KR20140078900A - 공기압을 이용한 운동기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 안전하고 조작이 편리하며 더욱 섬세한 운동 강도를 조절할 수 있는 공기압을 이용한 운동기구에 관한 것이다.
보다 상세하게 본 발명은 측 단부가 개방되고 타측의 폐쇄단부에 통과하는 공기의 양을 조절하기 위한 공기량조절수단을 구비한 통형 실린더; 상기 실린더의 내부에 설치되어 상기 폐쇄단부와의 사이의 공기를 압축하여 부하를 발생시키는 피스톤; 상기 피스톤의 중앙에 연결되고, 상기 폐쇄단부의 중앙을 관통하여 외부로 인출되며, 중단이 적어도 하나의 롤러에 의해 지지되는 와이어; 피스톤과 실린더에 의해 형성된 압축 공기에 의한 부하가 사용자에게 전달될 수 있도록 상기 와이어의 단부에 연결된 운동부하연결부로 구성되어 피스톤과 실린더의 폐쇄단부 사이의 공간에 공기압을 조절함에 의해 운동부하를 조절할 수 있게 한 공기압을 이용한 운동기구에 관한 것이다.

Description

공기압을 이용한 운동기구{sporting goods using air pressure}

본 발명은 운동기구에 관한 것으로서, 상세하게는 안전하고 조작이 편리하며 더욱 섬세한 운동 강도를 조절할 수 있는 공기압을 이용한 운동기구에 관한 것이다.

보다 상세하게 본 발명은 측 단부가 개방되고 타측의 폐쇄단부에 통과하는 공기의 양을 조절하기 위한 공기량조절수단을 구비한 통형 실린더; 상기 실린더의 내부에 설치되어 상기 폐쇄단부와의 사이의 공기를 압축하여 부하를 발생시키는 피스톤; 상기 피스톤의 중앙에 연결된 로드; 피스톤과 실린더에 의해 형성된 압축 공기에 의한 부하가 사용자에게 전달될 수 있도록 상기 로드의 단부에 연결된 운동구로 구성되어 피스톤과 실린더의 폐쇄단부 사이의 공간에 공기압을 조절함에 의해 운동부하를 조절할 수 있게 한 공기압을 이용한 운동기구에 관한 것이다.

건강에 대한 관심이 고조됨에 따라 다양한 운동기구가 개발되어 제공되고 있다.

이러한 대부분의 운동기구 중 웨이트 운동기구는 와이어에 다수개의 웨이트 블록을 선택적으로 물릴 수 있도록 하고, 상기 와이어에 연결된 운동구를 작동함으로써, 사용자가 근육을 단련할 수 있도록 하는 운동기구이다.

이러한 웨이트 운동기구와 관련된 기술로는 특허문헌 1 및 2가 있으며, 이들의 작동 원리는 도 7에 도시한 바와 같이, 운동부하를 조절하는 방식으로 웨이트축(200)에 다수의 웨이트 블록(100)을 탈착 가능하게 설치하고 웨이트축의 단부에 롤러(200r)에 의해 지지되는 와이어(300w)를 연결하고 와이어의 단부에 사용자가 잡을 수 있는 운동구(300)를 설치하여 운동구를 당길 때 사용자에게 전해지는 블록의 무게에 의해 운동이 이루어질 수 있게 한 것이다. 이러한 종래의 운동기구는 디자인을 다양화하는데 제한을 받을 뿐만 아니라 많은 공간을 차지하고 운동중량의 세분화가 어렵습니다.

또한, 이러한 종래의 운동기구는 운동구를 당길 때와 운동기구를 놓을 때 즉, 수축 및 이완 시 모두 사용자가 힘을 주어야 하고, 이렇게 동작 중 지속적으로 사용자가 힘을 주는 운동기구의 경우, 운동 시 불의로 손에 힘이 빠지거나 신체적 장애가 발생하는 등으로 인하여 돌발 상황이 발생함에 따라 운동구를 잡은 손을 놓치면 블록이 빠르고 강한 힘으로 추락하여 운동기구 자체가 파손되거나 넘어져 운동기구가 손상됨은 물론 잘못하면 사용자까지 다치는 문제가 있다.

특히, 이러한 운동기구는 젊은 층이 근육 운동을 목적으로 사용할 뿐만 아니라, 노인층이 사용하거나 재활치료의 목적 사용할 수 있으며, 이렇게 노약자가 사용할 경우 위와 같은 사고의 발생위험은 더욱 높아질 수 있는 것이다.

