JP2000325496A

JP2000325496A - ペダル式回動運動装置

Info

Publication number: JP2000325496A
Application number: JP11135318A
Authority: JP
Inventors: Kiyotsugu Fukui; 清緝福井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-05-17
Filing date: 1999-05-17
Publication date: 2000-11-28

Abstract

(57)【要約】【課題】ペダル６及び７の１回動中における踏下げ力
を略一定として目標のクランク軸トルクに滑らかに漸近
させることができるペダル式回動運動装置を提供するこ
とを目的とする。【解決手段】クランク軸８のクランク軸トルクに対し
て目標値を設定し、この目標値と計測されたクランク軸
トルクとを比較し、この比較結果に基づいてクランク軸
トルクの計測値を漸増又は漸減させた値を新たな負荷ト
ルクとして設定することによりクランク軸トルクを目標
値に漸近させるようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、筋力によって抵
抗に抗してペダルを回動させることによって人に運動効
果を与えるペダル式回動運動装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】従来のペダル式回動運動装置としては、
例えば実願昭５９−９９０８号（実開昭６０−１２２１
３１号公報）の明細書及び図面で開示されたものがあ
る。図１８は、上記出願内容と同様なペダル式回動運動
装置１を示す。即ち、人は、本体フレーム２に立設され
たサドル４に跨乗し、ハンドル３を把持して足をペダル
６及び７の踏面に載置して踏み下げることにより、クラ
ンク軸８にクランク軸トルクを発生させる。また、この
クランク軸８には小プーリ１１が固着されていてペダル
６及び７の回動によって回動する。一方、本体フレーム
２には大プーリ１３が回動自在に軸支され、Ｖベルト１
２を介して小プーリ１１によって駆動される。この大プ
ーリ１３には渦電流式ブレーキ１４が係合していて、設
定手段２１で設定することにより、負荷トルク制御器２
５を介して任意の負荷トルクを発生させることができ
る。

【０００３】ところで、負荷（Ｗ）＝負荷トルク（Ｔ）
×ペダル回動数（Ｎ）であり、従って、負荷トルク
（Ｔ）＝負荷（Ｗ）／ペダル回動数（Ｎ）となる。ペダ
ル回動数（Ｎ）を回動計２４で検出し、その変動に応じ
て渦電流式ブレーキ１４の励磁電流を変動させることに
より、回動数（Ｎ）に追従させて負荷（Ｗ）を変化さ
せ、これにより負荷トルク（Ｔ）が一定となるように制
御されていた。これに対し、クランク軸トルクは、図１
８に示すようにペダル６が垂直方向に対して回動角度θ
だけ時計方向に回動したとする。このペダル６を垂直方
向に一定力Ｆで踏み下げたとすると、ギヤクランク６ａ
の長さをＬとしてクランク軸トルクＴｃ＝Ｌ・Ｆｓｉｎ
θとなる。即ち、θ＝０゜である上死点とθ＝１８０゜
である下死点では共にＴｃ＝０となる。このように、踏
下げ力を一定とした場合、ペダル６、７が１回動する間
にクランク軸トルクは大きく変動する。

【０００４】このようなクランク軸トルクの変動に対
し、従来は、ペダル６、７の回動角度に応じて負荷トル
クを変動させていなかったので、ペダル６、７の上死点
及び下死点では極端に重くなっていた。そこで、こうし
た極端な変動を軽減するために、大プーリ１３にフライ
ホイール効果を与え、小さいクランク軸トルクで各死点
を通過できるようにしていた。しかし、クランク軸トル
クの変動に対する根本対策ではないので、起動時は各死
点で依然として大きな踏下げ力を必要とした。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のペダル式回動運
動装置は、上記のとおり負荷トルクがペダル６、７の回
動角度に無関係に一定であった。このように一定の負荷
トルクに抗してペダル６、７を回動させる場合、上死点
では大きな踏下げ力を必要とし、上死点から９０゜回動
したときは最小の踏下げ力となって大きく変動する。筋
力訓練は、個人毎に筋力目標が設定されるが、この筋力
目標は、通常１回動中の最大値で設定されるため、筋力
のばらつきが大きい場合は平均的筋力はかなり低くな
る。このため、踏下げ力の変動の著しい従来のペダル式
回動運動装置による筋力訓練では、筋力のばらつきが大
きく、しかも平均的筋力が低くなって、運動効果が低
い、という問題があった。

【０００６】この発明は、上記問題点を解決するために
なされたものであり、略一定の踏下げ力でペダルを踏込
んだときのクランク軸トルクを測定し、負荷トルクを上
記測定されたクランク軸トルクの波形に合わせて変化さ
せ、かつ、上記測定値を漸増又は漸減した値を新たに負
荷トルクとして設定するようにして、ペダルの１回動中
における踏下げ力を略一定として目標のクランク軸トル
クに滑らかに漸近させることができるペダル式回動運動
装置を提供することを目的とする。また、この発明は、
クランク軸の回動数を検出し、この検出結果に基づいて
負荷トルクを増減させて設定回動数に一致させた状態で
ペダルの踏下げ力一定の筋力訓練が可能となるペダル式
回動運動装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係る第１のペ
ダル式回動運動装置は、ペダルを踏み下げることにより
ペダルの位置によって変化するクランク軸トルクをクラ
ンク軸に発生させ、このクランク軸トルクの変動に合せ
て任意設定された値の負荷トルクに抗して回動体を回動
させることにより人の運動の用に供されるペダル式回動
運動装置であって、クランク軸トルクに対して目標値を
設定し、この目標値と計測されたクランク軸トルクとを
比較し、この比較結果に基づいてクランク軸トルクの計
測値を漸増又は漸減させた値を新たな負荷トルクとして
設定することによりクランク軸トルクを目標値に漸近さ
せるようにしたものである。

【０００８】この発明に係る第２のペダル式回動運動装
置は、クランク軸の回動数に対して目標値を設定し、こ
の目標値と計測された回動数とを比較し、この比較結果
に基づいて計測されたクランク軸トルクを漸増又は漸減
して得られた値を新たな負荷トルクとして設定すること
により回動数を目標値に漸近させるようにしたものであ
る。

【０００９】この発明に係る第３のペダル式回動運動装
置は、クランク軸の回動数に対して目標値を設定し、こ
の目標値を上回った場合は、負荷トルクを漸増させて目
標値の下でクランク軸を回動するようにしておいて、ク
ランク軸が回動するごとに負荷トルクを漸増させてい
き、クランク軸の回動数が目標値よりも減少したときの
クランク軸トルクを最大のクランク軸トルクとしてトル
ク波形表示手段に表示するようにしたものである。

【００１０】この発明に係る第４のペダル式回動運動装
置は、運動者の生体情報に対して目標値を設定し、この
目標値と検知された生体情報とを比較し、この比較結果
に基づいてクランク軸トルクの計測値を漸増又は漸減さ
せた値を新たな負荷トルクとして設定することにより運
動者の生体情報を目標値に漸近させるようにしたもので
ある。

