KR920002245Y1 - 부하 장치를 갖는 사이클 트레이너 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

부하 장치를 갖는 사이클 트레이너

제 1 도는 본 고안의 일실시예에 따른 사이클 트레이너 본체의 외관 사시도.

제 2 도는 제 1 도의 사이클 트레이너에 자전거를 장착한 경우의 개략측면도.

제 3a 도는 및 제 3b 도는 제 1 도에 있어서의 Ⅲ-Ⅲ단면도.

제 4 도는 제 1 도에 있어서의 Ⅳ-Ⅳ방향에서 본 측면도.

제 5 도는 제 1 도에 있어서의 Ⅴ-Ⅴ방향에서 본 측면도.

제 6 도는 제 5 도의 Ⅵ-Ⅵ단면도.

제 7 도는 제 6 도의 펄스 발생 장치와 슬릿 원판을 취출한 개략 단면도.

제 8 도는 제 7 도의 Ⅷ-Ⅷ단면도.

제 9 도는 제 2 도의 표시 장치 및 부하 선택 장치의 측면도.

제 10 도는 제 9 도의 Ⅹ-Ⅹ단면도.

제 11 도는 본 고안의 일실시예에 따른 사이클 트레이너의 전기적구성을 나타내는 개략 블록도.

제 12 도는 본 고안의 일실시예에 따른 사이클 트레이너의 각종 처리 동작을 나타내는 개략 흐름도.

제 13 도는 본 고안의 일실시예에 따른 사이클 트레이너의 일율과 주행 속도와의 관계를 도시한 도면.

제 14 도는 본 고안의 일실시예에 따른 사이클 트레이너의 일율과 주행 속도와의 관계를 경사길 구배마다 표시한 도면.

제 15 도는 본 고안의 일실시예에 따른 사이클 트레이너의 미끄럼율과 가상 롤러축 토오크와의 관계를 도시한 도면.

제 16 도는 본 고안의 일실시예에 따른 사이클 트레이너의 타이서 압접력과, 롤러와 타이어의 구름 저항에 대항하여 이루어지는 일율과의 관계를 도시한 도면.

제 17 도는 종래의 사이클 트레이너의 개략 측면도.

제 18 도는 제 17 도의 ⅩⅧ-ⅩⅧ단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 부하장치 2 : 부하 장치 다이

9 : 표시 장치 10 : 후륜

14 : 페달 22 : 후방 프레임

24 : 롤러축 26 : 롤러

28 : 고정축 30 : 지지틀

31 : 가설판 32 : 고정판

34 : 코일 스프링 37 : 계합부

38 : 페달 클램프 40 : 고정축

44 : 후륜 타이어 46 : 조정 볼트용 보스

50 : 팬 52 : 구리원판

56 : 영구자석 76 : 구리원판 부착용 허브

78 : 펄스 발생 장치 80 : 슬릿 원판

88 : 부하 선택 장치 104 : CPU

106 : LCD패널

본 고안은 사이클 트레이너에 관한 것으로 특히 실내에서 실제 주행 감각으로서의 트레이닝이 가능하게 된 사이클 트레이너에 관한 것이다.

실제 자전거의 전륜을 떼어 자전거를 고정하고, 그 후륜을 회전하는 롤러에 회전 자유롭게 맞닿게 하여 이 롤러에 부하를 가해주므로서, 실제의 옥외 주행과 유사하게 실내에서 사이클 트레이닝을 행하는 사이클 트레이너가 여러가지 개발되어 있다.

제 17 도는 미합중국 특어 제4,441,705호에 개시되어 있는 이러한 종류의 사이클 트레이너의 개략 측면도이며, 제 18 도는 제 17 도의 ⅩⅧ-ⅩⅧ단면도이다.

이하, 양도면을 참조하여 구성 및 기능에 대해 설명한다.

전륜이 제거된 자전거가 전방 포크(16)와 행거 러그(154)에 있어서 전방 프레임(152)및 지주(156)에 의해 고정 지지된다.

전방 프레임(152)은 트레이너의 본체인 지지체(150)에 접속하며, 지지체(150)의 중앙부에는 지주(156)가 삽입되어 그 높이 조정을 행하는 높이 조정부(158)가 부착된다.

지지체(150)의 단부에는 트레이너의 안정을 도모하기 위한 지지체(150)에 직교하는 방향의 파이프 형상 안정부재(151)가 접속된다.

안정 부재(151)근처의 지지체(150)에는 후륜(10)이 놓여지는 부하 장치(1)가 조정용 볼트.

너트(164)를 거쳐 부차된다.

