KR20180020801A - 무동력 트레드밀 - Google Patents

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유선경
박재상
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주식회사 디랙스
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Abstract

무동력 트레드밀이 개시된다. 개시된 무동력 트레드밀은, 사용자의 발 동작에 의해 구동되는 무동력 트레드밀로서, 트랙부; 상기 트랙부를 회전 가능하도록 지지하는 회전 유닛; 상기 트랙부의 회전 속도를 검출하도록 구성된 검출부; 및 상기 검출부에 의해 검출된 회전 속도에 대응하여, 상기 트랙부의 회전 저항력을 조절하는 저항력 조절부;를 포함한다.

Description

무동력 트레드밀{Motorless treadmill}
본 발명은 트레드밀에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 사용자의 발 동작에 의해 구동되는 무동력 트레드밀에 관한 것이다.
트레드밀은 무한 궤도로 회전하는 트랙부를 이용하여 좁은 공간에서 걷거나 뛰는 운동 효과를 가져올 수 있는 운동 기구로서, 런닝 머신으로 불려진다. 트레드밀은, 날씨에 관계 없이, 적당한 온도의 실내에서 걷기 또는 런닝 운동을 할 수 있으므로 나날이 그 수요가 급증하고 있다.
트레드밀은, 별도의 구동 수단, 예를 들어 모터에 의해 트랙부가 회전되는 동력 트레드밀과, 별도의 구동 수단 없이 사용자의 발 동작에 의해 트랙부가 회전되는 무동력 트레드밀로 구분될 수 있다.
무동력 트레드밀에서는, 트랙부가 모터에 의해 회전되는 구조가 아니라, 사용자의 발 동작에 의해 회전되는 구조이기 때문에, 원칙적으로 트랙부의 회전 속도는 사용자의 속도에 의해 결정된다.
다만, 트랙부의 최대 속도 및 트랙부의 회전의 자연스러움 정도는, 트랙부의 회전 저항력에 따라 달라진다. 예를 들어, 트랙부의 최대 속도를 증가시키고 트랙부가 자연스럽게 회전되도록 하기 위해서는, 트랙부의 회전 저항력을 작게 하는 것이 바람직하다.
그러나, 트랙부의 회전 저항력을 작게 할 경우, 저속에서 트랙부가 미끌거리거나 의도치 않게 빠르게 회전되기 때문에, 사용자가 운동을 시작하거나 저속으로 운동하고 있을 때, 사용자에게 불안감을 초래할 수 있다.
본 발명은 저속에서는 사용자에게 안정감을 주면서도 고속에서는 보다 자연스러운 운동감을 주는 무동력 트레드밀을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 무동력 트레드밀은,
사용자의 발 동작에 의해 구동되는 무동력 트레드밀로서,
트랙부;
상기 트랙부를 회전 가능하도록 지지하는 회전 유닛;
상기 트랙부의 회전 속도를 검출하도록 구성된 검출부; 및
상기 검출부에 의해 검출된 회전 속도에 대응하여, 상기 트랙부의 회전 저항력을 조절하는 저항력 조절부;를 포함할 수 있다.
상기 저항력 조절부는, 상기 트랙부의 회전 속도가 증가함에 따라, 상기 트랙부의 회전 저항력을 감소시킬 수 있다.
상기 트랙부는 그 상부가 곡선 형태를 가질 수 있다.
상기 저항력 조절부는, 상기 트랙부가 회전하는 동안, 상기 회전 유닛 및 상기 트랙부 중 적어도 하나에, 상기 트랙부의 회전 방향과 반대 방향으로 가변적인 힘을 제공할 수 있다.
상기 저항력 조절부에 의해 힘이 제공되지 않을 때, 상기 트랙부의 회전 저항력은, 2.0 kg 중 이하일 수 있다.
상기 저항력 조절부에 의해 힘이 제공되지 않을 때, 상기 트랙부의 회전 저항력은, 1.0 kg 중 이하일 수 있다.
상기 저항력 조절부는, 상기 트랙부의 회전 저항력을 선형적으로 감소시킬 수 있다.
상기 저항력 조절부는, 상기 트랙부의 속도가 기준 속도보다 클 경우, 제공하는 힘을 제거할 수 있다.
상기 회전 유닛은, 전방 및 후방에 배치된 복수의 제1 회전 부재; 상기 복수의 제1 회전 부재 사이에 배치되며, 상기 제1 회전 부재의 직경보다 작은 직경을 가지는 복수의 제2 회전 부재;를 포함할 수 있다.
상기 트랙부는, 상기 회전 유닛의 회전 방향과 수직인 방향으로 연장된 복수 개의 슬래트를 포함할 수 있다.
