KR102194331B1 - 완력기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 완력기에 관한 것으로서, 헤드부와, 상기 헤드부에 각각의 상단부가 회전축에 의해 결합되어 서로에 대해 접근 및 이격 운동이 가능한 한 쌍의 작동암을 포함하며, 상기 각 작동암의 상단부의 외주면에는 기어 이로 이루어진 치형부가 구비되고, 상기 한 쌍의 작동암은 상기 치형부들이 서로 맞물려 회전하면서 접근 및 이격 운동이 이루어지며, 상기 한 쌍의 작동암 사이에 서로 엇갈리게 배치되고, 상기 한 쌍의 작동암이 서로 접근할 때 길이가 수축하는 압축 변형에 의해 상기 작동암들이 서로 이격되는 방향으로 탄성력을 제공하도록 구성된 한 쌍의 가스 스프링; 및 상기 작동암 각각에 형성되고 상기 가스 스프링의 일측 단부의 위치를 조절가능하게 하여 상기 가스 스프링에 의한 탄성력의 세기를 조절하는 탄성력조절부를 포함하는 완력기를 제공한다.

Description

완력기{CHEST EXPANDER}

본 발명은 완력기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 힘 조절이 가능한 완력기에 관한 것이다.

일반적으로, 완력기는 팔, 어깨 등의 근력을 단련하기 위해 사용하는 운동기구로서, 스프링이 설치된 헤드와, 스프링과 작동적으로 연결된 한 쌍의 작동암을 포함한다.

완력기는 사용자가 양손으로 좌우의 작동암을 각각 잡은 다음 양측 작동암이 서로 접근하도록 힘을 가하여 팔, 어깨 등에 근력이 부여되도록 하고, 힘을 풀어 작동암을 원래의 이격 위치로 복귀시키면서 팔, 어깨 등의 근력이 이완되도록 하는 동작을 반복하면서 운동이 이루어진다.

그런데 종래의 완력기는 사용자가 자신의 근력에 맞게 강도를 조절할 수 없으며, 강도에 따라 별개의 완력기를 사용해야 하는 단점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 제1576738호(2015.12.04)

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 완력 운동 시, 사용자의 근력에 맞게 강도를 조절할 수 있는 완력기를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 헤드부와, 상기 헤드부에 각각의 상단부가 회전축에 의해 결합되어 서로에 대해 접근 및 이격 운동이 가능한 한 쌍의 작동암을 포함하는 완력기로서, 상기 각 작동암의 상단부의 외주면에는 기어 이로 이루어진 치형부가 구비되고, 상기 한 쌍의 작동암은 상기 치형부들이 서로 맞물려 회전하면서 접근 및 이격 운동이 이루어지며, 상기 한 쌍의 작동암 사이에 서로 엇갈리게 배치되고, 상기 한 쌍의 작동암이 서로 접근할 때 길이가 수축하는 압축 변형에 의해 상기 작동암들이 서로 이격되는 방향으로 탄성력을 제공하도록 구성된 한 쌍의 가스 스프링; 및 상기 작동암 각각에 형성되고 상기 가스 스프링의 일측 단부의 위치를 조절가능하게 하여 상기 가스 스프링에 의한 탄성력의 세기를 조절하는 탄성력조절부를 포함하는 완력기를 제공한다.

상기 한 쌍의 작동암의 상단부에 형성된 치형부는 부분적으로 서로 맞물려 상기 작동암이 항상 정위치에서 유기적으로 회전하도록 한다.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 탄성력 조절공의 상기 복수의 고정공은, 상기 가스 스프링의 타측 단부를 중심으로 하는 상기 가스 스프링의 상기 일측 단부의 회전 경로를 따라 형성된다.

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본 발명의 실시예에 의하면, 상기 각 작동암의 상기 상단부에는 상기 치형부의 하측으로 서로 접촉가능한 위치에 회전제한면이 형성되고, 상기 회전제한면들은 상기 한 쌍의 작동암이 서로에 대해 접근할 때 서로 접촉하여 상기 한 쌍의 작동암이 서로 접근하는 방향으로의 회전을 제한하게 구성된다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 각 작동암의 상기 상단부에는 상기 치형부의 상측으로 서로 마주보도록 형성된 대면부가 구비되고, 상기 헤드부에는 스톱퍼가 삽입되어 지지되는 스톱퍼 삽입공이 형성되되, 상기 스톱퍼는 손잡이와 상기 대면부 사이에 삽입되어 지지되는 지지편를 구비하고, 상기 스톱퍼 삽입공은 상기 헤드부에 상하방향으로 복수개가 형성되어, 상기 스톱퍼가 삽입되는 상기 스톱퍼 삽입공의 위치에 따라 상기 지지편이 상기 대면부과 접촉하는 위치가 변경되면서 상기 대면부 사이의 틈이 조절됨으로써 상기 한 쌍의 작동암이 서로 이격되는 간격이 조절되도록 구성된다. 기 스톱퍼에 의해 각각의 상기 작동암의 이격되는 회동 거리를 제한한다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 헤드부에 상기 작동암의 상기 상단부의 상측으로 힌지축에 의해 회전가능하게 설치되며, 상측에 회전노브가 형성되고 하측에 걸림고리가 형성된 스톱퍼를 포함하고, 상기 작동암들의 상단부들 중 일측 상단부에는 걸림면이 형성되고 타측 상단부에는 걸림턱이 형성되며, 상기 한 쌍의 작동암들이 서로 이격될 때, 상기 걸림면과 상기 걸림턱 사이에 상기 스톱퍼의 상기 걸림고리가 고정되는 것에 의해 상기 한 쌍의 작동암들이 서로 이격되는 회동거리가 제한되도록 구성된다.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 탄성력 조절공은, 상기 각 작동암의 길이방향으로 따라 연장되고 상기 가스 스프링의 일측 단부가 이동가능하게 형성된 슬라이드공을 포함하고, 상기 복수의 고정공은 상기 슬라이드공에 서로 간격을 두고 교차하게 형성된다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 슬라이드공은, 상기 가스 스프링의 타측 단부를 회전 중심으로 하는 상기 일측 단부의 회전 경로를 따라 형성된다.

