KR101225258B1 - 회전운동기구 - Google Patents

Abstract

회전운동기구가 개시된다. 본 발명에 따른 회전운동기구는 프레임; 프레임에 결합된 샤프트; 샤프트를 중심으로 회전 가능하도록 샤프트에 결합되는 회전체; 회전체에 고정되며, 사용자의 발이 지지되며 사용자에 의해 구동되는 운동부하체; 샤프트에 대한 회전에 연동되어 회전체가 회전체의 회전중심축 방향을 따라 직선 이동하도록 회전체를 상대 직선이동시키는 직선구동수단; 및 기준위치로부터 일방향으로 회전하여 위치하는 제1회전위치 및 기준위치로부터 일방향의 반대방향으로 회전하여 위치하는 제2회전위치 사이에서 회전체의 회전범위가 제한되도록 회전체의 상대 직선이동을 막는 스토퍼수단;을 구비한다.

Description

회전운동기구{Rotation exercise equipment}

본 발명은 회전운동기구에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 일정 호를 회전하는 스윙운동을 함으로서 유연성이나 근육을 단련할 수 있도록 하는 회전운동기구에 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 사용되고 있으며, 이러한 운동기구 중 크로스컨트리나 롤링웨이스트 등과 같은 회전운동기구는 사용자가 일정 호를 왕복하여 회전하는 운동을 할 수 있도록 구성되어 유연성이나 근육을 단련할 수 있게 하는 운동기구를 말한다.

도 1에는 종래의 롤링웨이스트가 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 롤링웨이스트(100')는 사용자가 두 발을 운동부하체(30')의 발지지부(32')에 지지시킨 후에 프레임(10')에 형성된 손잡이(11')를 잡고 좌우로 힘을 인가하여 운동부하체(30')를 왕복 회전시킴으로써 복부 근육이나 허리의 유연성을 단련하도록 구성되어 있다. 그리고 운동부하체(30')는 360°회전 가능하도록 구성되어 있으나 운동시에는 사용자에 의해 조절되어 일정 호를 왕복하여 회전하게 되므로, 운동부하체(30')의 회전범위를 제한하는 구성은 별도로 구비되어 있지 않았다.

그런데, 종래의 롤링웨이스트(100')에 있어서는, 운동부하체의 발지지부(32')에 사용자가 올라서지 않은 상태에서도 운동부하체(32')를 타격하기만 하면 운동부하체가 360°까지 회전할 수 있게 된다. 따라서 운동부하체(32')가 한바퀴 회전시에 롤링웨이스트의 프레임나 주위 운동기구 등에 부딪혀 파손될 위험성뿐만 아니라 인명 피해 등 안전 사고의 발생 위험이 상존하고 있었다.

이와 같은 운동부하체의 파손이나 안전사고를 방지하기 위해서, 사용자가 운동부하체에 올라서는 경우에만 운동부하체가 회전 가능하도록 구조가 개선된 롤링웨이스트가 개발되었다. 이러한 롤링웨이스트는 발지지부에 인가되는 하중에 의해 운동부하체의 회전이 클러칭되도록 구성되어 있다. 그러나 사용자는 일반적으로 손잡이를 잡고 운동하므로, 손잡이를 잡는 것에 의해 사용자의 하중의 대부분이 발지지부에 인가되지 못할 수 있다. 특히 이러한 현상은 운동부하체가 좌우로 최대로 회전하는 경우에 빈번하게 발생하게 된다. 이와 같이 사용자의 하중 대부분이 발지지부에 인가되지 못하면, 클러칭구조가 작동하게 되어 운동부하체의 회전이 바로 정지하며, 이러한 갑작스런 정지로 인해 사용자는 과도한 충격을 받을 수 있으며 경우에 따라서는 매우 큰 부상도 입을 수 있게 된다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 운동부하체의 회전범위가 사용자의 운동 여부와 무관하게 제한되도록 구조가 개선되어 파손의 위험성뿐만 아니라 안전사고를 원천적으로 차단할 수 있는 회전운동기구를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 회전운동기구는 프레임; 상기 프레임에 결합된 샤프트; 상기 샤프트를 중심으로 회전 가능하도록 상기 샤프트에 결합되는 회전체; 상기 회전체에 고정되며, 사용자의 발이 지지되며 사용자에 의해 구동되는 운동부하체; 상기 샤프트에 대한 회전에 연동되어 상기 회전체가 상기 회전체의 회전중심축 방향을 따라 직선 이동하도록 상기 회전체를 상대 직선이동시키는 직선구동수단; 및 기준위치로부터 일방향으로 회전하여 위치하는 제1회전위치 및 상기 기준위치로부터 상기 일방향의 반대방향으로 회전하여 위치하는 제2회전위치 사이에서 상기 회전체의 회전범위가 제한되도록 상기 회전체의 상기 상대 직선이동을 막는 스토퍼수단;을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 운동부하체의 회전범위가 제한되므로, 파손의 위험성뿐만 아니라 안전사고를 원천적으로 방지할 수 있게 된다.

