(57)【要約】【課題】車輪が高速になるときもトレーニング抵抗を低減せずに継続して与える抵抗生成装置を提供する。【解決手段】遠心機構（６）は枢軸（４３）に連結され、第１の磁性体と第２の磁性体のいずれかに設けられ、枢軸の回転に伴って遠心力が生じ、バイアス部材の付勢力に抗して第１の磁性体または第２の磁性体を他者に近寄せることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スタンドに使用状態に固定保持された自転車に用いられる抵抗生成装置であって、
水平フレームの車輪に臨むように前記スタンドに設けられている架台と、
車輪の回転軸と平行に架台に回転自在に架設され、その一端部が前記架台の片側に突き出ている枢軸と、
前記枢軸によって前記車輪と圧接するよう前記架台に回転自在に取付けられているローラーと、
前記枢軸の周りに環設されている第１の磁性体と、
前記枢軸に前記第１の磁性体と対向して前記枢軸の突出端部に一体回転可能かつ枢軸沿いに滑り可能に設けられている第２の磁性体と、
前記枢軸沿いに前記第１の磁性体及び前記第２の磁性体のいずれかに設けられ、両者が互いに離れるように付勢するバイアス部材と、
前記枢軸に連結され、前記第１の磁性体と前記第２の磁性体のいずれかに設けられ、前記枢軸の回転に伴って遠心力を生じ、前記バイアス部材の付勢力に抗して前記第１の磁性体または前記第２の磁性体を他者に近寄せることができる遠心機構と、を備え、
前記車輪が回転すると、前記ローラーと共に前記枢軸が回転させられ、前記第２の磁性体も回転させられ、前記第１の磁性体との間に磁気抵抗が生成し、前記ローラーを介して前記車輪の回転を減速させ、他方、前記第１の磁性体に対し前記第２の磁性体が反撥されて離れるよう変位させられ、前記回転による遠心力によって前記遠心機構が生じさせる遠心力によって、前記バイアス部材の付勢力に抗しながら前記第２の磁性体を前記第１の磁性体との距離が縮まるように押し、回転速度が大きくなればなるほど、第１、第２の磁性体間距離が小さくなり、磁気的抵抗を強めることができることを特徴とする抵抗生成装置。
【請求項２】
前記遠心機構は、押し部材が前記軸の回転につれて移動可能に設けられている請求項１に記載の抵抗生成装置。
【請求項３】
前記遠心機構は、ブラケット座が前記架台の枢軸の突出端部回りに固定され、前記押し部材は前記ブラケット座に枢支され、遠心回動部と押し部を有し、遠心力の作用を受けて押し部が、枢支点を中心として前記第２の磁性体を押して前記第１の磁性体に近寄せることができる請求項２に記載の抵抗生成装置。
【請求項４】
前記ブラケット座にはさらに、枢軸の径方向へ前記押し部材の押し部が収容される第１の溝穴及び遠心回動部のための該溝穴と直交連通して枢軸沿いに伸びる第２の溝穴が形成されている請求項３に記載の抵抗生成装置。
【請求項５】
前記第２の磁性体のセンター部分が突出して枢軸沿いに前記第１の溝穴に延伸して形成され、前記押し部に接触されている請求項４に記載の抵抗生成装置。
【請求項６】
前記ブラケット座の前記第２の磁性体の枢軸を挟む両側には、それぞれ貫通孔が形成され、連接棒が、それぞれ前記貫通孔に挿通され前記第２の磁性体の周環部分に連結され、前記架台側の各端部には、フランジが突出して形成されている請求項４に記載の抵抗生成装置。
【請求項７】
前記遠心機構と第２の磁性体は、互いに枢軸とは垂直な面により接合し、前記遠心機構の面と前記第２の磁性体の面の中心部からそれぞれ、半径方向に沿って複数の割溝が形成され、それらを互いに突合わせて放射溝が形成され、当該放射溝の直径が中心部寄りの一端から外周寄りの他端へ先細に形成され、また、前記放射溝内には、前記他端の直径よりも径が大きなローラーが詰められている請求項２に記載の抵抗生成装置。
【請求項８】
前記架台に取付けられ前記第１の磁性体、前記第２の磁性体及び前記遠心機構が格納される筐体を有し、前記第２の磁性体が前記枢軸沿いに前記第１の磁性体と前記ブラケット座との間に設けられている請求項７に記載の抵抗生成装置。
【請求項９】
前記遠心機構は、前記枢軸から離れて設けられ、前記第１の磁性体が枢軸沿いに滑り可能に前記第１の磁性体に貫挿している心棒と、前記第１の磁性体と前記心棒の間に設けられ、該心棒の周環部に前記枢軸に斜めな螺旋状に形成されているカム溝と、該カム溝に収容されながら前記心棒上に固設されている突起子が設けられている請求項１に記載の抵抗生成装置。
