KR200317587Y1 - 자전거를 이용한 운동기구 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자전거를 이용한 운동기구에 관한 것이다. 본 고안은 프레임(10)과, 상기 프레임(10)의 일측에 일단부가 회동가능하게 연결되고 타단부에 자전거 구동륜(82)의 회전중심을 지지하는 축고정부(28)가 구비되는 지지대(20)와, 상기 프레임(10)상에 안착되어 상기 자전거(80)의 구동륜(82)을 지지하고 구동륜(82)에 진동을 발생시키는 진동롤러(30)와, 상기 진동롤러(30)와 인접하게 상기 프레임(10) 상에 안착되고 상기 자전거(80)의 구동륜(82)을 지지하는 구동롤러(40)를 포함하여 구성된다. 본 고안에 의한 자전거를 이용한 운동기구를 사용하면 실제로 도로를 주행하는 것과 같은 느낌과 효과를 얻을 수 있고, 운동을 하면서 전원을 발생시켜 실생활에 이용할 수 있게 되는 이점도 있다.

Description

자전거를 이용한 운동기구{Sporting apparatus using a bicycle}

본 고안은 운동기구에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일반 자전거를 장착시킨 상태에서 실제 주행하는 것과 같은 효과를 얻을 수 있는 자전거용 운동기구에 관한 것이다.

자전거는 사람의 답력으로 주행되는 것으로, 운동용이나 단거리 이동용으로 많이 사용되고 있다. 하지만 우리나라의 도시에서는 자전거를 사용할 수 있는 여건이 그다지 좋은 편은 아니다. 따라서, 자전거를 구입하여 두고도 제대로 활용할 수 없는 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 실용신안등록 20-0193894호에서는 자전거의 뒷바퀴를 회전가능하게 지지하여 자전거를 마치 헬스기구 처럼 사용할 수 있도록 한 기술이 제시되어 있다. 하지만, 여기서는 뒷바퀴의 회전중심축을 고정하고 뒷바퀴를 공회전롤러로 지지하여 페달을 밟음에 따라 뒷바퀴가 회전하도록 하고 있다. 따라서, 이는 일반 헬스기구의 하나의 자전거타기 기구와 동일한 운동효과만을제공할 수 있다.

최근의 연구발표에 의하면 자전거타기가 여성의 유방암예방에도 효과가 있는 등 여러가지 좋은 점이 있다고 한다. 하지만, 상기와 같은 구성에서는 단순히 뒷바퀴를 회전시키기 위해 답력을 발휘함에 따른 운동효과만이 있을 뿐이지, 실제로 도로를 주행하면서 얻을 수 있는 진동효과 등은 전혀 기대할 수 없다.

한편, 자전거타기 기구에 발전기와 축전지를 설치한 기술이 실용신안등록 20-0245361호에 개시되어 있다. 여기에서는 자전거타기 기구에 일체로 형성된 발전기에서 발생된 전원을 일반 가전제품 등에서 이용할 수 있도록 하고 있지, 이를 사용하여 자전거타기 기구를 구동하여 실제 주행시와 같은 운동효과를 얻도록 하고 있지는 못하다.

따라서, 본 고안의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 일반 자전거를 장착시켜 운동함에 있어서 실제 도로를 주행하는 것과 동일한 효과를 얻을 수 있도록 하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 실제 도로를 주행하는 것과 같은 효과를 얻을 수 있는 자전거용 운동기구에서 전원을 생성하여 실생활에 사용할 수 있도록 하는 것이다.

도 1은 본 고안에 의한 자전거를 이용한 운동기구의 바람직한 실시예의 구성을 보인 분해사시도.

도 2는 본 고안 실시예에 자전거가 장착된 것을 보인 측면도.

도 3은 본 고안 실시예의 요부 구성을 보인 배면도.

도 4는 본 고안 실시예를 구성하는 진동롤러의 구성을 보인 단면도.

도 5는 본 고안 실시예에서 지지대와 롤러의 위치관계를 보인 설명도.

도 6은 본 고안 실시예의 요부 구성을 보인 회로도.

