KR20040075722A

KR20040075722A - 트레드밀의 경사조절기구

Info

Publication number: KR20040075722A
Application number: KR1020040010278A
Authority: KR
Inventors: 유선경
Original assignee: 주식회사 두비원
Priority date: 2003-02-21
Filing date: 2004-02-17
Publication date: 2004-08-30
Also published as: US20070004561A1; US7722507B2; WO2004073805A1; KR100587159B1

Abstract

본 발명은 트레드밀의 경사조절기구에 관한 것으로, 벨트 지지 프레임과, 벨트 지지 프레임과 회동 가능하게 피봇 결합된 제1링크 부재와, 벨트 지지 프레임과 회동 가능하게 피봇 결합되고 제1링크 부재와 소정의 간격을 두고 형성된 제2링크 부재와, 제1링크 부재 및 제2링크 부재와 각각 회동 가능하게 피봇 결합된 베이스 프레임과, 베이스 프레임에 대하여 상기 벨트 지지 프레임을 운동시키는 액츄에이터를 포함하여, 상기 벨트 지지 프레임, 제1링크 부재, 제2링크 부재, 베이스 프레임이 상호 체결되어 4절 링크 구조로 트레드밀의 경사조절기구를 구성함으로써, 벨트 지지 프레임의 경사도를 보다 넓은 범위로 조절할 수 있는 트레드밀의 경사조절기구 및 접이식 트레드밀을 제공한다.

Description

트레드밀의 경사조절기구{INCLINATION CONTROLLING DEVICE OF TREADMILL}

본 발명은 트레드밀 운동기구에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용자의 다양한 운동 환경을 제공하기 위하여 경사도를 높일 수도 있고 동시에 내리막 경사도를 가질수 있도록 보다 넓은 범위로 조절 가능한 트레드밀의 경사조절기구에 관한 것이다.

트레드밀은 런닝머신으로 불리워지는 운동기구로, 무한궤도식으로 회전하는 벨트를 이용하여 좁은 공간에서 걷거나 뛰는 운동효과를 가져올 수 있어 가정용이나 스포츠센터 등에서 널리 사용되고 있다. 트레드밀은 겨울철에도 적당한 실내온도에서 달리기운동을 할 수 있으며, 달리기 속도를 임의로 조절하므로 사용자에게 가장 안전하고 편안한 조건에서 걷거나 뛰는 운동을 할 수 있는 장점을 갖고 있으므로 나날이 그 수요가 급증하고 있다.

트레드밀을 사용하여 런닝 또는 걷기 운동을 함으로써, 심폐기능을 강화할수 있을 뿐만 아니라 하지근력의 강화, 충분한 칼로리 소비를 통한 체중조절이 가능하게 된다. 최근에 출시된 트레드밀은 운동의 효과를 극대화하기 위하여 경사도를 조절할 수 있는 경사조절기구가 장착되어 출시되고 있다.

보다 구체적으로, 트레드밀은 사용자의 하중을 지지하는 발판과, 사용자가 지속적으로 런닝 또는 걷기 운동이 가능하도록 상기 발판의 상하부 주위를 무한궤도식으로 회전하는 벨트와, 상기 벨트를 구동시키는 구동 모터와, 운동중에 손잡이로 이용되고 구동 모터 등을 제어하는 제어부가 설치된 지주와, 상기 발판의 하중을 지지하고 경사도를 조절하는 경사조절기구를 포함하여 구성된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 트레드밀의 경사조절기구(1)는, 발판(미도시)을 통해 사용자의 하중이나 충격을 지지하는 지지프레임(10)과, 지지프레임(10)에 대하여 회동 가능하도록 지지프레임(10)의 일단(11)과 피봇 결합된 링크 부재(20)와, 지지프레임(10)과 바닥면을 연결하는 고정부재(30)와, 링크 부재(20)의 일단(21)과 회동 가능하도록 피봇 결합되고 바닥면과 접촉하도록 형성된 베이스(40)와, 베이스(40)와 링크 부재(20) 사이를 연결하도록 설치된 액츄에이터(50)를 포함하여 구성된다.

상기 고정부재(30)는 일단(31)이 지지프레임(10)과 용접 등에 의하여 결합되어 바닥면에 대하여 항상 일정한 사잇각(φ)을 유지하면서 액츄에이터(50)의 동작에 따라 이동한다. 이 때, 고정 부재(30)의 타단(32)에는 바닥면과 접촉하는 롤러(32a)를 구비한다.

상기 액츄에이터(50)는 링크 부재(20)에 대하여 회동 가능하도록 일단(51a)이 링크 부재(20)와 피봇 결합되고, 액츄에이터(50)의 구동막대(51)의 신축에 의하여 베이스(40)에 대하여 링크 부재(20)를 피봇 회전시켜 링크 부재(20)와 베이스(40)의 사잇각(θ)을 조정함으로써 지지프레임(10)의 경사를 조절할 수 있게 된다.

