JPS6231216B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はダンパ、特に健康増進器具等の負荷装
置として用いるに好適な粘性ダンパに関する。

健康増進のための補助手段として自転車形式の
健康増進器が提案され、すでに製品化されている
ことは知られている。ところで、この種健康増進
器の負荷装置としては、固体摩擦力を用いるもの
が大部分であり、抵抗力の長期安定性の面からみ
ると、必ずしも満足し得るものではない。一方、
液体を用いた液体抵抗方式の負荷装置も提案され
ており、例えば粘性ダンパは回転角速度と抵抗
力、即ちトルクとが比例関係にあるため、この種
負荷装置としては好ましい。しかし乍ら、ペダル
を利用する足踏式健康増進器を想定するならば、
ペダルクランクの上下死点付近では、抵抗力が小
さくなり、それ以外のところでは抵抗力が大きく
なるようにすることが、運動自体に合つた形態と
なる。また、利用する個人により体力差があり、
各人が夫々最適な状態で体力増進を図り得るよう
に、回転速度以外にも抵抗力が変化する手段を付
加することが好ましい。

本発明は前記諸点に鑑みなされたものであり、
その目的とするところは、回転位置により抵抗力
を異らせられ得、加えて、必要により、抵抗力可
変手段を付加し得、特に健康増進器具の負荷装置
として適用するに好ましいダンパを提供すること
にある。前記目的は、本発明によれば、内壁面が
円柱状の空間を形成している枠体と、前記円柱状
の空間に充填された高粘性の流体と、前記内壁面
に設けられた凹所と、前記円柱状の空間の直径よ
りも小さい外径を有した長径部及び当該長径部よ
りも小さい外径を有した短径部を有しており、前
記円柱状の空間の軸心を中心として当該空間内で
回転自在となるように前記枠体に支持された回転
体と、この回転体に前記回転を行わせるべく当該
回転体に連結されたクランク装置とからなり、前
記クランク装置が上死点及び下死点に夫々位置す
る際、前記回転体の前記高粘性の流体に対する粘
性剪断力を減じるように、前記短径部が前記凹所
を除く前記内壁面の部位に対向して位置し、前記
長径部が当該内壁面の前記部位を除く当該凹所に
対向して位置するように構成された健康増進器具
用ダンパによつて達成される。

次に本発明による好ましい一具体例を図面に基
づいて説明する。

第１図ないし第３図において、１は、ハンドル
２、サドル３等が装着されたフレームであり、フ
レーム１には、ダンパ４を介してペダルクランク
５が取り付けられている。フレーム１に固着され
たダンパ４は、密閉された円筒状枠体６と、枠体
６内に設けられた回転体７とからなる。枠体６は
円筒部８と、円筒部８の両端面を閉塞する蓋９及
び１０とからなり、蓋９及び１０のほぼ中心を貫
通してクランク５に連結された回転軸１１が伸長
しており、軸１１にピン１２等の手段でもつて回
転体７が固着されている。円筒部８の円筒内面１
３には、対向して凹部１４及び１５が設けられて
おり、また、円筒部８の内壁面としての内面１３
は、回転体７の軸方向Ａに関して、内径ａと、内
径ａより小な内径ｂとを有して形成されている。
即ち内面１３によつて、円柱状の空間が形成され
ている。回転体７は、径Ｄを有する長径部として
の大径部１６と、径ｄ（Ｄ＞ｄ）を有する短径部
としての小径部１７とからなり、大径部１６は、
外面１８が凹所１４及び１５以外で内径ｂを有す
る円筒部６の内面１３に近接するよに形成されて
いる。枠体６で規定される室１９には、流体とし
ての油液、好ましくはシリコーン油等の高粘性油
液が封入されており、回転体７の回転による粘性
剪断力で回転体７に回転抵抗力が生じる。室１９
において、蓋９と回転体７との間には、コイルス
プリング２０が装着されており、スプリング２０
の伸長力により、蓋９と回転体７とが互いに逆方
向に付勢されている。２１は、蓋１０から突出さ
れた円筒状突起であり、突起２１の外面には、螺
合部２２が設けられており、突起２１には、螺合
部２２を介して調整手段としての調整用キヤツプ
２３が螺合している。キヤツプ２３は、軸１１に
嵌着された止め環２４と係合しており、キヤツプ
２３の軸１１を中心とする回転により、軸方向Ａ
における枠体６と回転体７との相対位置が変化さ
れる。枠体６と回転体７との相対位置変化で外面
１８と内径ｂを有する円筒部８の内面１３との重
ね合い状態が変化し、回転体７の回転において、
回転体７に対する抵抗力が変化する。

