TW201433333A - 走步機 - Google Patents

Abstract

本發明提供的走步機不會產生大的振動或噪音，並且能夠在較短的運動時間內確保有效的運動量。其解決手段為，走步機(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)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，使蝸輪與滾筒相連接。通過蝸輪蝸桿部的制動功能而使制動力相對於步行帶(120)發揮作用。

Description

走步機

本發明涉及運動者在環狀帶上進行走步或跑步運動的走步機。

已知有一種運動人員在移動的環狀帶上進行走步運動或跑步運動(以下統稱為“走步運動”，在本發明中並未明確區分“走步”和“跑步”)的被稱為跑步機的運動器材。在這樣的運動器材中，為了防止運動人員在運動過程中跌倒等情況以確保安全，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。由於具備這樣的構造，因而在不使用時會佔用很大的空間，因此，例如專利文獻1(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走步運動器材。

[先前技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本特開2007-159879號

但是，在專利文獻1所公開的運動器材中，為了增加運動量而考慮到了提高在該運動器材上的走步速度、或者增加使用該運動器材的運動時間。但是，像這樣提高走步速度會使振動或噪音變得過大，這對於居住在公寓等的使用者來說並不理想。另外，增加運動時間對於並沒有多餘閒暇時間的使用者來說並不理想。但是，專利文獻1中既未公開也未暗示關於這樣的課題及其解決方法。

因此，本發明是鑒於上述問題而完成的，其目的在於提供一種不會產生大的振動或噪音，並且，即使在較短的運動時間內也能夠確保有效運動量的走步機。

為了達成上述目的，本發明採取以下的技術手段。

本發明有關的走步機具有：主體框架，在長度方向的前後端部旋轉自如地轉動支承有滾筒，並且在上述滾筒之間纏繞有環狀的步行帶；驅動機構，驅動上述步行帶從主體框架上面的前方側朝向後方側移動；扶手部，豎立設置於上述主體框架的前部；以及操作盤，設置在上述扶手部。該走步機的特徵為：上述主體框架的前部的位置高於後部的位置，將主體框架配置成急傾斜狀態。

另外，可構成為：上述驅動機構具有驅動電動機、傳遞手段以及限制手段，其中，上述傳遞手段將上 述驅動電動機的驅動力傳遞至步行帶，上述限制手段限制發生下述情況，即當使用者在步行帶上走步時，步行帶朝向後方側移動超過由驅動電動機產生的驅動量。

進而，可構成為：上述傳遞手段具有由蝸桿和蝸輪構成的蝸輪蝸桿部，並且，上述蝸輪蝸桿部作為上述限制手段動作，其中，上述驅動電動機的旋轉力被輸入到上述蝸桿中，並且上述蝸桿和上述蝸輪嚙合傳動，由上述蝸輪朝上述步行帶輸出旋轉驅動力。

上述限制手段以使用驅動電動機的反電動勢為佳。

上述限制手段以具備控制部，其中，上述控制部構成為：通過使上述驅動電動機的電源輸入端彼此間短路而使得上述反電動勢作為相對於驅動電動機的制動力發揮作用，並且，上述控制使上述驅動電動機的電源輸入端彼此間短路的時間為佳。

上述限制手段以具備連接在上述驅動電動機的電源輸入端間的電阻為佳。

上述限制手段以構成：通過在上述驅動電動機的電源輸入端彼此間設置電阻使其短路，從而使上述反電動勢作為相對於驅動電動機的制動力發揮作用為佳。

上述限制手段以具備連接在上述驅動電動機的電源輸入端間的繼電器開關，並構成為在停止供給商用電力時，使上述繼電器動作而使上述驅動電動機的電源輸入端彼此間短路，由此使驅動電動機產生反電動勢並作為制動力發 揮作用為佳。

進而，可以在主體框架的前部設有支承構件，將上述主體框架配置成急傾斜狀態。

進而，可以在上述操作盤中顯示通過對步行帶上的走步量進行換算而得到的高度方向上的移動量。

根據本發明的走步機，由於將主體框架配置成急傾斜狀，或者具有限制手段，因此，不會產生大的振動或噪音，並且，即使在較短的運動時間內也能夠確保有效的運動量。

100‧‧‧走步機

101‧‧‧扶手部

102‧‧‧上部水平框架

103‧‧‧縱向框架

104‧‧‧前部支腳部

105‧‧‧後部支腳部

106‧‧‧下部水平框架

107‧‧‧懸掛框架

108‧‧‧懸掛水平框架

109‧‧‧連接框架

120‧‧‧步行帶

121‧‧‧滾筒(前側、驅動側)

