步行運動的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供的步行運動機不會產生大的振動或噪音，并且能夠在較短的運動時間內確保有效的運動量；步行運動機(100)具備：使用者站在上面進行步行的步行帶(120)、使用者雙手把持的扶手部(101)、使用者對開關等進行操作的操作盤(140)、以及驅動步行帶(120)移動的驅動機構；步行帶(120)通過由蝸桿使蝸輪旋轉而進行移動，其中，蝸桿通過驅動電動機的驅動而進行旋轉，蝸輪與滾筒相連接；通過蝸輪蝸桿部的制動功能而使制動力相對于步行帶(120)發揮作用。
【專利說明】步行運動機
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及運動者在環狀帶上進行步行運動或跑步運動的步行運動機。
【背景技術】
[0002]已知有一種運動者在移動的環狀帶上進行步行運動或跑步運動(以下統稱為“步行運動”，在本實用新型中并未明確區分“步行”和“跑步”)的、被稱為跑步機的運動器械。在這樣的運動器械中，為了防止運動者在運動過程中跌倒等情況從而確保安全，而設有從配置在規定高度上的上部框架延伸至環狀帶的左右兩側為止的扶手臂。由于具備這樣的結構，因而在不使用時會占用很大的空間，因此，例如專利文獻I (日本特開2007-159879號公報)中公開了一種在不使用時能夠將扶手臂緊湊地折疊起來的步行運動器械。
[0003]【在先技術文獻】
[0004]【專利文獻】
[0005]專利文獻1:日本公報、特開2007-159879號
[0006]但是，在專利文獻1所公開的運動器械中，為了增加運動量而考慮到了提高在該運動器械上的步行速度、 或者增加使用該運動器械的運動時間。但是，像這樣提高步行速度會使振動或噪音變得過大，這對于居住在公寓等中的使用者來說并不理想。另外，增加運動時間對于并沒有多余閑暇時間的使用者來說并不理想。但是，專利文獻I中既未公開也未暗示關于這樣的課題及其解決方法。
實用新型內容
[0007]因此，本實用新型是鑒于上述問題而完成的，其目的在于提供一種不會產生大的振動或噪音，并且，即使在較短的運動時間內也能夠確保有效的運動量的步行運動機。
[0008]為了達成上述目的，本實用新型采取以下的技術方法。
[0009]本實用新型涉及的步行運動機具有:主體框架，其在長度方向的前后兩端部上以旋轉自如的方式轉動支承有滾筒，并且在上述滾筒之間纏繞有環狀的步行帶；驅動機構，其驅動上述步行帶從主體框架的前方側朝向后方側移動；扶手部，其設置于上述主體框架的前部；以及操作盤，其設置在上述扶手部上。該步行運動機的特征在于:上述主體框架的前部的位置高于后部的位置，從而將主體框架配置成急傾斜狀態；上述驅動機構具有驅動電動機、整流部、傳遞機構以及限制機構，其中，上述整流部是通過將二極管橋接而構成，并且將從外部供給的市電轉換成直流并供給至上述驅動電動機，上述傳遞機構將上述驅動電動機的驅動力傳遞至步行帶，上述限制機構通過使上述驅動電動機的電源輸入端彼此間短路，從而對上述驅動電動機賦予制動力；并且，上述限制機構具備連接在上述驅動電動機的電源輸入端間且使上述驅動電動機的電源輸入端彼此間短路的具有規定的電阻值的電阻。
[0010]優選上述限制機構還具備連接在上述驅動電動機的電源輸入端間的電源聯動型的繼電器開關，并且，在停止供給市電時，利用上述電源聯動型的繼電器開關使上述驅動電動機的電源輸入端彼此間短路。[0011](實用新型效果)
[0012]根據本實用新型的步行運動機，由于將主體框架配置成急傾斜狀、或者具有限制機構，因此，不會產生大的振動或噪音，并且，即使在較短的運動時間內也能夠確保有效的
運動量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型第一實施方式涉及的步行運動機的整體立體圖。
[0014]圖2是本實用新型第一實施方式涉及的步行運動機的主視圖。
[0015]圖3是本實用新型第一實施方式涉及的步行運動機的側視圖。
[0016]圖4是本實用新型第一實施方式涉及的步行運動機的驅動機構的放大立體圖。
[0017]圖5是表示本實用新型第一實施方式涉及的步行運動機的使用狀態的圖。
