JPH08103513A - ブレーキ付き省エネ室内歩行装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】調整が瞬時に自動的に正確になされ、しかも歩
行者の強い蹴りだしや着地などがあっても歩行ベルトの
速度がスムーズとなり、もって歩行感の良いブレーキ付
き省エネ室内歩行装置を提供することにある。 【構成】フロントフリーローラと、バックフリーローラ
と、該２つのフリーローラ間を結ぶエンドレス歩行ベル
トとから成り、該エンドレス歩行ベルトの上部上面を歩
行者の歩行路面として使用する歩行路面装置と、該歩行
路面装置を床面に対して傾斜させて支持する歩行路面装
置支持架台と、該歩行路面装置に所望の制動力を与える
ように配置されるブレーキ装置と、該ブレーキ装置が所
望の制動力を該歩行路面装置に与えるためのデータを入
力する入力部と、該データに基づき所望の制動力を演算
しその結果を該ブレーキ装置に与える演算制御部と、該
入力データおよび該演算結果等のうち所望の内容を表示
する表示部とから構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、歩行者の自重で歩行ベ
ルトが移動をするタイプの無動力の室内歩行装置に関す
るものであって、しかも負荷の変更・制御が可能な歩行
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の室内歩行装置として従来より広
く知られているものは、歩行ベルトをモータ等の動力で
駆動しその歩行ベルトの上を歩行者が歩行するものと、
特別な動力源をもたずに歩行者の自重によって歩行ベル
トを駆動する省エネタイプのものとがある。

【０００３】前者は歩行のたびに多大の電気エネルギー
を消費するので省エネに逆行し、しかも騒音が出、一般
的な商用電源では駆動できなかったりすることがあった
り、設置箇所が電源コンセントの近くに限られ、装置自
体も重いので運搬等使い勝手が悪く、また高価で、ラン
ニングコストがかかった。また、万が一故障した場合に
は大きな危険のおそれがあった。

【０００４】これに対し、後者は、歩行ベルトが床に対
して傾斜していて、歩行者がその上に立ったとき歩行者
の自重で該歩行ベルトが駆動されるもので、省エネにそ
うものである。しかしながらこれにもつぎのような欠点
があった。すなわち、この場合、歩行ベルトの速度は歩
行者の運動の激しさに影響を与えるのであるが、このベ
ルトの速度の調節はベルトの傾斜角度を機械的に変える
ことによって行っているため、その調節のたびに運動を
中断しなければならず、またその調整が面倒でかつ時間
がかかり、しかも正確さに欠けていた。さらに、歩行者
の蹴りだしや着地のつど歩行ベルトにかかる力が変わる
ので歩行ベルトの速度が変動しやすくスムーズとならな
いので、歩行感がよくなかった。そしてマイコンや脈拍
センサなどの情報よる制御にもなじまないものであっ
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように歩行者の自
重で該歩行ベルトが駆動されるタイプのものにあって
は、省エネにそうので現代のニーズに合致するのではあ
るが、以上のような欠点があった。

【０００６】本発明はこのような課題や欠点を解決する
ためなされたもので、その目的は調整が瞬時に自動的に
正確になされ、しかも歩行者の強い蹴りだしや着地など
があっても歩行ベルトの速度がスムーズとなり、もって
歩行感の良いブレーキ付き省エネ室内歩行装置を提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を実現するため
本発明に係るブレーキ付き室内歩行装置は、フロントフ
リーローラと、バックフリーローラと、該２つのフリー
ローラ間を結ぶエンドレス歩行ベルトとから成り、該エ
ンドレス歩行ベルトの上部上面を歩行者の歩行路面とし
て使用する歩行路面装置と、該エンドレス歩行ベルトの
上に該歩行者が立ったとき該歩行者の自重で該エンドレ
ス歩行ベルトがフロントフリーローラからバックフリー
ローラへと移動を開始する程度に該歩行路面装置を床面
に対して傾斜させて支持する歩行路面装置支持架台と、
該歩行路面装置に所望の制動力を与えるように配置され
るブレーキ装置と、該ブレーキ装置が所望の制動力を該
歩行路面装置に与えるためのデータを入力する入力部
と、該データに基づき所望の制動力を演算しその結果を
該ブレーキ装置に与える演算制御部と、該入力データお
よび該演算結果等のうち所望の内容を表示する表示部
と、から構成されるようにしたことを特徴とする。

