KR20060048830A - 요동형 운동 장치 - Google Patents

Abstract

좌석의 바닥면과, 요동기구의 좌석연결부재의 상부면 사이에 좌석을 기준위치에 대해 초기 경사위치로 설정하는 쐐기형의 경사부재가 설치되어 있다. 좌석의 착석면이 수평인 수평위치를 전방경사위치에 설정하여, 착석한 사용자의 복근의 직장근육 또는 복근의 근육활동량을 증가할 수 있다. 또, 후방경사위치에 설정하여 착석한 사용자의 척추근의 등 근육의 근육활동량을 증가할 수 있다. 상기 구성의 요동형 운동장치를 이용하여 착석면을 요동하면서 특정 경사각으로 기준위치에 대해 좌석의 소정 경사각으로 변화함으로써 말 등을 모방한 운동 부하가 사용자에게 부여되므로, 신체 특정 부위에 의도된 운동효과를 선택적으로 제공한다.

Description

요동형 운동 장치{ROCKING TYPE EXERCISING APPARATUS}

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 요동형 운동장치의 전체 구성을 도시하는 측면도이다.

도 2는 요동형 운동장치에서의 요동기구를 확대하여 도시하는 측면도이다.

도 3은 요동기구의 평면도이다.

도 4는 요동기구의 배면도이다.

도 5a 및 도 5b는 좌석의 움직임을 설명하기 위한 도면이다.

도 6a 내지 도 6c는 운동장치에 설치된 경사부여부재를 각각 도시하는 측면도이다.

도 7a 및 도 7b는 도 6a 내지 도 6c에 도시하는 경사부여부재의 기능을 설명하기 위한 측면도이다.

도 8은 본원 발명자에 의해 실행된 실험결과를 도시하는 막대 그래프로서 복근의 일부인 직장근육(rectus muscle)의 근육 활동량을 도시한다.

도 9는 본원 발명자에 의해 실행된 실험결과를 도시하는 막대 그래프로서 등 근육의 일부인 척추근(paraspinal muscle)의 근육 활동량을 도시한다.

도 10a 및 도 10b는 변형예의 경사조정부재의 측면도를 각각 도시한다.

도 11은 도 10a 및 도 10b에 도시하는 경사조정부재의 좌석을 분리한 상태를 도시하는 평면도이다.

도 12는 다른 변형예의 경사조정부재의 측면도이다.

도 13은 도 12에 도시하는 경사조정부재의 좌석을 분리한 상태를 도시하는 평면도이다.

도 14는 또 다른 변형예의 경사조정부재의 측면도이다.

도 15는 도 14에 도시하는 경사조정부재에 사용되는 승강기구를 확대하여 도시하는 도면이다.

도 16a 및 도 16b는 도 14에 도시하는 경사조정부재의 기능을 설명하기 위한 측면도이다.

도 17은 도 14에 도시하는 경사조정부재에 사용되는 모터의 제어회로를 도시하는 블록도이다.

도 18은 도 14에 도시하는 경사조정부재에 부착된 좌석의 경사 위치가 시간 경과에 따른 변화를 설명하기 위한 도면이다.

도 19는 또 다른 변형예의 경사조정부재의 측면도이다.

도 20은 도 19에 도시하는 경사조정부재에 사용되는 모터의 제어회로를 도시하는 블록도이다.

도 21은 도 19에 도시하는 경사조정부재에 부착된 좌석의 경사 위치가 시간 경과에 따른 변화를 설명하기 위한 도면이다.

도 22는 도 19에 도시한 경사조정부재의 변형예에 부착한 좌석의 경사 위치가 승강기구의 이동에 따른 변화를 설명하기 위한 도면이다.

도 23은 또 다른 변형예의 경사조정부재의 측면도이다.

도 24a 및 도 24b는 도 23에 도시한 경사조정부재의 변형예를 도시하는 측면도이다.

도 25는 또 다른 변형예에서 요동형 운동장치의 전체 구성을 도시하는 분해 사시도이다.

도 26은 본 발명의 제2 변형예에 따른 요동형 운동장치의 전체 구성을 도시하는 측면도이다.

도 27은 도 26의 요동형 운동장치의 배면도이다.

도 28은 도 26에 도시한 요동형 운동장치의 분해 사시도이다.

도 29는 도 26에 도시한 요동형 운동장치의 요동기구의 상세한 구성을 도시하는 분해 사시도이다.

도 30은 도 29에 도시하는 요동기구를 조립한 상태에서의 측면도이다.

도 31은 도 30에 도시한 요동기구를 상부에서 본 부분 단면도이다.

도 32는 도 30에 도시한 요동기구를 정면에서 본 부분 단면도이다.

도 33은 좌석을 전후방향으로 경사시키는 승강기구의 기어박스의 투시 사시도이다.

도 34는 도 30에 도시하는 좌석이 수평인 상태에 대해 좌석을 후방 경사한 상태에서의 요동기구의 측면도이다.

도 35는 본 발명의 제2 실시 형태의 요동형 운동장치의 전기적 구성을 도시하는 블록도이다.

도 36은 본 발명의 제2 실시 형태의 요동형 운동장치의 조작부의 정면도이다.

도 37은 본 발명의 제2 실시 형태의 요동형 운동장의 장치측 회로기판의 전기적 구성을 도시하는 블록도이다.

도 38a 내지 도 38c는 요동형 운동장치가 자동 모드의 실시예에서 동작시 제2 실시 형태의 요동형 운동장치의 좌석의 경사 위치의 주기적 변화를 도시하는 도면이다.

도 39는 자동모드에서 제2 실시 형태의 요동형 운동장치의 좌석의 속도 레벨 범위를 도시하는 도면이다.

도 40은 자동 모드에서 일부 실시예의 좌석의 속도 레벨 범위와, 제2 실시 형태의 요동형 운동장치에서 좌석의 경사 위치의 주기적 변화의 패턴과의 관계를 도시하는 도면이다.

도 41은 제2 실시 형태의 요동형 운동장치를 자동 모드의 일 실시예에서 작동할 때 메모리에 기억되는 제어 테이블을 도시하는 도면이다.

도 42는 도 41에 도시한 제어 테이블에 의한 자동 모드의 일 실시예에서의 제어의 형태를 도시하는 도면이다.

도 43a 및 도 43b는 본건 발명자의 실험 결과를 도시하는 막대그래프로서 피험자의 복근의 강화 상태를 도시한다.

도 44a 및 도 44b는 본건 발명자의 실험 결과를 도시하는 막대그래프로서 피험자의 등 근육의 강화 상태를 도시한다.

도 45는 본건 발명자의 실험 결과를 도시하는 막대그래프로서 체중 감소의 변화 상태를 도시한다.

도 46은 본건 발명자의 실험 결과를 도시하는 막대그래프로서 허리 사이즈의 감소 상태를 도시한다.

도 47은 본건 발명자의 실험 결과를 도시하는 막대그래프로서 힙 사이즈의 감소 상태를 도시한다.

도 48은 본건 발명자의 실험 결과를 도시하는 막대그래프로서 힙 업 효과를 도시한다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1, 101 : 요동형 운동장치 2 : 좌석

3 : 요동기구 50 : 베이스 지지부재

4, 4' : 좌석 연결부재 4b, 4b': 구멍

4c, 4c': 오목홈 5 : 링크부재

6 : 피봇지지부재 7 : 좌우 축

8 : 베이스부재 9 : 전후 축

10 : 모터 13a, 13b : 구동부

20 : 아암 링크부재 31 : 경사부여부재

32 : 볼트 33 : 사용자

41, 51, 61, 71, 81 : 경사조정부재

42 : 핸들 43, 53 : 지지부재

44, 54 : 힌지 45, 55; 82b, 83b : 승강부재

46, 56 : 웜 휠 47, 57; 82d, 83d : 웜 로드

48, 58 승강기구 45a, 55a : 상단부

45b, 55b : 하단부 45c, 55c: 82c, 83c : 리브

45d, 55d : 리브 62, 63; 72, 73; 82, 83 : 승강기구

64, 74, 84 유니버설 조인트 65, 75, 85 : 지지부재

62a, 63a; 72a, 73a; 82a, 83a : 모터 62b, 62b; 72b, 73b : 편심회전판 62c, 63c; 72c, 73c : 출력축 65, 65' : 기억부

66, 66' : 기억부 67 : 제어부

91 : 펌프 92 : 에어잭

102 : 회전기구 110 : 장치측 회로기판

111 : 요동형 운동장치 112 : 좌석

113 : 요동기구 114 : 베이스 지지부재

115 : 좌석베이스부재 116 : 쿠션부재

117 : 에어백 118 : 등자

119 : 고삐 121 : 조작측 회로기판

122 : 케이싱부재 123 프론트 패널

124 : 승강 베이스부재 125 : 레그부

126 : 레그대 127 : 승강기구

127f : 모터 124a : 지지대

131, 132 : 핀 지지플랜지부재 135 : 요동기구

136 : 앞 링크부재 137 : 승강기구

140 : 좌석연결부재 138 :구동부

141 앞판 142 : 뒷판

143, 144 : 측판 148 : 모터

150 : 제1 샤프트 153 : 제2 샤프트

155, 156 : 편심 크랭크 157, 158 : 아암 링크부재

168 : 편심 로드 169 : 브래킷

183 : 기어박스 184 : 모터

185 : 높이 검지 유닛 193 : 센서

195 : 펌프 196 : 배기밸브

203a : 마이크로컴퓨터 203b : 메모리

204 : 제어회로 205 : 조작측구동회로

206 센서신호처리회로 207, 208 : 센서구동회로

209∼212 구동회로

본 발명은, 사용자가 착석한 좌석을 요동시키는 것으로, 사용자에게 승마와 유사한 운동 효과를 제공하는 요동형 운동장치에 관한 것이다.

사용자가 착석한 좌석을 요동시키는 것으로 사용자에게 승마와 유사한 운동 효과를 제공하는 이런 요동형 운동 장치는, 재활 목적의 의료시설 뿐만 아니라 가정에서 어린이부터 노인까지 다양한 세대의 사용자들 사이에 이용가능한 운동장치로서 널리 사용되고 있다. 종래의 요동형 운동장치는 일본국 특허 제3394890호, 일본국 특개2001-286578호, 및 일본국 특개평11-155836호에 개시되어 있다.

일본국 특허 제3394890호는 6개의 다른 이동 방향을 갖는 병렬기구를 이용하여 매끄러운 요동운동을 실현하도록 구성한 요통 예방의 운동장치를 개시한다.

일본국 특개2001-286578호는 단일 모터와 링크기구를 구비하여 전후방향으로 왕복회전운동과 측방으로 왕복회전운동을 실현하는 밸런스 운동장치를 개시한다.

일본국 특개평11-155836호는 근전도(electromyogram)나 모션 캡쳐 기술(motion capturing technology)에 의해 이동을 분석하여, 의도된 운동에 적합한 요동을 실현하는 운동분석방법 및 운동보조장치를 개시한다.

상술의 각 종래기술에는, 요동을 발생하는 기구와, 요동에 의한 사용자의 운동상태를 검출하는 기술에 관해서 개시되어 있다. 그러나, 종래기술에는 사용자의 신체의 특정 부위에 선택적으로 운동효과를 얻는 기술에 관해 개시하고 있지 않다. 일반적으로, 요동의 스피드를 상승하거나 이동 스트로크의 증가로 운동량을 증가시킬 수 있다. 그러나, 이런 운동방법은 사용자의 신체의 전체 근육 활동량을 증가하는 효과만 유발하며, 사용자의 신체의 특정 부위에 선택적으로 운동효과를 증가시킬 수 없다.

본 발명의 목적은, 종래 기술에 내재하는 문제점을 해결한 요동형 운동 장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 다른 목적은 사용자의 신체의 특정 부위에 선택적으로 운동효과를 얻을 수 있는 요동형 운동장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 일 관점에 따르면, 요동형 운동장치는 사용자가 착석하는 좌석과, 상기 좌석에 기준 위치에 대한 소정 경사를 제공하는 경사부여수단과, 상기 좌석을 경사로 요동하여 사용자에게 운동의 부하를 부여하는 요동수단을 구비하고 있다.

이 구성에 의하면, 사용자의 신체의 다른 부위에 운동 부하를 부여하여, 사용자에게 의도된 특정 부위에 운동 효과를 선택적으로 얻을 수 있다.

본 발명의 이들 목적, 특징 및 장점은 첨부도면과 함께 하기의 상세한 설명으로부터 보다 명백해진다.

도 1은, 본 발명을 구현하는 요동형 운동장치의 전체 구성을 도시하는 측면도로서, 이 요동형 운동장치(1)는, 말 등이나 안장을 모방한 형상으로 사용자가 착석하는 좌석(2)과, 좌석(2) 내에 설치되는 요동기구(3)와, 상기 좌석(2) 및 요동기구(3)를 지지하는 베이스 지지부재(50)를 구비하고 있다.

도 2 내지 도 4는 요동기구(3)를 확대 도시한다. 도 2는 상기 요동기구(3)를 도시하는 측면도이고, 도 3은 요동기구(3)의 평면도이고, 도 4는 요동기구(3)의 배면도이다. 좌석(2)이 장착되는 좌석연결부재(4)는, 요동형 운동장치(1)의 좌우측에 각각 설치된 한 쌍의 링크부재(5, 5)를 통해 피봇지지부재(6)에 전후로 선회 가능하게 지지되므로, 좌석연결부재(4)가 전후로 요동한다. 피봇지지부재(6)가 베이스부재(8)에 전후로 요동가능하게 지지되므로, 피봇지지부재(6)가 좌우로 요동한다. 구동부(13)는 좌석연결부재(4)와 피봇지지부재(6)에 형성된 공간에 수납되어 있다. 상기 링크부재(5)는, 앞 링크부재(5a)와, 뒷 링크부재(5b)로 이루어진다. 앞 링크부재(5a)의 상단부는, 좌석연결부재(4)의 전단부에 설치한 상부 핀(4a)에 요동가능하게 연결되고, 앞 링크부재(5a)의 하단부는 피봇지지부재(6)의 측벽(16)의 전단부에 설치한 하부 핀(7a)에 요동가능하게 연결되고 있다. 뒷 링크부재(5b)의 상단부는 좌석연결부재(4)의 후단부에 설치한 상부 핀(4b)에 요동가능하게 연결되고, 뒷 링크부재(5b)의 하단부는 피봇지지부재(6)의 측벽(16)의 후단부에 설치한 하부 핀(7b)에 요동가능하게 연결되어 있다. 앞뒷 링크부재(5a, 5b)가 요동가능하게 장착되는 하부 핀(7a, 7b)은, 도 3의 화살표 Y방향으로 각각 연장하는 좌우 축(7, 7)을 구성하고 있다. 링크부재(5, 5)는 앞뒷 좌우 축(7, 7)을 중심으로 선회된다. 이 구성에 의해, 좌석연결부재(4)는 각 좌우 축(7, 7) 주위에 도 2의 화살표 M의 전후방향으로 왕복회전된다.

