專利名稱：利用攪動液體以產(chǎn)生阻滯力的阻滯器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型系有關(guān)于一種利用攪動液體以產(chǎn)生阻滯力的阻滯器裝置，特別有關(guān)于一種應(yīng)用在運動器材的阻滯器裝置。
在健身房或家庭中的運動器材，例如固定式自行車、登山機、跑步機等，其原理為將人力所產(chǎn)生之機械能，導(dǎo)入一耗能器，轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽蚨褂谜咧恍枰獦O小的空間，就可以不斷地運動，以達到適當(dāng)之運動量。由于這類運動器材所需要的空間很小，所以相當(dāng)方便。又因為耗能器的種類不同，而產(chǎn)生不同的運動效果。耗能器一般可分為二種1.摩擦式，通常是將摩擦帶繞在飛輪上，藉摩擦力產(chǎn)生耗能作用，其摩擦力可調(diào)整。2.風(fēng)扇式，用鍵條帶動一大型之風(fēng)扇，藉鼓動空氣產(chǎn)生耗能作用，其阻力不能調(diào)整。
上述兩種耗能器都各有缺點。對摩擦式而言，其摩擦力為定值且靜摩擦大于動摩擦，故使用者在起步時會感到非常難以轉(zhuǎn)動，一旦速度加快，使用者又會感到阻力減小，致減低運動效果。若為了增加運動效果而調(diào)高摩擦力，則根本就難以起動，尤其在低速轉(zhuǎn)動時，動作非常滯礙。因此，摩擦式耗能器所產(chǎn)生的運動效果并不好。另外，當(dāng)摩擦帶磨損后，往往找不到替代品，使得運動器材完全失去作用。此外，摩擦式耗能器又常用一甚重的飛輪使健身器材不易搬運。再者，因摩擦帶與飛輪之間摩擦產(chǎn)生之高頻噪音亦令使用者難以忍受。
風(fēng)扇式耗能器產(chǎn)生的阻力是隨著速度而增加的。其運動效果比摩擦式來得好，亦沒有摩擦式難以起動的缺點。而且風(fēng)扇并沒有磨損更換的問題。然而，使用者在運動時，風(fēng)扇產(chǎn)生巨大的噪音，對使用者和附近的人而言，會造成很大的干擾，是很惱人的問題。此外，風(fēng)扇所產(chǎn)生的巨大風(fēng)力，在寒冷的地區(qū)或季節(jié)更是令人難以忍受。再者，風(fēng)扇的其他缺點包括體積龐大，而且其阻力不能調(diào)整。
為此，本實用新型的目的在于提出一種利用攪動液體以產(chǎn)生阻滯力的阻滯器裝置。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，即提出一種利用攪動液體以產(chǎn)生阻滯力的阻滯器裝置，該裝置可用于以旋轉(zhuǎn)運動方式，或以線性運動方式再轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運動方式的健身器材的能量消耗器，它包括兩端板，其共同形成一密閉空間，該端板朝向密才空間突設(shè)有多個槳葉；一旋轉(zhuǎn)板，它突設(shè)有多個可在密閉空間內(nèi)旋轉(zhuǎn)的槳葉；一固接于旋轉(zhuǎn)板并突出于端板之外的軸，它可受外界之驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，并帶動旋轉(zhuǎn)板旋轉(zhuǎn)。密閉空間可容納液體，當(dāng)軸與旋轉(zhuǎn)板旋轉(zhuǎn)時，液體受旋轉(zhuǎn)板的槳葉與端板的槳葉攪動而對旋轉(zhuǎn)板及軸產(chǎn)生阻滯力。
根據(jù)本實用新型的這種阻滯器裝置的優(yōu)點是其阻力能隨速度加快而增加，且易于起動，沒有磨損替換的問題，其噪音很低，不產(chǎn)生風(fēng)擾，體積小巧，使用時可以調(diào)節(jié)阻力。
下面，將結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的描述，圖中


圖1是本實用新型的一個實施例的零件分解圖；圖2是
圖1實施例的組裝圖；圖3、4、5所示為
圖1的裝置的端板的視圖；圖6所示為
圖1的裝置的旋轉(zhuǎn)板的視圖7所示為本實用新型采用的一種軟質(zhì)袋狀負(fù)荷調(diào)節(jié)器；圖8為本實用新型的另一個實施例的視圖。
請參考
