JPH1133138A - ランニングマシンの電源電圧監視安全装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動モータ３４により回動される無端の走行
ベルトを備え、該走行ベルト上で使用者が走行又は歩行
を行うランニングマシンにおいて、電源電圧低下による
急停止を防止して安全に使用することができるようにす
る。 【解決手段】 前記電動モータ３４の電源電圧を検出す
る電源電圧検出回路３１と、該検出回路３１の検出電圧
が例えば定格電圧の−１５％に低下したとき、前記電動
モータ３４を制御するためのモータ制御器３３に、増速
制御を禁止する制御信号、すなわち速度を一定に保持す
る制御信号を発する速度制御回路３２とを設ける。これ
により、電源電圧の低下時は、増速による負荷増大が抑
制されるので、さらなる電源電圧低下は阻止され、装置
が急停止してしまうことは防止される。これによって急
停止によるけがや転落事故発生を防ぐことができるとと
もに、許容範囲内の電源電圧低下であれば使用を継続す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動モータにより
回動される無端の走行ベルトを備え、該走行ベルト上で
使用者による走行又は歩行が行われるランニングマシン
（トレッドミル）に係り、特に電源電圧低下による急停
止を防ぐランニングマシンの電源電圧監視安全装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】ランニングマシンは電動モータで回動す
る無端の走行ベルト（ベルト方式およびキャタピラ方式
のベルト）の上で走行又は歩行を行う装置であり、平地
のランニング、ウォーキング、坂道の駆け上がり運動等
の練習やリハビリテーション用に使用されている。また
さらに、酸素消費量測定、心肺機能検査、各種ストレス
解析等のメディカルチェック用の負荷検査機器としても
使用されている。

【０００３】図３〜図５は一般的なベルト方式を採用し
たランニングマシンの一例を示し、図３は側面図、図４
は平面図、図５は傾斜角度調節の様子を示す作用説明図
である。これらの図において、１は略長方形の本体フレ
ームであり、この本体フレーム１の前部左右両側には略
Ｕ字形のパイプからなる手摺部２が立設され、また後部
左右両側には同じく略Ｕ字形の脚台部３が連結され、本
体フレーム１を床面Ｆから所定の高さに水平保持できる
ように構成している。

【０００４】前記手摺部２の前方には駆動部４が設けら
れ、該駆動部４によって回動する無端の走行ベルト５
が、本体フレーム１の前後端部に回動可能に軸支された
ドラム６、７（前端部のドラム６は図示省略）に掛け回
されている。

【０００５】前記駆動部４は、前記前端部のドラム６が
回転自在に支承されるシャフト８に係合する前部フレー
ム９に搭載されており、カバー１０によって被覆されて
いる。このカバー１０の内部には、前記ドラム６を回転
させて走行ベルト５を回動させる第１のモータ、本体フ
レーム１の傾斜角度を調節するための第２のモータ、イ
ンバータ等から成るモータ制御器等が配設されている。

【０００６】１１は本体フレーム１の底面側に設けられ
たロッドであり、その一端は本体フレーム１の後端部に
延伸して脚台部３間に回転可能に支持されるロッド１２
にＴ字形で連結されて、伸縮駆動可能な連結杆を構成し
ている。ロッド１１の他端はチューブ１３の一端に揺動
可能に連結され、該チューブ１３の他端にはナット（図
示省略）が固定されている。このナットには、前記傾斜
角度調節用の第２のモータによって回転されるシャフト
１４の端部がスクリュウシャフトとして螺合している。
尚１５は前部フレーム９の端部側に回転可能に設けられ
たコロである。

【０００７】このような構成により、前記第２のモータ
によって前記シャフト１４が回転させられると、シャフ
ト１４がチューブ１３に出入りし、前部フレーム９がシ
ャフト８を中心として起伏し、図５に示すようにシャフ
ト８を中心として本体フレーム１および前部フレーム９
が床面Ｆから昇降する。これによって本体フレーム１の
傾斜角度を自在に変更することができる。

【０００８】また、手摺部２の最上部には操作パネル１
６が設けられ、該操作パネル１６には、前記モータ等に
速度や傾斜角度の制御指令を発するための操作ボタン１
７および前記制御指令を確認するための電気的表示部１
８が設けられている。

