JP3056821U - ペダルが楕円運動する歩行運動機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 実際の歩行と同様の自然で快適な歩行運動を
行なうことができ、また、使用者の体力や体調に応じて
最適の歩行状態を選択することが可能な歩行運動機を提
供する。 【解決手段】 支持梁（２）に回動自在に取り付けた連
結ロッド（３１〜３４）と、その下端に回動自在に取り
付けた揺動ロッド（４１，４２）の作用により、ペダル
支持ロッド（５１，５２）の前端を前後方向に往復直線
運動させながら、これと同時に、ペダル支持ロッド（５
１，５２）の後端をクランクアーム（６１，６２）に連
結して円運動させることにより、これら直線運動と円運
動の合成運動としてペダル支持ロッド（５１，５２）の
略中央に設けたペダル（５１Ａ，５２Ａ）を楕円運動さ
せ、使用者に自然な歩行感覚を与える。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、室内歩行運動機に関し、特に、ペダルが楕円運動し、そのため実際 に歩行しているような自然に近い快適な使用感を得ることができると共に、使用 者の体力に応じた最適の歩行運動を行なうことが可能な実用性に優れた歩行運動 機に関する。

【０００２】

【従来の技術】

健康増進のための室内運動機械としては多種多様なものが提供されており、使 用者の体力に応じた訓練を行ない得るものを適宜選択できる状況にあるが、室内 で現実の運動と同様の使用感覚を得ることのできる運動機具は少なかった。例え ば、従来の歩行運動機は、電動走行せしめられるベルトの上を歩くものであった り、座席に腰掛けて自転車こぎ運動をするものであったり、模擬階段を昇り降り するものであったりしたため、実際の歩行運動と同様の自然な使用感覚を得るこ とはできなかった。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、現実の歩行運動と同様の使用感覚で訓練を行なうことのできる歩行 運動機を提供することを目的とするものであり、具体的には、ペダルが楕円運動 をするように構成し、それにより、両脚の踵、膝、股関節等の各関節が実際の歩 行時と同様の動きをし、自然で快適な歩行感覚を得ることのできる人間工学的に も優れた歩行運動機を提供せんとするものである。また、本考案は、上記楕円運 動の軌跡を必要に応じて変更調節することができるように構成し、使用者の体力 等に応じた運動を行い得る歩行運動機を提供せんとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案の上記の目的は、 両手で掴まり得るハンドルを備えたハンドル支軸が前端部に設けられた基台に 、足踏み運動可能なペダル機構を設けて成る歩行運動機において、ペダル機構が 下記 (a)項ないし (h)項記載の構成要素、即ち、 (a) 基台の後端部に設けたフレームに回転自在に支持された回転軸の左右端に 、それぞれ中心から半径方向反対向きに伸びるよう取り付けられた左右一対のク ランクアームと、 (b) 後端部が基台の略中央に枢支され、前端部がハンドル支軸に設けられたガ イドケース内に保持される略Ｓ字状の支持梁と、 (c) それぞれの上端部が、支持梁の上記ガイドケース寄りの端部近傍に、左右 に対をなして揺動自在に連結された第一右連結ロッド及び第一左連結ロッドと、 (d) それぞれの上端部が、支持梁の第一右連結ロッド及び第一左連結ロッドの 連結部より後方に、左右に対をなして揺動自在に連結された第二右連結ロッド及 び第二左連結ロッドと、 (e) 前端側に設けた第一連結部と、その第一連結部近傍に設けた第二連結部に おいて、それぞれ第一右連結ロッド及び第二右連結ロッドの下端部に揺動自在に 連結される右揺動ロッドと、 (f) 前端側に設けた第一連結部と、その第一連結部近傍に設けた第二連結部に おいて、それぞれ第一左連結ロッド及び第二左連結ロッドの下端部に揺動自在に 連結される左揺動ロッドと、 (g) 中央部に右ペダルを具備し、前方側の一端部が右揺動ロッドの後端部に、 後方側の一端部が右クランクアームの外方端部に、それぞれ回動自在に連結され る右ペダル支持ロッドと、 (h) 中央部に左ペダルを具備し、前方側の一端部が左揺動ロッドの後端部に、 後方側の一端部が左クランクアームの外方端部に、それぞれ回動自在に連結され る左ペダル支持ロッドと、 から成ることを特徴とする上記の歩行運動機によって達成できる。

【０００５】 支持梁は、後端部が基台の略中央に枢支されると共に基台の略中心線に沿って 前後方向に伸びる基柱部と、当該基柱部の前端から上方へ伸びる立上がり部と、 当該立上がり部の上端からハンドル支軸に設けられた前記ガイドケース内まで伸 びる前傾部と、から成る略Ｓ字状の部材であることが推奨される。

