KR101951007B1

KR101951007B1 - 발바닥 근육 강화 운동기

Info

Publication number: KR101951007B1
Application number: KR1020170164893A
Authority: KR
Inventors: 이수경; 박진성
Original assignee: 동의대학교 산학협력단
Priority date: 2017-12-04
Filing date: 2017-12-04
Publication date: 2019-06-03

Abstract

본 발명은 발바닥 근육 또는 내재근을 강화시키는 운동을 용이하게 수행할 수 있어서, 근골격계 질환을 미연에 예방시킬 수 있는 발바닥 근육 강화 운동기에 관한 것으로, 발가락의 저부와 접촉하는 전방 받침부; 상기 전방 받침부로부터 이격 배치된 후방 받침부; 상기 전방 받침부와 상기 후방 받침부의 사이에 배치되고, 발가락 허리뼈의 헤드부위의 수직 하중을 탄성 지지하는 이동부; 및 상기 이동부로부터 상기 후방 받침부의 내부 공간으로 연장된 후방 연결바를 통해서 상기 발가락 허리뼈의 헤드부위의 수평 하중을 탄성 지지하도록, 상기 후방 받침부의 내부 공간에서 이동 또는 정지 가능하게 배치된 탄성 지지부;를 포함할 수 있다.

Description

발바닥 근육 강화 운동기{EXERCISE APPARTUS FOR STRENGTHENING OF SOLE MUSCLE}

본 발명은 발바닥 근육 강화 운동기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자의 발근육 또는 발 내재근(Intrinsic Foot Muscle)을 활성화시킬 수 있고, 발가락 움직임에 관여하는 외재근의 기능을 최적화시켜서 발의 안정성을 제공할 수 있는 발바닥 근육 강화 운동기에 관한 것이다.

일반적으로 발의 안정성은 인간의 직립자세와 자세 안정성에 영향을 줄수 있다.

예컨대, 발이 불안정할 경우, 발바닥 근막 염과 아킬레스건 염 및 발목 염좌, 엄지발가락의 기능적 움직임 제한, 전십자인대 손상, 허리 통증 등과 같이 근골격계 질환을 유발할 수 있으므로, 이들 질환을 예방하기 위해서 발바닥 근육 강화 운동이 요구될 수 있다.

인간의 발과 다리는 기능적인 연결 형태를 가지고 있다. 즉, 골반, 무릎, 발목 및 발을 포함한 근골격 복합체는 서로 연결되어서, 발의 안정성이 골반까지 영향력이 전달될 수 있다.

따라서, 오래 앉아 있다가 갑자기 걷거나 운동하면 탄력을 잃은 종아리 근육이나 발바닥 근육이 과도한 부하를 받아 염증이 생겨 아플 수 있다. 앉아 있는 시간이 길어지면 특히 엉덩이, 햄스트링 근육 같은 하지 큰 근육이 약해진다. 이런 상태에서 걷거나 운동을 하면 크기가 작은 종아리 근육이나 발바닥 근육이 사용되어 근육이 경직되고 과도한 수축이 생겨, 통증을 일으킬 수 있다.

종래 기술에 따른 아킬레스건 운동용 디딤판 각도조절기는 발뒤꿈치 부위의 아킬레스건을 강화하고 튼튼하게 운동시키기 위한 구성으로서, 여러개의 걸림홈을 형성한 지지판과, 그 지지판의 일측에 결합된 받침대와, 지압돌기를 돌설한 디딤판을 제공하고, 고임대를 좌우로 이동시켜 디딤판을 임의의 각도로 조절할 수 있도록 하여 지압돌기에 의한 발바닥의 운동을 제공하고 있다.

이러한 종래 기술은 기능적인 상호 연결된 발가락과 발바닥 및 아킬레스건의 근육 중에서 평상시 사용하는 근육 일부만이 운동되는 단점이 있다.

특히, 발은 발가락이 각각 갈라지기 전의 발가락 허리뼈인 중족골과, 발가락뼈 또는 중족골에 연결된 발 내재근, 즉 발바닥 근육을 가지고 있다.

발 내재근은 발과 발목관절의 다양한 요인에 대하여 기본적인 안정화 기능을 제공하고, 이와 함께, 발 내부의 국소적인 안정화 기능, 역동적인 지지와 조절 기능, 즉 다양한 지면과 환경에 반응하면서 발의 구조적인 변화를 지변에 밀착되는데 최적화하여 안정적으로 접지되도록 하는 기능, 및 발의 움직임에서 근육의 활성화되는 양과 타이밍이 상황과 환경에 적절히 반응할 수 있게 조절하는 기능을 담당하는 중요 부위이다.

그러나, 종래 기술에서는 발가락을 안정시킨 상태에서 발 내재근만을 강화시킬 수 있는 운동 수단이 없으므로, 발과 관련된 각종 근골격계 질환을 예방하면서 발의 안정성을 극대화시킬 수 있는 운동 수단의 개발이 시급히 요구되고 있는 상황이다.

대한민국 등록실용신안 제20-0184480호(2000.03.22. 등록)

본 발명 목적은, 상기와 같은 실정을 감안하여 제안된 것으로, 발바닥 근육 또는 내재근을 강화시키는 운동을 용이하게 수행할 수 있어서, 근골격계 질환을 미연에 예방시킬 수 있는 발바닥 근육 강화 운동기를 제공하는 데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 발바닥 근육 강화 운동기는, 발가락의 저부와 접촉하는 전방 받침부; 상기 전방 받침부로부터 이격 배치된 후방 받침부; 상기 전방 받침부와 상기 후방 받침부의 사이에 배치되고, 발가락 허리뼈의 헤드부위의 수직 하중을 탄성 지지하는 이동부; 및 상기 이동부로부터 상기 후방 받침부의 내부 공간으로 연장된 후방 연결바를 통해서 상기 발가락 허리뼈의 헤드부위의 수평 하중을 탄성 지지하도록, 상기 후방 받침부의 내부 공간에서 이동 또는 정지 가능하게 배치된 탄성 지지부;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 발바닥 근육 강화 운동기는, 상기 전방 받침부에 설치되어서, 발가락의 수직 하중을 측정하는 제 1 센서; 상기 이동부에 설치되어서, 상기 발가락 허리뼈의 헤드부위의 수직 하중을 측정하는 제 2 센서; 및 상기 후방 받침부의 내부에서 이동 가능하게 결합된 상기 탄성 지지부에 설치되어서, 상기 발가락 허리뼈의 헤드부위의 수평 하중을 측정하는 제 3 센서;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 전방 받침부는, 상기 제 1 센서가 설치되고, 발가락을 지지할 수 있는 면적을 갖는 중공형의 케이싱과, 상기 후방 받침부를 향하는 상기 케이싱의 측면에 형성된 장공형의 제 1 슬롯을 포함하고, 상기 이동부로부터 상기 케이싱을 향하여 연장된 전방 연결바가 상기 제 1 슬롯을 관통하고, 상기 전방 연결바의 끝단의 제 1 확장단부가 상기 케이싱의 내부에서 이동 가능하게 수용되어서, 상기 제 1 확장단부가 상기 제 1 슬롯의 구멍 테두리에 의해 상기 케이싱의 외부로 빠지지 않게 결합되어 있을 수 있다.

상기 전방 받침부는, 상기 제 1 확장단부의 저부와 상기 케이싱의 내표면 사이에 개재된 제 1 솔리드 베어링을 포함할 수 있다.

또한, 상기 이동부는, 상기 전방 받침부를 향하는 상기 전방 연결바와 상기 후방 받침부를 향하는 후방 연결바의 사이에 일체형으로 형성된 중공형의 프레임과, 상기 프레임의 상부의 수직공에서 이동 또는 정지 가능하게 결합되고, 상기 발가락 허리뼈의 헤드부위에 접촉되도록 상기 수직공 위쪽으로 돌출된 버튼부와, 상기 프레임의 내부에서 수직 방향으로 이동 가능하도록, 상기 버튼부의 저면에 결합된 버튼지지판과, 상기 버튼지지판의 저면에 배치된 수직 탄성부재, 및 상기 수직 탄성부재를 지지하는 수직 누름판을 포함하고, 상기 제 2 센서가 상기 수직 누름판 및 상기 프레임의 바닥 사이에 배치될 수 있다.

