KR100764064B1 - 운동 장비용 안장 및 그러한 안장을 이용하는 운동 장비 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 사용자가 앉은 자세로 운동할 수 있게 하고, 앉은 자세의 변화를 억제하여 안정된 운동 효과를 얻을 수 있는 능력을 가진 운동 장비용 안장을 제공한다. 상기 운동 장비는, 베이스, 상기 사용자의 엉덩이를 지지하는 상기 안장, 및 상기 사용자 자체 중량에 의해 다리에 작용하는 부하가 발위치와 사용자의 무게 중심 사이의 상대적 위치 이동에 따라 변화하도록, 상기 안장을 상기 베이스에 이동 가능하게 결합시키고, 상기 발위치와 상기 무게 중심 사이의 상대적 위치 이동의 방향이 무릎 관절의 굴신의 방향으로 제한되도록, 상기 안장의 가동 방향을 제한하는 결합 기구를 포함한다. 상기 안장은 상기 사용자의 대퇴부 영역의 일부가 들어맞도록 한 쌍의 만곡 리세스를 상기 안장의 외주에 가진다.

운동 장비, 안장, 베이스, 지지부, 결합 기구, 만곡 리세스, 범프, 등받이, 안장 길이 조절기, 안장 폭 조절기, 각도 조절기.

Description

운동 장비용 안장 및 그러한 안장을 이용하는 운동 장비{SADDLE FOR EXERCISE EQUIPMENT AND EXERCISE EQUIPMENT USING THE SAME}

본 발명은, 미용 운동의 목적으로 또는 운동 부족 해소의 목적으로 운동을 제공하는 능력을 가질 뿐만 아니라, 무릎 통증을 가진 사용자가 다리 훈련을 할 수 있게 하는 운동 장비용 안장, 및 상기 안장을 이용하는 운동 장비에 관한 것이다.

체지방을 감소시키기 위한 에어로빅 운동이, 최근에 증가되는 경향에 있는 생활 습관병을 개선하는 데에 유효하다고 알려져 있다. 또한, 인슐린 감수성을 개선하기 위해 적극적으로 근육 수축을 일으켜 당 신진대사가 강화될 때, 당 신진대사는 생활 습관병을 개선하는 데에 기여한다. 사용자가 자발적으로 운동을 할 수 있게 하는 운동 장비로서, 예를 들면, 고정 사이클링 머신(옥내 운동 자전거) 및 고정 러닝 머신(트레드밀(treadmill))이 공지되어 있다. 한편, 사용자가 수동적으로 운동을 하여 요추(腰椎) 및 등과 같은 체간부(體幹部)의 근육 수축을 주로 강화하는 운동 효과를 얻을 수 있게 하는 다른 운동 장비로서, 승마 운동 머신(예를 들면, 일본국 특허 공개 공보 11-155836)이 이미 공지되어 있다.

근육 수축에 의해 당 신진대사를 효율적으로 개선하기 위해, 대퇴부(大腿部) 영역에 큰 볼륨을 가진 근육을 수축시키는 것이 효율적이다. 그러나, 고도 비만인 당뇨병 환자 및 고령자에게는 무릎 통증이 따르는 경우가 많다. 따라서, 그들은 대퇴부 영역에서 근육을 효율적으로 수축시키기 위해 쪼그리기 운동을 할 수 없다. 걷기와 같은 가벼운 운동을 하는 경우에도, 병이 악화되거나 무릎 통증이 증가될 가능성이 있다. 따라서, 옥내 운동 자전거 및 트레드밀과 같은 상기 운동 장비는 무릎 통증을 가진 사용자에게는 추천되지 않는데, 왜냐하면, 무릎 관절이 굽혀지고 신장되거나, 사용자 자신의 중량보다 큰 부하가 무릎 관절에 작용하기 때문이다. 한편, 승마 운동 머신을 이용할 때, 사용자는 좌석에 앉은 자세로 운동하기 때문에, 무릎 관절에 작용하는 부하는 비교적 작다. 그러나, 앉은 자세에 따라 운동 효과는 쉽게 변한다. 또한, 근육의 수축은 주로 사용자의 요추 및 등에 발생하기 때문에, 사용자의 다리에 바람직한 운동 효과를 안정적으로 얻기 어렵다는 문제가 있다.

따라서, 운동 부족 해소 또는 미용 운동을 목적으로 하는 사용자에게 적합하고, 무릎 통증을 가진 사용자가 바람직한 운동 효과를 안전하게 얻을 수 있게 하는 새로운 운동 장비를 개발할 필요가 있다.

상기 문제점을 감안하여, 본 발명의 주목적은, 사용자가 앉은 자세로 다리 운동을 할 수 있게 하는 운동 장비에 이용되며, 사용자의 앉은 자세 및 앉은 방향에 따라 발생되는 운동 효과의 변화를 감소시킬 수 있는 능력을 가지는 안장을 제공하는 것이다.

즉, 상기 운동 장비는, 정위치(定位置)에 고정된 베이스, 상기 사용자 자체 중량의 적어도 일부가 대퇴부 영역을 포함하는 다리에 작용하도록, 상기 사용자 신체의 일부를 지지하는 지지부, 및 상기 사용자 자체 중량에 의해 다리에 작용하는 부하가 발위치와 사용자의 무게 중심 사이의 상대적 위치 이동에 따라 변화하도록, 상기 지지부를 상기 베이스에 이동 가능하게 결합시키고, 상기 발위치와 상기 무게 중심 사이의 상대적 위치 이동의 방향이 무릎 관절의 굴신(屈伸)의 방향으로 제한되도록, 상기 지지부의 가동 방향을 제한하는 결합 기구를 포함한다. 본 발명의 상기 안장은 상기 지지부로서 상기 사용자의 엉덩이를 지지하고, 상기 안장은, 상기 사용자의 대퇴부 영역의 일부가 들어맞도록 한 쌍의 만곡 리세스를 상기 안장의 외주에 가진다.