상기와 같이 구성된 종래의 트레드밀의 경사조절기구(1)는 액츄에이터(50)의 구동 막대(51)가 짧아진 상태에서는 링크 부재(20)와 베이스(40)의 사잇각(θ)이 작아지고, 링크 부재(20)와 지지 프레임(10)의 연결부(11) 높이는 낮아져 낮은 경사도를 이루게된다. 그리고, 액츄에이터(50)의 구동 막대(51)가 신장되면, 링크 부재(20)와 베이스(40) 사이의 사잇각(θ)이 커져 링크 부재(20)와 지지 프레임(10)의 연결부(11)의 높이는 높아지므로 높은 경사도를 갖게 된다.

그러나, 종래의 트레드밀의 경사조절기구(1)는, 고정 부재(30)와 지지 프레임(10)의 결합부(32)로부터 바닥면까지의 거리(l)는 액츄에이터(50)의 동작에 관계없이 일정하므로, 지지 프레임(10)의 경사도를 크게 하기 위해서는 링크 부재(20)의 회전 반경에 의한 높이 조절량에만 의지하게 된다. 따라서, 지지 프레임(10)의 경사도의 조절에 한계가 있었으며, 액츄에이터(50)의 구동 막대(51)의 신장 길이에 비하여 경사도를 크게 높이지 못하는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 경사조절기구(1)는 경사도를 크게 하기 위하여 고정 부재(30)의 길이를 짧게 하여야 하는데, 이 경우에는 오르막 경사만 구현할 수 있을 뿐 내리막 경사를 구현할 수 없는 문제점도 아울러 갖고 있었다. 그리고, 경사도를 높게 할 경우에 액츄에이터(50) 주위에 모멘트가 집중되어 내구성이 취약한 단점도 갖고있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 사용자의 다양한 운동 환경을 제공하기 위하여 경사도를 높일 수도 있고 동시에 내리막 경사도를 가질수 있도록 보다 넓은 범위로 조절 가능한 트레드밀의 경사조절기구를 제공함을 그 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 사용자의 운동에 따른 하중을 분산시켜 특정 부재에 하중이 집중되는 것을 방지함으로써 내구성이 향상된 트래드밀의 경사조절기구를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 트래드밀을 이용하여 사용자의 무릎 등의 관절에 무리한 충격이 가해지는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 종래의 기술에 따른 트레드밀의 경사조절기구를 나타낸 개념도

도 2 내지 도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 트레드밀의 경사조절기구에 관한 것으로,

도 2는 일 실시예에 따른 트레드밀의 경사조절기구를 도시한 사시도

도 3은 일 실시예에 따른 트레드밀의 경사조절기구를 도시한 분해사시도

도 4는 일 실시예에 따른 트레드밀의 경사조절기구를 도시한 측면도

도 5는 일 실시예에 따른 트레드밀의 경사조절기구의 오르막 경사를 구현한 상태를 도시한 측면도

도 6은 일 실시예에 따른 트레드밀의 경사조절기구의 내리막 경사를 구현한 상태를 도시한 측면도

도 7은 일 실시예에 따른 경사조절기구가 설치된 트레드밀을 도시한 사시도

도 8은 일 실시예에 따른 경사조절기구를 접철한 상태의 트레드밀을 도시한 사시도

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

60: 발판 70: 벨트

80: 구동 모터 90: 지지부

91: 손잡이 100: 경사조절기구

110: 벨트 지지 프레임 120: 제1링크 부재

121: 제1피봇 결합부 123: 제3피봇 결합부

130: 제2링크 부재 132: 제2피봇 결합부

134: 제4피봇 결합부 140: 베이스 프레임

150: 액츄에이터 152: 구동 막대

본 발명은 트레드밀에 있어서, 벨트 지지 프레임과; 상기 벨트 지지 프레임과 회동 가능하게 피봇 결합된 제1링크 부재와; 상기 벨트 지지 프레임과 회동 가능하게 피봇 결합되고, 상기 제1링크 부재와 소정의 간격을 두고 형성된 제2링크 부재와; 상기 제1링크 부재 및 상기 제1링크 부재와 각각 회동 가능하게 피봇 결합된 베이스 프레임과; 상기 베이스 프레임에 대하여 상기 벨트 지지 프레임을 운동시키는 액츄에이터를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 트레드밀의 경사조절기구를 제공한다.

이는, 상기 벨트 지지 프레임, 상기 제1링크 부재, 상기 제2링크 부재, 상기베이스 프레임이 상호 피봇 결합되어 4절 링크 구조로 트레드밀의 경사조절기구를 구성함으로써, 바닥면에 놓여지는 상기 베이스 프레임의 맞은편의 상기 벨트 지지 프레임의 경사도를 조절함에 있어서, 상기 제1링크 부재와 상기 벨트 지지 프레임과의 제1피봇 결합부가 상승하면 상기 제2링크 부재와 상기 벨트 지지 프레임과의 제2피봇 결합부가 하강하게 되고, 상기 제1피봇 결합부가 하강하면 상기 제2피봇 결합부가 상승하게 되므로, 상기 벨트 지지 프레임의 경사도를 보다 넓은 범위로 조절할 수 있도록 하기 위함이다. 또한, 4개의 피봇 결합부를 구비한 4절 링크 구조로 구성함으로써, 사용자가 상기 벨트 지지 프레임 위에 설치된 발판 위에서 런닝 또는 걷기 운동을 하는 중에 상기 발판에 가해지는 충격이 피봇 결합부에서 흡수되거나 링크의 굽힘 강성에 의한 탄성 에너지로 변환시켜, 운동 도중에 사용자의 무릎 관절 등에 반력으로 가해지는 충격을 최소화할 수 있게 된다.