【０００８】また、該ブレーキ装置を渦電流ブレーキ装
置で構成し、その際前後のフリーローラのいずれか一方
を被制動ローラとし、該被制動ローラと該渦電流ブレー
キ装置のロータを同一中心軸上でかつ同一回転となるよ
うに結合したことを特徴とするものである。

【０００９】さらに、該被制動ローラを中空パイプで構
成し、該中空パイプと該渦電流ブレーキ装置ロータをカ
ラーを介して結合し、該カラーの内側には回転ベアリン
グを配設したことを特徴とするものである。

【００１０】そして、該カラーの材質をローラまたはロ
ータの材質よりも熱伝導率の低い材質とすることを特徴
とするものである。

【００１１】その他、該エンドレス歩行ベルト１３の速
度をフリーローラ１１または１２の回転数として検知す
る回転数検知手段用磁石７を設けることを特徴とするも
のである。

【００１２】

【作用】以上のように構成したことにより、エンドレス
歩行ベルトの上に該歩行者が立ったとき該歩行者の自重
で該エンドレス歩行ベルトがフロントフリーローラから
バックフリーローラへと移動を開始する程度に床面に対
して傾斜させて歩行路面装置を支持していて、かつ、ブ
レーキ装置が所望の制動力を該歩行路面装置に与えるた
めのデータを入力する入力部とを有するので、エンドレ
ス歩行ベルトの所望速度制御を行う所望のトレーニング
レベルを予め歩行者が入力部から選択するだけでよく、
そうすればあとはその選択指示内容にしたがって演算制
御部が演算・制御を行い、その結果所望の制動力をブレ
ーキ装置に与えるようになり、もってたとえば最初は時
速４キロで歩き、途中で疲れたなと思う１０分経過した
ころになったら自動的にブレーキ装置を少し強めにして
時速２キロ程度にしてやるようにプログラムを組んでお
けば自動的に２キロになる負荷がかかり、２キロ以上で
歩こうとすると前進するようになるので歩行者はこれに
気が付きゆっくり歩けばよいようになる。また、そのよ
うなプログラムを準備していなくても、ブレーキ装置を
渦電流ブレーキ装置で構成したので、電気的なブレーキ
を利用してそのコントロールボタンを歩行者が操作しや
すい位置に設けておけば歩行しながら歩行ベルト速度を
変更することも可能である。もちろん電気モータ等によ
り大きな電力を消費することもないし、摩擦部分がない
ので耐久性もよい。さらに、エンドレス歩行ベルトの速
度をフリーローラの回転数として高速で検知する回転数
検知手段を設け、該回転数検知手段の出力を該演算制御
部に与えるようにしたので、歩行者の強い蹴りだしや着
地などがあっても歩行ベルトの速度が高速で制御される
ためスムーズとなり、もって歩行感の良いものとなる。

【００１３】

【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面の図１〜
図４に基づいて説明する。図１は本発明に係るブレーキ
付き室内歩行装置の実施例の斜視図である。歩行路面装
置１はフロントフリーローラ１１とバックフリーローラ
１２とこれら２つのフリーローラを巻回するエンドレス
歩行ベルト１３とから構成されている。この歩行路面装
置１は床面に対して傾斜して歩行路面装置支持架台２に
支持されており、その傾斜の角度は歩行ベルトの上に歩
行者が乗ると歩行者の自重により歩行ベルト１３が動き
始める程度の角度となっている。歩行者が軽すぎて歩行
ベルト１３が動かないときは動くようになる角度まで調
節ノブ９を回転させれば良い。調節ノブ９を回転させる
とフロントフリーローラ１１が持ち上げられる機構は、
周知の持ち上げ機構のいずれか１つを用いればよいの
で、この説明は省略する。

【００１４】エンドレス歩行ベルト１３の材質はたとえ
ばポリエステルとかウレタン、ゴムなどの何層かの張り
合わせたものを使用し、弾性かつ強度のあるものが良
い。強度のそれほど強くない材質であれば、エンドレス
歩行ベルト１３の下に板を配設してもよいが、この場合
は歩行ベルトと板との間の摩擦係数も歩行ベルトの移動
に関係してくる。また板の代わりに多数のフリーローラ
を配置してもよい。この場合歩行ベルトと板との間の摩
擦係数は板の場合より小さくなり、また素足で歩行ベル
トの上を歩けば青竹健康法的な効用も得られる。