【００１１】この発明に係る第５のペダル式回動運動装
置は、ペダルに帯体が設けられ、踏面を踏み下げること
によってペダルを上死点から下死点まで半回動させ、帯
体を足の甲に当ててペダルを引き上げることにより下死
点から上死点まで半回動させることにより、それぞれペ
ダルの位置によって変化するクランク軸トルクを上記ク
ランク軸に発生させ、このクランク軸トルクの変動に合
せて任意設定された値の負荷トルクに抗して回動体を回
動させることにより人の運動の用に供されるペダル式回
動運動装置であって、クランク軸トルクに対して半回動
ごとにそれぞれ目標値を設定し、この目標値と計測され
たクランク軸トルク値とを半回動ごとにそれぞれ比較
し、この比較結果に基づいてクランク軸トルクの計測値
を半回動ごとにそれぞれ漸増又は漸減させた値を新たな
負荷トルクとしてそれぞれ設定することによりクランク
軸トルクを半回動ごとに目標値にそれぞれ漸近させるよ
うにしたものである。

【００１２】この発明に係る第６のペダル式回動運動装
置は、第１又は第５のペダル式回動運動装置において、
クランク軸トルクの目標値に対する計測値の最大値の比
を演算し、この演算結果から得られた所定の係数を計測
値に乗算し、この乗算結果を新たな負荷トルクとして設
定することによりクランク軸トルクを目標値に漸近させ
るようにしたものである。

【００１３】この発明に係る第７のペダル式回動運動装
置は、第１から第５のいずれかのペダル式回動運動装置
において、ペダルを回動する際に人が跨座するサドル
と、このサドルの前方に人が把持するハンドルとを本体
フレームに立設したものである。

【００１４】この発明に係る第８のペダル式回動運動装
置は、第１から第５のいずれかのペダル式回動運動装置
において、本体フレームのペダル装着部の後方に低床部
を設け、この低床部に人が横行可能な空間を隔てて椅子
を載置し、この椅子に座ってペダルを回動するようにし
たものである。

【００１５】この発明に係る第９のペダル式回動運動装
置は、第８のペダル式回動運動装置において、椅子の両
側にペダルを回動する際に人が把持する把持体を取り付
けたものである。

【００１６】この発明に係る第１０のペダル式回動運動
装置は、第８のペダル式回動運動装置において、椅子の
前方の本体フレームにペダルを回動させる際に人が把持
するハンドルを立設したものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】実施の形態１．実施の形態１は、
略一定の力でペダルを踏み下げてクランク軸に正弦波状
のクランク軸トルクＸを発生させ、このクランク軸トル
クＸに合わせて負荷トルクＸｐを発生させ、かつ、この
負荷トルクＸｐを漸増又は漸減させることにより、ペダ
ル６及び７の踏下げ力を一定にしてクランク軸トルクＸ
を目標値Ｙに漸近させるようにしたものである。図１か
ら図６は、この発明の実施の形態１を示す。図におい
て、１はペダル式回動運動装置を示し、２は本体フレー
ム、３は本体フレーム２に立設されたハンドル、４はハ
ンドル３の後方の本体フレーム２に立設されて人が跨座
するサドルである。詳細を図２に示し、５は本体フレー
ム２内に収納された第１ギヤ、６は第１ギヤ５の一側に
設けられたギヤクランク６ａの端部に取り付けられて回
動するペダル、７は第１ギヤ５の他側でペダル６と１８
０゜ずれた位置に設けられたギヤクランク７ａの端部に
取り付けられて回動するペダル、８は本体フレーム１に
回動自在に軸支されたクランク軸で、第１ギヤ５が固着
されてギヤクランク６ａ及び７ａを介してそれぞれペダ
ル６及び７によって駆動される。

【００１８】詳細を図３に示し、９は第１ギヤ５と歯合
する第２ギヤ、９ａは第２ギヤ９を遊貫して本体フレー
ム１に回動自在に軸支された軸、１０は軸９ａを介して
軸支されたトルク計測手段であって、一側に第２ギヤ９
が固着され、他側には小プーリ１１が固着されており、
トルクが第２ギヤ９から小プーリ１１へ伝達される際に
トルク計測手段１０に歪が発生し、この歪量を歪ゲージ
で、又はインダンタンスの変化として検出し、印加され
るトルク値に比例した電圧値を出力することにより、ク
ランク軸トルクを計測する。１２は小プーリ１１に巻き
掛けられたＶベルトである。

【００１９】詳細を図４に示し、１３ａは本体フレーム
２に回動自在に軸支された軸、１３は軸１３ａ固着され
た回動体であって、ここではＶベルト１２が巻き掛けら
れた大プーリが使用される。１４は大プーリ１３に係合
して任意設定された値の負荷トルクを生じさせるトルク
発生手段で、電磁式トルク発生器が使用される。即ち、
固定部１４ａは本体フレーム２に固着され、この固定部
１４ａに内包された回動部１４ｂは軸１３ａに固着され
て、内部に磁粉が封入されている。更に、固定部１４ａ
にはコイル１４ｃが装着されていて、このコイル１４ｃ
を付勢することにより電流に比例した負荷トルクが軸１
３ａに発生し、ペダル６及び７によるクランク軸トルク
に対する負荷トルクとなる。

【００２０】２１はハンドル３に装着された設定手段
で、ここではクランク軸トルクに対して目標値を設定す
る設定手段である。２２はギヤクランク７ａに取り付け
られた突起片、２３はこの突起片２２と対向する毎にパ
ルス信号を発するセンサ、２４は軸９ａが所定の微小角
度回動する毎にパルス信号を発する回動計で、円周に沿
って鋸歯状に細隙が刻まれて軸９ａに固着されて回動す
る円板２４ａと、円板２４ａの細隙を計数するカウンタ
２４ｂとからなる。従って、センサ２３のパルス信号を
始点とするカウンタ２４ｂの計数値からペダル６及び７
の回動角度を検知できる。

【００２１】２５はトルク発生手段１４の負荷トルクを
制御する負荷トルク制御手段で、詳細を図５に示す。設
定手段２１には、クランク軸トルクの目標値Ｙが設定さ
れる。３１は正弦波状のクランク軸トルクの計測値の最
大値Ｘを、その時のペダル６及び７の回動角度と共に検
出するピークホールド回路からなる最大トルク検出回
路、３２は上記回動角度における目標値Ｙに対する計測
値の最大値Ｘの比Ａ、即ちＡ＝Ｘ／Ｙを演算する倍率演
算回路、３３は演算結果から計測値Ｘに乗ずる係数αを
演算する係数演算回路、３４は係数αを次にペダル７が
一回動し終える迄記憶するメモリ、３５は前回の計測値
Ｘを、回動角度と共に一回動に亙って記憶するメモリ、
３６は電圧値で計測された計測値Ｘを等価な電流値に変
換する変換回路、３７は計測値Ｘに係数αを乗じた値負
荷トルクをトルク発生手段１４に発生させるパワーアン
プである。

