KR200431276Y1

KR200431276Y1 - 운동부하 조절이 가능하고, 가속력을 느낄 수 있는자전거형 운동기구

Info

Publication number: KR200431276Y1
Application number: KR2020060021656U
Authority: KR
Inventors: 홍철운
Original assignee: 전북대학교산학협력단
Priority date: 2006-08-11
Filing date: 2006-08-11
Publication date: 2006-11-23

Abstract

적절한 운동부하의 조절이 가능하고, 가속력을 느낄 수 있는 자전거형 운동기구가 개시된다. 개시된 운동기구는, 핸들부와 안장부를 구비하는 본체; 서로 다른 속도로 회전이 가능하게 상기 본체에 설치되는 한 쌍의 바퀴부재; 상기 한 쌍의 바퀴부재를 중심으로 서로 대칭되도록 설치된 가속부재; 상기 한 쌍의 바퀴부재 및 상기 한 쌍의 가속부재에 각각 연결되어 사용자의 발을 지지하며, 사용자의 다리의 회전운동시 상기 한 쌍의 바퀴부재 및 상기 한 쌍의 가속부재를 회전시키는 페달부재; 및, 상기 한 쌍의 바퀴부재 각각에 연결되어 상기 바퀴부재의 회전을 각각 독립적으로 간섭하는 한 쌍의 브레이크유닛;을 포함한다.

자전거, 운동기구, 가속력, 운동부하 조절, 브레이크 유닛

Description

운동부하 조절이 가능하고, 가속력을 느낄 수 있는 자전거형 운동기구 {Cycle type sporting equipment from which user can control exercising load and feel accelerating force}

도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 운동기기를 도시해 보인 사시도,

도 2는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 운동기기의 요부를 발췌하여 도시해 보인 사시도,

도 3은 도 2의 III-III 단면선을 따라 운동기기의 요부를 도시해 보인 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 *

100 : 운동기기 110 : 본체

115 : 지지체 117, 118 : 베어링

120 : 안장 130 : 핸들부

150 : 제어부 211, 213 : 바퀴부재

215: 회전축 220 : 페달부재

231, 235 : 브레이크 유닛 232,236 : 하우징

301,311:가속부재 F : 간섭유체

C : 코일부재 B : 전자기장

본 고안은 운동기구에 관련된 것으로서, 더 상세하게는 사용자의 다리로 바퀴를 회전시킴으로써 자전거를 타는 것과 유사한 운동효과를 제공하는 자전거형 운동기구에 관련된 것이다.

통상적으로 자전거형 운동기구는 자전거를 탈 때와 유사한 운동효과를 제공하기 위한 실내용 운동기구로서, 본체에 자유로운 회전이 가능하게 설치되는 회전체(이하 바퀴부재라 함)와, 사용자의 발을 지지하도록 설치되어 사용자 다리의 회전운동을 회전체로 전달하는 페달부재를 포함한다.

이러한 종래의 자전거형 운동기구는 단일의 바퀴부재를 한 쌍의 페달부재의 회전조작을 통해 회전시키도록 구성된다. 즉, 운동기구를 이용한 운동시 양다리에 작용하는 운동부하가 동일하고, 운동시의 자세도 일정하게 유지되는 것이다. 이에 따라, 종래의 자전거형 운동기구에 따르면, 사용자의 다양한 운동취향을 만족시키기 힘들 뿐만 아니라 예를 들어 재활치료를 받는 환자들과 같이 어느 한 쪽 다리의 근력이 다른 쪽에 비해 저하된 사용자의 경우, 사용이 힘들고 재활효과도 낮은 문제점이 있다. 또한, 실제 자전거를 타고 있는 느낌과는 달리 가속력을 느낄 수 없는 단점도 있다.