여기서, 상기 제1링크 부재는 그 길이가 상기 제2링크 부재의 길이보다 더 길게 형성된 것이 효과적이다. 이는, 상기 벨트 지지 프레임과 상기 베이스 프레임을 연결하는 링크 부재의 길이를 다르게 형성함으로써, 효과적으로 큰 경사도를 구현할 수 있도록 하기 위함이다.

그리고, 상기 제1피봇 결합부가 상기 베이스 프레임과의 거리가 가장 가까와진 상태에서, 상기 제1링크 부재와 상기 베이스 프레임 사이의 사잇각은 5° 내지 60°이고, 상기 제2링크 부재와 상기 베이스 프레임 사이의 사잇각은 75° 내지 90°인 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1피봇 결합부가 상기 베이스 프레임과의 거리가 가장 가까와진상태에서, 상기 제1피봇 결합부의 높이는 상기 제2링크 부재가 상기 벨트 지지 프레임과 피봇 결합된 제2피봇 결합부의 높이보다 더 낮게 형성되어, 사용자에게 내리막 경사에서 런닝이나 걷기 운동 환경을 제공할 수 있게 된다.

그리고, 상기 제1피봇 결합부가 상기 베이스 프레임과의 거리가 가장 멀어진 상태에서, 상기 제1피봇 결합부의 높이는 상기 제2링크 부재가 상기 벨트 지지 프레임과 피봇 결합된 제2피봇 결합부의 높이보다 더 높게 형성되어, 사용자에게 오르막 경사에서 런닝이나 걷기 운동 환경을 제공할 수 있게 된다.

이 때, 상기 제1링크 부재와 상기 베이스 프레임과의 사잇각은 35° 내지 50°이거나, 75°내지 90°인 것이 바람직하다. 이는, 상기 제1링크 부재와 상기 베이스 프레임과의 사잇각이 45°일때까지는 제1링크 부재의 회전각에 비하여 제1피봇 결합부의 상승 높이를 크게 할 수 있으며, 상기 제1링크 부재와 상기 베이스 프레임과의 사잇각이 90°일때 최대의 오르막 경사를 구현할 수 있기 때문이다. 사용자의 사용환경에 따라 조절 가능하여 양자 중 어느 하나를 선택하여 제조함으로써 사용자의 운동 취향에 맞출수 있게 된다.

또한, 상기 액츄에이터는 구동 막대의 움직임에 의하여 구동하도록 구성된 것이 상기 벨트 지지 프레임의 경사도를 조절하는 데에 있어서 효과적이다. 여기서, 상기 액츄에이터는 상기 베이스 프레임에 고정 설치되고, 상기 구동 막대는 상기 제1링크 부재, 상기 제2링크 부재, 상기 벨트 지지 프레임 중 어느 하나와 피봇 연결될 수 있다.

한편, 상기 액츄에이터는, 구동 모터와, 구동 모터와 연동되는 모터 기어와,상기 모터 기어와 연동되어 회전하고 상기 제1링크 부재 또는 상기 제2링크 부재와 연동되어 회전하는 전달 기어를 포함하여 구성될 수도 있다.

그리고, 상기 트레드밀은 손잡이 등이 형성된 지주부를 구비하고, 상기 베이스 프레임은 상기 지주부에 대하여 회동 가능하도록 상기 지주부와 피봇 결합됨으로써, 트레드밀을 사용하지 않는 경우에 접철하여 보관함으로써 작은 공간에 비치하는 것이 가능해진다.

한편, 본 발명은, 발판과; 상기 발판을 지지하고, 상기 발판의 경사도를 조절하는 경사조절기구와; 세로 방향으로 길게 형성된 지주와, 상기 지주의 하단에 결합되어 하중을 지지하는 받침대를 구비한 지주부와; 상기 경사조절기구를 회전시켜 상기 지주부와 접철가능하도록 상기 지주부에 형성된 접이용 힌지를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 접이식 트레드밀을 제공한다.

