KR100231165B1 - 트레드 밀의 벨트 변위 제어장치 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 트레드 밀의 기계적 손상과 회동벨트의 회전력에 영향을 주는 벨트의 변위를 방지하기 위하여, 종,횡 후레임(4),(5)과, 이 후레임(4)(5)의 앞뒤에서 회전 가능하게 설치된 복수의 롤러(7), 이 복수의 롤러(7)를 유착한 롤러축(6) 및 이 롤러(7)에 엔드레스로 감겨진 벨트(8)로 이루어진 트레드 밀에 있어서,상기 엔드레스 벨트(8)의 롤러축(6)구동에 따라 벨트의 주행면 변위를 검출하기 위한 벨트 변위 검출부(1) 및 검출된 변위량에 따라 구동원을 구동시켜 상기 롤러축(6)에 감긴 벨트(8)를 주행면 방향에서 조정하기 위한 보정부(3)를 포함하는 기술적 구조를 개시하며, 회동중인 벨트의 주행면의 좌우측면 변위가 자동 조정되는 특징을 갖는다.

Description

트레드 밀의 벨트 변위 제어장치

본 발명은 트레드 밀(Treadmill)에 관한 것이다. 본 발명은 특히, 트레드 밀에서의 달리기나 걷기 도중 회동벨트가 주행축선을 벗어나는 벨트 변위 현상을 방지하기 위한 트레드 밀의 벨트 변위 제어장치(Treadmill For Belt Tracking System)에 관한 것이다.

일반적으로 알려진 트레드 밀의 기본적인 구조는 다음과 같다.

신체의 중량을 받칠 수 있으면서 달리기와 동시에 하방을 향한 강한 충격에 견딜 수 있도록 종,횡 설치된 바닥 후레임; 이 종,횡 후레임으로 짜여진 기본 골격의 앞 뒤 롤러축에 회전 가능하게 설치되는 롤러; 이 앞 뒤에 설치된 롤러에 회전 가능하도록 엔드레스 상태로 감겨진 광폭의 벨트로 이루어진다.

여기에는 상기 회전되는 벨트위에서 장시간 달리는 경우 신체의 균형을 잡아주기 위한 신체 균형 유지수단이 상기 후레임의 바닥으로부터 상방으로 여러 가지 형태로 부가되고, 그 외에도 운동량을 체킹하기 위하여, 발구름 횟수, 보폭 및 시간 설정등의 여러 가지 보조적인 장치가 설치되고, 벨트의 앞 뒤 경사도를 조절할 수 있는 구조를 갖춘 것도 있다.

이와같은 트레드 밀에서 흔지않게 발생되는 문제점으로는 주행중 엔드 레스 벨트의 벨트면 변위(주행중인 벨트가 측면을 향하여 쏠리는 현상,이하 변위라 함)로 인한 고장을 들 수 있다.

이와같은 주행 벨트의 벨트 변위로 인한 고장은 제작 단계에서의 설계 오차 혹은 조립 불량등이 그 원인이다. 그러나, 다양한 기능이 부가되는 각종 트레드 밀에서는 이와같은 구조적인 결함을 개선하기가 용이하지 않아 제작단계에서 종횡의 후레임에 지지된 롤러축의 연결구조를 다시 수정하므로서 그 원인을 해결하려 하고 있다.

이와같은 벨트 변위 현상은 설계 및 조립공정등에서 비교적 정확성을 주더라도 이를 새로이 수정하거나 다시 제작하게 되므로 후레임 제작에 따른 공정 반복으로 인한 손실율이 높고 다시 수정 제작된다 할지라도 불량율이 더 나아진다고 보기 어려운 미묘한 문제점이 있다.

이와같은 트레드 밀에서의 벨트 변위 현상은 상기 후레임 불량에 따른 불량율을 높일 뿐만 아니라 그대로 사용하므로서 기 제작된 후레임의 기계적 마모를 증가시켜 수명을 줄이게 되고, 사용도중 벨트 파손에 의한 안전 사고의 위험성도 있다.

따라서 제작 초기에 직교 좌표의 수평면상에서 X축인 롤러축과의 사이에 조절 가능한 Y축 벨트 주행면을 설정하여 이에 따른 직교 좌표상의 오차를 검출하므로서 Y축 벨트 주행면의 변위 현상 발생시 이를 보정할 수 있는 보정장치가 요구되는 것이다.

