KR200408794Y1 - 발전기능을 갖는 헬스 사이클 - Google Patents

Abstract

본 고안은 받침대가 형성되고 받침대에서 상부로 연장고정된 안장고정대와 핸들고정대가 형성되며 페달풀리에 축결합된 페달축을 갖는 프레임과; 상기 페달풀리와 동력전달수단으로 연결되어 페달풀리의 4∼8배의 속도로 동반회동되는 가속풀리와; 상기 가속풀리와 동력전달수단으로 연결되어 페달풀리의 21∼42배 속도로 동반회동되는 회동자로 기전력을 일으키는 다수개의 도체가 삽입된 발전풀리와; 받침대에 고정되어 개폐되는 케이스의 내측면에 일단이 고정되고 타단은 발전풀리를 감싸며 발전풀리측으로 다수개 돌출되어 코일이 감겨져 사용자가 선택적으로 세기가 조절되어 전기장을 발생시키는 고정자인 자석링과; 상기 발전풀리에 발생된 기전력을 교류 또는 직류로 연결 또는 변환시켜 축전지에 저장시키고 내장된 인버터를 통해 220V의 교류나 적정 직류로 변환하여 콘센트를 통해 외부로 방출시키며 축전지의 충전전압 및 전류의 불안정시 이를 감지하여 외부전원으로 원활하게 전환시키는 전원자동전환장치를 갖는 제어부를 구비하는 발전기능을 갖는 헬스 사이클에 관한 것이다.

제어부, 자석링, 발전풀리, 가속풀리, 프레임, 케이스

Description

발전기능을 갖는 헬스 사이클{Health bicycle with generating function}

도 1은 본 고안 실시 예인 헬스 사이클의 케이스를 제거한 상태의 모습을 보인 측면도,

도 2는 본 고안 실시 예인 헬스 사이클의 발전풀리 측에서의 요부확대 종단면도,

도 3은 본 고안 실시 예인 헬스 사이클의 발전풀리의 다른 실시예를 보인 요부확대 종단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 제어부 11 : 축전지

12 : 콘센트 13 : 전원자동전환장치

20 : 자석링 21 : 극

22 : 코일 23 : 콘트롤러

30 : 발전풀리 31 : 제2벨트

32 : 도체 33 : 제2텐셔너

34 : 축브라켓 35 : 스프링

36 : 플라이휘일 40 : 가속풀리

41 : 제1벨트 42 : 제1텐셔너

43 : 축브라켓 44 : 스프링

50 : 프레임 51 : 페달축

52 : 페달풀리 53 : 안장고정대

53a : 안장 54 : 핸들고정대

54a : 핸들 55 : 받침대

56 : 이음대 57,58 : 가로대

59 : 세로대 60 : 케이스

본 고안은 발전기능을 갖는 헬스 사이클에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 페달을 회동시키는 간단한 동작으로 가정내의 여러가지 전기기구를 작동시킬 수 있을 정도로 충분한 전력량을 얻을 수 있고, 손쉽게 다단으로 운동량을 조절할 수 있으며, 소음이 적고, 외관이 미려한 발전기능을 갖는 헬스 사이클에 관한 것이다.

가정이나 헬스클럽 등에서 많이 사용되고 있는 헬스 사이클은 도로에서 자전거를 타는 것과 동일한 운동효과를 기대할 수 있는 것으로, 시간을 할애하기가 쉽 지 않은 현대인들의 부족한 운동량을 충족하는데에 매우 효과적인 유산소 운동기구이다.

최근에는 비만인구의 급속한 증가로 건강에 대한 관심이 고조되고 있는데, 이 같은 관심을 충족시키기 위해 개발되고 있는 헬스 사이클인데 운동효과를 디지털화시킨 계기판을 설치하여 외관을 고급화시킨 것이 주종을 이루고 있으며, 기능을 개선시킨 것으로는 회전체에 마찰기능을 부여하여 페달을 밟을 때 회전부하가 걸리도록 함으로써 사용자가 동일 수로 페달을 회전시켰을 때 최대의 운동효과가 발휘되도록 된 것이 있다.

