JPS63194678A - 自転車式トレ−ニング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は自転車式トレーニング装置に関し、特にたと
えばペダルクランクの回転軸に対する制動力を変化して
運動量をコントロールする、自転車式トレーニング装置
に関する。

（従来技術） 一般の自転車では、十分な慣性力によって、ペダルの上
死点および／または下死点でもスムーズな運動が可能で
ある。ところが、自転車式トレーニング装置のように、
固定されている場合には、そのままでは慣性力がなく、
したがって負荷量の変化がそのままユーザの脚にかかっ
てしまい、ペダルの上死点や下死点ではスムーズな回転
ができなくなる。

このような負荷変動を軽減するために、一般的によく知
られているものの１つは、フライホイール方式である。

この方式は比較的大きな重量のフライホイールの慣性を
利用するものであり、スムーズな回転は可能となるもの
の、それは単に負荷変動を軽減するに留まり、ユーザの
脚力に合わせて負荷をコントロールすることはできない
。

このようなフライホイール方式の欠点を解消できる装置
として、たとえば昭和６０年１月２５日付で公開された
特開昭６０−１４８７６号公報などにおいて、渦電流式
ブレーキを用いるトレーニング装置が開示されている。

しかしながら、この方式では、制動力を渦電流によって
得るため、そのような渦電流を発生するための特別な電
源が必要であり、任意の場所に設置して使うということ
はできなかった。

さらに、このような渦電流式ブレーキを用いる方式の欠
点を解消できるものとして、たとえば昭和５６年７月１
１日付で公開された特開昭５６−８５３６５号公報など
において、負荷制御のために直流電動機を用いるものが
提案されている。この従来技術はペダルの回転数の変化
量によって直流電動機の出力もしくは制動力を制御する
ことによって、負荷変動を軽減する。

（発明が解決しようとする問題点） 上述の従来技術では、自転車式トレーニング装置を一般
の自転車の走行状態に適合するようにシミュレートする
には好都合であるが、運動量を正確に把握すべきトレー
ニング装置としては未だ不十分であった。というのも、
その直流電動機の出力もしくは制動力が一義的にペダル
の回転数の変化によってのみ制御されるからである。

それゆえに、この発明の主たる目的は、運動量のコント
ロールが可能な、自転車式トレーニング装置を提供する
ことである。

（問題点を解決するための手段） この発明は、Ｎ単にいえば、本体、本体に回転自在に支
持されるかつその両端にペダルが取り付けられるペダル
クランク、ペダルクランクの回転軸に関連的に連結され
るかつ与えられる電気信号に応じて制動力を発生する電
気的制動手段、負荷量を設定するための設定手段、およ
び設定手段によって設定された負荷量に基づいて、電気
的制動手段に与えられるかつ高周波的に断続されかつそ
のデユーティ比が変化される電気信号を発生するための
電気信号発生手段を備える、自転車式トレーニング装置
である。

（作用） ユーザによって、可能な、あるいは運動目標値に従った
負荷量が、設定手段によって設定される。

この設定手段によって設定された負荷量に基づいて、電
気信号発生手段から断続する電気信号が発生され、それ
によって、電気的制動手段が断続的に作動する。すなわ
ち、設定した負荷量に応じて電気的制動手段のオン／オ
フの状態すなわちデユーティ比を変化させ、それによっ
てユーザにかかる負荷が、設定手段によって設定された
負荷量に適合するように制御される。

（発明の効果） この発明によれば、設定手段によって設定した運動負荷
量に応じて電気的制動手段に制動力が働くため、従来の
いずれのものとも異なり、運動量の目標値コントロール
が可能となるので、トレーニング装置として非常に有用
である。

実施例では、電気的制動手段として、永久磁石界磁形の
直流電動機を発電機として利用する。この実施例によれ
ば、渦電流方式の制動手段を用いるものや、直流電動機
の出力を制御するものとは異なり、負荷量をコントロー
ルするために、特別の電源が不要であるという利点があ
る。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点
は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から
一層明らかとなろう。

（実施例） 第１図はこの発明の一実施例を示す全体図解図である。

この自転車式トレーニング装置１０は、床の上に据え置
かれる本体１２を含む。この本体１２の上端には、その
前後に互いに相反する方向に傾斜して２つのパイプ１４
および１６が固着される。前方のパイプ１４の先端には
ハンドル１８が取り付けられ、後方のパイプ１６の先端
には、その上にユーザが腰掛けることができるサドル２
０が取り付けられる。

