KR100678350B1 - 진동운동기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진동운동기구에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상부에 개구부가 형성된 케이스(20)와; 상기 케이스(20)의 내부하단에 설치되는 영구자석(60)과;상기 영구자석(60)의 직상방에 위치하며, 공급되는 전류신호에 따라 수직운동하는 전자석(50)과;상기 전자석의 상단에 위치하는 발판(10)과;상기 발판(10)의 하부에 부착된 가이드(80) 및 상기 가이드(80)와 결속되는 가이드 로드(81)와;상기 전자석(50) 및 상기 영구자석(60)에 공급되는 전류신호를 발생시키는 제어부(30)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 진동운동기구에 관한 것이다.

본 발명에 따른 진동운동기구에 의하면, 불필요한 방향으로의 진동을 억제하여 보다 안전하고 간결하며, 고장이 적다는 이점이 있다. 또한 음향신호에서 저음부를 추출하여 진동주기와 진동 강도를 변화시킬 수 있어서 음악에 맞추어 운동을 할 수 있는 효과가 있다.

진동, 전자석, 운동, 음향

Description

진동운동기구{.}

도 1 : 본 발명의 일실시예에 따른 진동운동기구의 사시도,

도 2 : 본 발명의 일실시예에 따른 구동부의 상면도,

도 3 : 본 발명의 일실시예에 따른 구동부의 단면도,

도 4 : 본 발명의 일실시예에 따른 진동운동기구의 구성블록도,

도 5 : 본 발명의 일실시예에 따른 제어부의 구성 블록도이다.

<도면의 주요부에 사용된 기호의 설명>

10: 발판 20: 케이스

30: 제어부 40: 표시패널

50: 전자석 60: 영구자석

70: 스프링 80: 가이드

81: 가이드 로드 90: 포스트

본 발명은 비만감소 및 근력강화를 위한 운동기구에 관한 것으로, 특히 발판 에 부착된 전자석에 제어부에서 보내는 전류신호를 인가하여 전자석과 영구자석 사이의 반발력을 이용하여 상기 발판을 진동시키며, 가이드와 가이드 로드에 의해 운동방향 이외의 방향으로 발생할 수 있는 진동을 억제하여 안전하게 운동효과를 얻을 수 있는 근력강화기구에 관한 것이다.

종래에 개발된 다양한 운동기구들 중 사용자가 발판에 올라가거나 신체의 일부를 접촉시킨 후, 그 발판을 진동시켜 사용자의 근력강화와 평형유지기능 및 체지방 분해에 효과를 가져오도록 하는 장치가 있다.

그러나 상기와 같은 기존의 운동기구에서는 발판의 상하운동을 정확히 지지해 줄 수 있는 수단이 존재하지 않아 상하 방향 이외의 불필요한 진동이 발생할 수 있다. 이러한 불필요한 진동은 가동부의 마모 등을 가져와 운동기구의 수명에 영향을 주는 것은 물론, 운동기구 위에 위치하는 사용자가 균형을 잡기 힘들어 예기치 않은 부상을 가져올 우려가 있다.

또한 상기의 기존 운동기구는 진동의 주기나 진동의 강도를 단순히 사용자가 조작 스위치를 사용하여 조정하도록 되어 있고 단순히 반복적인 진동만이 발생하도록 되어있어, 사용자가 쉽게 싫증을 느끼게 되어 운동효과가 저하되는 단점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로, 불필요한 방향으로의 진동을 억제하여 부품의 마모를 방지함과 동시에 보다 안전한 운동효과를 기대할 수 있으며, 구동부의 일부에 영구자석을 사용함으로서 소비전력감소와 불필 요한 발열의 억제 및 제작공정의 간소화를 도모하며, 기존의 운동기구들의 단조로운 움직임과 달리 음악에 맞추어 즐겁게 운동함으로써 운동효과를 배가할 수 있는 진동운동기구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 진동운동기구는 상부에 개구부가 형성된 케이스(20)와; 상기 케이스(20)의 내부하단에 설치되는 영구자석(60)과;상기 영구자석(60)의 직상방에 위치하며, 공급되는 전류신호에 따라 수직운동하는 전자석(50)과;상기 전자석의 상단에 위치하는 발판(10)과;상기 발판(10)의 하부에 부착된 가이드(80) 및 상기 가이드(80)와 결속되는 가이드 로드(81)와;상기 전자석(50) 및 상기 영구자석(60)에 공급되는 전류신호를 발생시키는 제어부(30)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제어부(30)는 음향신호 중 저음부를 추출하는 저음부분리필터(37)와 상기 저음부분리필터를 통과한 음향신호를 증폭하여 상기 전자석으로 보내주는 신호처리부(39)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한 상기 제어부(30)는 음향신호를 출력하는 스피커(32)와 연결되는 것이 바람직하다.