부하 장치(1)는 후륜(10)의 타이어(44)에 맞닿는 마찰 계수가 높은 롤러(26)와, 이 롤러(26)에 삽입되어 일체로 되며 지지틀(30)에 회전 가능하게 지지되는 회전축(162)과, 이 회전축(162)의 한쪽 단부에 부착되는 팬(50)과, 상기 회전축(162)의 다른쪽 단부에 부착되는 관성륜 조정 장치(166)로 이루어진다.

팬(50)은 케이싱(51)으로 덮혀지고, 케이싱(51) 개구에는 송풍 튜브(160)가 접속되며 그 선단은 자전거의 핸들부 근처에 설치된다.

사용시에는, 먼저 부착하는 자전거의 크기에 따라 높이 종정부(158)에 의하여 지주(156)의 높이를 조정하여 행거 러그(154)를 부착한다.

다음에, 조정용 볼트, 너트(164)를 조정항여 지지를(30)을 전후로 이동시켜, 타이어(44)가 롤러(26)에 맞닿도록한 후, 조정용 볼트, 너트(164)를 체결하여 부하 장치(1)를 고정한다.

자전거의 부착 조정이 종료된 후, 사용자가 자전거를 타고 실제 주행시와 마찬가지로 페달(14)을 거쳐 사이클 트레이닝을 행한다.

페달 운동은 후륜(10)을 회전시키고, 타이어(44)를 거쳐 롤러(26)를 회전시킨다. 몰러(26)의 회전은 회전축(162)을 거쳐 팬(50)및 관성륜 조정 창치(166)를 동시에 회전시킨다.

여기서 관성륜 조정장치(166)는 실제 주행시의 주행 저항을 사용자에게 주고자 하는 것으로써, 다른 크기나 중향의 관성륜으로 수시로 교체할 수 있도록 되어 있다.

또, 팬(50)은 시렛 주행시의 공기 저항을 사용자에게 부여하고자 하는 것으로써, 롤러(26)의 회전, 즉 실제 주행 속도에 따른 저항을 회전축(162)에 주는 것이다.

팬(50)의 회전에 의해 발생한 풍량을 송풍 튜브(160)를 거쳐 트레이너 사용자에게 전면으로부터 불어주므로서, 마치 옥외에서의 주행인 것 같은 효과도 주고 있다.

상기한 같은 종래의 사이클 트레이너에서는 실제의 주행 저항을 정확하게 모방하기 곤란하였다.

즉, 실제 주행시의 주행 저항이나 공기 저항을 모방하기 위해 관성륜 조정장치(166)및 팬(50)이 설치되어 있지만, 이들 기능의 발휘는 후륜(10)의 타이어(44)와 롤러(26)의 정확한 맞닿음력이 전제가 되는 것이다.

그러나, 그들의 조정은 상술한 바와같이 높이 조정부(158)및 조정용 볼트, 너트(164)에 의한 조정에 의존할 수 밖에 없고, 정확한 맞닿음력 조정은 바랄수도 없었다.

따라서, 관성륜 조정장치(166)및 팬(50)에 의해 회전축(162)에 가해진 저항은 정확하게 롤러(26)및 타이어(44)를 거쳐 페달(14)의 크랭크에 전달된다고는 말할 수 없고, 정확하고 안정된 운동량을 사용자에게 주기에는 불충분하였다.

본 고안의 목적은 유용한 사이클 트레이너를 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 실제 주행시에 있어서의 주행을 정확하게 모방할 수 있는 사이클 트레이너를 제공하는 것이다.

본 고안의 또다른 목적은 실제 주행시의 어떤 구름저항에 의한 일율을 정확히 모방할 수 있는 사이클 트레이너를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 고안에 관련한 사이클 트레이너는 회전 가능한 롤러와, 이 롤러를 구동차륜에 맞닿게 하는 방향으로 항상 편의하는 편의 수단과, 이 편의 수단에 계합하여 롤러의 구동 차륜 방향으로의 이동을 저지하는 이동 저지 수단과, 롤러의 이동이 이동저지 수단에 의해 저지된 상태에서 롤러를 구동차륜에 대해 소정의 위치로 조절하는 위치 조정 수단과, 이동저지 수단의 편의 수단으로의 계합을 해제하는 계합 해제 수단을 구비하고, 계합 해제 수단을 능동화해주므로서 이동 저지수단과 편의 수단의 계합이 플려서 롤러는 구동 차륜에 회전 가능한 상태로 맞닿게 되는 것이다.

이상과 구성된 사이클 트레이너는 구동 차륜에 맞닿는 롤러가 구동 차륜에대해 소정위치로 조정된 후, 구동차륜에 편의 수단에 의해 롤러가 맞닿게 되므로서 항상 정확한 구동 차륜과 롤러와의 맞닿음력을 회복할 수가 있다.

먼저, 최초로 본 고안에 의한 사이클 트레이너의 개념 및 이론에 대해 기술한 후, 본 고안의 일실시예의 구성 및 동작에 대해 설명하기로 한다.

