KR102454939B1 - 상체 운동기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라이휠의 회전 관성에 의한 운동부하를 이용하여 상체 가슴 부위의 근육성장이나 재활 운동을 할 수 있는 상체 운동기구에 관한 것이다.

Description

상체 운동기구{EXERCISE EQUIPMENT OF UPPER BODY}

본 발명은 플라이휠의 회전 관성에 의한 운동부하를 이용하여 상체 가슴 부위의 근육성장이나 재활 운동을 할 수 있는 상체 운동기구에 관한 것이다.

일반적으로, 신체 근육을 단련하기 위한 운동기구는 운동부하를 필요로 한다. 따라서, 사용자의 근육운동방향과 반대방향으로 운동저항을 줄 수 있는 다양한 방식이 다양하게 제안된 바 있다.

일례로, 가슴근육 운동기구(체스트 프레스머신, chest press machine)는 상체 근육운동을 위하여 단계별로 상승하는 운동부하를 만들도록 여러 개의 하중 무게추와 중력에 기인한 원리가 주로 사용되어 왔다.

그러나 무게추를 이용하는 종래의 체스트 프레스는 사용자의 다양한 운동강도 요구에 따라 필요한 무게추를 복수 개 구비해야 한다. 이에 따라 기구 전체 무게가 커서 운동기구의 위치를 바꾸거나 이동시키기 어려운 단점이 있다. 공용으로 사용할 때는 운동기구 사용자마다 운동 전에 자기에 맞는 무게추의 개수를 선정한 후에 무게추를 바꾸어야만 운동을 시작할 수 있다. 또한 무게추를 이용한 체스트 프레스는 손잡이를 밀고 당기는 속도나 거리에 따라 운동부하가 거의 변화되지 않고, 선정된 무게추 개수에 의해서만 결정되는 단점이 있다.

한편, 탄성(스프링, 고무, 패브릭) 밴드를 사용하는 운동기구는 탄성밴드가 현저히 늘어날 때만 운동부하가 커지고 원위치로 복귀함에 따라 운동부하가 급격하게 감소하게 된다. 이에 따라 운동기구에 적용시 운동부하를 사용자가 용이하게 변동하기 어려운 문제점이 있다.

대한민국 공개실용신안공보 제20-1995-0029576호(1995.11.17.)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 플라이휠의 회전 관성에 의한 운동부하를 이용하여 상체 가슴 부위의 근육성장이나 재활 운동을 할 수 있는 상체 운동기구를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명에 따른 상체 운동기구는, 사용자가 착석할 수 있도록 시트가 구비되는 본체부; 상기 본체부에 아암의 일단이 힌지축을 매개로 선회 가능하게 결합되고, 상기 아암의 타단에는 사용자가 파지할 수 있도록 손잡이가 구비되는 조작부; 및 상기 아암과 스트랩을 매개로 연결되어 상기 아암에 회전 관성에 의한 운동부하를 부가해줄 수 있도록 플라이휠이 구비되는 운동부하발생부;를 포함할 수 있다.

이 경우 상기 아암과 플라이휠 사이에는, 상기 스트랩이 감김 설치되는 복수의 롤러가 구비되며, 상기 복수의 롤러 중 적어도 어느 하나의 위치를 변경하여 상기 스트랩의 길이를 조절해주는 스트랩조절부;를 더 포함할 수 있다.

또한 상기 스트랩조절부는, 상기 본체부에 고정 설치되며, 길이방향을 따라 복수의 체결공이 이격 형성되는 가이드레일; 상기 가이드레일을 따라 슬라이딩 이동 가능하게 결합되어 상기 스트랩의 길이를 조절해주는 가변롤러; 및 상기 가변롤러를 소정 위치에 고정해줄 수 있도록 상기 가변롤러 설치용 브라켓의 삽입공을 통해 상기 복수의 체결공 중 어느 하나에 체결되는 체결부재;를 포함할 수 있다.

또한 상기 운동부하발생부는, 상기 스트랩의 일단이 본체부에 고정되고, 상기 스트랩의 타단은 상기 플라이휠의 동축에 이격 설치된 풀리에 권취 가능하게 연결될 수 있다.

또한 상기 상체 운동기구는, 상기 아암의 일측에 상기 아암의 회전반경을 따라 장공이 형성되는 제1가이드부재와, 상기 본체부에 형성되며 상기 장공의 길이방향을 따라 이격 형성된 복수의 결합공이 구비되는 제2가이드부재와, 상기 장공 내에서 길이방향을 따라 슬라이딩 이동 가능하도록 상기 복수의 결합공 중 어느 하나에 체결되는 고정부재가 구비되는 선회각도조절부;를 더 포함하여, 상기 아암의 선회각도를 조절해줄 수 있다.

