JPH07308404A - 足踏み式運動機 - Google Patents
足踏み式運動機Info
- Publication number
- JPH07308404A JPH07308404A JP10312694A JP10312694A JPH07308404A JP H07308404 A JPH07308404 A JP H07308404A JP 10312694 A JP10312694 A JP 10312694A JP 10312694 A JP10312694 A JP 10312694A JP H07308404 A JPH07308404 A JP H07308404A
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- Japan
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- flywheel
- shaft
- pedal
- worm gear
- induction motor
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- Pending
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 4
- 230000006698 induction Effects 0.000 abstract description 19
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 7
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 3
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 3
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 1
Landscapes
- Rehabilitation Tools (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 フライホイールを使用した足踏み式運動機の
小型軽量化を図る。 【構成】 ベースフレーム２に水平方向に設けた誘導電
動機Ｍの軸にフライホイール１３並びにウォームギヤ１
４を装着し、ウォームギヤ１４の前後にヘリカルギヤ１
１，１２を配置してウォームギヤ１４に噛合させる。後
部のヘリカルギヤ１２にクランクペダル軸１７を嵌着
し、前部のヘリカルギヤ１１にハンドル２２，２３を揺
動するクランク軸１８を嵌着する。誘導電動機Ｍに制動
電流を流し、ペダル１５，１６を踏むことにより誘導電
動機Ｍが人力駆動される。ヘリカルギヤ１１とウォーム
ギヤ１４との増速比によってフライホイール１３が高速
回転するため、小径のフライホイール１３にて十分なフ
ライホイール効果並びに制動効果が得られる。
小型軽量化を図る。 【構成】 ベースフレーム２に水平方向に設けた誘導電
動機Ｍの軸にフライホイール１３並びにウォームギヤ１
４を装着し、ウォームギヤ１４の前後にヘリカルギヤ１
１，１２を配置してウォームギヤ１４に噛合させる。後
部のヘリカルギヤ１２にクランクペダル軸１７を嵌着
し、前部のヘリカルギヤ１１にハンドル２２，２３を揺
動するクランク軸１８を嵌着する。誘導電動機Ｍに制動
電流を流し、ペダル１５，１６を踏むことにより誘導電
動機Ｍが人力駆動される。ヘリカルギヤ１１とウォーム
ギヤ１４との増速比によってフライホイール１３が高速
回転するため、小径のフライホイール１３にて十分なフ
ライホイール効果並びに制動効果が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は足踏み式運動機に関す
るものであり、特に、フライホイールを設けた足踏み式
運動機に関するものである。
るものであり、特に、フライホイールを設けた足踏み式
運動機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の、例えば自転車形の足踏み式運動
機は、フレームに回転自在なクランクペダルとフライホ