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본 발명의 실시예에 의하면, 상기 헤드부는 전면판과 후면판 및 상기 전면판과 상기 후면판 사이에 설치되어 상기 전면판 및 상기 후면판 사이에서 상기 작동암의 상측이 간섭없이 회동 가능하도록 작동암 회동 공간을 확보하는 개재부를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 헤드부는 전면판과 후면판 및 상기 전면판과 상기 후면판 사이에 개재되어 설치되는 제1 및 제2 개재부를 포함하되, 상기 제1 및 제2 개재부 사이에 상기 스톱퍼가 회동가능하게 배치되고, 상기 제1 및 제2 개재부의 서로 대면하는 면에는 상기 스톱퍼가 결합할 수 있는 결합홈이 형성된다.

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본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 스톱퍼는, 상기 스톱퍼 삽입공에 삽입된 상태에서 이탈되지 않도록 상기 전면판과 상기 후면판의 주변에 부착되는 영구자석이 지지편에 형성된 삽입공에 삽입되어 구성된다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 스톱퍼의 손잡이에는 상기 가스 스프링의 일측 단부의 너트를 풀거나 조일 수 있도록 너트의 외경에 대응하는 너트홀이 형성된다.

전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따른 완력기에 의하면, 완력기 운동 시, 사용자가 근력에 맞게 임의대로 탄성력의 세기를 용이하게 조절할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 완력기를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 악력기를 나타내는 분해사시도이다.
도 3은 도 2의 헤드부를 나타내는 확대도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 완력기의 작동암의 이격 상태를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 완력기의 작동암의 압축 상태를 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 완력기를 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 악력기를 나타내는 분해사시도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 완력기의 작동암의 이격 상태를 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 완력기의 스톱퍼 고정 상태를 나타내는 단면도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 완력기는, 좌우측에 각각 구비된 제1 작동암(11) 및 제2 작동암(12)으로 이루어진 한 쌍의 작동암(10)과, 상기 제1 작동암(11) 및 제2 작동암(12)이 서로 접근 및 이격되는 회전 동작을 수행하도록 제1 작동암(11) 및 제2 작동암(12)이 각각 결합되는 회전축(13)을 구비하는 헤드부(20)와, 작동암(10) 사이에서 작동암(10)이 서로 이격되는 방향으로 탄성력을 제공하는 가스 스프링(30)과, 작동암(10)을 따라 가스 스프링(30)의 일측 단부의 위치를 조절가능하게 하여 가스 스프링(30)에 의해 제공되는 탄성력의 세기를 조절하게 하는 탄성력조절부(40)와, 작동암(10)의 접근 운동 시 각 작동암(10)의 접근을 제한하거나 작동암(10)의 이격 운동 시 각 작동암(10)의 이격을 제한하는 작동암회전제한부를 포함한다.

작동암(10)은 판형 부재로 형성되고 하부에 손잡이(110)가 고정되는 손잡이부와 손잡이부로부터 헤드부(20)에 위치하는 상단부까지 연결되는 연결암부(120)를 포함한다.

연결암부(120)는 판형 부재로 형성되고 서로 대면하는 한 쌍의 연결암부(120)의 상단부는 헤드부(20)에서 각각의 회전축(13)을 중심으로 접근 및 이격하는 동작이 가능하도록 결합된다.

도 3에 도시한 바와 같이, 헤드부(20)에는 서로 대면하면서 회전 가능하게 구비되는 한 쌍의 연결암부(120)가 수용되어 설치되는 설치공간이 형성되고 서로 이격된 상태로 고정되는 전면판(21)과 후면판(22)을 포함한다. 헤드부(20)에는 작동암(10)의 각 연결암부(120)가 연결되는 회전축(13)이 구비된다. 회전축(13)은 헤드부(20)의 양측으로 위치하여 연결암부(120)의 상단부가 회동 가능하게 연결된다. 즉, 전면판(21)과 후면판(22) 사이의 설치공간에 한 쌍의 연결암부(120)의 상단부 각각이 회전축(13)을 중심으로 회동 가능하게 결합되는 동시에 전면판(21)과 후면판(22) 사이에서 회전 가능하게 설치된다.

연결암부(120)가 전면판(21)과 후면판(22) 사이에서 전면판(21)과 후면판(22)의 이면에 간섭없이 원활히 회동 가능하도록 연결암부(120)의 상측에 연결암부(120)의 두께에 일치하는 개재부(23)가 개재되어 설치된다. 개재부(23)에는 전,후면판(21,22)의 고정을 위한 고정부재(24)가 관통하여 삽입되는 고정홀들(20a)이 형성될 수 있다.

전면판(21)과 후면판(22)의 상단부에는 걸이공(20b)이 형성된다. 사용자는 걸이공(20b)을 통해 완력기를 벽체에 부착된 고리 등에 걸어 보관할 수 있다. 본 발명에 따르면 헤드부(20)가 전면판(21)과 후면판(22)의 결합으로 형성되므로 걸이공(20b)을 용이하게 형성할 수 있다.

본 발명에 의하면 걸이공(20b)은 전면판(21)과 후면판(22)을 관통하는 홀 구조로서 간단히 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 헤드부(20)를 관통하는 구조로서 헤드부(20)가 완력기의 하중을 지지하는 구조이므로 걸이공(20b) 부분의 견고성이 확보될 수 있다.