【００２２】次に、図５及び図６に従って動作について
述べる。回動角度が０゜から３６０゜のとき設定手段２１には、クランク軸トルクの目標値Ｙが設定
されているとする。メモリ３４及びメモリ３５は、トル
ク発生手段１４が、図６に符号Ｘｐ１で示すとおり、ペ
ダル７の回動角度０゜から３６０゜に亙って低レベルの
正弦波状の負荷トルクを発生するように初期設定されて
いる。ペダル６及び７を略一定の力で踏み込んで図６に
符号Ｘ１で示すクランク軸トルクを発生させて負荷トル
クＸｐ１に抗してペダル６又は７を１回動させる。この
ときのクランク軸トルクＸ１がメモリ３５に記録され
る。また、最大値は目標値ＹよりもΔ１だけ小さい。こ
こで、倍率演算回路３２は、Ａ＜０．９５を出力したと
すると、係数演算回路３３は係数α１＝１．０５を演算
してメモリ３４に記録して次回に備える。

【００２３】回動角度が３６０゜から７２０゜のときメモリ３５にはクランク軸トルクＸ１が記録されてお
り、メモリ３４には係数α１が記録されている。このた
め、トルク発生手段１４は、回動計２４から回動角度が
出力される毎にメモリ３５からは対応する角度のクラン
ク軸トルクＸ１が出力される。また、メモリ３４には係
数α１（＝１．０５）が出力される。パワーアンプ３７
では両者が乗算され、この乗算値（α１・Ｘ１）が、ト
ルク発生手段１４から負荷トルクＸｐ２として発生す
る。ペダル７はクランク軸トルクＸ２によって負荷トル
クＸｐ２に抗して１回動する。また、このクランク軸ト
ルクＸ２は、回動計２４からの回動角度と共にメモリ３
５に記録される。クランク軸トルクＸ２は最大値が目標
値Ｙに対してΔ２だけ小さい。このため、係数α２も同
様にα２＞１となり、この値がメモリ３４に記録され
る。

【００２４】回動角度が７２０゜から１０８０゜のときメモリ３５にはクランク軸トルクＸ２が記録されてお
り、メモリ３４には係数α２が記録されている。上記の
とおり、回動計２４から回動角度が出力される毎にメモ
リ３５からは対応する角度のクランク軸トルクＸ２が出
力される。パワーアンプ３７からはメモリ３４に記録さ
れている係数α２との乗算結果（＝α２・Ｘ２）が出力
され、トルク発生手段１４からは負荷トルクＸｐ３が出
力される。クランク軸トルクＸ３によって負荷トルクＸ
ｐ３に抗してペダル７が１回動する。このクランク軸ト
ルクＸ３は、回動計２４からの回動角度と共にメモリ３
５に記録される。ところで、クランク軸トルクＸ３は最
大値が目標値Ｙに対してΔ３だけ大きい。このため、係
数α３はα３＜１となり、この値がメモリ３４に記録さ
れる。

【００２５】回動角度が１０８０゜から１２６０゜のと
き同様に、パワーアンプ３７からは乗算結果（＝α３・Ｘ
３）が出力され、トルク発生手段１４からは負荷トルク
Ｘｐ４が出力される。クランク軸トルクＸ４によって負
荷トルクＸｐ４に抗してペダル７が１回動する。このク
ランク軸トルクＸ４の最大値は目標値Ｙと一致したとす
る。次回では係数α４は「１」となる。即ち、クランク
軸トルクＸの最大値を目標値Ｙに一致させた状態でペダ
ル６及び７を回動し、この状態が継続される。

【００２６】上記実施の形態１によれば、負荷トルクＸ
ｐを測定されたクランク軸トルクＸの波形に合わせて変
化させたので、略一定の踏下げ力で筋力訓練をすること
ができる。また、クランク軸トルクＸを測定し、この測
定値を漸増又は漸減した値を新たに負荷トルクとして設
定するようにしたので、クランク軸トルクＸを目標値Ｙ
に滑らかに漸近させることができる。

【００２７】なお、上記実施の形態１では、目標値Ｙは
計測値の最大値Ｘと比較されるものとしたが、最大値に
は限らない。所定の回動角度における計測値と比較され
るものとして設定された目標値であれば、上記回動角度
における計測値と比較される。また、計測値の平均値を
対象として設定された目標値であれば、上記計測値の平
均値と目標値とが比較される。

【００２８】実施の形態２．実施の形態２は、クランク
軸８の回動数Ｐを目標の回動数Ｑに一致させた状態でペ
ダル６及び７の踏下げ力一定の筋力訓練を可能とするも
のである。図７及び図８は、実施の形態２を示す。な
お、全体構成は図１による。図中、図１から図６と同符
号は同一又は相当部分を示す。４１は回動計２４が単位
時間に発するパルス信号を計数することによりクランク
軸８の回動数Ｐを計測する回動数検出回路、４２は設定
手段２１で設定された回動数の目標値Ｑに対する計測値
Ｐの比Ｂ、即ちＢ＝Ｐ／Ｑを演算する倍率演算回路、４
３は演算結果から計測値Ｐに乗ずる係数βを演算する係
数演算回路である。

【００２９】図８に基づいて動作を説明する。回動数Ｐ
はトルクの変動によって変動するものであるが、説明の
都合上、ここではクランク軸８の回動数Ｐは１回動中は
一定とした。なお、図８に示すとおり、クランク軸８の
回動数の目標値は設定手段２１によって値Ｑに設定され
ているとする。１．回動角度が０゜から３６０゜のときメモリ３４及びメモリ３５は、トルク発生手段１４が、
図８に符号Ｘｐ１で示すとおり、ペダル７の回動角度０
゜から３６０゜に亙って正弦波状の負荷トルクを発生す
るように初期設定されているとする。ペダル６及び７を
略一定の力で踏み込んで図８に符号Ｘ１で示すクランク
軸トルクを発生させて負荷トルクＸｐ１に抗してペダル
７を１回動させる。このときのクランク軸トルクＸ１が
メモリ３５に記録される。また、クランク軸８の回動数
Ｐ１は目標値ＱよりもΔ１だけ小さい。このため、倍率
演算回路４２は、Ｂ＜１を出力し、係数演算回路４３は
係数β１＜１を演算してメモリ３４に記録して次の回動
に備える。

【００３０】２．回動角度が３６０゜から７２０゜のと
きメモリ３５には回動角度と共にクランク軸トルクＸ１が
記録されており、メモリ３４には係数β１が記録されて
いる。このため、回動計２４から回動角度が出力される
毎にメモリ３５からは対応する角度のクランク軸トルク
Ｘ１が出力される。また、メモリ３４からは係数β１
（＜１）が出力される。パワーアンプ３７では両者が乗
算され、この乗算値（β１・Ｘ１）が入力されてトルク
発生手段１４から負荷トルクＸｐ２が発生する。ペダル
７はクランク軸トルクＸ２によって負荷トルクＸｐ２に
抗して１回動する。なお、このクランク軸トルクＸ２
は、回動計２４からの回動角度と共にメモリ３５に記録
される。負荷トルクＸｐ２は前回の負荷トルクＸｐ１よ
りも小さいので、クランク軸８は増速されて回動数Ｐ２
となり、目標値Ｑとの差は縮小されてΔ２となり、係数
β２は、β２≒１となってメモリ３４に記録される。