[0018]圖6是本實用新型第二實施方式涉及的步行運動機的整體立體圖。 [0019]圖7是將本實用新型第二實施方式涉及的步行運動機的內部放大后的立體圖。
[0020]圖8是本實用新型第二實施方式涉及的步行運動機的限制機構的框圖。
[0021]圖9是本實用新型第三實施方式涉及的步行運動機的限制機構的框圖。
[0022]圖10是本實用新型第三實施方式涉及的步行運動機的限制機構的框圖(變形例)。
[0023](符號說明)
[0024]100步行運動機101扶手部
[0025]102上部水平框架103縱向框架
[0026]104前部支腳部105后部支腳部
[0027]106下部水平框架107懸掛框架
[0028]108懸掛水平框架 109連接框架
[0029]1加步行帶I2I滾筒(前側、驅動側)
[0030]122減速齒輪123齒輪
[0031]124旋轉軸125蝸輪
[0032]126蝸桿127電動機旋轉軸
[0033]128驅動電動機130滾筒(后側、從動側)
[0034]140操作盤150限制機構
[0035]200控制部201整流部
[0036]202 PWM控制部203半導體開關元件
[0037]203a半導體開關元件 203b半導體開關元件
[0038]204 二極管205 CPU
[0039]206反相器207半橋門極驅動器
[0040]208過電流防止電路 209加法器
[0041]210速度計(速度檢測傳感器)300電阻
[0042]301繼電器開關
【具體實施方式】[0043][第一實施方式]
[0044]以下，根據附圖對本實用新型第一實施方式涉及的步行運動機100進行說明。
[0045]以下，為了便于說明而使用圖2、圖3的紙面中箭頭所示的前后方向、左右方向、上下方向對裝置進行說明。這些方向與由站在步行運動機100上的使用者U觀察到的前后方向、左右方向、上下方向一致。
[0046]圖1表示本實施方式涉及的步行運動機100的整體立體圖，圖2表示步行運動機100的王視圖，圖3表不步彳丁運動機100的側視圖。
[0047]如這些圖所示，該步行運動機100具有主體框架(詳細來說是后述的下部水平框架106等)、驅動機構(詳細來說是后述的驅動電動機128等)、扶手部101以及操作盤140,其中，主體框架在其長度方向的前后兩端部上以旋轉自如的方式轉動支承(pivotallysupport)有滾筒121 (前側)和滾筒130 (后側)，并且，在該滾筒121與滾筒130之間纏繞有環狀的步行帶(walking belt) 120 ;通過驅動機構的驅動將步行帶120從主體框架的前方側朝向后方側輸送；扶手部101設置于主體框架的前部；操作盤140設置于扶手部101 (詳細來說是如后述那樣與扶手部101呈一體地構成的上部水平框架102的中央部附近位置處)。
[0048]在該步行運動機100中，運動者(使用者)U雙腳站在步行帶120上進行朝向前側步行的運動。該情況下，通過驅動機構的驅動使步行帶120從前方側朝向后方側(S卩，與使用者U的步行方向呈相反的方向)移動。該步行帶120的寬度形成為比使用者的肩寬寬從而不會對步行造成障礙。
[0049]主體框架由上部水平框架102、縱向框架103、左右一對的下部水平框架106、左右一對的前部支腳部104和左右一對的后部支腳部105、連接框架109、以及懸掛框架107和懸掛水平框架108構成，其中，上部水平框架102設置于使用者的腹部周圍且呈U字形；縱向框架103在左右側分別豎立設置有一個以便支承上部水平框架102 ;左右一對的下部水平框架106支承縱向框架103，并且在其前后兩端部上將滾筒121 (前側)和滾筒130 (后偵U以旋轉自如的方式加以保持；左右一對的前部支腳部104和左右一對的后部支腳部105安裝在下部水平框架106上，并且，左右一對的后部支腳部105的高度低于左右一對的前部支腳部104 ;連接框架109將左右一對的前部支腳部104加以連接；懸掛框架107和懸掛水平框架108將驅動機構以懸掛的方式加以支承。
[0050]如圖3所示，在該步行運動機100中，安裝于下部水平框架106上的、作為支承部件的前部支腳部104和后部支腳部105被形成為后部支腳部105的高度低于前部支腳部104的高度。由于是這樣的構成，因此，主體框架的前部的位置高于后部的位置，從而將主體框架配置成急傾斜狀(陡直傾斜狀)。從充分確保安全性的方面來看，圖3所示的角度Θ優選為20度?25度。
