膝部的彎曲角θ2可保持大致一定。
踏板的蹬踏運動通過兩下肢交替地動作來進行。運動中，通過握持把手5d，並通過將背部抵靠在靠背襯墊6b上，故能穩定地支承軀幹部H2。通過這樣地進行踏板的蹬踏運動，與下肢的上下斜向移動地連動而使背肌群和腹肌群尤其是其中的等尺肌肉力量得到鍛鍊。當然，下肢本身由於施加著負荷，故大腿部H3和小腿部H4的等張肌肉力量也同時得到鍛鍊。
該腳踏反衝式健身器由於可使軀幹部在鞍座上豎直並以優良的肢體位置(角度θ1為90°以上，對背部肌肉不施加無用張力的姿勢)進行運動，故運動本身是輕鬆愉快的。並且，由於蹬踏踏板的運動基本上是上下運動故不會對腰部施加過度的力，進而，由於使膝部的彎曲角θ2保持一定時沒有膝部的關節運動，故即使腰部或膝部患有疾病的人也能容易地進行該項運動。
上述實施形態是將氣缸2的活塞杆2b作成向斜下方後方沿直線進行腳踏形式的結構，但如前所述，本發明的腳踏方向也可不一定是沿幾何學的嚴格意義上的直線。活塞杆2b的腳踏方向實際上可以是所謂直線性的向下後方，在幾何學的嚴格的意義上，則是沿曲線或圓弧的向斜下後方的情況，該情況的變形例示於圖5。
該變形例的經結構與第1實施形態相同，而存在以下的不同點。即，各踏板2c樞支在活塞杆2b的頂端，同時樞支在擺動臂8的下端。該擺動臂8的上端用樞軸P5樞支在鞍座3的適當部位。當蹬踏踏板2c時，擺動臂8以該樞軸P5為支點，其整體象鐘擺那樣沿圓弧P2進行擺動。因此，踏板2c沿該圓弧P2進行移動。
另外，氣缸2應隨著踏板2c的圓弧移動而將缸體2a的後端用樞軸P4樞支在座體1上。因此，隨著踏板2c在圓弧P2上的位置變化，氣缸2的整體在箭頭P3方向上適當地擺動。
根據上述變形例的結構，踏板2c的移動軌跡被限制在擺動臂8的擺動軌跡的圓弧P2上，並且，由於擺動臂8的樞軸P5樞裝在鞍座3上而接近使用者的腰部，故腰部與踏板2c間的距離大致一定。因此，膝部H1的彎曲角θ2若與第1實施形態即與將直線P1作為踏板的移動軌跡的情況相比，具有角度更為保持一定而不易變動的優點。踏板的移動也比沿直線的情況更為平滑。
以下，根據圖6-圖15說明本發明的第2實施形態。該形態的結構比第1實施形態進一步改進且使用更方便。
在該實施形態中，座體1用框架構成。該框架由一對側面立柱1d、一根中央前立柱1m、上部框架和底部框架構成。上部框架由前框架構件1j和與該框架構件1j左右連接的左右框架構件1k、1i構成。另外，底部框架由前框架構件1f、後框架構件1h和與這些框架構件1f、1h的左右連接的左右框架構件1e、1g構成。中央前立柱1m的上下端與上部及底部的前框架構件1j、1f連接。
圖中符號3表示鞍座。該鞍座3位於框架座體1的大致中心部，由鞍座本體3a及其下部的鞍座支承臺3c構成。鞍座本體3a由在表面罩殼內填裝有氨基甲酸乙脂泡沫或凝膠狀物質等的柔軟材料構成。這些柔軟材料與在第1實施形態中的螺旋彈簧3b起相同的作用。鞍座3通過支承杆4而高度位置可自由調整地支承在框架座體上、也就是說，從中央前立柱1m的中間部向背面側伸出支承鞍座的框架構件1n，如圖9，圖10所示，將鞍座支承杆1p插入套管形式的該框架構件1n中。並且，將前述支承杆4從上方插入固定在該鞍座支承杆1p頂端的座塊4c的貫通孔中。支承杆4具有適當數量的高度調整孔4a，另外，在座塊4c上具有插入這些孔4a的銷子40b。與此同樣，在鞍座支承杆1p上也具有適當個數的距離調整用孔1q，另外，在支承鞍座的框架構件1n上具有插入這些孔1q用的銷子4d。因此，鞍座的高度位置和水平方向的前後位置均可調整。