도 1은 종래의 일례에 따른 롤링웨이스트의 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 회전운동기구의 개략적인 측면도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선의 개략적인 부분 단면도이다.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선의 개략적인 부분 단면도이다.
도 5는 도 3의 Ⅴ-Ⅴ선의 개략적인 부분 단면도이다.
도 6은 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선의 개략적인 부분 단면도로서, 회전체가 회전 및 직선이동을 함께하여 스토퍼에 접촉하는 순간을 도시한다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 회전운동기구 요부의 측면을 개략적으로 절개한 부분 단면도이다.
도 8은 도 7의 Ⅷ-Ⅷ선의 개략적인 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 회전운동기구의 개략적인 부분 단면도로서, 도 5에 대응된다.
도 10 및 도 11은 각각 본 발명의 제4실시예 및 제5실시예에 따른 회전운동기구의 개략적인 부분 단면도로서, 도 4에 대응된다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 회전운동기구의 개략적인 측면도이고, 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선의 개략적인 부분 단면도이며, 도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ선의 개략적인 부분 단면도이며, 도 5는 도 2의 Ⅴ-Ⅴ선의 개략적인 부분 단면도이며, 도 6은 도 2의 Ⅳ-Ⅳ선의 개략적인 부분 단면도로서, 회전체가 회전 및 직선이동을 함께하여 스토퍼에 접촉하는 순간을 도시한다.

도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 실시예의 회전운동기구(100)는 크로스컨트리나 롤링웨이스트 등과 같이 사용자가 일정 호를 왕복하여 회전하는 운동을 할 수 있도록 함으로써 유연성이나 근육을 단련할 수 있게 하는 운동기구이다. 회전운동기구(100)는 프레임(10)과, 회전체(20)와, 운동부하체(30)와, 직선구동수단과, 스토퍼수단을 구비한다.

프레임(10)은 회전운동기구(100)의 외형을 이루며, 회전운동기구가 설치되는 곳에 고정된다. 프레임(10)에는 한 쌍의 손잡이(미도시)와, 한 쌍의 손잡이 사이에 배치되는 샤프트(12)가 고정된다. 한 쌍의 손잡이는 운동시에 사용자가 잡는 부분으로서 일방향으로 길게 형성되며 상호 나란한 봉 형상으로 이루어진다. 샤프트(12)는 프레임(10)에 고정되어 움직이지 않는다. 샤프트(12)는 손잡이의 길이방향과 동일한 방향으로 길게 형성되며, 샤프트(12)의 단면은 원형을 이룬다. 본 실시예에서 손잡이의 도시는 생략되어 있으며, 손잡이는 종래의 회전운동기구가 도시된 도 1에 도시되어 있다.

회전체(20)는 샤프트(12)에 삽입되어 샤프트(12)의 길이방향을 중심으로 회전 가능하게 결합된다. 회전체(20)는 상호 결합되는 한 쌍의 회전부재(21)를 구비한다. 각 회전부재(21)는 일정 두께를 가지는 반구형상의 반구부(211)와, 반구부의 양단부로부터 외측으로 각각 연장되는 평판부(212)를 구비한다. 한 쌍의 평판부(212)는 상호 나사결합에 의해 고정되며, 한 쌍의 평판부(212)의 결합시 한 쌍의 반구부(211)의 내주면은 구 형상을 이루며, 한 쌍의 반구부(211) 사이에 샤프트(12)가 삽입되어 반구부(211)의 내주면은 샤프트(12)의 외주면과 접촉한다.

또한 회전체(20)는 샤프트(12)의 길이방향을 따라 직선 이동 가능하다. 특히 회전체(20)는 도 4에 도시된 위치에서 화살표로 표시된 좌측방향으로 직선 이동 가능하며, 이동 후에는 다시 도 4에 도시된 위치로 직선 이동하여 복귀할 수 있다. 이러한 회전체(20)의 직선 이동은 회전체의 회전에 연동하여 후술하는 직선구동수단에 의해 이루어진다.

운동부하체(30)는 회전부재의 평판부(212)에 볼트에 의해 고정되며, 이에 따라 운동부하체(30)는 회전체(20)와 한 몸체를 이뤄 회전체(20)와 동일한 방향으로 회전 및/또는 직선 이동한다. 운동부하체(30)는 평판부(212)에 볼트 결합되며 일방향으로 길게 형성되는 커넥팅부(31)와 커넥팅부의 단부에 형성되며 사용자의 발이 지지되는 평판 형상의 발지지부(32)를 포함한다.

직선구동수단은 회전체(20)가 샤프트(12)를 중심으로 회전할 때에 회전체(20)를 샤프트(12)의 길이방향을 따라 직선이동시키기 위한 것이다. 이와 같이 회전체(20)의 직선이동은 회전체(20)의 회전에 연동하여 이루어지는데, 특히 본 실시예에서는 회전체(20)를 회전시키기만 하면, 회전체(20)가 회전과 동시에 직선 이동하도록 구성되어 있다. 직선구동수단은 제1경사홈부(121) 및 제2경사홈부(122)와, 삽입홈부(213)와, 베어링요소(40)를 포함한다.