도 2 및 도 4에 도시한 바와 같이, 화살표 X로 도시한 좌우방향으로 베이스부재(8)의 양 단부에는 직립 핀 지지 벽(24, 24)이 각각 형성된다. 연결플랜지(25, 25)는 피봇지지부재(6)의 전후방향 X의 양 단부와 핀 지지 벽(24, 24)에 대향하는 위치에서 하방으로 각각 연장하고, 연결플랜지(25, 25)는 핀에 의해 대응하는 핀 지지 벽(24, 24)에 선회가능하게 상호 접속되어, 전후 축(9)을 구성한다. 전후 축(9)은 피봇지지부재(6)를 선회가능하게 지지하기 위해 베이스부재(8)의 전후 벽 의 중앙을 통과한다. 이 구성에 의해, 좌석연결부재(4)는 전후 축(9, 9) 주위에 도 4의 화살표 N으로 도시하는 좌우방향으로 회전왕복가능하다.

구동부(13)는, 스탠드형의 모터(10)와, 모터(10)의 출력회전축(12)의 회전력을 좌석연결부재(4)의 전후방향, 즉 X 방향으로 왕복직진이동, 좌우 축(7) 주위에 회전왕복이동, 전후 축(9) 주위에 회전왕복이동으로 각각 변환하여, 이들 3개의 다른 이동을 조합하여 좌석(2)을 의도된 위치로 구동가능하는 제1 및 제2 구동부(13a, 13b)를 구비하고 있다. 본 실시형태의 모터(10)는 베이스부재(8) 상에 직립 설치되고, 출력 회전축(12)이 수직 상방으로 연장한다.

제1 구동부(13a)는 X 방향으로 왕복직진이동, 및 좌우 축(7) 주위에 회전왕복이동에 사용된다. 제2 구동부(13b)는, 전후 축(9) 주위에 회전왕복이동에 사용된다. 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 제1 구동부(13a)는 상기 출력 회전축(12)에 모터 기어(11) 및 제1 기어(14)를 통해 연결되는 제1 샤프트(17)와, 제1 샤프트(17)의 일단부에 편심하여 연결되는 편심 크랭크(19)와, 일단부가 편심 크랭크(19)에 연결되고 타단부가 앞 링크부재(5a)에 설치한 핀(5c)에 선회가능하게 연결되는 아암 링크(20)로 이루어진다. 제1 샤프트(17)의 대향 단부는 좌석연결부재(4)측에 각각 선회가능하게 지지되어 있다. 편심 크랭크(19)가 제1 샤프트(17)에 대하여 편심 회전운동을 행하도록 한다. 이 구성에 의해, 아암 링크부재(20)를 통해 앞 링크부재(5a)가 전후방향 X 방향으로 왕복이동하여, 링크부재(5, 5)에 연결되어 있는 좌석연결부재(4), 즉 좌석(2)이 도 1 및 도 2의 화살표 M으로 가리키는 방향으로 요동가능하게 되어 있다.

도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 제2 구동부(13b)는 상기 제1 샤프트(17)의 연동 기어(22)와 제2 기어(15)를 통해 연결된 제2 샤프트(18)와, 일단부가 제2 샤프트(18)의 일단부에 편심하여 연결되고 타단부가 베이스부재(8)에 선회가능하게 연결되는 편심 로드(21)를 구성한다. 제2 샤프트(18)의 대향 단부는 좌석연결부재(4)에 선회가능하게 각각 지지되어 있다. 편심 로드(21)는 좌석연결부재(4)의 좌측과 우측 중 어느 하나에 배치된다. 도 3 및 도 4에서, 편심 로드(21)는 좌석연결부재(4)의 우측에 배치된다. 편심 로드(21)의 상단부(21a)가 도 4에서 핀(29)에 의해 제2 샤프트(18)의 일단부에 대하여 편심하여 연결되어 있다. 편심 로드(21)의 하단부(21b)는 베이스부재(8)에 고정한 L자형 브라켓(27)에 샤프트 핀(28)에 의해 선회가능하게 연결되어 있다. 이 구성에 의해, 제2 샤프트(18)의 회전에 의해, 편심 로드(21)의 상단부(21a)가 편심 회전을 하는 것에 따라, 좌석연결부재(4), 즉 좌석(2)이 도 4에 도시한 화살표 N의 방향으로 전후 축(9) 주위에 회전왕복운동하도록 되어 있다.

상기 구성에 의하면, 모터(10)에서 상방으로 연장하는 출력 샤프트(12)가 회전하면, 모터 기어(11)와 제1 기어(14)와의 맞물림에 의해서 제1 샤프트(17)가 회전된다. 이와 동시에, 제1 샤프트(17)의 연동 기어(22)와 제2 기어(15)의 맞물림에 의해서 제2 샤프트(18)가 회전한다. 제1 샤프트(17)가 회전하면, 이 제1 샤프트(17)의 일단부에 연결된 편심 크랭크(19)가 편심 회전운동을 행하고, 그 결과 아암 링크부재(20)를 통해 앞 링크부재(5a)가 전방 좌우 축(7)을 중심으로 X 방향으로 요동한다. 이 때, 뒷 링크부재(5b)가 앞 링크부재(5a)의 선회운동과 협동하여 후방 좌우 축(7) 주위에 요동한다. 따라서, 좌석연결부재(4), 즉 좌석(2)은 X 방향으로 왕복이동하면서 요동한다. 한편, 제2 샤프트(18)의 회전에 의해서 편심 로드(21)의 상단부(21a)가 편심 회전운동을 행하고, 좌석연결부재(4), 즉 좌석(2)은 전후 축(9) 주위에 회전왕복이동한다

이렇게 하여, 사용자가 좌석(2)에 착석하는 동안, 좌석(2)은 전후방향, 즉 X방향으로, 좌우방향, 즉 Y방향으로, 상하방향, 즉 Z방향으로 요동운동을 행하고, 뿐만 아니라 θX방향, θY방향, θZ 방향(도 5a 및 도 5b 참조)으로 요동을 행하여, 사용자의 신체의 밸런스 훈련 기능이나 운동 기능을 촉진할 수가 있다. 더구나, 요동형 운동장치(1)는 단일 모터(10)를 이용하여 3개의 다른 동작을 제공한다. 이 장치는 사용되는 모터(10)의 수가 감소하고, 제어가 용이하며, 저비용화 및 컴팩트화를 도모할 수 있다. 더구나, 모터(10)의 출력 샤프트(12)는 1방향으로 상방으로 연장하기 때문에, 모터(10)를 직립 위치에 장착할 수 있다. 2방향으로 연장하는 2개의 출력 샤프트를 구비하고 횡방향 위치에 장착하는 모터의 구성에 비해, 이 구성은 요동기구(3)의 소형화에 기여하는 모터(10)를 포함하는 요동기구(3) 전체의 설치 공간을 감소시킨다. 이에 따라, 장치(1)는 좌석(2)에 수납되는 소형화된 요동기구(3)에 의해 승마를 모방하는 의도된 운동을 정확하게 재현할 수 있다.

제1 실시형태로서 요동형 운동장치(1)는 하기의 특징을 갖는다. 특히, 도 6b 및 도 6c에 도시한 바와 같이, 상기 좌석(2)의 바닥면과, 요동기구(3)의 좌석연결부재(4)의 상부면과의 사이에는, 상기 좌석(2)의 착석면을 수평 또는 중립상태에서의 좌석(2)의 기준상태에 대해, 소정 경사 위치로 좌석(2)을 설정하는 쐐기형의 경사부여부재(31)가 설치되어 있다. 착석된 상태가 개별 사용자(33) 사이에 차이는 있지만, 도 6a에 도시하는 바와 같이 상기 좌석(2)의 착석면이 수평인 상태이고, 대부분의 경우, 사용자(33)의 복근과 등 근육의 양 근육의 근육 활동량이 실질적으로 동일한 이완된 방식의 기준 상태로 사용자(33)가 착석된다.

경사부여부재(31)는, 좌석연결부재(4)의 상부면에 실질적으로 동일한 면적을 갖고, 약 10도의 각도로 좌석연결부재(4)의 접촉부를 경사하도록 한다. 경사부재부재(31)는 도 7a에 도시하는 바와 같이 장착된 좌석(2)을 좌석연결부재(4)에 부착하는 볼트(32, 32)를 일시적으로 느슨하게 분리하고, 도 7b에 도시하는 바와 같이 좌석(2)에 경사부여부재(31)를 부착한 후, 다시 볼트(32)를 체결할 수 있다. 이렇게 해서, 간단한 구조로 좌석(2)을 소정의 경사 위치에 설정한 상태에서 좌석(2)을 의도된 방향으로 요동시킬 수 있다.

유사하게, 좌우방향으로 의도된 정도로 좌석(2)을 경사하는 경사부재는 좌우방향으로 의도된 정도로 좌석(2)의 착석면을 경사시켜, 좌석(2)을 소정의 경사 위치에 설정한 상태에서 좌석(2)을 의도된 방향으로 요동시킨다. 전후방향과 상하방향으로 좌석연결부재(4)의 크기가 실질적으로 서로 동일하고, 볼트구멍이 서로 대칭으로 형성되어 있는 경우에는, 경사부여부재를 시계방향 또는 반시계방향으로 90도 회전하여 장착하는 것으로 전후방향과 좌우방향으로 좌석(2)을 경사시킬 수 있다. 또한 변형예로, 경사부여부재는, 전후방향 및 좌우방향 모두에 좌석(2)을 경사하도록 설치될 수 있다.

도 8 및 도 9는, 본건 발명자에 의한 실험결과를 나타내는 막대그래프이다. 도 8 및 도 9는 피험자 복근의 일부인 직장근육의 근육 활동량과, 근육의 일부인 척추근의 근육 활동량을 각각 도시하고, 좌측 막대는, 좌석(2)의 착석면이, 도 6a에 나타내는 것 같은 수평상태에 있는 기준위치로 착석한 경우, 중간 막대는 도 6b에 나타내는 것 같은 후방 경사 위치로 착석한 경우를, 우측 막대는 도 6c에 나타내는 것 같은 전방 경사 위치로 착석한 경우의 복근 및 척추근의 근육 활동량을 각각 도시한다. 상기 근육 활동량은 표면 근전도법에 의해서 측정할 수 있다. 도 8 및 도 9에서는 10도의 경사각으로 9 피험자를 측정하여, 막대는 근육 활동량의 평균치를 도시하고, 라인은 그 표준편차를 도시한다.

도 8 및 도 9로부터 분명한 바와 같이, 좌석(2)을 전방 경사한 상태에서 요동하면, 좌석(2)의 다른 상태에 비해 좌석(2)에 착석한 사용자(33)의 복근의 근육 활동량을 증대시킬 수 있다. 또, 좌석(2)을 후방 경사한 상태에서 요동하면, 좌석(2)의 다른 상태에 비해, 좌석(2)에 착석한 사용자(33)의 척추근 등의 등 근육 군의 근육 활동량을 증대시킬 수 있다. 근육 활동량의 증가정도는, 좌석(2)의 경사각으로 조정할 수가 있다. 예를들면, 복근의 활동량은 척추근의 활동량에 비해 연령이 높을수록 감소하는 경향이 있다. 따라서, 연령이 높을수록 복근을 강화하는 것을 추천한다. 이와 같이, 운동장치(1)는 사용자의 신체 조건에 따라서 신체의 특정 부위에 의도된 운동효과를 선택적으로 얻을 수 있다.

전술한 바와 같이, 제1 실시형태의 요동형 운동장치(1)를 이용하여, 무릎 조인트이나 힙 조인트를 좌석(2)에 대한 특정 각도 위치에 유지한 상태에서, 사용자가 좌석(2)에 착석시 수평인 기준 위치에 대해 좌석(2)을 소정 경사 위치로 설정하 고, 좌석(2)을 경사 위치에 설정한 상태에서 좌석(2)을 요동함으로써 사용자(33)의 신체 특정 부위에 소망하는 운동 부하 효과를 얻을 수 있다. 특히, 사용자(33)는 전방 경사 위치에 좌석(2)을 설정함으로써 복근을 선택적으로 강화할 수 있으며, 후방 경사 위치에 좌석(2)을 설정함으로써 등 근육을 선택적으로 강화할 수 있다. 또한, 운동장치(1)를 이용하여, 좌우 경사 위치에 좌석(2)을 설정함으로써 사용자(33)는 경사 복근, 둔근(gluteus medius), 및 내전근(adductor muscle) 등의 신체의 다른 좌우 근육을 선택적으로 강화할 수 있으므로, 좌석을 경사하지 않은, 즉 좌석을 기준 상태로 유지한 구성에 비해, 사용자(33)에게 보다 난이도 높은 기술을 요하는 밸런스 훈련을 행할 수 있다.

이처럼, 종래의 요동형 운동장치의 구성에 있어서, 좌석(2)의 바닥면과, 요동기구의 좌석연결부재(4)의 상부면 사이에 쐐기형 경사부여부재(31)를 간단히 부착하여 신체의 특정 부위에 의도된 운동 효과를 사용자에게 제공할 수가 있다.

도 10a 및 도 10b는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 경사조정부재(41)의 측면도이고, 도 11은 그 경사조정부재(41)에서 좌석(2)을 분리한 상태를 나타내는 경사조정부재(41)의 평면도이다. 이 경사조정부재(41)는, 전술의 도 1 내지 도 5에 나타내는 요동형 운동장치(1)에 사용하고, 상기 도 6a 내지 도 7b에 도시한 경사부여부재(31)의 경우와 같이, 요동형 운동장치(1)의 좌석(2)의 바닥면과, 요동기구(3)의 좌석연결부재(4)의 상부면 사이의 접촉으로 설치된다. 핸들(42)을 이용하여, 경사조정부재(41)는 좌석(2)의 경사각을 조정할 수 있다.

구체적으로는, 요동기구(3)의 상부면에 장착되는 베이스 블록인 좌석연결부 재(4)의 전단측에 지지부재(43)가 직립으로 설치되어 있다. 지지부재(43)에는 힌지(44)에 의해서 좌석(2)의 바닥면의 전단이 수평 축선을 중심으로 선회가능하게 지지된다.

좌석(2)의 바닥면의 후단측에는 승강부재(45)와, 웜 휠(46)과, 웜 로드(47)(도 11 참조)를 구성하는 승강기구(48)가 설치된다. 승강부재(45)는 중실 또는 중공의 원통형상의 부재로 각각 이루어지고, 대략적으로 상단부(45a)와 하단부(45b)의 2개로 분할되어 있다. 승강부재(45)의 축방향으로 연장하는 리브(45c)는 하단부(45b)의 외주면에 형성되고 있다. 승강부재(45)의 축방향으로 연장하는 맞물림 홈(4c)이 형성된 구멍(4b)은 좌석연결부재(4)의 내주면에 형성되므로, 하단부(45b)가 좌석연결부재(4)의 구멍(4b)에 끼워 고정된다. 리브(45c)는 좌석연결부재(4)의 구멍(4b)에 승강부재(45)의 하단부(45b)를 끼워 맞춤으로써 맞물림 홈(4c)에 맞물린다. 따라서, 승강부재(45)는 그 축선을 중심으로 한 회전이 저지되어 구멍(4b)에 상하로 이동가능하다. 승강부재(45)의 상단부(45a) 외주면에 형성된 나선형 리브(45d)는 승강부재(45)의 상단부(45a)의 외주면에 형성된다. 승강부재(45) 상단부(45)에 형성된 나선형 리브(45d)는 웜 휠(46)의 내주면에 형성된 나선형 홈(도시생략)에 맞물린다. 또한, 승강부재(45)의 상단부(45e)는, 좌석(2)의 바닥면의 후단부에서 지지한다. 웜 로드(47)는 전후방향의 회전축선을 중심으로 좌석연결부재(4)상에 회전자유롭게 지지되며, 웜 휠(46, 46)과 치합한다.

