ハイブリッド抵抗システム

関連出願の参照による組込 出願データシートにおいて証明されたあらゆる全ての優先権主張またはそれらのあらゆる訂正は、ここに参照により本明細書に組み込まれると共に、本開示の一部となる。

技術分野 本発明は、概して、運動用器具に接続して使用するのに適した抵抗システムに関する。特に、本発明は、抵抗荷重装置の複数のタイプ及び/または抵抗荷重装置を採用する複数のモードを有する抵抗システムに関する。

運動器具や運動機械は、一般的に、行われる動作に対して抵抗源を組み込んでいる。該抵抗源は、機械式、電気機械式、電気式、磁気式、空気圧式または油圧式であり得る。様々なタイプの該抵抗源は様々な特性を有しており、所与の用途において有利または不利であり得る。単一のタイプの抵抗源は、いくつかの用途において適切に動作し得るが、通常は、全ての運動機器用途においては適切に動作しない。

したがって、柔軟かつ調節可能な抵抗荷重装置の出力を提供し、運動器具に接続されてまたは組み込まれて使用され得るか、他の用途に使用され得る、改善された抵抗システムが求められている。好ましくは、そのようなシステムは、少なくとも2つの抵抗源を含んでいる。いくつかの装置では、該抵抗源は互いに異なっている。加えて、いくつかの装置では、該抵抗器は、使用可能な該抵抗源を作動させるための複数の動作モードを有している。本明細書に記載のシステム、方法及びデバイスは、革新的な態様を有しているが、そのうちの1つだけが、それらの望ましい特質に不可欠または単独で寄与しているのではない。特許請求の範囲を限定するものではないが、いくつかの有利な特徴を以下に要約する。

好ましい実施形態は、運動器具に組み込まれる抵抗システムを包含しており、該抵抗システムは、慣性抵抗荷重装置を備える第1の抵抗ユニットと、非慣性抵抗荷重装置を備える第2の抵抗ユニットとを含んでいる。ユーザーインタフェースは、使用者により第1の方向及び第2の方向に動かされることが可能であり、該ユーザーインタフェースは、該第1の抵抗ユニット及び該第2の抵抗ユニットの一方または両方を利用可能である。モードセレクタは、少なくとも第1のモード、第2のモード及び第3のモードの間における選択を可能にする。該第1のモードでは、該ユーザーインタフェースは、該第1及び第2の方向の両方において該第1の抵抗ユニットの該慣性抵抗荷重装置を利用すると共に、該第1及び第2の方向の少なくとも一方において該第2の抵抗ユニットの該非慣性抵抗荷重装置を利用する。該第2のモードでは、該ユーザーインタフェースは、該第1及び第2の方向の一方のみにおいて該第1の抵抗ユニットの該慣性抵抗荷重装置を利用すると共に、該第1及び第2の方向の少なくとも一方において該第2の抵抗ユニットの該非慣性抵抗荷重装置を利用する。該第3のモードでは、該ユーザーインタフェースは、該第1及び第2の方向のいずれにも該第1の抵抗ユニットの該慣性抵抗荷重装置を利用せず、該第1及び第2の方向の少なくとも一方において該第2の抵抗ユニットの該非慣性抵抗荷重装置を利用する。

いくつかの態様では、上記慣性抵抗荷重装置は、フライホイールを備えている。上記非慣性抵抗荷重装置は変位荷重装置を備えることができ、供給される抵抗が該変位荷重装置の一部の変位に関連している。前記変位荷重装置は、ばねであり得る。

いくつかの態様では、上記モードセレクタは、スライドカラーを備えている。いくつかの態様では、該モードセレクタは、それぞれ第1の駆動プレート及び第2の駆動プレートに選択的に係合している第1のピン及び第2のピンを備えている。作動装置は、係合位置と非係合位置との間で該第1及び第2のピンを駆動させ得る。

いくつかの態様では、第3のモードでは、上記慣性抵抗荷重装置は、上記ユーザーインタフェース以外の運動デバイスに接続されている。

好ましい実施形態は、運動器具に組み込まれる抵抗システムを包含しており、該抵抗システムは、慣性抵抗荷重装置を備える第1の抵抗ユニットと、非慣性抵抗荷重装置を備える第2の抵抗ユニットとを含んでいる。少なくとも1つのレバーアームが、第1の方向及び第2の方向においてレバーアーム軸線周りに動かされることができ、該少なくとも1つのレバーアームは、該第1の抵抗ユニット及び該第2の抵抗ユニットに接続可能である。モードセレクタは、少なくとも第1のモード、第2のモード及び第3のモードの間における選択を可能にする。該第1のモードでは、該少なくとも1つのレバーアームの動きは、該第1及び第2の方向の両方において該第1の抵抗ユニットの該慣性抵抗荷重装置を利用すると共に、該第1及び第2の方向の少なくとも一方において該第2の抵抗ユニットの該非慣性抵抗荷重装置を利用する。該第2のモードでは、該少なくとも1つのレバーアームの動きは、該第1及び第2の方向の一方のみにおいて該第1の抵抗ユニットの該慣性抵抗荷重装置を利用すると共に、該第1及び第2の方向の少なくとも一方において該第2の抵抗ユニットの該非慣性抵抗荷重装置を利用する。該第3のモードでは、該少なくとも1つのレバーアームの動きは、該第1及び第2の方向のいずれにも該第1の抵抗ユニットの該慣性抵抗荷重装置を利用せず、該第1及び第2の方向の少なくとも一方において該第2の抵抗ユニットの該非慣性抵抗荷重装置を利用する。

いくつかの態様では、上記少なくとも1つのレバーアームは、第1のレバーアーム及び第2のレバーアームを備えており、該第1のレバーアームは、上記第1のモードにおいて上記慣性抵抗荷重装置を駆動させ、該第2のレバーアームは、上記第2のモードにおいて上記慣性抵抗荷重装置を駆動させる。該少なくとも1つのレバーアームは、第1のレバーアーム、第2のレバーアーム及び第3のレバーアームを備えることができ、該第1のレバーアーム及び該第2のレバーアームは、該第2のモードにおいて該慣性抵抗荷重装置を駆動させ、該第3のレバーアームは、該第1のモードにおいて該慣性抵抗荷重装置を駆動させる。いくつかの態様では、該第1のレバーアームまたは該第2のレバーアームのいずれかの動きが該第3のレバーアームの動きを成すように、該第3のレバーアームが該第1及び第2のレバーアームに連結している。

いくつかの態様では、上記慣性抵抗荷重装置は、フライホイールを備えている。上記非慣性抵抗荷重装置は変位荷重装置を備えることができ、供給される抵抗が該変位荷重装置の一部の変位に関連している。該変位荷重装置は、ばねであり得る。

いくつかの態様では、上記モードセレクタは、スライドカラーを備えている。いくつかの態様では、該モードセレクタは、それぞれ第1の駆動プレート及び第2の駆動プレートに選択的に係合している第1のピン及び第2のピンを備えている。作動装置は、係合位置と非係合位置との間で該第1及び第2のピンを駆動させ得る。

好ましい実施形態は、運動抵抗システムの使用方法を包含しており、該方法は、第1のモード、第2のモード及び第3のモードの少なくとも1つを選択することを含んでいる。該方法はまた、該第1のモード及び該第2のモードにおける慣性荷重装置及び非慣性荷重装置と、該第3のモードにおける非慣性荷重装置のみとの組み合わせを備えた該抵抗システムにより付与された力に対応して、ユーザーインタフェースの動きを第1の方向に動かすことまたは制御することを含んでいる。該方法は、該第1のモードにおける慣性荷重装置及び非慣性荷重装置と、該第2のモード及び該第3のモードにおける非慣性荷重装置のみとの組み合わせを備えた該抵抗システムにより付与された力に対応して、ユーザーインタフェースの動きを第2の方向に動かすことまたは制御することとを含んでいる。

いくつかの態様では、上記方法は、上記慣性荷重装置及び上記非慣性荷重装置の少なくとも1つを調節することを含む。いくつかの態様では、該方法は、該非慣性荷重装置とは切り離して該慣性荷重装置を調節することを含む。いくつかの態様では、上記ユーザーインタフェースの動きを動かすことまたは制御することが、レバーアームの旋回軸周りの動きを動かすことまたは制御することを備えている。

図面全体を通じて、参照要素間の一般的な対応関係を示すために参照番号が再利用され得る。該図面は、本明細書に記載の実施例を説明するために提供されるものであり、本開示の範囲を限定することを意図しない。

図1は、1つ以上の好ましい実施形態の特定の特徴、態様及び利点を有する抵抗システムの側面及び正面の斜視図である。

図2は、図1の抵抗システムの側面図である。

図3は、図1の抵抗システムの一部の側面図である。

図4は、図1の抵抗システムの一部の正面図である。

図5は、図1の抵抗システムの他の側面及び正面の一部の斜視図である。

図6は、図1の抵抗システムの部分断面図である。

図7は、2つの位置におけるレバーアームを表す抵抗システムと、レバーアーム上の2つの位置における調節荷台との側面図である。

図8は、別の抵抗システムの側面及び正面の斜視図である。

図9は、図8の抵抗システムの一部の正面図である。

図10は、図8の抵抗システムであって、該抵抗システムのフライホイールの一部を備えている抵抗システムの他の側面及び正面の一部の斜視図であり、該フライホイールの後ろの構造を示すように切り取られている。