이와같은 사후 보정장치를 갖추게 되면 트레드 밀의 불량율, 생산 공정 불합리성, 기계적 마모로 인한 수명의 단축 및 사용도중 발생되는 벨트 파손등의 위험성을 배제 할 수 있다.

바람직하게는 롤러축(직교 좌표상의 X축이라고도 함)에 대한 벨트축(주행면,Y축이라고도 함)의 설정 후 상기와 같은 벨트 변위 발생 초기에 벨트 변위량을 검출해냄과 동시에 검출된 변위량을 동력원으로 변환시키고 이 동력원에 의하여 롤러축을 자동 제어되도록 하므로서 상기 변위량을 보상하는 구조를 자동화할 수 있다.

본 발명은 이와같은 기존 트레드 밀의 벨트 변위에 따른 문제점 및 개선점을 감안하여 롤러축의 직교도를 교정함에 의하여 그 문제점을 개선하려는 데에 그 목적을 두며, 이와같은 롤러축의 직교 좌표 오차로 인한 보정이 벨트 변위 발생 초기에 자동적으로 보정되는 제어장치를 제공함에 주된 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 일부 생략의 평면도

도 2는 도 1의 A-A선 단면도

도 3은 도 2의 좌측면도

도 4는 도 1의 정면도

도 5는 도 2의 B-B선 단면도

도 6은 본 발명 콘트롤 회로를 개략적으로 나타내는 블럭도

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1...... 검출부, 2...... 제어부,

3...... 보정부, 4...... 종 후레임,

5......횡 후레임, 6...... 롤러축,

7......롤러, 8...... 벨트,

10...... 브라켓, 11...... 전위차계,

12...... 접촉부재, 13...... 탄발부재,

14...... 연결간, 15...... 지지봉,

16....... 회동축, 17...... 제 1가이드 바,

18....... 제 2가이드 바, 19...... 지지대,

19-1.....가이드 공, 20...... 지지대,

20-1.....가이드 공, 21......지지대,

21-1.....가이드 공, 22......지지대,

22-1.....가이드 공, 31...... 모터,

32...... 구동축, 33...... 수나사축,

34...... 암나사관,

위와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 종,횡 후레임과, 이 후레임의 앞뒤에서 회전 가능하게 설치된 복수의 롤러, 이 복수의 롤러를 유착한 롤러축 및 이 롤러에 엔드레스로 감겨진 벨트로 이루어진 트레드 밀에 있어서,상기 엔드레스 벨트의 롤러축구동에 따라 벨트의 주행축 변위를 검출하기 위한 벨트 변위 검출부; 및 검출된 변위량에 따라 구동원을 구동시켜 상기 롤러축에 감긴 벨트를 주행축 방향에서 조정하기 위한 보정부를 포함하여 이루어지는 데에 있다.

이와같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 상기 벨트 변위 검출부는, 회동축의 회동범위를 일정 전위로 출력하기 위한 전위차계와, 이 전위차계의 회동축에 연결됨과 동시에 상기 벨트의 측면에 접촉가능하게 위치하는 접촉부재와, 상기 접촉부재의 원복력을 주기 위한 탄발부재로 이루어지므로서 롤러축에 엔드레스로 감긴 벨트의 주행면 변위를 검출하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 상기 보정부는, 상기 제어부로부터 전송되는 정해진 전원출력에 의하여 구동하는 모터와, 이 모터의 롤러축에 연결된 수나사축과, 상기 웜축에 치합 접설됨과 동시에 상기 벨트 회동축의 일단을 관통한 중공형의 암나사관으로 이루어짐이 바람직하며, 상기 롤러축은 Y축의 벨트면을 X축의 롤러축에서 조정 가능하게 지지하기 위하여, 롤러축을 관통하는 가이드 바와, 이 가이드 바를 지지함과 동시에 이 가이드 바의 X축 변위를 흡수 완충하기 위한 가이드공을 형성한 전후지지대로 이루어짐이 바람직하고, 특히, 본 발명 트레드 밀의 벨트 변위를 자동 조절함에 있어 상기 벨트 변위 검출부는, 상기 전위차계를 장착함과 아울러, 상기 접촉부재에 지지된 탄발부재의 타단을 지지하기 위한 지지봉을 구비한 상태에서 상기 후레임에 고정되는 브라켓과, 상기 전위차계의 축과의 사이에 연결되는 연결간을 더 포함함이 바람직하다.

