JPH11188119A - 発電機を備えた運動器具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】長時間興味を持続してペダルを踏み続けること
ができ、高い効率で発電機を駆動することで発電量を増
加でき、積算発電総量を大きくして種々の用途に電気を
利用できるようにしたダイエットなどの運動効果と経済
効果との両方の効果を期待できる運動器具を提供するこ
とを目的とする。 【解決手段】 揺動支点を有するてこ部材としてペダ
ルアーム４９Ａ，４９Ｂを形成し、回転軸２９を両足の
交互の踏み込みで回転させ、発電機３３を駆動して交流
または直流出力を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は運動器具、特に足
単独または足および手の運動を発電機に伝えて発電し、
発電機の出力により電気器具を付勢しあるいはバッテリ
ーに蓄電する機能を有し、ダイエットに有効な運動を行
うことができる発電機を備えた運動器具に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自転車をそのまま、あるいは車輪
を取り去ってから床、あるいは台上に固定して、室内運
動用具として用いることがある。この場合の運動として
は自転車のペダルを踏みつけるという極めて単純な動作
である。また、車輪の回転により発電機を駆動して電気
を発生させ、その瞬間発電電圧を用いて運動量を表示さ
せることも考えられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の装
置ではこのような単純な動作はすぐに飽きがきてしま
い、長時間ペダルを踏み続けることが困難であった。ま
た、発電機を駆動させる従来の駆動方法ではその駆動効
率が悪いために長時間の駆動が困難であり、発電総量が
大きくないために発電された電気を蓄えて他の用途に用
いたりすることはあまり考えられなかった。

【０００４】そこで、この発明は、長時間興味を持続し
てペダルを踏み続けることができ、高い効率で発電機を
駆動することで発電量を増加でき、発電総量を大きくし
て種々の用途に電気を利用できるようにしたダイエット
などの運動効果と経済効果との両方の効果を期待できる
発電機を備えた運動器具を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の運動器具は、
基台と、この基台上に固定されたフレームと、このフレ
ーム上に取り付けられたハンドルならびにサドルと、前
記フレーム上にそれぞれの案内溝がほぼ水平方向に向く
ように固定された第１、第２の案内板と、前記案内溝に
挿入されたローラをそれぞれの支点位置に軸支した第
１、第２のペダルアームとして機能する第１、第２のて
こ部材と、前記第１、第２のてこ部材の力点の位置にそ
れぞれ取り付けられた第１、第２のペダルと、前記第
１、第２のてこ部材の作用点の位置にそれぞれ結合され
互いに１８０度の位相差を持つ第１、第２のクランクア
ームを有するクランク軸と、前記クランク軸に結合され
た回転軸を有する発電機と、この発電機から発生された
電力を蓄えるバッテリーと、この発電機とバッテリーと
の間に接続され発電機に対する電気的負荷の大きさを制
御する制御手段とから構成されている。

【０００６】また、この発明の運動器具は、基台と、こ
の基台上にほぼ水平に設置されたクランク軸と、このク
ランク軸に互いに１８０度の位相差で形成された第１、
第２クランクアームと、この第１、第２クランクアーム
に対してそれぞれ９０度の位相差で形成された第３、第
４のクランクアームと、前記第１、第２のクランクアー
ムにそれぞれ結合された作用点を有し第１、第２のペダ
ルアームとして機能する第１、第２のてこ部材と、前記
基台上にそれぞれの案内溝がほぼ水平方向に向くように
固定された第１、第２の案内板と、前記第１、第２のて
こ部材のそれぞれの支点位置に軸支され前記案内溝に挿
入された第１、第２のローラと、前記第１、第２のてこ
部材の力点の位置にそれぞれ取り付けられた第１、第２
のペダルと、前記第３、第４のクランクアームにそれぞ
れ結合された作用点を有し第１、第２の手動アームとし
て機能する第３、第４のてこ部材と、前記基台上にそれ
ぞれ第３、第４の案内溝がほぼ垂直方向に向くように固
定された第３、第４の案内板と、前記第３、第４のてこ
部材のそれぞれの支点位置に軸支され前記第３、第４の
案内溝に挿入された第３、第４のローラと、前記クラン
ク軸に結合された回転軸を有し前記基台に固定された発
電機と、この発電機から発生された電力を蓄えるバッテ
リーと、この発電機とバッテリーとの間に接続され発電
機に対する電気的負荷の大きさを制御する手段とから構
成される。

