KR101007600B1

KR101007600B1 - 운동기구용 부하조절장치

Info

Publication number: KR101007600B1
Application number: KR1020100088641A
Authority: KR
Inventors: 구홍식; 천창호
Original assignee: 쓰리웨이테크놀러지(주); 천창호
Priority date: 2010-09-10
Filing date: 2010-09-10
Publication date: 2011-01-12

Abstract

운동기구용 부하조절장치가 개시된다. 본 발명에 따른 운동기구용 부하조절장치는 외주면이 원형으로 형성되며, 위치 고정된 제1회전체; 외주면이 원형으로 형성되며, 제1회전체에 회전 가능하게 결합되며, 내주면이 원형으로 형성되되 제1회전체보다 더 큰 공간으로 형성되며 제1회전체가 삽입되는 삽입공간부를 가지며, 외력이 작용하지 않으며 제1회전체의 외주면의 중심과 삽입공간부의 내주면의 중심을 연결한 가상선이 중력방향과 제1각도를 이루는 기준위치 및 외력이 작용하여 가상선이 제1각도와 상이한 제2각도를 이루는 부하조절위치 사이에서 이동 가능하되, 기준위치로부터 부하조절위치로의 이동시에 제1회전체의 외주면과 삽입공간부의 내주면 사이의 접촉은 유지되는 제2회전체; 및 제2회전체의 외측에 배치되며, 제2회전체가 기준위치에 배치되도록 제2회전체와 이격되는 이격위치 및 제2회전체가 부하조절위치에 배치되도록 제2회전체를 접촉 가압하는 가압위치 사이에서 제2회전체에 대해 상대 이동 가능한 부하조절부재;를 구비하도록 구성된다.

Description

운동기구용 부하조절장치{Device of controlling a load in an exercise equipment}

본 발명은 운동기구용 부하조절장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 근력운동기구에 구비되어, 사용자가 자신의 능력에 맞게 부하를 조절할 수 있도록 하는 운동기구용 부하조절장치에 관한 것이다.

운동은 일반적으로 유산소운동, 근력운동, 유연성운동 등으로 나뉘며, 특히 근력운동은 건강하고 균형잡힌 강한 체력을 갖기 위한 일련의 운동으로서 중량이나 저항에 의해 자신이 잠재적으로 가지고 있는 근육들을 자극하여 팽창시킴으로써 근섬유의 크기를 증가시키고 파워를 높여주는 운동을 말한다.

이러한 근력운동을 하기 위해서는 신체 부위별 근육에 따라 다양한 운동기구가 사용되는데, 예를 들어 아령, 덤벨 및 벤치프레스와 같은 운동기구 외에도 무게추라 불리우는 웨이트 스택(weight stack)의 하중을 이용한 버터플라이, 레그컬, 레그익스텐션, 하이폴리 및 롱풀머신 등 하중 가변 방식의 근력운동기구가 있다.

종래에 하중 가변식 근력운동기구에 있어서는, 하중을 조절하기 위해서 웨이트 스택의 무게나 개수를 조절하는 방식이 널리 채택되었으나, 웨이트 스택의 이송 및 보관의 측면에서 많은 단점이 노출되었다. 또한 웨이트 스택을 이용한 방식을 대신하여, 에어실린더나 유압실린더를 이용하여 흡기 및 배기압력을 조절하는 방식이 개발되었으나, 에어실린더나 유압실린더가 고가여서 경제적이지 못하다는 한계가 있었다. 그리고 전자석을 이용하여 하중을 조절하는 장치가 개발되어 대한민국 실용신안등록 제418,049호 등으로 공지되어 있으나, 이러한 장치는 상용전원을 필요로 하며 안정적으로 작동하지 못하는 경우가 많으며 구조도 복잡하여 제작비가 높다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 구조가 간단하고 작동 신뢰성이 우수할 뿐만 아니라 부하가 쉽게 조절되며 제작비가 크게 절감될 수 있도록 구조가 개선된 운동기구용 부하조절장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 운동기구용 부하조절장치는 외주면이 원형으로 형성되며, 위치 고정된 제1회전체; 외주면이 원형으로 형성되며, 상기 제1회전체에 회전 가능하게 결합되며, 내주면이 원형으로 형성되되 상기 제1회전체보다 더 큰 공간으로 형성되며 상기 제1회전체가 삽입되는 삽입공간부를 가지며, 외력이 작용하지 않으며 상기 제1회전체의 외주면의 중심과 상기 삽입공간부의 내주면의 중심을 연결한 가상선이 중력방향과 제1각도를 이루는 기준위치 및 외력이 작용하여 상기 가상선이 상기 제1각도와 상이한 제2각도를 이루는 부하조절위치 사이에서 이동 가능하되, 상기 기준위치로부터 상기 부하조절위치로의 이동시에 상기 제1회전체의 외주면과 삽입공간부의 내주면 사이의 접촉은 유지되는 제2회전체; 및 상기 제2회전체의 외측에 배치되며, 상기 제2회전체가 상기 기준위치에 배치되도록 상기 제2회전체와 이격되는 이격위치 및 상기 제2회전체가 상기 부하조절위치에 배치되도록 상기 제2회전체를 접촉 가압하는 가압위치 사이에서 상기 제2회전체에 대해 상대 이동 가능한 부하조절부재;를 구비하며, 상기 부하조절위치에서 상기 제2회전체의 일방향으로의 회전은, 상기 제2회전체의 삽입공간부의 내주면과 제1회전체의 외주면 사이의 마찰력 및 상기 제2회전체의 외주면과 상기 부하조절부재 사이의 마찰력에 의해 방해되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 부하조절부재와 제2회전체의 상대적인 위치에 따라서 운동 부하가 조절될 수 있으므로, 부하 조절이 쉬우며 나아가 구조가 간단하여 제작비가 크게 감소한다.