본 고안에 의한 사이클 트레이너는 실제 주행시는 구름저항과 공기저항에 의한 평지 주행시 저항이나, 등판저항을 정확히 모방한 부하를 사이클 트레이너에 부착된 자동차의 구동차륜에 부여해주므로서, 실내에 있으면서도 실제 주행시에 상당하는 트레이닝을 행할 수 있는 것이다.

일반적으로, 실제 주행시에 있어서의 자전거의 전체 주행저항(R)은, 전체 저(R)=구름 저항(Rr)+공기 저항(Ra)+등판 저항(Rs)으로 된다.

실제로는 가속 저항이 더욱 부가되지만, 이 속도 변화에 의거한 관성 에너지를 높이기 위한 저항은 근사가 어렵다.

여기서, 구름 저항(Rr)은 자전거와 지면과의 접촉면에 생기는 저항으로서, Rr=W×μ(kgf)W : 체중+자전거 중량(kgf) μ : 타이어의 구름 저항 계수로 표시된다.

또, 공기 저항(Ra)은 주행시에 사용자 및 자전거에 대해 공기에 의해 생기는 저항으로서, Ra=Cd×A×ρV²/2(kgf)Cd : 저항 계수A : 사용자 및 자전거의 전면 투영 면적(㎡)ρ: 공기 밀도(0.125㎏.m-4.s2) V : 주행 속도(V.S-1)로 표시된다. 따라서, 평지 주행 저항에 의한 일을(Pℓ)은, Pℓ=(Rr+Ra)×g×v(watt) g : 중력 가속도(9.8m.s^-2)표시된다.

제 13 도는 이 일율(Pℓ)과 주행 속도(V)와의 관계를 도시한 도면이며, 실선으로 나타낸 값은 보통 노면의 구름 저항계수로서 1μ=0.012로 하고, 일반적인 스포츠형식의 자전거와 사용자에 대한 표준적인 값으로서 합계중량을 W=81.6㎏f(180ℓbf)로 하며, 전방 경사 자세시의 투명 면적을 A=0.36㎡ 이때의 공기 저항 계수를 cd=0.88로 한 경우, 상기의 식에 의해 구름 저항에 따른 일율, 공기 저항에 따른 일율 및 평지 주행 저항에 따른 일율을 산출한 값이다.

또, 점⁰은 롤러의 구름 저항에 따른 일율의 측정치, 점⁰은 풍차 저항에 따른 일율의 측정치, 점⁰은 롤러의 구름저항에 따른 일율의 측정치에 풍차 저항에 따른 일율이 측정치를 가산한 값이다.

경사길 주행시에 있어서의 전체 저항(R)은, 전체 저항(R)=평지 주행 저항(Rr+Ra)+등판 저항(Rs) Rs=W×sinθ(kgf) θ: 경사길의 구배 각도 따라서, 등판 저항에 대항하여 이루어지는 일율(Ps)은 Ps=Rs×g×v(watt)로 된다.

제 14도는 이 일율(Ps)과 자전거 속도(v)와의 관계를 경사길 구배마다 표시한 도면이며, 실선으로 표시하고 있는 값은 W=81.6kgf로 하여 등판 저항에 대항하여 이루어지는 일율을 각각의 경사길 구배 각도에 있어서 산출한 값이다.

점ㆍ로 표시한 값은 상기에 산출한 값을 모방하기 위해 자석 위치를 변화시키므로서 각각의 구배 각도에서의 일율을 모방한 측정치이다.

또, 이 측정치는 자석을 작용시킨 경우의 롤러이 회전 저항에 대항하여 이루어지는 일율로부터 롤러의 구름 저항에 따른 일율을 뺀 값으로 하고 있다.

따라서, 경사길 주행시에 있어서의 전체 일을(Ra)은 Ra=(Rr+Ra+Rs)×g×v(watt)로 된다.

이상과 같은 실제 주행시에 있어서의 전체 주행 저항을 실내에 있어서 정확히 모방하기 위해, 본 고안에 있어서는 구름 저항은 후륜에 맞닿는 회전 롤러로 받아 지탱하고, 공기 저항은 제1부하 장치로서 회전 롤러축의 한쪽단에 팬을 부착하고, 등판 저항은 제2부하 장치로서 롤러축의 다른쪽 단에 와전류부하 장치인 원판형상의 도체와 도체를 사이에 끼도록 위치하는 자석과를 부착한다.

여기서, 팬의 날개 형상은 롤러에 부착된 팬을 롤러에 맞닿은 후륜을 회전시켜서, 후륜으로부터 크랭크축으로 전달된 토오크값에 의거한 일율이 제 13 도에 도시한 측정치로 되어, 계산치와 일치하는 형상으로 되어 있다.