【０００７】上記の構成により従来のペダル式の駆動機
構に比べて例えば３倍の効率で発電機を駆動できるの
で、発電された電気をバッテリーに蓄えて容易にテレビ
ジョンなどの比較的大きい容量の電気器具を駆動した
り、運動の目的をより具体的に設定できるようになり、
運動によるダイエット効果と経済効果との相乗効果が期
待できる運動器具を得ることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の第１の実施の形
態について図面を参照して説明する。

【０００９】図１はこの実施例の運動器具を上から見た
平面図であり、図２はその側面図である。図１、図２に
おいて、床上に載置された基台１１上には最も前方にハ
ンドル用のフレーム１３を垂直に立てて固定し、その先
端に形成した屈曲部１３Ａの先端には水平にハンドルフ
レーム１５が固定される。このハンドルフレーム１５の
両端部には夫々握り部１５Ａ，１５Ｂが形成されてい
る。

【００１０】フレーム１３の先端部からはさらに前方に
向かって水平に支持アーム１７が伸び出し、その先端に
は後で詳述するＬＣＤ表示部１９Ａ，キーボード１９Ｂ
を含む制御パネル１９が取り付けられる。

【００１１】フレーム１３の後方には斜め後方に傾斜し
た状態でサドルフレーム２１が固定され、フレーム１
３、２１のほぼ中間部は互いに水平フレーム２３により
連結される。サドルフレーム２１の先端にはサドル２５
が固定される。なお、このサドルフレーム２１およびサ
ドル２５は図２にのみ示され、図２では図の簡単化にた
めに省略されている。

【００１２】基台１１の最も後方には２本の支持フレー
ム２７Ａ，２７Ｂが前記ハンドルフレーム１５と平行な
方向に並べて垂直に固定され、この支持フレーム２７
Ａ，２７Ｂの上端部に跨がって水平方向に回転軸２９が
取り付けられる。

【００１３】回転軸２９の中央部には大きい径のホイー
ル３１が固定され、これに近接する基台１１の上には発
電機３３が設置され、この発電機３３の回転軸３３Ａに
取り付けられたプーリ３５との間にはベルト３７が架け
渡される。

【００１４】前記２本の支持フレーム２７Ａ，２７Ｂの
上端部には夫々水平方向に保持板３９Ａ，３９Ｂがその
ほぼ中央部で水平に固定され、それぞれの前端部には前
記水平フレーム２３から後方へ分岐して延長された一対
の分岐フレーム４１Ａ，４１Ｂが固定される。

【００１５】一方、水平保持板３９Ａ，３９Ｂの後端部
外側面には夫々案内溝４３Ａ，４５Ａを有する案内板４
３、４５が、この案内溝４３Ａ，４５Ａが水平になるよ
うに固定される。

【００１６】前記水平に設置された回転軸２９の夫々の
端部には偏心アーム４７Ａ，４７Ｂが互いに１８０度の
位相差をもって固定され、その偏心アーム４７Ａ，４７
Ｂの先端部にはそれぞれ左ペダルアーム４９Ａ，右ペダ
ルアーム４９Ｂの中間部がボルト５１Ａ，５１Ｂにより
回転自在に軸支される。

【００１７】これらの左右のペダルアーム４９Ａ，４９
Ｂはてこ部材として機能するもので、偏心アーム４７
Ａ，４７Ｂに軸支される部分はこのてこ部材の作用点と
して動作する。

【００１８】左右のペダルアーム４９Ａ，４９Ｂの先端
部には夫々ペダル５３Ａ，５３Ｂが軸支され、後端部に
は前記案内板４３、４５の案内溝４３Ａ，４５Ａに夫々
挿入されたローラ５５Ａ，５５Ｂが回転自在に軸支され
る。

【００１９】前記発電機３３で発電された交流電流は図
３に示したように、基台１１に中に収納された整流回路
６１により直流に変換されて同じく基台１１に中に収納
されたバッテリー６３に可変負荷回路６５、充電回路５
７を介して蓄電される。

【００２０】充電回路６７からバッテリー６３へ充電さ
れる直流電流およびバッテリー６３に蓄電された直流電
流はさらにＤＣ・ＡＣインバータ６９に送られてたとえ
ばＡＣ１００ボルトの交流電流に変換されて基台１１に
設けられたＡＣ端子７１から外部に出力される。さら
に、充電回路６７からＤＣ・ＡＣインバータ６９に送ら
れるたとえばＤＣ１２ボルトの直流電流は同じく基台１
１に設けられたＤＣ端子７３から外部に出力される。

