KR20220168397A - 진동 구조 개선형 진동장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상하로 긴 공간 구조의 내부 수용부를 갖는 케이스; 상기 케이스의 수용부에 배치되는 진동부재; 및 상기 진동부재를 상하로 진동케 하기 위한 진동수단;으로 이루어짐으로써, 뒷굽이 있는 구두 등의 신발에 내장되어 보행 시 보행자의 움직임 변화에 따라 상하 진폭 운동을 하는 진동부재를 통해 보행자의 발바닥으로 진동을 전달할 수 있도록 한 진동 구조 개선형 진동장치에 관한 것이다.

Description

진동 구조 개선형 진동장치{VIBRATION APPARATUS}
본 발명은 신발 중, 특히 뒷굽이 있는 구두에서 뒷굽 내에 내장되도록 한 상태에서 보행 시 내부 진동부재가 상하로 나선 운동을 함으로써 균일한 진동을 외부로, 특히 발바닥으로 전달할 수 있도록 하거나, 또는 유동자석과 이에 척력을 발생시키는 고정자석을 이용해 진동플레이트가 상하로 진동 운동을 함으로써 균일한 진동을 발바닥으로 전달할 수 있도록 한 진동 구조 개선형 진동장치에 관한 기술이다.
운동화, 구두 등의 신발은 사람이 땅을 딛고 서거나 보행할 때에 발에 신는 물건으로 대부분의 사람들은 많은 시간을 신발을 착용한 채 생활한다. 따라서 이렇듯 많은 시간 착용하게 되는 신발에 대해 그 동안 기능성을 부여하기 위해 많은 연구가 이루어져 왔으며, 특히 착용자의 건강을 증진시킬 수 있는 기능성을 개발하고자 많은 노력이 있어 왔다.
일예로 종래에는 보행 시 충격을 완화시키고자 신발 밑창 내에 탄성부재 또는 에어쿠션과 같은 충격흡수 구조를 도입시키고자 하는 시도, 보행 시 발바닥 전체를 활용할 수 있게 하기 위해 신발의 밑창을 둥글게 형성시키고자 했던 시도, 그리고 밑창 내에 진동을 발생시킬 수 있는 구조를 도입시키고자 하는 시도 등이 있어 왔다.
이때 보행 시 자석을 이용해 진동을 발생시켜 착용자의 발바닥을 자극하여 피로감이나 지루함을 덜어주며 건강 증진에도 도움을 줄 수 있는 진동장치에 관한 기술로는,
대한민국 특허등록 제10-1073499호 (2011.10.07.등록, 이하에서는 '문헌 1'이라고 함) 『압력을 이용한 자석 진동장치』가 제시되어 있는바,
문헌 1은 외압에 의해 그 형상이 변화되고 그 형상의 변화 시 복원력을 가지는 케이스와, 상기 케이스 내부에 구비되고 상기 케이스의 변화되는 형상에 연동되어 자석에 의해 진동을 발생시키는 진동수단을 포함하여 구성되는 자석 진동장치로서, 상기 진동수단은 상기 케이스의 내부에 설치되고 상기 케이스의 형상변화에 의해 서로 슬라이딩 작동되도록 결합된 제1레버와 제2레버를 포함하는 가이드부재와, 상기 제1레버와 제2레버 중 어느 하나의 레버에 일측 끝단이 고정되어서 같이 슬라이딩 작동되는 진동판과, 상기 진동판의 타측 끝단에 구비되는 제1자석과, 상기 제1레버와 제2레버 중 상기 진동판이 결합되지 않은 레버에 결합되어서 상기 진동판의 슬라이딩 작동 시 상기 제1자석의 일면과 척력이 발생되는 제2자석으로 이루어지고, 상기 케이스의 형상변화의 범위를 제한하는 스토퍼가 더 설치됨으로써, 자력을 보다 효과적으로 전달할 수 있어 혈액순환을 촉진시키는 등 혈류를 개선시켜 건강증진을 위한 건강보조용으로 사용됨은 물론이고 진동을 이용한 다양한 산업분야에 널리 사용될 수 있는 압력을 이용한 자석 진동장치에 관한 기술이다.
