KR101828307B1 - 발끝치기 운동기구 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발끝치기 운동기구에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 발판을 좌우로 왕복운동 함으로써 사용자의 양발의 끝을 서로 부딪치는 운동을 할 수 있도록 하는 운동기구에 관한 것이다.

Description

발끝치기 운동기구{Tiptoe-hit exercise apparatus}
본 발명은 발끝치기 운동기구에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 발판이 좌우로 왕복운동 되어 사용자의 양발 끝을 서로 부딪치는 운동을 자동으로 할 수 있도록 하는 운동기구에 관한 것이다.
발끝치기 운동은 간단한 동작으로 다양한 효과를 발생시키는 운동방법 중의 한가지이다. 예를 들어, 당뇨가 심한 사람은 힘든 운동을 어려워하는 경우가 종종 있는데, 이러한 환자들은 간단하게 발끝치기 운동을 함으로써 하체의 혈액순환을 높여주고, 이에 따라 체온이 상승하여 신체의 면역력과 자연치유능력을 증가시켜 주는 효과를 볼 수 있다.
발끝치기 운동의 효과는 크게 3가지가 있다.
먼저, 혈액순환 촉진이다. 발끝치기 운동을 실시하면 긴장과 스트레스로 인해 상체 쪽에 쏠려 있는 에너지를 하체 쪽으로 흐르게 함으로써 신체의 기혈순환을 활성화시켜준다.
또한, 발과 다리의 부종완화이다. 혈액순환이 촉진되면서 하체의 부종부위에 혈액이 자주 공급됨으로써 부종이 완화되는 것이다.
아울러, 운동 중에 허벅지에 대한 단련이 이루어져 허벅지 다이어트에 도움을 준다. 따라서 미용적으로도 여성들에게 큰 효과가 있다.
이처럼 발끝치기 운동은 간단한 동작으로 큰 효과를 발생함에 따라 대중들의 각광을 받고 있고, 이러한 수요에 맞춰 발끝치기 운동을 도와주는 운동기구의 개발에도 많은 연구가 진행되고 있다.
하지만 종래에는 발끝치기 운동기구들이 구동 메커니즘이 복잡하고, 견고하지 못하여 소음을 발생시키는 경우가 있기 때문에 이러한 문제점들을 개선한 발끝치기 운동기구의 필요성이 요구되었다.
한편, 발끝치기 운동기구에 대한 종래기술은 대한민국 등록특허 제10-1541356호 등이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 발끝치기 운동기구의 크기를 증가시키지 않으면서 구동 메커니즘의 개선을 통해 발판의 회전 동조 성능을 향상시키고, 발판의 회전 작동 범위를 증가시키며, 부품 사이의 타격소음을 최소화하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 발끝치기 운동기구는 사용자의 오른발을 안착시키는 오른발판 및 사용자의 왼발을 안착시키는 왼발판이 마련된 발판부; 상기 발판부와 조립되어 상기 발판부의 발가락 부위를 서로 부딪치게 하는 작동부; 상기 작동부는, 회전동력을 전달하는 구동모터; 상기 구동모터로부터 회전동력을 전달받아 상기 오른발판을 작동시키는 오른발판작동부; 상기 구동모터로부터 회전동력을 전달받아 상기 왼발판을 작동시키는 왼발판작동부;를 포함하고, 상기 구동모터는 상기 오른발판작동부와 상기 왼발판작동부 사이에 설치되어 양측으로 연장된 모터회전축이 상기 오른발판작동부와 상기 왼발판작동부에 구비된 기어와 서로 물려 있고, 상기 구동모터의 회전동력으로 상기 오른발판 및 상기 왼발판을 동일한 회전각 및 회전수로 회전시키는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 오른발판작동부는, 회전동력을 전달하는 제1종동기어; 일측은 막대부분이고, 반대측은 일부 기어부분으로 형성되어 있고, 상기 제1종동기어와 결합하여 회전동력을 전달하는 제1링크; 상기 제1링크의 기어부분과 물려 회전동력을 전달받는 제1발판구동기어;를 포함하고, 상기 왼발판작동부는, 회전동력을 전달하는 제2종동기어; 일측은 막대부분이고, 반대측은 일부 기어부분으로 형성되어 있고, 상기 제2종동기어와 결합하여 회전동력을 전달하는 제2링크; 상기 제2링크의 기어부분과 물려 회전동력을 전달받는 제2발판구동기어;를 포함하며, 상기 제1링크 및 상기 제2링크는 상기 제1종동기어 및 상기 제2종동기어의 회전 시 각각 상기 제1발판구동기어 및 상기 제2발판구동기어의 회전량을 증가시키는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 제1링크의 기어부분 및 상기 제2링크의 기어부분에는 스프링이 구비되어 상기 오른발판 및 상기 왼발판의 방향전환 시 상기 제1링크와 제1발판구동기어 및 상기 제2링크와 제2발판구동기어 사이에서 발생되는 소음이 최소화되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 작동부에 포함된 외부케이스 외부에는 상기 외부케이스 내부에서 힌지구조로 연결된 2개의 힌지브라켓이 마련되어 있고, 상기 작동부는 일면은 수직으로 형성되고, 반대면은 경사지게 형성된 작동부결합가이드부재 및 상기 작동부결합가이드부재와 조립되어 지면에 대하여 지지하는 받침대를 포함하는 받침부와 조립되며, 상기 받침대의 일측에는 상기 힌지브라켓이 안착하여 조립되는 힌지브라켓안착홈이 형성되어 있고, 상기 발판부를 수직으로 조립시킬 때는, 상기 힌지브라켓이 상기 힌지브라켓안착홈에 조립된 후 상기 힌지브라켓에 의해 상기 외부케이스가 수직으로 형성된 상태에서 상기 작동부결합가이드부재의 수직면이 상기 외부케이스의 하단면과 조립되어 사용자가 바닥에 앉거나 누워서 상기 오른발판 및 상기 왼발판에 발을 거치시킬 수 있으며, 상기 발판부를 경사지게 조립시킬 때는, 상기 힌지브라켓이 상기 힌지브라켓안착홈에 조립된 상태에서 상기 힌지브라켓에 의해 상기 외부케이스가 경사지게 형성된 후 상기 작동부결합가이드부재의 경사면이 상기 외부케이스의 하단면과 조립되어 사용자가 의자에 앉아서 상기 오른발판 및 상기 왼발판에 발을 거치시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.