図11は、図8の抵抗システムの背面及び側面の斜視図である。

図12は、図8の抵抗システムの変形例の模式的断面図である。

図13は、2つのレバーアームを含む別の抵抗システムの正面及び側面の斜視図である。

図14は、図13の抵抗システムの正面及び側面の斜視図である。

図15は、図13の抵抗システムの模式的断面図である。

図16は、3つのレバーアームを含む別の抵抗システムの側面及び背面の斜視図である。

図17は、図16の抵抗システムの他の側面及び正面の一部の斜視図である。

図18は、図16の抵抗システムの模式的断面図である。

図19は、固定レバーアーム及び可動レバーアームを備えた直線状レバーアーム組立体を有する抵抗システムの側面図である。

本開示の1つ以上の実施形態は、運動器具に組み込まれるのに適した抵抗システム、またはそのような抵抗システムに組み込まれている運動器具を包含している。該抵抗システムは、有酸素運動(cardiovascular)系トレーニング器具、筋力トレーニング器具及びそれらの組み合わせを含む運動器具の様々な形態において用いるのに適しているが、該抵抗システムは、他の用途においても同様に有用性を見出すことができる。したがって、本明細書では運動器具の文脈において記載されていたとしても、本開示の文脈より特に指示または明示されていない限り、該抵抗システムをそのような用途に限定することを意図しない。

好ましくは、上記抵抗システムは、少なくとも第1の抵抗ユニット及び第2の抵抗ユニットを有する。該抵抗ユニットは、同じタイプであってもよいが、少なくともいくつかの態様では、該第1の抵抗ユニットは第1のタイプによるものであり、該第2の抵抗ユニットは第1のタイプと異なる第2のタイプによるものであり得る。このような抵抗組立体は、本明細書において「ハイブリッド」抵抗組立体と称され得る。しかしながら、該抵抗システムは、2つの抵抗ユニットに、または抵抗ユニットの2つのタイプにさえ限定されない。追加の抵抗ユニット、または抵抗ユニットの追加のタイプもまた、採用され得る。

いくつかの態様では、上記第1の抵抗ユニットは、可動質量の慣性に比例する抵抗を生み出す慣性荷重装置を組み込んだ慣性抵抗ユニットである。該慣性抵抗ユニットは、任意の適切なタイプの慣性荷重装置を含むことができ、該慣性荷重装置のタイプとしては、限定されないが、例えば、回転可能なフライホイールが挙げられる。上述のように、上記第2の抵抗ユニットは、好ましくは非慣性抵抗ユニットである。いくつかの態様では、該第2の抵抗ユニットは、変位抵抗ユニットへの入力の変位(例えば、線形変位または回転変位)に比例する抵抗を生み出す荷重装置を組み込んだ変位抵抗ユニットである。好ましくは、本明細書においてより詳細に記載するように、該抵抗システムの1つ以上の実施形態は、該慣性抵抗ユニット及び該変位抵抗ユニットを組み込んでおり、該抵抗ユニットの一方または両方を利用し得る。したがって、用語「慣性」及び「非慣性」は、図示の実施形態の説明における便宜のため、異なる該抵抗ユニットを説明するのに使用される。しかしながら、これらの用語は、図示の特定の抵抗ユニット以外の任意のタイプの抵抗ユニットを参照するように、本開示全体を通して「第1の」及び「第2の」(など)に置き換えることができる。

いくつかの態様では、上記第1の抵抗ユニット及び上記第2抵抗ユニットの一方または両方は、複数の動作モードを備え得る。例えば、該第1の抵抗ユニットすなわち慣性抵抗ユニットは、該第1の抵抗ユニットへの入力と同じ方向に慣性荷重装置が動く第1の動作モードを有し得る。このような態様では、該慣性荷重装置は、上記抵抗システムの通常の動作中において、多方向(例えば、双方向)の動きを受け得る。該第1の抵抗ユニットは、該慣性荷重装置の動きが一方向性である第2の動作モードを有し得る。このような装置では、該慣性荷重装置は、第1の方向における該第1の抵抗ユニットへの入力の動きに対応して駆動させられてもよく、第2の方向における入力の動きに対応して駆動させられなくてもよい。追加のモードでは、該慣性荷重装置は、1つ、2つまたは複数の方向入力に対応して、三次元空間内における複数の方向に動いてもよい。

図1〜6は、概して参照番号30により参照される本抵抗システムの実施形態を示す。図示の装置では、抵抗システム30はフレーム組立体32に支持されると共に統合され、該フレーム組立体32は、底部34と直立部36とを含む。しかしながら、フレーム組立体32は、任意の適切な装置であってもよく、該装置は、抵抗システム30が利用される特定の用途によって決定されてもよく、抵抗システム30が組み込まれた運動機械または他の構造の構成要素を含んでいてもよい。

上述のように、抵抗システム30は、フレーム組立体32により支持されている第1の抵抗ユニットまたは慣性抵抗ユニット40を備えている。慣性抵抗ユニット40は、図示の装置における回転可能なフライホイール42のような、慣性荷重装置を含んでいる。フライホイール42は、好ましくはその回転軸から離れた位置に集中している、比較的重い材料または高密度の材料から構成されることができ、それによって、フライホイール42は、比較的高い質量対体積比及び回転慣性対体積比を有する。例えば、運動器具に利用されるフライホイール42は、しばしば鋳鉄材料から構成されるが、他の適切な材料と工法もまた用いられ得る。フライホイール42は、軸線Aの周りに回転可能であって、軸線A周りのその回転慣性または慣性モーメントに比例した抵抗力を生み出す。代替の装置では、該第1及び第2の(例えば、慣性40及び非慣性50)抵抗ユニットの両方が、同じフレーム組立体32及び/または底部34によって支持され得る。

任意には、上記慣性抵抗ユニット40は、フライホイール42の回転慣性により提供される抵抗を補助する追加のまたは補助的な抵抗装置を含み得る。例えば、図示の装置では、慣性抵抗ユニット40は、電子的、磁気的または電磁気的抵抗機構44を含んでおり、該抵抗機構44は、フライホイール42の回転慣性により提供される抵抗の量を増加させるフライホイール42の回転を阻止するよう作用する力を加えるように構成される。電子的、磁気的または電磁気的抵抗機構44は、オンまたはオフの切り替え(及び追加の力の付加または削除)及び/または種々の付加された抵抗の段階の選択を、手動で、電子的にまたは他の方法により制御し得る。適切な電子的、磁気的または電磁気的抵抗機構44の例及びこのような装置の基本的概念は、例えば、米国特許第4,775,145号、5,558,624号、5,236,069号、6,186,290号及び米国特許出願公開第2012/0283068号に開示されており、その全体が参照により本明細書中に組み入れられる。加えて、他の適切な補助的抵抗の配置もまた使用することが可能であり、例えば、フライホイール42に制動力を付与するように構成された任意の適切なタイプのブレーキ機構などが挙げられる。適切なブレーキの例としては、中国常州市東門三河口のHua Xing Machinery Company社より提供されるCQ−38が挙げられる。本開示では、慣性抵抗ユニット40は、電子的、磁気的または電磁気的抵抗システム44の一部またはそれを表すものとして、リング44を含む。

抵抗システム30はまた、図示の装置では変位抵抗ユニット50である第2の抵抗ユニットまたは非慣性抵抗を含む。したがって、本開示では用語「変位抵抗ユニット」が便宜的に使用されるが、本開示の文脈より他に指示または明示されていない限り、これは任意の他のタイプの非慣性抵抗ユニットを含み得る。変位抵抗ユニット50は、変位抵抗ユニット50への入力の変位距離に比例した抵抗力を提供する。図示の装置では、変位抵抗ユニット50は、線形コイルばね52のような付勢要素を備えている。ばね52は、フレーム組立体32の直立部36により支持され得る。図示の装置では、直立部36は中空管であり、ばね52は直立部36内に部分的にまたは完全に収容されている。しかしながら、他の装置では、ばね52は、フレーム組立体32またはそれ以外に支持されて、任意の他の適切な位置に配置され得る。

図示の変位抵抗ユニット50は線形コイルばね52を備えるが、他の適切な抵抗または付勢要素が利用されてもよい。例えば、他のタイプのばねまたはばね状要素が用いられてもよく、例えば、限定されないが、ねじりばね、弾性バンド、屈曲可能な棒及びガスシリンダーが用いられてもよい。さらに、他のタイプの抵抗要素または装置が用いられてもよく、それは、電子的、磁気的、電磁気的(例えば、モーターまたはブレーキシステム)または流体抵抗装置のような、変位または非変位抵抗(例えば、可変または一定の抵抗)装置であってもよい。さらに、ウェイトスタックは、過度の重量が必要であることによりしばしば生じる不便さのため、多くの用途では現在のところ好ましくないが、いくつかの用途では、抵抗ユニット50において1つ以上のウェイトスタックを組み込むことが望ましい場合がある。