【００３１】３．回動角度がが７２０゜から１０８０゜
のとき上記と同様に、メモリ３５からはクランク軸トルクＸ２
が回動角度と共に出力され、メモリ３４からは係数β２
が出力される。パワーアンプ３７では両者が乗算され、
この結果に基づいてトルク発生手段１４から負荷トルク
Ｘｐ３が発生する。ペダル７はクランク軸トルクＸ３に
よって負荷トルクＸｐ３に抗して１回動する。このとき
のクランク軸８の回動数Ｐ３は目標値Ｑと一致したとす
る。従って係数β３は「１」となる。クランク軸トルク
Ｘ３は回動角度と共にメモリ２５に記録され、係数β３
はメモリ３４に記録される。

【００３２】４．回動角度がが１０８０〜のとき上記と同様に、メモリ３５からはクランク軸トルクＸ３
が回動角度と共に出力され、メモリ３４からは係数β３
が出力される。係数β３＝１であるから、負荷トルクＸ
ｐ４＝Ｘ３となる。途中の損失を無視すればクランク軸
トルクＸ４も、Ｘ４＝Ｘ３となり、以後、ペダル６及び
７は、目標値の回動数Ｑで回動することになる。

【００３３】上記実施の形態２によれば、クランク軸８
の回動数Ｐを計測し、この計測値に基づいて負荷トルク
を増減させて目標の回動数Ｑに一致させたので、目標の
回動数Ｑへの移行が滑らかにできると共に、目標の回動
数Ｑでペダル６及び７の踏下げ力一定の筋力訓練が可能
となる。

【００３４】実施の形態３．実施の形態３は、クランク
軸８の回動数Ｐを目標値に収斂させながら負荷トルクを
漸増させていき、クランク軸の回動数を目標値にした状
態で最大のクランク軸トルクを検出し、表示するように
したものである。図９及び図１０は、実施の形態３を示
す。なお、全体構成は図１による。図中、図１から図８
と同符号は同一又は相当部分を示す。４５は初回の１回
動は「１」に設定され、以後ペダル７が１回動するごと
に所定値だけ段階的に増加する係数γを演算する係数演
算回路、４７はクランク軸トルクの前回動の計測値に係
数βと係数γを乗じた値を負荷トルクとしてトルク発生
手段１４に発生させるパワーアンプ、４８はクランク軸
トルクの波形が１回転ごに記録されるトルク波形メモ
リ、４９はトルク波形メモリ４８の内容を表示する表示
手段である。

【００３５】図１０に基づいて動作を説明する。回動数
Ｐはトルクの変動によって変動するものであるが、説明
の都合上、ここではクランク軸８の回動数Ｐは１回動中
は一定とした。なお、図１０に示すとおり、クランク軸
８の目標値は、設定手段２１によって慣性力の影響を抑
えた適当な値Ｑに設定されている。また、測定に先立っ
てクランク軸８の回動数Ｐは、目標値Ｑよりも大きいＰ
１１になっているとする。

【００３６】１．回動角度が０゜から３６０゜のとき負荷トルク制御手段２５が制御を開始する前は、クラン
ク軸８の回動数Ｐ１１は目標値ＱよりもΔ１だけ大き
い。開始直後の０゜から３６０゜までは、開始前の回動
数Ｐ１１が維持されるとする。係数βとγは、共に
「１」に初期設定されていて、トルク発生手段１４が、
図１０に符号Ｘｐ１で示すとおり、ペダル７の回動角度
０゜から３６０゜に亙って正弦波状の負荷トルクを発生
する。ペダル６及び７を略一定の力で踏み込んで図１０
に符号Ｘ１で示すクランク軸トルクを発生させて負荷ト
ルクＸｐ１に抗してペダル７を１回動させる。このとき
のクランク軸トルクＸ１がメモリ３５に記録される。ま
た、クランク軸８の回動数Ｐ１１は目標値ＱよりもΔ１
だけ大きい。このため、倍率演算回路４２は、Ｂ＞１．
０５を出力し、係数演算回路４３は係数β１＞１を演算
してメモリ３４に記録し、次の回動に備えるものとす
る。また、係数演算回路４５は、クランク軸８が１回動
する毎に係数γの値を所定量ずつ増加していく。上記の
とおり、初回動では係数γ１は「１」に初期設定されて
いる。

【００３７】２．回動角度が３６０゜から７２０゜のと
きメモリ３５には回動角度と共にクランク軸トルクＸ１が
記録されており、メモリ３４には係数β１が記録されて
いる。このため、回動計２４から回動角度が出力される
毎にメモリ３５からは対応する角度のクランク軸トルク
Ｘ１が出力される。また、メモリ３４からは係数β１
（＞１．０５）が出力される。更に、係数演算回路４５
からは、クランク軸８の回動回数に応じて係数γ２が出
力される。パワーアンプ４７からは乗算値（β１・γ２
・Ｘ１）が出力され、トルク発生手段１４から負荷トル
クＸｐ２として発生する。ペダル７はクランク軸トルク
Ｘ２によって負荷トルクＸｐ２に抗して１回動する。な
お、このクランク軸トルクＸ２は、回動計２４からの回
動角度と共にメモリ３５に記録される。また、前回動で
は回動数Ｐ１１が目標値Ｑに比べて大幅に大きいので、
負荷トルクＸｐ２は前回のクランク軸トルクＸ１を係数
γ２と係数β１の双方によって増幅している。このた
め、この回動数Ｐ１２は大幅に低下して目標値Ｑを僅か
にΔ２だけ超えることになる。このため、係数演算回路
４３ではβ２＝１となってメモリ３４に記録され、次回
では係数βによる負荷トルクの増大はない。

【００３８】３．回動角度がが７２０゜から１０８０゜
のとき上記と同様に、メモリ３５からはクランク軸トルクＸ２
が回動角度と共に出力され、メモリ３４からは係数β２
が出力される。更に、係数演算回路４５からは、クラン
ク軸８の回動回数に応じて係数γ３が出力される。係数
β２＝１であるからパワーアンプ４７からは乗算値（γ
３・Ｘ２）が出力され、トルク発生手段１４から負荷ト
ルクＸｐ３として発生する。ペダル７はクランク軸トル
クＸ３によって負荷トルクＸｐ３に抗して１回動する。
ここでクランク軸８の回動数Ｐ１３は目標値Ｑと一致し
たとする。以後、ペダル７が回動するごとに係数γが増
大し、これに伴って負荷トルクも増大していく。

【００３９】４．回動角度がが１０８０〜のとき上記のとおり負荷トルクが増大していき、Ｘｐ４になっ
たとする。クランク軸トルクＸ４は、回動数Ｑの下では
負荷トルクＸｐ４に抗し得ず回動数Ｐ１４は目標値Ｑを
大きく下回ったとすると、それ迄のクランク軸トルクＸ
３が回動数Ｑにおける最大クランク軸トルクとなる。な
お、この最大クランク軸トルクＸ３はトルク波形メモリ
４８に記録されていて表示手段４９に表示される。

【００４０】上記実施の形態３によれば、係数演算回路
４３によって目標回動数Ｑを維持しつつ、係数演算回路
４５で負荷トルクを徐々に増大するようにしたので、任
意に設定した目標回動数Ｑにおける最大クランク軸トル
クを検知することができる。