【００１５】フロントフリーローラ１１にはそれ自体は
周知の渦電流ブレーキ装置３が取り付けられている。こ
れは渦電流ブレーキ装置３に流すコイル電流の大小に応
じてブレーキのかかり具合が変化するようになってい
る。フロントフリーローラ１１に渦電流ブレーキ装置３
を取り付ける１例を図２は示している。 図２はフリー
ローラ１１または１２と渦電流ブレーキ装置３との断面
図で、フロントフリーローラ１１の軸には渦電流ブレー
キ装置３のステータ３２が結合されており、フロントフ
リーローラ１１の円周部には渦電流ブレーキ装置３のロ
ータ３１が同一中心軸上でかつ同一回転となるように結
合されている。このような外側回転で内側固定の場合は
チエーンやベルトを用いて回転運動をほかへもっていっ
て制御するのが普通であるが、ここではフリーローラ１
１の円周部に渦電流ブレーキ装置３のロータ３１を直結
させたのが特徴である。渦電流ブレーキ装置３のステー
タ３２にはコイル３３が設けられていて、このコイルに
流す電流は後述する演算制御部によって制御される。フ
ロントフリーローラ１１の端部１４には磁石７が取り付
けられており、これはフロントフリーローラ１１が回転
すると磁石７も回転し、これがこの近辺に固定設置され
ているホール素子（図示なし。）によって検知され、も
ってフロントフリーローラ１１の回転数が検出されるこ
とになる。回転数検知はこのように磁石−ホール素子を
使う他に光学的な手段を使ってもよい。本実施例での回
転数検知は無ブレーキ状態でたとえば５００ｒｐｍ位が
計数される。

【００１６】このようにフロントフリーローラ１１の固
定軸には渦電流ブレーキ装置３のステータ３２が、フロ
ントフリーローラ１１の回転円周部には渦電流ブレーキ
装置３のロータ３１が結合されているので、製作上はフ
ロントフリーローラを中空パイプで構成し、該中空パイ
プと該渦電流ブレーキ装置のロータ３１をカラー１５を
介して結合し、カラー１５の内側には回転ベアリング１
６を配設するようにするのが有利である。

【００１７】さらに、この渦電流ブレーキでは８０度か
ら１００度位の熱が出るのでロータ３１が熱くなり、一
方歩行ベルトの方はゴムなどでできているからあまり熱
くなってはよくない。そのためカラーの材質をローラま
たはロータの材質よりも熱伝導率の低い材質とすること
により熱伝導を防止している。

【００１８】渦電流ブレーキ装置３はフロントフリーロ
ーラ１１側に設けたが、もちろんバックフリーローラ１
２側でもよい。また、渦電流ブレーキが今のところ使い
勝手が一番いいが、摩擦・油圧ブレーキでもかまわな
い。

【００１９】図３には入力部４と表示部６を兼ねたパネ
ルが描かれており、そのパネルの裏側に演算制御部５が
配置されている。入力部４には電源オン・オフボタンや
テンキー、確認ボタン、取消ボタンなど必要なボタンが
配置されていて、表示部の誘導に応じてテンキーからデ
ータを選択入力するようにされる。また銀行のＡＴＭに
みられるように透明電極を用いて表示部と入力部とを一
体化してもよい。

【００２０】表示部６は液晶表示画面で構成され、歩行
者に対してその都度必要な情報を表示する。歩行者はこ
の表示部に表示された情報をみて必要なデータを入力部
より入力したり、歩行中に表示部を見ながら歩行の参考
とする。たとえば利用前に歩行者の名前・年齢・性別・
歩幅・体重・歩行予定時間・利用モード・トレーニング
レベル・散歩コースなど必要なデータを表示部で要求し
て入力させたり、歩行中は時速・歩行距離・経過時間・
消費カロリー・脈拍数・万歩計数（歩行距離／歩幅）な
ど歩行者が欲するデータを時々刻々リアルタイムで表示
させる。図３（イ）はその１例を示している。

