KR20220068170A - 하체 운동장치용 기어박스 및 이를 구비한 하체 운동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 서로 동일한 축방향으로 정렬되어 서로 이격되어 있는 우측 베벨 기어(12) 및 좌측 베벨 기어(14); 상기 우측 베벨 기어와 좌측 베벨 기어의 사이에 배치되어 상기 우측 베벨 기어 및 좌측 베벨 기어에 맞물리며 상기 우측 베벨 기어의 우측 회전축의 연장방향 및 좌측 베벨 기어의 좌측 회전축의 연장방향에 대하여 수직하게 교차하는 방향으로 연장되는 중심 회전축(18)을 중심으로 회전할 수 있도록 된 제 1 중간 베벨 기어(16); 상기 우측 베벨 기어 및 좌측 베벨 기어의 각각의 우측 회전축(12a) 및 좌측 회전축(14a)에서 각각 연장되어 외측으로 돌출되는 우측 회동축(12b) 및 좌측 회동축(14b);을 포함하는 것을 특징으로 하는 하체 운동장치용 기어 박스(100)에 대한 것이다.

Description

하체 운동장치용 기어박스 및 이를 구비한 하체 운동장치{Gear Box for Lower Body Exercising Machine and Lower Body Exercising Device Comprising the Same}

본 발명은 운동장치용 기어박스 및 이를 구비한 운동장치에 대한 것으로서, 보다 자세하게는 하체운동을 위한 운동장치용 기어박스 및 이를 구비한 운동장치에 대한 것이며, 더욱 자세하게는 싸이클링 운동에 기반한 운동장치용 기어박스 및 이를 구비한 운동장치에 대한 것이다.

기존의 자전거는 이동수단으로 발달되어 적은 힘으로 많은 거리를 빨리 가도록 진화되어 왔다. 그런데, 현대인은 자전거를 이동수단이 아닌 운동수단으로 사용하는 경우가 많아지고 있다. 그렇다면 자전거를 운동용으로 사용하기 위해서는 고관절, 무릎관절의 가동범위에 맞게 운동범위를 확장시키는 것이 운동효과를 높일 수 있다.

종래의 싸이클형 하체 운동장치는 단순히 자전거의 페달에 연결된 크랭크축이 부하 유닛에 연결되게 함으로써, 페달을 밟는 답력에만 의존하여 운동이 될 수 밖에 없고 하체의 다리의 움직임이 원의 원주방향을 반복적으로 이동하는 단조로운 운동을 할 수 밖에 없는 문제점이 있었다.

이를 극복하기 위하여 본 발명자가 개발한 선행 발명에 따른 운동기구는 세가지 문제가 도출되었다. 그 중 첫번째 문제점으로서, 회동축이 고관절과 나란히 있으며 의자가 마련되어 사용자가 의자에 앉아 하지를 크랭크 로드의 일단에 올려놓고 가슴으로 당긴 시작 자세에서 아래로 밀거나 뒤로 회전시키는 동작을 하는 선행 운동기구는, 무릎관절 또는 고관절의 회전 각도에 따라 신체의 닿는 운동기구 크랭크 로드의 길이가 달라져 불편감이 초래되었다. 예를들어 다리를 올릴 경우에는 회동축에서 발 안착부까지의 거리가 짧아지고 다리를 내일 때에는 거리가 길어지는데, 상기 운동기구는 크랭크 로드의 길이가 고정되어 불편감을 초래하였고 무릎을 과하게 굽히거나 과신전 시켜서 부작용을 발생하였다. 이에 회동축에 대한 다리 길이의 변화에 따라 아암의 길이도 변화될 필요가 있었다.

두번째 문제점으로서, 기존의 자전거는 사용자의 하지 및 힙이 아암의 회전에 따른 회전 운동만 할 뿐이지 미는 운동은 하지 않도록 되어 있었다. 이에 회전 운동을 함과 동시에 미는 운동을 하도록 하여 운동 가동범위를 확대하고 운동효과를 극대화 하도록 하였다.

세번째 문제점으로서, 기존의 자전거는 아암이 360도로 회전하여 운동이 끝나는 지점에서 자동적으로 시작 구간으로 이동하나, 선행 발명에 따른 운동기구는, 아암의 운동구간이 180도 이내이므로 아암이 운동이 끝나는 지점에서 시작구간으로 다시 돌아오지 않는 한계를 갖고 있었다.

본 발명은 전술한 종래기술의 하체 운동장치의 첫번째 문제점 및 두번째 문제점을 극복하여 일단이 회동축에 연결된 크랭크 로드에 가변 길이 로드 조립체를 마련하여 상기 크랭크 로드에 연결된 신체의 일부가 회전하면서 동시에 미는 동작을 하도록 하며 회전 각도에 따라 다리 길이의 변화가 발생될 때, 상기 가변 길이 로드 조립체를 통하여 전체적인 크랭크 로드의 연장부의 길이가 늘어났다가 다시 원상태로 되돌아가도록 하였다. 이에 더하여, 본 발명에 따른 다른 하체 운동장치는 첫번째 문제를 해결하기 위하여, 상기 가변 길이 로드 조립체 대신 외측 튜브(tube)와 외측 튜브 내부에서 직선운동을 하도록 마련된 내측 로드(rod)를 상기 크랭크 로드의 연장부에 마련하여 상기 크랭크 로드에 연결된 신체의 일부가 회전하면서 동시에 미는 동작을 하도록 하며 회전 각도에 따라 다리 길이의 변화가 발생될 때, 상기 외측 튜브와 상기 외측 튜브 내부에서 직선운동을 하도록 마련된 내측 로드를 통하여 크랭크 로드의 연장부의 길이가 늘어났다가 다시 원상태로 되돌아가도록 하였다. 상기 가별 길이 로드 조립체는 가스 실린더, 유압 실린더 일 수 있으며 가스실린더, 유압 실린더 외에도 용수철 등으로 저항력을 줄 수도 있다.

본 발명은 전술한 종래기술의 하체 운동장치의 세번째 문제점을 극복하여 축의 좌우를 분리하고 기어, 롤러등을 이용하여 좌우가 유기적으로 연결되도록함으로써 운동이 끝나는 지점에서 자동으로 운동 시작구간으로 돌아오도록 하였다.

이에 더하여, 본 발명에 따른 운동기구는 세번째 문제를 해결하기 위하여, 스파이럴기어 또는 베벨기어를 이용하여 지면과 평행한 x축선상에서도 움직이고 지면과 수직인 y축선상에서도 회전이 가능하도록 구체화하였다. 이에 더하여 기어박스를 기어박스 형태로 제작하여 사용자가 기존의 운동기구에 부착하여 사용할 수 있도록 하여 기존 운동기구를 재활용하도록 하였으며, 이에 더하여 기존 자전거의 타임벨트, 벨트, 스프라켓등이 의자 밑에 제공되는 프레임 본체 또는 파이프 형태의 관 속으로 들어가 본 발명에 따른 기어박스를 포함하는 기어박스와 연결되도록 벨트 풀리 또는 스프라켓을 마련하여 기존 자전거의 저항체를 연결해서 사용하도록 풀리를 마련하였다.