[0051]關于該角度Θ，例如也可以通過將前部支腳部104相對于下部水平框架106的安裝位置在上下方向上進行調整，從而能夠根據使用者U的體力和/或年齡等來改變該角度Θ O
[0052]上部水平框架102的左右兩端構成扶手部101，并且，例如在上部水平框架102上纏繞有防滑的材料。另外，在構成扶手部101的上部水平框架102的中央部附近位置處設有操作盤140。該操作盤140由使用該步行運動機100進行運動的使用者U進行操作、或者對使用者U顯示信息。該操作盤140的安裝位置并未被限定，只要是使用該步行運動機100的使用者U能夠容易地進行操作或者查看信息的位置即可。
[0053]在該操作盤140上，至少設有利用驅動機構開始驅動步行帶120的驅動開始用開關和停止驅動步行帶120的驅動停止用開關。進而，該操作盤140上優選設有用于改變步行帶120的速度的開關。作為在該操作盤140中顯示的信息，例如顯示從運動開始起所經過的時間、或者運動開始時所設定時間的剩余時間。另外，也可以在該操作盤140中顯示在步行帶120上的步行量(步行距離)、或者顯示通過將步行量(步行距離)換算成高度方向上的距離而得到的高度方向上的移動量。S卩，在該步行運動機100中，使用者U是在上坡路上步行，因此，相當于使用者U是在進行爬樓梯或者爬山路的運動。因此，例如也可以顯示為到達東京晴空塔(TokyoSkytree)的高度600m處、到達富士山的海拔3700m處等的信肩、O
[0054]參照圖4對該步行運動機100的驅動機構進行說明。
[0055]該驅動機構具備:驅動電動機128，其從市電接收電力的供給進行旋轉；蝸桿126，其以軸心一致的方式與驅動電動機128的電動機旋轉軸127連接；蝸輪125，其與蝸桿126嚙合；齒輪123，其通過旋轉軸124以軸心一致的方式與蝸輪125連接；以及減速齒輪122，其被設置為與齒輪123嚙合。減速齒輪122與前側的滾筒121以旋轉軸一致的方式連接。在該前側的滾筒121 (驅動側)與后側的滾筒130 (從動側)之間纏繞有環狀的步行帶120。即，在該步行運動機100中，作為傳遞機構而設有由蝸桿126和蝸輪125構成的蝸輪蝸桿部，其中，驅動電動機128的旋轉力被輸入到蝸桿126中，并且，通過蝸桿126與蝸輪125嚙合，由此由蝸輪125向步行帶120輸出旋轉驅動力。
[0056]進而，在該步行運動機100中設有限制機構150，該限制機構150限制發生下述情況，即，當使用者U在步行帶120上步行時，步行帶120朝向后方側移動超過由驅動電動機128產生的驅動量的距離。上述蝸輪蝸桿部被構成為作為該限制機構150進行工作。以下對此詳細地進行說明。
[0057]由蝸桿126和蝸輪125構成的蝸輪蝸桿部具有很難由輸出軸(蝸輪125的旋轉軸)使輸入軸(蝸桿126的旋轉軸)旋轉這樣的特性(旋轉阻力大這樣的特性)。可以將該特性解釋為蝸輪蝸桿部的制動功能。
[0058](理論上來說)當摩擦角大于蝸桿126的導程角(螺旋角)時能夠實現該制動功能。雖然摩擦角根據潤滑狀況或表面粗糙度等而變動從而無法準確地求出，但是，已知在大多數情況下，當該導程角大于10度時會產生滑動。即，為了實現制動功能，需要將蝸桿126的導程角設在10度以下，在本實施方式涉及的步行運動機100中，也將蝸桿126的導程角設在10度以下。
[0059]由于是如上述那樣設定了蝸桿126的導程角，因而下述情況被限制，即，當使用者U在步行帶120上步行時，步行帶120朝向后方側移動超過由驅動電動機128產生的驅動量的距離。
[0060]另外，關于上述驅動電動機128，當由該驅動電動機128向前側的滾筒121供給了旋轉力的情況下使用者U在步行帶120上步行時，該驅動電動機128朝向后側輸送步行帶120。此時，也存在超過驅動電動機128的旋轉力的力經由步行帶120施加在驅動電動機128上的情況。如此由使用者U施加在驅動電動機128上的力，作為驅動電動機128的再生作用而產生電力。這樣的驅動電動機128的再生作用對于使用者U來說成為負荷，從而作為制動器發揮作用。
[0061]圖5中示出使用者U站在該步行運動機100的步行帶120上進行步行的狀態。