122‧‧‧減速齒輪

123‧‧‧齒輪

124‧‧‧旋轉軸

125‧‧‧蝸輪

126‧‧‧蝸桿

127‧‧‧電動機轉軸

128‧‧‧驅動電動機

130‧‧‧滾筒(後側、從動側)

140‧‧‧操作盤

150‧‧‧限制手段

200‧‧‧控制部

201‧‧‧整流部

202‧‧‧PWM控制部

203‧‧‧半導體開關元件

203a‧‧‧半導體開關元件

203b‧‧‧半導體開關元件

204‧‧‧二極體

205‧‧‧CPU

206‧‧‧反相器

207‧‧‧半橋柵極驅動器

208‧‧‧過電流防止電路

209‧‧‧加法器

210‧‧‧速度計(速度檢測感測器)

300‧‧‧電阻

301‧‧‧繼電器開關

圖1是本發明第一實施形態有關的走步機的整體立體圖。

圖2是本發明第一實施形態有關的走步機的前視圖。

圖3是本發明第一實施形態有關的走步機的側視圖。

圖4是本發明第一實施形態有關的走步機的驅動機構的放大立體圖。

圖5是表示本發明第一實施形態有關的走步機的使用樣態的圖。

圖6是本發明第二實施形態有關的走步機的整體立體圖。

圖7是將本發明第二實施形態有關的走步機的內部放大後的立體圖。

圖8是本發明第二實施形態有關的走步機的限制手段的方塊圖。

圖9是本發明第三實施形態有關的走步機的限制手段的方塊圖。

圖10是本發明第三實施形態有關的走步機的限制手段的方塊框圖(變形例)。

[第一實施形態]

以下，根據附圖對本發明實施的第一實施形態有關的走步機100進行說明。

以下，為了便於說明而使用圖1的紙面中箭頭所示的前後方向、上下方向對裝置進行說明。這些方向與由站在走步機100上的使用者U觀察到的前後方向、左右方向、上下方向一致。

圖1表示本實施形態有關的走步機100的整體立體圖，圖2表示走步機100的前視圖，圖3表示走步機100的側視圖。

如這些圖所示，該走步機100具有主體框架(詳細是後述的縱框架103等)、驅動機構(詳細是後述的驅動電動機128等)、扶手部101以及操作盤140，其中，主體框架 在長度方向的前後端部上旋轉自如地轉動支承有滾筒121(前側)和滾筒130(後側)，並且，在該等滾筒121與滾筒130之間纏繞有環狀的步行帶120；驅動機構，將步行帶120在主體框架上面從前方側朝向後方側輸送；扶手部101，豎立設置於主體框架的前部；操作盤104，設置於扶手部101(詳細是如後述與扶手部101呈一體構成的上部水平框架102的中央部附近)。

在該走步機100中，運動人員(使用者)U雙腳站在步行帶120上進行朝前側走步的運動。該情況下，通過驅動機構的驅動使步行帶120從前方側朝向後方側(即與使用者U的走步方向)移動。該步行帶120的寬度形成為比使用者的肩寬更寬而不會對走步造成障礙的寬度。

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和左右一對的後部支腳部105、連接框架109、以及懸掛框架107和懸掛水平框架108所構成，其中，上部水平框架102設置於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，並且在前後端部上將滾筒121(前側)和滾筒130(後側)旋轉自如地加以保持；左右一對的前部支腳部104和左右一對的後部支腳部105安裝在下部水平框架106上，並且左右一對的後部支腳部105的高度低於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。

如圖3所示，在該走步機100中，安裝於下部水準框架106上的作為支承構件的前部支腳部104和後部支腳部105被形成為後部支腳部105的高度低於前部支腳部104的高度。由於是這樣的構成，因此，主體框架的前部的位置高於後部的位置，從而將主體框架配置成急傾斜狀。從充分確保安全性的方面來看，圖3所示的角度θ以20度~25度為佳。