제1경사홈부(121) 및 제2경사홈부(122)는 샤프트(12)의 외주면 중 좌측 외주면 및 우측 외주면에 각각 오목하게 형성된다. 여기서 좌측 외주면 및 우측 외주면은 도 4 및 도 5에 각각 도시된 샤프트(12)의 외주면을 말한다. 그리고 제1경사홈부(121) 및 제2경사홈부(122)는 샤프트(12)의 둘레에 일정 길이 만큼 나선형태로 형성되어 마치 도 4 및 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 샤프트(12)의 길이방향에 대해 경사지게 형성된 것으로 보이며, 특히 제1경사홈부(121) 및 제2경사홈부(122)는 샤프트(12)의 길이방향에 대해 동일한 각도로 경사지게 형성된다. 즉, 샤프트의 외주면 중 가상의 평면(IP) 상에 배치되는 기준 곡선(원형 형상)(SC)과 제1경사홈부(121) 간의 최단거리는 제1경사홈부(121)의 형성방향을 따라 갈 수록 선형적으로 변화한다. 마찬가지로 제2경사홈부(122)와 기준 곡선(SC) 간의 최단거리도 제2경사홈부(122)의 형성방향을 따라 선형적으로 변화한다. 여기서 가상의 평면(IP)은 회전체의 회전중심축 방향에 직교하는 평면을 말한다. 그리고 기준 곡선(SC)은 샤프트의 외주면으로서 샤프트의 단면 형상에 따라 변화하며, 본 실시예에서는 원형으로 형성된다. 또한 제1경사홈부(121) 및 제2경사홈부(122)는 가상의 평면(IP)에 의해 분할되는 샤프트의 양측 외주면 중 일측 외주면에 모두 배치된다. 그리고 제1경사홈부(121)의 형성방향에 직교하는 단면은 곡면으로 형성되되, 특히 원호로 형성되며, 마찬가지로 제2경사홈부(122)의 형성방향에 직교하는 단면도 원호로 형성된다. 또한 제1경사홈부(121) 및 제2경사홈부(122)는 상호 연결되는데, 예를 들어 본 실시예에서는 서로 직접 연결된다. 다만 제1경사홈부(121) 및 제2경사홈부(122) 각각의 일단부는 서로 연결되되, 제1경사홈부(121) 및 제2경사홈부(122) 각각의 타단부는 서로 연결되지 않는다.

삽입홈부(213)는 각 회전부재의 반구부(211)의 내주면에 오목하게 형성되되 구의 표면 일부를 형성된다. 그리고 한 쌍의 삽입홈부(213)의 내주면들은 한 쌍의 회전부재(21)가 결합될 때에 서로 매끈하게 연결되어 단차가 형성되지 않는다.

베어링요소(40)는 회전체(20)를 회전 가능하게 지지하기 위한 것으로서 볼 형상 또는 롤러 형상으로 이루어질 수 있는 구름베어링요소이나, 본 실시예에서는 볼 형상으로 이루어진다. 베어링요소(40)의 일측 외주면은 항상 각 삽입홈부(213)의 내주면에 접촉하게 삽입되며, 이에 따라 회전체(20)의 회전시 베어링요소(40)는 항상 삽입홈부(213)와 접촉하여 회전한다. 또한 베어링요소(40)의 타측 외주면은 제1경사홈부(121) 또는 제2경사홈부(122)의 내부에 배치되며, 제1경사홈부(121) 또는 제2경사홈부(122)의 내주면과 접촉한다. 여기서 접촉하는 부분은 원호의 일부가 된다. 그리고 베어링요소(40)의 타측 외주면이 제1경사홈부(121) 및 제2경사홈부(122) 중 어느 경사홈부에 배치될 것인지는, 회전체(20)가 기준위치에서 어떤 방향으로 회전하는지에 달려 있다. 여기서, 도 2 내지 도 5에 도시된 기준위치에서는, 베어링요소(40)가 제1경사홈부(121) 및 제2경사홈부(122)의 일단부들이 서로 연결되는 부분의 내주면에 베어링요소(40)의 외주면이 접촉함으로써, 샤프트(12)의 상측 외주면 정중앙에 배치된다. 기준위치에서는 베어링요소(40) 및 발지지부(32)가 중력방향 상에 배치된다. 회전체(20)가 도 2에 도시된 상태에서 반시계방향으로 회전하면 베어링요소(40)는 제1경사홈부(121)에 삽입되며, 회전체(20)가 계속해서 동일한 방향으로 회전하면 제1경사홈부(121)의 형성방향을 따라서 제1경사홈부(121)의 타측 단부까지 직선이동할 수 있게 된다. 반대로, 회전체(20)가 시계방향으로 회전하면 베어링요소(40)는 제2경사홈부(122)에 삽입되며, 회전체(20)가 계속해서 동일한 방향으로 회전하면 제1경사홈부(121)의 형성방향을 따라서 제2경사홈부(122)의 타측 단부까지 직선이동할 수 있게 된다.

스토퍼수단은 회전체(20)가 제1회전위치 및 제2회전위치 사이에 회전하도록 회전체의 회전범위를 제한하기 위한 것으로서, 본 실시예에서는 회전체(20)가 회전과 동시에 직선이동하도록 구성되어 있으므로 회전체(20)의 직선이동을 막는 구조로 구성된다. 여기서, 제1회전위치는 회전체(20)가 도 2의 기준위치로부터 반시계방향으로 최대로 회전하여 배치되는 위치이다. 그리고, 제2회전위치는 회전체(20)가 도 2의 기준위치로부터 시계방향으로 최대로 회전하여 배치되는 위치이다.

스토퍼수단은 스토퍼(51)와, 탄성부재(52)를 포함한다.

스토퍼(51)는 샤프트(12)에 삽입되어 샤프트(12)의 길이방향을 따라 직선 이동 가능하다. 스토퍼(51)는 회전체(20)의 단부와 마주하며 도 4의 기준위치에서는 회전체의 단부와 이격되게 배치된다. 그리고 스토퍼(51)는, 회전체(20)가 직선이동하여 도 6에 도시된 중간회전위치에 배치되는 순간에는 회전체(20)의 단부와 접촉하며, 그 이후 회전체(20)가 계속해서 동일한 방향, 즉 반시계 방향으로 회전하면 회전체에 의해 가압되어 회전체(20)와 함께 동일한 방향, 즉 좌측으로 직선 이동한다. 여기서, 도 6에 도시된 중간회전위치는 회전체(20)가 기준위치로부터 제1회전위치로 회전하는 도중에, 스토퍼(51)와 접촉하는 위치를 말한다. 마찬가지로 도시되어 있지는 않으나, 회전체(20)가 도 2의 기준위치에서 시계방향으로 회전하게 되면, 회전체(20)의 단부가 직선이동하게 되어 스토퍼(51)와 접촉하는 중간회전위치에 배치되며, 이 이후 회전체(20)가 시계방향으로 계속해서 회전하게 되면, 스토퍼(51)는 회전체에 의해 가압되어 회전체(20)와 함께 동일한 방향으로 직선이동하게 된다.