도 7은 본 고안의 다른 실시예의 구성을 보인 회로도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 프레임 12: 지지브라켓

15: 안착홈 20: 지지대

21: 지지바아 22: 연결바아

26: 힌지축 28: 축고정부

30: 진동롤러 31: 회전축

40: 구동롤러 41: 회전축

50: 모터 60: 체인

62: 모터스프라켓 64: 롤러스프라켓

70: 축전기 75: 구동스위치

77: 다이오드 80: 자전거

82: 구동륜 82: 허브

90: 직류교류변환기 100: 외부장치

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징에 따르면, 본 고안은 프레임과, 상기 프레임의 일측에 일단부가 회동가능하게 연결되고 타단부에 자전거 구동륜의 회전중심을 지지하는 축고정부가 구비되는 지지대와, 상기 프레임상에 안착되어 상기 자전거의 구동륜을 지지하고 구동륜에 진동을 발생시키는 진동롤러와, 상기 진동롤러와 인접하게 상기 프레임 상에 안착되고 상기 자전거의 구동륜을 지지하는 구동롤러를 포함하여 구성된다.

상기 진동롤러는 적어도 상기 구동륜과 접촉하는 부분이 타원형으로 형성된다.

본 고안은 상기 구동롤러와 연결되어 상기 구동륜의 회전에 의한 구동롤러의 회전력으로 발전을 수행하고 상기 구동롤러를 구동하여 구동륜을 회전시키는 모터와, 상기 모터에서 발생된 전기를 저장하는 축전기와, 상기 축전기의 전기로 상기 모터를 선택적으로 회전시킬 수 있도록 하는 구동스위치를 더 포함하여 구성된다.

본 고안에서는 상기 축전기의 출력단과 연결되어서는 교류/직류변환기가 더 구비되어 축전기의 전기를 교류로 변환하여 가전제품에 전원을 공급한다.

이와 같은 구성을 가지는 본 고안에 의한 자전거용 운동기구에 의하면 일반 자전거를 사용하여 실제 도로를 주행하는 것과 동일한 운동효과를 얻을 수 있게 되고, 운동을 통해 전기를 생산하여 실생활에 사용할 수 있게 되는 이점이 있다.

이하 본 고안에 의한 자전거용 운동기구의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 1에는 본 고안에 의한 자전거용 운동기구의 바람직한 실시예가 분해사시도로 도시되어 있고, 도 2에는 본 고안 실시예에 자전거가 장착된 상태가 측면도로 도시되어 있으며, 도 3에는 본 고안 실시예에 구동륜이 장착된 상태가 배면도로 도시되어 있다.

이들 도면에 도시된 바에 따르면, 프레임(10)의 일단부에는 지지브라켓(12)이 구비된다. 상기 지지브라켓(12)을 횡으로 관통하여서는 힌지공(12')이 형성된다. 상기 지지브라켓(12)은 한쌍이 구비된다. 상기 프레임(10)에는 축안착홈(15)이 다수개 형성되어 있다. 상기 축안착홈(15)에는 아래에서 설명될 진동롤러(30)와 구동롤러(40)의 회전축(31,41)이 안착된다. 상기 축안착홈(15)에는 진동과 소음을 방지하기 위한 완충부재가 안착될 수 있다. 상기 축안착홈(15)은 상기 프레임(10)의 선단 양측에 서로 인접하게 형성된다.

상기 프레임(10)은 본 실시예에서 장방형이고 다수개의 형강이나 바아 등을 연결하여 구성하고 있으나, 반드시 그러할 필요는 없으며, 다양한 모양이나 형태로 구성될 수 있다.

상기 지지브라켓(12)에는 지지대(20)가 설치된다. 상기 지지대(20)는 2개의 지지바아(21)를 연결바아(22)가 연결하여 구성된다. 상기 연결바아(22)는 상기 지지바아(21)의 일단부 쪽에 치우쳐서 위치된다. 상기 지지대(20)의 일단부에는 힌지공(24)이 형성되고 상기 힌지공(24)과 지지브라켓(12)의 힌지공(12')을 관통하여 힌지핀(26)이 설치된다. 따라서 상기 지지대(20)는 상기 힌지핀(26)을 중심으로 회동가능하다.

상기 지지대(20)의 지지바아(21) 선단에는 각각 축고정부(28)가 구비된다. 상기 축고정부(28)는 자전거(80)의 뒷바퀴인 구동륜(82)의 허브(84)를 지지한다. 상기 허브(84)는 상기 구동륜(82)의 회전중심인데, 그 양단부를 상기 축고정부(28)가 지지한다. 상기 축고정부(28)는 상기 허브(84)의 양단에 죄어져 구동륜(82)을 지지한다. 하지만 상기 축고정부(28)가 상기 구동륜(82)을 고정하여 지지하는 방식에는 본 실시예외에도 여러 형태가 있을 수 있다.