【００２１】これらの整流回路６１、可変負荷回路６
５、充電回路５７、ＤＣ・ＡＣインバータ６９はいずれ
もその制御端子が前記制御パネル１９に設けられたＣＰ
Ｕなどでなる制御回路１９Ｃに接続されてその動作が制
御される。

【００２２】制御パネル１９には前記ＬＣＤ表示装置１
９Ａ，キーボード１９Ｂの他にたとえばマイクロホン１
９Ｄや音声出力回路１９Ｅに接続されたスピーカ１９Ｆ
なども必要に応じて設けられる。マイクロホン１９Ｄか
らはユーザの家族の励ましの声を入力し、図示しない録
音回路に音楽などとともに記録しておく。この記録され
た音声等はスピーカ１９Ｆから再生される。

【００２３】これらの制御パネル１９内の各構成要素は
いずれもバッテリー６３からどの動作用の電力の供給を
受けるもので、たとえば垂直に設けられたフレーム１３
をパイプで形成し、この中に電源線を通して基台１１と
制御パネル１９との電源接続を行うと同時に、制御回路
１９Ｃと整流回路６１、可変負荷回路６５、充電回路５
７、ＤＣ・ＡＣインバータ６９との制御線の接続もこの
パイプを通して行うことができる。

【００２４】なお、制御回路１９Ｃを構成するＣＰＵに
は図示しないが半導体メモリなども含まれており、この
メモリの記憶内容の確保のためにバックアップ用の電池
が設けられていることは勿論である。

【００２５】以下、図１ないし図３および図６を参照し
てこの最初の実施例の動作を説明する。最初にユーザは
制御パネル１９にある図示しない電源スイッチをＯＮに
する。これにより図６のＳＴ１にてメニューが表示さ
れ、ユーザの名前、年齢、性別、運動量、発電量、時
間、の設定、あるいはバッテリー６３を用いないリアル
タイム発電出力モード、充電発電出力モード、交流／直
流出力などの外部発電量出力モード、等のモード設定が
ＬＣＤ１９Ａ上に案内される。ＳＴ２で運動量の設定が
あればＳＴ３にて設定されたユーザ名、運動量、年齢、
性別等に基づいて適正な運動量およびそれに対応する負
荷割合が決定され、制御回路１９Ｃからの指令で可変負
荷回路６５の負荷割合が設定される。

【００２６】つぎのＳＴ４で音声出力の設定の有無がチ
ェックされ、あればＳＴ５にて音声出力プログラムが読
み出されて実行され、たとえば設定された運動量に見合
う発電量が得られないときに家族の励ましの声を再生し
たり、有名なトレーナーなどの指導の声を再生したり、
あるいは音楽をながしたりする。

【００２７】ＳＴ６でタイマが設定されて運動時間が予
め決められているかをチェックし、ＹＥＳであればＳＴ
７でタイマが終了したら例えばＬＣＤ１９Ａに終了のメ
ッセージを表示する。なお、ユーザ名が設定されたとき
はこれまでの累積発電量が読み出されて表示されたり、
これまでの実績の時間当たり発電量の最高、最低、平均
値等が表示されたりできる。

【００２８】実際の運動としては次のようにして行う。
まず、ユーザはサドル２５に座って左右の足をペダル５
３Ａ，５３Ｂに乗せ、握り部１５Ａ，１５Ｂを握った状
態で右足に力をいれてペダル５３Ｂを踏み込む。このと
きはペダル５３Ａはその上行行程にあるから左足には力
を入れない。

【００２９】この結果、ペダルアーム４９Ｂはその支点
位置に軸支されたローラ５５Ｂを中心にして矢印に示し
た時計方向に回転する。このときその作用点にボルト５
１Ｂにより結合された偏心アーム４７Ｂも回転軸２９の
回りに時計方向に回転する。この際、ボルト５１Ｂとロ
ーラ５５Ｂとはいずれもペダルアーム４９Ｂ上に取り付
けられているから、回転軸２９の回りに偏心アーム４７
Ｂが回転すると、これに応じてローラ５５Ｂは案内溝４
５Ｂ中を後方へ移動するから、ペダルアーム４９Ｂの回
転に応じて回転軸２９の回りに偏心アーム４７Ｂも極め
てスムーズに回転する。このようにてこ部材であるペダ
ルアーム４９Ｂの力点にあるペダル５３Ｂが踏み込まれ
たときに偏心アーム４７Ｂの回転に応じて支点に設けら
れたローラ５５Ｂは案内溝４５Ｂ内を自由に移動しなが
らペダル５３Ｂに与えられた力をスムーズに回転軸２９
に伝達することができる。このようにてこ部材４９Ｂの
回転に応じて支点が自由に移動して力をスムーズに伝達
できるので、この支点構造を揺動支点と呼び、この揺動
支点を持つてこの機構を以下の説明ではＺメカニズムと
呼ぶことにする。