또한 상기 제어부(30)는 사용자가 상기 발판(10)의 진동주기와 진동 강도를 조절 할 수 있는 조작스위치(41)와 진동운동기구의 작동 상황을 표시하는 표시패널(40)과 연결되는 것이 바람직하다.

또한 본발명에 따른 진동운동기구는 사용자의 안전을 위한 손잡이(91)가 부착되는 것이 바람직하다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 일실시예에 따른 진동운동기구를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 발판(10)과 케이스(20)와 제어부(30)와 전자석(50)과 영구자석(60)과 가이드(80)와 가이드로드(81)로 구성된다.

상기 발판(10)은 후술하는 전자석(50)의 상단에 부착되며 하단에 가이드(80)가 부착된다. 상기 발판은 후술할 제어부(30)에서 출력되는 전류신호의 변화에 따른 전자석(50)의 운동에 따라 상하로 운동하게 되어 사용자에게 운동효과를 가져오게 된다. 상기 발판(10)의 상부에는 요철을 형성하거나 고무 등의 탄성소재를 도포하여 사용자의 발이나 신발이 미끄러지지 않도록 하는 것이 바람직하다.

케이스(20)는 상부에 개구부가 형성되어 있어 상기 발판(10)이 위치할 수 있도록 되어 있으며, 내부 공간에는 영구자석(60)등의 구동부가 탑재 될 수 있다. 또한 상기 케이스(20)의 내부 바닥에는 영구자석(60)이 위치하며, 가이드로드(81)가 부착된다. 한편 상기 케이스(20)의 후면에는 표시패널(40)과 조작스위치(41)등이 구비된 포스트(90)가 설치되는 것이 바람직하다. 상기 케이스(20)는 기구의 기계적 강도와 기구 외부로의 자속누출방지 등을 고려할 때 철제로 제작되는 것이 바람직하다.

도4은 본 발명의 일실시예에 따른 진동운동기구의 구성블록도이며, 도5은 본 발명의 일실시예에 따른 제어부의 구성 블록도이다. 도4, 도5을 이용하여 제어부(30)를 설명하기로 한다.

제어부(30)는 도 4에 나타난 것과 같이 사용자가 후술하는 조작스위치(41)를 이용하여 선택한 진동주기와 진동강도에 따라 그에 상응하는 전류신호를 발생시킨다. 또한 운동시간과 운동 강도 등 여러 정보를 사용자에게 표시해주는 표시패널(40) 및 사용자가 운동시간이나 운동 강도 등을 선택할 수 있는 조작 스위치(41)도 연결되어 있다. 상기 제어부(30)에서 발생시킨 전류신호가 후술할 전자석(50)과 영구자석(60)에 인가되면, 전류신호의 변화에 따라 각 전자석의 자력에 변화가 발생하여 서로 밀거나 당기는 힘이 발생하여 상기 발판(10)을 상하로 진동시키게 된다. 상기와 같은 전류신호를 발생시키는 회로는 당업계에서 주지관용의 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 제어부(30)는 전원부(33)로부터 공급되는 전류에 의해 작동된다. 상기 전원부(33)는 가정용 교류전원을 사용하는 경우에는 트랜스포머를 이용해 전압을 강하시킨 후 브릿지 회로나 정전압 소자를 이용하여 직류로 변환된 전류를 출력하게 된다.

한편, 상기 제어부(30)에서는 도5 에 나타낸 것과 같이 음성신호 입력부(34)를 통해 음악 등의 음향신호를 입력받아, 그 음향신호의 저음부만을 저음부 분리필터(37) 등을 이용하여 추출해 낸 뒤, 이를 신호처리부(39)에서 증폭하고 적절하게 처리하여 상기 전자석(50)에 인가하여 음악에 맞추어 진동이 발생하도록 하는 것이 바람직하다. 이러한 처리를 하는 회로는 마이크로프로세서와 전력제어용 반도체 소자를 이용하여 구성할 수 있으며, 이러한 기술은 일반적인 기술이므로 별도의 구체 적인 설명은 생략한다.