抵抗システム30は、好ましくは、慣性抵抗ユニット40及び変位抵抗ユニット50の一方または両方に動作可能に接続された入力を含む。図示の装置では、該入力はレバーアーム装置60を備えており、該レバーアーム装置60は、レバーアーム軸線A_Lの周りに回転可能なレバーアーム62を含む。以下に説明するように、レバーアーム62は、慣性抵抗ユニット40及び変位抵抗ユニット50の両方に結合されることが可能である。したがって、レバーアーム軸線A_Lの周りのレバーアーム62の動きにより、結合されている際には、慣性抵抗ユニット40、変位抵抗ユニット50、またはその両方が作動するか、そのいずれも作動しない。図示の装置では、レバーアーム軸線A_Lの周りのレバーアーム62の動きは、結合されている場合、フライホイール42及び/またはばね52の動きを生じさせる。

図示のレバーアーム62は、湾曲部を備えており、該湾曲部は、レバーアーム62の長さ部分、すなわちレバーアーム62の全長または実質的に全長部分であり得る。好ましくは、レバーアーム62の該湾曲部は、該湾曲部上の各点が軸線Aから同じ距離であるように、フライホイール42の軸線Aに対する円周弧を規定する。いくつかの態様では、軸線Aから該湾曲部までの距離は、ほぼ同じ有効ケーブル長を維持するために、ケーブル巻付滑車114の周りのケーブルの対応する巻き付け量または巻き戻し量により異なる。図示の装置では、レバーアーム62の該湾曲部の半径は、フライホイール42の半径よりも大きく、そのため、レバーアーム62は、フライホイール42の周縁の半径方向外方に位置する。湾曲したレバーアーム62または湾曲部を有するレバーアーム62が示されているが、他の形状もまた用いられてもよく、例えば、限定されないが、直線状レバーアームが用いられてもよい。このような直線状レバーアームは、後方端部または旋回軸端部から、前方端部または入力端部に向かって、または任意の他の方向に向かって、下方へと傾斜され得る。

上述のように、レバーアーム62の後方部または後方端部は、フレーム組立体32の直立部36により支持されている旋回軸機構64によって、レバーアーム軸線A_L周りに回転するように支持されている。図示の装置では、レバーアーム軸線A_Lは、直立部36の後方に位置すると共に、フライホイール42上の最上点とほぼ同じ高さにまたはその上方に位置する。レバーアーム62は、まずレバーアーム軸線A_Lから上方に延びており、続いてフライホイール42の軸線Aの前方において下方へと湾曲する。レバーアーム62の前方端部または前方部は、フライホイール42の前方に位置し、好ましくはフライホイール42の軸線Aの下方に位置する。上述のように、該レバーアームの直線状の形態は、図示の湾曲形態と同様またはほぼ同様の末端部を維持しており、上記ケーブルに沿って組み込まれたトランスミッションを伴う末端部の間に直線状に延びている。

レバーアーム62の前方または自由端は、連結器66を含んでおり、該連結器66は、レバーアーム62が抵抗システム30のユーザーインタフェースに結合されることを可能にする。抵抗システム30は、任意の適切な装置とされることができ、例えば、限定されないが、通常の態様のケーブル−滑車システム、またはより複雑な態様の有酸素運動または筋力トレーニング器具であってもよい。図示の装置では、該連結器はU字ブラケット66であり、該U字ブラケット66は、多くのタイプのハンドルにより組み立てられ得ると同時に、多数の異なる垂直位置または水平位置に調節され得る単純なケーブル−滑車システムにより、抵抗システム30が利用されることを簡便に可能にする。さらに、U字ブラケット66は、抵抗システム30が、ウェイトスタックにより、または通常ケーブル−滑車システムにより作動させられる他の抵抗デバイスの代替として機能することを可能にし得る。U字ブラケット66は、滑車68を支持し得る。

上述のように、レバーアーム62は、慣性抵抗ユニット40または変位抵抗ユニット50に動作可能に結合され得る。レバーアーム62は、慣性抵抗ユニット40及び/または変位抵抗ユニット50にレバーアーム62の動きを伝達することが可能な任意の適切な装置または機構により、抵抗ユニット40,50に結合され得る。図示の装置では、レバーアーム62は調節搬器70を備えており、該調節搬器70は、少なくとも第1及び第2の調節位置の間においてレバーアーム62の長さに沿って動かすことができると共に、滑車72を支持する。好ましくは、調節搬器70は、レバーアーム62の長さに沿って複数の調節位置に固定され得る。図示の装置では、ピンが係合位置に向けてばね付勢(spring-loaded)または通常付勢されるピン飛出(pop-pin)配置により、調節搬器70がレバーアーム62に固定され、それによって、複数の分離した凹部または孔のうち一つと整列させられた場合に、該ピンが該凹部または孔に係合するように促される。あるいは、調節搬器70は、任意の適切な方法により、レバーアーム62に対して無限に調節可能であることができ、または他の方法で調節可能であることができる。

レバーアーム62上の調節搬器70の位置の調節により、レバーアーム62の効果的なレバーアームの長さの調節が可能となる。特に、レバーアーム62の所与の回転変位のための軸線Aに対する調節搬器70の線形変位は、レバーアーム62に沿って調節搬器70を動かすことにより調節され得る。調節搬器70がレバーアーム軸線A_Lにより近い場合には、軸線Aに対する調節搬器70の線形変位は、該調節搬器がレバーアーム軸線A_Lからより離れるように動かされた際よりも小さい。本明細書でさらに説明するように、調節搬器70のこのような動きは、少なくとも変位抵抗ユニット50により提供される抵抗を調節し得る。調節搬器70がレバーアーム軸線A_Lから遠くへ動くと、全体の抵抗が増加し、その際に使用者に与えられる抵抗曲線は、レバーアーム62の動きの終了時に対し、該動きの開始時においてより軽くなり得る。これにより、該使用者は、運動における動きが連続している間に、力曲線を所望のように調節することが可能になる。

好ましくは、抵抗システム30は主軸80を備えており、該主軸80は、軸ハウジングまたはブラケット82のようなフレーム組立体32によって支持される。軸80は、少なくとも1つ、好ましくは1対の適切な軸受84により、軸80がブラケット82に対して回転可能であるように、ブラケット82に対して支持されている。フライホイール42は、適切な軸受組立体(図示せず)により、フライホイール42が軸80に対して回転可能であるように、軸80上に支持されている。

抵抗システム30はまた、軸80と共に回転するためフライホイール42に選択的に結合するよう動作可能であるトランスミッション組立体またはトランスミッション90を含む。トランスミッション90は、好ましくは、軸80とフライホイール42との間に、軸80がフライホイール42を一方の回転方向に駆動するが反対の回転方向にフライホイール42を駆動しないように動作可能に挿入されたワンウェイクラッチ装置92を備えている。換言すれば、ワンウェイクラッチ装置92は、フライホイール42に駆動力を一方向に付与し得るが、フライホイール42をその方向に軸80より速く回転させ得る、または、軸80が静止している際にフライホイール42がその方向に回転することを可能にし得る、任意の好適なワンウェイクラッチ機構を用いることができる。運動器具に使用するためのワンウェイクラッチの適切な一例としては、フロリダ州ボイントンビーチのBoca Bearing社により販売されているHF2520ワンウェイ軸受が挙げられる。

図示の装置では、トランスミッション90は、少なくとも2つ、好ましくは3つの別々の動作モードまたは抵抗モードから所望の動作モードを使用者が選択することを可能にする。該モードについて、本明細書では便宜上、1)有酸素運動モード、2)慣性モード、及び3)非慣性モードと称する。好ましくは、以下でさらに説明するように、3つのモード全てにおいて、レバーアーム62の第1の方向への回転は、軸80の第1の方向への回転を生じさせる。軸80はばね52と結合されており、軸80の第1の方向への回転は、ばね52により及ぼされる抵抗力に対してばね52の伸長を生じさせる。レバーアーム62が第2の方向に回転させられると、軸80は第2の方向に回転し、それによって、ばね52が縮むことまたは長さを減少させることを可能にする。したがって、図示の装置では、ばね52は、レバーアーム62を第2の方向に回転させるように作用するレバーアーム62に、戻り力を提供するように利用され得る。しかしながら、他の態様では、ばね52は、第1及び第2の両方向におけるレバーアーム62の動きが抵抗を受けるように、両方向性の抵抗源によって置き換えられ得る。典型的なケーブルは、引張りのみに使用されることができ、押し縮めることには使用できない。したがって、このような態様は、好ましくは、両方向の使用のために特に設計される(例えば、限定されないが、ばね52の端部の両方向の動きに起因して動くばね52の端部に取り付けられたトランスミッション90からケーブルループなど)。