또한, 상기 후방 받침부는, 상기 탄성 지지부를 수용하기 위한 중공형의 하우징과, 상기 이동부를 향하는 상기 하우징의 측면에 형성된 장공형의 제 2 슬롯과, 상기 발뒤꿈치의 밀림을 방지하도록 상기 하우징의 상면에 형성된 뒤꿈치 지지벽과, 상기 뒤꿈치 지지벽에 형성된 스트랩, 및 상기 탄성 지지부의 이동을 제한하도록 상기 하우징의 내부에 형성된 정지벽을 포함하고, 상기 이동부로부터 상기 하우징을 향하여 연장된 후방 연결바는 상기 제 2 슬롯을 관통하여 상기 탄성 지지부의 내부까지 연장될 수 있다.

상기 후방 받침부는, 상기 후방 받침부의 상기 하우징의 상부에 설치된 자극 발생기를 포함할 수 있다.

상기 탄성 지지부는, 상기 후방 연결바의 끝단에 형성된 제 2 확장단부를 이동 가능하게 수용하는 중공형의 몸체와, 상기 제 2 슬롯을 향하는 상기 몸체의 측면에 형성된 수평공과, 상기 몸체의 내부에서 수평 방향으로 이동 가능하도록, 상기 제 2 확장단부의 측면에 결합된 탄성부재 안착부와, 상기 탄성부재 안착부에 배치된 수평 탄성부재, 및 상기 수평 탄성부재를 지지하는 수평 누름판을 포함하고, 상기 제 2 확장단부가 상기 몸체의 내부에서 이동 가능하게 수용되어서 상기 수평공의 구멍 테두리에 의해 상기 몸체의 외부로 빠지지 않게 결합되어 있고, 상기 제 3 센서가 상기 수평 누름판 및 상기 몸체의 측면 사이에 배치될 수 있다.

또한, 상기 후방 받침부는, 상기 탄성 지지부의 저부와 상기 후방 받침부의 하우징의 내표면 사이에 개재된 제 2 솔리드 베어링을 포함할 수 있다.

또한, 상기 탄성 지지부는, 상기 몸체의 내부의 제 2 확장단부에 설치되거나, 또는 상기 몸체의 외표면에 설치된 랙기어와, 상기 랙기어에 치합된 피니언기어와, 상기 피니언기어를 회전시키기 위한 모터와, 상기 랙기어의 이동을 선택적으로 제한 또는 해제하는 브레이크 장치를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 발바닥 근육 강화 운동기는, 상기 제 1 센서, 상기 제 2 센서 및 상기 제 3 센서에 유선 또는 무선으로 접속된 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 컨트롤러는, 상기 제 1 센서, 상기 제 2 센서 및 상기 제 3 센서별로 기 설정된 값 이상의 하중 측정값에 대응하여, 센서별로 구별될 수 있는 소리 또는 불빛을 발생시키는 알람부와, 상기 센서별 하중 측정값의 설정 또는 변경을 위한 입력부, 및 상기 하중 측정값의 크기, 입력 유무를 모니터링하거나, 운동 시간, 운동 횟수, 성공율을 표시하는 디스플레이 장치부를 포함할 수 있다.

본 발명에 의한 발바닥 근육 강화 운동기는, 발의 내재근 활성을 통해 발의 안정된 구조 유지 및 기능 향상 효과를 제공할 수 있다.

본 발명에 의한 발바닥 근육 강화 운동기는, 발가락 움직임에 관여하는 외재근의 기능을 최적화 할 수 있고, 엄지발가락을 기준으로 전족부와 및 첫번째 중족골이 연결된 지점, 즉 발가락 허리뼈의 헤드부위가 지면 또는 바닥면에 잘 닿게 하여 내재근 손상을 최소화시킬 수 있는 장점이 있다.

본 발명에 의한 발바닥 근육 강화 운동기는, 내재근 활성화 및 강화를 통해서, 발의 구조 변형을미연에 방지시킬 수 있고, 발의 구조 변형에 따른 병증 또는 기능 이상을 예방할 수 있는 인체 공학적인 구조의 운동 수단을 제공할 수 있는 장점이 있다. 즉, 본 발명은 발바닥의 근육들을 움직이면서 운동 및 스트레칭할 수 있되, 발가락쪽 근육 사용을 최소화한 상태에서 평소에 사용하지 않는 중족골쪽 내재근을 특별하게 운동 및 강화할 수 있는 장점이 있다.

본 발명에 의한 발바닥 근육 강화 운동기는, 발에 착용할 수 있는 샌들형 구조로서 간단히 착용하여 효율적인 활용이 가능한 장점이 있다.

본 발명에 의한 발바닥 근육 강화 운동기는, 발 내재근 운동법에 기초한 구조로 설계되어서 효과적인 운동 수행이 가능한 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발바닥 근육 강화 운동기의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 발바닥 근육 강화 운동기의 내부를 보인 평면 기준 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 선 A-A를 따라 절단한 확대 단면도이다.
도 4a 내지 도 4c는 도 1에 도시된 발바닥 근육 강화 운동기에 의한 발바닥 근육 강화 운동에 따른 작동 상태를 보인 측면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 발바닥 근육 강화 운동기에서 왼쪽 발 또는 오른쪽 발에 대응한 이동부의 변위를 설명하기 위한 평면 기준 단면도이다.
도 6은 본 발명의 응용예에 따른 발바닥 근육 강화 운동기의 평면 기준 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 응용예에 따른 발바닥 근육 강화 운동기의 평면 기준 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 응용예에 따른 발바닥 근육 강화 운동기의 사시도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다.

한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자에 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가함을 배제하지 않는다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도면에서, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발바닥 근육 강화 운동기의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 발바닥 근육 강화 운동기의 내부를 보인 평면 기준 단면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 선 A-A를 따라 절단한 확대 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 발바닥 근육 강화 운동기(10)는 전방 받침부(100), 후방 받침부(200), 이동부(300), 탄성 지지부(400)를 포함할 수 있다.

본 발명의 발바닥 근육 강화 운동기(10)는 오른쪽 발 또는 왼쪽 발에 착용할 수 있는 샌들형 구조로서 간단히 착용하여 효율적인 운동 및 활용이 가능할 수 있다.

본 발명의 발바닥 근육 강화 운동기(10)의 전방 받침부(100)는 해당 발의 발가락을 아래에 위치하여 미끄럼 접촉 상태로 발가락을 지지하되, 발가락을 굽히는 근육(예: 외재근)이 활성화되지 않게 발가락을 편 상태로 유지시켜주는 역할을 담당할 수 있다. 이를 위해서, 전방 받침부(100)는 발가락의 저부와 단순히 접촉하는 상면을 가질 수 있다. 경우에 따라서, 전방 받침부(100)의 상면에는 발가락의 저부 일부만을 수용할 수 있을 정도로 낮은 깊이의 홈부가 더 형성되어 있을 수 있다.

이런 전방 받침부(100)는 금속 재질 또는 플라스틱 재질 혹은 합성수지 재질로 제작되어 있을 수 있다.

후방 받침부(200)는 전방 받침부(100)와 동일 또는 유사한 재질로 제작 또는 성형되어 있을 수 있다.

후방 받침부(200)는 도 1에 도시된 바와 같이 평판 형상으로 형성되거나, 발 내재근을 활성화시키는 운동 방법이 용이하도록 이루어지도록 인솔(예: 깔창) 형태로 설계될 수 있다. 여기서, 인솔 형상은 후방 받침부(200)의 상면 형상이 인솔과 같이 발바닥의 발뒤꿈치로부터 유연한 입체 곡면을 형성하면서 발바닥 내측 궁(arch) 및 외측 궁의 곡면에 대응하게 입체형으로 형성된 형상을 의미할 수 있다.