탄성부재(52)는 스토퍼(51)를 회전체(20)에 접근하는 방향으로 탄성바이어스시키는 것으로서, 고무, 압축코일스프링 및 인장코일스프링 등 다양한 형태로 구성될 수 있으나, 본 실시예에서는 압축코일스프링(52)으로 구성된다. 압축코일스프링의 일단부는 스토퍼(51)에 접촉 지지되며, 압축코일스프링의 타단부는 샤프트의 외주면에 돌출된 지지부(123)에 접촉 지지된다. 이와 같이 압축코일스프링(52)이 배치되어 있으므로, 회전체(20)가 중간회전위치에서 제1회전위치 또는 제2회전위치로 직선이동하는 과정에서 회전체(20)가 스토퍼(51)에 인가하는 가압력은 압축코일스프링(52)의 탄성력에 의해 줄어들게 되며, 결국 회전체가 인가하는 가압력과 압축코일스프링의 탄성력이 평형을 이루는 시점에서, 회전체(20)는 더 이상 직선이동하지 못하고 정지하게 된다. 이와 같이 회전체(20)가 더 이상 직선이동하지 못하고 배치되는 위치가 바로 앞서 설명한 제1회전위치 또는 제2회전위치이다. 여기서, 제1회전위치 및 제2회전위치는 압축코일스프링(20)의 탄성계수, 제1경사홈부 및 제2경사홈부의 길이 등 다양한 인자에 의해 가변적인 설계변경사항으로서, 예를 들어 본 실시예에서는 베어링요소(40)가 제1경사홈부(121) 및 제2경사홈부(122)의 타측 단부에 각각 접촉할 때에 바로 가압력 및 탄성력이 평형을 이루어서 회전체가 제1회전위치 및 제2회전위치에 배치되는 것으로 하나, 베어링요소(40)가 제1경사홈부(121) 또는 제2경사홈부(122)의 타측 단부에 접촉하기 전에 가압력과 탄성력이 평형을 이루어서 제1회전위치 또는 제2회전위치에 배치되도록 구성될 수도 있다. 한편, 압축코일스프링(52)은 도 4에 도시된 기준위치에서는 탄성력을 전혀 발휘하지 않는다.

그리고 스토퍼(51) 및 압축코일스프링(52)은 커버부재(60)의 내부에 배치되어 보호되며, 커버부재(60)는 프레임(10)에 볼트에 의해 고정된다. 커버부재(60)의 일측은 개방되어 회전체(20)의 일부가 삽입될 수 있다.

상술한 바와 같이 구성된 회전운동기구(100)에 있어서는, 회전체(20)의 시계방향 또는 반시계방향으로의 회전시 회전체(20)가 좌측방향으로 회전하도록 구성되어 있다.

예를 들어, 도 2의 기준위치에서 회전체(20)가 반시계방향으로 회전하게 되면, 회전과정에서 베어링요소(40)가 제1경사홈부(121)를 따라서 제1경사홈부(121)의 타측 단부쪽으로 직선 이동도 하게 된다. 이와 같이 회전체(20)가 회전운동뿐만 아니라 좌측으로 직선이동을 하게 되므로, 그 직선이동 과정에서 도 6에 도시된 중간회전위치에 배치되어 회전체(20) 및 스토퍼(51)가 상호 접촉하게 된다. 그 후에도 회전체(20)가 계속해서 동일한 방향으로 회전하면, 회전체(20) 및 스토퍼(51)가 좌측방향으로 이동함에 따라 압축코일스프링(52)의 탄성력이 작용하게 되며, 압축코일스프링(52)의 탄성력과 회전체에 의해 인가되는 가압력이 평형을 이루는 지점, 즉 제1회전위치에서는 회전체의 회전운동 및 직선운동이 정지하게 된다. 따라서 회전체(20)의 기준위치로부터 반시계방향으로의 회전범위는 제1회전위치까지가 된다.

그리고 회전체(20)가 도 2의 기준위치로부터 시계방향으로 회전하면, 앞서 회전체가 반시계방향으로 회전한 것과 마찬가지로, 베어링요소(40)가 도 5에 도시된 상태에서 제2경사홈부(122)를 따라 화살표로 표시된 우측으로 직선이동함에 따라 회전체도 우측으로 직선이동하여 스토퍼와 접촉하게 되며, 그 이후에도 계속해서 반시계방향으로 회전시키면, 그 회전은 압축코일스프링(52)의 탄성력과 회전체(20)에 의해 인가되는 가압력이 평형을 이루는 지점, 즉 제2회전위치에서 정지하게 된다.