【請求項１０】
前記バイアス部材は、ねじりばねであり、前記第１の磁性体が前記第２の磁性体から離れるように付勢する請求項９に記載の抵抗生成装置。
【請求項１１】
前記第１の磁性体は永久磁石であることを特徴とする請求項１に記載の抵抗生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運動具などの回転体例えば自転車の車輪に抵抗を与えてトレーニング効果を得るための抵抗生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、自転車は、そのペダル運動によりトレーニング効果を果たすことを目的として広く利用されている。トレーニング自転車は、例えば図１１、１２に示されるようにスタンド７１に固定して使われる。即ち、自転車の車輪２を例えばスタンド７１に固定し、スタンド７１が水平フレーム及び２つの縦フレームからなるＵ字形をした２つのフレーム体を、開口を上にして各縦フレームを互いに斜めにリンクされるよう自由端部が対向状に枢接され、使用しないときは折畳んでコンパクトに収納することができる。フレーム体の開口において例えば正面側のフレーム体の自由端部に設けられた２つのクランプ部により、自転車の車輪２のハブ部を両側からクランプするようにして自転車が使用状態に保持される。フレーム体における水平フレームにはローラー７３が取付けられている。ローラー７３は両端より水平に軸７４、７４が突出てスタンド７１に固定した軸受座７２に軸受を介して枢着され、ローラー７３は車輪２のタイヤとは接して、車輪２の回転と共に回転させられる。軸７４は軸受座７２の両側からさらに突出しており、磁性環７６が軸７４と一体に環設される。上記軸受には、また各々カップ状のカバーが取付けられ、カバーのリムの内周部に複数の磁石７５、７５、・・・のそれぞれが磁性環７６から所定の間隔をあけて円周方向に互いに向き合って設けられている。
【０００３】
この構成においては、車輪２の回転に応じてローラー７３が回転させられると、磁性環７６が同時に回転させられ、磁石７５との間に磁気的抵抗が発生し、車輪２の回転に対して負荷をかけるため、該抵抗に対抗しようとしてペダルをこぐために力をこめることになる。従って、運動効果を生させることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、車輪２の回転が早くなると、その磁気的抵抗が小さくなり、踏む力をあまり出さなくても、又はペダルを踏まなくても回転できるため、運動効果を低下させる。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解消するためになされたものであり、車輪が高速になるときもトレーニング抵抗が低減せずに継続して与えられる抵抗生成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成すべく、本発明は、スタンドに使用状態に固定保持された自転車に用いられる抵抗生成装置であって、水平フレームの車輪２に臨むように前記スタンドに設けられている架台と、車輪の回転軸と平行に前記架台に回転自在に架設され、その一端部が前記架台の片側に突き出ている枢軸と、前記枢軸によって前記車輪と圧接するよう前記架台に回転自在に取付けられているローラーと、前記枢軸の周りに環設されている第１の磁性体と、前記枢軸に前記第１の磁性体と対向して前記枢軸の突出端部に一体回転可能かつ枢軸沿いに滑り可能に設けられている第２の磁性体と、前記枢軸沿いに前記第１の磁性体及び前記第２の磁性体のいずれかに設けられ、両者が互いに離れるように付勢するバイアス部材と、前記枢軸に連結され、前記第１の磁性体と前記第２の磁性体のいずれかに設けられ、前記枢軸の回転に伴って遠心力を生じ、前記バイアス部材の付勢力に抗して前記第１の磁性体または前記第２の磁性体を他者に近寄せることができる遠心機構と、を備え、前記車輪が回転すると、前記ローラーと共に前記枢軸が回転させられ、前記第２の磁性体も回転させられ、前記第１の磁性体との間に磁気抵抗が生成し、前記ローラーを介して前記車輪の回転を減速させ、他方、前記第１の磁性体に対し前記第２の磁性体が反撥されて離れるよう変位させられ、前記回転による遠心力によって前記遠心機構が生じさせる遠心力によって、前記バイアス部材の付勢力に抗しながら前記第２の磁性体を前記第１の磁性体との距離が縮まるように押し、回転速度が大きくなればなるほど、第１、第２の磁性体間距離が小さくなり、磁気的抵抗を強めることができることを特徴とする抵抗生成装置を提供しようとする。