여기서, 상기 접이용 힌지는, 접이용 힌지의 설치의 편리성을 도모하기 위하여, 상기 지주와 상기 베이스 프레임 사이를 회동 가능하게 연결 고정하도록 구성된 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 일 실시예를 도시한 도 2 내지 도8을 참조하여 설명한다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 트레드밀의 경사조절기구(100)가 장착된 트레드밀은, 사용자의 런닝 또는 걷기 운동시 밟는 방향의 하중을 지지하는 발판(60)과, 발판(60)의 상하면을 감싸고 무한궤도식으로 회전하는 폐곡면 형상의 벨트(70)와, 벨트(70)를 회전 구동시키도록 연결 밸트(81)를 통해 구동하는 구동 모터(80)와, 발판(60)의 하중이나 충격을 지지하고 발판(60)의 경사각을 조절하는 경사조절기구(100)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 경사조절기구(100)는, 사용자로부터 하중이나 충격이 가해지는 발판(60)을 지지하고 경사면을 형성하는 벨트 지지 프레임(110)과, 벨트 지지 프레임(110)의 일측에 회동 가능하게 피봇 결합된 제1링크 부재(120)와, 벨트 지지 프레임(110)의 타측에 제1링크 부재(120)와 소정의 간격(d1)을 두고 회동 가능하게 피봇 결합된 제2링크 부재(130)와, 제1링크 부재(120) 및 제2링크 부재(130)와 각각 피봇 결합된 베이스 프레임(140)과, 벨트 지지 프레임(110)을 베이스 프레임(140)에 대하여 링크운동시키도록 베이스 프레임(140)에 고정 설치되고 제1링크 부재(120)를 구동시키는 액츄에이터(150)를 구비한다.

상기 벨트 지지 프레임(110)은 하중과 충격이 가해지는 발판(60)을 안정적으로 지지할 수 있도록 사각 격자 형상을 포함하여 형성된다. 보다 상세하게는, 벨트 지지 프레임(110)는 사각 격자 형상의 각 모서리 주변에는 발판(60)의 요입부(61)가 끼워지도록 돌출부(111)가 형성되고, 발판(60)의 요입부(61)가 돌출부(111)에 끼워진 상태로 벨트 지지 프레임(110)의 상면(112)에 놓여짐으로써 발판(60)으로부터의 하중과 충격을 효과적으로 지지할 수 있게 된다.

상기 제1링크 부재(120)는, 상기 벨트 지지 프레임(110)의 일측에 회동 가능하게 피봇 결합된 제1피봇 결합부(121)와 상기 베이스 프레임(140)의 일측에 회동 가능하게 피봇 결합된 제3피봇 결합부(123)를 구비한다.

상기 제2링크 부재(130)는 제1피봇 결합부(121)와 소정간격(d1)을 두고 벨트 지지 프레임(110)에 대하여 회동 가능하게 피봇결합된 제2피봇 결합부(132)와, 베이스 프레임(140)의 일측에 제1링크 부재(120)와 소정간격(d2)을 두고 베이스 프레임(140)에 대하여 회동 가능하도록 피봇 결합된 제4피봇 결합부(134)를 포함한다.

상기 베이스 프레임(140)은 바닥면과 접하여 수평으로 놓여지고, 지주부(90)의 일측부(93)와 접철가능하게 피봇결합(93a)된 접이용 힌지(141)를 구비하며, 일측에 제1링크 부재(120) 및 제2링크 부재(130)와 소정의 간격(d2)을 두고 각각 연결되어 있다.

상기 액츄에이터(150)는 실린더기구로, 일단(152a)이 상기 베이스 프레임(140)에 피봇결합되고, 타단(152b)이 상기 벨트 지지 프레임(110)에 피봇결합되어, 구동부(151)가 작동함에 따라 구동 막대(152)의 길이가 신축되어 벨트 지지 프레임(110)을 베이스 프레임(140)에 대하여 링크운동시켜 경사도를 조절할 수 있게 된다.

따라서, 벨트 지지 프레임(110), 제1링크 부재(120), 제2링크 부재(130) 및 베이스 프레임(140)은 사다리꼴 형상의 4절링크를 형성하여 4절링크 운동을 하게 된다. 이 때, 제1링크 부재(120)의 길이가 제2링크 부재(130)의 길이보다 길게 형성되어, 큰 경사도를 갖는 오르막 경사도를 구현할 수 있게 된다.

그리고, 도4에 도시된 수평 상태에서 벨트 지지 프레임(110)의 높이(H)는 낮은 것이 바람직하나, 벨트 지지 프레임(110)의 높이가 매우 낮은 경우에는 제1,2링크 부재(120,130)와 구동 막대(152)에 무리한 하중이 작용할 우려가 있으므로 벨트 지지 프레임(110)의 높이(H)를 적정 수준으로 유지하는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 벨트 지지 프레임(110)과 베이스 프레임(140)의 두께를 감안하여 벨트지지 프레임(110)의 높이(H)를 약 100mm 내지 250mm정도로 하면 양 조건을 만족시킬 수 있다.