다른 기술로는, 대한민국 특허등록 제10-1978880호 (2019.05.09.등록, 이하에서는 '문헌 2'라고 함) 『자력을 이용한 진동자 및 이를 포함하는 신발』이 제시되어 있는바,
문헌 2는 자력에 의한 진동을 발생시키는 진동자에 있어서, 케이스와, 상기 케이스의 상측 중 적어도 일부 영역에 형성된 제1고정자석과, 상기 케이스의 하측 중 상기 제1고정자석과 마주보는 영역에 형성된 제2고정자석과, 상기 케이스의 내부 공간에서 진동 가능한 제1진동판 및 제2진동판과, 상기 제1진동판의 일단에 형성되고 상기 제1고정자석과 척력을 발생시키는 제1유동자석과, 상기 제2진동판의 일단에 형성되고 상기 제2고정자석과 척력을 발생시키는 제2유동자석과, 상기 케이스의 외주(外周)를 따라 결합되는 진동프레임을 포함하되, 상기 제1유동자석과 제2유동자석 사이에 척력이 발생되고, 상기 제1진동판은 상기 진동프레임으로부터 연장되며 임의의 곡률반경을 가진 채 상기 케이스 상부를 향해 휘어진 상태로 구비되고, 상기 제2진동판은 상기 진동프레임으로부터 연장되며 임의의 곡률반경을 가진 채 상기 케이스 하부를 향해 휘어진 상태로 구비되고, 상기 제1진동판 및 제2진동판은 임의의 일점으로부터 연장됨으로써, 고정자석들과 유동자석들 간 형성되는 자력에 의해 진동자로 하여금 진동을 발생시키게 하고 이러한 진동자를 신발 내에 삽입하여 보행 시 착용자로 하여금 발바닥에 진동을 느낄 수 있도록 하는 자력을 이용한 진동자 및 이를 포함하는 신발에 관한 기술이다.
문헌 1. 대한민국 특허등록 제10-1073499호 (2011.10.07.등록) 문헌 2. 대한민국 특허등록 제10-1978880호 (2019.05.09.등록)
본 발명은 뒷굽이 있는 구두 등의 신발에 내장되어 보행 시 보행자의 움직임 변화에 따라 상하 진폭 운동을 하는 진동부재를 통해 보행자의 발바닥으로 진동을 전달할 수 있도록 한 진동 구조 개선형 진동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
나아가 본 발명은 자중에 의해 상하 나선 운동을 하는 진동부재 구조와 자력에 의해 상하 진폭 운동을 하는 진동부재 구조를 구현함으로써, 다양한 사용 출처에 맞게 선택 적용할 수 있도록 한 진동 구조 개선형 진동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 해결 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 진동 구조 개선형 진동장치는,
상하로 긴 공간 구조의 내부 수용부를 갖는 케이스;
상기 케이스의 수용부에 배치되는 진동부재; 및
상기 진동부재를 상하로 진동케 하기 위한 진동수단;
으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 진동 구조 개선형 진동장치는,
균일한 진동과 이러한 진동을 증폭시켜 외부로 진동을 전달할 수 있도록 한 가장 큰 효과가 있다.
진동으로 인해 보행자가 흥미를 느껴 보다 즐거운 보행이 가능하고, 진동 시 자기장이 발생되는 등 자력이 보다 효과적으로 발바닥에 전달되므로 발바닥의 혈을 자극하여 혈액순환을 촉진시키는 등 혈류의 개선시켜 건강증진에 도움을 줄 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 진동 구조 개선형 진동장치에서 제1 구현예의 진동부재 및 진동수단을 보여주기 위한 단면 구성도,
도 2는 도 1의 일부 평단면 구성도,
도 3은 제1 구현예의 진동부재 및 진동수단에 대한 작동 상태 단면 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 진동 구조 개선형 진동장치에서 제2 구현예의 진동부재 및 진동수단을 보여주기 위한 단면 구성도,
도 5 및 도 6은 도 4의 일부 평단면 구성도,
도 7은 제2 구현예의 진동부재 및 진동수단에 대한 작동 상태 단면 구성도,
도 8은 본 발명의 진동장치가 구부의 뒷굽에 내장된 상태를 보여주기 위한 구성도.