,또한, 본 발명은 어느 한 다리를 뒤로 차는 운동을 할 때 다른 쪽 다리는 상승하게 되고, 다리(대퇴부)를 뒤로 차는 동작이 3차원적으로 입체적으로 이루어질 수 있도록 하는 하체 운동장치용 기어박스 및 이를 포함하는 하체 운동장치를 제공하도록 하여, 하체를 뒤로 차는 운동과 하체를 벌리는 운동을 각각 수행하거나 복합적으로 수행할 수 있는 하체 운동장치를 제공하도록 하였다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 하체 운동장치용 기어박스는 서로 동일한 축방향으로 정렬되어 서로 이격되어 있는 우측 베벨 기어(12) 및 좌측 베벨 기어(14); 상기 우측 베벨 기어와 좌측 베벨 기어의 사이에 배치되어 상기 우측 베벨 기어 및 좌측 베벨 기어에 맞물리며 상기 우측 베벨 기어의 우측 회전축의 연장방향 및 좌측 베벨 기어의 좌측 회전축의 연장방향에 대하여 수직하게 교차하는 방향으로 연장되는 중심 회전축(18)을 중심으로 회전할 수 있도록 된 제 1 중간 베벨 기어(16); 상기 우측 베벨 기어 및 좌측 베벨 기어의 각각의 우측 회전축(12a) 및 좌측 회전축(14a)에서 각각 연장되어 외측으로 돌출되는 우측 회동축(12b) 및 좌측 회동축(14b);을 포함하도록 하였다.

상기 중심 회전축의 회전상태를 제어하는 중심 회전축 제어부(20);를 추가로 포함할 수 있다.

상기 중심 회전축 제어부는 상기 중심 회전축이 회전하지 않도록 하는 상태, 상기 중심 회전축이 자유회전하도록 하는 상태, 상기 중심 회전축이 소정의 마찰력으로 회전하도록 하는 상태 중 하나를 선택하도록 될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 기어박스는 상기 우측 회전축(12a)에 의해 관통되는 우측 관통부(32a)을 포함하며 상측 단부(32b) 및 하측 단부(32c)는 상기 중심 회전축(18)에 의해 각각 관통되는 우측 로커 아암(32); 상기 좌측 회전축(14a)에 의해 관통되는 좌측 관통부(34a)을 포함하며, 상측 단부(34b) 및 하측 단부(34c)는 상기 중심 회전축(18)에 의해 각각 관통되는 좌측 로커 아암(34);을 추가로 포함하되, 상기 우측 회전축(12a)은 상기 우측 관통부(32a)를 관통하여 회전 가능하도록 되며, 상기 좌측 회전축(14a)은 상기 좌측 관통부(34a)을 관통하여 회전 가능하도록 될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 하체 운동장치용 기어박스는 상기 중심 회전축(18)을 따라 하측에 배치되되 상기 중심 회전축에 의해 상기 제 1 중간 베벨 기어에 동축(coaxial) 연결된 제 2 중간 베벨 기어(42); 상기 제 2 중간 베벨 기어에 맞물린 출력 베벨 기어(44); 및 상기 출력 베벨 기어가 장착되어 회전하게 되는 출력 축(46);을 추가로 포함할 수 있다.

여기서, 상기 출력 축(46)에는 출력 축의 회전력을 동력 전달 수단에 연결하는 풀리가 구비될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 하체 운동장치는 전술한 하체 운동장치용 기어 박스(100); 상기 기어 박스(100)를 지지하는 본체 프레임(210); 상기 기어 박스(100)의 상부에 배치되는 안장(240); 및 상기 기어 박스(100)로부터 출력되는 동력에 의해 구동되는 부하 유닛(260);를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 기어박스(100)는 상기 우측 회동축(12b) 및 좌측 회동축(14b)에 각각 연결되어 우측 회동축과 좌측 회동축 중 어느 하나에 구동력을 번갈아 가하게 되되 사용자의 하체의 대퇴부가 놓이게 되는 한 쌍의 대퇴부 안착대(232, 234)를 추가로 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 하체 운동장치는 상기 기어 박스(100)의 상기 우측 회동축(12b) 및 좌측 회동축(14b)에 각각 연결되어 우측 회동축과 좌측 회동축 중 어느 하나에 구동력을 번갈아 가하게 되되, 사용자의 하체의 발이 놓이게 되는 한 쌍의 발 안착대(236, 238); 상기 발 안착대(236, 238)를 상기 우측 회동축 및 좌측 회동축에 연결하되 사용자의 발의 움직임에 따라 길이가 가변하게 되는 가변 길이 로드 조립체;를 추가로 포함할 수 있다.

여기서, 상기 가변 길이 로드 조립체는, 외측 튜브(236b); 상기 외측 튜브의 길이방향으로 외측 튜브의 내부로부터 인출되거나 외측 튜브의 내부로 인입되게 되는 내측 로드(236a);를 포함하되, 상기 내측 로드는 상기 외측 튜브의 내부에 탄성 수단에 의해 연결될 수 있다.