【０００６】 また、支持梁の前端部を前記ガイドケース内で上下方向に変位可能なよう取り 付け、支持梁の後端の枢支部を中心に支持梁の角度を調節する装置が設けること が推奨される。

【０００７】 更にまた、クランクアームに回転負荷を付与するため、クランクアームの回転 軸に回転輪を固着し、当該回転輪をベルトにより制動輪と連結することが望まし い。

【０００８】

【考案の実施の形態】

以下、図面を参照しつゝ本考案を具体的に説明する。 図１は、本考案に係る歩行運動機の一実施例の立体構造図である。 図２は、図１に示した歩行運動機の側面図である。 図３は、使用者がペダルを踏み動かす時のペダルの移動軌跡を示す説明図であ る。 図４は、揺動ロッドとペダル支持ロッドの枢支点（Ｐ）の移動軌跡が直線状に なることを示す説明図である。 図５は、使用者の足の運動を示す説明図である。 図６は、支持梁が降下位置にあるときの側面図である。 図７は、支持梁が上昇位置にあるときの側面図である。 図８は、支持梁が上昇位置にあるときの使用者の足の移動軌跡を示す説明図で ある。

【０００９】 なお、各図中、１は基台、１１はハンドル支軸、１２は電子式ディスプレイ、 １３はハンドル、１４は枢支軸、１５は制動輪、１６は回転輪、１７はベルト、 １７０はベルトの張力調整ローラー（図２，６，７参照）、１８はガイドケース 、２は支持梁、２１は支持梁の前傾部、２２は支持梁の立上がり部、２３は支持 梁の基柱部、２４はベアリング（図２、図６〜８参照）、３１は第一右連結ロッ ド、３２は第一左連結ロッド、３３は第二右連結ロッド、３４は第二左連結ロッ ド、４１は右揺動ロッド、４１１は第一連結部、４１２は第二連結部、４２は左 揺動ロッド、４２１は第一連結部、４２２は第二連結部、５１は右ペダル支持ロ ッド、５１Ａは右ペダル、５２は左ペダル支持ロッド、５２Ａは左ペダル、６０ はフレーム、６１は右クランクアーム、６２は左クランクアーム、７は回転軸、 ７１，７２は枢軸、８はモーター、８１は伸縮ネジロッド、９１，９２は枢軸で ある。

【００１０】 まず図１及び図２を参照しつつ説明する。本考案の歩行運動機は、床面に設置 される基台１の前端部にハンドル支軸１１が取り付けられ、そのハンドル支軸１ １の上部には歩行距離や速度を表示するための電子式ディスプレイ１２と、両手 で掴むハンドル１３とが取り付けられている。基台１上には、その略中央部に、 支持梁２の後端部が枢支軸１４によって枢支されており、支持梁２は、互いに略 平行な基柱部２３及び前傾部２１と、両者間の立上がり部２２とが一体的に構成 されている。

【００１１】 支持梁２の前傾部２１の前端側の両側面には、第一右連結ロッド３１と第一左 連結ロッド３２が回動自在に取り付けられ、その取付け位置より後方には、同様 に第二右連結ロッド３３と第二左連結ロッド３４が回動自在に取付けられている 。第一右連結ロッド３１と第二右連結ロッド３３の下端は第一連結部４１１及び 第二連結部４１２において右揺動ロッド４１にそれぞれ回動自在に取付けられ、 同様に、第一左連結ロッド３２と第二左連結ロッド３４の下端は第一連結部４２ １及び第二連結部４２２において左揺動ロッド４２にそれぞれ回動自在に取付け られている。なお、第一右連結ロッド３１と第二右連結ロッド３３は、長さは異 なるが互いに略平行に取り付けられ、同様に、第一左連結ロッド３２と第二左連 結ロッド３４も、長さは異なるが互いに略平行に取り付けられる。第一右連結ロ ッド３１と第一左連結ロッド３２の長さは等しく、また、第二右連結ロッド３３ と第二左連結ロッド３４の長さは等しい。

【００１２】 右揺動ロッド４１及び左揺動ロッド４２の後端は、それぞれ枢軸９１及び９２ によって右ペダル支持ロッド５１及び左ペダル支持ロッド５２の前端に枢支され 、また、右ペダル支持ロッド５１及び左ペダル支持ロッド５２の後端は、それぞ れ枢軸７１及び７２によって右クランクアーム６１及び左クランクアーム６２の 外方端部に回動自在に連結されている。

