JPS6016170A - エルゴメ−タの負荷装置 - Google Patents
エルゴメ−タの負荷装置Info
- Publication number
- JPS6016170A JPS6016170A JP58123174A JP12317483A JPS6016170A JP S6016170 A JPS6016170 A JP S6016170A JP 58123174 A JP58123174 A JP 58123174A JP 12317483 A JP12317483 A JP 12317483A JP S6016170 A JPS6016170 A JP S6016170A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- ergometer
- load device
- load
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K49/00—Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes
- H02K49/02—Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes of the asynchronous induction type
- H02K49/04—Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes of the asynchronous induction type of the eddy-current hysteresis type
- H02K49/043—Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes of the asynchronous induction type of the eddy-current hysteresis type with a radial airgap
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B24/00—Electric or electronic controls for exercising apparatus of preceding groups; Controlling or monitoring of exercises, sportive games, training or athletic performances
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
- H02P29/0016—Control of angular speed of one shaft without controlling the prime mover
- H02P29/0022—Controlling a brake between the prime mover and the load
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B21/00—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
- A63B21/005—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices using electromagnetic or electric force-resisters
- A63B21/0051—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices using electromagnetic or electric force-resisters using eddy currents induced in moved elements, e.g. by permanent magnets
- A63B21/0052—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices using electromagnetic or electric force-resisters using eddy currents induced in moved elements, e.g. by permanent magnets induced by electromagnets
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B21/00—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
- A63B21/005—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices using electromagnetic or electric force-resisters
- A63B21/0056—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices using electromagnetic or electric force-resisters using electromagnetically-controlled friction, e.g. magnetic particle brakes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