【００３０】回転軸２９の回転はホイール３１、ベルト
３７を介してプーリ３５に伝達され、発電機３３が回転
駆動され、交流電流が発生されることになる。

【００３１】ペダル５３Ｂがその運動軌跡Ｚの最下部Ｘ
を通過すると、反対側のペダル５３Ａはその運動軌跡の
最上部Ｙを通過しており、この状態で今度は左足でペダ
ル５３Ａを踏み込む。これによりペダルアーム４９Ａの
中間部でボルト５１Ａにより結合された偏心アーム４７
Ａが時計方向に回転し、結果として回転軸２９は同じ時
計方向に連続して回転駆動されることになる。このとき
の案内溝４３Ａ内におけるローラ５５Ａの動作はローラ
５５Ｂと同様にＺメカニズムによるスムーズな動作であ
る。

【００３２】このようにしてユーザがペダル５３Ａ，５
３Ｂを交互に連続的に踏み込むことにより、回転軸２９
を介してホイール３１が連続して回転され、発電機３３
が連続して駆動される。この場合、ホイール３１とプー
リ３５との直径の比に応じた増速が行われる。この結
果、回転速度に応じた値の交流電力が発生され、これが
整流回路６１で直流電流に変換され、可変負荷回路６５
および充電回路６７を介してバッテリー６３に直流電流
が供給される。

【００３３】この実施例における揺動支点を持つてこ部
材であるペダルアーム４９Ａ，４９Ｂのローラ５５Ａ，
５５Ｂからペダル５３Ａ，５３Ｂまでの距離は約５００
ｍｍに設定できる。従って、ペダル５３Ａ，５３Ｂに下
向きに与えられる踏み込み力をＦｃとすると、夫々のペ
ダルアーム４９Ａ，４９Ｂに発生するトルクＴは、 Ｔ＝５００ｍｍ×Ｆｃ で表される値となる。ここで、ペダル５３Ａ，５３Ｂ夫
々がその最上点Ｙから最下点Ｘに至る直線距離はおおよ
そ３２０ｍｍに設定される。

【００３４】一方、従来の自転車と同様のペダル機構を
用いた場合は、クランク式のペダルアームのつけねから
ペダルまでの長さは通常１６０ｍｍと決まった寸法に設
定されており、したがって、ペダルの回転円の直径は３
２０ｍｍとなり上記この発明の実施例のペダル５３Ａ，
５３Ｂの上下距離３２０ｍｍと同じ値である。ところ
で、従来の場合には長さ１６０ｍｍのペダルアームに生
じるトルクＴａは同じ踏み込み力Ｆｃにより、Ｔａ＝１
６０ｍｍ×Ｆｃとなる。

【００３５】すなわち同じＦｃに対してこの実施例の効
率は従来と比べて、５００／１６０＝３．１となり、約
３倍となることが分かる。

【００３６】従来の自転車と同じクランク機構を用いた
場合の成人男子による発電量は一般的に１００Ｗ（ワッ
ト）〜１５０Ｗであり、成人女子では６０Ｗ〜１２０Ｗ
と言われている。したがって、この実施例では効率が３
倍であるから、それぞれ成人男子で３００Ｗ〜４５０Ｗ
となり、成人女子では１８０Ｗ〜３６０Ｗとなり、極め
て大きな発電量を得ることができる。この結果、テレビ
ジョン受像機の消費電力は通常３５０Ｗ前後であるか
ら、十分にテレビジョンの視聴に必要な電力を得ること
ができる。つまり、この実施例を用いた場合には自分の
起こした電気でテレビジョンが視聴できるという従来で
は考えられない大きな達成感を得ることができ、知らず
知らずの間に十分な運動を行い、ダイエットに用いると
極めて有効である。

【００３７】一方、発電機３３の電気的負荷の大きさを
可変負荷回路６５を用いて小さくすることにより、発電
量は小さくなるが、ユーザに対する機械的な負荷も小さ
くすることができる。これはたとえば制御パネル１９上
のキーボード１９Ｂに設けられている負荷調整キーを操
作してＬＣＤ１９Ａの画面上で負荷の大きさあるいは発
電量の大きさを選択して行う。負荷調整キーが操作され
ると、この負荷調整信号が制御回路１９Ｃに取り込ま
れ、これに応じた負荷制御信号が制御回路１９Ｃから可
変負荷回路６５の送信されて、負荷が小さく制御され
る。

