KR20110008423U - 발전 기능을 구비한 운동 기구 - Google Patents

Abstract

본 고안의 목적은 운동으로 소비되는 에너지를 전기 에너지로 변환하고 이 전기 에너지가 소비되는 것을 사용자가 체감할 수 있도록 하여 운동의 효과를 증대시킬 수 있도록 하는 발전 기능을 구비한 운동 기구를 제공하는 것이다. 이를 위하여 본 고안에서는, 복수의 발광 램프가 부설된 회전 플레이트; 상기 회전 플레이트에 고정된 메인 회전축; 상기 메인 회전축에 회전력을 전달하는 동력 전달 기구부; 및 상기 메인 회전축의 회전 에너지를 전기 에너지로 변환하는 발전 유닛을 포함하고, 상기 메인 회전축이 회전될 때, 상기 발전 유닛에서 발생된 전력에 의해 상기 복수의 발광 램프가 점등되되, 상기 메인 회전축의 회전 속도에 비례하여 점등되는 발광 램프의 개수가 증가하는 발전 기능을 구비한 운동 기구를 제공한다.

Description

발전 기능을 구비한 운동 기구{Sporting apparatus having power generation function}

본 고안은 발전 기능을 구비한 운동 기구에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사용자가 운동을 하면서 소모하는 에너지를 활용하여 운동의 효과를 시각적으로 확인할 수 있게 해주며, 이에 따라 운동의 재미를 배가 시키고 운동의 효과를 증대시킬 수 있도록 돕는 발전 기능을 구비한 운동 기구에 관한 것이다.

운동 기구에 있어서 운동의 효과를 시각적으로 확인할 수 있게 하는 방식에는 소모되는 칼로리가 디스플레이 되도록 하는 방식이 기존의 러닝머신 등에 사용된 예가 있다. 또한, 자전거 등의 운동 기구에 발전기 등을 설치하여 운동으로 소비되는 에너지가 발전기에서 전기 에너지로 변환되도록 하고 이를 저장하거나 자전거의 전조등의 전원으로 사용하도록 한 예가 있다.

그러나 소모되는 칼로리를 숫자로 본다거나 전조등의 전구가 켜진다는 것을 보는 것만으로는 운동을 통해 소비되는 에너지를 체감하는 데에 한계가 있다. 칼로리라는 단위가 누구에게나 익숙한 단위는 아니며, 전구가 점등되는 것을 보는 것만으로 소비되는 에너지의 양을 체감하기에는 부족한 점이 있다. 이에 운동을 하면서 소비되는 에너지의 양이 운동의 강도에 따라 달라지는 것을 시각적으로 또는 기구의 움직임으로부터 실감나게 체감할 수 있도록 하는 운동 기구를 고안할 필요성이 대두되게 되었다. 특히, 사람의 동작으로 소비되는 에너지가 다른 형태로 변환되어 다양한 일을 하는데 사용될 수 있다는 것을 보여줄 수 있는 운동 기구라면 운동의 효과가 증대될 수 있음은 물론이고, 자라나는 학생들에게는 이러한 운동 기구를 사용해보는 것만으로도 에너지의 형태가 변환되는 원리를 쉽게 알려줄 수도 있어서 교육적으로도 유익할 수 있다. 이에 운동으로 소비되는 에너지를 전기 에너지로 변환하고 이 전기 에너지가 소비되는 것을 체감할 수 있도록 하는 운동 기구를 개발할 필요성이 더욱 크게 대두되었다.

본 고안의 목적은 운동으로 소비되는 에너지를 전기 에너지로 변환하고 이 전기 에너지가 소비되는 것을 시각적으로 확인할 수 있도록 하여 운동으로 소비되는 에너지의 양을 체감할 수 있도록 하는 발전 기능을 구비한 운동 기구를 제공하는 것이다.