이 구성에서, 사용자가 핸들(42)을 웜 로드(47)에 장착하여 핸들(42)을 회전하는 것으로, 웜 휠(46, 46)은 큰 감속비로 회전하고, 승강부재(45)는 좌석연결부 재(4)의 구멍(4b, 4b)으로부터 출몰하여, 좌석(2)의 전후방향으로 좌석(2)의 경사량을 수동으로 조정할 수가 있다. 예를들면, 도 10b에 도시하는 바와 같이, 승강부재(45, 45)를 하강하는 방향으로 사용자가 핸들(42)을 회전하는 것으로, 좌석(2)을 후방 경사할 수가 있다.

도 10a, 10b 및 도 11의 실시예에서는, 좌석연결부재(4)의 좌우방향의 중심선상에 웜 로드(47)가 설치되고, 좌석(2)의 좌우방향의 양측에 대칭인 승강부재(45) 및 웜 휠(46)의 쌍이 2개 배치된다. 변형예로, 웜 로드(47)를 좌석(2)의 좌우방향의 중심선에 대해 어긋난 위치에 설치하고, 한 쌍의 승강부재(45) 및 웜 휠(46)을 중심선에 배치할 수 있다. 이 실시형태에서, 승강부재(45)에 리브(45c, 45d)가 형성되고, 좌석연결부재(4) 및 웜 휠(46)에 각각 맞물림 홈(4c)과 나선형 홈이 형성되고 있다. 이와 달리, 좌석연결부재(4) 및 웜 휠(46)에 리브를 형성할 수 있고, 승강부재(45)에 오목홈을 형성할 수 있다.

도 12는 본 발명의 제1 실시형태에 적용할 수 있는 경사조정부재(41, 51)의 측면도이다. 도 13은 경사조정부재(41, 51)에서 좌석(2)을 분리한 상태를 나타내는 평면도이다. 경사조정부재(41)의 구조는, 도 10a, 10b 및 도 11에 나타내는 이전 변형예의 경사조정부재(41)와 동일하다. 본 실시 형태에서는, 상기 경사조정부재(41)와 동일 구성의 경사조정부재(51)를 경사조정부재(41) 위에 설치한 점에서 이전 변형예와 상이하다. 특히, 좌석(2)의 전후방향의 경사각을 조정하는 경사조정부재(41)는 경사조정부재(51) 상에 배치되며, 좌우방향의 경사각을 조정하는 경사조정부재(51)는 경사조정부재(41) 아래에 배치된다. 좌석연결부재(4)에 경사조 정부재(51)가 탑재되며, 좌석연결부재(4')에 경사조정부재(41)가 탑재되어 좌석(2)을 각각 지지한다.

도 10a, 10b 및 도 11의 요소와 동일한 도 12 및 도 13의 요소는 동일의 참조부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다. 경사조정부재(41, 51)의 구조도 동일하지만, 좌석연결부재(4')의 경사조정부재(41)의 탑재 위치에 관해 시계방향 또는 반시계방향으로 어긋난 90도 위치의 좌석연결부재(4)에 경사조정부재(51)가 탑재된 점에서 상이하다. 지지부재(53)는 도 13의 평면상에 좌석연결부재(4)의 좌단에서 직립으로 설치되며, 좌석연결부재(4')의 바닥면의 좌단은 힌지부재(54)에 의해 수평 축선을 중심으로 지지부재(53)에 의해 선회가능하게 지지된다. 좌석연결부재(4)는 요동기구(3)의 상부면에 탑재되는 베이스 블록으로 기능한다.

도 13의 평면에 좌석연결부재(4')의 바닥면의 우단에는 승강부재(55, 55)와, 웜 휠(56, 56)과, 웜 로드(57)로 구성되는 승강기구(58)가 설치된다. 승강부재(55) 각각은 중실 또는 중공의 원통형상의 부재로 이루어지고, 대략적으로 상단부(55a)와 하단부(55b)로 분할되어 있다. 하단부(55b)의 외주면에 승강부재(55)의 축방향으로 연장하는 리브(55c)가 형성되어 있다. 이 하단부(55b)가 끼워진 좌석연결부재(4)의 내주면에는 승강부재(55)의 축방향으로 연장하는 맞물림 홈(4c)이 형성된 구멍(4b)이 형성되어 있다. 승강부재(55)의 하단부(55b)를 좌석연결부재(4)의 구멍(4b)에 끼워 넣은 것으로 리브(55c)와 맞물림 홈(4c)이 맞물림된다. 이에 의해, 승강부재(55)는 축 중심으로 회전이 저지되어 구멍(4b)에서 상하 자유롭게 이동가능하다. 한편, 승강부재(55)의 상단부(55a)에는, 그 외주면에 나선형 리 브(55d)가 형성되어 있다. 승강부재(55)의 상단부(55a)에 형성된 나선형 리브(55d)는, 웜 휠(56)의 내주면에 형성된 나선형 홈(도시생략)에 맞물린다. 또, 승강부재(55)의 상단면(55e)은 도 13의 평면에 그 바닥면의 우단측에서 좌석연결부재(4')의 바닥면을 지지한다. 웜 로드(57)는, 횡방향으로 연장하는 회전축선을 중심으로 좌석연결부재(4)상에 회전자유롭게 지지되고, 웜 휠(56, 56)에 치합하고 있다.

좌석연결부재(4') 상에는 경사조정부재(41)가 설치된다. 승강부재(45)의 하단부(45b)를 좌석연결부재(4')에 형성된 구멍(4b')에 끼워 넣은 것으로, 구멍(4b')의 맞물림 홈(4c')에 승강부재(45)의 하단부(45b)에 형성된 리브(45c)가 맞물림하여, 승강부재(45)는 축선 중심의 회전이 저지되어 구멍(4b')으로부터 상하로 자유롭게 이동가능하다.

상기 구성에서, 사용자가 핸들(42)을 웜 로드(47, 57)에 장착하여, 핸들(42)을 회전하는 것으로, 웜 휠(46, 46)(56, 56)은 큰 감속비로 회전하고, 승강부재(45, 45)(55, 55)는 구멍(4b', 4b')(4b, 4b)으로부터 각각 출몰하여, 좌석(2)의 전후방향 및 좌우방향의 경사량을 수동으로 조정할 수가 있다. 이와 같이, 전후방향 및 좌우방향의 경사조정부재(41, 51)를 각각 준비하여, 좌석(2)을 2방향으로, 즉 좌석(2)의 전후방향 및 좌우방향으로 경사하도록 서로 직교하는 위치에 경사조정부재(41, 51)를 배열할 수 있다.

도 14는, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 경사조정부재(61)의 측면도이다. 이 경사조정부재(61)도 전술의 실시형태와 유사하게 도 1 내지 도 5b에 나타내는 요동형 운동장치(1)에 사용된다. 도 1과 동일한 요소에는 동일의 참조부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다. 경사조정부재(61)가 전기제어부에 의해 전후방향으로 좌석(2)의 경사각을 조정하는 점에서 이전 실시형태와 상이하다. 이 관점에서, 좌석(2)의 바닥면에 좌석(2)을 선회가능하게 지지하는 지지부재(65)와, 유니버설 조인트(64)가 좌석(2)의 전후방향의 중앙부에 대응하는 위치에서 좌석연결부재(4)에 배열된다. 승강기구(62, 63)는 좌석(2)의 전후방향으로 지지부재(65)에 대해 서로 대칭인 위치에 설치된다. 지지부재(65)와 유니버설 조인트(64)에 대해 승강기구(62)는 후방에 설치되며, 승강기구(63)는 전방에 설치된다.

상기 승강기구(62, 63)는, 도 14 및 도 15에 도시하는 바와 같이, 좌석(2)의 좌우방향으로 연장하는 출력축(62c, 63c)을 갖는 모터(62a, 63a)와, 상기 출력축(62c, 63c)에 고착되어, 둘레방향의 위치에 따라서 직경이 다른 편심 회전판(62b, 63b)을 구비한다. 도 15의 실시예에서는, 모터(62a, 63a)가 좌석(2)의 좌우방향의 중간 위치에 배치되고, 좌우 양측으로 돌출된 출력축(62c, 63c)에 의해서 좌우 한 쌍의 편심 회전판(62b, 63b)이 좌석(2)을 좌우 대칭인 위치의 하면에서 지지되어 있다. 변형예로, 모터가 좌우방향의 중심 위치에서 어긋나게 배치되고, 좌단 또는 우단을 향해 외방으로 돌출된 출력축에 의하여, 단일의 편심 회전판이 좌석(2)을 좌우방향의 중심위치의 바닥면에서 지지할 수 있다. 또한 변형예로, 도 14 및 도 15에 도시하는 모터(62a, 63a) 내에, 필요에 따라서 적절한 감속기구 등이 내장될 수 있다.

모터(62a, 63a)는, 후술하는 바와 같이 서로 연동하여 제어된다. 예컨대, 편심 회전판(62b)의 대직경부가 좌석(2)의 바닥면과 접촉하는 방식으로 후방으로 배열된 편심 회전판(62b)이 회전하도록 모터(62a)가 회전하면, 전방으로 배열된 편심 회전판(63b)의 소직경부가 좌석(2)의 바닥면과 접촉하는 방식으로 전방으로 배열된 편심 회전판(63b)이 회전하도록 모터(63a)가 모터(62a)와 연동하여 회전한다. 이에 따라, 편심 회전판(62b, 63b)이 도 16b에 도시한 전방 경사 위치에 원주방향으로 동일 위치에서 좌석(2)의 바닥면을 지지하여 도 16a에 도시한 위치로부터 좌석(2)이 어긋나게 된다. 이에 따라, Z모터(62a, 63a)의 연동회전에 의해서, 좌석(2)의 전후방향의 경사각을 임의로 제어할 수가 있다.

도 17은 모터(62a, 63a)의 제어회로를 나타내는 블록도이다. 사용자가 도시하지 않은 입력/조작수단으로부터 전방경사 또는 후방경사의 선택 및 그 경사각을 입력하면, 입력신호가 기억수단인 기억부(66)에 전송되고, 차례로 대응한 구동전류의 패턴 등의 데이터를 읽고, 제어부(67)로 출력된다. 제어부(67)는, 읽기 데이터에 따라서 모터(62a, 63a)를 구동 제어한다. 모터(62a, 63a)가 스텝 모터인 경우, 입력 펄스 수에 의해서 편심 회전판(62b, 63b)을 의도된 회전각도 위치로 설정되도록 제어할 수가 있다. 이 경우, 다른 모터에는, 의도된 각도 위치에 도달하였는가를 검지하기 위해서, 엔코더 등을 설치하여 제어부(67)에 피드백제어를 행할 수 있다.

기억부(66)에는 시간에 기초한 제어 패턴이 기억되어 있다. 사용자의 입력조작에 의한 입력신호의 수신에 따라, 기억부(66)에 기억되어 있는 시간 기반 제어 패턴을 읽고 순차적으로 제어부(67)로 전송된다. 제어부(67)는 읽기 제어 패턴에 응답하여 시간 경과에 따라 좌석(2)의 전후방향 경사각을 변화한다. 시간 경과에 따른 경사각의 변화의 실시예는 도 18에 도시되어 있다. 도 18에 도시한 챠트는 모터(62a, 63a)에 입력되는 제어 신호와, 좌석(2)의 수평 위치에 대한 좌석(2)의 경사각 변화 사이의 관계를 도시한다.

도 18에 도시하는 바와 같이, 운동장치(1)를 이용하여 운동 동안 시간 경과에 따라 제어신호를 변화시키는 것으로, 좌석(2)의 위치를, 수평위치에서 전방경사위치로, 수평위치로, 후방경사위치로, 수평위치로, 전방경사위치로 연속적으로 변화시킬 수 있다. 이 구성은 다양한 운동 메뉴를 제공하여, 사용자가 운동을 따분하게 되는 것을 방지한다. 도 18에 도시하는 것 같이, 좌석(2)의 위치를 주기적으로 변화시킨 경우, 좌석(2)의 위치 변화에 대응하는 매끄러운 운동을 행할 수 있으므로, 사용자에게 즐거운 운동을 부여하며, 운동의 계속을 격려할 수가 있다. 한편, 좌석(2)의 위치가 임의로 변하는 경우, 예기치 못한 감각을 사용자에게 부여하여, 사용자에게 운동의 계속을 격려한다.

변형예로, 기억부(66) 내부에는 시간 경과에 따른 복수의 경사각 변화 패턴을 기억하므로, 사용자가 선택부로 기능하는 도시하지 않은 입력/조작부를 이용하여 복수의 패턴 사이의 패턴을 임의로 선택한다. 이 구성에서, 운동 종류와 세기는 운동장치(1)를 사용할 때마다 사용자 사이에 별개로 선택되어 사용자에게 적절한 운동 효과를 제공하고 지속적인 운동을 격려할 수 있다. 예컨대, 사용자가 요통을 경험하면, 경사각 또는 최대 경사량을 점차로 증가할 수 있다.

변형예로, 기억부(66)에서 데이터를 읽는 대신에, 외부장치로부터 전송된 입 력신호에 따라 제어부(67)에 제어 신호를 출력하는 연산부를 설치할 수 있다. 이런 변형된 구성에서, 제어부(67)는 운동 동안 외부장치로부터 전송된 입력신호에 따라 좌석(2)의 경사각을 변화시킬 수 있다. 이 구성에 의해, 좌석(2)의 경사각은 외부장치로부터 전송된 입력신호를 기초로 발생된 음악 또는 이미지, 예컨대 음악의 음압 레벨 또는 최대 주파수 등의 시간의 변화에 따른 파라미터와 함께 변화될 수 있으므로, 사용자에게 개선된 감각을 부여한다. 또한 변형예로, 제어부(67)는 외부장치로부터 전송된 입력신호를 이용하여 각종 센서의 검출결과를 얻도록 피드백 제어가 가능하다.

도 19는, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 경사조정부재(61, 71)의 측면도이다. 본 실시 형태는 전술의 실시형태와 유사하지만, 상술의 도 14 내지 도 16b에 나타내는 경사조정부재(61)와 실질적으로 동일한 경사조정부재(61)를 좌석(2)의 전후방향의 경사각을 조정하는데 사용되며, 조정부재(61)와 동일 구성의 경사조정부재(71)가 좌석(2)의 좌우방향의 경사각을 조정하기 위해 경사조정부재(61) 아래에 배치되는 점에서 상이하다. 이 구성에서, 경사조정부재(71)는 좌석연결부재(4) 상에 탑재되며, 경사조정부재(61)는 좌석연결부재(4') 상에 탑재된다. 이와 같이, 좌석연결부재(4')와 좌석연결부재(4)는 좌석(2)을 지지한다.