在上部框架的上方前側設置著支承板22，該支承板22支承著在該支承板左右的一對把手5d、左右的一對肘部支承墊19和一個腹部支承墊18。支承板22的一端樞支在導向杆21上。該導向杆21支承在固定於側部支承框架構件1k上的一對軸承塊20上。因此，支承板22能以導向杆21為軸向上方轉動並打開，同時可沿導向杆21滑動。另外，支承板22的另一端被支承在側部框架構件1i上。將銷子板22a固定在支承板22的另一端的下面。該銷子板22a是使銷子(未圖示)伸出於該支承板22的間隙調整板的下面的構件。該銷子成為可嵌入在側部框架構件1i的上面形成直線狀的銷孔22b中，並可對支承板22的前後位置進行定位。還有，各把手5d通過支臂5c而高度可自由調整地固定在支承板22上。
如圖15清楚地顯示，腹部支承襯墊18及各肘部支承襯墊19是與把手5d一起有效地支承以前傾姿勢坐在鞍座3上的使用者的軀幹部H2的構件。各肘部支承襯墊19支承在支承板22上。另外，如圖11所詳細表示，腹部支承襯墊18在該襯墊18的背面中央上部固定有託架18a，將支承立柱23的上部樞支在該託架18a上。而且，該支承立柱23上下地貫通支承板22。支承立柱23具有適當數量的高度調整孔23a，在該各孔23a中插入銷子24。銷子24通過在支承板22上形成的插入孔而被插入。因此，可以調整腹部支承襯墊18的高度位置。另外，圖中符號26是用於調整腹部支承襯墊18傾斜角度的一對調整螺釘，並旋入設在支承板22上的螺孔中，作成其頂端與襯墊18的背面下部相抵接。通過該各調節螺釘26的前後移動，襯墊18以支承立柱23的上部為支點作轉動，可調整其傾斜角度。還有，如上所述，在本實施形態中，由於使用者以前傾姿勢進行腳踏運動，故去除了在第1實施形態中所看到的靠背裝置。
在本實施形態中，作為踏板裝置採用一對腳踏杆30。該腳踏杆30固定在左右一對擺動臂8的下端。各腳踏杆30從各擺動臂8向內側左右水平方向伸出。各腳踏杆30具有擋塊10。使用者的腳放在擋塊10的內側。當向後蹬踏各腳踏杆時，存在使腳向外側滑動而使腳向外側張開的傾向，而利用擋塊10可阻止腳的張開。各擺動臂的上端固定在各軸11上。該各軸11旋轉自如地設置在各側部立柱1d的上部。該各軸11在各立柱1d中從內側貫穿地向外側伸出。上述各擺動臂8固定在各軸11的內側。另外，在各軸11的立柱外側部分分別固定著凸輪14和平衡配重13。該平衡配重13的重量調整成使各擺動臂與各腳踏杆的重量平衡並使蹬踏負荷大致為零的狀態。
各凸輪14的形狀細部表示於圖13。該凸輪為板凸輪，整體上呈大致橢圓形狀，其基端固定在軸11上。在凸輪的自由端的兩側設置凸緣14a，並在其間形成凸輪槽。將皮帶17的一端固定在該凸輪上。即，將皮帶17對準並支承於凸輪的自由端周面上，而將其固定端17a固定在凸輪周面上。
皮帶17經過小皮帶輪16而連接在各氣缸2上。該小皮帶輪16軸支承於各側部框架構件1i、1k的後部且在其外側。各氣缸2的配置方法與第1實施形態中的情況有很大的不同，是垂直地固定在底部框架上。皮帶17的端部連接在各氣缸2的活塞杆2b的上端。因此，如圖15所示，使用者若用下肢將各腳踏杆30向後方蹬踏，皮帶17被向前方拉伸，活塞杆2b就被向上提升。
