KR100793394B1 - 자기유동유체를 이용한 헬스기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자기유동유체를 이용한 헬스기구에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 헬스기구의 무게변위를 사용자의 신체 조건에 따라 미소 단위 변경이 가능하고 또한 단련부위에 따라 용이하게 변경이 가능하여, 사용의 편리성 및 운동의 효율성을 극대화하는 자기유동유체를 이용한 헬스기구에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명의 자기유동유체를 이용한 헬스기구는 베이스프레임과; 상기 베이스프레임의 상단에 구성되고, 사용자의 상지 또는 하지의 근력 강화 및 단련을 위해 구성되는 단력부재; 및 상기 베이스프레임과 단력부재 사이에 구성되며, 사용자의 설정에 따라 무게감을 변위시키기 위해 자기유동유체가 구성된 댐퍼가 구성된 무게변위장치;로 구성됨이 바람직하다.

MR 댐퍼, 재활지료기, 상지 재활, 하지 재활

Description

자기유동유체를 이용한 헬스기구{Health Machine Using Magnetorheological Fluid}

도 1은 종래의 헬스기구의 일 예를 도시한 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 자기유동유체를 이용한 헬스기구의 설치상태 측면도.

도 3은 본 발명에 따른 자기유도유체가 구성된 댐퍼의 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100: 헬스기구 110, 120: 상지 및 하지 근력부재

130: 무게변위장치 132: 댐퍼

134: 피스톤 136: 충격완충제

1322: 하우징 1324: 고정부재

1326: 삽입공 1342: 댐퍼판

1344: 통공 1346: 자기유도체

1348: 축 1349: 고정부재

본 발명은 자기유동유체를 이용한 헬스기구에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 헬스기구의 무게변위를 사용자의 신체 조건에 따라 미소 단위 변경이 가능하고 또한 단련부위에 따라 용이하게 변경이 가능하여, 사용의 편리성 및 운동의 효율성을 극대화하는 자기유동유체를 이용한 헬스기구에 관한 것이다.

최근 들어 급격하게 일고 있는 웰빙(well-being) 붐과 함께, 식습관의 서구화로 인하여 촉발되는 성인병의 연령대가 점점 낮아지는 현상에 기인하여, 레저 활동뿐만 아니라 각종 실내,외 운동에 대한 사회 전반의 욕구가 증대되고 있는 실정이다.

이러한 사회 전반적인 추세에 부응하여, 대도시뿐만 아니라 중소도시에도 곳곳에 각종 체육시설들이 급증하는 추세에 있으며, 특히 날씨나 계절의 영향을 받지않고 운동을 하기에 적합한 헬스센터가 많이 각광을 받고 있다.

아울러, 상기 헬스센터에 사용되는 헬스기구는 크게 유산소운동과 기구운동으로 구분할 수 있으며, 상기 유산소운동에는 런닝머싱기가 대표적이며, 기구운동으로는 흉곽 내외전 운동기(Chest Press), 이두근과 삼두근 훈련장비(Training Machin of Biceps/Triceps Muscle), 쇼울더 프레스(Push Up/Pull Down), 랏 컬(Lat Curl), 바디 익스텐션(Body Extension), 레그 익스텐션(Leg Extention /Curl), 레그 프레스(Leg Press), 복근과배근 운동기(Abdomen/Back), 몸통, 척추 내외전 운동기(Motion Machine of Twist) 등이 있다.

상기 기구운동은 기기의 어느 일측에 배치된 단위별로 다수 구성된 무게추 또는 스프링장력 및 그 조합을 이용하여 근육을 단련시키도록 하는 것으로, 도 1은 종래의 헬스기구의 일 예를 도시한 사시도로서, 이를 참조하면 바닥면에 놓여지는 받침프레임(11)과, 앉거나 기댈 수 있도록 지지하는 안착플레이트(15)가 결합되며, 일단이 상기 받침프레임에 결합되는 지지프레임(12)과, 상기 지지프레임(12) 또는 받침프레임(11)의 중간에 회동되게 결합되며, 일단에 형성되어 손으로 파지할 수 있는 파지부(G)를 통하여 외력을 받아서 일정 각도 회동되는 작동프레임(14)과, 금속무게추(W)가 로우프(18)를 통하여 작동프레임(14)의 회동에 저항하도록 하는 힘을 생성시키도록 힘의 결로를 변경시키는 로우프풀리(17)의 조합체가 일측에 결합되는 웨이트프레임(13)으로 구성된다.