[0062]這樣，使用者U雙腳站在步行帶120上，并且操作設置在操作盤140上的、使步行帶120開始驅動的驅動開始用開關，從而從前側朝向后側輸送步行帶120。
[0063]使用者U與步行帶120的移動相配合地進行步行。此時，由于步行帶120是傾斜的，因而相當于在上坡路上步行(爬坡)。因此，(I)與步行帶120平坦地設置的情況相比能夠增大運動量。進而，當使用者U在步行帶120上步行時，(2)限制步行帶120朝向后方側移動超過由驅動電動機128產生的驅動量的距離的限制力(蝸輪蝸桿部的制動功能)發揮作用，或者，(3)當步行帶120欲朝向后方側移動超過由驅動電動機128產生的驅動量的距離時，驅動電動機128的再生動作發揮作用。在上述(I)?(3)的任一種情況下，均使使用者U的運動量增加。
[0064]這樣，由于無需加快步行帶120的移動速度便可增大運動量，因此，在不產生大的振動或噪音的方面較為理想。另外，在即使在短時間內也能夠增大運動量的方面較為理想。另外，由于步行運動機100是賦予像爬坡這樣的運動的裝置，因此，具有下述的優點，即，能夠縮短成為步行面的步行帶120的前后長度，進而，與現有的跑步機相比能夠盡可能地縮短主體框架的前后長度。
[0065][第二實施方式]
[0066]接下來，根據附圖對本實用新型第二實施方式涉及的步行運動機100進行說明。
[0067]圖6、圖7中示出第二實施方式涉及的步行運動機100。該步行運動機100具有與圖1所示的第一實施方式的步行運動機大致相同的構成。但是，在限制機構150的構成上較大地不同，其中，限制機構150限制步行帶120朝向后方側移動超過由驅動電動機128產生的驅動量的距離。
[0068]在第二實施方式的步行運動機100中，也是當由驅動電動機128向前側的滾筒121供給了旋轉力的情況下使用者U在步行帶120上步行時，朝向后側輸送步行帶120。
[0069]如圖7所示，作為步行運動機100的驅動機構，在左側的下部水平框架106的內側安裝有驅動電動機128,該驅動電動機128從市電接收電力的供給進行旋轉。該驅動電動機128的電動機旋轉軸127朝向前后方向，并且，在電動機旋轉軸127的前端呈同軸狀地設有蝸桿126。另一方面，在纏繞有環狀的步行帶120的、前側滾筒121的左端側呈同軸狀地安裝有蝸輪125，該蝸輪125與蝸桿126嚙合。
[0070]因此，當使驅動電動機128進行旋轉驅動時，其旋轉驅動力經由蝸桿126、蝸輪125而被傳遞至前側的滾筒121，由此使前側的滾筒121旋轉，從而使步行帶120從前方朝向后方移動。
[0071]此時，也存在通過使用者U的步行而使超過驅動電動機128的旋轉驅動力的力經由步行帶120施加在驅動電動機128上的情況。如此由使用者U施加在驅動電動機128上的力，作為驅動電動機128的再生作用而產生電力(產生反電動勢)。這樣的驅動電動機128的再生作用對于使用者U來說成為負荷，從而作為制動器發揮作用。在第二實施方式中，將該再生作用作為限制機構150進行利用。即，限制機構150使用驅動電動機128的反電動勢。[0072]在此，由蝸桿126和蝸輪125構成的蝸輪蝸桿部不具備作為限制機構150的功能，其中，限制機構150限制發生下述情況，即，當使用者U在步行帶120上步行時，步行帶120朝向后方側移動超過由驅動電動機128產生的驅動量的距離。
[0073]另外，上述驅動電動機128的電動機旋轉軸127也朝向后方突出，并且，在該電動機旋轉軸127的后方突出部分上安裝有速度計(速度檢測傳感器)210，該速度計210檢測電動機旋轉軸127的轉速、換而言之步行帶120的移動速度。作為該速度計210能夠采用使用了光電傳感器的轉速表等。
[0074]但是，第二實施方式的步行運動機中的限制機構150與第一實施方式不同，其是通過控制部200利用電的方式來控制驅動電動機128的旋轉驅動力。換而言之，限制機構150具備控制部200，該控制部200被構成為通過使驅動電動機128的電源輸入端彼此間短路，從而使驅動電動機128中產生的反電動勢作為對驅動電動機128的制動力發揮作用，進而，控制部200對于使驅動電動機128的電源輸入端彼此間短路的時間進行控制。
[0075]該限制機構150配置在左側的下部水平框架106的內部且驅動電動機128的后側。