도 19의 요소는, 도 14 내지 도 16b와 동일의 요소에 동일의 참조부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다. 경사조정부재(71)도, 전술의 경사조정부재(61)와 동일 구성이지만, 경사조정부재(71)의 설치 각도가 경사조정부재(61)의 탑재된 위치에 대해 시계방향 또는 반시계방향으로 90도 어긋난 위치에 탑재되는 점에서 상이 하다. 특히 좌석연결부재(4')를 바닥면에서 선회가능하게 지지하는 지지부재(75), 및 유니버설 조인트(74)가 상하방향으로 좌석(2)의 대략 중앙부에 대응하는 위치에서 좌석연결부재(4)에 배열된다. 좌석연결부재(4)는 요동기구(3)의 상부면에 탑재되는 베이스 블록으로 기능한다. 승강기구(72, 73)는 좌석(2)의 전후방향으로 지지부재(75)와 유니버설 조인트(74)에 관해 서로 대칭인 위치에 설치된다. 지지부재(75)와 유니버설 조인트(74)에 관해 승강기구(72)는 좌측에, 승강기구(73)는 우측에 설치되어 있다. 상기 승강기구(72, 73)는, 전후방향으로 연장하는 출력축(72c, 73c)을 갖는 모터(72a, 73a)와, 상기 출력축(72c, 73c)에 고착되어, 둘레방향 위치에 따라 직경이 다른 편심 회전판(72b, 73b)을 구비하여 구성된다.

도 20은, 경사조정부재(61, 71)를 제어하는 제어회로를 도시한다. 특히, 각 모터(62a, 63a; 72a, 73a)로의 제어 데이터를 기억하는 기억부(66')와, 전후방향으로 좌석(2)을 요동하는 모터(62a, 63a)를 구동하는 전후제어부(67a)와, 좌우방향으로 좌석(2)을 요동하는 모터(72a, 73a)를 구동하는 좌우제어부(67b)를 구비하여 구성된다.

경사조정부재(61, 71)를 이용한 제어 패턴은, 예컨대 도 21에 도시된다. 도 21에 있어서, "0" 은 좌석(2)의 중립위치를 나타내고, 쌍을 이루는 승강기구(62, 63) 및 승강기구(72, 73)의 높이가 서로 실질적으로 같은 것을 나타낸다. 이 구성에서, 좌석(2)의 경사각위치는 전후방향 및 좌우방향으로 임의로 설정할 수가 있다. 또한, 각 승강기구(62, 63; 72, 73)의 높이 변화의 시간적 위상의 견지에서 서로 일정 비율로 어긋나게 하는 것으로, 즉 승강기구(62, 63; 72, 73)를 어긋난 방식으로 상하로 이동하여, 좌석(2)의 경사각 위치를 원운동으로 변화시키는 것도 가능하다. 선택적으로, 좌석(2)의 경사각위치를 전방경사에서 후방경사, 전방경사, 또는 전방경사에서 우방경사, 후방경사, 좌방경사로, 전방경사와 같이 주기적으로 변화하면, 사용자에게 리듬감을 제공하고, 좌석(2)의 위치변화에 대한 리듬 운동을 제공하여 사용자의 쾌감을 증대하며, 사용자의 운동 계속을 격려할 수 있다.

시간경과에 따른 좌석(2)의 전후방향의 경사각과 좌우방향의 경사각이 서로 같은 경우, 도 21에 도시하는 바와 같이, 읽기 데이터가 0인 경우의 모터를 제어하는 제어 데이터의 읽기를 행하지 않고, 모터를 제어가능하게 구동하는 공통 기억부로부터 제어 데이터를 읽을 수 있다. 특히, 제어를 요하는 전후제어부(67a) 또는 좌우제어부(67b)는, 전후방향과 좌우방향으로 좌석(2)의 경사각위치의 제어에 의해 공통 기억부를 이용하여 승강기구(62, 63) 또는 승강기구(72, 73)를 제어하는 제어 데이터를 읽기 시작하여도 좋다.

변형예로, 좌석연결부재(4)상에 3개의 승강기구를 설치하여 전후방향 및 좌우방향 모두의 좌석(2)의 경사각을 변경할 수가 있다. 예를들면, 좌석연결부재(4)의 전방에 승강기구 A, 좌석연결부재(4)의 좌측 후방에 승강기구 B, 좌석연결부재(4)의 우측 후방에 승강기구 C를 설치한 경우의 제어 패턴은, 도 22에 도시된다. 이런 구성에 의해, 좌석(2)은 본 실시형태 뿐만 아니라, 전후방향 및 좌우방향으로 임의의 경사각을 설정할 수가 있다.

도 23은, 본 발명의 제1 실시 형태에 적용가능한 경사조정부재(81)의 측면도 이다. 본 실시 형태는, 전술의 도 10a 및 도 10b에 도시한 변형 형태와, 도 14에 나타내는 변형 형태와 유사하다. 특히, 좌석연결부재(4')를 바닥면에서 선회가능하게 지지하는 지지부재(85), 및 유니버설 조인트(84)가 전후방향으로 좌석(2)의 대략 중앙부에 대응하는 위치에서 좌석연결부재(4)에 배열된다. 승강기구(82, 83)는 지지부재(85)와 유니버설 조인트(84)에 관해 전후방향으로 서로 대칭인 위치에 설치된다.

상기 승강기구(82, 83)는, 승강부재(45)와 동일의 승강부재(82b, 83b)와, 연직축선 주위에 좌석연결부재(4)에 지지되고, 승강부재(82b, 83b)의 상단부의 리브(82c, 83c)에 맞물리는 스크루(82d, 83d)와, 상기 스크루(82d, 83d)를 회전구동하는 모터(82a, 83a)를 구비하여 구성된다. 즉, 도 10a 및 도 10b에 도시한 변형예에 사용된 핸들(42) 대신에 모터(82a, 83a)를 이용하여 승강기구(82, 83)가 전동 구동된다.

변형예로, 승강기구는, 도 24a 및 도 24b에 도시하는 펌프(91)와 에어 잭(92)으로 구성되어도 좋다. 이 변형된 경우, 도 24a에 나타내는 축소상태와, 도 24b에 나타내는 팽창상태 사이를 절환하는 것으로 좌석(2)의 경사각을 선택적으로 변화할 수가 있다.

또한 다른 변형예로, 요동기구(3)의 자유도가 높은 요동기구를 갖는 경우, 전술한 실시형태와 같이 부속품으로 기어나 캠 등으로 구성된 전용의 경사조정부재를 이용하지 않고, 요동기구(3)로서 좌석(2)을 요동시킬 수 있다.

도 25는, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 요동형 운동장치(101)의 전체 구 성을 나타내는 분해 사시도이다. 이 요동형 운동장치(101)는, 전술의 요동형 운동장치(1)의 구성에, 운동장치(101)의 구동의 초기상태에서 연직축선 주위에 좌석(2)을 선회가능하게 회전하는 회전기구(102)를 추가로 설치한 점에서 전술한 실시형태와 상이하다. 이 요동형 운동장치(101)의 요소는 전술의 요동형 운동장치(1)의 요소와 유사하여, 해당하는 부분에는 동일의 참조부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다. 회전공급기로 기능하는 회전기구(102)는, 요동기구(3)의 좌석연결부재(4) 상에 설치되는 회전판부재로 구성된다. 회전기구(102)의 회전판부재 상에 좌석(2)을 탑재함으로써 좌석(2)이 회전가능하다. 요동기구(3)의 자유도가 비교적 높은 경우에는, 요동기구(3)가 회전력을 유발하여 운동장치(101)의 구동의 초기상태에서 좌석(2)을 회전하여도 좋다.

도 25의 화살표 103로 나타내는 소정 방향으로 좌석(2)을 요동시키는 구성으로 사용자에게 운동부하를 부여하는 운동장치(101)의 구동의 초기 상태로 좌석(2)에 회전을 부여하는 것으로, 좌석(2)을 소정 방향으로 요동하면서 사용자의 신체에 부하의 패턴을 변화할 수가 있다. 예를들면, 좌석(2)을 전후방향으로 요동하면서 좌석(2)을 회전시키는 것으로, 신체측의 측방 근육을 선택적 국부적으로 강화할 수 있다. 또한, 요동하면서 좌석(2)을 시간경과에 따라 회전시키는 것으로 좌석(2)의 회전 위치에 따라서 특정의 운동효과를 제공할 수 있다. 예를들면 요동하면서 좌석(2)의 선회회전으로 좌석(2)의 위치를 재빠르게 변화시키면 사용자 몸체의 비틀기 운동을 실현할 수 있고, 요동하면서 좌석(2)의 선회회전으로 좌석(2)의 위치를 천천히 변화시키면 시간에 따라 요동운동의 크기의 방향을 변화시키므로, 사용자가 운동 효과가 얻기를 소망하는 근육 군을 이동시킬 수 있다.

도 26은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 요동형 운동장치(111)의 전체 구성을 나타내는 측면도이다. 도 27은 요동형 운동장치(111)의 배면도이고, 도 28은 요동형 운동장치(111)의 분해 사시도이다. 이 요동형 운동장치(111)도, 전술한 실시형태와 유사하게, 말의 등이나 안장을 모방한 형상으로 사용자가 착석하는 좌석(112)과, 상기 좌석(112)을 구동하기 위해 좌석(112) 내부에 설치되는 요동기구(113)와, 요동기구(113)와 시트(112)를 바닥면에 지지하는 베이스 지지부재(114)를 구비한다.

도 28에 도시한 바와 같이, 좌석(112)은, 요동기구(113)에 설치되는 좌석베이스부재(115)와, 쿠션부재(116), 및 에어백(117)을 서로 순서대로 적층되어 이루어진다. 에어백(117)을 수축 또는 팽창시키는 것으로, 사용자의 힙 조인트를 굽힐 수 있다. 좌석(112)의 전방 좌우 양측에는(도 28에서 도면의 간략화를 위해 좌측만 도시하고 있다), 한 쌍의 등자(118)가 수직 낙하하여 설치되고 있다.

등자(118)는, 사용자의 발을 올려 놓는 풋 레스트(118a)와, 상기 좌석베이스부재(115)에 나사 고정되는 부착편(118b)과, 풋 레스트(118a)와 부착편(118b)을 연결하는 연결편(118c)을 구비하고 있다. 부착편(118b)의 하단에 부착된 핀(118d)을 연결편(118c)의 상단부에 형성된 구멍(118e)에 맞물리는 것으로 이 연결편(118c)이 핀(118d)의 축선을 중심으로 연결편(118c)을 요동자유롭게 한다. 연결편(118c)의 하단에 부착된 핀(118f)을 풋 레스트(118a)의 상단부에 형성된 복수 개의 구멍(118g) 중 어느 하나에 맞물리는 것으로 등자(118)의 길이, 즉 풋 레스트(118a)의 높이 조정이 가능하다.

좌석(112)의 전방에는 고삐(119)가 설치되어 있다. 이 고삐(119)는 반원호형상의 핸들부(119a)의 양단(119b, 119c)이 내측 직경방향으로 연속되고 있다. 그 양단(119b, 119c)이 좌석(112)의 전단에서 폭방향으로 적절하게 지지된다. 이 구성에서, 사용자가 고삐(119)를 상방으로 올릴 때 사용가능위치 또는 직립위치에 고삐(119)를 설정하며, 사용자가 고삐(119)를 내릴 때 수납위치에 고삐(119)를 설정한다. 고삐(119)는 좌석(112)에 부착된 접촉편에 대해 양단(119b, 119c)에 설치한 접촉편을 접촉하는 것으로 기립상태보다도 전방으로 경사지는 것을 저지되어 있다. 이 구성에 의해서, 후술하는 좌석(112)을 기준위치보다도 전방으로 경사하여도, 사용자가 전방으로 거의 또는 일부 경사하지 않고, 몸을 용이하게 지지할 수 있다.

좌석(112)의 전방에는, 지지블록(120)이 형성되어 있다. 이 지지블록(120) 상에는, 조작측 회로기판(121)이 탑재된 후, 조작측 회로기판(121)이 케이싱부재(122)로 덮여지고, 이 케이싱 부재(122)가 프론트 패널(123)로 덮여져 있다.

한편, 상술한 구조의 좌석(112)이 요동기구(113)의 상부에 설치되고 있다. 이 구동장치(113)는 승강 베이스부재(124) 상에 탑재되어 있다. 승강 베이스부재(124)는 베이스지지부재(114)의 레그부(125)의 중공공간으로 상하로 미끄럼가능하게 구성되어 있다. 이 승강 베이스부재(124)의 미끄럼 이동에 의해서 바닥면에 대해서 좌석(112)의 상면의 높이가 변화가능하다. 베이스 지지부재(114)의 레그대(126)에는 승강기구(127)의 하단(127a)이 설치되고, 승강기구(127)의 상단(127b)이 승강 베이스부재(124)의 지지대(124a)의 바닥면에서 설치되어 있다. 승강 베이스 (124)의 대향하는 외주면에 설치된 복수 쌍의 상하 가이드롤러(124b)가 레그부(125) 내벽에 대응하는 위치에 형성된 가이드 레일(125a) 상을 주행한다. 바닥면에 대해 좌석(112)의 높이는 승강기구(127)가 신장하는 것으로 상승되며, 승강기구(127)가 축소하는 것으로 낮게 된다.

승강기구(127)는, 특정 간극으로 서로 대향하는 한 쌍의 부착부재(127c, 127c)와, 이 부착부재(127c, 127c) 사이의 간극으로 수납되는 작동부재(127d)와, 부착부재(127c)의 상부에 설치되는 기어박스(127e)와, 상기 기어박스(127e)를 구동하는 승강용모터(127f)와, 높이 검지 유닛(127g)을 구비하여 구성된다. 부착부재(127c)의 하단(127a)이 레그대(126)에 설치되고, 그 상단에는 기어박스(127e)가 설치된다. 상기 작동부재(127d)는 볼나사를 포함하고, 그 상단(127b)이 승강 베이스부재(124)의 지지대(124a)의 부착편(124x)(도 30 참조)에 설치되고, 그것보다도 하단부가 기어박스(127e) 내를 통과가능한 형상으로 되어 있다. 상기 볼 나사에는 기어박스(127e) 내의 도시하지 않은 기어의 내주면에 형성된 수나사부가 치합하고, 그 기어가 모터(127f)의 출력축에 고착된 웜 기어를 이용하여 기어를 구동하는 것으로 작동부재(127d)가 부착부재(127c, 127c) 사이에서 신장/축소하여, 좌석(112)의 승강이 가능해진다.

높이 검지 유닛(127g)은 연결편(127h)에 의해서 작동부재(127d)에 연결된 슬릿부재(127i)의 변위를 센서(127j)에서 읽도록 좌석(112)의 높이를 검지한다.