【００１３】 右クランクアーム６１と左クランクアーム６２は、基台１の後部のフレーム６ ０に設けた回転軸７の両端に、回転中心から互いに半径方向反対向きに伸びるよ うに固定されている。

【００１４】 回転軸７には回転輪１６が固着され、回転輪１６の外周に巻き掛けたベルト１ ７は、回転自在に設けた制動輪１５の中心軸に掛け渡され、左右のクランクアー ム６１，６２に回転負荷を付与するようになっている。図２、図６、図７中には 、ベルト１７の張力を調整するためのローラー１７０が示されている。

【００１５】 図１に示す如く、左右のペダル支持ロッド５２，５１の略中央には、それぞれ ペダル５２Ａ，５１Ａが取り付けられている。使用者は、左右の足でこれらのペ ダル５２Ａ，５１Ａを交互に踏み動かし、クランクアーム６２，６１を介して回 転輪１６及び制動輪１５をそれらの回転負荷に抗して回転させる運動を持続する ことにより、健康増進を図ることができる。

【００１６】 この場合において、右ペダル支持ロッド５１の後端と、左ペダル支持ロッド５ ２の後端は、回転軸７の中心から互いに半径方向反対向きに伸びる右クランクア ーム６１と左クランクアーム６２の外方端部に枢支されているため、使用者の右 足と左足は、通常の歩行の場合と同様に、互いに前後反対方向に交互に動かされ ることになる。

【００１７】 而して、左右のペダル支持ロッド５２，５１の前端は、枢軸９２，９１により それぞれ左右の揺動ロッド４２，４１の後端に回動自在に枢支され、更に、右揺 動ロッド４１の前端部近傍は２本の略平行な第一及び第二連結ロッド３１，３３ によって揺動自在に支持され、左揺動ロッド４２の前端部近傍も２本の略平行な 第一及び第二連結ロッド３２，３４によって揺動自在に支持されているため、前 記枢軸９１，９２は前後方向に直線運動に近似した運動（WATT STRAIGHT LINE M ECHANISM）を行なう。即ち、図４に示す如く、ペダル支持ロッド５１（及び５２ ）の前端の枢軸９１（及び９２）をＰで示せば、その移動位置（複数のＰで示す 。）は太い直線Ｂで示すような直線状の軌跡を描くことになる。他方、ペダル支 持ロッド５１（及び５２）の後端はクランクアーム６１（及び６２）の外方端部 に回動自在に枢支されており、クランクアームの回転軸７を中心とした円運動を 行なう。このように、ペダル支持ロッド５１（及び５２）の前端は直線運動しな がら、それと同時に後端は円運動を行なうため、その中間位置にあるペダル５１ Ａ（及び５２Ａ）は、図３の中央に示す如き楕円の軌跡を描くこととなる。そし て、ペダル５１Ａ（及び５２Ａ）がこのような楕円運動を行なうとき、使用者の 足首から先は、図５に示すような動きをすることとなり、これは人間の歩行時の 自然な足の動きに近いため、無理のない穏やかで快適な歩行感覚を得ることがで きる。

【００１８】 即ち、第一右連結ロッド３１、第一左連結ロッド３２、第二右連結ロッド３３ 、第二左連結ロッド３４の揺動運動による右ペダル支持ロッド５１及び左ペダル 支持ロッド５２の前端部の前記の如き前後方向への往復直線運動と、クランクア ーム６１及び６２に連結された後端部の円運動との合成により形成されるペダル ５１Ａ及び５２Ａの楕円運動は、その長径両端位置において前後方向に急激な方 向転換を強いることなく、足首の向きを徐々に変えながら方向転換するため、無 理のない歩行運動をすることができる。

【００１９】 次に、図６及び図７を参照しつつ、支持梁２の角度をその枢支軸１４を中心に 調節する機構について説明する。支持梁２の立上がり部２２の中間位置に、モー ター８と、これによって駆動される伸縮ネジロッド８１が取り付けられている。 伸縮ネジロッド８１の上端部は、支持梁２の立上がり部２２の中間位置に回動自 在に取り付けたモーター８の取付け基板上に設けたナット部材（図では省略）に ねじ込まれ、このナット部材をモーター８で正逆両方向に回転駆動することによ り伸縮ネジロッド８１がモーター８の取付け基板から伸長、退縮するようになっ ている。他方、伸縮ネジロッド８１の下端は、基台１に回動可能なように連結さ れている。従って、モーター８を駆動して上記ナット部材を回転させれば、基台 １と立上がり部２２の間で伸縮ネジロッド８１が伸縮し、支持梁２の角度が調節 できる。即ち、図６に示すように伸縮ネジロッド８１を退縮させた状態では、支 持梁２は下方に引き降ろされた位置にあり、他方、図７に示すように伸縮ネジロ ッド８１を伸長させた状態では、支持梁２は上方に押し上げられた位置にある。