제1 작동암(11) 및 제2 적동암(12)의 연결암부(120) 각각은 헤드부(20)의 회전축(13)에 상단부가 회동 가능하게 연결되는 데, 상단부에는 부분적으로 서로 마주보는 방향으로 맞물리도록 기어 이가 형성된 치형부(121)가 형성되고, 치형부(121) 상측에 서로 마주보는 방향으로 대략 돌기 형상의 대면부(122)가 각각 형성된다.

치형부(121)는 한 쌍의 작동암(10)의 상단부에 부분적으로 서로 맞물려 작동암(10)이 항상 정위치에서 유기적으로 회전할 수 있게 된다.

작동암(10)은 회전축(13)을 회전 중심으로 하여 서로 접근하는 방향 또는 이격되는 방향으로 회전할 수 있다. 작동암(10)은 가스 스프링(30)과 작동적으로 연동하도록 연결되는 데, 가스 스프링(30)의 이완(비압축) 상태에 작동암(10)의 위치에 대응하는 운동 시작 위치에서 사용자가 힘을 가하여 작동암(10)을 접근 이동시키면 가스 스프링(30)이 압축되면서 작동암(10)의 이동을 방해하는 힘을 제공하게 된다.

작동암(10)이 최대로 근접한 위치에 해당하는 접근 위치로 작동암(10)이 이동된 후 사용자가 작동암(10)에 가한 힘을 제거하면 작동암(10)은 가스 스프링(30)의 압축력에 대한 반발력에 의해 운동 시작 위치로 복귀하게 된다. 사용자는 작동암(10)을 운동 시작 위치와 접근 위치 사이에서 반복적으로 이동시키는 방식으로 운동을 할 수 있다.

가스 스프링(30)은 작동암(10) 사이에 배치되며 작동암(10)이 서로 접근할 때 길이가 수축하는 압축 변형에 의해 작동암(10)이 서로 이격되는 방향으로 탄성력을 제공할 수 있도록 구성된다. 로드(31)의 이동에 따른 튜브(32) 내부의 압축 가능한 가스 체적 변화를 이용하여 탄성력을 발휘하며, 로드(31)의 일단부가 튜브(32) 내에 위치하여 이동하므로 로드(31)는 튜브(32)에 의해 이동이 안내되면서 왕복 이동하게 된다. 따라서, 가스 스프링(30)은 최대 길이로 형성되는 경우에 휘어짐 없이 길이가 압축 및 이완되면서 안정적으로 탄성력을 제공하는 것이 가능하다.

가스 스프링(30)의 각각의 로드(31)측 및 튜브(32)측의 단부에는 결합볼트(33)가 별개의 너트(34)에 의해 결합된 상단 결합부(35) 및 하단 결합부(36)가 형성되어 작동암(10)에 의해 서로 엇갈리게 결합된다.

제1 작동암(11) 및 제2 작동암(12)의 연결암부(120) 각각에는, 가스 스프링(30)의 하단 결합부(36)를 중심으로 가스 스프링(30)의 상단 결합부(35)의 회전 경로 상에 가스 스프링(30)의 상단 결합부(35)의 결합볼트(33)가 관통하는 복수의 고정공으로 형성된 탄성력 조절공(123)이 형성되어 있다. 탄성력 조절공(123)은 가스 스프링(30)이 완력기에 제공하는 탄성력을 조절가능하게 하는 탄성력조절부(40)를 형성한다. 탄성력 조절공(123)를 이루는 복수의 고정공은 연결암부(120)의 길이방향을 따라 가스 스프링(30)의 상단 결합부(35)의 회전 경로 상에 형성되고, 연결암부(120)를 관통하여 형성된다.

따라서, 탄성력조절부(40)는 가스 스프링(30)의 상단 결합부(35)의 결합볼트(33)가 탄성력 조절공(123)을 형성하는 복수의 고정공 중에서 고정하고자 하는 위치에 있는 임의의 하나에 고정공에 삽입되어 고정되는 방식으로, 탄성력조절부(40)를 조절함으로써 사용자의 근력에 맞게 강도를 용이하게 조절할 수 있게 된다.

이와 같이, 제1 작동암(11) 및 제2 작동암(12)의 연결암부(120)에 서로 대칭되게 형성된 탄성력조절부(40)를 통해 가스 스프링(30)의 상단 결합부(35)는 탄성력 조절공(123) 중의 복수의 고정공 중 어느 하나에 관통하여 삽입 고정될 수 있으며, 이로 인해 가스 스프링(30)의 상단 결합부(35)의 위치가 조절됨으로써, 사용자의 근력에 맞게 완력기의 강도를 여러 단계로 조절할 수 있게 된다.

연결암부(120)의 벌어짐 정도가 일정 범위 이상 벌어져 가스 스프링(30)이 비압축 상태가 될 경우 가스 스프링(30)의 상단 결합부(35)는 탄성력 조절공(123)의 회전 경로 상에 위치할 수 있게 되므로 탄성력 조절공(123)에 대한 가스 스프링(30)의 위치 조정이 가능하게 된다.

한 쌍의 작동암(10)의 제1 작동암(11) 및 제2 작동암(12) 사이로 배치되는 한 쌍의 가스 스프링(30)의 상단 결합부(35)를 고정하고자 하는 탄성력 조절공(123) 중의 임의의 어느 하나의 고정공으로 움직여 탄성력의 세기를 조절할 수 있다. 이때, 가스 스프링(30)의 상단 결합부(35)의 결합볼트(33)에 고정된 너트(34)를 풀고 결합볼트(33)를 움직여 사용자의 근력에 맞는 탄성력 조절공(123)의 고정공에 삽입하고 너트(34)를 고정할 수 있다.