도 28을 참조하여, 승강 베이스부재(124)의 지지대(124a)에는 승강 커버(128)가 설치되어 승강기구(127)가 신장할 때 승강 베이스부재(124)가 레그부(125) 로부터 노출되지 않게 된다. 승강 베이스 부재(124)의 지지대(124a)에는 기구 커버(129)가 설치되는 것으로 요동기구(113)가 외부로 노출되지 않도록 보호된다. 이들의 승강커버(128)와 기구커버(129)가 승강베이스부재(124)에 설치된 후, 기구커버(129)의 상부와 좌석베이스부재(115)의 하부와의 사이에는 신축자유로운 천으로 이루어진 커버 시트(130)(도 27 참조)가 덮여져 있다.

또, 승강 베이스부재(124)의 지지대(124a)에는, 장치측 회로기판(110)이 탑재되고, 레그부(125) 내 레그대(126)에는 고하중의 전원트랜스(132) 등이 수납되어 있다.

도 29는 요동기구(113)의 상세한 구성을 나타내는 분해 사시도이다. 도 30은 그 요동기구(113)를 조립한 상태에서의 측면도이고, 도 31은 도 30의 상부로부터 본 조립된 요동기구(113)의 부분단면도이고, 도 32는 도 30의 정면에서 본 조립된 요동기구의 부분단면도이다. 도 30 내지 도 32에서는, 이해하기 쉽도록, 일부의 부품을 생략하였다. 이 요동기구(113)에는 승강 베이스부재(124)의 지지대(124a)가 후방 경사하고 있지만, 승강기구(127) 구동에 의한 변위를 제외하곤, 요동기구(113)가 요동 운동의 베이스를 제공한다.

도 28 뿐만 아니라 도 29 내지 도 32를 참조하여, 지지대(124a) 상에 좌석의 전후방향으로 서로 대향하는 한 쌍의 직립 핀 지지플랜지부재(131, 132)가 장착되어 있다. 핀 지지플랜지부재(131, 132)의 베어링(131a, 132a)에 수납되는 핀(133, 134)의 축선을 중심으로 요동기구(135)가 화살표 N으로 나타내는 좌우방향으로 요동가능하다. 또, 그 요동기구(135)에 의해서 지지되는 앞 링크부재(136) 및 뒷 링 크부재로 기능하는 승강기구(137)를 통해, 상기 좌석(112)을 지지하는 좌석연결부재(140)가 화살표 X로 나타내는 전후방향으로 요동가능하게 된다. 지지대(124a), 앞 링크부재(136), 좌석연결부재(140), 및 승강기구(137)로 형성된 공간 내에 구동부(138)(도 30 참조)가 수납되어 있다.

전방측 핀 지지플랜지부재(133)의 베어링(131a)에 고정된 핀(133)의 축선을 중심으로 앞판(141)이 좌우방향으로 요동가능하게 지지되고 있다. 동일하게, 후방측 핀 지지부재부재(132)의 베어링(132a)에 고정된 핀(134)의 축선을 중심으로 뒷판(142)이 좌우방향으로 요동가능하게 지지된다. 이들의 앞뒷판(141, 142)에는 측판(143, 144)이 스크루(145, 146)에 의해서 나사 고정된다. 가동 프레임으로 기능하는 요동기구(135)의 케이싱 유닛이 전술한 바와 같이 구성되어 있다.

양 측판(143, 144)에는, 스크루(147)에 의해서 모터(148)가 나사 고정된다. 모터(148)는 요동기구(135) 내에 기립상태로 탑재되고, 출력 회전축은 상방으로 돌출된다. 모터(148)의 출력회전축에 고착된 기어(149)는, 제1 샤프트(150)에 설치된 제1 기어(151)에 치합하고, 그 제1 샤프트(150)에 설치된 제2 기어(152)는, 제2 샤프트(153)에 설치된 기어(154)에 치합하고 있다. 상기 제1 및 제2 샤프트(150, 153)는, 상기 양 측판(143, 144)의 베어링(143a, 144a; 143b, 144b)에 선회가능하게 지지되어 있다.

제1 샤프트(150)의 양 단부는, 각주(prismatic) 형상으로 형성되어 있고, 서로 같은 각 위치에서 제1 샤프트(150)의 양 단부에 편심 크랭크(155, 156)가 각각 설치되어 있다. 편심 크랭크(155, 156)에는 아암 링크부재(157, 158)의 일단이 설 치되어 있다. 아암 링크(157, 158)의 타단은 앞 링크부재(136)의 상부에 좌(우)측으로 설치되는 핀(159, 160)에 각각 연결되어 있다. 앞 링크부재(136)의 하부에, 좌(우)측으로 설치되는 핀(161, 162)은 양 측판(143, 144)의 전방 하부측에 설치되는 베어링(143c, 144c)에 각각 요동가능하게 연결되어 있다. 또한, 도 29를 참조하여, 앞 링크부재(136)의 상부에 좌(우)측으로 설치되는 베어링(163, 164)은 좌석연결부재(140)의 전단측에 좌(우)측으로 설치되는 베어링(165, 166)과, 샤프트(167)에 의해서 요동가능하게 연결된다. 이 구성에서, 모터(148)가 회전하면, 제1 샤프트(150)의 회전력이 편심 크랭크(155, 156) 및 아암 링크부재(157, 158)에 의해서 직선왕복운동으로 변환되어, 좌석연결부재(140)가 화살표 X로 나타내는 전후방향으로 요동가능하게 된다.

한편, 제2 샤프트(153)의 일단에는 핀(153a)이 편심으로 부착되어 있다. 이 핀(153a)에는 편심 로드(168)의 일단이 연결되어 있다. 이 편심 로드(168)의 타단은, 지지대(124a)에 설치된 브래킷(169)에 선회자유롭게 연결되어 있다. 핀(153a) 및 편심 로드(168)는, 도 29 내지 도 32에서 요동기구(135)에 대해 좌측에 설치되고 있다. 변형예로, 핀(153a) 및 편심 로드(168)는 요동기구(135)에 대해 우측에 설치될 수 있다. 또는 변형예로, 핀(153a)이 요동기구(135)의 대향측, 즉, 제2 샤프트(153)의 양단에서 서로 위상이 180°다른 위치로 어긋나게 설치되어도 좋다. 이런 변형된 구성에서, 모터(148)가 회전하면, 제2 샤프트(153)의 회전력이 핀(153a) 및 대응하는 편심 로드(168)에 의해서 직선왕복운동으로 변환되어, 상기 좌석연결부재(140)를 탑재한 요동기구(135)가, 화살표 N으로 나타내는 좌우방향으로 요동한다.

본 실시 형태의 요동기구(113)는, 뒷 링크부재로서 기능하는 승강기구(137)가 설치되고 있다. 좌석연결부재(140)의 후부 바닥면에는, U자형상의 연결부재(170)가 고정되어 있다. 연결부재(170)의 대향하는 하방 연장부(171, 172)에 부착된 베어링(171a, 172a)과, 승강기구(137)의 작동부재(173)의 상단에 설치된 U자 형상의 연결부재(174)의 양측의 상방 연장부(175, 176)에 설치된 베어링(175a, 176a)이 핀(177)에 의해서 서로 연결된다. 양 측판(143, 144)의 하부 후단측에는 베어링(143d, 144d)이 각각 설치되어 있고, 승강기구(137)의 좌우 한 쌍의 부착편(181, 182)의 하단에 설치된 베어링(181a, 182a)이, 도시하지 않은 핀에 의해서 서로 연결된다. 이렇게 해서, 승강기구(137)는, 좌석연결부재(140)의 후단측에서 측판(143, 144)을 연결하는 후단 링크부재로 기능한다.

승강기구(137)는, 특정 간극으로 서로 대향하는 좌우 부착부재(181, 182)와, 이 부착부재(182, 182) 사이의 간극에 수납되는 작동부재(173)와, 부착부재(181, 182)의 상부에 설치되는 기어박스(183)와, 기어박스(183)를 구동하는 모터(184)와, 높이 검지 유닛(185)을 구비하여 구성된다.

작동부재(173)는 볼나사를 포함한다. 작동부재(173)의 상단(173a)이 연결부재(174)에 연결되며, 그 하단부가 기어박스(183) 내를 통과가능한 형상으로 되어 있다. 도 33에 도시한 바와 같이, 볼 나사에는 기어박스(183) 내에 설치된 웜 휠(186)에 고정된 너트(187)의 내주면에 형성된 수나사부가 치합하고 있다. 작동부재(173)는 모터(184)의 출력축(184a)에 고정된 웜 기어(188)를 이용하여 웜 휠 (186)을 구동하는 것으로 부착부재(181, 182) 사이에 형성된 간극으로 신장/축소하여, 도 28, 도 30 및 도 34에 도시한 화살표 M의 방향으로 좌석(112)을 전후로 경사시킨다. 웜 휠(186)은 베어링(189, 190)에 의해 기어박스(183) 내부의 수직축을 중심으로 회전가능하게 지지된다.

높이 검지 유닛(185)(도 29 참조)은 연결부재(191)에 의해서 작동부재(173)에 연결된 슬릿부재(192)의 변위를 위치센서(193)로 읽음으로써 좌석(112)의 높이를 검지한다. 높이 검지 유닛(185)으로 검출된 좌석(112)의 경사각위치는, 예컨대, 최전방경사위치, 전방경사위치, 수평위치, 후방경사위치, 최후방경사위치이다. 좌석(112)의 높이 조정을 행하는 승강기구(127)의 구조는, 내하중이나 위치센서(193, 127j) 등의 분해능을 제외하곤 승강기구(137)와 기본적으로 동일하다.

도 35는, 요동형 운동장치(111)의 전기적 구성을 도시하는 블록도이다. 상기 조작측 회로기판(120A)에서의 조작 신호에 응답하여, 상기 장치측 회로기판(110)은, 요동기구(135)를 구동하는 직류(DC) 브러쉬리스모터 등으로 이루어지는 요동용모터(148), 승강기구(127)를 구동하는 DC 모터로 구성되는 승강용모터(127f)를 구동하는 동시에, 에어백(117)을 팽창/수축하기 위한 펌프(195) 및 배기밸브(196)를 구동한다. 경사용 모터(184)의 구동으로 좌석(112)의 경사량은 위치센서(193)에 의해 검지되며, 승강용모터(127f)의 구동으로 좌석(112)의 높이는 위치센서(127j)에 의해 검지된다. 이들 위치센서(193, 127j)의 검지 결과는 상기 장치측 회로기판(110)에 입력된다.

도 36은 상기 조작부(120A)의 정면도이다. 도 36을 참조하여, 전원 스위치 (S0)가 온 조작되면, 램프(L0)가 점등하여 운동장치(111)가 동작가능하게 된다. 또한, 상향 스위치(S1) 또는 하향 스위치(S2)의 조작에 따라, 상기 장치측 회로기판(110)은 승강용 모터(127f)를 구동하여 좌석(112)을 상하로 이동한다. 또, 힙 조인트 스트레칭 스위치(S3)의 조작에 따라, 장치측 회로기판(110)은 펌프(195) 및 배기밸브(196)를 구동하여 에어백(117)을 팽창/수축 구동한다. 조작부(120A)에 의해 조작가능한 도 36에 도시하지 않은 다른 스위치 및 램프의 설명은 후술한다.

도 37은, 장치측 회로기판(110)의 전기적 구성을 도시하는 블록도이다. 전원 플러그를 통해 입력된 상업용 교류(AC)는, 예컨대 140V, 100V, 15V, 12V, 및 5V의 직류로 변환되어, 장치측 회로기판(110) 내의 각각의 대응 회로로 공급된다. 이 장치측 회로기판(110)는 운동장치(111)의 동작을 제어하는 제어회로(204)를 포함한다. 이 제어회로(204)에서는, 마이크로컴퓨터(203a), 및 각종 요동동작과 관련된 패턴을 기억하고 있는 메모리(203b)를 구비하고 있다. 장치측 회로기판(110)은 조작측구동회로(205)를 통해 표시 및 출력하는 조작부(120A)를 제어하며, 이 조작부(120A)를 통해 입력된 조작 명령을 수신한다. 센서신호처리회로(206)를 통해 입력되는 요동용 모터(148)의 회전속도, 센서구동회로(207, 208)를 통해 입력되는 센서(193, 127j)의 검지 결과에 응답하여, 제어회로(204)는 요동용 모터구동회로(209)를 통해 요동용 모터(148)를 구동하고, 경사/승강용 구동회로(210)를 통해 경사용모터(184)와 승강용 모터(127f)를 구동하며, 펌프구동회로(211) 및 밸브구동회로(212)를 통해 펌프(212) 및 배기밸브(196)를 각각 구동한다. 메모리(203b)는 기억부를 구성하고, 마이크로컴퓨터(203a), 구동회로(210) 및 승강기구(137)는 경사 부여부재를 구성한다.

상술한 구성의 요동형 운동장치(111)는, 장치측 회로기판(110)이 요동기구(135)를 구동하여 좌석(112)을 요동하고 승강기구(137)를 구동하여 좌석(112)의 경사각을 변화하도록 동작된다. 특히, 운동장치(111)는 사이에 개재되는 도 38b에 도시한 기준 위치를 참조로, 사용자(33)가 기준위치를 취할 수 있는 좌석(112)의 착좌면이 수평인 상태를 기준으로 하여, 도 38a에 도시하는 전방 경사위치와 도 38c에 도시하는 후방 경사위치 사이에서 주기적으로 변화한다.

도 36에 도시하는 조작부(120A)는 다음과 같이 동작된다. 수동 스위치(S4)가 조작되면, 해당하는 램프(L4)가 점등되고, 수동으로 좌석(112)의 경사각을 변화시킬 수 있다. 전방 경사 스위치(S5) 또는 후방 경사 스위치(S6)가 조작되면, 상기 장치측 회로기판(110)은, 경사용 모터(184)를 구동하여 좌석(112)의 경사각을 변화시킨다. 상기 위치센서(193)에 의해 좌석(112)이 최전방 경사위치에 도달하였음을 검지하면, 램프(L1)가 점등한다. 상기 위치센서(193)에 의해 좌석(112)이 수평위치에 도달하였음을 검지하면, 램프(L2)가 점등한다. 상기 위치센서(193)에 의해 좌석(112)이 최후방 경사위치에 도달하였음을 검지하면, 램프(L3)가 점등한다. 이에 의해, 조작부(120A)는 좌석(112)의 각 위치를 사용자(33)에게 통지한다.

한편, 조작부(120A)의 자동 모드 스위치(S7 내지 S10) 중 하나가 조작되면, 요동형 운동장치(111)는 대응하는 자동 모드를 시작한다. 자동 모드 중 하나가 시작되면, 자동 모드 스위치(S7 내지 S10)에 대응하는 램프(L7 내지 L10) 중 어느 하나가 점등함과 동시에, 램프부(L5)에 그 자동 모드에서 선택된 모드의 나머지 운동 시간이 표시된다.