또한 부하 조절 구조가 단순하여 작동 신뢰성이 우수하며 내구성도 크게 향상되는 효과도 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 운동기구용 부하조절장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제2회전체의 개략적인 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 부하조절장치의 작동과정을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 운동기구용 부하조절장치의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 운동기구용 부하조절장치의 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 운동기구용 부하조절장치의 개략적인 단면도이다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 운동기구용 부하조절장치의 개략적인 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 제2회전체의 개략적인 평면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 부하조절장치의 작동과정을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예의 운동기구용 부하조절장치(100)는 제1회전체(10)와, 제2회전체(20)와, 유격채움부재(30)와, 부하조절부재(40)와, 구동수단을 구비한다.

제1회전체(10)는 실린더 형상으로 이루어진다. 제1회전체(10)의 외주면은 원형으로 형성된다. 제1회전체(10)는 위치 고정되어 병진운동이 불가능하며, 다만 회전운동만이 가능하다. 제1회전체(10)에는 샤프트공(11)이 형성되어 있으며, 샤프트공(11)에는 샤프트(111)가 삽입된다. 샤프트공(11)의 내경은 샤프트(111)의 외경과 실질적으로 동일하다. 따라서 제1회전체(10)는 샤프트(11)를 중심으로 회전 가능할 뿐, 샤프트(11)에 대해 상대 직선이동이 가능하지 않다.

제2회전체(20)는 부하조절장치(100)의 외형을 형성한다. 제2회전체(20)는 전체적으로 아령 형상으로 이루어지며, 한 쌍의 원형부(21)와, 한 쌍의 원형부(21)를 연결하며 각 원형부(21)와 동축적으로 연결되는 연결부(22)를 포함한다. 각 원형부(21) 및 연결부(22)의 외주면은 원형으로 형성된다. 연결부(22)의 외경은 원형부(21)의 외경보다 더 작다. 연결부(22)의 외주면에는 스프로킷(221)이 형성되어 있다. 그리고 제2회전체(20)의 내부에는 한 쌍의 원형부(21) 및 연결부(22)의 내부를 관통하여 형성되는 삽입공간부(201)가 형성된다. 삽입공간부(201)는 직경이 일정한 실린더 형상의 공간으로 한정되어, 삽입공간부(201)의 내주면은 원형으로 형성된다. 삽입공간부(201)는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 제1회전체(10)보다 더 크게 형성되어, 제1회전체(10)가 헐겁게 삽입된다. 특히 중력의 영향으로, 삽입공간부(201)의 내주면 상측 중앙에는 제1회전체(10)의 상측면 중앙이 접촉하여 지지된다.

제2회전체(20)는 제1회전체(10)에 회전 가능하다. 도 1 및 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 제2회전체(20)의 삽입공간부(201)의 내주면은 제1회전체(10)의 외주면에 접촉하여 지지되므로, 이러한 접촉 지지가 유지된 상태에서 제2회전체(20)는 회전할 수 있게 된다. 이러한 회전은 후술하는 구동수단에 의해 이루어진다.

한편 제2회전체(20)는 기준위치 및 부하조절위치 사이에서 이동 가능하다. 이러한 제2회전체(20)의 위치 이동은 후술하는 부하조절부재에 의해 이루어진다.