【０００９】上記のようなランニングマシンの電気回路
は図６のように構成されている。図６において、電源プ
ラグ２１には電源ブレーカ２２の一端が接続されてい
る。電源ブレーカ２２の他端は、前記走行ベルト５を回
動させる第１のモータを制御するインバータ２３、イン
ターフェイス回路基板２４および交流電圧を例えば＋５
Ｖの直流に変換して前記インターフェイス回路基板２４
に供給するスイッチング電源２５に各々接続されてい
る。

【００１０】前記インバータ２３は、電源ブレーカ２２
を介して入力された交流電力を直流変換する順変換回路
と、該順変換回路の出力を平滑する直流中間回路と、該
平滑された直流中間回路の直流電力を所望の交流電力に
変換する逆変換回路とで構成されている。

【００１１】この逆変換回路は、三相ブリッジ接続され
た制御素子、例えばトランジスタに、前記インターフェ
イス回路２４に接続された制御回路基板（マイコン）２
６からの速度指令に応じた制御電流が信号線２７を介し
て供給されることによって、インバータ駆動されるもの
である。

【００１２】２８は前記インバータ２３の交流出力電力
によって駆動され、前記走行ベルト５を回動させる第１
のモータであり、例えば三相２００Ｖのインダクション
モータで構成されている。

【００１３】２９は前記インターフェイス回路基板２４
に接続され、前記フレーム１の傾斜角度を調節するため
のモータであり、例えば単相１００Ｖのインダクション
モータで構成されている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように構成され
たランニングマシンにおいては、走行ベルト５上を走行
又は歩行する使用者の体重や、走行速度、歩行速度によ
って負荷が非常に大きく変動する。このためランニング
マシンを使用する場所のラインインピーダンスや電源容
量不足の影響を受けて電圧が低下する場合がある。

【００１５】このように電圧低下が生じたときに、さら
に速度を上昇させると、負荷増大により電圧低下が大き
くなり、装置が急停止する恐れがあった。このように使
用中に装置が急停止すると、例えば使用者が自分の意思
で緊急停止スイッチを入れて停止させた場合と異なり、
使用者にとっては予期せぬ事態に遭遇することになり、
転落事故の原因となって非常に危険である。

【００１６】特に増速中は、走行ベルト５の回動速度に
適応させるべく使用者自身が走行速度を速める動きをし
ている最中であるので、前記急停止に体が対処すること
ができず、転落しないまでも、少なくとも足首のねん
ざ、ひざやももの筋肉、すじを痛めてしまうという事態
はまぬがれない。

【００１７】また頻繁に前記電圧低下による急停止が発
生するのでは、ランニングマシンとしての利用価値が無
くなってしまう。

【００１８】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
その目的は、電源電圧低下による急停止を防止して安全
に使用することができるランニングマシンの電源電圧監
視安全装置を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】

（１）本発明は、電動モータにより回動される無端の走
行ベルトを備え、該走行ベルト上で使用者が走行又は歩
行を行うランニングマシンにおいて、前記電動モータの
電源電圧を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部の検
出電圧が所定電圧に低下したとき、前記電動モータの増
速制御を禁止する速度制御部とを備えたことを特徴とし
ている。

【００２０】（２）上記のように構成したランニングマ
シンにおいて、ラインインピーダンス、電源容量不足等
の問題で、使用中に電源電圧が低下したとする。この電
源電圧低下は電圧検出部により検出され、所定電圧まで
低下したときに速度制御部は、増速制御を禁止し、すな
わち電動モータの速度を一定に保持して、さらなる電源
電圧低下を阻止する。

【００２１】このため電源電圧低下が増大して装置が急
停止してしまうことは防止される。これによって前記急
停止によるけがや転落事故発生を防ぐことができるとと
もに、許容範囲内の電源電圧低下であれば使用を継続す
ることができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態を
示すブロック図である。図１において３１はランニング
マシンの電源電圧を検出する電源電圧検出回路であり、
例えば図６のインバータ２３と第１のモータ２８を結ぶ
電路に計器用変圧器を介挿して構成される。

【００２３】３２は前記電源電圧検出回路３１の検出電
圧が入力され、該電圧が所定電圧まで下がったときに、
増速を禁止する制御信号をモータ制御器３３に発して走
行ベルト回動用のモータ３４の速度を制御する速度制御
回路である。尚モータ制御器３３は例えば図６のインバ
ータ２３に相当し、モータ３４は図６の第１のモータ２
８に相当する。