本体１２は適当なハウジングあるいはケーシングを含み
、その中には、回転軸２２が適宜の軸受けによって支持
される。この回転軸２２に、ペダルクランク２４が固着
され、そのペダルクランク２４の両端にそれぞれペダル
２６が取り付けられる。

回転軸２２には、さらに、比較的大径の円板２８が固着
される。この円板２８は、できるだけ軽量化するために
、たとえばアルミニウムなどの軽量金属や合成樹脂など
によって形成される。円板２８の外周には、その径方向
に対向する２点に２つのスリット２８ａが形成される。

このスリット２８ａが検出可能なように、円板２８の外
周に沿った適当な位置には、フォトセンサ３０が設けら
れる。これらスリット２８ａおよびフォトセンサ３０は
、ペダル２６の機械的な上死点および下死点を検出する
ためのものであり、したがってそれらの位置関係はその
上死点や下死点が検出できる位置に設けられなければな
らないことはいうまでもない。実施例では、フォトセン
サ３０がペダル２６の上死点および下死点に対して９０
°の位置に設けられているので、２つのスリット２８ａ
は直線のペダルクランク２４に直交する線上の位置に形
成されている。

回転軸２２には、さらに、比較的小径の歯車３２が固着
され、この歯車３２と、別に設けられた回転軸に固着さ
れた歯車３４との間には、ヂエーン３６が掛は渡されて
いる。歯車３２と歯車３４とのギア比は「１」以上であ
り、したがって歯車３４はペダルクランク２４（ペダル
２６）、すなわち歯車３２の回転に従って、ギア比に応
じて、その数倍の速さで回転する。この歯車３４には円
板３８が、一体的に回転可能なように固着され、この円
板３８の外周には、適宜の間隔で複数の透孔４０が円周
上に分布して形成されている。この透孔４０を検出する
ことができるように、円板３８の外周近傍にはフォトセ
ンサ４２が設けられる。

この透孔４０とフォトセンサ４２とは、ペダルクランク
２４の回転角を検出する目的で利用される。

したがって、歯車３２および３４のギア比と円板３８の
直径や透孔４０の個数とは、ペダルクランク２４の１回
転を等分できる関係に選ばれなければならない。実施例
では、透孔４０とフォトセンサ４２とによって、ペダル
クランク２４の１回転、すなわち３６０”が２０４等分
される。換言すれば、フォトセンサ４２からは、透孔４
０毎に、ペダルクランク２４の１回転について２０４個
の割合で信号が出力され得る。

歯車３４には、さらに、歯車３２よりやや小さい直径の
車輪４４が一体的に回転可能に固着され、この車輪４４
と直流電動機４６の回転輪４８との間には、ベルト５０
が掛は渡される。この直流電動機４６としては、たとえ
ば、株式会社安川電機製作所製の″　（ＵＧ）ＰＭＦＥ
−１６ＡＡＢ”のような、プリントモータが用いられる
。このようなプリントモータは、界磁が永久磁石で構成
されていて、したがってそれが直流発電機として利用さ
れる場合には、界磁磁束を発生するために特別な電源は
不要である。この実施例は、このような点に着目して、
直流電動機４６を直流発電機として利用し、その発電制
動力を極めて短い周３ｔｌｌ（たとえば２０ｋＨｚ）で
断続するように制御することによって、ユーザにかかる
全体の負荷量をコントロールしようとするものである。

第２図は第１図実施例の構成を示すブロック図である。

全体の制御のために、たとえば８ビツトのマイクロコン
ピュータ（マイクロプロセサ）ないしＣＰＵ５２が設け
られる。このＣＰＵ５２には、制御プログラムや後述の
テーブルを予めストアしておくためのＲＯＭ５４、およ
び制御等のために必要なデータをストアするためなどに
利用されるＲＡＭ５６が接続される。さらに、ＣＰＵ５
２の入力ポートには、キーボード５８からのキー人力が
与えられる。キーボード５８はユーザによって所望する
運動量を数値として入力するために用いられるとともに
、ユーザによって異なる位相（ｐｈａｓｅ）を入力する
ために用いられる。この位相とは、ペダル２６の機械的
な上死点とユーザが最も力を加えることのできる運動の
上死点とのずれないしずれ角をいう。