자동 모드에서, 좌석(112)의 경사각 위치의 각종 패턴과 함께, 시간경과에 따른 요동 속도의 각종 패턴이 기억되어 있다. 예를들면 허리 근육을 자동적으로 강화하는 스위치(S8)가 조작되면 도 38a 내지 도 38c에 도시하는 바와 같이, 좌석(112)은, 그 사이에 개재하는 도 38b에 도시한 수평위치를 중심으로 하여, 두 개의 다른 경사각, 즉 도 38a에 도시한 전방 경사각위치와 도 38c에 도시한 후방 경사각 위치 사이를 주기적으로 변화한다. 특히, 하기와 같이 좌석(112)의 위치를 주기적으로 변화함으로써 운동장치(111)가 요동한다. 15초 동안 수평 기준위치에 유지한 후, 좌석(112)은 전방 경사진 위치로 이동하고 60초 동안 그 위치를 유지한다. 그리고, 좌석(112)은 수평 기준위치로 복귀하며, 15초 동안 그 위치를 유지한다. 그리고, 좌석(112)은 후방 경사진 위치로 이동하고 30초 동안 그 위치를 유지한다. 이 구성에 의해, 사용자(33)는 좌석(112)의 전방경사에 의한 복근 활동량 충분한 증가와, 후방경사에 의한 등 근육 활동량의 충분한 증가에 의해, 또한 좌석(112)의 경사이동방향을 효과적으로 추가하여, 복근, 경사 복근, 등 근육을 적절히 자극할 수가 있어, 사용자(33)의 허리 둘레 부분을 강화할 수가 있다. 또, 사용자(33)의 기승위치에 의해 좌석(112)을 기준위치로 유지하여 후방경사에서 나타나는 운동 효과가 얻어지는 경우가 있다. 이 경우, 전방경사의 비율을 적절히 증가하는 방식으로 파라미터를 수정하는 것이 바람직하다. 즉 기준위치에서의 요동에 의한 운동 효과에 의해서, 경사각 패턴의 파라미터를 변경하는 것이 바람직하다.

또한, 사용자(33)의 힙 근육을 자동적으로 강화하는 스위치(S9)가 조작되면, 도 38a 내지 도 38c에 도시하는 바와 같이, 스위치(S8)의 조작으로 허리 근육을 자동적으로 강화하는 모드와 유사한 방식으로 좌석(112)은, 그 사이에 개재하는 도 38b에 도시한 수평 기준위치를 중심으로 하여, 두 개의 다른 경사각, 즉 도 38a에 도시한 전방 경사진 위치와 도 38c에 도시한 후방 경사진 위치 사이를 주기적으로 변화한다. 힙 근육을 자동적으로 강화하는 모드에서, 전방 경사진 위치의 유지 시간은 30초이고, 후방 경사진 위치의 유지시간은 60초이며, 이들 두 시간은 자동 허리 근육 강화 모드에서 반대로 된다. 이 구성에서, 사용자(33)의 힙 근육은 등 근육과 엉덩이 근육을 국부적으로 강화함으로써 집중적으로 강화될 수 있다.

기본 운동의 스위치(S7)가 조작되면, 좌석(112)을 수평 기준위치에 유지하면서 운동장치(111)가 요동된다. 다리 근력을 자동적으로 강화하는 스위치(S10)가 조작되면, 수평 기준위치와 전방 경사진 위치 사이를 주기적으로 좌석(112)을 변화시킨다. 특히, 수평위치를 20초 유지한 후, 좌석(112)을 전방 경사진 위치로 이동하여 그 위치에서 40초 유지한다. 그리고, 좌석(112)을 다시 수평위치로 복귀하고, 20초 동안 그 위치를 유지한다. 이 때, 좌석(112)이 전방경사위치에 유지하는 동안, 등자(118)에 대해 사용자(33)의 다리를 견고하게 유지한다. 그 결과, 보행 능력의 유지나 요통 완화에 관계가 깊은 대퇴 사두근육(quadriceps femoris muscles)을 중점적으로 강화할 수 있다. 이에 따라, 이 구성은 신체적 밸런스가 요구되는 경사각 변화를 감소하는 것으로, 고령자에 적합한 운동을 제공할 수가 있다.

한편, 직류(DC) 브러시리스모터 등으로 구성되는 요동용 모터(148)는, 구동 회로(209)로부터 부여하는 펄스 주파수를 변화하는 것으로 그 회전속도를 조정할 수 있다. 사용자가 조작부(120A)의 속도조정스위치(S11 또는 S12)를 조작할 때 요동용 모터(148)는, 예컨대 표 1에 도시한 바와 같이 9단계로 그 회전속도를 조정할 수 있다. 표 1은 좌석(112)의 요동속도에 대응하는 레벨 1에서 레벨 9까지 각 속도레벨에서 요동용 모터(148)의 회전속도를 도시한다. 속도조정스위치(S11 또는 S12)로 선택된 속도 레벨은, 램프부(L6)의 9세그먼트 중 대응하는 하나에 의해서 발광된다. 또한 요동용 모터(148)에 부착된 엔코더 등으로부터의 출력이 센서신호처리회로(206)에서 처리되어, 피드백 제어용 속도신호로서 처리된 신호가 제어회로(204)에 공급된다.

[표 1]

속도레벨	모터 회전수(rpm)	요동속도 (사이클)
레벨 1 레벨 2 레벨 3 레벨 4 레벨 5 레벨 6 레벨 7 레벨 8 레벨 9	790 900 990 1,110 1,220 1,330 1,460 1,570 1,690	0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4

또한, 자동 모드에서는, 특정 속도 레벨 범위 내에서, 예컨대 4초마다 상기 속도 레벨이 주기적으로 변화하며, 그 속도 레벨 범위를 속도조정스위치(S11 또는 S12)의 조작에 의해서 선택될 수 있다. 도 39는, 속도조정스위치(S11 또는S12)의 조작에 의해 속도레벨의 범위를 변화하는 것을 설명하는 챠트이다. 이 실시예에서, 속도레벨 1에서 속도레벨 5까지의 범위는 가장 느린 속도레벨범위를 정의하며, 속도레벨 5에서 속도레벨 9까지는 가장 빠른 속도 레벨 범위를 정의한다. 속도조정스위치(S12)가 조정되는 매시간, 속도 레벨 범위가 하나씩 상승되며, 속도조정스위치(S11)가 조정되는 매시간, 속도 레벨 범위가 하나씩 하강된다. 도 40은 자동모드에서 좌석(112) 위치의 변화 패턴과 속도 레벨 변화 사이의 관계를 도시한다. 도 40은 가장 느린 속도 범위에서 속도 레벨 변화의 실시예를 도시한다. 도 40에 도시한 바와 같이, 운동장치(111)가 자동모드에서 동작되면, 속도 레벨은 좌석(112)의 위치 변화와 함께 소정의 속도 레벨 범위에서 임의로 변화된다.

도 41은 메모리(203b)에 기억된 제어 테이블의 실시예를 도시하는 챠트이다. 이 제어 테이블은, 허리 근육 강화 모드 및 힙 근육 강화 모드에서의 자동 모드의 개시에서 속도 레벨의 설정치 및 경사 위치의 설정치의 변화를 가리키고 있다. 이 제어 테이블은 설정치이고, 메모리(203b)는 5개의 다른 속도 레벨 범위 사이의 최저 속도 레벨을 기억한다. 상기 속도조정스위치(S11 또는 S12)의 조작에 의해서 각 시간에서의 속도 레벨은 상승 또는 저하된다. 도 41에서, 경사위치설정치의 "1"은 최전방경사위치를 나타내고, 경사위치설정치의 "0"은 수평위치를 나타내며, 경사위치설정치의 "2"는 최후방경사위치를 나타낸다.

도 42는, 제어 테이블에 의한 허리 근육 강화 자동모드에서 제어되는 설정치 를 설명하는 챠트이다. 전술한 바와 같이, 허리 근육 강화 자동모드에서는, 좌석(112)의 위치는 하기와 같이 주기적으로 변화된다. 먼저, 좌석(112)을 수평위치로 설정하고, 5초 유지한 후 전방경사위치에 변경하고, 60초 유지하고 다시 수평위치로 되돌아가, 15초 유지하면 후방경사위치로 변경되고, 30초 유지하고 최종적으로 수평위치로 되돌아간다. 자동 모드에서의 운동장치(111)의 작동 시간은, 예를들면 15분이다. 메모리(203b)에는 자동모드에서 운동장치(111)의 작동시간의 전체에 대응하는 제어 테이블을 기억하며, 속도레벨 설정치는 좌석(112)의 위치를 주기마다 변경할 수 있다. 또 변형예로, 메모리(203b)는 1주기에 대응하는 제어 테이블을 기억할 수 있으며, 마이크로컴퓨터(203a)는 좌석(112)의 위치를 변화하는 1주기를 기억하는 제어 테이블을 읽기 시작할 수 있다.

도 43a 내지 도 48은, 본건 발명자에 의한 실험 결과를 도시하는 막대 그래프이다. 요동형 운동장치(111)를 이용하여, 1일 30분, 주 4회, 약 3개월의 트레이닝을 한 피험자 군의 결과이다. 실험에서, 운동장치(111)의 좌석(112)의 착석면의 경사각은 자동적으로 주기적으로 변화된다. 이 실험에서, 도 38a 내지 도 38c에 도시하는 패턴을 이용하여, 전방경사의 비율이 많은 복근 중시 군 F와, 후방경사의 비율이 많은 등 근육 중시 군 B와, 운동장치(111)에 의한 운동이 없는 비교군 C로, 각각 8명의 피험자에 의해서 행해졌다. 실험 전후의 피험자 군 F, B, 및 C의 근육 강화의 평균치를 망사형 막대 그래프와 흰색 막대 그래프로 각각 도시하고, 대응하는 표준표차를 실선으로 도시하였다.

도 43a 및 도 43b는 복근의 강화 상태를 도시하고, 도 43a은 복근의 증가량 을 도시하고, 도 43b는 근력 증강량을 도시한다. 이미, 좌석(112)의 전후 경사 없는 요동형 운동장치(111)에서의 운동을 동일하게 행하는 것으로, 사용자의 복근을 강화할 수 있다는 것이 확인되고 있다. 이 실험 결과에서도, 복근 중시 군 F 및 등 근육 중시 군 B 모두에, 복근의 증가량과 근력 증강량 각각의 수치가 상승하고 있는 것이 이해된다. 복근 중시 군 F 뿐만 아니라 등 근육 중시 군 B도 상승하고 있는 것은, 전술의 도 38a 내지 도 38c와 같이, 전방 경사동작이, 1사이클 120초 중 25%의 30초 포함되고 있는 것에 의한 것이라고 생각된다. 즉, 도 38a 내지 도 38c에 도시한 패턴에 따라 요동형 운동장치(111)의 운동은 사용자 신체의 목표 부위를 국부적으로 집중적으로 강화하면서도, 밸런스가 좋은 근육 훈련을 제공한다고 말할 수 있다.

도 44a 및 도 44b는 등 근육의 강화 상태를 도시하고, 도 44a는 근력의 증가량을 도시하고, 도 44b는 근력 증강량을 도시한다. 이미, 전후 경사 없음에서의 운동을 같이 행하는 것으로, 등 근육의 근력은 상승하는 것이 확인되고 있다. 이 실험에서도, 복근 중시 군 F 및 등 근육 중시 군 B 모두에, 각각의 수치가 상승하고 있는 것이 이해된다. 등 근육 중시 군 B 뿐만 아니라 복근 중시 군 F도 상승하고 있는 것은, 전술의 도 38a 내지 도 38c에 도시한 바와 같이, 후방 경사 동작이, 1 사이클 120초 중 25%의 30초 포함되고 있는 것에 의한 것이라고 생각된다. 즉, 사용자 신체의 목표 부위를 국부적으로 집중적으로 강화하면서도, 밸런스가 좋은 근육 훈련을 제공한다고 말할 수 있다.

도 45는, 운동 전후의 피험자 군 C, B, 및 F 사이의 체중 감소의 변화를 도 시한다. 도 45에 도시한 바와 같이, 비교군 C는 체중 감소의 변화가 거의 없음을 도시하지만, 복근 중시 군 F 및 등 근육 중시 군 B에는 현저하게 체중이 감소하는 것을 나타낸다.

도 46은, 운동 전후의 피험자 군 C, B 및 F 사이의 허리 사이즈의 변화를 도시한다. 허리 사이즈는 복부의 가장 가는 부분의 둘레 직경을 측정함으로써 얻어진다. 도 46에 도시한 바와 같이, 허리 사이즈는 트레이닝 없는 비교군 C에서는 거의 변화가 없지만, 복근 중시 군 F 및 등 근육 중시 군 B 모두, 약 2 cm 정도 감소되었다.

도 47은, 운동 전후의 피험자 군 C B 및 F 사이의 힙 사이즈의 변화를 도시한다. 측면에서 볼 때 엉덩이가 가장 돌출한 부분에서의 몸통 둘레 직경을 측정하여 힙 사이즈가 얻어진다. 도 47에 도시한 바와 같이, 힙 사이즈는 트레이닝 없는 비교군 C에서는 거의 변화가 없지만, 복근 중시 군 F 및 등 근육 중시 군 B 모두, 약 2 cm 정도 감소되었다.

도 48은, 운동전후의 피험자 군 C, B, 및 F 사이의 힙 업 효과를 도시한다. 힙 업 효과는 각 피험자의 높이에 대해 운동 전후 측면에서 볼 때 엉덩이가 가장 나와 있는 부분의 높이의 효과를 도시한다. 도 48에 도시한 바와 같이, 트레이닝 없는 군 C에서는 거의 변화가 없지만, 복근 중시 군 F 및 등 근육 중시 군 B에서 힙 업의 효과가 얻어진다. 특히, 등 근육 중시 군 B에서 힙 업 효과가 상당히 크고, 각 피험자의 높이에 대해 엉덩이의 가장 높은 위치의 높이가 0.6% 증가하고 있다.

전술한 바와 같이, 요동형 운동장치(111)에 의해서도 운동 주기 동안의 시간 경과에 따라 좌석(112)의 경사각을 변화하는 것으로 다양한 운동 메뉴를 제공한다. 이 구성은 운동에 의해 사용자가 지루해지는 것을 방지할 수가 있다. 또, 메모리(203b) 내부에는 시간 경과에 따른 좌석(112)의 경사각 변화에 관한 복수 종류의 패턴을 기억하고 있어, 선택부를 구성하는 스위치 S8 내지 S10 중 하나의 조작에 의해서 의도된 패턴을 선택할 수 있다. 이 구성에서, 운동장치(111)의 사용자마다, 사용횟수마다, 운동종류나 운동강도를 선택할 수 있고, 의도된 운동효과의 적정화와 운동 지속을 지원할 수가 있다.