본 발명에 따르면, 상기 안장은 상기 사용자의 대퇴부 영역의 일부가 들어맞는 만곡 리세스를 가지기 때문에, 대퇴부 영역을 안장에 용이하게 위치시켜, 반복적으로 다리 운동을 하기 위한 적절한 자세를 제공할 수 있다. 그 결과, 앉은 자세 및 방향의 변화를 억제하여 운동 효과를 안정하게 얻을 수 있다.

본 발명에서, 상기 사용자가 상기 안장에 앉아 발을 상기 발위치에 놓은 상태에서, 상기 사용자의 다리 사이의 개방각이 우측 및 좌측 무릎 관절의 굴신의 방향에 실질적으로 일치하도록, 상기 만곡 리세스가 형성된다. 더욱 구체적으로는, 상기 사용자가 안장에 앉은 상태에서, 상기 사용자의 다리 사이의 개방각이 30도 내지 70도의 범위에 있고, 특히 60도가 되도록, 상기 만곡 리세스가 형성된다. 이 경우에, 사용자는 안정된 자세로 다리 운동을 할 수 있다.

본 발명의 다른 목적은 상술한 안장을 이용하는 운동 장비를 제공하는 것이다. 본 발명의 운동 장비는, 정위치에 고정되어 있는 베이스, 사용자 자체 중량의 적어도 일부가 대퇴부 영역을 포함하는 다리에 작용하도록, 상기 사용자 신체의 일부를 지지하는 지지부, 및 상기 사용자 자체 중량에 의해 다리에 작용하는 부하가 발위치와 사용자의 무게 중심 사이의 상대적 위치 이동에 따라 변화하도록, 상기 지지부를 상기 베이스에 이동 가능하게 결합시키고, 상기 발위치와 상기 무게 중심 사이의 상대적 위치 이동의 방향이 무릎 관절의 굴신의 방향으로 제한되도록, 상기 지지부의 가동 방향을 제한하는 결합 기구를 포함한다. 상기 지지부는 상기 사용자의 엉덩이를 지지하기 위한 안장을 포함한다. 상기 안장은, 상기 사용자의 대퇴부 영역의 일부가 들어맞도록 한 쌍의 만곡 리세스를 상기 안장의 외주에 가진다.

본 발명의 다른 특징 및 이점은 아래에서 설명되는 본 발명을 수행하기 위한 최선의 실시예로부터 명백하게 될 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 운동 장비의 개략도이다.

도 2는 안장의 평면도이다.

도 3은 안장의 측면도이다.

도 4의 (a) 및 (b)는 운동 장비의 동작을 도시하는 도면이다.

도 5의 (a) 및 (b)는 가동 발판을 가진 운동 장비의 동작을 도시하는 도면이다.

도 6은 등받이를 가진 안장의 사시도이다.

도 7의 (a) 및 (b)는 안장 길이 조정기의 동작을 도시하는 개략도이다.

도 8의 (a) 및 (b)는 안장 각도 조정기의 동작을 도시하는 개략도이다.

도 9의 (a) 내지 (d)는 안장 폭 조정기의 동작을 도시하는 개략도이다.

도 10의 (a) 및 (b)는 가동 발판을 가지지 않은 운동 장비의 동작을 도시하는 도면이다.

첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 이러한 실시예의 운동 장비는, 마루 표면에 배치되는 베이스(1), 사용자의 엉덩이를 지지하기 위한 좌석 부재(2), 및 사용자의 발을 수납하기 위한 한 쌍의 발판(3)을 구비한다. 좌석 부재(2)와 발판(3)은 결합 기구(4, 5)를 통해 베이스(1)에 장착된다. 결합 기구(4, 5)에 구동원으로서 각각 연결되는 모터(6, 7)는 제어 수단(10)에 의해 제어된다. 모터(7)는 각각의 발판(3)에 대해 준비된다.

좌석 부재(2)에, 기둥(21), 사용자의 엉덩이를 지지하기 위해 기둥(21)의 상단부에 배치되는 안장(22), 및 안장을 기둥에 결합시키며, 기둥에 대한 안장의 평행 이동 및 회전 이동을 가능하게 하는 연결부(23)가 설치된다. 기둥(21)의 하단부는 결합 기구(4)에 결합된다.

좌석 부재 상에 앉은 사용자의 위치, 방향 및 자세가 운동 동안에 인가되는 부하의 크기와 사용자의 무릎 통증에 미치는 영향을 감소시키기 위해, 이러한 운동 장비에 이용되는 안장(22)은 그 외주부에 한 쌍의 만곡 리세스(24)를 가지며, 도 2에 도시된 바와 같이, 만곡 리세스(24)는 사용자의 대퇴부 영역(C)의 부분이 들어맞도록 구성된다. 만곡 리세스(24)로서, 예를 들면, 원형 실린더의 외주부 표면이 이용될 수 있다.

사용자가 안장(22)에 앉아 발을 발판(3)에 놓은 상태에서, 사용자의 다리 사이의 개방각(θ)이 우측 및 좌측 무릎 관절의 굴신의 방향에 실질적으로 대응하도록, 상기 만곡 리세스(24)가 형성되는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 사용자의 다리 사이의 개방각이, 가파른 엉덩이 조인트를 가진 사용자 또는 부끄러움을 타는 여성 사용자에게 적합한 하한으로서의 30도 내지 사용자가 편안한 앉은 자세를 취하는 상한으로서의 70도의 범위에 있고 특히 60도이도록, 상기 만곡 리세스가 형성되는 것이 바람직하다. 다시 말해서, 도 2에 도시된 바와 같이, 안장의 전후방으로 연장되는 중심축과 안장(22)의 평면도에서의 상기 만곡 리세스의 중심선 사이의 각도(=θ/2)가 15도 내지 35도의 범위에 있고 특히 30도이도록, 각각의 만곡 리세스가 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 각도 범위에서, 사용자는 편안한 자세로 안장 상에 앉을 수 있다. 또한, 아래에서 설명된 바와 같이, 운동에 의해 좌우 다리에 교대로 부하를 부여하기에 적합하다.