上記有酸素運動モードでは、トランスミッション90は、ワンウェイクラッチ装置92を介してフライホイール42を軸80に結合する。したがって、該有酸素運動モードでは、レバーアーム62の第1の方向への回転は、軸80の第1の方向への回転を生じさせ、該軸80は、ワンウェイクラッチ装置92を介してフライホイール42を第1の方向に駆動させる。レバーアーム62が第2の方向に回転させられると、軸80もまた第2の方向に回転させられる。しかしながら、ワンウェイクラッチ装置92があるため、フライホイール42は、軸80の該第2方向への回転によっては駆動させられない。そのため、フライホイール42は、(レバーアーム62が第1の方向に動いている間に十分なエネルギーがフライホイール42に伝達されたことを仮定すると)該第1方向に回転し続けることが可能である。上述のように、非慣性抵抗ユニットまたは変位抵抗ユニット50(例えば、ばね52)はまた、該有酸素運動モードにおいても作動される。該有酸素運動モードでは、使用者は、該第1の方向への動きとそれに続く該第2の方向への動きとの連続を通して繰り返し漕ぐことができ、したがって、有酸素運動を繰り返し取得するのに十分であり得る所望のケイデンスまたは周期によりフライホイール42にエネルギーを繰り返し付与することができる。リング44により表される追加の抵抗装置は、該有酸素運動モードにおいて非常に有用である。適切なインタフェースを用いて、従来の有酸素運動製品は、該レバーアームを漕ぐように使用することができ、該レバーアームは、抵抗システム30を従来の有酸素運動製品のための抵抗源とすることを可能にする。全ての態様がこのために適切であり得るが、図16〜18に示される3つのレバーアームの態様などの、しかしそれに限定されない独立して動かされ得る2つのアームの態様は、このために特に適切であり得る。

上記慣性モードでは、トランスミッション90は、上記第1の方向及び上記第2方向の両方に軸80と共に回転させるために、フライホイール42を結合する。したがって、該慣性モードにおいて、レバーアーム62の該第1の方向への回転は、軸80の該第1の方向への回転を生じさせ、該軸80は、フライホイール42を第1の方向に駆動させる。レバーアーム62が第2の方向に回転させられると、軸80もまた第2の方向に回転させられ、該軸80は、フライホイール42を第2の方向に駆動させる。したがって、フライホイール42は、軸80の回転と共に回転する。上述のように、非慣性抵抗ユニットまたは変位抵抗ユニット50(例えば、ばね52)はまた、慣性モードにおいても作動させられる。この態様は、従来の慣性(例えば、ウェイトスタック)の感触に、任意の非慣性抵抗源を加えるという利点を提供する。別の構成では、該慣性モードにおいて、使用者は、慣性抵抗ユニット40及び非慣性抵抗ユニットまたは変位抵抗ユニット50の両方により抵抗を受ける該第1の方向への動きと、続いて慣性抵抗ユニット40より抵抗を受けるが(少なくともいくつかの実施形態では)非慣性抵抗ユニットまたは変位抵抗ユニット50より補助される該第2の方向への動きとの連続を通して繰り返し漕ぐことができる。別の構成では、稼働または駆動している電子的抵抗または電磁気的抵抗(例えば、モーター)は、慣性または非慣性抵抗ユニット40または50のいずれかに、それぞれ追加のまたは補助的な抵抗のいずれかを、第1もしくは第2の方向またはその両方に提供するように使用され得る。このことの1つの結果により、該第2の方向への抵抗が、該第1の方向への抵抗を超えて増加し得る(例えば、筋力トレーニングに有用な負の抵抗の増加)。稼働または駆動している電子的抵抗または電磁気的抵抗(例えば、モーター)はまた、慣性または非慣性抵抗ユニット40または50のそれぞれのいずれか、またはその両方として使用され得る。該慣性モードにおいてレバーアーム62を漕ぐ典型的なケイデンスまたは周期は、その両方向性の慣性抵抗のため、しばしば有酸素運動モードにおいて利用されるケイデンスまたは周期よりも低くなり、例えば、筋力トレーニングに有用であり得る。

上記非慣性モードでは、トランスミッション90は、フライホイール42を軸80に固定していないか、レバーアーム62の動きをフライホイール42に伝達しない。したがって、軸80の上記第1の方向及び上記第2方向のいずれかへの回転は、フライホイール42の回転を駆動させないか、そうでなくともフライホイール42の回転駆動をもたらさない。しかしながら、上述のように、非慣性抵抗ユニットまたは変位抵抗ユニット50(例えば、ばね52)は、非慣性モードで作動し、レバーアーム62の動きに対する抵抗または補助の全てまたはほぼ全てを提供してもよい。特に、レバーアーム62が該第1の方向に回転させられと、非慣性抵抗ユニットまたは変位抵抗ユニット50(例えば、ばね52)はレバーアーム62の動きに抵抗し、レバーアーム62が該第2の方向に回転させられると、非慣性抵抗ユニットまたは変位抵抗ユニット50(例えば、ばね52)はレバーアーム62の動きを補助する。しかしながら、代替の装置では、非慣性抵抗ユニットまたは変位抵抗ユニット50は、両方向性であることができ、そのため、レバーアーム62の両方の方向への動きに抵抗し得る。

上述のモードでは、レバーアーム62の回転の上記第1の方向は、図2の向き(フライホイール42側の視点)に対して、レバーアーム軸線A_Lの周りのレバーアーム62の上方への動きまたは反時計回りの動きであり得る。レバーアーム62の上記第2の回転方向は、図2の向きに対して、レバーアーム軸線A_Lの周りのレバーアーム62の下方への動きまたは時計回りの動き、すなわち該第1の方向と反対であり得る。しかしながら、他の装置では、これらの方向は、抵抗システム30の特定の用途により適合させるため、逆にされ得る。軸80及びフライホイール42の該第1及び第2の回転方向は、任意の適切な方向であり得るが、少なくとも一つの実施形態では、軸80の回転の該第1の方向が、ばね52の伸長を生じさせる、または一方向性抵抗要素の抵抗方向となることが好ましい。

トランスミッション90は、慣性抵抗ユニット40及び/または非慣性抵抗ユニットもしくは変位抵抗ユニット50(並びに他の抵抗ユニット)を選択的に作動させるための任意の適切な装置とされ得る。図示の装置では、トランスミッション90は、モードセレクタ本体またはギア係合体を備えており、該モードセレクタ本体またはギア係合体は、モードセレクタ係止カラーすなわち係止カラー94と、モードセレクタギアカラーすなわちギアカラー96を含んでいる。末端キャップ97は、ギアカラー96の外側端部を覆うように設けられてもよい。係止カラー94及びギアカラー96は、互いに結合されており、フライホイール42と共に回転するように固定されているが、フライホイールの軸線Aに沿ってフライホイール42に対して軸方向に動かされ得る。好ましくは、ギアカラー96は、任意の適切な装置によりフライホイール42のハブ部98に錠止(keyed)されており、該装置としては、限定されないが、例えば、溝100及び錠(key)102の装置が挙げられる。個々の名前により説明したが、係止カラー94とギアカラー96は、他の適切な装置の中において、単一の構成要素の一部であってもよく、統合された組立体の別個の構成要素であってもよく、少なくとも一方向に共に動かされるように連結された個々の構成要素であってもよい。

ある装置では、ギアカラー96は、フライホイールに対する軸上の動きについては、フライホイール42のハブ部98に錠止されているが、該フライホイールに対する回転の動きについては錠止されていない。係止カラー94は、フライホイール42に対するギアカラー96の軸方向の位置を保持するために用いられるボール及び戻り止めばね(図示しない)に係合及び係合解除するギアカラー96を覆う。ギアカラー96は、トランスミッション90の第1のギア106または第2のギア108に係合して駆動するように構成された係合部または駆動部104を備える。好ましくは、ギアカラー96は、第1のギア106または第2のギア108の一方のみに係合する。図示の構成では、係合部104は、軸線Aを囲む非円形開口部を規定する係合面を備える。係合部104は、ギア106及び108と同様の形状であることができ、またはギア106及び108に係合して駆動することが可能な相補的な形状であり得る。図示の構成では、係合部104の該非円形開口部は、多角形の形状であり、限定されないが、例えば、六角形である。しかしながら、他の適切な数(例えば、2、3、4、5、6、7、8、9、10またはそれ以上)の側面または係合面が設けられ得る。いくつかの態様では、係合部104並びに/またはギア106及び108は、他の適切な形状を有しており、限定されないが、例えば、歯車またはスプライン構造を有する。

好ましくは、第1のギア106は、有酸素運動ギアまたはワンウェイギアとも称され得るが、ワンウェイクラッチ装置92を介して軸80に結合されている。したがって、いくつかの態様では、軸80は第1のギア106を一方向にのみ駆動させる。ギアカラー96は、上記のように、抵抗器30の上記有酸素運動モードに対応され得る第1のギア106に係合するための第1の軸方向位置に配置され得る。該第1の位置では、軸80の上記第1の方向への回転が、ワンウェイクラッチ機構92、第1のギア106、及び、フライホイール42のハブ部98に係合して駆動させるギアカラー96を介してフライホイール42に転送される。