이와 같이 본 실시예에서는 회전체(20)는 압축코일스프링(52)의 탄성력과 회전시 발생되는 회전체(20)의 가압력이 평형을 이루는 제1회전위치 및 제2회전위치 사이에서만 회전하게 되므로, 결국 회전체(20)에 고정된 운동부하체(30)도 제1회전위치 및 제2회전위치 사이에서만 회전할 수 있게 된다. 따라서 사용자가 운동을 하지 않는 경우라 하더라도 운동부하체(30)가 과도하게 회전하여 파손되거나 인명 피해 등 안전 사고의 발생 위험을 효과적으로 방지할 수 있게 된다. 특히 운동부하체(30)가 제1회전위치 및 제2회전위치에까지 도달하기 위해서는 압축코일스프링(52)의 탄성력이 최대로 발휘되어야 하므로, 운동부하체(30)를 발로 타격하여 제1회전위치나 제2회전위치까지 회전시키는 것은 매우 어렵게 된다.

그리고 본 실시예에서는 매우 간단한 구조로 회전체의 회전범위가 제한되므로, 제작비가 절감되며, 나아가 내구성도 향상되는 효과가 있다.

한편 제1실시예에서는 제1경사홈부 및 제2경사홈부가 각각 하나씩 형성되도록 구성되어 있으나, 제1경사홈부 및 제2경사홈부가 복수 형성되고 이에 대응되게 베어링요소도 복수 형성되도록 구성될 수도 있다.

또한 스토퍼의 단부에는 회전체와의 접촉시 충격이 흡수될 수 있도록 고무 등과 같은 완충부재가 결합되도록 구성될 수도 있다.

또한 제1실시예에서는 사용자가 운동을 하지 않는 경우에도 운동부하체가 회전하도록 구성되어 있으나, 도 7 및 도 8에 도시되어 있는 바와 같이 클러치구조가 채택되어 사용자가 발지지부에 올라서는 경우에만 운동부하체가 회전할 수 있도록 구성될 수도 있다. 그리고 제1실시예와 동일한 구성요소에는 동일한 참조번호가 부여되고 유사한 구성요소에는 "a"를 부가하여 지시하며, 제1실시예와 동일한 구성요소는 일부 도 7 및 도 8에 생략되어 도시된다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 본 실시예의 회전운동기구(100a)에 있어서, 프레임(10)에는 고정지지대(70)가 고정된다. 고정지지대(70)는 회전체(20)와 마주하도록 배치되어, 고정지지대(70) 및 스토퍼(51) 사이에는 회전체(20)가 배치된다. 고정지지대(70)에는 삽입공(71) 및 클러칭홈부(72)가 형성된다. 삽입공(71)은 회전체쪽으로 개방되게 형성되며, 삽입공(71)의 내주면은 원형으로 형성된다. 삽입공(71)에는 샤프트(12a)의 단부가 삽입된다. 다만 삽입공(71)은 샤프트(12a)의 크기보다 더 크게 형성되며, 이에 따라 도 7 및 도 8에 도시되어 있는 바와 같이 샤프트(12a)는 삽입공(71) 내에서 편심되게 배치된다. 또한 클러칭홈부(72)는 삽입공(71)의 내주면에 대해 오목하게 형성된다. 그리고 클러칭홈부(72)는 회전체(20)와 마주하는 방향으로 개방되게 형성된다.

회전체(20)에는 회전체(20)와 함께 운동하도록 클러칭부재(80)가 결합된다. 클러칭부재(80)는 회전체(20)의 단부로부터 돌출되게 형성되어 한 몸체를 구성할 수도 있으나, 회전체(20)와 별개의 부품으로 구성되어 회전체(20)에 고정되도록 구성될 수도 있다. 클러칭부재(80)는 클러칭홈부(72)에 삽입되거나 이탈되는데, 이러한 삽입 및 이탈은 샤프트(12a)의 위치에 연동한다.

샤프트(12a)는 운동불능위치 및 운동가능위치 사이에서 이동 가능하되, 특히 본 실시예에서는 회전 가능하다. 운동불능위치는 사용자가 운동을 하지 않을 때의 샤프트의 위치로서, 발지지부(32)에는 하중이 전혀 인가되지 않을 때의 샤프트(12a) 위치이다. 도 7 및 도 8에 도시된 운동불능위치에서는, 클러칭부재(80)가 클러칭홈부(72)에 삽입된다. 따라서 회전체(20)의 회전시 클러칭부재(80)가 클러칭홈부(72)의 내측면에 접촉하게 되므로, 회전체의 회전은 방지되며 사용자는 운동을 할 수 없으며 나아가 외부에서의 가압에 의해서도 회전체는 회전하지 않게 된다. 그리고 사용자가 운동을 하기 위해서 발지지부(32)에 올라서게 되면, 사용자의 하중에 의해 샤프트(12a)가 아래쪽으로 회전하게 되므로, 클러칭부재(80)는 클러칭홈부(72)로부터 이탈하여 삽입공(71)의 내부에 배치되며, 이 때의 샤프트(12a) 위치가 바로 운동가능위치이다. 이와 같이 클러칭부재(80)가 클러칭홈부(72)로부터 이탈하면, 회전체(20)가 샤프트(12a)를 중심으로 회전하더라도 클러칭부재(80)가 삽입공(71)의 내부에서 회전할 수 있게 되므로, 회전체(20)의 회전이 가능하게 된다. 따라서 사용자는 운동가능위치에서 회전체(20)를 회전범위내에서 회전시키면서 운동을 할 수 있게 된다.