또한, 사용자가 안장(22)에 앉은 자세에서 발을 발판(3)에 놓은 상태에서, 수직 방향에 대한 사용자의 대퇴부 영역(C)의 경사각이 30도 내지 50도의 범위에 있고 특히 40도가 되도록, 상기 만곡 리세스(24)가 형성되는 것이 바람직하다. 다시 말해서, 도 3에 도시된 바와 같이, 만곡 리세스(24)의 중심축과 안장(22)의 측면도에서의 수직 방향의 수직축 사이의 각도(Φ)가 30도 내지 50도의 범위에 있고 특히 40도이도록, 만곡 리세스(24)가 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 각도(Φ)는 무릎 통증이 거의 발생하지 않는 무릎 각도의 최대치에 따라 결정된다. 즉, 각도(Φ)는 바람직하게는, 하부 다리 영역(J)(경골(脛骨))이 베이스(1)에 대해 수직 방향으로 서 있는 상태에서, 무릎 각도가 40도이도록 설정된다. 이러한 각도 범위에서, 무릎 통증이 거의 없이 부하를 무릎 관절에 인가할 수 있다. 그 결과, 사용자가 무릎 관절의 골관절염과 같은 무릎 관절의 통증을 느낄 때에도, 사용자는 병이 악화되거나 무릎 통증의 염려 없이 편안하게 운동할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 안장(22)의 상면은, 전후 방향의 중심부가 전방부와 후방부 사이의 오목부에 배치되도록, 유연한 만곡 표면을 가진다. 본 실시예에서, 예를 들면, 안장(22)의 상면의 전방측에 제1 범프(bump)(25)가 형성되고 후방측에 제2 범프(26)가 형성되며, 한 쌍의 만곡 리세스(24)는 제1 및 제2 범프 사이의 영역에 형성된다. 이러한 구조에 따르면, 사용자가 안장에 앉을 때, 사용자의 엉덩이와 골반이 제1 범프와 제2 범프 사이의 영역에 들어가, 안장 상의 사용자의 엉덩이의 위치가 쉽게 판정될 수 있다. 따라서, 앉은 자세의 변화를 감소시켜 안정한 운동 효과를 얻을 수 있다.

또한, 안장(22)의 제1 범프(25)를 제공하는 안장의 전방부가 착탈 가능하게 형성되는 것이 바람직하다. 제1 범프가 안장으로부터 분리될 때, 안장의 상면은, 안장 전방부가 상기 만곡 리세스를 가지는 안장 중심부보다 낮게 배치되고, 안장 후방부가 안장 중심부보다 높게 배치되도록 구성되는 유연한 만곡 표면이 된다. 이 경우에, 앉은 자세의 변화를 감소시키는 이점이 있다. 또한, 사용자가 다리 조인트에 병 또는 장애가 있는 경우에도, 안장의 전방부가 중심부보다 낮게 배치되기 때문에, 사용자는 다리를 올리지 않고도 안장(22)에 용이하게 오르고 내릴 수 있다. 더욱이, 사용자에게 작용하는 부하가 너무 작을 때, 사용자는 자신의 체중을 다리부에 인가하여 운동 강도를 증가시킬 수 있다. 운동 중에 사용자의 엉덩이의 위치 이탈을 방지하기 위해, 제1 범프(25)는 사용자가 안장에 앉은 뒤에 필요하다면 안장에 부착될 수 있다.

안장(22)의 상면의 전후방향의 중심 영역이 사용자의 엉덩이를 수납하기 위한 평평한 표면을 가지는 것도 바람직하다. 이 경우에, 사용자의 엉덩이가 비교적 넓은 면적을 가지는 평평한 표면에 의해 유지되기 때문에, 안장은 사용자의 엉덩이로부터 체중을 균일하게 받을 수 있다. 따라서, 미저골(coccyx)의 압축, 및 좌골(坐骨)의 결절과 같은 사용자의 엉덩이의 특정 위치에 응력 집중을 일으키지 않고 오랜 시간 동안 편안한 운동을 제공할 수 있다.

이 실시예에서, 결합 기구(4)는 전후 방향 및 좌우 방향으로 연장되는 회전축을 구비한다. 예를 들면, 기둥(21)은 좌우 방향으로 연장되는 회전축 주위에서 전후 방향으로 피봇 이동 가능하고, 좌우 방향으로 연장되는 회전축을 포함하는 연결부는 전후 방향으로 연장되는 회전축 주위에서 좌우 방향으로 피봇 이동 가능하다. 따라서, 이 결합 기구(4)에 따르면, 기둥(21)의 하단부는 지지점으로서 작용하여, 기둥(21)은 전후 좌우로 진동할 수 있다. 본 실시예에서, 결합 기구(4)는 2개의 모터(6)를 이용하여 기둥(21)을 임의의 방향으로 진동할 수 있게 한다.

기둥(21)은, 하단부와 상단부를 망 구조(nested structure)로 형성하여 높이 방향으로 신축 가능하다. 도면 부호(8)는 기둥(21)의 길이 방향으로 중간부에 구동원으로서 설치되는 모터를 나타낸다. 이 모터(8)를 회전시킴으로써, 기둥(21)의 연장 가능한 길이는 변화 가능하게 된다. 또한, 도면 부호(9)는 기둥(21)과 안장(22) 사이의 연결부(23)에 구동원으로서 설치되는 모터를 나타낸다. 이 모터(9)는 안장(22)을 기둥(21)에 대해 전후 방향으로 진동할 수 있게 한다.