도 1에 도시된 기준위치에서는, 제2회전체(20)에 외력이 작용하지 않고 단지 중력만이 작용한다. 이러한 상태에서는 제1회전체(10)의 외주면의 중심과 삽입공간부(201)의 내주면의 중심을 연결한 가상선(IL)이 중력방향과 제1각도를 이루게 된다. 특히 본 실시예에서는 제2회전체(20)가 제1회전체(10)와 접촉한 상태에서 중력에 의해서만 평형을 이루게 되므로, 가상선(IL)은 중력방향과 평행하여 제1각도는 0°이나, 제2회전체(20)의 위치가 특정하게 구속되는 등 다른 변수가 개재되는 경우에는 제1각도가 0°이 아닐 수 있다. 그리고 도 3에 도시된 부하조절위치에서는 부하조절부재가 제2회전체(20)와 접촉하여 가압하게 되며, 이에 따라 가상선(IL)과 중력방향이 이루는 각도가 제1각도와 다른 제2각도를 형성한다. 즉 부하조절위치에서는 중력 이외의 다른 외력, 즉 부하조절부재의 가압력이 작용하게 되어, 가상선(IL)과 중력방향이 이루는 각도가 기준위치에서와는 상이하게 된다. 특히 기준위치로부터 부하조절위치로의 이동시에, 제1회전체(10)의 외주면과 삽입공간부(201)의 내주면 사이의 접촉은 항상 유지되는 것이 바람직하다.

유격채움부재(30)는 실린더 형상으로 이루어진다. 유격채움부재(30)는 탄성변형 가능한 소재로 이루어지며, 본 실시예에서는 우레탄 등의 고무 소재로 이루어지며 외주면이 원형으로 형성되며, 유격채움부재(30)의 직경이 제1회전체(10)의 직경보다 더 크다. 다만, 유격채움부재(30)는 이에 한정되지 않으며 링 스프링이나 판 스프링 등으로 이루어질 수도 있다.

유격채움부재(30)는 제2회전체의 삽입공간부(201)에 삽입되어, 삽입공간부(201)의 내주면 및 제1회전체(10)의 외주면과 각각 접촉한다. 특히 제1회전체(10)의 외주면으로부터 유격채움부재(30)의 외주면까지의 최대 직선거리가 삽입공간부(201)의 내주면의 직경에 해당하는 것이 바람직하다. 이와 같이 유격채움부재(30)가 삽입되면, 제2회전체(20)가 기준위치 및 부하조절위치 중 어느 위치에 배치되든, 제2회전체(20)가 구동수단에 의해서 회전운동만을 할 수 있을 뿐 병진운동을 할 수 없게 된다. 또한 유격채움부재(30)는, 제2회전체(20)가 기준위치 및 부하조절위치 사이에서 이동하는 과정에서도, 제2회전체의 삽입공간부(201)의 내주면과 제1회전체(10)의 외주면이 항상 접촉하게 하는 역할을 한다. 이와 같이 유격채움부재(30)는 제1회전체(10) 및 제2회전체(20)의 접촉을 항상 유지시킴으로써 부하조절장치(100)의 작동이 보다 안정적으로 이루어지게 하는 기능을 수행하는 것으로서, 선택 사항이나 구비되는 것이 바람직하다. 또한 유격조절부재(30)의 외주면에는 기름 등과 같은 윤활유가 개재되어 유격조절부재(30)가 원활하게 작동하도록 구성될 수도 있다.

부하조절부재(40)는 제2회전체(20)의 외측에 배치된다. 부하조절부재(40)는 이격위치 및 가압위치 사이에서 이동 가능하다. 부하조절부재(40)가 도 1에 도시된 이격위치에 배치되면, 부하조절부재(40)는 제2회전체(20)와 이격되게 배치되므로, 제2회전체(20)는 기준위치에 배치된다. 한편 부하조절부재(40)가 이격위치에서 제2회전체(20)에 접근하여 접촉한 후에 더욱 이동하게 되면, 도 3에 도시된 가압위치에 배치되게 되므로, 제2회전체(20)는 부하조절위치에 배치되게 된다. 가압위치에서는 부하조절부재(40)가 제2회전체(20)를 접촉 가압하게 된다. 한편 부하조절부재(40)의 이동은 모터나 유압 또는 공압에 의해 작동하는 액츄에이터(미도시) 등에 의해 이루어질 수 있으며, 이러한 구조는 통상의 창작 범위내에서 구성될 수 있으므로 여기서는 이에 대한 상세한 설명을 생략하기로 한다.