圖1，本實用新型之阻滯器系由兩個端板1、旋轉(zhuǎn)板2、主軸3、兩個第1隔板4、兩個第2隔板5、以及軸封6所組成。組合后的情形參閱圖2。其基本原理為兩片端板1組成一封閉殼體，其中灌入液體，例如水。使用者的運動帶動主軸3，使旋轉(zhuǎn)板2旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)板2和端板1各具有相配合的槳葉，使殼體內(nèi)的液體激烈地旋轉(zhuǎn)攪拌，因而產(chǎn)生強大的阻滯力，將動力迅速地消耗掉。因為流體的阻滯力隨旋轉(zhuǎn)速度而增加，因此將本創(chuàng)作應(yīng)用于運動器材之耗能器時，其阻力亦隨速度而增加，且由低速至高速的阻力增加順暢。在起動時，因為液體不產(chǎn)生阻力，所以易于起動。本創(chuàng)作中由于沒有摩擦的元件，因此沒有磨損的問題。與摩擦式耗能器及風(fēng)扇式耗能器相比較，本創(chuàng)作之阻滯器產(chǎn)生的噪音很低，體積小巧，并且也沒有風(fēng)扇式耗能器所產(chǎn)生風(fēng)力的困擾。
請參閱圖3、4、5。端板1大致呈圓盤狀，其下方形成一方形槽，亦即貯液槽11。端板1之內(nèi)部主要分為三部分外環(huán)室12、內(nèi)環(huán)室13以及中央部14。外環(huán)室12與內(nèi)環(huán)室13各設(shè)有多個槳葉15、16。當(dāng)液體在外環(huán)室流動時，槳葉15會使液體產(chǎn)生巨烈的擾動，發(fā)生很大的阻滯力。槳葉16的作用是將內(nèi)環(huán)室的液體排出至外環(huán)室，以產(chǎn)生擾動作用，并減少液體流入中央部14。如圖2所示，中央部14的作用是容納第1隔板4以及第2隔板5，形成一曲折之通道，使液體流入中央部14之后，就會向下流出中央部14，重新進入內(nèi)環(huán)室13，而被帶到外環(huán)室12繼續(xù)循環(huán)，因此液體不會從主軸3與端板1之間的間隙滲出。中央部14和內(nèi)環(huán)部13之間設(shè)有一環(huán)狀的隔板18，內(nèi)環(huán)部13與外環(huán)部12之間設(shè)有一環(huán)狀的隔板17。隔板17的厚度較厚，并且由端板1的外部開設(shè)有六個裝配孔19，可以用螺絲將組合后的阻滯器固定在運動器材上。
端板1的下方具有一貯液槽11，用以貯存液體。貯液槽11與外環(huán)室12之間設(shè)有隔板20。隔板20的兩端及中間部分有缺口21，使外環(huán)室12與貯液槽11能相通。貯液槽11之內(nèi)設(shè)有隔板22、23、24，形成曲折的通道。隔板20、22、23、24的作用是當(dāng)旋轉(zhuǎn)板2旋轉(zhuǎn)時，液體受驅(qū)動而在內(nèi)環(huán)室與外環(huán)室攪動產(chǎn)生阻滯力，因而形成一種液體與氣體的混合體。此混合體受離心力的驅(qū)動，由缺口21進入貯液槽11。由于貯液槽11內(nèi)不會受旋轉(zhuǎn)板2的影響，里面沒有攪動，當(dāng)液體與混合體進入貯液槽11之后，氣體與液體隨即分離，氣泡受隔板22、23、24的阻擋，不能再向下降，于是受浮力上升，又從缺口21進入外環(huán)室12，繼續(xù)在外環(huán)室12之內(nèi)循環(huán)。因此貯液槽11的作用相當(dāng)于一個氣液分離室。在貯液槽11側(cè)壁接近底部之處，設(shè)有一開口25，液體可由此開口25進入貯液槽11，亦可由此開口25離開貯液槽11。貯液槽11的另一作用是調(diào)節(jié)內(nèi)環(huán)室13與外環(huán)室12內(nèi)的液體量，使液體在外環(huán)室12內(nèi)的量保持一定，以避免液體的阻滯力因外環(huán)室12內(nèi)液體量不同而產(chǎn)生變化。
旋轉(zhuǎn)板2之結(jié)構(gòu)請參考
圖1及圖6。旋轉(zhuǎn)板2呈對稱圓盤狀，主要分為外輪葉26、內(nèi)輪葉27、中央部28三部分。該三部分共同結(jié)合于圓盤29，并與之一體成形。外輪葉26的作用是驅(qū)動液體在端板1之外環(huán)室12與外輪葉26一邊旋轉(zhuǎn)，一邊來回擾動，由于液體的擾動會產(chǎn)生很大的阻滯力，該阻滯力的大小與液體的速度成正比，于是達到使阻滯器在高速旋轉(zhuǎn)時阻滯力大，在低速旋轉(zhuǎn)時阻滯力小，在起動時(即靜止時)幾乎沒有阻滯力。
