TWI655019B - 健身器材之阻力感測機構 - Google Patents

Abstract

一種健身器材之阻力感測機構，包含有：一阻力調整單元及一感測單元，阻力調整單元具有一調整座、一位於調整座上方之固定套管、一設於固定套管之調整桿，調整桿具有一第一螺紋段與一第二螺紋段，調整座螺接於第一螺紋段；感測單元具有一螺接於第二螺紋段之第二螺座、一感測元件及一被感測元件，感測元件設於調整座與第二螺座的其中之一，被感測元件設於調整座與第二螺座的另外之一。藉此，感測元件與被感測元件之間即可利用調整座與第二螺座的相對作動來改變彼此之間的距離，進而讓感測元件產生相對應的感測訊號。

Description

健身器材之阻力感測機構

本發明與健身器材有關，特別是指一種健身器材之阻力感測機構。

一般的健身器材為了讓使用者可以根據自身的訓練需求來調整操作難易度，在結構上通常會配置一阻力調整器，讓使用者能夠透過阻力調整器對飛輪或其他類似的元件施加不同程度的阻力，在調整阻力的同時，為了讓使用者能夠確實掌握阻力調整器所施加的阻力大小，有一部分的健身器材會再配置一感測裝置，主要是用來對阻力調整器所施加的阻力大小進行感測，以便讓使用者能夠隨時視情況作調整。

就與感測裝置相關的先前技術來說，中華民國公告第M435942號專利案所揭露之扭力感測裝置主要是將主感測元件與被感測元件分別設置於固定件與位置調整件上，藉由旋轉調整桿即能改變位置調整件與固定件之間的相對距離，使主感測元件因與被感測元件之間的距離改變而產生相對應的感測訊號。於前述專利案中，主感測元件及被感測元件僅有一者可以移動，另一者則是固定不動，由於此等結構是為單方作動的結構，因此主感測元件與被感測元件之間的位置變化並不明顯，進而導致感測訊號的靈敏度有所侷限，顯見其仍有改善的空間。

本發明之主要目的在於提供一種健身器材之阻力感測機構，其能減少作動行程及縮短感測時間，並有效提升感測的靈敏度。

為了達成上述目的，本發明所提供之阻力感測機構包含有一阻力調整單元及一感測單元。該阻力調整單元具有一調整座、一固定套管及一調整桿，該調整座包含有一調整基座及一第一螺座，該調整基座設於一飛輪之周緣且該調整基座之一端樞設於一車架，該固定套管設於該車架且位於該調整基座的上方，該調整桿可原地轉動地穿設於該固定套管，該調整桿具有一第一螺紋段與一第二螺紋段，該第一螺紋段與該第二螺紋段具有相反的旋向，該第一螺座螺接於該調整桿之第一螺紋段且樞接於該調整基座；以及該感測單元具有一第二螺座、一感測元件，以及一被感測元件，該第二螺座螺接於該阻力調整單元之調整桿的第二螺紋段，該感測元件設於該阻力調整單元之調整座與該感測單元之第二螺座的其中之一，該被感測元件設於該阻力調整單元之調整座與該感測單元之第二螺座的另外之一，該感測元件與該被感測元件之間相互對應。

由上述可知，本發明之阻力感測機構利用不同旋向之第一、第二螺紋段之設置，使該調整座能與該第二螺座產生相對運動，進而使該感測元件與該被感測元件可以同時朝彼此靠近或遠離，如此即能達到減少作動行程、縮短感測時間，並提升感測的靈敏度的效果。

可選地，該感測元件設於該調整座之調整基座與該感測單元之第二螺座的其中之一，該被感測元件設於該調整座之調整基座與該感測單元之第二螺座的另外之一。

可選地，該感測元件設於該調整座之第一螺座與該感測單元之第二螺座的其中之一，該被感測元件設於該調整座之第一螺座與該感測單元之第二螺座的另外之一。

可選地，該第一螺座具有一座體及一設於該座體之前端面的承載架，該承載架係用以承載該感測元件或該被感測元件。

可選地，該阻力感測機構包含有一導引桿，該導引桿鄰設於該調整桿，該第二螺座可滑移地抵接於該導引桿，當該調整桿轉動時，該第二螺座會受到該調整桿的第二螺紋段的驅動及該導引桿的導引，而沿著該調整桿之軸向移動。