상기 프레임(10)에는 진동롤러(30)와 구동롤러(40)가 구비된다. 상기 진동롤러(30)와 구동롤러(40)는 그 회전축(31,41)이 각각 상기 안착홈(15)에 안착된다. 다라서 상기 진동롤러(30)와 구동롤러(40)는 상기 회전축(31,41)을 중심으로 자유롭게 회전된다.

상기 진동롤러(30)는 도 4에 도시된 바와 같이, 그 단면이 타원형으로 이루어진다. 이와 같은 구성에 의해 자전거(80)의 구동륜(82)이 진동하게 된다. 상기 진동롤러(30)는 최소한 상기 구동륜(82)과 접촉하는 부분의 단면이 타원형으로 된다. 상기 구동롤러(40)는 상기 구동륜(82)에 접촉되어 구동륜(82)에 의해 회전되거나, 상기 구동륜(82)을 회전시키는 역할을 한다. 여기서 상기 구동롤러(40)는 상기 진동롤러(30)에 비해 상대적으로 상기 구동륜(82)의 하부에 있도록 배치되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 구동륜(82)의 회전중심을 통과하는 수직선과 상기 회전중심과 롤러(30,40) 중심을 연결하는 연결선이 형성하는 각도(θ1)는 상기 수직선과 상기 지지대가 형성하는 각도(θ2)들은 롤러(30,40)를 누르는 힘을 조절하는 변수로 사용된다. 그리고, 상기 롤러(30,40)는 상기 구동륜(82)의 회전중심을 통과하는 수직선에서 벗어난 위치에서 상기 구동륜(82)을 지지하는 것이 바람직하다.

상기 프레임(10)의 일측에는 모터(50)가 설치된다. 상기 모터(50)는 상기 구동롤러(40)를 구동시키는 역할을 함과 동시에 상기 구동롤러(40)의 회전력에 의해 전기를 발생시키는 역할도 한다.

상기 모터(50)와 상기 구동롤러(40) 사이는 체인(60)에 의해 연결된다. 이를 위해 상기 모터(50)의 회전축에는 모터스프라켓(62)이 구비되고, 상기 구동롤러(40)에는 롤러스프라켓(64)이 구비된다. 본 실시예에서는 상기 모터(50)와 구동롤러(40) 사이를 체인(60)으로 연결하였으나, 반드시 그러한 것은 아니고 벨트를 사용할 수도 있다.

한편, 상기 모터(50)와 전기적으로 연결되어 축전기(70)가 구비된다. 상기 축전기(70)는 상기 프레임(10)의 일측에 구비되는 것이 바람직하다. 상기 축전기(70)는 상기 모터(50)에서 생성된 전기를 모으는 역할을 함과 동시에, 모여 있는 전기를 상기 모터(50)로 전달하여 모터(50)를 구동하는 역할을 한다.

상기 모터(50)와 축전기(70) 사이는 도 6에 도시된 바와 같이 전기적으로 연결된다. 즉, 모터(50)는 축전기(70)의 양극단자 및 음극단자와 전기적으로 연결되고, 상기 모터(50)와 축전기(70)의 양극단자 사이에는 다이오드(77)와 구동스위치(75)가 병렬 연결되고 있다. 상기 다이오드(77)는 모터(50)의 일측에 애노드단자를 연결하고, 상기 축전기(70)의 양극단자에 캐소드단자를 연결하고 있다. 상기 다이오드(77)는 상기 모터(50)에서 축전기(70)로 전압을 충전하기 위한 충전경로를 형성할 때 이용되어진다. 그리고 상기 구동스위치(75)는 사용자 선택에 의해서 상기 축전기(70)에서 모터(50)로의 방전경로를 형성할 때 이용되어진다. 상기 구동스위치(75)는 초기상태에서 오프상태를 유지한다.

또한, 도 7에 도시된 본 고안의 다른 실시예에서는, 상기 축전기(70)의 음극단자와 양극단자에는 상기 구성과 별개로 동작되어지는 직류교류변환기(90)가 연결되고 있다. 상기 직류교류변환기(90)는 상기 축전기(70)의 직류전압을 교류전압으로 변환시켜서 출력하는 구성이다. 상기 직류교류변환기(90)에서 발생되어진 교류전압은 교류전압을 필요로 하는 외부장치(100)에 공급되어진다. 상기 외부장치(100)는 사용자 선택에 의해서 상기 직류교류변환기(90)에 연결되어지며, 따라서 상기 직류교류변환기(90)는 외부장치(100)와 연결 가능한 단자부(도시하지 않음)를 구비하고 있다. 상기 외부장치(100)의 예로는, 라디오, 텔레비젼, 휴대폰 충전기 등등이 있다.