內(nèi)輪葉27的作用是將流入內(nèi)環(huán)室13的水排出至外環(huán)室，以產(chǎn)生擾動作用，并減少液體流入中央部14、28。同時，內(nèi)輪葉27與槳葉16亦能產(chǎn)生攪動液體的效用，與外輪葉共同產(chǎn)生阻滯力。如圖2所示，中央部28與中央部14共同形成一環(huán)室以容納第1隔板4以及第2隔板5，形成一曲折之通道。當(dāng)未被排出至外環(huán)室的液體從內(nèi)環(huán)室流入中央部28、14的時候，受到層層的阻礙，于是當(dāng)液體隨著中央部28、14以及第1隔板4和和第2隔板5旋轉(zhuǎn)至下方時，就會流出中央部14、28，進入內(nèi)環(huán)室13而再度循環(huán)。因此，本實用新型雖然未使用密閉之軸封，且軸封與軸之間并未密封，而為松配合，但已能有效地防止液體外泄。根據(jù)創(chuàng)作人的模型實驗，絕大多數(shù)的液體會在內(nèi)環(huán)室與外環(huán)室之間循環(huán)攪動產(chǎn)生阻滯力，而只有極少部分的液體會受動自上方流入中央部，但隨即由下方流出中央部，可見中央部之曲折通道設(shè)計確實能達到阻止液體外泄的效果。
圓盤29的中心部分有一軸孔30沿軸向方向延伸，以容納金屬軸心3。軸孔30內(nèi)部有齒槽(未圖示)與軸心3的齒槽31嚙合，使軸心3能驅(qū)動旋轉(zhuǎn)板2。軸封6套在軸孔30之向外延伸部分32，用以消除端板1與軸孔30之向外延伸部分32的空隙。在中央部28和內(nèi)輪葉27之間設(shè)有一環(huán)狀的隔板33，將中央部28和內(nèi)輪葉27隔開。在內(nèi)輪葉27和外輪葉26之間設(shè)有隔板34，將內(nèi)輪葉27和外輪葉26隔開。圓盤29在隔板34以及外輪葉26處形成膨脹狀，其中嵌合高密度的材料50，使圓盤29外緣的質(zhì)量增加，因而使旋轉(zhuǎn)板2的轉(zhuǎn)動慣量大為增加。其目的是使用者在使用中，若暫時停止踏動，圓盤29因為轉(zhuǎn)動慣量夠大，不會立刻停止，以免使用者有突然停止的滯礙。另一方面，在起動時，因為液體尚未產(chǎn)生阻力，則藉圓盤29的轉(zhuǎn)動慣量使得使用者不會有踩空的感覺，而能平順地起動。
軸心3為一金屬軸，其一端設(shè)有鏈輪38，其中央部分設(shè)有齒槽31與軸孔30的齒槽嚙合，以驅(qū)動旋轉(zhuǎn)板2，其兩端較細(xì)，用以插入配置在運動器材上的軸承(未圖示)以支撐旋轉(zhuǎn)板2。鏈輪38與運動器材中的鏈條(未圖示)嵌合，隨使用者的運動而轉(zhuǎn)動。若使用者作直線運動(例如劃船動作)，亦可經(jīng)由其他機構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運動后再驅(qū)動鏈輪38。
本實用新型之另一特點為一負(fù)荷調(diào)節(jié)器，能隨使用者的需要調(diào)整阻力大小。如圖2所示，開口25共有兩個，其中之一接到進水口35，另一個則接到負(fù)荷調(diào)節(jié)器36。在未使用之前，使用者可將進水口35接到水龍頭或其它給水裝置，將自來水(或其他液體)灌入阻滯器至圖5所示的水位記號37，使水位不超過軸封6與軸3之間的孔隙的下緣。此時負(fù)荷調(diào)節(jié)器36內(nèi)亦充入一部分水(或液體)。由于在阻滯器內(nèi)攪動的流體量越多，阻滯力愈大，所以使用者可將負(fù)荷調(diào)節(jié)器36提高，使其中的液體流入阻滯器以提高阻滯力，或?qū)⒇?fù)荷調(diào)節(jié)器36降低，使阻滯器中的液體流入負(fù)荷調(diào)節(jié)器36以降低阻滯力。本實用新型亦可利用其他方法調(diào)節(jié)阻滯器內(nèi)的液體量。例如，在圖7中，使用一軟質(zhì)袋狀之負(fù)荷調(diào)節(jié)器37。使用者可旋緊夾具38使負(fù)荷調(diào)節(jié)器37內(nèi)的液體被擠入阻滯器以提高阻滯力，或放松夾具38使液體由阻滯器流回負(fù)荷調(diào)節(jié)器37以降低阻滯力。