더불어, 상기 오른발판 및 상기 왼발판은 사용자의 발 크기에 맞춰 중간 부분을 경계로 발가락 부위와 뒤꿈치 부분이 서로 이격되어 고정됨으로써 길이가 연장될 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 오른발판 및 상기 왼발판의 발가락 부위에는 각각 유연한 실리콘 재질로 제작되어 사용자의 엄지발가락 및 검지발가락 사이에 위치하는 오른발가락고정부재 및 왼발가락고정부재가 마련되고, 상기 오른발가락고정부재 및 상기 왼발가락고정부재는 사용자의 발가락 크기에 따라 변형되어 고정시키고, 사용자 발의 유동을 잡아주며, 부딪힐 시 충격을 완화시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 발끝치기 운동기구는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 1개의 모터로 양 발판의 구동을 담당한다. 본 발명에서는 1개의 모터가 구비되고, 모터의 양측으로는 나사산이 형성된 회전축이 연장되어 있다. 따라서 모터 양측으로 연장된 회전축 끝에 웜기어가 물리고, 웜기어는 종동기어 물림에 의해 모터의 양축이 동일한 회전수 및 동일한 회전각을 갖게 된다. 따라서 양쪽 발판으로 동일한 회전수 및 회전각 운동이 부여되어 양 발판이 완전한 동기화가 이루어져 동일회전으로 구동되고, 이에 따라 구동에 필요한 부품을 간소화 시킬 수 있다.
둘째, 작은 회전에도 큰 회전각을 발생시킬 수 있다. 본 발명에서는 발판을 작동시키는 기어가 기어부분과 막대부분의 혼합 형태로 이루어진 링크와 결합되어 있다. 이에 따라, 구동력을 전달하는 기어가 작은 회전을 하더라도 링크에 의해 발판을 작동시키는 기어는 큰 회전을 할 수 있기 때문에 부품 크기가 작아도 큰 회전운동을 발생시켜 효율이 증가된다.
셋째, 소음이 최소화된다. 본 발명에서는 기어 댐핑 구조에서 링크가 고정되어 있고, 서로 물려 있는 2개의 기어 사이에 스프링이 추가되어 있다. 따라서 양 발판이 연결동작에 의한 방향 전환 시 기어의 백래쉬에 의한 타격 소음이 최소화된다.
넷째, 조립이 간편하다. 본 발명에서는 발판접속부가 널링구조로 형성되어 있다. 따라서 양 발판을 발판접속부에 조립할 시 부품의 위치가 정해진 각도로 조립하는 것이 아니라 임의의 각도에서 조립이 가능하기 때문에 조립이 간편하다.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 발끝치기 운동기구의 사시도.
도2는 도1에 도시된 발끝치기 운동기구에서 오른발판 및 왼발판의 길이가 연장된 것을 나타낸 정면도.
도3은 도1에 도시된 발끝치기 운동기구를 다른 측면에서 도시한 사시도.
도4는 도1에 도시된 발끝치기 운동기구에서 발판부, 작동부 및 받침부를 분해하여 도시한 분해사시도.
도5는 도4에 도시된 작동부에서 외부케이스 일부를 제거하여 내부케이스 및 발판접속부를 도시한 도면.
도6은 도4에 도시된 작동부에서 내부케이스의 일부를 제거하여 내부 기어 및 모터를 도시한 도면.
도7은 도6에 도시된 작동부에서 제1종동기어, 제1링크 및 제1발판구동기어의 구조를 나타낸 도면.
도8은 본 발명의 실시예에 따른 발끝치기 운동기구의 소음개선을 위한 기어 댐핑 구조를 도시한 도면.
도9는 본 발명의 실시예에 따라 발끝치기 운동기구를 경사진 형태로 조립한 것을 나타낸 도면.
도10은 본 발명의 실시예에 따라 발끝치기 운동기구를 직각 조립한 것과 경사지게 조립한 것을 비교하기 위해 도시한 측면도.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 다만 발명의 요지와 무관한 일부 구성은 생략 또는 압축할 것이나, 생략된 구성이라고 하여 반드시 본 발명에서 필요가 없는 구성은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 결합되어 사용될 수 있다.