또한 본 고안의 목적은, 운동으로 소비되는 에너지가 전기 에너지로 변환되어 중량을 가진 기계 장치의 상태가 변화하도록 하는데 사용되도록 하는 운동 기구를 제공하여 운동의 효과를 증대시킬 수 있도록 하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안에서는, 복수의 발광 램프가 부설된 회전 플레이트;

상기 회전 플레이트에 고정된 메인 회전축;

상기 메인 회전축에 회전력을 전달하는 동력 전달 기구부; 및

상기 메인 회전축의 회전 에너지를 전기 에너지로 변환하는 발전 유닛을 포함하고,

상기 메인 회전축이 회전될 때, 상기 발전 유닛에서 발생된 전력에 의해 상기 복수의 발광 램프가 점등되되, 상기 메인 회전축의 회전 속도에 비례하여 점등되는 발광 램프의 개수가 증가하는 것을 특징으로 하는 발전 기능을 구비한 운동 기구를 제공한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안에서는, 발광 램프가 부설된 회전 플레이트;

상기 회전 플레이트에 연결된 메인 회전축; 및

상기 메인 회전축에 회전력을 전달하는 동력 전달 기구부를 포함하고,

상기 회전 플레이트는, 상기 메인 회전축에 고정되어 메인 회전축의 회전에 따라 메인 회전축의 회전 속도와 동일한 속도로 회전하는 제1플레이트와, 상기 제1플레이트와 인접하여 배치되고 상기 메인 회전축에 축방향으로의 이동이 구속되되 상대 회전은 가능하도록 지지된 제2플레이트를 구비하며,

상기 동력 전달 기구부로부터 전달된 동력에 의해 상기 메인 회전축이 회전할 때, 상기 제1플레이트는 상기 메인 회전축과 동일한 회전 속도로 회전하고, 상기 제2플레이트는 상기 메인 회전축과의 연결 지점에 작용하는 마찰력에 의해 시간차를 두고 상기 메인 회전축의 회전 속도를 추종하여 회전하여서 제1플레이트와 제2플레이트 사이에는 회전 속도에 차이가 발생하며,

상기 제1플레이트 및 제2플레이트 중 선택된 하나에는 하나 이상의 코일이 설치되고, 다른 하나에는 하나 이상의 자석이 설치되어서 상기 코일과 상기 자석 사이에 상대 거리가 변화함에 따라 상기 코일에 기전력이 발생하고, 이 기전력에 의해 상기 발광 램프가 점등되는 것을 특징으로 하는 발전 기능을 구비한 운동 기구를 제공한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안에서는, 발광 램프가 부설된 회전 플레이트;

상기 회전 플레이트에 고정된 메인 회전축;

상기 메인 회전축에 회전력을 전달하는 동력 전달 기구부;

상기 메인 회전축이 상기 회전 플레이트에 고정된 일단의 반대편 타단에 배치된 전자석;

상기 메인 회전축에 나란한 방향으로 연장되어 상기 메인 회전축 측에 자성체를 구비하는 연결축; 및

상기 메인 회전축의 회전 에너지를 전기 에너지로 변환하는 발전 유닛을 포함하고,

상기 메인 회전축이 회전될 때, 상기 발전 유닛에서는 전력이 발생되고, 이 전력에 의해 상기 전자석이 자력을 발휘하여 상기 연결축에 구비된 자성체를 끌어당겨 상기 메인 회전축과 상기 연결축이 결합된 상태로 함께 회전하도록 하는 것을 특징으로 하는 발전 기능을 구비한 운동 기구를 제공한다.

여기서, 상기 메인 회전축의 타단부에 배치된 전자석의 연결축 측에는 표면에 요철부가 형성된 제1자성체 플레이트가 설치되고,

상기 연결축의 메인 회전축 측에는 상기 요철부에 대응하는 요철부가 형성된 제2자성체 플레이트가 배치되며,

상기 요철의 형상은 상기 제1 및 제2자성체 플레이트의 표면에 대해 45도 이하의 빗면을 가지는 형상일 수 있다.

여기서, 상기 동력 전달 기구부는,

상기 메인 회전축에 고정된 메인 도르래;

사용자가 회전력을 인가하는 구동 도르래;

상기 구동 도르래의 회전에 따라 회전하는 종동 도르래;

상기 종동 도르래와 일방향 클러치에 의해 연결되어 상기 종동 도르래의 회전에 따라 회전하되, 한 방향의 회전에 대해서만 회전력을 전달받아 일정한 방향으로만 회전하는 일방향 회전 도르래를 구비하고,

상기 일방향 회전 도르래는 상기 메인 도르래에 회전력을 전달하도록 배치된 것일 수 있다.

또한 여기서, 상기 동력 전달 기구부는,

상기 구동 도르래에 사용자가 회전력을 인가할 수 있도록 상기 구동 도르래에 연결된 구동 벨트;

상기 구동 벨트의 일단에 배치된 손잡이;

상기 구동 빌트에서 손잡이가 배치된 부분의 반대편 타단에 연결된 카운터 웨이트를 더 포함할 수 있다.