이와같은 본 발명의 목적 달성을 위한 보정 장치는 결국 트레드 밀의 롤러축에 권취된 벨트 변위를 해소하므로서 상기와 같은 트레드 밀에 대한 기계적 마모를 줄여 수명을 보장하며, 벨트 변위에 의한 벨트 손상을 방지하게 된다.

이하에서 본 발명의 구성 및 작용을 설명하기 위해 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

첨부 도면중 도 1은 본 발명의 개략적인 구성을 나타내는 일부 생략의 횡단면도이고, 도 6은 본 발명을 콘트롤하기 위한 개략 회로도로서 이에 따르면,본 발명은 종,횡의 후레임(4)(5)과, 이 후레임(4)(5)의 앞뒤에 설치된 복수의 롤러축(6), 및 이 롤러축(6)의 롤러(7)에 엔드레스로 감겨진 벨트(8)로 이루어지며, 본 발명은 이 장치에 벨트 변위 검출부(1), 제어부(2) 및 보정부(3)를 포함하여서 된다.

구체적으로 상기한 벨트 변위 검출부(1)는, 첨부 도면중 상기 도면 도 1의 A-A선 단면도(도 2)와, 도 2의 좌측면도(도 3)에 의하여 살펴 보면, 상기 후레임(5)에 지지볼트(10-1)로 브라켓(10)을 고정하고, 그 위에 회동축(16)의 회동각도에 따라 일정 전위의 전위차를 발생하는 전위차계(11)를 재치하며, 이 전위차계(11)의 회동축(16)에는 상기 엔드레스 상태의 벨트(8) 측면에 접촉가능하게 위치하는 접촉부재(12)를 설치하고, 이 접촉부재(12)는 미세한 벨트(8)이동에 대응하는 회동각을 얻도록 상기 회동축(16)과의 사이에 2단 절곡 상태로 연결간(14)을 연결함을 알 수 있다.

이 접촉부재(12)는 벨트(8)측면에 항상 탄접하도록 상기 브라켓(10)에 고정된 지지봉(15)과의 사이에 탄발부재(13)를 탄설하여서 된다.

이와같은 벨트(3)의 변위를 검출하기 위해서는 상기한 변위 검출부(1)외에 벨트(3)의 유동에 대하여 이를 보정하기 위한 롤러축(6)의 보정구조를 갖추어야 한다.

즉, 롤러축(6)은 X축의 롤러축단이 Y축의 벨트(8)면 변위를 조정 가능하게 지지하기 위하여, 회전축(6)의 양단을 관통하는 좌우측에 각각 하나씩의 제 1,제 2가이드 바(17)(18)를 설치하고, 이 복수의 가이드 바(17)(18)는 각각 지지됨과 동시에 각각의 가이드 바(17)(18)에 있어 Y축 변위를 흡수 완충하기 위하여 제 1가이드공(19-1)(20-1)을 형성한 일측 지지대(19)(20)와, 제 2가이드 공(21-1)(22-1)을 형성한 타측 지지대(21)(22)로 지지된다.

상기 제어부(2)는 검출된 이동편차를 전기적 신호로 변환,출력하여 구동원을 구동하기 위한 이미 알려진 회로구조를 가지며 본 발명에서는 그에 대한 구체적인 회로의 설명은 생략한다.

한편, 상기한 보정부(3)는, 도 4(도 1의 측면도)와, 도 5(도 4의 B-B선 단면도)에 따르면, X축의 롤러축에 감긴 벨트를 Y축 방향에서 보상하기 위하여 상기 제어부(2)의 출력 신호에 의하여 상기 제어부(2)로부터 전송되는 정해진 전원출력에 의하여 구동하는 모터(31)와, 이 모터(31)의 구동축(32)에 연결된 수나사축(33)과, 상기 수나사축(33)에 치합 접설됨과 동시에 상기 벨트 회동축(6)의 일단을 관통한 중공형의 암나사관(34)으로 이루어진다.

