Improved general purpose multi-directional exercise apparatus for hand exercise an adjustable resistance wrist and forearm in a plurality of motion planes

当該技術分野で知られている様々なタイプの手首運動装置は、一般に一運動平面内だけで運動するものであり、調節はできない。 特に有効な一装置は、米国特許第５，０４６，７２７号（特許文献１）に開示されている。 他の装置は、米国特許第４，８３８，５４２号（特許文献２）及び第３，８５６，２６７号（特許文献３）に開示されている。 これらの装置は、基本的に、装置の一部分を一方の手で保持し、ノブを他方の手で把持することによって動作する。 運動は、ノブ又はハンドルを、ねじり運動に対する抵抗に逆らってねじることによって達成される。

本発明の一目的は、回転運動、上下運動及び左右運動を含む、手首の３主要運動を行うことができる運動器具を提供することである。 本発明の別の目的は、抵抗の全範囲にわたる等尺性（アイソメトリック）で反復性の握りしめ運動により握力と指筋力を高める方法及び装置を提供することである。 本発明の更に他の目的は、ストレスと血圧を下げる運動器具を提供することである。 本発明の更に他の目的は、ストレスと血圧を下げることにより減量を支援することである。

本発明は、筋力、体調、運動範囲及び柔軟性を高めるためのスポーツモデルを含む。 本発明は、また、けが予防及びけが又は手術に伴うリハビリを支援するように設計された医療キットを含む。

本発明の更に他の目的は、本発明の運動器具と、運動器具の少なくとも一端に一個以上の重りエンドキャップ又は円形重りを更に備えた改良された運動ダンベルである。 従って、改良されたダンベルは、従来のダンベルを大きく改良するための新しい手首及びグリップ発達寸法を有する。

本発明の別の目的は、全体的には上記のタイプの手、手首及び前腕のための改良された多方向運動器具を提供することであり、トレーニングに望ましいレベルを達成するために該装置の抵抗を容易に設定でき、容易に再調整できる。 抵抗レベルは、抵抗の下限であるゼロから抵抗の上限である完全にロックされた状態まで、正確に連続的に調節できる。 具体的には、ゼロ抵抗とは、抵抗が殆どないか全くない状態であり、ロック状態とは、運動中にノブが動かない状態である。 従って、本発明は、全てのユーザに全種類の抵抗を提供する。

具体的には、本発明は、分離式又は非分離式グリップ部材を有する手、手首及び前腕用の多方向運動器具であって、分離式圧縮グリップ部材が更にジャイロリングを備えた多方向運動器具を提供する。 本発明は、様々な手のサイズ、年齢及び体力を有するあらゆるタイプの人のための通常の先進的な（プログレッシブ）運動プログラムに容易に適用可能である。 従って、本発明は、本質的に汎用であり、一モデルが、全ての人々に対して様々な手及び手首の運動を提供する。 本発明の運動器具は、リハビリ用途、けが防止としての筋力、柔軟性及び運動範囲の改善、及び作業又はスポーツトレーニング及び強化に同様に好適なものである。

本発明によれば、手首運動装置は、軸方向穴を有するハンドルを備える。 一実施形態では、穴をボルトが貫通し、ばね取付手段が、ボルトのまわりに取り付けられた調整リングに対向してボルトの一端の周囲に設けられている。 ボルトには、抵抗調節ノブが取り付けられている。 抵抗調節ノブをひねってばね手段を軸方向に圧縮するか緩めることによって、ばねによって与えられる抵抗を容易に調節することができる。

ハンドルの反対側の端部のハンドルとボルト頭部との間に圧力プレートが配置されている。 少なくとも１枚のクラッチディスクが、ハンドルと圧力プレートに対向して取り付けられ、ハンドルに対する相対回転運動のために、ハンドルと圧力プレートとディスクのまわりにノブが配置されている。 装置は、ユーザが一方の手でハンドルを保持し、他方の手で第２のノブを保持し、その状態でハンドル又は第２のノブをひねることによって操作される。 これにより、一方の手首は上下に動かされ、同時に他方の手首が左右に動かされる。

