(57)【要約】【課題】  転倒防止手段を備えると共に該装置に搭乗する際の危険性をなくし、複数の利用者が同時に利用でき、プール内を自由に移動することのできる小型のトレーニング装置を提供するものである。【解決手段】  転倒防止手段として後輪を２輪とした三輪車型の水中自転車に、足踏みペダルからの動力をスクリュープロペラの回転に変換して推進力とし、また、スクリュープロペラの傾斜を調整可能とすると共に、足踏みペダルの回転数とスクリュープロペラの回転数の比率を変更可能とした。【選択図】  図１
2008068695.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体前方にハンドルにより回動操作される前輪を、車体後方に後輪を従動可能に配置すると共に車体中央にサドルをそれぞれ配設し、
さらに、車体後方にプロペラを配置し、前記車体の中央下部に設けた足踏みペダルの回転をプロペラ軸により前記プロペラに伝達して駆動して前記プロペラの推進力により車体を前進するように構成したことを特徴とする水中自転車。
【請求項２】
車体中央下部に配置した足踏みペダルで大径のギアを駆動し、このギアの回転をプロペラ軸と駆動方向変換装置を介して前記プロペラを駆動するように構成したことを特徴とする請求項１記載の水中自転車。
【請求項３】
前記駆動方向変換装置は、大傘歯車あるいは大径の円盤と、これに直交したプロペラ軸に支持される小傘歯車あるいは小円板の組合わせであることを特徴とする請求項１記載の水中自転車。
【請求項４】
前記足踏みペダルで駆動される軸にボス部材を固定し、このボス部材上にプロペラ羽根を、その取付角度を可変できるように固定し、前記プロペラ羽根の取付角度の変更により推進力を変更するように構成したことを特徴とする請求項１記載の水中自転車。
【請求項５】
前記プロペラは、前記プロペラ軸に嵌合固定されるボス部材と、このボス部材に対して放射方向に複数枚のプロペラ羽根を固定した推進具を形成し、前記推進具のプロペラ羽根の取付角度の異なるもの、あるいはプロペラ羽根の半径の大きさの異なる推進具を複数個準備し、この推進具の交換によって推進力を変更可能に構成したことを特徴とする請求項１記載の水中自転車。
【請求項６】
前記車体の前部と後部にそれぞれ１個の車輪を支持したことを特徴とする請求項１記載の水中自転車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プールなどの水中で行われるトレーニングにおいて、身体に対する水の抵抗や浮力を利用して身体の安定と負担を軽減しながら、足踏みペダルによってスクリュープロペラを駆動することによって下肢部などをトレーニングする水中自転車に関する。
【背景技術】
【０００２】
特に高齢者は、足や腰に痛みを感じ、歩行が次第に困難となるので、この体力の減衰と人体各部の老化を防止する意味で、屋外を歩行することが多く行われている。スポーツジムの器具を使用することは危険であるし、陸上トレーニングのような運動をしようとしても、体重が重たくて関節や膝への負担が大きくなり、このような運動によってかえって関節痛や膝通等を悪化させてしまうという問題がある。
【０００３】
そこで、近年、水中での浮力により身体にかかる負担を軽減しながらトレーニングをする方法として水泳や水中ウォーキング等の水中で行われる運動やトレーニングが注目され、プール等を利用して実施されるようになってきた。
【０００４】
特に、高齢者の運動や病後の機能回復のリハビリとして、水中ウォーキングが行われているが、これは、浮力を利用して膝や関節にかかる体重を軽減した状態で脚部や腰部の筋肉を鍛えるもので、陸上トレーニングのように脚部にかかる体重により身体を痛めることがないことから、長時間の期間の運動が可能となった。また、水中ウォーキングで前進する際は、水の抵抗が大きくなるので、脚部に作用する体重の負担を軽減しながら筋力トレーニングを効率的に行うことができる。
【０００５】
水泳も勿論、年齢に関係なく体を鍛えることが可能であるが、前記水中ウォーキング等の水中トレーニングは特に高齢者に適しており、また屋内プールは年中利用できることから、利用者数が増加してきている。
【０００６】