한편, 본 고안의 운동기구의 도시된 실시예에서는 상기 진동롤러(30), 구동롤러(40), 모터(50) 및 축전기(70) 등이 외부로 노출된 상태로 있으나, 실제로는 별도의 커버에 의해 차폐된다. 상기 커버는 도면으로 도시되지는 않았으나, 상기 지지대(20)의 일부를 제외한 나머지 부분을 차폐한다. 물론 상기 진동롤러(30)나 구동롤러(40)에 자전거(80)의 구동륜(82)이 지지될 수 있도록 커버가 구성되어야 한다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 고안에 의한 자전거를 이용한 운동기구의 작용을 상세하게 설명한다.

본 고안의 운동기구에는 도 2에 도시된 바와 같이 자전거(80)가 장착된다. 즉, 일반 자전거(80)의 뒷바퀴인 구동륜(82)의 허브(84)의 양단을 상기 축고정부(28)를 이용하여 고정한다. 그리고, 상기 구동륜(82)이 상기 진동롤러(30)와 구동롤러(40)에 안착되도록 한다.

이와 같은 상태에서, 상기 축고정부(28)가 구비된 지지대(20)는 힌지핀(26)을 중심으로 상기 프레임(10)에 대해 회동되므로, 상기 구동륜(82)이 회전될 때, 상기 진동롤러(30)에 의해 구동륜(82)이 상하 진동을 한다.

한편, 상기 자전거(80)에 사용자가 답력을 제공하면 상기 구동륜(82)이 회전되는데, 상기 구동륜(82)이 회전되면서 상기 진동롤러(30)와 구동롤러(40)도 함께 회전된다. 이때 상기 진동롤러(30)에 의해 상기 구동륜(82)은 상하진동을 일으키게 된다. 따라서, 마치 사용자는 실제 도로를 주행하는 듯한 느낌을 받게 된다.

그리고 상기 구동롤러(40)는 상기 구동륜(82)에 의해 회전되어 상기 모터(50)에서 발전이 이루어지도록 한다. 즉, 상기 구동롤러(40)의 회전력은 상기 체인(60)을 통해 상기 모터(50)로 전달되어 모터(50)에서 전기가 발생된다. 상기 모터(50)에서 발생된 전기가 다이오드(77)의 턴-온 전압보다 높아졌을 때, 상기 다이오드(77)가 턴-온된다. 이때, 상기 다이오드(77)를 경유하여 상기 모터(50)에서 축전기(70)로의 충전경로가 형성되어진다. 이렇게 형성된 경로로 상기 모터(50)에서 발생되는 전기는 상기 축전기(70)에 충전된다.

한편, 상기 모터(50)에서 발생되는 전기가 없는 상태이거나, 상기 모터(50)의 발생전압이 다이오드(77)의 턴-온 전압보다 낮은 상태일 때, 사용자 선택에 의하여 구동스위치(75)가 온 동작되면, 상기 축전기(70)에서 모터(50)로 방전경로가 형성된다. 이때, 상기 축전기(70)의 방전전압은 구동스위치(75)를 통과해서 모터(50) 측으로 공급되어진다.

다시 말해 사용자가 상기 구동스위치(75)를 온시키면 상기 모터(50)가 상기 축전기(70)에서 공급된 전원으로 구동된다. 상기 모터(50)가 구동되면 그 구동력이 상기 체인(60)을 통해 구동롤러(40)로 전달된다. 상기 구동롤러(40)가 회전되면 상기 구동륜(82)이 함께 회전되고, 상기 구동륜(82)의 회전에 의해 상기 진동롤러(30)도 함께 회전하면서 상기 구동륜(82)에 진동을 발생시키게 된다.

따라서, 사용자가 답력을 가해서 자전거(80)의 구동륜(82)을 회전시키다가 정지하고 상기 구동스위치(75)를 온시키면, 상기 모터(50)에 의해 구동륜(82)이 회전하면서 진동롤러(30)에 의해 진동이 발생된다. 이와 같은 진동에 의해 사용자는 실제 울퉁불퉁한 도로를 주행하는 듯한 느낌을 받게 된다. 특히 더 이상 답력을 가하지 않는데도 상기 구동륜(82)이 회전하므로 마치 내리막길을 내려가는 듯한 느김을 받는다.