본 고안은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 사용자의 다양한 운동욕구를 만족시킬 수 있을 뿐만 아니라 환자의 재활치료에도 용이하게 용가능한 자전거형 운동기구를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 고안의 다른 목적은, 자전거를 타고 있는 느낌과 동일하게 가속력을 느낄 수 있는 자전거형 운동기구를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 개시된 자전거형 운동기구는, 핸들부와 안장부를 구비하는 본체; 서로 다른 속도로 회전이 가능하게 상기 본체에 설치되는 한 쌍의 바퀴부재; 상기 한 쌍의 바퀴부재를 중심으로 서로 대칭되도록 설치된 가속부재; 상기 한 쌍의 바퀴부재 및 상기 한 쌍의 가속부재에 각각 연결되어 사용자의 발을 지지하며, 사용자의 다리의 회전운동시 상기 한 쌍의 바퀴부재 및 상기 한 쌍의 가속부재를 회전시키는 페달부재; 및, 상기 한 쌍의 바퀴부재 각각에 연결되어 상기 바퀴부재의 회전을 각각 독립적으로 간섭하는 한 쌍의 브레이크유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이에 의하면, 사용자의 다양한 운동욕구를 만족시킬 수 있을 뿐만 아니라 환자의 재활치료에도 용이하고, 실제 자전거와 동일한 가속력을 느낄 수 있다.

본 고안의 일 실시 예에 따르면, 상기 한 쌍의 브레이크유닛 각각은, 상기 한 쌍의 바퀴부재 각각의 외주면 일부를 감싸도록 설치되는 하우징; 상기 하우징 인근에 전자기장을 발생시키는 코일부재; 및 상기 하우징 내부에 수용되어 상기 하우징에 의해 둘러싸이는 상기 바퀴부재의 외주면과 접촉되며, 상기 전자기장의 크기에 대응하여 항복응력이 가변되는 간섭유체;를 포함한다.

이에 의하면, 운동기기의 소형화가 가능함과 아울러 한 쌍의 바퀴부재 각각에 대한 회전제어를 위한 응답속도도 빠른 운동기기를 제공할 수 있게 된다.

여기서, 상기 본체는 상기 코일부재로 인가되는 전력을 조절함으로써 상기 전자기장의 크기 조절이 가능한 제어부를 구비하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 하우징은 상기 바퀴부재의 원주면을 둘러싸도록 환형으로 형성되며, 상기 바퀴부재가 삽입되는 입구에는 상기 간섭유체의 누출을 방지하는 실링부재가 더 설치되는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 상기 가속부재는 상기 패달부재의 회전축에 설치된 편심원판으로 구성할 수 있다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 고안의 실시예에 따른 자전거형 운동기구(100)는, 본체(110)와, 바퀴부재(211,213)와, 브레이크 유닛(231,235)와, 가속부재(301,311)를 포함한다.

본체(110)는, 사용자가 앉은 상태에서 운동을 할 수 있게 하는 안장(120)과, 사용자의 손이 파지되도록 마련되며 실제 주행용 자전거의 핸들부와 동일한 형태로 형성된 핸들부(130)를 구비한다. 참고로, 미설명 부호 111,112,113은 사용자의 운동시 발생되는 충격을 완화시켜주기 위한 탄성체를 나타내며, 미설명 부호 119는 본체를 지지하는 베이스부재를 나타낸다.

바퀴부재(211,213)는 사용자의 발에 의해 회전조작되며,페달(221), 링크부 재(223),회전축(215)으로 구성된 한 쌍의 페달부재(220) 각각에 개별적으로 연결되도록 한 쌍으로 마련되며, 그 각각은 상호간에 독립적인 회전이 가능함과 아울러 페달부재(220)들의 조작시 운동기구(100)가 설치되는 지면으로부터 일정 간격 이격된 상태에서 회전이 가능하게 설치된다. 상술한 바와 같은 바퀴부재(211,213)들 각각과 페달(221) 각각은 적어도 하나의 링크부재(223)에 의해 연결된다. 참고로, 상술한 바와 같은 바퀴부재(211,213)들 각각은, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본체(110)에 별도로 마련된 지지체(115)의 양측에 상호 대칭되게 설치된다. 지지체(115)에는 바퀴부재(211,213)들 각각의 회전축(215)을 회전가능하게 지지하는 한 쌍의 베어링 부재(117,118)들이 마련된다. 이에 의하면, 사용자가 페달부재(220)를 조작할 경우, 한 쌍의 바퀴부재(211,213) 각각이 상호간에 서로 다른 회전속도로 회전이 가능하게 된다.