본 고안의 발전 기능을 구비한 운동 기구를 사용하여 운동을 하는 경우에는 운동에 의해 소비되는 에너지가 전기 에너지로 변환되어 소비되는 것을 체감할 수 있어서 운동의 효과를 증대시킬 수 있다.

또한, 자라나는 학생들에게 에너지 변환의 원리를 쉽게 체감할 수 있게 하여 운동과 함께 교육적인 효과도 얻을 수 있다.

도 1은 본 고안의 실시예1에 따른 발전 기능을 구비한 운동 기구의 구성을 보여주는 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 실시예1의 발전 기능을 구비한 운동 기구에서 회전 플레이트가 분리된 상태의 동력 전달부의 구성을 보여주는 사시도.
도 3은 도 1에 도시된 실시예1의 발전 기능을 구비한 운동 기구의 측면도.
도 4는 본 고안의 실시예2에 따른 발전 기능을 구비한 운동 기구가 실시예1과 구별되는 구성을 보여주는 측면도.
도 5는 본 고안의 실시예2에 따른 발전 기능을 구비한 운동 기구에서 메인 회전축의 연결축 측 단부의 구성요소간의 결합 관계를 보여주는 분해 사시도.

이하에서는 본 고안의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

도 1에는 본 고안의 실시예1에 따른 발전 기능을 구비한 운동 기구의 구성을 보여주는 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1에 도시된 실시예1의 발전 기능을 구비한 운동 기구에서 회전 플레이트가 분리된 상태의 동력 전달부의 구성을 보여주는 사시도가 도시되어 있으며, 도 3에는 도 1에 도시된 실시예1의 발전 기능을 구비한 운동 기구의 측면도가 도시되어 있다.

도 1에 도시된 것과 같이, 본 고안의 실시예1에 따른 발전 기능을 구비한 운동 기구는 회전 플레이트(190, 195), 메인 회전축(140) 및 동력 전달 기구부를 포함한다.

상기 회전 플레이트(190, 195)는 상기 메인 회전축(140)의 회전에 따라 회전하는 부재로써, 전체적으로 원판형상으로 만들어져서 둘레를 따라 복수의 발광 램프(196)가 부설되어 있다.

상기 메인 회전축(140)은 상기 동력 전달 기구부에 의해 동력을 전달받아 회전함으로써 상기 회전 플레이트(190, 195)를 회전하도록 하는 부재이다.

상기 동력 전달 기구부는 사용자가 가하는 힘이 상기 메인 회전축(140) 및 이에 고정된 상기 회전 플레이트(190, 195)에 전달되어 이들을 회전시키는데 사용될 수 있도록 하는 기능을 한다.

이를 위해 상기 동력 전달 기구부는, 메인 도르래(141), 일방향 회전 도르래(133), 종동 도르래(131), 구동 도르래(121), 손잡이(160) 및 카운터 웨이트(counter weight)(180)를 포함한다.

상기 메인 도르래(141)는 상기 메인 회전축(140)에 고정되고, 상기 손잡이(160)와 상기 카운터 웨이트(180)는 구동 벨트(162)에 의해 연결되며, 상기 구동 벨트(162)는 상기 구동 도르래(121)의 둘레에 일정 부분 이상 접하고, 상기 일방향 회전 도르래(133)는 상기 메인 도르래(141)와 상기 구동 도르래(121)의 사이에 배치된다.

사용자가 상기 손잡이(160)를 당겼다가 놓고 다시 당기는 방식으로 동력을 전달하면, 상기 구동 도르래(121)는 사용자가 당길 때 사용자가 손잡이(160)를 당기는 제1방향으로 회전하고, 사용자가 손잡이(160)에 가한 힘을 제거하면 카운터 웨이트(180)에 작용하는 중력에 의해 손잡이(160)가 원위치로 돌아가면서 상기 구동 도르래(121)는 제1방향과 반대 방향인 제2방향으로 회전하게 된다.

