KR101189949B1 - 상체운동이 가능한 자전거 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하체운동뿐만 아니라 상체운동을 함께 할 수 있고, 운동을 할 때 신체에 가해지는 운동부하를 적절히 완충시킴으로써, 보다 유연하게 운동을 할 수 있는 상체운동이 가능한 자전거에 관한 것이다. 본 발명에 따른 자전거(1)는, 프레임(2)에, 핸들(3), 회전하는 휠(4), 휠(4)을 회전시키는 페달(5), 및 둔부를 받쳐주는 안장(6)을 포함하는 자전거로서, 상기 핸들(3)은, 힌지축(32a)을 중심으로 회동 가능하게 설치되는 한쌍의 회동바(32), 각각의 상기 회동바(32)의 외측단이 일측으로 회동되는 쪽으로 탄성력을 가하는 탄성장치(70), 및/또는 각각의 상기 회동바(32)의 회동에 저항력을 제공하는 저항장치(80)를 포함하고; 상기 탄성장치(70) 및/또는 상기 저항장치(80)의 저항력을 극복하면서 양손으로 상기 회동바(32)를 왕복하여 회동시키는 것에 의해 상체 운동을 할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

상체운동이 가능한 자전거{Bicycle for Exercise of Upper Body}

본 발명은 자전거에 관한 것이며, 보다 상세하게는 하체운동뿐만 아니라 상체운동을 함께 할 수 있고, 운동을 할 때 신체에 가해지는 운동부하를 적절히 완충시킴으로써, 보다 유연하게 운동을 할 수 있는 자전거에 관한 것이다.

최근 운동과 레저에 관한 관심 고조와 지구온난화의 요인인 탄소량 배출 저감을 위한 방안으로서 국가적 차원에서 자전거 활성화 정책이 적극적으로 추진됨에 따라, 운동과 레저용으로서 뿐만 아니라 출퇴근 수단으로서도 자전거 이용인구가 급속도로 증가하고 있다.

널리 알려진 바와 같이, 자전거는 페달을 밟아 휠을 회전시켜 주행하는 운송기구로서, 주로 하체(다리)에 운동부하가 집중되므로 팔이나 어깨를 포함한 상체운동을 위한 용도로서는 부족하다는 한계가 있다. 이런 이유로 상체운동을 겸할 수 있는 자전거가 다수 제안되어 있다.

이런 자전거에 관한 종래기술로서는, 대한민국 등록특허 제10-0200175호(1999. 03. 09. 등록)의 '핸들과 발판으로 움직이는 입식 시소형 자전거', 대한민국 등록특허 제10-0579530호(2006. 05. 08. 등록)의 '핸들조작에 의해 구동되는 자전거', 대한민국 등록특허 제10-0825125호(2008. 04. 18. 등록)의 '전후 회동 가능한 핸들을 갖는 자전거', 및 대한민국 등록특허 제10-0840262호(2008. 06. 16. 공고)의 '상체 운동이 가능한 핸들이 구비된 자전거' 등이 있다.

그러나 상체 운동 가능한 종래의 자전거는 운동부하가 완충 없이 신체에 경직적으로 가해지는 문제가 있다.

본 발명의 목적은, 하체운동뿐만 아니라 상체운동을 할 수 있는 자전거를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 상체운동을 할 수 있는 자전거에 있어서, 상체운동을 할 때 가해지는 운동부하를 적절히 완충 및 균일화 시켜줌으로써 보다 유연하게 운동을 할 수 있는 자전거를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명에 따라, 프레임에, 핸들, 회전하는 휠, 상기 휠을 회전시키는 페달, 및 둔부를 받쳐주는 안장을 포함하는 자전거가 제공된다.

본 발명에 따른 자전거에서, 상기 핸들은, 힌지축을 중심으로 회동 가능하게 설치되는 한쌍의 회동바, 각각의 상기 회동바의 외측단이 일측으로 회동되는 쪽으로 탄성력을 가하는 탄성장치 및/또는 각각의 상기 회동바의 회동에 저항력을 제공하는 저항장치를 포함한다.

본 발명에 따른 자전거는, 상기 탄성장치 및/또는 상기 저항장치의 저항력을 극복하면서 양손으로 상기 회동바를 왕복하여 회동시키는 것에 의해 상체 운동을 할 수 있다.

바람직하게, 상기 회동바는, 핸들포스트에 횡으로 설치된 지지바의 양측에 각각 회동 가능하게 설치된다.
바람직하게, 각각의 상기 회동바는, 상기 힌지축을 중심으로 외측에 있는 외측회동바와 내측에 있는 내측회동바를 포함한다.