상기 탄성 수단은 유압 실린더, 공압 실린더 및 스프링 등의 구성요소 중 어느 하나에서 선택될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 하체 운동장치는 구동력을 번갈아 가하게 되되, 사용자의 하체이 발이 놓이게 되는 한 쌍의 발 안착대(236, 238); 상기 발 안착대(236, 238)에 연결되되 사용자의 발의 움직임에 따라 길이가 가변하게 되는 가변 길이 로드 조립체를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 하체 운동장치에 있어서, 좌측과 우측으로 분리된 좌측 회동축 및 우측 회동축으로서, 좌측 회동축 및 우측 회동축은 스파이럴기어 또는 베벨기어 또는 평기어 또는 와이어가 연결된 롤러를 이용하여 서로 동력 전달이 가능하도록 연결되며, 우측 회동축이 시계방향으로 회전할 때 좌측 회동축은 반시계 방향으로 회전하도록 되는, 좌측 회동축 및 우측 회동축; 상기 좌측 회동축 및 우측 회동축의 양끝단에 각각 연결되는 크랭크 로드; 상기 크랭크 로드에 회전가능하게 연결된 대퇴부 안착대;를 포함하되, 상기 하체 운동장치의 안장에 앉거나 누워 사용자의 다리를 상기 대퇴부 안착대에 위치시키고 가슴쪽으로 당긴 시작 자세에서 사용자가 고관절을 축으로하여 아래로 내리고 뒤로 차는 동작을 할 수 있도록 되며, 상기 하체 운동장치는 상기 크랭크 로드에 연결되는 가변 길이 로드 조립체를 포함하되, 상기 가변 길이 로드 조립체는, 외측 튜브(236b, 238b); 상기 외측 튜브의 길이방향으로 외측 튜브의 내부로부터 인출되거나 외측 튜브의 내부로 인입되게 되는 내측 로드(236a, 238a);를 포함하되, 상기 내측 로드는 상기 외측 튜브의 내부에 가스 실린더 또는 유압 실린더 또는 탄성 수단 등에 의해 연결되며, 상기 가변 길이 로드 조립체는 아암에 연결된 신체의 일부가 회전하면서 동시에 미는 동작을 하도록 되며, 상기 하체 운동 장치는 상기 크랭크 로드 또는 상기 가변 길이 로드 조립체 일단에는 연결된 발 안착대(236, 238)를 포함하며, 사용자가 상기 안장에 앉거나 누워 사용자의 하체의 발을 놓는 한 쌍의 발을 상기 발 안착대(236, 238) 위에 올려 놓고 가슴쪽으로 당긴 시작 자세에서 사용자가 고관절을 축으로하여 아래로 회전함과 동시에 미는 이차적 동작을 동시에 할 수 있도록 되며, 상기 가변길이 로드 조립체는 시상면에서 볼 때, 상기 크랭크 로드와 일직선상에 배열되며, 상기 가변길이 로드 조립체는 홈, 돌기 또는 가드레일를 포함하여, 상기 내측 로드가 상기 외측 튜브 내부에서 외부로 직선운동을 할 때에, 상기 외측 튜브 내부 또는 상기 내측 로드에 연결된 발 안착대가 상기 내측 로드를 축으로 하여 회전하지 않도록 되며, 가변 길이 로드 조립체는 상기 발 안착대(236, 238)에 연결되되 사용자의 발의 움직임에 따라 길이가 가변하게 될 수 있게 된다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 하체 운동장치용 기어박스에 있어서, 상기 기어 박스는, 우측과 좌측으로 분리된 우측 회동축 및 좌측 회동축으로서, 상기 좌측 회동축 및 우측 회동축은 스파이럴기어, 베벨기어, 평기어 또는 와이어가 연결된 롤러를 이용하여 서로 동력을 전달하도록 연결되며, 우측 회동축이 시계방향으로 회전할 때 좌측 회동축은 반시계 방향으로 회전하게 되는, 우측 회동축 및 좌측 회동축; 상기 기어박스의 우측 회동축 및 좌측 회동축의 양끝단에 연결되는 크랭크 로드;를 포함하되, 상기 기어박스를 하체 운동장치에 연결시에 사용자가 상기 하체 운동장치의 안장에 앉거나 누워 사용자의 다리를 하체 운동장치의 대퇴부 안착대에 위치시키고 가슴쪽으로 당긴 시작 자세에서 사용자가 고관절을 축으로하여 아래로 내리고 뒤로 차는 동작을 할 수 있도록 될 수 있다.

상기 기어박스는 사용자가 y축 회동장치에 아암을 고정시키면 사용자의 신체를 아암의 일단에 대고 신체를 오므렸다가 벌릴 수 있도록 y축이 마련되며, 사용자가 상기 아암을 y축에서 분리한 후에 x축 회동장치에 고정하면 신체를 위로 들었다 아래로 내리는 회전 운동을 할 수 있도록 될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 하체 운동장치에 있어서, 우측과 좌측으로 분리된 우측 회동축 및 좌측 듕력축으로서, 상기 좌측 회동축 및 우측 회동축은 스파이럴기어, 베벨기어, 평기어 또는 와이어가 연결된 롤러 등을 이용하여 서로 동력전달이 가능하도록 연결되며, 우측 회동축이 시계방향으로 회전할 때 좌측 회동축은 반시계 방향으로 회전하도록 되는, 우측 회동축 및 좌측 회동축; 상기 우측 회동축 및 좌측 회동축의 각각의 양끝단에 회전가능하게 연결되는 크랭크 로드; 및 상기 크랭크 로드에 회전가능하게 연결된 대퇴부 안착대;를 포함하되, 상기 하체 운동장치의 안장에 앉거나 누워 사용자의 다리를 상기 다리걸이대에 위치시키고 가슴쪽으로 당긴 시작 자세에서 사용자가 고관절을 축으로하여 아래로 내리고 뒤로 차는 동작을 할 수 있도록 된다.

상술한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따르면, 롤러 또는 베벨기어 또는 스파이럴기어 등을 이용하여 어느 한 하체(대퇴부)를 뒤로 차는 운동을 할 때 다른 쪽 하체는 상승하게 되고, 회전력과 미는 힘이 복합적으로 작용하도록 하여 가동범위를 확대하여 운동효과를 높일 수 있다. 또한, 외측 튜브의 내부로 내측 로드가 직선운동을 하는 동작을 통하여 사용자가 의자에 앉아 하지를 가슴으로 들어올렸다가 아래로 내리고 뒤로 회전하는 운동을 할 때에 고관절 회전운동에 따라 크랭크 로드에 닿는 하지 실체길이의 변화에 따라 유동적으로 아암의 길이가 늘어났다가 자동적으로 다시 원래대로 돌아올 수 있도록 된다.

또한 하체를 뒤로 차는 동작이 2차원적 또는 3차원적으로 입체적으로 이루어질 수 있도록 하는 하체 운동장치용 기어박스 및 이를 포함하는 하체 운동장치를 제공할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따르면 하체를 뻗어주는 동작에 의하여 부하 유닛과 동력을 전달하여 운동이 이루어지도록 하는 하체 운동장치를 제공할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 하체 운동장치용 기어박스의 정면 설명도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 하체 운동장치용 기어박스의 측면 설명도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 하체 운동장치용 기어박스의 사시 설명도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 하체 운동장치용 기어박스가 장착된 하체 운동장치의 평면 설명도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 하체 운동장치용 기어박스가 장착된 하체운동장치의 정면 설명도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하체 운동장치용 기어박스의 정면 설명도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하체 운동장치용 기어박스의 평면 설명도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하체 운동장치용 기어박스에서 케이스가 생략된 정면 설명도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하체 운동장치용 기어박스가 장착된 하체 운동장치의 평면 설명도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 하체 운동장치의 측면 설명도이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 하체 운동장치의 정면 설명도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하체 운동장치용 기어박스의 정면 설명도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하체 운동장치용 기어박스의 사시 설명도이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다. 하기의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명에 따른 동작을 이해하기 위한 것이며, 본 기술 분야의 통상의 기술자가 용이하게 구현할 수 있는 부분은 생략될 수 있다.

또한 본 명세서 및 도면은 본 발명을 제한하기 위한 목적으로 제공된 것은 아니고, 본 발명의 범위는 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다. 본 명세서에서 사용된 용어들은 본 발명을 가장 적절하게 표현할 수 있도록 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 하체 운동장치용 기어박스의 정면 설명도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 하체 운동장치용 기어박스의 측면 설명도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 하체 운동장치용 기어박스의 사시 설명도이다. 도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 하체 운동장치용 기어박스(100)는, 서로 동일한 축방향으로 정렬되어 서로 이격되어 있는 우측 베벨 기어(12) 및 좌측 베벨 기어(14), 및 상기 우측 베벨 기어(12)와 좌측 베벨 기어(14)의 사이에 배치되어 상기 우측 베벨 기어 및 좌측 베벨 기어에 맞물리며 상기 우측 베벨 기어의 우측 회전축(12a)의 연장방향 및 좌측 베벨 기어의 좌측 회전축(14a)의 연장방향에 대하여 수직하게 교차하는 방향으로 연장되는 중심 회전축(18)을 중심으로 회전할 수 있도록 된 제 1 중간 베벨 기어(16)를 포함한다.