- A63B2220/17—Counting, e.g. counting periodical movements, revolutions or cycles, or including further data processing to determine distances or speed
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B2230/00—Measuring physiological parameters of the user
- A63B2230/04—Measuring physiological parameters of the user heartbeat characteristics, e.g. ECG, blood pressure modulations
- A63B2230/06—Measuring physiological parameters of the user heartbeat characteristics, e.g. ECG, blood pressure modulations heartbeat rate only
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B2230/00—Measuring physiological parameters of the user
- A63B2230/04—Measuring physiological parameters of the user heartbeat characteristics, e.g. ECG, blood pressure modulations
- A63B2230/06—Measuring physiological parameters of the user heartbeat characteristics, e.g. ECG, blood pressure modulations heartbeat rate only
- A63B2230/062—Measuring physiological parameters of the user heartbeat characteristics, e.g. ECG, blood pressure modulations heartbeat rate only used as a control parameter for the apparatus
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B2230/00—Measuring physiological parameters of the user
- A63B2230/04—Measuring physiological parameters of the user heartbeat characteristics, e.g. ECG, blood pressure modulations
- A63B2230/06—Measuring physiological parameters of the user heartbeat characteristics, e.g. ECG, blood pressure modulations heartbeat rate only
- A63B2230/065—Measuring physiological parameters of the user heartbeat characteristics, e.g. ECG, blood pressure modulations heartbeat rate only within a certain range
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
- A63B23/00—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body
- A63B23/035—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously
- A63B23/04—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously for lower limbs
- A63B23/0476—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously for lower limbs by rotating cycling movement
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Physical Education & Sports Medicine (AREA)
- Dynamo-Electric Clutches, Dynamo-Electric Brakes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はエルゴメータの負荷装置κ関する。
エルゴメータとして市場κ提供されているものの１つに
モナーク社のエルゴメータがある。この（２） 装置は足の屈伸運動により駆動されるフライホイールと
このフライホイールに摩擦力により負荷を印加するため
のイルトから構成されており、ベルト先端に装架する重
りにより負荷量を調整するものである。この装置はフラ