바람직하게, 상기 탄성장치는, 상기 외측회동바와 상기 지지바 사이에 설치되어 상기 외측회동바가 일측으로 회동하는 쪽으로 탄성력을 가하는 제1 완충탄성장치, 및 상기 내측회동바와 상기 지지바 사이에 설치되어 상기 내측회동바가 타측으로 회동하는 쪽으로 탄성력을 가하는 제2 완충탄성장치를 포함한다.

바람직하게, 상기 제1 완충탄성장치는, 실린더, 상기 실린더에 충전된 오일, 상기 실린더에 상하 왕복 운동 가능하게 장착된 피스톤, 상기 피스톤을 상승 또는 하강 상태로 복귀시키는 쪽으로 탄성력을 가하는 스프링, 및 상기 오일에 혼합되어 상기 피스톤의 이동에 저항력을 가하는 비드를 포함한다.

바람직하게, 상기 제2 완충탄성장치는, 실린더, 상기 실린더에 충전된 오일, 상기 실린더에 상하 왕복 운동 가능하게 장착된 피스톤, 상기 피스톤을 하강 또는 상승 상태로 복귀시키는 쪽으로 탄성력을 가하는 스프링, 및 상기 오일에 혼합되어 상기 피스톤의 이동에 저항력을 가하는 비드를 포함한다.

바람직하게, 상기 저항장치는, 상기 힌지축에 연동하여 회전하고 저항날개가 형성된 회전축, 상기 회전축의 둘레에 일정 공간을 제공하고 상기 회전축의 둘레를 수밀하게 포위하며 상기 회전축이 회전 가능하게 설치되는 하우징, 및 비드와 오일의 혼합으로 이루어지고 상기 하우징에 충전되며 상기 저항날개와 마찰접촉에 의해 상기 회전축의 회전에 저항력을 가하는 비드액을 포함한다.

바람직하게, 상기 페달과 상기 안장 중 적어도 하나에는, 상기 제1 완충탄성장치가 설치된다.

본 발명에 따른 자전거는, 일반적인 종래의 자전거와 같이 하체운동을 할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 핸들을 사용하여 상체운동을 할 수 있으며, 상기 탄성장치와 상기 저항장치의 작용으로 운동부하가 적절히 완충 및 균일화됨에 따라, 무리 없이 보다 유연하게 운동할 수 있는 효과가 있다.

도1은 본 발명에 따른 예시적인 자전거의 개략 사시도,
도2는 본 발명에 따른 자전거의 예시적인 핸들의 개략 사시도,
도3은 본 발명에 따른 자전거의 예시적인 핸들의 개략 정면도,
도4는 본 발명에 따른 자전거의 예시적인 핸들의 개략 평면도,
도5는 본 발명에 따른 자전거의 예시적인 핸들의 개략 측면도,
도6은 자전거에 적용된 예시적인 완충탄성장치의 단면도,
도7은 본 발명의 자전거에 적용된 예시적인 저항장치의 사시도.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 자전거를 보다 상세히 설명한다. 이하의 구체예는 본 발명에 따른 자전거를 예시적으로 설명하는 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 아니한다.

도1에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 자전거(1)는, 종래의 자전거와 마찬가지로, 전체적인 골격을 형성하는 프레임(2)에, 방향 전환을 위한 핸들(3), 전후 2개의 휠(4), 발로 돌려서 휠(4)을 회전시키기 위한 페달(5) 및 둔부를 받쳐주는 안장(6)을 포함한다.

본 발명의 자전거(1)의 이런 기본 구성들의 유기적 결합관계와 그 작동은 관련 분야에 알려진 자전거에 관한 일반적인 기술을 참조할 수 있고, 이들 구성 자체는 본 발명과 직접적인 관련이 없으므로, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 자전거(1)는, 상기 핸들(3)이 일반적인 자전거에서와 같이 주행 유지와 방향 전환의 기능을 가지는 것에 더하여 팔운동을 포함한 상체운동을 할 수 있도록 개량된 것을 특징으로 한다.

도1 내지 도3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 자전거(1)에서, 핸들(3)은, 회동바(32), 탄성장치(70) 및/또는 저항장치(80)를 포함하며, 바람직하게 회동바(32)는 지지바(31)에 회동 가능하게 설치된다.

상기 지지바(31)는 프레임(2)으로부터 회전 가능하게 상측으로 신장 형성된 핸들포스트(3a)의 상단에 횡으로 설치되며, 핸들(3)에 가해지는 사용자의 하중을 지지하는 작용을 하고, 좌우로 회전시키면 프레임(2)에 대해 핸들포스트(3a)와 함께 전방의 휠(4)이 회전하여 자전거의 주행방향을 조향할 수 있도록 한다.

상기 회동바(32)는 바람직하게 지지바(31)의 중심 위치(예, 핸들포스트의 연결 위치)로부터 양측으로 한쌍이 설치되고, 각각의 회동바(32)는 그 힌지축(32a)을 중심으로 회동 가능하게 설치된다.