【００２１】また、図３（ロ）のように、歩行者を退屈
させないために表示部に歩行者が選択した散歩コースた
とえば銀ブラ（２ｋｍ）コースとか皇居一周（４ｋｍ）
コースに応じた典型的な風景の画像を歩行距離に対応さ
せて静止画ないしは時々刻々変わる動画で表示させるこ
ともできる。あるいは歩行者の名前を記憶させておき、
利用ごとにデータを更新させていって長期的に東海道５
３次コースを歩き切らせるようにしてもよい。

【００２２】図４はそのような制御が行えるための本発
明に用いられるその演算制御部５のブロック図である。
演算制御部５では、入力部４から入力された種々のデー
タが取り込まれ、磁石７の磁力を検知してホール素子が
出力するパルスをカウントして回転数を検知し、もって
走行ベルトの速度を計算し、また脈拍センサ８からの出
力をもとに脈拍を検出し、それぞれのデータがマイクロ
コンピュータ内蔵のメモリに記憶される。また、前もっ
て利用前に歩行者の名前・年齢・性別・歩幅・体重・歩
行予定時間・利用モード・トレーニングレベル・散歩コ
ースなど必要なデータが入力されているので、これらの
データをもとにマイクロコンピュータは内蔵のメモリに
前もって組み込まれている必要なプログラムを使って演
算し必要な制御信号を電源回路に送ったり、また補助メ
モリにある内蔵メモリに記憶されないデータたとえば散
歩コースの画像データである銀ブラコースとか皇居一周
コースの風景の画像データとを使って表示部に画像を表
示させる。

【００２３】電源回路はその制御信号に応じて渦電流ブ
レーキの界磁コイル電流を変化させ、最適になるような
ブレーキ制御をする。この回転数の検知・制御は歩行者
の要求にあうよう数ヘルツ以上の高速で行われる。高速
制御の理由は、歩行ベルトが止まっているときは摩擦で
ベルトは若干重いから歩き始めはブレーキをかけておか
ないようにし、しかしいったん動き始めてしまうとこん
どはある程度慣性がつくのでスピードがどんどん速くな
ってしまい、そうすると人間がこのベルトのローラの上
に乗っていられないとか運動が厳しくきつくなってしま
うことがあるし、また、着地したときとか蹴ったときに
はベルトの速度が上がり下がりしてしまうと、フィーリ
ング上良くないということがある。これを解消するため
にベルトの動きを細かく速度検知して高速で制御してい
るのである。

【００２４】脈拍センサ８は歩行者の耳たぶなどの歩行
に差し支えないところに取り付け、この脈拍センサ８の
出力をもとに脈拍を検知し、歩行者の歩行速度をそのま
ま維持するか少し上げるか下げるかをマイクロコンピュ
ータが判断し、その結果１２ボルト程度の電圧を加えら
れている渦電流ブレーキはその近辺で電圧を上げたり
（そうすると走行ベルトの速度は下がる。）下げたり
（ベルト速度は上がり、歩行者は早足となる。）して電
流を変えて負荷トルクを変えていく。

【００２５】その他にブレーキ制御の方法としてはセン
サを用いずに時間をメインに制御させてもよい。たとえ
ば時速２キロとか４キロにする制御をするとき、最初は
時速４キロで歩き、途中で疲れたなと思うころの時間を
見計らって予め組まれたプログラムによってマイクロコ
ンピュータが２キロにする制御にしてやればよい。そう
すれば自動的にそのブレーキのほうが少し強くなって２
キロになる負荷がかかり、歩行者が２キロ以上で歩く必
要がなくなりゆっくり歩けるようになる。このようにブ
レーキの制御は脈拍センサとベルトの速度（回転数）セ
ンサが主の他に、運動時間のプログラムを組んでおいて
運動がだんだんきつくなってきたころにベルトの走行速
度を遅くするとかのコントロールをするということがで
きる。

【００２６】図１のようにハンドル２１を設けて、杖代
わりにこのハンドル２１に掴まって歩行の助けをするよ
うにするのもよい。

【００２７】歩行路面装置１にブレーキを強くかけて自
重では歩行ベルトが移動しない状態にして、ハンドル２
１に掴まって１歩１歩踏みしめるようにして歩くといっ
たよりハードな歩行モードにしてもよい。これは「登山
モード」とよび、上で縷々説明したモードである「散歩
モード」とは区別している。「登山モード」にも散歩モ
ードと同じように富士山５合目コースとか９合目コース
といった現実の登山コースにシミュレートさせると歩行
者は退屈せずに楽しくトレーニングを積むことができ
る。