도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 제1 작동암(11) 및 제2 작동암(12)의 각 연결암부(120)에는 작동암회전제한부가 형성된다. 연결암부(120)가 회전축(13)을 중심으로 서로 접근하는 방향으로 회전하여 가스 스프링(30)이 압축될 때, 양쪽의 치형부(121)의 하부에 구비된 또 다른 치형부 형태의 회전제한면(51)이 서로 맞닿게 됨으로써, 작동암(10)이 서로 접근하는 방향으로의 회전이 제한되면서 제1 작동암(11) 및 제2 작동암(12)의 회전이 정지된다. 즉, 제1 작동암(11) 및 제2 작동암(12)이 회전축(13)을 중심으로 회전하여 서로 접근시 제1 작동암(11)의 회전제한면(51a)이 제2 작동암(12)의 회전제한면(51b)과 접촉하는 위치까지만 서로에 대해 회전하는 것이 가능하다. 이때의 각 회전제한면(51a, 51b)의 위치가 작동암(10)의 정지 위치가 된다.

또한, 전술한 바와 같이, 작동암회전제한부는 작동암(10)에 형성된 탄성력 조절공(123)에 대해 가스 스프링(30)의 상단 결합부(35)가 위치 조정된 상태에서, 제1 작동암(11) 및 제2 작동암(12)에 대한 벌어짐 정도를 제한하게 된다. 즉, 사용자가 힘을 가하여 제1 작동암(11) 및 제2 작동암(12)을 접근시킨 후 힘을 제거하면 가스 스프링(30)의 길이가 늘어나면서 제1 작동암(11) 및 제2 작동암(12)이 각각 회전축(13)을 중심으로 서로 이격되는 방향으로 회전하는데, 최대 회동 간격으로 이격되지 않도록 제1 작동암(11) 및 제2 작동암(12) 각각의 벌어짐 정도를 제한하는 것이 필요하다. 즉, 각각의 작동암(10)이 일정 범위 이상 이격될 경우 가스 스프링(30)의 상단 결합부(35)가 탄성력 조절공(123)에서 회전 경로 상에 위치하게 된다. 따라서, 이를 방지하기 위해 작동암(10) 각각의 벌어짐 정도를 제한하는 것이 중요하다.

본 발명에 따르면, 각각의 연결암부(120)의 대면부(122)는 제1 작동암(11) 및 제2 작동암(12)이 회전축(13)을 중심으로 서로 벌어지는 방향으로 회전할 경우 서로 접근하여 접촉하기 전에 제1 작동암(11) 및 제2 작동암(12)이 전면판(21)과 후면판(22) 사이에 개재되는 개재부(23)의 양측에 미리 접촉하여 벌어짐 정도를 제한하게 된다. 이 상태에서 가스 스프링(30)의 상단 결합부(35)를 탄성력 조절공(123)을 이루는 고정공들을 따라 위치 조정하여 탄성력의 세기를 조절할 수 있다.

본 발명에 따르면,제1 작동암(11) 및 제2 작동암(12)이 회전축(13)을 중심으로 서로 이격되는 방향으로 회전 시 탄성력의 세기를 조절하기 위한 위치로 이동하기 전에 제1암(11) 및 제2암(12)의 각 대면부(122) 사이에 스톱퍼(60)를 삽입하여 제1 작동암(11) 및 제2 작동암(12)의 벌어짐을 제한할 수 있다. 이때, 대면부(122)는 상방으로 갈수록 틈이 벌어지도록 형성되어 있다. 스톱퍼(60)를 스톱퍼 삽입공(25)에 삽입하여 고정 시 대면부(122)의 벌어진 틈의 간격을 통해 제1 작동암(11) 및 제2 작동암(12) 사이의 간격을 조절할 수 있게 된다. 스톱퍼 삽입공(25)은 대면부(122) 사이에 대응하여 상하방향으로 복수개가 헤드부(20)를 관통되어 형성될 수 있다.

이와 같은 작동암회전제한부에 의하면, 헤드부(20)에서 사각형 형상의 스톱퍼 삽입공(25)이 전면판(21)과 후면판(22)을 관통하여 형성된다. 스톱퍼 삽입공(25)에 삽입되는 스톱퍼(60)는 스톱퍼 삽입공(25)을 관통하여 제1 작동암(11) 및 제2 작동암(12)의 각 대면부(122) 사이의 벌어진 틈에 삽입되어 고정된다.

스톱퍼(60)는 스톱퍼 삽입공(25)에 대응하는 사각형 형상의 봉으로 형성되며, 사용자가 파지하기 위해 전면으로 돌출되는 손잡이(61)와, 스톱퍼 삽입공(25)을 통해 각 대면부(122) 사이의 틈에 삽입되어 지지되는 지지편(62)이 일체로 형성된다. 스톱퍼(60)가 각 대면부(122) 사이의 틈에 지지편(62)이 삽입된 상태에서 스톱퍼 삽입공(25)으로부터 쉽게 이탈되지 않도록, 전면판(21)과 후면판(22)의 스톱퍼 삽입공(25) 주변의 철판에 부착되는 영구자석(63)이 지지편(62)에 형성된 삽입공(62a)에 삽입되어 있다. 스톱퍼(60)의 손잡이(61)에는 가스 스프링(30)의 상단 결합부(35)의 너트(34)를 용이하게 풀거나 조일 수 있도록 너트(34)의 외경에 대응하는 너트홀(61a)이 형성된다.

이와 같이, 제1 작동암(11) 및 제2 작동암(12)의 연결암부(120)가 이격되는 방향으로 이동하여 탄성력의 세기를 조절할 수 있는 위치까지 이격되는 것을 스톱퍼(60)의 고정을 통해 방지함으로써, 작동암(10)의 접근 및 이격하는 동작이 가능한 작동암(10)의 제한된 작동 구간 내에서 작동암(10)의 원활한 작동 상태를 유지할 수 있게 된다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 완력기의 동작을 설명한다.