水泳は１コースに利用できる人数は危険防止のために２名程度であり、利用効率があまりよくはない。また、水中ウォーキングは５〜７名程度の集団行動で行うことが多いが、この運動は単純であることから単調であり、飽きやすく、継続性に劣る欠点がある。
【０００７】
装置を使用する運動は面白みがあり、特に子供にも興味を持たせることが可能である。この装置を利用する水中運動としては、足先にヒレを付ける方法、潜水具を使用する方法などがあるが、これらは体力を必要とするので利用者が限定されるという問題があり、あまり利用されていない。
【０００８】
水中トレーニング装置の一つとして、プールの壁面に自転車型の装置を固定し、利用者がペダルをこぐ運動をするものが知られている（例えば、非特許文献１，図１。）。この自転車型装置は、利用者の臀部を載置するシート部と、ペダル部と、ハンドル部と、これらを支持するフレーム部とから構成されており、前記ペダル部に水の抵抗を付加する構造を採用して利用者の運動に負荷を与えるようになっている。そして、このトレーニング装置は、プールサイドに設けられた係合穴に前記フレームを嵌合固定した状態で利用されるようになっている。
【０００９】
このトレーニング装置は、胸部より上方を水面上に突出させた状態でペダルを回転させるものであり、個人で利用することができ、利用者の体力や体調に合わせて運動ができるという利点があり、トレーニングルームで単に自転車型の装置のペダルを回転させるものに比較して、比較的楽な姿勢で、下肢部を集中的に運動できる。また、装置を利用するので水中ウォーキングよりも面白みがあり、しかも、効率的に下肢部のトレーニングをすることができる。
【００１０】
しかし、多くの利用者が利用する場合は、プールサイドに装置の係合穴を特別に準備しておいて、これに装置を固定する必要があり、プールサイドが装置に占有され、設置できる台数が制限され、一度に利用できる人数が限られる。
【００１１】
また、前記自転車型の装置はプールサイドに固定しなければならないことから、当然のことながら同じ場所でプールの壁面を見ることになるので閉鎖感があり、しかも、同じ運動をしなければならないので、運動自体が単調で飽きやすい。
【００１２】
さらにまた、装置が水中にプール底面から浮上した状態でプールサイドに引っかけられているので、利用者の運動による振動等により係合部分が外れて装置が水中へ落下することもある。また、利用者は腰部を水中に沈め、脚部を前方に伸ばしてペダルを踏むことになるので、安定感が悪く、自転車のペダルを踏むように力を入れて運動をするということが本質的にできないという問題がある。
【００１３】
また、水上を移動する装置として、利用者が座席に座った状態で足踏みペダルをこいでスクリューを回転させ、水上を移動するという水上自転車が知られている（例えば、特許文献１。）。
【００１４】
この水上自転車は湖や海のような広い場所で水中の生物を観察するのに用いたり、行楽地での遊具として用いられるものであるが、利用者が水上自転車に乗降する際に転落したり、水上自転車が転覆する危険性もある。しかも、この水上自転車は屋外での使用を前提としているため比較的大型であり、プールで使用するのには適していないという種々の問題があった。
【特許文献１】特開平７−５２８７４号公報
【非特許文献１】実用新案登録第３０８４４７９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、前記の問題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、水中の浮力を利用して体重による身体の各部への負担を軽減しながら、面白みを持って水中トレーニングできる、安全に使用することのできる水中自転車を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記目的を達成するための本発明に係る水中自転車は、
１）車体前方にハンドルにより回動操作される前輪を、車体後方に後輪を従動可能に配置すると共に車体中央にサドルをそれぞれ配設し、さらに、車体後方にプロペラを配置し、前記車体の中央下部に設けた足踏みペダルの回転をプロペラ軸により前記プロペラに伝達して駆動して前記プロペラの推進力により車体を前進するように構成したことを特徴とする。