【００４１】実施の形態４．実施の形態４は、脈拍数等
の生体情報を目標値に維持した状態でペダル６及び７の
踏下げ力一定の筋力訓練を可能とするものである。図１
１及び図１２は、実施の形態４を示す。なお、全体構成
は図１による。図中、図１から図１０と同符号は同一又
は相当部分を示す。５１は生体情報である脈拍を検出す
る脈拍検出器、５２は生体情報検知手段である脈拍数検
出回路で、脈拍検出器５１の出力を計数して単位時間当
たりの脈拍数Ｔを検出し、センサ２３の信号によってリ
セットされる。２１は生体情報の目標値Ｒを設定する設
定手段、５３は目標値Ｒに対する脈拍数Ｔの比Ｃ、即ち
Ｃ＝Ｔ／Ｒを演算する倍率演算回路、５４は演算結果か
らクランク軸トルクの計測値に乗ずる係数δを演算する
係数演算回路、５５は係数δを記録するメモリである。

【００４２】図１２に基づいて動作を説明する。脈拍数
Ｔはペダル７、従ってクランク軸８の１回動で急変する
ことはないが、説明の都合上、ここでは図１２に示すと
おり変化するものとし、各１回動の終了時点の脈拍数Ｔ
を検出する。１．回動角度が０゜から３６０゜のときメモリ３４及びメモリ３５は、トルク発生手段１４が、
図１２に符号Ｘｐ１で示すとおり、ペダル７の回動角度
０゜から３６０゜に亙って正弦波状の負荷トルクを発生
するように初期設定されているとする。ペダル６及び７
を略一定の力で踏み込んで図１２に符号Ｘ１で示すクラ
ンク軸トルクを発生させて負荷トルクＸｐ１に抗してペ
ダル７を１回動させる。このときのクランク軸トルクＸ
１がメモリ３５に記録される。また、回動角度が３６０
゜のときの脈拍数Ｔ１は目標値ＲよりもΔ１だけ小さ
い。このため、倍率演算回路５３は、Ｂ＜１を出力し、
係数演算回路５４は係数δ１＞１を演算してメモリ５５
に記録し、次の回動に備える。

【００４３】２．回動角度が３６０゜から７２０゜のと
きメモリ３５には回動角度と共にクランク軸トルクＸ１が
記録されており、メモリ５５には係数δ１が記録されて
いる。このため、回動計２４から回動角度が出力される
毎にメモリ３５からは対応する角度のクランク軸トルク
Ｘ１が出力される。また、メモリ５５からは係数δ１
（＞１）が出力される。パワーアンプ３７では両者が乗
算され、この乗算値（δ１・Ｘ１）が入力されてトルク
発生手段１４から負荷トルクＸｐ２が発生する。ペダル
６及び７の踏下げによってクランク軸トルクＸ２を発生
させ負荷トルクＸｐ２に抗して１回動する。なお、この
クランク軸トルクＸ２は、回動計２４からの回動角度と
共にメモリ３５に記録される。負荷トルクＸｐ２は前回
の負荷トルクＸｐ１よりも大きいので、回動角度が７２
０゜のときの脈拍数Ｔは目標値ＲよりもΔ２だけ大きく
なり、脈拍数Ｔ２となる。これに伴って係数δ２は
「１」よりも小さい値となりメモリ５５に記録される。

【００４４】３．回動角度がが７２０゜から１０８０゜
のとき上記と同様に、メモリ３５からはクランク軸トルクＸ２
が回動角度と共に出力され、メモリ５５からは係数δ２
が出力される。パワーアンプ３７では両者が乗算され、
この結果に基づいてトルク発生手段１４から負荷トルク
Ｘｐ３が発生する。ペダル７はクランク軸トルクＸ３に
よって負荷トルクＸｐ３に抗して１回動する。また、回
動角度が１０８０゜のときの脈拍数Ｔ３は目標値Ｒと一
致したとする。従って係数δ３は「１」となる。クラン
ク軸トルクＸ３は回動角度と共にメモリ３５に記録さ
れ、係数δ３はメモリ５５に記録される。

【００４５】４．回動角度がが１０８０〜のとき上記と同様に、メモリ３５からはクランク軸トルクＸ３
が回動角度と共に出力され、メモリ５５からは係数δ３
が出力される。係数δ３＝１であるから、負荷トルクＸ
ｐ４＝Ｘ３となる。途中の損失を無視すればクランク軸
トルクＸ４も、Ｘ４＝Ｘ３となり、以後、ペダル６及び
７は、目標の脈拍数Ｒで回動することになる。

【００４６】上記実施の形態４によれば、脈拍数Ｔを計
測し、この計測値Ｔに基づいて負荷トルクを増減させる
ようにしたので、目標の脈拍数Ｒに一致させた状態でペ
ダル６及び７の踏下げ力一定の筋力訓練が可能となる。

【００４７】なお、上記実施の形態４では、生体情報と
して脈拍数を例示したが、生体情報はこれに限られるも
のではなく、呼吸数であってもよく、呼気中の炭酸ガス
量であってもよい。

【００４８】実施の形態５．実施の形態５は、ペダル６
を一定の踏下げ力と一定の引上げ力によって半周する毎
に異なるクランク軸トルクで回動するようにし、各クラ
ンク軸トルクに対してそれぞれ目標値を設定して、負荷
トルクを各別に増減させてそれぞれの目標値に漸近させ
るようにしたものである。図１３から図１５は、実施の
形態５を示す。図中、図１から図１２と同符号は同一又
は相当部分を示す。図１３に示すペダル式回動運動装置
１は、ペダル６のみ使用され、図１に示すペダル７は取
り外されている。しかも、ペダル６には踏面を覆う帯体
Ｍａが設けられていて、踏面を踏み下げることによって
ペダル６を上死点から下死点まで半回動させ、帯体を足
Ｍの甲に当ててペダル６を引上げることにより下死点か
ら上死点まで半回動させる。２３ａは２２ペダル６が上
死点にあるとき突起片２２と対向して作動するセンサ、
２３ｂはペダル６が下死点にあるときに突起片２２と対
向して作動するセンサである。

【００４９】図１４は、負荷トルク制御手段２５の詳細
を示す。２１はペダル６の踏下げと引上げの両方につい
てクランク軸トルクの目標値を各別に設定するための設
定手段、６１はＲ−Ｓフリップフロップからなる切替器
で、図１５に示すとおり端子Ｑ１は第１センサ２３ａの
作動信号が端子Ｓに入力されることによってセットされ
てＨレベルを保持し、第２センサ２３ｂの作動信号が端
子Ｒに入力されることによってリセットされてＬレベル
となる。また、端子Ｑ２は第２センサ２３ｂの作動信号
が端子Ｒに入力されることによってセットされてＨレベ
ルを保持し、第１センサ２３ａの作動信号が端子Ｓに入
力されることによってリセットされてＬレベルとなる。
６２ａはＡＮＤ素子からなるゲート回路、６３及び６４
はＯＲ素子である。なお、図１４において、符号の末尾
が「ａ」の構成部分は上死点から下死点までの半回動を
制御し、符号の末尾が「ｂ」の構成部分は下死点から上
死点までの半回動を制御する構成部分である。各構成部
分の詳細は、実施の形態１と同様であり説明を省略す
る。