ＣＰＵ５２の割り込み入力ポートＩＲＱには、さらに、
第１図に示すように円板２８のスリット２８ａを検出す
るように設けられたフォトセンサ３０および円板３８の
透孔４０を検出することができるように設けられたフォ
トセンサ４２から、それぞれの検出信号を割り込みとし
て受ける。フォトセンサ３０からは、ペダルクランク２
４の１／２回転毎にすなわち１８０’毎に１つのリセッ
ト信号が入力され、フォトセンサ４２からは、ペダルク
ランク２４の１８０／１０２回転毎にすなわち約１．８
°毎に１つの回転角信号が出力される。

ＣＰＵ５２は、キーボード５８から入力された所望の運
動負荷量に適合するように直流電動機すなわち直流発電
機４６によって制動力を発生するために、負荷値をたと
えば８ビツトのデータとして出力する。このＣＰＵ５２
から出力される負荷値のデータは、比較器６０の一方人
力Ａとして与えられる。

たとえば５ＭＨｚの周波数を有する基準クロック信号を
発生する発振器６２が設けられる。この発振器６２から
の出力が、たとえば８ビツトのカウンタ６４に与えられ
る。したがって、カウンタ６４は、発振器６２から与え
られる基準クロックを“２５６（２”）　　”分周する
。カウンタ６４の８ビツトのカウント値のデータが、上
述の比較器６０の他方人力Ｂとして与えられる。比較器
６０では、２つの入力ＡおよびＢを比較して、Ａ≦Ｂの
ときにのみハイレベルとなる信号をパルスとして出力す
る。

比較器６０からのパルス信号は適宜の増幅器６６を介し
て、スイッチングトランジスタ６８のベースに印加され
る。このスイッチングトランジスタ６８としては、たと
えば、株式会社東芝製のシリコンＮＰＮ三重拡散形ＧＴ
Ｒモジュール“Ｍｏｌ　５ＧＩＡＬ３　”などが利用可
能である。スイッチングトランジスタ６８に接続される
フリーホイールダイオード７０は、スイッチングトラン
ジスタ６８を保護するためのものであり、上述のスイッ
チングモジュールに含まれている。

スイッチングトランジスタ６８のコレクタおよびエミッ
タは、それぞれ、ダイオードブリッジ７２の対向する２
つの接続点Ｐ１およびＰ２にそれぞれ接続される。接続
点Ｐ２は接地される。ダイオードブリッジ７２の残余の
対向する２つの接続点Ｐ３およびＰ４には、直流電動機
４６の電機子４６ａの両端が接続される。ダイオードブ
リッジ７２の４辺には、直流電動機４６の電機子４６ａ
からの電流が、その極性の如何にかかわらずスイッチン
グトランジスタ６８を通って一定方向（矢印方向）に流
れることができるように、それぞれダイオード７４ａ〜
７４ｄが接続されている。詳しく説明すると、ダイオー
ド７４ａは接続点Ｐ３からＰｌに向かって順方向となる
ように、ダイオード７４ｂは接続点Ｐ２からＰ４に向か
って順方向となるように、ダイオード７４ｃは接続点Ｐ
４から接続点Ｐｌに向かって順方向となるように、そし
てダイオード７４ｄは接続点Ｐ２からＰ３に向かって順
方向となるように、それぞれ接続される。このように、
ダイオードブリッジ７２を用いるのは、ユーザがペダル
２６を逆転させた場合でも、トランジスタ６８に逆バイ
アスが加わらないようにして、トランジスタ６８を保護
するとともに、正転の場合と同様の制動力を得るためで
ある。

ここで、第３図に基づいて、第１図および第２図を参照
して、この実施例の制御原理について説明する。一般に
、ユーザの脚にかかる負荷は、運動の上死点から下死点
まで、すなわち、最も力が加わる点から点まで、第３図
（Ａ）に示す負荷曲線７６に従って変化する。したがっ
て、このような負荷曲線７６に対してペダル２６、すな
わちペダルクランク２４の回転をスムーズに行うために
は、直流電動機４６によって、第３図（Ｂ）に示すよう
に負荷曲線７６に反比例する負荷値に応じた負荷を作れ
ばよい。そうすれば、ペダルクランク２４のどの位置に
おいてもユーザの脚にかかる負荷はほぼ一定となり、そ
の運動がスムーズに行える。