도면을 참조하면, 사용자가 자신의 근력에 맞도록 가스 스프링(30)의 탄성력의 세기를 조절하기 위해서는 먼저 스톱퍼(60)를 헤드부(20)의 스톱퍼 삽입공(25)으로부터 분리한다. 작동암(10)이 가스 스프링(30)의 반발력에 의해 최대로 벌어지면서 가스 스프링(30)의 상단 결합부(35)의 회전 경로 상에 연결암부(120)의 탄성력 조절공(123)이 일치하기 때문에 탄성력 조절이 가능하게 된다. 가스 스프링(30)의 상단 결합부(35)를 탄성력 조절공(123)의 임의의 어느 하나의 고정공 위치로 움직여 탄성력의 세기를 조절할 수 있다. 이때, 가스 스프링(30)의 상단 결합부(35)의 결합볼트(33)에 고정된 너트(34)를 풀고 결합볼트(33)를 탄성력 조절공(123)을 따라 움직여 사용자의 근력에 맞는 고정하고자 하는 어느 하나의 고정공 삽입하고, 가스 스프링(30)의 상단 결합부(35)의 결합볼트(33)에 너트(34)를 조여서 위치 결정한 탄성력 조절공(123)에 대칭적으로 고정하게 된다.

가스 스프링(30)의 탄성력의 세기를 약하게 조절하기 위해서, 가스 스프링(30)의 상단 결합부(35)와 탄성력 조절공(123)과의 결합부분을 중심으로 살펴보면, 탄성력 조절공(123)의 이동 경로는 작동암(10)의 연결암부(120)가 서로 이격된 상태에서 가스 스프링(30)의 상단 결합부(35)의 회전 경로와 근사하다. 따라서, 가스 스프링(30)의 하단 결합부(36)를 중심으로 회전하면서 회전 경로 상에 근사하게 위치하는 가스 스프링(30)의 상단 결합부(35)는 탄성력 조절공(123)의 이동경로를 따라 상향으로 이동 가능하다.

완력기에 제공하는 탄성력의 세기는 작동암(10)이 서로 이격된 상태에서 근접하게 될 때 제공되는 탄성력의 세기로서 결론적으로 가스 스프링(30)의 상단 결합부(35)가 상부의 탄성력 조절공(123)으로 이동하는 경우, 이는 작동암(10)이 서로 근접할 때 가스 스프링(30)이 압축되는 변위량의 변화를 가져오게 되고, 결국 완력기를 이용한 운동 시 필요한 힘이 작아지는 것을 의미한다. 반대로 완력기에 제공하는 탄성력의 세기를 세게 조절하기 위해서는 가스 스프링(30)의 하단 결합부(36)를 중심으로 회전하는 가스 스프링(30)의 상단 결합부(35)를 탄성력 조절공(123)의 이동 경로를 따라 하향으로 이동시킬 경우, 완력기를 이용한 운동 시 필요한 힘이 커지게 되는 것을 의미한다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 완력기에 의하면 운동 시작 위치에 해당하는 작동암(10) 사이의 거리를 조절 가능하게 함으로써 탄성력의 세기 조절이 가능하게 된다. 이로써, 사용자는 자신의 힘에 맞게 완력기의 탄성력을 조절하여 운동을 하는 것이 가능하게 된다.

반대로, 비교적 근력이 센 사용자가 본 발명의 일 실시예에 따른 완력기를 사용하고자 하는 경우에는 가스 스프링(30)의 상단 결합부(35)를 탄성력 조절공(123)을 따라 하향으로 이동시켜 완력기에 작용하는 탄성력의 세기를 크게 할 수 있다.

완력기에 코일 스프링이 사용되는 경우 코일 스프링의 압축 및 이완 과정에서 코일 스프링이 측면 방향으로 굽힘력을 받아 구부러짐으로써 탄성력을 제공하지 못하게 되는 경우가 발생한다. 그러나 본 발명에 의하면 가스 스프링(30)을 사용함으로써, 튜브(32) 내부에 삽입된 로드(31)의 단부가 튜브(32) 내면에 의해 안내되면서 길이 방향의 이동이 안내되므로 구부러지는 현상을 방지할 수 있으며, 탄성력 제공방법으로 가스 스프링(30)의 길이 압축 즉, 로드(31)가 튜브(32) 내의 가스를 압축할 때 발생하는 탄성력을 이용하게 되므로 스프링 결합부가 파손되는 문제점을 해결할 수 있게 된다.

완력기에 제공하는 탄성력의 세기는 작동암(10)이 서로 이격된 상태에서 근접하게 될 때 제공되는 탄성력의 세기로써 결론적으로 가스 스프링(30)의 변위량에 따라 결정한다. 도면에 도시한 바와 같이, 가스 스프링(30)의 상단 결합부(35)가 탄성력 조절공(123)의 상향으로 이동하는 경우, 이는 작동암(10)이 서로 근접할 때 가스 스프링(30)이 압축되는 변위량의 변경을 가져오고, 결론적으로 완력기를 이용한 운동시 필요한 힘이 작아지는 것을 의미한다.

이하 본 발명에 따른 완력기의 다른 실시예를 설명함에 있어 본 발명의 일 실시예와 동일한 구성과 동일한 기능을 갖는 구성에 대해서는 동일한 구성부호를 사용하며 반복적인 구성을 피하기 위하여 이들 구성에 대해 자세한 설명은 생략한다.

도 6에 도시한 바와 같이, 제1 작동암(11) 및 제2 작동암(12)으로 이루어진 한 쌍의 작동암(10)은 판형 부재로 형성되고 하부에 손잡이(110)가 고정되는 손잡이부와 손잡이부로부터 헤드부(20)에 위치하는 상단부까지 연결되는 연결암부(120)를 포함한다.

연결암부(120)는 판형 부재로 형성되고 서로 대면하는 한 쌍의 연결암부(120)가 헤드부(20)에서 각각의 회전축(13)을 중심으로 접근 및 이격되는 동작이 가능하도록 회전 가능하게 된다.