또한, 사용자가 트레드밀을 이용하여 런닝 또는 걷기 운동을 하는 중에 사용자의 하중은 사용자가 앞발을 내딛는 순간에 사용자의 발이 접촉하는 벨트 지지 프레임(110)의 앞쪽 부분(A)에 집중된다. 종래의 경사조절장치(1)의 경우에는 사용자 앞쪽에 집중된 하중을 효과적으로 분산시키지 못하고 사용자 발의 접촉 부분 주위의 액츄에이터(50)와 부재(20)에 하중과 충격이 집중되어 파손이나 고장의 원인이 되어 왔다. 그러나, 본 발명의 일 실시예의 경사조절장치(100)는, 도4에 도시된 바와 같이, 사용자 발의 접촉부(A)에 작용하는 사용자의 하중(F_p)은 제1링크 부재(120)와 구동 막대(152)의 사잇각(α,γ)의 싸인(sine) 성분의 반력(F_l,Fa)으로 분산되어 어느 부재에도 응력 집중이 발생되지 않는다. 나아가, 제1링크 부재(120)가 이루는 사잇각(α)과 구동 막대(152)가 이루는 사잇각(γ)에 따라 약간의 차이는 있으나, 바닥면에 평행한 방향의 하중 성분은 상쇄되고, 베이스 프레임(140)에는 모멘트가 거의 작용하지 않게 된다. 따라서, 본 발명의 경사조절장치(100)는 사용자의 하중을 효과적으로 분산시킴으로써 4절 링크를 이루는 각각의 부재(110,120,130,140)의 파손의 위험을 완전히 제거하여 높은 내구성을 갖게 되며, 액츄에이터(150)에서 부담하는 하중의 크기가 현격히 감소하므로 액츄에이터(150)의 용량을 획기적으로 줄여 제조 원가를 절감할 수 있으며, 하중의 적절한 배분으로 인하여 사용자는 상기 경사조절장치(100)가 설치된 트레드밀에서안락감을 느끼면서 운동을 할 수 있게 된다.

한편, 제3피봇 결합부(123)와 제4피봇 결합부(134) 사이의 거리(d2)에 대하여 제1피봇 결합부(121)와 제2피봇 결합부(132) 사이의 거리(d1)는 설계 사양에 따라 다양하게 조절할 수 있다. 안정된 구조를 갖도록 하기 위해서는 d1과 d2의 길이는 동일한 것이 좋으나, 이 경우에는 경사도를 높이기 위해서는 액츄에이터(150)의 구동 막대(152)의 신장 길이가 지나치게 길어져야 하는 문제점을 갖는다. 마찬가지로, d1이 d2에 비하여 지나치게 작은 경우에는 높은 경사도를 구현하는 데에 있어서는 유리하지만, 하중의 분산 측면에서는 불리해진다. 따라서, 제3피봇 결합부(123)와 제4피봇 결합부(134) 사이의 거리(d2)에 대하여 제1피봇 결합부(121)와 제2피봇 결합부(132) 사이의 거리(d1)의 비(d1/d2)는 0.3 내지 0.9인 것이 경사도 조절과 하중 분배 측면에서 바람직하다.

그리고, 제2링크 부재(130)는 베이스 프레임(140)의 끝단부(140a)에 근접하여 설치되는 것이 바람직하다. 즉, 도면 부호 d4로 표시된 길이는 약 25mm 내지 80mm에 속하는 것이 구조의 안정성 측면에서 효과적이다.

도면중 미설명 부호인 71,72는 구동 모터(80)에 의하여 벨트(70)가 무한 궤도로 발판(60) 주위를 회전할 수 있도록 보조하는 보조 롤러이고, 91은 지주부(90)에 부착된 손잡이이며, 92a는 사용자가 운동중 운동 상태를 표시해주는 표시부이다.

이하, 본 발명의 일 실시예의 작동 원리를 도4 내지 도6을 참조하여 상술한다.

도6에 도시된 바와 같이, 제1링크 부재(120)와 벨트 지지 프레임(110) 사이의 제1피봇 결합부(121)가 상기 베이스 프레임과(140)의 거리가 가장 가까와진 상태는 액츄에이터(150)의 구동 막대(152)가 가장 짧아진 상태로서, 제1피봇 결합부(121)의 높이는 제2피봇 결합부(132)의 높이보다 더 낮게 되어, 벨트 지지 프레임(110)은 내리막 경사를 이루게 된다. 이 때, 큰 내리막 경사를 구현하기 위하여, 제2링크 부재(130)와 베이스 프레임(140)의 사잇각(β)은 90°가 되며, 제1링크 부재(120)와 베이스 프레임(140)의 사잇각(α)은 5°내지 60°의 예각이 된다. 보다 구체적으로는, 내리막 경사도를 크게 할 경우에는 5°내지 30°인것이 바람직하며, 오르막 경사도를 크게 할 경우에는 30°내지 60°인것이 바람직하다.

여기서, 제2링크 부재(130)와 베이스 프레임(140)의 사잇각(β)은 가능한 90°를 넘지 않는 것이 바람직하다. 이는, 제2링크 부재(130)가 90°를 초과하여 회전하면 벨트 지지 프레임(110)의 높이는 제2링크 부재(130)가 90°인 경우보다 낮아지게 되므로, 제1,2링크 부재(120,130)에 무리한 하중이 작용될 우려가 있을 뿐만 아니라, 사용자의 뒤쪽 끝단부(110a)가 높아지다가 다시 낮아지게 되어 사용자의 불안정감을 유발할 수도 있기 때문이다.

한편, 도5에 도시된 바와 같이, 액츄에이터(150)를 구동하여 구동 막대(152)를 신장시키면, 제2링크 부재(130)와 베이스 프레임(140)의 사잇각(β)은 90°보다 점점 작아지게 되고, 제2피봇 결합부(132)의 높이는 점점 낮아진다. 동시에, 제1링크 부재(120)와 베이스 프레임(140)의 사잇각(α)은 점점 커지게 되어 제1피봇 결합부(121)의 높이는 높아지게 된다. 따라서, 벨트 지지 프레임(110)의 경사는 오르막 경사로 전환되고 구동 막대(152)의 신장량에 따라 급격한 경사도도 구현할 수 있게 된다.