關於該角度θ，例如也可以通過將前部支腳部104相對於下部水平框架106的安裝位置在上下方向上進行變更，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。

上部水平框架102的左右兩端構成扶手部101，並且，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的中央部附近設有操作盤140。該操作盤140由使用該走步機100進行運動的使用者U進行操作，或者對使用者U顯示資訊。該操作盤140的安裝位置並未被限定，只要是使用該走步機100的使用者U能夠容易進行操作或者查看資訊的位置即可。

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驅動停止用開關。進而，該操作盤140上以設有用於改變步行帶120速 度的開關為佳。作為在該操作盤140中顯示的資訊，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餘時間。另外，也可以在該操作盤140中顯示步行帶120上的走步量(步行距離)，或者顯示通過將走步量(步行距離)換算成高度方向的距離而得到的高度方向的移動量。即，在該走步機100中，使用者U是在上坡路上走步，因此，相當於使用者U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(Tokyo Skytree)的高度600m處、到達富士山的海拔3700m處等的資訊。

參照圖4對該走步機100的驅動機構進行說明。

該驅動機構具備：驅動電動機128，從家庭用商用電源接收電力的供給進行旋轉；蝸桿126，以軸心一致的方式與驅動電動機128的電動機轉軸127連接；蝸輪125，與蝸桿126咬合；齒輪123，通過轉軸124以軸心一致的方式與蝸輪125連接；以及減速齒輪122，被設置為與齒輪123咬合。減速齒輪122與前側的滾筒121以轉軸一致的方式連接。在該前側的滾筒121(驅動側)與後側的滾筒130(從動側)之間纏繞有環狀的步行帶120。即，在該走步機100中，作為傳遞手段而設有由蝸桿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，並且，通過蝸桿126與蝸輪125嚙合，由蝸輪125向步行帶120輸出旋轉驅動力。

進而，在該走步機100中設有限制手段150，該限制手段150限制發生下述情況，即，當使用者U在步行帶120上走步時，步行帶120朝向後方側移動超過由驅動電動機128產生的驅動量。上述蝸輪蝸桿部被構成作為該限制手段150進行動作。以下對此詳細地進行說明。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的轉軸)使輸入軸(蝸桿126的轉軸)旋轉的特性(旋轉阻力大的特性)。可以將該特性解釋為蝸輪蝸桿部的制動功能。

(理論上)當摩擦角大於蝸桿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，當該導程角大於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，在本實施形態有關的走步機100中，也將蝸桿126的導程角設在10度以下。

由於是設定了蝸桿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上走步時，步行帶120朝向後方側移動超過由驅動電動機128產生的驅動量。

另外，關於上述驅動電動機128，當由該驅動電動機128向前側的滾筒121供給旋轉力的情況下使用者U在步行帶120上走步時，該驅動電動機128向後側輸送步行帶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的再生作用對於使用者U來說成為負荷，從而造成制動器的作用。

圖5表示使用者U站在該走步機100的步行帶120上進行走步的狀態。

這樣，使用者U雙腳站在步行帶120上，並且操作設置在操作盤140上的使步行帶120驅動開始用的開關，而從前側朝向後側輸送步行帶120。

使用者U與步行帶120的移動相配合地進行走步。此時，由於步行帶120的傾斜而相當於在上坡路上走步(爬坡)。因此，(1)與步行帶120平坦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上走步時，(2)限制步行帶120朝向後方側移動超過由驅動電動機128產生的驅動量的限制力(蝸桿的制動功能)發揮作用，或者，(3)當步行帶120欲朝向後方側移動超過由驅動電動機128產生的驅動量時，驅動電動機128的再生動作發揮作用。在上述(1)~(3)的任一種情況下，使用者U的運動量皆可增加。

這樣，由於無需加快步行帶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，即使在短時間內也能夠增大運動量的方面較為理想。另外，由於走步機100是賦予如爬坡運動的 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的前後長度，進而與現有的跑步裝置相比能夠盡可能縮短主體框架的前後長度。

[第二實施形態]

