JP2006110316A - 運動椅子 - Google Patents

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Abstract

【課題】 座板の回転や移動による振動及び騷音を防止すると共に,特に低速回転時の駆動力でも座板の回転及び駆動が十分発揮することが可能な新規動椅子を提供する。
【解決手段】 座板101が偏心結合されている回転板120の下部に永久磁石140が同心円状に設けられていると共に,回転板の下部に結合される固定板110の上部に電磁石130が同心円状に設けられて,座板が回転可能に形成されている回転椅子100と,床フレーム215の上部に電磁石250が所定間隔で設けられると共に,電磁石の上方の移動板220の下部に所定間隔で前後方に固定される四角棒240及び永久磁石230が設けられて,移動板が前後移動可能であり,移動板の上部に結合された座板201が前後移動可能に形成された前後移動椅子200とからなる。
【選択図】図1

Description

本発明は,運動椅子に関し,さらに詳細には,椅子に腰掛けた状態で腰の回転運動及び腰の前後運動を可能にする運動椅子に関する。
現代人は,一般に,業務と時間に拘束されて生活している実情であるため運動を行う時間がなく,さらに運動を行う場所にも恵まれてはいない。このため,運動不足による慢性疲労や各種疾患を回避したいという思いはあるが,仮に運動時間や運動場所が確保されたとしても,熱心に運動を行うよりは怠ける人が多いのも実情である。これは,運動による疲労を避けようとするためであって,運動は体に良いことが分っているのになかなか運動を習慣にすることができないからである。
このような事情から,近年においては,さほど苦労せずに楽しく運動を行うことが可能な方法が提供されている。即ち,例えば,椅子に腰を掛けているだけで椅子の座板が回転して自動的に腰の運動が行われる方法が提供されている。かかる方法によれば,大した苦労をせずに運動効果を奏することができるばかりでなく,特に,障害者らも容易に運動を楽しむことができるようになる。
しかしながら,椅子の座板を回転させるためには,座板に回転動力を伝達しなければならないが,モータの回転動力を椅子の座板に伝達して回転させる場合には,モータの回転動力の伝達時に振動騷音がともに伝達されて運動に集中することができない,という問題がある。さらに,回転が柔軟に行われないばかりでなく,低速回転時には駆動力を高めるために高馬力のモータが必要となる,という問題がある。
したがって,本発明の目的は,座板の回転や移動による振動及び騷音を防止すると共に,特に低速回転時の駆動力でも座板の回転及び駆動が十分発揮することが可能な新規かつ改良された運動椅子を提供することにある。
上記課題を解決するため,本発明の第1の観点においては,座板(101)が偏心結合されている回転板(120)の下部に永久磁石(140)が同心円状に設けられていると共に,前記回転板(120)の下部に結合される固定板(110)の上部に電磁石(130)が同心円状に設けられて,前記座板(101)が回転可能に形成されている回転椅子(100)と,床フレーム(215)の上部に電磁石(250)が所定間隔で設けられると共に,前記電磁石(250)の上方の移動板(220)の下部に所定間隔で前後方に固定される四角棒(240)及び永久磁石(230)が設けられて,前記移動板(220)が前後移動可能であり,前記移動板(220)の上部に結合された座板(201)が前後移動可能に形成された前後移動椅子(200)と,からなる,ことを特徴とする運動椅子が提供される。
上記記載の発明では,椅子の座板が電磁石と永久磁石と利用して非接触式で回転運動及び前後移動されるので,座板の回転運動や前後移動による振動及び騷音が防止される共に,低速回転時の駆動力に優れているので,少ない電力でも座板の回転力及び駆動力を十分発揮することができる。この結果,椅子に腰を掛けた状態で,大した労力を要することなく腰の運動及び有酸素運動を行うことができ,健康体を保つことができる。さらに,動作の不自由な障害者も運動を行うことができる。
本発明によれば,椅子に腰を掛けた状態で,大した労力を要することなく腰の運動及び有酸素運動を行うことができ,健康体を保つことができる。さらに,動作の不自由な障害者も運動を行うことができる。