이하 첨부된 도면들을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1을 기준으로 서포트의 탑지지체 측을 상부 또는 상방, 서포트의 바텀지지체 측을 하부 또는 하방이라고 방향을 특정하기로 한다.
도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 진동 구조 개선형 진동장치(A)는,
크게 케이스(10), 진동부재(20A, 20B) 및 진동수단(30A, 30B)으로 이루어진다.
각 구성에 대해 살펴보면,
상기 케이스(10)는
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이,
상하로 긴 공간 구조의 내부 수용부(11)
를 포함하는 속이 빈 원통 구조로 이루어진다.
본 발명의 진동장치(A)는 신발 중, 특히 뒷굽이 있는 하이힐(high heel) 등의 구두에서 뒷굽에 내장되는 것으로, 이를 위해 뒷굽 내부에는 속이 빈 공간이 형성되어 있고, 이 공간에 상기 케이스(10)가 내장되게 배치된다. 결국 뒷굽 내의 공간은 상기 케이스(10)의 형상과 대응되게 원형의 공간 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 진동부재는
상기 케이스(10)의 수용부(11)에 배치되어 상하로 진동하기 위한 것으로,
크게 제1 및 제2 구현예로 이루어질 수 있고, 제1 구현예의 진동부재에 대한 도면부호를 '20A', 제2 구현예의 진동부재에 대한 도면부호를 '20B'로 지정하여 구분하기로 한다.
우선, 도 1 내지 도 3에서와 같이 제1 구현예의 진동부재(20A)는 원통형 구조로 이루어지는데, 좀 더 바람직하게는 상기 케이스(10)의 수용부(11) 내경과 상응한 외경을 갖거나 이보다 미세하게 작은 외경을 갖도록 함으로써 상기 수용부(11) 내에서 좀 더 용이하게 상하로 움직일 수 있도록 한다. 아울러 상기 제1 구현예의 진동부재(20A)는 자성을 띈 자성체로 이루어질 수도 있다.
한편, 도 4 내지 도 6에서와 같이 제2 구현예의 진동부재(20B)는 상기 케이스(10)의 수용부(11) 내주연에 연결되는 진동플레이트(21)와, 상기 진동플레이트(21) 단부에 구비되는 유동마그네트(22)로 이루어져, 상기 케이스(10)의 수용부(11)에 상하 일정 간격을 두고 배치되게 다수개가 구비된다.
이때 상기 각 진동부재(20B)의 진동플레이트(21)에는 후술할 포스트(381)가 지나가는 형태로 삽입되도록 상하로 관통되면서 좌우로 긴 장공(23)이 형성되는데, 특히 상기 장공(23)은 상기 진동플레이트(21)의 상하 최대 진폭 시 이를 간섭하지 않을 정도의 공간 구조를 갖는 것이 바람직하다.
아울러 상기 제2 구현예의 각 진동부재(20B)에서 상하 인접한 진동부재(20B)끼리는 서로 다른 방향을 향하도록 배치되는 것이 바람직한데, 특히 도 5에서와 같이 측면에서 바라보았을 때 서로 마주보게 상하 배치되거나 도 6에서와 같이 상부에서 바라보았을 때에 방사상(放射狀)으로 배치되는 것이 더 바람직하다. 이는 상기 진동부재(20B)의 상하 진폭 운동에 따른 진동이 골고루 상기 케이스(10) 외부로 전달될 수 있도록 하기 위함이다.
상기 진동수단은
상기 진동부재(20A, 20B)를 상하로 진동케 하기 위한 것으로,
크게 제1 및 제2 구현예로 이루어질 수 있고, 제1 구현예의 진동수단에 대한 도면부호를 '30A', 제2 구현예의 진동수단에 대한 도면부호를 '30B'로 지정하여 구분하기로 한다.