발판(3)용 결합 기구(5)는 베이스(1)에 배치되는 팬터그래프(pantograph)(51)를 구비하며, 발판(3)은 팬터그래프(51)에 장착된다. 도면 부호(7)는 결합 기구(5)에 구동원으로서 설치되는 모터를 나타낸다. 이 모터(7)를 회전시킴으로써, 팬터그래프(51)는 신축되어, 발판(3)이 상하 이동된다.

요약하면, 좌석 부재(2)는 모터(6)에 의해 전후 좌우로 진동될 수 있다. 발판(3)은 모터(7)에 의해 상하 이동될 수 있고, 기둥(21)은 모터(8)에 의해 신축될 수 있다. 모터(9)는 전후 방향으로 기둥(21)에 대해 안장(22)이 각도 조정될 수 있게 한다. 2개의 모터(6)가 좌석 부재(2)에 대해 이용되고, 2개의 모터(7)가 발판(3)에 대해 이용되기 때문에, 총 6개의 모터(6 내지 9)가 제어되어 상술한 동작의 조합이 얻어진다. 상술한 바와 같이, 각각의 모터(6 내지 9)는 주 부품으로서 마이크로컴퓨터를 가지는 제어 수단(10)에 의해 제어된다. 이 제어 수단(10)에, 적절한 운동 부하를 얻기 위해, 각각의 모터(6 내지 9)의 회전각에 대한 복수개의 시계열 데이터가 설치된다. 따라서, 적절한 시계열 데이터를 선택함으로써 바람직한 동작을 얻을 수 있다.

모터(6 내지 9)는 운동의 종류에 따라 선택적으로 구동된다. 기본적으로, 모터(6)는 좌석 부재(2)를 진동시키도록 항상 구동된다. 좌석 부재(2)가 진동될 때, 다른 모터(7 내지 9)는 정지되어도 된다. 바람직하게는, 발판(3)용 모터(7)와 안장(22)용 모터(9) 중 적어도 하나가 좌석 부재(2)용 모터(6)와 동기하여 작동된다.

상술한 운동 장비는 사용자가 안장(22)에 앉아 발을 발판(3)에 놓은 상태로 동작된다. 안장(22)에 앉은 자세에서, 사용자의 발바닥을 발판(3)에 접촉시킬 필요가 있다. 발판(3)의 높이와 기둥(21)의 길이 중 적어도 하나를 조정함으로써, 발판(3)과 안장(22) 사이의 위치 관계가 사용자의 다리 길이에 따라 변경될 수 있다.

사용자가 안장(22)에 앉은 상태에서 좌석 부재(2)가 진동될 때, 사용자의 무게 중심 위치가 사용자의 발판 위치에 대해 이동될 수 있다. 사용자가 좌석 부재(2)에 앉을 때, 사용자의 무게 중심은 사용자의 엉덩이보다 약간 앞에 위치된다. 좌석 부재(2)가 수직 위치로부터 전방으로 경사질 때, 사용자의 무게 중심이 전방으로 이동되어, 대퇴부 영역을 포함하여 사용자의 다리에 작용하는 부하의 사용자 자체 중량에 대한 비가 증가된다. 또한, 좌석 부재(2)가 사용자의 좌우 방향으로 경사질 때, 사용자의 자체 중량은, 좌석 부재(2)의 경사진 쪽에 위치되는 사용자의 다리에 주로 작용한다. 따라서, 안장(22)은 사용자의 자체 중량의 일부를 지지하고, 다리(특히, 비교적 큰 볼륨의 근육을 가진 대퇴부 영역)에 작용하는 부하는 좌석 부재(2)의 진동 운동에 의해 변경되기 때문에, 근육 신진대사를 촉진하여 인슐 린 저항성을 향상시키는 것이 기대된다. 더욱이, 다른 영역보다 큰 볼륨의 근육을 가진 대퇴부 영역에 부하가 작용하기 때문에, 근육 신진대사를 효율적으로 실현할 수 있다.

사용자가 무릎 통증을 느끼는 경우에, 모터(6)는, 좌석 부재(2)의 진동 방향(즉, 사용자의 무게 중심과 발판(3) 상의 발위치 사이의 상대적 이동 방향)이 무릎 관절의 굴신 방향으로 제한되도록, 구동된다. 즉, 사용자의 무게 중심의 이동 방향은 사용자의 무릎 관절의 굴신 방향에 대해 평행하게 된다. 예를 들면, 좌석 부재(2)가 무릎 관절의 굴신 방향으로 진동되도록 모터(6)의 시계열 데이터가 제어 수단(10)에 설치될 때, 결합 기구(4)는 좌석 부재(2)의 진동 방향을 제한한다. 모터(6)를 구동하는 경우에, 무릎 관절의 굴신의 범위가 소정 각도, 예를 들면, 연장된 위치로부터 40도가 되도록 좌석 부재(2)의 가동 범위를 제한하는 것이 바람직하다. 따라서, 비틀림이 수반되지 않는 무릎 관절의 굴신의 방향은 제한되고, 무릎 관절의 굴신의 (각도) 범위도 제한된다. 따라서, 사용자가 무릎 관절의 골관절염과 같은 무릎 관절의 통증을 가진 경우에도, 병이 악화되거나 무릎 통증이 더 심하게 되는 것을 피하면서, 안전하게 운동을 할 수 있다.

상술한 바와 같이, 좌석 부재(2)의 진동 방향을 무릎 관절의 굴신의 방향으로 제한하기 위해, 사용자가 발판(3) 상의 발위치 및 발끝의 방향을 판정하거나, 좌석 부재(2)의 진동 방향을 제어하는 것에 더하여 발위치 및 발끝의 방향을 센서를 이용하여 검출하는 것이 바람직하다. 이 실시예에서, 사용자가 발위치 및 발끝의 방향을 용이하게 판정할 수 있게 하기 위한 마크가 발판(3)에 표시된다. 따라서, 사용자는 단순히 발을 발판(3)에 놓음으로써 발위치 및 발끝의 방향을 판정할 수 있다. 또한, 발판(3)에 슬리퍼 또는 샌달의 선단부와 같은 발끝 파지부를 설치하는 것이 더욱 효과적이다.