이 때, 액츄에이터(150)의 구동 막대(152)가 최대로 신장된 상태에서 제1링크 부재(12)와 베이스 프레임(140)의 사잇각(α)은 35°내지 50°이거나, 80°내지 100°인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 제1링크 부재(120)와 베이스 프레임(140)과의 사잇각(α)이 45°일때까지는 제1링크 부재의 회전각(α의 변화량)에 비하여 제1피봇 결합부(121)의 높이를 크게 할 수 있다. 그리고, 제1링크 부재(120)와 베이스 프레임(140)과의 사잇각(α)이 90°가 되면 최대의 오르막 경사를 이룰 수 있게 된다. 따라서, 사용자의 운동 조건에 따라 제1링크 부재(120)와 베이스 프레임(140)과의 사잇각(α)의 범위를 제조시에 미리 설정함으로써 다양한 경사도를 구현할 수 있게 된다.

그리고, 액츄에이터(150)의 구동 막대(152)가 신장됨에 따라 벨트 지지 프레임(110)은 도면 부호 110b로 표시된 방향으로 전진하게 된다. 즉, 제2링크 부재(130)가 회전하는 각(β의 변화량)에 해당되는 양만큼 벨트 지지 프레임(110)은 d3-d3'의 길이만큼 전진하게 된다.(도5의 d3'는 도6의 d3보다 짧게 된다.) 일반적으로, 운동중에 발판(60)의 경사도가 높아바닥면 사용자는 본능적으로 손잡이(91)를 잡기 위하여 앞쪽으로 이동하는 것에 비추어 볼 때, 상기 경사조절장치(100)를 사용하면 경사도가 높아짐에 따라 벨트 지지 프레임(110)이 스스로 전진하므로 사용자는 편리하게 손잡이(91)를 잡을 수 있으며 아울러 발판(60)의 경사가 점점 높아지더라도 안정감을 갖고 운동을 계속할 수 있게 된다. 나아가, 일반적인트레드밀의 발판은 사용자의 운동 반경을 고려하여 충분히 길게 설계하여야 하는데, 상기 경사조절기구(100)의 경우에는 경사도에 따라 벨트 지지 프레임(110)의 전진 길이만큼 발판(60)의 길이를 줄일 수 있게 되므로, 동일한 운동 반경을 얻을 수 있으면서 공간을 적게 차지하는 트레드밀을 구현할 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 경사조절기구(100)를 사용함으로써 구동 막대(152)의 신축량에 따라 내리막 경사로부터 급격한 오르막 경사를 구현할 수 있게 된다. 따라서, 사용자는 내리막 경사면과 급격한 오르막 경사면에서 런닝 또는 걷기 운동을 할 수 있게 되어 높은 만족도를 갖게 되며, 다양한 경사 조건에서 운동할 수 있게 되므로 운동 중의 지루함을 덜 느끼게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 트레드밀의 경사조절기구는 벨트 지지 프레임(110), 제1링크 부재(120), 제2링크 부재(130), 베이스 프레임(140)이 서로 피봇으로 연결되어 4절 링크 구조로 구성됨으로써, 바닥면에 놓여지는 베이스 프레임(140)의 맞은편의 벨트 지지 프레임(110)의 경사도를 조절함에 있어서, 제1링크 부재(120)와 벨트 지지 프레임(110)과의 제1피봇 결합부(121)가 상승하면 제2링크 부재(130)와 벨트 지지 프레임(110)과의 제2피봇 결합부(132)가 하강하게 되고, 제1피봇 결합부(121)가 하강하면 제2피봇 결합부(132)가 상승하게 되므로, 벨트 지지 프레임(110)의 경사도를 보다 넓은 범위로 조절할 수 있게 된다.

그리고, 4절 링크 구조로 형성함으로써, 사용자가 벨트 지지 프레임(110) 위에 설치된 발판(60) 위에서 런닝 또는 걷기 운동을 하는 중에 발판(60)에 가해지는 충격은 4절 링크의 피봇 결합부(121,123,132,134)에서 흡수되거나 각각링크(110,120,130)의 굽힘 강성에 의한 탄성 에너지로 변환되어, 운동 도중에 사용자의 무릎 관절 등에 반력으로 가해지는 충격을 최소화할 수 있게 된다.