<발끝치기 운동기구의 구성>
도1은 본 발명의 실시예에 따른 발끝치기 운동기구의 사시도이고, 도2는 도1에 도시된 발끝치기 운동기구에서 오른발판 및 왼발판의 길이가 연장된 것을 나타낸 정면도이며, 도3은 도1에 도시된 발끝치기 운동기구를 다른 측면에서 도시한 사시도이고, 도4는 도1에 도시된 발끝치기 운동기구에서 발판부, 작동부 및 받침부를 분해하여 도시한 분해사시도이며, 도5는 도4에 도시된 작동부에서 외부케이스 일부를 제거하여 내부케이스 및 발판접속부를 도시한 도면이고, 도6은 도4에 도시된 작동부에서 내부케이스의 일부를 제거하여 내부 기어 및 모터를 도시한 도면이며, 도7은 도6에 도시된 작동부에서 제1종동기어, 제1링크 및 제1발판구동기어의 구조를 나타낸 도면이고, 도8은 본 발명의 실시예에 따른 발끝치기 운동기구의 소음개선을 위한 기어 댐핑 구조를 도시한 도면이며, 도9는 본 발명의 실시예에 따라 발끝치기 운동기구를 경사진 형태로 조립한 것을 나타낸 도면이며, 도10은 본 발명의 실시예에 따라 발끝치기 운동기구를 직각 조립한 것과 경사지게 조립한 것을 비교하기 위해 도시한 측면도이다.
도1 내지 도10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 발끝치기 운동기구는 발판부(100), 작동부(200) 및 받침부(300)를 포함한다.
발판부(100)는 발끝치기 운동을 실시하기 위해 사용자의 양발을 안착시키는 구성으로써, 오른발판(110) 및 왼발판(120)을 포함한다.
오른발판(110)은 사용자의 오른발을 위치시키는 것으로, 오른뒤꿈치받침고무(110), 고무밴드(112) 및 오른발가락고정부재(113)로 구성된다. 이러한 오른발판(110)은 도2의 (b)에 도시된 바와 같이 중간 부분을 경계로 발가락 부위와 뒤꿈치 부분이 서로 이격되어 고정됨으로써 길이가 연장될 수 있다. 따라서 사용자의 발 크기에 맞게 오른발판(110)의 길이를 연장시키는 것이 가능하다.
오른뒤꿈치받침고무(110)는 실리콘 재질로 제작되어 사용자가 오른발을 안착시켰을 시 사용자의 발뒤꿈치를 감싸 사용자에게 편안한 느낌을 부여한다. 또한, 오른발판(110)이 구동 시 발뒤꿈치가 밀착되어 오른발이 움직이는 것을 방지한다.
고무밴드(112)는 오른발판(110) 중간 부분에 구비된 것으로, 사용자의 오른발 발등을 감싸 견고하게 고정시킴으로써 오른발판(110)의 구동 시 발의 움직임을 방지한다. 이러한 고무밴드(112)는 실시하기에 따라 벨크로를 사용하여 사용자의 오른발을 고정시킬 수도 있다.
오른발가락고정부재(113)는 오른발판(110) 발가락 부위에서 사용자의 엄지발가락 및 검지발가락 사이에 위치하는 것으로, 사용자는 오른발가락고정부재(113)를 엄지발가락과 검지발가락 사이에 끼움으로써 오른발을 고정시킨다. 이러한 오른발가락고정부재(113)는 유연한 실리콘 재질로 제작되어 사용자의 발가락 크기에 따라 변형이 가능하기 때문에 사용자의 발가락을 크기에 따라 적절히 고정시키고, 발의 유동을 잡아줄 수 있다. 또한, 실리콘 재질이기 때문에 발끝치기 운동기구의 구동 시 양발의 발가락이 서로 맞부딪칠 때 발가락에 가해지는 충격을 다소 완화시키는 기능도 수행한다.
한편, 본 발명에서는 오른발판(110)과 왼발판(120)이 안착하는 발만 다를 뿐, 그 구성과 기능이 동일하기 때문에 왼발판(120)의 구성인 왼뒤꿈치받침고무(121), 고무밴드(122) 및 왼발가락고정부재(123)의 설명은 생략한다.
작동부(200)는 발판부(100)와 조립되어 발판부(100)를 작동시키는 구성으로, 외부케이스(210), 내부케이스(220), 구동모터(230), 오른발판작동부(240) 및 왼발판작동부(260)를 포함한다.
외부케이스(210)는 받침부(300)와 조립되는 부분으로, 하단면에 결합공(211)과 결합부재(212)가 형성되어 있다. 이러한 외부케이스(210) 내부 일측에는 힌지구조로 연결되어 외부로 돌출된 힌지브라켓(214a, 214b)이 받침부(300)의 받침대(320)에 조립된다. 여기서 외부케이스(210)와 받침부(300)에 대한 조립의 설명은 받침부(300)의 설명에서 자세히 하도록 한다.