接下來，根據附圖對本發明第二實施形態有關的走步機100進行說明。

圖6、圖7表示第二實施形態有關的走步機100。該走步機100具有與圖1所示的第一實施形態的走步機大致相同的構成。但是，在限制手段150的構成上較大的不同，即限制手段150限制步行帶120朝向後方側移動超過驅動電動機128所產生的驅動量。

在第二實施形態的走步機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上走步時，朝向後側輸送步行帶120。

如圖7所示，作為走步機100的驅動機構，在下部水平框架106的左側內側安裝有驅動電動機128，該驅動電動機128從商用電源接受電力的供給進行旋轉。該驅動電動機128的電動機轉軸127朝向前後方向，並且，在電動機轉軸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，使該蝸輪125與蝸桿126咬合。

因此，當驅動電動機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，使前側的滾筒121旋轉，而使得步行帶120從前方朝向後方移動。

此時，也存在通過使用者U的走步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的再生作用對於使用者U來說成為負荷，從而作為制動器發揮作用。在第二實施形態中，將該作用作為限制手段150加以利用。即，限制手段150使用驅動電動機128的反電動勢。

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手段150的功能，其中，限制手段150限制發生下述情況，即，當使用者U在步行帶120上走步時，步行帶120朝向後方側移動超過由驅動電動機128所產生的驅動量。

另外，上述驅動電動機128的電動機轉軸127也朝向後方突出，並且，在該後方突出部分上安裝有速度計(速度檢測感測器)210，該速度計210檢測電動機轉軸127的轉速，換言之，步行帶120的移動速度。作為該速度計210能夠採用使用光電感測器的轉速表等。

但是，第二實施形態的走步機中的限制手段150與第一實施形態不同，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。換言之，限制手 段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的短路，從而使驅動電動機128產生的反電動勢發揮對驅動電動機128制動力的作用，進而，控制部200對於使驅動電動機128的電源輸入端彼此間短路的時間進行控制。

該限制手段150是在下部水平框架106左側的內部且配置在驅動電動機128的後側。

圖8是限制手段150的方塊圖。

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將外部所供給的商用電力(交流)轉換成直流電並供給至驅動電動機128，PWM控制部202根據PWM脈衝信號(Pulse Width Modulation)來控制驅動電動機128的旋轉驅動力。

整流部201是通過將二極體204橋接而構成。

PWM控制部202具有：MOS-FET等的半導體開關元件203、將PWM脈衝信號的脈衝寬度變更為所希望寬度的CPU205、以及將該脈衝信號反相的反相器206。此外，還具備半橋柵極驅動器207和過電流防止電路208。

PWM控制部202，以串聯的方式配置有兩個半導體開關元件203，並且，將其中一個半導體開關元件203a的漏極側與驅動電動機128的正極側配線(整流部201的正輸出)連接，將半導體開關元件203a的源極側與驅動電動機128的0V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，將半導體開關元件203b的源極側與整流部201的0V輸出側連接。

CPU205產生用於對驅動電動機128的旋轉力進行PWM控制的PWM脈衝信號，並且能夠改變該PWM脈衝信號的脈衝寬度。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的速度資訊)被輸入到CPU205中，當步行帶120的速度低於設定值時，從CPU205輸出脈衝寬度放大後的PWM脈衝信號，當步行帶120的速度高於設定值時，從CPU205輸出脈衝寬度縮小後的PWM脈衝信號。

從該CPU205輸出的PWM脈衝信號經由半橋柵極驅動器207被輸入到半導體開關元件203b的柵極，由此通過將半導體開關元件203b加以切換，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脈衝信號作為控制驅動電動機128的旋轉力的信號發揮作用。

另一方面，從該CPU205輸出的PWM脈衝信號也被輸入到反相器206中，從反相器206輸出的PWM反相脈衝信號經由半橋柵極驅動器207被輸入到半導體開關元件203a的柵極。當半導體開關元件203a的柵極成為High(=1)時，驅動電動機128的電源輸入端成為短路狀態。當欲使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，由此驅動電動機128的電動機旋轉軸127成為不易旋轉的狀態，而對於步行帶120發揮制動作用。也就是說，PWM反相脈衝信號是使PWM脈衝信號反相後的信號，並且作為對驅動電動機128進行制動控制的信號發揮作用。