【００２８】また、室内歩行装置と命名しているが、原
理からみてもルームランナーとしても使えることはいう
までもない。

【００２９】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明に係るブレー
キ付き省エネ室内歩行装置によれば、完全にフリーな歩
行ベルトに渦電流ブレーキ装置を設けかつこの渦電流ブ
レーキ装置をマイクロコンピュータで制御するようにし
たので、大きな電力を消費することもないし、摩擦部分
がないので耐久性もよく、さらに、歩行ベルトの速度を
フリーローラの回転数として高速で検知する回転数検知
手段を設けたので、歩行者の強い蹴りだしや着地などが
あっても歩行ベルトの速度が高速で制御されるためスム
ーズとなり、もって歩行感の良いものとなる。

【００３０】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るブレーキ付き省エネ室内歩行装置
の実施例の原理図である。

【図２】図１のブレーキ装置３を渦電流ブレーキ装置と
した場合のフリーローラと渦電流ブレーキ装置との断面
図である。

【図３】図１の入力部４と表示部６のパネル正面図であ
る。

【図４】本発明に用いられる演算制御部５のブロック図
である。

【符号の説明】

１ 歩行路面装置 １１ フロントフリーローラ １２ バックフリーローラ １３ エンドレス歩行ベルト １４ ローラ端部 １５ カラー １６ ベアリング ２ 歩行路面装置支持架台 ２１ ハンドル ３ 渦電流ブレーキ装置 ３１ ブレーキ装置ロータ ３２ ブレーキ装置ステータ ３３ ブレーキ装置コイル ４ 入力部 ５ 演算制御部 ６ 表示部 ７ 回転数検知手段用磁石 ８ 脈拍センサ ９ 高さ調節ノブ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フロントフリーローラ１１と、バックフ
   リーローラ１２と、該２つのフリーローラ間を結ぶエン
   ドレス歩行ベルト１３とから成り、該エンドレス歩行ベ
   ルト１３の上部上面を歩行者の歩行路面として使用する
   歩行路面装置１と、 該エンドレス歩行ベルト１３の上
   に該歩行者が立ったとき該歩行者の自重で該エンドレス
   歩行ベルト１３がフロントフリーローラ１１からバック
   フリーローラ１２へと移動を開始する程度に該歩行路面
   装置１を床面に対して傾斜させて支持する歩行路面装置
   支持架台２と、 該歩行路面装置１に所望の制動力を与えるように配置さ
   れるブレーキ装置３と、 該ブレーキ装置３が所望の制
   動力を該歩行路面装置１に与えるためのデータを入力す
   る入力部４と、 該データに基づき所望の制動力を演算しその結果を該ブ
   レーキ装置３に与える演算制御部５と、 該入力データおよび該演算結果等のうち所望の内容を表
   示する表示部６と、から構成されるブレーキ付き省エネ
   室内歩行装置。
2. 【請求項２】該ブレーキ装置３を渦電流ブレーキ装置で
   構成し、その際フリーローラ１１と１２のいずれか一方
   を被制動ローラとし、該被制動ローラと該渦電流ブレー
   キ装置３のロータ３１を同一中心軸上でかつ同一回転と
   なるように結合したことを特徴とする請求項１項記載の
   ブレーキ付き省エネ室内歩行装置。
3. 【請求項３】該被制動ローラを中空パイプで構成し、該
   中空パイプと該渦電流ブレーキ装置ロータ３１をカラー
   １５を介して結合し、該カラー１５の内側には回転ベア
   リング１６を配設したことを特徴とする請求項２項記載
   のブレーキ付き省エネ室内歩行装置。
4. 【請求項４】該カラー１５の材質をローラ１１・１２ま
   たはロータ３１の材質よりも熱伝導率の低い材質とする
   ことを特徴とする請求項３項記載のブレーキ付き省エネ
   室内歩行装置。
5. 【請求項５】該エンドレス歩行ベルト１３の速度をフリ
   ーローラ１１または１２の回転数として検知する回転数
   検知手段用磁石７を設けることを特徴とする請求項１項
   〜４項のいずれか１項記載のブレーキ付き省エネ室内歩
   行装置。