JPH07308405A - Treadle type exercise machine - Google Patents
Treadle type exercise machineInfo
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- JPH07308405A JPH07308405A JP6104191A JP10419194A JPH07308405A JP H07308405 A JPH07308405 A JP H07308405A JP 6104191 A JP6104191 A JP 6104191A JP 10419194 A JP10419194 A JP 10419194A JP H07308405 A JPH07308405 A JP H07308405A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は足踏み式運動機に関す
るものであり、特に運動負荷を電気的に調節できるよう
にした足踏み式運動機に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a foot-operated exercise machine, and more particularly, to a foot-operated exercise machine capable of electrically adjusting an exercise load.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の足踏み式運動機は、レバー形ペダ
ルを交互に踏下げるステップ形運動機とクランクペダル
を回転させる自転車形運動機が知られている。ステップ
形運動機の負荷装置は、レバー形ペダルとフレームとに
オイルダンパー等の制動器を介装したものが一般的であ
る。また、自転車形運動機の負荷装置としては、クラン
クペダルの軸にフライホイールを連結してフライホイー
ルに機械的ブレーキを介装したものや、フライホイール
を挟んで一対の電磁石を対向させて配置した渦電流ブレ
ーキを設けたものがある。一方、前述したものとは逆に
クランクペダルをモータによって駆動して使用者にスト
レッチ効果や運動機能の治療効果を与えることを目的と
したものも知られている。2. Description of the Related Art As conventional foot-operated exercise machines, a step-type exercise machine that alternately depresses a lever-type pedal and a bicycle-type exercise machine that rotates a crank pedal are known. A load device for a step type exercise machine is generally one in which a brake such as an oil damper is interposed between a lever type pedal and a frame. Further, as a load device of the bicycle type exercise machine, a flywheel is connected to a crank pedal shaft and a mechanical brake is provided on the flywheel, or a pair of electromagnets are arranged so as to face each other with the flywheel interposed therebetween. Some have eddy current brakes. On the other hand, contrary to the above-mentioned one, there is also known one for the purpose of driving the crank pedal by a motor to give the user a stretching effect and a therapeutic effect of motor function.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従来の足踏み式運動機
は、使用者に運動負荷を加えて筋力トレーニングやエア
ロビクス効果を与えることを目的としたものと、ペダル
をモータ等によって駆動してストレッチ効果や運動機能
の治療を目的としたものとがあるが、両者の機能を有す
るものはない。従って、ペダルの制動機能と駆動機能の
両機能を備えた運動機が要望されている。また、フライ
ホイールを用いた運動機においては、十分な運動負荷を
得るために大径のフライホイールを備えており、運動機
本体が大型になるという欠点がある。The conventional foot-operated exercise machine is intended to give a user an exercise load to exert muscle strength training and an aerobic effect, and a pedal is driven by a motor or the like to provide a stretching effect. There are some for the purpose of treatment of motor function, but there is no one having both functions. Therefore, there is a demand for an exercise machine having both a pedal braking function and a driving function. Further, an exercise machine using a flywheel has a drawback that it has a large-sized flywheel in order to obtain a sufficient exercise load, and the exercise machine body becomes large.
【０００４】そこで、多機能、且つ小型軽量な足踏み式
運動機を提供するために解決すべき技術的課題が生じて
くるのであり、本発明は上記課題を解決することを目的
とする。Therefore, a technical problem to be solved in order to provide a multi-functional, small-sized and light-weight stepping exercise machine arises, and an object of the present invention is to solve the above problem.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するために提案するものであり、フレームに回転自
在なクランクペダル或いは揺動自在なレバー形ペダル等
のペダルを設けた足踏み式運動機に於て、前記ペダルと
誘導電動機とをギヤ機構を介して連結し、前記誘導電動
機へ直流電流または交流電流を切換操作により任意に供
給できる駆動回路を設けた足踏み式運動機を提供するも
のである。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention is proposed in order to achieve the above object, and is a foot-operated motion in which a frame is provided with a pedal such as a rotatable crank pedal or a swingable lever-type pedal. In the machine, there is provided a foot-operated exercise machine provided with a drive circuit that connects the pedal and the induction motor through a gear mechanism and can supply a direct current or an alternating current to the induction motor by a switching operation. Is.
