KR19990033625U - 타원형궤적을따라움직이는페달을구비한운동기구 - Google Patents

Abstract

타원궤적을 따라 페달이 움직이는 운동기구를 개시한다. 본 고안에 따른 운동기구는, 베이스;와 그 중간부분의 소정위치에 상기 베이스의 윗면과 평행하게 설치된 회전축과, 각각 상기 회전축의 양끝에 그 일단이 자유롭게 회전할 수 있도록 축설된 한 쌍의 아암을 구비하고, 상기 베이스의 윗면에 설치되는 프레임;과, 베이스의 일측으로부터 연장되는 한 쌍의 레일; 및 한 쌍의 페달지지수단으로서, 그 일단은 상기 아암의 회전축과는 반대쪽 단부에 회전가능하게 연결되고, 그 타단에는 상기 레일상에서 미끄럼 가능하게 움직일 수 있는 미끄럼 수단을 구비하는 한 쌍의 페달지지수단을 포함한다.

Description

타원형 궤적을 따라 움직이는 페달을 구비한 운동기구{Elliptical Trainer}

본 고안은 운동기구에 관한 것으로서, 특히 페달이 타원형 궤적을 따라 움직이는 운동기구에 관한 것이다.

일반적으로 운동은 크게 실외운동과 실내운동으로 나눌 수 있으며, 실외운동이 바람직한 것이기는 하나, 규칙적으로 간편하게 할 수 있고 쪼가리 시간을 활용할 수 있다는 점에서 실내운동이 확산되고 있는 실정이다. 이러한 실내운동으로는 기구를 사용하는 것과 기구를 사용하지 않는 것이 있는데, 기구를 사용하는 것이 운동의 지루함을 덜어주고 운동효과를 배가시킬 수 있기에 현재 여러 가지 타입의 실내운동기구가 개발되어 있다.

이러한 실내운동기구들 중에서 페달을 밟는 구조로 되어 있는 것으로는 인도어 사이클(indoor cycle)이나 스테퍼(stepper) 등을 들 수 있다. 인도어 사이클은 종래의 자전거를 베이스에 설치한 타입으로, 이 때 바퀴가 공중에 떠있도록 베이스에 설치됨으로써 실외에서와는 달리 페달을 밟으면 바퀴가 지면과 접촉하지 않고 공회전하여 고정된 상태에서 자전거를 탈 수 있도록 고안된 것이다. 또한, 스테퍼는 소위 러닝머신의 대체품으로서, 페달을 교대로 밟으면서 걷는 운동을 할 수 있도록 고안된 것이다.

그러나, 이 인도어 사이클이나 스테퍼 등은 페달이 원형의 궤적을 따라 움직이거나 또는 단순히 상하로 움직이도록 되어 있기 때문에, 특정부위의 근육만을 강화시킨다는 단점과, 무릎관절에 과다한 힘이 가해짐으로써 무릎관절에 손상을 줄 우려가 있다는 단점이 있다.

본 고안은 상기의 단점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 타원형궤적을 따라 페달이 움직이도록 함으로써 심폐기능의 강화는 물론 하체근육이 골고루 강화되도록 함과 동시에 무릎관절에 손상을 주지 않도록 하는 운동기구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 고안에 따른 운동기구의 사시도이다.

도2는 도 1의 레일에 곡면부재가 더 설치된 것을 나타내는 단면도이다.

도 3은 도 1의 레일 윗면을 곡면으로 처리한 것을 나타내는 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100:베이스 110:프레임

113, 114:아암 121, 122:레일

140a, 140b:페달지지수단 141, 142:제1 아암

143, 144:제2 아암 150:완충부재

161, 162:페달 170: 핸들

180 :스프로켓 190:운동부하수단

195:검출기 200:디스플레이 장치

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 고안에 따른 타원형 궤적을 따라 움직이는 페달을 구비한 운동기구는 베이스;와 그 중간부분의 소정위치에 상기 베이스의 윗면과 평행하게 설치된 회전축과, 각각 상기 회전축의 양끝에 그 일단이 자유롭게 회전할 수 있도록 축설된 한 쌍의 아암을 구비하고, 상기 베이스의 윗면에 설치되는 프레임;과, 베이스의 일측으로부터 연장되는 한 쌍의 레일; 및 한 쌍의 페달지지수단으로서, 그 일단은 상기 아암의 회전축 반대쪽 단부에 회전가능하게 연결되고, 그 타단에는 상기 레일상에서 미끄럼 가능하게 움직일 수 있는 미끄럼 수단을 구비하는 한 쌍의 페달지지수단을 포함하여, 상기 한쌍의 페달지지수단에 장착되어 있는 페달을 밟음에 따라 페달이 타원형 궤적을 따라 움직이는 것을 특징으로 한다.