다음에는, 한쪽 다리에만 부하를 인가하여 운동하는 경우에 대하여 설명한다. 즉, 발판(3)에 한쪽 다리만 놓인다. 이 상태에서, 결합기구(4)는, 사용자의 엉덩이를 지지하는 부분과 사용자의 각각의 다리의 둘째 발가락을 각각 포함하는 2개의 평면에서 좌석 부재(2)를 진동시킨다. 예를 들면, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 좌석 부재(2)가 베이스(1)에 대해 대략 수직 자세로 있을 때, 사용자의 자체 중량에 의해 발판(3)보다 좌석 부재(2)에 더 큰 부하가 작용한다. 한편, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 좌석 부재(2)가 베이스(1)에 대해 경사진 자세로 있을 때에는, 사용자의 자체 중량에 의해 발판에 작용하는 부하는 도 4의 (a)의 경우에 비하여 증가된다. 즉, 사용자의 자체 중량에 의해 대퇴부 영역에 작용하는 부하는 도 4의 (a)의 경우보다 도 4의 (b)의 경우에 더 크게 된다. 도 4의 (b)에서, 좌석 부재(2)는 사용자의 자체 중량 중 일부를 받기 때문에, 사용자의 자체 중량을 이용하여 쪼그리기 운동을 하는 경우에 비하여 비교적 가벼운 운동이 된다. 따라서, 운동 장비는, 무릎 관절에 작용하는 부하를 조정함으로써 무릎 관절이 고장난 사용자에게 이용 가능하다. 또한, 무릎 관절이 비틀림 없이 굴신될 수 있기 때문에, 병의 악화 또는 무릎 통증의 증가를 방지할 수 있다. 좌석 부재(2)의 최대 경사각은 바람직하게는 3 내지 5도이다. 또한, 좌석 부재(2)의 초당 진동 회수는 바람직하게는 0.3 내지 2회이다. 이러한 값들은 실험 결과에 기초한 것이다.

또한, 사용자의 한쪽 다리에 부하를 효율적으로 인가하기 위해, 베이스(1)에 대하여 좌석 부재(2)가 대략 수직으로 서 있는 자세로부터 좌우 어느 한쪽 발판(3)을 향해 좌석 부재(2)를 경사시키고, 좌석 부재(2)의 경사진 쪽에 위치되는 발판(3)만 하향으로 동시에 이동시키는 것이 바람직하다. 또는, 좌석 부재(2)의 경사진 쪽에 대하여 반대인 쪽에 위치되는 다른 발판(3)은 약간 상향으로 이동될 수 있다. 이 경우에, 사용자의 신체를 경사시킴으로써 좌석 부재(2)의 경사진 쪽에 위치되는 사용자의 다리에 더 큰 부하가 작용할 수 있다. 즉, 좌석 부재(2)의 비교적 작은 경사각에 의해 대퇴부 영역에 비교적 큰 부하가 인가될 수 있다. 그 결과, 좌석 부재(2)를 경사시키기 위한 에너지에 대한 다리에 작용하는 부하의 비는 증가된다. 따라서, 다리에 부하를 효율적으로 인가할 수 있다. 상기 설명에서, 좌석 부재(2)의 진동은 좌우 다리 중 하나에 대해서만 반복될 수 있다. 또는, 좌석 부재(2)는 좌우 다리에 대해 교대로 경사질 수 있다. 상술한 동작은, 발판(3)을 상하 방향으로 이동시키기 위한 모터(7)와 동기하여, 좌석 부재(2)를 경사시키기 위한 모터(6)를 제어함으로써 이루어질 수 있다.

본 실시예에서, 운동 장비는 두 다리를 수납하기 위한 한 쌍의 발판(3)을 가지기 때문에, 좌석 부재(2)의 진동 방향은, 발위치와 무게 중심의 위치 사이의 상대 이동의 방향이 무릎 관절의 굴신의 방향과 일치하도록, 각각의 다리에 대해 제한될 수 있다. 즉, 사용자는, 사용자의 다리가 상술한 각도로 개방된 상태에서 발판(3)에 발을 놓는다. 다음에는, 좌석 부재(2)는, 좌석 부재(2)가 베이스(1)에 대해 수직 자세로 있는 위치와 좌석 부재(2)가 전방 좌측 또는 전방 우측 방향으로 경사지는 위치 사이에서 진동된다. 따라서, 이것은 좌석 부재(2)를 단순히 전후 방향으로 진동시키는 경우와는 다르다. 따라서, 좌석 부재(2)의 이러한 운동은, 한쪽 다리는 운동하고 다른 쪽 다리는 쉬는 상태에 있도록, 부하를 사용자의 다리에 교대로 인가할 수 있게 한다. 또한, 서로 평행하기 유지되는 사용자의 다리에 부하가 균일하게 인가되는 경우와 비교하여, 인가될 최대 부하가 증가된다(예를 들면, 최대 부하는 사용자의 자체 중량의 50% 이상이다). 또한, 서로 평행하게 유지되는 양쪽 다리에 부하가 인가될 때, 좌우 다리 사이의 근육의 강도의 차이 또는 무릎 통증의 정도의 차이로 인해서 한쪽 다리에 인가되는 부하가 다른 쪽 다리에 인가되는 부하보다 커서, 부하가 양쪽 다리에 균일하게 인가될 수 없는 경우가 있다. 그러한 경우에, 부하를 좌우측 다리에 교대로 인가함으로써, 각각의 다리를 적절하게 운동시킬 수 있다. 발판(3)이 고정 위치에 유지되거나, 사용자가 발을 베이스(1)에 평행하게 놓은 상태에서, 좌석 부재(2)를 전후 방향으로 진동시킴으로써 부하가 양쪽 다리에 동시에 인가될 수 있다.