イホイールが一定回転数であれば、印加する重りにより
直接負荷量が測定できるので体力測定の場合正確なデー
タを得ることができるが時間がかかると共に装置が大型
かつ調整が煩雑である。
モナーク社のエルゴメータがある。この（２） 装置は足の屈伸運動により駆動されるフライホイールと
このフライホイールに摩擦力により負荷を印加するため
のイルトから構成されており、ベルト先端に装架する重
りにより負荷量を調整するものである。この装置はフラ
イホイールが一定回転数であれば、印加する重りにより
直接負荷量が測定できるので体力測定の場合正確なデー
タを得ることができるが時間がかかると共に装置が大型
かつ調整が煩雑である。
又最近電気的負荷手段を備えたエルゴメータが市場に提
供されている。この１つに、ねずみ鋳鉄から製造された
フライホイールと、フライホイールの回転数を検出する
ための回転センサーと、トルク検出用のひずみゲージと
を備えており、ひずみゲージの出力とフライホイールの
回転数出力との相互関係から電磁ブレーキ装置に供給す
る電流を制御して一定トルクを得るようにした装置があ
る。
供されている。この１つに、ねずみ鋳鉄から製造された
フライホイールと、フライホイールの回転数を検出する
ための回転センサーと、トルク検出用のひずみゲージと
を備えており、ひずみゲージの出力とフライホイールの
回転数出力との相互関係から電磁ブレーキ装置に供給す
る電流を制御して一定トルクを得るようにした装置があ
る。
また他の構成として、上記したフライホイールの回転数
、トルク及び制御電流値の関係をあらかじめコンピータ
等により計算してめ、記憶装置に記憶させておき、プロ
グラムに基づく命令コート９に従って、フライホイール
の回転数と目標とする制動力より判断して制動用コイル
に流す電流を決定することにより一定トルクを得るよう
にした装置がある。
、トルク及び制御電流値の関係をあらかじめコンピータ
等により計算してめ、記憶装置に記憶させておき、プロ
グラムに基づく命令コート９に従って、フライホイール
の回転数と目標とする制動力より判断して制動用コイル
に流す電流を決定することにより一定トルクを得るよう
にした装置がある。
これら２つの装置に於て、前者は機械的なトルク検出手
段を備えているために、使用開始前又は経年変化に伴う
調整が煩雑である。また後者は事前に複雑な計算を行な
わなければならず、かつこの計算結果をデータとして記
憶する別個の記憶装置が必要である。これらの装置は負
荷手段を電気的に複雑に制御することにより一定トルク
を得ている。
段を備えているために、使用開始前又は経年変化に伴う
調整が煩雑である。また後者は事前に複雑な計算を行な
わなければならず、かつこの計算結果をデータとして記
憶する別個の記憶装置が必要である。これらの装置は負
荷手段を電気的に複雑に制御することにより一定トルク
を得ている。
またいずれも、インナーロータ及びアクタ−ステータと
いう構成であるので、励磁コイルを配設するアクタ−ロ
ータが大型となり、ひいては負荷装置全体が大型になり
、インナーロータが高熱になるという欠点がある。
いう構成であるので、励磁コイルを配設するアクタ−ロ
ータが大型となり、ひいては負荷装置全体が大型になり
、インナーロータが高熱になるという欠点がある。
従って本発明は上記欠点に鑑みなされたものであり、負
荷手段のうず電流ブレーキの機械的構成に注目したもの
であって、負荷装置の実用回転数範囲に於て、はぼ一定
トルクを得ることができると共に、簡単な制御方法によ
り一定負荷値を得ることができるエルゴメータの負荷装
置を提供することを目的とする。
荷手段のうず電流ブレーキの機械的構成に注目したもの
であって、負荷装置の実用回転数範囲に於て、はぼ一定
トルクを得ることができると共に、簡単な制御方法によ
り一定負荷値を得ることができるエルゴメータの負荷装
置を提供することを目的とする。
上記目的は、アウター四−夕と、インナーステータと、
インナーステータ内に設けられた複数個の励磁コイルと
、励磁コイルを付勢するための電流源とを備えたエルゴ
メータの負荷装置であって、前記アウターロータは炭素
含有量０．１２％以下及びシリコン含有量０．３５％以
下の鉄鋼材料から構成され【おり、更に所望負荷値を指
示するための指示手段と、前記指示手段の出力に応動し
て所望負荷値の電流に対応する指令信号を発生する平方
根特性信号発生回路と、前記発生回路の出力に応答して
前記コイルに供給する電流を制御するために励磁コイル
及び電流源間に設けられた定電流駆動回路とを備えたエ
ルゴメータの負荷装置を構成することにより達成するこ
とができる。
インナーステータ内に設けられた複数個の励磁コイルと
、励磁コイルを付勢するための電流源とを備えたエルゴ
メータの負荷装置であって、前記アウターロータは炭素
含有量０．１２％以下及びシリコン含有量０．３５％以
下の鉄鋼材料から構成され【おり、更に所望負荷値を指
示するための指示手段と、前記指示手段の出力に応動し
て所望負荷値の電流に対応する指令信号を発生する平方
根特性信号発生回路と、前記発生回路の出力に応答して
前記コイルに供給する電流を制御するために励磁コイル
及び電流源間に設けられた定電流駆動回路とを備えたエ
ルゴメータの負荷装置を構成することにより達成するこ
とができる。
また前記構成に於て、アウターロータを２種類の鉄鋼材
料の同心円構造とし、その円周部ロータ材料として構造
用炭素鋼管（ＳＴＫ又はＳＴＫＭ）から選択された前記
含有量を満足する鋼管を用い、鋳鉄材料からなる外周部
ロータに挿入すると、好適である。
料の同心円構造とし、その円周部ロータ材料として構造