또한 상기 상체 운동기구는, 상기 본체부에 구비되는 걸고리(또는 후술할 하중센서의 걸고리)에 상기 스트랩의 일단이 설치되어 상기 스트랩에 작용하는 힘을 측정하는 하중센서와, 상기 플라이휠의 일측에 설치되어 상기 플라이휠의 회전 속도를 측정해주는 로터리엔코더가 구비되는 운동량측정부;를 더 포함하여, 운동 시 소모되는 칼로리를 포함한 각종 정보를 측정 및 계산할 수 있다.

또한 상기 스트랩의 일단은, 상기 하중센서의 일측에 구비된 걸고리에 길이조절 가능하게 연결될 수 있다.

이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 상체 운동기구는, 중력과 무관하게 회전 관성력을 사용하므로 운동방향에 무관하게 지속적인 운동부하를 생성할 수 있다. 즉 플라이휠에 의해 스트랩을 언와인딩(Unwinding)할 때와 스트랩을 다시 권취시키는 두 과정 동안 각각 근육의 단축성 운동과 신장성 운동을 수행할 수 있기 때문에 무게추를 이용한 체스트 프레스보다 더 효율적인 운동을 할 수 있다. 따라서 무게추 운동기구보다 가벼우면서도 강력한 운동부하를 생성해 낼 수 있다.

또한 사용자마다 서로 다른 팔길이에 맞게 스트랩의 길이를 조절할 수 있음으로써 사용 편의성을 증대시킬 수 있다.

또한 플라이휠에 추가적으로 무게추를 병행하여 운동부하를 만드는 경우라도 무게추만의 운동기구에 상당하는 운동부하에 요구되는 무게추의 개수를 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 기구의 경량화가 가능하고 기구의 이동성이 우수하다.

또한 종래에 탄성력(스프링, 고무, 벨트)을 이용하는 가슴근육운동기구는 밴드가 늘어난 거리가 증가하여야만 부하가 상당함에 따라 사용자가 임의로 부하를 조절함이 용이하지 않은 반면에, 플라이휠을 이용하는 운동기구는 사용자가 스스로 속도조절을 함으로써 임의의 크기의 운동부하를 생성할 수 있다. 이에 따라 탄성력이 다른 여러 세트의 밴드 기구를 모두 구비하지 않아도 된다.

또한 무게추 대신 플라이휠을 주된 운동부하로 사용함으로써 운동방향에 따라 근육의 신장성 운동을 효과적으로 수행할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 상체 운동기구의 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 상체 운동기구의 정면도,
도 3은 본 발명에 따른 스트랩조절부의 분해사시도,
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 스트랩조절부의 작동상태를 보여주는 측면도,
도 5는 본 발명에 따른 상체 운동기구의 배면사시도,
도 6은 본 발명에 따른 선회각도조절부를 보여주는 도 2의 I-I'선 단면도이다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

여기서, 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 상체 운동기구의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 상체 운동기구의 정면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 상체 운동기구(100)는, 본체부(110), 조작부(120), 운동부하발생부(130)를 포함할 수 있다.

이러한 본 발명의 구성에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본체부(110)는 상체 운동기구(100)의 주된 하부프레임을 구성하는 것으로, 이러한 본체부(110)에는 사용자가 착석할 수 있도록 시트(111)가 구비될 수 있다. 시트(111) 후방에는 시트(111)에 착석한 사용자가 등을 기댈 수 있도록 등받이(113)가 구비될 수 있다.

조작부(120)는 본체부(110)에 아암(121)의 일단이 힌지축(123)을 매개로 선회 가능하게 결합되고, 상측으로 소정길이 연장되는 아암(121)의 타단에는 사용자가 파지할 수 있도록 손잡이(125)가 구비될 수 있다.

바람직하게, 상기 아암(121)은 시트(111)를 중심으로 본체부(110)의 양측에 적어도 한 쌍이 이격 설치될 수 있다. 이러한 구조의 아암(121)은 사용자가 시트(111)에 착석한 후 양손으로 손잡이(125)를 각각 파지한 상태에서 아암(121)을 전방으로 밀거나 당기는 동작을 반복적으로 실시할 수 있다.