【００３８】たとえば、この可変負荷回路６５は可変定
電流回路であり、整流回路６１で整流された直流電流を
一定量の電流負荷として任意の運動量を設定できる。例
えばこの可変負荷回路６５はＦＥＴトランジスタを含
み、このＦＥＴトランジスタのゲートに与えられる電圧
を負荷制御信号により大きくして与えることでＦＥＴト
ランジスタに流れる電流値を減少させ、結果として発電
機３３の負荷を減少させることができる。

【００３９】このように発電量を減少させることにより
ユーザに対する機械的負荷を減少できるので、ユーザは
長い時間緩やかな運動を続けて行うことができる。この
ように長い時間緩やかな運動を続けて行うことは特に体
脂肪の燃焼に効果的であるといわれており、特にダイエ
ットに効果が期待できる。しかもこの実施例では効率が
従来の３倍強もあるので、緩やかな運動によっても十分
な発電量が得られ、たとえば自分の起こした電気を使っ
てテレビジョンを視聴しながらダイエットができること
になり、ユーザにとって心理的に好ましい、しかも大き
な達成感を得ながら運動ができることになり、ダイエッ
ト効果と節電という経済効果も得られる極めて有効な運
動器具が得られる。

【００４０】図１、図２に示した実施例では足によって
ペダルを踏むことで発電機を駆動するように構成した
が、さらに足とともに手も用いて発電機を駆動すること
により、さらに発電量の増加が期待できるとともに全身
運動により近い運動となり、ダイエット効果もさらに期
待できる。

【００４１】図４、図５はその一実施例の構成を示す側
面図および平面図である。図４、図５において、この実
施例でも図１、図２の実施例と同様に、床上に載置され
た基台１１１上には最も前方に制御パネル用のフレーム
１１３を垂直に立てて固定し、その先端にはＬＣＤ表示
部１１９Ａ，キーボード１１９Ｂを含む制御パネル１１
９が取り付けられる。なお、この制御パネル１１９とそ
れを支持するフレーム１１３とは図５では図面の簡単の
ために省略してある。

【００４２】フレーム１１３の後方には４本の支持フレ
ーム１２７Ａ，１２７Ｂ、１２７Ｃ，１２７Ｄが直線に
並べて夫々基台１１１上に垂直に固定される。この支持
フレーム１２７Ａ，１２７Ｂ、１２７Ｃ，１２７Ｄの上
端部に跨がって水平方向にクランク軸１２９が取り付け
られる。

【００４３】クランク軸１２９の中央部には大きい径の
ホイール１３１が固定され、これに近接する基台１１１
の上には発電機１３３が設置され、この発電機１３３の
回転軸１３３Ａに取り付けられたプーリ１３５との間に
はベルト１３７が架け渡される。

【００４４】前記４本の支持フレーム１２７Ａ，１２７
Ｂ、１２７Ｃ，１２７Ｄのうちの内側に設けられた２本
の支持フレーム１２７Ａ，１２７Ｂの上端部には夫々ク
ランク軸１２９に直交する水平方向に保持板１３９Ａ，
１３９Ｂがそのほぼ中央部で固定され、それぞれの前端
部には夫々案内溝１４３Ａ，１４５Ａを有する案内板１
４３、１４５が、この案内溝１４３Ａ，１４５Ａが水平
になるように固定される。

【００４５】前記水平に設置されたクランク軸１２９の
夫々の支持フレーム１２７Ａ，１２７Ｂに支持された部
分の内側には夫々一対の偏心アーム１４７Ａ，１４７Ｂ
が互いに１８０度の位相差をもって固定され、その偏心
アーム１４７Ａ，１４７Ｂの先端部にはそれぞれ左ペダ
ルアーム１４９Ａ，右ペダルアーム１４９Ｂの中間部が
ボルト１５１Ａ，１５１Ｂにより回転自在に軸支され
る。

【００４６】これらの左右のペダルアーム１４９Ａ，１
４９Ｂはてこ部材として機能するもので、偏心アーム１
４７Ａ，１４７Ｂに軸支される部分はこのてこ部材の作
用点として動作する。