另外，當來自CPU205的PWM脈衝信號全部為Low(例如，雖然被供給有商用電源但並未按下啟動按鈕，從而並未輸出步行帶驅動的指令的狀態)時，PWM脈衝信號在反相器206中被反相，並且作為PWM反相脈衝信號而被輸出。由於該PWM反相脈衝信號全部成為High，因此，驅動電動機128不會根據所輸出的PWM反相脈衝信號進行空轉。

也就是說，無論是在步行帶停止時還是步行帶驅動時，當驅動電動機128未進行驅動時，均成為制動功能相對於步行帶120發揮作用的狀態。

進而，第二實施形態的走步機中的限制手段150具備過電流防止電路208，該過電流防止電路208防止過電流在驅動電動機128中的流動。

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驅動時的電流值進行監視。當驅動電動機128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(=0)(當未檢測到過電流時輸出High(=1))。過電流防止電路208的輸出和從CPU205輸出 的PWM脈衝信號在設置於反相器206的輸入側的加法器209中進行“與”處理(AND processing)，其結果被輸入到反相器206和半橋柵極驅動器207中。

對於使用上述限制手段150對驅動電動機128的旋轉驅動力進行控制的方法、換言之限制手段150的制動功能進行敘述。

首先，與第一實施形態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，而從前側朝向後側輸送步行帶120。然後，使用者U與步行帶120的移動相配合地進行走步(參照圖5)。

此時，由於步行帶120是傾斜而相當於在上坡路上走步(爬坡)。在使用者U進行走步時，當步行帶120的移動速度從設定值偏離一定值以上時，限制手段150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)。

具體而言，PWM控制部202的CPU205輸出用於將步行帶120的移動速度控制為設定值(例如3.0km/h)的PWM脈衝信號，該PWM脈衝信號經由半橋柵極驅動器207被輸入到半導體開關元件203b的柵極，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的移動速度維持著設定值。

但是，當由於使用者U的走步而使得步行帶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(變慢後的移動速度)， 並將實際測量的速度輸入到CPU205中。此時，CPU205輸出PWM脈衝信號，該PWM脈衝信號經由半橋柵極驅動器207被輸入到半導體開關元件203b的柵極，由此將半導體開關元件203b加以切換，其中，從CPU205輸出的PWM脈衝信號的脈衝寬度擴大與使得步行帶120的移動速度變快並恢復至設定速度所需脈衝寬度對應的寬度。此時，控制電流(加速電流)如圖8中的點線所示地流動。通過該PWM控制，將來自整流部201的輸出控制為規定電壓並供給至驅動電動機128，從而使步行帶120的移動速度維持著設定值。

另一方面，當由於使用者U的走步而使得步行帶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(變快後的移動速度)，並將實際測量的速度輸入到CPU205中。此時，CPU205輸出使步行帶120的移動速度變慢並恢復至設定速度(設定值)所需脈衝寬度對應地將其脈衝寬度縮小的PWM脈衝信號，該PWM脈衝信號經由半橋柵極驅動器207被輸入到半導體開關元件203b的柵極，從而將半導體開關元件203b加以切換。

同時，還輸出通過反相器206使PWM脈衝信號反相後的PWM反相脈衝信號，該PWM反相脈衝信號經由半橋柵極驅動器207被輸入到半導體開關元件203a的柵極，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，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中的虛線所示地流動。該再生作用對於使用者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。

如上述，通過縮小PWM脈衝信號的脈衝寬度並且放大PWM反相脈衝信號的脈衝寬度從而限制下述情況，即，當使用者U在步行帶120上走步時，步行帶120朝向後方側移動超過由驅動電動機128產生的驅動量。

另外，在步行帶120的移動速度變慢而輸出脈衝寬度變寬的PWM脈衝信號時，也輸出通過反相器206而使該PWM脈衝信號反相後的PWM反相脈衝信號，該PWM反相脈衝信號經由半橋柵極驅動器207被輸入到半導體開關元件203a的柵極。但是，由於PWM反相脈衝信號的脈衝寬度窄，因此，制動作用幾乎不發揮作用。

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時，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(=0)，該輸出0與從CPU205輸出的PWM脈衝信號在加法器209中進行“與”處理。由於在PWM脈衝信號為任何脈衝寬度的信號時加法器209的輸出都為輸出0，因此，半導體開關元件203b成為斷開 (OFF)狀態，半導體開關元件203a成為接通(ON)狀態，相對於步行帶120的制動作用持續地發揮作用。