도시된 구체예에서 각각의 회동바(32)는 힌지축(32a)을 중심으로 양측으로 신장되어, 힌지축(32a)의 외측에 위치하는 외측회동바(32b)는 상대적으로 길고 힌지축(32a)의 내측에 위치하는 내측회동바(32c)는 상대적으로 짧은, 비대칭적인 대략 V자 형상으로 되어 있다.

따라서 도3에 도시된 바와 같이, 각각의 회동바(32)의 외측단에 형성된 손잡이(32d)를 아래로 눌러 외측회동바(32b)를 아래로 회동시키면 힌지축(32a)을 중심으로 내측회동바(32c)가 위로 회동되고(올라가고), 반대로 손잡이(32d)를 위로 당겨 외측회동바(32b)를 위로 회동시키면 힌지축(32a)을 중심으로 내측회동바(32c)가 아래로 내려가는(회동하는), 시소 운동을 하게 된다.

상기 탄성장치(70)는, 각각의 회동바(32)의 외측단이 일측으로 회동되는 쪽으로 탄성력을 가하는 장치로서, 회동바(32)의 양측단을 일측으로 회동시키는 쪽으로 탄성력을 가할 수 있는 것이라면 특히 제한되지 아니한다.

탄성장치(70)로서 널리 일반적으로 사용되는 단순한 스프링이나 옵서버를 사용할 수 있다. 그러나 이런 일반 스프링이나 일반 옵서버(스프링을 내장하고 있음)는 스프링의 탄성력이 경직되어 있기 때문에, 운동을 할 때 사용자의 팔 등에 가해지는 저항탄성력도 경직되게 가해지므로, 상체 운동에 무리가 될 수 있다.

따라서 바람직한 탄성장치(70)로서, 본 발명자가 제안한 대한민국 특허출원 제10-2009-0083364호(2009. 09. 04. 출원)의 '비드가 충전된 완충기'를 본 발명에 맞게 적용하여 사용할 수 있다.

도3 등에 도시된 구체예에서, 지지바(31)와 각각의 회동바(32) 사이에 탄성장치(70)가 설치되고, 각각의 탄성장치(70)는 제1 완충탄성장치(70a)와 제2 완충탄성장치(70b)로 구성된다.

제1 완충탄성장치(70a)는 외측회동바(32b)와 지지바(31) 사이에 설치되어 외측회동바(32b)가 지지바(31)로부터 멀어지는(벌어지는) 쪽으로 회동하도록 탄성력을 가한다.

제2 완충탄성장치(70b)는 내측회동바(32c)와 지지바(31) 사이에 설치되어 내측회동바(32c)가 지지바(31)에 가까워지는 쪽으로 회동하도록 탄성력을 가한다.

제1 완충탄성장치(70a)는, 도6의 A에 도시된 바와 같이, 실린더(71a), 상기 실린더(71a)에 충전된 오일(72a), 실린더(71a)에 상하 왕복 운동 가능하게 장착된 피스톤(73a), 피스톤(73a)을 상승 또는 하강 상태로 복귀시키는 쪽으로 탄성력을 가하는 스프링(74a), 및 오일(72a)에 혼합되어 피스톤(73a)의 이동에 저항력을 가하는 비드(75a)를 포함한다.

제2 완충탄성장치(70b)는, 도6의 B에 도시된 바와 같이, 실린더(71b), 실린더(71b)에 충전된 오일(72b), 실린더(71b)에 상하 왕복 운동 가능하게 장착된 피스톤(73b), 피스톤(73b)을 하강 또는 상승 상태로 복귀시키는 쪽으로 탄성력을 가하는 스프링(74b), 및 오일(72b)에 혼합되어 피스톤(73b)의 이동에 저항력을 가하는 비드(75b)를 포함한다.

제1 완충탄성장치(70a)와 제2 완충탄성장치(70b)는, 스프링(74a, 74b)의 탄성력의 적용 방향이 반대인 것을 제외하고 실질적으로 동일하다.

예를 들어 제1 완충탄성장치(70a)의 스프링(74a)으로 압축스프링이 적용되는 경우 제2 완충탄성장치(70b)의 스프링(74b)은 인장스프링이 적용됨으로써, 회동바(32)에 외력이 가해지지 않은 자연스런 상태에서, 외측회동바(32b)는 지지바(31)로부터 최대한 멀어져 있고, 내측회동바(32c)는 지지바(31)에 최대한 가까워져 있게 된다.

이런 상태에서 손으로 손잡이(32d)를 누르면, 스프링(74a, 74b)의 탄성력을 극복하고, 외측회동바(32b)가 지지바(31)에 가까워지는 한편 내측회동바(32c)는 지지바(31)로부터 멀어지는 쪽으로 회동바(32)가 회동하고, 누르는 힘이 사라지면 스프링(74a, 74b)의 탄성력에 의해 회동바(32)는 원래의 위치로 복귀하며, 결국 손잡이(32d)를 회동시키는 과정에서 신체에 탄성저항력이 가해져 상체 운동을 하게 된다.

