KR102362950B1 - 접지면 경사각을 조절할 수 있고 슬랫을 포함하는 사용자 주도형 트레드밀 - Google Patents

Abstract

본 발명은 접지면 경사각을 조절할 수 있고 슬랫을 포함하는 사용자 주도형 트레드밀에 관한 것으로서 더욱 상세하게는, 트레드밀과 지면 간의 경사도를 조절할 수 있도록 구성되어, 사용자가 운동 강도를 자율적으로 조절할 수 있는 접지면 경사각을 조절할 수 있고 슬랫을 포함하는 사용자 주도형 트레드밀에 관한 것이다.

Description

접지면 경사각을 조절할 수 있고 슬랫을 포함하는 사용자 주도형 트레드밀{A treadmill with adjustable incline including slat}

본 발명은 슬랫 및 이를 포함하는 트레드밀에 관한 것으로서 더욱 상세하게는, 슬랫을 포함하는 트레드밀과 지면 간의 경사도를 조절할 수 있도록 구성되어, 사용자가 운동 강도를 자율적으로 조절할 수 있는 접지면 경사각을 조절할 수 있고 슬랫을 포함하는 사용자 주도형 트레드밀에 관한 것이다.

트레드밀(TREADMILL)은 무한궤도로 회전하는 트랙벨트를 이용하여 실내에서 걷거나 뛰는 운동 효과를 가져올 수 있는 운동 기구로서, 런닝머신으로도 불린다. 최근 들어, 트레드밀에 대한 수요자의 다양한 욕구를 충족시키기 위하여, 새로운 종류의 트레드밀이 개발되고 있다.

일 예로서, 트랙에서 느끼는 지면의 착지 효과를 재현하기 위하여 슬랫(SLAT) 트랙벨트 구조를 가지는 트레드밀이 개발되고 있다. 슬랫 트랙벨트 구조는, 평행하게 간격을 두고 배치된 2개의 트랙벨트와, 2개의 트랙벨트를 연결한 복수의 슬랫을 포함한다. 슬랫은 트랙벨트를 따라 배열되어 있다. 트랙벨트 대신에 슬랫에 접촉하며 운동을 실시하게 되며, 그에 따라 기존의 단순한 트랙벨트 구조의 트레드밀에서 운동을 실시할 때에 비해, 실제 트랙에 가까운 느낌을 받을 수 있다.

이에 대하여, 실제 다양한 경사의 트랙에서 운동을 실시할 수 있는 효과를 제공하는 기술을 요구하고 있으며,

또한, 슬랫은 사용자의 하중을 지탱하고 운동 중 충격을 흡수해야 하기 때문에, 슬랫의 강도가 소정 강도 이하일 경우 슬랫이 과도하게 휘어지거나 파손될 수 있으므로, 이에 대한 문제를 해결할 수 있는 기*을 요구하고 있는 실정이다.

한국등록특허공보 제10-0624647호(2006.09.08.)

본 발명은 상기 서술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서,

트레드밀과 지면 간의 경사도를 조절할 수 있도록 하여 사용자가 선택적으로 운동 강도를 조절할 수 있는 접지면 경사각을 조절할 수 있고 슬랫을 포함하는 사용자 주도형 트레드밀을 제공하는데 목적이 있다.

또한, 트레드밀 사용자의 하중에 의해 휘어지거나 파손되지 않고 견딜 수 있는 슬랫을 포함하는 접지면 경사각을 조절할 수 있고 슬랫을 포함하는 사용자 주도형 트레드밀을 제공하는데 목적이 있다.

상기 서술한 문제를 해결하기 위한 본 발명 접지면 경사각을 조절할 수 있고 슬랫을 포함하는 사용자 주도형 트레드밀은,

트레드밀의 전체적인 형상을 취하는 메인프레임(100), 상기 메인프레임(100)의 상측에 위치하여 사용자가 보행 시 손을 거치할 수 있는 역할을 수행하는 손잡이 프레임(200),

상기 메인프레임(100)의 내측에 위치하되, 적어도 하나 이상 슬랫(60)을 연속적으로 연결하여 벨트의 형상을 취하는 트랙벨트(300),

상기 메인프레임(100)의 내부에 위치하되, 사용자의 보행에 따라 회전하는 상기 트랙벨트(300)의 회전에 부하를 가하여 트랙벨트(300)의 회전 속도를 낮추어 멈추도록 제어하는 브레이크(400),

상기 메인프레임(100) 일측에 위치하되, 상기 메인프레임(100)과 지면 간의 경사도를 조절하는 엑츄에이터(500),

상기 손잡이 프레임(200)에 위치하되, 상기 엑츄에이터(500)의 경사도의 높낮이를 조절하는 경사 조절 스위치(210),

상기 손잡이 프레임(200)에 위치하되, 상기 엑츄에이터(500)의 경사도를 초기 상태로 리셋시키는 리셋 스위치(220)를 포함하고,

상기 슬랫(60)은,

사용자의 하중을 받는 디딤부,

상기 디딤부의 양측에 형성되어 상기 트랙벨트(300)에 고정될 수 있는 결합부를 갖는 본체부 및 상기 디딤부와 연결되어 상기 본체부에 가해지는 하중을 분산시키는 트러스 구조를 갖는 트러스부를 포함하는 것을 특징으로 하고,