本発明の更に別の目的は、手、手首及び前腕を運動させるプログレッシブ運動及び手リハビリプログラムであって、
ａ）本発明の運動器具の抵抗ノブを回転させて、それにより所望の抵抗レベルを設定するステップと、
ｂ）ハンドルのまわりに第１の手を置き、分離式グリップ部材の上に第２の手を置くことによって本発明の運動器具を保持するステップと、
ｃ）第１の手／手首を上下に回転させながら同時に第２の手／手首を左右に回転させて、それにより手／手首を異なる方向に同時に回転させるステップと、
ｄ）運動装置を１８０度回転させて、分離式グリップ部材の上に第１の手を置き、ハンドルのまわりに第２の手を置くステップと、
ｅ）第１の手を上下に回転させながら同時に第２の手を左右に回転させ、それにより同時に手を反対方向に回転させるステップと、
ｆ）手首をジャイロにより円運動で回転させるステップと、
ｇ）様々な強度及びサイズのグリップを握りしめることを反復する段階とを含むプログレッシブ運動及び手リハビリプログラム。

本発明の好ましい実施において、抵抗調節ノブは、ボルトに取り付けられ、調整リングに着座している。 調節ノブは、その露出面に、装置を使用する際に利用され、より低い／より高い抵抗を得るためにノブを回転させる方向を判断するためにも使用される抵抗レベルの表示を提供する表示部を有する。 ばねは皿ばね（Belleville washer)の形態であることが好ましい。 ２枚のクラッチディスクであって、それぞれのディスクがノブの内側拡張部の別の側にあるクラッチディスクが設けられていることが好ましい。

本発明の運動器具の断面図及び分離式グリップ部材の断面図。

本発明の運動器具の分解図。

好ましいハンドル及び分離式グリップ部材を有する運動器具の部分分解図。

運動器具の側面図、分離式グリップ部材の平面図、分離式グリップ部材の空洞内に挿入する前の握りしめボールを示す図、及び分離式グリップ部材の空洞内に挿入した後の握りしめボールを示す図。

本発明の医療キットの正面図。

本発明の改良されたダンベルの側面図、及び本発明の改良されたダンベルの重りの平面図。

本発明の改良されたダンベルキットの正面図。

本発明のキャリングケースの側面図、及び本発明のキャリングケースの平面図。

本発明は、米国特許第５，０４６，７２７号、第４，８３８，５４２号及び第３，８５６，２６７号の一般的原理に従って動作する手首運動装置に関し、これらの特許の詳細は、本明細書の一部を構成するものとしてここに援用する。 一般に、手首運動装置１０は、ユーザが把持し易くするためにネオプレンやゴム等の外表面１３を有するハンドル１２を備える。 グリップの幾つかの変形例として、必要に応じて、隆起したバンプ又はリブを備えたものを用いることができる。 図１（Ａ）に最もよく示されているように、ハンドル１２は、完全に貫通する軸方向穴１４を有する。 ボルト１６は、軸方向穴１４を貫通して取り付けられている。 ボルト１６は、第１端のねじ部以外の大部分の領域にねじ山がない。 ボルト１６は、第１端のねじ付端２０にねじが形成され、第２端（他端）に拡張頭部１８を有する。 ボルト１６のねじ領域は、ボルトの端部まで延在していない。 ボルト端１７にはねじ山がない。 更に、ボルト１６のねじ山がない端部には切欠き２１が設けられており、ここではボルトの直径が小さくなっている。 小径部分には、更なる保持手段として、金属、プラスチック又は他の適切な材料で作成された保持クリップを固定することができる。 ボルト１６のボルト端１７は、ねじ山がなく、ボルト１６の大部分の領域の直径に近い直径を有している。

図１（Ａ）と図２に最もよく示されているように、ボルト１６のねじ付端２０の周囲には、ばね手段が取り付けられており、このばね手段は、標準的な座金３８である。 座金３８は、必要に応じて止め座金を有してもよく、皿ばね（Belleville washer)の形態でもよい。 座金３８は、後で述べるようにボルトに張力を付与する圧縮ばねとして機能することができる。 調節ノブ２４は、金属ナット２３にしっかりと固定されている。 調節ノブ２４とナット２３は、ねじ付端２０及びハンドル１２に対してねじ係合で取り付けられる。 ボルト１６の下端部分の座金３８とボルト端１７との間の穴１９を貫通してピン２６が設けられている。 ピン２６は、調節ノブ２４をボルト１６に固定するように機能し、これにより、組み立てが行われると、ナット２３がボルト１６に固定され、調節ノブ２４を取り外すことができない。 調節ノブ２４は、時計回りに回転されたとき、後述するように、座金２２（図２のみ）を圧縮して抵抗を大きくする。 これと反対に、反時計回りに回転したとき、座金２２を緩めることによって抵抗を減少させる。 調節ノブ２４は、ナット２３とボルト端１７、切欠き２１、及びボルト１６のねじ付端２０の周囲に嵌合している。