후방 받침부(200)와 전방 받침부(100)는 서로 이격 배치되어 있다. 즉 후방 받침부(200)는 인체공학적 설계를 기반으로 발 내재근 운동법에 기초한 구조를 구현할 수 있도록 전방 받침부(100)로부터 이격 배치된 상태로 이동부(300)를 매개로 하여 물리적으로 서로 연결되며, 이때 연결 지점은 제한적인 범위 내에서 이동 자유도를 부여할 수 있도록 제작되어 있다.

또한, 하기에 상세히 설명할 이동부(300) 및 탄성 지지부(400)에 의해서, 발바닥의 내재근을 집중적으로 활성화시킬 수 있도록, 후방 받침부(200)와 전방 받침부(100)는 발의 저부(예: 발가락 저부 또는 발바닥 일부 접촉 부위 또는 발뒤꿈치 저부)를 지지하는 역할을 담당한다.

즉, 후방 받침부(200)와 전방 받침부(100)가 단순히 발바닥 일부를 지탱하고 있는 상태를 유지시킨다. 이때 탄성 지지되어 사용자의 내재근 수축 또는 발의 내측 궁을 상향으로 높게 형성하는 사용자의 발 움직임에 의해서, 이동부(300)가 탄성 부재의 탄성력을 이겨내어 후방 받침부(200) 내의 탄성 지지부(400) 쪽으로 이동되도록 함으로써, 그 결과 사용자는 내재근을 조절하는 발바닥 근육 강화 운동을 원활하게 수행할 수 있다.

이러한 본 실시예의 발바닥 근육 강화 운동기는 발가락의 움직임에 관여하는 외재근의 기능을 최적화 할 수 있고, 발의 구조 변형으로 인한 병증 또는 기능이상을 예방할 수 있고, 발바닥 접촉과 다리 정렬에 영향을 줄 수 있는 발의 내측 궁을 교정 또는 유지시킬 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

후방 받침부(200)는 사용자의 인체 규격 또는 이동부(300)의 규격에 의해 미리 정해진 거리만큼 전방 받침부(100)로부터 이격 배치되어 있다. 여기서, 미리 정해진 전방 받침부(100)와 후방 받침부(200) 사이의 이격 배치 거리는 인체공학적 설계를 기반으로 발 내재근 운동법에 기초한 구조를 구현할 수 있을 정도로 사용자의 연령별로 정해질 수 있다. 또한, 이동부(300)의 양측 단부는 해당 슬롯(101, 201)에 단순히 삽입되어 있으므로, 이동부(300)를 기준으로 전방 받침부(100)와 후방 받침부(200)는 설계 범위 내에서 서로 가까워지거나 또는 서로 멀어질 수 있다. 따라서, 전방 받침부(100)와 후방 받침부(200) 사이의 이격 배치 거리는 특정 수치로 한정되지 않을 수 있다.

이동부(300)는 전방 받침부(100)와 후방 받침부(200)의 사이에 배치되고, 발가락 허리뼈의 헤드부위(H)(도 4a 참조)의 수직 하중을 탄성 지지하는 역할을 담당한다. 여기서 수직 하중은 사용자가 지면을 향하여 누르는 방향 또는 Z축 방향을 따라 작용하는 힘의 방향을 의미할 수 있다.

이동부(300)는 전방 받침부(100)의 내부 공간 또는 후방 받침부(200)의 내부 공간 쪽(예: 발바닥 근육 강화 운동기의 길이 방향 또는 X축 방향)으로 이동 가능하게 제작되어 있다. 또한, 이동부(300)의 재질로 앞서 언급한 재질로 형성될 수 있다. 이러한 이동부(300)는 성형 후 조립 방식에 의해 제작되어 있을 수 있다. 또한, 이동부(300)는 그의 일측 또는 전방 기준 측면에 일체형으로 형성된 전방 연결바(310)와 타측 또는 후방 기준 측면에 일체형으로 형성되고 상기 전방 연결바(310)의 가상의 연장선 상에 축심 방향을 서로 일치시킨 후방 연결바(320)를 포함할 수 있다. 이때, 전방 연결바(310) 및 후방 연결바(320)는 각각 비틀림 응력에 대한 지지력 강화 또는 회전 방지를 위해서 각봉 단면 형상을 가질 수 있다.

또한, 이동부(300)는 전방 받침부(100) 및 후방 받침부(200)의 폭 방향(예: Y축 방향)으로 역시 이동 가능하게 제작되어 있어서, 오른쪽 발 또는 왼쪽 발의 발가락 허리뼈의 헤드부위(H)에 선택적으로 접촉될 수 있다.

여기서, 발가락 허리뼈의 헤드부위(H)는 발가락 부위인 전족부와 및 첫번째 중족골이 연결된 지점 혹은 종자골(sesamoid bone) 부위 및 그 주변 부위를 의미할 수 있다.

탄성 지지부(400)는 이동부(300)로부터 후방 받침부(200)의 내부 공간으로 연장된 후방 연결바(320)를 통해서 상기 발가락 허리뼈의 헤드부위(H)의 수평 하중을 탄성 지지하도록, 상기 후방 받침부(200)의 내부 공간에서 이동 또는 정지 가능하게 배치될 수 있다. 여기서 수평 하중은 사용자가 지면에 평행한 방향, X축 방향을 따라 작용하는 힘의 방향, 탄성 부재의 압축 방향, 탄성 부재의 인장 방향 중 어느 하나의 방향을 따라 작용하는 힘의 방향을 의미할 수 있다.

본 실시예의 발바닥 근육 강화 운동기는 이동부(300)에 대하여 발의 내재근의 작용에 의한 힘이 수직 방향 또는 수평 방향으로 정확하게 가해지거나, 상기 힘에 의해 미리 정한 스트로크 변위 내에서 변화되는 지를 체크 또는 모니터링하고, 이를 신호처리를 통해서 알람(예: 소리 또는 불빛 등)을 통해 사용자에게 인지시키는데 사용됨으로써, 발 내재근 운동시 발 내재근의 근력 강화와 함께 근육을 움직이게 하는 운동 조절 또는 힘 조절이 이루어지 지도록 하여서 정확한 발 내재근 운동법이 효율적으로 구현되도록 돕기 위한 복수개의 센서(130, 330, 430)를 구비할 수 있다. 각 센서(130, 330, 430)는 스트레인 게이지, 로드셀 등과 같은 압력 센서이거나, 변위를 측정하는 센서일 수 있고, 전자회로적 및 물리적 구성으로 적용 가능한 것이라면 특정 센서 소자로 한정되지 않을 수 있다. 이때 각 센서(130, 330, 430)의 전선 등은 이동부(300)의 내부에 형성된 내부 전선 연장 통로 등을 통해서 컨트롤러(500) 쪽으로 접속될 수 있다.

예컨대, 본 실시예의 발바닥 근육 강화 운동기는 전방 받침부(100)에 설치되어서, 발가락의 수직 하중 또는 변위을 측정하는 제 1 센서(130)를 포함할 수 있다. 예컨대, 제 1 센서(130)는 발가락의 힘이 부적합(예: 기준치에 비해 큰 수치) 또는 적합하게(예: 기준치 이하의 수치) 전방 받침부(100)에 인가되는지를 검출하는 역할을 담당할 수 있다. 통상적으로 사용자는 발바닥 또는 발가락 허리뼈의 헤드부위(H) 쪽의 근육에 힘을 줄 경우, 발가락을 접거나 오므리는 움직임을 갖게 되고, 이러한 움직임은 제 1 센서(130)에 의해 감지되어서, 알람이 발생될 수 있다. 따라서, 사용자가 발가락을 접거나 오므리는 움직임이 최대한 배제되도록 신경을 집중하는 노력(예: 제 1 센서(130)에 의한 알람이 발생되지 않게 최대한 발가락을 편안하게 펼치기 위한 노력)을 용이하게 수행 할 수 있다. 즉 상기 발가락의 움직임은 발바닥의 내재근 운동의 효과를 감소시킬 수 있는데, 본 발명은 제 1 센서(130)를 전방 받침부(100)에 제공함으로써, 발 내재근 운동법에 기초한 효과적인 운동이 수행될 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 실시예의 발바닥 근육 강화 운동기는 이동부(300)에 설치되어서, 발가락 허리뼈의 헤드부위(H)의 수직 하중 또는 변위를 측정하는 제 2 센서(330)를 포함할 수 있다. 즉, 제 2 센서(330)는 발가락 허리뼈의 헤드부위(H)의 하향 이동에 따른 힘이 기준 범위 내에 포함되는지 또는 비포함되는지를 검출하여, 발가락 허리뼈의 헤드부위(H)가 적절하게 이동부(300)를 누르고 있는지 아닌지를 검출하는 역할을 담당할 수 있다.