또, 도체에 가해지는 자석에 의한 자속량을 제어해주므로서, 마찬가지로 계측된 일율이 제 14 도에 도시한 바와같이 모방된 계산치이며, 경사길 구배에 대응한 것으로 된다.

또, 상당하는 실제 주행시의 자전거 속도를 산출함에 있어서는 후륜과 롤러 사이에 생기는 미끄럼에 대해 고려할 필요가 있다.

제 15 도는 이 미그럼율과 가상 롤러축 토오크와의 관계를 도시한 도면이다.

여기서, 가상 롤러축 토오크(TQ)는 다음식에 의해 산출한 것이다.

TQ=크랭크축 토오트×크랭크축 회전수/롤러축회전수 이 경우의 롤러에 가해지는 편의력(N)은 24 kgf로 되어 있다.

전술한 바와같이 구름 저항은 후륜에 맞닿는 회전 롤러로 받아 지탱하고 있으므로, 롤러에 가해지는 편의력, 즉 타이어 압접력을 결정하는 것은 다른 저항도 포함하여 정확히 모방함에 있어서 중요하다.

제 16 도는 타이어 압접력과, 롤러와 타이어의 구름 저항에 대항하여 이루어지는 일율과의 관계를 도시한 도면이며, 이 경우의 타이어의 공기압은 6기압이다.

따라서, 노면 상황에 있어서는 그 구름저항이 다른 것이 예상되지만, 실제 주행시의 어떤 소정의 구름 저항에 의한 일율을 상정한 경우, 타이어로의 롤러 압접력을 항상 소정의 크기로 해주므로서, 그 일율을 항상 일치한 값으로 모방할 수가 있다.

다음에, 본 고안의 일실시예의 구성에 대해 설명한다.

제 1 도는 본 고안의 일실시예에 있어서의 사이클 트레이너 본체의 외관 사시도이며, 제 2 도는 이 사이클 트레이너에 자전거를 장착한 경우의 개략 측면도이다.

양 도면을 참조하면, 조정 나사(18)에 의해 자전거의 휘일 베이스의 길이에 따라 조정하는 휘일 베이스 조정 파이프(5)를 거쳐 전방 프레임(20)및 후방 프레임(22)이 접속된다.

전방 프레임(20)에는 사이클 트레이너의 안정을 도모하는 전방스탠드(6)가 부착되어 마루(11)위에 놓여지고, 또 자전거의 전방 포크(16)를 공정하기 위한 전방 포크 고정 홀더(7)와 표시 장치(9)를 부착하기 위한 표시 장치 지주(8)가 부착된다.

한편, 후방 프레임(22)에는 후륜(10)의 허부축을 고정하기 위한 허륜허브축 고정 홀더(3)를 그 선단에 갖는 후방 스탠드(4)가 부착된다.

또, 후방프레임(22)의 단부에는 후륜(10)이 놓여지는 부하 장치(1)가 부하장치 다이(2)를 거쳐 접속된다.

이와 같은 구성으로 이루어진 사이클 트레이너에 의해, 사용자는 실내에 있으면서도 페달(14)에 의한 페달운동으로 크랭크 아암(12)을 거쳐 후륜(10)을 회전시켜, 실제 주행을 모방한 트레이닝이 가능해진다.

제 3a 도 및 제 3b 도는 자전거를 장착한 상태에서의 제 1 도에 있어서의 Ⅲ-Ⅲ단면도로서, 도시하고, 제 3b 도는 압접한 후의 상태를 도시하고 있다.

이하, 양 도면을 참조하여 그 구성에 대해 설명한다.

후방 프레임(22)에 부하 장치 다이(2)는 삽입 가능한 형상으로 되고, 그 임의의 삽입 위치에 부하 장치 다이(2)를 고정하기 위한 조정 볼트용 보스(46)가 후방 프레임(22)에 부착된다.

후방 프레임(22)및 부하 장치 다이(2)에는 각각마루(11)와의 안정된 접촉을 도모하기 위한 스페이서(42a)및 스페이서(42b)가 삽입된다.

부하 장치 다이(2)상에는 코일 스프링(34)이 부착되는 고정판(32)이 설치되고, 그한쪽 단부에는 고정축(28)을 회전 가능하게 지지하는 지지부(29)가, 그리고 그 다른쪽 단부에는 고정축(40)을 회전 가능하게 지지하는 지지부(41)가 각각 부착된다.

후륜 타이어(44)에 닿는 롤러(26)와 일체로된 롤러축(24)은 후륜 타이어(44)의 양측에 설치된 한쌍의 지지틀(30)에 회전 가능하게 지지된다.

한쌍의 지지틀(30)은 고정축(28)둘레에 선회 가능하게 되고, 또한 한쌍의 지지틀(30)에 가설된 가설판(31)의 하면에 코일 스프링(34)이 접하고 있다.

