KR100772655B1

KR100772655B1 - 전기발생 스텝퍼

Info

Publication number: KR100772655B1
Application number: KR1020060030827A
Authority: KR
Inventors: 최연상
Original assignee: 최연상
Priority date: 2006-04-05
Filing date: 2006-04-05
Publication date: 2007-11-02
Also published as: KR20070099728A

Abstract

본 발명은 운동기구의 일종인 스텝퍼에 관한 것으로, 고정지주와, 상기 고정지주와 회동축을 매개로 회동가능하게 고정되는 한 쌍의 발판과, 상기 발판의 회동을 지지하는 푸싱부재를 포함하는 스텝퍼에 있어서, 상기 발판에 구비된 연결홈과 일단이 직선이동 및 회동가능하게 연결되는 크랭크; 상기 크랭크의 타단과 회동가능하게 연결되어서, 상기 발판의 상하이동에 연동하여 상하로 이동하는 레크; 상기 레크와 맞물려 회전하는 피니언; 상기 피니언의 회전운동에 연동하여 회전하는 디스크; 상기 디스크의 둘레면을 따라 N극과 S극이 교대로 배치되는 다수의 자성체; 상기 디스크의 둘레부에 상기 자성체와 인접하도록 배치되어서, 상기 자성체에 의한 자성변화에 따라 유도전류가 발생하는 다수의 코일; 상기 코일에 유도된 교류전류를 직류전류로 정류하는 정류기; 및 상기 정류기를 통해 정류된 직류전류를 축전하는 축전수단을 더 포함하는 것이다.

Description

전기발생 스텝퍼{Stepper having the generator}

도 1은 본 발명에 따른 전기발생 스텝퍼의 모습을 도시한 사시도이고,

도 2는 본 발명에 따른 전기발생 스텝퍼의 작동에 필요한 구성요소들 간의 결합구조를 도시한 분해 사시도이고,

도 3은 본 발명에 따른 전기발생 스텝퍼의 작동모습을 도시한 도면이고,

도 4는 본 발명에 따른 발전수단의 모습을 개략적으로 도시한 도면이고,

도 5는 본 발명에 따른 발전수단의 회로구성을 도시한 회로도이고,

도 6은 본 발명에 따른 전기발생 스텝퍼의 다른 실시예를 도시한 사시도이다.

- 첨부도면의 주요부분에 대한 용어설명 -

100 ; 스텝퍼 110 ; 케이스

120 ; 발판 121 ; 회동축

122 ; 크랭크 123 ; 연결홈

130 ; 고정지주 140 ; 푸싱부재

151 ; 레크 152 ; 피니언

160 ; 가이드

170 ; 회전축 180 ; 발전수단

181, 182, 183, 184 ; 코일 185 ; 디스크

186, 187, 188, 189 ; 자성체

190 ; 축전수단 194 ; 전기구

195 ; 스위치 200 ; 독서대

210 ; 손잡이

본 발명은 운동기구의 일종인 스텝퍼에 관한 것으로, 운동시 소모되는 근력을 이용해 전기를 발전시켜서 스텝퍼에 추가될 수 있는 각종 전기구들을 구동시킬 수 있는 전력을 얻도록 한다.

생활의 윤택과 여유시간의 증가는 웹빙이라는 새로운 성향을 불러 일으켰고, 이와 더불어 건강에 대한 관심을 집중시켰다. 이로 인해 운동이 부족한 현대인들이 집안에서도 몸을 단련시키고 체지방을 분해시켜 아름다운 몸으로 가꿀 수 있도록 하는 운동기구들이 소개되었다. 이러한 운동기구들 중에는 실내에서도 워킹하는 기분을 만끽하면서 충분한 운동을 할 수 있도록 한 스텝퍼가 있다.

상기 스텝퍼는 상하로 이동하는 한 쌍의 발판을 교대로 밟아가면서 다리와 허리운동을 할 수 있도록 하며, 일반적인 런닝머신에 비해 저렴하고 점유하는 공간이 작아 그 활용이 상기 런닝머신과 비교하여 유리한 장점을 갖는다.

하지만, 상기 스텝퍼는 발판을 디디는 힘과 횟수 등 운동방식에 있어 사용자 의 의지에 전적으로 의존하므로, 사용자 스스로가 쉽게 지루해질 수 있고, 이러한 지루함으로 인해 스텝퍼의 사용을 기피할 수 있다.