상기 구동 도르래(121)의 회전에 따라 상기 구동 도르래(121)에 벨트로 연결된 종동 도르래(131)는 상기 구동 도르래(121)와 동일한 방향으로 회전한다. 상기 종동 도르래(131)와 상기 일방향 회전 도르래(133)는 동일한 회전축(130) 둘레를 회전하도록 배치되는데, 상기 종동 도르래(131)와 상기 일방향 회전 도르래(133) 사이의 연결은 일방향 회전 클러치(one-way clutch, over running clutch)에 의해 연결되어 있어서 제1방향으로의 종동 도르래(131)의 회전력만 일방향 회전 도르래(133)로 전달된다. 상기 일방향 회전 클러치는 일반적인 자전거의 후륜에 설치되는 클러치와 실질적으로 동일한 부재이다.

상기 일방향 회전 도르래(133)와 상기 메인 도르래(141)는 서로 벨트(132)에 의해 연결되어 있다. 상기 일방향 회전 도르래(133)가 종동 도르래(131)에 의해 제1방향의 회전력을 전달받고, 이 제1방향의 회전력이 그대로 메인 도르래(141)에 전달된다. 즉, 사용자가 손잡이(160)를 당겼다가 놓았다가를 반복하는 동작에 의해 상기 메인 회전축(140)은 제1방향으로 지속적으로 회전될 수 있다.

이상의 기본적인 구성에 더하여, 구동 벨트와 카운터 웨이트 사이의 연결을 위해 사용되는 와이어(185)(도 3), 손잡이(160)의 위치를 사용자 측에 가깝게 유지할 수 있도록 돕는 롤러(111)와 롤러의 회전축(110), 롤러의 회전축을 지지하는 브래킷(215, 225), 구동 도르래, 종동 도르래 및 일방향 회전 도르래를 회전가능하게 각각 지지하는 회전축(120, 130), 카운터 웨이트가 구동 도르래로부터 일정 거리 이격되어 위치한 상태로 이동 될 수 있도록 하고 카운터 웨이트의 이동 거리를 확보하도록 돕는 롤러(151)와 회전축(150), 카운터 웨이트(180)의 이동 경로를 안내하는 가이드(170), 각각의 회전축들(110, 120, 130, 140)과 브래킷들(215, 225)을 지지하는 서포트(210, 220, 230, 240)가 사용될 수 있다.

한편, 상기 메인 회전축(140)에는 회전 플레이트(190, 195)가 고정되어 있고, 회전 플레이트(190, 195)에는 하나 이상의 발광 램프(196)가 설치되어 있다. 상기 회전 플레이트(190, 195)가 메인 회전축(140)의 회전에 따라 회전하게 되면, 회전 에너지가 전기 에너지로 변환되어 상기 발광 램프(196)가 발광하게 된다. 메인 회전축(140)의 회전 에너지를 전기 에너지로 변환하는 방식은 여러 가지가 사용될 수 있는데, 여기서는 두 가지 예를 설명하도록 한다.

첫 번째 예는 상기 회전 플레이트(190, 195)가 두 개의 플레이트로 구성되는 경우로써, 보다 구체적으로는 상기 메인 회전축(140)에 고정된 제1플레이트와, 상기 메인 회전축(140)에 대해 회전 가능하게 연결된 제2플레이트로 구성되는 경우이다. 메인 회전축(140)의 축방향으로만 제2플레이트를 구속하고, 제2플레이트와 메인 회전축(140) 사이에 베어링과 같은 윤활 요소를 배치하지 않아서 마찰력이 작용하는 상태가 되도록 한다. 이 상태에서 메인 회전축(140)이 회전하면, 메인 회전축(140)에 제1플레이트는 메인 회전축(140)과 동일한 회전 속도로 회전하지만, 제2플레이트는 메인 회전축(140)과의 연결 부분에서 슬립(slip)이 발생할 수 있고 또한 마찰력의 작용에 의해 메인 회전축(140)을 따라서 회전할 수 있다. 더불어, 메인 회전축(140)의 회전 속도가 감소하면 상기 제2플레이트는 메인 회전축(140)이나 제1플레이트보다 늦게 회전 속도가 감소하는 방식으로 회전이 이루어지게 된다. 즉, 제1플레이트와 제2플레이트 사이에는 회전 속도의 차이가 존재하게 된다. 이에 더하여 제1플레이트의 회전 자체가 사용자가 손잡이(160)를 당겼다가 놓는 동작을 반복함에 따라 회전이 이루어지므로 제1플레이트의 회전 속도도 일정하지 않고, 제1플레이트의 회전 속도를 뒤따라 추종하는 제2플레이트의 회전 속도도 일정하지 않을 수밖에 없다. 따라서 회전이 이루어지는 내내 제1플레이트와 제2플레이트 사이에는 회전 속도의 차이가 존재한다. 일시적으로 양 플레이트의 회전 속도가 일치하는 시기가 존재할 수는 있지만 대부분의 회전이 이루어지는 시간 동안 회전 속도의 차이가 존재하게 된다.