可選地，該導引桿係固設於該車架或該阻力調整單元之固定套管上。

可選地，該第二螺座具有一貫穿頂面及底面的導引孔，該導引桿可滑移地穿設於該導引孔內。

可選地，該導引桿之軸向平行於該調整桿之軸向。

可選地，該第二螺座具有一前端面及一導引槽，該導引槽係自該前端面向後凹陷，且同時貫穿該第二螺座之頂面及底面，該導引桿可滑移地容設於該導引槽內。

可選地，該導引槽兩側之間的壁面抵接於該導引桿。

可選地，該第一螺紋段之直徑小於該第二螺紋段之直徑。

有關本發明所提供之阻力感測機構的詳細構造、特點、組裝或使用方式，將於後續的實施方式詳細說明中予以描述。然而，在本發明領域中具有通常知識者應能瞭解，該等詳細說明以及實施本發明所列舉的特定實施例，僅係用於說明本發明，並非用以限制本發明之專利申請範圍。

為了詳細說明本發明之技術特點所在，茲舉以下之實施例並配合圖式說明如何，其中：

請先參閱第1圖，圖中所示之健身器材包含有一車架12與一可轉動地設於該車架12之飛輪14。請再參閱第1至4圖，本發明之第一實施例所提供之一阻力感測機構10，包含有一阻力調整單元20、一感測單元40及一導引桿50，其中：

該阻力調整單元20，具有一調整座22、二相對之磁性件24、一固定套管26，以及一調整桿28。

該調整座22具有一調整基座23及一第一螺座30。該調整基座23設於該飛輪14之周緣且該調整基座23之一端樞設於該車架12；該二磁性件24分別設於該調整基座23之內側面，並且與該飛輪14保持一預定距離；該固定套管26設於該車架12且位於該調整基座23的上方；該調整桿28具有一旋鈕282與一連接該旋鈕282之螺桿284，該螺桿284可原地轉動地穿設於該固定套管26內，該螺桿284具有一第一螺紋段286與一第二螺紋段288，該第一螺紋段286與該第二螺紋段288具有相反的旋向；該第一螺座30螺接於該調整桿28之螺桿284的第一螺紋段286且樞接於該調整基座23；在本實施例中，該第一螺座30還包含有二第一樞軸32、二第二樞軸34及二連動桿36，各該連動桿36之一端分別透過該第一樞軸32樞設於該第一螺座30之兩相對側面，各該連動桿36之另一端分別透過該第二樞軸34樞設於該調整基座23之兩相對之外側面。

該感測單元40，具有一第二螺座42、一感測元件44，以及一被感測元件46。

該第二螺座42具有一螺孔422，該螺孔422貫穿該第二螺座42的頂面及底面，該第二螺座42透過該螺孔422螺接於該阻力調整單元20之調整桿28的第二螺紋段288；該感測元件44設置於該阻力調整單元20之調整座22的調整基座23的頂面與該感測單元40之第二螺座42的底面的其中一個位置，該被感測元件46設置於該阻力調整單元20之調整座22的調整基座23的頂面與該感測單元40之第二螺座42的底面的另一個位置。也就是說，假如該感測元件44是設置在該調整基座23的頂面，該被感測元件46就設置在該第二螺座42的底面，如果該感測元件44是設置在該第二螺座42的底面，該被感測元件46設置在該調整基座23的頂面，然而不論是採用前述何種方式設置，該感測元件44與該被感測元件46之間必須要相互對應，在實施時，該感測元件可為霍爾感測器，該被感測元件可為磁鐵。此外，在實施時，該螺桿284的第一螺紋段286的直徑小於該螺桿284的第二螺紋段288的直徑，如此可方便該第二螺座42組設於該螺桿284的第二螺紋段288。