【０００６】[0006]
【作用】本発明の足踏み式運動機のペダルはギヤ機構を
介して誘導電動機に連結されている。誘導電動機の駆動
回路は、スイッチやキー等の操作により交流電流と直流
電流とを切換えて出力でき、直流電流を選択した場合
は、誘導電動機の界磁巻線に直流電流が流れて回転子の
回転が阻止される。従って、誘導電動機に連結されたペ
ダルが制動されて使用者に運動負荷が付与される。The pedal of the foot-operated exercise machine of the present invention is connected to the induction motor through the gear mechanism. The drive circuit of the induction motor can switch and output alternating current and direct current by operating a switch or key.When selecting direct current, direct current flows in the field winding of the induction motor and Rotation is blocked. Therefore, the pedal connected to the induction motor is braked, and the user is given an exercise load.
【０００７】一方、誘導電動機に交流電流を供給した場
合は、誘導電動機は交流電流に同期して回転し、ペダル
が連動することにより使用者が強制的に運動させられ
る。On the other hand, when an alternating current is supplied to the induction motor, the induction motor rotates in synchronization with the alternating current, and the pedal is interlocked to force the user to exercise.
【０００８】[0008]
【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に従って詳
述する。図１及び図２は自転車形運動機１を示し、自転
車形運動機１のベースフレーム２は、前後方向に配設さ
れた中央フレームメンバー３の前後に左右方向の横フレ
ームメンバー４，５が固設されている。中央フレームメ
ンバー３の前部にはハンドルポスト６が立設され、後部
にはサドル支持ポスト７が立設されている。サドル支持
ポスト７にはサドルポスト８が上下位置調節自在に嵌着
され、サドルポスト８の上部に固着したサドル９を任意
の高さで固定することができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. 1 and 2 show a bicycle-type exercise machine 1, in which a base frame 2 of the bicycle-type exercise machine 1 has horizontal frame members 4 and 5 in the left-right direction fixed in front of and behind a central frame member 3 arranged in the front-rear direction. It is set up. A handle post 6 is erected on the front portion of the central frame member 3, and a saddle support post 7 is erected on the rear portion thereof. A saddle post 8 is fitted to the saddle support post 7 so that its vertical position can be adjusted, and the saddle 9 fixed to the upper portion of the saddle post 8 can be fixed at an arbitrary height.
【０００９】ハンドルポスト６とサドル支持ポスト７の
上下中間部位にはギヤボックス１０が架設され、ギヤボ
ックス１０内には歯数を等しくする一対のヘリカルギヤ
１１，１２が前後に配設されている。そして、中央フレ
ームメンバー３上に上向きに配設された誘導電動機１３
の軸に嵌着したウォームギヤ１４が一対のヘリカルギヤ
１１，１２間に介装され、ウォームギヤ１４を介して一
対のヘリカルギヤ１１，１２が連動するように形成され
ている。A gear box 10 is provided above and below the handle post 6 and the saddle support post 7, and a pair of helical gears 11 and 12 having the same number of teeth are provided in the gear box 10 at the front and rear. The induction motor 13 arranged upward on the central frame member 3
A worm gear 14 fitted to the shaft of the shaft is interposed between the pair of helical gears 11 and 12, and the pair of helical gears 11 and 12 are formed to interlock with each other via the worm gear 14.
【００１０】後方（図１において右）のヘリカルギヤ１
２はペダル１５，１６を取付けたクランクペダル軸１７
に嵌着され、前方のヘリカルギヤ１１を嵌着したクラン
クレバー軸１８の左右両端には位相が相互に相違するク
ランクレバー１９，２０が嵌着されている。また、ハン
ドルポスト６の上端部位に設けた左右方向の軸２１の左
右にはクランクハンドル２２，２３が遊嵌され、クラン
クハンドル２２，２３と一体のレバー２４，２５と、前
述した前方のヘリカルギヤ１１のクランクレバー１９，
２０とは夫々リンク２６，２７を介して連結されてい
る。従って、前方のヘリカルギヤ１１の回転に伴って左
右のクランクハンドル２２，２３は連動して交互に前後
へ揺動する。Rear (right in FIG. 1) helical gear 1
2 is a crank pedal shaft 17 to which pedals 15 and 16 are attached
Crank levers 19 and 20 having different phases are fitted to the left and right ends of the crank lever shaft 18 fitted to the front helical gear 11. Crank handles 22, 23 are loosely fitted to the left and right of a shaft 21 in the left-right direction provided at the upper end portion of the handle post 6, levers 24, 25 integrated with the crank handles 22, 23, and the front helical gear 11 described above. Crank lever 19,
20 is connected via links 26 and 27, respectively. Therefore, the left and right crank handles 22 and 23 are alternately oscillated back and forth in conjunction with the rotation of the front helical gear 11.