가설판(31)에 고정되고, 그 단부에 페달(36)이 접속하는 계합부(37)에는 고정축(40)둘레에 선회 가능한 페달 클램프(38)가 계합한다.

이하, 제 1 도 내지 제 3a 도 및 제 3b 도를 참조하여, 자전거의 장착 동작 및 부하 장치의 조정 동작에 대해 설명한다.

먼저, 자전거의 휘일 베이스 길이에 따라 조정 나사(18)를 풀고, 휘일 베이스 조정 파이프(5)를 길이 조정한 후, 조정 나사(18)를 조여 자전거의 전방 포크(16)및 후륜 허브를 전방 포크 고정 홀더(7)및 후륜 허브축 고정홀더(3)에 의해 고착한다.

자전거의 장착이 종료한 후, 코일 스프링(34)을 압축한 상태, 즉 페달(36)을 밀어내려 계합부(37)에 페달클램프(38)의 후크부를 계합시킨 상태에서, 조정 볼트용 보스(46)에 나사식으로 박힌 볼트를 풀어 부하 장치다이(2)를 후방프레임(22)에 대해 이동 가능하게 한다.

다음에, 롤러축(24)을 부하 장치 다이(2)와 함께 후륜 타이어(44)에 맞닿는 방향으로 이동시켜, 제 3a 도와 같이 롤러(26)가 후륜 타이어(44)에 접촉하는 위치로 롤러축(24)을 위치 설정한다.

이 위치에 있어서, 조정 볼트용 보스(46)의 조정 나사를 단단히 조이고, 부하 장치 다이(2)를 후방 프레임(22)에 고정한다.

이후, 페달 클램프(38)를 조작하여 계합부(37)와의 계합을 해제하면, 압축된 코일 스프링(34)의 탄성력이 가설판(31)에 편의 되고, 지지틀(30)및 롤러축(24)을 거쳐 롤러(26)가 후륜 타이어(44)에 압접된다.

이 상태가 제 3b 도에 도시되어 있지만, 이때의 타이어 압압부(48)에 있어서이 후륜 타이어(44)의 롤러(26)와의 맞닿음에 의한 침하 두께가 6㎜,즉 타이어 압력이 24kgf로 되도록 코일 스프링(34)의 탄성력이 설정되어 있다.

제 4 도는 제 1 도에 있어서의 Ⅳ-Ⅳ방향에서 본 부하 장치를 도시하는 측면도로서, 덮개의 벗겨진 상태이다.

도면에 있어서, 롤러축(24)의 단부에 팬(50)이 설치되고, 팬의 날개 형상은 전술한 바와같이 공기 저항에 대항하여 이루어지는 일율에 대응한 것으로 되어 있다.

제 5 도는 제 1 도에 있어서의 Ⅴ-Ⅴ방향에서 본 부하 장치를 도시하는 측면도로서, 마찬가지로 덮개가 벗겨진 상태이며, 제 6 도는 제 5 도의 Ⅵ-Ⅵ단면도이다.

양 도면을 참조하면, 롤러축(24)의 팬(50)이 부착된 단부와 반대의 단부에, 냉각용 팬(54)이 형성된 구리원판 부착용 허브(76)를 거쳐 구리 원판(52)이 설치된다.

구리원판(52)을 사이에 끼우도록 ㄷ 자 형상의 영구 자석(56)이 부착판(62)에 장착된다.

부착판(62)은 비틀림 코일 스프링(64)이 장착된 축(58)둘레에 회전 가능하게 된다.

한편, 지지틀(60)에 고정된 고정 나사(70)에 와이어 튜브(72)로 삽입되어온 와이어(66)가 미끄럼 이동 가능하게 삽입되고, 와이어(66)의 선단은 부착판(62)에 고정된 고정 나사(68)로서 고정된다.

와이어 튜브(72)는 와이어와 함께 제 2 도에서 도시한 표시 장치(9)근처에 설치되는 부하 선택 장치(후술함)까지 연장되며, 거기에서 와이어를 인장 또는 밀어 되돌리므로서 와이어의 이동이 와이어(66)의 선단에 전달된다.

그리고, 고정나사(68)을 거쳐 부착판(62)을 축(58)둘레에 회전시켜, 영구자석(56)을 점선 위치로부터 실선위치로 변화시킨다.

영구 자석(56)은 항상 구리 원판(52)을 관통하는 방향으로 자계를 발생하고 있으므로, 구리원판(52)에 와전류를 일으킨다.

이와전류는 구리원판(52)의 회전 운동을 지지하는 힘으로 되어 작용하고, 따라서 영구 자석의 위치 변화에 의해 이 저지력, 즉 회전 저항을 변화시킬 수가 있다.