また,椅子の座板が回転したり前後に移動したりすることにより,座板に腰を掛けているだけでも腰を回したり動かしたりする運動ができるし,とりわけ,電磁石と永久磁石を用いて非接触式で座板を回転させたり移動させることができる。さらに,動作の不自由な障害者でもただ腰を掛けているだけで腰を回転させたり,前後に移動させる運動が可能であることから,運動不足による疾病の発生を防止して健康が保持できるようになる。さらに,二人が向い合って腰を掛けたままで腰の回転と前後運動をしたり,別途に腰の回転と前後運動を可能とする。
以下に添付図面を参照しながら,本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお,本明細書及び図面において,実質的に同一の機能構成を有する構成要素については,同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
本実施形態にかかる運動椅子は,図1に示すように,回転運動を行う座板101を備えた回転椅子100と,前後に移動する座板201を備えた前後移動椅子200とからなる。かかる回転椅子100と前後移動椅子200とを相互対向に設けて使用することもでき,単独に設けて使用することもできる。また,回転椅子100と前後移動椅子200とは,ねじ等の結合手段によって結合または分離可能になっている。
本実施形態にかかる回転椅子100は,図2,図3及び図8に示すように,極性が周期的に変化する電磁石130と永久磁石140を用いて座板101を回転可能にしたものである。Xバー102の上部には座板101が固定され,Xバー102は,モータによって伸縮されるシリンダー103によって高さが調節される。Xバー102の上部には電磁石130付きの固定板110が固定される。固定板110の中央に形成された軸受111を介して,回転板120の中央に固定された支持軸121が結合される。回転板120の下部には永久磁石140が固定配置されており,回転板120の上部には偏心出力軸122が設けられている。偏心出力軸122には,回転椅子100の座板101の中央が軸受123を介して結合される。
本実施形態にかかる回転椅子100は,床フレーム105の上部にXバー102が設けられ,モータで伸縮されるシリンダー103によってXバー102が拡大または縮小される。このことにより,椅子100の高さが調節される。Xバー102の構造は,公知の構造であり,シリンダー103でXバー102を伸縮させる過程も公知となっているので,詳細な説明は省略する。
本実施形態にかかる座板101は,Xバー102の上部に回転可能に結合される。Xバー102の上部には固定板110が固定される。このとき,固定板110の中央には支持軸121が回転可能に結合される軸受111が固定される。かかる軸受111の周辺に沿って電磁石130が等間隔で配置される。
電磁石130は,直流電源の入力によりインバーターで3相に変換されて120°の位相差を有するように供給される。
固定板110の上部には,回転板120が結合される。回転板120は,下側中央に突設された支持軸121が固定板110の軸受111に嵌合される。回転板120の下部には等間隔で永久磁石140が配設され,回転板120の上部には偏心出力軸122を設けられる。偏心出力軸122は座板101の下部に軸受123で結合される。
ここで,固定板110に固定されている電磁石130は,図4に示すように,6個からなり,回転板120に固定されている永久磁石140は,8個からなることもできるが,4個または5個からなることもできる。即ち,電磁石130と永久磁石140とは,双方とも,等間隔配列という条件と,その個数が互いに相違するという条件とを共に満足する必要がある。
さらに,本実施形態にかかる座板101は,後方へ回転椅子100の背もたれ107が,ばね150を介して連結されて,回転椅子100の座板101が回転運動を行う場合に,ばね150によって復帰力を受けることになる。
さらに,本実施形態においては,固定板110と回転板120に,各々図示されていないフォトカプラを設けることにより,回転板120の回転量と回転位置を検出して回転板120の初期位置を設定したり回転速度を調節したりすることができる。