상술한 바와 같이, 각각의 발판(3)은 베이스(1)에 대해 상하 방향으로 이동 가능하며, 발판(3)의 운동은 좌석 부재(2)의 진동에 동기하여 제어될 수 있다. 즉, 도 5의 (a)는, 좌석 부재(2)가 대략 수직 자세로 있을 때의 발판(3)의 위치를 나타내며, 도 5의 (b)는 좌석 부재(2)가 경사진 자세로 있을 때의 발판(3)의 위치를 나타낸다. 이들 도면으로부터, 좌석 부재(2)가 경사진 자세로 있을 때 발판(3)이 낮은 위치에 위치되는 것을 이해할 수 있다. 그러한 제어는 발판(3)을 상하 방 향으로 이동시키기 위한 모터(7)와 동기하여 좌석 부재(2)를 경사시키기 위한 모터(6)를 제어함으로써 실현될 수 있다.

또한, 좌석 부재(2)가 경사질 때, 좌석 부재(2)가 경사지는 쪽에 대해 반대 쪽에 있는 발판(3)은 약 상향으로 이동될 수 있다. 그러한 동작을 이용하여, 사용자의 신체를 경사시킴으로써 좌석 부재(2)의 경사진 쪽에 위치되는 사용자의 다리에 더 큰 부하를 인가할 수 있다. 즉, 좌석 부재(2)의 경사각을 감소시킴으로써 비교적 큰 부하가 다리에 작용할 수 있기 때문에, 좌석 부재(2)를 경사시키기 위한 에너지에 대한 다리에 작용하는 부하의 비율이 증가되어 다리를 효율적으로 운동시킬 수 있다. 좌석 부재(2)의 진동은 좌우측 다리 중 한쪽에 대해 반복될 수 있다. 또는, 진동은 좌우측 다리에 교대로 인가될 수 있다.

따라서, 좌석 부재(2)의 경사각이 증가함에 따라 발판(3)이 하향으로 이동될 때, 사용자의 다리에 작용하는 부하는 무릎 관절의 굽힘각(무릎 각도)을 실질적으로 변경시키지 않고도 사용자의 자체 중량에 의해 조정될 수 있다. 즉, 다리의 근육이 거의 등방향 수축 방식으로 수축되기 때문에, 사용자의 무릎에 적은 부하가 작용하여도 근육이 수축될 수 있다. 또한, 좌석 부재(2)와 발판(3)이 모터(6, 7)에 의해 구동되기 때문에, 사용자는 자신의 신체를 적극적으로 움직이지 않고 단순히 좌석 부재(2)와 발판(3)의 동작을 따름으로써 높은 운동 효과를 얻을 수 있다. 더욱이, 무릎 각도가 40도 이하일 때 무릎 관절의 골관절염이 있는 사용자가 심한 통증을 느끼지 않고 운동할 수 있다는 것이 실험적으로 확인되었다. 무릎 각도가 90도에 가깝게 될 때, 사용자는 안장(22)에 쉽게 앉을 수 있어, 더 큰 부하(회전 운동)가 대퇴부 영역에 효율적으로 인가될 수 있다. 따라서, 이 경우에, 무릎 각도가 40도인 것이 바람직하다고 할 수 있다.

발판의 구조는 제한되지 않고, 예를 들면, 좌석 부재(2)는 발판(3)에 기계식으로 결합될 수 있다. 또한, 단일 스프링 부재가 발판 아래에 배치되고, 부하의 크기에 따라 발판이 바람직한 정도로 하강하도록 스프링 부재의 스프링 상수가 결정되는 것이 바람직하다. 또한, 하강량은 부하의 크기에 대응하여 다른 스프링 상수를 가진 복수개의 스프링 부재를 이용하여(예를 들면, 비선형 스프링 상수를 가진 2-단 스프링을 이용하여) 조절될 수 있다. 또는, 동일한 스프링 상수를 가진 복수개의 스프링 중 이용되는 스프링의 수를 사용자의 신체 중량 또는 목표 부하에 대응하여 선택적으로 변경시킴으로써 적절한 하강량을 판정할 수 있다. 또한, 발판의 하강량은 사용자의 신체 중량 또는 부하의 순간적인 값에 따라 발판 아래에 배치되는 공기 피스톤의 공기량을 제어함으로써 조절될 수 있다. 또한, 발판의 위치는 발판에 인가되는 부하에 대응하여 발판 아래에 배치되는 에어백 또는 공기 튜브를 팽창 및 수축시킴으로써 제어될 수 있다. 이들의 경우에, 발판(3)용 모터는 필요하지 않다.

안장(22)은, 기둥(21)의 상단부에 대한 전후 방향의 안장(22)의 경사각을 변경시키는 대신에 기둥(21)의 축방향과 교차하는 평면에서 소정 방향(즉, 전후 방향)으로 미끄러질 수 있다. 이러한 구조에서, 모터(9)는 안장(22)이 기둥(21)에 대해 미끄러질 수 있게 한다. 좌석 부재(2)의 경사각이 증가함에 따라, 안장(22)은 전방으로 미끄러져, 사용자의 엉덩이가 전방으로 이동된다. 이때, 사용자는 거 의 서있는 자세로 유지되기 때문에, 다리에 작용하는 부하가 증가될 수 있다. 상기 구조에서, 베이스(1)에 대한 좌석 부재(2)의 경사각, 베이스(1)에 대한 발판(3)의 위치, 좌석 부재(2)의 연장 가능한 길이, 및 기둥(21)에 대한 안장(22)의 위치는 모터(6 내지 9)를 이용하여 제어된다. 또는, 좌석 부재(2)의 경사각은 기둥(21)에 대한 안장(22)의 위치 변화와 동기하여 제어될 수 있다. 이 경우에, 안장(22)을 이동시키기 위한 모터(9)는 생략될 수 있다.