또한, 본 실시예의 발바닥 근육 강화 운동기는 후방 받침부(200)의 내부에서 이동 가능하게 결합된 탄성 지지부(400)에 설치되어서, 이동부(300) 및 발가락 허리뼈의 헤드부위(H)의 이동에 대응한 발가락 허리뼈의 헤드부위(H)의 수평 하중 또는 변위를 측정하는 제 3 센서(430)를 포함할 수 있다. 예컨대, 제 3 센서(430)는 발가락 허리뼈의 헤드부위(H)의 후방 이동에 따른 힘이 해당 기준 범위 내에 포함되는지 또는 비포함되는지를 검출하여, 발가락 허리뼈의 헤드부위(H)가 적절하게 이동부(300)를 누른 상태에서 발뒤꿈치 쪽으로 정확하게 이동하고 있는지를 검출하는 역할을 담당할 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 전방 받침부(100)는 제 1 센서(130)가 설치되고, 발가락을 지지할 수 있는 면적을 갖는 중공형의 케이싱(110)을 포함한다. 케이싱(110)은 상하 또는 좌우 방향으로 조립 가능하게 제작되어 있을 수 있다. 케이싱(110)은 볼트(미 도시) 또는 접착제 등으로 조립된 상태를 견고하게 유지할 수 있다. 제 1 센서(130)는 사출 또는 이중 사출 성형에 의해 전방 받침부(100)의 상면 또는 미리 정한 센서 설치 위치에 일체화될 수 있거나, 별도의 접착 수단에 의해 부착 또는 고정될 수 있다.

전방 받침부(100)는 후방 받침부(200를 향하는 상기 케이싱(110)의 측면에 형성된 장공형의 제 1 슬롯(101)을 포함할 수 있다. 제 1 슬롯(101)은 이동부(300)에게 이동 자유도를 부여하면서 전방 받침부(100)와 이동부(300)를 서로 연결시키는 역할을 담당할 수 있다. 제 1 슬롯(101) 및 제 2 슬롯(201)은 이동부(300) 및 탄성 지지부(400)의 변위를 변경시키는데 사용될 수 있다.

이동부(300)로부터 케이싱(110)을 향하여 연장된 전방 연결바(310)는 전방 받침부(100)의 케이싱(110)의 제 1 슬롯(101)을 관통할 수 있다. 이때, 전방 연결바(310)의 끝단의 제 1 확장단부(311)가 케이싱(110)의 내부에서 이동 가능하게 수용될 수 있다. 이때, 제 1 확장단부(311)는 제 1 슬롯(101)의 구멍 사이즈보다 크게 형성되어 있어서, 일종의 걸림턱 역할을 수행할 수 있다. 따라서, 제 1 확장단부(311)는 제 1 슬롯(101)의 구멍 테두리에 의해 전방 받침부(100)의 케이싱(110)의 외부로 빠지지 않게 결합되어 있을 수 있다.

이동부(300)는 전방 받침부(100)를 기반으로 원활하게 슬라이딩 이동이 가능한 장점이 있다.

이를 위해서, 전방 받침부(100)는 이동부(300)의 전방 연결바(310)의 제 1 확장단부(311)의 저부와 전방 받침부(100)의 케이싱(110)의 내표면 사이에 개재된 제 1 솔리드 베어링(120)을 포함할 수 있다.

제 1 솔리드 베어링(120) 또는 후술되는 제 2 솔리드 베어링(260)은 일종의 슬라이딩 패드 또는 미끄럼부로의 역할을 담당할 수 있다. 이를 위해서, 솔리드 베어링 재질은 동, 구리 합금, 미세 돌기를 포함한 엔지니어링 플라스틱, 금속 또는 비금속, 테프론 중 어느 하나일 수 있다. 또한, 솔리드 베어링 재질은 제 1 슬롯(101) 및 제 2 슬롯(201)의 구멍 표면에도 형성되어 있을 수 있다.

또한, 제 1 솔리드 베어링(120)은 제 1 확장단부(311)의 저면에 고정될 수 있고, 이 경우 제 1 솔리드 베어링(120)의 저면이 케이싱(110)의 내표면인 바닥면에서 미끄럼 이동 가능하게 단순 접촉될 수 있다. 설계 변경에 따라서 제 1 솔리드 베어링(120)은 케이싱(110)의 바닥면에 고정될 수도 있다. 이 경우 제 1 솔리드 베어링(120)의 상면을 기준으로 제 1 확장단부(311)의 저면이 미끄럼 이동될 수 있다. 따라서, 제 1 솔리드 베어링(120)의 고정 또는 설치 위치는 특정 위치로 한정되지 않을 수 있다.

또한, 이동부(300)는 전방 받침부(100) 및 후방 받침부(200)의 저면이 기준면 또는 지면에 밀착되었을 때, 상기 기준면 또는 지면으로부터 이동부(300)의 저면 사이에 미리 정한 규격의 공극(G) 또는 간격을 유지할 수 있다. 따라서, 이동부(300)의 이동은 사용자의 내재근 운동에 따라 원활하게 이동될 수 있다.

아울러, 미 도시되어 있지만, 이동부(300)의 이동을 원활하게 유도할 수 있도록, 볼베어링, 솔리드베어링, 볼캐스터 중 어느 하나와 같은 마찰 저감 부재가 더 설치되어 있을 수도 있다. 이러한 본 실시예는 상기 마찰 저감 부재의 적용을 통해서 이동부(300)가 불필요한 마찰에 의해 움직이지 않게 되는 경우를 최소화시킬 수 있는 장점이 있다.

한편, 이동부(300)는 전방 받침부(100)를 향하는 전방 연결바(310)와 후방 받침부(200)를 향하는 후방 연결바(320)의 사이에 일체형으로 형성된 중공형의 프레임(370)을 포함한다. 프레임(370)도 분해 조립 가능하게 제작되어 있을 수 있다.

이동부(300)의 프레임(370)의 내부에는 탄성 재질의 버튼부(380)이 설치되어 있으며, 버튼부(380)의 상부는 프레임(370)의 위쪽으로 돌출되어 있을 수 있다. 여기서, 버튼부(380)는 합성 고무, 라텍스 또는 실리콘 등으로 제작되어서 금속 또는 플라스틱 재질 등으로 형성되어 있을 수 있다.

또한, 버튼부(380)의 상부 면적은 상대적으로 좁고 하부 면적은 상대적으로 넓게 형성되어 있고, 그 결과 버튼부(380)는 상협하광 구조로서 단차를 가질 수 있다.

즉, 이동부(300)의 버튼부(380)는 프레임(370)의 상부의 수직공(371)에서 이동 또는 정지 가능하게 결합되고, 발가락 허리뼈의 헤드부위(H)에 접촉되도록 상기 수직공(371) 위쪽으로 부분적으로 돌출되어 있다.

