JP2013172775A

JP2013172775A - 自転車用トレーナ

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Publication number: JP2013172775A
Application number: JP2012037881A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Kimura; 将行木村
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-02-23
Filing date: 2012-02-23
Publication date: 2013-09-05
Anticipated expiration: 2032-02-23
Also published as: JP5876321B2; EP2818214A4; EP2818214B1; EP2818214A1; US20150011364A1; WO2013125627A1; US9486667B2

Abstract

【課題】実際に屋外で自転車を運転するときのような乗り心地を与える自転車用トレーナを提供する。
【解決手段】着脱可能に装着される自転車２１を用いてトレーニングを行う自転車用トレーナであって、床に載置される本体部３と、一端が前記本体部に遊挿され、他端が前記自転車のフォークエンド部２３を支持するフォークエンド支持手段７に固着された支軸５と、前記支軸の長手方向中央から前記他端側の少なくとも一部を囲んで配置された弾性部とを備え、前記支軸が前記フォークエンド部から与えられる力によって弾性変形することで前記自転車が前後移動し左右傾斜することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、屋外で走行する実際の自転車を用いてトレーニングを行なうことができる自転車用トレーナに関し、特に、自転車の車輪を取り外して装着してトレーニングに使用する自転車用トレーナに関する。

従来、屋内で自転車のペダリング動作を行なって運動することで健康促進や持久力の向上を得るための自転車用トレーナが種々提案されている。その中でも、屋外での実際の走行と同じ感覚や乗車姿勢を得るために自らが屋外で使用する自転車を装着してトレーニングを行なうための自転車用トレーナには、次のようなものがある。

例えば、図８に示すように、前車輪を取り外した自転車を装着できるフレーム６２を備え、該フレーム６２には、自転車の後車輪のタイヤ７４に接触しながら回転するローラ６４と、このローラ６４の回転に抵抗を与える抵抗付与手段６６とが設けられている自転車用トレーナ７０が公知である（特許文献１参照）。

また、図９に示すように、地面に対して安定して設置させる本体部８２と、該本体部８２に、後車輪が外された自転車９１のフロントフレームエンド部９５を支持固定するフレームエンド固定手段８５と、自転車９１の駆動装置９２に連繋されて該駆動装置９２に従動して回転する回転体８４と、該回転体８４の回転を制御する回転制動装置８８とを備える自転車用トレーニング装置８０が開発されている（特許文献２参照）。該自転車用トレーニング装置８０では、自転車９１の前車輪がハブごとフォークエンド部９５から取り外されフォークエンド固定手段８５に支持固定される。

特公平２−５７９４７号公報特再公表２００２−０６２４２６号公報

特許文献１に記載の発明は、制動ディスク６８に付与すべき制動力を全く受けない状態から所定の制動力を受ける状態まで広い範囲で変化させることができる。しかしながら、フレーム６２の前方立ち上がり部６３に設けられたホーククランパ６５に自転車のフロントフォークエンド部７５が支持固定される自転車用トレーナ６０の構成では、実際に屋外で走行するときのように自転車は前後移動又は左右傾斜しないため、実際に自転車を運転するときのような実走感に欠けるという課題があった。

特許文献２に記載の発明についても、装着される自転車９１のフロントフォークエンド部９５がフォークエンド固定手段８５を介して本体部８２に取り付けられている構成は特許文献１と同様であり、本体部８２の前方立ち上がり部に設けられたホーククランパ６５実際に屋外で自転車を運転するときのような実走感に欠けるという課題は解決されていない。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、実際に屋外で自転車を運転するときのような乗り心地を与える自転車用トレーナを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る自転車用トレーナは、着脱可能に装着される自転車（２１）を用いてトレーニングを行うことができる自転車用トレーナであって、床に載置される本体部（３）と、一端が前記本体部に遊挿され、他端が前記自転車のフォークエンド部（２３）を支持するフォークエンド支持手段（７）に固着された支軸（５）と、前記支軸の長手方向中央から前記他端側の少なくとも一部を囲んで配置された弾性部（９）とを備え、前記支軸が前記フォークエンド部から与えられる力によって弾性変形することにより前記自転車が前後移動し左右傾斜し得ることを特徴とする。

本発明の自転車用トレーナは、一端が本体部に遊挿され他端がフォークエンド支持手段に固着された支軸の上部が弾性部に囲まれているのでフォークエンド部から与えられる力によって該支軸が弾性変形する。このため、自転車に加えられた力に相当する自転車の前後左右への揺動を体感することができる。