【００５０】次に、図１５に基づいて動作を説明する。
なお、クランク軸トルクの目標値として踏下げ時はＹ１
に、引上げ時はＹ２にそれぞれ設定されているとする。
また、踏下げ時及び引上げ時は、それぞれ各別の回路に
よって制御されるものの、各回路は実施の形態１と同様
であり、ここでは各動作の詳細な説明は省略する。回動
角度が０゜から１８０゜のとき（踏下げ時）回動角度が
０゜のときに第１センサ２３ａが作動し、切替器６１の
端子Ｑ１がＨレベルとなる。このため最大トルク検出回
路３１ａ、倍率演算回路３２ａ、計数演算回路３３ａ、
メモリ３４ａ、メモリ３５ａが有効となる。メモリ３４
ａ及びメモリ３５ａは初期設定されており、この初期設
定値に基づいてトルク発生手段１４は、図１５に符号Ｚ
ｐ１１で示す負荷トルクを発生する。ペダル６を略一定
の力で踏み下げてクランク軸トルクＺ１１を発生させ、
負荷トルクＺｐ１１に抗してペダル６を半回動させる。
クランク軸トルクＺ１１は回動角度と共にメモリ３５ａ
に記録される。また、目標値Ｙ１とクランク軸トルクＺ
１１の最大値との比の基づいて計数ε１１が演算されて
メモリ３４ａに記録される。

【００５１】回動角度が１８０゜から３６０゜のとき
（引上げ時）回動角度が１８０゜のときに第２センサ２３ｂが作動
し、切替器６１の端子Ｑ１がＬレベルとなり、端子Ｑ２
がＨレベルとなる。このため最大トルク検出回路３１
ｂ、倍率演算回路３２ｂ、計数演算回路３３ｂ、メモリ
３４ｂ、メモリ３５ｂが有効となる。メモリ３４ｂ及び
メモリ３５ｂは初期設定されており、この初期設定値に
基づいてトルク発生手段１４は、図１５に符号Ｚｐ２１
で示す負荷トルクを発生する。ペダル６を略一定の力で
引き上げてクランク軸トルクＺ２１を発生させて負荷ト
ルクＺｐ２１に抗してペダル６を半回動させる。クラン
ク軸トルクＺ２１は回動角度と共にメモリ３５ｂに記録
される。また、目標値Ｙ２とクランク軸トルクＺ２１の
最大値との比に基づいて計数ε２１が演算されてメモリ
３４ｂに記録される。

【００５２】回動角度が３６０゜から５４０゜のとき
（踏下げ時）回動角度が３６０゜のときに第１センサ２３ａが作動
し、切替器６１の端子Ｑ１がＨレベルとなり、端子Ｑ２
がＬレベルとなる。メモリ３４ａからは計数ε１１が出
力され、また、メモリ３５ａからは回転計２４からの回
動角度信号によってクランク軸トルクＺ１１が出力され
る。パワーアンプ３７を介してトルク発生手段１４から
はＺｐ１２の負荷トルクが出力され、これに抗してＺ１
２のクランク軸トルクが発生し、メモリ３５ａに記録さ
れる。また、計数ε１２が演算されてメモリ３４ａ記録
される。

【００５３】回動角度が５４０゜から７２０゜のとき
（引上げ時）同様に、回動角度が５４０゜のときに第２センサ２３ｂ
が作動し、切替器６１の端子Ｑ２がＨレベルとなり、端
子Ｑ１がＬレベルとなる。メモリ３４ｂからは計数ε２
１が出力され、また、メモリ３５ｂからは回転計２４か
らの回動角度信号によってクランク軸トルクＺ２１が出
力される。パワーアンプ３７を介してトルク発生手段１
４からはＺｐ２２の負荷トルクが出力され、これに抗し
てクランク軸トルクＺ２２が発生し、メモリ３５ｂに記
録される。また、計数ε２２が演算されてメモリ３４ｂ
記録される。

【００５４】回動角度７２０゜〜（踏下げ時）（引上げ
時）以下、同様にして、踏下げ時は負荷トルクＺｐ１３が発
生し、これに抗してクランク軸トルクＺ１３が発生す
る。引上げ時は負荷トルクＺｐ２３が発生し、これに抗
してクランク軸トルクＺ２３が発生する。このようにし
て負荷トルクが制御されて、クランク軸トルクＺ２３の
最大値が目標値Ｙ２と一致する。目標値Ｙ１はクランク
軸トルクＺ１４の最大値と一致する。以下、一致した状
態で筋力訓練が継続される。

【００５５】上記実施の形態５によれば、踏下げ力と引
上げ力によってペダル６を半周させる毎にクランク軸ト
ルクの波形が異なる場合に、上記波形に合せて負荷トル
クの波形を変化させたので、それぞれ略一定の踏下げ力
と一定の引上げ力で筋力訓練をすることができる。ま
た、クランク軸トルクを各別に測定し、この測定値を漸
増又は漸減した値を新たに負荷トルクとして設定するよ
うにしたので、クランク軸トルクを各目標値に滑らかに
漸近させることができる。

【００５６】実施の形態６．実施の形態６は、図１６に
示すように、サドル４に跨座する替わりに椅子に腰掛け
てペダル６及び７を踏むようにしたものである。即ち、
本体フレーム２のペダル装着部７１の後方に低床部７２
が設けられ、ペダル６及び７を回動する際に腰掛ける椅
子７３が、低床部７２上にペダル装着部７１との間に人
ＭＭが横行可能な空間７４を隔てて載置され、かつ、ハ
ンドル７５が本体フレーム２に前後方向に進退自在に取
り付けられたものである。このものにあっても、実施の
形態１から５と同様に機能すると共に、跨座を必要とし
ないこと、更にハンドル７５が進退することのために、
乗降が容易であり、かつ、楽な姿勢でペダル操作ができ
る。更に、サドルに比べて安定感があり、高齢者や病人
等であっても利用し易い。

【００５７】実施の形態７．実施の形態７は、図１７に
示すように、ハンドル７５に替えて椅子７３の両側に把
持体７６を固着したもので、人ＭＭはこの把持体７６を
把持してペダル６及び７を回動させるようにしたもので
ある。このものにあっても利用し易いことに加えて、把
持体７６を肘掛と兼用できるので見栄えがよい。

【００５８】

【発明の効果】この発明は以上述べたとおり構成されて
いるので、以下の効果を奏する。この発明に係る第１の
ペダル式回動運動装置は、ペダルを踏み下げることによ
りペダルの位置によって変化するクランク軸トルクをク
ランク軸に発生させ、このクランク軸トルクの波形に合
わせて負荷トルクを変化させたので、略一定の踏下げ力
で筋力訓練をすることができる、という効果を奏する。
また、クランク軸トルクに対して目標値を設定し、この
目標値と計測されたクランク軸トルクとを比較し、この
比較結果に基づいてクランク軸トルクの計測値を漸増又
は漸減させた値を新たな負荷トルクとして設定すること
によりクランク軸トルクを目標値に漸近させるようにし
たので、目標値に滑らかに漸近させることができる、と
いう効果も併せ奏する。