상기 트러스부는,

상기 디딤부와 공간적으로 일정 간격 이격되어 형성되는 현재부와,

상기 현재부와 상기 디딤부를 연결하고 있는 사재부를 포함하며,

상기 현재부는 상기 디딤부에서 멀어지는 방향으로 곡면으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하며,

상기 사재부는,

상기 현재부의 내측과 상기 디딤부를 연결하는 제1 단위사재를 포함하고,

상기 제1 단위사재는 제1 방향으로 경사져 있고 상기 현재부와 상기 디딤부의 길이 방향을 따라 배열되어 있는 하나 이상의 제1 사재와 상기 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 경사져 있고 상기 현재부와 상기 디딤부의 길이 방향을 따라 배열되어 있는 하나 이상의 제2 사재를 포함하며,

상기 제1 사재와 상기 제2 사재의 일측은 서로 연결되고, 일측과 타측이 상기 디딤부 및 상기 현재부와 각각 연결되어 삼각형의 트러스 구조를 형성하는 것을 특징으로 하고,

상기 트러스 구조는 디딤측 단위면을 포함하고,

상기 트러스 구조가 상기 현재부의 길이 방향 가상의 중심으로부터 슬랫(60)의 외측으로 두개 이상 형성되고, 연속된 트러스 구조의 디딤측 단위면 길이가 점진적으로 줄어드는 연속된 구조를 하나 이상 포함하여 형성되는 것을 특징으로 함으로써 상기 서술한 문제를 해결하게 된다.

상기 구성에 따른 본 발명 접지면 경사각을 조절할 수 있고 슬랫을 포함하는 사용자 주도형 트레드밀은,

트레드밀과 지면 간의 경사도를 조절할 수 있도록 하여 사용자가 선택적으로 운동 강도를 조절할 수 있는 효과가 제공된다.

또한, 트레드밀 사용자의 하중에 의해 휘어지거나 파손되지 않고 견딜 수 있는 슬랫을 제공하는 효과가 제공된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 접지면 경사각을 조절할 수 있고 슬랫을 포함하는 사용자 주도형 트레드밀의 전체 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 접지면 경사각을 조절할 수 있고 슬랫을 포함하는 사용자 주도형 트레드밀의 사시도를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 메인프레임의 측면 단면도를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 접지면 경사각을 조절할 수 있고 슬랫을 포함하는 사용자 주도형 트레드밀의 경사 조절 동작을 나타낸 도면이다.
도 5는 슬랫을 설명하기 위한 사시도이다.
도 6은 도 5의 슬랫을 설명하기 위한 저면 사시도이다.
도 7은 도 5을 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 자른 단면을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 5의 슬랫을 설명하기 위한 나타낸 정면도이다.
도 9는 도 8의 제1 트러스부와 제2 트러스부를 확대한 도면이다.
도 10은 본 제1 실시예에 따른 슬랫의 변위를 나타낸 수치해석 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 비교예에 따른 슬랫의 변위를 나타낸 수치해석 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 비교예에 따른 슬랫의 변위를 나타낸 수치해석 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 완충부를 더 포함하여 구성되는 슬랫을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 완충부와 본체부 간의 결합 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 발명의 제2 실시예에 따른 슬랫의 트러스 구조를 나타낸 예시 도면이다.
도 16은 본 발명의 제3 실시예에 따른 슬랫의 트러스 구조를 나타낸 예시 도면이다.
도 17은 본 발명의 제4 실시예에 따른 슬랫의 트러스 구조를 나타낸 예시 도면이다.
도 18은 본 제2 실시예에 따른 슬랫의 변위를 나타낸 수치해석 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 본 제3 실시예에 따른 슬랫의 변위를 나타낸 수치해석 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 본 제4 실시예에 따른 슬랫의 변위를 나타낸 수치해석 결과를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고, 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 실시 예들은 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있으며, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 접지면 경사각을 조절할 수 있고 슬랫을 포함하는 사용자 주도형 트레드밀의 전체 구조를 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 접지면 경사각을 조절할 수 있고 슬랫을 포함하는 사용자 주도형 트레드밀의 사시도를 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 메인프레임(100)의 측면 단면도를 도시한 도면이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 접지면 경사각을 조절할 수 있고 슬랫을 포함하는 사용자 주도형 트레드밀의 경사 조절 동작을 나타낸 도면이다.

도 5는 슬랫을 설명하기 위한 사시도이다.

도 6은 도 5의 슬랫을 설명하기 위한 저면 사시도이다.

도 7은 도 5을 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 자른 단면을 설명하기 위한 도면이다.

도 8은 도 5의 슬랫을 설명하기 위한 나타낸 정면도이다.

도 9는 도 8의 제1 트러스부와 제2 트러스부를 확대한 도면이다.

도 10은 본 제1 실시예에 따른 슬랫의 변위를 나타낸 수치해석 결과를 설명하기 위한 도면이다.

도 11은 비교예에 따른 슬랫의 변위를 나타낸 수치해석 결과를 설명하기 위한 도면이다.

도 12는 비교예에 따른 슬랫의 변위를 나타낸 수치해석 결과를 설명하기 위한 도면이다.

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 완충부(63)를 더 포함하여 구성되는 슬랫(60)을 설명하기 위한 도면이다.

도 14는 본 발명의 완충부(63)와 본체부(61) 간의 결합 관계를 설명하기 위한 도면이다.

도 15는 본 발명의 제2 실시예에 따른 슬랫의 트러스 구조를 나타낸 예시 도면이다.

도 16은 본 발명의 제3 실시예에 따른 슬랫의 트러스 구조를 나타낸 예시 도면이다.