부하조절부재(40)에는 곡면접촉부(41)가 형성된다. 곡면접촉부(41)는 곡면 형상으로 이루어지며, 예를 들어 제2회전체의 원형부(21)의 외주면에 대응되는 곡률을 가지는 호로 형성된다. 그리고 곡면접촉부(41)는 가압위치에서 제2회전체의 한 쌍의 원형부(21) 모두와 접촉하여 제2회전체(20)를 가압한다. 부하조절부재(40)가 제2회전체(20)에 접근하는 위치는 도 1에 도시된 위치에 한정되는 것은 아니다.

구동수단은 제2회전체(20)를 회전시키기 위한 것이다. 구동수단은 장력인가부재(50)를 포함한다. 장력인가부재(50)는 사용자가 잡아당김으로써 제2회전체(20)를 회전시키기 위한 것으로서, 체인부(51)와, 파지부(52)와, 무게추(53)를 포함한다.

체인부(51)는 체인으로 구성되며, 제2회전체의 연결부(22)에 형성된 스프로킷(221)과 맞물린다. 이와 같이 체인 및 스프로킷이 맞물림으로써 동력 전달이 보다 효과적으로 이루어질 수 있게 된다. 체인부(51)는 제2회전체의 스프로킷(221)의 적어도 일부분을 둘러싸도록 구성되며, 예를 들어 본 실시예에서는 180°중심각의 호에 해당하는 스프로킷을 둘러싼다.

파지부(52)는 장력인가부재(50)의 일단에 형성되는 부분으로서, 사용자가 파지하는 손잡이에 해당한다. 파지부(52)는 가상선(IL)을 기준으로 부하조절부재(40)가 배치된 일측이 아닌 그 반대 타측에 배치된다.

무게추(53)는 장력인가부재(50)의 타단에 형성되는 부분으로서, 파지부(52)보다 무겁게 형성된다. 무게추(53)는 사용자가 당기는 부하를 증가시키는 역할을 할 뿐만 아니라, 사용자가 파지부(52)를 당겨서 운동을 한 후에 놓게 되면 제2회전체(20)가 반대로 회전하여 파지부(52)가 올라가서 원위치로 복귀하도록 하기 위한 것이다.

이하 상술한 바와 같이 구성된 운동기구용 부하조절장치(100)의 작동과정을 설명하기로 한다.

사용자가 운동을 하기 전에는, 부하조절장치(100)가 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 구성된다. 이러한 상태에서는 부하조절부재(40)가 이격위치에 배치되고 제2회전체(20)가 기준위치에 배치되므로, 사용자가 파지부(52)를 잡고 아래로 당기면, 부하조절부재(40)와 제2회전체(20) 사이에는 마찰력이 발생하지 않고 무게추(53)의 부하가 작용하는 상태에서 운동을 할 수 있게 된다. 물론 제1회전체(10)와 제2회전체(20) 사이에서도 마찰력이 발생하게 되나, 후술하는 부하조절위치에서 발생되는 마찰력만큼 부하를 증가시키는 역할을 하지는 않는다. 파지부(52)를 잡아 당기게 되면, 제2회전체(20)는 제1회전체(10)의 외주면 및 삽입공간부(201)의 내주면 사이의 접점을 중심으로 호를 그리면서 오른쪽으로 이동하게 된다. 다만 제2회전체(20)의 오른쪽으로의 이동은 제1회전체(10)의 외주면 및 삽입공간부(201)의 내주면이 접촉할 때까지만 이루어지게 되므로, 그 이동거리는 작다. 또한 부하조절부재(40)는 이러한 이동거리보다 더 멀리 배치되어 있다. 한편, 사용자가 파지부(52)를 당긴 후에 놓게 되면, 무게추(53)의 하중에 의해서 제2운동체(20)는 반대방향으로 회전하게 되므로, 파지부(52)는 상승하여 원위치로 복귀하게 된다.

