JPH05309148A - 筋力訓練装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 使用者が運動して発生したエネルギを有効に
利用する。 【構成】 ペダル１が漕がれ、ベルト２を介して伝達さ
れる力で、はずみ車３が回転すると、その軸に取り付け
られた発電機４が動作（回転）し、電力が発生される。
発電機４で発生された電力は、負荷制御回路５を介して
電磁ブレーキ６に供給されて消費される他に、急速充電
回路７に供給され、電池１０が充電される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばエアロバイクな
どに用いて好適な筋力訓練装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のエアロバイクにおいては、ペダル
を回転させることにより動作する発電機にかかる負荷を
変化させることができるようになっており、これによ
り、ペダルの重さ（ペダルの負荷）を設定することがで
きるようになっている。

【０００３】従って、従来のエアロバイクでは、あらか
じめ設定された負荷がかかったペダルを漕ぐことによ
り、使用者に筋力トレーニングさせることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
装置では、使用者がペダルを漕ぐことにより発生したエ
ネルギを発電機に接続された負荷で、例えば熱としてす
べて消費してしまうようになっているので、無駄であっ
た。

【０００５】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであり、使用者が運動することにより発生したエ
ネルギを有効に利用することができるようにするもので
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の筋力訓練装置
は、ペダル１により回転駆動されて電力を発生する発電
手段としての発電機４と、発電機４に負荷を与え、ペダ
ル１の回転を規制する負荷手段としての電磁ブレーキ６
と、電磁ブレーキ６の負荷を制御する負荷制御手段とし
ての負荷制御回路５と、発電機４により発生された電力
により２次電池としての電池１０を充電する、電池１０
が着脱自在な充電手段としての急速充電回路７とを備え
ることを特徴とする。

【０００７】

【作用】上記構成の筋力訓練装置においては、ペダル１
を回転駆動する（漕ぐ）ことにより、発電機４で発生さ
れる電力で電池１０を充電する。従って、使用者に筋力
を鍛えさせることができるとともに、使用者の消費した
エネルギをすべて無駄にすることなく、電気エネルギに
換えて有効に利用することができる。さらに、ペダル１
を足で漕いだ場合、発電機４の発電量は大きなものにな
るので、電池１０を短時間で充電することができる。

【０００８】

【実施例】図１は、本発明の筋力訓練装置を応用したエ
アロバイクの一実施例の構成を示すブロック図である。
はずみ車３は、その軸が発電機４に取り付けられてお
り、ペダル１を漕ぐことにより、ベルト２を介して伝達
される力で回転する。発電機４は、はずみ車３が回転す
ると、その軸に回転駆動されて電力を発生し、急速充電
回路７、または負荷制御回路５を介して電磁ブレーキ６
に供給する。負荷制御回路５は、マイコン１２の指示に
したがって電磁ブレーキ６の負荷（抵抗値）を制御する
とともに、発電機５の発電量をマイコン１２に出力す
る。電磁ブレーキ６は、負荷制御回路５に制御されて、
その抵抗値を変化させ、即ち発電機４にかかる負荷を変
化させ、発電機４が発生する電力を消費する。これによ
り、ペダル１の重さ（負荷）が変化する。

【０００９】急速充電回路７は、図２に示すように、整
流回路７ａ、定電流回路７ｂ、および−△Ｖ検出回路７
ｃより構成される。整流回路７ａは、発電機４より出力
される電流を整流し、定電流回路７ｂに出力する。定電
流回路７ｂは、−△Ｖ検出回路７ｃに制御され、２次電
池としての電池１０の定格電圧の、例えば２倍の電圧
で、１Ｃまたは０．１Ｃの定電流を充電端子９ａを介し
て電池１０に供給して急速充電する。なお、１Ｃとは、
１時間で電池１０を完全に充電するための電流を意味す
る。従って、例えば２Ａの電流で電池１０を完全に充電
するまでに３時間かかった場合、１Ｃは、６Ａの電流を
意味する。

【００１０】−△Ｖ検出回路７ｃは、充電端子９ａを介
して電池１０の＋側の電圧を監視し、例えば特公昭５９
−３７６５４号公報などに開示されているように、電池
１０が完全に充電される直前に、最高電圧より所定の電
圧△Ｖだけ低下する現象を検出し、定電流回路７ｂに制
御信号を出力する。