一方,回転椅子100の前方に結合設置され,あるいは単独で使用可能な前後移動椅子200は,座板201を前後に移動させるが,非接触式で動力を伝達されるので移動騷音や振動が感知されることはない。前後移動椅子200の座板201が上部に固定された移動板220がブランコのように移動するようになっている。移動板220の下部の前後方には,各々永久磁石230と四角棒240とが一定の距離を離隔して固定されており,床フレーム215の上部には前後方に各々電磁石250が設けられているので,電磁石250の磁力と永久磁石230及び四角棒240の磁力によって座板201がブランコのように移動するようにする。
本実施形態にかかる前後移動椅子200は,図12〜図15に示すように,座板201をブランコのように前後方向へ移動させるものである。座板201の中央下部に支承台212が固定され,支承台212は移動板220の中央に立設される。移動板220の両側には連結バー221がヒンジ222によって結合される。連結バー221の上部は,覆い213または床フレーム215に固定される固定板223に軸受ヒンジ224を介して結合される。
移動板220は,連結バー221に吊り上げられた状態でブランコのように前後に移動する。移動板220の中央の支承台212に固定された座板201も,移動板220と同様,ブランコのように前後移動する。移動板220の前方には,ばね225を覆い213に固定させて移動板220の前後移動時に復帰力を提供する。
移動板220の下部には,前後方に各々四角棒240と永久磁石230が所定間隔離隔して設けられ,移動板220の下部に位置する床フレーム215には電磁石250が設けられる。電磁石250は,四角棒240と永久磁石230との間に位置するように設けられる。ここで,電磁石250は,内側へ傾斜する方向へ傾設して,移動板220が前後に移動する場合に,電磁石250の上部と永久磁石230と四角棒240との間隔が一定に保持されるようにする。
電磁石250には,PWM方式の電流が供給されて電磁石250の極性が周期的に変化するようにされる。永久磁石230は,移動板220の内側に位置させる一方,四角棒240は外側に位置させる。永久磁石230は,同様の極性をもつように配列されて,永久磁石230の極性に応じて四角棒240は永久磁石230と反対の極性をもつようになる。
したがって,電磁石250に電流を加えて極性を持たせると,電磁石250の極性と永久磁石230及び四角棒240の極性とが同一または反対となることから,電磁石250の極性を変化させて永久磁石230と四角棒240を押すか引っ張ることになり,これにより移動板220が前後に移動し,座板201も前後に移動するようになる。
上記構成の運動椅子は,回転椅子100と前後移動椅子200を単独で使用したり,互いに対向した状態で結合させて使用可能であるが,以下では,回転椅子100と前後移動椅子200の作動について各々説明し,相互に対向して結合させた状態での作動過程についてはその説明を省略する。
まず,回転椅子100の作動について説明する。
本実施形態にかかる座板101は,回転板120の上部に突出された偏心出力軸122に軸受123で結合され,回転板120の回転時に偏心出力軸122の偏心量だけ回転する。座板101が回転する際には,両側の後方にばね150が結合されているので,その回転が円滑に行われる。
回転板120の下部に突出された支持軸121が固定板110の中央に固定された軸受111に嵌合されているため,回転板120は支持軸121を中心に回転し,さらに固定板110はXバー102の上部に固定される。
固定板110の上部には電磁石130が固定され,回転板120の下部には永久磁石140が固定される。本実施形態においては,電磁石130に印加される電流の方向を変化させて電磁石130の極性を変化させるので,電磁石130と永久磁石140の相互間の引張力押力によって回転板120が回転する。
このように,固定板110の上部で電磁石130と永久磁石140の極性に応じて回転板120が回転すると,回転板120の上部で偏心出力軸122に結合された座板101が回転する。このとき,座板101の後方でばね150で椅子100の背もたれ107に結合されているので,回転運動が円滑に行われるようにされる。
本実施形態にかかる電磁石130は,直流電源をインバーターで3相電流に変換して120°の位相差を持って供給される,PWM方式で供給することにより駆動電流を低下されるばかりでなく,柔軟に回転させることができる。永久磁石140は,相互に隣接した磁石の極性が反対となるようにする。