用炭素鋼管（ＳＴＫ又はＳＴＫＭ）から選択された前記
含有量を満足する鋼管を用い、鋳鉄材料からなる外周部
ロータに挿入すると、好適である。
また外周部は内周部に対して単にフライホイール効果を
付与するのみの場合には、セメント等の非鉄金属部材で
作成することができる。
付与するのみの場合には、セメント等の非鉄金属部材で
作成することができる。
上記の構成とすることにより、うず電流ブレーキを２乗
特性を有する信号発生回路の信号に応動して励磁コイル
に電流を供給することにより負荷値を制御するととＫよ
り、何ら複雑な制御を行なわないで一定トルクの得られ
る負荷装置を提供することができる。
特性を有する信号発生回路の信号に応動して励磁コイル
に電流を供給することにより負荷値を制御するととＫよ
り、何ら複雑な制御を行なわないで一定トルクの得られ
る負荷装置を提供することができる。
また本発明の負荷装置は同一負荷値に於ける負荷装置の
励磁電流値、を従来の負荷装置より大幅に減少させるこ
とができるので、装置の発熱が少なく小型化することが
できる。
励磁電流値、を従来の負荷装置より大幅に減少させるこ
とができるので、装置の発熱が少なく小型化することが
できる。
以下添付図面を用いて本発明の詳細な説明する。
本発明者らは、うず電流ブレーキの特性を鋭意研究した
ところ、種々のパラメータのうち固有抵抗及び透磁率が
材料特性上大きく関与していることを見い出した。
ところ、種々のパラメータのうち固有抵抗及び透磁率が
材料特性上大きく関与していることを見い出した。
本発明者らは前記した固有抵抗（Ω・Ｃ１１１）及び透
磁率（Ｈ／ｙｘ）に着目し、種々の材料からフライホイ
ールを作成しそのブレーキ力と励磁コイルの励磁電流と
の関係を測定した。この結果を第１図として示した。図
中■は純鉄、■は鋳鋼、■は従来のねずみ鋳鉄により作
成したフライホイールのブレーキカー励磁電流特性曲線
である。この時の負荷装置のイダル回転数は５ Ｑ ｒ
ｐＴＩＬである。この場合、ギヤ比が１５に設定されて
いるので７ライホイールは７５０ ｒｐＴｎである。図
から容易に理解できるように、少ない電流値で高負荷が
得られるのは純鉄製のフライホイールであり、次いで鋳
鋼製のフライホイール、そしてこれら２者とは比較にな
らない程性能の悪いものが従来使用され【いるねずみ鋳
鉄製のフライホイールである。
磁率（Ｈ／ｙｘ）に着目し、種々の材料からフライホイ
ールを作成しそのブレーキ力と励磁コイルの励磁電流と
の関係を測定した。この結果を第１図として示した。図
中■は純鉄、■は鋳鋼、■は従来のねずみ鋳鉄により作
成したフライホイールのブレーキカー励磁電流特性曲線
である。この時の負荷装置のイダル回転数は５ Ｑ ｒ
ｐＴＩＬである。この場合、ギヤ比が１５に設定されて
いるので７ライホイールは７５０ ｒｐＴｎである。図
から容易に理解できるように、少ない電流値で高負荷が
得られるのは純鉄製のフライホイールであり、次いで鋳
鋼製のフライホイール、そしてこれら２者とは比較にな
らない程性能の悪いものが従来使用され【いるねずみ鋳
鉄製のフライホイールである。
従ってフライホイール材料としては純鉄又は鋳鋼製のも
のが好ましいということが判断できる。
のが好ましいということが判断できる。
更に本発明者らは、これら使用した鉄材料の成分とブレ
ーキ特性との関係を調べたところ、Ｅ３ｉ（シリコン）
の含有率が固有抵抗に関係しており、その量が少ない程
固有抵抗が小さくなること、及び炭素の含有率が透磁率
に関係し【おり、その量が少ない糧道磁率が大きくなる
ことがわかった。
ーキ特性との関係を調べたところ、Ｅ３ｉ（シリコン）
の含有率が固有抵抗に関係しており、その量が少ない程
固有抵抗が小さくなること、及び炭素の含有率が透磁率
に関係し【おり、その量が少ない糧道磁率が大きくなる
ことがわかった。
各フライホイールの成分を分析した結果を表１に示した
。
。
第 １
炭素 ０，００３ ０．１６ ０．１８ ３．０４シリ
コン ０，０６ ０．１６ ０，５５ ２．１−ｒ７ガ
ｙ Ｏ，２００，５３１，５００，６５リン ０，０４
０．０４ ０．０６１イオウ ０．０４ ０．０４
０．００８８従って本発明者らは、負荷装置のうず電流
ブレーキを構成する場合、そのフライホイールの材料の
組成成分を規定することにより、特性の優れた、かつ小
電流で大きな負荷を得ることができるという結論に達し
た。
コン ０，０６ ０．１６ ０，５５ ２．１−ｒ７ガ
ｙ Ｏ，２００，５３１，５００，６５リン ０，０４
０．０４ ０．０６１イオウ ０．０４ ０．０４
０．００８８従って本発明者らは、負荷装置のうず電流
ブレーキを構成する場合、そのフライホイールの材料の
組成成分を規定することにより、特性の優れた、かつ小
電流で大きな負荷を得ることができるという結論に達し
た。
この結論に従かえば、フライホイールを鉄材料の中で炭
素及びシリコンの含有量が最も少ない純鉄を用いて構成
すれば一番良い特性かつ小電流で最大の負荷値を得るこ
とができる。
素及びシリコンの含有量が最も少ない純鉄を用いて構成
すれば一番良い特性かつ小電流で最大の負荷値を得るこ
とができる。
しかし、純鉄は市場では入手が困難であり、高価格であ
るので、本発明者らは、純鉄と近似した特性の得られる
鋳鋼を用いてフライホイールを製造したところ、はぼ満
足のゆく特性を得ることができた。この場合、フライホ
イールの回転トルクと市場での入手の容易さを考慮し、
市場で容易に入手できる構造用炭素鋼管（ＪＩＳに於て
ＳＴＫ又はＳＴＫＭとして定められているもの）を励磁
コイルに面する内周側部材とし、外周側をフライホイー