즉, 블록을 이용한 종래의 웨이트형 운동 기구는 블록형태는 리턴 시 충돌 등 돌발위험이 발생할 수 있고, 가격이 상대적으로 높고, 지속적으로 블록의 중량을 관절이나 근육이 부담하여야 하므로 관절이나 근육이 다칠 수 있고, 블록의 크기에 제한이 있어 섬세하게 중량을 조절할 수 없고, 블록들 사이에 소품이나 신체일부가 끼어 다칠 수 있으며, 미관이 안 좋고 디자인 변형이 제한적일 뿐만 아니라, 많은 공간을 차지하고, 리턴될 때 소음이 발생하는 등의 문제가 있다.

이러한 단점을 보안하기 위해 유압식이 있으나 이는 리턴의 속도가 너무 느리다는 단점이 있으며, 공기압축기를 사용하여 공기를 압축하는 공기압방식도 있으나 리턴 시 동일 압력이 작용하고 소음 및 전력의 사용에 따른 불필요한 비용이 낭비되는 문제가 있다.

1. 한국등록특허 제0549407호 2. 한국등록특허 제0580971호

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로서, 사용자에게 복귀될 때 충격이나 사용자에게 급격한 부하를 가하지 않아 안전하고 조작이 편리하며 섬세한 운동 강도를 조절할 수 있는 공기압을 이용한 운동기구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상세하게 본 발명은 부하를 발생시키는 수단으로 친환경적이고 자연적 소재인 공기를 사용함으로써, 기존의 금속성 블록을 사용하지 않아 자재를 절감할 수 있음은 물론, 자재의 폐기에 따른 환경오염을 방지할 수 있는 공기압을 이용한 운동기구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 이루기 위한 본 발명은 일측 단부가 개방되고 타측의 폐쇄단부에 통과하는 공기의 양을 조절하기 위한 공기량조절수단을 구비한 통형 실린더; 상기 실린더의 내부에 설치되어 상기 폐쇄단부와의 사이의 공기를 압축하여 부하를 발생시키는 피스톤; 상기 피스톤의 중앙에 연결된 로드; 피스톤과 실린더에 의해 형성된 압축 공기에 의한 부하가 사용자에게 전달될 수 있도록 상기 로드의 단부에 연결된 운동부하연결부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 로드와 운동부하연결부 사이에는 중단이 적어도 하나의 롤러에 의해 지지되는 와이어가 더 설치될 수 있고, 상기 폐쇄단부에 피스톤의 복귀가 용이하게 이루어질 수 있도록 피스톤과 폐쇄단부 사이의 공간으로 공기가 유입되게 하기 위한 체크밸브를 더 구비할 수 있다.

또한, 상기 피스톤을 원위치로 복귀시키기 위한 수단을 더 구비하는 것이 바람직하고, 이러한 복귀수단으로는 피스톤 자체를 고 비중의 무거운 재질로 구성하거나, 피스톤의 하부에 설치되는 중량물이나 스프링이 될 수 있다.

본 발명은 부하를 발생시키는 수단으로 금속 블록이 아니라 공기압을 이용함으로써 구성요소가 단순하여 제작에 소요되는 비용 및 시간을 절감할 수 있어 보다 저렴한 가격으로 제품을 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 별도의 부하 발생수단을 사용하지 않고 공기를 이용함으로써 노후되어 폐기 할 때 폐기되는 구성요소가 적어 이들의 폐기에 의해 발생된 환경오염을 줄일 수 있는 효과가 있다.

더욱이, 본 발명은 실린더를 통과하는 공기의 양을 조절함에 의해 운동 부하를 조절할 수 있어 보다 미세하게 운동수하를 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 당긴 후 복귀할 때 피스톤이 급격한 속도로 낙하하지 않아 복귀 시 발생될 수 있는 충격이나 부담을 줄일 수 있는 효과도 있는 것이다.

또한, 본 발명은 다양하게 모양을 변형하여 구성할 수 있으므로 설치되는 장소의 미감을 해치지 않고 적절한 형상으로 형성하여 하나의 장식적인 효과도 줄 수 있는 것이다.

더욱이, 공기의 압축에 의해 부하가 발생됨으로써, 부드럽고 섬세한 부하 조절이 가능하여 노약자 특히 노인 층 근력운동용으로 제공할 수 있는 효과도 있다.