通過上述限制手段150的作用使步行帶120以大致固定的速度移動，從而不會產生大的振動或噪音，並且，即使在較短的運動時間內也能夠確保有效的運動量。

另外，第二實施形態的其他的構成和所發揮的作用效果與第一實施形態大致相同，因而省略其詳細說明。

[第三實施形態]

接下來，對本發明第三實施形態有關的走步機100進行說明。

第三實施形態的走步機100具有與第二實施形態的走步機100大致相同的外觀和機械結構。但是，第三實施形態的走步機100所具備的控制部200(限制手段150)的構成與第二實施形態不同。

圖9中表示第三實施形態的限制手段的方塊圖。

如圖9所示，控制部200由整流部201和PWM控制部202構成，整流部201將從外部供給的商用電力(交流)轉換成直流並供給至驅動電動機128，PWM控制部202根據PWM脈衝信號來控制驅動電動機128的旋轉驅動力。

整流部201是通過將二極體204橋接而構成。

PWM控制部202具有：MOS-FET等的半導體開關元 件203、將脈衝信號的脈衝寬度變更為所希望的寬度的CPU205、以及將該脈衝信號反相的反相器206。此外，還具備半橋柵極驅動器207和過電流防止電路208。

此外，第三實施形態的控制部200具有將驅動電動機128的正極側配線和驅動電動機128的0V側配線連接的配線，並且，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。

在使用者U走步時，當步行帶120的移動速度從設定值偏離一定值以上時，使控制部200動作而改變驅動電動機128的旋轉驅動力(換言之是轉速)。

該情況與第二實施形態所說明的情況相同，例如當變為由於使用者U走步而使得步行帶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(變快後的移動速度)，並將實際測量的速度輸入到CPU205。此時，CPU205輸出與使步行帶120的移動速度減速並恢復至設定速度(設定值)所需脈衝寬度對應地將其脈衝寬度縮小後的PWM脈衝信號，該PWM脈衝信號經由半橋柵極驅動器207被輸入到半導體開關元件203b的柵極，從而將半導體開關元件203b加以切換。

同時，還輸出通過反相器206使PWM脈衝信號反相後的PWM反相脈衝信號，該PWM反相脈衝信號經由半橋柵極驅動器207被輸入到半導體開關元件203a的柵極，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，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中的虛線所示地流動。該再生作用對於使用者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內部的電子零組件，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零組件。

因此，在第三實施形態中，通過安裝在驅動電動機128上的電阻300來消耗所產生的反電動勢，從而能夠防止對控制部200內的電子零組件帶來不良影響。

為了有效將電阻300因消耗反電動勢所產生的熱進行散熱，可以將該電阻300安裝在走步機100的下部水平框架106等，並利用由安裝在驅動電動機128的風扇等產生的風進行冷卻。

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狀態的狀態(具有規定的電阻值R的閉合電路)。即，並不是完全的短路狀態，而是處於在電阻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，並且能夠與之對應地實現對步行帶120的制動作用。因此，通過適當設定電阻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而能夠謀求降低成本。

進而，第三實施形態的控制部200具有將驅動電動機128的正極側配線和驅動電動機128的0V側配線連接的配線，並且，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。

假設使用者U正在步行帶120上進行走步的情況。此時，假設例如供給電源用的插頭突然脫落、或者停止供給商用電源(停電)。另外，假設由於增大對驅動電動機128的負荷導致保險絲切斷而安全電路進行工作。在這些狀況下，從圖9的方塊圖明確可知：驅動電動機128的輸入端變為打開狀態，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正常且安全的走步。

因此，在商用電力中途斷電、或保險絲被切斷而安全電路進行工作時，使繼電器開關301作動並將繼電器開關301的接點連接到A側，使驅動電動機128的輸入端成為閉合狀態。

具體而言，作為繼電器開關301而採用“電源聯動型的繼電器開關”，在被供給商用電源時，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。在未供給商用電源時，使繼電器開關301動作並將繼電器開關301的接點連接到A側，而使得驅動電動機128的輸入端成為閉合狀態。於是，驅動電動機128處於產生最大反電動勢的狀態，從而步行帶120呈被賦予制動 力的狀態而可避免空轉，由此使用者U能夠安全地停止走步。