상기와 같이, 본 고안의 운동기구는 마치 실제로 울퉁불퉁한 도로에서 자전거를 타는 것과 동일한 느낌을 준다. 따라서, 비록 실내에서 자전거(80)의 구동륜(82)을 회전시키는 운동을 하고 있지만, 실제로 도로를 주행하는 것과 똑같은 효과를 얻을 수 있는 것이다.

한편, 자전거(80)에 답력을 가하는 동작을 함에 의해 상기 모터(50)가 발전을 하여 상기 축전기(70)에 전기가 모여지는데, 이를 사용할 수도 있다. 즉, 상기 축전기(70)의 전압을 외부장치(100)에 공급하는 것이다. 이때, 사용자는 상기 직류교류변환기(90)의 단자부에 외부장치(100)를 연결한다. 이 동작으로 상기 축전기(70)에 충전된 전압은 직류교류변환기(90)에 공급되고, 상기직류교류변환기(90)에서 교류전압으로 변환되어져서 외부장치(100)에 공급된다. 이렇게 해서 상기 외부장치(100)는 상기 축전기(70)의 전압을 구동전압으로 하여 이용하는 것이 가능하게 된다.

여기서 상기 외부장치(100)가 라디오라면 사용자는 운동을 함과 동시에 라디오 청취할 수 있다. 외부장치(100)로 전등을 사용하면 주변을 밝힐 수 있으며, 휴대폰 충전기를 사용하여 휴대폰을 충전할 수도 있다. 따라서, 접는 자전거와 본 고안의 운동기구를 차량에 휴대하고 다니다가, 야외에서 전기를 발전하여 사용할 수도 있게 된다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 고안에 의한 자전거를 이용한 운동기구에서는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

먼저, 본 고안에서는 기존의 자전거를 이용할 수 있어 상대적으로 저렴한 가격으로 운동기구를 구성할 수 있으며, 자전거의 활용도를 더 높일 수 있게 되는 효과가 있다.

그리고, 사용자가 자전거의 구동륜에 답력을 가하면 자전거의 구동륜이 회전하면서 진동롤러에 의해 진동을 하게 되므로 실제의 도로에서 자전거를 타는 것과 동일한 효과를 얻을 수 있다. 특히 일정 시간 운동을 하고 충전된 전기를 이용하여마치 내리막을 내려갈 때와 같은 기분을 느낄 수 있다. 따라서, 보다 높은 운동효과를 기대할 수 있다.

또한, 본 고안에서는 사용자가 운동하면서 전기를 발전하고, 발전된 전기를 가전제품에서 사용할 수 있게 되어 에너지 절약에 많은 기여를 할 수 있고, 예를 들어 본 고안의 운동기구에서 발생하는 전기를 이용하여 텔레비전을 보거나 라디오를 들으면서 운동을 하면 보다 운동량을 늘일 수 있게 되는 이점도 있다.

Claims (4)

1. 프레임과,

   상기 프레임의 일측에 일단부가 회동가능하게 연결되고 타단부에 자전거 구동륜의 회전중심을 지지하는 축고정부가 구비되는 지지대와,

   상기 프레임상에 안착되어 상기 자전거의 구동륜을 지지하고 구동륜에 진동을 발생시키는 진동롤러와,

   상기 진동롤러와 인접하게 상기 프레임 상에 안착되고 상기 자전거의 구동륜을 지지하는 구동롤러를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자전거를 이용한 운동기구.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 진동롤러는 적어도 상기 구동륜과 접촉하는 부분이 타원형으로 형성됨을 특징으로 하는 자전거를 이용한 운동기구.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 구동롤러와 연결되어 상기 구동륜의 회전에 의한 구동롤러의 회전력으로 발전을 수행하고 상기 구동롤러를 구동하여 구동륜을 회전시키는 모터와,

   상기 모터에서 발생된 전기를 저장하는 축전기와,

   상기 축전기의 전기로 상기 모터를 선택적으로 회전시킬 수 있도록 하는 구동스위치를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 자전거를 이용한 운동기구.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 축전기의 출력단과 연결되어서는 교류/직류변환기가 더 구비되어 축전기의 전기를 교류로 변환하여 가전제품에 전원을 공급함을 특징으로 하는 자전거를 이용한 운동기구.