【００１１】そして、ヘリカルギヤ１１，１２の歯のね
じれ角は大角度に形成され、ペダル１５，１６を踏んで
ヘリカルギヤ１２を回転することにより、ウォームギヤ
１４及び前方のヘリカルギヤ１１が連動し、誘導電動機
１３及びクランクハンドル２２，２３が駆動される。ま
た、サドル支持ポスト７の後方には電源部、制御部並び
に駆動回路等の電気回路装置２８が設置され、誘導電動
機１３の軸の近傍に配置された回転センサ２９が制御部
に接続されている。The helical gears 11 and 12 are formed to have a large twist angle, and when the pedals 15 and 16 are rotated to rotate the helical gear 12, the worm gear 14 and the front helical gear 11 are interlocked with each other, and the induction motor 13 is driven. And the crank handles 22 and 23 are driven. Further, an electric circuit device 28 such as a power supply unit, a control unit, and a drive circuit is installed behind the saddle support post 7, and a rotation sensor 29 arranged near the shaft of the induction motor 13 is connected to the control unit. .
【００１２】上述したギヤボックス１０、リンク機構及
び電気回路装置２８等は外筐３０にて被蔽され、左右の
クランクハンドル２２，２３とサドル９が外筐３０から
露出しており、ハンドルポスト６の上部に相当する外筐
３０の上面部には操作盤３１及び液晶表示装置３２が設
けられ、夫々制御部に接続されている。制御部は誘導電
動機１３の駆動回路を制御し、操作盤３１からの入力デ
ータと回転センサ２９の検出値に基づいて出力電流を制
御する。The gear box 10, the link mechanism, the electric circuit device 28 and the like described above are covered with an outer casing 30, the left and right crank handles 22, 23 and the saddle 9 are exposed from the outer casing 30, and the handle post 6 is provided. An operation panel 31 and a liquid crystal display device 32 are provided on the upper surface of the outer casing 30 corresponding to the upper part of the, and are respectively connected to the control unit. The control unit controls the drive circuit of the induction motor 13 and controls the output current based on the input data from the operation panel 31 and the detection value of the rotation sensor 29.
【００１３】図３は駆動回路３３を示し、誘導電動機１
３は双方向性３端子サイリスタ３４を介して交流電源３
５に接続され、双方向性３端子サイリスタ３４のゲート
をスイッチングトランジスタＱ1 によって制御すること
により、誘導電動機１３の駆動電流が可変される。ま
た、整流ダイオードＤ1 によって整流した直流電源をト
ランジスタＱ2 を介して誘導電動機１３に接続し、トラ
ンジスタＱ2 を演算増幅器３６によって制御することに
より任意の直流電流を誘導電動機１３に供給して誘導電
動機１３を制動できるようにしている。FIG. 3 shows the drive circuit 33, and the induction motor 1
3 is an AC power source 3 via a bidirectional 3-terminal thyristor 34.
5 and the gate of the bidirectional three-terminal thyristor 34 is controlled by the switching transistor Q 1 to change the drive current of the induction motor 13. Moreover, inductive DC power rectified by the rectifier diode D 1 is connected to the induction motor 13 through the transistor Q 2, and supplies any DC current to the induction motor 13 by controlling the transistor Q 2 by an operational amplifier 36 The electric motor 13 can be braked.
【００１４】制御部３７には、図４に示すような例えば
１kgm 、２kgm 、３kgm の３段階の制動トルクの直流電
流／回転数データが格納されており、任意の制動トルク
値を選択することにより、その制動トルク値に応じた電
流制御が実行され、クランクペダル軸１７の回転数にか
かわらず一定の回転負荷を得ることができる。自転車形
運動機１のクランクペダル軸１７に制動力を与えて筋力
トレーニングを行う場合は、先ず操作盤３１のキーによ
って所望の制動トルク値を設定する。制動トルク値は、
液晶表示装置３２に例えば強、中、弱の如く表示される
ものの中から任意の値を選択して入力することにより選
択した値が制御部３７に制御目標としてセットされる。
そして、使用者がペダル１５，１６を漕ぐと、誘導電動
機１３の回転子が回転され、その回転が回転センサ２９
により検出されて制御部３７が回転数を算出する。The control unit 37 stores DC current / rotation speed data of three stages of braking torque of 1 kgm, 2 kgm, 3 kgm as shown in FIG. 4, and by selecting an arbitrary braking torque value. The current control is executed according to the braking torque value, and a constant rotational load can be obtained regardless of the rotation speed of the crank pedal shaft 17. When applying a braking force to the crank pedal shaft 17 of the bicycle-type exercise machine 1 to perform muscle strength training, first, a desired braking torque value is set by the key on the operation panel 31. The braking torque value is
The selected value is set as the control target in the control unit 37 by selecting and inputting an arbitrary value from those displayed in the liquid crystal display device 32 such as strong, medium, and weak.