상기 회전 유닛을 지지하는 프레임 구조물;을 더 포함하며, 상기 복수의 제2 회전 부재는 상기 프레임 구조물의 상부에 곡선 형태로 배열될 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
이러한 일반적이고 구체적인 측면이 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램, 또는 어떠한 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램의 조합을 사용하여 실시될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 무동력 트레드밀은, 트랙부의 회전 속도에 따라 달라지는 힘을 제공하여 트랙부의 마찰 저항을 변화시킴으로써, 저속에서는 사용자에게 안정감을 주면서도 고속에서는 보다 자연스러운 운동감을 줄 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 무동력 트레드밀을 나타낸 사시도이며,
도 2는 도 1의 무동력 트레드밀의 내부 구조를 중심으로 나타낸 사시도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 1의 무동력 트레드밀을 서로 다른 각도에서 바라본 단면도이다.
도 4는 실시예에 따른 무동력 트레드밀을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4의 무동력 트레드밀의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 6는 도 4의 저항력 조절부가 작동하여, 트랙부의 회전 속도의 증가에 따라, 트랙부의 회전 저항력이 변화되는 예를 나타낸 그래프이며,
도 7a 및 도 7b는 트랙부의 회전 속도가 저속일 때와 고속일 때에, 저항력 조절부의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 도 6의 변형 예들을 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무동력 트레드밀의 구성을 상술한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 1은 실시예에 따른 무동력 트레드밀(1)을 나타낸 사시도이며, 도 2는 도 1의 무동력 트레드밀(1)의 내부 구조를 중심으로 나타낸 사시도이다. 도 3a 및 도 3b는 도 1의 무동력 트레드밀(1)을 서로 다른 각도에서 바라본 단면도이다.
도 1, 도 2 및 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 실시예에 따른 무동력 트레드밀(1)은, 트랙부(130)가 사용자(U)의 발 동작에 의해 구동되며, 트랙부(130)를 회전시키는 구동부를 포함하지 않는다.
무동력 트레드밀(1)은 프레임 구조물(110)과, 프레임 구조물(110)에 대하여 회전 가능한 트랙부(130)와, 트랙부(130)를 회전 가능하도록 지지하는 회전 유닛(150)을 포함한다. 무동력 트레드밀(1)은 사용자(U)가 파지할 수 있는 손잡이부(160) 및 운동 결과를 보여주는 출력부(170)를 더 포함할 수 있다.
프레임 구조물(110)은 무동력 트레드밀(1)의 형태를 유지하는 것으로서, 중앙 프레임(111)과 중앙 프레임(111)의 양 측부에 배치된 사이드 프레임(113)을 포함한다. 사이드 프레임(113)은 사이드 커버(120)에 의해 커버될 수 있다.
회전 유닛(150)은 제1 회전 부재(151)와 제1 회전 부재(151)의 직경보다 작은 직경을 가지는 복수의 제2 회전 부재(153)를 포함한다.
제1 회전 부재(151)는 전방 및 후방에 각각 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 회전 부재(151)는 중앙 프레임(111)의 전방 및 후방에 설치될 수 있다.
제1 회전 부재(151)는 회전 방향과 수직인 방향으로 이격 배치된 한 쌍의 풀리(pulley) (1510)를 포함할 수 있다.
제2 회전 부재(153)는 전방 및 후방에 배치된 복수의 제1 회전 부재(151) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 회전 부재(153)는 중앙 프레임(111)에 복수의 제1 회전 부재(151) 사이에 설치될 수 있다. 복수의 제2 회전 부재(153)는 중앙 프레임(111)의 상부에 곡선 형태로 배열될 수 있다. 상기 곡선 형태는 가운데가 오목한 형태일 수 있다. 제2 회전 부재(153)는 후술할 트랙부(130)의 벨트(132)를 회전시키기 위한 볼 베어링일 수 있다.
트랙부(130)는 복수의 슬래트(131)를 포함할 수 있다. 복수의 슬래트(131)는 트랙부(130)의 회전 방향으로 인접 배열된다. 복수의 슬래트(131) 각각은 트랙부(130)의 회전 방향과 수직인 방향(X 방향)으로 연장된다.
복수의 슬래트(131)는 연결 부재, 예를 들어, 벨트(132)에 의해 연결된다. 벨트(132)에 의해 연결된 복수의 슬래트(131)는 폐루프를 형성한다.