상기 우측 베벨 기어(12)와 상기 제 1 중간 베벨 기어(16)는 기어 맞물림되며, 상기 제 1 중간 베벨 기어(16)아 상기 좌측 베벨 기어(14) 역시 기어 맞물림된다. 여기서, 상기 우측 베벨 기어(12), 제 1 중간 베벨 기어(16), 좌측 베벨 기어(14)는 서로 맞물릴 수 있는 상보적인 평기어 또는 헬리컬 기어일 수 있다.

한편, 상기 기어박스(100)는 상기 우측 베벨 기어(12) 및 좌측 베벨 기어(14)의 각각의 우측 회전축(12a) 및 좌측 회전축(14a)에서 각각 연장되어 외측으로 돌출되는 우측 회동축(12b) 및 좌측 회동축(14b)을 포함한다.

상기 우측 회동축(12b) 및 좌측 회동축(14b)은 각각 크랭크 축의 역할을 하여 크랭크 로드(236c: 도 10)에 연결되어 사용자의 하체의 움직임을 동력으로 하여 구동력을 받게 된다.

상기 기어박스(100)는 상기 중심 회전축(18)의 회전상태를 제어하는 중심 회전축 제어부(20)를 포함한다. 상기 제어부(20)는 상기 기어박스가 장칙되는 하체 운동장치의 핸들 유닛에 기계적, 또는 전기적으로 연결되어 상기 중심 회전축(18)의 회전 내지 고정 여부를 선택할 수 있게 된다.

상기 중심 회전축 제어부(20)는 상기 중심 회전축(18)이 회전하지 않도록 하는 상태, 상기 중심 회전축이 자유회전하도록 하는 상태, 상기 중심 회전축이 소정의 마찰력의 영향을 받으면서 회전하도록 하는 상태 중 하나를 선택하도록 된다. 이를 위하여 하체 운동장치의 핸들 유닛에는 위 3가지 상태를 선택할 수 있는 표시와 선택을 위한 레버 또는 버튼이 구비될 수 있다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 기어박스(100)는 실질적으로 'ㄷ' 자 형상의 우측 로커 아암(32) 및 좌측 로커 아암(34)을 포함한다. 상기 우측 로커 아암(32)은 상기 우측 회전축(12a)에 의해 관통되는 우측 관통부(32a)을 포함하며 상측 단부(32b) 및 하측 단부(32c)는 상기 중심 회전축(18)에 의해 관통된다. 상기 좌측 로커 아암(34)은 상기 좌측 회전축(14a)에 의해 관통되는 좌측 관통부(34a)를 포함하며 상측 단부(34b) 및 하측 단부(34c)는 상기 중심 회전축(18)에 의해 관통된다.

도 1 내지 도 3에서는 우측 로커 아암의 수직 방향 길이보다 좌측 로커 아암의 수직 방향의 길이가 더 큰 것으로 도시되고 있으나, 이는 예시적인 것이며, 그 반대로 우측 로커 아암의 수직 방향 길이가 좌측 로커 아암의 수직 방향 길이보다 더 크게 될 수도 있다.

상기 우측 회전축(12a)은 상기 우측 로커 아암(32)의 우측 관통부(32a)을 관통하여 회전 가능하도록 되며, 상기 좌측 회전축(14a)은 상기 좌측 로커 아암(34)의 좌측 관통부(34a)을 관통하여 회전 가능하도록 된다.

상기 중심 회전축(18)은 우측 로커 아암(32)의 상측 단부(32b) 및 하측 단부(32c) 그리고 좌측 로커 아암(34)의 상측 단부(34b) 및 하측 단부(34c)를 회전 가능하게 관통한다. 따라서, 기본적으로 우측 로커 아암(32) 및 좌측 로커 아암(34)은 상기 중심 회전축(18)에 대하여 회전 운동을 할 수 있도록 된다.

여기서, 앞서 설명드린 바와 같이, 상기 중심 회전축 제어부(20)는 상기 중심 회전축(18)이 회전하지 않도록 하는 상태, 상기 중심 회전축이 자유회전하도록 하는 상태, 상기 중심 회전축이 소정의 마찰력의 영향하에 회전하도록 하는 상태 중 하나를 선택하게 된다.

상기 중심 회전축(18)이 자유회전 가능한 상태에서는, 우측 회동축(12b)으로 사용자의 하체 운동에 따른 구동력이 전달되면, 우측 회전축(12a)을 거쳐서 우측 베벨 기어(12)가 회전하게 되며, 우측 베벨 기어(12)의 회전력은 제 1 중간 베벨 기어(16)를 맞물림 회전시키고 역시 제 1 중간 베벨 기어(16)에 맞물림 연결된 좌측 베벨 기어(14)의 회전을 일으키게 된다.

여기서, 베벨 기어들 간의 맞물림 구조에 의해 우측 회동축(12b)의 회전 방향과 좌측 회동축(14b)의 회전 방향은 서로 반대 방향으로 되며, 제 1 중간 베벨 기어(16)에 고정되어 연결되어 있는 중심 회전축(18)이 자유 회전 가능하므로 제 1 중간 베벨 기어(16)도 자유 회전하면서 우측 베벨 기어의 회전력을 좌측 베벨 기어에 연동하게 된다.

만약 중심 회전축(18)이 회전하지 않도록 고정되어 있다면, 결국 제 1 중간 베벨 기어(16)도 회전하지 않게 된다. 이 경우, 사용자의 하체 운동(대퇴부로 누르는 하체 운동)에 따른 구동력이 전달되면, 우측 회전축(12a)을 거쳐서 우측 베벨 기어(12)가 회전하려고 하게 되고 기어의 맞물림에 의해 우측 베벨 기어(12)가 제 1 중간 베벨 기어의 기어 원주면을 따라 공전 운동을 하게 되어 결국 우측 로커 아암(32)은 우측 베벨 기어(12)와 함꼐 선회 운동을 하게 된다.

이 경우 우측 베벨 기어와 좌측 베벨 기어는 서로 연동되지 않으며, 사용자의 하체 운동(대퇴부로 누르는 하체 운동)에 따른 구동력이 좌측 회전축(14b)를 따라 전달되면 좌측 베벨 기어(14) 역시 제 1 중앙 베벨 기어(16)의 원주면을 따라 공전 운동을 하게 되고 좌측 로커 아암(34)은 좌측 베벨 기어와 함께 선회 운동을 하게 된다.

사용자가 대퇴부로 눌러주는 운동을 함으로써 우측 로커 아암(32) 및 좌측 로커 아암(34)이 선회 운동을 하게 되면 사용자의 하체는 벌어지는 스프레딩 운동을 하게 된다.

만약, 중심 회전축(18)이 완전 자유 회전과 완전 고정 사이의 중간 정도의 마찰 수준으로 회전을 하게 된다면 앞서 설명한 운동의 복합 운동이 발생하게 되어, 사용자가 대퇴부를 눌러주는 운동에 의해 중심 회전축(18)도 회전하게 되고, 우측 회동축(12b)의 회전 방향과 좌측 회동축(14b)의 회전 방향이 서로 반대 방향으로 된다.