일반적으로 인간의 가청 주파수는 20Hz~20KHz의 범위에 있고, 본 발명의 작동 주파수는 약 6Hz~60Hz의 범위를 가지므로 저음부 분리필터(37)의 작동 범위를 적절히 조절하면 본 기구의 작동에 무리를 가져오지 않으면서도 효과적인 작용이 가능하다. 또한 상기 제어부(30)내의 음성신호출력부(36)를 후술할 포스트(90)에 부착된 스피커(32)에 연결하여, 사용자가 음악을 들으며 운동을 할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 한편, 음성신호로는 의학적으로 사용자에게 최대한의 운동효과나 스트레칭효과, 피로회복효과를 가져오는 주파수와 리듬을 가진 음악을 선택적으로 사용할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 이로서 다양한 운동효과는 물론 사용자가 흥미를 느끼고 즐겁게 운동을 할 수 있도록 한다.

표시패널(40)은 진동운동기구의 진동주기, 진동강도, 운동시간, 작동상태 기타 입출력 상태 등 필요한 정보를 사용자에게 표시해 주는 역할을 하며 상기 포스트(90)의 상부에 설치되는 것이 바람직하다.

상기 전자석(50)은 도3에서 확인되는 바와 같이 후술하는 영구자석(60)의 직상방에 위치한다. 상기 제어부(30)에서 전류신호가 전자석(50)에 인가되면 자장이 발생되며, 전류신호의 변화에 따른 자장의 변화에 의해 영구자석(60)과의 사이에 자력의 변화가 생겨 이에 의하여 전자석(50)이 부착된 상기 발판(10)전체가 상하로 운동하게 된다. 상기 전자석(50)은 자속의 누출에 따른 손실을 최소화하고 자력에 의한 운동력의 균형과 효율을 위하여 영구자석(60)과 동축으로 설치되는 것이 바람직하다. 한편 전자석(50)에 사용되는 코일용 전선은 전류에 의해 발생하는 열을 견 디기 위하여, 내열성 피복재료 또는 내열성 도료로 피복된 전선을 사용하는 것이 바람직하다.

영구자석(60)은 상기 케이스(20)의 하부에 부착되어 일정한 자기장을 형성시켜주는 역할을 한다. 한편, 상기 영구자석(60)은 상기 베이스(20) 내부의 공간사용효율과 진동운동기구의 운용효율을 극대화시키기 위하여 페라이트 소재 등 단위부피당 발생자속밀도가 높은 소재를 사용하는 것이 바람직하다. 한편, 상기 영구자석(60)을 사용함으로 인해 같은 기능을 가지는 전자석을 사용하는 경우에 비해 진동운동기구가 소비하는 전력을 감소시킬 수 있으며, 전자석에서와 같은 발열현상이 없고, 진동운동기구의 제작공정을 단순화 시킬 수 있다.

스프링(70)은 상기 발판(10)과 상기 케이스(20)에 각각 부착되어 사용자의 체중을 지탱해주며, 급격한 진동에 의한 충격을 완화시켜주는 역할을 한다. 한편 상기 스프링(70)을 상기 발판(10)이나 상기 케이스(20)에 부착할 때 그 사이에 고무 등의 탄성재료를 이용한 완충소재(71)를 사용하여 완충효과를 증대시키는 것이 바람직하다.

상기 가이드(80)는 상기 발판(10)의 하부에 부착되며, 상기 케이스(20)의 하단에 부착된 상기 가이드로드(81)와 결합되어 상하방향이외의 불필요한 방향으로의 진동을 방지하여 사용자가 안전하게 운동할 수 있도록 함과 동시에 불필요한 진동에 의한 고장이나 마모를 방지한다. 이러한 가이드(80)와 가이드로드(81)가 존재하지 않는 경우 상하방향 이외에 좌우방향의 진동이 발생할 수 있으며, 이러한 좌우방향의 진동은 기구를 사용하는 사용자가 운동도중 넘어지거나, 균형을 잡기 위해 무리한 동작을 하게 되어 부상을 당할 염려가 있으므로 매우 위험하다. 상기 가이드(80)의 내부에는 수직베어링 등을 이용하여 마찰을 최소화 하는 것이 바람직하다. 또한 상기 가이드(80)는 도 3.에 나타내어 진 것과 같이 상기 전자석(50)을 둘러싸는 것과 같은 위치에 3개소에 설치하여 3점지지에 의한 안전성을 얻을 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