【００４７】左右のペダルアーム１４９Ａ，１４９Ｂの
後端部には夫々ペダル１５３Ａ，１５３Ｂが軸支され、
前端部には前記案内板１４３、１４５の案内溝１４３
Ａ，１４５Ａに夫々挿入されたローラ１５５Ａ，１５５
Ｂが回転自在に軸支される。

【００４８】前記４本の支持フレーム１２７Ａ，１２７
Ｂ、１２７Ｃ，１２７Ｄのうちの外側に設けられた２本
の支持フレーム１２７Ｃ，１２７Ｄの外側部には夫々案
内溝２４３Ａ，２４５Ａを有する案内板２４３、２４５
が、この案内溝２４３Ａ，２４５Ａが垂直になるように
固定される。

【００４９】前記水平に設置されたクランク軸１２９の
夫々の支持フレーム１２７Ｃ，１２７Ｄに支持された部
分の外側に突出した端部には夫々偏心アーム２４７Ａ，
２４７Ｂが互いに１８０度の位相差をもって、かつ偏心
アーム１４７Ａ，１４７Ｂに対して夫々９０度の位相差
をもって固定される。この偏心アーム２４７Ａ，２４７
Ｂの先端部にはそれぞれ左手動アーム２４９Ａ，右手動
アーム２４９Ｂの中間部が図示しないボルトにより回転
自在に軸支される。

【００５０】これらの左右の手動アーム２４９Ａ，２４
９Ｂはてこ部材として機能するもので、偏心アーム２４
７Ａ，２４７Ｂに軸支される部分はこのてこ部材２４９
Ａ，２４９Ｂの作用点として動作する。

【００５１】左右の手動アーム２４９Ａ，２４９Ｂの上
端部には夫々握り部２５３Ａ，２５３Ｂが形成され、下
端部には前記案内板２４３、２４５の案内溝２４３Ａ，
２４５Ａに夫々挿入されたローラ２５５Ａ，２５５Ｂが
回転自在に軸支される。

【００５２】前記発電機１３３で発電された交流電流は
最初の実施例と同様に図３に示したように、基台１１１
の中に収納された整流回路により直流に変換されて同じ
く基台１１１に中に収納されたバッテリーに可変負荷回
路、充電回路を介して蓄電される。

【００５３】充電回路からバッテリーへ充電される直流
電流およびバッテリーに蓄電された直流電流はさらにＤ
Ｃ・ＡＣインバータに送られてたとえばＡＣ１００ボル
トの交流電流に変換されて基台１１１に設けられたＡＣ
端子から外部に出力される。さらに、充電回路からＤＣ
・ＡＣインバータに送られるたとえばＤＣ１２ボルトの
直流電流は同じく基台１１１に設けられたＤＣ端子から
外部に出力される。

【００５４】これらの整流回路、可変負荷回路、充電回
路、ＤＣ・ＡＣインバータはいずれもその制御端子が前
記制御パネル１１９に設けられたＣＰＵなどでなる制御
回路に接続されてその動作が制御される。これらの構
成、動作はいずれも図３の場合と同様である。

【００５５】以下、図４、図５に示した実施例の動作を
説明する。

【００５６】まず、ユーザは左右の足をペダル１５３
Ａ，１５３Ｂに乗せ、左右の手で握り部２５３Ａ，２５
３Ｂを握った状態で右足に力をいれてペダル１５３Ｂを
踏み込む。このときはペダル１５３Ａはその上行行程に
あるから左足には力を入れない。

【００５７】この時、ペダルアーム１４９Ｂに結合され
た偏心アーム１４７Ｂは図４に示したように時計の９時
の位置、偏心アーム１４７Ａは３時の位置、左の手動ア
ーム２４９Ａに結合された偏心アーム２４７Ａは１２時
の位置、右の手動アーム２４９Ｂに結合された偏心アー
ム２４７Ｂは６時の位置にある。

【００５８】したがって、右足でペダル１５３Ｂを踏み
込むとペダルアーム１４９Ｂはその支点位置に軸支され
たローラ１５５Ｂを中心にして矢印に示した反時計方向
に回転する。このときその作用点にボルト１５１Ｂによ
り結合された偏心アーム１４７Ｂも回転軸１２９の回り
に反時計方向に回転する。この際、ボルト１５１Ｂとロ
ーラ１５５Ｂとはいずれもペダルアーム１４９Ｂ上に取
り付けられているから、回転軸１２９の回りに偏心アー
ム１４７Ｂが回転すると、これに応じてローラ１５５Ｂ
は案内溝１４５Ａ中を後方へ移動するから、ペダルアー
ム１４９Ｂの回転に応じて回転軸１２９の回りに偏心ア
ーム１４７Ｂも極めてスムーズに回転する。 このよう
にてこ部材であるペダルアーム１４９Ｂの力点にあるペ
ダル１５３Ｂが踏み込まれたときに偏心アーム１４７Ｂ
の回転に応じて支点に設けられたローラ１５５Ｂは案内
溝１４５Ａ内を自由に移動しながらペダル１５３Ｂに与
えられた力をスムーズに回転軸１２９に伝達することが
できる。