또한, 외부케이스(210) 외측면에는 발끝치기 운동기구를 작동을 설정할 수 있는 키입력부(213) 및 리모콘 명령을 인식할 수 있는 센서가 구비되어 있으며, 외부케이스(210) 내부에는 자이로센서가 구비되어 급격한 움직임에 의해 운동기구가 넘어질 시 발끝치기 운동기구는 자동으로 전원이 차단되도록 제어된다.
내부케이스(220)는 발판부(100)를 작동시키는 모터와 기어들을 보호하는 것으로, 외부케이스(210)의 내부에 위치한다.
구동모터(230)는 발판부(100)가 작동될 수 있는 회전동력을 공급하는 것으로, 오른발판작동부(240) 및 왼발판작동부(260) 사이에 설치되어 있다. 이러한 구동모터(230)에는 나사산이 형성된 모터회전축(231)이 구동모터(230)의 양쪽에 위치한 오른발판작동부(240) 및 왼발판작동부(260)로 연장되어 오른발판작동부(240) 및 왼발판작동부(260)로 동일한 회전동력을 전달한다.
오른발판작동부(240)는 구동모터(230)의 회전동력을 전달받아 오른발판(110)을 작동시키는 것으로, 제1상단웜기어(241), 제1웜기어중심축(242), 제1하단기어(243), 제1종동기어(244), 제1링크(245), 제1발판구동기어(248), 오른발판접속부(249) 및 제1유격방지부재(250)를 포함한다.
제1상단웜기어(241)는 모터회전축(231)과 서로 물려 모터회전축(231)에 의해 회전됨으로써 구동모터(230)의 회전동력을 전달한다.
제1하단기어(243)는 제1상단웜기어(241)의 하단에 제1상단웜기어(241)와 일체로 형성된 것으로, 제1상단웜기어(241)가 회전할 때 제1상단웜기어(241)와 함께 회전한다.
제1웜기어중심축(242)은 제1상단웜기어(241) 및 제1하단기어(243)의 중심에 결합된 것으로, 내부케이스(220)에 고정된다.
제1종동기어(244)는 제1하단기어(243)와 서로 물려 구동모터(230)의 회전동력을 전달한다.
제1링크(245)는 제1종동기어(244) 상면 일부분에 힌지결합 되어 구동모터(230)의 회전동력을 제1발판구동기어(248)에 전달하는 것으로, 제1종동기어(244)와 힌지(247a)로 결합된 부분은 소정 길이를 갖는 막대부분(247)이 형성되어 있고, 반대 부분은 기어부분(246)으로 형성되어 제1발판구동기어(248)와 물려 있다. 이 때 기어부분(246)은 일측에 스프링(246a)이 내장되어 있고, 한 쌍의 분리된 기어인 기어1(246b) 및 기어2(246c)가 결합된 상태에서 각각 원의 일부분에 걸쳐서만 기어치가 형성되어 있다.
제1발판구동기어(248)는 제1링크(245)의 기어부분(246)인 기어1(246b) 및 기어2(246c)와 기어물림을 하여 구동모터(230)의 회전동력을 전달받아 회전한다.
오른발판접속부(249)는 내부케이스(220) 내부에서 내부케이스(220)와 외부케이스(210)를 관통하여 외부로 돌출되어 있고, 상단에 오른발판(110)이 결합된며, 제1발판구동기어(248)의 중앙에 결합되어 제1발판구동기어(248)의 회전 시 함께 회전한다. 이러한 오른발판접속부(249)는 끝단이 널링구조로 형성되어 오른발판(110)이 정해진 각도로 조립되는 것이 아니라 임의의 각도에서 조립이 가능하다. 따라서 제1발판구동기어(248) 회전 시 결합된 오른발판접속부(249) 또한 회전하게 되어 오른발판(110)이 작동하게 된다.
제1유격방지부재(250)는 제1링크(245) 및 제1발판구동기어(248) 사이의 거리를 일정하게 유지시키기 위한 것이다. 이러한 제1유격방지부재(250)는 한 쌍의 판이 오른발판접속부(249)에 관통되어 각각 제1링크(245) 및 제1발판구동기어(248)의 윗면과 아랫면을 서로 밀착시키고, 제1링크(245) 및 제1발판구동기어(248)가 서로 물려 있는 것을 이탈시키지 않도록 가이드한다.
한편, 왼발판작동부(260)는 구동모터(230)를 중심으로 오른발판작동부(240)와 좌우대칭을 이루고 있고, 각각의 구성에 대응하는 동작과 기능이 오른발판작동부(240)와 동일하기 때문에 제2상단웜기어(261), 제2웜기어중심축(262), 제2하단기어(263), 제2종동기어(264), 제2링크(265), 제2발판구동기어(268), 왼발판접속부(269) 및 제2유격방지부재(270)에 대한 설명은 생략한다.
받침부(300)는 발판부(100) 및 작동부(200)를 지지하고, 발판부(100)의 경사를 형성하는 구성으로, 작동부결합가이드부재(310) 및 받침대(320)를 포함한다.
작동부결합가이드부재(310)는 일면이 경사진 형태로 형성되고, 반대면은 수직으로 형성되어 작동부(200)의 외부케이스(210) 하단면과 결합에 따라 작동부(200)의 경사를 결정할 수 있고, 작동부(200)의 경사에 따라 발판부(100)의 경사도 다르게 하여 조립할 수 있다.