第2のギア108は、慣性ギアまたは固定ギアとも称され得るが、好ましくは軸80に直接結合されているか、軸80により両方向に直接回転させられるように結合されている。すなわち、ワンウェイクラッチ機構は、軸80と第2のギア108との間に挿入されていない。ギアカラー96は、上述のように、抵抗部30の上記慣性モードに対応し得る第2のギア108に係合するための第2の軸方向位置に配置され得る。該第2の位置では、軸80の上記第1の方向または第2の方向のいずれかへの回転が、第2のギア108、及び、フライホイール42のハブ部98に係合して駆動させるギアカラー96を介してフライホイール42の対応する回転を生じさせる。

ギアカラー96はまた、それが第1のギア106または第2のギア108のいずれにも係合しない第3の軸方向位置に配置されることができ、それは、上述のように、上記非慣性モードに対応され得る。図示の構成では、ギアカラー96の該第3の位置は、係合部104を第1のギア106と第2のギア108との間に位置させる。ギアカラー96の該第3の位置では、軸80のいずれかの方向への回転は、フライホイール42には伝達されない。

図示の構成では、駆動させられた際に、フライホイール42は、軸80と同じ回転速度または速さで駆動させられる。しかしながら、他の構成では、フライホイール42が軸80の速さと異なる速さで回転するように、ギア比トランスミッションが設定され得る。例えば、いくつかの用途では、慣性抵抗を増加させるために、フライホイール42が軸80よりも速く回転することが望ましくてもよい。しかしながら、他の構成では、フライホイール42は、軸80よりも遅く回転するように構成されてもよい。任意の適切なギア比トランスミッションが用いられてもよく、例えば、任意のタイプのギア、滑車、スプロケットが用いられてもよい。

上述のように、軸80は、好ましくは、非慣性抵抗ユニットまたは変位抵抗ユニット50(例えば、ばね52)に動作可能に結合されている。図示の構成では、レバーアーム62は、抵抗システム30への入力として、及びそれにより、軸80への入力として作用する。したがって、レバーアーム62の動き(例えば、回転)は、軸80の動き(例えば、回転)へと変換される。任意の適切な運動伝達機構を使用することができ、該機構には、限定されないが、可変ベルト駆動及びギアシステムが含まれる。図示の構成では、屈曲可能な第1の細長部材110(例えば、ベルトまたはケーブル)は、少なくともレバーアーム62と軸80との間に延びている。好ましくは、第1の細長部材110の第1の端部110aは、アンカーまたはベルト(またはケーブル)取付具112のような固定位置または固定可能位置に固定されている。第1の細長部材110の第2の端部110bは、第1の滑車114に巻き付けられ、好ましくは固定されており、該滑車114は、軸80と共に回転するように固定されている。第1の細長部材110の中間部110cは、滑車72の周りに延びている。

このような構成により、レバーアーム62の回転は、滑車72と軸線Aとの間の直線距離を変化させる。該直線距離の変化は、第1の細長部材110の有効長さを変化させ、その結果として細長部材110を第1の滑車114上に巻き付けまたは巻き戻して、それによって上記第1及び第2の方向のいずれかに軸80の回転を生じさせる。図示の構成では、レバーアーム62の上方への動きにより、第1の細長部材110が第1の滑車114上から巻き戻され、その結果として軸80が該第1の方向に回転する。レバーアーム62の下方への動きまたは下降させることにより、第1の細長部材110を第1の滑車114上に巻き付けることが可能になる。好ましくは、非慣性抵抗ユニットまたは変位抵抗ユニット50(例えば、ばね52)は、第1の細長部材110を第1の滑車114上に再び巻き付けることを補助するように、軸80を第2の方向に回転させるように作用する。しかしながら、他の装置では、戻しばねのような別々の復帰部材が使用され得る。

第2の滑車116は、好ましくは、軸80と共に回転するように固定されている。屈曲可能な第2の細長部材118(例えば、ベルトまたはケーブル)は、非慣性抵抗ユニットまたは変位抵抗ユニット50に結合された、及び、特にばね52に結合された第1の端部118aを有している。第2の細長部材118の第2の端部118bは、第2の滑車116に巻き付けられ、好ましくは固定されている。第2の細長部材118の中間部118cは、フレーム組立体32により支持された滑車120の周りに延びている。このような構成により、軸80の回転は、第2の細長部材118の第2の滑車116上への巻き付けまたは巻き戻しを起こす。軸80の上記第1の方向への回転は、第2の細長部材118の第2の滑車116上への巻き付けを起こし、それにより第2の細長部材118の有効長が減少して、ばね52の伸長を引き起こす。ばね52の付勢力は、第2の細長部材118を第2の滑車116から巻き戻すように作用し、それは、ばね52の力に打ち勝つのに十分な抵抗力が存在しない場合には、軸80が上記第2の方向に回転することを引き起こす。滑車114,116及び屈曲可能な細長部材110,118(例えば、ベルトまたはケーブル)が図示されているが、レバーアーム62、軸80及び非慣性抵抗ユニットまたは変位抵抗ユニット50(例えば、ばね52)の間に動きを伝達するための他の適切な機構もまた、使用され得る。別々の滑車114,116が示されているが、他の適切な装置もまた使用されることができ、例えば、1つの長い滑車が使用され得る。

図示の抵抗システム30の動作では、使用者は、操作の利用可能な動作モード(例えば、有酸素運動モード、慣性モードと非慣性モード)から所望の動作モードを、例えば、トランスミッション90のギアカラー96及び/または係止カラー94のようなセレクタを使用することにより、選択し得る。さらに、該使用者は、例えばレバーアーム62上の調節搬器70の位置を変更することにより、所望の抵抗レベルを選択し得る。次に、該使用者は、ケーブル−滑車システムまたは他の運動器具の部品のような任意の適切な入力またはインタフェースを利用して、レバー軸線A_Lの周りでレバーアーム62を動かすことにより、抵抗システム30を利用し得る。いくつかの構成では、非慣性抵抗ユニット50は、慣性抵抗ユニット40のみが利用されるように、レバーアーム62から切り離され得る。例えば、第2の滑車116は、トランスミッション90によって作動させることができる任意の適切な機構により、軸80から切り離され得る。

図7に関して、レバーアーム62上の調節搬器70の調節の効果が図示される。調節搬器70は、2つの可能な調節位置である第1の位置P1と第2の位置P2において示される。第1の位置P1は、第2の位置P2よりレバーアーム軸線A_Lに近い。レバーアーム62は、その動く範囲における2つの異なる位置において示されており、1つは実線(下降位置)であり、1つは破線(上昇位置)である。好ましくは、ばね52(または変位抵抗ユニット50の非慣性抵抗荷重)の変位Dは、軸80の回転の回転距離または回転数に関連している。加えて、軸80の回転の該回転距離または回転数は、レバーアーム62の2つの異なる位置(例えば、下降位置及び上昇位置)における、軸80の軸線Aと滑車72の軸線A_Pとの間の直線距離の変化に関連している。

調節搬器70の第1の位置P1では、下降位置におけるレバーアーム62との軸線Aと滑車軸線A_Pとの間の第1の直線距離は、線P1_Aにより表され、上昇位置におけるレバーアーム62との第2の直線距離は、P1_Bにより表される。第2の直線距離P1_Bは、第1の直線距離P1_Aより大きい。第2の直線距離P1_Bと第1の直線距離P1_Aとの差は、線P1_Cによって表される。同様に、調節搬器70の第2の位置P2では、レバーアーム62が下降位置にある際の軸線Aと滑車軸線A_Pとの間の第1の直線距離は、線P2_Aにより表され、レバーアーム62が上昇位置にある際の第2の直線距離は、P2_Bにより表される。第2の直線距離P2_Bは、第1の直線距離P2_Aよりも大きい。第2の直線距離P2_Bと第1の直線距離P2_Aとの差は、線P2_Cによって表される。調節搬器70は、第1の位置P1よりも第2の位置P2においてレバーアーム旋回軸線A_Lから離れているので、距離P2_Bは距離P1_Bよりも大きい。その結果、軸80の回転距離または回転数は、調節搬器70を備えたレバーアーム62の下降位置と上昇位置との間では、第1の位置P1よりも第2の位置P2において大きい。したがって、ばね52の変位Dは、調節搬器70を備えたレバーアーム62の下降位置と上昇位置との間では、第1の位置P1よりも第2の位置P2において大きく、その結果、レバーアーム62の所与の動きに対するばね52からの総抵抗力は、第1の位置P1よりも第2の位置P2において大きくなる。このさらに大きな総抵抗力が、レバーアーム62に沿った(レバーアーム軸線A_Lからさらに離れた)より大きな作用点にも付与されることにより、レバーアーム62の上方への動きに対してさらに増加した抵抗を生じる。滑車114と調節可能な搬器70との間を通っている第1の細長部材110の単一部分についての抵抗力及びP2bとP1bとの間の距離におけるこれらの差異は、滑車114及びその支持構造と調節可能搬器70との間を通っている第1の細長部材110のより多くの部分を有することにより掛け合わされ得る。