【００５９】さらに、右足でペダル１５３Ｂを踏み込む
と同時に通常の歩行時と同じに握り部２５３Ａを握った
左手を手前に引き，握り部２５３Ｂを握った右手は前方
に突き出す。この結果、左右の手動アーム２４９Ａ，２
４９Ｂは、その下端部で前記案内板２４３、２４５の案
内溝２４３Ａ，２４５Ａに夫々挿入されたローラ２５５
Ａ，２５５Ｂを支点として前後に回動し、回転軸１２９
は足による駆動に加えて手でも駆動されることになる。

【００６０】通常、手による駆動力は足による駆動力に
比べて小さいが、握り部２５３Ａ，２５３Ｂと偏心アー
ム２４７Ａ，２４７Ｂとの距離を大きく設定することが
できるので、この距離を適当に調整することにより、手
に対する負担を軽くして無理なく運動を続けることがで
きる。

【００６１】回転軸１２９の回転はホイール１３１、ベ
ルト１３７を介してプーリ１３５に伝達され、発電機１
３３が回転駆動され、交流電流が発生されることにな
る。

【００６２】ペダル１５３Ｂがその運動軌跡Ｚの最下部
Ｘを通過すると、反対側のペダル１５３Ａはその運動軌
跡の最上部Ｙを通過しており、この状態で今度は左足で
ペダル１５３Ａを踏み込むと同時に、こんどは逆に握り
部２５３Ａを握った左手を前方に突き出し，握り部２５
３Ｂを握った右手は後方に引く。これによりペダルアー
ム１４９Ａの中間部でボルト１５１Ａにより結合された
偏心アーム１４７Ａが反時計方向に回転するとともに、
偏心アーム２４７Ａ，２４７Ｂも半時計方向に回転し、
結果として回転軸１２９は同じ反時計方向に連続して回
転駆動されることになる。このときの案内溝１４３Ａ内
におけるローラ１５５Ａの動作はローラ１５５Ｂと同様
にＺメカニズムによるスムーズな動作でこのようにして
ユーザがペダル１５３Ａ，１５３Ｂを交互に連続的に踏
み込むとともに左右の手を前後に動かして手動アーム２
４９Ａ，２４９Ｂを前後に回動させることにより、回転
軸１２９を介してホイール１３１が連続して回転され、
発電機１３３が連続して駆動される。この場合、図１〜
図３の実施例と同様にホイール１３１とプーリ１３５と
の直径の比に応じた増速が行われる。この結果、回転速
度に応じた値の交流電力が発生され、これが図３と同様
に構成された整流回路で直流電流に変換され、可変負荷
回路および充電回路を介してバッテリーに直流電流が供
給される。

【００６３】この実施例の場合は最初に説明した実施例
より手による駆動力が付加される分さらに発電量が大き
くなるとともに全身運動となり、さらにダイエット効果
が期待できる。

【００６４】なお、以上説明した第１、第２の実施例に
おいて左右のペダルアームおよび手動アームを弾力性の
ある金属で形成することにより、足でペダルアームを踏
み込んだ時、あるいは手で手動アームを前後に動かした
時に、若干のバネ性を伴った一時遅れ運動としてユーザ
に知覚され、しかも長さの差により多少の遅れを持って
足と手の運動が行われるので、結果としてリズミカルな
動きとなり、心地好い運動効果を得ることができる。

【００６５】また、説明した実施例ではいずれも交流発
電機を用いたが、直流発電機を用いてもよいことは勿論
である。

【００６６】なお、この発明では発電機を用いて負荷と
して電気的な負荷を設定してあるから、ユーザがたとえ
高速でペダルを踏んでいる途中で急にやめてもその反動
が足や手に強くかからない。従来の機械式のブレーキ機
構による負荷装置ではユーザに急激な反動による衝撃が
あり、アキレスけんを痛めることがあったが、この発明
ではそのような不都合は生じない。