이회전 저항이 전술한등판 저항에 대응하도록 영구 자석에 의한 자계의 크기, 즉 구리 원판으로의 겹침면적을 설정하고 있다.

또, 구리 원판 부착용 허브(76)의 롤러(26)측에는 또한 슬릿 원판(80)이 부착되고, 슬릿 원판(80)을 사이에 끼도록 펄스 발생 장치(78)가 지지틀(30)에 고정된다.

롤러(26)는 롤러 고정용 나사 구멍(74)에 나사식으로 끼워진 볼트에 의해 롤러축(24)과 일체로 되어 회전하므로서, 롤러(26)의 회전은 롤러축(24)및 구리 원판 부착용 허브(76)를 거쳐서 슬릿 원판(80)에 동일한 회전을 부여한다.

제 7 도는 상기의 펄스 발생 장치와 슬릿 원판을 취술한 개략 단면도이며, 제 8 도는 제 7 도의 Ⅷ-Ⅷ단면도이다.

양 도면을 참조하면, 슬릿 원판(80)은 2종류의 반경(R₁,R₂)으로 이루어진 원판이며, 펄스 발생 장치로서 커다란 반경(R1)의 외주부에만 대향하도록 된 위치에 발광 다이오드(86)와 광 트랜지스터(84)가 센서 케이스(82)내에 설치된다.

따라서, 슬릿원판(80)이 1회전할 때마다 발광 다이오드(86)의 발광을 기초로 광트랜지스터(84)에서의 수광 및 비수광 동작이 교대로 1회씩 행해지므로, 광 트랜지스터(84)의 수광 신호를 기초로 슬릿 원판(80)의 회전, 즉 롤러(26)의 회전을 검지할 수 있다.

제 9 도는 표시 장치 및 부하 선택 장치의 측면도이며, 제 10 도는 제 9 도의 Ⅹ-Ⅹ단면도로서, 특히 부하선택장치의 도면을 도시하고 있다.

양 도면에 있어서 외측으로 돌출하고 있는 변속 레버(90)는 슬릿판(92)에 고정 접속되고, 슬릿판(92)은 고정축 (98)둘레에서 회전 가능하다.

슬릿판(92)에는 고정축(98)으로부터의 거리 또는 개구 위치가 다른 3종류의 슬릿(94)이 설치되며, 3 종류의 슬릿(94)의 위치에 대응한 위치에 3쌍의 발광 다이오드(100)및 광 트랜지스터(98)가 설치된 센서부(96)가 부하 선택 장치(88)내부에 수납된다.

변속 레버(90)는 고정축(98)둘레에 8단계로 위치 설정 가능하며, 그위치에 따라 제 5 도에 도시한 와이어(66)를 이동 변화시키도록 와이어(도시안됨)가 슬릿판 (92)에 접속된다.

변속레버(90)의 설정 위치에 따라 3개의 발광 다이오드(100)에 의한 발광에 따른 3개의 광 트랜지스터(98)에 수광되는 수광 팬턴이 3종류의 슬릿(94)의 작용에 의해 변화한다.

따라서, 광 트랜지스터(98)에 의한 수광 패턴을 검지해주므로서, 변속 레버(90)의 설정 위치.

즉 등판 저항으로 모방된 경사길의 구배가 어떻게 설정되었는가를 알 수가 있다.

제 11 도는 전기 구성을 도시하는 개략 블럭도이다.

도면에 있어서, 전원(102)과 접지 전원 사이에 트랜지스터(108)를 거쳐 버저(110)가 접속되고, 트랜지스터(108)의 베이스는 저항을 거쳐 CPU(104)에 접속된다.

CPU(104)에는 각종 설정 테이타나 조작 프로그램 등이 기억되어 있고, 부하 장치의 부하 상황에 따라 각종의 연산이나 출력을 할 수 있는 것이다.

버저(110)는 각종 조작시나 설정 시간의 종료시에 CPU(104)로부터 나오는 출력 신호에 따라 트랜지스터(108)를 도통시켜서 음을 발하고, 사용자에게 주의를 촉구하는 것이다.

노드(N₁)와 CPU(104)에는 저항을 거쳐 발광 다이오드(86)가 접속되고, 슬릿원판(80)을 사이에 끼도록 발광 다이오드(86)대향하는 광 트랜지스터(84)가 CPU(104)와 접지 전원 사이에 접속된다.

노드(N₂,N₃및 N₄)와 CPU(104)사이에는 각각 저항을거쳐 발광 다이오드(100a 내지 100c)가 접속되며, 슬릿(94)을 갖는 슬릿판(92)을 사이이에 끼도록 발광다이오드(100a 내지 100c)에 대향하는 광 트랜지스터(98a 내지 98c)가 CPU(104)가 접지 전원사이에 각각 접속된다.

