JPH0542232A - 室内運動健康器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】構成簡素にして無段階で容易に回転制動トルク
を制御する室内運動健康器を提供する。 【構成】ペダル３による回転により、直流モーター８の
ローターを回転させて発電し、その時に、直流モーター
８のローター刷子間を短絡し発電制動トルクを発生さ
せ、その制動トルクを短絡させた制動トルク制御回路２
１にパルス幅変調ドライブ回路２３介在させてローター
刷子間の発電電流を適宜制御しそれにより発電制動トル
クを増減させる。 【効果】軽量化、省スペース化を図り、省電力で細かな
微調整を正確に行え、使用者の好みの回転制動トルクを
無段階で制御できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、構成簡素にして無段
階で容易に回転制動トルクを制御する室内運動健康器に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ペダルの回転に制動負荷をかけ
て、そのペダルを足等で回転させることで室内でも健康
増進が図れる室内運動健康器は、多種市場に提供されて
いる。

【０００３】そして、この中で最も一般的なものは、フ
ライホイールを用いたものがある。

【０００４】このフライホイールを用いた方式の室内運
動健康器における回転の制動は、何等かの摩擦制動力を
フライホイールに与える摩擦制動負荷方式で行っている
のが一般的である。

【０００５】又、一方では、上記摩擦制動負荷方式を採
用せずフライホイールを使用しないでそのフライホイー
ルを用いたのと同様に慣性効果を持たせるようにした室
内運動健康器として、特開昭５６−８５３６５号公報に
て健康器が提案されている。

【０００６】この健康器は、ペダルを駆動もしくは制動
するための直流電動機と、直流電動機の出力もしくは制
動力を制御する制御装置と、ペダルの回転数を検知する
検知装置を備え、ペダルの回転数の変化量によってペダ
ルの負荷を制御するように構成した装置であり、そのペ
ダルの負荷を制御する方式は、ペダルの回転によって増
速されて回転するプーリーに、マグネットが固定され、
このプーリーの１回転につき１個のパルスが出力される
ようにホール素子を配し、そのパルスをマイクロコンピ
ューターに入力して回転速度を検知し、その回転速度に
応じた負荷を制御装置によって直流電動機に発生させる
べく制御するようにしたものである。

【０００７】そして、この時の制御装置による直流電動
機の制御は、前記公報には開示されていないが、うず電
流制御、或いは界磁制御で行うのが一般的である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前者の場合
は、機械的な制動負荷方式であるから、磨耗や機械的な
誤差のため、制動負荷の制御を確実に行うことができな
い問題点があった。

【０００９】又、構造的にも大掛かりになり、重量がか
さむと共に、全体が大型になってしまう問題点もあっ
た。

【００１０】一方、後者は、前者に比べると小型で制御
もある程度正確に行える利点はあるものの、うず電流制
御、或いは界磁制御で制動負荷を制御しようとすると、
かなり大きな電力を消費する問題点があり、それらの制
御器機が発熱して耐久性に乏しく、不都合な点が多々あ
った。

【００１１】そこで、この発明は、上述した問題点等に
鑑み、軽量化、省スペース化を図りつつ、省電力で細か
な微調整を正確に行え、使用者の好みの回転制動トルク
を無段階で制御して自由に設定できる室内運動健康器の
提供を課題として創出されたものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明は、ペダルの回
転作動を行わせることで室内でも健康増進が図れる室内
運動健康器において、ペダルの回転を増速する増速機構
と、この増速機構によって増速された回転によりロータ
ーが回転する直流モーターと、この直流モーターのロー
ター刷子間を短絡し発電制動トルクを発生させてその制
動トルクを制御する制動トルク制御回路とを有し、この
制動トルク制御回路は、パルス幅変調ドライブ回路を介
在させてローター刷子間の発電電流を適宜制御しそれに
より発電制動トルクを増減させるべく形成したことによ
り、上述した課題を解決する。