그러나, 이런 기능성 헬스 사이클 역시 운동성능에만 초점을 맞춘 것인바, 운동시 발생된 회전에너지를 회수하여 실생활에 유용한 전기에너지로 변환 사용할 수 있도록 한 것으로, 헬스싸이클몸체에 1쌍의 고정판을 매개로 설치된 브라켓트와, 페달에 설치된 제 1체인스프로킷과 체인을 매개로 연결된 제 2체인스프로킷 및 원동베벨기어를 갖추고서 상기 브라켓트에 고정된 베어링을 매개로 축지지된 제 1구동연결축, 상기 원동베벨기어와 치합되고 베어링을 매개로 축지지된 종동베벨기어, 이 종동베벨기어와 연결된 조인트커플링 및, 이 조인트커플링과 연결된 발전기를 구비한 발전수단이 설치되고, 상기 발전기와 정류회로 및 레귤레이터를 매개로 연결되어 일정 전압으로 정류된 전기를 축전하는 축전장치와, 상기 축전장치에 연결되어 축전된 직류 전기를 실생활에 사용 가능한 교류 전기로 전환시키는 인버터와, 상기 인버터와 연결되어 축전장치에 저장된 전기를 정전등의 비상시에 비상용 전원으로 사용 가능하도록, 가정용분전함과의 연결을 스위칭 하는 자동절환스위치를 구비하여, 싸이클에 설치된 페달을 회전시키면 그 회전력이 체인을 통해 원동베벨기어와 종동베벨기어로 전달되고, 이 회전력을 매개로 발전기에서 전기가 생산되어 상기 정류회로 및 레귤레이터를 통해 일정 전압으로 정류된 후 상기 축전장치에 축전되도록 구성된 것을 특징으로 하는 헬스기구를 이용한 발전장치가 2001년 9월 26일에 실용등록 제234238호로 기술평가에 의한 정정공고된바 있었다.

그러나, 이런 종래의 헬스 사이클은 동력발생수단이 기어류의 조합으로 구성되기 때문에 페달 회전시 기어간의 마찰로 인한 소음이 발생하여 실내에서 사용하기에는 무리가 있었고, 이로인해 사용자가 연속적으로 페달을 돌려줄 수 없으므로 운동효과가 저하되며, 발전용량이 저감되는 문제점이 있었다.

이런 문제점을 해결하기 위해서, 몸체상에 페달 축을 갖춘 안장고정대 및 핸들고정대가 설치되고, 페달축을 회전시켜 발전수단을 동작시키므로써 운동과 동시에 전기가 생산되도록 된 헬스 사이클에 있어서, 상기 몸체 일측에 풀리설치부재가 설치되고, 상기 페달축과 풀리 설치부재를 매개로 증속수단이 구비되며, 상기 핸들고정대 반대쪽에는 페달 축의 회전에 따라 동작되고 증속수단과 연결되는 DC모우터가 구비되는 한편, 상기 풀리설치부재에는 증속수단간에 회전력을 연결시키는 벨트의 장력을 조절하기 위한 장력조절수단이 설치되어, 상기 페달축의 회전에너지를 매개로 증속수단을 동작시키고 디씨모우터를 통해 전기가 발전되도록 구성되었는 바, 상기 폴리설치부재가, 상부 일측에 장공이 형성되고, 중앙하부에는 고정구멍이 형성되며, 증속수단을 이루는 구성품을 양측에서 감싸주는 형태로 설치된 특징을 갖고, 상기 증속수단이, 페달 축에 설치되는 구동풀리와, 1단풀리 및 2단풀리로 이루어지고 상기 장공에 끼워지는 종동축에 설치되는 종동풀리, 상기 구동풀리와 종동풀리를 연결하는 제 1폴리브이벨트와 제 2폴리브이벨트 및, 발전축을 갖추는 한편, 상기 구동풀리와 종동풀리는 동일선상에 설치되고, 페달축은 미끄럼베어링을 매개로 설치되고, 상기 2단 풀리는 일방향 베어링을 매개로 종동축에 설치된 특징을 갖으며, 상기 장력조절수단은, 풀리설치부재에 형성된 장공을 매개로 설치되는 제 1텐셔너와, 고정구멍을 매개로 설치되는 제 2텐셔너, 베이스프레임상에 고정된 제 1브라켓트와 제 2브라켓트 및, 상기 제 1,2텐셔너와 제 1,2브라켓트를 매개로 설치되는 제 1텐션조절스프링과 제 2텐션조절스프링을 갖추고서 제 1,2폴리브이벨트의 장력을 조절하도록 된 특징을 갖으며, 상기 제 1텐셔너는 양측에 각각 복수의 스프링 끼움구멍 및 로울러설치구멍이 형성되고, 이 로울러설치구멍을 매개로 제 1로울러가 설치되며, 제 1폴리브이벨트상에 외접되도록 설치되는 특징을 갖고, 상기 제 2텐셔너가 복수의 스프링끼움구멍을 갖추고서 일측에 제 2로울러를 구비하고, 제2폴리브이벨트상에 외접되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 발전기능을 갖춘 헬스 사이클이 2005년 9월 27일자 공개특허 제10-2005-0094306호로 특허공개된바 있었다.