따라서, 사용자가 우측 대퇴부를 눌러주는 운동을 하면 우측 다리가 벌려지면서 우측 대퇴부가 뒤로 가게되는 운동을 하게 되며, 이때 좌측 대퇴부는 올라오면서 앞으로 가게되는 동작과 벌리는 동작의 복합 운동을 하게 된다. 좌측 대퇴부를 눌러 줄 때도 마찬가지로 우측 대퇴부는 올라가는 운동을 하게 되면서 복합적으로 다리를 오므렸다가 벌리는 복합 운동을 하게 된다.

한편, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 기어박스(100)는 상기 중심 회전축(18)을 따라 하측에 배치되되 상기 중심 회전축에 의해 상기 제 1 중간 베벨 기어에 동축(coaxial) 연결된 제 2 중간 베벨 기어(42), 상기 제 2 중간 베벨 기어에 맞물린 출력 베벨 기어(44) 및 상기 출력 베벨 기어(44)가 장착되어 회전하게 되는 출력 축(46)을 포함한다.

앞서 설명한 바와 같이, 상기 중심 회전축(18)이 완전 자유 회전을 하는 경우 또는 소정의 마찰력의 영향하에 회전을 하게 되는 경우에 중심 회전축(18)의 회전은 제 2 중간 베벨 기어(42)의 회전을 일으키고 이는 출력 베벨기어(44)를 회전시켜서 출력축(46)의 회전을 일으키게 된다.

상기 출력축(46)에는 출력축의 회전력을 동력 전달 수단(262)에 전달하는 풀리(미도시)가 구비되어 있어서 출력축(46)의 회전은 동력 전달 수단(262)을 통하여 원거리의 다른 구성요소에 동력을 전달하게 된다. 이때, 원거리의 구성요소가 마찰에 따른 부하 유닛일 경우 중심 회전축(18)을 회전시키는데에 그만큼의 힘이 더 소요되므로 사용자는 운동장치를 사용함에 있어서 높은 부하감을 느끼게 된다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 하체 운동장치용 기어박스가 장착된 하체 운동장치의 평면 설명도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 하체 운동장치용 기어박스가 장착된 하체 운동장치의 정면 설명도이다.

도 4 및 도 5를 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 하체 운동장치(200)는 전술한 구조의 하체 운동장치용 기어 박스(100), 상기 기어 박스(100)를 지지하는 본체 프레임(210); 상기 기어 박스(100)의 상부에 배치되는 안장(240); 및 상기 기어 박스(100)로부터 출력되는 동력에 의해 구동되는 부하 유닛(260);를 포함한다.

또한, 상기 하체 운동장치(200)는 상기 기어 박스(100)의 상기 우측 회동축(12b) 및 좌측 회동축(14b)에 각각 연결되어 우측 회동축과 좌측 회동축 중 어느 하나에 구동력을 번갈아 가하게 되되 사용자의 하체의 대퇴부가 놓이게 되는 한 쌍의 대퇴부 안착대(232, 234)를 포함한다. 상기 대퇴부 안착대(232, 234)는 안정적인 대퇴부 수용을 위하여 'U'자 형상으로 되는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 대퇴부를 안정적으로 수용할 수 있는 다양한 형상으로 될 수 있다.

전술한 동력 전달 수단(262: 도 1)은 하체 운동장치(200)의 본체 프레임(210)의 내부에 케이싱되어 부하 유닛(260)에 연결된다. 상기 부하 유닛(260)은 부하의 정도를 조절할 수 있도록 되되, 예를 들어 마그네틱 특성을 이용하여 부하를 조절하는 부하 유닛일 수 있다. 부하의 수준이 높으면 운동을 하는 사용자는 더 많은 힘을 주어 운동을 하게 되므로 운동 강도가 올라가게 된 것으로 느끼게 된다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 하체 운동장치200)는 상기 기어 박스(100)의 상기 우측 회동축(12b) 및 좌측 회동축(14b)에 각각 연결되어 우측 회동축과 좌측 회동축 중 어느 하나에 구동력을 번갈아 가하게 되되 사용자의 하체이 발이 놓이게 되는 한 쌍의 발 안착대(236, 238)를 포함한다.

따라서 사용자는 대퇴부 안착대에 대퇴부를 안착시키고 추가하여 발 안착대에 발을 안착시키고 운동을 할 수 있게 된다.

상기 하체 운동장치(200)는 안장(240)에 대하여 전방에 핸들 유닛(220)을 구비하며, 상기 핸들 유닛(220)에는 사용자가 손으로 잡거나 상체를 기울일 수 있는 핸들(222)이 구비된다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하체 운동장치용 기어박스의 정면 설명도이며, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하체 운동장치용 기어박스의 평면 설명도이며, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하체 운동장치용 기어박스에서 케이스가 생략된 정면 설명도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 실시예와 도 6 및 도 7에 도시된 실시예의 차이점을 살펴보자면, 도 1 내지 도 3에서의 제 1 중간 베벨 기어(16)는 우측 베벨 기어(12)와 좌측 베벨 기어(14)의 상측 방향으로 중간에 배치되어 있지만, 도 6 및 도 7의 실시예에서는 제 1 중간 베벨 기어(16')가 우측 베벨 기어(12) 및 좌측 베벨 기어(14)와 동일한 높이에 배치되어 서로 맞물리고 있다.

따라서, 도 1 내지 도 3의 실시예에서는 제 1 중간 베벨 기어(16)가 연결된 중심 회전축(18)이 하측으로 연장되었지만, 도 6 및 도 7의 실시예에서는 중심 회전축(18')이 수평하게 연장된다.

수평하게 연장된 중심 회전축(18')에는 동력 전달 수단(262')이 연결되어 기어박스(100a) 외측으로 동력을 전달하게 된다.

도 1 내지 도 3의 실시예에서나 도 6 및 도 7의 실시예 어느 경우에서도 동력 전달 수단(262, 262')은 벨트, 체인 등 원거리의 구성요소간에 동력을 전달하는 수단으로서 고려될 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 동력 전달 수단(262')는 본체 프레임(210)의 내부의 가이드부(121)를 따라 연장되므로 외부에 노출되지 않게 되어, 사용자가 사용시에 동력 전달 수단에 접촉하게 되는 위험을 방지할 수 있게 된다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하체 운동장치용 기어박스가 장착된 하체 운동장치의 평면 설명도이고, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 하체 운동장치의 측면 설명도이며, 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 하체 운동장치의 정면 설명도이다.

도 9 내지 도 11을 참고하면, 하체 운동 장치(200)는 발 안착대(236, 238)를 각각 기어박스(100)의 상기 우측 회동축(12b) 및 좌측 회동축(14b)에 연결하되 사용자의 발의 움직임에 따라 길이가 가변하게 되는 가변 길이 로드 조립체를 포함한다.

상기 가변 길이 로드 조립체는, 외측 튜브(236b), 상기 외측 튜브의 길이방향으로 외측 튜브의 내부로부터 인출되거나 외측 튜브의 내부로 인입되게 되는 내측 로드(236a);를 포함하되, 상기 내측 로드는 상기 외측 튜브의 내부에 탄성 수단에 의해 연결된다.