図２に示されたように、調節ノブ２４は、一個以上の表示２８及び／又は矢印３０を有する。 調節ノブ２４の外表面上の表示２８に沿って表示矢印３０が配置されている。 調節ノブ２４をボルトのねじ付端２０とねじ係合して固定することによって、ハンドル１２とボルト１６に対する調節ノブ２４の回転にしたがって抵抗が変化する。

また図１（Ａ）と図２に示されたように、３／８インチの座金等の平座金３８が、ハンドル１２の端部とピン２６と調節ノブ２４に形成された周辺拡張部４２との間に、ハンドル１２に当接した状態で取り付けられている。 調節ノブ２４の周辺拡張部４２は、ハンドル１２の端部のテーパ面と、ピン２６と座金３８とに倣うように寸法が決められる。 平座金３８は、図２に示されたように、プラスチックハンドル１２を保護するためのばね座金２２に対しする金属支持面として機能する。

また図１（Ａ）、図２及び図３に示されたように、ハンドル１２の反対側の端部には、ハンドル１２に対して相対的に回転する第２のノブ４４が設けられている。 第２のノブ４４は、環状内方拡張部４６を備えており、この拡張部４６の上部にクラッチディスク４８及び５０が取り付けられている。 外側クラッチディスク５０は、ボルト１６の拡張頭部１８とハンドル１２の端壁との間に挟まれた圧力プレート５２に対向して配置される。 少なくとも１本のピン５４が圧力プレート５２を貫通し、ハンドル１２内に達しており、圧力プレート５２がハンドル１２に対して相対的に回転するのを防止している。 従って、ボルト１６が、圧力プレート５２の穴５３を通って延設されているが、圧力プレート５２とボルト１６又はハンドル１２との間に相対回転はない。 組み立て後は、保持クリップ７６が、第２のノブ４４をハンドル１２に固定し、その結果、第２のノブ４４は取り外すことができない。

図示されたように、ユーザが第２のノブ４４を掴んで回転させやすくするために、第２のノブ４４の外表面に複数の掴み要素５８が設けられている。 掴み要素は、突起でも凹みでもよい。 後述するように、掴み要素は、分離式グリップ部材６２（図１（Ｂ）及び図２）の内側表面上の相補的構造６８と係合して分離式グリップ部材の滑りを防止する。

分離式グリップ部材６２内にジャイロリング７０が嵌合している。 リング７０内には重りとなるボール７２が収容されている。 図３は、説明のためにリング７０の上にボール７２を示すが、ボール７２は、ジャイロリング７０内に収容されている。 ジャイロリング７０は、分離式グリップ部材６２から取り外し可能としてもよい。 ジャイロリング７０は、分離式グリップ部材と共に使用してもよく、リング７０を一方の手で保持しその手を回すことによって独立に使用されてもよい。

図示されたように、第２のノブ４４は、様々な構成要素の組み立てを容易にするために開口した外側端を有するほぼ環状形状である。 この場合、開口端は、ノブキャップ６０によって閉じられ、このノブキャップ６０は、ボルト頭部１８等の目障りな部品を隠すだけでなく、例えば広告ロゴを入れることができる面を提供する。

実際には、抵抗調節ノブ２４は、任意の固定手段によってボルト１６の端部に固定されるが、接着されてもよく、保持クリップで固定されてもよく、ナットのまわりにモールド成形されてもよい。 調整ノブ２４は、時計回りに回転されたときに座金２２を圧縮する。 座金２２は、ハンドル１２に反発力を加え、クラッチディスク４８及び５０に加わる圧力を高め、それによりノブ４４をハンドル１２に対してねじるか又は回転させるのに必要な力を増加させる。 調節ノブ２４が、その外表面に表示２８及び３０を有するので、ユーザは、調節ノブ２４を回転させる方向と、抵抗を増減させるための座金２２の圧縮度合いを決定することができる。 ノブ４４の拡張部４６は、プレート５２と同じように、クラッチディスクのための当接部材として機能する。