또, CPU(104)에는 트레이닝 설정 조건이나 시각 경과 등을 표시하는 LCD패널(106)이나, LCD패널(106)의 표시를 보고 각종 설정 데이타 등을 입력하기 위한 버튼 스위치(112)가 접속된다.

본 실시예에서는, 이상의 구성중에서 도시된 전원(102), 버저(110), CPU(104), LCD패널(106)및 버튼 스위치(112)는 모두 표시 장치(9)내에 합체되어 있다.

제 12 도는 제 11 도의 구성에 의거한 각종 처리 동작을 나타내는 개략 흐름도이다.

이하, 제 11 도를 참조하면서 이 처리 동작에 대해 설명한다.

먼저, 사용시에 버튼 스위치(112)중 소정의 스위치를 입력해주므로서, 각 데이타를 초기치화하여 기준 시간신호를 발생(스텝S1)시킨 후, 트레이닝을 개시한다.

펄스 발생 장치(78)에 의해 발생된 펄스 신호(스텝S2)를 기초로 롤러의 회전속도(N)를 연산(스텝S3)한 후, 이회전 속도(N)에 따라 롤로의 압압에 의한 부하 및 팬(50)의 부하에 대항하여 이루어지는 일을(wf)을 산출한다(스텝S4).

한편, 부하 선택장치(88)에 있어서 3개의 광 트랜지스터(98)의 수광 패턴에 의한 신호가 발생(스텝S5)하고, 와전류 부하 레벨(L)이 판단된다는(스텝S6).

롤러의 회전 속도(N)와 와전류 부하 레벨(L)에 의해 완전류 부하에 대항하여 이루어지는 일율(wc)이 연산(스텝S7)되며, 이 일율(wc)과 앞서 산출된 일율(wf)에 의해 전체 부하에 대항하여 이루어진 일율(w)이 연산 된다(스텝S8).

이 일율(w)은 표시장치(9)의 LCD패널(106)에 와트(watt)데이타로서 표시된다(스텝S9).

또한 전체 일율(w)로부터 롤러 회전 속도(N)를 기초로 롤로의 토오크(TQ)를 연산(스텝S10)하고, 이 토오크(TQ)를 기초로 롤러와 후륜 타이어 사이에 발생된 미끄럼을 (S)를 연산한다(스텝S11).

한편, 롤러 회전 속도(N)를 기초로 하여 롤러의 원주 속도(V)를 계산(스텝S12)해두고, 이것에 미끄럼율(S)을 보정해 주므로서 미끄럼을 고려한 가상 주행속도(Va)를 연산(스텝S13)하고, 이것을 LCD패널(106)에 가상 주생 속도로서 표시한다(스텝S14).

따라서, 사용자는 LCD에 표시된 와트 데이타나 가상 주행 속도를 보면서 실내에 있으면서도 실제 주행시를 정확히 모방한 사이클 트레이닝을 행할 수가 있다.

또한, 상기 실시예에서는 타이어에 압압되는 롤러의 편의력을 코일 스프링에 의해 발생시키고 있지만, 일정한 편의력을 발생하는 것이라면 다른 수단이라도 된다는 것은 말할 나위도 없다.

또, 상기 실시예에서는 팬에 의해 발생한 바람은 특히 처리하고 있지만 않지만, 종래예와 같이 사용자에게 향하게 하는 것도 실제 주행을 모방하는데 있어서는 유용하다.

더우기 상기 실시예에서는 롤러를 후륜 타이어에 편의하는 위치로서 롤러와 타이어가 접한 위치에서 클램프를 해제하고 있지만, 롤러와 타이어이 위치 관계가 일정하며, 코일스프링의 탄성력을 그것을 대응한 것으로 하면 다른 위치라도 좋다는 것은 말할 나위도 없다.