[0076]圖8是限制機構150的框圖。
[0077]如圖8所示，控制部200由整流部201和PWM控制部202構成，其中，整流部201將從外部供給的市電(交流)轉換成直流并供給至驅動電動機128，PWM控制部202根據PWM脈沖信號(Pulse Width Modulation Pulse Signal)來控制驅動電動機128的旋轉驅動力。
[0078]整流部201是通過將二極管204橋接(bridge connection)而構成。
[0079]PWM控制部202具有:M0S_FET (金屬氧化物半導體場效應晶體管)等的半導體開關元件203、將PWM脈沖信號的脈沖寬度變更為所希望的寬度的CPU (central proces singunit、中央處理器)205、以及將該PWM脈沖信號反相的反相器(inverter) 206。此外，PWM控制部202還具備半橋門極驅動器(half-bridge gate driver) 207和過電流防止電路208。
[0080]在PWM控制部202中，以串聯的方式配置有兩個半導體開關元件203，并且，將其中一個半導體開關元件203a的漏極(drain)側與驅動電動機128的正極側配線(整流部201的正輸出側)連接，將該一個半導體開關元件203a的源極(source)側與驅動電動機128的OV側配線連接。進而，將另一個半導體開關元件203b的漏極側與半導體開關元件203a的源極側連接，將該另一個半導體開關元件203b的源極側與整流部201的OV輸出側連接。
[0081]CPU205產生用于對驅動電動機128的旋轉力進行PWM控制的PWM脈沖信號，并且能夠改變該PWM脈沖信號的脈沖寬度。來自設置在驅動電動機128上的速度計210的信號(即，步行帶120的速度信息)被輸入到CPU205中，當步行帶120的速度低于設定值時，從CPU205輸出脈沖寬度放大了的PWM脈沖信號，當步行帶120的速度高于設定值時，從CPU205輸出脈沖寬度縮小了的PWM脈沖信號。
[0082]從該CPU205輸出的PWM脈沖信號經由半橋門極驅動器207被輸入到半導體開關元件203b的門極(gate),由此通過將半導體開關元件203b加以切換(switching),使施加在驅動電動機128上的電壓(驅動電動機128的電源輸入端之間的電壓)發生變化，從而將驅動電動機128的轉速、旋轉驅動力加以控制。也就是說，PWM脈沖信號作為控制驅動電動機128的旋轉力的信號發揮作用。
[0083]另一方面，從該CPU205輸出的PWM脈沖信號也被輸入到反相器206中，從反相器206輸出的PWM反相脈沖信號經由半橋門極驅動器207被輸入到半導體開關元件203a的門極。當半導體開關元件203a的門極成為High (= I)時，驅動電動機128的電源輸入端成為短路狀態。當欲使呈短路狀態的驅動電動機128旋轉時，在該驅動電動機128中產生反電動勢，由此成為驅動電動機128的電動機旋轉軸127不易旋轉的狀態，從而對于步行帶120發揮制動作用。也就是說，PWM反相脈沖信號是使PWM脈沖信號反相后的信號，并且作為對驅動電動機128進行制動控制的信號發揮作用。
[0084]另外，當來自CPU205的PWM脈沖信號全部為Low (例如，雖然被供給有市電但并未按下啟動按鈕，從而并未輸出驅動步行帶的指令的狀態)時，PWM脈沖信號在反相器206中被反相，并且作為PWM反相脈沖信號而被輸出。由于該PWM反相脈沖信號全部成為High，因此，驅動電動機128不會根據所輸出的PWM反相脈沖信號進行空轉。
[0085]也就是說，無論是在步行帶停止時還是步行帶被驅動時，當驅動電動機128未進行驅動時，均成為制動功能相對于步行帶120發揮作用的狀態。
[0086]進而，第二實施方式的步行運動機中的限制機構150具備過電流防止電路208，該過電流防止電路208防止在驅動電動機128中流動過電流。
[0087]具體而言，過電流防止電路208與從半導體開關元件203b的源極側分岔出的配線連接，該過電流防止電路208對驅動電動機128進行驅動時的電流值進行監視。當驅動電動機128進行驅動時的電流值超過了規定值時，過電流防止電路208輸出Low( = O)(當未檢測到過電流時輸出High ( = I))。過電流防止電路208的輸出和從CPU205輸出的PWM脈沖信號在設置于反相器206的輸入側的加法器209中被進行“與”處理(AND proces sing),并且，其處理結果被輸入到反相器206和半橋門極驅動器207中。