더욱이, 허리 근육 및 힙 근육 강화 자동 모드에서는, 좌석(112)의 경사각 변화의 패턴이, 사이에 개재된 기준각도의 수평위치에 대하여, 서로 대치하는 전방경사위치와 후방경사위치 사이에서 절환되고, 전방경사위치의 체재시간과 후방경사위치의 체재시간이 허리 근육 강화 모드와 힙 근육 강화 모드에서 상이하다. 이 구성에서, 전방경사위치의 체재시간과 후방경사위치의 체재시간이 긴 위치에서는, 전방경사위치의 체재시간과 후방경사위치의 체재시간이 짧은 위치에 비해 관계하는 신체 특정 부위의 운동 효과를 높일 수 있다. 한편, 전방경사위치와 후방경사위치 사이의 좌석(112)의 주기적 경사각변화 패턴에서, 이와 같이 기준각도에 대해 서로 대치하는 전방경사위치와 후방경사위치와의 사이를 변화하는 패턴이더라도, 전방경사위치와 후방경사위치의 체재시간을 같이 하면, 복근과 등 근육의 운동 효과를 거의 균일하게 제공할 수 있다. 즉 이런 변형 장치에서, 복근측 또는 등 근육측의 어느 쪽의 효과만이 강화되는 것은 어렵다. 또, 좌석(112)의 경사각변화의 패턴에 서, 다리 근력 강화 자동 모드와 같이 상기 기준각도로부터 전 경사위치까지의 사이를 주기적으로 변화하는 패턴의 경우, 특정방향으로 운동강도를 높일 수 있다. 이처럼, 좌석(112)의 경사각을 변화하는 것으로 각종 운동 효과의 제어가 가능하게 된다.

상기 허리 근육 강화 모드 및 힙 근육 강화 모드에서는, 좌석(112)의 경사각변화의 패턴이, 기준각도의 수평위치에 대하여, 서로 대치하는 전방경사위치와 후방경사위치 사이를 주기적으로 변화하는 패턴이고, 상기 기준각도로 좌석(112)의 경사각변화가 특정 주기의 기준 위치에서 일단 정지된다. 이 구성은, 사용자(33)에게 좌석(112)의 경사각 방향의 절환, 예를들면, 전방경사로부터 후방경사로의 절환을 통지하여, 사용동안 좌석의 경사가 없는 구성에 비해, 운동강도를 높이면서 운동장치(111)의 안전 이용을 높일 수 있다.

더욱이, 메모리(203b) 내부에는, 경사 위치 설정치와 함께, 속도 레벨 설정치가 기억되므로, 시간경과에 따라 요동속도가 변화한다. 이 구성은, 사용자에게 독특한 움직임의 변화감을 부여하여, 지루함 없이 사용자에게 동기 부여를 격려한다.

또한, 상기 메모리(203b) 내부에는, 각 자동 모드의 제어 테이블의 개시시 및/또는 종료시에 사용되는 제어 테이블을 기억하고, 운동장치(111)의 작동 속력은 운동 시작의 초기 단계에서 점차로 증가되어 사용자에게 웜업효과를 부여하며, 운동 최종 단계에서 그 동작 속력은 점차로 감소되어 사용자에게 쿨 다운(cool down) 효과를 부여한다. 또, 상기 자동 모드에 한하지 않고, 수동 모드에서도 종료시에 사용되는 제어 테이블을 기억할 수 있다. 이런 변형된 구성에서, 종료시에는 상기 좌석(112)의 착석면을 수평인 상태로 복귀시켜 정지하는 것으로, 사용자가 다음에 착석할 때에 위치가 무너지지 않고, 바른 착석 위치를 취할 수 있다. 이 구성은 사용자에게 예상된 운동 효과를 제공할 수 있다.

요동형 운동장치(111)에서는, 요동기구(113)는 단일 모터(148)에 의해 형상 "∞"와 유사한 복잡한 왕복운동을 실현한다. 변형예로, 화살표 X로 도시하는 전후방향의 요동운동과 화살표 N으로 도시하는 좌우방향의 요동운동을 별개로 발생할 수 있도록, 모터의 수를 증가하거나 클러치 등의 동력을 접속/단속하는 수단을 구비함으로써 하기 모드를 제공할 수 있다.

예를들면, 신체의 좌우 근육 밸런스 강화 코스에서는, 좌석(112)을 좌우 측방으로 경사시키는 것으로, 신체측의 근육군이나 다리의 내전근육군을 강화할 수 있다. 근력에는 좌우차가 생기는 것이 일반적이다. 그러나, 좌우의 근육 군을 균등하게 단련할 수 있다. 예컨대, 우측경사위치에 45초 유지하고, 수평 기준각도에 15초 유지하고, 좌측 경사 위치에 45초 유지하고, 수평 기준각도에 15초 유지한 후, 다시 우측경사위치로 복귀하는 방식으로 좌석(112)을 좌우방향으로 균등하게 경사한다.

신체의 좌우 근육의 강화 모드에서, 좌석(112)의 우측경사의 비율을 늘리는 것으로 신체의 좌우 근육을 강화할 수 있다. 예로서, 좌석(112)은, 우측경사위치에 60초 유지하고, 기준각도에 15초 유지하고, 좌측경사위치에 30초 유지하고, 기준각도 위치에 15초 유지한 후, 다시 우측경사위치로 복귀하는 방식으로 주기적으 로 변화한다.

신체 좌우측 다리 근육의 강화 모드에서, 좌석(112)의 좌측경사의 비율을 늘리는 것으로 신체의 좌우측 다리 근육을 강화할 수 있다. 예로서, 좌석(112)은 우측 경사 위치에 30초 유지하고, 기준각도에 15초 유지하고, 좌측경사위치에 60초 유지하고, 기준각도 위치에 15초 유지한 후, 다시 우측경사위치로 복귀하는 방식으로 주기적으로 변화한다.

좌우경사와 전후경사의 조합에 의한 상급 운동 모드에서, 사용자에게 향상된 밸런스 운동을 제공하고 운동장치의 좌우측에 요동기구를 구비하여 집중적으로 근육 세기를 향상하므로, 좌우경사와 전후경사의 조합으로, 좌석의 기준 위치를 전후 좌우로 경사가능하다. 특히, 좌우경사과 전방경사의 조합, 또는 좌우 경사와 후방 경사의 조합으로 복근, 경사 복근, 및 등 근육 등의 허리부 주위에 근육을 이용하여 상체 근육의 밸런스 응답과 향상을 효과적으로 얻을 수가 있다. 예컨대, 허리부, 즉 복근, 경사 복근, 및 등 근육을 이용한 상체의 근육 활동량의 밸런스 응답과 기능 상승과, 하부 팔다리의 내전근의 근육활동량의 증가는 비틀기에 의해 전방경사각의 조합으로 효과적으로 얻어질 수 있다. 예컨대 비틀기에 의한 상체의 밸런스응답과, 허리부의 근육활동량의 증가는 후방경사각의 조합과, 좌우 경사각의 조합으로 효과적으로 얻어질 수 있다.

상체 비틀기 모드에서는, 도 25에 도시하는 바와 같이 좌석(112)의 수평면 내의 선회 회전과 함께 좌석(112)을 요동하여 신체의 좌우근육과 다리의 내전근육을 강화할 수 있다. 특히, 경사 복근의 허리부 주위에 근육, 상체의 밸런스 기능 으로의 부하가 증가한다. 비틀기 각도는 사용자의 신체로의 부하를 고려하여, 최대 ±30도의 범위가 바람직하다. 예컨대, 좌석(112)을 시계방향으로 15도 회전하고 30초 유지하고, 반시계방향으로 15도 회전하고 30초 유지하고, 기준위치에 설정하고 30초 유지하며, 시계방향으로 15도 회전한다.

상체 비틀기와 경사의 조합에 의한 상급 운동 모드에서, 사용자에게 상급 밸런스 훈련을 제공하며, 좌석(112)의 수평면 내의 선회 회전으로 좌석(112)을 경사하여 밸런스 감각과 근력 발휘를 격려할 수 있다. 예컨대, 전방 경사와 비틀기의 조합으로 복근, 경사 복근, 등 근육 등의 허리부 주위 근육과 하지의 내전근육활동량의 증가를 효과적으로 얻을 수 있다. 상체의 밸런스 응답성과, 엉덩이의 근육활동량의 증가는 후방경사와 비틀기의 조합으로, 또는 좌우경사와 비틀기의 조합으로 효과적으로 얻어질 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 요동형 운동장치는 사용자가 착석하는 좌석과, 상기 좌석에 기준 위치에 대한 소정 경사를 제공하는 경사부여수단과, 상기 좌석을 경사로 요동하여 사용자에게 운동의 부하를 부여하는 요동수단을 구비한다.

상기 기준 위치는, 좌석의 착석면이 수평인 상태를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 사용자가 착석한 좌석을 요동수단이 요동하는 것으로, 상기 사용자에 승마를 모방한 운동부하를 부여하는 요동형 운동장치에 있어서, 상기 좌석의 착좌면이 운동장치의 초기상태에서 수평 등의 기준위치 또는 기준각위치에 대해 소정 경사위치에 좌석을 설정하는 경사부여수단을 제공한다. 좌석이 기준 위치에 설정될 때, 사용자는 이완방식으로 착석할 수 있고, 사용자의 복근과 등 근육, 좌우 근육의 활동량이 실질적으로 각각 동일하다. 상기 경사부여수단은, 좌석의 아래에 경사부여부재를 부착하거나, 기어나 캠 등의 경사조정부재를 이용하는 것으로 실현할 수 있다. 변형예로, 자유도가 높은 요동수단을 사용하는 경우에는, 그 구동수단에 운동장치의 초기상태에서 좌석을 소정의 경사 위치에 설정할 수 있다.

무릎이나 힙 조인트의 각도가 좌석에 일정한 상태에서, 운동장치의 초기 상태에서 좌석을 경사시켜 놓은 것으로, 상기 사용자에게 운동부하가 가해지는 부위가 변화한다. 예를들면, 좌석을 전방 경사 위치로 설정하는 것으로, 복근을 선택적으로 강화할 수 있다. 또한, 좌석을 후방 경사 위치로 설정하는 것으로, 등 근육을 선택적으로 강화할 수 있다. 더욱이 경사 복근·중견근(gluteus medius)·내전근(adductor muscle) 등 신체 좌우 근육을 선택적으로 국부적으로 강화할 수 있음과 동시에, 비경사시, 즉 상기 기준위치 또는 수평위치에 비해, 보다 난이도가 높은 밸런스 훈련을 할 수 있다. 이 구성에서, 신체의 특정부위에, 선택적으로 국부적으로 보다 높은 운동효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 요동형 운동장치에서는, 좌석의 경사각변화의 패턴을 기억하는 메모리를 추가로 구비할 수 있다. 상기 경사부여수단은, 상기 메모리로부터의 출력에 응답하여, 운동 중에 시간경과에 따라 경사각을 변화하는 것이 바람직하다.

상기 구성에 의하면, 시술중의 시간경과에 따라 좌석의 경사각이 변화하는 것으로, 다양한 운동 메뉴를 실현할 수 있고, 지루함을 방지할 수 있다.

예를들면, 상기 좌석의 경사각변화의 패턴이, 소정의 기준각도, 예를들면 상기 착석면이 수평인 상태에서 서로 대치하는 기준각도가 중간이 되도록 규정된 2개의 경사각을 변화하는 패턴의 경우, 트레이닝 효과의 균등성을 높일 수 있다. 예를들면 복근과 등 근육의 어느 쪽에 효과가 일방적으로 강화되는 것 같은 것이 발생하기 어렵게 된다.

또, 상기 경사각변화의 패턴이, 상기 기준각도에서 서로 대치하는 2개의 경사각을 주기적으로 변화하는 패턴의 경우, 또한, 상기 기준각도로 경사각변화가 일단 정지하는 패턴의 경우, 사용자는, 경사위치의 절환(예를들면, 전방경사로부터 후방경사로의 절환)을 신속하게 통지하고 경사 없는 경우에 비교하여, 운동강도를 높이면서, 또한 트레이닝의 안전성을 높일 수 있다.

또, 상기 경사각변화의 패턴이, 상기 기준각도에 대하여, 적어도 2개의 경사위치, 예를들면 경사위치 A, B를 갖고, 또한, 경사위치 A에서의 체재시간과, 경사위치 B에서의 체재시간이 다른 패턴의 경우, 체재시간이 긴 각도방향에서는, 체재시간이 짧은 각도위치에 비해, 관계하는 부위의 트레이닝 효과를 높일 수 있다. 즉, 각종 운동효과의 제어가 가능하게 된다. 예를들면, 전방 경사하면 복근 활동량이 증가하고, 후방 경사하면 엉덩이 근육 활동량이 증가한다. 따라서, 복근측을 보다 단련하고 싶으면, 전방 경사 위치의 체재시간을 연장시키면 되고, 요통 등으로 전방 경사 위치가 괴로운 사용자에게는, 후방 경사 위치의 체재시간을 연장시킨다고 하는 사용 방법도 가능하다.

상기 좌석의 경사각변화의 패턴이, 상기 기준각도로부터 소정의 경사각까지 의 사이를 변화하는 패턴의 경우, 일정방향으로 운동강도를 높일 수 있다.

또한, 본 발명의 요동형 운동장치에서는, 상기 메모리는, 상기 시간경과에 따른 경사각변화의 패턴을 복수 종류 기억하고 있어, 상기 메모리로 선택신호를 출력하여, 상기 좌석의 경사각변화의 패턴을 선택하는 선택부를 또한 구비하는 것이 바람직하다.

상기의 구성에 의하면, 운동장치 사용마다 운동종류나 운동강도를 선택할 수 있고, 의도된 운동효과의 적정화와 지속을 지원할 수가 있다.

메모리에 기억되는 좌석의 경사각변화의 패턴은, 시간 경과에 따라 경사각의 변화에 대응하여, 상기 좌석의 착석면이 수평일 때 소정의 시간만 수평위치를 유지하는 것이 바람직하다.

상기의 구성에 의하면, 예를들면, 상기 경사각변화의 패턴이, 상기 착석면이 수평인 상태를 서로 대치하는 2개의 경사각을 변화하는 패턴이나, 상기 수평인 상태로부터 소정의 경사각까지의 사이를 변화하는 패턴 등으로, 상기 경사각이 변화하는 것에, 좌석의 착석면이 수평인 상태를 경유하는 경우, 상기 경사각변화의 패턴은, 그 수평인 상태로 하면, 그 상태를 소정의 시간만큼 유지한다.

따라서, 사용자에게 좌석의 경사각 절환을 신속하게 통지할 수 있어, 트레이닝 효과를 보다 높일 수 있다.

또한, 상기 경사부여수단은, 운동 종료시에는, 상기 착석면을 수평인 상태로 복귀시켜 정지하는 것이 바람직하다.

상기의 구성에 의하면, 운동 종료에 대응하여, 착석면을 수평으로 복귀시켜 놓은 것으로, 사용자가 다음에 기승 위치에서 적절하게 착석할 수 있다. 따라서, 사용자에게 예상되는 트레이닝 효과를 얻을 수 있다.

상기 메모리에는, 상기 좌석의 경사각변화의 패턴과 함께, 시간 경과에 따른 좌석의 요동 속도의 변화 패턴이 기억되는 것이 바람직하다.

상기의 구성에 의하면, 경사각변화에 연동하여 요동속도를 변화시키기 때문에, 사용자에게 움직임의 변화감을 부여하고, 지루하지 않고, 자극을 유지하는 데 도움을 줄 수 있다. 또한, 운동 시작은 서서히 빨리 하는 것으로 워엄 효과를 얻을 수 있고, 코스의 최후 단계에서 서서히 느리게 하는 것으로 쿨 다운에 이용하는 것도 가능하다.