【００１１】ＬＥＤ８は、例えば電池１０の充電中は点
灯し、その充電が終了すると消灯する。

【００１２】回転検出器１１は、パルス発生器（図示せ
ず）が出力するペダル１の回転に対応するパルスをカウ
ントし、ペダル１の回転数を検出する。

【００１３】マイコン１２は、装置全体を制御するＣＰ
Ｕ１２ａ、システムプログラムなどを記憶しているＲＯ
Ｍ１２ｂ、装置の動作上必要なデータを記憶するＲＡＭ
１２ｃ、およびＣＰＵ１２ａに代わって、負荷制御回路
５、回転検出器１１、表示部１３、および操作部１４な
どの外部ブロックとの入出力を管理するインターフェー
ス（Ｉ／Ｏ）１２ｄより構成される。

【００１４】表示部１３は、回転検出器１１よりマイコ
ン１２を介して供給されるペダルの回転数、負荷制御回
路５より供給される発電機４の発電量、即ち、ペダル１
を漕ぐことにより消費されているエネルギ、または運動
時間（ペダル１を漕いでいる時間）をそれぞれ表示す
る。操作部１４は、例えば電磁ブレーキ６の抵抗値、即
ちペダル１にかかる負荷レベルなどを設定するためのテ
ンキー１４ａ、装置の動作を開始されるためのスタート
ボタン１４ｂ、およびテンキーの入力を確定するための
エンタキー（実行キー）１４ｃなどより構成される（図
３）。

【００１５】次に、その動作について説明する。なお、
このエアロバイクは、発電機４が発生する電力により各
ブロックが動作するようになっている。従って、まず最
初にペダル１が漕がれ、ベルト２を介して伝達される力
で、はずみ車３が回転すると、その軸に取り付けられた
発電機４が動作（回転）し、各ブロックに電力が供給さ
れる。そして、操作部１４のスタートボタン１４ｂが押
されると、マイコン１２をはじめ、各ブロックの動作が
開始される。そして、まず最初に、表示部１３に、運動
時間の設定を促す表示「Ｐ」が表示される。このとき、
例えばテンキー１４ａの「１」に続いてエンタキー１４
ｃが押されると、ＲＡＭ１２ｃに運動時間が１分と設定
される（記憶される）。

【００１６】この後、表示部１３にペダル１にかかる負
荷の設定を促す表示「Ｌ」が表示される。この表示
「Ｌ」は、ペダル１にかかる負荷レベル（ＬＥＶＥＬ）
を意味し、この装置では、例えばレベル１乃至１２まで
設定することができるようになっている（値が大きいほ
ど負荷が重い）。表示部１３に表示「Ｌ」が表示された
ときに、例えばテンキー１４ａの「６」に続いてエンタ
キー１４ｃが押されると、中レベル（レベル６）の負荷
がペダル１にかかるように設定される。即ちＲＡＭ１２
ｃに負荷レベルがレベル６と記憶され、ＣＰＵ１２ａに
おいて、そのレベルに合わせて電磁ブレーキ６の抵抗値
を設定するように、負荷制御回路５に対して制御がなさ
れる。負荷制御回路５において、ＣＰＵ１２ａの制御に
したがって、電磁ブレーキ６の抵抗値が設定される。電
磁ブレーキ６の抵抗値に対応して、発電機４にかかる負
荷が決まり、これにより、ペダル１の重さ（負荷）が決
まる。

【００１７】以上の処理の後、回転検出器１１におい
て、パルス発生器が出力するペダル１の回転に対応する
パルスがカウントされてペダル１の回転数が検出され、
マイコン１２を介して表示部１３に供給される。同時
に、負荷制御回路５において、発電機５の発電量がマイ
コン１２に出力され、マイコン１２において、負荷制御
回路５より供給された発電量、即ちペダル１を漕ぐこと
により消費されているエネルギ（使用者の運動量）がカ
ロリ換算され、表示部１３に供給される。さらに、マイ
コン１２のＣＰＵ１２ａにおいて、ＲＡＭ１２ｃに記憶
された運動時間から現在までの経過時間を引いた残り時
間が計算され、表示部１３に供給される。表示部１３に
おいて、マイコン１２より供給されたカロリ換算された
発電量および残り時間、並びに回転検出器１１よりマイ
コン１２を介して供給されたペダル１の回転数が表示さ
れる。

【００１８】一方、電池の着脱口２１（図３）に２次電
池としての電池１０が装着されている場合、発電機４で
発生された電力は、負荷制御回路５を介して電磁ブレー
キ６に供給されて消費される他に、急速充電回路７に供
給されて電池１０を充電するために利用される。

【００１９】即ち、急速充電回路７の整流回路７ａにお
いて、発電機４より出力される電流が整流され、定電流
回路７ｂに出力される。定電流回路７ｂにおいて、整流
回路７ａより出力された電流は定電流化され、２次電池
としての電池１０の定格電圧の、例えば２倍の電圧で、
１Ｃの定電流が充電端子９ａ、電池１０、および充電端
子９ｂを介してグランドに流れ、電池１０が急速充電さ
れる。