이 실시예에의 수정예에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 등받이(27)는 안장(22)의 후방부에 착탈 가능하게 부착된다. 이 경우에, 사용자가 안장에 앉을 때 사용자의 허리가 등받이(27)에 접촉하기 때문에, 사용자의 상반부가 후방으로 경사지는 상태를 방지하여, 앉은 자세의 변화를 억제할 수 있다. 등받이(27)를 안장(22)에 착탈 가능하게 부착시키는 수단은 제한되지 않는다. 예를 들면, 분리 가능한 힌지가 등받이(27)의 전방부에 설치되고, 등받이(27)의 후방면은 벨트와 버클에 의해 안장(22)의 후방면에 고정된다. 또한, 등받이(27)를 가진 안장을 이용할 때, 사용자의 자세를 적절히 유지하면서, 비교적 큰 부하를 사용자에게 인가할 수 있다. 대조적으로, 사용자에게 인가되는 부하가 너무 크면, 안장으로부터 등받이(27)를 제거함으로써 부하가 감소될 수 있다.

이 실시예의 다른 수정예로서, 도 7의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 안장(22)은 안장의 길이를 전후 방향으로 변경시키기 위한 안장 길이 조절기를 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우에, 사용자가 두꺼운 대퇴부 영역을 가지는 경우에도, 대퇴부는 안장의 길이를 연장시킴으로써 만곡 리세스(24) 내에 안락하게 들어 간다. 따라서, 사용자의 체형에 상관없이, 사용자의 다리기 필요한 각도로 개방되는 상태에서 용이하게 운동할 수 있다. 또한, 운동을 하는 동안에 사용자의 앉은 자세를 적절하게 유지하는 것이 효과적이다. 예를 들면, 이 실시예의 안장 길이 조절기는, 서로 전후 방향으로 분리될 수 있는 한 쌍의 분리부(22a, 22b), 및 이들 분리부(22a, 22b)를 결합시키는 스크루 부재(70)로 형성된다. 안장의 전방 쪽에서 스크루 부재(70)를 회전시킴으로써, 분리부(22b) 내로의 분리부(22a)의 삽입량이 조절되어 안장의 길이를 변경시킨다.

도 8의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 안장(22)이 상기 만곡 리세스(24)의 내면(29)의 경사각을 변화시키기 위한 각도 조절기를 구비하는 것이 바람직하다. 이러한 구조에 따라, 사용자의 엉덩이 모양으로 인해 사용자의 대퇴부 영역을 상기 만곡 리세스(24)에 맞추는 것이 어려운 때에도, 그러한 맞춤 상태는 상기 만곡 리세스(24)의 내면(29)의 경사각을 조절함으로써 향상될 수 있다. 예를 들면, 이 실시예의 각도 조절기에 따라, 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 안장(22)의 표면에 설치된 스크루 부재(80, 82)가 회전될 때, 내면(29)과 수직 방향 사이의 각도가 감소되어 내면(29)의 경사가 가파르게 될 수 있다. 대조적으로, 스크루 부재(80, 82)가 회전될 때, 내면(29)과 수직 방향 사이의 각도가 증가되어 내면(29)의 경사가 완만하게 될 수 있다.

도 9의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 안장(22)이 안장의 폭을 좌우 방향으로 변경시키기 위한 안장 폭 조절기를 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우에, 사용자의 체형에 적합한 엉덩이 지지 영역을 얻어, 사용자가 안장(22)에 앉아 발을 발판(3)에 놓은 상태에서 안락하고 안정한 앉은 자세를 제공할 수 있다. 예를 들면, 이 실시예의 안장 폭 조절기에 있어서, 안장(22)은, 서로 좌우 방향으로 분리 가능한 한 쌍의 분리부(22c, 22d), 및 이들 분리부를 결합시키는 한 쌍의 스크루 부재(90, 92)로 형성된다. 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이, 안장의 한 쪽에서 스크루 부재(90, 92)가 동일한 방향으로 회전될 때, 분리부(22d) 내의 분리부(22c)의 삽입량은 증가되어 전체로서 안장의 상면 면적을 감소시킬 수 있다. 한편, 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, 스크루 부재(90, 92)가 도 9의 (a)의 경우의 방향과 반대 방향으로 회전될 때, 분리부(22d) 내의 분리부(22c)의 삽입량은 감소되어 전체로서 안장의 상면 면적을 증가시킬 수 있다. 또한, 도 9의 (c) 및 (d)에 도시된 바와 같이, 스크루 부재(90, 92) 중 하나가 한 방향으로 회전되고, 다른 스크루 부재가 반대 방향으로 회전될 때, 안장의 전방부의 상면 면적만 증가시키거나, 안장의 후방부의 상면 면적만 증가시킬 수 있다. 따라서, 사용자의 체형에 적합한 엉덩이 지지 영역을 얻을 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 실시예의 운동 장비는 발판(3)을 구비한다. 그러나, 발판은 생략될 수 있다. 예를 들면, 도 10의 (a) 및 (b)에 도시된 발판을 갖지 않은 운동 장비에서, 좌석 부재(2)는 결합 기구에 의해 베이스(1)에 대해 경사질 수 있다. 이 경우에, 좌석 부재(2)의 안장(도시되지 않음)에 앉은 사용자(M)는 발을 베이스 또는 마루에 놓을 수 있다. 이 경우에, 방향 지시판(44)이 베이스(1)의 상면에 평행한 평면에서 회전 가능하도록 베이스에 장착되고, 화살표(45)가 방향 지시판(44)에 표시된다. 사용자가 발을 화살표(45)의 연장선상에 놓을 수 있게 함으로써, 좌석 부재(2)의 진동 방향을 무릎 관절의 굴신 방향과 매칭시킬 수 있다. 상기 도면은, 좌석 부재(2)가 한 방향으로만 진동되는 것을 도시한다. 수정예로서, 좌석 부재(2)는, 부하가 좌우측 다리에 교대로 인가되도록, 두 방향으로 진동될 수 있다.