즉, 작동부결합가이드부재(310)는 경사진 면에 결합공(311)이 형성되어 있고, 수직인 면에는 끝단에 결합턱(312)이 형성되어 있다. 따라서 도1처럼 발판부(100)를 수직으로 조립할 때는 작동부결합가이드부재(310)의 끝단에 형성된 결합턱(312)과 외부케이스(210)의 하단면에 형성된 결합공(211)을 서로 걸리게 하여 수직으로 결합시키고, 힌지브라켓(214a, 214b)은 받침대(320)에 형성된 2개의 힌지브라켓안착홈(321)에 조립시킨다. 이에 따라, 외부케이스(210)가 수직으로 조립하게 되므로 외부케이스(210)가 포함된 작동부(200)가 수직으로 조립되고, 작동부(200)와 결합된 발판부(100) 또한 수직으로 조립될 수 있다.
또한, 도9처럼 발판부(100)를 경사진 형태로 조립할 때를 살펴본다. 먼저 발판부(100)가 수직인 상태에서 힌지브라켓(214a, 214b)은 힌지브라켓안착홈(321)에 고정되어 있다. 이 때 작동부결합가이드부재(310)를 외부케이스(210)로부터 조립해제 하고, 작동부결합가이드부재(310)의 결합공(311)과 외부케이스(210) 하단면에 형성된 결합부재(212)를 서로 걸리게 한다. 이후 외부케이스(210) 내부에 마련된 힌지구조에 의해 작동부(200)를 기울이고, 작동부결합가이드부재(310)를 다시 받침대(320)에 조립시키면 작동부(200)는 경사진 형태로 조립되고, 이에 따라 발판부(100) 또한 경사진 형태로 조립된다.
도10에서는 이렇게 발판부(100)를 수직으로 조립한 상태 및 경사지게 조립한 상태를 측면에서 비교하여 보여주고 있다.
이에 따라, 발판부(100))가 수직으로 조립된 상태에서는 사용자가 바닥에 앉거나 누워있는 상태에서 발을 오른발판(110) 및 왼발판(120)에 거치하여 운동을 실시할 수 있고, 발판부(100)가 경사진 형태로 조립된 상태에서는 사용자가 의자에 앉아 운동을 실시할 수 있다.
받침대(320)는 2개의 힌지브라켓안착홈(321)이 형성되어 있고, 작동부결합가이드부재(310)와 결합함으로써, 바닥에 대하여 발판부(100) 및 작동부(200)를 지지한다.
<발끝치기 운동기구의 작동과정>
도6을 참고하여 본 발명에 따른 발끝치기 운동기구가 작동하는 과정을 설명하기로 한다.
도6에 도시된 바와 같이, 최초에 구동모터(230)가 작동하게 되면 모터회전축(231)이 화살표방향으로 회전하게 된다. 이 때 모터회전축(231)에 형성된 나사산에 제1상단웜기어(241) 및 제2상단웜기어(261)가 물려 있기 때문에 제1상단웜기어(241) 및 제2상단웜기어(261)는 반시계방향으로 회전하게 된다.
제1상단웜기어(241) 및 제2상단웜기어(261)가 회전함에 따라 일체로 형성된 제1하단기어(243) 및 제2하단기어(263) 또한 반시계방향으로 회전하게 된다.
이후 제1하단기어(243) 및 제2하단기어(263)에 각각 물려 있는 제1종동기어(244) 및 제2종동기어(264)는 시계방향으로 회전하게 되고, 제1종동기어(244) 및 제2종동기어(264)의 상면에 각각 결합된 제1링크(245) 및 제2링크(265)의 막대부분(247, 267) 또한 제1종동기어(244) 및 제2종동기어(264)를 따라 시계방향으로 회전하게 된다.
이렇게 제1링크(245) 및 제2링크(265)의 막대부분(247, 267)이 시계방향으로 회전하게 되면, 결과적으로 제1링크(245) 및 제2링크(265)는 상승과 하강을 반복하게 된다. 따라서 제1링크(245) 및 제2링크(265)의 기어부분(246, 266) 또한 상승과 하강을 반복한다.
구체적으로, 제1링크(245)의 기어부분(246)이 상승하게 될 때에는 기어부분(246)이 제1발판구동기어(248)의 우측에서 기어치를 상승시키는 방향으로 밀기 때문에 제1발판구동기어(248)가 반시계방향으로 회전하게 되고, 제1링크(245)의 기어부분(246)이 하강하게 될 때에는 기어부분(246)이 제1발판구동기어(248)의 기어치를 하강시키는 방향으로 밀기 때문에 제1발판구동기어(248)가 시계방향으로 회전된다. 따라서 오른발판접속부(249)에 조립되어 있는 오른발판(110)은 발끝이 왼쪽으로 향하였다가 다시 본래 자리로 복귀하는 작동을 하게 된다.
또한, 제2링크(265)의 기어부분(266)이 상승하게 될 때에는 기어부분(266)이 제2발판구동기어(268)의 좌측에서 기어치를 상승시키는 방향으로 밀기 때문에 제2발판구동기어(268)가 시계방향으로 회전하게 되고, 제2링크(265)의 기어부분(266)이 하강하게 될 때에는 기어부분(266)이 제2발판구동기어(268)의 기어치를 하강시키는 방향으로 밀기 때문에 제2발판구동기어(268)가 반시계방향으로 회전된다. 따라서 왼발판접속부(269)에 조립되어 있는 왼발판(120)은 발끝이 오른쪽으로 향하였다가 다시 본래 자리로 복귀하는 작동을 하게 된다.