한편, 상기 액츄에이터(150)는 4절링크 운동을 구속하는 역할을 하는 것으로, 본 발명의 일 실시예에서와 같이 액츄에이터(150)를 베이스 프레임(140)과 벨트 지지 프레임(110)을 연결하도록 설치할 수도 있지만, 베이스 프레임(140)과 제1링크 부재(120) 사이를 연결하거나, 베이스 프레임(140)과 제2링크 부재(130) 사이를 연결함으로써 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에는 구동 막대(152)를 구비한 액츄에이터(150)가 장착된 트레드밀의 경사조절기구에 대하여 상술하였으나, 본 발명은 수동으로 조작되는 경사조절기구에도 사용될 수 있으며, 실린더형 액츄에이터 대신 구동 모터와 복수개의 기어를 제1,2링크 부재(120,130) 중 어느 하나와 연동되도록 구성된 것 등을 포함하는 것이다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 벨트 지지 프레임과, 벨트 지지 프레임과 회동 가능하게 피봇 결합된 제1링크 부재와, 벨트 지지 프레임과 회동 가능하게 피봇 결합되고 제1링크 부재와 소정의 간격을 두고 형성된 제2링크 부재와, 제1링크 부재 및 제2링크 부재와 각각 회동 가능하게 피봇 결합된 베이스 프레임과, 베이스프레임에 대하여 상기 벨트 지지 프레임을 운동시키는 액츄에이터를 포함하여, 상기 벨트 지지 프레임, 제1링크 부재, 제2링크 부재, 베이스 프레임이 상호 체결되어 4절 링크 구조로 트레드밀의 경사조절기구를 구성함으로써, 벨트 지지 프레임(110)의 경사도를 보다 넓은 범위로 조절할 수 있는 트레드밀의 경사조절기구 및 접이식 트레드밀을 제공한다.

또한, 본 발명은 바닥면에 놓여지는 상기 베이스 프레임의 맞은편의 상기 벨트 지지 프레임의 경사도를 조절함에 있어서, 상기 제1링크 부재와 상기 벨트 지지 프레임과의 제1피봇 결합부가 상승하면 상기 제2링크 부재와 상기 벨트 지지 프레임과의 제2피봇 결합부가 하강하게 되고, 상기 제1피봇 결합부가 하강하면 상기 제2피봇 결합부가 상승하게 되므로, 상기 벨트 지지 프레임의 경사도를 보다 넓은 범위로 조절할 수 있게 된다.

그리고, 사용자가 상기 벨트 지지 프레임 위에 설치된 발판 위에서 런닝 또는 걷기 운동을 하는 중에 상기 발판에 가해지는 충격이 피봇 결합부에서 흡수되거나 링크의 굽힘 강성에 의한 탄성 에너지로 변환시켜, 운동 도중에 사용자의 무릎 관절 등에 반력으로 가해지는 충격을 최소화할 수 있게 된다.

또한, 사용자의 발 접촉에 의하여 전달되는 하중을 제1,2링크 부재로 분산시킴으로써 4절 링크를 이루는 각각의 부재의 파손의 위험을 완전히 제거하여 높은 내구성을 갖도록 한다. 이에 따라, 액츄에이터에서 부담하는 하중의 크기가 현격히 감소하므로 액츄에이터의 용량을 획기적으로 줄여 제조 원가를 절감할 수 있으며, 하중의 적절한 배분으로 인하여 사용자는 안락감을 느끼면서 운동을 할 수 있게 된다.

Claims

트레드밀에 있어서,

벨트 지지 프레임과;

상기 벨트 지지 프레임과 회동 가능하게 피봇 결합된 제1링크 부재와;

상기 벨트 지지 프레임과 회동 가능하게 피봇 결합되고, 상기 제1링크 부재와 소정의 간격을 두고 형성된 제2링크 부재와;

상기 제1링크 부재 및 상기 제1링크 부재와 각각 회동 가능하게 피봇 결합된 베이스 프레임을;

포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 트레드밀의 경사조절기구.
제 1항에 있어서,

상기 제1링크 부재는 그 길이가 상기 제2링크 부재의 길이보다 더 길게 형성된 것을 특징으로 하는 트레드밀의 경사조절기구.
제 2항에 있어서,

상기 제1링크 부재와 상기 벨트 지지 프레임 사이의 제1피봇 결합부가 상기 베이스 프레임과의 거리가 가장 가까와진 상태에서,

상기 제1링크 부재와 상기 베이스 프레임 사이의 사잇각은 5°내지 60°인 것을 특징으로 하는 트레드밀의 경사조절기구.
제 2항에 있어서,

상기 제1링크 부재와 상기 벨트 지지 프레임 사이의 제1피봇 결합부가 상기 베이스 프레임과의 거리가 가장 가까와진 상태에서,

상기 제2링크 부재와 상기 베이스 프레임 사이의 사잇각은 75° 내지 90°인 것을 특징으로 하는 트레드밀의 경사조절기구.
제 2항에 있어서,

상기 제1링크 부재와 상기 벨트 지지 프레임 사이의 제1피봇 결합부가 상기 베이스 프레임과의 거리가 가장 가까와진 상태에서,

상기 제1피봇 결합부의 높이는 상기 제2링크 부재가 상기 벨트 지지 프레임과 피봇 결합된 제2피봇 결합부의 높이보다 더 낮은 것을 특징으로 하는 트레드밀의 경사조절기구.
제 2항에 있어서,

상기 제1링크 부재와 상기 벨트 지지 프레임 사이의 제1피봇 결합부가 상기 베이스 프레임과의 거리가 가장 멀어진 상태에서,

상기 제1피봇 결합부의 높이는 상기 제2링크 부재가 상기 벨트 지지 프레임과 피봇 결합된 제2피봇 결합부의 높이보다 더 높은 것을 특징으로 하는 트레드밀의 경사조절기구.
제 6항에 있어서,