イールの軸を軸支し、フライホイールの軸とペダル軸に
スプロケットホイールまたは滑車を設け、チェーンまた
はベルトによってフライホイールとペダル軸とを連結し
ている。運動者がクランクペダルを踏んでペダル軸を回
転させれば、ペダル軸とチェーンまたはベルトによって
連結されたフライホイールが連動する。フライホイール
には、機械的ブレーキ或いはフライホイールを挟んで対
向して配置した一対の電磁石による渦電流ブレーキが設
けられ、フライホイールを制動して運動負荷が得られる
ようにしている。
機は、フレームに回転自在なクランクペダルとフライホ
イールの軸を軸支し、フライホイールの軸とペダル軸に
スプロケットホイールまたは滑車を設け、チェーンまた
はベルトによってフライホイールとペダル軸とを連結し
ている。運動者がクランクペダルを踏んでペダル軸を回
転させれば、ペダル軸とチェーンまたはベルトによって
連結されたフライホイールが連動する。フライホイール
には、機械的ブレーキ或いはフライホイールを挟んで対
向して配置した一対の電磁石による渦電流ブレーキが設
けられ、フライホイールを制動して運動負荷が得られる
ようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の足踏み式運動機
は、フライホイールとペダル軸とをスプロケットとチェ
ーンまたは滑車とベルトによって連結しており、構成が
複雑であるとともに、十分なフライホイール効果及び制
動効果を得るために大径のフライホイールが使用されて
いるので機構部が大型となり、重量も重く可搬性に難点
がある。
は、フライホイールとペダル軸とをスプロケットとチェ
ーンまたは滑車とベルトによって連結しており、構成が
複雑であるとともに、十分なフライホイール効果及び制
動効果を得るために大径のフライホイールが使用されて
いるので機構部が大型となり、重量も重く可搬性に難点
がある。
【０００４】そこで、足踏み式運動機の構成を簡素化し
て小型軽量化するために解決すべき技術的課題が生じて
くるのであり、本発明は上記課題を解決することを目的
とする。
て小型軽量化するために解決すべき技術的課題が生じて
くるのであり、本発明は上記課題を解決することを目的
とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は上記目的を達
成するために提案するものであり、フレームに回転自在
なクランクペダル或いは揺動自在なレバー形ペダル等の
ペダルとフライホイールとを軸支し、前記ペダルにて回
転駆動されるペダル軸とフライホイールとをチェーン或
いはベルト等の回転伝達手段によって連結し、前記フラ
イホイールに制動装置を介装した足踏み式運動機に於
て、前記ペダル軸にヘリカルギヤを設けるとともに、前
記フライホイールの軸にウォームギヤを設け、該ウォー
ムギヤを前記ヘリカルギヤに噛合させて回転伝達機構を
構成したことを特徴とする足踏み式運動機を提供するも
のである。
成するために提案するものであり、フレームに回転自在
なクランクペダル或いは揺動自在なレバー形ペダル等の
ペダルとフライホイールとを軸支し、前記ペダルにて回
転駆動されるペダル軸とフライホイールとをチェーン或
いはベルト等の回転伝達手段によって連結し、前記フラ
イホイールに制動装置を介装した足踏み式運動機に於
て、前記ペダル軸にヘリカルギヤを設けるとともに、前
記フライホイールの軸にウォームギヤを設け、該ウォー
ムギヤを前記ヘリカルギヤに噛合させて回転伝達機構を
構成したことを特徴とする足踏み式運動機を提供するも
のである。
【０００６】
【作用】本発明の足踏み式運動機のペダル軸にはヘリカ
ルギヤが設けられ、このヘリカルギヤがフライホイール
の軸に設けたウォームギヤに噛合している。ペダルを踏
んでペダル軸を回転させればフライホイールが連動して
回転する。フライホイールには電気的或いは機械的な制
動装置が介装されてペダル軸に回転負荷が加えられる。
ルギヤが設けられ、このヘリカルギヤがフライホイール
の軸に設けたウォームギヤに噛合している。ペダルを踏
んでペダル軸を回転させればフライホイールが連動して
回転する。フライホイールには電気的或いは機械的な制