【００１３】又、ペダルの押踏作動を行わせることで室
内でも健康増進が図れる室内運動健康器において、ペダ
ルの押踏作動を回転力に変換する変換機構と、この変換
機構によって変換された回転を増速する増速機構と、こ
の増速機構によって増速された回転によりローターが回
転する直流モーターと、この直流モーターのローター刷
子間を短絡し発電制動トルクを発生させてその発電制動
トルクを制御する制動トルク制御回路とを有し、この制
動トルク制御回路は、パルス幅変調ドライブ回路を介在
させてローター刷子間の発電電流を適宜制御しそれによ
り発電制動トルクを増減させるべく形成したことによ
り、上述した課題を解決する。

【００１４】

【作用】この発明に係る室内運動健康器は、ペダルの回
転作動を行わせることで室内でも健康増進が図れる室内
運動健康器、或いは、ペダルの押踏作動を行わせること
で室内でも健康増進が図れる室内運動健康器において、
ペダルの回転作動の室内運動健康器の場合は、ペダルの
回転作動を増速機構によって増速し直流モーターのロー
ターを回転させ、ペダルの押踏作動の室内運動健康器の
場合は、ペダルの押踏作動を変換機構によって回転力に
変換し、その回転を増速機構によって増速し直流モータ
ーのローターを回転させる。

【００１５】その時に、直流モーターのローター刷子間
を短絡すると発電制動トルクが発生する。

【００１６】そして、この発電制動トルクをパルス幅変
調ドライブ回路を介在させた制動トルク制御回路により
制御する。

【００１７】その時の制御は、パルス幅変調ドライブ回
路により、制御されて指示されるパルス幅で発電電流を
オン・オフさせて、このパルス幅を増減することでその
発電電流を制御して行う。

【００１８】そうすると、制動トルク制御回路が直流モ
ーターのローター刷子間を短絡させた閉回路であるか
ら、パルス幅変調ドライブ回路により発電電流が適宜任
意の値に制御されると、本来、直流モーターの場合、逆
起電圧は一定であるが、その回路中の抵抗を一定にして
おけば逆起電圧に変動が生じ、それによって直流モータ
ーによる発電制動トルクの強弱を制御する。

【００１９】それによって、ペダルによる回転抵抗、或
いは押踏抵抗を所望の強さに制御するのである。

【００２０】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例を説
明すると次の通りである。

【００２１】すなわち、図１に示す符号１はペダル３の
回転作動を行わせることで室内でも健康増進が図れる室
内運動健康器であり、ペダル３の回転を増速する増速機
構４と、この増速機構４によって増速された回転により
ローターが回転する直流モーター８とを有している。

【００２２】そして、増速機構４は連動する大プーリー
５と小プーリー６とからなり、ペダル３の回転力は、プ
ーリー２からベルト７を介して小プーリー６へ伝達さ
れ、この回転力は小プーリー６に連動する大プーリー５
からベルト１０を介して直流モーター８のローターを回
転させるプーリー９へと増速して伝達されている。

【００２３】一方、図２に示す符号１１はペダル１５の
押踏作動を行わせることで室内でも健康増進が図れる室
内運動健康器であり、ペダル１５の押踏作動を回転力に
変換する変換機構１２と、この変換機構１２によって変
換された回転を増速する増速機構４と、この増速機構４
によって増速された回転によりローターが回転する直流
モーター８とを有している。

【００２４】前記変換機構１２は、増速機構４に回転力
を伝達するためのプーリー１３と、このプーリー１３の
回転軸に取付けて一方向の回転のみを伝達する一方向ク
ラッチ１４と、この一方向クラッチ１４に巻掛けされて
ペダル１５の押踏及び押踏解除作動により往復動するベ
ルト１６と、このベルト１６を、プーリー１８を介して
引っ張りペダル１５の押踏を解除したときにペダル１５
を元の位置に復帰させるべくベルト１６を復動させるス
プリング１７とからなる。

【００２５】そして、ペダル１５を押踏及び押踏解除作
動させると、押踏時には、一方向クラッチ１４がベルト
１６の往動により正回転し回転力がプーリー１３に伝達
され、押踏解除時には、スプリング１７の弾撥力でベル
ト１６が引っ張られて復動し、それにより一方向クラッ
チ１４が逆回転し、そのときには回転力がプーリー１３
に伝達されないようにし、増速機構４には一方向の回転
力のみが伝達されるように形成しある。