이런 종래의 헬스 싸이클은 기존의 자전거 앞바퀴에 달려있는 조명등 용도의 발전기와 거의 동일한 정도의 출력량을 갖는 것으로, 그 출력량이 가정내에서 여러가지 전기기구의 작동에 사용하기에는 크게 모자라고, 그 외관이 미려하지 못한 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 페달을 회동시키는 간단한 동작으로 가정내의 여러가지 전기기구를 작동시킬 수 있을 정도로 충분한 전력량을 얻을 수 있고, 손쉽게 다단으로 운동량을 조절할 수 있으며, 소음이 적고, 외관이 미려한 발전기능을 갖는 헬스 사이클을 제공함에 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 받침대가 형성되고 받침대에서 상부로 연장고정된 안장고정대와 핸들고정대가 형성되며 페달풀리에 축결합된 페달축을 갖는 프레임과;

상기 페달풀리와 동력전달수단으로 연결되어 페달풀리의 4∼8배의 속도로 동반회동되는 가속풀리와;

상기 가속풀리와 동력전달수단으로 연결되어 페달풀리의 21∼42배 속도로 동반회동되는 회동자로 기전력을 일으키는 다수개의 도체가 삽입된 발전풀리와;

받침대에 고정되어 개폐되는 케이스의 내측면에 일단이 고정되고 타단은 발전풀리를 감싸며 발전풀리측으로 다수개 돌출되어 코일이 감겨져 사용자가 선택적 으로 세기가 조절되어 전기장을 발생시키는 고정자인 자석링과;

상기 발전풀리에 발생된 기전력을 교류 또는 직류로 연결 또는 변환시켜 축전지에 저장시키고 내장된 인버터를 통해 220V의 교류나 적정 직류로 변환하여 콘센트를 통해 외부로 방출시키며 축전지의 충전전압 및 전류의 불안정시 이를 감지하여 외부전원으로 원활하게 전환시키는 전원자동전환장치를 갖는 제어부를 구비하는 특징을 갖는다.

상기 자석링의 자기장 세기를 선택적으로 1단계에서 8단계로 순차적으로 증감시켜 페달을 통한 운동량의 크기를 조절하는 콘트롤러를 더 구비하는 특징을 갖는다.

상기 발전풀리의 일측단에는 회동력을 유지시키는 플라이휘일이 더 구비되는 특징을 갖는다.

이하, 본 고안을 첨부된 도면에 의해 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안 실시 예인 헬스 사이클의 케이스를 제거한 상태의 모습을 보인 측면도이고, 도 2는 본 고안 실시 예인 헬스 사이클의 발전풀리 측에서의 요부확대 종단면도이며, 도 3은 본 고안 실시 예인 헬스 사이클의 발전풀리의 다른 실시예를 보인 요부확대 종단면도이다

참고로 본 고안을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단될 경우에는 그 상세한 설명을 생략하였다.

또한, 후술되는 용어들은 본 고안에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운영자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.

그러므로, 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것임은 물론이다.

본 고안은 페달축(51)과 페달풀리(52)를 갖는 뼈대인 프레임(50)과, 페달풀리(52)와 연결되어 회동되는 가속풀리(40)와, 가속풀리(40)와 연결되어 회동됨으로써 기전력을 일으키는 발전풀리(30)와, 발전풀리(30)의 외측에 위치되어 선택적으로 자기장을 발생시키는 자석링(20)과, 발전풀리(30)에 발생된 기전력을 교류 또는 직류로 변환시키고 실내의 전기장치에 사용할 수 있게 제어하는 제어부(10)와, 자석링(20)의 자기장 세기를 선택적으로 증감시켜 페달풀리(52)의 회동난이도를 조절하는 콘트롤러(60)로 구성된다.

상기 프레임(50)은 양단에 가로대(57,58)를 갖고 양측 가로대(57,58) 중심을 이어주는 세로대(59)로 이루어져 지면에 안착되는 평면이 'H'형상인 받침대(55)가 형성되고, 받침대(55) 중심측에서 상부로 연장고정된 안장고정대(53)가 형성되고 그 상단에는 안장(53a)이 장착되며, 안장고정대(53) 전방측 상단에는 핸들고정대 (54)가 형성되고, 그 상단에는 핸들(54a)이 장착된다. 안장고정대(53)와 핸들고정대(54) 사이에는 이음대(56)가 사선으로 연결되어 이음대(56)에서 안장고정대(53) 측으로 치우쳐서 페달풀리(52)가 회동가능하게 축고정된다. 페달풀리(52)에 페달축(51)이 축결합되고 페달축(51) 선단에는 페달(51a)이 축결합된다.