【０００７】
ここで、好ましい例としては、前記遠心機構は、押し部材が前記軸の回転につれて移動可能に設けられている。より具体的には、前記遠心機構は、ブラケット座が前記架台の枢軸の突出端部回りに固定され、前記押し部材は前記ブラケット座に枢支され、遠心回動部と押し部を有し、遠心力の作用を受けて押し部が、枢支点を中心として前記第２の磁性体を押して前記第１の磁性体に近寄せることができる。
【０００８】
前記構成においては、前記ブラケット座にはさらに、枢軸の径方向へ前記押し部材の押し部が収容される第１の溝穴及び遠心回動部のための該溝穴と直交連通して枢軸沿いに伸びる第２の溝穴が形成されている。
【０００９】
前記構成においては、前記第２の磁性体のセンター部分が突出して枢軸沿いに前記第１の溝穴に延伸して形成され、前記押し部に接触されている。
【００１０】
前記構成においては、前記ブラケット座の前記第２の磁性体の枢軸を挟む両側には、それぞれ貫通孔が形成され、連接棒が、それぞれ前記貫通孔に挿通され前記第２の磁性体の周環部分に連結され、前記架台側の各端部には、フランジが突出して形成されている。
【００１１】
また、他の例においては、前記遠心機構のブラケット座と第２の磁性体は、互いに枢軸とは垂直な面により接合し、前記ブラケット座の面と前記第２の磁性体の面の中心部からそれぞれ、半径方向に沿って複数の割溝が形成され、それらを互いに突合わせて放射溝が形成され、当該放射溝の直径が中心部寄りの一端から外周寄りの他端へ先細に形成され、また、前記放射溝内には、前記他端の直径よりも径が大きなローラーが詰められている。
【００１２】
また、前記構成においては、さらに架台に取付けられ前記第１の磁性体、前記第２の磁性体及び前記遠心機構が格納される筐体を有し、前記第２の磁性体が前記枢軸沿いに前記第１の磁性体と前記ブラケット座との間に設けられている。
【００１３】
また、前記遠心機構は、前記枢軸から離れて設けられ、前記第１の磁性体が枢軸沿いに滑り可能に前記第１の磁性体に貫挿している心棒と、前記第１の磁性体と前記心棒の間に設けられ、該心棒の周環部に前記枢軸に斜めな螺旋状に形成されているカム溝と、該カム溝に収容されながら前記心棒上に固設されている突起子が設けられている。そして、この構成においては、バイアス部材は、ねじりばねであることが好ましく、前記第１の磁性体が前記第２の磁性体から離れるように付勢する。
【００１４】
そして、前記第１の磁性体は永久磁石であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
以上の構成によれば、遠心機構は第１の磁性体及び第２の磁性体の一方の磁性体に設けられ、軸の回転に応じて第１の磁性体又は第２の磁性体が水平に変位するように駆動されて第１の磁性体と第２の磁性体との間の距離を小さくすることができるので、車輪の回転に付与される抵抗を強めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明にかかる実施例の抵抗生成装置の設置例を概略的に示す側面図、図２は同抵抗生成装置を正面からみた概略縦断面図である。図３は、上面からみた概略横断面図である。図示のように、抵抗生成装置はトレーニング自転車（車輪のみ図示する）のスタンド３に取付けられている。トレーニング自転車は、地面から離れてスタンド３によって使用状態に、車輪２の回転軸と平行に架台４１に回転自在に架設されている。図２及び図３のように、この抵抗生成装置は、ローラー機構４と、磁性機構５と、遠心機構６とをそなえている。なお、スタンド３は、上記従来の構成を有し、使用するとき、正面側のフレーム体の自由端部に設けられた２つのクランプ部により、自転車の車輪２のハブ部を両側からクランプするようにして自転車が使用状態に保持され、使用しないときは折畳んでコンパクトに収納することができる。