２）車体中央下部に配置した足踏みペダルで大径のギアを駆動し、このギアの回転をプロペラ軸と駆動方向変換装置を介して前記プロペラを駆動するように構成したことを特徴とする。
３）前記駆動方向変換装置は、大傘歯車あるいは大径の円盤と、これに直交したプロペラ軸に支持される小傘歯車あるいは小円板の組合わせであることを特徴とする。
４）前記足踏みペダルで駆動される軸にボス部材を固定し、このボス部材上にプロペラ羽根を、その取付角度を可変できるように固定し、前記プロペラ羽根の取付角度の変更により推進力を変更するように構成したことを特徴とする。
５）前記プロペラは、前記プロペラ軸に嵌合固定されるボス部材と、このボス部材に対して放射方向に複数枚のプロペラ羽根を固定した推進具を形成し、前記推進具のプロペラ羽根の取付角度の異なるもの、あるいはプロペラ羽根の半径の大きさの異なる推進具を複数個準備し、この推進具の交換によって推進力を変更可能に構成したことを特徴とする。
６）前記車体の前部と後部にそれぞれ１個の車輪を支持したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
三輪車型の水中自転車は、プール等の底面に置かれているので利用者が乗降の際に足を滑らせたりバランスを崩したりしても転落するという危険性がない。また、三輪車型の水中自転車に乗車してペダルをこぐだけでトレーニングすることができるので、簡単に利用することができる。
【００１８】
そして、水中自転車はプールの壁面に固定されることなくプール内を自由自在に移動することができるからトレーニングに面白みが加わる上に、利用者に合わせて簡単に推進力や抵抗力を変更できるので、適切なトレーニングを行うことができる。
【００１９】
また、水中自転車は比較的小型で軽量であるからトレーニング後に直ぐにプールから引き揚げることができるので、未使用時にプール内に設置した状態の装置のように他の利用者の邪魔になることがない。
【００２０】
さらに、一般的な自転車の操作と同様であるので、初めて利用する利用者であっても抵抗感なく使用することができる。
【００２１】
さらにまた、自由にプール内を移動したり、他の利用者と競技したりすることもできるので、トレーニングにメリハリがつき、楽しくトレーニングを続けることができる。
【００２２】
そして、水の浮力により体への負担が軽減されているので、無理なくトレーニングを行えるのは勿論のこと、下肢を中心とした運動が効率よく行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、図面を参照して本発明に係る水中自転車Ａについて説明する。本発明に係る水中自転車Ａについて図１〜図４を参照して説明する。
【００２４】
この水中自転車Ａは、パイプフレームからなる車体１の前部に、前輪２をハンドル３で操向操作ができるように支持し、後部の左右に後輪４を支持し、さらに前記車体１の中央の下部の左右に２個のペダル５を支持し、また、このペダル５を設けてある部分の上方にサドル６を、上下位置を調整可能に設けている。
【００２５】
なお、この実施例においては、後輪４を２個設けた三輪車型の安定走行できるトレーニング装置として構成している。
【００２６】
本発明に係る水中自転車Ａは、ペダル５を交互に踏むことによって後輪４を駆動して前進する通常の装置ではなく、車体１の後方に設けたプロペラ１２を駆動してその推進力によってプールの床面を緩速で前進させるもので、ペダル５を踏む回数に比較して、車体１が前進する速度がかなり遅くすることができ、従って、使用者は浮力によって体重の負担を軽減しながら、必要な水中における運動量（トレーニング効果）が得られる点に大きな特徴がある。
【００２７】
本発明における水中自転車Ａの前記ペダル５の部分には、動力伝達装置７が設けてあり、ペダル５により１個の大傘歯車９を回転させ、これによってこの大傘歯車９と噛合している小傘歯車１０を従動駆動し、この小傘歯車１０の前端に固定したプロペラ１１の後端に設けてあるプロペラ１２を駆動するように構成されている。
【００２８】
動力伝達装置７を構成している大傘歯車９と小傘歯車１０の比率により、ペダル５による大傘歯車９の回転の方向を９０°変換すると共に増速し、プロペラ軸１１を介してプロペラ１２を回転させ、このプロペラ１２の推進性能を利用して前記車体１を前進させる推進力を発生させるのである。