本発明に係る自転車用トレーナは、内部に筒状の中空部を有し、前記本体部に立設されたフレーム部（１１）を備え、前記弾性部が前記フレーム部の筒状内面に形成され、前記支軸が前記フレーム部の長手方向に沿って前記中空部内に前記弾性部を貫通して挿入され、前記他端は前記フレーム部から延出してなるのが好ましい。
この構成によると、支軸がフレーム部内に配置されるので美観が向上する。また、弾性部がフレーム部の筒状内面に形成されるので、支軸の前後左右への揺動を一定範囲に制限することができる。このことによって、自転車の前後左右への最大揺動角度を実際の運転時の最大角度に制限することができる。

上記態様において、支軸が鋼棒又は鋼管であることが好ましい。支軸が鋼棒又は鋼管であるので強度が強く、弾性もあるので、自転車用トレーナの強度が増し、自転車を前後左右に揺動するという性能も向上する。

上記態様において、支軸が弾性を有する弾性部材を含むものとすることができる。弾性を有する弾性部材として、例えばバネを使用することができる。このことによって、自転車の前後左右への揺動を適度に調整することができる。

上記態様では、支軸が前記弾性部材と非弾性部材からなる繋ぎ部が交互に接続された支軸部を有するのが好ましい。このことによって、長手方向の部位によって弾性率が異なる支軸を得ることができるので、自転車の前後左右への揺動をより細かく調整することができる。ここで、非弾性部材としては実質的に弾性を有さない部材をいい、例えば金属材料があげられる。

また、上記態様では、支軸の一端から他端にかけて弾性部材を構成する弾性材料の弾性率が逐次小さくなるのが好ましい。このことによって、支軸の本体部側に加わる力が同じでも自転車にはより大きな前後あるいは左右への揺動を与えることができる。

本発明の自転車用トレーナによれば、一端が本体部に遊挿され他端がフォークエンド支持手段に固着された支軸の上部が弾性部に囲まれおり、該支軸が自転車のフォークエンドから与えられる力によって弾性変形し、自転車を装着して訓練を行うとフォークエンド部を介して自転車が前後左右に揺動するので訓練者には実際に屋外で自転車を運転するときのような実走感が与えられる。

実施例１に係る自転車用トレーナを示す説明図である。実施例２に係る自転車用トレーナを示す説明図である。実施例２のフレーム部及びフォークエンド支持手段の片側縦断面図である。図４（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ図３のＡ−Ａ及びＢ−Ｂ断面図である。図３のＣ−Ｃ断面図である。実施例２の変形例に係るフレーム部の上部断面図である。実施例３に係る自転車用トレーナの支軸の一部を示す説明図である。従来例を示す説明図である。従来例を示す説明図である。

以下、図に示す実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。

−実施例１−
図１は、実施例１に係る自転車用トレーナ１０を示す。図１に示すように、自転車用トレーナ１０の本体部３は、前後方向に水平に延びる前後方向杆３ａと、前後方向杆３ａの後部において左右方向に延びる後脚３ｂと、前後方向杆３ａの前部において左右方向に延びる前脚３ｃとを備えている。前後方向杆３ａの後部には、自転車２１の後輪２７の外周に接触して回転する回転体６が取付けられ、回転体６は、所定外径を有するローラ部材６ａで構成されており、適当なブラケット（図示せず）を介して本体部３に支持される。

支軸５は棒状であり、その一端は前後方向杆３ａに固着された支軸取付台（図示せず）に設けられた孔（図示せず）に挿入され、その他端はフォークエンド支持手段７に固着されている。前輪を外した自転車２１のフォークエンド部２３がフォークエンド支持手段７に取り付けられることにより、自転車２１が自転車用トレーナ１０に装着される。

上記のように、支軸５の長手方向の他端（上端）に近い部分において、その外周面が弾性部９に囲繞され、該弾性部９は弾性を有する天然ゴムや合成ゴムなどの弾性材料からなる。本実施例では、弾性部９の水平断面は円環状であり、その内周面は支軸５の外周面に接し、その外面は短い金属管（約２〜３ｃｍ、図示せず）の内面と接している。該金属管は、前後方向杆３ａの前部及び前脚３ｃにそれぞれ固着された４つの固定部材８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄによって本体部３に取り付けられている。本実施例において、支軸５はステンレス鋼管である。