【００１７】
ローラー機構４として、水平フレームの車輪２の近くに架台４１が縦に設けられ、枢軸４３が車輪２の回転軸と平行に架台４１に架設され、枢軸４３の他端部４３１が架台４１の他側に突き出ている。ローラー４２が枢軸４３によって車輪２と圧接するよう架台４１に取付けられている。ペダル運動によって車輪２を回転させると、該車輪２に当っているローラー４２も一緒に回転させることができる。なお、この例においては、架台４１の一側には、バランスをとるためのウェイトとしてのフライホイールが枢軸４３の一端（図１の左側）に設けられている。ローラー機構４は、車輪２に対して回転抵抗を与えることができる。
【００１８】
磁性機構５として、第１の磁性体５２及び第２の磁性体５３を対向させて中空筐体５１内に設け、枢軸４３の突出端部４３１に一体回転可能かつ枢軸４３沿いに滑り可能に取付けられている。この例においては、第１の磁性体５２は、筐体５１の架台４１の反対側を封止したエンドキャップの内側に設けられる。第２の磁性体５３が例えば縦断面がほぼ「工字形」の中空円筒体として枢軸４３の突出端部４３１が滑り可能に貫挿される。第２の磁性体５３の貫挿端のセンター部分５３１がさらに枢軸沿いにローラー４２側に突出して形成されている。センター部分５３１の第１の磁性体５２側に枢軸４３の回りに環状窪みが形成され、伸縮ばね５４の一端が着座されている。伸縮ばね５４の他端が枢軸４３の突出端部４３１に固定されている。なお、第１の磁性体５２としては永久磁石が使われ、第２の磁性体５３は磁性をもつ材料によりつくられる。この構成によって、磁性機構５は、枢軸４３の回転に伴って回転させられ、磁気的抵抗を生成して回転抵抗として枢軸４３を介してローラー４２に与えることができる。
【００１９】
遠心機構６は、図２乃至図４に示されているように、筐体５１内に、ブラケット座６１が枢軸４３の突出端部４３１回りに固定され、ブラケット座６１のセンター部分には、第２の磁性体５３のセンター部分５３１が挿入可能な第１の溝穴６１１及び、該溝穴６１１と直交連通して径方向に延び出る第２の溝穴６１３が形成され、枢軸４３を挟む両側には貫通孔６１４、６１４が形成されている。連接棒６２、６２が、それぞれ貫通孔６１４、６１４に挿通され第２の磁性体５３の周環部分５３２に連結されており、架台４１側の各端部６２ａには、フランジ６２１が突出て形成されている。また、図５に示すように、各第２の溝穴６１３、６１３には、押しロッド６３、６３が枢接され、各押しロッド６３の一方の端から鈎部６３１が枢軸４３側に突出て第２の磁性体５３のセンター部分５３１の端面に引掛けて接触され他方の端として遠心回動部６３２がある。
【００２０】
車輪２が回転すると、ローラー４２と共に枢軸４３が回転させられ、ブラケット座６１の連接棒６２を介して第２の磁性体５３も回転させられ、第１の磁性体５２との間に磁気的抵抗が生成され、ローラー４２を介して車輪２の回転を減速させる。他方、第２の溝穴６１３内に枢接された押しロッド６３がその回転による遠心力によって遠心機構６が生じる遠心力によって、ばね５４の伸長力に抗しながら遠心回動部６３２が離れて遠心力の作用を受けて鈎部６３１が枢支点を中心として第２の磁性体５３が押され、第１の磁性体５２及び第２の磁性体５３の間の距離Ｄが縮まるように押し、回転速度が大きくなればなるほど、第１、第２の磁性体距離Ｄが小さくなる。それにより、高速回転にもかかわらず磁気的抵抗を強めることができる。
【００２１】
この例においては、第２の磁性体５３が架台４１と第１の磁性体５２の間に第１の磁性体５２と間隔をあけて設けられているが、図７のように、第１の磁性体５２が第２の磁性体５３と対向して第２の磁性体５３と架台４１の間に設けられても、上記例と同じ効果を果すことができる。
【００２２】
次いで、本発明の他の実施例を図８に基づいて説明する。なお、前記実施例と共通する構成要素については、共通符号を付し、その重複した説明を省略し、異なる点につき主に説明する。
【００２３】