상기 페달지지수단은 제1 아암과 제2 아암을 구비하며, 상기 제1 아암의 일단은 상기 프레임의 상기 아암의 회전축 반대쪽 단부에 회전가능하게 연결되고, 상기 제1 아암의 중간부분의 소정위치에는 상기 제2 아암의 일단이 회전가능하게 연결되고, 상기 제1아암의 타단에는 페달이 장착되고, 상기 제2 아암의 타단에는 상기 레일 상에서 미끄럼운동하는 미끄럼 수단이 장착된다.

여기에서, 상기 제2 아암이 회전가능하게 연결되는 상기 제1 아암의 상기 소정위치는 페달이 위치하는 상기 제1 아암의 끝에서 상기 코일 스프링의 길이의 3.5 내지 6배 만큼 떨어진 위치인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 페달은 상기 제1 아암과 일체형 또는 상기 제1 아암과 독립하여 별개로 분리되며, 상기 미끄럼 수단은 바퀴인 것이 바람직하다.

상기 페달의 하부면과 제2 아암의 사이에는 코일 스프링과 같은 완충부재가 설치되며, 상기 프레임의 상단에는 핸들부재가 설치될 수 있다.

본 고안에 따른 운동기구는 상기 프레임의 회전축의 일단에 설치되는 스프로켓과 상기 베이스에 회전가능하게 설치되는 운동부하수단을 더 구비하고, 상기 스프로켓과 상기 운동부하수단은 예를 들면 벨트 또는 체인과 같은 회전력 전달수단에 의해 연결되어, 상기 운동부하수단의 부하정도에 따라 사람이 상기 페달을 밟을 때 요구되는 힘의 크기가 달라지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 프레임은 페달의 회전수와 회전속도를 검출하는 검출수단과, 상기 검출수단으로부터 출력되는 페달의 회전수 및 회전속도를 표시하는 디스플레이 장치를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 레일은 윗면이 곡면인 곡면부재를 더 구비하거나 또는 레일의 윗면을 곡면으로 형성하여, 상기 미끄럼 수단이 상기 곡면을 따라 미끄러지도록 할 수도 있다.

이하 첨부도면을 참조하여, 본 고안의 구조와 동작을 상세히 설명한다. 이하의 설명에서, 상부, 하부, 상단, 하단, 좌, 우 등의 방향을 지시하는 용어를 사용하여 부재들의 위치를 나타내고 있으나 이는 단지 첨부도면과 연계하여 설명의 편의를 위한 것일 뿐이고 본 고안을 제한하고자 하는 것이 아님을 밝혀둔다.

도 1은 본 고안에 따른 타원형 궤적을 따라 움직이는 페달을 구비한 운동기구의 사시도이다. 도 1을 참조하면, 본 고안의 운동기구는 베이스(100)와, 베이스(100)의 윗면에 설치되는 프레임(110)과, 베이스(100)의 일측으로부터 연장되는 한 쌍의 레일(121, 122)과, 한 쌍의 페달지지수단(140a, 140b)을 구비한다.

프레임(110)은 그 중간부분의 소정위치에 상기 베이스(100)의 윗면과 평행하게 설치된 회전축(112)과, 각각 회전축(112)의 양끝에 그 일단이 자유롭게 회전할 수 있도록 축설된 한 쌍의 아암(113, 114)을 구비한다. 회전축(112)과 아암(113, 114)의 일단은 베어링 부재(미도시)를 개재하여 연결되거나 또는 정밀가공에 의해 회전축(112)의 외주면과 아암(114a, 114b)의 내주면이 최소한의 유격을 갖는 상태로 맞물리게 하여도 좋다. 또한, 프레임(110)은 단순히 봉 형상일 수도 있으며, 또는 다른 지지봉에 의해 지지될 수도 있다.