포스트(90)는 그 상부에 상기 표시패널(40)과 상기 조작스위치(41)이 설치되어 있으며, 그 내부 공간에는 상기 제어부(30)를 설치 할 수 있다. 또한 음향신호 또는 음악을 출력하여 사용자가 즐겁고 쾌적하게 운동을 할 수 있도록 하기 위한 스피커(32)를 부착하는 것이 바람직하다. 한편, 상기 포스트의 상부에는 사용자의 안전을 고려하고 다양한 운동자세를 가능하도록 하기 위하여 손잡이(91)를 설치하는 것이 바람직하다.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 진동운동기구의 작용에 대해 설명하기로 한다. 사용자가 본 발명의 진동운동기구의 발판(10)에 올라선 후 상기 포스트(90)에 설치된 조작 스위치(41)를 조절하여 적절한 진동주기와 진동 강도를 선택하게 된다. 상기 사용자가 선택한 주기와 강도에 따라 상기 제어부(30)에서는 그에 상응하는 전류신호를 발생시켜 이를 전자석(50)에 전달하게 되며, 이에 따른 자력의 변화에 의하여 상기 발판(10)이 상하로 운동하게 되어 사용자에게 운동효과를 가져오게 된다. 이때, 상기 가이드(80)와 가이드로드(81)는 상기 발판(10)의 상하 방향 이외의 운동을 억제시켜 사용자가 안전하게 운동할 수 있도록 한다.

한편, 본 발명의 또 다른 일실시예로서 음향신호를 이용한 진동기구의 작용 에 대해 설명하기로 한다.

상기 제어부(30)에서는, 외부에서 음향신호를 입력받아 그중 작동에 적절한 저음부만을 저음부분리필터(37)를 통하여 추출해 낸 뒤, 이를 신호처리부(39)에서 작동에 필요한 전류신호로 변환하여 이를 상기 전자석(50)에 보내게 된다. 이에 따라 발판은 음향신호 중 저음부의 변화에 따라 상하로 운동하게 되어 사용자는 음악에 맞추어 운동을 할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 진동운동기구에 의하면 발판(10)의 동작에 의해 근력강화 운동과 균형감각의 훈련은 물론, 진동에 의한 마사지효과를 이용한 피로회복의 효과가 용이하게 얻어진다는 장점이 있다.

한편, 전자석(50)의 극 변화에 의해 동작이 이루어지므로 소음이 적고 구조가 간단하여 고장의 발생이 적다는 이점이 있으며, 영구자석을 사용함으로서 전력소비를 줄임과 동시에 불필요한 발열을 방지하고 제작공정을 간소화 시킬 수 있으며, 가이드(80)와 가이드 로드(81)에 의해 상하진동을 제외한 불필요한 방향의 진동이 억제되어 사용자가 예기하지 못한 부상을 당할 염려를 줄이고 고장이나 구동부의 마모를 줄일 수 있다는 장점이 있다.

또한, 음향신호를 이용하여 진동을 조절할 수 있도록 함으로서 단조로운 운동이 아닌 다양하고 효과적인 운동효과를 기대할 수 있으며, 사용자의 필요에 따른 음악이나 음향을 선택하여 보다 많은 운동효과나 피로회복 효과를 가져올 수 있다는 장점이 있다.

Claims (5)

1. 삭제
2. 상부에 개구부가 형성된 케이스(20);

   상기 케이스(20)의 내부하단에 설치되는 영구자석(40)과;

   상기 영구자석(60)의 직상방에 위치하며, 공급되는 전류신호에 따라 수직운동하는 전자석(50)과;

   상기 전자석의 상단에 위치하는 발판(10)과;

   상기 발판(10)의 하부에 부착된 가이드(80) 및 상기 가이드(80)와 결속되는 가이드 로드(81)와;

   상기 전자석(50) 및 상기 영구자석(40)에 공급되는 전류신호를 발생시키되, 음향신호 중 저음부를 추출하는 저음부분리필터(37)와 상기 저음부분리필터를 통과한 음향신호를 증폭하여 상기 전자석으로 보내주는 신호처리부(39)로 구성되는 제어부(30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동운동기구.
3. 제 2항에 있어서 상기 제어부(30)는

   음향신호를 출력하는 스피커(32)와 연결되는 것을 특징으로 하는 진동운동기구.
4. 삭제
5. 삭제

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