헤드부(20)에는 서로 대면하면서 회전 가능하게 구비되는 한 쌍의 연결암부(120)가 수용되어 설치되는 설치공간이 형성되고 서로 이격된 상태로 고정되는 전면판(21)과 후면판(22)을 구비한다.

제1 작동암(11) 및 제2 작동암(12)의 연결암부(120) 각각은 헤드부(20)의 회전축(13)에 상단부가 회동 가능하게 연결되는 데, 연결암부(120)의 상단부에는 적어도 부분적으로 마주보는 방향으로 서로 맞물리도록 치형부(121)가 형성되며, 치형부(121) 상측에는 스톱퍼(70)에 의해 걸림 고정되는 걸림면(124)과 걸림턱(125)이 제1 작동암(11) 및 제2 작동암(12)의 연결암부(120)에 각각 형성되고, 작동암회전제한부에 포함된다.

연결암부(120)가 회전축(13)을 중심으로 서로 접근하는 방향으로 회전할 때, 양쪽의 치형부(121)의 하부에 구비된 회전제한면(51a, 51b)이 서로 맞닿게 됨으로써, 작동암(10)이 서로 접근하는 방향으로의 회전이 제한되면서 제1 작동암(11) 및 제2 작동암(12)의 회전이 정지된다. 즉, 연결암부(120)가 회전축(13)을 중심으로 서로 접근 시, 제1 작동암(11) 및 제2 작동암(12)은 제1 작동암(11)의 회전제한면(51a)이 제2 작동암(12)의 회전제한면(51b)과 접촉하는 위치까지만 서로에 대해 회전하는 것이 가능하다.

또한, 전술한 바와 같이, 작동암회전제한부는 탄성력 조절공(126)에 대한 가스 스프링(30)의 상단 결합부(35)를 위치 조정한 상태에서, 제1 작동암(11) 및 제2 작동암(12)에 대한 벌어짐 정도를 제한하게 된다. 즉, 사용자가 힘을 가하여 제1 작동암(11) 및 제2 작동암(12)을 접근시킨 후 힘을 제거하면 제1 작동암(11) 및 제2 작동암(12)이 가스 스프링(30)의 탄성력에 의해 회전축(13)을 중심으로 서로 이격되는 방향으로 회전하는데, 최대 회동 간격으로 이격되지 않도록 제1 작동암(11) 및 제2 작동암(12) 각각의 벌어짐 정도를 제한하는 것이 필요하다. 즉, 작동암(10)이 일정 범위 이상 이격될 경우 가스 스프링(30)이 비압축 상태가 되어 가스 스프링(30)의 상단 결합부(35)가 탄성력 조절공(123)의 회전 경로 상에 위치하게 되는 릴리즈 상태가 된다. 따라서, 작동암(10) 각각의 벌어짐 정도를 제한하는 것이 중요하다.

이와 같이, 제1 작동암(11) 및 제2 작동암(12)의 연결암부(120)가 이격되는 방향으로 이동하여 가스 스프링(30)이 비압축 상태가 되는 탄성력의 세기를 조절할 수 있는 위치까지 벌어지는 것을 스톱퍼(70)의 고정을 통해 방지할 수 있다.

본 발명은 이를 위해 전면판(21)과 후면판(22) 사이의 제1개재부(23a)와 제2개재부(23b) 사이에 스톱퍼(70)가 배치된다. 스톱퍼(70)는 제1개재부(23a)와 제2개재부(23b) 사이에 개재되고 힌지축(64)을 중심으로 회동 가능하게 결합된다. 이를 위해 전면판(21), 후면판(22) 및 스톱퍼(70)에는 힌지축(64)의 삽입 결합을 위한 힌지공(65)이 형성되어 있다.

스톱퍼(70)는 상측으로 회전노브(71)가 돌출되어 있다. 회전노브(71)는 스톱퍼(70)를 힌지축(64)을 중심으로 회전시킬 때 사용하게 된다. 스톱퍼(70)는 하측으로 제2 작동암(12)의 연결암부(120)의 걸림턱(125)에 걸려 고정 가능한 걸림고리(72)가 배치되어 제1 작동암(11)과 제2 작동암(12)의 벌어짐 정도를 제한하게 된다. 사용자가 힘을 가하여 제1 작동암(11) 및 제2 작동암(12)을 접근시킨 후 힘을 제거하면 제1 작동암(11) 및 제2 작동암(12)이 탄성력에 의해 회전축(13)을 중심으로 서로 이격되는 방향으로 회전하는데, 도 8에 도시한 바와 같이, 일정 범위 이상 벌어지면 가스 스프링(30)의 상단 결합부(35)가 탄성력 조절공(126)의 회전 경로 상에 위치하여 탄성력 조절공(126)에 대한 가스 스프링(30)의 상단 결합부(35)의 위치 조정이 가능한 릴리즈 상태가 되어 가스 스프링(30)의 상단 결합부(35)가 탄성력 조절공(126)으로부터 이탈될 수 있으므로 스톱퍼(70)를 통해 작동암(10)의 벌어짐 정도를 제한할 수 있다.

따라서, 도 9에 도시한 바와 같이, 가스 스프링(30)의 상단 결합부(35)가 탄성력 조절공(126)의 회전 경로 상에 위치하여 탄성력 조절공(126)에 대한 가스 스프링(30)의 상단 결합부(35)의 위치 조정이 가능한 상태에 도달하는 것을 스톱퍼(70)의 고정을 통해 방지함으로써, 작동암(10)의 제한된 회전 작동 구간 내에서 작동암(10)의 원활한 작동 상태를 유지할 수 있게 된다.

