まず下のyoutubeビデオをご覧ください。機械の電源を入れると上げる時の力は少しになって下ろすときだけ力を使っているのがわかると思います。
上の器械はスミスマシンですが
レッグプレスや
汎用される筋トレマシーンも
製作可能です。
先に製作しましたスミスマシンの電子化に挑戦しております。
もうすぐ完成する予定です。
動きはほとんど変わりませんが、
電子化することによってデータの保存加工ができ力積等を回数ごとにできるし
総計も計算できます。
現在は可搬型の電子制御のダンベルカールが
できるものをつくっています。
もうすぐ完成ですので次は電空レギュレータを使ったものを
作る予定で構造が驚くほど簡単になるのではないかと想定しております。
もちろんデータは取れます。
次の次は電動アクチュエータで作って
ウエイトスタックがないものを製作可能です。
筋肉を鍛えるには
フレイルにならないように、筋肉を鍛えることが必要です。
でも筋肉を鍛えるのはつらいですよね。
楽にできないかと
考えました。
筋肉トレーニングには、2種類あります
筋肉トレーニングには
2種類あって
コンセントリックトレーニングと
エキセントリックトレーニングがあります。
例えば
バーベルを持ち上げる時は
コンセントリックトレーニング
降ろすときは
エキセントリックトレーニングになります。
誰かに
手伝ってもらうか
機械に頼らない限り
どちらかだけを
行うのは
無理です。
エキセントリックトレニンーグのみをする器械を開発
そこで
誰かを
器械にやらせてしまおうと
考えました。
普通に考えると
電子制御のモーター（電動アクチュエータ）で
動かすのでしょうが
なにぶん電子機器についての
知識が2021年の頃はありませんので
電磁リレーを使って
エアシリンダーを
コントロールする
機器を作りました。
トレーニングマシーンで
ワイヤー式の
機器なら
どんなものでも
コントロールできます。
エキセントリックトレーニングマシーンはワイヤーでウエイトを持ち上げるタイプ
例えば
ウエイト（重り）につながる
ハンドルを
持ち上げる
動作について
簡単に機器を
説明します。
エキセントリックトレーニングマシーンの動作概要
- ハンドルを持ち上げるようとすると
ウエイトに直結した
バネに伝わります。 - バネが伸びて
リミットスイッチがONとなり
エアシリンダーの
電磁バルブが
開放して
エアシリンダーが伸びて
ウエイトを
持ち上げます。 - エアシリンダーの
力を借りながら
ハンドルを持ち上げます。 - ハンドルの
持ち上げを
やめると
ワイヤーの先の
バネが
縮んで
リミットスイッチがOFFとなって
エアシリンダーの給気電磁バルブが閉になって
おもりも
停止します。 - 同時に排気バルブの電磁バルブが
開になってエアシリンダー内の
高圧エアが
排気されます。 - 排気の度合いによって
ウエイトの落下速度も
調節できます。
落下に合わせて
トレーニー（筋肉トレーニングをする人）は
力を出して
ウエイトが落ちないように
抵抗します。 - ウエイトが最後まで
落ちると
リミットスイッチが働き
初期状態に戻ります。
簡単にはこんな風です。
2021年8月に作りました。
エキセントリックトレーニングの器械は特許
2022年2月に特許第7027607号になりました。
発明の名称 ウエイトトレーニングマシン
毎日使って
改良しました。
例えば制御するために電磁リレーを使っていますが
始め作ったときは4個でしたが
現在は、９個です。
エキセントリックトレーニングマシーンは設定もできます。
69歳の私も
できたその日から
その
エキセントリックトレーニングマシーンを
使って
トレーニングをしました。
いろんな設定をして
いろんな使い方をすると
いろんな使い方ができることがわかりました。
エキセントリックトレーニングマシーンは
次の設定・調整ができます。
主なものは次の3点です。
-
- ウエイトの設定
- ウエイトが上がる速度の調整
- ウエイトを上げる力の調整
- ウエイトが下がる速度の調整
あまり関係がありませんが
次の設定もできます。
- エアシリンダーの初期飛び出しを防ぐ設定
- ウエイトが戻った時に飛び出しを防ぐ設定
もう1点使っていて
便利かなと思って
次の設定もできます。
・エアシリンダーの動きはじめを
ハンドル等の操作ではなく
フットスイッチまたはハンドスイッチで行う方法もできます
エキセントリックトレーニングマシーンの使い方
以下は私の使い方で
個人的感想です。
エキセントリックトレーニングマシーンは
- 私の体力に合わせて
ウエイトを設定する。 - 私の体力以上の