【００６７】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
長時間興味を持続してペダルを踏み続けることができ、
高い効率で発電機を駆動することで発電量を増加でき、
発電総量を大きくして種々の用途に電気を利用できるよ
うにしたダイエットなどの運動効果と経済効果との両方
の効果を期待できる発電機を備えた運動器具を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の構成を示す平面図。

【図２】図１に示した実施例の構成を示す側面図。

【図３】図１、図２に示した実施例の電気回路の構成を
示すブロック図。

【図４】この発明の他の実施例の構成を示す側面図。

【図５】図４に示した実施例の構成を示す平面図。

【図６】図１〜図３に示す実施例の動作を説明するため
のフローチャート。

【符号の説明】

１１、１１１…基台 １９、１１９…制御パネル １９Ｃ…制御回路 ３３、１３３…発電機 ５３Ａ，５３Ｂ，１５３Ａ，１５３Ｂ…ペダル ５５Ａ，５５Ｂ，１５５Ａ，１５５Ｂ…揺動支点ローラ ６３…バッテリー ２５３Ａ，２５３Ｂ…手動アーム

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基台と、 この基台上に固定されたフレームと、 このフレーム上に取り付けられたハンドルならびにサド
   ルと、 前記フレーム上にそれぞれの案内溝がほぼ水平方向に向
   くように固定された第１、第２の案内板と、 前記案内溝に挿入されたローラをそれぞれの支点位置に
   軸支した第１、第２のペダルアームとして機能する第
   １、第２のてこ部材と、 前記第１、第２のてこ部材の力点の位置にそれぞれ取り
   付けられた第１、第２のペダルと、 前記第１、第２のてこ部材の作用点の位置にそれぞれ結
   合され互いに１８０度の位相差を持つ第１、第２のクラ
   ンクアームを有するクランク軸と、 前記クランク軸に結合された回転軸を有する発電機と、 この発電機から発生された電力を蓄えるバッテリーと、 この発電機とバッテリーとの間に接続され発電機に対す
   る電気的負荷の大きさを制御する制御手段と、 を具備することを特徴とする運動器具。
2. 【請求項２】 前記制御手段は負荷制御信号を発生する
   手段と、この発生された負荷制御信号に応じて通過する
   電流量を制御する可変負荷回路とを含む請求項１に記載
   の運動器具。
3. 【請求項３】 前記制御手段は前記発電機の動作状態を
   指定するキーボードと、前記発電機の動作状態を示す表
   示装置とを含む制御コンソールを含むことを特徴とする
   請求項１に記載の運動器具。
4. 【請求項４】 基台と、 この基台上にほぼ水平に設置されたクランク軸と、 このクランク軸に互いに１８０度の位相差で形成された
   第１、第２クランクアームと、 この第１、第２クランクアームに対してそれぞれ９０度
   の位相差で形成された第３、第４のクランクアームと、 前記第１、第２のクランクアームにそれぞれ結合された
   作用点を有し第１、第２のペダルアームとして機能する
   第１、第２のてこ部材と、 前記基台上にそれぞれの案内溝がほぼ水平方向に向くよ
   うに固定された第１、第２の案内板と、 前記第１、第２のてこ部材のそれぞれの支点位置に軸支
   され前記案内溝に挿入された第１、第２のローラと、 前記第１、第２のてこ部材の力点の位置にそれぞれ取り
   付けられた第１、第２のペダルと、 前記第３、第４のクランクアームにそれぞれ結合された
   作用点を有し第１、第２の手動アームとして機能する第
   ３、第４のてこ部材と、 前記基台上にそれぞれ第３、第４の案内溝がほぼ垂直方
   向に向くように固定された第３、第４の案内板と、 前記第３、第４のてこ部材のそれぞれの支点位置に軸支
   され前記第３、第４の案内溝に挿入された第３、第４の
   ローラと、 前記クランク軸に結合された回転軸を有し前記基台に固
   定された発電機と、 この発電機から発生された電力を蓄えるバッテリーと、 この発電機とバッテリーとの間に接続され発電機に対す
   る電気的負荷の大きさを制御する手段と、 を具備することを特徴とする運動器具。
5. 【請求項５】 前記電気的負荷の大きさを制御する手段
   は負荷制御信号を発生する手段と、この発生された負荷
   制御信号に応じて通過する電流量を制御する可変負荷回
   路とを含む請求項４による運動器具。
6. 【請求項６】 前記制御手段は前記発電機の動作状態を
   指定するキーボードと、前記発電機の動作状態を示す表
   示装置とを含む制御コンソールを含むことを特徴とする
   請求項４に記載の運動器具。