ル効果を生じさせるために、ねずみ鋳鉄により外周側部
利を製造しても、全体を鋳鋼により製造した場合とほぼ
同じ結果が得られることがわかった。但しこの場合、Ｓ
ＴＫ又はＳＴＫＭと呼ばれる構造用炭素鋼管の組成成分
がＪＩＳに於てはその上限が定められているのみである
ので、前記構造用炭素鋼管を使用する場合には規格品と
して製造された鋼管の中から所望の炭素及びシリコンの
含有率条件を満たすもの又は合致するものを選択しなけ
ればならない。
るので、本発明者らは、純鉄と近似した特性の得られる
鋳鋼を用いてフライホイールを製造したところ、はぼ満
足のゆく特性を得ることができた。この場合、フライホ
イールの回転トルクと市場での入手の容易さを考慮し、
市場で容易に入手できる構造用炭素鋼管（ＪＩＳに於て
ＳＴＫ又はＳＴＫＭとして定められているもの）を励磁
コイルに面する内周側部材とし、外周側をフライホイー
ル効果を生じさせるために、ねずみ鋳鉄により外周側部
利を製造しても、全体を鋳鋼により製造した場合とほぼ
同じ結果が得られることがわかった。但しこの場合、Ｓ
ＴＫ又はＳＴＫＭと呼ばれる構造用炭素鋼管の組成成分
がＪＩＳに於てはその上限が定められているのみである
ので、前記構造用炭素鋼管を使用する場合には規格品と
して製造された鋼管の中から所望の炭素及びシリコンの
含有率条件を満たすもの又は合致するものを選択しなけ
ればならない。
実施例として従来のねずみ鋳鉄により製造したフライホ
イールをＡ型とし、励磁コイルに対向する円周側を５Ｔ
Ｋ−５９から選択し、 その含有率がｌ＝０．１２チ以
下、５ｉ＝ｏ、３５チ以下）であり、外周部を前記ねず
み鋳鉄で作成した同心円２重構造をＢとし、それぞれの
特性を第３図から第９図に示した。
イールをＡ型とし、励磁コイルに対向する円周側を５Ｔ
Ｋ−５９から選択し、 その含有率がｌ＝０．１２チ以
下、５ｉ＝ｏ、３５チ以下）であり、外周部を前記ねず
み鋳鉄で作成した同心円２重構造をＢとし、それぞれの
特性を第３図から第９図に示した。
第３図及び第４図は従来及び本発明に係るうず電流ブレ
ーキのＷ−Ｉｓ％性である。第１図にて示した様に、同
じ印加電流値に於て、本発明に係るフライホイールを用
いた場合の方が大きな負荷力を得られると共ｋ、各回転
数に於ける負荷値間で差が少なく、その曲線が２乗曲線
で近似できる。
ーキのＷ−Ｉｓ％性である。第１図にて示した様に、同
じ印加電流値に於て、本発明に係るフライホイールを用
いた場合の方が大きな負荷力を得られると共ｋ、各回転
数に於ける負荷値間で差が少なく、その曲線が２乗曲線
で近似できる。
％に第３図に於【は４ Ｑ ｒｐｘｈ時の曲線が他の曲
線からかなりはずれ【いる。
線からかなりはずれ【いる。
第５図及び第６図は従来及び本発明に係る５ず電流ブレ
ーキのトルク−回転数特性である。うず電流ブレーキを
用いた負荷装置のペダルの実用回転数範囲を４０〜６０
ｒＦ！とじてその電流値及びトルクの変動範囲を比較し
たものを表２とし【示した。
ーキのトルク−回転数特性である。うず電流ブレーキを
用いた負荷装置のペダルの実用回転数範囲を４０〜６０
ｒＦ！とじてその電流値及びトルクの変動範囲を比較し
たものを表２とし【示した。
表 ２
従 来 本発明
０．４ （Ａ） ＋ ０．４ ＋ ０．１％−８，４チ
（８，２Ｗ）−（９，４Ｗ）０６３チ １．０ （Ａ） ＋ ０．６ ＋ ０．２ ％−□、６
チ（２２Ｗ） （２６Ｗ） ０．６チ １．４ （Ａ） ＋ １．４チ（３９，２Ｗ） ＋０゛
４％（４８，４Ｗ ）−３，２−１，４％ 以上の比較から容易に理解できるように、本発明に係る
負荷装置のフライホイール構成は、励磁コイルの電流値
を一定にした場合、フライホイールのペダルの実用回転
数範囲に於て従来例より格段に変動が少なく、かつ高出
力負荷を得ることができるものである。
（８，２Ｗ）−（９，４Ｗ）０６３チ １．０ （Ａ） ＋ ０．６ ＋ ０．２ ％−□、６
チ（２２Ｗ） （２６Ｗ） ０．６チ １．４ （Ａ） ＋ １．４チ（３９，２Ｗ） ＋０゛
４％（４８，４Ｗ ）−３，２−１，４％ 以上の比較から容易に理解できるように、本発明に係る
負荷装置のフライホイール構成は、励磁コイルの電流値
を一定にした場合、フライホイールのペダルの実用回転
数範囲に於て従来例より格段に変動が少なく、かつ高出
力負荷を得ることができるものである。
第７図及び第８図にトルク−励磁電流特性な各回転数を
基に示した。図中斜線で示した部分は回転数及びトルク
の実用回転数内での変動幅を示す図であり、正確に一定
負荷とする場合電流値を更に制御する等して補償しなけ
ればならない部分である。実用範囲としてトルクを５
［ｌ ｒｐｗｈ時６００Ｗの点である３８．８ｋｇ−α
以下と想定すると、第８図に示した斜線部分は第７図に
示した斜線部分と比較すると殆ど無視できる程度である
。このことは本発明のフライホイールを用いたうず電流
ブレーキは、外部からの特別な補償回路により補正する
ことなくはぼ励磁電流の２乗特性で実用範囲に於ける定
トルク特定を得ることができる。
基に示した。図中斜線で示した部分は回転数及びトルク
の実用回転数内での変動幅を示す図であり、正確に一定
負荷とする場合電流値を更に制御する等して補償しなけ
ればならない部分である。実用範囲としてトルクを５
［ｌ ｒｐｗｈ時６００Ｗの点である３８．８ｋｇ−α
以下と想定すると、第８図に示した斜線部分は第７図に
示した斜線部分と比較すると殆ど無視できる程度である
。このことは本発明のフライホイールを用いたうず電流
ブレーキは、外部からの特別な補償回路により補正する
ことなくはぼ励磁電流の２乗特性で実用範囲に於ける定