한편, 브레이크 유닛(231,235)은 한 쌍의 바퀴부재(211,213) 각각에 대해 서로 다른 크기의 회전부하를 부여함으로써 사용자에게 서로 다른 크기의 운동부하를 제공하기 위한 것이다. 이를 위해, 본 실시예에서의 브레이크 유닛(231,235)은 한 쌍의 바퀴부재(211,213) 각각에 대응되도록 한 쌍으로 마련되며, 그 각각은 하우징(232,236)과, 간섭유체(F)와, 코일부재(C)를 포함한다.

하우징(232,236)은 바퀴부재(211,213)의 일부를 둘러싸도록 설치된다. 본 실시예에서는 바퀴부재(211,213)의 테두리 전체를 둘러싸도록 환형으로 형성되며, 그 내주면에는 바퀴부재(211,213)의 테두리가 삽입된다. 참고로, 미설명 부호 S는 후술될 간섭유체(F)의 누출을 억제하기 위한 실링부재를 나타낸다.

코일부재(C)는 하우징(232,236)에 설치되며, 전원의 인가시 하우징(232,236) 인근에 전자기장(B)을 발생시킨다. 이러한 코일부재(C)에 인가되는 전력의 조절은 본체(110)에 별도로 마련된 제어부(150)의 조작에 의해 이루어진다. 상술한 바와 같이 사용자의 조작에 의한 전력의 조절시 상기 전자기장(B)의 크기가 가변된다. 이러한 코일부재(C)에 인가되는 전원은 외부상용전원 또는 본체에 마련된 별도의 배터리 등을 통해 공급이 가능하다. 아울러, 제어부(150)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 별도의 조작키(152)의 조작을 통해 조작신호를 입력할 수 있도록 구성될 뿐만 이러한 조작사항을 디스플레이 패널(151)을 통해 관찰할 수 있도록 구성된다. 이러한 제어부(150)은 꼭 본 실시예와 같은 형태로 형성되는 것은 아니며, 터치패널 형태의 디스플레이 패널의 조작을 통해 조작신호를 입력할 수 있도록 구성될 수도 있는 등 다양한 형태로 그 구성이 가능하다.

한편, 간섭유체(F)는 하우징(232,236) 내부에 위치한 바퀴부재(211,213)의 외주면 일부와 접촉되도록 하우징(232,236) 내부에 수용되며, 바퀴부재(211,213)의 회전시 회전부하를 부여할 수 있도록 소정의 항복응력을 가진다. 본 실시예에서의 간섭유체(F)는 상기 회전부하의 조절이 가능하도록 자기유동유체(Magneto-Rheological Fluid:이하 MR유체라 함)를 포함한다. 상기 MR유체는 자기장의 변화에 따라 항복응력이 가변되는 특성을 가지는 유체이다. 이러한 항복응력의 변화는 자기장의 변화와 동시에 이루어질 정도로 빠르게 이루어진다. 본 실시예에서의 간섭유체(F)는 코일부재(C)에 의해 발생되는 전자기장(B)의 크기가 커질수록 점성이 커지는 MR유체로 형성된다.

이러한 간섭유체(F) 및 코일부재(C)의 구성에 의하면, 제어부(150)의 조작에 의해 전자기장(B)의 크기가 가변될 경우, 간섭유체(F)의 점성이 가변되어 바퀴부재(211,213)에 부여되는 회전부하의 크기를 가변시킬 수 있게 된다. 즉, 바퀴부재(211,213)의 회전을 방해하는 저항의 크기를 가변시킬 수 있게 됨으로써, 사용자에게 부여할 수 있는 운동부하량을 조절할 수 있는 것이다.

가속부재(301,311)는, 페달부재(220)의 회전축(215)에 설치되며, 바퀴부재(211,213)를 중심으로 양측에 대칭되도록 설치된다. 가속부재(301,311)는 편심원판으로 구성되어 있으며, 회전축(215)에 고정된 원판부(303,313)와, 무게 중심이 편심되도록 원판부(303,313)의 일면에 부착된 편심부(305)로 구성된다. 따라서, 사용자가 페달(221)을 밟아 회전축을 회전시킬 경우 가속부재(301,311)도 회전되면서 가속력을 느낄 수 있고, 사용자가 페달(221)에서 발을 떼어도 편심된 가속부재(301,311)에 의해 회전이 계속된다.