このように,本実施形態にかかる電磁石130と永久磁石140を配置された運動椅子において,回転板20が反時計方向に回転する工程を,図5〜図7に基づいて説明する。
このとき,電磁石130と永久磁石140が,各々,図5に示すように置かれた状態で,電磁石130に図5のような極性を持たせるような電流が供給されると,永久磁石141と電磁石131では互いに押す力が発生し,電磁石132は永久磁石142を引っ張る一方で永久磁石143を押し,電磁石133は永久磁石143を引っ張る一方で永久磁石144を押し,電磁石134は永久磁石145を押し,電磁石135は永久磁石146を引っ張る一方で永久磁石147を押し,電磁石136は永久磁石147を引っ張る一方で永久磁石148を押すようになって,電磁石130と永久磁石140は相互に押力と引張力が働きかけることから,回転板120は反時計方向に回転しはじめる。
このように反時計方向に回転すると,電磁石130の極性が異なるようにして印加されるようになるので,図6及び図7に示すように,電磁石130の極性が反対となる。この場合には,電磁石130と永久磁石140は相互の押力と引張力が変わることになるが,全体的に永久磁石140を電磁石130から引っ張ったり押したりするようになるので,永久磁石140が固定された回転板120は反時計方向に回転するようになる。
さらに,電磁石130に印加される電流の極性は,120°の位相差を有して印加され,永久磁石140と電磁石130の個数が異なるので,回転板120の回転が行われる。このとき,電流の極性を変化させる周期を速めるほど回転板120の速度が速くなる。
一方,本実施形態にかかる回転板120は,電流の供給が遮断されると即時停止するもので,永久磁石140の磁力が金属製の固定板110に働いて停止するようになり,停止した状態で電流の極性をどのように印加するかによって回転板120の回転方向が決定される。即ち,電磁石130に電流の極性を図5〜図7に示すように印加させると回転板120は反時計方向に回転するが,図9〜図11に示すように印加させると回転板120は時計方向に回転する。
したがって,電磁石130に印加される電流の極性を変化させることにより,回転板120の回転方向が決定される。回転板120が停止した状態で電磁石130に印加される極性が変わると,回転板120は反対に回転し,一方,回転板120が一方向に回転している状態で電流の極性が変わると,回転板120は回転を続ける。したがって,回転板120が停止した状態から回転を始めた場合,電流の極性を変化させると,その極性の速度によって回転方向への回転速度が決定される。一方,回転板120が回転している状態から停止した場合,電流の極性を変化させると,回転板120の回転方向が反対になる。
本実施形態にかかる回転板120と固定板110の一側にはフォトカプラ(図示せず)などが設けられ,回転板120の回転位置と回転速度の検出が可能になる。
回転板120の回転は,固定板110に固定された軸受111に嵌合された支持軸121によって行われ,回転板120の回転によって偏心出力軸122が回転するようになる。偏心回転軸122が座板101に軸受123で結合されているので,回転板120の回転につれて座板101が小さい同心円を描きながら回転するようになる。
このとき,座板101は,後方に背もたれ107とばね150が結合されているので,同心円の回転が容易になり,ばね150が設けられていない場合,座板101の偏心回転によって座板101の回転振動が発生する。
このように,本実施形態においては,電磁石130と永久磁石140の相互の押力と引張力によって座板101を回転させるもので,振動騷音が発生せず,かつ低電力でも大きな力を出せるので,椅子100に腰を掛けたままで運動をするのに効果的に使用される。
次に,前後移動椅子200の作動を図16〜19に基づいて説明する。
本実施形態にかかる永久磁石230はN極,従って四角棒240はS極である状態で,図16のように電磁石250に電流を供給して電磁石250が極性を持たせ,前後方に位置する電磁石250の極性を反対にすると,電磁石250の極性に応じて永久磁石230と四角棒240の極性によって相互に引張力押力をもつようになる。このことにより,移動板220は図17のように前方へ移動し,この状態で電磁石250を流れる電流の方向を転換させると,電磁石250は反対の極性になって図16とは反対に相互に引張力押力が発生して,移動板220は図19のように後方へ移動する。かかる過程を繰り返すと,移動板220は前後方向にブランコのように移動し,これにより座板201も前後に移動する。