このような制御のために、ＣＰＵ５２に関連するＲＯＭ
５４に、第３図（Ｂ）゛に示すようなＯ〜２５５”の数
値で表される「負荷値」を、ペダルクランク２４の回転
角度毎に、すなわち１８００を１０２等分した約１．８
’毎に、テーブルに記憶しておく。そして、ＣＰＵ５２
は、フォトセンサ４２からの割り込み（ＩＲＱ）毎に、
ＲＯＭ５４のテーブルから読み出すデータをペダルクラ
ンク２４の角度に応じた負荷値のデータに変更し、それ
を比較器６０に与える。一方、比較器６０の他方入力に
は、カウンタ６４の０〜２５５”のカウント値が発振器
６２の基準クロック毎に順次与えられる。そして、ＣＰ
Ｕ５２からの負荷値よりカウンタ６４のカウント値が大
きいとき、比較器６０からハイレベルの信号が出力され
る。したがって、Ａ″５Ｂの期間、スイッチングトラン
ジスタ６８がオンされ、直流電動機４６の電機子４６ａ
の両端がダイオードブリッジ７２およびスイッチングト
ランジスタ６８を通して実質的に短絡される。詳しくい
うと、直流電動機４６の電機子４６ａは、電流の極性が
＋（プラス）のときには、ダイオードブリッジ７２の接
続点Ｐ３−ダイオード７４ａ−接続点Ｐ１−スイッチン
グトランジスタ６８−接続点Ｐ２−ダイオード７４ｂ−
接続点Ｐ４を通して、−（マイナス）のときには、接続
点Ｐ４−ダイオード７４ｃ−接続点Ｐ１−スイッチング
トランジスタ６８−接続点Ｐ４−ダイオード７４ｄ−接
続点Ｐ３を通して、それぞれ短絡される。このようにし
て直流電動機４６の電機子４６ａが短絡されるとき、そ
の直流電動機４６によって発電制動力が発生される。

この実施例では、上述のような直流電動機４６の電機子
４６ａの実質的な短絡を短い周期で断続的に繰り返し、
デユーティ比を変化させることによって、全体の負荷量
、すなわち、ユーザにかがる運動負荷量をキーボード５
８によって設定された設定値に近づけるようにコントロ
ールするものである。なお、デユーティ比の瞬時的な変
化に加えて、周期を段階的に切り換え可能にしてもよい
。

第４図に示す「低負荷時」に、ＣＰＵ５２からの負荷値
として１６０”が設定されたものとする。一方、カウン
タ６４のカウント値は発振器６２からの基準クロック毎
に、第４図（Ａ）に示すように、１０〜２５５″に順次
変化する。カウンタ６４のカウント値がＣＰＵ５２によ
って設定された負荷値″１６０”より小さいとき、第４
図（Ｂ）に示すように、比較器６０の出力はローレベル
である。その状態では、スイッチングトランジスタ６８
はオフされていて、ダイオードブリッジ７２の接続点Ｐ
１およびＰ２の間、すなわちスイッチングトランジスタ
６８の入出力端子間には、第４図（Ｃ）に示すように、
３００■程度の過渡電圧の後６０Ｖ程度の電圧が印加さ
れている。

その後カウンタ６４のカウント値が、インクリメントさ
れて、ＣＰＵ５２によって設定された負荷値“１６０”
に達すると、その時点で、比較器６０からは第４図（Ｂ
）に示すようにハイレベルが出力される。応じて、スイ
ッチングトランジスタ６８がオンされ、その入出力端子
間すなわちダイオードブリッジ７２の接続点Ｐ１および
Ｐ２の間が短絡される。このとき、接続点Ｐ１とＰ２と
の間の電圧は、第４図（Ｃ）に示すように、はとんどゼ
・口となる。すなわち、この期間において、直流電動機
４６によって発電制動がかけられる。