한편 사용자가 부하를 조절하기 위해서 부하조절부재(40)를 도 3에 도시된 가압위치로 이동시키면, 제1회전체(10)의 외주면과 제2회전체의 삽입공간부(201)의 내주면 사이의 접촉지점이 변동하면서 제2회전체(20)는 부하조절위치로 이동하게 되며, 제2회전체(20)의 외주면과 부하조절부재의 곡면접촉부(41)는 접촉하게 된다. 이와 같이 제2회전체(20)가 부하조절위치에 배치된 상태에서, 파지부(52)를 잡고 아래로 당기게 되면, 제2회전체(20)가 일방향, 예를 들어 도 3에 도시된 반시계방향으로 회전하게 되며, 나아가 제2회전체(20)를 부하조절부재쪽으로 누르는 힘이 작용하게 된다. 이러한 제2회전체(20)의 회전은 사용자가 파지부(52)를 당김으로서 형성되는 모멘트, 즉 제1모멘트의 작용의 결과이다. 또한 부하조절부재(40)는 제2회전체(20)에 의해 가압되므로, 부하조절부재의 곡면접촉부(41) 및 제2회전체(20)의 외주면 사이의 접촉부분에는 마찰력뿐만 아니라 수직항력이 발생하게 되며, 이러한 마찰력이나 수직항력에 의해서 제2회전체(20)의 반시계방향으로의 회전을 방해하는 모멘트, 즉 제2모멘트가 발생하게 된다. 또한 제1회전체(10)의 외주면과 제2회전체의 삽입공간부(201)의 내주면 사이의 접촉부분에도 마찰력 및 수직항력이 발생하게 되며, 이러한 힘에 의해 제2회전체(20)의 반시계방향으로의 회전을 방해하는 모멘트, 즉 제3모멘트가 발생한다.

특히 제2모멘트 및 제3모멘트의 작용중심은 각각 제1모멘트의 작용중심, 즉 제2회전체(20)의 외주면의 중심과 서로 상이하므로, 부하조절부재(40)를 단순히 가압위치로 이동시키는 것만으로도 부하를 인가할 수 있게 된다. 또한 부하조절부재(40)의 가압력이 제2회전체(20)를 상방으로 움직이도록, 즉 제1회전체(10) 및 제2회전체(20)의 접촉이 해제되는 방향으로 작용하더라도, 유격채움부재(30)가 구비되어 있어서 제2회전체(20)와 제1회전체(10) 사이의 접촉은 계속해서 유지되므로, 파지부(52)를 당길 때에 제2모멘트 및 제3모멘트가 항상 발생되어 부하가 안정적으로 인가된다.

또한 도 3에 도시된 가상선이 도 1에 도시된 가상선과 이루는 각도는 부하조절부재(40)의 위치를 조절함으로써 제어될 수 있으며, 이러한 각도의 변동에 의해서 부하가 쉽게 조절된다. 예를 부하조절부재(40)를 도 3에 도시된 위치보다 더욱 왼쪽으로 이동시켜 가상선이 이루는 각도를 증가시키면, 도 3에 도시된 상태에 비해 부하가 더 많이 인가되므로, 더 큰 힘으로 파지부(52)를 당겨야만 제2회전체(20)를 반시계방향으로 회전시킬 수 있게 된다. 따라서 사용자는 부하조절부재(40)의 위치 조절을 통해서 부하를 자신의 능력에 맞게 쉽게 조절할 수 있게 된다.

그리고 도 3에 도시된 상태에서 파지부(52)를 당겨 운동을 한 후에 놓게 되면, 도 1을 참조하면서 설명한 바와 같이 무게추(53)의 하중에 의해서 제2회전체(20)는 이전과는 달리 시계방향으로 회전하여 원위치로 복귀하게 된다. 즉, 파지부(52)를 놓게 되면, 이전과는 달리 부하조절부재(40)에 대한 가압이 발생하지 않으며, 오히려 무게추(53)의 하중에 의해서 부하조절부재(40)에 대한 가압이 해제되므로, 부하조절부재(40) 및 제2회전체(20) 사이에는 마찰력 등의 힘이 실질적으로 작용하지 않기 때문이다.

상술한 바와 같이 본 실시예에서는 부하조절부재(40)의 위치 제어를 통해서 운동 부하의 크기를 쉽게 조절할 수 있으며, 파지부(52)를 놓기만 하면 제2회전체(20)가 원위치로 복귀하여 매우 편리하다는 장점이 있다. 또한 유격채움부재(30)에 의해 제1회전체(10) 및 제2회전체(20)의 접촉이 항상 유지되므로, 작동의 신뢰성이 높아진다.

그리고 본 실시예의 운동기구용 부하조절장치(100)는 각종 운동기구, 예를 들어 사이클링 다리 근력운동기구와 같이 회전력을 이용한 근력 운동기구나 팔 근력 운동기구와 같이 밀고 당기는 구조의 운동기구 그리고 각종 부하조절이 필요한 운동기구 등에 응용될 수 있음은 당연하다.

한편 제1실시예에서와 달리 부하조절부재에 베어링 및 탄성부재가 설치되도록 구성될 수 있다.