도 17은 본 발명의 제4 실시예에 따른 슬랫의 트러스 구조를 나타낸 예시 도면이다.

도 18은 본 제2 실시예에 따른 슬랫의 변위를 나타낸 수치해석 결과를 설명하기 위한 도면이다.

도 19는 본 제3 실시예에 따른 슬랫의 변위를 나타낸 수치해석 결과를 설명하기 위한 도면이다.

도 20은 본 제4 실시예에 따른 슬랫의 변위를 나타낸 수치해석 결과를 설명하기 위한 도면이다.

도 1 내지 도 20을 참조하여 설명하면, 도 1 내지 도 20에 도시된 바와 같이 본 발명 접지면 경사각을 조절할 수 있고 슬랫을 포함하는 사용자 주도형 트레드밀은,

트레드밀의 전체적인 형상을 취하는 메인프레임(100), 상기 메인프레임(100)의 상측에 위치하여 사용자가 보행 시 손을 거치할 수 있는 역할을 수행하는 손잡이 프레임(200),

상기 메인프레임(100)의 내측에 위치하되, 적어도 하나 이상 슬랫(60)을 연속적으로 연결하여 벨트의 형상을 취하는 트랙벨트(300),

상기 메인프레임(100)의 내부에 위치하되, 사용자의 보행에 따라 회전하는 상기 트랙벨트(300)의 회전에 부하를 가하여 트랙벨트(300)의 회전 속도를 낮추어 멈추도록 제어하는 브레이크(400),

상기 메인프레임(100) 내부에 위치하되, 상기 메인프레임(100)과 지면 간의 경사도를 조절하는 엑츄에이터(500),

상기 손잡이 프레임(200)에 위치하되, 상기 엑츄에이터(500)의 경사도의 높낮이를 조절하는 경사 조절 스위치(210),

상기 손잡이 프레임(200)에 위치하되, 상기 엑츄에이터(500)의 경사도를 초기 상태로 리셋시키는 리셋 스위치(220)를 포함하게 된다.

트랙벨트(300)는, 상기 메인프레임(100)의 내측에 위치하되, 적어도 하나 이상 슬랫(60)을 연속적으로 연결하여 벨트의 형상을 취하도록 구성하게 된다.

상기 트랙벨트(300)의 슬랫(60)에 대하여 상세히 설명하면,

다음으로 도 5 내지 도 20을 더 참고하여 본 실시예에 따른 슬랫에 대해 설명한다.

본 실시예에 따른 슬랫(60)은, 사용자가 딛는 것으로, 사용자의 하중을 받는 본체부(61), 그리고 본체부(61)에 가해지는 하중을 분산시키기 위한 트러스 구조를 갖는 트러스부(62)를 포함한다. 슬랫(60)은 트랙벨트(300)를 따라 배열되어 양측의 트랙벨트(300)를 연결한다. 이로 인해 슬랫(60)은 트랙벨트(300)를 따라 무한궤도 형태로 제1 롤러(20a)와 제2 롤러(20b)에 의해 연속 회전할 수 있다.

본체부(61)는 디딤부(611)와 결합부(612)를 포함하고, 슬랫(60)의 외형을 형성하며, 운동자가 디딜 수 있다. 디딤부(611)와 결합부(612)는 일체로 형성될 수 있다.

디딤부(611)는 운동자가 직접 디딜 수 있는 부분으로서 기설정된 길이와 폭을 가지며 디딤부(611)에는 사용자에 의해 하중이 가해질 수 있다. 디딤부(611)는 상하 방향으로 기설정된 두께를 갖는다.

결합부(612)는 디딤부(611)의 양단에 형성되어 외측으로 연장되어 있다. 디딤부(611)의 하면은 트랙벨트(300)와 접하며, 트랙벨트(300)를 관통하는 체결수단(31)이 체결될 수 있다. 이에 본체부(61)는 트랙벨트(300)와 결합되어 트랙벨트(300)를 따라 움직일 수 있다.

결합부(612)는 상하 방향으로 기설정된 두께를 갖되 디딤부(611) 보다도 두껍게 형성될 수 있으나, 결합부(612)와 디딤부(611)의 두께는 슬랫(60) 및 트랙벨트(300)의 설계에 따라 다양하게 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에서 본체부(61)는 트랙벨트(300)를 따라 배열되어 있으며, 이웃한 본체부(61-1)가 서로 마주하는 일측면(61a)과 타측면(61b)은 서로 같은 방향으로 경사져 있다. 이는 슬랫이 제1 롤러(20a)와 제2 롤러(20b)에서 방향 전환될 때 이웃한 슬랫의 본체부(61, 611)가 서로 간섭되지 않고 방향 전환이 이루어질 수 있도록 하기 위함이다.

하중 분산을 위한 트러스 구조의 트러스부(62)는, 디딤부(611)와 공간적으로 이격되어 형성되는 현재부(621), 그리고 현재부(621)와 디딤부(611)를 연결하는 사재부(622)를 포함한다.

트러스부(62)는 본체부(61)의 아래에 위치하며 트러스부의 폭(62W)은 본체부의 폭(61W) 보다도 좁게 형성될 수 있다. 이는 슬랫이 제1 롤러(20a)와 제2 롤러(20b)에서 방향 전환될 때 이웃한 슬랫의 트러스부(62)가 서로 간섭되지 않도록 하기 위함이다. 다만 트러스부의 폭(62W)이 본체부의 폭(61W) 보다도 너무 협소하게 형성될 경우 하중을 분산시키는 트러스부의 기능이 저하될 수 있으므로 유의하여야 한다.