바람직하게는, 상기 경사부여수단은, 상기 좌석과 요동기구와의 사이에 개재되어, 상기 요동기구의 상면에 설치되는 베이스부재와, 상기 베이스부재의 일단측에 좌석의 전후방향으로 기립하는 지지부재와, 상기 지지부재상에 부착되고, 상기 좌석의 바닥면측의 일단에 수평축선 주위에 요동가능하게 지지하는 연결부재와, 중실 또는 중공의 원통형상 외주면의 하단측에는 축선방향으로 연장되는 리브 또는 오목홈으로 형성되어 상기 지지부재에 형성된 구멍의 내주면에 형성된 상기 리브 또는 오목홈의 다른쪽과 맞물리는 것으로, 축선 주위에 회전이 저지되어 상기 구멍으로부터 출몰가능하게 되고, 또한 상단측에는 나선형상의 리브 또는 오목홈의 한쪽이 형성되고, 상단면에서 상기 좌석의 이면측의 타단을 지지하는 승강부재와, 내주면에 상기 승강부재의 상단측의 외주면에 형성된 상기 나선형상의 리브 또는 오목홈의 한쪽과 맞물리는 리브 또는 오목홈의 다른쪽이 형성되는 기어와, 상기 베이 스부재에 수평축선 주위에 지지되어, 상기 기어를 회전구동하는 스크루와, 상기 스크루에 착탈가능의 핸들을 구비하는 것이 바람직하다.

상기의 구성에 의하면, 상기 좌석과 요동기구와의 사이에 개재되어, 상기 좌석에 전후방향의 경사를 부여하는 상기 경사부여수단에 있어서, 상기 좌석은, 상기 요동기구의 상면에 설치되는 베이스부재의 일단부에 전후방향으로 기립한 지지부재와, 타단부에서 출몰자유롭게 승강부재에 의하여 지지된다. 또한 베이스부재에 대해 승강부재의 돌출량에 따라, 좌석의 전후방향의 경사각이 변화한다.

구체적으로는, 상기 좌석은, 그 전후방향의 일단측이 힌지 등의 링크부재에 의해서 베이스부재로부터 기립된 지지부재에 요동자유롭게 지지되어 있다. 한편, 좌석 전후방향의 타단측은, 승강부재와, 기어와, 스크루를 구비하여 구성되는 승강기구에 의해서, 상기 지지부재에 대한 높이, 즉 상기 좌석의 전후방향의 경사량이 조정가능하게 되고 있다.

상기 승강기구에 있어서, 상기 승강부재는, 중실 또는 중공의 원통형상 부재로 이루어지고, 상단측과 하단측과의 2개로 분할되어 있다. 그리고, 상기 하단측에서는, 외주면에 축선방향으로 연장하는 리브 또는 오목홈의 한쪽이 형성되어 있고, 이것에 대응하여 상기 하단측이 끼워진 지지부재에는, 내주면에 상기 리브 또는 오목홈의 다른쪽이 형성된 구멍이 형성되어 있고, 상기 하단측을 상기 구멍에 맞물리는 것으로, 상기 리브와 오목홈이 치합하여, 축선 주위에 회전이 저지되어 상기 구멍으로부터 출몰자유롭게 된다. 한편, 승강부재의 상단측에는, 그 외주면에 나선형상의 리브 또는 오목홈의 한쪽이 형성되어 있고, 그 상단측은, 기어의 내 주면에 형성된 상기 나선형상의 리브 또는 오목홈의 다른쪽과 치합한다. 이 기어는, 스크루에 핸들을 장착하는 것으로 회전구동된다.

이 구성에서, 상기 스크루가 회전 구동되면, 큰 감속비로 기어가 회전구동된다. 나선형상의 리브와 오목홈이 맞물리는 것으로, 승강부재가 베이스부재로부터 출몰하여, 그 상면에서 지지하는 상기 좌석의 타단측의 높이가 변하고, 좌석의 경사가 변화하게 된다. 이렇게 하여, 좌석에 전후방향의 경사를 부여하는 수동식의 경사부여수단을 구체적으로 실현할 수가 있다.

본 발명의 요동형 운동장치에서는 베이스부재를 추가로 구비할 수 있다. 상기 요동수단은 베이스부재에 배치되고, 좌석의 전후방향으로 연장하는 축선 주위에 요동가능한 좌우 요동기구와, 상기 요동기구에 지지되고, 좌석의 전후방향의 축선 주위에 요동가능한 전후 요동기구를 설치하는 것이 바람직하며, 전후방향으로 요동가능하게 지지되는 앞뒷 링크부재를 포함한다. 경사부여수단은 전후 요동기구의 뒷 링크부재를 구동하는 드라이버를 설치하는 것이 바람직하다.

상기의 구성에 의하면, 요동기구를 이용하여 전후방향 및 좌우방향의 요동을 발생하는 상기 요동수단 및 좌석을 기준상태로부터 경사시키는 경사부여수단을 실현할 수가 있다.

또한, 본 발명의 요동형 운동장치에서는, 상기 좌우 요동기구는, 전후방향으로 배열되고 베이스부재에 고정 부착되는 전후 한 쌍의 핀 지지 플랜지부재와, 상기 전후 핀 지지 플랜지부재에 핀에 의해 각각 선회가능하게 연결되는 앞판 및 뒷판, 및 한 쌍의 좌우 측판으로 내부 공간을 형성하는 케이싱 유닛과, 상기 케이싱 유닛 내에 설치되는 모터와, 상기 케이싱 유닛의 양 측판 사이에 설치되고, 양 측판 중 어느 하나를 통과하는 편심 핀으로 형성되며, 상기 편심 핀이 통과하는 측판을 수직방향으로 이동시켜 핀 주위에 좌석의 좌우 요동운동을 유발하는 모터로 구동되는 제1 샤프트와, 상기 전후 요동기구는 또한, 양 측판 사이에 설치되고 모터로 구동되며, 적어도 일단이 일 측판을 연장하는 제2 샤프트와, 상기 제2 샤프트의 일단에 부착된 편심 크랭크부재와, 상기 편심 크랭크 부재를 앞 링크부재에 연결하는 아암 링크부재를 포함하는 것이 바람직하다.

상기의 구성에 의하면, 모터의 구동에 따라, 제2 샤프트, 편심 크랭크, 아암 링크 및 앞 링크부재에 의해서 좌석을 지지하는 좌석연결부재는 전후방향으로 요동하여, 제1 샤프트 및 편심 로드에 의해서 좌우방향으로 요동한다. 또, 승강기구로 이루어지는 뒷 링크부재가 신축하는 것으로, 상기 좌석을 지지하는 좌석연결부재의 요동 기준을 전방경사/후방경사시킬 수 있다. 이렇게 해서, 요동기구로, 상기 좌석을 지지하는 좌석연결부재를 요동시키면서, 요동 기준을 전방경사/후방경사시키는 것도 가능하다.

본 발명의 요동형 운동 장치는, 레그대와, 상기 레그대에 신축가능한 레그부와, 상기 좌석의 좌우측에서 수직 낙하하여 설치되는 좌우 한 쌍의 등자와, 상기 좌석의 전방측에 설치되는 고삐를 구비하는 것이 바람직하다.

상기의 구성에 의하면, 사용자에게 승마를 모방하는 체감을 줄 수 있다.

상기 고삐는, 사용자가 고삐를 놓는 수납위치와, 사용자가 고삐를 상방으로 당긴 때의 기립위치로 설정되고, 운동장치의 이용 동안 기립위치보다도 전방으로의 변위가 저지되어 있는 것이 바람직하다.

상기의 구성에 의하면, 운동장치의 경사부여수단에 의해서 좌석을 기준상태보다도 전방 경사시키는 것이 가능하다. 그러나, 고삐의 기립 위치에 관한 전방으로의 변위가 저지되기 때문에 몸을 기립상태로 지탱하기 쉽게 된다.

바람직하게는, 본 발명의 요동형 운동장치는, 상기 좌석에 연직 축선 주위에 회전을 부여하고, 그 회전위치를 요동의 초기위치에서 상기 요동수단에 좌석을 요동시키는 회전부여수단을 추가로 포함할 수 있다.

상기의 구성에 의하면, 사용자가 착석한 좌석을 소정의 방향으로 요동시키는 것으로, 상기 사용자에게 승마를 모방한 운동부하를 부여하는 요동형 운동장치에 있어서, 중립위치 또는 기준위치에 대해 상기 좌석에 연직 축선 주위에 회전을 부여하여, 그 회전상태를 요동의 초기 상태로 하는 회전부여수단을 설치한다. 상기 회전부여수단은, 요동기구의 좌석연결부재상에 회전판을 설치하고, 그 회전판 상에 좌석을 탑재하는 것 등에 의해서 실현할 수가 있다. 변형예로, 자유도가 높은 요동기구를 갖는 경우에는, 요동기구에 운동장치의 초기상태에서의 회전력을 발생시키도록 하여도 좋다.

이와 같이, 초기 상태에 회전을 부여하는 것으로, 상기 소정의 방향의 요동에 대하여, 사용자의 신체로의 운동 부하의 패턴을 변화할 수가 있다. 예를들면, 전후방향의 요동에 대하여, 좌석을 회전시켜 놓은 것으로, 신체 좌우 근육을 선택적으로 강화할 수 있다. 또한, 시간경과에 따라 회전시키는 것으로, 예를들면 좌석의 방향을 재빠르게 변화시키면, 사용자에 대하여 몸통의 비틀기 동작을 실현하 고, 천천히 변화시키면, 시간 경과에 따른 요동 운동의 크기의 방향이 변화하여 운동효과가 얻어지는 근육 군을 변화시킬 수 있다. 이렇게 하여, 특별한 운동효과를 얻을 수 있다.

본 출원은, 그 내용이 본원에 참고로 인용되고, 2004년 7월 27일 및 2005년 2월 21일자로 출원된 일본국 특원 2004-218151, 2005-44579에 기초한다.

비록 본 발명은 첨부 도면을 참조로 실시예에 의해 완전하게 기술하였지만, 당분야 당업자라면 각종 변화와 변형이 가능하다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 이후에 정의된 본 발명의 범위를 이탈하지 않는 변화와 변형을 포함하도록 구성된다.

본 발명의 요동형 운동장치는, 이상과 같이, 사용자가 착석한 좌석을 요동시키는 것으로, 상기 사용자에게 승마를 모방한 운동부하를 부여하는 요동형 운동장치에 있어서, 상기 좌석에 수평 등의 기준상태로부터 소정의 경사를 부여하는 경사부여수단을 설치하고, 요동수단은, 그 경사상태를 요동중심으로서 좌석을 요동시킨다.

그러므로, 상기 사용자에게 운동부하가 가해지는 부위가 변화하여, 신체의 특정부위에 선택적으로 운동효과가 얻어지게 된다.

Claims (11)

1. 사용자가 착석하는 좌석과,

   상기 좌석에 기준 위치에 대한 소정 경사를 제공하는 경사부여수단과,

   상기 좌석을 경사로 요동하여 사용자에게 운동의 부하를 부여하는 요동수단을 구비하는 요동형 운동장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 기준 위치는, 좌석의 착석면이 수평인 수평위치를 포함하는 요동형 운동장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 좌석의 경사각 변화 패턴을 기억하는 메모리를 추가로 구비하고,

   상기 경사부여수단은, 상기 메모리로부터의 출력에 응답하여 운동 중에 시간 경과에 따른 좌석의 경사각을 변화하는 요동형 운동장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 메모리는, 상기 시간 경과에 따른 경사각 변화의 패턴을 복수 종류 기억하고, 상기 운동장치는 상기 메모리에 선택 신호를 출력하여 좌석의 경사각 변화의 소망 패턴을 선택하는 선택부를 추가로 구비하는 요동형 운동장치.
5. 제3항에 있어서, 상기 메모리에 기억되는 좌석의 경사각 변화의 패턴은, 시간경과에 따라 좌석의 경사각의 변화에 대응하여 수평인 위치에서 소정 주기에 수평 위치를 유지하는 요동형 운동장치.
6. 제3항에 있어서, 상기 경사부여수단은, 운동 종료시에는 상기 좌석을 수평인 수평위치로 복귀시켜 정지하는 요동형 운동장치.
7. 제3항에 있어서, 상기 메모리에는, 상기 좌석의 경사각 변화의 패턴과 함께, 시간경과에 따른 좌석의 요동 속도의 변화 패턴이 기억되는 요동형 운동장치.
8. 제1항에 있어서, 베이스부재를 추가로 구비하고,

   상기 요동수단은,

   상기 베이스부재에 배치되고, 좌석의 전후방향으로 연장하는 축선 주위에 요동가능한 좌우 요동기구와,

   상기 좌우 요동기구에 지지되고, 좌석의 전후방향의 축선 주위에 요동가능하며, 전후방향으로 요동가능하게 지지되는 앞뒷 링크부재를 포함하는 전후 요동기구를 포함하고,

   상기 경사부여수단은,

   상기 전후 요동기구의 뒷 링크부재를 구동하는 드라이버를 포함하는 요동형 운동장치.
9. 제8항에 있어서,

   상기 좌우 요동기구는,

   전후방향으로 배열되고 베이스부재에 고정 부착되는 전후 한 쌍의 핀 지지 플랜지부재와,

   상기 전후 핀 지지 플랜지부재에 핀에 의해 각각 선회가능하게 연결되는 앞판 및 뒷판, 및 한 쌍의 좌우 측판으로 내부 공간을 형성하는 케이싱 유닛과,

   상기 케이싱 유닛 내에 설치되는 모터와,

   상기 케이싱 유닛의 양 측판 사이에 설치되고, 양 측판 중 어느 하나를 통과하는 편심 핀으로 형성되며, 상기 편심 핀이 통과하는 측판을 수직방향으로 이동시켜 핀 주위에 좌석의 좌우 요동운동을 유발하는 모터로 구동되는 제1 샤프트와,

   상기 전후 요동기구는 또한,

   양 측판 사이에 설치되고 모터로 구동되며, 적어도 일단이 일 측판을 연장하는 제2 샤프트와,

   상기 제2 샤프트의 일단에 부착된 편심 크랭크부재와,

   상기 편심 크랭크 부재를 앞 링크부재에 연결하는 아암 링크부재를 포함하는 요동형 운동장치.
10. 제1항에 있어서,

    레그대와, 상기 레그대에 신축가능한 레그부를 포함하는 베이스부재와,

    상기 좌석의 좌우측에서 수직 낙하하여 설치되는 좌우 한 쌍의 등자(stirrup)와,

    상기 좌석의 전방측에 설치되는 고삐(rein)를 추가로 구비하는 요동형 운동장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 고삐는, 사용자가 고삐를 놓는 수납위치와, 사용자가 고삐를 상방으로 상승한 직립위치로 설정되고, 운동장치 이용 동안 기립위치보다도 전방으로의 변위가 저지되는 요동형 운동장치.

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