본 발명의 안장은 상기 장비가 외에도 승마 운동 머신에도 이용될 수 있다. 사용자의 대퇴부 영역을 정위치에 위치시킴으로써, 앉는 위치 및 자세를 안정적으로 유지할 수 있어, 승마 운동 효과의 변화를 억제할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 안장을 이용하는 운동 장비에 따르면, 안장에 앉은 사용자의 대퇴부 영역을 포함하여 다리 근육에 부하를 효율적으로 인가함으로써, 사용자의 당 신진대사를 촉진시키는 데에 효과적인 대퇴부 영역의 근육 수축을 일으킬 수 있다. 또한, 안장은 사용자의 대퇴부 영역의 일부가 들어맞는 상기 한 쌍의 만곡 리세스를 가지기 때문에, 앉는 자세에 따라 운동 효과의 변화를 감소시킬 수 있다.

따라서, 본 발명의 안장은, 생활 관습병을 방지하거나 미용/다이어팅 운동에 적합하고, 무릎 병을 갖거나 재활 운동을 필요로 하는 사용자에게 적절한 운동 효과를 안정하게 제공하는 운동 장비를 가능하게 한다. 따라서, 안장 및 상기 안장을 이용하는 운동 장비가 미래에 널리 이용될 것으로 기대된다.

Claims (11)

1. 사용자가 앉은 자세로 운동할 수 있게 하는 운동 장비용 안장에 있어서,

   상기 운동 장비는,

   정위치(定位置)에 고정되어 있는 베이스,

   상기 사용자 자체 중량의 적어도 일부가 대퇴부 영역을 포함하는 다리에 작용하도록, 상기 사용자 신체의 일부를 지지하는 지지부, 및

   상기 사용자 자체 중량에 의해 다리에 작용하는 부하가 발위치와 사용자의 무게 중심 사이의 상대적 위치 이동에 따라 변화하도록, 상기 지지부를 상기 베이스에 이동 가능하게 결합시키고, 상기 발위치와 상기 무게 중심 사이의 상대적 위치 이동의 방향이 무릎 관절의 굴신(屈伸)의 방향으로 제한되도록, 상기 지지부의 가동 방향을 제한하는 결합 기구

   를 포함하며,

   상기 안장은 상기 지지부로서 상기 사용자의 엉덩이를 지지하고, 상기 안장은, 상기 사용자의 대퇴부 영역의 일부가 들어맞도록 한 쌍의 만곡 리세스를 상기 안장의 외주에 가지는

   것을 특징으로 하는 운동 장비용 안장.
2. 제1항에 있어서,

   상기 사용자가 상기 안장에 앉아 발을 상기 발위치에 놓은 상태에서, 상기 사용자의 다리 사이의 개방각이 우측 및 좌측 무릎 관절의 굴신의 방향과 실질적으로 일치하도록, 상기 만곡 리세스가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 운동 장비용 안장.
3. 제1항에 있어서,

   상기 사용자가 안장에 앉은 상태에서, 상기 사용자의 다리 사이의 개방각이 30도 내지 70도의 범위에 있도록, 상기 만곡 리세스가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 운동 장비용 안장.
4. 제1항에 있어서,

   상기 사용자가 안장에 앉은 상태에서, 수직 방향에 대한 상기 사용자의 대퇴부 영역의 경사각이 30도 내지 50도의 범위에 있도록, 상기 만곡 리세스가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 운동 장비용 안장.
5. 제1항에 있어서,

   상기 안장의 전방 쪽에 형성되어 있는 제1 범프(bump), 및 상기 안장의 후방 쪽에 형성되어 있는 제2 범프를 더 포함하며, 상기 만곡 리세스가 상기 제1 범프와 상기 제2 범프 사이에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 운동 장비용 안장.
6. 제1항에 있어서,

   상기 안장의 전방부가, 상기 만곡 리세스를 가진 안장 중심부보다 낮게 위치되어 있고, 상기 안장의 후방부가 상기 안장 중심부보다 높게 위치되어 있는 특징으로 하는 운동 장비용 안장.
7. 제1항에 있어서,

   상기 안장의 후방부에 착탈 가능하게 부착되는 등받이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 운동 장비용 안장.
8. 제1항에 있어서,

   상기 안장의 길이를 전후 방향으로 변경시키도록 구성되어 있는 안장 길이 조절기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 운동 장비용 안장.
9. 제1항에 있어서,

   상기 안장의 길이를 폭 방향으로 변경시키기 위한 안장 폭 조절기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 운동 장비용 안장.
10. 제1항에 있어서,

    상기 만곡 리세스의 내면의 경사각을 변경시키기 위한 각도 조절기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 운동 장비용 안장.
11. 정위치에 고정되어 있는 베이스,

    사용자 자체 중량의 적어도 일부가 대퇴부 영역을 포함하는 다리에 작용하도록, 상기 사용자 신체의 일부를 지지하는 지지부, 및

    상기 사용자 자체 중량에 의해 다리에 작용하는 부하가 발위치와 사용자의 무게 중심 사이의 상대적 위치 이동에 따라 변화하도록, 상기 지지부를 상기 베이스에 이동 가능하게 결합시키고, 상기 발위치와 상기 무게 중심 사이의 상대적 위치 이동의 방향이 무릎 관절의 굴신의 방향으로 제한되도록, 상기 지지부의 가동 방향을 제한하는 결합 기구

    를 포함하며,

    상기 지지부는 상기 사용자의 엉덩이를 지지하기 위한 안장을 포함하고, 상기 안장은, 상기 사용자의 대퇴부 영역의 일부가 들어맞도록 한 쌍의 만곡 리세스를 상기 안장의 외주에 가지는

    것을 특징으로 하는 운동 장비.

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