[0088]對于使用上述限制機構150對驅動電動機128的旋轉驅動力進行控制的方法、換而言之限制機構150的制動功能進行敘述。
[0089]首先，與第一實施方式同樣地操作設置在操作盤140上的、使步行帶120開始驅動的驅動開始用開關，從而從前側朝向后側輸送步行帶120。然后，使用者U與步行帶120的移動相配合地進行步行(參照圖5)。
[0090]此時，由于步行帶120是傾斜的，因而相當于在上坡路上步行(爬坡)。在使用者U進行步行時，當步行帶120的移動速度從設定值偏離一定值以上時，限制機構150進行工作而改變驅動電動機128的旋轉驅動力(換而言之是轉速)。
[0091]具體而言，PWM控制部202的CPU205輸出用于將步行帶120的移動速度控制為設定值(例如3.0km/h)的PWM脈沖信號，該PWM脈沖信號經由半橋門極驅動器207被輸入到半導體開關元件203b的門極，由此將半導體開關元件203b加以切換。通過該PWM控制而使步行帶120的移動速度維持為設定值。
[0092]但是，當變為由于使用者U的步行而步行帶120的移動速度變慢(例如2.8km/h)的狀況時，通過速度計210來測量步行帶120的移動速度(變慢后的移動速度)，并將實際測量的速度輸入到CPU205中。此時，CPU205輸出PWM脈沖信號，該PWM脈沖信號經由半橋門極驅動器207被輸入到半導體開關元件203b的門極，由此將半導體開關元件203b加以切換，其中，從CPU205輸出的PWM脈沖信號的脈沖寬度擴大了與使步行帶120的移動速度變快并恢復至設定速度所需脈沖寬度相對應的寬度。此時，控制電流(加速電流)如圖8中的點劃線所示那樣流動。通過該PWM控制，將來自整流部201的輸出控制為規定電壓并供給至驅動電動機128，從而使步行帶120的移動速度維持為設定值。
[0093]另一方面，當變為由于使用者U的步行而步行帶120的移動速度變快(例如
3.2km/h)的狀況時，通過速度計210來測量步行帶120的移動速度(變快后的移動速度)，并將實際測量的速度輸入到CPU205中。此時，CPU205輸出與使步行帶120的移動速度變慢并恢復至設定速度(設定值)所需脈沖寬度相對應地將其脈沖寬度縮小了的PWM脈沖信號，該PWM脈沖信號經由半橋門極驅動器207被輸入到半導體開關元件203b的門極，從而將半導體開關元件203b加以切換。
[0094]同時,還輸出通過反相器206使PWM脈沖信號反相后的PWM反相脈沖信號，并且，該PWM反相脈沖信號經由半橋門極驅動器207被輸入到半導體開關元件203a的門極，從而將半導體開關元件203a加以切換。通過將半導體開關元件203a切換而使驅動電動機128成為短路狀態，并且，當在該狀態下欲使驅動電動機128旋轉時，在該驅動電動機128中再生作用發揮作用(產生反電動勢)。此時，控制電流(制動電流)如圖8中的虛線所示那樣流動。該再生作用對于使用者U來說成為負荷，從而作為制動器而對欲使步行帶120快速移動的動作發揮作用。也就是說，使步行帶120的移動速度恢復至設定值。
[0095]這樣，通過縮小PWM脈沖信號的脈沖寬度并且放大PWM反相脈沖信號的脈沖寬度從而將下述情況限制，即，當使用者U在步行帶120上步行時，步行帶120朝向后方側移動超過由驅動電動機128產生的驅動量的距離。
[0096]另外，在步行帶120的移動速度變慢而輸出脈沖寬度變寬了的PWM脈沖信號時，也輸出通過反相器206而使該PWM脈沖信號反相后的PWM反相脈沖信號，并且,該PWM反相脈沖信號經由半橋門極驅動器207被輸入到半導體開關元件203a的門極。但是，由于PWM反相脈沖信號的脈沖寬度窄，因此，制動作用幾乎不發揮作用。