이동부(300)는 프레임(370)의 내부에서 수직 방향으로 이동 가능하도록, 상기 버튼부(380)의 저면에 결합된 버튼지지판(340)과, 상기 버튼지지판(340)의 저면에 배치된 단수개 또는 복수개의 수직 탄성부재(350)와, 그 수직 탄성부재(350)를 지지하는 수직 누름판(360)을 포함한다. 여기서, 즉, 제 2 센서(330)는 수직 누름판(360) 및 프레임(370)의 바닥 사이에 배치되어 있다. 또한, 수직 탄성부재(350)는 버튼지지판(340)과 수직 누름판(360)의 사이에 개재되어 있다. 그 결과 버튼부(380)를 통해 전달된 수직 하중(예: 발가락 허리뼈의 헤드부위(H)가 버튼부(380)를 누르는 힘)이 수직 탄성부재(350)의 탄성력보다 적을 경우, 제 2 센서(330)에서 검출되는 수치는 기준 범위에 미달하게 되고, 결과적으로 컨트롤러(500)의 알람부(510)의 수직 운동 부적합 신호가 될 수 있다. 반대로, 상기 수직 하중이 수직 탄성부재(350)의 탄성력보다 클 경우, 제 2 센서(330)에서 검출되는 수치는 기준 범위에 포함될 수 있고, 결과적으로 알람부(510)의 수직 운동 적합 신호가 될 수 있다.

도 1을 참조하면, 앞서 설명한 본 실시예의 발바닥 근육 강화 운동기는 제 1 센서(130), 제 2 센서(330) 및 제 3 센서(430)에 유선 또는 무선으로 접속된 컨트롤러(500)를 더 포함할 수 있다.

컨트롤러(500)는 미 도시되어 있지만, 전원부, 제어부, 운동 알고리즘을 기록 저장한 저장부, 버튼, 스위치, 시계, 타이머, LED, 스피커, 알람부(510), 디스플레이 장치(520)를 포함할 수 있다. 또한, 컨트롤러(500)의 제어부는 온도 센서(미 도시) 또는 가변 저항을 이용하여 자극 발생기(250)의 작동을 제어하거나, 온도 또는 강도를 조절할 수 있도록 구성되어 있을 수 있다.

컨트롤러(500)는 스마트폰 기술을 적용하여 하드웨어적으로 스마트폰과 소프트웨어적으로 어플 또는 앱을 이용한 형태로 변경 제작될 수 있거나, 전용 제어 장치로 제작될 수 있으며, 특정 기구적 장치로 한정되지 않을 수 있다. 즉, 컨트롤러(500)는 본 실시예에서 설명한 기능을 스마트폰용 앱 또는 어플로 구현하여 해당 스마트폰(미 도시)에 설치할 경우, 그 앱 또는 어플을 갖는 스마트폰 자체일 수 있다. 이 경우, 후방 받침부(200)의 내부에는 스마트폰과 연동될 수 있는 통신 모듈(예: 블루투스), 센서(130, 330, 430)와 접속된 제어기 및 별도 전원 장치(미 도시)가 더 설치되어 있을 수 있다.

예컨대, 컨트롤러(500)는 유선 또는 무선으로 접속된 별도 장치 이거나, 후방 받침부(200) 또는 전방 받침부(100)에 일체형으로 설치된 장치일 수도 있다.

여기서, 컨트롤러(500)의 알람부(510)는 제 1 센서(130), 제 2 센서(330) 및 제 3 센서(430)별로 기 설정된 값 이상의 하중 측정값 또는 검출 수치에 대응하여, 센서별로 구별될 수 있는 소리(예: 딸깍 소리, 클릭 소리, 운동 불량 혹은 수직 또는 수평 운동별 적합 또는 부적합 신호 각각에 대응한 음향) 또는 불빛을 발생시키는 역할을 담당할 수 있다.

또한, 컨트롤러(500)의 입력부(530)는 상기 센서별 하중 측정값 또는 검출 수치, 혹은 운동 시간, 운동 회수 등의 설정 또는 변경을 수행하는 역할을 담당하며, 스위치, 버튼 등의 구성으로 구현될 수도 있다.

또한, 컨트롤러(500)의 디스플레이 장치(520)는 제어부(미 도시)를 통해 상기 검출 수치 또는 하중 측정값의 크기, 입력 유무를 모니터링하거나, 운동 시간, 운동 횟수, 성공율을 표시하는 역할을 담당할 수 있다. 여기서, 성공율은 기 설정한 기준 운동 회수 대비 실제 운동 적합 신호 개수의 백분율을 의미할 수 있다.

후방 받침부(200)는 탄성 지지부(300)를 수용하기 위한 중공형의 하우징(210)을 갖는다. 후방 받침부(200)가 앞서 언급한 인솔 형상을 갖기 위해서, 하우징(210)의 전체 형상 또는 국부(예: 상부)의 형상이 인솔 형상으로 형성될 수 있거나, 하우징(210)을 평판 구조물 형상으로 형성한 후, 하우징(210)의 상면에 인솔 형상을 갖는 입체형상의 패드(미 도시)가 더 구비될 수 있다.

후방 받침부(200)는 이동부(300)를 향하는 하우징(210)의 측면에 형성된 장공형의 제 2 슬롯(201)을 갖는다. 여기서, 이동부(300)로부터 하우징(210)을 향하여 연장된 후방 연결바(320)는 상기 제 2 슬롯(201)을 관통하여 탄성 지지부(400)의 내부까지 연장되어 있을 수 있다.

또한, 후방 받침부(200)는 사용자의 발뒤꿈치의 밀림을 방지하도록 상기 하우징(210)의 상면에 형성되거나 또는 상면 테두리에 돌출되게 형성된 뒤꿈치 지지벽(220)을 포함한다.

또한, 후방 받침부(200)는 뒤꿈치 지지벽(220)에 형성된 한 쌍의 체결 가능한 스트랩(230)을 포함한다. 스트랩(230)은 벨크로 파스너, 똑딱이 버튼, 버클 중 어느 하나를 갖는 끈부재 또는 체결 벨트 일 수 있다. 이러한 스트랩(230)은 사용자의 발목을 감싸듯이 서로 체결함으로써, 사용자가 운동을 수행할 때 발바닥 전체가 후방 받침부(200)의 뒤쪽 방향으로 이탈되는 것을 방지하거나, 지지하는 역할을 담당할 수 있다.

이렇게 후방 받침부(200)의 하우징(210) 위의 사용자 발에 대하여, 뒤꿈치 지지벽(220) 및 스트랩(230)이 발 고정 상태를 유지시킬 수 있음에 따라서, 정확한 발 내재근 운동이 가능한 장점이 있다.

한편, 후방 받침부(200)의 내부에는 탄성 지지부(400)의 이동을 제한하도록 하우징(210)의 내부에 형성된 정지벽(240)을 포함한다.

정지벽(240)의 일측 단부는 후방 받침부(200)의 하우징(210)의 일측 내측면에 일체형으로 형성되고, 정지벽(240)의 타측 단부는 하우징(210)의 일측 내측면에 일체형으로 형성되어 있다. 이때, 정지벽(240)의 연장 방향은 제 2 슬롯(201)의 연장 방향과 평행을 유지하고 있다.

탄성 지지부(400)는 정지벽(240)과 제 2 슬롯(201)의 사이 공간에서만 이동 가능할 수 있다. 즉, 제 2 슬롯(201)은 탄성 지지부(400)의 이탈을 방지하는 정지턱 또는 걸림턱 역할을 수행할 수 있다. 또한, 정지벽(240)은 탄성 지지부(400)를 지탱하는 역할을 담당할 수 있다.

또한, 후방 받침부(200)는 하우징(210)의 상부에 설치된 자극 발생기(250)를 포함할 수 있다.

여기서, 자극 발생기(250)는 히터, 냉열 또는 온열을 발생시킬 수 있는 열전소자, 진동발생모터, 초음파치료기 중 어느 하나일 수 있다. 자극 발생기(250)는 컨트롤러(500)에 의해 제어될 수 있도록 구성되어 있을 수 있다.

예컨대, 히터는 설계 변경을 통해서 하우징(210)의 측부 또는 바닥, 혹은 전방 받침부(100) 또는 이동부(300)에도 설치 가능하므로 특정 위치로 한정되지 않을 수 있다. 히터는 사용자의 발을 따뜻하게 하여 내재근을 편안하게 이완시키거나 온열 자극을 발생시킴으로써 운동 효율을 극대화할 수 있다. 열전소자는 냉열 자극을 발생시킴으로써 필요에 따라 발 내재근을 수축시킬 수 있다. 진동발생모터는 진동 자극을, 그리고 초음파치료기는 초음파 자극을 통해서 발 내재근 강화 운동에 필요한 강도 범위 내에서 적절히 자극을 발생시킬 수 있다.