トルク特定を得ることができる。
第９図は本発明の負荷装置を使用したエル！メータ１０
を示す図であり、使用者がサドル１の上に乗り、足をペ
ダル２上に載置すると共にハンＰル３を握りながら屈伸
運動を行なうことにより、ペダルの駆動力はスダル軸上
の歯車からチェイン等を介して変速機４に伝達され、こ
こで好適に変速された後ベルト等を介してアクタ−ロー
タ５．６に伝達されている。
を示す図であり、使用者がサドル１の上に乗り、足をペ
ダル２上に載置すると共にハンＰル３を握りながら屈伸
運動を行なうことにより、ペダルの駆動力はスダル軸上
の歯車からチェイン等を介して変速機４に伝達され、こ
こで好適に変速された後ベルト等を介してアクタ−ロー
タ５．６に伝達されている。
負荷装置のうず電流ブレーキのフライホイールは同心円
２重構造であり、外周側ロータ５が従来のねずみ鋳鉄に
より、内周側ロータ６が構造用炭素鋼管（ＳＴＫ−５０
）の内からその組成成分の炭素の含有量０．１２％以下
、シリコンの含有量０．３５チ以下の選択された鋼管が
内ばめされており、この内周側ロータ６内部同心円上に
ステータ７が配設されている。ステータ７内には、図示
した場合、放射状に６個の励磁コイル８が設けられてい
る。
２重構造であり、外周側ロータ５が従来のねずみ鋳鉄に
より、内周側ロータ６が構造用炭素鋼管（ＳＴＫ−５０
）の内からその組成成分の炭素の含有量０．１２％以下
、シリコンの含有量０．３５チ以下の選択された鋼管が
内ばめされており、この内周側ロータ６内部同心円上に
ステータ７が配設されている。ステータ７内には、図示
した場合、放射状に６個の励磁コイル８が設けられてい
る。
これら複数個の励磁コイルは互いに直列接続されており
、その電流供給のための給電線両端は定電流駆動回路９
に接続されている。回路９は入・出力ボックス１１のテ
ンキーによる使用者の負荷値指示のデジタル値をアナロ
ノ値に変換するＤ−Ａコンノ２−夕と、Ｄ−Ａコンバー
タの出力を基にその平方根を供給電流指令値として発生
する平方根関数発生器と、その発生器の出力に応答し【
電源から励磁コイルへの供給電流を制御する定電流駆動
回路とから構成されている。更に電流駆動回路には励磁
コイルを付勢するための電流源が接続され【いる。
、その電流供給のための給電線両端は定電流駆動回路９
に接続されている。回路９は入・出力ボックス１１のテ
ンキーによる使用者の負荷値指示のデジタル値をアナロ
ノ値に変換するＤ−Ａコンノ２−夕と、Ｄ−Ａコンバー
タの出力を基にその平方根を供給電流指令値として発生
する平方根関数発生器と、その発生器の出力に応答し【
電源から励磁コイルへの供給電流を制御する定電流駆動
回路とから構成されている。更に電流駆動回路には励磁
コイルを付勢するための電流源が接続され【いる。
以上述べた様に、本発明に係るエル！メータの負荷装置
はうず電流ブレーキのフライホイールの材料の組成成分
のうち炭素及びシリコンの含有量を一定値以下とするこ
とにより、従来のものより格段に優れた定トルク特性を
得られると共に、その制御電流特定がほば２乗で近似す
ることができるので、従来の様に複雑な制御方法を使用
することなく、単に入力手段での指令値の平方根に基づ
（信号のみで、ペダルの実用回転数範囲に於て、負荷装
置を制御することができる。また本発明の負荷装置のう
ず電流ブレーキは従来と比較して、同一制御電流で高負
荷を得ることができるので、発熱が少なく、放熱を殆ど
考慮する必要がなく、装置を小型化できるものである。
はうず電流ブレーキのフライホイールの材料の組成成分
のうち炭素及びシリコンの含有量を一定値以下とするこ
とにより、従来のものより格段に優れた定トルク特性を
得られると共に、その制御電流特定がほば２乗で近似す
ることができるので、従来の様に複雑な制御方法を使用
することなく、単に入力手段での指令値の平方根に基づ
（信号のみで、ペダルの実用回転数範囲に於て、負荷装
置を制御することができる。また本発明の負荷装置のう
ず電流ブレーキは従来と比較して、同一制御電流で高負
荷を得ることができるので、発熱が少なく、放熱を殆ど
考慮する必要がなく、装置を小型化できるものである。
またフライホイール材料としてねずみ鋳鉄の外周側ロー
タ及び構造用炭素鋼管の内周側ロータを使用しているの
で市場で容易に入手可能でありかつ低価格である。
タ及び構造用炭素鋼管の内周側ロータを使用しているの
で市場で容易に入手可能でありかつ低価格である。
養に、本発明はインナーステータ、アウターロータとす
るととｋより、発熱体が回転する構造となるのでロータ
の回転による対流により放熱される。
るととｋより、発熱体が回転する構造となるのでロータ
の回転による対流により放熱される。
上記構成に於て、外周部ロータを内周部ロータに対して
単にフライホイール効果を付与するのみの目的で非鉄金
属部材、例えばコンクリート等により作成することもで
きる。
単にフライホイール効果を付与するのみの目的で非鉄金
属部材、例えばコンクリート等により作成することもで
きる。
更に、本発明に於ては詳述しなかったが、更に、ひずみ
計等のトルク検出手段を備えこの出力をマイクロコンピ
ュータに入力し演算補正することにより、上記本発明の
特徴を備えた。正確なエルゴメータを提供することがで
きる。
計等のトルク検出手段を備えこの出力をマイクロコンピ
ュータに入力し演算補正することにより、上記本発明の
特徴を備えた。正確なエルゴメータを提供することがで
きる。
又、実用回転数範囲を拡大する場合には、回転数補正を
行なうとよい。
行なうとよい。
第１図はフライホイール材質によるブレーキカー励磁電