이 상태에서 제1플레이트와 제2플레이트 중 선택적으로 하나에는 자석을 설치하고, 다른 하나에는 코일을 설치하면 자석과 코일 사이의 간격이 변화되면서 코일에 기전력이 유도되도록 할 수 있고, 이 기전력에 의해 상기 발광 램프(196)를 발광하도록 할 수 있다. 원활한 발전이 이루어지도록 하기 위해 제1플레이트 및 제2플레이트 각각에 둘레 방향으로 복수의 자석과 코일을 설치하는 것이 가능하다.

즉, 첫 번째 예에서의 발전 유닛은 회전 속도가 상이하도록 배치된 두 개의 플레이트와 각각의 플레이트에 배치된 코일 및 자석을 포함하는 구성이 된다. 여기서의 제1플레이트 및 제2플레이트는 전체적으로 도 1에 도시된 것과 같이 원판 형의 회전 플레이트의 형상을 가지는 것이 바람직하다. 도면에 제1플레이트와 제2플레이트를 분리하여 도시하지는 않았지만, 제1플레이트와 제2플레이트가 인접하여 결합되어 도 1의 회전 플레이트를 구성할 수 있다는 것은 위의 설명으로 충분히 파악이 가능하다.

두 번째 예는 소형 발전기를 발전유닛으로 설치하고, 메인 회전축(140)과 발전기의 회전축 사이에 회전력이 전달 가능하도록 연결하거나, 메인 회전축(140)이 직접 발전기의 회전축이 되도록 구성하는 방식이다. 도 2에는 메인 회전축(140)이 발전기의 회전축이 되도록 메인 회전축(140)의 회전을 지지하는 메인 프레임 상단에 소형 발전기가 설치된 예가 도시되어 있다. 이와 같이 구성하고 발전기에서 발생하는 전력을 발광 램프(196)에 공급하도록 구성할 수 있다.

이상과 같이 구성된 상태에서 사용자가 손잡이를 당겼다가 놓는 방식으로 구동을 하면 당기는 속도에 비례하여 메인 회전축이 회전하는데, 이 회전의 속도가 빠르면 발전 유닛에서 발생되는 전력의 크기가 커질 수 있다. 따라서 전력의 크기가 커지면 이를 공급받는 발광램프의 밝기가 더 밝아질 수 있어서 운동을 하는 사용자의 입장에서는 더욱 밝게 발광하도록 하기 위해 더 큰 힘을 가하여 더 빨리 손잡이를 당겼다가 놓는 방식으로 운동을 하게 되는 유인이 되어 운동의 효과가 증대될 수 있다.

또한, 복수의 발광 램프들에 대해 회전 플레이트의 회전 속도에 비례하여 더 많은 발광 램프들이 켜지도록 구성할 수 있다. 이와 같이 구성된 경우에는 사용자의 입장에서는 더 많은 발광램프를 점등하기 위해 더 큰 힘을 가하여 더 빨리 손잡이를 당겼다가 놓는 방식으로 운동을 하게 되는 유인이 되어 운동의 효과가 더욱 증대될 수 있고, 가하는 힘의 크기를 점등된 발광 램프의 개수를 통해 파악할 수 있어서 함께 운동을 하는 사람들 사이에서 시합을 통해 운동의 효과를 증대하도록 할 수도 있다.

도 4에는 본 고안의 실시예2에 따른 발전 기능을 구비한 운동 기구에서 실시예1과 구별되는 구성을 보여주는 측면도가 도시되어 있고, 도 5에는 본 고안의 실시예2에 따른 발전 기능을 구비한 운동 기구에서 메인 회전축의 연결축 측 단부의 구성요소간의 결합 관계를 보여주는 분해 사시도가 도시되어 있다.