この実施例においては、遠心機構６Ａにおけるブラケット座６１と磁性機構５の第２の磁性体５３は、互いに枢軸４３とは垂直な面６１７、５３７により接合する。ブラケット座６１の面６１７と第２の磁性体５３の面５３７の中心部からそれぞれ、半径方向に沿って複数の割溝が形成され、それらを互いに突合わせて放射溝６１５が形成されている。この例では、放射溝６１５の直径が中心部よりの一端６１７１から外周寄りの他端６１７２へ先細に形成されている。放射溝６１５内には、他端６１７２の直径よりも径が大きなローラー６４が詰められている。
【００２４】
この構成においては、枢軸４３の回転により発生する遠心力によって、ローラー６４は放射溝６１５内を摺動させられ、一端６１７１から他端６１７２へ移動されられながら第２の磁性体５３を押すことになり、第２の磁性体５３と第１の磁性体５２の間の距離を小さくすることができる。したがって、回転抵抗を強めることができる。
【００２５】
前記実施例においては、第１の磁性体５２は架台４１に対して不動で、第２の磁性体５３は枢軸４３の回転につれて回転させられ中心軸Ｘに沿って水平移動されられるように構成されているが、第１の磁性体５２を可動的に構成してもよい。
【００２６】
本発明の他の実施例を図９乃至図１０に基づいて説明する。この実施例の上記実施例と異なる点は、コイルばね５８はねじりコイルばねであり、各端部がそれぞれ第１の磁性体５６とエンドキャップに連結して設けられ、遠心機構６Ｂは、第１の磁性体５６が滑り可能にばね５８及び第１の磁性体５６に貫挿している心棒６５と、該心棒６５の周環部に枢軸４３に斜めな螺旋状に形成されているカム溝６６１と、カム溝６６１に収容されながら心棒６５上に固設されている突起子６６２とから構成されている。
【００２７】
第２の磁性体５７は枢軸４３の回転と共に回転させられ、第１の磁性体５６の間に磁気的抵抗を生成し、第１の磁性体５６が引っ張られて心棒６５の回りに回動させられ、突起子６６２がカム溝６６１内に移動させられることにより、第１の磁性体５６と第２の磁性体５７の間の距離が小さくなり、前記回転速度を低くするが、ペダルをこいでこの回転速度を上げようとして、トレーニング効果を有することを実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
以上のように、本発明の抵抗生成装置はトレーニング装置の抵抗生成器具として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明にかかる実施例の抵抗生成装置の設置例を概略的に示す側面図である。
【図２】同抵抗生成装置を正面からみた概略縦断面図である。
【図３】同抵抗生成装置の一部を拡大して示す縦断面図である。
【図４】図３の側面図である。
【図５】同抵抗生成装置の一部を拡大して示す縦断面図である。
【図６】同抵抗生成装置の一部を拡大して示す縦断面図である。
【図７】本発明の第２の実施例の抵抗生成装置の概略縦断面図である。
【図８】本発明の第３の実施例の抵抗生成装置の概略縦断面図である。
【図９】本発明の第４の実施例の抵抗生成装置を分解して示す概略縦断面図である。
【図１０】図９の組立縦断面図である。
【図１１】従来の抵抗生成装置の設置例を概略的に示す斜視図。
【図１２】図１１の抵抗生成装置の概略側断面図。
【符号の説明】
【００３０】
２  車輪
３  スタンド
４  ローラー機構
４１  架台
４２  ローラー
４３  枢軸
４３１  他端部
５  磁性機構
５１  中空筐体
５２、５６  第１の磁性体
５３、５７  第２の磁性体
５３１  センター部分
５３２  周環部分
５３７、６１７  面
５４、５８  ばね（バイアス部材）
６、６Ａ、６Ｂ  遠心機構
６１  ブラケット座
６１１  第１の溝穴
６１３  第２の溝穴
６１４  貫通孔
６１５  放射溝
６１７１  一端
６１７２  他端
６２  連接棒
６２１  フランジ
６２ａ  端部
６３  従動ロッド
６３１  鈎部（押し部）
６３２  遠心回動部
６４  ローラー
６５  心棒
６６１  カム溝
６６２  突起子
Ｄ  距離
【図１】
2007209447.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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