該導引桿50，鄰設於該調整桿28的螺桿284，該第二螺座42可滑移地抵接於該導引桿50，當該調整桿28受力轉動時，該第二螺座42會受到該調整桿28的螺桿284的第二螺紋段288的驅動及該導引桿50的導引，而沿著該調整桿28之軸向上下移動。在實施時，該導引桿50係固設於該阻力調整單元20之固定套管26上，但亦可依照實際需求，選擇將該導引桿50固設於該車架12上(圖中未示)，此外，在本實施例中，該第二螺座42還具有一貫穿頂面及底面的導引孔424，該導引桿50係可滑移地穿設於該導引孔424內，且該導引孔424之兩相對孔壁抵接於該導引桿50。因此，當該調整桿28受力轉動時，透過該導引孔424與該導引桿50的搭配關係，使得該第二螺座42僅得以沿著該調整桿28之軸向移動，而不會繞著該調整桿28之軸向樞轉。在一些實施例中，該導引桿50之軸向亦可平行於該調整桿28之軸向，且該導引孔424之內徑實質上等於該導引桿50之外徑，但實際結構並不以此為限。

以上說明了本發明之第一實施例的結構，接下來說明本第一實施例的使用狀態及功效所在。

請再參閱第1、3及4圖，當一使用者透過轉動該調整桿28之旋鈕282時，該調整桿28會經由其螺桿284之第一、第二螺紋段286、288分別驅動該第一螺座30及該第二螺座42沿著該調整桿28之軸向上下位移，在該第一螺座30的位移過程中，該第一螺座30會透過該二連動桿36來帶動該調整基座23相對該飛輪14偏轉，使該調整基座23在相對該飛輪14偏轉時能利用該二磁性件24之間的磁通量變化對該飛輪14提供阻力效果。由於該第一、第二螺紋段286、288具有相反的旋向，所以該第一、第二螺座30、42在受到該調整桿28之驅動下會沿著該螺桿284的軸向進行相對運動而朝彼此靠近或遠離，因此該調整基座23會在該第一螺座30的帶動下與該第二螺座42朝彼此靠近或遠離，如此一來，該感測元件44與該被感測元件46之間即可利用該調整基座23與該第二螺座42的相對作動來改變彼此之間的距離，一旦兩者之間的距離有所變化，該感測元件44便能產生相對應的感測訊號至一控制面板(圖中未示)，使用者便能根據該控制面板所顯示的訊息得知阻力的變化情況。

綜上所述，本發明之第一實施例之阻力感測機構10係利用不同旋向之第一、第二螺紋段286、288之設置，使該調整基座23能受到該第一螺座30的帶動而與該第二螺座42產生相對運動，進而使該感測元件44與該被感測元件46可以同時朝彼此靠近或遠離，相較於習知技術僅為單方作動的結構，本發明之第一實施例可以有效提升感測的靈敏度。

請再參閱第5圖，本發明之第二實施例所提供之一種阻力感測機構10A，主要概同於前揭第一實施例，不同之處在於：

該第二螺座42A具有一前端面426A及一導引槽444A，該導引槽444A係自該前端面426A向後凹陷，且同時貫穿該第二螺座42A之頂面及底面，該導引桿50A可滑移地容設於該導引槽444A內，此外該導引槽444A兩側之間的壁面抵接於該導引桿50A。此種結構雖然與前揭第一實施例的導引孔424的結構有些許不同，但其同樣能透過該導引槽444A與該導引桿50A的搭配關係，使該第二螺座42A在該調整桿28A受力轉動期間，僅得以沿著該調整桿28A之軸向移動，而不會繞著該調整桿28A之軸向樞轉。

本第二實施例之其餘結構及所能達成之功效均概同於前揭第一實施例，容不再贅述。

請再參閱第6至9圖係為本發明之第三實施例，第6圖中所示之健身器材包含有一車架12B與一可轉動地設於該車架12B之飛輪14B。請再參閱第6至9圖，本發明之第三實施例所提供之一阻力感測機構10B，包含有一阻力調整單元20B、一感測單元40B及一導引桿50B，其中：