도 4를 참고하면, 본 실시예의 부하조절장치(100a)에 있어서는, 부하조절부재(40a)는 베어링(42), 예를 들어 볼베어링, 니들베어링 등과 같은 구름베어링을 포함한다. 또한 탄성부재(43), 예를 들어 압축코일스프링이나 고무 등은 부하조절부재(40a)를 제2회전체(20)의 외주면에 접촉하는 방향으로 탄성바이어스한다. 압축코일스프링(43)의 일단부는 지지브라켓(431)에 접촉지지되며, 압축코일스프링(43)의 타단부는 부하조절부재(40a)에 접촉지지된다. 지지브라켓(431)은 부하조절부재(40a)와의 거리가 가감되도록 부하조절부재(40a)에 대해 이동 가능한데, 예를 들어 하며, 부하조절부재(40a)와 함께 동일한 양만큼 움직이도록 구성되며, 이에 따라 탄성부재(43)는 부하조절부재(40a)를 제2회전체쪽으로 탄성력을 인가할 수 있게 된다.

이와 같이 베어링(42) 및 압축코일스프링(43)이 구비되면, 부하조절장치(100)의 내구성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다. 예를 들어, 베어링(42)이나 압축코일스프링(43)이 제2회전체(20)에 의해 부하조절부재(40a)에 인가되는 하중의 맥동을 흡수할 수 있게 된다.

한편, 제1실시예 및 제2실시예에서는 장력인가부재가 제2회전체를 직접적으로 구동하도록 구성되어 있으나, 장력인가부재에 의해 제1회전체가 구동되며, 이러한 구동력에 의해 제2회전체가 구동되도록 구성할 수도 있다.

도 5를 참고하면, 본 실시예의 부하조절장치(100b)에 있어서는, 제1회전체(10b)의 외주면에는 복수의 기어치로 구성된 기어부(12)가 형성된다. 그리고 제2회전체의 원형부(21b)의 삽입공간부(201)의 내주면에는 복수의 기어치로 구성된 기어부(202)가 형성된다. 여기서 제1회전체의 기어부(12)는 제2회전체의 기어부(202)와 기어결합되되, 본 실시예에서는 직접적으로 맞물린다. 그리고 유격채움부재(30b)는 기어부(12) 및 기어부(202)에 의해 눌려서 약간 타원형상으로 형성된다.

그리고 도 5에는 미도시되어 있으나, 장력인가부재의 체인부는 제1회전체의 기어부에 직접 맞물리며, 이러한 맞물리는 부분은 예를 들어 제2회전체의 연결부나 원형부의 외부에 배치될 수 있다.

한편, 제1실시예, 제2실시예 및 제3실시예에서는 부하조절부재가 하나 구비되어 있는 것으로 구성되어 있으나, 도 6에 도시되어 있는 바와 같이 부하조절부재가 한 쌍 구비되도록 구성될 수도 있다.

도 6을 참조하면, 본 실시예의 부하조절장치(100c)에 있어서는, 부하조절부재(40)는 제2회전체의 외측에 가상선을 중심으로 대칭이 되도록 한 쌍이 배치되어 있다. 그리고 장력인가부재(50c)의 양단에는 각각 파지부(52)가 형성되어 있다.

도 6에 도시된 상태에서 장력인가부재(50c)의 일단 파지부(52)를 당기면, 제2회전체(20)는 제2회전체의 삽입공간부(201)의 내주면과 제1회전체(10)의 외주면 사이의 접촉 부분을 중심으로 반시계방향으로 일정 정도 회전하게 되므로, 제2회전체(20)와 우측 부하조절부재(40)의 간격이 적절하게 조절된 상태에서는, 제2회전체(20)의 반시계방향으로의 회전과정에서 제2회전체(20)의 외주면이 우측 부하조절부재(40)의 곡면접촉부(41)와 접촉하여 가압하게 되므로, 제2회전체(20)의 회전을 방해하는 모멘트가 발생하게 된다. 즉, 일단 파지부(52)를 당기면, 부하가 인가되어 운동효과를 얻을 수 있게 된다. 이와 같이 일단 파지부(52)를 당겨 운동을 한 후에, 연속적으로 장력인가부재(50c)의 타단 파지부(52)를 당기면, 제2회전체(20)는 좌측 부하조절부재쪽으로 움직이게 되어 좌측 부하조절부재의 곡면접촉부(41)와 접촉하여 그 곡면접촉부(41)를 가압하게 된다. 따라서 제2회전체(20)의 회전을 방해하는 모멘트가 역시 발생하여 운동효과를 얻을 수 있게 된다.