이와 같이 샤프트(12a)는 프레임(10)에 회전가능하게 결합되는데, 이러한 샤프트(12a)의 회전구조는 이미 널리 알려져 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또한 샤프트(12a)는 운동불능위치쪽으로 탄성바이어스되며, 이에 따라 사용자가 운동 후에 발지지부(32)로부터 내려오면 샤프트(12a)는 자동으로 운동불능위치로 복귀하게 된다. 이러한 탄성복귀구조는 샤프트(12a)의 회전축이나 그 부근에 토션스프링이나 압축코일스프링을 설치함으로써 쉽게 얻어질 수 있는 것이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

그리고 본 실시예에서는 샤프트는 운동불능위치에서 수평선과 평행하며 운동가능위치에서 수평선에 대해 기울어지게 배치되게 구성되나, 반대로 샤프트가 운동가능위치에서 수평선과 평행하며 운동불능위치에서 수평선에 대해 기울어지도록 구성할 수도 있다.

한편 제1실시예에서는 회전체의 회전방향에 무관하게 회전체가 동일한 방향으로 직선 이동하도록 구성되어 있으나, 도 9에 도시되어 있는 바와 같이 회전체가 그 회전방향에 따라 일방향 또는 일방향의 반대방향으로 직선 이동하도록 구성될 수도 있다. 그리고 제1실시예와 동일한 구성요소에는 동일한 참조번호가 부여되고 유사한 구성요소에는 "b"를 부가하여 지시하며, 제1실시예와 동일한 구성요소는 일부 도 9에 생략되어 도시된다.

도 9를 참조하면, 본 실시예의 회전운동기구(100b)에 있어서, 제2경사홈부(122b)가 제1실시예에서의 제2경사홈부(122)와는 정반대방향으로 경사지게 형성되며, 이에 따라 제1경사홈부(121) 및 제2경사홈부(122b)는 가상의 평면(IL')에 의해 분할되는 샤프트의 일측 외주면 및 타측 외주면에 각각 배치된다. 여기서, 가상의 평면(IL')은 회전체의 회전중심축 방향에 직교하며 제1경사홈부 및 제2경사홈부(122b) 사이에 배치되는 평면을 말한다. 따라서 회전체(20)가 반시계방향으로 회전하여 베어링요소(40)가 제2경사홈부(122b)를 따라 이동하게 되면, 회전체(20)는 베어링요소(40)가 제1경사홈부(121)를 따라 이동할 때와는 정반대방향으로 직선 이동하게 된다.

이와 같이 회전체(20)가 회전체의 회전방향에 따라 서로 반대방향으로 직선이동하게 되므로, 회전체(20)의 직선이동을 제한하기 위해서는, 제1실시예와 달리 스토퍼(51) 및 탄성부재(52)가 한 쌍이 구비된다. 한 쌍의 스토퍼(51) 사이에는 회전체(20)가 배치되어, 회전체(20)의 일단부 및 타단부는 각각 스토퍼(51)와 마주하게 배치된다. 따라서 회전체(20)가 일방향으로 회전하면 하나의 스토퍼(51) 및 탄성부재(52)가 회전체(20)의 회전을 제한하는 역할을 하며, 회전체(20)가 일방향의 반대방향으로 회전하면 다른 하나의 스토퍼(51) 및 탄성부재(52)가 회전체의 회전을 제한하는 역할을 한다.

한편, 제1실시예에서는 회전체가 회전하기만 하면 회전과 동시에 직선이동하도록 구성되어 있으나, 회전체가 일정정도는 회전운동만 하다가 회전범위에 근접할 때에만 회전과 직선이동이 동시에 이루어지도록 구성할 수도 있다. 그리고 제1실시예와 동일한 구성요소에는 동일한 참조번호가 부여되고 유사한 구성요소에는 "c"를 부가하여 지시하며, 제1실시예와 동일한 구성요소는 일부 도 10에 생략되어 도시된다.

도 10을 참조하면, 본 실시예의 회전운동기구(100c)에 있어서, 샤프트(12c)의 외주면에는 제1경사홈부(121c), 제2경사홈부(미도시) 및 연결홈부(124)가 형성된다. 제1경사홈부(121c) 및 제2경사홈부(미도시)는 제1실시예에서와 마찬가지로 형성되나 다만 그 길이가 짧으며 서로 직접적으로 연결되지 않다는 점에서만 차이가 있다. 그리고 연결홈부(124)는 제1경사홈부(121c) 및 제2경사홈부의 일단부와 각각 연결된다. 연결홈부(124)는 호 형상으로서 샤프트(12c)의 외주면 둘레에 일정 길이만큼 샤프트(12c)의 외주면에 오목하게 형성된다. 그리고 연결홈부(124)와 가상의 평면(IP)에 의해 형성되는 기준 곡선 간의 최단거리는 항상 일정하다. 연결홈부(124)의 내주면에는 베어링요소(40)가 접촉하며, 회전체(20)의 회전에 따라 베어링요소(40)는 연결홈부(124)를 따라 이동하게 된다.

상술한 바와 같이 구성된 회전운동기구(100c)에 있어서는, 회전체(20)가 회전함에 따라 베어링요소(40)가 연결홈부(124), 제1경사홈부(121c) 및 제2경사홈부(122c) 중 어느 하나의 홈부에 배치되며, 특히 베어링요소(40)가 연결홈부(124)를 따라 이동할 때에는 회전체(20)가 직선이동하지 않고 오직 회전운동만을 할 뿐이다. 따라서 회전체(20)가 기준위치로부터 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시 직선이동하지 않다가 베어링요소(40)가 제1경사홈부(121c) 및 제2경사홈부(122c)에 삽입되어 그 경사홈부를 따라 이동할 때에만 회전운동과 함께 직선운동을 하게 된다.