상기 탄성 수단은 유압 실린더, 공압 실린더 및 스프링 등 그 중 어느 하나에서 선택될 수 있다.

따라서, 사용자가 발 안착대(236, 238)에 발을 놓고 일측의 발을 앞으로 뻗는 작용을 하면 상기 가변 길이 로드 조립체의 외측 튜브(236b)의 내부에 적어도 일부가 수납되어 있던 내측 로드(236a)가 탄성 수단의 탄성력을 이겨내고 외측 튜브(236b)의 외측으로 인출되게 된다. 이 과정에서 탄성 수단의 탄성력에 의해 사용자는 부하를 느끼게 되어 운동 효과를 보게 된다.

상기 탄성 수단은 내측 로드가 외측 튜브에서 나올 때 힘이 필요하고 외력이 제거되면 내측 로드를 자동으로 외측 튜브의 내부로 복귀시키도록 한다.

오른발에 해당하는 발 안착대(236) 및 왼발에 해당하는 발 안착대(238)에 모두 동일한 가변 길이 로드 조립체가 설치된다.

상기 가변 길이 로드 조립체의 외측 튜브(236b)는 기어박스(100)에 연결된 크랭크 로드(236c)에 대하여 조인트(236d)에서 연결된다. 따라서, 사용자의 다리가 일반적인 자전거를 탈 때의 동작처럼 대퇴부가 전방으로 곡선을 그리면서 하강할 때 크랭크 로드(236c)는 기어 박스(100)의 우측 회동축 또는 좌측 회동축에 구동력을 전달하게 되고, 이와는 별도로 사용자가 발을 뻗는 동작에서 외측 튜브 내부의 탄성 수단의 탄성력을 능가하는 힘으로 발을 뻗어 줌으로써 내측 로드가 외측 튜브 밖으로 길이방향으로 인출되게 된다.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하체 운동장치용 기어박스의 정면 설명도이고, 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하체 운동장치용 기어박스의 사시 설명도이다.

도 12 및 도 13을 참고하면, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 기어박스(100b)는 중심 회전축(18)의 길이방향을 따라 제 1 중간 베벨 기어(16)의 하측에 추가 제 1 중간 베벨 기어(16')가 설치된다. 따라서 우측 베벨 기어(12), 제 1 중간 베벨 기어(16), 좌측 베벨 기어(14) 및 추가 제 1 중간 베벨 기어(16')는 사각형의 폐쇄된 맞물림 형상을 이루게 된다.

도 1 내지 도 3에 도시된 기어박스에 비하여 추가 제 1 중간 베벨 기어(16')가 구비되는 점이 차이점인데, 중심 회전축(18)의 회전 구동 방식은 동일하다.

한편, 도 12 및 도 13을 참고하면, 제 2 중간 베벨 기어(42)의 맞은 편에 추가 제 2 중간 베벨 기어(42')가 구비되고, 출력 베벨 기어(44)의 맞은 편에 추가 출력 베벨 기어(44')가 구비된다. 따라서, 제 2 중간 베벨 기어(42) 출력 베벨 기어(44), 추가 제 2 중간 베벨 기어(42') 및 추가 출력 베벨 기어(44')는 폐쇄된 사각형의 맞물림 구조를 이루게 된다. 베벨 기어의 구동 방식은 도 1에 도시된 베벨 기어의 구동과 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.

다시 정리하면, 본 발명에 따른 하체 운동장치는, 앞서 설명한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 핸들 프레임(212), 상기 핸들 프레임에 연결된 손잡이(222), 상기 핸들 프레임에 일체로 된 프레임 본체(210) 연결된 안장(240), 상기 프레임 본체(210)에 연결되어 사용자의 고관절에 대응하여 나란한 위치에 마련된 회동축(12b, 14b), 상기 회동축에 연결된 크랭크 로드(236c), 상기 크랭크 로드에 연결된 가변 길이 로드 조립체(236a, 236b)를 마련하여, 상기 아암에 연결된 신체의 일부가 회전하면서 동시에 미는 동작을 하도록 하여 신체의 자연스러움 움직임과 비슷한 운동을 하도록 한다. 상기 가변 길이 로드 조립체가 설치됨으로써 사용자의 무릎 및 고관절의 굽힘 및 펼침에 따른 신체길이의 차이에 유동적으로 길이가 늘어났다가 자동적으로 다시 원래대로 돌아올 수 있게 된다.

상기 가변 길이 로드 조립체는 통상적인 기술에 따라 내부에 기압 또는 유압 또는 스프링 탄성 등에 의해 저항력을 줄 수 있고 줄어들었다가 늘어나거나, 반대로 늘어났다가 줄어들게 할 수 있다. 상기 가변 길이 로드 조립체는 바람직하게는, 상기 크랭크 로드과 일체의 형태로 마련되거나 시상면에서 볼 때, 상기 크랭크 로드과 일직선상에 배열될 수 있다.

또한, 상기 회동축에 저항체를 연결하여 회전 운동에 따른 근저항력도 높이도록한다. 본 발명의 일 실시예로, 실내 자전거에 사용할 경우, 자전거의 가동범위를 확대시켜 운동효과를 증진시킬 수 있다.

또한 크랭크 로드의 회동축이 고관절에 나란히 있거나 무릎에 나란히 있는 선행 운동기구는 무릎관절 또는 고관절의 회전 각도에 따라 신체의 닿는 운동기구 아암의 길이가 같아 불편감을 초래하였다. 예를들어 다리를 올릴 경우에는 회동축에서 패달까지의 거리가 짧아지고 다리를 내일 때에는 거리가 길어지는데 아암의 길이가 고정되어 불편감을 초래하였고 무릎을 과하게 굽히거나 과신전 시켜서 부작용을 발생시켰는데 가변 길이 로드 조립체를 설치하여 굽힘 및 펼침시에 신체길이의 차이에따라 유동적으로 길이가 늘어났다가 자동적으로 다시 원래대로 줄어들 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 하체 운동장치(200)는, 도 10 및 도 11에 도시한 바와 같이, 상기 기술적 과제의 첫번째 문제를 해결하기 위하여 핸들 프레임(212), 상기 핸들 프레임에 연결된 핸들(222), 상기 프레임에 연결된 안장(240), 상기 핸들 프레임(1)에 연결된 프레임 본체(210)에 마련된 회동축(12b, 14b), 상기 회동축에 회전가능하게 연결된 크랭크 로드(236c, 238c), 상기 크랭크 로드의 연장선상에 직선형태로 마련되는 외측 튜브(236b, 238b), 상기 외측 튜브의 내부에 직선형으로 마련되어 길이방향으로 이동 하도록된 내측 로드(236a, 238a)가 마련되며 각각의 상기 내측 로드(236a, 238a)에는 발 안착대(236, 238)가 연결되어, 사용자가 상기 발 안착대에 사용자의 발을 올려놓은 상태에서 다리를 가슴쪽으로 들어올렸다가 고관절을 축으로 하여 회전하면서 동시에 다리를 당겼다가 미는 동작을 하도록 할 수 있다. 이를 통하여 회전운동과 미는 운동을 동시에 진행하여 운동효과를 높이도록 하며, 상기 외측 튜브(236b, 238b) 안에서 상기 내측 로드가 직선운동을 하는 동작을 통하여 사용자가 의자에 앉아 하지를 가슴으로 들어올렸다가 아래로 내리고 뒤로 회전하는 운동을 할 때에 고관절 회전운동에 따른 아암에 닿는 하지 실체길이의 변화에 따라 유동적으로 아암의 길이가 늘어났다가 자동적으로 다시 원래대로 돌아올 수 있게 된다.