베이스(100)의 일측으로부터 연장되는 한 쌍의 레일(121, 122)은 그 상부면에서 예를 들면 바퀴와 같은 미끄럼수단(147, 148)이 마찰저항을 적게 받으면서 미끄럼 운동할 수 있도록, 그 상부면을 매끄럽게 연마하는 것이 바람직하다.

한 쌍의 페달지지수단(140a, 140b)은 각각 제1 아암(141 또는 142)과 제2 아암(143 또는 144)을 구비한다. 제1 아암(141 또는 142)의 일단은 아암(113 또는 114)의 회전축(112) 반대쪽 끝에 회전가능하게 축설된다. 제1 아암(141 또는 142)의 중간부분의 소정위치(A)에는 제2 아암(143 또는 144)의 일단이 회전가능하게 연결되고, 제1아암(141 또는 142)의 타단에는 페달(161 또는 162)이 장착된다. 제2 아암(143 또는 144)의 타단에는 레일(121 또는 122) 상에서 미끄럼 운동하는 예컨대 바퀴와 같은 미끄럼 수단(147 또는 148)이 장착된다.

한편, 사람이 한 쌍의 페달(161 또는 162)을 교대로 밟게 되면, 페달(161 또는 162)은 타원궤적을 따라 운동하게 되는데, 페달(161 또는 162)이 타원궤적의 최고점 또는 최저점에 위치할 때마다 페달(161, 162)을 밟고 있는 사람은 무릅관절에 충격을 받게 된다. 따라서, 이를 방지하기 위하여 페달(161, 162)의 하부면과 제2 아암(143, 144)의 사이에는 코일 스프링이나 유압완충기와 같은 완충부재(150)가 설치된다.

본 출원인은 페달(161, 162)을 밟고 있는 사람이 무릅관절에 받게 되는 충격을 최소화할 수 있는 소정위치, 즉 제2 아암(143 또는 144)이 회전가능하게 연결되는 제1 아암(141 또는 142)의 소정위치 A는 페달(1601, 162)이 위치하는 제1 아암(141, 142)의 끝에서 완충부재 예컨대 코일 스프링(150)의 길이의 3.5 내지 6배 만큼 떨어진 위치인 것이 바람직하다는 것을 반복실험을 통해 밝혀내었다.

페달(161, 162)은 제1 아암(141, 142)과 일체형으로 구성하거나 또는 제1 아암(141, 142)과 독립하여 별개로 분리장착되는 것중 어느것이라도 좋다.

또한, 프레임(110)의 상단에는 핸들부재(170)를 더 설치하여, 페달(161, 162)을 밟고 있는 사람이 이 핸들부재(170)를 잡은 상태에서 안정감 있게 페달(161, 162)을 교대로 밟을 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

그리고, 프레임(110)의 회전축(112)의 일단에는 스프로켓(180)을 설치하고, 베이스(100)에는 운동부하수단(190)을 회전가능하게 설치하며, 스프로켓(180)과 운동부하수단(190)을 예컨대 벨트나 체인 등의 회전력 전달수단(185)으로 연결하는 것이 더욱 바람직하다. 이렇게 하면, 운동부하수단(190)의 부하정도에 따라 사람이 페달(161, 162)을 밟을 때 요구되는 힘의 크기가 달라지게 됨으로써 운동의 강도를 조절하는 것이 가능하다.

더욱이, 프레임(110)에는 페달의 회전수와 회전속도를 검출하는 예컨대 디지털 회전계와 같은 검출수단(195)과, 이 검출수단(195)으로부터 출력되는 페달의 회전수 및 회전속도를 표시하는 디스플레이 장치(200)를 더 포함하여도 좋다.

한편, 레일(121, 122)은 도 2에 도시된 바와 같이 윗면이 곡면(202)인 곡면부재(210)를 더 구비하거나 또는 도 3에 도시된 바와 같이 레일(121, 122)의 윗면을 곡면(302)으로 형성하여 미끄럼 수단(147, 148)이 곡면(202 또는 302)을 따라 미끄러지도록 할 수도 있다. 이와 같이 함으로써, 페달(161, 162)의 운동이 타원의 단축 근방에서 급격히 변하도록 하여 운동자로 하여금 스릴감을 맛보게 하는 것이 가능하다

이하에서는 본 고안에 따른 운동기구의 작동원리를 설명한다.