このとき,ばね225は,移動板220の移動によって伸縮し,移動板220の復帰力を助ける。
このように,永久磁石230が四角棒240との対向側がN極となるように配置されると,四角棒240は永久磁石230によって磁力をもつようになり,永久磁石230との対向側がS極となる。この状態で四角棒240と永久磁石230との間で床フレーム215の上部に固定された電磁石250が,図16のように前方はS極,後方はN極になるように電流を供給すると,電磁石250と永久磁石230及び四角棒240は相互に引張力押力を持つようになるが,電磁石250が床フレーム215に固定されていることから,永久磁石230が押されるか引っ張られるようになり,これと同時に,四角棒240と永久磁石230は相互に異なる極性となって,相互に引張力や押力が働きかけられるので,固定された電磁石250で四角棒240と永久磁石230は押されたり引っ張られるようになり,図17のように移動板220が前方へ移動する。
この状態で,電磁石250に流れる電流方向を反対にすると,前方の電磁石250はNN極,後方の電磁石250はS極性となり,したがって,四角棒240と電磁石50は相互に押力や引張力をもつようになり,さらに,永久磁石230と電磁石250も相互に引張力とか押力をもつようになるため,移動板220が図19のように後方へ移動するようになる。
さらに,移動板220が図19のように移動した後に再び電磁石250の極性を変えると,移動板220は再度反対方向に移動するようになる。結局,電磁石250に印加される電流の方向を周期的に変えると,移動板220は前後方向に移動し,これにより移動板220に固定された座板201もあたかもブランコが移動するように前後方向に移動するようになる。
このとき,移動板220は,連結バー221にヒンジ222によって結合され,連結バー221の他側は軸受ヒンジ224で固定板223に結合される。このことにより,移動板220は連結バー221に吊り上げられてブランコのように前後に移動するようになり,永久磁石230と四角棒240は移動時に電磁石250の上部を通過しない位置で電磁石250の極性が変わるようにして,移動板220が前後に移動できるようにする。
したがって,前後移動椅子200に腰を掛けていると別途に力を入れずに,電磁石250の極性を変化させる周期に従って前後進運動及び有酸素運動を行なうことができるので,簡便に運動効果を奏することができる。
以上,添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが,本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば,特許請求の範囲に記載された範疇内において,各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり,それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
本実施形態にかかる椅子の側断面図である。 本実施形態にかかる回転椅子の側断面図である。 本実施形態にかかる回転椅子の要部側断面図である。 本実施形態にかかる回転椅子の要部斜視図である。 本実施形態にかかる回転椅子の座板の反時計方向への回転説明図である。 本実施形態にかかる回転椅子の座板の反時計方向への回転説明図である。 本実施形態にかかる回転椅子の座板の反時計方向への回転説明図である。 本実施形態にかかる回転椅子の要部結合状態の側断面図である。 本実施形態にかかる回転椅子の座板の時計方向への回転説明図である。 本実施形態にかかる回転椅子の座板の時計方向への回転説明図である。 本実施形態にかかる回転椅子の座板の時計方向への回転説明図である。 本実施形態にかかる前後移動椅子の内部側面図である。 本実施形態にかかる前後移動椅子の要部側面図である。 本実施形態にかかる前後移動椅子の座板が一側に移動した状態の側面図である。 本実施形態にかかる前後移動椅子の座板が他側に移動した状態の側面図である。 本実施形態にかかる前後移動椅子の座板移動状態の説明図である。 本実施形態にかかる前後移動椅子の座板移動状態の説明図である。 本実施形態にかかる前後移動椅子の座板移動状態の説明図である。 本実施形態にかかる前後移動椅子の座板移動状態の説明図である。