따라서, 스텝퍼의 활용에 있어 건강을 지킨다는 목적 이외에 다른 목적을 추가하여, 스텝퍼를 이용한 운동을 활성화할 수 있는 방법이 요구되고 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위해 안출된 것으로, 스텝퍼를 이용한 운동 시 근력을 전기력으로 변환할 수 있는 발전기를 구성하여 발전된 전기를 이용해 스텝퍼에 추가된 기구들을 구동시킬 수 있고, 이를 통해 스텝퍼를 이용한 운동의지를 높일 수 있도록 하는 전기발생 스텝퍼의 제공을 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,
고정지주와, 상기 고정지주와 회동축을 매개로 회동가능하게 고정되는 한 쌍의 발판과, 상기 발판의 회동을 지지하는 푸싱부재를 포함하는 스텝퍼에 있어서,
상기 발판에 구비된 연결홈과 일단이 직선이동 및 회동가능하게 연결되는 크랭크;
상기 크랭크의 타단과 회동가능하게 연결되어서, 상기 발판의 상하이동에 연동하여 상하로 이동하는 레크;
상기 레크와 맞물려 회전하는 피니언;
상기 피니언의 회전운동에 연동하여 회전하는 디스크;
상기 디스크의 둘레면을 따라 N극과 S극이 교대로 배치되는 다수의 자성체;
상기 디스크의 둘레부에 상기 자성체와 인접하도록 배치되어서, 상기 자성체에 의한 자성변화에 따라 유도전류가 발생하는 다수의 코일;
상기 코일에 유도된 교류전류를 직류전류로 정류하는 정류기; 및
상기 정류기를 통해 정류된 직류전류를 축전하는 축전수단;

을 더 포함하는 전기발생 스텝퍼이다.

삭제

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 스텝퍼의 모습을 도시한 사시도인 바, 이를 참조하여 설명한다.

스텝퍼(100)는 두 개의 발판(120)이 회동축(121)을 매개로 고정지주(130)와 상하로 회동가능하게 고정되어서, 사용자가 상기 발판(120)을 딛고 올라가 디딜 수 있도록 된 구조를 갖는다.

이때, 상기 발판(120)을 디딜 경우 다리의 근력에 힘을 줄 수 있도록, 푸싱부재(140)에 의해 상기 발판(120)이 밀리게 한다. 일반적으로, 상기 푸싱부재(140)는 도시한 바와 같이 공압 또는 유압에 의한 피스톤 방식이 적용될 수 있으나, 이외에도 스프링 등과 같은 탄발부재를 이용해 상기 발판(120)의 회동에 저항을 줄 수 있다.

계속해서, 본 발명에 따른 스텝퍼(100)는 상기 발판(120)이 중공을 갖는 케이스(110) 상에 배치된다. 상기 케이스(110)의 중공에는 스텝퍼(100)의 상하 이동력을 전달받아 발전하는 구성이 탑재되는데, 이는 도 2 및 도 3을 통해 보다 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 스텝퍼의 작동에 필요한 구성요소들 간의 결합구조를 도시한 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 스텝퍼의 작동모습을 도시한 도면인 바, 이를 참조하여 설명한다.

본 발명에 따른 스텝퍼(100)는 앞서 설명한 바와 같이 전기를 발전하여 스텝퍼(100)에 추가되는 각종 전기구(194)를 자가발전을 통해 구동시킬 수 있도록 한 것으로, 이를 위해 상기 스텝퍼(100)는 일단이 발판(120)과 회동가능하게 고정되고 타단은 레크(151)와 회동가능하게 연결되는 크랭크(122)와, 상기 케이스(110) 내에 상하로 이동가능하게 고정되는 레크(151)와, 상기 레크(151)와 맞물리는 피니언(152)과, 상기 피니언(152)과 연동하면서 둘레부에는 다수의 자성체(186, 187, 188, 189)가 고정ㆍ배치되는 디스크(185)와, 상기 디스크(185)의 둘레부에 배치되어 자성체(186, 187, 188, 189)의 운동에 의한 유도전류가 발생되는 다수의 코일(181, 182, 183, 184)과, 유도된 전류를 축전하는 축전수단(190)을 포함한다.

상기 크랭크(122)는 발판(120)의 상하운동을 레크(151)에 전달하는 매개체로, 일단은 발판(120)의 저면에 배치된 연결홈(123)과 회동가능하게 맞물린다. 이때, 상기 연결홈(123)은 크랭크(122)를 직선운동 및 회동운동이 가능하게 연결한다. 이는 상기 레크(151)가 케이스(110) 내에 내장된 가이드(160)로 인해 상하 직선운동만 하게 되므로, 일정한 곡선운동을 하는 상기 발판(120)과 직선운동을 하는 레크(151) 간의 유연한 연동을 이루기 위함이다.

계속해서, 상기 레크(151)의 상하이동은 회전축(170)에 회전가능하게 고정된 피니언(152)으로 전달된다. 즉, 상기 레크(151)의 상하 직선운동이 피니언(152)의 회전운동으로 전환되는 것이다.

다음으로, 상기 피니언(152)은 회전축(170)으로 고정되며, 상기 회전축(170)은 발전수단(180)에 연결된다.

도 4는 본 발명에 따른 발전수단의 모습을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 발전수단의 회로구성을 도시한 회로도인바, 이를 참조하여 설명한다.

상기 회전축(170)은 디스크(185)로 연결되어서, 피니언(152)의 회전으로 상기 디스크(185) 또한 회전한다. 이때, 상기 디스크(185)의 둘레면에는 다수의 자성체(186, 187, 188, 189)가 배치된다.

본 발명에 따른 실시예에서는 4개의 자성체(186, 187, 188, 189)가 배치되며, N극과 S극이 교대로 위치한다.