이와 같이 본 실시예의 부하조절장치(100c)에 있어서는, 좌측 및 우측 부하조절부재(40)와 제2회전체(20)와의 간격을 적절하게 조절한 후에, 장력인가부재(50c)의 양단 파지부(52)를 양손으로 잡고 번갈아 가면서 잡아당기게 되면, 좌측 부하조절부재(40) 및 우측 부하조절부재(40)가 번갈아 가면서 제2회전체(20)의 외측면에 의해 가압되므로, 제2회전체(20)의 회전을 억제하는 모멘트가 발생하게 된다. 따라서 양손 운동을 보다 쉽게 할 수 있게 된다. 또한 부하조절부재(40)와 제2회전체(20)의 간격을 조절함으로써 운동 부하도 조절할 수 있게 된다.

특히 본 실시예에서는 제1실시예와는 달리 부하조절부재(40)를 구동하지 않더라도, 파지부(52)를 잡아당길 때에 제2회전체가 좌측 또는 우측으로 이동하게 되며, 이에 따라 부하조절부재(40) 및 제2회전체(20)는 각각 제1실시예에서 설명한 가압위치 및 부하조절위치에 배치된다.

이와 같이 제4실시예에서는 좌측 및 우측 부하조절부재가 움직이지 않고, 제2회전체가 움직임으로써 상대적으로 제2회전체가 이격위치 및 가압위치 사이에서 이동하도록 구성될 수 있게 된다. 마찬가지로, 제1실시예에서도 부하조절부재는 구동되지 않고 단지 파지부를 당길 때에 제2회전체의 이동에 의해 부하조절부재가 상대적으로 이격위치 및 가압위치 사이에서 이동하며, 이에 따라 제2회전체도 기준위치 및 부하조절위치 사이에서 이동하도록 구성될 수도 있다. 결론적으로, 부하조절부재를 구동하여 이격위치 및 가압위치 사이에서 이동하도록 구성할 수도 있으나, 부하조절부재는 구동되지 않고 항상 제자리를 유지하도록 구성되고 장력인가부재의 파지부를 당길 때에 발생되는 구동력에 의해 제2회전체가 부하조절부재쪽으로 이동함으로서 부하조절부재가 기준위치 및 부하조절위치 사이에서 이동하도록 구성할 수 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예들을 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함은 명백하다.

예를 들어, 제1실시예에서는 유격채움부재가 구비되도록 구성되어 있으나, 유격채움부재가 생략될 수 있으며, 이러한 경우에는 제1회전체 및 제2회전체의 접촉이 항상 유지되어 안정적으로 작동할 수 있도록 부하조절부재의 접근 및 이격방향이 조절되는 것이 바람직하다. 예를 들어 부하조절부재는 도 1에 도시된 상태에서 제2회전체의 중심을 중심으로 반시계방향으로 45°정도 회전하여 배치되는 것이 바람직하다.

또한 제1실시예에서는 유격채움부재가 탄성 변형하도록 구성되어 있으나, 탄성 변형 가능하지 않도록 구성될 수도 있다.

또한 제1실시예에서는 제1회전체가 샤프트에 삽입되어 샤프트를 중심으로 회전 가능하게 구성되어 있으나, 제1회전체가 반드시 회전하도록 구성될 필요는 없다.

또한 제1실시예에서는 부하조절부재의 곡면접촉부 및 제2회전체의 외주면이 곡면으로 형성되어 있으나, 반드시 곡면으로 형성될 필요는 없다.

또한 제1실시예에서는 장력인가부재 및 제2회전체가 체인 및 스프로킷 결합에 의해 의해 연결되도록 구성되어 있으나, 장력인가부재를 당기면 제2회전체가 회전할 수 있다면 이러한 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 장력인가부재가 단순히 로프나 와이어로 이루어지며 이러한 로프나 와이어가 제2회전체의 외주면에 용접이나 본드 등에 의해 고정되도록 구성될 수 있다. 이와 같이 제2회전체를 구동하는 구동수단은 통상의 창작범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하다.