한편, 제4실시예에서는 제1경사홈부나 제2경사홈부가 직선형으로 형성되어 있으나, 도 11에 도시되어 있는 바와 같이 곡선형으로 형성되도록 구성할 수도 있다. 그리고 제1실시예와 동일한 구성요소에는 동일한 참조번호가 부여되고 유사한 구성요소에는 "d"를 부가하여 지시하며, 제1실시예와 동일한 구성요소는 일부 도 11에 생략되어 도시된다.

도 11을 참조하면, 본 실시예의 회전운동기구(100d)에 있어서, 기준 곡선과 제1경사홈부(121d) 사이의 최단거리는 비선형적으로 변화하되, 특히 제1경사홈부(121d)의 일단부로부터 타단부로 갈수록 최단거리가 급격하게 증가한다. 따라서 회전체(20)가 제1경사홈부(121d)의 타측 단부에 접근할 때에, 회전체(20)의 직선이동속도는 점진적으로 감소하게 된다. 즉, 회전체(20)의 직선이동속도는 제1회전위치에 근접할수록 점전적으로 감소한다. 마찬가지로, 미도시되어 있으나 제2경사홈부도 제1경사홈부(121d)와 대칭되게 형성되어 있다.

이와 같이 회전체(20)가 최대회전범위, 즉 제1회전위치나 제2회전위치에 접근하라 수록 직선이동속도가 줄어들게 되므로, 사용자는 보다 안정적이고 안전하게 운동을 할 수 있게 된다.

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.

10...프레임 11...손잡이
12,12a,12c,12d...샤프트 20...회전체
21...회전부재 30...운동부하체
31...커넥팅부 32...발지지부
40...베어링요소 51...스토퍼
52...탄성부재 60...커버부재
70...고정지지대 71...삽입공
72...클러칭홈부 80...클러칭부재
100,100a,100b,100c,100d...회전운동기구
121,121c,121d...제1경사홈부 122,122b...제2경사홈부
123...지지부 124...연결홈부
211...반구부 212...평판부
213...삽입홈부

Claims (9)