이와같이 이루어진 본 발명은 첨부 도면 도 6에서 도시하는 검출부(1)에서 검출된 벨트의 유동이 전위차계를 통하여 일정 전위로 검출되고, 이 전위차에 의하여 검출된 출력이 제어부(2)로 전달되어 소정의 모터 구동원을 구동하기 위한 신호로 변환처리되고, 이 제어부(2)에서 만들어진 출력신호는 보정부(3)로 전달되어 보정부(3)의 구동원인 구동모터(31)를 구동하여 롤러축(6)의 X축 각도 수정이 이루어지게 된다.

보다 구체적으로는, 첨부 도면중 도 3에서 도시하는 바와같이 본 발명은 상기 브라켓(10)에 설치된 전위차계(11)의 회동축(16)과의 사이에, 2단 절곡 상태의 연결간(14)과 접촉부재(12)가 회동가능하게 설치된다. 이 접촉부재(12)는 평면적 인 상태로 반복 주행되는 벨트(8)의 측면에서 수직 방향으로 위치하여 벨트(8)측면과 항상 접촉가능하도록 위치된다. 따라서 주행중인 벨트(8)의 측면변위이 발생되면 자동적으로 접촉부재(12)와 연결간(14)이 회동축(16)을 정점으로 밀려나면서 일정 회동된다.

이 회동각도에 따라 전위차계(11)에는 일정 전위의 전위차가 발생되어 상기 제어부(2)를 통하여 변환되고, 변환된 신호는 보정부(3)의 구동모터(31)를 구동하기 위한 전원으로 변환되는 소정의 과정을 거친 뒤 구동 모터(31)를 구동하게 되며, 그 전원 공급의 정도(시간)등은 제어부(2) 내부에 전달된 검출부(1)의 회동각도에 비례하여 작용하며, 이와같은 검출신호의 적절한 제어 작동은 잘 알려진 공지의 전기적 수단인 회로도로서 충분히 가능하다. 즉, 벨트의 물리적 측면이동을 전기적 신호로 변환 검출하는 수단은 여러 가지 검출수단으로 가능하고. 이 검출된 벨트변위의 정도는 전자적인 혹은 전기적인 여러 가지 제어신호로 증폭변환될 수 있으며, 이 제어부전원 인가의 정도를 콘트롤 하면서 전원을 개폐시키는 제어부(2)의 작용에 따라 보정부(3)의 구동모터(31)를 일정한 시간동안 구동하게 된다.

이와같은 벨트(3)의 변위를 보정하기 위해서는 첨부 도면 도 1과 도 5에서 도시하는 바와같이 상기한 보정구조를 통하여 Y축의 롤러축(6)단이 X축의 벨트(8)이동을 조정하기 위하여, 회전축(6)의 양단을 관통된 제 1가이드 바(17)의 전단이 지지대(19)를 축으로 후단 지지대(20)의 가이드 공(20-1)영역내에서 좌우 이동 가능하게 설치되며, 이 가이드 바(17)에 지지된 롤러축(6)이 상기 가이드바(17)를 축으로 이동 가능하게 된다.

즉, 상기한 구동모터(31)이 제어부(2)로부터 전원을 인가받게 되면 구동모터(31)의 구동축(33)이 회전되어 롤러축(6)에 관통 고정된 암나사관(34)에 나사맞춤된 숫나사축(33)의 회전으로 롤러축(6)이 반대측 롤러축(6)단을 기점으로 미세하게 회동된다.

따리서 1차적으로 지지대(21)(22)에 걸쳐 유동 가능하게 관착된 제 2가이드 바(18)가 각 지지대(21)(22)의 가이드 공(21-1)(22-1)에서 상기 롤러축(6)의 미세 회동각도를 흡수하게 되고, 2차적으로는 상기 제 1가이드 바(17)에 의하여 지지된 롤러축(6)의 회동 각도가 상기 지지대(20)의 가이드 공(20-1)에서 그 회동에 따른 X축 변위를 흡수하게 된다.

실질적으로 벨트의 측면 이동에 따른 변위의 정도는 많지 않으므로 상기 구동축(32),숫나사축(33)에 의한 롤러축(6)의 이동 거리는 길지 않으므로 축점에 위치하는 제 1가이드 바(17)의 이동 구간은 극히 미세하게 이루어지게 된다.