상기 가속풀리(40)는 받침대(55)에 용접고정된 축브라켓(43)에 회동가능하게 축결합되고, 상기 페달풀리(52)와는 동력전달수단인 제1벨트(41)로 연결되어 페달풀리(52)의 회동속도보다 4배 내지 8배의 속도로 동반회동된다. 제1텐션너(42)는 축브라켓(43)에 회동가능하게 축고정되어 스프링(44)의 탄발력으로 긴장력을 지속적으로 유지시킨다.

상기 발전풀리(30)는 전자기유도작용으로 기전력을 일으키는 다수개의 도체(32)가 삽입되는 회동자로, 기전력이 정류자와 브러시를 통해서 직류로서 나오게 되는 것인바, 받침대(55) 후단에 용접고정된 축브라켓(34)에 회동가능하게 축결합되고, 상기 가속풀리(40)와는 동력전달수단인 제2벨트(31)로 연결되어 페달풀리(52)의 회동속도보다 21배 내지 42배의 속도로 동반회동된다. 제2텐션너(33)는 축브라켓(34)에 회동가능하게 축고정되어 스프링(35)의 탄발력으로 긴장력을 지속적으로 유지시킨다. 상기 발전풀리(30)의 일측단에는 도 3과 같이, 회동력을 유지시키기 위한 플라이휘일(36)이 더 구비됨이 바람직하다.

상기 자석링(20)은 전기장을 발생시키는 고정자로, 받침대(55)에 고정되어 개폐되는 케이스(60)의 내측면에 일단이 고정되고, 타단은 발전풀리(30) 외주연을 감싸며 발전풀리(30)측으로 코일(32)이 감겨진 16개의 극(31)이 돌출되어 사용자가 선택적으로 자기장의 세기를 8단계로 조절된다. 돌출된 극(31)에 감겨진 코일(32)은 콘트롤러(23)에 의해서 각각 연결되어 사용자가 콘트롤러(23)에서 선택적으로 1단계에서 8단계중 하나를 필요한 운동량의 강약에 따라서 선택함으로써, 결과적으로 페달축(51)의 회동난이도를 조절할 수 있게 된다. 자기장을 발생시키는 자석링(20)은 도 1과 같이, 16개의 극(31)으로 구성하였으나, 이는 필요에 따라서 극(31)수를 보다 많게 또는 보다 적게 구성시킬 수도 있음은 물론이다.

상기 제어부(10)는 상기 발전풀리(30)에 발생된 기전력을 교류 또는 직류로 연결 또는 변환시켜 축전지(11)에 저장시키고, 내장된 인버터를 통해 220V의 교류나 적정 직류로 변환하여 콘센트(12)를 통해 외부로 방출시키며, 축전지(11)에서 출력되는 충전전압 및 전류가 불안정할 때에는 이를 감지하여 외부전원으로 원활하게 전환시키는 전원자동전환장치(13)가 형성된다.

이와 같은 본 고안의 사용상태를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 전원을 온하고, 사용자가 안장(53a)에 앉아서 핸들(54a) 중심측에 장착된 콘트롤러(23)에서 사용자가 필요한 운동량에 따라서 1단계에서 8단계중 하나를 선택하면, 선택한 운동량에 따라서 제어부(10)에서 자석링(20)의 극(21)의 코일 (22)에 전류를 보내서 필요한 크기의 자기장을 발생시키게 된다.

이때, 사용자가 콘트롤러(23)에서 제일 약한 1단계를 선택하면, 이를 감지한 제어부(10)는 자석링(20)의 다수개 극(21) 중에서 대각선방향의 두개 극(21)의 코일(22)에만 통전시킴으로써, 자석링(20)은 제일 약한 자기장을 발생시키게 된다.

만일, 사용자가 콘트롤러(23)에서 제일 강한 8단계를 선택하면, 제어부(10)는 이를 감지하여 자석링(20) 16개의 극(21) 모두의 코일(22)에 전류를 통전시킴으로써, 자석링(20)은 제일 강한 자기장을 발생시키게 된다.

