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車軸移動式自転車エルゴメータ

国内特許コード P03A000630
整理番号 U2000P074
掲載日 2003年8月28日
出願番号 特願2000-271817
公開番号 特開2002-078817
登録番号 特許第3465044号
出願日 平成12年9月7日(2000.9.7)
公開日 平成14年3月19日(2002.3.19)
登録日 平成15年8月29日(2003.8.29)
発明者
  • 小林 寛道
  • 加藤 實
出願人
  • 学校法人東京大学
発明の名称 車軸移動式自転車エルゴメータ
発明の概要 理想的な足部の軌跡及び負荷を与えることにより、走運動における運動能力改善を行うことができる自転車エルゴメータを提供する。ペダル33a,33b及びペダルアーム32a,32bによりそれぞれ回転力が与えられるペダルアーム回転軸31a,31bと、このペダルアーム回転軸31a,31bをそれぞれ水平方向に支持する移動式台座30a,30bと、移動式台座30a,30bをペダルアーム回転軸31a,31bと直交する向きにそれぞれ往復動可能に支持する下部レール22a,22bと、移動式台座30a,30bをペダルアーム回転軸31a,31bの回転角に基づいて下部レール22a,22bを移動させる一対の移動機構と、ペダルアーム回転軸31a,31bの制動をそれぞれ行う電磁ブレーキ63とを備えている。
従来技術、競合技術の概要 世界一流スプリンターの動作分析や、脚筋力と走能力との関係について研究したスポーツ科学の成果から、短距離走に優れた成績をあげるためには、股関節の伸展筋群(ハムストリングス)及び屈曲筋群(大腿四頭筋)を強化し、股関節を中心として大腿をスピーディーに動作させることが必要であることが判明している。図6は人間の走運動(スプリント走)における一流選手の腰、膝、足部(くるぶし)の運動軌跡を側面から股関節の大転子位置を固定した基準点として描いた模式図である。図6に示すように、区間ABは振り下ろし期、区間BCは接地期、区間CDは蹴り上げ前期、区間DEは蹴り上げ後期、区間EAは振り戻し期にあたる。接地期において、接地前期(着地期)は着地動作、中・後期(キック期)にはキック動作が行われる。なお、走動作においては、振り下ろし期AB、接地期BC、蹴り上げ前期CDにわたって筋力を発揮し、蹴り上げ後期DEと振り戻し期EAにはほとんど筋力を発揮する必要がない。しかしながら、ハムストリングスを主として股関節伸展筋群の働きの重要性が指摘されているのにも関わらず、股関節伸展筋群を強化する方法としてこれまで決定的なものがなく、ゴムチューブの利用や従来の筋力トレーニングマシン(レッグカールマシン等)によるトレーニングが行われたが、必ずしも当を得たものではなかった。一方、陸上選手、特に短距離走の選手が屋内等で脚力のトレーニングを行うために用いられる運動負荷装置としては、トレッドミル装置(無限軌道走行板)、自転車エルゴメータ、ステップ運動型エルゴメータ、クロスカントリースキータイプ・トレーニングマシン等がある。トレッドミル装置は、歩(走)行面である移動ベルトの回転速度や傾斜角度が調節可能な運動負荷装置である。全身持久力のトレーニングを目的として、トレッドミル上での走行や歩行運動が行われることも多い。自転車エルゴメータは、固定式自転車のペダリングによる運動負荷装置である。脚筋力の強化や全身持久力のトレーニングを目的として自転車エルゴメータが用いられる。ステップ運動型エルゴメータ(例:STRIDING-TYPE EXERCISE APPARATUS、米国特許第5,419,747号)は、立位姿勢から左右の足踏み台(ステップ)を交互に踏み込んで、階段を昇るように動作する。オペレータの足部は円弧の一部に沿って一定範囲内の上下運動を繰り返す。クロスカントリースキータイプ・トレーニングマシンでは、脚を交互に大きく前後スライドさせる往復運動を行なうとともに、腕をストックワークのように運動させる。脚は床面を前後方向に水平移動するため、終始接地した姿勢における筋力トレーニング効果が得られる。
産業上の利用分野 短距離走選手等のトレーニングに適した車軸移動式自転車エルゴメータ
特許請求の範囲 【請求項1】左右一対のペダル及びアームによりそれぞれ回転力が与えられる一対の回転軸と、この一対の回転軸をそれぞれ水平方向に支持する一対の台座と、上記一対の台座を上記一対の回転軸と直交する向きにそれぞれ往復動可能に支持する一対のガイド部と、上記一対の台座を上記回転軸の回転角に基づいて上記一対のガイド部上を移動させる一対の移動機構と、上記一対の回転軸の回転の制動を上記回転角に基づいてそれぞれ行う制動機構とを備えていることを特徴とする車軸移動式自転車エルゴメータ。
【請求項2】上記移動機構は、上記回転軸をその中心軸とする回転輪と、その基端部が架台上に揺動自在に支持されるとともに、先端部が上記回転輪に偏心して揺動自在に支持されているアームとを備えていることを特徴とする請求項1に記載の車軸移動式自転車エルゴメータ。
【請求項3】上記制動機構は、第1のスプロケットと第2のスプロケットとの間に掛け渡され、上記台座の往復動と連動して長手方向に往復動するチェーンと、前記第2のスプロケットの回転の制動が可能な負荷機構とを備えていることを特徴とする請求項1に記載の車軸移動式自転車エルゴメータ。
【請求項4】上記制動機構は、上記第2のスプロケットの回転力を前記負荷機構に正回転時に伝達し、かつ、逆回転時には伝達しないワンウェイクラッチを具備し、上記ペダルが上記回転軸より低い運動範囲で前記第2のスプロケットが正回転することで上記抵抗負荷がかかり、上記回転軸より高い運動範囲で前記第2のスプロケットが逆回転することで無負荷となるように上記台座と上記チェーンとの相対位置が設定されていることを特徴とする請求項3に記載の車軸移動式自転車エルゴメータ。
産業区分
  • 運動娯楽用
国際特許分類(IPC)
出願権利状態 権利存続中
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