動装置が介装されてペダル軸に回転負荷が加えられる。
【０００７】ヘリカルギヤによってウォームギヤを回転
させることにより、フライホイールの増速比を大とする
ことができ、フライホイールの回転速度が高速化される
ことによりフライホイール効果並びに制動効果を強化で
き、フライホイールを小径化できる。
させることにより、フライホイールの増速比を大とする
ことができ、フライホイールの回転速度が高速化される
ことによりフライホイール効果並びに制動効果を強化で
き、フライホイールを小径化できる。
【０００８】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に従って詳
述する。図１及び図２は自転車形運動機１を示し、自転
車形運動機１のベースフレーム２は、前後方向に配設さ
れた中央フレームメンバー３の前後に左右方向の横フレ
ームメンバー４，５が固設されている。中央フレームメ
ンバー３の前部にはハンドルポスト６が立設され、後部
にはサドル支持ポスト７が立設されている。サドル支持
ポスト７にはサドルポスト８が上下位置調節自在に嵌着
され、サドルポスト８の上部に固着したサドル９を任意
の高さで固定することができる。
述する。図１及び図２は自転車形運動機１を示し、自転
車形運動機１のベースフレーム２は、前後方向に配設さ
れた中央フレームメンバー３の前後に左右方向の横フレ
ームメンバー４，５が固設されている。中央フレームメ
ンバー３の前部にはハンドルポスト６が立設され、後部
にはサドル支持ポスト７が立設されている。サドル支持
ポスト７にはサドルポスト８が上下位置調節自在に嵌着
され、サドルポスト８の上部に固着したサドル９を任意
の高さで固定することができる。
【０００９】ハンドルポスト６とサドル支持ポスト７の
上下中間部位にはギヤボックス１０が架設され、ギヤボ
ックス１０内には歯数を等しくする一対のヘリカルギヤ
１１，１２が前後に配設されている。また、中央フレー
ムメンバー３上には誘導電動機Ｍが上向きに配設され、
誘導電動機Ｍの軸にフライホイール１３が連結されてい
る。フライホイール１３の軸の上部にはウォームギヤ１
４が嵌着され、このウォームギヤ１４を一対のヘリカル
ギヤ１１，１２間に介装し、ウォームギヤ１４を介して
一対のヘリカルギヤ１１，１２が連動するように形成さ
れている。
上下中間部位にはギヤボックス１０が架設され、ギヤボ
ックス１０内には歯数を等しくする一対のヘリカルギヤ
１１，１２が前後に配設されている。また、中央フレー
ムメンバー３上には誘導電動機Ｍが上向きに配設され、
誘導電動機Ｍの軸にフライホイール１３が連結されてい
る。フライホイール１３の軸の上部にはウォームギヤ１
４が嵌着され、このウォームギヤ１４を一対のヘリカル
ギヤ１１，１２間に介装し、ウォームギヤ１４を介して
一対のヘリカルギヤ１１，１２が連動するように形成さ
れている。
【００１０】そして、後方（図１において右）のヘリカ
ルギヤ１２は、ペダル１５，１６を取付けたクランクペ
ダル軸１７に嵌着され、前方のヘリカルギヤ１１を嵌着
したクランクレバー軸１８の左右両端には位相が相互に
相違するクランクレバー１９，２０が嵌着されている。
また、ハンドルポスト６の上端部位に設けた左右方向の
軸２１の左右にはクランクハンドル２２，２３が遊嵌さ
れ、クランクハンドル２２，２３と一体のレバー２４，
２５と、前述した前方のヘリカルギヤ１１のクランクレ
バー１９，２０とは夫々リンク２６，２７を介して連結
されている。従って、前方のヘリカルギヤ１１の回転に
伴って左右のクランクハンドル２２，２３は連動して交
互に前後へ揺動する。
ルギヤ１２は、ペダル１５，１６を取付けたクランクペ
ダル軸１７に嵌着され、前方のヘリカルギヤ１１を嵌着
したクランクレバー軸１８の左右両端には位相が相互に
相違するクランクレバー１９，２０が嵌着されている。
また、ハンドルポスト６の上端部位に設けた左右方向の
軸２１の左右にはクランクハンドル２２，２３が遊嵌さ
れ、クランクハンドル２２，２３と一体のレバー２４，
２５と、前述した前方のヘリカルギヤ１１のクランクレ
バー１９，２０とは夫々リンク２６，２７を介して連結
されている。従って、前方のヘリカルギヤ１１の回転に