そして、そのカウンタ６４のカウント値がさらに進んで
再び０”になると、Ａ５Ｂの条件がくずれ、第４図（Ｂ
）に示すように、比較器６０からは再びローレベルが出
力される。このようにして、カウンタ６４の“０〜２５
５”の−巡するカウントの間に１回直流電動機４６によ
って発電制動がかけられる。実施例では、５ＭＨｚの基
準クロックを２５６分周するため、約５１μｓｅｃ毎に
１回発電制動がかけられる。このように、比較的短い時
間周期で制動をオン／オフするようにしているため、ユ
ーザに対して「ギクシャク」した感じを与えることはな
い、そして、その発電制動がかけられる期間すなわち、
制動のオン／オフのデユーティ比が、ＣＰＵ５２によっ
て設定された負荷値に応じて変化される。

第５図に示す「高負荷時」の場合、ＣＰＵ５２からは負
荷値としてたとえば“６０”が出力される。そうすると
、比較器６０の出力は、第５図（Ｂ）に示すように、カ
ウンタ６４のカウント値が０〜５９”までローレベルで
“６０〜２５５”までハイレベルのパルスとして出力さ
れる。第４図（Ｂ）と比較すると、約５１μｓｅｃの周
期は変わらないものの、ＣＰＵ５２によって設定される
負荷値によって、比較器６０から出力される電気信号す
なわちパルスのローレベルおよびハイレベルの持続時間
の比、すなわち、デユーティ比が変化されていることが
わかる。

第５図に示す場合には、スイッチングトランジスタ６８
による電機子４６ａの短絡期間が長いため、ダイオード
ブリッジ７２の接続点Ｐ１およびＰ２の間、すなわちス
イッチングトランジスタ６８の入出力端子間には、第５
図（Ｃ）に示すように、スイッチングトランジスタ６８
がオフの期間では、約３５０Ｖ以上の過渡電圧の後約１
００Ｖ程度の電圧が印加されている。そして、スイッチ
ングトランジスタ６８がオンされると、先の場合と同じ
ように、その接続点Ｐ１とＰ２との間の電圧はほとんど
ゼロになってしまう。この期間において直流電動機４６
によって発電制動がかけられている。

このようにして、ＣＰＵ５２から出力される負荷値（デ
ィジタル値）に応じて、直流電動機４６による発電制動
の期間すなわち、オン／オフのデユーティ比が制御され
、結果的にユーザの運動負荷量がそれによって制御され
ることが理解されよう。

次に、位相（ｐｈａｓｅ）に基づく制御について説明す
る。先に述べたように、ペダル２６の機械的な上死点と
ユーザ（人間）の脚によって最大の力を発揮できる運動
の上死点とは、通常、ユーザの脚の長さや力を入れて踏
み込む位置等の要因でずれる。そして、そのずれの程度
は、人によって個々である。そこで、実施例では、キー
ボード５８から最適なずれ角すなわち位相（ｐａｈｓｅ
）を入力し設定できるようにしておく。そして、設定さ
れた位相角に応じて、第３図に示すように、テーブルか
ら最初に読み出すべき負荷値のデータ、すなわちリセッ
トＩＲＱがあったときに読み出しを開始すべき先頭アド
レスを変更するようにしている。

また、所望の運動量もまた個々であろうから、ユーザは
、キーボード５８によってそれを入力・設定する。一方
、テーブル（ＲＯＭ５４）には、第３図（Ｂ）で示す標
準的な負荷曲線７６に応じた負荷値のデータがストアさ
れている。ＣＰＵ５２では、設定された運動量に応じて
、直流電動機４６による負荷量を変化するようにするた
め、設定された運動量に従って、第３図（Ａ）で示す任
意のバイアス量（＋Δまたは一Δ）を加味する。

すなわち、読み出した標準のデータとバイアスのデータ
とを演算して、設定された運動量に従った負荷値を出力
する。

第６図および第７図を参照して、次に、より具体的な制
御について説明する。第６図に示すメインルーチンの最
初のステップＳ１においては、ＣＰＵ５２は、１つ目の
りセラ１−ＩＲＱがあったときから回転角ＩＲＱの読み
込みを能動化するために、当初はフォトセンサ４２から
の所定の回転角毎の割り込み、すなわち回転角ＩＲＱを
禁止する。