另外，尤其以構成利用來自CPU205的信號使繼電器開關301動作為佳。在該構成的情況下，當步行帶120處於停止時，使繼電器開關301動作並將繼電器開關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，而預先使驅動電動機128發揮制動作用。然後，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，解除制動作用。通過這樣，能夠確保使用者更安全的走步動作。

另外，由於第三實施形態的其他構成及所發揮的作用效果與第二實施形態大致相同，故省略其詳細的說明。

應該認為以上記載的實施形態的所有方面均為例示，而不是限制性的內容。尤其是關於本次所記載的實施形態中未明確記載的事項，例如運轉條件或操作條件、各種參數、構成物的尺寸、重量、體積等並未超出本領域技術人員通常實施的範圍，而是採用本領域的技術人員能夠容易想到的值。

100‧‧‧走步機

102‧‧‧上部水平框架

103‧‧‧縱向框架

104‧‧‧前部支腳部

105‧‧‧後部支腳部

106‧‧‧下部水平框架

120‧‧‧步行帶

121‧‧‧滾筒(前側、驅動側)

125‧‧‧蝸輪

126‧‧‧蝸桿

128‧‧‧驅動電動機

140‧‧‧操作盤

Claims (10)

1. 一種走步機，具有：主體框架，在長度方向的前後端部以旋轉自如地轉動支承有滾筒，並且在上述滾筒之間纏繞有環狀的步行帶；驅動機構，驅動上述步行帶從上述主體框架上面的前方側朝向後方側移動；扶手部，豎立設置於上述主體框架的前部；以及操作盤，設置在上述扶手部上，上述走步機，其特徵為：上述主體框架的前部的位置高於後部的位置，從而將主體框架配置成急傾斜狀態。
2. 如申請專利範圍第1項記載的走步機，其中，上述驅動機構具有驅動電動機、傳遞手段以及限制手段，上述傳遞手段將上述驅動電動機的驅動力傳遞至步行帶，上述限制手段限制發生下述情況，當使用者在上述步行帶上走步時，步行帶朝向後方側移動超過由上述驅動電動機產生的驅動量。
3. 如申請專利範圍第2項記載的走步機，其中，上述傳遞手段具有由蝸桿和蝸輪構成的蝸輪蝸桿部，上述驅動電動機的旋轉力被輸入到上述蝸桿中，並且由上述蝸輪輸出旋轉驅動力至上述步行帶，上述蝸輪蝸桿部被構成作為上述限制手段進行工作。
4. 如申請專利範圍第2項記載的走步機，其中，上述限制手段使用驅動電動機的反電動勢。
5. 如申請專利範圍第4項記載的走步機，其中，上述限制手段具備控制部，上述控制部被構成為：通過使上述驅動電動機的電源輸入端彼此間短路從而使上述反電動勢作為相對於驅動電動機的制動力發揮作用，並且，控制部控制使上述驅動電動機的電源輸入端彼此間短路的時間。
6. 如申請專利範圍第4項記載的走步機，其中，上述限制手段具備連接在上述驅動電動機的電源輸入端間的電阻。
7. 如申請專利範圍第4項記載的走步機，其中，上述限制手段構成為：通過在上述驅動電動機的電源輸入端間設置電阻並使上述驅動電動機的電源輸入端彼此間短路，從而使上述反電動勢作為相對於驅動電動機的制動力發揮作用。
8. 如申請專利範圍第4~7項中任一項記載的走步機，其中，上述限制手段具備連接在上述驅動電動機的電源輸入端間的繼電器開關，並且，上述限制手段構成為：在停止供給商用電力時，使上述繼電器開關工作而使上述驅動電動機的電源輸入端彼此間短路，由此使驅動電動機產生反電動勢並將上述反電動勢作為相對於上述驅動電動機的制動力發揮作用。
9. 如申請專利範圍第2項記載的走步機，其中，在上述主體框架的前部設有支承構件，從而使上述主體框架配 置成急傾斜狀態。
10. 如申請專利範圍第2項記載的走步機，其中，在上述操作盤中顯示有通過對步行帶上的步行量加以換算而得到的高度方向的移動量。