스톱퍼(70)는 회전노브(71)를 힌지축(64)을 중심으로 회전시켜 하부의 걸림고리(72)가 제1 작동암(11) 및 제2 작동암(12)의 걸림면(124)과 걸림턱(125) 사이에 위치하게 될 경우, 제1 작동암(11) 및 제2 작동암(12)의 벌어짐 정도를 제한하게 된다.

제1개재부(23a)와 제2개재부(23b)의 서로 대응하는 면에는 스톱퍼(70)가 결합할 수 있는 결합홈(231,232)이 형성된다.

이와 같이, 제1 작동암(11) 및 제2 작동암(12)의 연결암부(120)가 이격되는 방향으로 이동하여 탄성력의 세기를 조절할 수 있는 위치까지 벌어지는 것을 스톱퍼(70)의 고정을 통해 방지할 수 있다. 따라서, 작동암(10)의 제한된 회전 작동 구간 내에서 작동암(10)의 원활한 작동 상태를 유지할 수 있게 된다.

제1 작동암(11) 및 제2 작동암(12)의 연결암부(120) 각각에는 가스 스프링(30)의 하단 결합부(36)를 중심으로 상단 결합부(35)의 회전 경로 상에 가스 스프링(30)의 상단 결합부(35)의 결합볼트(33)가 관통하는 탄성력 조절공(126)이 형성되어 있다.

탄성력 조절공(126)은 연결암부(120)의 길이방향으로 형성된다. 탄성력 조절공(126)은 가스 스프링(30)의 상단 결합부(35)의 회전 경로 상에 가스 스프링(30)의 상단 결합부(35)가 이동하기 위해 길이방향으로 연장된 슬라이드공(126a)을 포함하고, 복수의 고정공(126b)은 슬라이드공(126a)에 대해 간격을 두고 교차하게 형성되어 가스 스프링(30)의 상단 결합부(35)가 삽입되어 고정된다.

따라서, 가스 스프링(30)의 상단 결합부(35)의 결합볼트(33)가 가스 스프링(30)의 하단 결합부(36)를 중심으로 회전하면서 탄성력 조절공(126) 중의 복수의 고정공(126b) 중의 임의의 하나에 삽입되어 고정되는 방식으로 탄성력조절부(40)를 조절함으로써 사용자의 근력에 맞게 강도를 용이하게 조절할 수 있게 된다.

이와 같이, 제1 작동암(11) 및 제2 작동암(12)의 연결암부(120)에 서로 대칭되게 구성된 탄성력조절부를 통해, 가스 스프링(30)의 상단 결합부(35)는 다수의 탄성력 조절공(126)의 슬라이드공(126a)을 따라 안내되며, 슬라이드공(126a)에 대해 간격을 두고 형성된 고정공(126b)들 중 어느 하나에 삽입 고정될 수 있으며, 이로 인해 가스 스프링(30)의 상단 결합부(35)는 사용자의 근력에 맞게 완력기의 강도를 여러 단계로 조절할 수 있게 된다. 이때, 가스 스프링(30)의 상단 결합부(35)는 탄성력 조절공(126)에 삽입 고정될 경우 제1 작동암(11) 및 제2 작동암(12)의 양측 탄성력 조절공(126)의 서로 대칭하는 위치에 삽입될 수 있다. 연결암부(120)의 벌어짐 정도가 일정 범위 이상 벌어지게 될 경우 가스 스프링(30)의 상단 결합부(35)가 탄성력 조절공(126)의 회전 경로 상에 위치할 수 있게 되므로 탄성력 조절공(126)에 대한 가스 스프링(30)의 위치 조정이 가능하게 된다.

본 발명의 일 실시예에서는, 탄성력 조절공(126)에 대한 가스 스프링(30)의 위치 조정 시, 가스 스프링(30)의 상단 결합부(35)의 결합볼트(33)에 고정된 너트(34)를 풀고 결합볼트(33)를 움직여 사용자의 근력에 맞는 어느 하나의 탄성력 조절공(126)에 삽입하고 너트(34)를 고정하는 과정을 통해 탄성력 조절공(126)에 대한 가스 스프링(30)의 위치를 조정할 수 있으나, 본 발명의 다른 실시예에서는, 가스 스프링(30)의 상단 결합부(35)의 결합볼트(33)에 너트(34)가 결합된 상태로 탄성력 조절공(126) 내에서 가스 스프링(30)의 상단 결합부(35)를 슬라이드공(126a)을 따라 상향 또는 하향으로 조정하면서 위치를 조정한 다음 작동암(10)을 접근하는 방향으로 잡아 당겨 고정하고자 하는 고정공(126b)으로 삽입하여 고정할 수 있으며, 스톱퍼(70)의 걸림고리(72)를 연결암부(120)의 상단부의 걸림면(124)과 걸림턱(125)에 사이에 삽입함으로써 작동암(10)의 제한된 회전 작동 구간 내에서 작동암(10)의 원활한 작동 상태를 유지할 수 있게 된다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 완력기의 동작을 설명한다.

도면을 참조하면, 근력이 약한 어린이와 같은 사용자가 자신의 힘에 맞도록 탄성력을 조절하기 위해서는 먼저 스톱퍼(70)의 회전노브(71)를 힌지축(64)을 중심으로 시계방향으로 회전시켜 하부의 걸림고리(72)가 제1 작동암(11) 및 제2 작동암(12)의 걸림면(124)과 걸림턱(125) 사이에서 고정 해제되도록 한다. 작동암(10)이 가스 스프링(30)의 반발력에 의해 최대로 벌어지게 될 경우, 가스 스프링(30)의 상단 결합부(35)의 회전 경로 상에 연결암부(120)의 탄성력 조절공(126)이 일치하게 되므로 탄성력의 세기 조절이 가능하게 된다. 가스 스프링(30)의 상단 결합부(35)를 탄성력 조절공(126)의 슬라이드공(126a)을 따라 상향으로 이동시킨 다음 고정하고자 하는 고정공(126b)에 삽입하여 탄성력의 세기를 조절하여 완력기에 작용하는 탄성력의 세기를 작게 할 수 있다. 반대로, 비교적 근력이 센 사용자가 본 발명의 일 실시예에 따른 완력기를 사용하고자 하는 경우에는 가스 스프링(30)의 상단 결합부(35)를 탄성력 조절공(126)의 이동경로를 따라 하향으로 이동시켜 완력기에 작용하는 탄성력의 세기를 크게 할 수 있다.