상기 제1피봇 결합부가 상기 베이스 프레임과의 거리가 가장 멀어진 상태에서,

상기 제1링크 부재와 상기 베이스 프레임과의 사잇각은 75° 내지 90°인 것을 특징으로 하는 트레드밀의 경사조절기구.
제 6항에 있어서,

상기 제1피봇 결합부가 상기 베이스 프레임과의 거리가 가장 멀어진 상태에서,

상기 제1링크 부재와 상기 베이스 프레임과의 사잇각은 35° 내지 50°인 것을 특징으로 하는 트레드밀의 경사조절기구.
제 2항에 있어서,

상기 제1링크 부재와 상기 베이스 프레임 사이를 피봇 결합하는 제3피봇 결합부와, 상기 제2링크 부재와 상기 베이스 프레임 사이를 피봇 결합하는 제4피봇 결합부를 포함하고,

상기 제3피봇 결합부와 상기 제4피봇 결합부 사이의 길이(d2)에 대한 상기 제1피봇 결합부와 상기 제2피봇 결합부 사이의 길이(d1)의 비(d1/d2)는 0.3 내지 0.9인 것을 특징으로 하는 트레드밀의 경사조절기구.
제 2항에 있어서,

상기 베이스 프레임과 상기 벨트 지지 프레임이 평행한 상태에서, 상기 베이스 프레임의 저면과 상기 벨트 지지 프레임의 상면까지의 길이는 100mm 내지 250mm인 것을 특징으로 하는 트레드밀의 경사조절기구.
제 2항에 있어서,

상기 제4피봇 결합부는 상기 베이스 프레임의 끝단으로부터 25mm 내지 80mm에 설치된 것을 특징으로 하는 트레드밀의 경사조절기구.
제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 베이스 프레임에 대하여 상기 벨트 지지 프레임을 운동시키는 액츄에이터를 더 포함하여 구성된 것을 특징을 하는 트레드밀의 경사조절기구.
제 12항에 있어서, 상기 액츄에이터는,

구동 모터와;

구동 모터와 연동되는 모터 기어와;

상기 모터 기어와 연동되어 회전하고, 상기 제1링크 부재와 연동되어 회전하는 전달 기어를;

포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 트레드밀의 경사조절기구.
제 12항에 있어서, 상기 액츄에이터는,

구동 모터와;

구동 모터와 연동되는 모터 기어와;

상기 모터 기어와 연동되어 회전하고, 상기 제2링크 부재와 연동되어 회전하는 전달 기어를;

포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 트레드밀의 경사조절기구.
제 12항에 있어서,

상기 액츄에이터는 구동 막대의 움직임에 의하여 구동하도록 구성된 것을 특징으로 하는 트레드밀의 경사조절기구.
제 15항에 있어서,

상기 액츄에이터는 상기 베이스 프레임에 고정 설치된 것을 특징으로 하는 트레드밀의 경사조절기구.
제 15항에 있어서,

상기 액츄에이터는 상기 베이스 프레임에 고정 설치되고, 상기 구동 막대는 상기 제1링크 부재와 연결된 것을 특징으로 하는 트레드밀의 경사조절기구.
제 15항에 있어서,

상기 액츄에이터는 상기 베이스 프레임에 고정 설치되고, 상기 구동 막대는 상기 제2링크 부재와 연결된 것을 특징으로 하는 트레드밀의 경사조절기구.
제 15항에 있어서,

상기 액츄에이터는 상기 베이스 프레임에 고정 설치되고, 상기 구동 막대는 상기 벨트 지지 프레임과 연결된 것을 특징으로 하는 트레드밀의 경사조절기구.
제 1항에 있어서,

상기 트레드밀은 손잡이 등이 형성된 지주부를 구비하고,

상기 베이스 프레임은 상기 지주부에 대하여 회동 가능하도록 상기 지주부와 피봇 결합된 것을 특징으로 하는 트레드밀의 경사조절기구.
트레드밀에 있어서,

벨트 지지 프레임과;

상기 벨트 지지 프레임과 회동 가능하게 피봇 결합된 제1링크 부재와;

상기 벨트 지지 프레임과 회동 가능하게 피봇 결합되고, 상기 제1링크 부재와 소정의 간격을 두고 상기 제1링크 부재보다 길이가 짧게 형성된 제2링크 부재와;

상기 제1링크 부재 및 상기 제1링크 부재와 각각 회동 가능하게 피봇 결합된베이스 프레임과;

상기 베이스 프레임에 대하여 상기 벨트 지지 프레임을 운동시키도록 구동 막대의 움직임에 의하여 구동하도록 형성된 액츄에이터를;

포함하고, 상기 액츄에이터의 일단이 상기 베이스 프레임에 피봇 결합되고, 상기 액츄에이터에 의하여 신축되는 상기 구동 막대의 끝단이 상기 벨트 지지 프레임과 연결된 것을 특징으로 하는 트레드밀의 경사조절기구.