도 4 및 도 5에 도시된 것과 같이 실시예2의 발전 기능을 구비한 운동 기구는 메인 회전축(340)의 회전력에 의해 발생되는 전기 에너지가 메인 회전축(340)이 회전 플레이트(395)와 연결된 단부의 반대편 단부에 배치된 전자석(349)에 인가되어, 메인 회전축(340)이 이에 인접한 연결축(342)과 자력에 의해 결합되도록 하는 구성을 더 포함한다.

실시예2의 발전 기능을 구비한 운동 기구의 구성과 실시예1의 구성에서 기본적인 차이점은, 실시예2의 경우 전자석(349), 연결축(342) 및 자성체 플레이트(344)를 더 구비한다는 점이고, 전체적으로 실시예1과 크게 다른 실시예2만의 기능은 전자석(349)에 의해 메인 회전축(340)과 연결축(342)이 상호 탈착 가능하다는 점이다.

이러한 기능을 구현하기 위해, 상기 전자석(349)은 메인 회전축(340)에서 회전 플레이트(395)가 고정된 일측의 반대편 타측에 연결축(342)에 인접하도록 설치된다. 상기 연결축(342)은 상기 메인 회전축(340)과 나란한 방향으로 연장되어 회전 가능하게 배치되고, 상기 연결축(342)의 상기 메인 회전축(340) 방향의 단부에는 자성체 플레이트(344)가 배치되고 반대편 단부에는 회전 플레이트(395)가 선택적으로 배치될 수 있다. 상기 전자석(349)은 상기 메인 회전축(340)의 회전에 따라 전력을 발생시키는 발전기와 커넥터(350)를 통해 전기적으로 연결된다. 커넥터(350)는 메인 회전축(340) 내부에 배치될 수도 있고, 도 4에 도시된 것과 같이 메인 회전축(340) 외부에 배치될 수도 있다.

상기 커넥터(350)가 메인 회전축(340)의 외부에 배치되는 경우에는 도 5에 도시된 분리 사시도에서 볼 수 있는 것과 같이 상기 전자석(349)과 상기 메인 회전축(340) 사이에는 베어링이 배치되어 메인 회전축(340)이 회전할 때 전자석(349)은 회전하지 않을 수 있다. 전자석(349)이 회전하지 않는 경우에는 전자석(349)의 연결축(342)측 표면에 자성체 플레이트(347)가 더 배치될 수 있다. 메인 회전축에 고정되는 자성체 플레이트(347)는 메인 회전축의 끝단에 결합된다. 메인 회전축(340)이 전자석의 중앙에 배치된 베어링(349a)의 내륜에 결합되면서 전자석(349)의 중앙 부분을 관통하여 돌출되고, 돌출된 단부(340a)가 자성체 플레이트(348)의 중앙의 결합공(348a)에 결합되어 고정될 수 있다. 메인 회전축(340)의 연결축(342)측 단부가 상기 자성체 플레이트(348)와 고정될 때 형상 결합에 의해서만도 결합될 수 있지만, 이를 보강하기 위해 볼트 등의 체결요소를 사용하거나 용접을 할 수 있다. 체결 요소를 사용하거나 용접을 하는 경우 그 결과로 자성체 플레이트의 표면으로 돌출부가 형성될 수 있다. 이 돌출부가 자성체 플레이트들(344, 348) 간의 자력에 의한 결합을 방해하지 않도록 연결축(342) 측의 자성체 플레이트(344)에 용접 돌출부에 대응하는 홈을 형성하여 둘 수 있다.

한편, 연결축(342) 측의 자성체 플레이트(344)와 메인 회전축(340) 측의 자성체 플레이트(348)에는 서로 대응하는 형상의 돌기(347)와 홈(346)이 형성되어 있을 수 있다. 돌기와 홈이 없다면 자성체 플레이트 간에 자력에 의한 상호 합체가 이루어지더라도 회전력이 전달되지 못하고 표면에서 슬립이 발생할 수 있다. 따라서 이를 방지하기 위해 돌기와 홈을 각각 형성하는 것이 바람직하다.

다만, 돌기와 홈의 형상은 도 4 및 도 5에 도시된 것과 같이 자성체 플레이트(344, 348)의 표면으로부터 45도 이하로 완만하게 융기되거나 함몰된 형상인 것이 바람직하다. 이는 본 고안에서 연결축(342)과 메인 회전축(340)이 자력에 의해 일체화될 때 서로 쉽게 부착되지 못하거나, 자력이 사라진 후에 서로 분리될 때 기계적인 형상결합에 의해 서로 쉽게 분리되지 않는 것을 방지하기 위한 것이다.