流特性を示す図であり、 第２図は純鉄のブレーキカー励磁電流特性を示す図であ
り、 第６図及び第４図は従来及び本発明のＷ−Ｉｓ特性を示
す図であり、 第５図及び第６図は従来及び本発明のトルク−回転数特
性を示す図であり、 第７図及び第８図は従来及び本発明のトルク−励磁電流
特性を示す図であり、 第９図は本発明に係る負荷装置を備えたエルゴメータの
一実施例である。 （図中符号） １：サドル、２ ＋＋、５ダル、６：ハ
ンドル、４：変速機、５：外周側ロータ、６：内周側ロ
ータ、７：ステータ、８：励磁コイル、９：定電流駆動
回路、１０：自転車エルゴメータ、１１：入出力ボック
ス。 代理人 弁理士（８１０７）佐々木清隆（ほか３名） 特開昭ＧＯ−１６１７０（８）
流特性を示す図であり、 第２図は純鉄のブレーキカー励磁電流特性を示す図であ
り、 第６図及び第４図は従来及び本発明のＷ−Ｉｓ特性を示
す図であり、 第５図及び第６図は従来及び本発明のトルク−回転数特
性を示す図であり、 第７図及び第８図は従来及び本発明のトルク−励磁電流
特性を示す図であり、 第９図は本発明に係る負荷装置を備えたエルゴメータの
一実施例である。 （図中符号） １：サドル、２ ＋＋、５ダル、６：ハ
ンドル、４：変速機、５：外周側ロータ、６：内周側ロ
ータ、７：ステータ、８：励磁コイル、９：定電流駆動
回路、１０：自転車エルゴメータ、１１：入出力ボック
ス。 代理人 弁理士（８１０７）佐々木清隆（ほか３名） 特開昭ＧＯ−１６１７０（８）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）アウター四−夕と、インナーステータと、インナー
ステータ内に設けられた複数個の励磁コイルと、励磁コ
イルを付勢するための電流源とを備えたエルゴメータの
負荷装置であり【、前記アウターロータは炭素含有量０
．１２１以下及びシリコン含有量０．３５以下の鉄鋼材
料から構成されており、更に、所望負荷値を指示するた
めの指示手段と、前記指示手段の出力に応答し【所望負
荷値に対応する電流指令信号を発生する平方根性性信号
発生回路Ｅ、 前記発生回路の出力に応答して前記コイルに供給する電
流をｉ制御するために励磁コイル及び電流源間に設けら
れた定電流駆動回路とを備えていることを特徴とするエ
ルゴメータの負荷装置。 ２）前記アウターロータは２種類の鉄鋼材料から（１） なる同心円構造であり、その内周部−−タ材料は構造用
炭素鋼管（ＳＴＫ又はＳＴＫＭ）から選択された前記含
有量を満足する鋼管であり、鋳鉄材料からなる外周部レ
ータに挿入され【いることを特徴とする特許請求の範囲
第１項に記載のエルゴメータの負荷装置。 ３）前記同心円構造のアウターロータの外周部は任意の
非鉄部＠（コンクリート）からなり、内周部に対してフ
ライホイール効果を付与していることを特徴とする特許
請求の範囲第２項に記載のエルゴメータの負荷装置。 ４）更に、ひずみ計等のトルク検出手段を備えており、
特性信号発生回路の出力を補正して電流制御回路に入力
していることを特徴とする特許メータの負荷装置。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58123174A JPS6016170A (ja) | 1983-07-08 | 1983-07-08 | エルゴメ−タの負荷装置 |
| DE8484103091T DE3485165D1 (de) | 1983-07-08 | 1984-03-21 | Wirbelstrombremsen, lastvorrichtungen und ergometer. |
| EP90103652A EP0379227B1 (en) | 1983-07-08 | 1984-03-21 | Method of obtaining optimum load value for a user of an exercise device |
| AT84103091T ATE68640T1 (de) | 1983-07-08 | 1984-03-21 | Wirbelstrombremsen, lastvorrichtungen und ergometer. |
| AT90103652T ATE83386T1 (de) | 1983-07-08 | 1984-03-21 | Verfahren zum erhalten eines optimalen belastungswertes fuer einen uebungsgeraetbenutzer. |
| DE9090103652T DE3486014T2 (de) | 1983-07-08 | 1984-03-21 | Verfahren zum erhalten eines optimalen belastungswertes fuer einen uebungsgeraetbenutzer. |
| EP84103091A EP0131088B1 (en) | 1983-07-08 | 1984-03-21 | Eddy current brakes, loading devices and ergometers |
| KR1019840003992A KR920004800B1 (ko) | 1983-07-08 | 1984-07-07 | 자전거 에르고미터 및 에디 전류 브레이크 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58123174A JPS6016170A (ja) | 1983-07-08 | 1983-07-08 | エルゴメ−タの負荷装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6016170A true JPS6016170A (ja) | 1985-01-26 |