【００５９】この発明に係る第２のペダル式回動運動装
置は、クランク軸の回動数に対して目標値を設定し、こ
の目標値と計測された回動数とを比較し、この比較結果
に基づいて計測されたクランク軸トルクを漸増又は漸減
して得られた値を新たな負荷トルクとして設定すること
により回動数を目標値に漸近させるようにしたものであ
る。このため、目標値への移行が滑らかにできると共
に、目標の回動数でペダルの踏下げ力一定の筋力訓練が
可能となる、という効果も併せ奏する。

【００６０】この発明に係る第３のペダル式回動運動装
置は、クランク軸の回動数に対して目標値を設定し、こ
の目標値を上回った場合は、負荷トルクを漸増させて目
標値の下でクランク軸を回動するようにしておいて、ク
ランク軸が回動するごとに負荷トルクを漸増させてい
き、クランク軸の回動数が目標値よりも減少したときの
クランク軸トルクを最大のクランク軸トルクとしてトル
ク波形表示手段に表示するようにしたものである。この
ため、任意に設定した目標回動数における最大クランク
軸トルクを検知することができる、という効果を奏す
る。

【００６１】この発明に係る第４のペダル式回動運動装
置は、運動者の生体情報に対して目標値を設定し、この
目標値と検知された生体情報とを比較し、この比較結果
に基づいてクランク軸トルクの計測値を漸増又は漸減さ
せた値を新たな負荷トルクとして設定することにより運
動者の生体情報を目標値に漸近させるようにしたもので
ある。このため、生体情報を目標値に一致させた状態で
ペダルの踏下げ力一定の筋力訓練が可能となる、という
効果を奏する。

【００６２】この発明に係る第５のペダル式回動運動装
置は、ペダルに帯体が設けられ、踏面を踏み下げること
によってペダルを上死点から下死点まで半回動させ、帯
体を足の甲に当ててペダルを引き上げることにより下死
点から上死点まで半回動させることにより、それぞれペ
ダルの位置によって変化するクランク軸トルクを上記ク
ランク軸に発生させ、このクランク軸トルクの波形に合
わせて負荷トルクを変化させたので、それぞれ略一定の
踏下げ力と一定の引上げ力で筋力訓練をすることができ
る、という効果を奏する。。また、クランク軸トルクに
対して各半回動ごとにそれぞれ目標値を設定し、この目
標値と計測されたクランク軸トルク値とを半回動ごとに
それぞれ比較し、この比較結果に基づいてクランク軸ト
ルクの計測値を半回動ごとにそれぞれ漸増又は漸減させ
た値を新たな負荷トルクとしてそれぞれ設定してクラン
ク軸トルクを半回動ごとに目標値にそれぞれ漸近させる
ようにしたものである。このため、クランク軸トルクを
各目標値に滑らかに漸近させることができる、という効
果を併せ奏する。

【００６３】この発明に係る第６のペダル式回動運動装
置は、第１又は第５のペダル式回動運動装置において、
目標値に対する計測値の最大値の比を演算し、この演算
結果から得られた所定の係数を計測値に乗算し、この乗
算結果を新たな負荷トルクとして設定することによりク
ランク軸トルクを目標値に漸近させるようにしたもので
ある。このため、最大値は検出が容易であり、かつ、比
較がこの最大値に限られるので、制御回路が簡単にな
る、という効果を奏する。

【００６４】この発明に係る第７のペダル式回動運動装
置は、第１から第５のいずれかのペダル式回動運動装置
において、ペダルを回動する際に人が跨座するサドル
と、このサドルの前方に人が把持するハンドルとを本体
フレームに立設したものである。このため、ペダルを踏
下する際に体重を乗せて大きな力を掛けることができ
る、という効果を奏する。

【００６５】この発明に係る第８のペダル式回動運動装
置は、第１から第５のいずれかのペダル式回動運動装置
において、本体フレームのペダル装着部の後方に低床部
を設け、この低床部に人が横行可能な空間を隔てて椅子
を載置し、この椅子に座ってペダルを回動するようにし
たものである。このため、跨座を必要とせず乗降が容易
であって、高齢者や病人等にも利用し易い、という効果
を奏する。

【００６６】この発明に係る第９のペダル式回動運動装
置は、第８のペダル式回動運動装置において、椅子の両
側にペダルを回動する際に人が把持する把持体を取り付
けたものである。このものにあっても利用し易いことに
加えて、把持体を肘掛と兼用できるので見栄えがよい、
という効果を併せ奏する。

【００６７】この発明に係る第１０のペダル式回動運動
装置は、第８のペダル式回動運動装置において、椅子の
前方の本体フレームにペダルを回動させる際に人が把持
するハンドルを立設したものである。このものにあって
も利用し易いことに加えて、腕力の訓練もできる、とい
う効果を併せ奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１におけるペダル式回
動運動装置の全体構成図。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面を図示矢印方向から
見た断面図。