【００２６】このようにして押踏作動が回転力に変換さ
れて増速機構４に伝達された後は、前記室内運動健康器
１と同様にして増速されて直流モーター８のプーリー９
に回転力が伝達され、直流モーター８のローターを回転
させるものである。

【００２７】そして、これらの室内運動健康器１，１１
には、直流モーター８のローター刷子間を短絡し発電制
動トルクを発生させてその制動トルクを制御する制動ト
ルク制御回路２１が設けてある。

【００２８】この制動トルク制御回路２１は、図３に示
すように、パルス幅変調ドライブ回路２３を介在させて
ローター刷子間の発電電流を適宜制御しそれにより発電
制動トルクを増減させるべく形成してある。この場合
に、図３は、室内運動健康器１について記載してある
が、室内運動健康器１１の場合も同様の回路とするもの
である。

【００２９】その具体的構成は、制動トルク制御回路２
１をパルス幅変調ドライブ回路２３を介在させて直流モ
ーター８のローター刷子間を短絡させる閉回路とし、更
に、この制動トルク制御回路２１の中には、負荷抵抗２
２をパルス幅変調ドライブ回路２３と直列に連結して介
在させてある。

【００３０】この負荷抵抗２２は、室内運動健康器１，
１１における最大負荷抵抗を制御し得る抵抗値とする。
それによって、設定し得る最大制動負荷となった状態ま
で対応できるものである。

【００３１】そして、パルス幅変調ドライブ回路２３
は、制御されて指示されるパルス幅で発電電流をオン・
オフさせて、このパルス幅を増減することで直流モータ
ー８の発電電流を制御する。

【００３２】そうすることで、制動トルク制御回路２１
が直流モーター８のローター刷子間を短絡させた閉回路
であるから、パルス幅変調ドライブ回路２３により発電
電流が適宜任意の値に制御されると、本来、直流モータ
ーの場合、逆起電圧は一定であるが、その回路中の抵抗
を一定にしておけば逆起電圧に変動が生じ、それによっ
て直流モーター８による発電制動トルクの強弱を制御す
ることができる。

【００３３】その結果、パルス幅変調ドライブ回路２３
のパルス幅を無段階で制御すれば、直流モーター８によ
る発電制動トルクの強弱を無段階で制御することができ
るものである。

【００３４】そのときのパルス幅変調ドライブ回路２３
のパルス幅は、パルス幅変調ドライブ回路２３にパルス
を発生する発振回路２４を付設し、又、このパルス幅変
調ドライブ回路２３を交流電源２６によって作動させる
べくブリッジ整流回路２５を設け、更に、パルス幅変調
ドライブ回路２３のパルス幅を適宜指示するための調整
ボリューム２８と、この調整ボリューム２８を作動させ
るため交流電源２６からの電流を直流に変換するＤＣ電
源回路２７とをそれぞれ設けて制御するように形成され
ている。

【００３５】このように形成することで、パルス幅変調
ドライブ回路２３のパルス幅による発電電流の制御は、
パルス幅による電流のオン・オフ制御だけで良いから、
微小電力で制御でき、又、発熱もないのである。

【００３６】尚、この発明に係る室内運動健康器は、前
述した実施例に限定されることがないことは言うまでも
ない。

【００３７】

【発明の効果】上述の如く構成したこの発明は、ペダル
３の回転作動を行わせることで室内でも健康増進が図れ
る室内運動健康器１、或いは、ペダル１５の押踏作動を
行わせることで室内でも健康増進が図れる室内運動健康
器１１において、ペダル３の回転作動の室内運動健康器
１の場合は、ペダル３の回転作動を増速機構４によって
増速し直流モーター８のローターを回転させ、ペダル１
５の押踏作動の室内運動健康器の場合は、ペダル１５の
押踏作動を変換機構１２によって回転力に変換し、その
回転を増速機構４によって増速し直流モーター８のロー
ターを回転させるようにすることができる。従って、ど
ちらのタイプであっても、直流モーター８のローターを
回転させるので、発電を行うことができる。