상술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 작동암 20 : 헤드부
30 : 가스 스프링 35 : 상단 결합부
36 : 하단 결합부 60 : 스톱퍼
61 : 손잡이 62 : 지지편
63 : 영구자석 70 : 스톱퍼
71 : 회전노브 72 : 걸림고리
110 : 손잡이부 120 : 연결암부
121 : 치형부 122: 대면부
123, 126 : 탄성력 조절공

Claims (16)

1. 헤드부와, 상기 헤드부에 각각의 상단부가 회전축에 의해 결합되어 서로에 대해 접근 및 이격 운동이 가능한 한 쌍의 작동암을 포함하는 완력기로서,
   상기 각 작동암의 상단부의 외주면에는 기어 이로 이루어진 치형부가 구비되고, 상기 한 쌍의 작동암은 상기 치형부들이 서로 맞물려 회전하면서 접근 및 이격 운동이 이루어지며,
   상기 한 쌍의 작동암 사이에 서로 엇갈리게 배치되고, 상기 한 쌍의 작동암이 서로 접근할 때 길이가 수축하는 압축 변형에 의해 상기 작동암들이 서로 이격되는 방향으로 탄성력을 제공하도록 구성된 한 쌍의 가스 스프링; 및
   상기 작동암 각각에 형성되고 상기 가스 스프링의 일측 단부의 위치를 조절가능하게 하여 상기 가스 스프링에 의한 탄성력의 세기를 조절하는 탄성력조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 완력기.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 탄성력조절부는, 상기 작동암의 길이방향으로 따라 상기 작동암에 관통 형성된 복수개의 고정공을 구비한 탄성력 조절공을 포함하는 것을 특징으로 하는 완력기.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 탄성력 조절공의 상기 복수의 고정공은, 상기 가스 스프링의 타측 단부를 중심으로 하는 상기 가스 스프링의 상기 일측 단부의 회전 경로를 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 완력기.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 각 작동암의 상기 상단부에는 상기 치형부의 하측으로 서로 접촉가능한 위치에 회전제한면이 형성되고,
   상기 회전제한면들은 상기 한 쌍의 작동암이 서로에 대해 접근할 때 서로 접촉하여 상기 한 쌍의 작동암이 서로 접근하는 방향으로의 회전을 제한하는 것을 특징으로 하는 완력기.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 각 작동암의 상기 상단부에는 상기 치형부의 상측으로 서로 마주보도록 형성된 대면부가 구비되고,
   상기 헤드부에는 스톱퍼가 삽입되어 지지되는 스톱퍼 삽입공이 형성되되,
   상기 스톱퍼는 손잡이와 상기 대면부 사이에 삽입되어 지지되는 지지편를 구비하고, 상기 스톱퍼 삽입공은 상기 헤드부에 상하방향으로 복수개가 형성되어, 상기 스톱퍼가 삽입되는 상기 스톱퍼 삽입공의 위치에 따라 상기 지지편이 상기 대면부과 접촉하는 위치가 변경되면서 상기 대면부 사이의 틈이 조절됨으로써 상기 한 쌍의 작동암이 서로 이격되는 간격이 조절되는 것을 특징으로 하는 완력기.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 헤드부에 상기 작동암의 상기 상단부의 상측으로 힌지축에 의해 회전가능하게 설치되며, 상측에 회전노브가 형성되고 하측에 걸림고리가 형성된 스톱퍼를 포함하고,
   상기 작동암들의 상단부들 중 일측 상단부에는 걸림면이 형성되고 타측 상단부에는 걸림턱이 형성되며,
   상기 한 쌍의 작동암들이 서로 이격될 때, 상기 걸림면과 상기 걸림턱 사이에 상기 스톱퍼의 상기 걸림고리가 고정되는 것에 의해 상기 한 쌍의 작동암들이 서로 이격되는 회동거리가 제한되는 것을 특징으로 하는, 완력기.
   
7. 제2항에 있어서,
   상기 탄성력 조절공은,
   상기 각 작동암의 길이방향으로 따라 연장되고 상기 가스 스프링의 일측 단부가 이동가능하게 형성된 슬라이드공을 포함하고,
   상기 복수의 고정공은 상기 슬라이드공에 서로 간격을 두고 교차하게 형성되는 것을 특징으로 하는 완력기
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 슬라이드공은, 상기 가스 스프링의 타측 단부를 회전 중심으로 하는 상기 일측 단부의 회전 경로를 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 완력기.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 헤드부는 전면판과 후면판 및 상기 전면판과 상기 후면판 사이에 설치되어 상기 전면판 및 상기 후면판 사이에서 상기 작동암의 상측이 간섭없이 회동 가능하도록 작동암 회동 공간을 확보하는 개재부를 포함하는 특징으로 하는 완력기.
   
10. 제6항에 있어서,
    상기 헤드부는 전면판과 후면판 및 상기 전면판과 상기 후면판 사이에 개재되어 설치되는 제1 및 제2 개재부를 포함하되, 상기 제1 및 제2 개재부 사이에 상기 스톱퍼가 회동가능하게 배치되고,
    상기 제1 및 제2 개재부의 서로 대면하는 면에는 상기 스톱퍼가 결합할 수 있는 결합홈이 형성된 것을 특징으로 하는, 완력기
    
    
    
    
    
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