【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面を図示矢印方向
から見た断面図。

【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線断面を図示矢印方向から
見た断面図。

【図５】この発明の実施の形態１における制御回路の
ブロック図。

【図６】この発明の実施の形態１における動作説明
図。

【図７】この発明の実施の形態２におけるペダル式回
動運動装置の制御回路のブロック図。

【図８】この発明の実施の形態２における動作説明
図。

【図９】この発明の実施の形態３におけるペダル式回
動運動装置の制御回路のブロック図。

【図１０】この発明の実施の形態３における動作説明
図。

【図１１】この発明の実施の形態４におけるペダル式
回動運動装置の制御回路のブロック図。

【図１２】この発明の実施の形態４における動作説明
図。

【図１３】この発明の実施の形態５におけるペダル式
回動運動装置の全体構成図。

【図１４】この発明の実施の形態５における制御回路
のブロック図。

【図１５】この発明の実施の形態５における動作説明
図。

【図１６】この発明の実施の形態６におけるペダル式
回動運動装置の全体構成図。

【図１７】この発明の実施の形態７におけるペダル式
回動運動装置の全体構成図。

【図１８】従来のペダル式回動運動装置の全体構成
図。

【符号の説明】

１ペダル式回動運動装置、２本体フレーム、３
ハンドル、４サドル、５第１ギヤ、６ペ
ダル、６ａギヤクランク７ペダル、７ａギヤ
クランク、８クランク軸、９第２ギヤ、９ａ
軸、１０トルク計測手段、１１小プーリ、１
２Ｖベルト、１３大プーリ、１３ａ軸、１４
トルク発生手段、１４ａ固定部、１４ｂ回転
部、１４ｃコイル、２１設定手段、２２突
起片、２３センサ、２３ａ第１センサ、２３ｂ
第２センサ、２４回転計、２４ａ円板、２
４ｂカウンタ、２５負荷トルク制御手段、６１
切替回路、６２ａゲート回路、６２ｂゲート
回路、７１ペダル装着部、７２低床部、７３
椅子、７４空間、７５ハンドル、７６把
持体、Ｍ足、Ｍａ帯体、ＭＭ人。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】本体フレームに回動自在に軸支された回
動体に、任意設定された値の負荷トルクを生じさせるト
ルク発生手段を係合させると共に、上記本体フレームに
取り付けられたクランク軸に係止されたペダルを踏み下
げることにより上記ペダルの位置によって変化するクラ
ンク軸トルクを上記クランク軸に発生させ、このクラン
ク軸トルクによって上記負荷トルクに抗して上記回動体
を回動させることにより人の筋力訓練の用に供されるペ
ダル式回動運動装置において、上記クランク軸トルクに
対して目標値を設定するトルク設定手段と、上記クラン
ク軸トルクを計測するトルク計測手段と、上記クランク
軸トルクの上記目標値と上記計測値とを比較し、この比
較結果に基づいて上記計測された上記クランク軸トルク
を漸増又は漸減させた値を新たな上記負荷トルクとして
発生するように上記トルク発生手段を設定することによ
り上記クランク軸トルクを上記目標値に漸近させる負荷
トルク制御手段とを備えたペダル式回動運動装置。
【請求項２】本体フレームに回動自在に軸支された回
動体に、任意設定された値の負荷トルクを生じさせるト
ルク発生手段を係合させると共に、上記本体フレームに
取り付けられたクランク軸に係止されたペダルを踏み下
げることにより上記ペダルの位置によって変化するクラ
ンク軸トルクを上記クランク軸に発生させ、このクラン
ク軸トルクによって上記負荷トルクに抗して上記回動体
を回動させることにより人の筋力訓練の用に供されるペ
ダル式回動運動装置において、上記クランク軸の回動数
に対して目標値を設定する回動数設定手段と、上記クラ
ンク軸の上記回動数を計測する回動数計測手段と、上記
クランク軸トルクを計測するトルク計測手段と、上記回
動数の上記目標値と上記計測値とを比較し、この比較結
果に基づいて上記計測された上記クランク軸トルクを漸
増又は漸減させた値を新たな上記負荷トルクとして発生
するように上記トルク発生手段を設定することにより上
記回動数を上記目標値に漸近させる負荷トルク制御手段
とを備えたペダル式回動運動装置。
【請求項３】本体フレームに回動自在に軸支された回
動体に、任意設定された値の負荷トルクを生じさせるト
ルク発生手段を係合させると共に、上記本体フレームに
取り付けられたクランク軸に係止されたペダルを踏み下
げることにより上記ペダルの位置によって変化するクラ
ンク軸トルクを上記クランク軸に発生させ、このクラン
ク軸トルクによって上記負荷トルクに抗して上記回動体
を回動させることにより人の筋力訓練の用に供されるペ
ダル式回動運動装置において、上記クランク軸の回動数
を所定値に設定する回動数設定手段と、上記クランク軸
の上記回動数を計測する回動数計測手段と、上記クラン
ク軸が回動するごとに上記クランク軸トルクを漸増させ
るトルク漸増手段と、上記クランク軸トルクを計測する
トルク計測手段と、このトルク計測手段によって計測さ
れた上記クランク軸トルクを表示するトルク波形表示手
段と、上記トルク計測手段によって計測された上記クラ
ンク軸トルクを上記トルク漸増手段に従って漸増させる
と共に、上記クランク軸の上記回動数が上記所定値を上
回った場合は、上記トルク漸増手段による漸増分に、上
記回動数の増加による漸増分を加重して漸増させた値を
新たな上記負荷トルクとして発生するように上記トルク
発生手段を設定することにより上記所定値の回動数で上
記クランク軸トルクを漸増させ、上記クランク軸の回動
数が上記所定値よりも減少したときの上記クランク軸ト
ルクを最大の上記クランク軸トルクとして上記トルク波
形表示手段に表示する負荷トルク制御手段とを備えたペ
ダル式回動運動装置。
【請求項４】本体フレームに回動自在に軸支された回
動体に、任意設定された値の負荷トルクを生じさせるト
ルク発生手段を係合させると共に、上記本体フレームに
取り付けられたクランク軸に係止されたペダルを踏み下
げることにより上記ペダルの位置によって変化するクラ
ンク軸トルクを上記クランク軸に発生させ、このクラン
ク軸トルクによって上記負荷トルクに抗して上記回動体
を回動させることにより人の筋力訓練の用に供されるペ
ダル式回動運動装置において、上記クランク軸トルクを
計測するトルク計測手段と、上記人の生体情報を検知す
る生体情報検知手段と、上記生体情報に対して目標値を
設定する生体情報設定手段と、上記生体情報の上記目標
値と上記検知値とを比較し、この比較結果に基づいて上
記計測された上記クランク軸トルクを漸増又は漸減させ
た値を新たな上記負荷トルクとして発生するように上記
トルク発生手段を設定することにより上記生体情報を上
記目標値に漸近させる負荷トルク制御手段とを備えたペ
ダル式回動運動装置。
【請求項５】本体フレームに回動自在に軸支された回
動体に、任意設定された値の負荷トルクを生じさせるト
ルク発生手段を係合させると共に、上記本体フレームに
取り付けられたクランク軸に係止されたペダルに帯体が
設けられて、上記踏面を踏み下げることによって上記ペ
ダルを上死点から下死点まで半回動させ、上記帯体を足
の甲に当てて上記ペダルを引き上げることにより上記下
死点から上記上死点まで半回動させることにより、それ
ぞれ上記ペダルの位置によって変化するクランク軸トル
クを上記クランク軸に発生させ、このクランク軸トルク
によって上記負荷トルクに抗して上記回動体を回動させ
ることにより人の筋力訓練の用に供されるペダル式回動
運動装置において、上記クランク軸トルクに対して上記
半回動ごとにそれぞれ目標値を設定するトルク設定手段
と、上記クランク軸トルクを上記半回動ごとにそれぞれ
計測するトルク計測手段と、上記クランク軸トルクの上
記目標値と上記計測値とを上記半回動ごとにそれぞれ比
較し、この比較結果に基づいて上記計測された上記クラ
ンク軸トルクを上記半回動ごとにそれぞれ漸増又は漸減
させた値を新たな上記負荷トルクとして発生するように
それぞれ上記トルク発生手段を設定することにより上記
クランク軸トルクを上記目標値に上記半回動ごとにそれ
ぞれ漸近させる負荷トルク制御手段とを備えたペダル式
回動運動装置。
【請求項６】負荷トルク制御手段を、クランク軸トル
クの目標値に対する計測値の最大値の比を演算し、この
演算結果から得られた係数を上記計測値に乗算し、この
乗算結果を新たな負荷トルクとして発生するようにトル
ク発生手段を設定することにより上記クランク軸トルク
を上記目標値に漸近させるものとした請求項１又は請求
項５に記載のペダル式回動運動装置。
【請求項７】本体フレームに、ペダルを回動する際に
人が跨座するサドルと、このサドルの前方に上記人が把
持するハンドルとがそれぞれ立設された請求項１から５
のいずれかに記載のペダル式回動運動装置。
【請求項８】本体フレームのペダル装着部の後方に低
床部が設けられ、上記ペダルを回動する際に座する椅子
が、上記低床部上に上記ペダル装着部との間に人が横行
可能な空間を隔てて載置された請求項１から５のいずれ
かに記載のペダル式回動運動装置。
【請求項９】椅子の両側にペダルを回動させる際に人
が把持する把持体が固着された請求項８に記載のペダル
式回動運動装置。
【請求項１０】椅子の前方の本体フレームにペダルを
回動させる際に人が把持するハンドルが立設された請求
項８に記載のペダル式回動運動装置。