이처럼 본 발명에서는 1개의 구동모터(230)만을 사용하여 기어들이 동일한 회전수 및 회전각으로 회전함으로써 오른발판(110) 및 왼발판(120)이 서로 동일한 각도를 형성하여 모아질 수 있고, 또한 동일하게 원상태로 복귀시킬 수 있다.
구체적으로, 구동모터(230) 양측으로 연장된 모터회전축(231)에 좌우대칭 되어 기어물림 됨으로써 결과적으로 한 번의 회전으로 양쪽에 설치된 기어들에 동일한 회전수를 전달할 수 있기 때문에 구동모터(230)에서 공급된 회전동력의 최종 출력부인 오른발판접속부(249) 및 왼발접속부판(269)는 서로 동일한 각도로 작동할 수 있다.
이 때 모터회전축(231)이 도면상 화살표방향의 반대방향으로 회전하더라도 본 발명에서는 발끝치기 운동이 가능하다. 즉, 회전방향이 반대방향이 될지라도 제1링크(245) 및 제2링크(265)의 상승과 하강은 변함없기 때문에 동일하게 오른발판(110) 및 왼발판(120)은 서로 모아질 수 있다.
<링크 구조>
여기서 본 발명에서는 제1링크(245) 및 제2링크(265)의 구조가 일측은 기어부분(246, 266)이고, 반대쪽은 막대부분(247, 267)으로 혼합되어 형성되어 있기 때문에 회전을 전달하는 기어의 작은 회전에도 출력부의 기어는 회전이 크다.
구체적으로, 도7에서 보듯이 제1종동기어(244)의 상면 중앙 부분에는 제1링크(245)의 막대부분(247)이 힌지(247a)로 결합되어 있고, 제1링크(245)의 기어부분(246)은 제1발판구동기어(248)와 물려 있다.
이 때 제1종동기어(244), 제1링크(245) 및 제1발판구동기어(248)의 구조는 평면상에서 사다리꼴의 형상으로 볼 수 있다. 따라서 제1유격방지부재(250)가 제1발판구동기어(248)와 기어부분(246)의 사이거리를 유지시키는 상태에서 제1링크(245)의 이동량에 더하여 제1발판구동기어(248)와 기어부분(246)의 기어물림 상태에서 이루어지는 회전량만큼 제1발판구동기어(248)의 회전량이 증가하는 것이다.
만약 제1링크(245)에 기어부분(246)이 형성되어 있지 않다면, 제1종동기어(244)의 회전 시 제1링크(245)의 이동량만큼만 제1발판구동기어(248)가 회전하게 된다.
반면, 본 발명에서는 제1링크(245)에 한쪽은 기어부분(246)으로 형성되어 있기 때문에 제1링크(245)의 이동량이 작더라도 제1발판구동기어(248)는 제1링크(245)의 이동량에 기어부분(246)과 제1발판구동기어(248)의 기어물림 되어 회전하는 회전량을 더한 양만큼 크게 회전할 수 있게 된다.
결과적으로, 구동기어의 작은 회전(즉, 제1링크(245)의 작은 이동량)에도 불구하고, 출력 쪽의 기어는 크게 회전하게 되고, 이는 링크만을 사용한 구조보다 회전 각도를 크게 할 수 있기 때문에 보다 효율적이다.
이와 같은 구조 및 작동은 제2종동기어(264), 제2링크(265) 및 제2발판구동기어(268)에서도 동일하다.
<기어 댐핑 구조>
또한, 본 발명에서는 소음개선을 위한 기어 댐핑 구조가 마련되어 있다. 즉, 도8에서 보듯이 제1링크(245)의 기어부분(246)과 제2링크(265)의 기어부분(266)은 각각 기어1(246b, 266b), 기어2(246c, 266c) 2개로 나눠져 있고 일측에는 스프링(246a, 266a)이 내장되어 있다.
통상의 기어에서는 2개의 기어가 물릴 때 백래쉬에 대한 여유공간이 마련되어 있어서 회전하지 않을 때는 미세하게 이격되어 있다가 회전하게 되면 서로 물리게 된다. 이 때 기어가 회전되면 백래쉬 공간만큼 이격된 상태에서 상대기어와 접촉 시 충격에 따른 소음이 발생하게 된다.
이러한 소음을 해결하고자 본 발명에서는 제1링크(245) 및 제2링크(265)의 기어부분(246, 266)이 2개로 분리되어 어긋난 형태로 결합되어 있고, 각각의 기어부분(246, 266) 일측에는 스프링(246a, 266a)이 내장되어 있으며, 기어부분(246, 266)이 제1발판구동기어(248) 및 제2발판구동기어(268)와 물리지 않을 때는 도8의 (a)와 같이 기어1(246b, 266b) 및 기어2(246c, 266c)의 기어치가 스프링(246a, 266a)에 의해 서로 어긋난 상태이지만 제1발판구동기어(248) 및 제2발판구동기어(268)와 물릴 때는 도8의 (b)와 같이 스프링(246a, 266a)의 텐션에 의해 기어치들이 서로 밀착하여 기어1(246b, 266b) 및 기어2(246c, 266c)이 서로 정렬하게 된다.