ウエイトに設定する。
ができます。
どちらが
筋肉トレーニングに最適かは
私にはわかりませんが
それぞれしてみて
の感想です。
体力に合わせてウエイトを設定するやり方
例えば
ベンチプレスで持ちあげできるウエイトは
たぶん30kgが限度でそれも
1回しか無理だと思います。
20kg程度なら
数回
15kgなら10回ぐらいでしょう。
こんな体力で
ウエイトを30kgに設定して
エキセントリックトレーニングマシーンを使うと
どうなるでしょうか。
1回目は
30kg近く出して
そのあとは
20kg
15kgと
減量していくと
筋肉トレーニングに
ふさわしい
10回から20回程度できるのではないでしょうか。
このように
設定を変えなくても荷重を小さくできます
途中本当に力がなくなっても
バーを放しても
ゆっくりと落ちるから
安全です。
下記の方法と
結果は同じだけど
あまり大きな力を出して
ケガをしない
やり方です。
上がる速度と排気スピードは
やや遅い目で
設定します。
体力に越えてウエイトを設定するやり方
同じ体力だけど
60kgに
設定して
エキセントリックトレーニングマシーンを
使うと次のようになります。
この場合は
必ず
排気スピードを
遅く設定します。
同じように
1回目は
30kg近く力を出して
そのあとは
20kg
15kgと
減らしていきます。
上とほとんど変わりませんが
体力がわからないときは
この方法が
いいかもしれません。
筋肉を増強するためには
最大体力の70－80パーセントで
10回程度する方が
いいそうです。
エキセントリックトレーニングもできるパワーラック も作れます
エキセントリックトレニンーグマシンのよくある質問
器械が暴走した時の安全性はどのようでしょうか
機械が暴走した時は私どもの器械はワイヤーを通じてトレーニーに伝えられるようになっていますので機械に挟み込まれるようなことはあり得ません。ワイヤは引っ張り力は伝達できますが圧縮力は伝達できないので、バタフライのトレーニングで暴走しても挟み込まれるのようなことはありません。しかしラットプルダウンのように上からぶら下がっているようなものは落ちてくることもあるかもしれませんが、ワイヤー切れに対処するために使用時以外は本体に引掛けているのが正常です。
器械が途中で停止した時の安全性についてはどのようでしょうか。
急に停止した場合は二通りあると思います。
ウエイトスタックが高位のままエアが抜けない場合
高位のままエアが抜けない場合は困る以外危険性は少ないです。引っ張ったバーが上がっていかないということになります。対処するためにエアを少し抜くドレインコックを配管中に取り付けています。
ウエイトスタックが高位にあってエアが急に抜けていく場合
本器械の機能は意図したところの高位にあってエアが急に抜けるように作られています。抜ける速度もあらかじめセットしていただきます。しかし故障した場合はトレーニーがそれを予期できない位置の場合は危険かもしれません。
しかしながら、私どもの器械は荷重はウエイトスタックの荷重ですのでトレーニーが最初に決めた値です。それと最初にゆっくり降りるか素早く降りるかは電子機器とは違うアナログ的な弁（ニードル弁）で制御していますので電子機器が故障しても下りる速度が当初トレーニーが指定したものから逸脱することはありません。
この技術は既存のワイヤー式トレーニングマシンに後付けするだけで良いということですが、動画を拝見するとかなり大掛かりな機器に見えます。持ち運びが可能なのか、すべてのワイヤーマシンに取り付けが可能なのか教えていただきたいです。
基本的には、ワイヤー式のトレーニングマシンであれば取り付け可能です。
ただし、ウエイトスタックがケース内に余裕なく収められている機種では、既存
のウエイト機構を利用して改造する方が、時間や費用の面で不利な場合がありま
す。そのような場合は、後付け方式となる可能性があります。
動画で使用している機種は、私が購入した当時で約3万円の家庭用ワイヤーマシン
ですが、問題なく取り付けることができました。
動画で大きく見える装置はコンプレッサーです。騒音対策として防音箱に収納し
ているため、実際より大きく見えております。
コンプレッサー自体は400W程度の小型機であり、同時に3台程度の装置を運転する
ことが可能です。
持ち運びについてですが、どの程度の移動を想定されているでしょうか。
現在、電子化に合わせて、最大荷重30kg、ストローク60cmの可搬型装置を製作中
です。ダンベルカール等での利用を想定しております。
キャスター付きで設計しておりますので、エレベーターのある施設内であれば移