[0097]但是，在使驅動電動機128旋轉而驅動步行帶120的情況下，當過電流流向驅動電動機128中時，該過電流從半導體開關元件203b的源極側流入過電流防止電路208中。當通過過電流防止電路208檢測到該過電流時，過電流防止電路208輸出Low( = O)，該輸出O與從CPU205輸出的PWM脈沖信號在加法器209中被進行“與”處理。由于在PWM脈沖信號為任何脈沖寬度的信號時加法器209的輸出都為輸出O,因此,半導體開關兀件203b成為斷開(OFF)狀態，半導體開關元件203a成為接通(ON)狀態，由此，相對于步行帶120的制動作用持續地發揮作用。
[0098]通過上述限制機構150的作用使步行帶120以大致固定的速度進行移動，從而不會產生大的振動或噪音，并且，即使在較短的運動時間內也能夠確保有效的運動量。
[0099]另外，第二實施方式的其他的構成和所發揮的作用效果與第一實施方式大致相同，因而省略其詳細說明。
[0100][第三實施方式]
[0101]接下來，對本實用新型第三實施方式涉及的步行運動機100進行說明。
[0102]第三實施方式的步行運動機100具有與第二實施方式的步行運動機100大致相同的外觀和機械結構。但是，第三實施方式的步行運動機100所具備的控制部200 (限制機構150)的構成與第二實施方式不同。
[0103]圖9中示出第三實施方式的限制機構的框圖。
[0104]如圖9所示，控制部200由整流部201和PWM控制部202構成，其中，整流部201將從外部供給的市電(交流)轉換成直流并供給至驅動電動機128，PWM控制部202根據PWM脈沖信號來控制驅動電動機128的旋轉驅動力。
[0105]整流部201是通過將二極管204橋接而構成。
[0106]PWM控制部202具有:M0S_FET等的半導體開關元件203、將PWM脈沖信號的脈沖寬度變更為所希望的寬度的CPU205、以及將該PWM脈沖信號反相的反相器206。此外，PWM控制部202還具備半橋門極驅動器207和過電流防止電路208。
[0107]進而，第三實施方式的控制部200具有將驅動電動機128的正極側配線和驅動電動機128的OV側配線連接的配線，并且，在該配線上設有電阻300。該電阻300所發揮的作用效果如下所述。
[0108]在使用者U進行步行時，當步行帶120的移動速度從設定值偏離一定值以上時，控制部200進行工作而改變驅動電動機128的旋轉驅動力(換言之是轉速)。
[0109]該情況與第二實施方式中所說明的情況相同，S卩，當變為由于使用者U的步行而使得步行帶120的移動速度例如變快(例如3.2km/h)的狀況時，通過速度計210來測量步行帶120的移動速度(變快后的移動速度)，并將實際測量的速度輸入到CPU205中。此時，CPU205輸出與使步行帶120的移動速度變慢并恢復至設定速度(設定值)所需脈沖寬度相對應地將其脈沖寬度縮小了的PWM脈沖信號，該PWM脈沖信號經由半橋門極驅動器207被輸入到半導體開關元件203b的門極，從而將半導體開關元件203b加以切換。
[0110]同時,還輸出通過反相器206使PWM脈沖信號反相后的PWM反相脈沖信號，并且，該PWM反相脈沖信號經由半橋門極驅動器207被輸入到半導體開關元件203a的門極，從而將半導體開關元件203a加以切換。通過將半導體開關元件203a切換而使驅動電動機128成為短路狀態，并且，當在該狀態下欲使驅動電動機128旋轉時，在該驅動電動機128中再生作用發揮作用(產生反電動勢)。此時，控制電流(制動電流)如圖9中的虛線所示那樣流動。該再生作用對于使用者U來說成為負荷，從而作為制動器而對欲使步行帶120快速移動的動作發揮作用。這種情況下產生的反電動勢被施加到控制部200內部的電子器件、例如半導體開關元件203或未圖示的電容器等，最壞時甚至有可能損壞該電子器件。
[0111]因此，在第三實施方式中，通過安裝在驅動電動機128上的電阻300來消耗驅動電動機128中所產生的反電動勢，從而能夠防止對控制部200內部的電子器件帶來不良影響。
[0112]為了有效地將電阻300因消耗反電動勢所產生的熱進行散熱，可以將該電阻300安裝在步行運動機100的下部水平框架106等上，并利用由安裝在驅動電動機128上的風扇等產生的風進行冷卻。
[0113]另外，通過設置該電阻300，驅動電動機128的輸入端成為接近閉合(close)狀態的狀態(具有規定的電阻值R的閉合電路)。即，并不是完全的短路狀態，而是處于在電阻300的電阻值R的介入下呈短路的狀態。因此，通過配置該電阻300，能夠持續產生一定程度的反電動勢，并且能夠與之相對應地實現對步行帶120的制動作用。因此，通過適當地設定電阻300的電阻值R，也能夠如圖10所示不需要設置半導體開關元件203a，從而能夠謀求降低成本。