현재부(621)는, 디딤부(611)의 아래에 위치하여 디딤부(611)의 하면과 간격을 두고 마주하고 있다. 현재부(621)는 디딤부와 멀어지는 방향으로 볼록한 곡면으로 형성될 수 있다. 이 경우 현재부는 힘을 좀더 효과적으로 분산시킬 수 되는 아치구조를 갖도록 형성될 수 있다.

사재부(622)는 상기 현재부의 내측과 상기 디딤부를 연결하는 제1 단위사재를 포함하고, 상기 제1 단위사재는 제1 방향으로 경사져 있고 상기 현재부와 상기 디딤부의 길이 방향을 따라 배열되어 있는 제1 사재;와 상기 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 경사져 있고 상기 현재부와 상기 디딤부의 길이 방향을 따라 배열되어 있는 제2 사재를 포함하며, 상기 제1 사재와 상기 제2 사재의 일측은 서로 연결되고, 일측과 타측이 상기 디딤부 및 상기 현재부와 각각 연결되어 삼각형의 트러스 구조를 형성할 수 있다.

사재부(622)는 제1 단위사재(623a) 외에도 제2 단위사재(623b)를 더 포함할 수 있다. 제1 단위사재(623a)와 제2 단위사재(623b)는 각각 제1 사재(624a, 625a), 그리고 제2 사재(624b, 625b)를 각각 포함한다.

제1 단위사재(623a)는 현재부(621)의 길이 방향 가상의 중심(621c)과 이웃하여 현재부(621)의 내측에 위치하고 있다.

제1 단위사재(623a)의 제1 사재(624a)는 제1 방향으로 경사지게 배치되어 현재부(621)와 디딤부(611) 사이의 공간에서 슬랫의 길이 방향을 따라 배열될 수 있다. 여기서 제1 방향은 디딤부(611)에서 현재부(621)로 향하는 방향을 기준으로 슬랫의 외측으로 경사진 방향이다.

제1 단위사재(623a)의 제2 사재(624b)는 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 경사지게 배치되어 현재부(621)와 디딤부(611)의 길이 방향을 따라 배열되어 있다. 여기서 제2 방향은 디딤부(611)에서 현재부(621)의 내측방향으로 경사진 방향이다.

제1 사재(624a)와 제2 사재(624b)는 서로 연결되어 절점을 이루며, 제1 사재(624a)와 제2 사재(624b)는 절점을 통해 디딤부(611) 및 현재부(621)와 연결되어 있다. 제1 사재(624a)와 제2 사재(624b)의 사이에는 트러스 구조의 삼각형 공간이 형성된다.

사재부(622)는 제2 단위사재(623b)를 더 포함할 수 있다. 제2 단위사재(623b)는 제1 단위사재(623a)와 이웃하여 현재부(621)의 외측에 배치되어 있다. 현재부(621)의 단부는 제2 단위사재(623b)로 디딤부(611)와 연결된다.

제2 단위사재(623b)의 제1 사재(625a)는 제2 방향으로 경사지게 배치되어 현재부(621)와 디딤부(611)를 연결하고 있다.

제2 단위사재(623b)의 제2 사재(625b)는 제1 방향으로 경사지게 배치되어 현재부(621)와 디딤부(611)를 연결하고 있다.

여기서, 제1 단위사재(623a)의 제2 사재(624b)와 제2 단위사재(623b)의 제1 사재(625a)는 이웃하여 간격을 두고 마주하고 있다. 한편, 가장 외측에 위치한 제2 단위사재(623b)의 제2 사재(625b)는 현재부(621)와 결합부(612)를 연결하고 있다.

이와 같은 제1 단위사재(623a)와 제2 단위사재(623b)는 가상의 중심(621c)을 기준으로 반대측으로도 형성됨으로서 좌, 우 양측으로 대칭되게 배치될 수도 있다. 일측의 제1 단위사재(623a)와 타측의 제1 단위사재(623c)는 간격을 두고 마주한다. 이때 일측 제1 단위사재(623a)의 제1 사재(624a)와 타측 제1 단위사재(623c)의 제2 사재(626b)는 간격을 두고 마주하며, 일측 제1 단위사재(623a)와 타측 제1 단위사재(623c)의 사이에는 트러스 구조의 삼각형 공간이 형성된다. 즉, 디딤부(611)와 현재부(621)의 사이에는 서로 마주하는 제1 사재(624a, 625a, 626a, 627a)와 제2 사재(624b, 625b, 626b, 627b)의 배치로 트러스 구조의 삼각형 공간들이 형성된다. 트러스 구조의 삼각형 공간들을 형성하는 제1 사재와 제2 사재들에 의해 디딤부(611)는 현재부(621)에 안정적으로 지지될 수 있다. 이러한 제1 사재와 제2 사재의 개수 및 삼각형 공간의 개수는 디딤부(611)의 길이에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

한편 디딤부(611)에 사용자의 하중이 수직하게 가해지면, 제1 단위사재(623a, 623c)와 제2 단위사재(623b, 623d)의 제1 사재와 제2 사재들에 압축력이 발생하고, 제1 사재와 제2 사재들의 하부가 절점을 통해 연결된 현재부(621)에 인장력이 발생한다. 이에 따라 디딤부(611)에 수직하게 가해지는 하중이 트러스부(62)를 통해 분산되므로 디딤부(611)의 휨이 최소화될 수 있다. 즉, 디딤부(611)의 변형률이 최소화될 수 있다.