도 1에 도시된 헬스기구는 헬스기구 사용자가 안착플레이트(15)에 걸터앉고, 등을 등받이에 밀착시킨 상태에서 상기 파지부(G)를 파지한 상태에서 작동프레임(14)을 앞쪽으로 일정거리만큼 밀었다가 서서히 제자리로 복귀시키는 동작을 반복한다.

즉, 헬스기구 사용자가 파지부(G)에 힘을 가하면 이에 따라 상기 작동프레임(14)은 핀 결합부(19)를 중심으로 일정 각도 회동되고, 이 과정에서 상기 로우프풀리(17)를 통하여 로우프(18)의 일단이 저항하는 외력을 받게 되는데, 상기 외력은 로우프(18)의 타단에 적층되어 희망하는 무게에 따라 선택적으로 결합되는 금속무게추(W)의 하강하려는 힘에서 비롯된 것이며, 상기 외력이 가해지는 상태에서 상기 작동프레임(14)을 밀고 당기는 동작을 반복적으로 하면서 가슴의 근육을 단련시키게 된다.

따라서, 종래의 헬스기구는 이와 같이 헬스기구 사용자가 가하는 힘에 저항하도록 외력을 발생시키기 위하여, 희망하는 무게에 따라 선택적으로 결합되는 금속무게추(W)를 구비해야 되며, 이를 위하여 상기 금속무게추(W)의 하중이 상기 작동프레임(14)의 일측에 전달되도록 로우프(18)로써 연결하되 힘의 작용방향을 여러방향으로 변경시키는 다수의 로우프풀리(17)를 조합하여 사용하되, 상기 로우프풀리(17) 결합체를 매어 달고 이를 지지하도록 하는 웨이트프레임(13)이 별도로 상기 받침프레임(11) 일측에 결합, 고정되는 구조를 취하게 된다.

이에 따라서, 종래의 헬스기구는 헬스기구 사용자가 작동하는 운동 영역외에도 상기 웨이트프레임(13)을 포함하는 조립부재들이 별도로 넓은 공간을 차지하게 되며, 헬스 사용자의 결정에 의하여 선택적으로 결합되는 금속무게추(W)를 하중영역별로 대응되게 구비하게 되므로 상기 헬스기구의 자체 무게에 금속무게추(W)만큼의 무게가 합산된 중량을 가지므로, 헬스기구의 이동이 용이하지 못한 공간 효율성을 저하시키는 문제점이 있다.

특히, 종래의 헬스기구는 사용자가 운동 중 무게를 증폭시키기 위해서는 사용자가 직접 금속무게추를 변경하면서 운동을 실시하게 되나, 가령 사용자의 무주위에 의해 금속무게추의 잘못 설정에 의해 과도한 무게변위로 인해 운동 중 상해를 입을 수 있는 문제점이 있다.

또한 종래의 금속무게추는 고정된 단위별 무게추 설정만 이루어짐에 따라 신체조건이 열악한 즉, 노약자 또는 환자들과 같은 사용자들은 사용에 한계성을 가지는 문제점이 있었다.

더불어, 종래의 헬스기구는 획일적인 구조로 이루어져 사용자의 신체조건에 따라 단련부위를 달리할 수 없다는 단련 부위를 선택할 수 없다는 운동의 효율성을 저하시키는 문제점이 있었다.