운동부하발생부(130)는 아암(121)과 스트랩(131)을 매개로 연결되어 아암(121)에 회전 관성에 의한 운동부하를 부가해주는 플라이휠(133)을 포함할 수 있다.

구체적으로, 운동부하발생부(130)는 스트랩(131)의 일단(131a)이 걸고리(161a)(도 4 참조) 또는 본체부(110)에 부착되어 제공되는 걸고리에 고정되고, 스트랩(131)의 타단(131b)은 플라이휠(133)에 권취 가능하게 연결될 수 있다. 이러한 플라이휠(133)은 무게추를 대신하여 운동부하를 생성해주는 것으로, 장남감 요요에서 줄이 풀리는 원리를 반대로 이용한 것이다. 상기 스트랩(131)의 타단은 플라이휠(133)의 동축에 이격 설치된 풀리(133a) 외주면에 권취 가능하게 연결될 수 있다(도 2 참조).

이처럼 운동부하발생부(130)에 플라이휠(133)를 적용함에 따라 사용자 스스로 운동부하를 임의로 조절할 수 있다. 즉 스트랩(131)을 빨리 잡아당기게 되면 플라이휠(133)의 회전속도도 빨리 증가하게 되고, 증가하는 회전속도는 플라이휠(133)에 저장되는 에너지를 더 빨리 그리고 더 많이 증가시키게 한다. 따라서 스트랩(131)이 플라이휠(133)에 권취되는 동안 플라이휠(133)의 에너지가 소모되면서 큰 운동부하가 생성될 수 있다.

도 3을 참조하면, 상기 아암(121)과 플라이휠(133) 사이에는 스트랩(131)이 감김 설치될 수 있도록 복수의 롤러(135)가 구비될 수 있다.

이 경우 상기 스트랩(131)은 소정길이로 형성됨에 따라 사용자마다 서로 다른 팔길이에 맞게 스트랩(131)의 길이를 조절할 필요가 있다. 이를 구현할 수 있도록 운동부하발생부(130)에는 복수의 롤러(135) 중 적어도 어느 하나의 위치를 변경하여 스트랩(131)의 길이를 조절해주는 스트랩조절부(140)가 구비될 수 있다.

도 4a를 참조하면, 상기 스트랩조절부(140)는 본체부(110)에 고정 설치되며 가로 길이방향을 따라 복수의 체결공(141a)이 이격 형성되는 가이드레일(141)과, 상기 가이드레일(141)의 길이방향을 따라 좌우로 슬라이딩 이동 가능하게 결합되어 스트랩(131)의 길이를 조절해주는 가변롤러(143)와, 상기 가변롤러(143)를 소정 위치에 고정해줄 수 있도록 가변롤러 설치용 브라켓(144)의 삽입공(144a)을 통해 복수의 체결공(141a) 중 어느 하나에 체결되는 체결부재(145)를 포함할 수 있다.

도 4b를 참조하면, 상기 스트랩조절부(140)는 운동시작 전 사용자의 팔길이에 맞게 가변롤러(143)의 위치를 변경해가며 스트랩(131)의 길이를 용이하게 조절해줄 수 있다. 즉 사용자는 아암(121)을 파지하기 위해 팔을 쭉 폈을 때 스트랩(131)이 소정의 장력을 유지하도록 길이를 조절하는 것이 가능하며, 이에 따라 운동 효율을 높일 수 있다.

한편, 기존 무게추가 적용된 운동기구는 중력가속도에 상당하는 가속도를 만들지 않으면 일정한 크기의 운동부하를 생성하게 된다. 이에 반해 본 발명의 플라이휠(133)을 이용한 상체 운동기구(100)는 회전관성력의 원리에 기반하여 운동부하를 생성할 수 있다. 즉 플라이휠(133)에 권취된 스트랩(131)을 잡아당기면서 언와인딩하는 과정 중에 스트랩(131)을 당기는 속도에 따라 사용자 스스로 운동부하의 정도를 조절할 수 있다. 이러한 플라이휠(133)과 스트랩(131) 만으로 구성된 하나의 상체 운동기구(100)를 이용함으로써, 기존 서로 다른 방식의 운동기구에서 여러 개의 무게추와 다양한 강성의 탄성밴드가 만들어내는 부하를 임의로 생성해낼 수 있다.