도 1은 본 발명에 따른 공기압을 이용한 운동기구의 일예의 부분 단면 사시도
도 2는 본 발명에 따른 공기압을 이용한 운동기구의 다른 일예의 부분 단면 사시도
도 3은 본 발명에 따른 공기압을 이용한 운동기구를 구성하는 공기량조절수단의 일예의 저면사시도
도 4는 본 발명에 따른 공기압을 이용한 운동기구를 구성하는 공기량조절수단의 작동예의 평면도
도 5는 본 발명에 따른 공기압을 이용한 운동기구를 구성하는 공기량조절수단의 일예의 저면사시도
도 6은 본 발명에 따른 공기압을 이용한 운동기구의 다른 일예의 종단면도
도 7은 본 발명에 따른 공기압을 이용한 운동기구의 또 다른 일예의 종단면도
도 8은 종래의 웨이트형 운동기구의 구성도

이하, 본 발명에 따른 공기압을 이용한 운동기구를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명은 운동 부하의 조절이 용이하고, 불필요한 자재를 절감할 수 있는 운동기구를 제공하기 위한 것으로, 실린더(1)와, 실린더의 내부에서 왕복 이동되는 피스톤(2), 상기 피스톤(2)을 밀거나 당기는 로드(3) 및 상기 로드(3)의 단부에 설치되어 사용자의 신체 일부나 다른 운동기구와 연결되는 운동부하연결부(4)를 포함하고 있다.

상기 실린더(1)는 도 1, 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 일측 단부가 개방되고 타측의 폐쇄단부(1c)에는 통과하는 공기의 양을 조절하기 위한 공기량조절수단(11)을 구비하고 있다. 도면에는 수직으로 세워진 것을 일예로 도시하였으나 수평으로 설치할 수도 있고, 이하에서는 수직으로 세워진 것의 일예를 설명하지만 이에 의해 청구범위가 제한되는 것은 아니다,

개방단부(1o)에는 커버(미도시)를 설치하되 공기가 충분히 유입될 수 있도록 실린더(1)와 커버사이에 틈이 형성되어 있어야 한다. 물론, 실린더(1)의 하단 측벽에 복수의 구멍을 형성하여 피스톤(2)의 위로 끌려 올라갈 때 공기가 쉽게 실린더의 내부로 유입될 수 있게 할 수도 있다.

상기 폐쇄단부(1c)의 중앙에는 와이어(3)가 관통하는 구멍이 형성되고, 와이어(3)를 중심으로 일측에 상기 공기량조절수단(11)이 설치되어 있다.

상기 공기량조절수단(11)은 피스톤(2)이 와이어(3)에 의해 당겨져 상승할 때 배출되는 공기의 양을 조절함에 의해 실린더의 폐쇄단부(1c)와 피스톤(3) 사이의 공간에 형성되는 공기의 압력을 조절하기 위한 수단이다.

상기 공기량조절수단(11)은 도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 폐쇄단부(1c)의 판면에 형성된 적어도 하나의 통기홀(11h)과; 상기 통기홀(11h)의 개폐량을 조절하는 개폐수단(11c)으로 구성될 수 있다.

상기 통기홀(11h)은 도 2 네지 도 4에 도시한 바와 같이 폐쇄단부(1c)의 어느 한 점을 중심으로 호 형상으로 형성되거나 도 5에 도시한 바와 같이 어느 한 점을 중심으로 하는 원주 상에 다수의 구멍을 형성하여 구성될 수 있다.

상기 통기홀(1h) 가장자리의 상부 면이나 하부면 에는 상기 개폐수단(11c)을 지지하기 위한 가이드(11g)를 설치하여 개폐수단(11c)이 일정한 방향으로 이동하여 통기홀(1h)의 개폐량을 조절할 수 있게 하였다.

또한, 상기 폐쇄단부(1c)에는 피스톤의 복귀가 용이하게 이루어질 수 있도록 피스톤과 폐쇄단부 사이의 공간으로 공기가 유입되게 하기 위한 체크밸브(5)가 설치되어 있다.

본 발명에 의한 운동기구는 상기 로드(3)를 밀거나 당길 때 부하가 작용되게 하는 것으로 피스톤(2)이 낙하하여 원위치로 복위할 때에는 사용자에게 부하를 덜 주거나 주지 않게 된다. 이렇게 로드(3)에 당겨지거나 밀린 피스톤(2)이 원위치로 복귀되기 위해서는 실린더의 폐쇄단부(1c)와 피스톤(3) 사이의 공간에 공기가 유입되어야 하고 이를 위해 상기 체크밸브(5)를 구비한 것이다.

상기 체크밸브(5)는 한 방향으로만 공기가 흐를 수 있게 하는 것으로 외부의 공기가 내부로 유입될 수 는 있으나 내부의 공기가 외부로 배출되지는 않게 된다. 이러한 체크밸브는 통상적으로 단방향 흐름을 제어하는 수단으로 이미 사용되고 있는 것 중 하나를 선택하여 구성할 수 있는 것으로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기와 같이 체크밸브(5)를 개방시킴으로서 실린더의 폐쇄단부(1c)와 피스톤(3) 사이의 공간에 공기가 유입되어 피스톤(2)이 자중에 의해 낙하하여 원위치 될 수 있으나 복위하는데 걸리는 시간이 너무 오래 걸릴 수 있으므로 복귀수단(6)을 더 설치하는 것이 바람직하다.