한편, 종래의 헬스기구는 그 구성이 복합하여, 유지보수가 어렵고 또한 주변 사람들의 부주의에 의해 헬스기구로부터 상해를 입을 수 있다는 안전상의 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 종래의 헬스기구에 자기유동유체가 포함된 댐퍼를 구성하여, 사용자의 신체조건에 따라 미소 무게 변위가 가능하고, 또한 단련부위에 따라 선택적 또는 동시적 단련이 가능함으로써, 운동의 효율성 및 사용의 한계성을 극복하는 자기유동유체를 이용한 헬스기구를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 구조가 간편하고, 또한 헬스기구 자체 중량을 감소시켜 이동이 편리하고, 또한 유지보수가 간편하도록 하는 자기유동유체를 이용한 헬스기구를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자기유동유체를 이용한 헬스기구는 베이스프레임과; 상기 베이스프레임의 상단에 구성되고, 사용자의 상지 또는 하지의 근력 강화 및 단련을 위해 구성되는 단력부재; 및 상기 베이스프레임과 단력부재 사이에 구성되며, 사용자의 설정에 따라 무게감을 변위시키기 위해 자기유동유체가 구성된 댐퍼가 구성된 무게변위장치;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 무게변위장치는 내부에 자기유동유체를 포함하고, 일단이 헬스 기구의 어느 일측에 고정되는 댐퍼와; 상기 댐퍼의 내부에 일단이 포함되되, 일측에 자기유도체가 구성되고 타단은 헬스기구의 근력부재에 고정되는 피스톤; 및 상기 피스톤에 형성된 자기유도체의 자기유도를 제어하여, 상기 댐퍼에 일단이 포함된 피스톤에 의한 자기유동유체의 압축력을 제어하도록 하는 제어부;로 구성됨이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 무게변위장치는 내부에 자기유동유체가 저장되고 일단에 고정부재가 구성되고 타단에 삽입공이 형성된 하우징과, 상기 하우징의 삽입공에 마련되어 기밀을 유지하기 위한 패킹이 구성된 댐퍼와; 상기 댐퍼의 하우징 내부에 마련되되 적어도 하나 이상의 통공이 형성된 댐퍼판과 상기 댐퍼판에서 연장되는 축과 상기 축의 끝단에 형성되는 고정부재 및 상기 댐퍼판의 통공의 어느 일측에 마련되는 자기유도체로 구성된 피스톤; 및 상기 피스톤에 형성된 자기유도체의 자기유도를 제어하여, 상기 댐퍼에 일단이 포함된 피스톤에 의한 자기유동유체의 압축력을 제어하도록 하는 제어부;로 구성됨이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 댐퍼의 내부와 피스톤의 일단 사이에는 충격완충제;가 더 구성됨이 바람직하다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 자기유동유체를 이용한 헬스기구의 설치상태 측면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 자기유도유체가 구성된 댐퍼의 단면도로서, 이를 참조하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 헬스기구(100)는 베이스프레임(102)과 상기 베이스프레임(102)의 상단에 구성되고, 근력의 강화 및 단련하기 위해 구성된 근력부재와, 상기 근력부재의 어느 일측에 구성되는 무게변위장치(130), 및 사용자의 운동량 점검 및 운동상태를 육안으로 식별할 수 있는 디스플레이부(140)로 구성된다.

여기에서 상기 무게변위장치(130)는 종래의 헬스기구에 있어서, 금속무게추에 해당하는 것으로, 사용자의 근력 강화 및 단련에 필요한 무게를 설정하는 작용을 가진다.

상기 근력부재는 사용자의 상지 또는 하지의 근력을 강화하거나 단련하기 위해 구성된 것으로, 종래에 사용되는 헬스기구와 동일한 구성을 가지므로, 상세한 설명은 생략한다.

아울러, 상지 또는 하지 근력부재(110)(120)는 양쪽 모두 즉, 양팔 또는 양발 각각의 근력을 사용자의 신체조건에 따라 각각 강화 및 단련할 수 있도록 독립적으로 작동되도록 구성되며, 이에 한정하는 것은 아니며, 종래와 같이 양쪽 모두 동일하게 조작될 수 있다.

여기에서는 상지 및 하지를 복합적으로 단련할 수 있도록 상지 및 하지 근력부재(110)(120)가 구성된다.

무게변위장치(130)는 내부에 자기유동유체가 포함된 댐퍼(132)와, 상기 댐퍼(132)의 내부에 일단이 포함되되 자기유도체가 구성되고, 타단은 상지 또는 하지 근력부재(110)(120)의 어느 일측에 고정되는 피스톤(134), 및 상기 자기유도체에 자기가 형성되도록 자기를 공급하여, 상기 댐퍼(132)의 내부에 포함된 자기유동유체가 자기됨에 따라 상기 피스톤(134)의 압축력을 변화시켜 사용자로 하여금 변위된 압축력에 의해 근력의 강화 및 단련 효과를 가지도록 조절하는 제어부로 구성된다.