사용자(U)가 트랙부(130) 상에서 발 동작을 하게 되면, 그로 인해 트랙부(130)에는 후방으로 이동시키려는 힘이 작용하게 된다. 트랙부(130)는 전방 및 후방에 배치된 제1 회전 부재들(151)과, 이들 사이에 배치된 복수의 제2 회전 부재(153)들에 의해 회전 가능하도록 지지된 상태이기 때문에, 상기와 같이 사용자(U)의 발 동작에 의해 회전하게 된다.
이러한 무동력 트레드밀(1)에서는, 사용자(U)가 빠르게 뛰면 트랙부(130)가 빠르게 회전되며, 사용자(U)가 느리게 뛰면 트랙부(130)가 느리게 회전된다. 사용자(U)가 정지하면 트랙부(130)는 정지하게 된다.
일 예로서, 트랙부(130)의 상부 영역은 전방 영역(1311), 기준 영역(1312)과, 후방 영역(1313)을 포함할 수 있다. 전방 영역(1311) 및 후방 영역(1313)은 기준 영역(1312)으로부터 멀어질수록 경사가 높아질 수 있다.
사용자(U)가 전방 영역(1311)을 밟을 경우, 사용자(U)에 의해 트랙부(130)에 작용하는 힘이 커지기 때문에, 트랙부(130)의 회전 속도가 빨라진다. 사용자(U)가 후방 영역(1313)을 밟을 경우, 트랙부(130)의 회전 방향과 반대방향으로 힘이 제공되기 때문에, 트랙부(130)의 회전 속도가 느려진다.
상기와 같이, 사용자(U)는 자기 자신의 뛰는 속도에 맞추어 회전되는 트랙부(130)에서 운동을 실시함으로써, 별도의 추가적인 조작 없이 자연스럽게 속도를 조정할 수 있으며, 그에 따라 보다 능동적인 운동을 실시할 수 있게 된다.
이러한 무동력 트레드밀(1)에서는, 모터에 의해 트랙부(130)가 회전되는 구조가 아닌, 사용자(U)의 발동작에 의해 트랙부(130)가 회전되는 구조이기 때문에, 트랙부(130)의 최대 속도 및 트랙부(130)의 회전의 자연스러움 정도는 트랙부(130)의 회전 저항력에 따라 달라진다. 여기서, 트랙부(130)의 회전 저항력은 사용자(U)의 발 동작에 의해 트랙부(130)가 회전되는 과정에서, 트랙부(130)의 회전 방향과 반대 방향으로 작용하는 힘으로 정의한다.
트랙부(130)의 회전 저항력이 커질수록, 트랙부(130)의 회전 가능한 최대 속도가 작아지며, 고속에서 트랙부(130)의 자연스럽지 못한 회전이 나타날 수 있다.
이러한 점을 고려하여, 실시예에 따른 무동력 트레드밀(1)에서는, 트랙부(130)의 회전 저항력을 작게 설계할 수 있다. 일 예로서, 트랙부(130)의 회전 저항력이 2.0 kg 중 이하가 되도록 설계할 수 있다. 보다 바람직하게는, 트랙부(130)의 회전 저항력이 1.0 kg 중 이하가 되도록 설계할 수 있다. 그에 따라, 실시예에 따른 무동력 트레드밀(1)에서는 트랙부(130)의 회전 가능한 최대 속도가 증가되며 고속에서 트랙부(130)가 자연스럽게 회전될 수 있다.
그러나, 상기와 같이, 모든 속도 구간에서 트랙부(130)의 회전 저항력을 작게 할 경우, 저속에서 트랙부(130)가 미끌거리거나 의도치 않게 빠르게 회전될 수 있다. 그로 인해, 이러한 무동력 트레드밀(1)에서 사용자가 운동을 시작하거나 저속으로 운동하고 있을 때, 사용자 불안감을 초래할 수 있다.
본원발명에서는, 이러한 점을 고려하여, 저속에서는 트랙부(130)의 회전 저항력을 증가시켜 사용자에게 안정감을 주면서도, 고속에서는 트랙부(130)의 회전 저항력을 감소시켜 자연스러운 운동감을 줄 수 있는 무동력 트레드밀(100)을 제공하고자 한다.
도 4는 실시예에 따른 무동력 트레드밀(100)을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 5는 도 4의 무동력 트레드밀(100)의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 실시예에 따른 무동력 트레드밀(100)은, 도 1-2의 프레임 구조물(110), 회전 유닛(150) 및 트랙부(130) 외에, 트랙부(130)의 회전 속도를 검출하도록 구성된 검출부(210)와, 트랙부(130)의 회전 저항력을 조절하는 저항력 조절부(220)를 더 포함한다.