伴って左右のクランクハンドル２２，２３は連動して交
互に前後へ揺動する。
【００１１】ヘリカルギヤ１１，１２の歯のねじれ角は
大角度に形成され、ペダル１５，１６を踏んでヘリカル
ギヤ１２を回転することにより、ウォームギヤ１４及び
前方のヘリカルギヤ１１が連動し、フライホイール１
３、誘導電動機Ｍ及びクランクハンドル２２，２３が駆
動される。また、サドル支持ポスト７の後方には電源
部、制御部並びに駆動回路等の電気回路装置２８が設置
され、誘導電動機Ｍの軸の近傍に配置された回転センサ
２９が制御部に接続されている。
大角度に形成され、ペダル１５，１６を踏んでヘリカル
ギヤ１２を回転することにより、ウォームギヤ１４及び
前方のヘリカルギヤ１１が連動し、フライホイール１
３、誘導電動機Ｍ及びクランクハンドル２２，２３が駆
動される。また、サドル支持ポスト７の後方には電源
部、制御部並びに駆動回路等の電気回路装置２８が設置
され、誘導電動機Ｍの軸の近傍に配置された回転センサ
２９が制御部に接続されている。
【００１２】上述したギヤボックス１０、リンク機構及
び電気回路装置２８等は外筐３０にて被蔽され、左右の
クランクハンドル２２，２３とサドル９が外筐３０から
露出しており、ハンドルポスト６の上部に相当する外筐
３０の上面部には操作盤３１及び液晶表示装置３２が設
けられ、夫々制御部に接続されている。制御部は誘導電
動機Ｍの駆動回路を制御し、操作盤３１からの入力デー
タと回転センサ２９の検出値に基づいて出力電流を制御
する。
び電気回路装置２８等は外筐３０にて被蔽され、左右の
クランクハンドル２２，２３とサドル９が外筐３０から
露出しており、ハンドルポスト６の上部に相当する外筐
３０の上面部には操作盤３１及び液晶表示装置３２が設
けられ、夫々制御部に接続されている。制御部は誘導電
動機Ｍの駆動回路を制御し、操作盤３１からの入力デー
タと回転センサ２９の検出値に基づいて出力電流を制御
する。
【００１３】図３は駆動回路３３を示し、誘導電動機Ｍ
は双方向性３端子サイリスタ３４を介して交流電源３５
に接続され、双方向性３端子サイリスタ３４のゲートを
スイッチングトランジスタＱ1 によって制御することに
より、誘導電動機Ｍの駆動電流が可変される。また、整
流ダイオードＤ1 によって整流した直流電源をトランジ
スタＱ2 を介して誘導電動機Ｍに接続し、トランジスタ
Ｑ2 を演算増幅器３６によって制御することにより任意
の直流電流を誘導電動機Ｍに供給して誘導電動機Ｍを制
動できるようにしている。
は双方向性３端子サイリスタ３４を介して交流電源３５
に接続され、双方向性３端子サイリスタ３４のゲートを
スイッチングトランジスタＱ1 によって制御することに
より、誘導電動機Ｍの駆動電流が可変される。また、整
流ダイオードＤ1 によって整流した直流電源をトランジ
スタＱ2 を介して誘導電動機Ｍに接続し、トランジスタ
Ｑ2 を演算増幅器３６によって制御することにより任意
の直流電流を誘導電動機Ｍに供給して誘導電動機Ｍを制
動できるようにしている。
【００１４】制御部３７には、図４に示すような例えば
１kgm 、２kgm 、３kgm の３段階の制動トルクの直流電
流／回転数データが格納されており、任意の制動トルク
値を選択することにより、その制動トルク値に応じた電
流制御が実行され、クランクペダル軸１７の回転数にか
かわらず一定の回転負荷を得ることができる。自転車形
運動機１のクランクペダル軸１７に制動力を与えて筋力
トレーニングを行う場合は、先ずサドル９に着座して操
作盤３１のキーにより所望の制動トルク値を設定する。
制動トルク値は、液晶表示装置３２に例えば強、中、弱
の如く表示されるものの中から任意の値を選択して入力
することにより、選択した値が制御部３７に制御目標と
してセットされる。そして、クランクハンドル２２，２
３を把握し、ペダル１５，１６を踏むことにより、ヘリ
カルギヤ１２が回転してウォームギヤ１４及び前方のヘ
リカルギヤ１１が連動し、フライホイール１３、誘導電
動機Ｍ及びクランクハンドル２２，２３が駆動される。
フライホイール１３と誘導電動機Ｍは、ヘリカルギヤ１
２とウォームギヤ１４の増速比によってクランクペダル