そして、ステップＳ３において、フォトセンサ３０から
の割り込み、すなわちリセットＩＲＱの入力が検出され
ると、ＣＰＵ５２は、次のステップＳ５において、先に
禁止した回転角ＩＲＱを以後解除する。そして、ＣＰＵ
５２は、それ以後、通常の時計や計算などの制御に必要
な処理を行う（ステップＳ７）。

第７図に示すＩＲＱルーチンは、ＣＰＵ５２の割り込み
端子ＩＲＱにリセットＩＲＱまたは回転角ＩＲＱが入力
されたとき、スタートする。その最初のステップＳｌｌ
では、ＣＰＵ５２は、入力された割り込みが、回転角Ｉ
ＲＱであるかどうかを判断する。そして、回転角ＩＲＱ
でなければ、リセットＩＲＱであるので、ステップＳ１
３において、ＣＰＵ５２は、ＲＡＭ５６の適宜の領域に
割り付けられた回転角カウンタ（図示せず）をリセット
する。詳しくいうと、ユーザの運動の最大力点とペダル
クランク２４（第１図）の機械的な上死点との間にずれ
がなければこのステップＳ１３において、ＣＰＵ５２は
、その回転角カウンタを“０３にセットする。もし、そ
のような最大力点とペダルクランク２４の上死点との間
にずれがあれば、そのずれ角（位相）に相当する角度、
たとえば１５度が０”となるように、”　ｐｈａｓｅ←
０”として、その回転角カウンタが初期設定される。こ
のようにして、ステップＳ１３において、最大力点とペ
ダルクランク２４の上死点とのずれを考慮して回転角カ
ウンタをリセットするようにしているため、回転角カウ
ンタが“Ｏ”のときには、常に、第３図（Ｂ）で示す最
大の負荷値がＣＰＵ５２から出力されることになる。

ステップＳｌｌにおいて、もし回転角ＩＲＱであること
が検出されると、ＣＰＵ５２は、次のステップＳ１５に
おいて、ＲＡＭ５６内の回転角カウンタをインクリメン
ト　（＋１）する。その後ステップＳ１７において、Ｃ
ＰＵ５２は、その回転角カウンタのカウント値をアドレ
スとして、ＲＯＭ５４のテーブルから、該当の回転角に
おける負荷値に関連するデータを読み出す。その後、ス
テップＳ１９において、ＣＰＵ５２は、テーブルから読
み出した該当の回転角におけるデータに対して、キーボ
ード５８によって設定されたバイアスすなわち、第３図
（Ａ）の負荷曲線７６と負荷曲線７６ａまたは７６ｂと
の間の振幅の差、すなわち＋Δまたは−Δをその読み出
したデータに加算する。すなわち、このステップＳ１９
においては、ＣＰＵ５２は、ＲＯＭ５４のテーブルから
読み出したデータに対して、キーボード５８によって設
定されたバイアスΔを加算しまたは減算することによっ
て、第３図（Ｂ）に示すように、回転角カウンタで表さ
れる角度毎に負荷値を演算する。このようにして演算さ
れた負荷値が、ステップＳ２１において、比較器６０の
一方人力Ａとして出力される。そして、このような負荷
値とカウンタ６４のカウント値に基づいて、直流電動機
４６による発電制動のオン／オフのデユーティ比が制御
されることは先に説明した通りである。

なお、ステップＳ１９において、加減算されるべきバイ
アス量は、特に第３図（Ａ）かられかるように、ペダル
クランク２４のすべての回転角を通じて一定なものでは
なく、その回転角に対応して、漸増または漸減するデー
タとして理解されるべきである。