該阻力調整單元20B，具有一調整座22B、二相對之磁性件24B、一固定套管26B，以及一調整桿28B。

該調整座22B包含有一調整基座23B及一第一螺座30B，該調整基座23B設於該飛輪14B之周緣且該調整基座23B之一端樞設於該車架12B；該二磁性件24B分別設於該調整基座23B之內側面，並且與該飛輪14B保持一預定距離；該固定套管26B設於該車架12B且位於該調整基座23B的上方；該調整桿28B具有一旋鈕282B與一連接該旋鈕282B之螺桿284B，該螺桿284B可原地轉動地穿設於該固定套管26B內，該螺桿284B具有一第一螺紋段286B與一第二螺紋段288B，該第一螺紋段286B與該第二螺紋段288B具有相反的旋向；該第一螺座30B螺接於該調整桿28B之螺桿284B的第一螺紋段286B且樞接於該調整基座23B；在本實施例中，該第一螺座30B還包含有一座體31B、二第一樞軸32B、二第二樞軸34B、二連動桿36B及一承載架38B，各該連動桿36B之一端分別透過該第一樞軸32B樞設於該第一螺座30B之座體31B的兩相對側面，各該連動桿36B之另一端分別透過該第二樞軸34B樞設於該調整基座23B之兩相對之外側面，該承載架38B設於該座體之前端面。

該感測單元40B，具有一第二螺座42B、一感測元件44B，以及一被感測元件46B。

該第二螺座42B具有一螺孔422B，該螺孔422B貫穿該第二螺座42B的頂面及底面，該第二螺座42B透過該螺孔422B螺接於該阻力調整單元20B之調整桿28B的第二螺紋段288B；該感測元件44B設置於該阻力調整單元20B之調整座22B的第一螺座30B的承載架38B與該感測單元40B之第二螺座42B的底面的其中一個位置，該被感測元件46B設置於該阻力調整單元20B之調整座22B的第一螺座30B的承載架38B與該感測單元40B之第二螺座42B的底面的另一個位置。也就是說，假如該感測元件44B是設置在該承載架38B，該被感測元件46B就設置在該第二螺座42B的底面，如果該感測元件44B是設置在該第二螺座42B的底面，該被感測元件46B設置在該承載座38B，然而不論是採用前述何種方式設置，該感測元件44B與該被感測元件46B之間必須要相互對應，在實施時，該感測元件可為霍爾感測器，該被感測元件可為磁鐵。此外，在實施時，該螺桿284B的第一螺紋段286B的直徑小於該螺桿284B的第二螺紋段288B的直徑，如此可方便該第二螺座42B組設於該螺桿284B的第二螺紋段288B。

該導引桿50B，鄰設於該調整桿28B的螺桿284B，該第二螺座42B可滑移地抵接於該導引桿50B，當該調整桿28B受力轉動時，該第二螺座42B會受到該調整桿28B的螺桿284B的第二螺紋段288B的驅動及該導引桿50B的導引，而沿著該調整桿28B之軸向上下移動。在實施時，該導引桿50B係固設於該阻力調整單元20B之固定套管26B上，但亦可依照實際需求，選擇將該導引桿50B固設於該車架12B上(圖中未示)，此外，在本實施例中，該第二螺座42B還具有一貫穿頂面及底面的導引孔424B，該導引桿50B係可滑移地穿設於該導引孔424B內，且該導引孔424B之兩相對孔壁抵接於該導引桿50B。因此，當該調整桿28B受力轉動時，透過該導引孔424B與該導引桿50B的搭配關係，使得該第二螺座42B僅得以沿著該調整桿28B之軸向移動，而不會繞著該調整桿28B之軸向樞轉。在一些實施例中，該導引桿50B之軸向亦可平行於該調整桿28B之軸向，且該導引孔424B之內徑實質上等於該導引桿50B之外徑，但實際結構並不以此為限。