依本實用新型之阻滯器組合之方式如
圖1所示，圖2顯示組合后的情形。兩端板接觸面上涂上砂膠之類接合劑以防止液體滲出。端板的外緣設(shè)有突起39，用復(fù)數(shù)個夾子40夾住，將兩端板39固定在一起。開口25則分別接往進水口35和負(fù)荷調(diào)節(jié)器36。
本實用新型之另一實施例如圖8所示，為一橫式阻滯器。其結(jié)構(gòu)和動作原理與上述實施例大致相同。由于液體受離心力影響會向周圍集中，所以中央部不會有泄漏的問題，可將第一隔板4及第二隔板5取消，并將旋轉(zhuǎn)板2及端板1之中央部修改成如圖示之形狀，即可防止泄漏。其液面最高處不應(yīng)超過虛線A的位置。
雖然本實用新型已以一較佳實施例描述如上，然其并非用以限定本創(chuàng)作，對于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型之精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作出某些更動與潤飾，因此本實用新型之保護范圍當(dāng)視后附之權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種利用攪動液體以產(chǎn)生阻滯力的用于健身器材的阻滯器裝置，其特征在于它包括兩端板，其共同形成一密閉空間，該端板朝向該密閉空間突設(shè)有多個槳葉；一旋轉(zhuǎn)板，突設(shè)有多個槳葉，其可在該密閉空間內(nèi)旋轉(zhuǎn)；以及一主軸，固接于該旋轉(zhuǎn)板，并突出于該端板之外，可受外界之驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，并帶動該旋轉(zhuǎn)板旋轉(zhuǎn)；該密閉空間內(nèi)容納液體，當(dāng)該主軸與該旋轉(zhuǎn)板旋轉(zhuǎn)時，該液體受該旋轉(zhuǎn)板之槳葉與該端板之槳葉攪動而對該旋轉(zhuǎn)板及該軸產(chǎn)生阻滯力。
2.如權(quán)利要求1所述之阻滯器裝置，其特征在于它還包括至少一環(huán)狀隔板，配置于該端板與該旋轉(zhuǎn)板靠近該軸之處，形成曲折的通道，使該液體不至由該軸突出于該端板之處泄漏。
3.如權(quán)利要求1所述之阻滯器裝置，其特征在于該端板具有靠近該軸的多個內(nèi)槳葉與靠近其外緣的多個外槳葉；該旋轉(zhuǎn)板具有靠近該軸的多個內(nèi)槳葉與靠近其外緣的多個外槳葉。
4.如權(quán)利要求1所述之阻滯裝置，其特征在于該旋轉(zhuǎn)板之外緣或接近外緣部分被加重，以增加該旋轉(zhuǎn)板的轉(zhuǎn)動慣量。
5.如權(quán)利要求1所述之阻滯器裝置，其特在于它包括一個可以升高或降低以調(diào)節(jié)所述的密閉空間內(nèi)之液體量的負(fù)荷調(diào)節(jié)器。
6.如權(quán)利要求1所述之阻滯器裝置，其特征在于它還包括一個可以通過一機構(gòu)調(diào)整其容積以調(diào)節(jié)所述的密閉空間內(nèi)之液體量的負(fù)荷調(diào)節(jié)器。
專利摘要一種利用攪動液體以產(chǎn)生阻滯力的阻滯器裝置，用于以旋轉(zhuǎn)運動方式，或以線性運動方式再轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運動方式的健身器材之能量消耗器，包括兩端板，其形成一密閉空間，端板朝向該密閉空間突設(shè)有多個槳葉；一旋轉(zhuǎn)板，突設(shè)有多個槳葉，可在密閉空間內(nèi)旋轉(zhuǎn)；一主軸，固接于旋轉(zhuǎn)板，并突出于端板之外；其中密閉空間內(nèi)可容納液體，當(dāng)軸與旋轉(zhuǎn)板旋轉(zhuǎn)時，液體受旋轉(zhuǎn)板之槳葉與端板之槳葉攪動而對旋轉(zhuǎn)板及軸產(chǎn)生阻滯力。
文檔編號A63B21/00GK2168612SQ93209230
公開日1994年6月15日 申請日期1993年4月20日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月20日
發(fā)明者毛建國 申請人:雙龍興實業(yè)廠股份有限公司