이 경우 플라이휠(133)에 스트랩(131)의 완전한 언와인딩이 이루어진 후 스트랩(131)은 플라이휠(133)의 회전 관성으로 계속 같은 회전 방향으로 권취된다. 이 경우 스트랩(131)이 수동적으로 권취되지 않고 사용자가 스트랩(131)에 능동적으로 소정의 저항을 부여한다면 이 과정에서 근육의 신장성 운동이 가능하게 된다. 따라서, 사용자의 스트랩(131) 언와인딩 시 당기는 정도나, 플라이휠(133)에 권취될 때 저항하는 정도에 따라 운동부하를 증가 또는 감소시킬 수 있다.

또한 스트랩(131)을 당기면서 언와인딩하는 속도가 클수록 플라이휠(133)에 저장되는 에너지는 회전속도의 제곱에 비례하여 커진다(

). 이 에너지는 스트랩(131)의 권취 과정을 더 빠르게 진행하게 되고, 스트랩(131)의 리와인딩(Rewinding)에 저항하는 사용자는 더 큰 저항을 하는 신장성 운동을 경험하게 된다. 이와 같이 사용자가 스트랩(131)을 당기는 속도를 스스로 조절함으로써 회전관성력의 크기, 즉 운동부하의 크기를 임의로 조절할 수 있다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 상체 운동기구(100)는 아암(121)의 선회각도를 조절해주는 선회각도조절부(150)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 선회각도조절부(150)는 아암(121)의 일측에 아암(121)의 회전반경을 따라 장공(151a)이 형성되는 제1가이드부재(151)와, 상기 본체부(110)에 형성되며 장공(151a)의 길이방향을 따라 이격 형성된 복수의 결합공(153a)이 구비되는 제2가이드부재(153)와, 상기 장공(151a) 내에서 길이방향을 따라 슬라이딩 이동 가능하도록 복수의 결합공(153a) 중 어느 하나에 체결되는 고정부재(155)를 포함할 수 있다.

즉 상체 운동기구(100)가 스트랩(131)에만 의지하는 경우 사용자가 아암(121)을 놓치는 경우 아암(121)이 바닥이나 사용자와 충돌할 수 있는 우려가 있다. 이에 따라 상기 선회각도조절부를 통해 아암(121)의 선회각도를 제한해줌으로써 안전사고의 발생을 방지해줄 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 상기 상체 운동기구(100)는 운동량측정부(160)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 운동량측정부(160)는 걸고리(161a)(도 4 참조) 또는 본체부(110)에 부착되어 제공되는 걸고리에 고정되는 스트랩(131)의 일단에 설치되어 스트랩(131)에 작용하는 힘을 측정해주는 로드셀(load cell) 등의 하중센서(161)와, 상기 플라이휠(133)의 일측에 설치되어 플라이휠(133)의 회전 속도를 측정해주는 로터리엔코더(163)를 포함할 수 있다.

이처럼 하중센서(161)와 로터리엔코더(163)를 포함한 구성을 통해 상체 운동기구(100)를 이용한 운동 시 소모되는 칼로리를 포함한 각종정보를 측정 및 계산할 수 있다. 측정된 수치는 본체부(110)의 일측에 구비된 별도의 디스플레이창(미도시)을 통해 표시될 수 있다.

이 경우 상기 스트랩(131)의 일단(131a)은 하중센서(161)의 일측에 구비된 걸고리(161a)에 길이조절 가능하게 연결될 수 있다(도 4a 및 도 4b 참조). 이에 따라 스트랩조절부(140)의 조작 시 걸고리(161a)에 연결된 스트랩(131)의 일단(131a)을 잡아당기거나 다시 풀어주는 조작을 통해 스트랩(131)의 길이를 대응되게 조절해줄 수 있다.

이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 상체 운동기구(100)는, 플라이휠(133)의 회전 관성에 의한 운동부하를 이용함으로써 기존의 무게추 운동기구에 비하여 등속운동, 가속, 감속운동이 용이하다. 이처럼 운동부하 조절이 용이함으로써 남녀노소 모두가 한 개의 운동기구를 공유할 수 있으며, 사용자가 바뀌더라도 기존의 무게추 운동기구처럼 운동부하를 미리 변경시킬 필요가 없다.

또한 본 발명은 기존의 무게추나 탄력밴드에 의해 발현할 수 없는 에너지 저장과 에너지 방출의 효과가 있으며, 이를 이용하여 상체 가슴부위의 근육성장이나 재활 운동을 효과적으로 진행할 수 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 구체적인 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경과 수정이 가능함은 물론이다.