【００３８】その時に、直流モーター８のローター刷子
間を短絡すると発電制動トルクが発生し、この発電制動
トルクをパルス幅変調ドライブ回路２３を介在させた制
動トルク制御回路２１により制御し、その制御は、制御
されて指示されるパルス幅で発電電流をオン・オフさせ
て、このパルス幅を増減することでその発電電流を制御
する。

【００３９】そうすると、制動トルク制御回路２１が直
流モーター８のローター刷子間を短絡させた閉回路であ
るから、パルス幅変調ドライブ回路２３により発電電流
が適宜任意の値に制御されると、本来、直流モーター８
の場合、逆起電圧は一定であるが、その回路中の抵抗２
２を一定にしておけば逆起電圧に変動が生じ、それによ
って直流モーター８による発電制動トルクの強弱を制御
することができ、それによって、ペダル３，１５による
回転抵抗、或いは押踏抵抗を所望の強さに制御されるの
である。

【００４０】従って、パルス幅変調ドライブ回路２３の
パルス幅による発電電流の制御は、パルス幅による電流
のオン・オフ制御だけで良いから、微小電力で制御で
き、又、発熱もなく、回路自体軽量であるから軽量化、
省スペース化を図ることができ、且つ、パルス幅を制御
すれば省電力で細かな微調整を正確に行え、使用者の好
みの回転制動トルクを無段階で制御して自由に設定でき
る室内運動健康器を提供できる等の優れた効果を奏する
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例で、ペダルの回転作動を行わ
せることで室内でも健康増進が図れる室内運動健康器の
駆動状態を示す概略図である。

【図２】この発明の他の実施例で、ペダルの押踏作動を
行わせることで室内でも健康増進が図れる室内運動健康
器の駆動状態を示す概略図である。

【図３】この発明の実施例を示す回路を含めた概略図で
ある。

【符号の説明】

１ 室内運動健康器 ２ プーリー ３ ペダル ４ 増速機構 ５ 大プーリー ６ 小プーリー ７ ベルト ８ 直流モーター ９ プーリー １０ ベルト １１ 室内運動健康器 １２ 変換機構 １３ プーリー １４ 一方向クラ
ッチ １５ ペダル １６ ベルト １７ スプリング １８ プーリー ２１ 制動トルク制御回路 ２２ 負荷抵抗 ２３ パルス幅変調ドライブ回路 ２４ 発振回路 ２５ ブリッジ整流回路 ２６ 交流電源 ２７ ＤＣ電源回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ペダルの回転作動を行わせることで室内
   でも健康増進が図れる室内運動健康器において、ペダル
   の回転を増速する増速機構と、この増速機構によって増
   速された回転によりローターが回転する直流モーター
   と、この直流モーターのローター刷子間を短絡し発電制
   動トルクを発生させてその制動トルクを制御する制動ト
   ルク制御回路とを有し、この制動トルク制御回路は、パ
   ルス幅変調ドライブ回路を介在させてローター刷子間の
   発電電流を適宜制御しそれにより発電制動トルクを増減
   させるべく形成したことを特徴とする室内運動健康器。
2. 【請求項２】 ペダルの押踏作動を行わせることで室内
   でも健康増進が図れる室内運動健康器において、ペダル
   の押踏作動を回転力に変換する変換機構と、この変換機
   構によって変換された回転を増速する増速機構と、この
   増速機構によって増速された回転によりローターが回転
   する直流モーターと、この直流モーターのローター刷子
   間を短絡し発電制動トルクを発生させてその発電制動ト
   ルクを制御する制動トルク制御回路とを有し、この制動
   トルク制御回路は、パルス幅変調ドライブ回路を介在さ
   せてローター刷子間の発電電流を適宜制御しそれにより
   発電制動トルクを増減させるべく形成したことを特徴と
   する室内運動健康器。