以上說明了本發明之第三實施例的結構，接下來說明本第三實施例的使用狀態及功效所在。

請再參閱第6、8及9圖，當一使用者透過轉動該調整桿28B之旋鈕282B時，該調整桿28B會經由其螺桿284B之第一、第二螺紋段286B、288B分別驅動該第一螺座30B及該第二螺座42B沿著該調整桿28B之軸向上下位移，在該第一螺座30B的位移過程中，該第一螺座30B會透過該二連動桿36B來帶動該調整基座23B相對該飛輪14B偏轉，使該調整基座23B在相對該飛輪14B偏轉時能利用該二磁性件24B之間的磁通量變化對該飛輪14B提供阻力效果。由於該第一、第二螺紋段286B、288B具有相反的旋向，所以該第一、第二螺座30B、42B在受到該調整桿28B之驅動之下會沿著該螺桿284B的軸向進行相對運動而朝彼此靠近或遠離，進而帶動該感測元件44B與該被感測元件46B沿著該螺桿284B的軸向朝彼此靠近或遠離，一旦該感測元件44B與該被感測元件46B之間的距離有所變化，該感測元件44B便能產生相對應的感測訊號至一控制面板(圖中未示)，使用者便能根據該控制面板所顯示的訊息得知阻力的變化情況。

綜上所述，本發明之第三實施例之阻力感測機構10B係利用不同旋向之第一、第二螺紋段286B、288B之設置，使得該感測元件44B與被感測元件46B是同時沿著該螺桿284B的軸向移動，由於該感測元件44B與該被感測元件46B之間的位置係呈線性變化，而非呈弧形軌跡的變化態樣，因此除了能有效提升感測的靈敏度，還能有效降低製造時因調整座的位置差異所導致的生產不良率。

請再參閱第10圖，本發明之第四實施例所提供之一種阻力感測機構10C，主要概同於前揭第三實施例，不同之處在於：

該第二螺座42C具有一前端面426C及一導引槽444C，該導引槽444C係自該前端面426C向後凹陷，且同時貫穿該第二螺座42C之頂面及底面，該導引桿50C可滑移地容設於該導引槽444C內，此外該導引槽444C兩側之間的壁面抵接於該導引桿50C。此種結構雖然與前揭第三實施例的導引孔424B的結構有些許不同，但其同樣能透過該導引槽444C與該導引桿50C的搭配關係，使該第二螺座42C在該調整桿28C受力轉動期間，僅得以沿著該調整桿28C之軸向移動，而不會繞著該調整桿28C之軸向樞轉。

本第四實施例之其餘結構及所能達成之功效均概同於前揭第三實施例，容不再贅述。

最後，必須再次說明的是，本發明於前述實施例中所揭露的構成元件僅為舉例說明，並非用來限制本發明的專利範圍，舉凡未超脫本發明精神所作的簡易結構潤飾或變化，或與其他等效元件的更替，仍應屬於本創作申請專利範圍涵蓋的範疇。

第一實施例 10阻力感測機構 12車架 14飛輪 20阻力調整單元 22調整座 23調整基座 24磁性件 26固定套管 28調整桿 282旋鈕 284螺桿 286第一螺紋段 288第二螺紋段 30第一螺座 32第一樞軸 34第二樞軸 36連動桿 40感測單元 42第二螺座 422螺孔 424導引孔 44感測元件 46被感測元件 50導引桿 第二實施例 10A阻力感測機構 28A調整桿 42A 第二螺座 444A 導引槽 426A前端面 50A導引桿 第三實施例 10B阻力感測機構 12B車架 14B飛輪 20B阻力調整單元 22B調整座 23B調整基座 24B磁性件 26B固定套管 28B調整桿 282B旋鈕 284B螺桿 286B第一螺紋段 288B第二螺紋段 30B第一螺座 31B座體 32B第一樞軸 34B第二樞軸 36B連動桿 38B承載架 40B感測單元 42B第二螺座 422B螺孔 424B導引孔 44B感測元件 46B被感測元件 50B導引桿 第四實施例 10C阻力感測機構 28C調整桿 42C第二螺座 444C導引槽 426C前端面 50C導引桿