예컨대, 본 발명에서는 무게추 대신 플라이휠(133)을 적용하여 운동부하를 생성하였으나, 이에 한정되지 않으며, 플라이휠(133)과 무게추(미도시)를 함께 적용할 수도 있다. 즉 무게추만 사용한 운동기구보다 무게추와 플라이휠(133)을 함께 사용하는 운동기구는 무게추의 개수를 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 운동기구의 전체 무게를 증가시키지 않을 수 있다.

100 : 상체 운동기구 110 : 본체부
111 : 시트 113 : 등받이
120 : 조작부 121 : 아암
123 : 힌지축 125 : 손잡이
130 : 운동부하발생부 131 : 스트랩
133 : 플라이휠 135 : 롤러
140 : 스트랩조절부 141 : 가이드레일
141a : 체결공 143 : 가변롤러
144 : 브라켓 144a : 삽입공
145 : 체결부재 150 : 선회각도조절부
151 : 제1가이드부재 151a : 장공
153 : 제2가이드부재 153a : 결합공
155 : 고정부재 160 : 운동량측정부
161 : 하중센서 161a : 걸고리
163 : 로터리엔코더

Claims (7)

1. 사용자가 착석할 수 있도록 시트가 구비되는 본체부;
   상기 본체부에 아암의 일단이 힌지축을 매개로 선회 가능하게 결합되고, 상기 아암의 타단에는 사용자가 파지할 수 있도록 손잡이가 구비되는 조작부; 및
   상기 아암과 스트랩을 매개로 연결되어 상기 아암에 회전 관성에 의한 운동부하를 부가해줄 수 있도록 플라이휠이 구비되는 운동부하발생부;를 포함하되,
   상기 운동부하발생부는,
   상기 스트랩의 일단이 본체부의 걸고리에 고정되고, 상기 스트랩의 타단은 상기 플라이휠의 동축에 이격 설치된 풀리에 권취 가능하게 연결된 것을 포함하여,
   상기 스트랩의 완전한 언와인딩(Unwinding)이 이루어진 후 상기 스트랩이 상기 플라이휠의 회전 관성에 의해 계속 같은 회전 방향으로 리와인딩(Rewinding)될 때 사용자가 저항하는 정도에 따라 운동부하를 증가 또는 감소시킬 수 있도록 하며,
   상기 아암과 플라이휠 사이에는, 상기 스트랩이 감김 설치되는 복수의 롤러가 구비되며, 상기 복수의 롤러 중 적어도 어느 하나의 위치를 변경하여 상기 스트랩의 길이를 조절해주는 스트랩조절부;를 포함하되,
   상기 스트랩조절부는, 상기 본체부에 고정 설치되며, 가로 길이방향을 따라 복수의 체결공이 이격 형성되는 가이드레일; 상기 가이드레일의 길이방향을 따라 좌우로 슬라이딩 이동 가능하게 결합되어 상기 스트랩의 길이를 조절해주는 가변롤러; 및 상기 가변롤러를 소정 위치에 고정해줄 수 있도록 상기 가변롤러 설치용 브라켓의 삽입공을 통해 상기 복수의 체결공 중 어느 하나에 체결되는 체결부재;를 포함하는 상체 운동기구.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 상체 운동기구는,
   상기 아암의 일측에 상기 아암의 회전반경을 따라 장공이 형성되는 제1가이드부재와, 상기 본체부에 형성되며 상기 장공의 길이방향을 따라 이격 형성된 복수의 결합공이 구비되는 제2가이드부재와, 상기 장공 내에서 길이방향을 따라 슬라이딩 이동 가능하도록 상기 복수의 결합공 중 어느 하나에 체결되는 고정부재가 구비되는 선회각도조절부;를 더 포함하여, 상기 아암의 선회각도를 조절해줄 수 있도록 한 것인 상체 운동기구.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 상체 운동기구는,
   상기 본체부에 고정되는 상기 스트랩의 일단에 설치되어 상기 스트랩에 작용하는 힘을 측정하는 하중센서와, 상기 플라이휠의 일측에 설치되어 상기 플라이휠의 회전 속도를 측정해주는 로터리엔코더가 구비되는 운동량측정부;를 더 포함하여, 운동 시 소모되는 칼로리를 포함한 각종 정보를 측정 및 계산할 수 있도록 한 것인 상체 운동기구.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 스트랩의 일단은,
   상기 하중센서의 일측에 구비된 걸고리에 길이조절 가능하게 연결되는 것인 상체 운동기구.

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