먼저, 사람이 페달(161, 162)을 양 발로 밟은 상태에서, 페달(161, 162)중 어느 하나의 페달(161)에 힘을 주게 되면 힘을 받은 페달(161) 쪽의 제1 아암(141)은 아암(113)과 연결된 회전축을 중심으로하여 레일(121) 쪽으로 회전하게 된다. 이에 따라 제1 아암(141)의 소정위치(A)에 회전가능하게 축설되어 있는 제2 아암(143)의 일단도 레일(121) 쪽으로 이동하게 된다. 따라서, 미끄럼부재(147)가 설치되어 있는 제2 아암(143)의 타단은 바퀴 등의 미끄럼부재(147)를 개재하여 레일(121) 상에서 베이스(100)와 멀어지는 방향으로 미끄러지게 된다. 한편, 제1 아암(141)의 페달(161)이 장착되어 있는 쪽의 반대쪽 단부는 프레임(110)의 아암(113)에 회전가능하게 축설되어 있기 때문에 페달(161)에 아래쪽(도면에서는 레일(161)을 향하는 쪽) 방향의 힘이 가해지면 아암(113)은 운동부하수단(190) 쪽으로 회전한다. 이와 같이 하여 페달(161)이 최저점에 도달하게 되면(이 때 아암(113)과 제1 아암(141)의 전체길이는 최단길이가 된다) 페달(161)은 그 운동방향을 바꾸게 되며, 이 때 사람의 무릅관절에 충격이 가해지게 된다. 본 고안에서는 페달(161, 162)과 제2 아암(143, 144) 사이에 장착된 코일 스프링과 같은 완충부재(150)가 이 충격을 흡수하게 되므로 페달(161, 162)을 밟고 있는 사람은 무릅관절에 가해지는 충격을 최소화할 수 있고, 오히려 완충부재(150)의 반발력이 무릅에 전해지는 상쾌한 느낌을 받게 된다.

페달(161)이 최저점에 도달하게 되면, 운동자는 이 페달(161)과 대향하는 반대쪽 페달(162)을 밟게 되고 따라서 반대쪽 페달 지지수단(140b) 및 아암(114)은 상기와 같은 동작을 하게 된다. 이 동작은 반대쪽 페달(현재 힘을 가하고 있는 페달)(162)이 최저점에 도달할 때까지, 즉 현재 힘을 가하고 있는 페달(162)과 대향하는 페달(161)이 최고점에 도달할 때까지 계속된다. 그 결과, 페달(161 또는 162)의 운동궤적은 타원을 이루게 되어, 운동자는 하체근육을 골고루 사용하면서 운동하는 것이 가능하다.

이상의 설명에서, 본 고안의 특정한 예시적 실시예를 중심으로 본 고안이 설명되었다. 그러나 본 출원을 읽고 이해하면 첨부된 청구범위 또는 이와 균등범위 내에서 각종 변형예 및 수정예가 행해질 수 있음은 명백하다. 따라서, 명세서 및 도면은 한정적인 의미 보다는 예시적인 것으로 간주되어야 한다.

상술한 바와 같이 본 고안에 따른 타원형 궤적을 따라 움직이는 페달을 구비한 운동기구는, 원형 궤적이나 또는 상하방향으로 페달이 움직이는 종래의 운동기구와는 달리 페달을 밟음에 따라 페달이 타원형 궤적을 따라 움직이게 되므로 하체근육을 골고루 사용할 수 있기 때문에 특정부위의 근육만이 강화되는 단점을 보완할 수 있고, 또한 페달이 최고점과 최저점에 도달할 때의 충격을 페달의 하단에 설치되어 있는 스프링과 같은 탄성부재가 흡수하여 페달을 밟는 운동자의 무릅관절에 가해지는 충격을 완화시킴으로써 무릅관절의 손상을 최소한으로 줄일 수 있어서 운동효과의 극대화를 달성할 수 있고, 페달을 밟고 있는 운동자는 최고점 및 최저점에서의 완충부재에 의한 반발력이 무릅에 전해지는 상쾌한 느낌을 받으면서 운동을 하는 것이 가능하다.