탄성 지지부(400)는 후방 받침부(200)의 하우징(210) 내부의 정지벽(240)에 지지되는 중공형의 몸체(410)를 포함한다. 몸체(410)는 일종의 피스톤 또는 댐퍼의 움직임과 유사하게 이동부(300)의 이동 또는 왕복운동을 가이드할 수 있도록, 실린더 프레임과 같은 역할을 담당할 수 있다.

또한, 탄성 지지부(400)의 몸체(410) 및 후방 받침부(200)의 정지벽(240)은 이동부(300)의 수평 하중을 탄성 지지하는 기반이 될 수 있다.

이러한 탄성 지지부(400)의 몸체(410)는 이동부(300)의 후방 연결바(320)의 끝단에 형성된 제 2 확장단부(321)를 이동 가능하게 수용하는 역할과, 수평 탄성부재(440)를 수용하는 역할을 담당할 수 있다.

또한, 탄성 지지부(400)는 후방 받침부(200)의 제 2 슬롯(201)을 향하는 상기 몸체(410)의 측면에 형성된 수평공(411)을 포함한다. 수평공(411)은 후방 연결바(320)를 통과시킬 수 있지만 제 2 확장단부(321)를 통과시킬 수 없는 구멍 면적을 가지고 있으므로, 이동부(300)의 움직임을 일부 제한하거나, 이동부(300)와 탄성 지지부(400)간 분리를 제한하는 구속 수단일 수 있다. 탄성 지지부(400)도 복수개의 부품으로 분해 조립 가능하게 제작되어 있을 수 있다.

또한, 탄성 지지부(400)는 몸체(410)의 내부에서 수평 방향으로 이동 가능하도록, 이동부(300)의 제 2 확장단부(321)의 측면에 결합된 탄성부재 안착부(420)를 포함한다.

또한, 탄성 지지부(400)는 몸체(410)의 내부를 기준으로 이동부(300)를 탄성 지지할 수 있도록 상기 탄성부재 안착부(420)에 배치된 수평 탄성부재(440)와, 상기 탄성부재 안착부(420)가 위치한 곳의 반대쪽 위치를 기준으로, 상기 수평 탄성부재(440)를 지지하는 수평 누름판(450)을 포함한다.

이때, 이동부(300)의 후방 연장바(420)의 제 2 확장단부(321)는 탄성 지지부(400)의 몸체(410)의 내부에서 이동 가능하게 수용되고, 이때 수평공(411)의 구멍 테두리가 걸림턱 또는 정지턱 역할을 수행할 수 있다. 이러한 수평공(411)의 구멍 테두리에 의해서, 제 2 확장단부(321)는 몸체(410)의 외부로 빠지지 않게 결합될 수 있다.

또한, 이동부(300)의 움직임에 의한 수평 하중을 검출할 수 있도록, 제 3 센서(430)는 수평 누름판(40) 및 몸체(410)의 측면 사이에 배치될 수 있다.

또한, 후방 받침부(200)는 제 2 솔리드 베어링(260)을 포함할 수 있다. 제 2 솔리드 베어링(260)은 탄성 지지부(400)의 저부, 즉 탄성 지지부(400)의 몸체(410)의 저부와 후방 받침부(200)의 하우징(210)의 내표면 사이에 개재되어서, 이동부(300)의 원활한 슬라이딩 이동을 도울 수 있다.

이동부(300)가 사용자의 발 내재근 강화 운동에 의해 이동됨에 따라 수평 하중이 탄성 지지부(400)에 전달될 수 있다.

즉, 상기 수평 하중(예: 발가락 허리뼈의 헤드부위(H)가 버튼부(380)를 누른 상태에서 이동부(300)를 후진시키는 힘)이 수평 탄성부재(440)의 탄성력보다 적을 경우, 제 3 센서(430)에서 검출되는 수치는 기준 범위에 미달하게 되고, 결과적으로 컨트롤러(500)의 알람부(510)의 수평 운동 부적합 신호가 될 수 있다. 반대로, 상기 수평 하중이 수평 탄성부재(440)의 탄성력보다 클 경우, 제 3 센서(430)에서 검출되는 수치는 기준 범위에 포함될 수 있고, 결과적으로 알람부(510)의 수평 운동 적합 신호가 될 수 있다.

이하에서는 본 실시예에 따른 발바닥 근육 강화 운동기의 운동 방법에 대하여 설명하고자 한다.

도 4a 내지 도 4c는 도 1에 도시된 발바닥 근육 강화 운동기에 의한 발바닥 근육 강화 운동에 따른 작동 상태를 보인 측면도이다.

도 1 내지 도 3, 및 도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 사용자의 오른쪽 발을 기준으로 설명이 이루어질 수 있다.

사용자는 자신의 오른쪽 발을 도 1 또는 도 4a와 같은 샌들형 구조의 발바닥 근육 강화 운동기(10) 위에 올려 넣고, 오른쪽 발의 뒤꿈치 부위가 뒤꿈치 지지벽(220)에 밀착되게 한 후, 스트랩(230)으로 발목을 감싸듯이 체결하여 고정시킨다.

이런 경우, 오른쪽 발은 안정적인 세 포인트 접촉을 가질 수 있다.

즉, 오른쪽 발의 세 포인트 접촉은, 첫째로 발뒤꿈치와 후방 받침부(200)간접촉과, 둘째로 발가락 허리뼈의 헤드부위(H)와 이동부(300)의 버튼부(380)간 접촉, 및 셋째로 엄지발가락 쪽의 전족부와 전방 받침부(100)간 접촉을 의미할 수 있다. 이는 발이 안정적으로 지면에 밀착되기 위해 필수적으로 접촉되는 부분과 같다.

특히, 발의 경우, 새끼발가락으로부터 발뒤꿈치로 이어지는 외측 발바닥부분이 대부분 지면과 밀착되고, 특히, 발의 엎침되는 움직임은 제한적이지만 뒤침 되는 움직임 범위는 상대적으로 크고 쉽게 이루어지기 때문에, 일반적인 발은 발목 염좌(예: 삠)가 잘 일어나는 구조일 수 있다.

또한, 발바닥 궁은 내측이 높아서 바닥에서 들리기 쉬운 구조이므로, 그 결과, 엄지발가락 쪽의 전족부가 잘 떨어지기 때문에 발 내재근 훈련 시 엄지발가락 쪽의 전족부와 연결된 발가락 허리뼈의 헤드부위(H)가 반드시 지면이나 기준면 혹은 이동부(300)의 버튼부(380)에 밀착될 필요가 있다.

도 4b를 참조하면, 사용자는 발 내재근 강화를 위하여 엄지발가락 쪽의 전족부를 전방 받침부(100) 위에서 평편하게 유지한 상태에서 버튼부(380)만을 하향으로 누르는 힘을 이동부(300)에 가한다.

만일, 평상시처럼 사용자가 전족부를 통해 힘이 전방 받침부(100)에 과도하게 인가될 경우, 전방 받침부(100)의 제 1 센서로 인하여, 결국 운동 부적합 알람이 발생될 수 있다. 따라서, 사용자는 최대한 전족부 쪽에 힘을 빼서 운동 부적합 알람이 발생되지 않게 하면서, 버튼부(380)만을 누르려고 노력함으로써, 수직 운동을 시행할 필요가 있다.

또한, 이동부(300)의 내부에는 수직 탄성부재가 구비되어 있으므로, 사용자는 수직 탄성부재의 탄성력을 이기기 위해 내재근을 사용하고, 이 과정에서 내재근이 강화될 수 있다.

또한, 이동부(300)의 제 2 센서도 적절한 압력이나 변위를 측정하고, 결국사용자에게 알람으로 통지가 이루어지게 함으로써, 알람부에서 수직 운동 적합 신호에 대응한 알람이 울릴 때까지 집중해서 발가락 허리뼈의 헤드부위(H)로 버튼부(280)를 가압하면 된다.