図8〜11は、抵抗システム30の別の形態を示しており、これは多くの点で図1〜図6のシステム30と類似している。そのため、参照する要素または特徴との間において一般的な対応関係を示すように、参照番号が再利用される。加えて、本明細書の開示は、主に該2つのシステム30間の相違点に関する。したがって、図8〜11のシステム30の要素または特徴において詳細に説明されない任意の部分は、図1〜図6のシステム30、本明細書に記載の他のシステム、または任意の他の適切な装置の対応する要素または特徴と同一または類似するものであると想定され得る。

フレーム組立体32は、好ましくは、第1の直立部36に加えて第2の直立部130を含んでいる。加えて、フレーム組立体32は、底部34の両端部(例えば、前後)に取り付けられた、一対の横方向支持体132を含み得る。さらに、好ましくは、フレーム組立体32は、高架または上方支持アーム134を備えており、該高架または上方支持アーム134は、第1の直立部36及び第2の直立部130の一方または両方からレバーアーム62と同じ方向すなわち前方に延び得る。上方支持アーム134は、複数の滑車136を支持することができ、該滑車136を通して、ケーブル138が抵抗システム30への入力として機能するように引き回され得る。ケーブル138の端部138aは、クリップ、カラビナまたは他のコネクタ140を含むことができ、該コネクタ140等は、ハンドル、バー、グリップ、追加のケーブル−滑車装置、または他の運動デバイスのようなユーザーインタフェースに、ケーブル138が結合されることを可能にする。

図8〜11のシステム30は、図1〜6のシステム30に対して修正されたトランスミッション90を含む。具体的には、トランスミッション90の少なくとも一部は、フライホイール42の内側に(または、フレーム組立体32及び/またはレバーアーム62に最も近いフライホイール42のスライド上に)配置されている。好ましくは、フライホイール42と軸80と間の接続は、フライホイール42の内側に位置している。このような構成によって、例えば、フライホイール42の内側またはフライホイール42とフレーム組立体32との間の利用可能な空間をよりよく利用することにより、よりコンパクトな設計にすることができる。

図示のトランスミッション90は、第1のプレート150及び第2のプレート152を含んでおり、それら各々が、第1のピン154及び第2のピン156のような係合要素によりフライホイール42にそれぞれ結合され得る。好ましくは、ピン154及び156は、フライホイール42に備えられるか、フライホイール42と共に回転可能である。ピン154及び156は、ピンが154または156がそれぞれプレート150または152に係合する係合位置と、ピン154または156がそれぞれプレート150または152に係合しない非係合位置との間において、フライホイール42に対してそれぞれ軸方向に移動可能である。ピン154及び156は、(直接的または間接的に)手動で動かされることが可能であり得るか、(例えば、モーター及び電子制御を介して)自動で動かされることが可能であり得る。さらに、トランスミッション90は、ピン154または156の一方のみが、そのそれぞれのプレート150または152と係合され得るように、配置され得る。

好ましくは、プレート150及び152は、異なる直径のものであり、ピン154及び156は、軸線Aから異なる半径方向距離に配置される。したがって、ピン154のそれぞれは、フライホイール42に最も近いプレート(図示の構成では、第1のプレート150)と干渉することなく、フライホイール42から最も遠いプレート(図示の構成では、第2のプレート152)に係合し得る。すなわち、好ましくは、第1のピン154は、第2のプレート152の半径方向外方に配置されている。各々のプレート150,152は、好ましくは、ピン152及び154のそれぞれと係合するための複数の開口または係合孔158とを含む。したがって、第1のプレート150の孔158は、第2のプレート152の周縁の半径方向外方に位置しており、そのため、第2のプレート152の孔158の半径方向外方に位置している。複数の孔158が設けられることにより、フライホイール42の位置に関わらず最も近い孔158に容易にアクセスすることが可能になる。すなわち、フライホイール42は、それぞれのプレート150または152の所望のピン154または156を孔158と一直線に並べるように、比較的小さな角変位で回転させられる必要があるのみである。ピンを孔に係合させる以外の適した方法もまた使用される。

図8〜11の抵抗システム30は、図1〜図6のシステム30の上記ベルトの代わりに、ケーブル(またはケーブル部分)110及び118を利用する。ケーブル110は、該ベルトとは対照的に、ケーブル110の個々の輪が滑車114の軸方向の長さに沿って並べて配置され得るように滑車114に巻き付けられることができ、該滑車114では、該個々の輪は、滑車114の軸方向に積み重ねることができ、滑車114の軸線から半径方向外方に向かって構築される。図示の構成では、レバーアーム62は、単一のケーブル(または他の運動伝達部材)を介して非慣性抵抗ユニットまたは変位抵抗ユニット50に連結されており、該ケーブルもまた、滑車114に掛かる。したがって、該単一のケーブルは、滑車114からレバーアーム62まで延びている部分110と、滑車114から非慣性抵抗ユニットまたは変位抵抗ユニット50まで延びている別の部分118とを有し得る。図1〜図6のシステム30の滑車116は、省略され得る。加えて、滑車120は、一対の滑車120a及び120bと置換され、ケーブル118は、第1の直立部36の側面の開口部160を介してばね52(あるいは非慣性抵抗ユニットまたは変位抵抗ユニット50の他の非慣性荷重装置または変位荷重装置)の端部にアクセスする(しかしながら、ばね52または他の荷重装置は、第2の直立部130、または、専用のハウジングのような任意の他の適切な場所内に収容されることもできる)。図示の装置では、滑車120aの位置する平面が、軸80の軸線Aの近傍または滑車114の周囲を交差または通過するように、一方の滑車120aは、角度を付けられまたは傾斜させられている。他方の滑車120bは、ほぼ垂直な平面またはばね52が位置する軸線平面内に位置する。

図12は、抵抗システム30の別の形態を示しており、これは多くの点で図1〜図6及び図8〜11のシステム30と類似している。そのため、参照する要素または特徴との間において一般的な対応関係を示すように、参照番号が再利用される。加えて、本明細書の開示は、本明細書に記載の他のシステム30に対する、図12のシステム30の相違点に主に関する。したがって、図12のシステム30の要素または特徴において詳細に説明されない任意の部分は、本明細書に記載の他のシステム30または任意の他の適切な装置の対応する要素または特徴と同一または類似するものであると想定され得る。

図12のシステム30では、ピン154及び156は、抵抗システム30の使用者により直接操作される代わりに、選択装置またはセレクタ170を介して駆動させられる。セレクタ170は、作動装置172とも称されるピン駆動器を含む。作動装置172は、ハンドルまたはレバー174のようなユーザーインタフェースを含み、該ユーザーインタフェースにより、使用者は複数の利用可能な位置の所望の1つに作動装置172を調節することが可能となる。セレクタ170は、カバーまたは末端キャップ176のようなハウジングを含むことができ、該ハウジングは、作動装置172の一部を囲い込むが、レバー174へのアクセスを可能とする。作動装置172は、調節軸線の周りに回転するための、ブラケット178のような支持体によって支持されており、該調節軸線は、軸、車軸またはピン180により規定され得る。戻り止め機構182は、作動装置172の位置に関して使用者に触覚フィードバックを提供するために設けられ得る。好ましくは、ブラケット178は、作動装置172の利用可能な位置の1つと、抵抗システム30の利用可能なモードの1つとに対応する、複数の凹部または作動装置172の開口部184の1つと係合することが可能な、付勢された係合部材(例えば、ボール及びばね)を備えている。

ピン154及び156は、任意の適切な装置による作動装置172によって駆動させられ得る。好ましくは、作動装置172は、各々のピン154及び156のためのスロット186が含まれる。各スロット186は、該作動装置の回転運動が、ピン154及び156の直線運動に変換されるように、好ましくは軸線Aに沿ったまたは平行な方向の直線運動に変換されるように、それぞれの該ピン(または、カムフォロアのような関連する構成要素)の一部に係合するカム面を規定する。ピン154及び156は、直線運動のためにピン支持体に支持または拘束されることができ、該ピン支持体は、図示の構成ではハブ188の形態である。ハブ188は、軸80に対してフライホイール42と共に軸線Aの周りに回転するよう固定されている。ハブ188は、フライホイール42から分離した構成要素であってもよく、フライホイール42に統合されてもまたは一体となっていてもよい。

ピン154及び156は、図8〜11に関して示され及び説明されたものと同様に、1つのピン(例えば、ピン154)が、他のピン(例えば、ピン156)とは異なる軸線Aからの半径方向距離において配置されるように配される。図示の構成では、ピン154は、ピン156よりも大きい軸線Aからの半径方向距離において位置している。好ましくは、ピン154及び156は、ピン180によって規定される作動装置172の旋回軸線の対向する両側面に位置しており、それによって、ピン154及び156が、作動装置172の回転運動の際に、互いに対して反対となる軸方向に動かされる。このような装置により、作動装置172が回転すると、ピン154または156の一方が係合方向に動かされると共に、ピン154または156の他方が非係合方向に動かされる。好ましくは、作動装置172は、上述のモード(有酸素運動モード、慣性モード及び非慣性モード)に対応する3つの異なる位置にピン154及び156を配置する少なくとも3つの位置を有する。