凸輪14的凸輪形狀，涉及在腳踏運動中向下肢施加怎樣的負荷，現根據圖13、圖14說明如下。
圖13是將水平軸作為基準，表示凸輪的初期位置位於角度45°的位置，通過腳踏運動，凸輪與擺動臂一起向圖中左方旋轉90°的情況。當凸輪14具有圖示的凸輪周面形狀時，腳踏角度與在下腳上所施加負荷的關係，就成為圖14曲線圖中所示曲線的狀態。也就是說，作為整體，是大致一定的負荷，然而從腳踏運動的初期階段逐漸增大並達到峰值，然後向腳踏運動的最終階段逐漸減小。這是由於凸輪形狀為橢圓形，使凸輪周面與軸11的距離發生變化。因此，相對凸輪的單位圓周角的皮帶17的移動距離也發生變化。因此，腳踏運動能平滑地進行。也就是說，在腳踏運動的初期階段，因使負荷相對地減小而容易蹬踏。而且，隨著蹬踏的加速而使負荷逐漸增大。並且，在腳踏運動的最終階段，由於使下肢相對軀幹部成為向背面側反彎過來的姿態，故難於用力。因此，在最終階段使負荷相對地減小。
以下根據圖12對氣缸2的結構作詳細的說明。
上述氣缸2具有氣缸本體2a、活塞2f和活塞杆2b。氣缸本體為雙層壁的結構，即由內筒2m和外筒2c構成筒體。內筒是與以往的氣缸本體相當的構件，使上述活塞2f及活塞杆2b容納在其中可作往復滑動。另外，外筒2c與內筒2m之間形成內外筒空間2p。在內筒2m的上部形成適當個數的通孔2n，使內筒空間2q與內外筒空間2p連通。在內外筒的上端及下端，用各上板2d和底板2e封閉。底板2e具有使內筒空間2q的底部向外部開放的開放氣孔2g。並且，具有用於調整上述內外筒空間2p和內筒空間2q的初期壓力的壓力調整裝置。該壓力調整裝置具有為使內外筒空間2p與外部連通而在底板2e上形成的空氣壓力調整氣孔2h、與該氣孔2h連接的閥2j、與閥2j連接的空氣壓縮機2k、及控制閥2j和空氣壓縮機2k的壓力控制裝置即控制面板7b。控制面板7b固定在前框架構件1j上。
將氣缸本體做成上述的雙層結構歸根到底是為了省去儲氣罐，同時使氣缸小型化。該氣缸作成使內筒容積減小，並使外筒容積增大。現假設當不存在通孔2n而封閉時，通過由使用者的腳踏運動而產生的活塞的上下運動，因活塞在內筒2m內進行上下運動而使內筒內的壓力發生變化。也就是說，壓力與腳踏運動的蹬踏量的增加成正比地變大。若成為這樣的話，腳踏運動就不可能平滑地進行。必須防止內筒內壓力的過度上升。如在以往，是使用與內筒連接的儲氣罐。對此，在本氣缸中，使用外筒2c作為代替儲氣罐的部分。也就是說，由於內筒空間2q通過通孔2n與內外筒空間2p連通，利用大容量的內外筒空間的流體吸收內筒空間內的壓力變化，其變化量通過氣缸的設計可抑制到可忽略的程度。而且，通孔2n由於可使其開口面積做得足夠大，同時其個數及形狀也可任意地設定，故可使通孔2n的空氣流通阻力做成足夠小而具有可使壓力變化的變動做成極小的優點。在以往使用儲氣罐的情況，由於使儲氣罐與氣缸連接的管道阻力相當大，故與本實施形態的氣缸相比較，壓力變化是較大的。
權利要求
1．一種腳踏反衝式健身器，具有座體(1)、安裝在座體(1)上的供使用者就坐的鞍座(3)、及在使用者的兩下肢作用時將負荷施加於兩下肢的負荷產生裝置，其特徵在於，所述負荷產生裝置具有載放使用者的兩腳並通過使用者的兩下肢向後方的交替的腳踏運動而向同方向移動的一對踏板裝置(2c、30)，以及對於各踏板裝置(2c、30)向後方的移動施加負荷並在對於各踏板裝置(2c、30)的蹬踏力解除時使各踏板裝置向前方自動回復的負荷裝置(2a)。