상기 외측 튜브(236b, 238b)과 상기 외측 튜브 속에 마련된 내측 로드(236a, 238a))를 통하여 통상적인 기술에 따라 내부에 기압 또는 유압 또는 스프링 탄성 등에 의해 저항력을 줄 수 있고 줄어들었다가 늘어나거나, 반대로 늘어났다가 줄어들게할 수 있다. 또한 상기 회동축에 저항체를 연결하여 회전 운동에 따른 근저항력도 높이도록 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예의 하체 운동장치를 실내용 자전거에 채용할 경우, 자전거의 가동범위를 확대시켜 운동효과를 증진시킬 수 있다.

이에 더하여 본 발명에 따른 하체 운동장치는, 우측 다리용 외측 튜브(236b)에 평행하게 연결된 좌측 다리용 외측튜브(238b), 상기 외측 튜브(238b) 내부에 마련되는 내측 로드(238a), 상기 내측 로드에 마련되는 로드 고정체를 포함하되, 우측 다리용 내측 로드(236a)가 상기 외측 튜브(236b)의내부에서 외부로 직선운동을 할 때, 좌측 다리용 내측 로드(238a)도 상기 외측 튜브(238b) 내부에서 외부로 직선운동을 하여, 상기 발 안착대가 상기 로드를 축으로 하여 회전하지 않도록 한다. 이에 사용자가 발 안착대 위에 발을 올려놓고 당기는 시작자세에서 미는 운동을 할 때에 발 안착대가 돌아가지 않고 직선운동을 할 수 있다. 이에 더하여 상기 발 안착대가 상기 외측 튜브를 축으로 회전하지 않도록, 선택적으로, 상기 외측 튜브에 가이드레일을 마련하고 상기 내측 로드에 로울러를 마련할 수 있으며, 선택적으로, 상기 내측 로드에 홈을 만들거나, 상기 내측 로드의 일면을 깎고, 상기 외측 튜브에 돌기를 마련하여 상기 발 안착대가 상기 외측 튜브를 축으로 회전하지 않도록 할 수 있다.

이에 더하여 기존의 자전거는 사용자의 하지 및 힙이 아암의 회전에 따른 회전 운동만 할 뿐이지 미는 운동은 하지 않도록 되어있어 반복적인 회전운동만 하도록 되어있었으나. 본 발명의 일실시예에 따른 운동기구는 회전 운동을 함과 동시에 미는 운동을 하도록 하여 운동 가동범위를 확대하고 운동효과를 극대화 하도록 한다.

이에 더하여 본 발명에 따른 하체 운동장치는, 도시된 바와 같이, 기어 및 롤러를 사용하여 운동기구의 좌우 크랭크 로드가 유기적으로 회동하여 운동끝 구간에서 다시 시작 구간으로 자동으로 위치되도록 하며, 지면과 평행한 축선상에서 움직이거나 지면과 수직인 축선상에서 회전하도록하는 기어박스를 제공하고 상기 기어박스를 기존 자전거에 부착하여 기존자전거의 저항체를 이용하도록함으로써 선행 발명에 따른 운동기구의 기술을 구체화하고 기존 자전거를 재활용하도록 할 수 있다.

기어박스는 회동축, 수평 스파이럴기어 또는 베벨기어, 수직 기어 또는 베벨기어, 제2의 스파이럴 또는 베벨기어와 연결된 크랭크 로드(, 롤러, 텐션벨트롤러,평기어 또는 헬리컬기어, 베어링, 지면과 수직인 y축 회전 고정장치, 타운동기구의 수직프레임에 고정하는 장치이 구성되어질 수 있다. 이하 공지된 기술 설명은 생략하도록 한다.

본 발명에 따른 축변환기어박스는 크랭크 로드가 지면과 평행한 x축선상에 부착됨 과 동시에 지면과 수직인 y축선상에도 부착될 수 있다. 선택적으로, 본 발명에 따른 축변환기어박스는 크랭크 로드가 지면과 수평인 x축선상에 부착될 수도 있고, 선택적으로 아암이 지면과 수직인 y축선상에 부착될 수도 있어 사용자가 다리를 아래로 내리고 뒤로차는 운동 또는 가운데로 오므리거나 벌리는 동작을 선택적으로 수행할 수 있다. 대퇴부 안착대는 사용자의 대퇴부 아래에 위치할 수도 있고 사용자의 하지 아래에 위치할 수도 있다. 상기 대퇴부 안착대는 도 5에 도시된 바와 같이 "ㄷ" 모양일 수도 있고 선택적으로 "ㄴ" 모양일 수도 있다.

본 발명 따른 축변환기어박스는 자전거에 부착될 수 있으며, 지면과 수직인 y축이 단일 개수로 구성될 수도 있다.

이에 더하여 본 발명에 따른 운동장치는 아암과 연결되는 y축 회동장치에 유성기어가 마련되어 상기 y축 회동장치에 연결된 한쪽 아암이 시계방향으로 회전할 때 다른쪽 아암은 반시계 방향으로 회전하도록 고안될 수 있다.

상세하게는 썬기어, 유성기어, 링기어가 마련되어, y축 회동장치에 연결된 한쪽 크랭크 로드 및 한쪽 크랭크 로드에 연결된 샤프트는 유성기어 또는 링기어와 연결되고 다른쪽 크랭크 로드 및 크랭크 로드에 연결되어지는 샤프트는 썬기어에 연결되어 서로 다른 두 크랭크 로드가 반대 방향으로 회전하게 될 수 있다.

이에 더하여 상기 기어박스는, 라쳇 베어링(one way bearing) 또는 프리휠 등이 상기 y축 회동장치 또는 상기 아암에 마련되어 y축이 한 방향으로 회전할 시에는 아암이 공회전되고 y축이 그 반대 방향으로 회전시에는 아암이 y축에 고정되어 y축과 같이 회동하도록 마련될 수 있다. 이에 따라서 상기 y축에 두개의 아암이 고정되어 회동시에 서로 반대 방향으로 회전하더라도 충돌하지 않을 수 있다.

상기 기어박스의 다른 일례로서, 상기 y축회동장치에는 샤프트와 크랭크 로드가 복수로 마련되며 상기 y축 회동장치 또는 상기 아암에 평기어가 서로 맞물리게 마련되어 상기 y축 회동장치에 연결된 한쪽 아암이 시계방향으로 회전할 때 다른쪽 아암은 반시계 방향으로 회전하도록 할 수 있다.