符号の説明
100 回転椅子
101 座板
110 固定板
111 軸受
120 回転板
121 支持軸
122 偏心出力軸
130 電磁石
140 永久磁石
150 ばね
200 前後移動椅子
201 座板
220 移動板
230 永久磁石
240 四角棒
250 電磁石

Claims (7)

  1. 座板(101)が偏心結合されている回転板(120)の下部に永久磁石(140)が同心円状に設けられていると共に,前記回転板(120)の下部に結合される固定板(110)の上部に電磁石(130)が同心円状に設けられて,前記座板(101)が回転可能に形成されている回転椅子(100)と,
    床フレーム(215)の上部に電磁石(250)が所定間隔で設けられると共に,前記電磁石(250)の上方の移動板(220)の下部に所定間隔で前後方に固定される四角棒(240)及び永久磁石(230)が設けられて,前記移動板(220)が前後移動可能であり,前記移動板(220)の上部に結合された座板(201)が前後移動可能に形成された前後移動椅子(200)と,からなる,
    ことを特徴とする運動椅子。
  2. 前記回転椅子(100)は,
    前記座板(101)の高さを調節するXバー(102)の上部に前記電磁石(130)が同心円状に配設された前記固定板(110)が固定され,
    前記固定板(110)の中央に形成された軸受(111)を介して,前記回転板(120)の中央に固定された支持軸(121)が結合され,
    前記回転板(120)には,その下部に永久磁石(140)が同心円状に配設されると共に,その上部には偏心出力軸(122)が形成されており,
    前記偏心出力軸(122)には,前記回転椅子(100)の前記座板(101)の中央が軸受(123)を介して結合され,
    前記座板(101)の後方には,前記椅子(100)の背もたれ(107)との間にばね(150)が設けられている,
    ことを特徴とする請求項1に記載の運動椅子。
  3. 前記固定板(110)の上部に配置された前記電磁石(130)と前記回転板(120)の下部に配置された前記永久磁石(140)とは,同心円状に等間隔で設けられており,かつ前記電磁石(130)の個数と前記永久磁石(140)の個数は異なっている,
    ことを特徴とする請求項2に記載の運動椅子。
  4. 前記電磁石(130)に印加される電流は,120°の位相差を有するPWM方式で供給される,ことを特徴とする請求項2に記載の運動椅子。
  5. 前記前後移動椅子(200)は,
    前記床フレーム(215)の上部に所定間隔で固設される電磁石(250)と,
    前記電磁石(250)の上方で前記移動板(220)の下部に所定間隔で前後方に各々固設される四角棒(240)及び永久磁石(230)と,
    前記移動板(220)を前記床フレーム(215)に固定された固定板(223)に結合させて移動板(220)を前後に移動させる連結バー(221)と,
    前記移動板(220)の中央に固定された支承台(212)の上部に固定される座板(201)と,からなる,
    ことを特徴とする請求項1に記載の運動椅子。
  6. 前記電磁石(250)は,前記床フレーム(215)の上部の両側に設けられると共に,
    前記電磁石(250)は,周期的に電流方向が変化して電磁石(250)の極性が変化される,
    ことを特徴とする請求項5に記載の運動椅子。
  7. 前記移動板(220)の下部には,前後方へ各々四角棒(240)と永久磁石(230)が所定間隔で設けられていると共に,
    前記永久磁石(230)は内側に位置し,かつ前記四角棒(240)は外側に各々位置し,かつ,
    前記四角棒(240)と前記永久磁石(230)との間の下方には,前記電磁石(250)が位置する,
    ことを特徴とする請求項5に記載の運動椅子。
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