여기서 도8에서는 편의를 위해 제1링크(245) 및 제1발판구동기어(248)만을 도시하였으나, 제2링크(265) 및 제2발판구동기어(268)는 좌우대칭으로 바뀌었을 뿐 제1링크(245) 및 제1발판구동기어(248)와 동일한 구조와 작동이 가능함을 밝혀둔다.
결과적으로, 제1링크(245)의 기어부분(246) 및 제2링크(265)의 기어부분(266)에 있어서, 기어1(246b, 266b) 및 기어2(246c, 266c)의 기어치가 서로 어긋난 상태에서는 제1발판구동기어(248) 및 제2발판구동기어(268)의 기어치와 기어1(246b, 266b)의 기어치가 이격되지 않고 밀착되어 있기 때문에 제1발판구동기어(248) 및 제2발판구동기어(268)의 기어치와 기어1(246b, 266b)의 기어치에 급격한 충돌이 발생되지 않고, 이에 따라 기어치들의 기어물림이 시작될 때마다 발생되는 소음이 최소화 될 수 있다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 발끝치기 운동기구는 1개의 모터로 양 발판의 구동을 담당한다. 본 발명에서는 1개의 모터가 구비되고, 모터의 양측으로는 나사산이 형성된 회전축이 연장되어 있다. 따라서 모터 양측으로 연장된 회전축 끝에 각각 웜기어가 물리고, 웜기어는 종동기어 물림에 의해 모터의 양축이 동일한 회전수 및 동일한 회전각을 갖게 된다. 따라서 양쪽 발판(110, 120)으로 동일한 회전수 및 회전각 운동이 부여되어 양 발판이 동일하게 구동되고, 이에 따라 구동에 필요한 부품을 간소화 시킬 수 있다.
또한, 작은 회전에도 큰 회전각을 발생시킬 수 있다. 본 발명에서는 발판(110, 120)을 작동시키는 기어가 기어부분과 막대부분의 혼합 형태로 이루어진 링크와 결합되어 있다. 이에 따라, 구동력을 전달하는 기어가 작은 회전을 하더라도 링크에 의해 발판을 작동시키는 기어는 큰 회전을 할 수 있기 때문에 작은 회전동력만을 사용하여 큰 효율을 발생시킬 수 있다.
또, 소음이 최소화된다. 본 발명에서는 양 발판에 결합되는 발판접속부(249, 269)의 양측이 고정되어 있다. 또한, 기어 댐핑 구조에서는 서로 물려 있는 2개의 기어 사이에 스프링이 추가됨으로써 양 발판이 연결동작에 의한 방향 전환 시 기어의 백래쉬에 의한 타격 소음이 최소화된다.
아울러, 조립이 간편하다. 본 발명에서는 발판접속부(249, 269)가 널링구조로 형성되어 있다. 따라서 양 발판을 발판접속부에 조립할 시 부품의 위치가 정해진 각도로 조립하는 것이 아니라 임의의 각도에서 조립이 가능하기 때문에 조립이 간편하다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면, 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 본 발명의 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
100 : 발판부
110 : 오른발판
111 : 오른뒤꿈치받침고무
112 : 고무밴드
113 : 오른발가락고정부재
120 : 왼발판
121 : 왼뒤꿈치받침고무
122 : 고무밴드
123 : 왼발가락고정부재
200 : 작동부
210 : 외부케이스
211 : 결합공
212 : 결합부재
213 : 키입력부
214a, 214b : 힌지브라켓
220 : 내부케이스
230 : 구동모터
231 : 모터회전축
240 : 오른발판작동부
241 : 제1상단웜기어
242 : 제1웜기어중심축
243 : 제1하단기어
244 : 제1종동기어
245 : 제1링크
246 : 기어부분
246a : 스프링
246b : 기어1
246c : 기어2
247 : 막대부분
247a : 힌지
248 : 제1발판구동기어
249 : 오른발판접속부
250 : 제1유격방지부재
260 : 왼발판작동부
261 : 제2상단웜기어
262 : 제2웜기어중심축
263 : 제2하단기어
264 : 제2종동기어
265 : 제2링크
266 : 기어부분
266a : 스프링
266b : 기어1
266c : 기어2
267 : 막대부분
268a : 힌지
268 : 제2발판구동기어
269 : 왼발판접속부
270 : 제2유격방지부재
300 : 받침부
310 : 작동부결합가이드부재
311 : 결합공
312 : 결합턱
320 : 받침대
321 : 힌지브라켓안착홈

Claims (6)

  1. 사용자의 오른발을 안착시키는 오른발판 및 사용자의 왼발을 안착시키는 왼발판이 마련된 발판부;
    상기 발판부와 조립되어 상기 발판부의 발가락 부위를 서로 부딪치게 하는 작동부;
    상기 작동부는,
    회전동력을 전달하는 구동모터;
    상기 구동모터로부터 회전동력을 전달받아 상기 오른발판을 작동시키는 오른발판작동부;
    상기 구동모터로부터 회전동력을 전달받아 상기 왼발판을 작동시키는 왼발판작동부;를 포함하고,