図12のシステム30は、ワンウェイクラッチ装置92(図12には示されない)を通して軸80に結合された第1のプレート150と、軸80と共に回転するように結合された第2のプレート152とを含んでいる。ピン154及び156は、それぞれ第1のプレート150及び第2のプレート152の一方の開口158に係合する。いくつかの態様では、第2のプレート152は、ハブ188の凹部190内に部分的にまたは完全に受け入れられ得る。第1のプレート150は、ハブ188の軸方向外側に位置し得る。

図12はまた、第1のプレート150の滑車114からの動きを伝達するギア比トランスミッション200を示しており、該ギア比トランスミッション200は、滑車114と第1のプレート150との間の速さまたは回転速度の差を生み出す。この構成では、該ワンウェイクラッチは、軸80の周りの回転のための通常のベアリングを有し得るだけの第1のプレート150よりも、むしろギア比トランスミッション200に組み込まれ得る。従って、このような構成では、滑車114は、軸80と直接共に回転するように固定されているが、トランスミッション200を通して、第1のプレート150は、ギア比トランスミッション200の設計に基づいて、軸80よりも高いまたは低い速度で回転する。有酸素運動モードが選択された際に第1のプレート150がピン154に係合されると、より高いまたはより低い該回転速度がフライホイール42に伝達される。図示のトランスミッション200は、動きを伝達するためのギアを使用しているが、滑車114から第1のプレート150(または軸80)への動きを伝達するための任意の他の適切な機構が利用され得る。

本明細書に記載の他のシステム30と同様に、レバーアーム62は、(少なくともいくつかのモードで)非慣性抵抗ユニットまたは変位抵抗ユニット50の非慣性または変位荷重装置により動かされるように、連結されている。図示の構成では、レバーアーム62は、単一のケーブル(または他の運動伝達要素)を介して非慣性抵抗ユニットまたは変位抵抗ユニット50に連結されており、該ケーブルもまた、滑車114に掛かる。したがって、該単一のケーブルは、滑車114からレバーアーム62まで延びている部分110と、滑車114から非慣性抵抗ユニットまたは変位抵抗ユニット50まで延びている別の部分118とを有し得る。その結果、非慣性抵抗ユニットまたは変位抵抗ユニット50の変位は、滑車114及び軸80の動きに関連するが、トランスミッション200から生じる速度差には何ら影響されない。

図13〜15は、抵抗システム30の別の形態を示しており、これは多くの点で図1〜図6及び図8〜11及び図12のシステム30と類似している。そのため、参照する要素または特徴との間において一般的な対応関係を示すように、参照番号が再利用される。加えて、本明細書の開示は、本明細書に記載の他のシステム30に対する、図13〜15のシステム30の相違点に主に関する。したがって、図13〜15のシステム30の要素または特徴において詳細に説明されない任意の部分は、本明細書に記載の他のシステム30または任意の他の適切な装置の対応する要素または特徴と同一または類似するものであると想定され得る。

図13〜15のシステム30は、先のシステム30の単一のレバーアーム62の代わりに、2つのレバーアームを含む。具体的には、図13〜15のシステム30は、第1のレバーアーム220及び第2のレバーアーム222を含む。図示の装置では、レバーアーム220及び222は共に動かされることができ、例えば、ケーブル138を介して、共に動かされ得る。しかしながら、他の装置では、レバーアーム220及び222は、互いに別々に作動することが可能であり得る。第1レバーアーム220及び第2レバーアーム222の各々は、調節搬器70を含んでおり、それによって、各レバーアーム220及び222のために調節搬器70の位置が別々に調節され得る。有利には、このような装置により、少なくとも上記有酸素運動モードでは、慣性抵抗ユニット40及び非慣性抵抗ユニットまたは変位抵抗ユニット50は、異なる水準に独立して設定されることができ、より汎用性の高い共同作用ハイブリッド抵抗へと併合され得る。いくつかの態様では、少なくとも上記慣性モード及び/または上記非慣性モードにおいて、該抵抗は、第2のレバーアーム222の調節搬器70により、完全にまたは主に決定される。

図13〜15の抵抗システム30は、第1の滑車114及び第2の滑車116を含む。第1の滑車114は、ワンウェイクラッチ装置92を介して、軸80と共に回転するように固定されており、該軸80は、外軸80bの内側にて独立して回転する。第2の滑車116は、好ましくは、外軸80bと共に回転するように固定されている。第1の滑車114は、例えばベルトまたはケーブル110のような適切な運動伝達装置によって第1のレバーアーム220に結合されており、それによって、少なくとも1つの方向(例えば、図示の構成では、上方向)への第1のレバーアーム220の動きが、第1の滑車114の回転を生じさせる。第1のレバーアーム220が第2の方向(例えば、図示の構成では、下方向)に動く際、滑車114にケーブル110を再度巻き付けるような滑車114及び軸80の回転を生じさせるために、戻りばね(例えば、ねじりばね224)のような付勢機構が提供される。先のシステム30とは異なり、第2の滑車116は軸80と共に回転するよう固定されていないため、非慣性抵抗ユニットまたは変位抵抗ユニット50(例えば、ばね52)は、軸80に戻り力を提供しない。代替の態様では、レバーアーム220及び222が互いに独立して動く場合、レバーアーム222の動きは、レバーアーム220の動きに結合されることができ、非慣性抵抗ユニットまたは変位抵抗ユニット50(例えば、ばね52)が軸80への戻り力を提供することもできるようになる。

第2の滑車116は、ベルトまたはケーブル118のような適切な運動伝達装置により、第2のレバーアーム222に結合されている。第2の滑車116はまた、適切な運動伝達装置により、非慣性抵抗ユニットまたは変位抵抗ユニット50(例えば、ばね52)にも結合されており、該適切な運動伝達装置は、ケーブル118または別々の構成要素であり得る。したがって、非慣性抵抗ユニットまたは変位抵抗ユニット50は、第2のレバーアーム222の少なくとも一方向への動きにより作動させられる。図示の構成では、第2のレバーアーム222の上方への移動がばね52を伸長させ、ばね52は、第2のレバーアーム222を下方向に動かすよう作用する抵抗力を生成する。

抵抗システム30は、本明細書に開示されたトランスミッション装置90のいずれかのような任意の適切な装置により、望ましい動作モードに調節され得る。例えば、利用可能なモードは、限定されないが、本明細書中に記載される有酸素運動モード、慣性モード及び非慣性モードの1つ以上を含み得る。別の装置では、第1の滑車114のみが軸80に結合され、第2の滑車116は、軸80の周りに回転可能であり得る。したがって、第1の滑車114及びレバーアーム220は、フライホイール42または慣性抵抗ユニット40の動きを制御し、第2の滑車116及びレバーアーム222は、ばね52または非慣性抵抗ユニット50の動きを制御する。

図16〜18は、抵抗システム30の別の形態を示しており、これは多くの点で図1〜図6及び図8〜11、図12及び図13〜15のシステム30と類似している。そのため、参照する要素または特徴との間において一般的な対応関係を示すように、参照番号が再利用される。加えて、本明細書の開示は、本明細書に記載の他のシステム30に対する、図16〜18のシステム30の相違点に主に関する。したがって、図16〜18のシステム30の要素または特徴において詳細に説明されない任意の部分は、本明細書に記載の他のシステム30または任意の他の適切な装置の対応する要素または特徴と同一または類似するものであると想定され得る。

図16〜18のシステム30は、3つのレバーアームを含んでいる:第1のレバーアーム250、第2のレバーアーム252及び第3のレバーアーム254。第1のレバーアーム250は、第1のケーブルすなわち第1の入力ケーブル256のように、第1の運動伝達装置に結合されている。第2のレバーアーム252は、第2のケーブルすなわち第2の入力ケーブル258のように、第2の運動伝達装置に結合されている。ケーブル256及び258は、例えば、アイソラテラル(iso-lateral)運動で使用される際において、レバーアーム250及び252を互いに独立して作動させるように、システムの使用者により利用され得る。ケーブル256及び258は、ハンドル、バー、グリップ、追加のケーブル−滑車装置、または他の運動デバイス(例えば、アイソラテラル運動装置)のようなユーザーインタフェースに結合され得る。

図16〜18のシステム30は、本明細書に開示の他のシステム30の第1の滑車114の代わりに、第1の滑車260及び第2の滑車262を含んでいる。第1のレバーアーム250は、第1の滑車260に結合され、第2のレバーアーム252は、第2の滑車262に結合されている。好ましくは、単一のケーブル264は、第1のレバーアーム250の調節搬器70から延び、第1の滑車260の周りに巻き付き、(図18に概略的に示されている)第3のレバーアーム254の後方延長部268に接続された伝達滑車266の周りに巻き付く。伝達滑車266からは、該ケーブルは第2の滑車262に戻るように延び、第2の滑車262の周りに巻き付き、第2のレバーアーム252の調節搬器70に延びる。このような装置では、入力ケーブル256または258のいずれかを引っ張ることにより、対応するレバーアーム250または252が上昇し、それによって、対応する滑車260または262及び軸80を、少なくとも一方向に回転させる。加えて、レバーアーム250または252の上昇及び滑車260または262の回転により、滑車260及び262の間に延びると共に伝達滑車266の周りに延びるケーブル264の一部の有効長が減少する。その結果、伝達滑車266は、滑車260及び262に向かって引っ張られ、それによって、第3のレバーアーム254の前方部を回転及び上昇させる。