動可能と考えております。
次に、エキセントリック局面に負荷がかかる際には、一定の負荷が継続的に
かかるのでしょうか？動画を拝見すると、エキセントリック局面においては、徐々
に負荷が上がっているように見えます。
コンセントリックトレーニングから
エキセントリックトレーニングに移る時間は
少し無負荷の状態が続くことが以前あったので
センサーを取り付けて
ほとんど無負荷の状態をなくすことにも成功しております。
ただ急に荷重（ウエイトの重さ）が増えると
困る方のために
制御することが可能です。
極端な場合
その動きを止めることさえできます。
現在は手動のニードル弁で行っておりますが
将来的には
電子制御も考えております。
結論としてはただちにフル荷重とゆっくり増加の
間を選択することができます。
エキセントリック局面中にしんどくなって力が抜けてしまった時には、マシ
ンが停止したり、負荷を一気に弱めるような仕組みはあるのでしょうか? 負荷を
上げていってトレーニングをした場合、限界が来た際に一定のエキセントリック
の負荷がかかっていると、危ないような気がします。
おっしゃる通り
危険であるので
前記に書いておりますように
しております。
エキセントリックトレーニングは
ゆっくりというのが
原則と聞きましたので
ゆっくり降りるように設定して
トレーニングをしてください。
ビデオのスミスマシンでは
高齢者モードと言って
3方弁を合わすと
ゆっくりでしか降りてこないように
作ってあります。
（私が使うときは
もちろん高齢者モードです）
これも将来的ですが
ウエイトの動きを
加速度センサーで察知して
排気を停止する
もっと進んで
給気して
押し戻すのようなことも
現在の構成では
可能です。
この機器はコンセントリック局面の負荷を0kgにすることは可能でしょうか?
荷重表示の不確かさがあってどうしても荷重は2から5kgの表示がでますが、
ほとんど0です。
理屈を言いますと
ウエイトとワイヤーの間には
小さなバネが付いていて
バネが引っ張られて
長くなると
運動の始まりとなります。
理論上0は無理ですが
ウエイトひとつで
いくつもの運動の出力が
あるものでない限り
ほとんど0です。
エキセントリックおよびコンセントリック局面において、それぞれ何kgの幅
で負荷の調整が可能でしょうか？
エキセントリックトレーニングの荷重は
ウエイトの荷重です
ワイヤー損失がありますので
ウエイトの重さより少ない荷重です。
コンセントリックトレーニングでは
現在は
減圧弁で調整して
コンセントリックトレーニングの荷重を決めております。
電子化すると
指定荷重の80％からたぶん20％の範囲を
ダイヤル入力すると
その荷重に
電空レギュレータが調整します。
コンセントリックトレーニング時には
ワイヤ負荷のため
ウエイトより大きな値になります。
この機器は、どのような目的で作成されたのでしょうか？（トレーニングジ
ム への導入、特養や老人ホームでの活用、病院等のリハビリでの活用等。。？）
私が本装置の開発を始めたきっかけは、テレビ番組でエキセントリックトレーニ
ングの有効性を知ったことでした。
当初は「高齢者でも比較的”楽”に高い効果を得られる方法ではないか」と考え
ておりましたが、その後文献等を調べるうちに、実際にはコンセントリック局面
も重要であり、単純に楽な運動ではないことを理解しました。
しかし、高齢者でも安全に高負荷エキセントリック運動を行える可能性があると
考え、現在も開発を継続しております。
この機器の操作は、誰でも簡便に行えますか？（おそらく、若い人たちなら
できると思うのですが、中年期や高年期の方たちにおいても、簡便に自由自在に
負荷を調整したりできるものなのでしょうか？）
電子化する前の状態で言いますと
トレーニーが普通に調整するところは
①荷重を選ぶ（ウエイトスタックピンを差す）
②2次給気減圧弁の気圧（コンセントリック時の荷重の制御）
③高齢者モードかどうか。
電子化すると
トレーニーが普通に選択できるのは
①荷重を選ぶ
②コンセントリックトレーニングじ荷重の何パーセントかをダイヤルで選ぶ
③高齢者モードかどうか
です。
一度Zoomなどで実際に機器を見せていただきながら、お話を伺うことは可能
でしょうか?
Zooｍは可能です。
しかしながら
どのような荷重が
掛かっているのか
変化はスムースかを
体験できません。
よろしければ
兵庫県尼崎市東園田町までお越しください。
大阪空港・新大阪駅からは車で20分くらいです。
レッグプレスもありますが
現在の分解して置いておりますので
必要でしたらご指示ください。