한편 상기한 전위차계(11)는 회동축(16)의 회동각도에 따라 일정 전위의 전위차를 발생하는 검출구조를 갖지만 이와같은 소정의 변위를 얻고자 하는 장치는 단순한 기계적 변위로서 측정할 수 있는 리미트 스위치로도 대체할 수 있고, 발광소자와 수광소자로서 빛을 수발광 시켜 이를 하나의 비트신호로 설정할 수 있으므로(약 8개의 수발광 소자를 채용할 경우에는 8개의 바이너리 코드신호를 만들어)이를 이용하여 전자적인 벨트의 변위를 측정 가능케 된다.

본 발명에서 언급하지 않은 기존에 알려진 여러 가지 변위량 검출수단은 본 발명을 완성함에 있어 가장 적절한 다른 수단으로 변경함이 가능하고 또 이와같은 수단의 변경이 있다하더라도 본 발명의 목적 달성을 위한 기술적 수단의 변위 측정수단에 포함된다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 제작 초기에 후레임과의 사이에 조절 가능한 롤러축을 구성하므로서 벨트 변위 현상 발생시 이를 수동으로 교정할 수 있도록 하므로서 상기와 같은 트레드 밀의 불량율, 생산 공정 불합리성, 기계적 마모로 인한 수명의 단축 및 사용도중 발생되는 벨트 파손등의 위험성을 배제 하게 된 효과를 갖는다.

특히, 본 발명은 상기와 같은 벨트 변위 발생 초기에 이를 검출해냄과 동시에 검출된 검출치를 동력원으로 변환시키고 이 동력에 의하여 롤러축이 그 오차를 자동 보정할 수 있는 자동화 장치의 실현이 가능해지게 된 효과를 갖는다.

결국, 본 발명은 이와같은 기존 트레드 밀의 벨트 변위에 따른 문제점이 롤러축의 직교 좌표 오차에 기인함에 착안하여 오차의 보정을 벨트 변위 발생 초기에 최대한 짧은 시간내에 자동적으로 이루어지도록 한 효과가 크다.

Claims (6)

1. 종,횡 후레임과, 이 후레임의 앞뒤에서 회전 가능하게 설치된 복수의 롤러, 이 복수의 롤러를 유착한 롤러축 및 상기 롤러에 엔드레스로 감겨진 벨트로 이루어진 트레드 밀에 있어서,

   상기 엔드레스 벨트의 측면 변위량을 검출하기 위한 벨트 측면 변위 검출부;

   상기 검출된 변위량에 따른 상기 롤러축의 위치 보상값을 상기 롤러축 구동원의 출력 신호로 변환하기 위한 제어부; 및

   상기 롤러축의 축 위치를 이동 가능하게 하는 소정의 이동수단을 구비한 보정부;

   를 포함하여 이루어지는 트레드 밀의 벨트 변위 제어장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 검출부는,

   회동축의 회동범위를 전위차로 변환 출력하기 위한 전위차계와, 이 전위차계의 회동축에 연결됨과 동시에 상기 벨트의 측면에 접촉가능하게 위치하는 접촉부재와, 상기 접촉부재의 원복력을 주기 위한 탄발부재로 이루어져 롤러축에 엔드레스로 감긴 벨트의 주행측면 변위를 검출하는 것을 특징으로 하는 트레드 밀의 벨트 변위 제어장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 보정부는,

   상기 제어부의 출력신호에 따라 구동하는 모터와, 이 모터의 회전축에 연결된 수나사축과, 상기 수나사축에 치합 접설됨과 동시에 상기 벨트 롤러축의 일단을 관통한 중공형의 암나사관으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 트레드 밀의 벨트 변위 제어장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 롤러축의 보상구조는, 회전축을 관통하는 가이드 바와, 이 가이드 바를 지지함과 동시에 이 가이드 바의 주행측면 변위를 흡수 완충하기 위한 가이드공을 형성한 전후지지대로 이루어지는 것을 특징으로 하는 트레드 밀의 벨트 변위 제어장치.
5. 제 1항에 있어서,상기 검출부의 측정수단이, 수개의 바이너리 코드신호에 적당한 수개의 수발광소자로 이루어지는 것을 특징으로 하는 트레드 밀의 벨트 변위 제어장치.
6. 제 1항에 있어서,상기 검출부의 측정수단이, 리미트 스위치인 것을 특징으로 하는 트레드 밀의 벨트 변위 제어장치.

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