Then, when the user pedals the pedals 15 and 16, the rotor of the induction motor 13 is rotated, and the rotation is detected by the rotation sensor 29.
Is detected by the control unit 37, and the control unit 37 calculates the rotation speed.
【００１５】制御部３７は、設定制動トルクと算出され
た回転数に応じた直流電流値を演算し、図３に示す演算
増幅器３６を制御して、図４に示すような制御特性で誘
導電動機１３に直流電流を供給し、クランクペダル軸１
７の回転負荷を一定に制御する。一方、ペダル１５，１
６を誘導電動機１３により駆動してストレッチ運動等を
行う場合は、操作盤３１のキーによりペダル駆動モード
を選択してペダル回転数を設定すれば、駆動制御用のス
イッチングトランジスタＱ1 が駆動され、双方向性３端
子サイリスタ３４により交流電流の位相制御を行い、誘
導電動機１３を駆動してクランクペダル軸１７を設定速
度で回転させる。The control section 37 calculates a DC current value according to the set braking torque and the calculated rotation speed, controls the operational amplifier 36 shown in FIG. 3, and controls the induction motor with the control characteristics shown in FIG. Direct current is supplied to the crank pedal shaft 1
The rotating load of 7 is controlled to be constant. On the other hand, pedals 15 and 1
When 6 is driven by the induction motor 13 to perform stretching exercise or the like, if the pedal drive mode is selected by the key of the operation panel 31 and the pedal rotation speed is set, the switching transistor Q 1 for drive control is driven, The phase of the alternating current is controlled by the bidirectional three-terminal thyristor 34 to drive the induction motor 13 and rotate the crank pedal shaft 17 at the set speed.
【００１６】尚、駆動回路は上述した回路に限定される
ものではなく、リレーにより電流をオン／オフしてもよ
く、また、図５に示すインバータ制御によるものでもよ
い。同図に示す駆動回路は、交流電源３８をダイオード
ブリッジ３９にて全波整流し、＋電源と−電源との間を
二対のスイッチングトランジスタＱ3 ，Ｑ4 とＱ5 ，Ｑ
6 にて接続し、夫々直列に接続されたスイッチングトラ
ンジスタＱ3 とＱ4 との間とＱ5 とＱ6 との間に誘導電
動機１３を接続している。The drive circuit is not limited to the above-mentioned circuit, and the current may be turned on / off by a relay, or may be by the inverter control shown in FIG. Driving circuit shown in the figure, an AC power supply 38 to all-wave rectification by the diode bridge 39, + supply and - switching transistor Q 3 of the two pairs between the power source, Q 4 and Q 5, Q
The induction motor 13 is connected between the switching transistors Q 3 and Q 4 and between the switching transistors Q 5 and Q 6, which are connected in series.
【００１７】スイッチングトランジスタＱ3 ，Ｑ6 とＱ
4 ，Ｑ5 は、制御部４０により対称的にオン／オフされ
て誘導電動機１３を駆動し、オン／オフのデューティ比
をＰＷＭ制御して擬似正弦波を出力する。そして、擬似
正弦波の周波数を変化させることにより回転数が制御さ
れる。また、誘導電動機１３を制動する場合は、スイッ
チングトランジスタＱ4 とＱ5 をオフし、Ｑ3 とＱ6 を
オンすることにより誘導電動機１３に直流電流が供給さ
れてクランクペダル軸１７に回転負荷が与えられる。そ
して、スイッチングトランジスタＱ3 のデューティ比を
変化させることによって直流電流値を可変でき、図３に
示した駆動回路と同様に制動力の制御が行える。Switching transistors Q 3 , Q 6 and Q
4 , Q 5 are symmetrically turned on / off by the control unit 40 to drive the induction motor 13, PWM control the on / off duty ratio, and output a pseudo sine wave. Then, the rotation speed is controlled by changing the frequency of the pseudo sine wave. When the induction motor 13 is braked, the switching transistors Q 4 and Q 5 are turned off and Q 3 and Q 6 are turned on, so that a direct current is supplied to the induction motor 13 and a rotational load is applied to the crank pedal shaft 17. Given. Then, the DC current value can be varied by changing the duty ratio of the switching transistor Q 3 , and the braking force can be controlled as in the drive circuit shown in FIG.