［作用］
以下、上記構成に基づく本発明の作用について、本発明の自転車用トレーニング装置１０の使用方法を説明しながら、説明する。
自転車用トレーニング装置１０は、少なくとも前車輪が外された自転車２１を装着して、ペダル２８に負荷を与えることによってトレーニングを行うものであり、その本体部３は、例えば屋内の床面に対して安定して載置される。

自転車用トレーニング装置１０に自転車２１を装着する際には、まず、自転車２１の前車輪をその車軸（ハブ）ごとフレームエンド部２３から取り外して、該フレームエンド部２３を自転車用トレーニング装置１０のフレームエンド固定手段７に支持する。次に、本トレーニング装置１０の後部に設けられた回転体６のローラ部材６ａ上に後輪２７を置く。

上記のようにして本トレーニング装置１０に装着された自転車２１に訓練者が乗ってペダル２８を踏み込むと後輪２７が回転し、ローラ部材６ａが後輪２７から摩擦力を受けて回転する。このことによって、実際に自転車２１に乗って運転しているような負荷がペダリングに対して与えられる。
このように、自転車２１を駆動させると、後輪２７がローラ部材６ａから摩擦力を受けるので自転車２１の前輪には、例えば前方に向かう力が付与される。

この力は支軸５を前方に押し曲げる力となるが、一方、支軸５の上部（フレームエンド固定手段７の近く）が、周囲を本体部３に固定された枠（金属管）内に設けられた弾性部９に囲まれているので、上記支軸５を曲げる力は制限される。こうして制限された力によって支軸５は一定程度撓んで自転車２１は適度に前傾する。また、左又は右に曲がることを想定して訓練者が力をかけて自転車２１に左又は右に傾けると、同様に支軸５は左又は右方向の力で一定程度撓んで自転車２１は適度に左又は右に傾く。

このように、本発明の自転車用トレーニング装置１０では、訓練者が自転車２１を前後左右へ動かそうとすると、屋外で実際にトレーニングしているように、自転車２１も前後移動又は左右傾斜して揺動することが可能になる。そして、この揺動する角度は、実際に自転車２１を屋外で直進運転するときの最大傾斜角度、例えば本体部３が載置された床面に垂直な線に対して５度、以下となるように弾性部９を構成する弾性材料の弾性率（縦弾性係数又はヤング率）、弾性部９の大きさ、あるいはその取り付けられる支軸５の位置によって調整される。

−実施例２−
図２は、実施例２に係る自転車用トレーナ２０を示す。なお、以下の実施例において実施例１と同一部材については同一の符号を付し、その重複する説明は省略する。
図２に示すように、自転車用トレーナ２０は、実施例１の場合と違って、フレーム部１１が前後方向杆３ａの前部に立設されている。フレーム部１１は、内部に筒状の中空部（図示せず）を有し、その中に支軸５が配置されている。支軸５の上端（他端）はフレーム部１１から延出し、該他端にはフォークエンド支持手段７が固着されている。そして、実施例１の場合と同様に、自転車２１のフォークエンド部２３がフロントフォーク爪（図示せず）によってフォークエンド支持手段７に取り付けられる構造となっている。
その他の構造は、実施例１の自転車用トレーナ１０と同じである。

図３は、実施例２のフレーム部１１及びフォークエンド支持手段７を前方向（図２の紙面の右側）から見た片側縦断面図である。図３に示すように、フレーム部１１は、内部に筒状の中空部１１ａを有し、中空部１１ａの中央には長手方向に支軸５が収容されている。フレーム部１１の下部は、前脚３ｃにボルト１３，１３で固定された支軸受け１５に挿入され、その上部は所定の厚さを有する弾性部９で覆われ、該弾性部９の中央を支軸５が貫通し、該支軸５の上端（他端）はフォークエンド支持手段７に固着されている。支軸５の下部は、支軸受け１５に設けられた孔１５ａに、支軸５が前後左右に揺れ動くことができる状態で挿入されている。本実施例において、支軸受け１５の材質はアルミニウムであり、支軸５はステンレス製の円柱鋼材である。

図４（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ図３のＡ−Ａ及びＢ−Ｂ断面図である。
図４（ａ）に示すように、フレーム部１１は支軸受け１５に挿入され、支軸受け１５の中央に開けられた孔１５ａに支軸５が挿入されている。ネジ１７ａ，１７ｂの締め付け程度によって支軸５の位置が調整できる。
図４（ｂ）に示すように、フォークエンド支持手段７の下部は断面４角形であり、その中央に孔７ａが設けられ、支軸５がその上端から孔７ａに挿入されている。ネジ１７ｃ，１７ｄの締め付け程度によって支軸５の位置が調整できる。