| JPS6350952B2 JPS6350952B2 (ja) | 1988-10-12 |
Family
ID=14854013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58123174A Granted JPS6016170A (ja) | 1983-07-08 | 1983-07-08 | エルゴメ−タの負荷装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6016170A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1120107C (zh) * | 1997-05-14 | 2003-09-03 | 株式会社岛野 | 钢丝索操纵的控制装置 |
| CN101222167B (zh) | 2007-01-11 | 2010-10-06 | 捷贸电机工业股份有限公司 | 配合具有飞轮的室内健身器使用的发电单元 |
-
1983
- 1983-07-08 JP JP58123174A patent/JPS6016170A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1120107C (zh) * | 1997-05-14 | 2003-09-03 | 株式会社岛野 | 钢丝索操纵的控制装置 |
| CN101222167B (zh) | 2007-01-11 | 2010-10-06 | 捷贸电机工业股份有限公司 | 配合具有飞轮的室内健身器使用的发电单元 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6350952B2 (ja) | 1988-10-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4817938A (en) | Bicycle ergometer and eddy current brake therefor | |
| US4141248A (en) | Ergometers | |
| US10704687B2 (en) | Automatic transmissions and methods therefor | |
| US4084810A (en) | Energy absorbing unit for physical exercising devices | |
| US4800310A (en) | Bicycle ergometer and eddy current brake therefor | |
| US5165278A (en) | Cycle ergometer | |
| WO2008002644A2 (en) | Closed-loop power dissipation control for cardio-fitness equipment | |
| US4231092A (en) | Method and system for electronic simulation of a freewheel | |
| KR850001429A (ko) | 자전거 에르고미터 및 에디 전류 브레이크 | |
| PL156002B1 (pl) | Sposób sterowania rafinerem wytwarzajacym papier i urzadzenie do sterowania rafinerem PL PL | |
| JPH0439608B2 (ja) | ||
| JPS6350952B2 (ja) | ||
| Vandewalle et al. | Friction-loaded cycle ergometers: Past, present and future | |
| JPS6016169A (ja) | うず電流ブレ−キ | |
| Lanooy et al. | A hyperbolic ergometer for cycling and cranking | |
| JPS6014876A (ja) | トレ−ニング装置 | |
| US6213908B1 (en) | Gear type automated torque converter | |
| JPH0739606A (ja) | 運動負荷装置 | |
| JP6886603B2 (ja) | 電動機の制御装置 | |
| US4576051A (en) | Ergometer having an eddy current brake serving as a loading device | |
| TWM624540U (zh) | 健身器材的馬達阻力控制構造 | |
| KR100992777B1 (ko) | 하이브리드 차량용 동력 발생 기관의 제어 장치 | |
| US2348175A (en) | Torque tester | |
| EP0076679B1 (en) | Control of motor vehicle transmission | |
| US4746846A (en) | Direct current motor control, and uses to measure force, and with a physical exercise device |