상기 복귀수단(6)으로는 상기 피스톤(2) 자체의 자중에 의해 낙하하여 원위치 될 수 있도록 피스톤(2) 자체를 고 비중의 재질로 만들거나, 상기 피스톤(2)의 저면에 비중이 큰 중량물을 설치하거나, 인장스프링을 설치할 수 있다.

상기 복귀수단(6)은 피스톤이 원위치 될 수 있는 정도로 피스톤을 당길 수 있으면 되며, 피스톤이 아주 가벼운 경량 재질로 만들어졌을 때만 설치되는 것이 바람직하다. 복귀수단(6)의 무게나 당기는 힘이 너무 크면 그 자체가 하나의 부하로 작용하여 사용자에게 과도한 부하를 줄 수 있기 때문이다.

도 1, 도 6 및 도 7은 로드를 당길 때 운동부하가 발생되는 것이고, 도 2는 로드를 밀 때 운동 부하가 발생되는 것이다. 도 2에 도시한 바와 같이 로드(3)를 밀 때 운동부하가 발생될 경우에는 상기 운동부하연결부(4)를 로드에 직접 연결하여야 한다.

로드를 당길 때 운동부하가 발생되게 한 경우에는 당기는 위치가 제한되는 것을 방지할 수 있도록 로드(3)와 운동부하연결부(4) 사이에는 와이어(3w)를 연결할 수 있다. 물론, 상기 와이어(3)를 안정적으로 지지하기 위한 적어도 하나의 롤러(3r)를 더 구비할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 운동기구는 공기압축을 기반으로 하는 운동 부하 방식으로 구성 요소간의 충돌, 돌발적인 위험 상황을 줄일 수 있고, 구조가 단순하여 저렴한 비용으로 제작이 가능하며, 미세한 공기량조절과 공기압축으로 섬세한 운동 강도 설정이 가능하다. 또한, 구성이 단순하여 응용 형태에 따라 다양한 디자인 적용이 가능하고, 부하 조절이 용이하여 노약자 근력운동이나 재활치료용으로 사용하기에 적합할 뿐만 아니라, 구성이 단순하므로 매우 적은 공간에 설치가 가능한 것이다.

1: 실린더
1c: 폐쇄단부 1o: 개방단부
11: 공기량조절수단 11c: 개폐수단 11h: 통기홀
11g: 가이드
2: 피스톤
3: 로드
3w: 와이어
3r: 롤러
4: 운동부하연결부
5: 체크밸브
6: 복귀수단

Claims (7)

1. 일측 단부가 개방되고 타측의 폐쇄단부(1c)에 통과하는 공기의 양을 조절하기 위한 공기량조절수단(11)을 구비한 통형 실린더(1);
   상기 실린더의 내부에 설치되어 상기 폐쇄단부(1c)와의 사이의 공기를 압축하여 부하를 발생시키는 피스톤(2);
   상기 피스톤(2)의 중앙에 연결된 로드(3);
   피스톤과 실린더에 의해 형성된 압축 공기에 의한 부하가 사용자에게 전달될 수 있도록 상기 로드(3)의 단부에 연결된 운동부하연결부(4)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기압을 이용한 운동기구.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 로드(3)와 운동부하연결부(4) 사이에는 중단이 적어도 하나의 롤러(3r)에 의해 지지되는 와이어(3w)가 더 연결된 것을 특징으로 하는 공기압을 이용한 운동기구.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 폐쇄단부(1c)에는 피스톤의 복귀가 용이하게 이루어질 수 있도록 피스톤과 폐쇄단부 사이의 공간으로 공기가 유입되게 하기 위한 체크밸브(5)가 더 설치된 것을 특징으로 하는 공기압을 이용한 운동기구.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 피스톤(2)은 자중에 의해 낙하하여 원위치 될 수 있도록 고 비중의 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 공기압을 이용한 운동기구.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 공기량조절수단(11)은 폐쇄단부에 형성된 적어도 하나의 통기홀(11h)과;
   상기 통기홀(11h)의 개폐량을 조절하는 개폐수단(11c)로 이루어진 것을 특징으로 하는 공기압을 이용한 운동기구.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 피스톤(2)의 와이어 반대 측에는 와이어에 의해 당겨진 피스톤은 원위치로 복귀시키기 위한 복귀수단(6)이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 공기압을 이용한 운동기구.
   
7. 제 5항에 있어서,
   상기 복귀수단(6)은 비중이 큰 중량물이나 인장스프링인 것을 특징으로 하는 공기압을 이용한 운동기구.
   

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