図示のように、一実施形態では、座金２２は、ボルト１６に張力を加えクラッチディスク４８及び５０をノブ４４、圧力プレート５２及びハンドル１２に押し付ける圧縮ばねとして働く。 ハンドル１２は一方の手で静止状態に保つことができ、ノブ４４が他方の手で回転される。 或いは、ノブ４４を静止状態に保った状態でハンドル１２を回転させて、手首の運動に必要な拘束力を生成することができる。

クラッチディスク４８及び５０は、ハンドルとノブを互いに回転させるときに必要な摩擦及び摩耗面を提供する。 圧力プレート５２は、ボルト１６の頭部１８上のばね力をクラッチディスク４８及び５０に伝達する働きをする。 従って、ボルト１６は、座金２２に加わる圧力を調整する手段として機能する。 ノブ４４の拡張部４６は、プレート５２と同じように、クラッチディスクの当接部材として機能する。

平座金３８は、座金２２がプラスチックハンドル１２を破損するのを防ぐ働きをする。 ピン５４は、圧力プレート５２がハンドル１２に対して回転するのを阻止する働きをし、それにより４個のクラッチ支持面が提供される。

初期動作において、ユーザは、手首運動装置１０をゼロ調節状態に設定する。 これは、ノブ４４をハンドル１２に対して回転させるのに必要な力が最小になるように調節ノブ２４を回転させることにより達成される。 調節ノブ２４とハンドル１２を一緒に保持しながら、調節ノブ２４を締め付けて抵抗を増大し、それにより装置１０が、初期使用のために調節される。

更なる操作において、ノブ４４とハンドル１２を互いに回転させるための力を大きくしたいときは、必要に応じて抵抗のレベルが増減するように調節ノブ２４を回転させる。 例えば、増大する一連の垂直線などの、抵抗レベルを示す幾つかの自明な変形例を用いることができる。

本発明の更に他の特徴は、様々な手のサイズに対処するために、より大きな分離式グリップ部材６２を備えることである。 グリップ部材６２は、ノブ４４を押して装着し引いて取り外すように設計されている。 ユーザの身体的特徴により分離式グリップ部材６２を変更することができ、従って、より大きいか又はより小さい手のサイズにより快適に対応するために、より小さいかより大きい握り部分又はより軟らかいかより硬い握り部分を提供することができる。 この点に関し、グリップ部材６２は、ノブ４４より柔らかい材料で作成される。 グリップ部材６２を握り易くするために、その外表面にしぼをつけることができる。 グリップ部材６２によって提供される交換式グリップは、個々のユーザの手のサイズと筋力に応じて異なる握りしめ抵抗を得るために異なるサイズと異なる硬度でノブをカスタマイズする融通性を提供する。

分離式グリップ部材６２の抵抗は、更に、グリップ部材内の空洞にスクイーズインサート、例えば、スクイーズボールを入れることによって調整することができる。 グリップ部材空洞に異なる硬度のスクイーズインサートを入れることによって、グリップ部材６２の抵抗を大きくでき、必要とされる抵抗に従って変化させることができる。

図示のように、ノブ４４上にグリップ部材６２を相対回転しないようにしっかりと保持するために、グリップ部材６２は、ノブ４４の凹部５８に嵌る複数の取り付け部材６８を有する。

本発明の好ましい実施において、ハンドル１２、調節ノブ２４及び第２のノブ４４は全て適切なプラスチック材料で作成される。 ボルト１６、ナット２３、座金２２、座金３８、及びプレート５２並びにピン５４は、金属材料で作製されることが好ましい。 図３は、１本のピン５４だけを示すが、プレート５２をハンドル１２に取り付けるために複数本のピン（図２に示したように）を使用することができる。 必要に応じて、頭部１８は、ピン５４が貫通することができる穴を有する拡張された延長部を有することができる。