[0114]進而，第三實施方式的控制部200具有將驅動電動機128的正極側配線和驅動電動機128的OV側配線連接的配線，并且，能夠利用繼電器開關301將該配線連接(ON)或斷開(OFF)。該繼電器開關301的工作及所發揮的作用效果如下所述。[0115]假設使用者U正在步行帶120上進行步行的情況。此時，假設例如供給電源用的插頭突然脫落、或者停止供給市電(停電)。另外，假設由于增大對驅動電動機128的負荷導致保險絲被切斷而安全電路進行工作。在這些狀況下，從圖9的框圖明確可知:驅動電動機128的輸入端變為打開(open)狀態，由此此前起作用的反電動勢完全不再發揮作用。該情況下，步行帶120呈空轉狀態，從而妨礙使用者U以正常狀態安全地進行步行。
[0116]因此，在市電中途斷電、或保險絲被切斷而安全電路進行工作時，使繼電器開關301工作并將繼電器開關301的接點連接到A側，從而使驅動電動機128的輸入端成為閉合狀態。
[0117]具體而言，作為繼電器開關301而采用“電源聯動型的繼電器開關”，在被供給市電時，將繼電器開關301的接點連接到B側而使驅動電動機128的輸入端呈打開狀態。在未供給市電時，使繼電器開關301工作并將繼電器開關301的接點連接到A側，從而使驅動電動機128的輸入端成為閉合狀態。于是，驅動電動機128處于產生最大反電動勢的狀態，從而步行帶120呈被賦予制動力的狀態而避免了空轉，由此使用者U能夠安全地停止步行。
[0118]另外，尤其優選構成為利用來自CPU205的信號使繼電器開關301工作。在該構成的情況下，當步行帶120處于停止時，使繼電器開關301工作并將繼電器開關301的接點連接到A側而使驅動電動機128的輸入端成為閉合狀態，從而使驅動電動機128發揮制動作用。然后，當步行帶120稍微開始移動時，將繼電器開關301的接點連接到B側而使驅動電動機128的輸入端呈打開狀態，從而解除制動作用。通過這樣，能夠確保使用者更安全地進行步行動作。
[0119]另外，由于第三實施方式的其他構成及所發揮的作用效果與第二實施方式大致相同，故省略其詳細的說明。
[0120]應該認為以上所公開的實施方式的所有方面均為例示，而不是限制性的內容。尤其是關于本次所公開的實施方式中未明確公開的事項，例如運轉條件或操作條件、各種參數、結構部件的尺寸、重量、體積等并未超出本領域一般技術人員通常實施的范圍，而是采用本領域的一般技術人員能夠容易想到的值。
【權利要求】
1.一種步行運動機，其具有: 主體框架，其在長度方向的前后兩端部上以旋轉自如的方式轉動支承有滾筒，并且在所述滾筒之間纏繞有環狀的步行帶； 驅動機構，其驅動所述步行帶從所述主體框架的前方側朝向后方側移動； 扶手部，其設置于所述主體框架的前部；以及 操作盤，其設置在所述扶手部上， 所述步行運動機的特征在于， 所述主體框架的前部的位置高于后部的位置，從而將所述主體框架配置成急傾斜狀態； 所述驅動機構具有: 驅動電動機； 整流部，其是通過將二極管橋接而構成，并且將從外部供給的市電轉換成直流并供給至所述驅動電動機； 傳遞機構，其將所述驅動電動機的驅動力傳遞至所述步行帶； 限制機構，其通過使所述驅動電動機的電源輸入端彼此間短路，從而對所述驅動電動機賦予制動力， 并且，所述限制機構具備連接在所述驅動電動機的電源輸入端間且使所述驅動電動機的電源輸入端彼此間短路的具有規定的電阻值的電阻。
2.如權利要求1所述的步行運動機，其特征在于， 所述限制機構還具備連接在所述驅動電動機的電源輸入端間的電源聯動型的繼電器開關，并且，在停止供給市電時，利用所述電源聯動型的繼電器開關使所述驅動電動機的電源輸入端彼此間短路。
【文檔編號】A63B22/02GK203803034SQ201320545709
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2013年9月3日 優先權日:2012年11月15日
【發明者】沼田康一, 三原輝男, 清水新策, 張震海 申請人:大東電機工業株式會社