반대로, 제1 완충탄성장치(70a)의 스프링(74a)으로 인장스프링을 적용하고 제2 완충탄성장치(70b)의 스프링(74b)으로 압축스프링을 적용하면, 회동바(32)에 외력이 가해지지 않은 자연스런 상태에서, 외측회동바(32b)는 지지바(31)에 최대한 가까워져 있고, 내측회동바(32c)는 지지바(31)로부터 최대한 멀어져 있게 되며, 이런 상태에서 손잡이(32d)를 당기면, 스프링(74a, 74b)의 탄성력을 극복하고, 외측회동바(32b)가 지지바(31)로부터 멀어지는 한편 내측회동바(32c)는 지지바(31)에 가까워지는 쪽으로 회동바(32)가 회동하고, 당기는 힘이 사라지면 스프링(74a, 74b)의 탄성력에 의해 회동바(32)는 원래의 위치로 복귀하며, 결국 손잡이(32d)를 회동시키는 과정에서 신체에 탄성저항력이 가해져 상체 운동을 하게 된다.

결국, 본 발명의 자전거(1)는 회동바(32)를 손으로 누르거나 당겨 강제로 회동시키는 과정에서 탄성장치(70)의 탄성저항력이 근육에 가해져서 팔이나 가슴 등의 상체운동이 되는 것이다.

본 발명의 자전거(1)에 적용되는 완충탄성장치(70a, 70b)는 일반적인 옵서버와는 달리 실린더(71)에 오일(72)과 비드(75)의 혼합액이 충전되어 있다.

비드(75)는 적용된 오일(72) 보다 그 비중이 크며, 따라서 비드(75)는 일반적인 상태에서 실린더(71)에서 오일(72) 속에 가라앉은 상태로 실린더(71)의 아래쪽 공간에 모여 있게 된다.

비드(75)는 피스톤(73)의 충격에 의해서 파손되지 아니하는 정도의 강도와 내구성을 가지는 알갱이 부재(즉, 구슬)로서, 바람직하게 구형 또는 타원구형(예, 대략 쌀알 형상)의 고강도 세라믹 비드이며, 실린더(71)와 피스톤(73) 사이의 틈새에 끼거나 빠져나가지 않을 정도의 직경, 바람직하게 상기 틈새의 크기보다 2배 이상의 직경을 가지는, 예를 들어 0.1mm 내지 2mm 정도의 평균직경을 가진다.

본 발명에 바람직하게 적용되는 세라믹 비드(75)는, 대한민국 등록특허 제0262141호(2000. 07. 15. 공고)의 '소형 세라믹 비드의 제조방법', 대한민국 등록특허 제10-0522460호(2005. 10. 19. 공고)의 '소형 세라믹 비드 성형장치' 등을 응용한 다양한 방법과 장치로 제조할 수 있고, 시중에서 본 발명의 목적에 맞는 물성을 가지는 비드를 구입하여 적용할 수 있다.

오일(72)에의 비드(75)의 혼합비는 목적하는 완충탄성장치(70a)의 저항력의 크기, 및 사용되는 오일(72)과 비드(75)의 특성을 고려하여 적절히 선택할 수 있다.

이때 비드(75)의 함량이 높을수록 저항력이 커지며, 예를 들어 체적비로 오일(72)과 비드(75)를 5:1 내지 1:5의 비율, 바람직하게 1:1-3의 비율로 선택할 수 있다. 이때 비드(75)의 함량이 지나치게 높으면 오일(72)의 윤활 작용이 부족하고 유동성이 저하되어 바람직하지 않고, 반대로 비드(75)의 함량이 지나치게 낮으면 목적하는 비드(75)에 의한 저항력이 부족하게 된다.

이하, 제1 완충탄성장치(70a)의 스프링(74a)으로 압축스프링을 적용하고 제2 완충탄성장치(70b)의 스프링(74b)으로 인장스프링을 적용한 예에서, 핸들(3)에서의 완충탄성장치(70a, 70b)의 작용을 설명한다.

먼저, 상체운동을 위해 사용자가 회동바(32)의 손잡이(32d)를 회동시키면(아래로 누르면), 스프링(74a: 압축스프링)의 압축과 인장 스프링(74b: 인장스프링)의 인장에 의한 탄성저항력이 회동바(32)를 통해 사용자에게 가해져서 사용자는 이를 극복하기 위한 근력을 사용하면서 팔이나 가슴 등의 상체운동을 하게 된다.