2．如權利要求1所述的健身器，其特徵在於，所述負荷產生裝置還具有對各踏板裝置(2c、30)進行導向的第1導向裝置(2、8)，以便讓使用者在所述鞍座(3)上就坐的狀態下，可在軀幹部(H2)與大腿部(H3)構成的角度(θ1)為100°-220°的範圍內進行下肢的腳踏運動。
3．如權利要求2所述的健身器，其特徵在於，所述第1導向裝置(2)使所述各踏板裝置(2c)向後方沿大致直線地進行導向。
4．如權利要求2所述的健身器，其特徵在於，所述第1導向裝置(8)使所述各踏板裝置(30)向後方沿圓弧地進行導向。
5．如權利要求4所述的健身器，其特徵在於，所述第1導向裝置(8)由擺動臂(8)構成，所述擺動臂(8)的上端樞支在所述鞍座(3)上或座體(1)的大致鞍座水平上，在所述擺動臂(8)的下端樞支著踏板裝置(2c)。
6．如權利要求5所述的健身器，其特徵在於，所述擺動臂(8)的上端連接有平衡配重(13)。
7．如權利要求2所述的健身器，其特徵在於，所述負荷產生裝置具有對各踏板裝置(2c、30)進行導向的第2導向裝置(2、8)，以使膝部的彎曲角(θ2)在所述各踏板裝置(2c、30)的蹬踏中大致為一定。
8．如權利要求1所述的健身器，其特徵在於，還具有在所述鞍座(3)上就坐的使用者用兩手握持以便穩定地支承軀幹部(H2)的把手裝置(5a-5d)。
9．如權利要求8所述的健身器，其特徵在於，所述把手裝置(5a-5d)具有直接用於握持的把手(5d)和對該把手的高度位置及前後位置可自由調整地支承的支臂(5a-5c)。
10．如權利要求1所述的健身器，其特徵在於，還具有對所述鞍座(3)的位置進行調整的調整裝置(4、4a、4b、4c、4d、1p、1q)。
11．如權利要求1所述的健身器，其特徵在於，還具有以前傾姿勢支承使用者的軀幹部(H2)的腹部支承裝置(18、22、23、24、26)，所述腹部支承裝置具有腹部支承襯墊(18)和對該襯墊(18)的前傾角度進行調整的前傾角度調整裝置(22、23、24、26)。
12．如權利要求1所述的健身器，其特徵在於，還具有支承使用者肘部的肘部支承裝置(19)。
13．如權利要求1所述的健身器，其特徵在於，所述鞍座(3)還具有鞍座本體(3a)、將該鞍座本體支承於上方的鞍座支承臺(3c)、以及夾在鞍座本體與鞍座支承臺之間、隨著在使用者兩下肢的交替腳踏運動時產生的腰部的左右在而從動並左右地進行擺動的擺動裝置(3b)。
14．如權利要求1所述的健身器，其特徵在於，所述鞍座(3)具有鞍座本體(3a)和將該鞍座本體支承於上方的鞍座支承臺(3c)，鞍座本體(3a)散可隨著在使用者的兩下肢交替地進行腳踏運動時產生的腰部的左右擺動而從動的柔軟材料構成。
15．如權利要求1所述的健身器，其特徵在於，還具有穩定地支承在所述鞍座(3)上就坐的使用者背部的靠背裝置(6a-6d)。
16．如權利要求15所述的健身器，其特徵在於，所述靠背裝置具有靠背襯墊(6b)和對該靠背襯墊自由調整高度位置並進行支承的支臂(6a)。
17．如權利要求1所述的健身器，其特徵在於，所述負荷產生裝置還具有使踏板裝置(2c、30)在蹬踏中的負荷為大致一定的值並在解除踏板的蹬踏力時使活塞杆(2b)與踏板裝置(2c、30)一起自動回復至上升位置的控制裝置(7)。