Claims (14)

1. 베이스;

   그 중간부분의 소정위치에 상기 베이스의 윗면과 평행하게 설치된 회전축과, 각각 상기 회전축의 양끝에 그 일단이 자유롭게 회전할 수 있도록 축설된 한 쌍의 아암을 구비하고, 상기 베이스의 윗면에 설치되는 프레임;

   베이스의 일측으로부터 연장되는 한 쌍의 레일; 및

   한 쌍의 페달지지수단으로서, 그 일단은 상기 아암의 회전축 반대쪽 단부에 회전가능하게 연결되고, 그 타단에는 상기 레일상에서 미끄럼 가능하게 움직일 수 있는 미끄럼 수단을 구비하는 한 쌍의 페달지지수단을 포함하여,

   상기 한쌍의 페달지지수단에 장착되어 있는 페달을 밟음에 따라 페달이 타원형 궤적을 따라 움직이는 것을 특징으로 하는 타원형 궤적을 따라 움직이는 페달을 구비한 운동기구.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 페달지지수단은 제1 아암과 제2 아암을 구비하며,

   상기 제1 아암의 일단은 상기 프레임의 상기 아암의 회전축 반대쪽 단부에 회전가능하게 연결되고, 상기 제1 아암의 중간부분의 소정위치에는 상기 제2 아암의 일단이 회전가능하게 연결되고, 상기 제1아암의 타단에는 페달이 장착되고,

   상기 제2 아암의 타단에는 상기 레일 상에서 미끄럼운동하는 미끄럼 수단이 장착되는 것을 특징으로 하는 타원형 궤적을 따라 움직이는 페달을 구비한 운동기구.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 페달의 하부면과 제2 아암의 사이에는 완충부재가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 타원형 궤적을 따라 움직이는 페달을 구비한 운동기구.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 완충부재는 코일 스프링인 것을 특징으로 하는 타원형 궤적을 따라 움직이는 페달을 구비한 운동기구.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 제2 아암이 회전가능하게 연결되는 상기 제1 아암의 상기 소정위치는 페달이 위치하는 상기 제1 아암의 끝에서 상기 코일 스프링의 길이의 3.5 내지 6배 만큼 떨어진 위치인 것을 특징으로 하는 타원형 궤적을 따라 움직이는 페달을 구비한 운동기구.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 페달은 상기 제1 아암과 일체형인 것을 특징으로 하는 타원형 궤적을 따라 움직이는 페달을 구비한 운동기구.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 페달은 상기 제1 아암과 독립하여 별개로 분리되는 것을 특징으로 하는 타원형 궤적을 따라 움직이는 페달을 구비한 운동기구.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 미끄럼 수단은 바퀴인 것을 특징으로 하는 타원형 궤적을 따라 움직이는 페달을 구비한 운동기구.
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 프레임의 상단에는 핸들부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 타원형 궤적을 따라 움직이는 페달을 구비한 운동기구.
10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    상기 프레임의 회전축의 일단에 설치되는 스프로켓과 상기 베이스에 회전가능하게 설치되는 운동부하수단을 더 구비하고, 상기 스프로켓과 상기 운동부하수단은 회전력 전달수단에 의해 연결되어, 상기 운동부하수단의 부하정도에 따라 사람이 상기 페달을 밟을 때 요구되는 힘의 크기가 달라지는 것을 특징으로 하는 타원형 궤적을 따라 움직이는 페달을 구비한 운동기구.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 회전력 전달수단은 벨트 또는 체인인 것을 특징으로 하는 타원형 궤적을 따라 움직이는 페달을 구비한 운동기구.
12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    상기 프레임은 페달의 회전수와 회전속도를 검출하는 검출수단과, 상기 검출수단으로부터 출력되는 페달의 회전수 및 회전속도를 표시하는 디스플레이 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타원형 궤적을 따라 움직이는 페달을 구비한 운동기구.
13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    상기 레일은 윗면이 곡면인 곡면부재를 더 구비하여, 상기 미끄럼 수단이 상기 곡면부재의 곡면을 따라 미끄러지는 것을 특징으로 하는 타원형 궤적을 따라 움직이는 페달을 구비한 운동기구.
14. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    상기 레일의 윗면을 곡면으로 형성하여, 상기 미끄럼 수단이 상기 레일의 곡면을 따라 미끄러지는 것을 특징으로 하는 타원형 궤적을 따라 움직이는 페달을 구비한 운동기구.