また、上述の実施例におけるフォトセンサは、その他の
静電式、磁気式など任意の形式のものに変更されてもよ
いことは勿論である。

さらに、上述の実施例では、半導体スイッチング手段が
ダイオードブリッジ７２とトランジスタ６８とからなる
場合について説明した。しかしながら、この半導体スイ
ッチング手段は、高い周波数でも応答可能なＧＴＯを逆
並列接続したものでもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す全体図解図である。 第２図は第１図実施例の構成を示すブロック図である。 第３図は負荷曲線と負荷値との関係を説明するための波
形図である。 第４図および第５図はそれぞれ低負荷時および高負荷時
の制動力の発生について説明するための図解図である。 第６図および第７図は具体的な制御を示すフロー図であ
る。 図において、１０は自転車式トレーニング装置、１２は
本体、２２は回転軸、２４はペダルクランク、２６はペ
ダル、２８．３８は円板、２８ａはスリット、３０．４
２はフォトセンサ、４０は透孔、４６は直流電動機、４
６ａは電機子、５２はＣＰＵ、５８はキーボード、６０
は比較器、６８はスイッチングトランジスタ、７２はダ
イオードブリフジを示す。 特許出願人　　　任天堂株式会社 代理人　弁理士　山　１）義　人 （ほか１名） 第１ＩＩ 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　本体、 前記本体に回転自在に支持されるかつその両端にペダル
   が取り付けられるペダルクランク、 前記ペダルクランクの回転軸に関連的に連結されるかつ
   与えられる電気信号に応じて制動力を発生する電気的制
   動手段、 負荷量を設定するための設定手段、および 前記設定手段によって設定された負荷量に基づいて、前
   記電気的制動手段に与えられるかつ高周波的に断続され
   かつそのデューティ比が変化される前記電気信号を発生
   するための電気信号発生手段を備える、自転車式トレー
   ニング装置。 ２　前記電気信号発生手段は前記負荷量に応じて第１の
   レベルおよび第２のレベルのそれぞれの持続時間によっ
   て決まるデューティ比が変化するパルスを発生するため
   のパルス発生手段を含む、特許請求の範囲第１項記載の
   自転車式トレーニング装置。 ３　前記電気的制動手段は、その回転軸が前記ペダルク
   ランクに連結されるかつ電機子を含む発電機、および前
   記パルス発生手段からのパルスの前記第１のレベルまた
   は前記第２のレベルに応答して前記発電機の前記電機子
   を実質的に短絡するための短絡回路を含む、特許請求の
   範囲第２項記載の自転車式トレーニング装置。 ４　前記発電機は永久磁石形の界磁磁束発生手段を含む
   、特許請求の範囲第３項記載の自転車式トレーニング装
   置。 ５　前記短絡回路は前記電機子の両端間に接続され、前
   記パルス発生手段からのパルスの前記第１のレベルまた
   は前記第２のレベルによって前記電機子の両端間を短絡
   する半導体スイッチング手段を含む、特許請求の範囲第
   ３項または第４項記載の自転車式トレーニング装置。 ６　前記半導体スイッチング手段は前記電機子の電機子
   電流を前記パルス発生手段からのパルスに応じて断続さ
   れるスイッチング素子、および前記ペダルクランクの回
   転方向の正逆に拘らず一定方向の電機子電流を前記スイ
   ッチング素子に与えるための手段を含む、特許請求の範
   囲第５項記載の自転車式トレーニング装置。 ７　前記パルス発生手段は前記設定手段によって設定さ
   れた負荷量に応じた負荷値のデータを出力するためのデ
   ータ出力手段、基準クロックを受けるカウンタ手段、お
   よび前記データ出力手段からの前記負荷値と前記カウン
   タ手段のカウント値とを比較して、前記デューティ比の
   変化するパルスを出力するための比較手段を含む、特許
   請求の範囲第２項ないし第６項のいずれかに記載の自転
   車式トレーニング装置。 ８　前記データ発生手段は前記設定手段によって設定さ
   れた負荷量に基づいて、変化する前記負荷値のデータを
   出力するための手段を含む、特許請求の範囲第７項記載
   の自転車式トレーニング装置。 ９　前記本体に設けられかつ前記ペダルクランクの回転
   角を検出するための回転角検出手段を備え、 前記データ発生手段は前記回転角検出手段によって検出
   された前記ペダルクランクの回転角に対応して変化する
   前記負荷値のデータを発生する手段を含む、特許請求の
   範囲第８項記載の自転車式トレーニング装置。 １０　前記データ発生手段は前記ペダルクランクの回転
   角に応じた負荷曲線に従って変化する前記負荷値のデー
   タを出力する、特許請求の範囲第９項記載の自転車式ト
   レーニング装置。 １１　前記データ発生手段は前記負荷曲線に応じたデー
   タと別の適当なデータとを演算して前記負荷値のデータ
   を出力するための手段を備える、特許請求の範囲第１０
   項記載の自転車式トレーニング装置。