【００２０】ここで、電池１０の急速充電中において
は、発電機４より出力された電流が、急速充電回路７、
および負荷制御回路５を介して電磁ブレーキ６に供給さ
れるので、発電機４にかかる負荷が、電池１０を急速充
電していない場合に比べて重くなってしまい、即ちペダ
ル１の重さ（負荷）が重くなってしまい、使用者に違和
感を感じさせる恐れがある。

【００２１】そこで、マイコン１２において、回転検出
器１１で検出されたペダル１の回転数が、発電機４で発
生されている電力に対応するものか否かが判定され、そ
の回転数が発電機４で発生されている電力よりも多い
（回転が速い）と判定された場合、発電機４で発生され
た電力が、電磁ブレーキ６だけでなく、急速充電回路７
で消費されている（電池１０が充電されている）とみな
し、急速充電回路７で消費されている電力が算出され
る。さらに、マイコン１２において、電磁ブレーキ６の
負荷（抵抗値）を、急速充電回路で消費されている電力
に対応する負荷だけ軽減するように、負荷制御回路５に
対して制御がなされる。負荷制御回路５において、マイ
コン１２の指示にしたがって、電磁ブレーキ６の負荷
（抵抗値）が、急速充電回路で消費されている電力に対
応する負荷だけ軽減される。

【００２２】これにより、電池１０を急速充電してい
る、または急速充電していないにかかわらず、発電機４
にかかる負荷、即ちペダル１の重さ（負荷）を、あらか
じめ操作部１４が操作されて設定された負荷レベルに固
定するようにすることができる。

【００２３】電池１０が急速充電されている間、−△Ｖ
検出回路７ｃにおいて、充電端子９ａを介して電池１０
の＋側の電圧が監視され、前述したように、電池１０が
完全に充電される直前に、最高電圧より所定の電圧△Ｖ
だけ低下すると、定電流回路７ｂに制御信号が出力され
る。

【００２４】定電流回路７ｂにおいて、−△Ｖ検出回路
７ｃからの制御信号が検出されると、今まで出力されて
いた１Ｃの定電流に代わって、０．１Ｃの定電流が充電
端子９ａを介して電池１０に供給される。これにより、
電池１０がいわゆる補充電され、過充電されることな
く、その性能を１００パーセント利用することができる
ように完全に充電される。

【００２５】以上説明したように、トレーニングにより
発生されたエネルギを、電池１０を充電するのに利用す
るようにしたので、電池１０の再利用が図れるととも
に、電池１０を充電するという目標に向かって、使用者
の運動意欲を促進することができる。

【００２６】なお、２次電池が、例えば携帯用小型カセ
ットテープレコーダの電池などの電流容量の少ない電池
であれば、より短時間で急速充電することができるの
で、例えば散歩などと同様に、使用者にとって手軽な運
動で電池を充電することができる。

【００２７】

【発明の効果】以上のように、本発明の筋力訓練装置に
よれば、ペダルを回転駆動する（漕ぐ）ことにより、発
電手段で発生される電力で２次電池を充電するようにし
たので、使用者に筋力を鍛えさせることができるととも
に、使用者の消費したエネルギをすべて無駄にすること
なく、電気エネルギに換えて有効に利用することができ
る。さらに、ペダルを足で漕いだ場合、発電手段の発電
量は大きなものになるので、２次電池を短時間で充電す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の筋力訓練装置を応用したエアロバイク
の一実施例の構成を示すブロック図である。

【図２】図１の実施例の急速充電回路７のより詳細なブ
ロック図である。

【図３】図１の実施例の斜視図である。

【符号の説明】

１ ペダル ２ ベルト ３ はずみ車 ４ 発電機 ５ 負荷制御回路 ６ 電磁ブレーキ ７ 急速充電回路 ７ａ 整流回路 ７ｂ 定電流回路 ７ｃ −△Ｖ検出回路 ８ ＬＥＤ ９ａ，９ｂ 充電端子 １０ 電池 １１ 回転検出器 １２ マイコン １２ａ ＣＰＵ １２ｂ ＲＯＭ １２ｃ ＲＡＭ １２ｄ インターフェース（Ｉ／Ｏ） １３ 表示部 １４ 操作部 １４ａ テンキー １４ｂ スタートボタン １４ｃ エンタキー ２１ 着脱部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ペダルにより回転駆動されて電力を発生
   する発電手段と、 前記発電手段に負荷を与え、前記ペダルの回転を規制す
   る負荷手段と、 前記負荷手段の負荷を制御する負荷制御手段と、 前記発電手段により発生された電力により２次電池を充
   電する、前記２次電池が着脱自在な充電手段とを備える
   ことを特徴とする筋力訓練装置。