このように構成されたダンパ４を有する健康増
進器３１では、クランク５に取り付けられたペダ
ル３２を踏むことにより、軸１１が回転されて回
転体７が室１９内で回転され、回転体７の回転に
よる室１９内の油液の粘性剪断力で、回転体７に
抵抗力が生じる。ここで、ペダル３２の夫々が上
死点及び下死点に位置される際に、回転体７の大
径部１６の外面１８が夫々凹所１４及び１５に面
するように、クランク５を軸１１に固着すると、
ペダル３２の踏み込みによる回転体７の回転にお
いて、ペダル３２が夫々上死点及び下死点に位置
される際には、凹所１４及び１５により、回転体
７に対する抵抗力は少なくなり、ペダル３２が
夫々上死点と下死点との間に位置される際には、
大径部１６の外面１８が円筒部８の内面に近接し
て回転体７が回転されるため、回転体７に対する
抵抗力は大となる。即ち、ダンパ４によれば、ペ
ダル３２に対する踏み込みによる発生トルクが小
である位置では、抵抗力を同じく小とし得、一
方、ペダル３２に対する踏み込み力が大である位
置では、抵抗力を大とし得ると共に、抵抗力を回
転速度に比例させられるため、健康増進器３１に
好適な負荷装置となる。また、ダンパ４において
は、キヤツプ２３を回転させることにより、大径
部１６の外面１８と内径ｂを有する円筒部８の内
面１３との対向面量を増減し得るため、回転体７
の回転において、回転体７に対する抵抗力を増減
し得、これにより、体力差に合つた健康増進器３
１を提供し得る。

次に本発明による他の好ましい具体例を第１
図、第４図ないし第６図に基づいて説明する。ダ
ンパ４０は、取り付け用フランジ４１を有する円
筒状枠体４２と、枠体４２内に設けられた回転体
４３とからなる。枠体４２は、円筒部４４と、円
筒部４４の一端面を閉塞する蓋４５とからなり、
蓋４５のほぼ中心を貫通してクランク５に連結さ
れた回転軸１１が伸長しており、軸１１には、ピ
ン４６等の手段でもつて回転体４３が固着されて
いる。円筒部４４の内壁面としての円筒内面４７
には、対向して凹所４８及び４９が設けられてお
り、また円筒部４４の内面４７は、内径ａと、内
径ａより小な内径ｂとを軸方向Ａにおいて有して
形成されている。即ち内面４７によつて、円柱状
の空間が形成されている。回転体４３は、径Ｄの
長径部としての大径部５０と径ｄ（Ｄ＞ｄ）の短
径部としての小径部５１とからなる環状突起５２
を筒状本体５３に一体的に有して形成されてお
り、大径部５０は、外面５４が凹所４８及び４９
以外で、内径ｂを有する円筒部４４の内面４７に
近接するように形成されている。枠体４２で規定
される密閉された室５５には、流体としての油
液、好ましくは高粘性油液が封入されており、回
転体４３の回転による粘性剪断力で回転体４３に
回転抵抗力が生じる。軸１１がほぼ中心を貫通す
る本体５３には、室５５を液密にすべく、シール
リング５６が嵌着されており、リング５６によ
り、回転体４３と枠体４２との間の間隙を通る油
液の漏出が防止される。同様に、回転体４３の円
板状壁５７には、シールリング５８が装着されて
おり、シールリング５８により、軸１１と回転体
４３との間の間隙を通る油液の漏出が防止され
る。軸１１には、調整手段としての調整用軸受５
９が装着されており、軸受５９の外面には、螺合
部６０が設けられており、螺合部６０において軸
受５９には、蓋４５から室５５に延設された枠体
４２の筒状突起６１が螺合している。突起６１と
軸受５９との間及び軸受５９と軸１１との間に
は、夫々シールリング６２及び６３が設けられて
おり、これにより室５５が液密に保持されてい
る。軸受５９は軸１１に固着された突起６４と係
合しており軸受５９には止め環６５が嵌着されて
おり、止め環６５と突起６４とにより、軸１１に
対する軸受５９の軸方向Ａにおける位置が固定さ
れている。軸受５９は、軸１１を中心として回転
し得るように形成されており、軸受５９を回転す
ることにより、軸方向Ａにおける枠体４２と回転
体４３との相対位置を変化し得る。枠体４２と回
転体４３との相対位置変化で、外面５４と内径ｂ
を有する円筒部４４の内面４７との対向面量が増
減し、回転体４３の回転における回転体４３に対
する抵抗力が変化する。６６は、枠体４２に取り
付けられたアキユムレータであり、アキユムレー
タ６６の内部は、可撓性部材６７により２つの室
６８及び６９に画成されており、室６８には高圧
ガスが封入されており、室６９は室５５に連通さ
れており、室６９には、室５５と同様に油液が封
入されている。アキユムレータ６６は、軸受５９
が回転されて、枠体４２と回転体４３との相対位
置が変化された場合に増減する室５５の容積を補
償すべく設けられており、室５５の容積が増大す
る場合には、アキユムレータ６６の室６９から油
液が室５５に流出され、室５５の容積が減少する
場合には、室５５から油液が室６９に流出され
る。尚、室６９に対する油液の流出入において、
可撓性部材６７は変形され、室６８内の高圧ガス
は圧縮、膨張される。