이런 과정에서 제1 완충탄성장치(70a)의 피스톤(73a)이 하강하면서 우선 오일(72)에 의해 저항을 받게 되고, 이후 실린더(71a)와 피스톤(73a)에 형성된 밸브(도시 생략)를 통해 오일(72a)이 빠져나가 피스톤(73a)이 비드(75a)를 가압하기 시작하면, 마치 모래사장에 골프공을 떨어뜨렸을 때 모래알갱이들이 골프공의 충격력을 흡수하여 완충하는 것과 같은 원리로, 제1 완충탄성장치(70a)의 피스톤(73a)의 하강에 대해 비드(75a)가 저항력을 가하게 된다.

즉, 제1 완충탄성장치(70a)의 피스톤(73a)이 하강하여 비드(75a)들과 접하게 되면, 마치 물체를 모래 위에 떨어지면 그 아래의 모래들의 위치가 그 물체의 접면 형상에 맞게 변화하는 것과 같이, 비드(75a)들은 피스톤(73a)의 마찰면(73c)의 형태에 맞게 그 위치가 변화하면서 마찰저항력이 발생하여 피스톤(73a)의 하강에 대해 저항하고 완충한다.

보다 구체적으로, 스프링(74a)의 탄성저항력을 극복하고 하강하는 피스톤(73a)은, 오일(72a)에 의해 저항을 받는 것에 더하여, 피스톤(73a)이 비드(75a)들에 접하는 순간부터 피스톤(73a)의 힘이 인접한 비드(75a)에 전달된 이후 멀리 있는 비드(75a)로 순차적으로 도미노 현상과 같이 전달되면서, 피스톤(73a)과 비드(75a)의 마찰, 비드(75a) 상호간의 마찰, 및 비드(75a)와 실린더(71a)의 마찰을 통해, 피스톤(73a)의 하강에 대해 점차적이고 유연한 저항력을 가하게 된다.

이때, 피스톤(73a)이 받는 저항력은 비드(75a)가 접하게 되는 피스톤(73a)의 접촉 면적에 영향을 받게 되는 바, 피스톤(73a)의 저면(73c), 즉 피스톤(73a)이 비드(75a)에 접하는 마찰면(73c)에 다양한 형태의 굴곡을 형성함으로써, 피스톤(73a), 즉 회동바(32)의 하강에 대한 저항력의 크기를 변화시킬 수 있다.

제1 완충탄성장치(70a)의 피스톤(73a)이 하강하는 과정에서, 제2 완충탄성장치(70b)의 피스톤(73b)은 스프링(74b)의 탄성력을 극복하고 상승한다.

회동바(32)에 가해진 힘이 사라지면, 스프링(74a)에 의해 피스톤(73a)이 상승하게 되고, 이때 오일(72a)에 의해 일부의 비드(75a)가 오일(72a) 속에서 요동할 수 있지만, 오일(72a) 보다 비중이 큰 비드(75a)가 자중에 의해 다시 오일(72a) 속에 가라앉아 실린더(71a)의 아래에 모이게 됨으로써, 이어지는 피스톤(73a)의 압축(하강)에 대비하게 된다.

회동바(32)에 가해진 힘이 사라져 제1 완충탄성장치(70a)의 피스톤(73a)이 스프링(74a)의 탄성력에 의해 자연 상승할 때, 제2 완충탄성장치(70b)의 피스톤(73b)은 스프링(74b)의 탄성력에 의해 하강하게 된다. 이때, 제2 완충탄성장치(70b)의 하강하는 피스톤(73b)은, 오일(72b)에 의해 저항을 받는 것에 더하여, 피스톤(73b)이 비드(75b)들에 접하는 순간부터 피스톤(73b)의 힘이 인접한 비드(75b)에 전달된 이후 멀리 있는 비드(75b)로 순차적으로 도미노 현상과 같이 전달되면서, 피스톤(73b)과 비드(75b)의 마찰, 비드(75b) 상호간의 마찰, 및 비드(75b)와 실린더(71b)의 마찰을 통해, 피스톤(73b)의 하강에 대해 점차적이고 유연한 저항력을 가하게 된다.

결국, 탄성장치(70)로 예시된 제1 및 제2 완충탄성장치(70a, 70b)의 작용에 따라, 외측회동바(32b)를 회동시키는 과정에서 2개의 스프링(74)의 탄성저항력이 사용자에게 가해지되, 경직된 탄성저항력이 사용자에게 그대로 가해지는 것이 아니라, 외측회동바(32b)를 누르는 과정에서는 제1 완충탄성장치(70a)의 비드(75a)에 의한 마찰저항력이 경직된 스프링(74)들의 탄성저항력을 적절히 완화시켜 주게 되고, 외측회동바(32b)가 원위치 되는 과정에서는 제2 완충탄성장치(70b)의 비드(75b)에 의한 마찰저항력이 경직된 스프링(74)들의 탄성저항력을 적절히 완화시켜 주게 된다.