이렇게 제1단계로, 자석링(20)에 제일 약한 자기장이 발생되면 발전풀리(30)가 가장 원활하게 회동되는 상태로 이때, 사용자는 페달(51a)을 가장 손쉽게 구동시킬 수 있게 된다. 마찬가지로 제8단계로 설정되어, 자석링(20)에 가장 큰 세기의 자기장이 발생되면 발전풀리(30)의 회동이 가장 힘든 상태로, 이때 사용자는 페달(51a)을 구동하기가 가장 어려워 큰 힘을 필요로 하게 된다.

이렇게 사용자가 페달(51a)을 밟으면, 페달축(51)을 거쳐 페달풀리(52)가 회동되면서 제1벨트(41)와 연결된 가속풀리(40)를 회동시키게 되고, 가속풀리(40)가 회동되면서 이에 제2벨트(31)로 연결된 회전자인 발전풀리(30)를 다극(21)의 고정자인 자석링(20) 내에서 회동시켜서 발전풀리(30)인 회전자에 수용된 도체(32)에 발생되는 기전력에 의해 교류가 발생되어 교류를 얻게 되고, 이것을 정류장치를 통과시킴으로써 직류를 얻게 된다.

이때, 사용자는 콘트롤러(23)를 통해서 고정자인 자석링(20)의 극(21)에 감 겨진 코일(22)의 작동 갯수를 적절하게 조정함으로써, 사용자의 운동량에 적당한 속도로 1단계에서 8단계까지 선택적으로 조절할 수 있게 된다.

이렇게 사용자가 페달(51a)을 돌려서 구동시키면, 제어부(10)를 통해서 축전지(11)에 충전하였다가 필요에 따라 실내에서 사용할 수 있는 교류 또는 직류가 전환하여 콘센트(12)를 통해 텔레비젼이나 라디오 등의 전자제품을 사용하다가, 축전지(11)의 충전량이 바닥나면, 이를 미리 감지한 전원자동전환장치(13)에 의해서 실내에서 안전적으로 공급되는 전기로 전환함으로써 사용중인 전자제품을 지속적으로 사용할 수 있게 된다.

이때, 다시 사용자 운동량을 늘려서 축전지(11)에 일정 수준이상으로 전기가 충전되는 이를 감지한 제어부(10)의 전원자동전환장치(13)를 작동하여 충전지(11)에서 전기가 방출되도록 한다.

이와 같이, 본 고안은 페달을 회동시키는 간단한 동작으로 가정내의 여러가지 전기기구를 작동시킬 수 있을 정도로 충분한 전력량을 얻을 수 있고, 손쉽게 다단으로 운동량을 조절할 수 있으며, 소음이 적고, 외관이 미려한 효과가 있다.

본 고안은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (3)

1. 받침대가 형성되고 받침대에서 상부로 연장고정된 안장고정대와 핸들고정대가 형성되며 페달풀리에 축결합된 페달축을 갖는 프레임과;

   상기 페달풀리와 동력전달수단으로 연결되어 페달풀리의 4∼8배의 속도로 동반회동되는 가속풀리와;

   상기 가속풀리와 동력전달수단으로 연결되어 페달풀리의 21∼42배의 속도로 동반회동되는 회동자로 기전력을 일으키는 다수개의 도체가 삽입된 발전풀리와;

   받침대에 고정되어 개폐되는 케이스의 내측면에 일단이 고정되고 타단은 발전풀리를 감싸며 발전풀리측으로 다수개 돌출되어 코일이 감겨져 사용자가 선택적으로 세기가 조절되어 전기장을 발생시키는 고정자인 자석링과;

   상기 발전풀리에 발생된 기전력을 교류 또는 직류로 연결 또는 변환시켜 축전지에 저장시키고 내장된 인버터를 통해 220V의 교류나 적정 직류로 변환하여 콘센트를 통해 외부로 방출시키며 축전지의 충전전압 및 전류의 불안정시 이를 감지하여 외부전원으로 원활하게 전환시키는 전원자동전환장치를 갖는 제어부를 구비하는 발전기능을 갖는 헬스 사이클.
2. 제 1 항에 있어서;

   상기 자석링의 자기장 세기를 선택적으로 1단계에서 8단계로 순차적으로 증 감시켜 페달을 통한 운동량의 크기를 조절하는 콘트롤러를 더 구비하는 발전기능을 갖는 헬스 사이클.
3. 제 1 항에 있어서;

   상기 발전풀리의 일측단에는 회동력을 유지시키는 플라이휘일이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 발전기능을 갖는 헬스 사이클.

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