실시예2에서는 연결축(342)의 단부에도 별도의 회전 플레이트(390)가 설치될 수 있고, 연결축(342)에 설치된 회전 플레이트에도 발광 램프들이 부설되어 있을 수 있으며, 메인 회전축의 회전에 따라 발생되는 전력과 별도로 연결축(342)이 회전하면서도 전력이 발생되도록 할 수 있다. 이를 통해 연결축(342)에 배치된 회전 플레이트가 회전함에 따라 여기에 부설된 발광 램프들이 점등될 수 있다.

이러한 구성을 이용하면, 초기에 메인 회전축이 회전하기 시작함에 따라 메인 회전축에 고정된 회전 플레이트 측의 발광 램프들이 점등하고, 속도가 증가함에 따라 발광 램프들이 점등된 개수가 증가하도록 할 수 있고, 메인 회전축(340) 측의 회전 플레이트(395)에 점등이 완료되는 회전 속도에서 전자석(349)에 강한 자력이 인가되어 연결축(342)과 메인 회전축(340)이 일체로 결합되어 회전하기 시작하도록 할 수 있으며, 이후에는 설정된 최고 속도에 다다르면 연결축(342)에 배치된 회전 플레이트(390) 측의 발광 램프들까지 순차적으로 모두 점등되도록 구성할 수 있다. 이와 같이 구성된 경우에는 사용자가 운동하면서 소모하는 에너지가 기구부를 구성하는 각 요소들의 회전 에너지와, 이에 따라 발생하는 전기 에너지로 변환되는 과정을 실감나게 체감하면서 운동을 할 수 있다. 또한, 발생된 전기 에너지가 빛 에너지로 변환되어 발광하게 되는 것과, 자기 에너지로 변환되어 기구의 결합을 이끌어 내는 과정을 통해 운동에 의해 소모되는 에너지의 양을 더욱 실감나게 체감할 수 있다. 이러한 기구를 통해 사용자들 간의 경쟁심을 유발하여 운동의 효과를 더욱 배가시킬 수도 있다.

한편, 실시예2에서는 연결축(342)이 축방향으로 소정 거리 이동이 가능하여야 하기 때문에 이를 지지하는 베어링은 내륜과 외륜 간에 소정 거리만큼 상대 운동이 가능한 베어링 이어야 한다. 또한, 연결축이나 메인 회전축이 서로 결합되지 않은 상태에서도 안정적으로 지지될 수 있도록 서포트(310, 320)의 상단이 넓은 폭을 지지할 수 있거나 2점 이상의 지점을 지지할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

실시예2에서도 실시예1에서 설명한 두 가지 방식의 발전 유닛 중에서 선택적으로 사용될 수 있는데, 도 4에 도시된 것은 메인 회전축과 연결축이 각각 발전기의 회전축으로 사용되는 경우가 도시되어 있다.

지금까지 본 고안을 설명함에 있어, 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 고안의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 실용신안등록청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

110, 120, 130, 150: 회전축 111, 151: 롤러
121: 구동 도르래 122, 132, 162: 벨트
131: 종동 도르래 133: 일방향 회전 도르래
141, 341: 메인 도르래 140, 340: 메인 회전축
145, 343, 345: 발전 유닛 160: 손잡이
170: 가이드 180: 카운터 웨이트
185: 와이어 190, 195, 390, 395: 회전 플레이트
196: 발광 램프 210, 220, 230, 310, 320: 서포트
215, 225: 브래킷 340a: 메인 회전축 단부
342: 연결축 344, 348: 자성체 플레이트
346: 돌기 347: 홈
348a: 결합공 349: 전자석
349a: 베어링 350: 커넥터

Claims (6)