따라서 제1 및 제2 완충탄성장치(70a, 70b)의 스프링(74)들의 탄성력과 비드(75)의 마찰저항력을 적절히 선택하면, 핸들(3)을 이용해 상체운동을 할 때 신체가 받는 저항력은 경직된 상태가 아닌 유연하게 완충된 저항력이 되며, 결국 일반적인 스프링만으로 탄성저항력을 가하여 운동을 하는 것보다 안전하고 유연하게 운동을 할 수 있게 된다.

도2와 도3 등에 도시된 구체예는 각각의 회동바(32)에 1개의 제1 완충탄성장치(70a)와 1개의 제2 완충탄성장치(70b)를 설치한 예를 도시하고 있지만, 그 설치 개수와 전체 탄성장치(70)의 탄성저항력의 크기는 상체운동에 적합한 정도에서 적절히 결정할 수 있다.

상기 저항장치(80)는 회동바(32)에 설치되어 회동바(32)의 회동에 추가의 저항력을 제공하는 장치이다. 상기 저항장치(80)는 본 발명자가 제안한 대한민국 특허출원 제10-2009-0028344호(2009. 04. 02. 출원)의 '균형 운동력 발생장치'를 본 발명에 맞게 적용한다.

상기 저항장치(80)는, 도4, 도5, 도7에 도시된 바와 같이, 저항날개(82)가 형성된 회전축(81), 회전축(81)의 둘레에 일정 공간을 제공하도록 회전축(81)의 둘레를 수밀하게 포위하고 회전축(81)이 회전 가능하게 설치되는 하우징(83), 및 비드(84a)와 오일(84b)의 혼합으로 이루어지고 상기 하우징(83)에 충전되며 저항날개(82)와 마찰접촉에 의해 회전축(81)의 회전에 저항력을 가하는 비드액(84)을 포함한다.

상기 회전축(81)은 회동바(32)가 회동할 때 이에 연동하여 회전하도록 설치된다. 도시된 구체예에서 회전축(81)은 회동바(32)의 힌지축(32a)에 연결되어 회동바(32)가 회동할 때 함께 회전함으로써 회동바(32)의 회동에 저항력을 제공한다.

회전축(81)의 둘레에는 비드액(84)과의 마찰저항을 일으킴으로써 회동바(32)의 회동에 가해지는 저항력을 높이는 저항날개(82)가 형성되어 있다. 저항날개(82)는 그에 접하는 비드액(84)과의 마찰저항을 일으킬 수 있다면 특히 제한되지 아니하며, 회동바(32)에 요구되는 저항력의 크기를 고려하여 적절한 형상과 배치 및 개수 등으로 형성할 수 있다.

상기 하우징(83)은 회전축(81)과 후술하는 비드액(84)이 수용되는 일종의 케이싱 부재로서, 회전축(81)을 수밀하게 감싸 포위하도록 설치되어 회전축(81)의 둘레에 일정 공간의 체적을 제공한다.

도시된 구체예에서 하우징(83)은 속이 빈 원통 형상으로 되어 회동바(32)에 인접한 고정구조물(예, 지지바 또는 핸들포스트)에 고정되어 있고, 회전축(81)은 하우징(83)의 원통 중심을 관통하여 회전가능하게 설치되어 있다.

상기 비드액(84)은 하우징(83)에 충전되어 하우징(83) 속에서의 회전축(81)의 회전에 마찰저항을 가함으로써 회동바(32)의 회동에 저항력을 가하는 충전물이다. 상기 비드액(84)으로서는, 비드(84a)와 오일(84b)의 혼합액을 사용한다. 오일(84b)은 비드액(84)에 유동성을 제공하기 위한 성분이고, 비드(84a)는 회전축(81)의 회전에 액체가 가하는 저항보다 큰 저항력을 제공하기 위한 성분이다.

적용할 수 있는 상기 오일(84b)로는, 유압실린더 등 각종 유압식 액추에이터 등에 널리 사용되는 오일을 사용할 수 있다. 오일(84b)은 회동바(32)에 가할 저항력의 크기를 고려하여 그 점도나 물리적 특성을 적절히 선택하여 사용할 수 있다.

비드(84a)는 저항날개(82)와의 충돌에도 쉽게 파손되지 아니하는 정도의 강도와 내구성을 가지는 비드로서, 앞서 설명한 제1 및 제2 완충탄성장치(70a, 70b)의 비드(75)와 실질적으로 동일한 비드이다.

이와 같은 구성의 저항장치(80)에 의하면, 회동바(32)의 힌지축(32a)이 회전할 때, 회전축(81)의 저항날개(82)가 하우징(83)의 비드액(84) 속에서 회전하게 되고, 이때 모래가 혼합된 물속에 손을 넣고 휘저을 때와 유사한 저항력이 회전축(81)을 통해 회동바(32)에 가해지게 된다.