軸１７よりも相当の高速度で回転される。
１kgm 、２kgm 、３kgm の３段階の制動トルクの直流電
流／回転数データが格納されており、任意の制動トルク
値を選択することにより、その制動トルク値に応じた電
流制御が実行され、クランクペダル軸１７の回転数にか
かわらず一定の回転負荷を得ることができる。自転車形
運動機１のクランクペダル軸１７に制動力を与えて筋力
トレーニングを行う場合は、先ずサドル９に着座して操
作盤３１のキーにより所望の制動トルク値を設定する。
制動トルク値は、液晶表示装置３２に例えば強、中、弱
の如く表示されるものの中から任意の値を選択して入力
することにより、選択した値が制御部３７に制御目標と
してセットされる。そして、クランクハンドル２２，２
３を把握し、ペダル１５，１６を踏むことにより、ヘリ
カルギヤ１２が回転してウォームギヤ１４及び前方のヘ
リカルギヤ１１が連動し、フライホイール１３、誘導電
動機Ｍ及びクランクハンドル２２，２３が駆動される。
フライホイール１３と誘導電動機Ｍは、ヘリカルギヤ１
２とウォームギヤ１４の増速比によってクランクペダル
軸１７よりも相当の高速度で回転される。
【００１５】誘導電動機Ｍの回転は回転センサ２９によ
り検出されて制御部３７が回転数を算出する。制御部３
７は、設定制動トルクと算出された回転数に応じた直流
電流値を演算し、図３に示す演算増幅器３６を制御し
て、図４に示すような制御特性で誘導電動機Ｍに直流電
流を供給し、クランクペダル軸１７の回転負荷を一定に
制御する。
り検出されて制御部３７が回転数を算出する。制御部３
７は、設定制動トルクと算出された回転数に応じた直流
電流値を演算し、図３に示す演算増幅器３６を制御し
て、図４に示すような制御特性で誘導電動機Ｍに直流電
流を供給し、クランクペダル軸１７の回転負荷を一定に
制御する。
【００１６】一方、ペダル１５，１６を誘導電動機Ｍに
より駆動してストレッチ運動等を行う場合は、操作盤３
１のキーによりペダル駆動モードを選択してペダル回転
数を設定すれば、駆動制御用のスイッチングトランジス
タＱ1 が駆動され、双方向性３端子サイリスタ３４によ
り交流電流の位相制御を行い、誘導電動機Ｍを駆動して
クランクペダル軸１７を設定速度で回転させる。
より駆動してストレッチ運動等を行う場合は、操作盤３
１のキーによりペダル駆動モードを選択してペダル回転
数を設定すれば、駆動制御用のスイッチングトランジス
タＱ1 が駆動され、双方向性３端子サイリスタ３４によ
り交流電流の位相制御を行い、誘導電動機Ｍを駆動して
クランクペダル軸１７を設定速度で回転させる。
【００１７】尚、駆動回路は上述した回路に限定される
ものではなく、図示は省略するが、リレーにより電流を
オン／オフしてもよく、また、インバータ制御によって
も図３に示したものと同様の駆動制動制御を行うことが
できる。さらに、一対のレバー形ペダルを交互に踏下す
ステップ形運動機においてもレバー形ペダルの前部に長
手方向のガイド溝を設け、このガイド溝をヘリカルギヤ
１２のクランクペダル軸１７に係合させて、ペダルの昇
降運動をヘリカルギヤ１２の回転運動に変換する構成を
採ることにより、電動機による駆動と制動とを行うこと
ができる、そして、本発明は本発明の技術的範囲におい
て種々の改変を為すことができ、この発明がそれらの改
変されたものに及ぶことは当然である。
ものではなく、図示は省略するが、リレーにより電流を
オン／オフしてもよく、また、インバータ制御によって
も図３に示したものと同様の駆動制動制御を行うことが
できる。さらに、一対のレバー形ペダルを交互に踏下す
ステップ形運動機においてもレバー形ペダルの前部に長
手方向のガイド溝を設け、このガイド溝をヘリカルギヤ
１２のクランクペダル軸１７に係合させて、ペダルの昇
降運動をヘリカルギヤ１２の回転運動に変換する構成を
採ることにより、電動機による駆動と制動とを行うこと
ができる、そして、本発明は本発明の技術的範囲におい
て種々の改変を為すことができ、この発明がそれらの改
変されたものに及ぶことは当然である。
【００１８】
【発明の効果】この発明は、上記一実施例において詳述
したように、足踏み式運動機のフライホイールとペダル