【００２０】 このように支持梁２の枢支軸１４を中心とする基台１に対する角度が変更され ると、支持梁２に連結された第一右連結ロッド３１、第一左連結ロッド３２、第 二右連結ロッド３３、第二左連結ロッド３４、右揺動ロッド４１、左揺動ロッド ４２、右ペダル支持ロッド５１、左ペダル支持ロッド５２等々の相対角度がすべ て変化する。従って、ペダル支持ロッド５１，５２の揺動ロッド４１，４２に対 する枢軸９１，９２と、ペダル支持ロッド５１，５２のクランクアーム６１，６ ２に対する枢軸７１，７２との相対位置関係も変化し、そのため、ペダル支持ロ ッド５１，５２上に設けたペダル５１Ａ，５２Ａの描く楕円軌跡も変化すること になる。

【００２１】 即ち、支持梁２が下方に引き降ろされた位置にあるときのペダル５１Ａ，５２ Ａの描く楕円軌跡は図３に示す如くであるのに対し、支持梁２が上方に押し上げ られた位置にあるときのペダル５１Ａ，５２Ａの描く楕円軌跡は図８に示す如く であり、両者の楕円軌跡が異なっていることが容易に理解できる。本考案におい ては、このようにペダルの楕円軌跡を適宜変更することにより、使用者に最適な 歩行状態を選択することができる。

【００２２】 なお、モーター８を駆動して行なう上記の如きペダルの楕円軌跡の変更、調節 は、マイクロコンピューターを利用して、使用者が制御装置の押しボタン等を押 すことにより容易に行なうことができるように構成することが望ましいが、その ための電子回路等の構成は当業者であれば容易に作製可能であるので、詳しい説 明は省略する。

【００２３】 また、支持梁２の上記の如き角度調節を容易ならしめるため、支持梁の前傾部 ２１の先端にベアリング２４（図２、図６〜図８参照）等の滑動部材を取り付け 、支持梁２が昇降変位する際に、ハンドル支軸１１に取り付けたガイドケース１ ８内で支持梁の前傾部２１が円滑に移動できるようにするのが望ましい。

【００２４】

【考案の効果】

本考案は以上の如く構成され、第一右連結ロッド３１、第一左連結ロッド３２ 、第二右連結ロッド３３、第二左連結ロッド３４、右揺動ロッド４１、左揺動ロ ッド４２等々の特定の配置構成によって、右左のペダル支持ロッド５１及び５２ の前端は直線状の往復運動を行ない、これと同時に、右左のペダル支持ロッド５ １及び５２の後端は、クランクアーム６１及び６２に連結されて円運動を行なう ものであるから、ペダル支持ロッド５１及び５２の略中央に取り付けられたペダ ル５１Ａ及び５２Ａは楕円運動を行ない、そのため、使用者の脚の各関節は実際 の歩行時と同様の動きをし、自然で快適な歩行感覚を得ることができるものであ る。また、支持梁２の角度を変更調節することにより、ペダル支持ロッド５１及 び５２の両端の相対位置を変更し、ペダル５１Ａ及び５２Ａの楕円軌跡の形態を 変更調節することが可能であるから、使用者の体力や体調に応じて最適の歩行状 態を選択、実行することができる。

【００２５】 なお、本考案は上記実施例に限定されるものでなく、その目的の範囲内におい て上記の説明から当業者が容易に想到し得るすべての変更実施例を包摂するもの である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案に係る歩行運動機の一実施例の立体構
造図である。