도 4c를 참조하면, 사용자는 발 내재근으로 버튼부(280)를 가압한 상태에서 발가락 허리뼈의 헤드부위(H)를 발뒤꿈치 쪽으로 이동시키게 된다. 특히, 뒤꿈치 지지벽(220)에 의해서 발뒤꿈치의 이동은 제한되기 때문에, 발가락 허리뼈의 헤드부위(H)를 발뒤꿈치 쪽으로 잡아당기는 내재근의 사용이 자연스럽게 활성화될 수 있다.

또한, 이동부(300)의 이동을 탄성 지지하는 탄성 지지부(400)의 내부에는 수평 탄성부재가 구비되어 있다. 따라서, 사용자는 수평 탄성부재의 탄성력을 이겨 내기 위해 발 내재근을 더욱 사용하게 된다.

또한, 탄성 지지부(400)의 제 3 센서도 이동부(300)에 대한 적절한 압력이나 변위를 측정하고, 결국 사용자에게 알람으로 통지가 이루어지게 한다. 따라서, 사용자는 알람부에서 수평 운동 적합 신호에 대응한 알람이 울릴 때까지 집중해서 발가락 허리뼈의 헤드부위(H)로 이동부(300)를 정확하게 이동시키는 운동을 반복적으로 수행할 수 있다.

이런 반복적 운동을 통해서, 발 내재근이 강화될 수 있으며, 발바닥 궁의 지면 기준 높이를 상대적으로 높일 수 있고, 발의 세 포인트 접촉 상태를 안정화시킬 수 있게 된다. 또한, 발 내재근 강화 및 형태가 정상적으로 복원되어서, 발바닥 근막 염과 아킬레스건 염 및 발목 염좌, 엄지발가락의 기능적 움직임 제한, 전십자인대 손상, 허리 통증 등과 같이 근골격계 질환이 미연에 방지될 수 있게 된다.

반면, 종래 기술은 발바닥 전체 또는 아킬레스건 등을 스트레칭하거나 지압하는 정도의 기술이므로 발 내재근 근육 강화 효율이 상대적으로 떨어지지만, 본 실시예는 전족부인 발가락의 근육 사용을 최소화하면서 발가락 허리뼈 쪽의 내재근을 활성화 및 강화시킴으로써, 근골겨계 질환 예방 효율을 극대화시킬 수 있는 장점이 있다.

도 5는 도 2에 도시된 발바닥 근육 강화 운동기에서 왼쪽 발 또는 오른쪽 발에 대응한 이동부의 변위를 설명하기 위한 평면 기준 단면도이다.

도 5를 참조하면, 이동부(300) 및 탄성 지지부(400)는 앞서 설명한 각각 장공형의 제 1 슬롯(101)과 제 2 슬롯(201)을 따라서 발바닥 근육 강화 운동기의 폭 방향(예: Y축 방향)으로 이동될 수 있다.

즉, 도 5는 왼쪽 발의 내재근 운동을 위해서 도 1 또는 도 2의 이동부(300) 및 탄성 지지부(400)를 사용자의 손가락으로 이동시켜서, 왼쪽 발의 형상 또는 왼쪽 발의 발가락 허리뼈의 헤드부위에 대응하게 이동부(300)를 일치 시킬 수 있다.

이렇게, 사용자는 1개의 발바닥 근육 강화 운동기(10)만으로도 도 2와 같이오른쪽 발의 내재근 강화 운동 이후, 이동부(300) 및 탄성 지지부(400)를 도 5와 같이 이동시킨 후 왼쪽 발의 내재근도 강화시키는 운동을 수행할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 응용예들에 따른 추가 구성에 대하여 설명하고자 한다.

도 6은 본 발명의 응용예에 따른 발바닥 근육 강화 운동기의 평면 기준 단면도이고, 도 7은 본 발명의 다른 응용예에 따른 발바닥 근육 강화 운동기의 평면 기준 단면도이다.

또한 하기에서는 앞서 설명한 내용이 본 발명의 응용예와 동일하거나 매우 유사할 경우, 그 내용에 대해서는 중복 설명을 피하고, 명확한 이해를 돕기 위해 추가 구성에 대해서 중점적으로 설명이 이루어질 수 있다.

도 6 또는 도 7은 모터 구동력을 이용하여 이동부(300)에 움직임을 제공하거나 가감시킴으로써, 사용자가 자연스럽게 발 내재근 운동을 수행할 수 있도록 돕거나 가이드할 수 있는 효과가 있다.

즉, 사용자의 근육 사용량이 탄성 지지부(400)의 수평 탄성부재의 탄성력을 이기기에 다소 부족한 경우, 하기에 설명할 모터(610) 및 동력 전달 수단(예: 기어)를 사용함으로써, 모터(610) 구동력을 이동부(300) 또는 탄성 지지부(400)의 왕복 이송력으로 변환하면서 수평 탄성부재(400)를 압축 또는 인장시킴으로써, 근육 강화 운동을 처음 사용하거나 힘이 상대적으로 약한 사용자가 자연스럽게 적응할 수 있도록 할 수 있다. 즉, 사용자가 내재근 힘이 약하여 수평 탄성부재(440)의 탄성력을 이겨낼 수 없는 경우, 이동부(300)가 전혀 움직이지 않을 수 있고, 이때 모터(610)의 구동력이 이동부(300)의 이동(도 6참조), 또는 이동부(300) 및 탄성 지지부(400) 전체의 이동(도 7 참조)을 보조하는데 사용될 수 있다.

즉, 응용예에 따른 발바닥 근육 강화 운동기(10a, 10b)의 탄성 지지부(400)는 그의 몸체(410)의 내부에 위치한 이동부(300)의 후방 연장바(320)의 제 2 확장단부(321)에 설치되거나(도 6 참조), 또는 상기 몸체(410)의 외표면에 설치된(도 7 참조) 랙기어(600)를 포함할 수 있다.

또한, 탄성 지지부(400)는 랙기어(600)에 치합된 피니언기어(620)와, 상기 피니언기어(620)를 회전시키기 위한 모터(610)를 포함할 수 있다. 모터(610)는 도 6의 경우 탄성 지지부(400)의 몸체(410)를 설치 기반으로 사용할 수 있고, 도 7의 경우 후방 받침부(200)의 표면을 설치 기반으로 사용할 수 있다. 모터(610)는 감속 모터로서 앞서 언급한 컨트롤러(500)에 전기적으로 접속되어 제어될 수 있다.

또한, 탄성 지지부(400)는 랙기어(600)의 이동을 선택적으로 제한 또는 해제하는 브레이크 장치(700)를 더 포함할 수 있다. 브레이크 장치(700)는 전자석 방식으로서 앞서 언급한 컨트롤러(500)에 전기적으로 접속되어 제어되고, 브레이크 장치(700)의 암이 끝단에 형성된 기어치 형상의 정지부가 랙기어(600)에 형합 또는 분리되는 작동을 수행할 수 있도록 제작되어 있을 수 있다.

또한, 도 7의 경우, 탄성 지지부(400) 전체가 직선 왕복 이동될 수 있도록, 랙기어(600)와 평행하는 방향으로 LM(Linear Module) 가이드(800)가 후방 받침부(200)의 내부 표면과 이동부(400)의 몸체(410)의 사이에 더 설치되어 있을 수 있다.

도 8은 본 발명의 또 다른 응용예에 따른 발바닥 근육 강화 운동기의 사시도이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 또 다른 응용예에 따른 발바닥 근육 강화 운동기(10c)는 왼쪽 발 전용 운동기(L) 및 오른쪽 발 전용 운동기(R)를 한 쌍으로 하여서, 세트(set)화 되어 있을 수 있다. 이때, 각각의 이동부(300)는 왼쪽 발 및 오른쪽 발 각각의 발가락 허리뼈의 헤드부위에 일치 또는 각각 대응되도록 전방 받침부(100)과 후방 받침부(200)의 사이에 배치되어 있을 수 있다.