한편, 트러스부(62)에 의해 디딤부(611)에 가해지는 하중이 분산되므로, 디딤부(611)의 상하 방향 두께를 결합부(612)의 두께보다 얇게 형성하여도 디딤부(611)는 하중에 견딜 수 있다. 이에 디딤부(611)의 두께를 결합부(612)의 두께보다 얇게 형성할 수 있으므로 본체부(61)의 형성에 따른 원가를 절감할 수 있다.

[실험예 슬랫의 Z방향 변위 수치해석 결과]

[실시예 1]

도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 슬랫으로서 본체부와 트러스부(62)를 포함하는 슬랫(1)을 수치해석한 결과를 보여주고 있다.

[비교예 1]

제1 실시예와 같은 본체부의 아래에 본체부의 길이 방향을 따라 리브를 형성하고 리브를 본체부의 폭 방향으로 배열하였고, 이웃한 리브를 크로스바로 연결하여 슬랫을 형성하였다(도 11 (a) 및 도 12 (e) 참조).

[비교예 2]

비교예 1과 같은 구조를 갖되, 이웃한 리브 사이에 리브와 수직한 수직바를 더 배치한 슬랫을 형성하였다(도 11 (b) 및 도 12 (f) 참조).

[비교예 3]

제1 실시예와 같은 본체부의 아래에 서로 연결된 사각기둥을 배열하여 슬랫을 형성하였다(도 11 (c) 및 도 12 (g) 참조).

[비교예 4]

비교예 3과 같은 구조를 갖되, 본체부의 길이 방향을 따라 리브를 배치한 슬랫을 형성하였다(도 11 (d) 및 도 12 (h) 참조).

[실시예 1] 및 [비교예 1] 내지 [비교예 4]에서 얻어진 슬랫에 대하여 결합부를 형성한 양측을 고정하고, 디딤부의 상면에서 -Z 방향으로 180kg의 하중을 가하여 변위를 수치해석 프로그램을 이용하여 시뮬레이션한 결과를 하기 [표 1]에서 나타냈다.

	중심부 변위	편심부 변위
실시예	-2.6mm	-1.6mm
비교예 1	-3.1mm	-1.8 mm
비교예 2	-4.1 mm	-2.4 mm
비교예 3	-9.5 mm	-6.0 mm
비교예 4	-6.9 mm	-4.4 mm

제1 실시예, 비교예 1, 비교예 2의 중심부 변위는 본체부의 상면 중심에서 하부 방향으로 하중을 가하여 중심에서 폭 방향으로 3곳에 대한 변위를 각각 측정하여 평균값을 나타내었으며, 비교예 3 및 비교예 4의 경우 사각기둥의 구조로 인하여 폭 방향으로 2곳에 대한 변위를 각각 측정하여 평균값을 나타내었다. 그 결과 하중이 분산되는 제1 실시예의 변위가 비교예 1 내지 비교예 4보다 작은 것으로 나타났다(도 10의 (a) 및 도 11 참조).그리고 제1 실시예, 비교예 2, 비교예 3, 비교예 4의 편심부 변위는 본체부의 상면 중심에서 일측으로 편심된 위치에서 하부 방향으로 하중을 가하여 그 지점에서 폭 방향으로 3곳에 대한 변위를 각각 측정하여 평균값을 나타내었으며, 비교예 1은 리브의 구조로 인하여 폭 방향으로 2곳에 대한 변위를 각각 측정하여 평균값을 나타내었다. 그 결과 하중이 분산되는 실시예의 변위가 비교예 1 내지 비교예 4 보다 작은 것으로 나타나 비교예에 비하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 슬랫의 성능이 우수한 것으로 판명되었다(도 10의 (b) 및 도 11 참조).

본 발명의 트러스 구조의 슬랫에 따르면 디딤부에 가해지는 하중은 트러스부의 사재부와 현재부에 의해 분산되므로 하중에 의한 본체부의 휨 발생이 최소화되어 슬랫의 파손을 최소화할 수 있다.

한편 도 12과 도 13에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 슬랫은 본체부(61) 상측에 결합되어 구성되되, 사용자가 발을 디딜 때 발생하는 충격을 완화시키기 위한 완충부(63)를 더 포함할 수 있다. 상기 완충부(63)는 슬랫에 사용자가 발을 디딜때 발생되는 충격을 보조적으로 완화시켜 본체부(61)와 트러스부(62)의 휨과 파손을 방지하기 위한 것이다. 상기 완충부(63)는 슬랫과 일체로 사출성형으로 제작될 수 있다.

상기 트러스 구조(T)에 대하여 상세히 설명하면,

트러스 구조(T)는 상기 제1 사재(626a), 제2 사재(626b), 디딤부(611), 현재부(621) 간의 배치로 형성된 삼각형 공간을 의미한다.

이때, 상기 제1 사재(626a), 제2 사재(626b), 디딤부(611)의 배치로 형성된 트러스 구조(T)는 역삼각형 공간을 형성하게 되는데, 이에 따라 상기 트러스 구조(T)는 사재측 단위면(A), 디딤측 단위면(W)을 포함하게 된다.