한편, 상기 디스크(185)의 둘레부에는 다수의 코일(181, 182, 183, 184)이 배치된다. 상기 코일(181, 182, 183, 184)은 디스크(185)를 따라 회전하는 자성체(186, 187, 188, 189)의 자성변화에 따라 유도전류가 발생하는 것으로, 도 5에 도시한 바와 같이, 각각의 자성체(186, 187, 188, 189)는 직류로 연결된다.

이는 전자기학의 패러데이법칙을 응용한 것으로, 유도전류의 발생 이유에 대한 설명은 생략하기로 한다.

이후, 상기 코일(181, 182, 183, 184)에 유도된 전류는 전선을 통해 상기 축전수단(190)으로 흘러가 축전된다.

이때, 상기 코일(181, 182, 183, 184)에 유도되는 전류는 자성체(186, 187, 188, 189)의 극성변화에 따라 교류의 성질을 갖게 되므로, 이를 정류하기 위해 다이오드와 같은 정류소자(11, 12, 13, 14, 15)가 코일(181, 182, 183, 184) 사이에 배치되어야 할 것이다.

하지만, 본 발명에 따른 스텝퍼(100)의 자가발전 회로는 이에 한정되는 것은 아니며, 이하의 청구범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 보다 다양하게 변형실시될 수 있을 것이다.

계속해서, 상기 축전수단(190)은 전기구(194)와 스위치(195)를 포함하는 회로와 통전한다. 즉, 상기 축전수단(190)에 축전된 전력을 전기구(194)의 구동에 소비할 수 있도록 하는 것이다.

이때, 상기 전기구(194)는 운동을 하면서 음악이나 방송을 들을 수 있는 라디오이거나, 야간 시 스텝퍼(100)가 위치한 공간을 조명하기 위한 조명등일 수 있으며, 이외에도 비교적 작은 양의 전력을 소비하는 전기구 등이 될 것이다.

도 6은 본 발명에 따른 스텝퍼의 다른 실시예를 도시한 사시도인 바, 이를 참조하여 설명한다.

본 발명에 따른 스텝퍼(100)는 운동 시 독서를 함께 즐길 수 있도록 책을 얹을 수 있는 독서대(200)를 더 포함하며, 상기 독서대(200)의 상부에는 독서대(200)를 조명하는 조명등(194 ; 전기구)이 설치된다. 상기 독서대(200)는 손잡이 기능을 더불어 수행하면서 발판(120)을 디디는 사용자의 불안정한 자세를 잡아줄 수 있다.

한편, 상기 손잡이의 기능을 효율적으로 수행할 수 있는 별도의 손잡이(210) 가 더 구비될 수 있다. 상기 손잡이(210)는 고정지주(130)에 배치되어서, 노약자 등과 같이 스텝퍼(100)의 발판을 디디면서 수평을 잡기 어려운 사용자에게 안정된 자세를 잡을 수 있도록 도움을 줄 수 있다.

이상 상기와 같은 본 발명에 따르면, 스텝퍼의 발판을 딛는 사용자의 근력을 발전에 활용하여 필요한 전력을 확보할 수 있고, 이렇게 확보한 전력을 이용하여 운동시 지루해질 수 있는 시간을 부가적인 전력소모 없이도 다양한 전기구를 활용하여 보완할 수 있어, 스텝퍼를 이용한 운동을 지속할 수 있는 효과가 있다.

Claims

고정지주와, 상기 고정지주와 회동축을 매개로 회동가능하게 고정되는 한 쌍의 발판과, 상기 발판의 회동을 지지하는 푸싱부재를 포함하는 스텝퍼에 있어서,

상기 발판에 구비된 연결홈과 일단이 직선이동 및 회동가능하게 연결되는 크랭크;

상기 크랭크의 타단과 회동가능하게 연결되어서, 상기 발판의 상하이동에 연동하여 상하로 이동하는 레크;

상기 레크와 맞물려 회전하는 피니언;

상기 피니언의 회전운동에 연동하여 회전하는 디스크;

상기 디스크의 둘레면을 따라 N극과 S극이 교대로 배치되는 다수의 자성체;

상기 디스크의 둘레부에 상기 자성체와 인접하도록 배치되어서, 상기 자성체에 의한 자성변화에 따라 유도전류가 발생하는 다수의 코일;

상기 코일에 유도된 교류전류를 직류전류로 정류하는 정류기; 및

상기 정류기를 통해 정류된 직류전류를 축전하는 축전수단;

을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기발생 스텝퍼.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 축전지와 전기적으로 연결되어 구동하는 전기구와, 상기 전기구의 온-오프를 제어하는 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기발생 스텝퍼.
제 3 항에 있어서,

상기 고정지주가 상방으로 연장되면서 그 상단부에는 독서대가 형성되고;

상기 전기구는 상기 독서대의 상방에 배치되어 상기 독서대를 조명하는 조명등인 것;

을 특징으로 하는 전기발생 스텝퍼.
제 1 항, 제 3 항 또는 제 4 항 중 선택된 어느 한 항에 있어서,

상기 고정지주에는 손잡이가 구비되는 것을 특징으로 하는 전기발생 스텝퍼.