【図２】 図１に示した歩行運動機の側面図である。

【図３】 使用者がペダルを踏み動かす時のペダルの移
動軌跡を示す説明図である。

【図４】 揺動ロッドとペダル支持ロッドの枢支点
（Ｐ）の移動軌跡が直線状になることを示す説明図であ
る。

【図５】 使用者の足の運動を示す説明図である。

【図６】 支持梁が降下位置にあるときの側面図であ
る。

【図７】 支持梁が上昇位置にあるときの側面図であ
る。

【図８】 支持梁が上昇位置にあるときの使用者の足の
移動軌跡を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 基台 １１ ハンドル支軸 １２ 電子式ディスプレイ １３ ハンドル １４ 枢支軸 １５ 制動輪 １６ 回転輪 １７ ベルト １７０ ベルトの張力調整ローラー １８ ガイドケース ２ 支持梁 ２１ 支持梁の前傾部 ２２ 支持梁の立上がり部 ２３ 支持梁の基柱部 ２４ ベアリング ３１ 第一右連結ロッド ３２ 第一左連結ロッド ３３ 第二右連結ロッド ３４ 第二左連結ロッド ４１ 右揺動ロッド ４１１ 第一連結部 ４１２ 第二連結部 ４２ 左揺動ロッド ４２１ 第一連結部 ４２２ 第二連結部 ５１ 右ペダル支持ロッド ５１Ａ 右ペダル ５２ 左ペダル支持ロッド ５２Ａ 左ペダル ６０ フレーム ６１ 右クランクアーム ６２ 左クランクアーム ７ 回転軸 ７１，７２ 枢軸 ８ モーター ８１ 伸縮ネジロッド ９１，９２ 枢軸

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】両手で掴まり得るハンドル（１３）を備え
   たハンドル支軸（１１）が前端部に設けられた基台
   （１）に、足踏み運動可能なペダル機構を設けて成る歩
   行運動機において、ペダル機構が下記 (a)項ないし (h)
   項記載の構成要素から成ることを特徴とする上記の歩行
   運動機。 (a) 基台（１）の後端部に設けたフレーム（６０）に回
   転自在に支持された回転軸（７）の左右端に、それぞれ
   中心から半径方向反対向きに伸びるよう取り付けられた
   左右一対のクランクアーム（６１，６２）。 (b) 後端部が基台（１）の略中央に枢支（１４）され、
   前端部がハンドル支軸（１１）に設けられたガイドケー
   ス（１８）内に保持される略Ｓ字状の支持梁（２）。 (c) それぞれの上端部が、支持梁（２）の上記ガイドケ
   ース（１８）寄りの端部近傍に、左右に対をなして揺動
   自在に連結された第一右連結ロッド（３１）及び第一左
   連結ロッド（３２）。 (d) それぞれの上端部が、支持梁（２）の第一右連結ロ
   ッド（３１）及び第一左連結ロッド（３２）の連結部よ
   り後方に、左右に対をなして揺動自在に連結された第二
   右連結ロッド（３３）及び第二左連結ロッド（３４）。 (e) 前端側に設けた第一連結部（４１１）と、その第一
   連結部近傍に設けた第二連結部（４１２）において、そ
   れぞれ第一右連結ロッド（３１）及び第二右連結ロッド
   （３３）の下端部に揺動自在に連結される右揺動ロッド
   （４１）。 (f) 前端側に設けた第一連結部（４２１）と、その第一
   連結部近傍に設けた第二連結部（４２２）において、そ
   れぞれ第一左連結ロッド（３２）及び第二左連結ロッド
   （３４）の下端部に揺動自在に連結される左揺動ロッド
   （４２）。 (g) 中央部に右ペダル（５１Ａ）を具備し、前方側の一
   端部が右揺動ロッド（４１）の後端部に、後方側の一端
   部が右クランクアーム（６１）の外方端部に、それぞれ
   回動自在に連結される右ペダル支持ロッド（５１）。 (h) 中央部に左ペダル（５２Ａ）を具備し、前方側の一
   端部が左揺動ロッド（４２）の後端部に、後方側の一端
   部が左クランクアーム（６２）の外方端部に、それぞれ
   回動自在に連結される左ペダル支持ロッド（５２）。
2. 【請求項２】支持梁（２）が、後端部が基台（１）の略
   中央に枢支（１４）されると共に基台（１）の略中心線
   に沿って前後方向に伸びる基柱部（２３）と、当該基柱
   部（２３）の前端から上方へ伸びる立上がり部（２２）
   と、当該立上がり部（２２）の上端からハンドル支軸
   （１１）に設けられた前記ガイドケース（１８）内まで
   伸びる前傾部（２１）と、から成る略Ｓ字状の部材であ
   る請求項１に記載の歩行運動機。
3. 【請求項３】支持梁（２）の前端部が前記ガイドケース
   （１８）内で上下方向に変位可能なよう取り付けられ、
   支持梁（２）の後端の枢支部（１４）を中心に支持梁
   （２）の角度を調節する装置（８，８１）が設けられた
   請求項１又は２に記載の歩行運動機。
4. 【請求項４】クランクアーム（６１，６２）に回転負荷
   を付与するため、クランクアームの回転軸（７）に回転
   輪（１６）を固着し、当該回転輪（１６）をベルト（１
   ７）により制動輪（１５）と連結した請求項１、２又は
   ３に記載の歩行運動機。