18．如權利要求17所述的健身器，其特徵在於，所述控制裝置(7)具有使踏板裝置(2c、30)在蹬踏中的負荷在大致一定的範圍內並控制成應使蹬踏初期負荷和蹬踏最終負荷為較小，並在蹬踏的初期階段與最終階段之間控制成先逐漸增加而然後逐漸減少的蹬踏負荷增減裝置(7、14)。
19．如權利要求1所述的健身器，其特徵在於，所述負荷產生裝置具有在下端安裝所述各踏板裝置(30)而上端樞支在所述鞍座(3)上或所述座體(1)的大致鞍座水平位置上的一對擺動臂(8)，以及利用擺動臂(8)的擺動運動進行驅動並將其端部與所述負荷裝置(2a)進行連接的皮帶(17)。
20．如權利要求19所述的健身器，其特徵在於，還具有與所述各擺動臂(8)的上端的轉動而一起轉動、並且使上述皮帶(17)的一端一起固定並同時沿凸輪周面將其另一端引導至所述負荷裝置(2a)的板凸輪裝置(14)，所述板凸輪裝置(14)的凸輪周面具有將所述踏板裝置(2c、30)在蹬踏中的負荷控制在大致一定的範圍內、並控制成應使蹬踏初期負荷和蹬踏最終負荷為較小並使在蹬踏的初期階段與最終階段之間的負荷先逐漸增加然後逐漸減少的形狀。
21．如權利要求17所述的健身器，其特徵在於，所述控制裝置(7)還具有調整踏板裝置(2c、30)的蹬踏負荷的裝置(7a、2j、2k)。
22．如權利要求1所述的健身器，其特徵在於，所述負荷裝置是氣缸(2)。
23．如權利要求22所述的健身器，其特徵在於，所述踏板裝置是踏板(2c)，該踏板安裝在上述氣缸(2)的活塞杆(2b)的頂端。
24．如權利要求22所述的腳踏反衝式健身器，其特徵在於，所述氣缸(2)具有氣缸本體(2a)、活塞(2f)、及活塞杆(2b)，氣缸本體具有使所述活塞及活塞杆可作往復滑動並容納其中的內筒(2m)、與內筒一起構成雙層筒的外筒(2c)、封閉內外筒的上端並使活塞杆貫通的上板(2d)、封閉內外筒的下端並具有將內筒空間(2q)的底部向外部開放的開放氣孔(2g)的底板(2e)、以及將內外筒空間(2p)與內筒空間(21)在它們的上部進行連通的第1連通裝置(2n)。
25．如權利要求24所述的腳踏反衝式健身器，其特徵在於，所述第1連通裝置是在所述內筒(2m)的上部形成的通孔(2n)。
26．如權利要求24所述的健身器，其特徵在於，還具有調整所述內外筒空間(2p)和內筒空間(2q)的初期壓力的壓力調整裝置。
27．如權利要求26所述的健身器，其特徵在於，所述壓力調整裝置包括使所述內外筒空間(2p)與外部連通的第2連通裝置(2h)、與第2連通裝置(2h)連接的閥裝置(2j)、與閥裝置(2j)連接的空氣壓縮機(2k)、控制閥裝置(2j)和空氣壓縮機(2k)的壓力控制裝置。
全文摘要
本發明的腳踏反衝式健身器具有座體、鞍座、當使用者下肢作用時將負荷施加在下肢上的負荷產生裝置,負荷產生裝置包括一對腳踏杆和對腳踏杆向後方的移動施加負荷並在蹬踏力解除時使各踏板裝置向前方自動回復的氣缸,使用者以坐在鞍座上用手握墊把手將腹部及肘部分別靠在襯墊的狀態使左右下肢交替地進行使腳踏杆向後方的腳踏運動,由氣缸對下肢的蹬踏運動施加負荷,可有效地鍛鍊背肌群和腹肌群的等尺性肌肉力量。
文檔編號A63B21/008GK1208357SQ97191672
公開日1999年2月17日 申請日期1997年1月9日 優先權日1996年1月11日
發明者春日啟, 吉村信一郎 申請人:春日啟