이건 발명에서 구체적인 실시예를 상세히 설명하였으나, 이건 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 이건 발명은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 다양한 변형의 실시가 가능하며 이러한 변형은 이건 발명의 범위에 포함된다.

해석과 관련하여, 이건 발명은 이건 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있다.

개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 이건 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 차이점은 이건 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

자체적 의미가 특별히 이건 발명에서 정의되지 않은 용어의 경우 일반적인 의미로 넓게 해석되어야 하며, 균등적 범위의 다른 용어를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

100: 기어박스
12: 우측 베벨 기어
14: 좌측 베벨 기어
16: 제 1 중간 베벨 기어
18: 중심 회전축
42: 제 2 중간 베벨 기어
44: 출력 베벨 기어

Claims (7)

1. 서로 동일한 축방향으로 정렬되어 서로 이격되어 있는 우측 베벨 기어(12) 및 좌측 베벨 기어(14);
   상기 우측 베벨 기어와 좌측 베벨 기어의 사이에 배치되어 상기 우측 베벨 기어 및 좌측 베벨 기어에 맞물리며 상기 우측 베벨 기어의 우측 회전축의 연장방향 및 좌측 베벨 기어의 좌측 회전축의 연장방향에 대하여 수직하게 교차하는 방향으로 연장되는 중심 회전축(18)을 중심으로 회전할 수 있도록 된 제 1 중간 베벨 기어(16);
   상기 우측 베벨 기어 및 좌측 베벨 기어의 각각의 우측 회전축(12a) 및 좌측 회전축(14a)에서 각각 연장되어 외측으로 돌출되는 우측 회동축(12b) 및 좌측 회동축(14b);을 포함하는 것을 특징으로 하는 하체 운동장치용 기어 박스(100).
2. 제 1 항에 있어서,
   중심 회전축의 회전상태를 제어하는 중심 회전축 제어부(20);를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하며,
   상기 중심 회전축 제어부는 상기 중심 회전축이 회전하지 않도록 하는 상태, 상기 중심 회전축이 자유회전하도록 하는 상태, 상기 중심 회전축이 소정의 마찰력으로 회전하도록 하는 상태 중 하나를 선택하도록 된 것을 특징으로 하는 하체 운동장치용 기어박스(100).
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 우측 회전축(12a)에 의해 관통되는 우측 관통부(32a)을 포함하며, 상측 단부(32b) 및 하측 단부(32c)는 상기 중심 회전축(18)에 의해 각각 관통되는 우측 로커 아암(32);
   상기 좌측 회전축(14a)에 의해 관통되는 좌측 관통부(34a)을 포함하며, 상측 단부(34b) 및 하측 단부(34c)는 상기 중심 회전축(18)에 의해 각각 관통되는 좌측 로커 아암(34);을 추가로 포함하되
   상기 우측 회전축(12a)은 상기 우측 관통부(32a)를 관통하여 회전 가능하도록 되며,
   상기 좌측 회전축(14a)은 상기 좌측 관통부(34a)를 관통하여 회전 가능하도록 된 것을 특징으로 하는 하체 운동장치용 기어박스(100).
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 중심 회전축(18)을 따라 하측에 배치되되 상기 중심 회전축에 의해 상기 제 1 중간 베벨 기어에 동축(coaxial) 연결된 제 2 중간 베벨 기어(42);
   상기 제 2 중간 베벨 기어에 맞물린 출력 베벨 기어(44); 및
   상기 출력 베벨 기어가 장착되어 회전하게 되는 출력 축(46);을 포함하는 것을 특징으로 하는 하체 운동장치용 기어박스(100).
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 출력 축(46)에는 출력 축의 회전력을 동력 전달 장치에 연결하는 풀리가 구비된 것을 특징으로 하는 하체 운동장치용 기어박스(100).
6. 제 1 항의 하체 운동장치용 기어 박스(100);
   상기 기어 박스(100)를 지지하는 본체 프레임(210);
   상기 기어 박스(100)의 상부에 배치되는 안장(240); 및
   상기 기어 박스(100)로부터 출력되는 동력에 의해 구동되는 부하 유닛(260);를 포함하는 것을 특징으로 하는 하체 운동장치.
7. 하체 운동장치에 있어서,
   좌측과 우측으로 분리된 좌측 동력축 및 우측 회동축으로서, 좌측 회동축 및 우측 회동축은 스파이럴기어 또는 베벨기어 또는 평기어 또는 와이어가 연결된 롤러를 이용하여 서로 동력 전달이 가능하도록 연결되며, 우측 회동축이 시계방향으로 회전할 때 좌측 회동축은 반시계 방향으로 회전하도록 되는, 좌측 회동축 및 우측 회동축;
   상기 좌측 동력축 및 우측 회동축의 양끝단에 각각 연결되는 크랭크 로드;
   상기 크랭크 로드에 회전가능하게 연결된 대퇴부 안착대;를 포함하되,
   상기 하체 운동장치의 안장에 앉거나 누워 사용자의 다리를 상기 대퇴부 안착대에 위치시키고 가슴쪽으로 당긴 시작 자세에서 사용자가 고관절을 축으로하여 아래로 내리고 뒤로 차는 동작을 할 수 있도록 되며,
   상기 하체 운동장치는 상기 크랭크 로드에 연결되는 가변 길이 로드 조립체를 포함하되, 상기 가변 길이 로드 조립체는,
   외측 튜브(236b, 238b);
   상기 외측 튜브의 길이방향으로 외측 튜브의 내부로부터 인출되거나 외측 튜브의 내부로 인입되게 되는 내측 로드(236a, 238a);를 포함하되,
   상기 내측 로드는 상기 외측 튜브의 내부에 가스 실린더 또는 유압 실린더 또는 탄성 수단를 포함하는 그룹에서 선택되는 어느 하나에 의해 연결되며,
   상기 가변 길이 로드 조립체는 아암에 연결된 신체의 일부가 회전하면서 동시에 미는 동작을 하도록 되며,
   상기 하체 운동 장치는 상기 크랭크 로드 또는 상기 가변 길이 로드 조립체 일단에는 연결된 발 안착대(236, 238)를 포함하며,
   사용자가 상기 안장에 앉거나 누워 사용자의 하체의 발을 놓는 한 쌍의 발을 상기 발 안착대(236, 238) 위에 올려 놓고 가슴쪽으로 당긴 시작 자세에서 사용자가 고관절을 축으로하여 아래로 회전함과 동시에 미는 이차적 동작을 동시에 할 수 있도록 되며,
   상기 가변길이 로드 조립체는 시상면에서 볼 때, 상기 크랭크 로드와 일직선상에 배열되며,
   상기 가변길이 로드 조립체는 홈, 돌기 또는 가드레일를 포함하여, 상기 내측 로드가 상기 외측 튜브 내부에서 외부로 직선운동을 할 때에, 상기 외측 튜브 내부 또는 상기 내측 로드에 연결된 발 안착대가 상기 내측 로드를 축으로 하여 회전하지 않도록 되며,
   가변 길이 로드 조립체는 상기 발 안착대(236, 238)에 연결되되 사용자의 발의 움직임에 따라 길이가 가변하게 되는 것을 특징으로 하는 하체 운동장치.
   

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