본 고안은 이상 설명한 바와같이, 항상 정확한 구동 차륜과 롤러와의 맞닿음력을 확보할 수가 있으므로 실제 주행시에 따른 정확한 부하를 부여하는 것이 용이해지며, 모방정밀도가 높은 사이클 트레이너로 되는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 자전거의 구동 차륜을 회전 가능하게 지지하여, 페달운동에 의해 상기 구동차륜(10)을 회전시키는 사이클 트레이너에 있어서, 자전거의 실제 주행시에 있어서의 차륜의 구름 저항에 대응하는 제1부하 장치와, 상기 구름 저항 이외의 저항에 대응하는 제2부하 장치를 구비하며, 상기 제1부하 장치는, 회전 가능한 롤러(26)와, 상기 롤러를 상기 구동 차륜에 접촉하는 방향으로 항상편의하고 상기 롤러에 삽입되어 일체로 되는 롤러축(24)과, 상기 롤러축을 회전 가능하게 지지하는 한 쌍의 지지틀(30)과, 상기 한쌍의 지지틀을 관통하도록 부착되는 고정축(28)과, 상기 고정축이 부착되는 고정판(32)과, 상기 한쌍의 지지틀에 가설되는 가설판(31)과, 상기 고정판과 가설판 사이에 끼워져 장착되는 코일 스프링(34)으로 이루어지는 편의 수단과, 상기 편의 수단에 계합하여 상기 롤러의 상기 구동 차륜 방향으로의 이동을 저지하고 상기 가설판에 부착되는 계합부(37)와, 상기 코일 스프링을 상기 가설판을 거쳐 압축한 상태에서 상기 계합부에 계합하는후크 형상의 클램프(38)와, 상기 고정판에 부착되는 클램프축(40)으로 이루어지는 이동 저지 수단과, 상기 롤러의 이동이 상기 이동 저지 수단에 의해 저지된 상태에서 상기 롤러를 상기 구동 차륜에 대해 소정의 위치로 조정하고 상기 구동 차륜을 회전 가능하게 지지하는 지지체(3,4)와, 상기 고정판에 접속되고 또한 상기 지지체의 일부(22)에 삽입 가능한 봉체(2)와, 상기 지지체에 상기 봉체를 삽입한 상태에서 상기 봉체의 상기 지지체에 대한 이동을 저지하는 고정 나사부(46)로 이루어지는 위치 조정 수단과, 상기 이동 저지 수단의 상기 편의 수단으로의 계합을 해제하는 페달 클램프(38)를 구비하고, 상기 페달 클램프를 해제해주므로서 상기 이동 저지 수단과 상기 편의 수단과의 계합이 풀리고, 상기 롤러는 상기 구동 차륜에 회전 가능한 상태로 맞닿게 되는 것을 특징으로 하는 사이클 트레이너.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 한쌍의 지지틀은 상기 고정축 둘레에서 회전 가능한 것을 특징으로 하는 사이클 트레이너.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 계합부에 위치의 상기 클램프는 상기 클램프축의 둘레에서 회전 가능한 것을 특징으로하는 사이클 트레이너.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 편의 수단의 편의력에 의해 상기 롤러를 거쳐 상기 구동 차륜에 가해지는 회전 저항에 대항하여 이루어지는 페달 운동의 일율은 자전거의 실제 주행시에 있어서의 차륜의 구름저항에 대항하여 이루어지는 페달 운동의 일율과 같은 것을 특징으로 하는 사이클 트레이너.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 제2부하 장치는 실제 주행시의 공기 저항에 대응하는 공기 저항 부하 장치(50)와 실제 주행시의 도로의 구배에 대응하는 구배 부하 장치(52,56,90)를 포함하고, 상기 공기 저항 부하 장치는 상기 롤러축의 한쪽 단부에 고정되어 롤러축과 함께 회전하는 팬이고, 상기 팬의 부착에 의해 상기 롤러축 및 상기 롤러를 거쳐 구동 차륜에 가해지는 회전 저항에 대항하여 이루어지는 페달 운동의 일율은 자전거의 실제 주행시에 있어서의 공기 저항에 대항하여 이루어지는 페달운동의 일율과 같고, 상기 구배 부하 장치는 상기 롤러축의 다른쪽 단부에 고정되어 롤러축과 함께 회전하는 원판 형상의 도전체(52)와, 상기 도전체를 사이에 끼도록 위치하며 상기 도전체를 관통하는 자속을 발생하여 도전체의 회전에 제동을 부여하는 제동 토오크를 일으키는 자석(56)과, 상기 자속의 양을 변하시켜서 상기 제동 토오크를 제어하는 자속 제어 장치(90)로 이루어지고, 상기 제동토오크에 의해 상기 도전체, 상기 롤러축 및 상기 롤러를 거쳐 구동 차륜에 가해지는 회전 저항에 대항하여 행해지는 페달 운동의 일율은 자전거의 경사길의 실제 주행시에 있어서의 등판 저항에 대항하여 이루어지는 페달운동의 일율과 같은 것을 특징으로 하는 사이클 트레이너.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 사이클 트레이너는 상기 롤러의 회전 속도에 비례한 주기의 펄스 신호를 발생하는 펄스 발생 장치(78)를 또한 갖고, 상기 펄스 발생 장치에 의해 펄스 신호를 기초로 상기 롤러의 회전에 의한 실제 주행시에 있어서의 상기 구름 저항, 공기저항 및 등판 저항에 대응하여 이루어지는 일율로부터 상기 롤러에 가해진 토오크치를 산출하고, 산출된 상기 토오크치에 의해 상기 구동 차륜과 롤러와의 맞닿음면에 있어서의 미끄럼율을 보장하여, 상기 구동 차륜의 회전 속도를 기초로 산출한 주행 속도를 표시하는 것을 특징으로 하는 사이클 트레이너.