본 실시예에서는 바퀴부재의 회전부하를 간섭유체 및 코일부재를 사용하는 브레이크 유닛을 구비하는 운동기구를 일례로 들어 설명하였다. 하지만, 사용자의 양 다리에 대응하여 각각 독립된 회전속도로 회전할 수 있는 바퀴부재가 제공되기만 한다면, 상술한 브레이크 유닛의 기술구성은 꼭 본 실시예의 경우에만 한정되는 것은 아니다. 즉, 브레이크 유닛이 바퀴부재의 회전부하를 조절할 수 있다면, 예를 들어 모터와 브레이크 패드 등을 구비하는 형태로도 구성될 수 있는 것이다. 하지만, 본 실시예와 같은 브레이크 유닛은 모터와 같은 별도의 전장품을 필요로 하지 않기 때문에 운동기기의 소형화를 가능하게 할 수 있다. 따라서, 운동기기의 설치 및 유지 측면을 고려한다면 간섭유체를 사용하는 본 실시예의 경우가 보다 바람직하다고 할 수 있다.

이상에서 설명된 본 고안에 따른 운동기기는, 사용자의 양 다리에 대응되며 상호간에 서로 다른 회전속도로 회전가능한 한 쌍의 바퀴부재를 구비하기 때문에 사용자의 취향 및 건강상태에 따라 사용자의 양 다리 각각에 부여되는 운동부하를 조절할 수 있게 된다. 이에 의하면, 다양한 사용자의 운동욕구를 만족시킬 수 있을 뿐 아니라 의료용 재활치료기기로도 본 고안의 운동기기를 사용할 수 있는 효과가 발생된다.

또한, 가속부재가 구비되어 사용자는 실제 자전거를 타고 있는 것과 같은 가속력을 느낄 수 있어 운동효과가 배가되는 장점이 있다.

그리고, 한 쌍의 바퀴부재의 회전제어가 간섭유체와 코일부재를 구비하는 브레이크 유닛에 의해 이루어지기 때문에, 운동기기의 소형화가 가능함과 아울러 한 쌍의 바퀴부재 각각에 대한 회전제어를 위한 응답속도도 빠른 운동기기를 제공할 수 있는 효과도 발생된다.

이상, 본 고안의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 고안은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 실용신안등록 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 고안에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들 도 본 고안의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims

핸들부와 안장부를 구비하는 본체;

서로 다른 속도로 회전이 가능하게 상기 본체에 설치되는 한 쌍의 바퀴부재;

상기 한 쌍의 바퀴부재를 중심으로 서로 대칭되도록 설치된 가속부재;

상기 한 쌍의 바퀴부재 및 상기 한 쌍의 가속부재에 각각 연결되어 사용자의 발을 지지하며, 사용자의 다리의 회전운동시 상기 한 쌍의 바퀴부재 및 상기 한 쌍의 가속부재를 회전시키는 페달부재; 및,

상기 한 쌍의 바퀴부재 각각에 연결되어 상기 바퀴부재의 회전을 각각 독립적으로 간섭하는 한 쌍의 브레이크유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 운동기구.
제 1 항에 있어서, 상기 한 쌍의 브레이크유닛 각각은,

상기 한 쌍의 바퀴부재 각각의 외주면 일부를 감싸도록 설치되는 하우징;

상기 하우징 인근에 전자기장을 발생시키는 코일부재; 및

상기 하우징 내부에 수용되어 상기 하우징에 의해 둘러싸이는 상기 바퀴부재의 외주면과 접촉되며, 상기 전자기장의 크기에 대응하여 항복응력이 가변되는 간섭유체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 운동기구.
제 2 항에 있어서,

상기 본체는 상기 코일부재로 인가되는 전력을 조절함으로써 상기 전자기장 의 크기 조절이 가능한 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 운동기구.
제 2 항에 있어서,

상기 하우징은 상기 바퀴부재의 원주면을 둘러싸도록 환형으로 형성되며,

상기 바퀴부재가 삽입되는 입구에는 상기 간섭유체의 누출을 방지하는 실링부재가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 운동기구.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 가속부재는 상기 패달부재의 회전축에 설치된 편심원판으로 구성된 것을 특징으로 하는 운동기구.