1. 복수의 발광 램프가 부설된 회전 플레이트;
   상기 회전 플레이트에 고정된 메인 회전축;
   상기 메인 회전축에 회전력을 전달하는 동력 전달 기구부; 및
   상기 메인 회전축의 회전 에너지를 전기 에너지로 변환하는 발전 유닛을 포함하고,
   상기 메인 회전축이 회전될 때, 상기 발전 유닛에서 발생된 전력에 의해 상기 복수의 발광 램프가 점등되되, 상기 메인 회전축의 회전 속도에 비례하여 점등되는 발광 램프의 개수가 증가하는 것을 특징으로 하는 발전 기능을 구비한 운동 기구.
2. 발광 램프가 부설된 회전 플레이트;
   상기 회전 플레이트에 연결된 메인 회전축; 및
   상기 메인 회전축에 회전력을 전달하는 동력 전달 기구부를 포함하고,
   상기 회전 플레이트는, 상기 메인 회전축에 고정되어 메인 회전축의 회전에 따라 메인 회전축의 회전 속도와 동일한 속도로 회전하는 제1플레이트와, 상기 제1플레이트와 인접하여 배치되고 상기 메인 회전축에 축방향으로의 이동이 구속되되 상대 회전은 가능하도록 지지된 제2플레이트를 구비하며,
   상기 동력 전달 기구부로부터 전달된 동력에 의해 상기 메인 회전축이 회전할 때, 상기 제1플레이트는 상기 메인 회전축과 동일한 회전 속도로 회전하고, 상기 제2플레이트는 상기 메인 회전축과의 연결 지점에 작용하는 마찰력에 의해 시간차를 두고 상기 메인 회전축의 회전 속도를 추종하여 회전하여서 제1플레이트와 제2플레이트 사이에는 회전 속도에 차이가 발생하며,
   상기 제1플레이트 및 제2플레이트 중 선택된 하나에는 하나 이상의 코일이 설치되고, 다른 하나에는 하나 이상의 자석이 설치되어서 상기 코일과 상기 자석 사이에 상대 거리가 변화함에 따라 상기 코일에 기전력이 발생하고, 이 기전력에 의해 상기 발광 램프가 점등되는 것을 특징으로 하는 발전 기능을 구비한 운동 기구.
3. 발광 램프가 부설된 회전 플레이트;
   상기 회전 플레이트에 고정된 메인 회전축;
   상기 메인 회전축에 회전력을 전달하는 동력 전달 기구부;
   상기 메인 회전축이 상기 회전 플레이트에 고정된 일단의 반대편 타단에 배치된 전자석;
   상기 메인 회전축에 나란한 방향으로 연장되어 상기 메인 회전축 측에 자성체를 구비하는 연결축; 및
   상기 메인 회전축의 회전 에너지를 전기 에너지로 변환하는 발전 유닛을 포함하고,
   상기 메인 회전축이 회전될 때, 상기 발전 유닛에서는 전력이 발생되고, 이 전력에 의해 상기 전자석이 자력을 발휘하여 상기 연결축에 구비된 자성체를 끌어당겨 상기 메인 회전축과 상기 연결축이 결합된 상태로 함께 회전하도록 하는 것을 특징으로 하는 발전 기능을 구비한 운동 기구.
4. 제3항에 있어서,
   상기 메인 회전축의 타단부에 배치된 전자석의 연결축 측에는 표면에 요철부가 형성된 제1자성체 플레이트가 설치되고,
   상기 연결축의 메인 회전축 측에는 상기 요철부에 대응하는 요철부가 형성된 제2자성체 플레이트가 배치되며,
   상기 요철의 형상은 상기 제1 및 제2자성체 플레이트의 표면에 대해 45도 이하의 빗면을 가지는 형상인 것을 특징으로 하는 발전 기능을 구비한 운동 기구.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 동력 전달 기구부는,
   상기 메인 회전축에 고정된 메인 도르래;
   사용자가 회전력을 인가하는 구동 도르래;
   상기 구동 도르래의 회전에 따라 회전하는 종동 도르래;
   상기 종동 도르래와 일방향 클러치에 의해 연결되어 상기 종동 도르래의 회전에 따라 회전하되, 한 방향의 회전에 대해서만 회전력을 전달받아 일정한 방향으로만 회전하는 일방향 회전 도르래를 구비하고,
   상기 일방향 회전 도르래는 상기 메인 도르래에 회전력을 전달하도록 배치된 것을 특징으로 하는 발전 기능을 구비한 운동 기구.
6. 제5항에 있어서,
   상기 동력 전달 기구부는,
   상기 구동 도르래에 사용자가 회전력을 인가할 수 있도록 상기 구동 도르래에 연결된 구동 벨트;
   상기 구동 벨트의 일단에 배치된 손잡이;
   상기 구동 빌트에서 손잡이가 배치된 부분의 반대편 타단에 연결된 카운터 웨이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발전 기능을 구비한 운동 기구.

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