상기 댐퍼(132)는 내부에 자기유동유체가 저장되는 하우징(1322)과, 상기 하우징(1322)의 일단에 구성되어, 베이스프레임(102)에 고정되는 고정부재(1324)와, 상기 하우징(1322)의 타단에 구성되되, 내부에 피스톤(134)의 일부가 삽입되도록 삽입공(1326)이 형성되며, 상기 삽입공(1326)에는 피스톤(134)과의 삽입시 내부의 자기유동유체가 외부로 빼거나감을 방지하기 위한 패킹(1328)이 구성된다.

물론, 상기 하우징(1322)의 어느 일측에는 내부에 저장된 자기유동유체의 교체 및 보충을 위한 적어도 하나 이상의 니플(미도시)이 구성된다.

상기 자기유동유체는 MR유체(Magneto-Rheological Fulid)로 형성됨이 바람직하다.

상기 피스톤(134)은 상기 댐퍼(132)의 하우징(1322) 내부에 구성되는 댐퍼판(1342)과 상기 댐퍼판(1342)에서 연장되는 축(1348)과 상기 축(1348)의 끝단에 형성되되, 상지 또는 하지 근력부재(110)(120)에 고정되는 고정부재(1349)로 구성된다.

상기 댐퍼판(1342)에는 적어도 하나 이상의 통공(1344)이 형성되며, 상기 통공(1344)의 주변에는 자기유도체(1346)가 구성된다.

상기 자기유도체(1346)는 댐퍼판(1342)에 구성됨을 한정하는 것을 아니며, 경우에 따라서는 하우징(1322)의 내주면 또는 외주면에 구성될 수 있는 것으로, 상기 자기유도체(1346)는 댐퍼(132)의 내부에 포함된 자기유동유체에 자기를 부가할 수 있는 구성이면 어느 것이든 사용 가능하다.

아울러, 상기 하우징(1322)의 내부에는 하우징(1322)의 내부면에 구성된 댐퍼판(1342)의 왕복 운동시 상기 하우징(1322)의 내부면과 부딪침에 의해 손상됨을 방지하기 위한 충격완충제(136)가 더 구성됨이 바람직하다.

상기 제어부는 헬스기구(100)의 어느 일측에 구성되되, 사용자의 조작이 간편한 위치에 마련되며, 상기 제어부의 조작에 따라 무게변위장치(130)의 댐퍼(132)에 포함된 자기유동유체의 자기가 형성되어, 피스톤(134)의 압축력을 변위하여 사용자에 맞는 운동이 가능하도록 한다.

상기와 같이 구성된 자기유동유체가 구성된 헬스기구의 사용상태를 보면 다음과 같다.

도 2를 참조하여 보면, 먼저 상지 단련을 보면, 사용자는 벤치에 앉은 상태에서 상방에 구성된 상지근력부재(110)의 손잡이를 파지한 상태에서 일측에 구성된 제어부와 연결된 조작스위치가 구성된 제어패널(미도시)의 조작스위치를 조작한다.

이때 조작된 스위치 신호는 제어부를 통해 무게변위장치(130)의 자기유도체(1346)로 전송되고, 이를 통해 상기 자기유도체(1346)에서 일정 범위의 자기가 발생됨에 따라 상기 하우징(1322)의 내부에 저장된 자기유동유체가 자기화됨에 따라 일정 압력을 가지게 된다.

그리고, 사용자가 손잡이를 상방 또는 하방으로 이동시키면 상기 손잡이의 끝단에 고정되는 피스톤(134)의 고정부재(1349)가 이와 대응되게 동작되면서, 상기 고정부재(1349)와 연결된 축(1348) 및 댐퍼판(1342)이 동작되고, 이로 인해 댐퍼판(1342)은 하우징(1322)의 내부에서 상방 또는 하방으로 이동된다.

이때 상기 하우징(1342)의 내부에 저장된 자기유동유체는 자기에 의한 압력을 가지므로, 이러한 압력은 댐퍼판(1342)의 상방 또는 하방 이동을 저지하게 되지만, 상기 댐퍼판(1342)에 형성된 통공(1344)으로 자기유동유체가 유동된다.