검출부(210)는 트랙부(130)의 회전 속도를 검출하기 위하여, 트랙부(130) 자체의 회전 속도를 검출하거나, 트랙부(130)에 의해 회전되는 회전 유닛(150)의 회전 속도를 검출할 수 있다.
다만, 검출부(210)의 검출 원리는 이에 한정되지 않으며, 트랙부(130)의 회전 속도를 검출하기 위한 것이라면 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들어, 검출부(210)는 사용자(U)의 위치 등을 검출하여 트랙부(130)의 회전 속도를 검출할 수도 있음은 물론이다.
저항력 조절부(220)는, 검출부(210)에 의해 검출된 트랙부(130)의 회전 속도에 대응하여, 트랙부(130)의 회전 저항력을 조절한다. 예를 들어, 트랙부(130)의 회전 속도가 증가함에 따라, 저항력 조절부(220)는 트랙부(130)의 회전 저항력을 감소시킬 수 있다.
트랙부(130)의 회전 저항력을 조절하기 위하여, 저항력 조절부(220)는 회전 유닛(150) 및 트랙부(130) 중 적어도 하나에 트랙부(130)의 회전 방향과 반대 방향으로 가변적인 힘(ΔF)을 제공할 수 있다. 가변적인 힘(ΔF)은 전기적 또는 자기적인 힘일 수 있으나, 이에 한정되지 아니하며, 기계적인 힘일 수도 있다.
일 예로서, 저항력 조절부(220)는 도 5와 같이, 트랙부(130)의 회전 방향과 반대 방향으로 회전 유닛(150)에 제공하는 힘(ΔF)을 가변시킬 수 있다.
저항력 조절부(220)는, 소정의 기준 속도 이하에서는 트랙부(130)의 회전 속도가 증가함에 따라 회전 유닛(150)에 제공하는 힘을 감소시키며, 기준 속도 이상에서는 회전 유닛(150)에 제공하는 힘을 제거할 수 있다.
여기서, 기준 속도는 사용자(U)의 최대 걷는 속도일 수 있다. 예를 들어, 기준 속도는 7 km/h 이하일 수 있다. 다만, 기준 속도는 이에 한정되지 아니하며, 다양하게 변형될 수 있다. 일 예로서, 기준 속도는 사용자(U)가 걷기 시작하는 속도, 예를 들어, 3 km/h 이하일 수 있다. 다른 예로서, 기준 속도는 사용자(U)가 트랙부(130) 상에서 낼 수 있는 최대 속도, 예를 들어, 30 km/h 이하일 수 있다.
도 6는 저항력 조절부(220)가 작동하여, 트랙부(130)의 회전 속도의 증가에 따라, 트랙부(130)의 회전 저항력이 변화되는 예를 나타낸 그래프이며, 도 7a 및 도 7b는 트랙부(130)의 회전 속도가 저속일 때와 고속일 때에, 저항력 조절부(220)의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 저항력 조절부(220)는, 기준 속도 이하에서는 트랙부(130)의 회전 속도가 증가함에 따라, 트랙부(130)의 회전 저항력을 감소시키며, 기준 속도 이상에서는 트랙부(130)의 회전 저항력을 최소 회전 저항력(min)으로 유지시킬 수 있다.
트랙부(130)의 최소 회전 저항력(min)은, 저항력 조절부(220)에 의해 트랙부(130)의 회전 방향과 반대 방향으로 제공되는 힘(ΔF)이 없을 때에 나타나는 트랙부(130)의 회전 저항력일 수 있다. 트랙부(130)의 최소 회전 저항력(min)은 2.0 kg 중 이하일 수 있다. 바람직하게는, 트랙부(130)의 최소 회전 저항력(min)은 1.0 kg 중 이하일 수 있다.
도 6 및 도 7a를 참조하면, 트랙부(130)의 회전 속도가 저속일 때, 예를 들어, 트랙부(130)에서 사용자(U)가 걷기 시작할 때, 저항력 조절부(220)에 의해 회전 유닛(150)에 트랙부(130)의 회전 방향(R)과 반대 방향으로 소정 크기 이상의 힘(ΔF)이 작용하게 된다. 그에 따라, 트랙부(130)의 회전 저항력은 최소 회전 저항력(min)보다 크게 나타난다.
도 6 및 도 7b를 참조하면, 트랙부(130)의 회전 속도가 고속일 때, 예를 들어, 트랙부(130)에서 사용자(U)가 뛸 때에는, 저항력 조절부(220)에 의해 트랙부(130)의 회전 방향(R)과 반대 방향으로 회전 유닛(150)에 작용하는 힘(ΔF)이 제거된다. 그에 따라, 트랙부(130)의 회전 저항력은 최소 회전 저항력(min)일 수 있다.