이에 따라, 상기 제1 사재(626a), 제2 사재(626b), 디딤부(611)의 배치로 형성된 트러스 구조(T)는 사재측 단위면(A), 디딤측 단위면(W)을 포함하게 되는데 상기 디딤측 단위면(W)을 이용하여 설명하면, 상기 트러스 구조(T)가 상기 현재부(621)의 길이 방향 가상의 중심(621c)으로부터 슬랫의 외측으로 하나 이상 형성될 시, 연속된 트러스 구조(T)의 디딤측 단위면(W) 길이가 점진적으로 줄어드는 연속된 구조를 하나 이상 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

이는 다양한 형태로 형성될 수 있는데 이를 실시예로 나누어 설명하도록 한다.

도 15에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 따른 슬랫의 트러스 구조(T)는,

상기 현재부(621)의 길이 방향 가상의 중심(621c)으로부터 슬랫의 외측으로 트러스 구조(T)가 하나 이상 형성되되,

연속된 트러스 구조(T)의 디딤측 단위면(W)의 길이가 상기 현재부(621)의 길이 방향 가상의 중심(621c)측에서 변칙적으로 형성되고,

슬랫의 외측의 연속된 트러스 구조(T)는 디딤측 단위면(W) 길이가 점진적으로 줄어드는 구조를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

이에 대하여 도 15를 참조하여 예를 들어 설명하면, 상기 현재부(621)의 길이 방향 가상의 중심(621c)으로부터 연속된 트러스 구조(T)의 각 디딤측 단위면(W)의 길이를 L1, L2, L3, L4라고 하였을 때, 상기 L1의 길이와 L2의 길이를 비교하였을 시 L2의 길이가 L1의 길이보다 더 길게 형성되고, L2 이후 L3, L4는 점진적으로 길이가 더 짧게 형성된다.

즉, L1과 L2의 길이는 반드시 연속적 점진적으로 줄어드는 것이 아니라, L2가 L1보다 더 길게 형성되고 L2 이후 L3, L4는 상기 서술한 특징과 같이 점진적으로 길이가 줄어들도록 형성될 수도 있는 것이다.

도 16에 도시된 본 발명의 제3 실시예에 따른 슬랫의 트러스 구조(T)는,

상기 현재부(621)의 길이 방향 가상의 중심(621c)으로부터 슬랫의 외측으로 트러스 구조(T)가 하나 이상 형성되며,

상기 트러스 구조(T)가 상기 현재부(621)의 길이 방향 가상의 중심(621c)으로부터 슬랫의 외측으로 하나 이상 형성될 시, 연속된 트러스 구조(T)의 디딤측 단위면(W) 길이가 점진적으로 줄어드는 구조를 포함하여 형성되되,

상기 하나 이상의 트러스 구조(T) 사이에 적어도 하나 이상의 보강 브릿지(C)가 형성되는 것을 특징으로 한다.

이에 대하여 도 16을 참조하여 예를 들어 설명하면, 상기 현재부(621)의 길이 방향 가상의 중심(621c)으로부터 연속된 트러스 구조(T)의 각 디딤측 단위면(W)의 길이를 L1, L2, L3, L4라고 하였을 때, 상기 L1 부터 L4까지 각 길이가 점진적으로 줄어들어 형성되되, 상기 L1, L2, L3, L4 중 어느 사이에 보강 브릿지(C)가 형성되는 것이다.

상기 보강 브릿지(C)는, 스랫의 하중 응력을 보강하기 위한 구조이다.

도 17에 도시된 본 발명의 제4 실시예에 따른 슬랫의 트러스 구조(T)는,

상기 현재부(621)의 길이 방향 가상의 중심(621c)으로부터 슬랫의 외측으로 트러스 구조(T)가 하나 이상 형성되며,

상기 트러스 구조(T)가 상기 현재부(621)의 길이 방향 가상의 중심(621c)으로부터 슬랫의 외측으로 하나 이상 형성될 시, 연속된 트러스 구조(T)의 디딤측 단위면(W) 길이가 점진적으로 줄어드는 구조가 형성되는 것을 특징으로 한다.

이에 대하여 도 17을 참조하여 예를 들어 설명하면, 상기 현재부(621)의 길이 방향 가상의 중심(621c)으로부터 연속된 트러스 구조(T)의 각 디딤측 단위면(W)의 길이를 L1, L2, L3, L4, L5라고 하였을 때, 상기 L1 부터 L4까지 각 길이가 점진적으로 줄어들어 형성하게 되는 것이다.

[실험예 슬랫의 Z방향 변위 수치해석 결과]

[실시예 2]

도 18은 본 발명의 제2 실시예에 따른 슬랫으로서 본체부와 트러스부를 포함하는 슬랫을 수치해석한 결과를 보여주고 있다.

[실시예 3]

도 19는 본 발명의 제3 실시예에 따른 슬랫으로서 본체부와 트러스부를 포함하는 슬랫을 수치해석한 결과를 보여주고 있다.

[실시예 4]

도 20은 본 발명의 제4 실시예에 따른 슬랫으로서 본체부와 트러스부를 포함하는 슬랫을 수치해석한 결과를 보여주고 있다.

[실시예 2] 내지 [실시예 4] 및 전술한 [비교예 1] 내지 [비교예 4]에서 얻어진 슬랫에 대하여 결합부를 형성한 양측을 고정하고, 디딤부(611)의 상면에서 -Z 방향으로 180kg의 하중을 가하여 변위를 수치해석 프로그램을 이용하여 시뮬레이션한 결과를 하기 [표 2]에서 나타냈다.