따라서, 하우징(1322)의 내부에서 댐퍼판(1342)이 이동시 자기유동유체의 압력에 의해 이동력을 저지됨에 따라 사용자는 근력 강화 및 단련된다.

한편, 하지근력부재(120)는 상술된 상지근력부재(110)의 작용과 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

특히, 본 발명의 헬스기구(100)는 양측 팔 또는 발 각각을 다른 압력에 의해 근력 강화 및 단련이 가능한 것으로, 이는 양측 상지 또는 하지 근력부재(110)(120) 각각에 무게변위장치(130)가 각각 구성됨에 따라 양측 팔이나 양측 발에서 느껴지는 무게를 달리하여 근력 강화 및 단련된다.

이러한 구성은 편마비 환자와 같이 어느 한쪽은 정상인과 동일한 근력을 낼 수 있으나 다른 한쪽은 정상 근력에 못 미치기 때문에 이들 편 근력의 경우 다른 무게에 따른 근력 강화로 밸런스가 유지된 근력 강화가 가능함으로써 편마비 환자의 재활치료에 획기적인 효과를 가진다.

이상에서 설명한 것은 본 발명의 자기유동유체를 이용한 헬스기구를 실시하기 위한 하나의 실시 예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

이와 같이 본 발명의 자기유동유체를 이용한 헬스기구는 종래의 헬스기구에 자기유동유체가 포함된 댐퍼를 구성하여, 사용자의 신체조건에 따라 미소 무게 변위가 가능하고, 또한 단련부위에 따라 선택적 또는 동시적 단련이 가능함으로써, 운동의 효율성 및 사용의 한계성을 극복하는 효과가 있다.

아울러, 구조가 간편하고, 또한 헬스기구 자체 중량을 감소시켜 이동이 편리하고, 또한 유지보수가 간편하도록 하는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 베이스프레임과;

   상기 베이스프레임의 상단에 구성되고, 사용자의 상지 또는 하지의 근력 강화 및 단련을 위해 구성되는 단력부재; 및

   상기 베이스프레임과 단력부재 사이에 구성되며, 사용자의 설정에 따라 무게감을 변위시키기 위해 자기유동유체가 구성된 댐퍼가 구성된 무게변위장치;로 구성되는 것을 특징으로 하는 자기유동유체를 이용한 헬스기구.
2. 제1항에 있어서, 상기 무게변위장치는

   내부에 자기유동유체를 포함하고, 일단이 헬스 기구의 어느 일측에 고정되는 댐퍼와;

   상기 댐퍼의 내부에 일단이 포함되되, 일측에 자기유도체가 구성되고 타단은 헬스기구의 근력부재에 고정되는 피스톤; 및

   상기 피스톤에 형성된 자기유도체의 자기유도를 제어하여, 상기 댐퍼에 일단이 포함된 피스톤에 의한 자기유동유체의 압축력을 제어하도록 하는 제어부;로 구성되는 것을 특징으로 하는 자기유동유체를 이용한 헬스기구.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 무게변위장치는

   내부에 자기유동유체가 저장되고 일단에 고정부재가 구성되고 타단에 삽입공이 형성된 하우징과, 상기 하우징의 삽입공에 마련되어 기밀을 유지하기 위한 패킹이 구성된 댐퍼와;

   상기 댐퍼의 하우징 내부에 마련되되 적어도 하나 이상의 통공이 형성된 댐퍼판과 상기 댐퍼판에서 연장되는 축과 상기 축의 끝단에 형성되는 고정부재 및 상기 댐퍼판의 통공의 어느 일측에 마련되는 자기유도체로 구성된 피스톤; 및

   상기 피스톤에 형성된 자기유도체의 자기유도를 제어하여, 상기 댐퍼에 일단이 포함된 피스톤에 의한 자기유동유체의 압축력을 제어하도록 하는 제어부;로 구성되는 것을 특징으로 하는 자기유동유체를 이용한 헬스기구.
4. 제1항 내지 제2항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 댐퍼의 내부와 피스톤의 일단 사이에는 충격완충제;가 더 구성되는 것을 특징으로 하는 자기유동유체를 이용한 헬스기구.

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