図５は、図３のＣ−Ｃ断面図である。図５に示すように、フレーム部１１の上部には弾性部９が設けられ、弾性部９の中央には孔９ａが開けられ、該孔９ａを支軸５が貫通している。本実施例では、弾性部９を構成する弾性材料として、ゴム状の弾力性を有する工業用材料であるエラストマー（elastomer）を使用した。

実施例２の自転車用トレーナ２０では、弾性部９がフレーム部１１の中空部の上部に設けられ支軸５がその中央を貫通する構成であるので、支軸の揺れる範囲をフレーム部１１の内部に制限することができる。そして、その程度は弾性部９を構成する弾性材料の特性（例えば、縦弾性係数又はヤング率）などの選択によって調整することができる。

−実施例２の変形例−
図６に示すように、弾性部９と支軸５の外周面が接していないで、弾性部９と支軸５の間に隙間Ｓがあってもよい。このような構造で弾性部９によって支軸５の曲がり具合が調整される。

−実施例３−
図７は、実施例３に係る自転車用トレーナの支軸の一部を示す。図７に示すように、支軸２５は、弾性部材３３と金属材料からなる繋ぎ部３１が交互に配置されてなる棒状構造の支軸部３５を有する。弾性部材３３は弾性を有する天然ゴムや合成ゴムなどの弾性材料からなり、繋ぎ部３１はステンレス鋼材などの金属材料からなり、弾性部材３３と溶着されている。本実施例においては、自転車用トレーナの本体部（図示せず）に支軸２５が取り付けられたとき、支軸２５の本体部側（一端）から上端（他端）にかけて弾性部材３３を構成する弾性材料の弾性率が逐次小さくなるようにしている。このような構成によれば、本体部側と同じ弾性率の弾性材料を使用して均一な支軸の場合と比較して、より小さい力で同程度の自転車（図示せず）の前後又は左右方向の揺動が得られる。

本発明に係る自転車用トレーナは、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成をとり得る。
例えば、実施例１では、支軸５はバネなどの弾性を有する弾性部材であってもよい。また、実施例２では、弾性部９がフレーム部１１の中空部全体に設けられる構成としてもよい。

本発明に係る自転車型トレーナは、単調になりがちな屋内トレーニングにおいて、ペダルを踏み込む力、あるいは自転車を左右に曲げようとする力に呼応して自転車が前後移動し左右に傾斜することによって、屋外走行の場合と同様の感触を得ながらトレーニングできるトレーニング装置として有用である。よって、持久力と強い筋力トレーニングが必要なスポーツ選手のトレーニング装置にも好適である。

３本体部
４支柱
５，２５支軸
６回転体
６ａローラ部材
７フォークエンド支持手段
８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ固定部材
９弾性部
１０，２０自転車用トレーナ
１１フレーム部
１５支軸受け
２１自転車
２３フレームエンド部
２５ハンガパイプ
２７後輪
２８ペダル
３１繋ぎ部
３３弾性部材
Ｓ隙間

Claims

着脱可能に装着される自転車（２１）を用いてトレーニングを行うことができる自転車用トレーナであって、
床に載置される本体部（３）と、
一端が前記本体部に遊挿され、他端が前記自転車のフォークエンド部（２３）を支持するフォークエンド支持手段（７）に固着された支軸（５）と、
前記支軸の長手方向中央から前記他端側の少なくとも一部を囲んで配置された弾性部（９）とを備え、
前記支軸が前記フォークエンド部から与えられる力によって弾性変形することにより前記自転車が前後移動し左右傾斜し得る自転車用トレーナ。
内部に筒状の中空部を有し、前記本体部に立設されたフレーム部（１１）を備え、
前記弾性部が前記フレーム部の筒状内面に形成され、
前記支軸が前記フレーム部の長手方向に沿って前記中空部内に前記弾性部を貫通して挿入され、前記他端は前記フレーム部から延出してなる請求項１記載の自転車用トレーナ。
前記支軸が鋼棒又は鋼管である請求項１又は２記載の自転車用トレーナ。
前記支軸が弾性を有する弾性部材を含む請求項１ないし３のいずれか１項記載の自転車用トレーナ。
前記支軸が前記弾性部材と非弾性部材からなる繋ぎ部が交互に接続された支軸部を有する請求項４記載の自転車用トレーナ。
前記一端から他端にかけて前記弾性部材を構成する弾性材料の弾性率が逐次小さくなる請求項５記載の自転車用トレーナ。