이와 같이, 트랙부(130)가 저속으로 회전하는 동안에는, 트랙부(130)에 소정 크기 이상의 회전 저항력이 작용하기 때문에, 저속에서 트랙부(130)가 미끌거림으로 인해 발생할 수 있는 사용자(U)의 불안감을 해소할 수 있다. 또한, 트랙부(130)가 고속으로 회전하는 동안에는, 트랙부(130)에 작용하는 회전 저항력을 최소화함으로써, 고속에서 트랙부(130)의 회전을 보다 자연스럽게 할 수 있다.
한편, 저항력 조절부(220)에 의해, 트랙부(130)의 회전 저항력을 감소시키는 태양은 다양할 수 있다.
예를 들어, 저항력 조절부(220)는, 검출된 트랙부(130)의 회전 속도의 증가에 따라, 트랙부(130)의 회전 저항력을 연속적으로 감소시킬 수 있다. 일 예로서, 저항력 조절부(220)는 기준 속도 이하에서는 트랙부(130)의 회전 저항력을 도 6과 같이, 선형적으로 감소시킬 수 있다.
다른 예로서, 저항력 조절부(220)는 기준 속도 이하에서는 트랙부(130)의 회전 저항력을 도 8a와 같이, 비(非)선형적으로 감소시킬 수 있다.
또 다른 예로서, 저항력 조절부(220)는, 검출된 트랙부(130)의 회전 속도의 증가에 따라, 트랙부(130)의 회전 저항력을 불연속적으로 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 저항력 조절부(220)는 기준 속도 이하에서는 트랙부(130)의 회전 저항력을 도 8b와 같이, 계단식으로 감소시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다. 이러한 일반적이고 구체적인 측면이 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램, 또는 어떠한 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램의 조합을 사용하여 실시될 수 있다.
100 : 무동력 트레드밀 110 : 프레임 구조물
111 : 중앙 프레임 113 : 사이드 프레임
120 : 사이드 커버 130 : 트랙부
131 : 슬래트 132 : 벨트
150 : 회전 유닛 151 : 제1 회전 부재
153 : 제2 회전 부재 160 : 손잡이부
170 : 출력부 210 : 검출부
220 : 저항력 조절부

Claims (11)

  1. 사용자의 발 동작에 의해 구동되는 무동력 트레드밀로서,
    트랙부;
    상기 트랙부를 회전 가능하도록 지지하는 회전 유닛;
    상기 트랙부의 회전 속도를 검출하도록 구성된 검출부; 및
    상기 검출부에 의해 검출된 회전 속도에 대응하여, 상기 트랙부의 회전 저항력을 조절하는 저항력 조절부;를 포함하는 무동력 트레드밀.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 저항력 조절부는,
    상기 트랙부의 회전 속도가 증가함에 따라, 상기 트랙부의 회전 저항력을 감소시키는, 무동력 트레드밀.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 트랙부는 그 상부가 곡선 형태를 가지는, 무동력 트레드밀.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 저항력 조절부는,
    상기 트랙부가 회전하는 동안, 상기 회전 유닛 및 상기 트랙부 중 적어도 하나에, 상기 트랙부의 회전 방향과 반대 방향으로 가변적인 힘을 제공하는, 무동력 트레드밀.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 저항력 조절부에 의해 힘이 제공되지 않을 때, 상기 트랙부의 회전 저항력은, 2.0 kg 중 이하인, 무동력 트레드밀.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 저항력 조절부에 의해 힘이 제공되지 않을 때, 상기 트랙부의 회전 저항력은, 1.0 kg 중 이하인, 무동력 트레드밀.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 저항력 조절부는, 상기 트랙부의 회전 저항력을 선형적으로 감소시키는, 무동력 트레드밀.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 저항력 조절부는,
    상기 트랙부의 속도가 기준 속도보다 클 경우, 제공하는 힘을 제거하는, 무동력 트레드밀.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 회전 유닛은,
    전방 및 후방에 배치된 복수의 제1 회전 부재;
    상기 복수의 제1 회전 부재 사이에 배치되며, 상기 제1 회전 부재의 직경보다 작은 직경을 가지는 복수의 제2 회전 부재;를 포함하는, 무동력 트레드밀.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 트랙부는,
    상기 회전 유닛의 회전 방향과 수직인 방향으로 연장된 복수 개의 슬래트를 포함하는, 무동력 트레드밀.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 회전 유닛을 지지하는 프레임 구조물;을 더 포함하며,
    상기 복수의 제2 회전 부재는 상기 프레임 구조물의 상부에 곡선 형태로 배열된, 무동력 트레드밀.
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