10,10b...제1회전체 11...샤프트공
20...제2회전체 21,21b...원형부
22...연결부 30...유격채움부재
40...부하조절부재 41...곡면접촉부
42...베어링 43...탄성부재
50,50c...장력인가부재 51...체인부
52...파지부 53...무게추
100,100a,100b,100c...부하조절장치 111...샤프트
201...삽입공간부 221...스프로킷
431...지지브라켓

Claims

외주면이 원형으로 형성되며, 위치 고정된 제1회전체;
외주면이 원형으로 형성되며, 상기 제1회전체에 회전 가능하게 결합되며, 내주면이 원형으로 형성되되 상기 제1회전체보다 더 큰 공간으로 형성되며 상기 제1회전체가 삽입되는 삽입공간부를 가지며, 외력이 작용하지 않으며 상기 제1회전체의 외주면의 중심과 상기 삽입공간부의 내주면의 중심을 연결한 가상선이 중력방향과 제1각도를 이루는 기준위치 및 외력이 작용하여 상기 가상선이 상기 제1각도와 상이한 제2각도를 이루는 부하조절위치 사이에서 이동 가능하되, 상기 기준위치로부터 상기 부하조절위치로의 이동시에 상기 제1회전체의 외주면과 삽입공간부의 내주면 사이의 접촉은 유지되는 제2회전체; 및
상기 제2회전체의 외측에 배치되며, 상기 제2회전체가 상기 기준위치에 배치되도록 상기 제2회전체와 이격되는 이격위치 및 상기 제2회전체가 상기 부하조절위치에 배치되도록 상기 제2회전체를 접촉 가압하는 가압위치 사이에서 상기 제2회전체에 대해 상대 이동 가능한 부하조절부재;를 구비하며,
상기 부하조절위치에서 상기 제2회전체의 일방향으로의 회전은, 상기 제2회전체의 삽입공간부의 내주면과 제1회전체의 외주면 사이의 마찰력 및 상기 제2회전체의 외주면과 상기 부하조절부재 사이의 마찰력에 의해 방해되는 것을 특징으로 하는 운동기구용 부하조절장치.
제 1항에 있어서,
상기 제1회전체에는 위치 고정되며 회전이 방지되는 샤프트가 삽입되며,
상기 제1회전체는 상기 샤프트에 대해 회전 가능한 것을 특징으로 하는 운동기구용 부하조절장치.
제 1항에 있어서,
상기 제2회전체의 삽입공간부에는, 상기 삽입공간부의 내주면 및 상기 제1회전체의 외주면과 접촉하는 유격채움부재가 삽입되며,
상기 제1회전체의 외주면으로부터 상기 유격채움부재의 외주면까지의 최대 직선거리는, 상기 삽입공간부의 내주면의 직경에 해당하는 것을 특징으로 하는 운동기구용 부하조절장치.
제 3항에 있어서,
상기 유격채움부재는 탄성 변형 가능한 것을 특징으로 하는 운동기구용 부하조절장치.
제 1항에 있어서,
상기 부하조절부재는, 곡면 형상으로 이루어지며 상기 제2회전체의 외주면과 접촉하는 곡면접촉부가 형성되는 것을 특징으로 하는 운동기구용 부하조절장치.
제 1항에 있어서,
상기 부하조절부재는 한 쌍 구비되어, 상기 제2회전체의 중심을 기준으로 좌측 및 우측에 각각 배치되며,
상기 좌측 부하조절부재 및 우측 회전부재는 상기 제2회전체의 일방향으로의 회전 및 상기 일방향의 반대방향으로의 회전을 각각 방해하는 것을 특징으로 하는 운동기구용 부하조절장치.
제 1항에 있어서,
상기 부하조절부재에는 상기 가압위치에서 상기 제2회전체와 접촉하는 베어링이 결합되는 것을 특징으로 하는 운동기구용 부하조절장치.
제 1항에 있어서,
상기 부하조절부재는 상기 부하조절위치에서 상기 제2회전체에 접근하는 방향으로 탄성바이어스되는 것을 특징으로 하는 운동기구용 부하조절장치.
제 1항에 있어서,
상기 제2회전체를 회전시키기 위한 것으로, 일단에는 사용자가 파지하는 파지부가 형성되며 타단에는 상기 파지부보다 무거운 무게추가 결합되며 상기 제2회전체의 외주면의 적어도 일부를 둘러싸는 장력인가부재를 포함하는 구동수단;을 더 구비하며,
상기 파지부 및 부하조절부재는 상기 가상선을 기준으로 서로 반대방향에 배치되며,
상기 부하조절위치에서 상기 제2회전체가 일방향으로 회전하도록 상기 파지부를 당긴 후에 놓으면 상기 제2회전체는 상기 무게추에 의해 상기 일방향의 반대방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 운동기구용 부하조절장치.
제 1항에 있어서,
상기 제1회전체의 외주면에는 복수의 기어치가 형성된 기어부가 형성되며,
상기 삽입공간부의 내주면에는 상기 제1회전체의 기어부와 기어결합되는 복수의 기어치로 구성된 기어부가 형성되는 것을 특징으로 하는 운동기구용 부하조절장치.