第3のレバーアーム254はまた、調節搬器70を備えている。ケーブル118のような運動伝達装置は、第3のレバーアーム254の調節搬器70から延び、滑車116の周りに巻き付き、非慣性抵抗ユニットまたは変位抵抗ユニット50(例えば、ばね52)に接続されている。第3のレバーアーム254の上昇は、滑車116を回転させ、図示の構成では、抵抗源を提供するばね52を伸長する。ばね52は、第3のレバーアーム254を戻すばねとしても作用し、第3のレバーアーム254と第1及び第2のレバーアーム250、252との間の相互接続により、ばね52は、第1の及び第2のレバーアーム250、252の戻り力としても作用する。

任意の調節搬器70の位置は、慣性抵抗ユニット40及び/または非慣性抵抗ユニットまたは変位抵抗ユニット50により提供される抵抗を調節するために変更され得る。図13〜15のシステム30と同様に、好ましくは、滑車260及び262は、ワンウェイクラッチ装置92によって軸80に結合され、滑車260及び262は、軸80を一方向にのみ回転させる。加えて、滑車116は、軸80を取り囲む外軸部80aに結合され、軸80に対して回転可能である。

図16〜18の抵抗システム30は、本明細書に開示の任意の装置90のような、特に図13〜15のシステム30に関して開示された装置のような、任意の適切な装置により、好ましい動作モードに調節され得る。例えば、利用可能な該モードは、限定されないが、本明細書中に記載された1つ以上の有酸素運動モード、慣性モード及び非慣性モードの1つ以上を含み得る。

抵抗システム30の一態様では、図19に示すように、直線状レバーアーム300は、2部分からなる調節可能な搬器302を組み込んでいてもよく、好ましくは、直線状レバーアーム300及び平行な支持構造体(例えば、支持アームまたは第2のアーム304)に沿って調節される際に、該2部分からなる調節可能な搬器302が共に動く。この場合には、上部の調節可能な搬器302aは、直線状レバーアーム300の長さに沿って所定位置に保持されて直線状レバーアーム300と共に動くと同時に、下部の調節可能な搬器302bは、平行な支持構造体304により所定位置に保持される。2部分からなる調節可能な搬器302には、ピン飛出または任意の他の適切な固定方法により、直線状レバーアーム300及び平行な支持構造体304に沿って所定位置に保持されてもよい。屈曲可能な第1の細長部材110(例えば、ベルトまたはケーブル)の一端部は、変位抵抗ユニット50に固定される。続いて、ケーブル110は、トランスミッション90において滑車114に巻き付けられる。滑車114の軸線Aは、直線状レバーアーム300の軸線ALに一致または近接している。その後、ケーブル110は、直線状レバーアーム300と平行に、下部の調節可能な搬器302b上の第1の滑車306の下へと、上部の調節可能な搬器302a上の滑車308の上へと、下部の調節可能な搬器302b上の第2の滑車310の下へと延びる。ケーブル110は、直線状レバーアーム300に平行に延びており、直線状レバーアーム300の旋回軸端部とは反対側となる平行な支持構造体304の端部の近くに固定される。直線状レバーアーム300が第1の方向(例えば、上向き)に回転させられる際に、2部分からなる調節可能な搬器302a,302bは互いから離れる。これにより、ケーブル110は、2部分からなる調節可能な搬器302a,302bの間の広がる間隙へと引き込まれることとなり、それによって滑車114が第1の方向に駆動させられる。直線状レバーアーム300が第2の方向に(例えば、下方に)動くと、2部分からなる調節可能な搬器302a,302bは互いに近接するように動く。これにより、ケーブル110は、2部分からなる調節可能な搬器302a,302bの間の狭まる間隙から引き出されることとなり、それによって滑車114が第2の方向に駆動させられる。代替の態様では、トランスミッションシステム90の軸線Aは、直線状レバーアーム300の軸線A_Lに一致またはその近くにある必要はなく、別の滑車の態様が、2部分からなる調節可能な搬器302a,302b上において使用され得る。全ての実施形態では、該構成要素は、図示のように、単一の軸上にある必要はないが、互いから離間させられ得る別々の軸上に設けられ得る。

1つ以上の実施態様では、ケーブルを巻き付ける滑車(例えば、114,116,260,262)は、上記滑車の回転中に、トランスミッション軸線Aからのケーブルの有効半径を増加または減少させるように実質的に円錐であることができ、その結果、該滑車の回転中に、ケーブルが運ぶ力のための有効梃子比距離が増加または減少する。その結果、レバーアーム42を動かすために、レバーアーム42の端部に必要とされる力を増加または減少させられる。これは、使用者が体感する所望の力曲線を生み出すために、設計の範囲内における他のパラメータと共に使用され得る。

1つ以上の実施態様では、ばね52に掛かるベルトまたはケーブルなどの上記屈曲可能な細長部材(例えば、118)は、別の抵抗源に掛かるように利用され得る。換言すれば、ばね52の反対側にある該屈曲可能な細長部材を関連する滑車(例えば、116)または固定された構造体に固定する代わりに、該端部は、別のタイプの抵抗源に固定され得るか、別の運動装置またはデバイスに固定され得る。

上述のように、任意の抵抗システム30は、幅広い種類の運動を容易にするための幅広い種類のユーザーインタフェースと共に使用することができる。例えば、システム30は、以下のような従来の有酸素機械に接続して使用するのに適している:トレッドミル、クロストレーナー、自転車、ステッパー、ステアクライマー、ローイング機。これらは例であり、限定されない。加えて、システム30は、以下のような従来の筋力トレーニング機械と共に使用するのに適している:マルチジム、ケーブルクロスオーバー、ラジアルアームプルマシン及び他のコアエクササイズケーブルマシン、腹筋背筋マシン、上半身プレスマシン、ローイングマシン、後背筋プルマシン、スクワットマシン、レッグプレス、エクステンション、カールマシン、上腕二頭筋三頭筋マシン、内腿外腿マシン、臀筋マシン及び腓筋マシン。これらは例であり、限定されない。他の用途の中では、システム30は、医学的リハビリテーション機械に有用であることができ、該機械は、患者の体重の荷重を軽減するものを含む。さらに、上記非慣性モードでは、第1の抵抗ユニットまたは慣性抵抗ユニット(例えば、フライホイール42、及び、電磁気的抵抗などの任意の関連する摩擦抵抗)は、他の装置、有酸素機械などによりアクセスされることができ、それによって抵抗システム30のハイブリッドではない2重の同時使用が可能になる。

本明細書に開示のフライホイール42は、それが回転している間に本体部分または部品がフライホイール42に挟まれることを阻害または防止するために、フライホイール42のスポーク間の開口のようなフライホイール42の一部を覆う円盤(例えば、半透明の円盤)を追加された安全要素として含み得る。これは、フライホイール42を覆う囲い板の必要性を阻害または防止し、これにより、半透明の円盤の美観及びLED光源または他の光源を有することによる美観の両方を通してフライホイール42に美観を追加することが可能となり、該光源は、場合により、フライホイール42の電子的、磁気的または電磁気的抵抗要素(例えば、リング44)から得られた電力で稼働され得る。このような構成は、該光源が半透明の円盤を通して見られることを可能にし得る。抵抗システム30の一部として、電子的、磁気的または電磁気的抵抗要素(例えば、リング44)を有することにより、有酸素、筋力、及びこれら全2つを組み合わせたハイブリッド運動を含み得る全ての運動について、1つのハイブリッド抵抗システム30に統合された1つのコンピュータ上にて任意のコンピュータが運動データを追跡するため、抵抗システム30に電力を供給することができる。該運動データとしては、例えば、経過時間または継続時間、消費カロリー、最大及び最小の進行力または力、心拍数モニターの使用を通じた心拍数等が挙げられる。

本発明については、特定の好ましい実施形態及び実施例の文脈において開示してきたが、本発明は、具体的に開示された実施形態を超えて、他の代替の実施形態及び/または本発明の使用並びにその明らかな修正及び同等物にまで及ぶことが、当業者によって理解されるであろう。特に、本抵抗システムは、特に好ましい実施形態の文脈で説明されているが、当業者は、本開示を考慮すれば、多くが上述されている他の様々な用途において、所定の利点、特徴、及びシステムの態様が実現され得ることを理解するであろう。加えて、記載された本発明の様々な態様及び特徴は、別々に実行されて、互いに組み合わせられて、または互いに置き換えられて実施されることが可能であり、特徴及び態様の様々な組み合わせ及び部分的組み合わせが行われることができ、それらもまた本発明の範囲内に含まれることが意図される。さらに、本発明を実施するために、特徴、態様及び利点の全ては必ずしも必要とされない。したがって、本明細書に開示された本発明の範囲は、上述の特定の開示された実施形態によって限定されるべきではなく、特許請求の範囲を公正に読み取ることによってのみ決定されるべきであることが意図される。