1. 프레임;
   상기 프레임에 결합된 샤프트;
   상기 샤프트를 중심으로 회전 가능하도록 상기 샤프트에 결합되는 회전체;
   상기 회전체에 고정되며, 사용자의 발이 지지되며 사용자에 의해 구동되는 운동부하체;
   상기 샤프트에 대한 회전에 연동되어 상기 회전체가 상기 회전체의 회전중심축 방향을 따라 직선 이동하도록 상기 회전체를 상대 직선이동시키는 직선구동수단; 및
   기준위치로부터 일방향으로 회전하여 위치하는 제1회전위치 및 상기 기준위치로부터 상기 일방향의 반대방향으로 회전하여 위치하는 제2회전위치 사이에서 상기 회전체의 회전범위가 제한되도록 상기 회전체의 상기 상대 직선이동을 막는 스토퍼수단;을 구비하는 것을 특징으로 하는 회전운동기구.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 직선구동수단은,
   상기 샤프트의 외주면에 대해 각각 오목하게 형성되고 상기 샤프트의 외주면 둘레에 일정 길이만큼 형성되되, 상기 샤프트의 외주면 중 상기 회전체의 회전중심축 방향에 직교하는 가상의 평면 상에 배치되는 기준 곡선과의 최단거리가 선형적으로 변화하도록 형성되며, 상호 연결되는 제1경사홈부 및 제2경사홈부;
   상기 회전체에 상기 회전체의 내주면에 대해 오목하게 형성된 삽입홈부; 및
   일측면은 상기 삽입홈부의 내주면에 접촉하게 삽입되며 타측면은 상기 회전체의 상기 기준위치로부터의 회전방향에 따라 상기 제1경사홈부 또는 제2경사홈부에 삽입 가능하며, 상기 기준위치에서 상기 회전체의 상기 일방향으로의 회전시 상기 제1경사홈부에 삽입되어 상기 제1경사홈부의 경사방향을 따라 직선 이동 가능하며, 상기 기준위치에서 상기 회전체의 상기 반대방향으로의 회전시 상기 제2경사홈부에 삽입되어 상기 제2경사홈부의 경사방향을 따라 직선 이동 가능하며, 상기 회전체의 회전시 상기 삽입홈부와 접촉하여 회전하는 볼 형상 또는 롤러 형상의 베어링요소;를 구비하는 것을 특징으로 하는 회전운동기구.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 제1경사홈부 및 제2경사홈부는, 상기 회전체의 상기 일방향 및 반대방향으로의 회전시 상기 회전체가 서로 반대 방향으로 직선 이동하도록, 상기 회전체의 회전중심축 방향에 직교하며 상기 제1경사홈부 및 제2경사홈부 사이에 배치되는 가상의 평면에, 의해 분할되는 샤프트의 일측 외주면 및 타측 외주면에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 회전운동기구.
4. 제 2항에 있어서,
   상기 샤프트에는, 상기 샤프트의 외주면에 대해 오목하게 호 형상으로 형성되되 상기 기준 곡선과의 최단거리가 일정하되, 일단부 및 타단부는 각각 상기 제1경사홈부 및 제2경사홈부와 서로 연결되며, 상기 베어링요소가 접촉하도록 삽입되는 연결홈부가 더 형성되며,
   상기 베어링요소가 상기 연결홈부의 내주면에 접촉할 때에는 상기 회전체는 상기 샤프트에 대해 상대 직선이동하지 않는 것을 특징으로 하는 회전운동기구.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 직선구동수단은,
   상기 샤프트의 외주면에 대해 각각 오목하게 형성되고 상기 샤프트의 외주면 둘레에 일정 길이만큼 형성되되, 상기 샤프트의 외주면 중 상기 회전체의 회전중심축 방향에 직교하는 가상의 평면 상에 배치되는 기준 곡선과의 최단거리가 비선형적으로 변화하도록 형성되며, 상호 연결되는 제1경사홈부 및 제2경사홈부;
   상기 회전체에 상기 회전체의 내주면에 대해 오목하게 형성된 삽입홈부; 및
   일측면은 상기 삽입홈부의 내주면에 접촉하게 삽입되며 타측면은 상기 회전체의 상기 기준위치로부터의 회전방향에 따라 상기 제1경사홈부 또는 제2경사홈부에 삽입 가능하며, 상기 기준위치에서 상기 회전체의 상기 일방향으로의 회전시 상기 제1경사홈부에 삽입되어 상기 제1경사홈부의 경사방향을 따라 직선 이동 가능하며, 상기 기준위치에서 상기 회전체의 상기 반대방향으로의 회전시 상기 제2경사홈부에 삽입되어 상기 제2경사홈부의 경사방향을 따라 직선 이동 가능하며, 상기 회전체의 회전시 상기 삽입홈부와 접촉하여 회전하는 볼 형상 또는 롤러 형상의 베어링요소;를 구비하는 것을 특징으로 하는 회전운동기구.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 회전체는 상기 기준위치로부터 상기 일방향 및 상기 반대방향으로의 회전시 각각 동일한 방향으로 직선이동하며,
   상기 스토퍼수단은,
   상기 회전체의 회전중심축 방향으로 상기 샤프트에 대해 직선 이동 가능하게 결합되며, 상기 기준위치에서 상기 회전체와 이격되며 상기 회전체의 직선 이동과정에서 상기 회전체가 상기 제1회전위치 또는 제2회전위치에 도달하기 전에 상기 회전체와 접촉하여 상기 회전체에 의해 가압되도록 배치되는 스토퍼; 및
   상기 스토퍼를 상기 회전체에 접근하는 방향으로 탄성바이어스시키는 탄성부재;를 구비하는 것을 특징으로 하는 회전운동기구.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 회전체는 상기 기준위치로부터 상기 일방향 및 상기 반대방향으로의 회전시 각각 서로 반대방향으로 직선이동하며,
   상기 스토퍼수단은,
   상기 회전체의 회전중심축 방향으로 상기 샤프트에 대해 각각 직선 이동 가능하게 결합되며, 상기 기준위치에서 상기 회전체와 각각 이격되는 한 쌍의 스토퍼; 및
   상기 한 쌍의 스토퍼를 상기 회전체에 접근하는 방향으로 각각 탄성바이어스시키는 한 쌍의 탄성부재;를 구비하며,
   상기 한 쌍의 스토퍼 사이에는 상기 회전체가 배치되며,
   상기 한 쌍의 스토퍼 중 어느 하나는, 상기 회전체의 직선 이동과정에서 상기 회전체가 상기 제1회전위치 또는 제2회전위치에 도달하기 전에 상기 회전체와 접촉하여 상기 회전체에 의해 가압되는 것을 특징으로 하는 회전운동기구.
8. 제 2항에 있어서,
   상기 제1경사홈부 및 제2경사홈부는, 상기 회전체의 상기 일방향 및 반대방향으로의 회전시 상기 회전체가 서로 동일한 방향으로 직선 이동하도록, 상기 가상의 평면에 의해 분할되는 샤프트의 일측 외주면에 모두 배치되며,
   상기 스토퍼수단은,
   상기 회전체의 회전중심축 방향으로 상기 샤프트에 대해 직선 이동 가능하게 결합되며, 상기 기준위치에서 상기 회전체와 이격되며 상기 회전체의 직선 이동과정에서 상기 회전체가 상기 제1회전위치 또는 제2회전위치에 도달하기 전에 상기 회전체와 접촉하여 상기 회전체에 의해 가압되도록 배치되는 스토퍼; 및
   상기 스토퍼를 상기 회전체에 접근하는 방향으로 탄성바이어스시키는 탄성부재;를 구비하는 것을 특징으로 하는 회전운동기구.
9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 샤프트는 상기 프레임에 대해 이동 가능하게 결합되며,
   상기 프레임에는 고정지지대가 결합되며,
   상기 고정지지대에는 상기 샤프트의 단부가 삽입되는 삽입공 및 상기 삽입공의 내주면에 대해 오목하게 형성되되 상기 회전체와 마주하는 방향으로 개방되게 클러칭홈부가 형성되며,
   상기 회전체에 결합되어 상기 회전체와 함께 운동하며, 상기 샤프트의 위치에 연동되어 상기 클러칭홈부에 삽입 및 이탈 가능한 클러칭부재;를 더 구비하며,
   상기 샤프트는 상기 회전체의 상기 샤프트를 중심으로 하는 회전이 방지되도록 상기 클러칭부재가 상기 클러칭홈부에 삽입되는 운동불능위치 및 상기 회전체의 상기 샤프트를 중심으로 하는 회전이 가능하도록 상기 클러칭부재가 상기 클러칭홈부로부터 이탈되어 상기 삽입공 내에 배치되는 운동가능위치 사이에서 이동 가능하도록 상기 프레임에 결합되며, 상기 운동불능위치쪽으로 탄성바이어스되며,
   상기 샤프트의 상기 운동가능위치로의 이동은 상기 운동부하체에 인가되는 하중에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 회전운동기구.

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