【００２９】
図５の（ａ）は可変ピッチプロペラ１２Ａの断面図、（ｂ）は固定部の平面図、そして（ｃ）はプロペラ羽根１２ｃの固定座１２ｅをそれぞれ示している。
【００３０】
プロペラ軸１１の後端部にストッパ１３を固定し、このストッパ１３に可変ピッチ１２ａのボス部１４を嵌合し、後端に形成したネジ部１１ａにナット１５を螺合して固定している。このボス部１４をプロペラ軸１１に対して固定する方法は、例えばキーを使用したり、テーパー部を形成するなど、いろいろな構造を採用できる。
【００３１】
前記ボス部１４の周囲にはプロペラ１２を構成している羽根の本数分の固定部１４ａが突出して形成されており、この固定部１４ａに設けた穴１４ｂの中にプロペラ羽根１２ｃの軸１２ｄを嵌入し、この軸１２ｄの中間部に拡大して形成されている固定座１２ｅを固定部１４ａの上端面に当接し、袋ナット１６を固定部１４ａの外周に形成されたネジ部に螺合して固定する。
【００３２】
プロペラ羽根１２ｃをボス部１４に対して所定の角度で固定する構造としては、図５の（ｂ）、（ｃ）に示すように前記固定部１４ａの上面に突設した突起１４ｄを、固定座１２ｅの下面に設けられた凹部１２ｆ内に嵌合させ、ボス部１４に対してプロペラ羽根１２ｃの取付位置を調節して固定できるように構成されている。
【００３３】
従って、プロペラ羽根１２ｃのピッチを変更する場合は、袋ナット１６を緩めて前記突起１４ｄと凹部１２ｆとの係合を解除した後、別の所定の角度に調節した後、再び袋ナット１６を締付けて調整操作を完了する。
【００３４】
図６は、ボス部１４を前ボス部１４Ａと後ボス部１４Ｂとに分割し、前ボス部１４Ａの前端に溝部１３ｂを形成し、これにストッパ１３の後面に形成したキー１３ａを嵌入させて位置決めしている。この前ボス部１４Ａに後ボス部１４Ｂを図示しない嵌合構造を利用して結合させ、合面にプロペラ羽根１２ｃの軸部１２ｊを支持する支持部１２ｋを半割状に形成している。
【００３５】
前記軸部１２ｊは全体として円柱形であるが、その表面に突条１２ｍが形成され、前記支持部１２ｋの内面にはこの突条１２ｍと係合する凹溝１２ｎが形成されている。従って、プロペラ軸１１の後端部のネジ部１１ａに螺合されているナット１５を外して後ボス部１４Ｂを後退させて支持部１２ｋを二つに分離すると、プロペラ羽根１２ｃを外して別のものと交換したり、あるいは取付角度を調整した後、再びナット１５を締め付けて後ボス部１２Ｂを前ボス部１２Ａに当接して両者を一体として可変ピッチプロペラ１２とすることができる。
【００３６】
車体は通常はアルミ製であり、パイプの内部に水が進入しないように必要な箇所を閉止して一種のフロート体を構成して車体１を軽量化している。しかし、利用者が水泳に不慣れな場合や本発明に係る水中自転車Ａの操作に不慣れな場合には、車体１に浮力を付与してこの車体１が倒れないようにするのが安全であるし、操作性もよい。
【００３７】
このような場合は、図７に示すように、車体１の適当な部分、好ましくはサドル６とハンドル３との間の空間にフロート１８を固定するのがよい。このフロート１８としては合成樹脂の成型品であって、上部の中央に溝１８ａを成型し、この溝部１８ａを車体１の上パイプ１ａに嵌合させ、フロート１８の下部をブラケット１８ｂで固定することができる。
【００３８】
なお、このフロート１８の体積の異なるものを準備しておけば、水中自転車Ａの上達程度に応じて選択して使用できる。また、柔軟なプラスチックシートを使用し、これを車体のパイプに巻き付けて固定するような構造のものを採用すれば、安価なフロートを提供することができる。
【００３９】
また、本体部１のシートチューブ９に挿入される市中８に支持されたサドル５は、前記シートチューブ９に設けられたねじ込み式のノブ６の操作により上下方向の高さを調整可能に支持されており、子供から高齢者までの体格に合わせて最適な姿勢で運動ができるようになっている。
【００４０】
このような水中自転車Ａは、利用者がサドル５に腰掛けた状態で左右のペダル１０ａ，１０ｂをこいで傘歯車１１を回転させると前記動力伝達装置により回転方向が変換され前記スクリュープロペラ７が回転する。このプロペラ７による推力により、水中で前進することができる。また前記ペダルのこぐ向きを反転させれば逆方向の推進力が得られるので後退することも可能である。