本発明は、所定の変形を伴って実施されてもよい。 例えば、ボルト１６の雄ねじ端２０と係合する雌ねじインサートに皿ばねを取り付ける代わりに、他の圧縮ばね手段を使用することができる。 また、部材１６の露出端の上に皿ばねや他のタイプのばねを単純に取り付けることもできる。 この変形では、部材１６は、ボルトでなくてもよく、滑らかでねじが形成されていない端２０を有するロッド又はシャフトでよい。 従って、部材１６は、張力を調整する手段を提供する働きをするシャフトとして広義に考えることができる。 シャフトが、一端にねじ山を有し、他端に頭部を有するとき、シャフトは、図示されたようなボルトでよい。 そうでない場合は、シャフトが相互作用する残りの構成要素に応じて、他の適切な構造を使用することができる。 シャフト又は部材１６がボルトでない場合、調節ノブ２４は、ばねの圧縮量を制御するために、シャフト上で長手方向に移動するようにシャフト１６に取り付けられる。

エンドユーザの要望により、運動器具に対する幾つかの追加の変形を含めることができる。 例えば、運動器具は、分離式グリップ部材、ハンドル又は第２のノブ４４内に振動機構を組み込むこともできる。 また、装置に懐中電灯機構を組み込むこともできる。 運動器具は、筋肉を強化すると共に柔軟性を高め運動範囲を広げるために反復して使用されるので、装置に反復カウンター又はメーターを組み込むことができる。 測定を容易にするために、可聴音又はクリックによって反復運動の完了を知らせることができる。

図４（Ａ）〜図４（Ｄ）は、本発明の運動器具と、分離式グリップ部材の代替使用を示す。 図４（Ａ）は、部材の表面に突起６４を有するマッサージグリップ分離式部材を備えた運動器具の側面図である。 図４（Ｂ）は、マッサージグリップ分離式部材の平面図である。 図４（Ｃ）と図４（Ｄ）は、グリップ部材６２の中心空洞内にスクイーズボールを挿入した状態のグリップ部材６２の追加用途を示す。 異なる硬度のスクイーズボールを挿入することによって、グリップ部材自体の抵抗を調整することができる。

図５に示されたように、本発明は、本発明の運動器具、異なるサイズと硬度の一個以上の分離式グリップ部材、異なる重量の一個以上のジャイロリング、一個以上の交換式グリップ、握力計、スクイーズボール、スクイーズパテ、ノギス、手袋、薬剤瓶及びキャリングケースを含む、手、手首及び前腕用医療リハビリキットとして構成することができる。

本発明の運動器具は、また、改良されたダンベルを提供する。 運動器具は、交換可能な重りとなるエンドキャップを設けることができ、それにより高性能ダンベルに変わるように設計され適応される。 重りエンドキャップは、クリップ留め、スナップ留め、ねじ、又は締りばめを含む任意の手段によって接続することができる。 図６（Ａ）は、運動器具の両端で摺動する重りを示す。 図６（Ｂ）は、本発明の環状重りの平面図である。 本発明の運動器具は、図７に示されたダンベルキットに組み込むことができる。

図８（Ａ）と図８（Ｂ）に示されたように、本発明の運動器具は、簡便なケースで保管に持ち運ぶことができる。 図８（Ａ）は、ケースの側面図を示し、図８（Ｂ）は、ケースの平面図を示す。 ケースは、ケースの上部の持ち運びストラップと、収納部と運動器具自体を固定するためのジッパとを有する。

本発明の運動器具は、ジム又は家庭用の請求項１の手、手首及び前腕のための据え置き型汎用多方向運動器具として使用することもでき、運動器具は、運動マシン／ステーションに組み込まれ、ユーザが座っていることが好ましいが立っていてもよい。 この応用例では、より大きな運動器具を使用することができる。

本発明の汎用多方向運動器具を使用することにより、ユーザの筋力、体調、機動性、運動範囲及び柔軟性を高めることができる。 また、運動器具を使用することにより、握力を改善して、ストレスを低下させ血圧を下げることができる。 この運動器具を使用してストレスと血圧を下げる更に他の利点は、減量を支援できることである。 何故なら、ストレスは高い脂肪生産と関連しているからである。

本発明の概念の範囲内で他の変形例も可能である。