第1圖為本發明之第一實施例之立體圖； 第2圖為本發明之第一實施例之局部立體分解圖； 第3圖為本發明之第一實施例之局部平面圖，主要顯示感測元件與被感測元件相互遠離之狀態； 第4圖類同於第3圖，主要顯示感測元件與被感測元件相互靠近之狀態； 第5圖為本發明之第二實施例之局部立體分解圖； 第6圖為本發明之第三實施例之立體圖； 第7圖為本發明之第三實施例之局部立體分解圖； 第8圖為本發明之第三實施例之局部平面圖，主要顯示感測元件與被感測元件相互遠離之狀態； 第9圖類同於第8圖，主要顯示感測元件與被感測元件相互靠近之狀態； 第10圖為本發明之第四實施例之局部立體分解圖

Claims (10)

1. 一種健身器材之一阻力感測機構，該健身器材包含有一車架與一設於該車架之飛輪，該阻力感測機構包含有：一阻力調整單元，具有一調整座、一固定套管，以及一調整桿，該調整座包含有一調整基座及一第一螺座，該調整基座設於該飛輪之周緣且該調整基座之一端樞設於該車架，該固定套管設於該車架且位於該調整基座的上方，該調整桿可原地轉動地穿設於該固定套管，該調整桿具有一第一螺紋段與一第二螺紋段，該第一螺紋段與該第二螺紋段具有相反的旋向，該第一螺座螺接於該調整桿之第一螺紋段且樞接於該調整基座；以及一感測單元，具有一第二螺座、一感測元件，以及一被感測元件，該第二螺座螺接於該阻力調整單元之調整桿的第二螺紋段，該感測元件設於該阻力調整單元之調整座與該感測單元之第二螺座的其中之一，該被感測元件設於該阻力調整單元之調整座與該感測單元之第二螺座的另外之一，該感測元件與該被感測元件之間相互對應。
2. 如請求項1所述之健身器材之阻力感測機構，其中：該感測元件設於該調整座之調整基座與該感測單元之第二螺座的其中之一，該被感測元件設於該調整座之調整基座與該感測單元之第二螺座的另外之一。
3. 如請求項1所述之健身器材之阻力感測機構，其中：該感測元件設於該調整座之第一螺座與該感測單元之第二螺座的其中之一，該被感測元件設於該調整座之第一螺座與該感測單元之第二螺座的另外之一。
4. 如請求項3所述之健身器材之阻力感測機構，其中：該第一螺座具有一座體及一設於該座體之前端面的承載架，該承載架係用以承載該感測元件或該被感測元件。
5. 如請求項2或請求項4所述之健身器材之阻力感測機構，其中：該阻力感測機構包含有一導引桿，該導引桿鄰設於該調整桿，該第二螺座可滑移地抵接於該導引桿，當該調整桿轉動時，該第二螺座會受到該調整桿的第二螺紋段的驅動及該導引桿的導引，而沿著該調整桿之軸向移動。
6. 如請求項5所述之健身器材之阻力感測機構，其中：該導引桿係固設於該車架或該阻力調整單元之固定套管上。
7. 如請求項6所述之健身器材之阻力感測機構，其中：該第二螺座具有一貫穿頂面及底面的導引孔，該導引桿可滑移地穿設於該導引孔內。
8. 如請求項7所述之健身器材之阻力感測機構，其中：該導引桿之軸向平行於該調整桿之軸向。
9. 如請求項6所述之健身器材之阻力感測機構，其中：該第二螺座具有一前端面及一導引槽，該導引槽係自該前端面向後凹陷，且同時貫穿該第二螺座之頂面及底面，該導引桿可滑移地容設於該導引槽內。
10. 如請求項1所述之健身器材之阻力感測機構，其中：該第一螺紋段之直徑小於該第二螺紋段之直徑。