このように構成されたダンパ４０もダンパ４と
同様に動作し、例えば健康増進器３１に適用する
と、ペダル３２の踏み込みにより、軸１１が回転
されて回転体４３が回転されると、回転体４３の
回転による室５５内の油液の剪断力で、回転体４
３に抵抗力が生じる。また、回転体４３の回転に
おいて、ペダル３２が夫々上死点及び下死点に位
置される際には、凹所４８及び４９により、回転
体４３に対する抵抗力は少なくなり、ペダル３２
が夫々上死点と下死点との間に位置される際に
は、大径部５０の外面５４が円筒部４４の内面に
近接して回転体４３が回転されるため、回転体４
３に対する抵抗力は大となる。尚、シールリング
５６の枠体４２への接触により、回転体４３には
同様に抵抗力が生じる。更に、ダンパ４０におい
ては、軸受５９を回転させることにより、大径部
５０の外面５４と径ｂを有する円筒部４４の内面
４７との対向面積を増減し得るため、回転体４３
の回転において、回転体４３に対する抵抗力を増
減し得る。

尚、前記具体例では、凹所を対向して２個設け
たが、本発明はこれに限定されず、一個でもよ
く、また、アキユムレータに代えて、空気室７０
を室５５に設けて、空気室７０により室５５の容
積変化を補償するようにしてもよく、この場合空
気室７０側には必ずしも凹所を設ける要はない。
加えて、本発明によるダンパは、自転車形式の健
康増進器に適用されるものに限らず、他の形式の
健康増進器も適用され得る。

前記の如く、本発明によれば、回転位置により
抵抗力を異らせられ得、また簡単な操作により抵
抗力を可変設定し得るため、健康増進器具の負荷
装置として好ましく適用し得る。更に、本発明に
よれば、クランク装置が上死点及び下死点に夫々
位置する際、回転体の短径部が枠体の凹所を除く
内壁面の部位に対向して位置し、回転体の長径部
が当該内壁面の前記部位を除く当該凹所に対向し
て位置するため、前記回転体の高粘性の流体に対
する粘性剪断力を低下させ得、即ち当該クランク
装置の前記位置に於いて、当該クランク装置の回
転に要するトルクを小さくすることができ、例え
ばペダルを備えたクランク装置を用いる自転車タ
イプの健康増進器具に本発明のダンパを適用する
場合、ベダルの踏込みによる発生トルクが一番小
さい、クランク装置の上死点及び下死点の位置に
於いて、クランク装置の回転に要するトルクを小
さくすることができ、換言すると脚に対して無理
な負担をかけることの無いトルク変化特性を有し
たダンパとし得、本来の目的である、健康増進の
為の運動を長時間に亙つて無理なく行い得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による好ましい一具体例が適用
された健康増進器の側面図、第２図は第１図に示
す健康増進器に適用した本発明による一具体例の
断面図、第３図は第２図に示す具体例の断面図、
第４図は第１図に示す健康増進器に適用し得る本
発明による好ましい他の具体例の断面図、第５図
は第４図に示す具体例の断面図、第６図は第４図
に示す回転体の斜視図である。 ６……枠体、７……回転体、１４，１５……凹
所、１６……大径部、１７……小径部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内壁面が円柱状の空間を形成している枠体
   と、前記円柱状の空間に充填された高粘性の流体
   と、前記内壁面に設けられた凹所と、前記円柱状
   の空間の直径よりも小さい外径を有した長径部及
   び当該長径部よりも小さい外径を有した短径部を
   有しており、前記円柱状の空間の軸心を中心とし
   て当該空間内で回転自在となるように前記枠体に
   支持された回転体と、この回転体に前記回転を行
   わせるべく当該回転体に連結されたクランク装置
   とからなり、前記クランク装置が上死点及び下死
   点に夫々位置する際、前記回転体の前記高粘性の
   流体に対する粘性剪断力を減じるように、前記短
   径部が前記凹所を除く前記内壁面の部位に対向し
   て位置し、前記長径部が当該内壁面の前記部位を
   除く当該凹所に対向して位置するように構成され
   た健康増進器具用ダンパ。 ２ 前記空間の直径が、第１の値とこの第１の値
   よりも大なる第２の値とを、当該空間の軸心方向
   において有すべく、前記内壁面が形成されてお
   り、前記長径部の外径は、前記空間の直径の第１
   の値よりも小さく、前記空間の軸心方向における
   前記第１の値の直径を有する前記空間での前記長
   径部の占有する量を変化し得るように、前記枠体
   に対する当該回転体の位置を、当該軸心方向に関
   して調整する調整手段が設けられている特許請求
   の範囲第１項に記載の健康増進器具用ダンパ。 ３ 前記枠体に対する前記回転体の位置調整に際
   し、前記円柱状の空間に充填された高粘性の流体
   が流出入するアキユムレータが当該枠体に設けら
   れている特許請求の範囲第２項に記載の健康増進
   器具用ダンパ。 ４ 前記高粘性の流体が充填されている前記枠体
   内に、空気室が設けられている特許請求の範囲第
   ２項に記載の健康増進器具用ダンパ。