【００１８】尚、図示は省略するが、一対のレバー形ペ
ダルを交互に踏下すステップ形運動機においてもレバー
形ペダルの前部に長手方向のガイド溝を設け、このガイ
ド溝をヘリカルギヤ１２のクランクペダル軸１７に係合
させてペダルの昇降運動をヘリカルギヤ１２の回転運動
に変換する等の構成を採ることにより誘導電動機１３に
よる駆動と制動とを行うことができる。また、本発明
は、本発明の技術的範囲において種々の改変を為すこと
ができ、本発明がそれらの改変されたものに及ぶことは
当然である。Although not shown in the drawings, also in a step type exerciser in which a pair of lever type pedals are stepped on alternately, a longitudinal guide groove is provided in the front portion of the lever type pedal, and this guide groove is used as a crank for the helical gear 12. The induction motor 13 can be driven and braked by adopting such a structure as engaging the pedal shaft 17 and converting the up-and-down movement of the pedal into the rotational movement of the helical gear 12. Further, the present invention can be variously modified within the technical scope of the present invention, and it goes without saying that the present invention extends to those modifications.
【００１９】[0019]
【発明の効果】この発明は、上記一実施例において詳述
したように、足踏み式運動機に誘導電動機を使用して駆
動電流を制御することによりペダルの駆動と制動とを切
換えることができるので、従来の制動式運動機と駆動式
運動機の両機能を備えた運動機を提供することができ
た。また、電気的に制動力を発生させる構造であるから
大径のフライホイールを必要とせず、小型化が可能とな
る等諸種の効果を発揮する発明である。As described in detail in the above embodiment, the present invention can switch between pedal driving and braking by controlling the drive current by using an induction motor in a foot-operated exercise machine. , Was able to provide an exercise machine having both functions of a conventional braking type exercise machine and a driving type exercise machine. Moreover, since the structure is one that electrically generates a braking force, the invention does not require a large-diameter flywheel and can achieve various effects such as downsizing.
【図１】本発明の一実施例を示し、自転車形運動機の一
部切欠側面図。FIG. 1 is a partially cutaway side view of a bicycle-type exercise machine showing an embodiment of the present invention.
【図２】図１に示す自転車形運動機の一部切欠正面図。FIG. 2 is a partially cutaway front view of the bicycle-type exercise machine shown in FIG.
【図３】自転車形運動機の駆動回路図。FIG. 3 is a drive circuit diagram of the bicycle-type exercise machine.
【図４】駆動回路の制動トルク特性を示す回転数／直流
電流グラフ。FIG. 4 is a rotation speed / DC current graph showing a braking torque characteristic of a drive circuit.
【図５】他の実施例を示し、インバータ制御形駆動回路
の回路図。FIG. 5 is a circuit diagram of an inverter control type drive circuit showing another embodiment.
【符号の説明】 １ 自転車形運動機 ２ ベースフレーム １０ ギヤボックス １１，１２ ヘリカルギヤ １３ 誘導電動機 １４ ウォームギヤ １５，１６ ペダル １７ クランクペダル軸 １８ クランクレバー軸 １９，２０ クランクレバー ２２，２３ クランクハンドル ２４，２５ レバー ２６，２７ リンク ２８ 電気回路装置 ２９ 回転センサ ３１ 操作盤 ３３ 駆動回路 ３７ 制御部[Explanation of reference numerals] 1 bicycle type exercise machine 2 base frame 10 gearbox 11,12 helical gear 13 induction motor 14 worm gear 15,16 pedal 17 crank pedal shaft 18 crank lever shaft 19,20 crank lever 22,23 crank handle 24,25 Lever 26, 27 Link 28 Electric circuit device 29 Rotation sensor 31 Operation panel 33 Drive circuit 37 Control unit
Claims (1)
いは揺動自在なレバー形ペダル等のペダルを設けた足踏
み式運動機に於て、前記ペダルと誘導電動機とをギヤ機
構を介して連結し、前記誘導電動機へ直流電流または交
流電流を切換操作により任意に供給できる駆動回路を設
けたことを特徴とする足踏み式運動機。1. A foot-operated exercise machine having a frame provided with a pedal such as a freely rotatable crank pedal or a freely swingable lever type pedal, wherein the pedal and the induction motor are connected through a gear mechanism, A foot-operated exercise machine comprising a drive circuit capable of arbitrarily supplying a direct current or an alternating current to an induction motor by a switching operation.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6104191A JPH07308405A (en) | 1994-05-18 | 1994-05-18 | Treadle type exercise machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6104191A JPH07308405A (en) | 1994-05-18 | 1994-05-18 | Treadle type exercise machine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07308405A true JPH07308405A (en) | 1995-11-28 |
Family
ID=14374100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6104191A Pending JPH07308405A (en) | 1994-05-18 | 1994-05-18 | Treadle type exercise machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07308405A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1994
- 1994-05-18 JP JP6104191A patent/JPH07308405A/en active Pending
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