【００２４】前記速度制御回路３２は、例えば図６の制
御回路基板（マイコン）２６に設けられ、前述した計器
用変圧器の検出電圧信号を取り込み、該検出電圧が例え
ば定格電圧の−１５％の電圧まで低下したら、速度一定
制御信号を前記インターフェイス回路基板２４を介して
インバータ２３に送出するように構成されている。

【００２５】上記のように構成されたランニングマシン
の使用中、モータ３４（第１のモータ２８）に流れる電
流は図２に示すように走行ベルトの回動速度に比例す
る。いま、ラインインピーダンス、電源容量不足等の問
題で電源電圧が低下したとする。この電源電圧低下は電
源電圧検出回路３１により検出され、例えば定格電圧の
−１５％まで低下した時点で、速度制御回路３２は増速
禁止の制御信号を発するので、例えば図４の操作ボタン
１７により増速モードを選択していたとしても、増速は
禁止され負荷は一定に保たれる。

【００２６】これによって電圧低下が大きくなって装置
が急停止してしまうことを防ぐことができる。したがっ
て急停止によるけがや転落事故発生を防ぐことができる
ので、安全性およびランニングマシンとしての利用価値
は非常に高い。

【００２７】

【実施例】前記速度制御回路３２における増速を禁止す
るしきい値は、前記定格電圧の−１５％に限らず、状況
に応じて任意に設定するものである。また例えば定格２
００Ｖのモータであれば、１５０Ｖ以下となった時間が
１００ｍｓ続いたら増速禁止とし、０Ｖになってもそれ
が１０ｍｓの短い時間であれば増速禁止とはしない、と
いうように電圧レベルと時間の両方を考慮して設定して
も良い。

【００２８】本発明の電圧検出部および速度制御部は、
図１で述べたように図６の回路に設けるに限らず、他の
ランニングマシンの電気回路に設けても同様の作用、効
果を奏するものである。

【００２９】また本発明における電動モータは図６に示
した交流のモータに限らず、直流モータであっても良
い。すなわち一般に直流モータを用いたランニングマシ
ンは、低速度使用時の安定性が交流モータ採用のものに
比べて若干劣るという欠点があるが、反面非常に騒音が
少ないという利点があり、したがって特に運動負荷心電
図検査用に使用されるケースが多い。本発明ではこのよ
うな直流モータを採用したランニングマシンにも十分に
適用することができ、前記と同様の作用、効果を奏す
る。

【００３０】また本発明は通常のベルト方式に限らず、
ベルトのずれおよび摩擦が少なく、足の接地時の衝撃吸
収性に優れたキャタピラ方式のランニングマシンにも適
用することができる。この場合も前記と同様の作用、効
果を奏する。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、電動モー
タにより回動される無端の走行ベルトを備え、該走行ベ
ルト上で使用者が走行又は歩行を行うランニングマシン
において、前記電動モータの電源電圧を検出する電圧検
出部と、前記電圧検出部の検出電圧が所定電圧に低下し
たとき、前記電動モータの増速制御を禁止する速度制御
部とを備えたので、次のような優れた効果が得られる。

【００３２】（１）電圧低下の増大によって装置が急停
止してしまうことを防ぐことができる。このため急停止
によるけがや転落事故等は発生しないので、安全性が非
常に高い。

【００３３】（２）また、許容範囲内の電源電圧低下で
あれば継続して使用することができるので、ランニング
マシンとしての利用価値が非常に高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示すブロック図。

【図２】ランニングマシンにおける速度とモータ電流の
関係を表す特性図。

【図３】従来のランニングマシンの側面図。

【図４】従来のランニングマシンの平面図。

【図５】従来のランニングマシンの傾斜角度調節の様子
を示す作用説明図。

【図６】従来のランニングマシンの電気回路のブロック
図。

【符号の説明】

４…駆動部 ５…走行ベルト １６…操作パネル ２３…インバータ ２４…インターフェイス回路基板 ２６…制御回路基板 ２８…第１のモータ ２９…第２のモータ ３１…電源電圧検出回路 ３２…速度制御回路 ３３…モータ制御器 ３４…モータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動モータにより回動される無端の走行
   ベルトを備え、該走行ベルト上で使用者が走行又は歩行
   を行うランニングマシンにおいて、 前記電動モータの電源電圧を検出する電圧検出部と、 前記電圧検出部の検出電圧が所定電圧に低下したとき、
   前記電動モータの増速制御を禁止する速度制御部とを備
   えたことを特徴とするランニングマシンの電源電圧監視
   安全装置。