이렇게 회동바(32)에 가해지는 저항력은 비드액의 유동성과 마찰저항력에 의해 회전축(81)의 회전 방향에 상관없이 상대적으로 균일하게 발생하며, 따라서 회동바(32)를 눌러 상체운동을 할 때 가해지는 운동부하가 급변하지 않고 상대적으로 균일하게 된다.

도2 내지 도5에 도시된 구체예에서 회동바(32)의 힌지축(32a)과 저항장치(80)의 회전축(81)에 비율이 다른 기어(32e, 81a)를 각각 형성하여 서로 맞물려 회전하도록 한 것은, 상대적으로 적은 힌지축(32a)의 회전에 대해 회전축(81)의 회전이 많아서 저항장치(80)로부터 발생하는 저항력을 높이기 위한 것이다.

힌지축(32a)과 저항장치(80)는 지지바(31)에 설치한 브래킷(33)을 이용하여 설치할 수 있고, 힌지축(32a)은 베어링(34)에 회전 가능하게 설치되어 있다.

탄성장치(70)와 저항장치(80)가 모두 설치된 본 발명의 자전거(1)에서, 상체운동에 가해지는 주요 운동부하는 핸들(3)의 탄성장치(70)로부터 기원하는 저항력이고, 전체의 운동부하는 탄성장치(70)의 저항력에 저항장치(80)의 저항력을 더한 것이 된다.

결과적으로, 완충탄성장치(70a, 70b)와 저항장치(80)가 모두 설치된 핸들(3)에서 회동바(32)를 회동하여 상체 운동을 할 때의 운동부하는, 완충탄성장치(70a, 70b)에 의해 적절히 완충된 저항력과 저항장치(80)에 의해 적절히 균일화된 저항력의 합이 되므로, 무리함이 없이 보다 안전하고 유연하게 상체운동을 할 수 있게 된다.

바람직하게 본 발명에 따른 자전거(1)는 도1에 도시된 바와 같이, 페달(5)의 상면에 설치되어 사용자의 발바닥을 완충하기 위한 적어도 하나의 전술한 제1 완충탄성장치(70a)가 장착되어 있다.

페달(5)에 적용하는 제1 완충탄성장치(70a)는, 앞서 탄성장치(70)의 바람직한 예로서 설명한 제1 완충탄성장치를 페달(5)의 완충에 맞게 형성한 것이다.

페달(5)에 제1 완충탄성장치(70a)가 적용됨에 따라, 사용자는 발바닥에 적절히 완충된 지압을 받으면서 보다 편안하고 안전하게 자전거 운동을 할 수 있다.

본 발명에 따른 자전거는, 도1에 도시된 바와 같이, 안장(6)에 둔부를 완충하기 위한 적어도 하나의 전술한 제1 완충탄성장치(70a)가 장착되어 있다.

안장(6)에 적용하는 제1 완충탄성장치(70a)는, 상기 탄성장치(70)의 바람직한 예로서 설명한 제1 완충탄성장치를 안장(6)의 완충에 맞게 형성한 것이다.

안장(6)에 제1 완충탄성장치(70a)가 적용됨에 따라, 사용자는 둔부에 적당한 완충을 받으면서 보다 편안하고 안전하게 운동을 할 수 있다.

1: 자전거 2: 프레임 3: 핸들
3a: 핸들포스트 4: 휠 5: 페달
6: 안장 31: 지지바 32: 회동바
32a: 힌지축 32b: 외측회동바 32c: 내측회동바
32d: 손잡이 32e: 기어 33: 브래킷
34: 베어링 70: 탄성장치 70a: 제1 완충탄성장치
70b: 제2 완충탄성장치 71, 71a, 71b: 실린더
72, 72a, 72b: 오일 73, 73a, 73b: 피스톤
73c: 저면(마찰면) 74, 74a, 74b: 스프링
75, 75a, 75b: 비드 80: 저항장치 81: 회전축
81a: 기어 82: 저항날개 83: 하우징
84: 비드액 84a: 비드 84b: 오일

Claims (5)