【００４１】
〔水中自転車によるトレーニング〕
この水中自転車Ａは、利用者の体格や体力、そしてトレーニング内容等に合わせてサドル５の高さやスクリュープロペラ７の傾斜角度、傘歯車１１とギア部１２の歯数の比が調節される。サドル５は、ノブ６により高さを調節し、スクリュープロペラ７の傾斜角度はラッチ機構により調節する。傘歯車１１とギア部１２の歯数の比は、軸受支持部材１３ａを前後に移動させてねじ止めすることで調節する。
【００４２】
そして、利用者に合わせて調整された水中自転車Ａをプールの水中に沈め、各利用者がそれぞれに調整された水中自転車Ａに乗車し、ペダル１０ａ，１０ｂをこいでプール内を目標地点に向かって移動したり、決められたコース内を移動したりする。このときに他の利用者と競技をしたりできる。また、自由にプール内を移動したり、途中で水中自転車Ａに腰掛けた状態で休憩することもできる。
【００４３】
また、一般的に行われている水泳と水中ウォーキングに水中自転車を組合わせて水中トライアスロンのような競技をすることもできる。何れも水中で行われるので、浮力によって身体への負担が著しく軽減され、しかも汗だくになることもないので、快適に行うことができる。
【００４４】
本発明に係る水中自転車により、単調になりがちなトレーニングに新しい刺激と競技性を与え、長期間のトレーニングが楽しく行えるようになる。また、自転車と同様の操作でよいので簡単に利用することができる。さらに、プールサイド等に工事を行って固定する必要がない上に、利用者が転落したり、装置が落下したりする危険性がない。
【００４５】
なお、本実施例では傘歯車とギア部を用いてスクリュープロペラを駆動しているが、これに限定されるものではない。例えば、ペダルを軸支した軸にフレキシブルチューブ等を接続し、該チューブを前記軸の軸方向に直交するように曲げることで、ペダルをこいだときの回転方向を変換することができる。また、この他の動力伝達手段を使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る水中自転車の一実施形態における概略構成図である。
【図２】図１の右側面図である。
【図３】図１の左側面図である。
【図４】図１の平面図である。
【図５】（ａ）スクリュー軸とスクリューとの別の取付状態を示す図である。（ｂ）取付座を示す図である。（ｃ）スクリュー羽根側の取付座を示す図である。
【図６】（ａ）スクリュー軸とスクリューとの取付状態を示す図である。（ｂ）スクリュー羽根の一部拡大図である。（ｃ）スクリュー取付座の穴を示す図である。
【図７】（ａ）本発明に係る水中自転車の別の実施例における概略構成図である。（ｂ）フロートの概略図である。
【符号の説明】
【００４７】
Ａ  水中自転車      １  本体部      ２  前輪      ３  ハンドル
４  後輪      ５  ペダル      ６  サドル      ７  動力伝達装置
９  大傘歯車      １０  小傘歯車      １１  プロペラ軸
１１ａ  ネジ部      １２  プロペラ      １２ａ  可変ピッチプロペラ
１２ｃ  プロペラ羽根      １２ｄ  軸      １２ｅ  固定座
１２ｆ  凹部      １２ｊ  軸部      １２ｋ  支持部      １２ｍ  突条
１２ｎ  凹溝      １３  ストッパ      １３ａ  キー      １３ｂ  溝部
１４  ボス部      １４ａ  固定部      １４ｂ  穴      １４ｄ  突起
１５  ナット      １６  袋ナット      １８  フロート      １８ａ  溝
【図１】
2008068695.tif 000003
【図２】
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【図３】
2008068695.tif 000005
【図４】
2008068695.tif 000006
【図５】
2008068695.tif 000007
【図６】
2008068695.tif 000008
【図７】
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