	중심부 변위	편심부 변위
실시예 1	-2.4mm	-1.6mm
실시예 2	-2.4mm	-1.6mm
실시예 3	-2.3mm	-1.6mm
비교예 1	-3.1mm	-1.8mm
비교예 2	-4.1mm	-2.4mm
비교예 3	-9.5mm	-6.0mm
비교예 4	-6.9mm	-4.4mm

[실시예 2] 내지 [실시예 4] 및 전술한 [비교예 1] 내지 [비교예 2]의 중심부 변위는 본체부의 상면 중심에서 하부 방향으로 하중을 가하여 중심에서 폭 방향으로 3곳에 대한 변위를 각각 측정하여 평균값을 나타내었으며, [비교예 3] 및 [비교예 4]의 경우 사각기둥의 구조로 인하여 폭 방향으로 2곳에 대한 변위를 각각 측정하여 평균값을 나타내었다.그 결과 하중이 분산되는 [실시예 2] 내지 [실시예 4]의 변위가 [비교예 1] 내지 [비교예 4]보다 작은 것으로 나타났다(도 18, 19, 20의 (a) 및 도 11 참조).그리고 [실시예 2] 내지 [실시예 4], [비교예 2], [비교예 3], [비교예 4]의 편심부 변위는 본체부의 상면 중심에서 일측으로 편심된 위치에서 하부 방향으로 하중을 가하여 그 지점에서 폭 방향으로 3곳에 대한 변위를 각각 측정하여 평균값을 내었으며, [비교예 1]은 리브의 구조로 인하여 폭 방향으로 2곳에 대한 변위를 각각 측정하여 평균값을 나타내었다.

그 결과 하중이 분산되는 [실시예 2] 내지 [실시예 4]의 변위가 [비교예 1] 내지 [비교예 4] 보다 작은 것으로 나타나 비교예에 비하여 본 발명의 실시예에 따른 슬랫의 성능이 우수한 것으로 판면되었다(도 18, 19, 20의 (a) 및 도 11 참조).

본 발명의 트러스 구조(T)의 슬랫에 따르면 디딤부(611)에 가해지는 하중은 트러스부의 사재부와 현재부(621)에 의해 분산되므로 하중에 의한 본체부의 휨 발생이 최소화되어 슬랫의 파손을 최소화할 수 있다.

한편, 브레이크(400)는 상기 메인프레임(100)의 내부에 위치하되, 사용자의 보행에 따라 회전하는 상기 트랙벨트(300)의 회전에 부하를 가하여 트랙벨트(300)의 회전 속도를 낮추어 멈추도록 제어하게 된다.

상기 브레이크(400)는, 사용자의 보행에 따라 회전하는 트랙벨트(300)에 부하를 가하여 트랙벨트(300)의 회전 속도를 낮추어 멈추도록 제어하게 되는데 이는, 메인프레임(100)과 지면 간의 경사가 커질 수록 사용자의 운동 강도가 상승하게 되는 것은 물론 사용자의 보행 속도가 급격히 상승하는 상황이 동반될 수 있기 때문에 사용자에 부담이 가거나 사용자의 보행 속도 한계 이상으로 트랙벨트(300)가 회전하여 사용자가 트레드밀로부터 추락하는 문제가 발생할 수 있음으로써, 이를 미연에 방지하고자 상기 브레이크(400)를 포함하여 구성하게 되는 것이다.

상기 브레이크(400)는, 메인프레임(100)의 내부에 위치하되, 메인프레임(100)의 후방측에 위치하는 것을 특징으로 한다.

엑츄에이터(500)는, 상기 메인프레임(100) 내부에 위치하되, 상기 메인프레임(100)과 지면 간의 경사도를 조절하게 된다.

상기 엑츄에이터(500)는, 연장부재를 포함하되, 연장부재가 일측 방향으로 확장될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 엑츄에이터(500)는, 상기 연장부재의 일측단에 인클라인 프레임(520)와 결합할 수 있도록 관절부재를 포함하고,

상기 관절부재와 결합되되, 상기 엑츄에이터(500)의 연장부재가 확장될 시, 트레드밀과 지면 간의 경사를 형성하도록 움직여 가이드하는 인클라인 프레임(520),

상기 인클라인 프레임(520)의 일측단에 결합되어 지면과 접촉되되, 상기 인클라인 프레임(520)가 가이드 하기 위한 움직임을 원활하도록 보조하는 가이드롤러(530)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 엑츄에이터(500)는 상기 메인프레임(100)의 좌측 및 우측에 한 쌍으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 한 쌍의 엑츄에이터(500)가 동일한 경사도를 형성할 수 있도록 상기 메인프레임(100) 내부에 동기화 알고리즘을 이용하여 상기 엑츄에이터(500)를 제어하는 인클라인 모터(540)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

경사 조절 스위치(210)는, 상기 손잡이 프레임(200)에 위치하되, 상기 엑츄에이터(500)의 경사도 높낮이를 조절하게 된다.

상기 경사 조절 스위치(210)는, 상기 엑츄에이터(500)의 경사도의 높낮이를 조절하기 위한 것으로서, 사용자가 선택적으로 상기 인클라인 모터(540)를 동작시켜 상기 엑츄에이터(500)의 인클라인 프레임(520)의 경사도를 조절할 수 있게 되는 것이다.

즉, 이에 따라 경사도를 설정할 수 있어 사용자가 선택적으로 본인의 운동 강도를 설정할 수 있게 되는 것이다.