    상기 구동모터는 상기 오른발판작동부와 상기 왼발판작동부 사이에 설치되어 양측으로 연장된 모터회전축이 상기 오른발판작동부와 상기 왼발판작동부에 구비된 기어와 서로 물려 있고,
    상기 구동모터의 회전동력으로 상기 오른발판 및 상기 왼발판을 동일한 회전각 및 회전수로 회전시키는 것이며,
    상기 오른발판작동부는,
    회전동력을 전달하는 제1종동기어;
    일측은 막대부분이고, 반대측은 일부 기어부분으로 형성되어 있고, 상기 제1종동기어와 결합하여 회전동력을 전달하는 제1링크;
    상기 제1링크의 기어부분과 물려 회전동력을 전달받는 제1발판구동기어;를 포함하고,
    상기 왼발판작동부는,
    회전동력을 전달하는 제2종동기어;
    일측은 막대부분이고, 반대측은 일부 기어부분으로 형성되어 있고, 상기 제2종동기어와 결합하여 회전동력을 전달하는 제2링크;
    상기 제2링크의 기어부분과 물려 회전동력을 전달받는 제2발판구동기어;를 포함하며,
    상기 제1링크 및 상기 제2링크는 상기 제1종동기어 및 상기 제2종동기어의 회전 시 각각 상기 제1발판구동기어 및 상기 제2발판구동기어의 회전량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 발끝치기 운동기구.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1링크의 기어부분 및 상기 제2링크의 기어부분은 분리된 한 쌍의 기어가 스프링에 의해 서로 어긋나게 배치되는 구조로 형성되어 상기 오른발판 및 상기 왼발판의 방향전환 시 상기 제1링크와 상기 제1발판구동기어 및 상기 제2링크와 상기 제2발판구동기어 사이에서 발생되는 소음이 최소화되는 것을 특징으로 하는 발끝치기 운동기구.
  4. 사용자의 오른발을 안착시키는 오른발판 및 사용자의 왼발을 안착시키는 왼발판이 마련된 발판부;
    상기 발판부와 조립되어 상기 발판부의 발가락 부위를 서로 부딪치게 하는 작동부;
    상기 작동부는,
    회전동력을 전달하는 구동모터;
    상기 구동모터로부터 회전동력을 전달받아 상기 오른발판을 작동시키는 오른발판작동부;
    상기 구동모터로부터 회전동력을 전달받아 상기 왼발판을 작동시키는 왼발판작동부;를 포함하고,
    상기 구동모터는 상기 오른발판작동부와 상기 왼발판작동부 사이에 설치되어 양측으로 연장된 모터회전축이 상기 오른발판작동부와 상기 왼발판작동부에 구비된 기어와 서로 물려 있고,
    상기 구동모터의 회전동력으로 상기 오른발판 및 상기 왼발판을 동일한 회전각 및 회전수로 회전시키는 것이며,
    상기 작동부에 포함된 외부케이스 외부에는 상기 외부케이스 내부에서 힌지구조로 연결된 2개의 힌지브라켓이 마련되어 있고,
    상기 작동부는 일면은 수직으로 형성되고, 반대면은 경사지게 형성된 작동부결합가이드부재 및 상기 작동부결합가이드부재와 조립되어 지면에 대하여 지지하는 받침대를 포함하는 받침부와 조립되며,
    상기 받침대의 일측에는 상기 힌지브라켓이 안착하여 조립되는 힌지브라켓안착홈이 형성되어 있고,
    상기 발판부를 수직으로 조립시킬 때는, 상기 힌지브라켓이 상기 힌지브라켓안착홈에 조립된 후 상기 힌지브라켓에 의해 상기 외부케이스가 수직으로 형성된 상태에서 상기 작동부결합가이드부재의 수직면이 상기 외부케이스의 하단면과 조립되어 사용자가 바닥에 앉거나 누워서 상기 오른발판 및 상기 왼발판에 발을 거치시킬 수 있으며,
    상기 발판부를 경사지게 조립시킬 때는, 상기 힌지브라켓이 상기 힌지브라켓안착홈에 조립된 상태에서 상기 힌지브라켓에 의해 상기 외부케이스가 경사지게 형성된 후 상기 작동부결합가이드부재의 경사면이 상기 외부케이스의 하단면과 조립되어 사용자가 의자에 앉아서 상기 오른발판 및 상기 왼발판에 발을 거치시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 발끝치기 운동기구.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 오른발판 및 상기 왼발판은 중간 부분을 경계로 발가락 부위와 뒤꿈치 부분이 서로 이격되어 고정됨으로써 길이가 연장될 수 있는 것을 특징으로 하는 발끝치기 운동기구.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 오른발판 및 상기 왼발판의 발가락 부위에는 각각 유연한 실리콘 재질로 제작되어 사용자의 엄지발가락 및 검지발가락 사이에 위치하는 오른발가락고정부재 및 왼발가락고정부재가 마련되고,
    상기 오른발가락고정부재 및 상기 왼발가락고정부재는 사용자의 발가락 크기에 따라 변형되어 고정시키고, 사용자 발의 유동을 잡아주며, 부딪힐 시 충격을 완화시키는 것을 특징으로 하는 발끝치기 운동기구.
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