1. 프레임(2)에, 핸들(3), 회전하는 휠(4), 상기 휠(4)을 회전시키는 페달(5), 및 둔부를 받쳐주는 안장(6)을 포함하는 자전거에 있어서,
   상기 핸들(3)은, 핸들포스트(3a)에 횡으로 설치된 지지바(31)의 양측에 각각 힌지축(32a)을 중심으로 회동 가능하게 설치되고 상기 힌지축(32a)을 중심으로 외측에 있는 외측회동바(32b)와 내측에 있는 내측회동바(32c)를 포함하는 한쌍의 회동바(32), 및 각각의 상기 회동바(32)의 외측단이 일측으로 회동되는 쪽으로 탄성력을 가하는 탄성장치(70)를 포함하고;
   상기 탄성장치(70)는, 상기 외측회동바(32b)와 상기 지지바(31) 사이에 설치되어 상기 외측회동바(32b)가 일측으로 회동하는 쪽으로 탄성력을 가하는 제1 완충탄성장치(70a), 및 상기 내측회동바(32c)와 상기 지지바(31) 사이에 설치되어 상기 내측회동바(32c)가 타측으로 회동하는 쪽으로 탄성력을 가하는 제2 완충탄성장치(70b)를 포함하고;
   상기 탄성장치(70)의 저항력을 극복하면서 양손으로 상기 회동바(32)를 왕복하여 회동시키는 것에 의해 상체 운동을 할 수 있는 것을 특징으로 하는, 상체운동이 가능한 자전거.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 완충탄성장치(70a)는, 실린더(71a), 상기 실린더(71a)에 충전된 오일(72a), 상기 실린더(71a)에 상하 왕복 운동 가능하게 장착된 피스톤(73a), 상기 피스톤(73a)을 상승 또는 하강 상태로 복귀시키는 쪽으로 탄성력을 가하는 스프링(74a), 및 상기 오일(72a)에 혼합되어 상기 피스톤(73a)의 이동에 저항력을 가하는 비드(75a)를 포함하며;
   상기 제2 완충탄성장치(70b)는, 실린더(71b), 상기 실린더(71b)에 충전된 오일(72b), 상기 실린더(71b)에 상하 왕복 운동 가능하게 장착된 피스톤(73b), 상기 피스톤(73b)을 하강 또는 상승 상태로 복귀시키는 쪽으로 탄성력을 가하는 스프링(74b), 및 상기 오일(72b)에 혼합되어 상기 피스톤(73b)의 이동에 저항력을 가하는 비드(75b)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 상체운동이 가능한 자전거.
3. 제1항에 있어서,
   각각의 상기 회동바(32)의 회동에 저항력을 제공하는 저항장치(80)를 더 포함하고;
   상기 저항장치(80)는, 상기 힌지축(32a)에 연동하여 회전하고 저항날개(82)가 형성된 회전축(81), 상기 회전축(81)의 둘레에 일정 공간을 제공하고 상기 회전축(81)의 둘레를 수밀하게 포위하며 상기 회전축(81)이 회전 가능하게 설치되는 하우징(83), 및 비드(84a)와 오일(84b)의 혼합으로 이루어지고 상기 하우징(83)에 충전되며 상기 저항날개(82)와 마찰접촉에 의해 상기 회전축(81)의 회전에 저항력을 가하는 비드액(84)을 포함하며;
   상기 탄성장치(70)와 상기 저항장치(80)의 저항력을 극복하면서 양손으로 상기 회동바(32)를 왕복하여 회동시키는 것에 의해 상체 운동을 할 수 있는 것을 특징으로 하는, 상체 운동이 가능한 자전거.
4. 프레임(2)에, 핸들(3), 회전하는 휠(4), 상기 휠(4)을 회전시키는 페달(5), 및 둔부를 받쳐주는 안장(6)을 포함하는 자전거에 있어서,
   상기 핸들(3)은, 힌지축(32a)을 중심으로 회동 가능하게 설치되는 한쌍의 회동바(32), 및 각각의 상기 회동바(32)의 회동에 저항력을 제공하는 저항장치(80)를 포함하고;
   상기 저항장치(80)는, 상기 힌지축(32a)에 연동하여 회전하고 저항날개(82)가 형성된 회전축(81), 상기 회전축(81)의 둘레에 일정 공간을 제공하고 상기 회전축(81)의 둘레를 수밀하게 포위하며 상기 회전축(81)이 회전 가능하게 설치되는 하우징(83), 및 비드(84a)와 오일(84b)의 혼합으로 이루어지고 상기 하우징(83)에 충전되며 상기 저항날개(82)와 마찰접촉에 의해 상기 회전축(81)의 회전에 저항력을 가하는 비드액(84)을 포함하며;
   상기 저항장치(80)의 저항력을 극복하면서 양손으로 상기 회동바(32)를 왕복하여 회동시키는 것에 의해 상체 운동을 할 수 있는 것을 특징으로 하는, 상체운동이 가능한 자전거.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 페달(5)과 상기 안장(6) 중 적어도 하나에는, 제1 완충탄성장치(70a)가 설치되어 있고;
   상기 제1 완충탄성장치(70a)는, 실린더(71a), 상기 실린더(71a)에 충전된 오일(72a), 상기 실린더(71a)에 상하 왕복 운동 가능하게 장착된 피스톤(73a), 상기 피스톤(73a)을 상승 상태로 복귀시키는 쪽으로 탄성력을 가하는 스프링(74a), 및 상기 오일(72a)에 혼합되어 상기 피스톤(73a)의 이동에 저항력을 가하는 비드(75a)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 상체 운동이 가능한 자전거.

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