리셋 스위치(220)는, 상기 손잡이 프레임(200)에 위치하되, 상기 엑츄에이터(500)의 경사도를 초기 상태로 리셋시키도록 구성하게 된다.

상기 리셋 스위치(220)는, 상기 엑츄에이터(500)의 경사도를 초기 상태를 리셋시키되, 상기 브레이크(400)를 작동시켜 상기 트랙벨트(300)의 회전을 멈추도록 제어할 수 있는 것을 특징으로 한다.

상기 서술한 본 발명은, 상기 손잡이 프레임(200)의 일면에 위치하되, 사용자의 보행 속도, 운동 시간, 경사도 중 어느 하나 이상을 포함하는 휘트니스 레벨을 표시하는 디스플레이부(230)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 사용자의 운동 상태에 대하여 표시하여 사용자가 용이하게 본인의 운동 상태를 확인할 수 있게 되는 것이다.

한편 본 발명은 평자형태의 트랙벨트 가진 트레드밀을 기준으로 설명하였으나, 라운드 형태의 트랙벨트에도 구성의 곤란성 없이 적용될 수 있을 것이다.

상기 구성에 따른 본 발명 접지면 경사각을 조절할 수 있고 슬랫을 포함하는 사용자 주도형 트레드밀은,

트레드밀과 지면 간의 경사도를 조절할 수 있도록 하여 사용자가 선택적으로 운동 강도를 조절할 수 있는 효과가 제공된다.

또한, 트레드밀 사용자의 하중에 의해 휘어지거나 파손되지 않고 견딜 수 있는 슬랫을 제공하는 효과가 제공된다.

이상에서 본 발명에 대하여 도면에 도시된 바를 바탕으로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시 예 및 도면에 한정되는 것은 아니다.

100 : 메인프레임 210 : 경사 조절 스위치
200 : 손잡이 프레임 220 : 리셋 스위치
300 : 트랙벨트

Claims (5)

1. 접지면 경사각을 조절할 수 있고 슬랫을 포함하는 사용자 주도형 트레드밀에 있어서,
   상기 트레드밀의 전체적인 형상을 취하는 메인프레임(100);
   상기 메인프레임(100)의 상측에 위치하여 사용자가 보행 시 손을 거치할 수 있는 역할을 수행하는 손잡이 프레임(200);
   상기 메인프레임(100)의 내측에 위치하되, 적어도 하나 이상 슬랫(60)을 연속적으로 연결하여 벨트의 형상을 취하는 트랙벨트(300);
   상기 메인프레임(100)의 내부에 위치하되, 사용자의 보행에 따라 회전하는 상기 트랙벨트(300)의 회전에 부하를 가하여 트랙벨트(300)의 회전 속도를 낮추어 멈추도록 제어하는 브레이크(400);
   상기 메인프레임(100) 내부에 위치하되, 상기 메인프레임(100)과 지면 간의 경사도를 조절하는 엑츄에이터(500);
   상기 손잡이 프레임(200)에 위치하되, 상기 엑츄에이터(500)의 경사도의 높낮이를 조절하는 경사 조절 스위치(210);
   상기 손잡이 프레임(200)에 위치하되, 상기 엑츄에이터(500)의 경사도를 초기 상태로 리셋시키는 리셋 스위치(220);를 포함하되,
   상기 슬랫(60)은,
   사용자의 하중을 받는 디딤부; 상기 디딤부의 양측에 형성되어 상기 트랙벨트(300)에 고정될 수 있는 결합부를 갖는 본체부; 및 상기 디딤부와 연결되어 상기 본체부에 가해지는 하중을 분산시키는 트러스 구조를 갖는 트러스부;를 포함하고,
   상기 트러스부는,
   상기 디딤부와 공간적으로 일정 간격 이격되어 형성되는 현재부;와, 상기 현재부와 상기 디딤부를 연결하고 있는 사재부;를 포함하며, 상기 현재부는 상기 디딤부에서 멀어지는 방향으로 곡면으로 형성되어 있으며,
   상기 사재부는,
   상기 현재부의 내측과 상기 디딤부를 연결하는 제1 단위사재를 포함하고, 상기 제1 단위사재는 제1 방향으로 경사져 있고 상기 현재부와 상기 디딤부의 길이 방향을 따라 배열되어 있는 하나 이상의 제1 사재;와 상기 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 경사져 있고 상기 현재부와 상기 디딤부의 길이 방향을 따라 배열되어 있는 하나 이상의 제2 사재를 포함하며, 상기 제1 사재와 상기 제2 사재의 일측은 서로 연결되고, 일측과 타측이 상기 디딤부 및 상기 현재부와 각각 연결되어 삼각형의 트러스 구조를 형성하고,
   상기 트러스 구조는 디딤측 단위면을 포함하고,
   상기 트러스 구조가 상기 현재부의 길이 방향 가상의 중심으로부터 슬랫(60)의 외측으로 두개 이상 형성되고, 연속된 트러스 구조의 디딤측 단위면 길이가 점진적으로 줄어드는 연속된 구조를 하나 이상 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 접지면 경사각을 조절할 수 있고 슬랫을 포함하는 사용자 주도형 트레드밀.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 슬랫(60)은,
   상기 본체부(61)의 상측에 결합되어 사용자가 발을 디딜 때 발생하는 충격을 완화시키기 위한 완충부(63)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 접지면 경사각을 조절할 수 있고 슬랫을 포함하는 사용자 주도형 트레드밀.
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