이런 경우, 앞서 설명한 제 1 슬롯(101) 및 제 2 슬롯(201)는 장공으로 형성될 필요 없이 단순히 이동부(300)의 전방 연장바(310) 또는 후방 연장바(320)를 슬라이딩 이동시킬 수 있을 정도로 형성될 수 있고, 왼쪽 발 또는 오른쪽 발 각각의 엄지 발가락에 대응하는 위치에 형성되어 있을 수 있다.

이처럼 본 발명의 발바닥 근육 강화 운동기는 발 내재근 활성 운동을 용이하게 수행할 수 있고, 발의 내측 궁(arch)을 용이하게 형성시킬 수있고, 발 내부 구조의 안정성을 증가시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 발바닥 근육 강화 운동기는 발 내재근 강화를 통해서 종자골(sesamoid bone) 변형, 무지외반증(hallux valgus: 엄지발가락 라인의 외측 변형), 발바닥 근막 염과 아킬레스건 염, 전십자인대 손상, 허리 통증 및 발목 염좌 등을 효율적으로 예방할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 본질적 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명에 표현된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하고, 그와 동등하거나, 균등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 전방 받침부 200 : 후방 받침부
300 : 이동부 400 : 탄성 지지부
500 : 컨트롤러 600 : 랙기어
700 : 브레이크 장치 800 : LM 가이드

Claims

발가락의 저부와 접촉하는 전방 받침부;
상기 전방 받침부로부터 이격 배치된 후방 받침부;
상기 전방 받침부와 상기 후방 받침부의 사이에 배치되고, 발가락 허리뼈의 헤드부위의 수직 하중을 탄성 지지하는 이동부; 및
상기 이동부로부터 상기 후방 받침부의 내부 공간으로 연장된 후방 연결바를 통해서 상기 발가락 허리뼈의 헤드부위의 수평 하중을 탄성 지지하도록, 상기 후방 받침부의 내부 공간에서 이동 또는 정지 가능하게 배치된 탄성 지지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발바닥 근육 강화 운동기.
제 1 항에 있어서,
상기 발바닥 근육 강화 운동기는,
상기 전방 받침부에 설치되어서, 발가락의 수직 하중을 측정하는 제 1 센서;
상기 이동부에 설치되어서, 상기 발가락 허리뼈의 헤드부위의 수직 하중을 측정하는 제 2 센서; 및
상기 후방 받침부의 내부에서 이동 가능하게 결합된 상기 탄성 지지부에 설치되어서, 상기 발가락 허리뼈의 헤드부위의 수평 하중을 측정하는 제 3 센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발바닥 근육 강화 운동기.
제 2 항에 있어서,
상기 전방 받침부는,
상기 제 1 센서가 설치되고, 발가락을 지지할 수 있는 면적을 갖는 중공형의 케이싱과,
상기 후방 받침부를 향하는 상기 케이싱의 측면에 형성된 장공형의 제 1 슬롯을 포함하고,
상기 이동부로부터 상기 케이싱을 향하여 연장된 전방 연결바가 상기 제 1 슬롯을 관통하고, 상기 전방 연결바의 끝단에 연결되는 제 1 확장단부가 상기 케이싱의 내부에서 이동 가능하게 수용되어서, 상기 제 1 확장단부가 상기 제 1 슬롯의 구멍 테두리에 의해 상기 케이싱의 외부로 빠지지 않게 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 발바닥 근육 강화 운동기.
제 3 항에 있어서,
상기 전방 받침부는,
상기 제 1 확장단부의 저부와 상기 케이싱의 내표면 사이에 개재된 제 1 솔리드 베어링을 포함하는 것을 특징으로 하는 발바닥 근육 강화 운동기.
제 3 항에 있어서,
상기 이동부는,
상기 전방 받침부를 향하는 상기 전방 연결바와 상기 후방 받침부를 향하는 후방 연결바의 사이에 일체형으로 형성된 중공형의 프레임과,
상기 프레임의 상부의 수직공에서 이동 또는 정지 가능하게 결합되고, 상기 발가락 허리뼈의 헤드부위에 접촉되도록 상기 수직공 위쪽으로 돌출된 버튼부와,
상기 프레임의 내부에서 수직 방향으로 이동 가능하도록, 상기 버튼부의 저면에 결합된 버튼지지판과,
상기 버튼지지판의 저면에 배치된 수직 탄성부재, 및
상기 수직 탄성부재를 지지하는 수직 누름판을 포함하고,
상기 제 2 센서가 상기 수직 누름판 및 상기 프레임의 바닥 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 발바닥 근육 강화 운동기.
제 2 항에 있어서,
상기 후방 받침부는,
상기 탄성 지지부를 수용하기 위한 중공형의 하우징과,
상기 이동부를 향하는 상기 하우징의 측면에 형성된 장공형의 제 2 슬롯과,
발뒤꿈치의 밀림을 방지하도록 상기 하우징의 상면에 형성된 뒤꿈치 지지벽과,
상기 뒤꿈치 지지벽에 형성된 스트랩, 및
상기 탄성 지지부의 이동을 제한하도록 상기 하우징의 내부에 형성된 정지벽을 포함하고,
상기 이동부로부터 상기 하우징을 향하여 연장된 후방 연결바는 상기 제 2 슬롯을 관통하여 상기 탄성 지지부의 내부까지 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 발바닥 근육 강화 운동기.
제 6 항에 있어서,
상기 후방 받침부는,
상기 후방 받침부의 상기 하우징의 상부에 설치된 자극 발생기를 포함하는 것을 특징으로 하는 발바닥 근육 강화 운동기.
제 6 항에 있어서,
상기 탄성 지지부는,
상기 후방 연결바의 끝단에 형성된 제 2 확장단부를 이동 가능하게 수용하는 중공형의 몸체와,
상기 제 2 슬롯을 향하는 상기 몸체의 측면에 형성된 수평공과,
상기 몸체의 내부에서 수평 방향으로 이동 가능하도록, 상기 제 2 확장단부의 측면에 결합된 탄성부재 안착부와,
상기 탄성부재 안착부에 배치된 수평 탄성부재, 및
상기 수평 탄성부재를 지지하는 수평 누름판을 포함하고,
상기 제 2 확장단부가 상기 몸체의 내부에서 이동 가능하게 수용되어서 상기 수평공의 구멍 테두리에 의해 상기 몸체의 외부로 빠지지 않게 결합되어 있고,
상기 제 3 센서가 상기 수평 누름판 및 상기 몸체의 측면 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 발바닥 근육 강화 운동기.
제 8 항에 있어서,
상기 후방 받침부는,
상기 탄성 지지부의 저부와 상기 후방 받침부의 하우징의 내표면 사이에 개재된 제 2 솔리드 베어링을 포함하는 것을 특징으로 하는 발바닥 근육 강화 운동기.
제 8 항에 있어서,
상기 탄성 지지부는,
상기 몸체의 내부의 제 2 확장단부에 설치되거나, 또는 상기 몸체의 외표면에 설치된 랙기어와,
상기 랙기어에 치합된 피니언기어와,
상기 피니언기어를 회전시키기 위한 모터와,
상기 랙기어의 이동을 선택적으로 제한 또는 해제하는 브레이크 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발바닥 근육 강화 운동기.
제 2 항에 있어서,
상기 발바닥 근육 강화 운동기는,
상기 제 1 센서, 상기 제 2 센서 및 상기 제 3 센서에 유선 또는 무선으로 접속된 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발바닥 근육 강화 운동기.
제 11 항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
상기 제 1 센서, 상기 제 2 센서 및 상기 제 3 센서별로 기 설정된 값 이상의 하중 측정값에 대응하여, 센서별로 구별될 수 있는 소리 또는 불빛을 발생시키는 알람부와,
상기 센서별 하중 측정값의 설정 또는 변경을 위한 입력부, 및
상기 하중 측정값의 크기, 입력 유무를 모니터링하거나, 운동 시간, 운동 횟수, 성공율을 표시하는 디스플레이 장치부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발바닥 근육 강화 운동기.