軸とをウォームギヤとヘリカルギヤとによって連結して
いる。従って、従来のスプロケットとチェーン等による
動力伝達機構よりも構成が簡素化されるとともに、フラ
イホイールの増速比が増大されるので、フライホイール
効果並びに制動効果を強化でき、従来形の足踏み式運動
機よりもフライホイールの外径を縮小して機構部を小型
軽量化することができる。
したように、足踏み式運動機のフライホイールとペダル
軸とをウォームギヤとヘリカルギヤとによって連結して
いる。従って、従来のスプロケットとチェーン等による
動力伝達機構よりも構成が簡素化されるとともに、フラ
イホイールの増速比が増大されるので、フライホイール
効果並びに制動効果を強化でき、従来形の足踏み式運動
機よりもフライホイールの外径を縮小して機構部を小型
軽量化することができる。
【図１】本発明の一実施例を示し、自転車形運動機の一
部切欠側面図。
部切欠側面図。
【図２】図１に示す自転車形運動機の一部切欠正面図。
【図３】自転車形運動機の駆動回路図。
【図４】駆動回路の制動トルク特性を示す回転数／直流
電流グラフ。
電流グラフ。
１ 自転車形運動機 ２ ベースフレーム １０ ギヤボックス １１，１２ ヘリカルギヤ １３ フライホイール １４ ウォームギヤ １５，１６ ペダル １７ クランクペダル軸 １８ クランクレバー軸 １９，２０ クランクレバー ２２，２３ クランクハンドル ２４，２５ レバー ２６，２７ リンク ２８ 電気回路装置 ２９ 回転センサ ３１ 操作盤 ３３ 駆動回路 ３７ 制御部 Ｍ 誘導電動機
Claims (1)
- 【請求項１】 フレームに回転自在なクランクペダル或
いは揺動自在なレバー形ペダル等のペダルとフライホイ
ールとを軸支し、前記ペダルにて回転駆動されるペダル
軸とフライホイールとをチェーン或いはベルト等の回転
伝達手段によって連結し、前記フライホイールに制動装
置を介装した足踏み式運動機に於て、前記ペダル軸にヘ
リカルギヤを設けるとともに、前記フライホイールの軸
にウォームギヤを設け、該ウォームギヤを前記ヘリカル
ギヤに噛合させて回転伝達機構を構成したことを特徴と
する足踏み式運動機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10312694A JPH07308404A (ja) | 1994-05-17 | 1994-05-17 | 足踏み式運動機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10312694A JPH07308404A (ja) | 1994-05-17 | 1994-05-17 | 足踏み式運動機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07308404A true JPH07308404A (ja) | 1995-11-28 |
Family
ID=14345882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10312694A Pending JPH07308404A (ja) | 1994-05-17 | 1994-05-17 | 足踏み式運動機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07308404A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100663240B1 (ko) * | 2005-08-09 | 2007-01-02 | 박종후 | 가속식 교류발전기를 갖는 운동 자전거 |
-
1994
- 1994-05-17 JP JP10312694A patent/JPH07308404A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100663240B1 (ko) * | 2005-08-09 | 2007-01-02 | 박종후 | 가속식 교류발전기를 갖는 운동 자전거 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040106 |