우선, 도 1 내지 도 3에서와 같이 제1 구현예의 진동수단(30A)은 상기 진동부재 중 제1 구현예의 진동부재(20A)가 구비되었을 때에 제1 구현예의 진동부재(20A)를 상하로 진동케 하기 위한 것으로,
상기 케이스(10)의 수용부(11) 상부 측 내주연을 따라 형성되는 나선(螺線)형 가이드홈(31),
상기 진동부재(20A)의 외주연에 돌출 형성되어 상기 가이드홈(31)에 삽입되는 둘 이상의 가이드돌기(32),
상기 진동부재(20A)의 하부면 중앙에 연결되어 수직으로 세워지는 샤프트(33),
상기 샤프트(33) 단부에 일단이 결합되는 태엽스프링(34),
상기 케이스(10)의 수용부(11) 하부 측 내주연에 배치되어 상기 태엽스프링(34)의 타단을 지지하는 서포트(35),
상기 샤프트(33) 단부에 구비되어 상기 태엽스프링(34)을 지지하는 플랜지(36), 그리고
상기 케이스(10)의 수용부(11) 바닥에 하단이 지지되고 상기 플랜지(36)에 상단이 지지되도록 상기 샤프트(33)에 끼워지는 탄성스프링(37)
을 포함하여 이루어진다.
여기서 상기 샤프트(33)는 상기 진동부재(20A)의 하부면 중앙에 일체로 연결되며, 상기 태엽스프링(34)은 단면이 일정한 얇은 박판을 연속으로 감아서 나선 형태로 만든 일명 스파이럴스프링(spiral spring)으로 이루어진다.
특히 상기 태엽스프링(34)의 타단에는 상하 관통형의 원형홀(341)이 형성되는데, 이 원형홀(341)은 상기 태엽스프링(34)의 타단을 원형으로 밴딩시킴에 따라 내부에 형성되는 홀 구조로 이루어진다.
그리고 도 1에서와 같이, 상기 서포트(35)는 상기 케이스(10)의 수용부(11) 내주연 하부 측에 상하 이격되게 구비되는 탑 및 바텀 지지체(351, 352)와, 상기 탑 및 바텀 지지체(351, 352)를 상호 연결하며 상기 원형홀(341)이 끼워지게 되는 수직형 로드(353)로 이루어진다. 이때 상기 탑 및 바텀 지지체(351, 352) 간의 간격은 상기 진동부재(20A)의 상하 진동 폭과 상응한 것이 바람직하다.
그리고 도 1에서와 같이, 상기 케이스(10)의 수용부(11) 바닥에는 상기 탄성스프링(37)의 하단이 삽입되는 리세스(12)가 형성됨으로써, 상기 탄성스프링(37)의 압축 및 신장 시 안정된 동작을 할 수 있도록 지지 역할을 수행한다.
따라서 구두의 뒷굽에 본 발명의 진동장치(A)가 내장된 상태에서 보행 시 발생하는 움직임에 의해 상기 진동부재(20A)가 하강할 때에 상기 진동부재(20A)는 상기 가이드돌기(32)가 상기 가이드홈(31)을 따라 나선 운동을 하면서 하강하게 되고, 하강하는 상기 진동부재(20A)에 의해 상기 태엽스프링(34)이 감기게 되면서 상기 탄성스프링(37)이 압축되었다가 복원됨에 따라 상기 태엽스프링(34)도 함께 복원됨으로써 상기 진동부재(20A)가 상승하게 된다. 결국 상기 진동부재(20A)는 보행 시 발생하는 보행자의 움직임 변화에 따라 상하로 진폭 운동을 하며, 이때에 상기 케이스(10) 외부로 일정 진동을 전달할 수 있는 것이다.
한편, 도 4 내지 도 7에서와 같이 제2 구현예의 진동수단(30B)은
상기 케이스(10)의 수용부(11) 중앙 영역에 세워지는 포스트(381),
상기 케이스(10)의 수용부(11) 상부 측 천장면에 구비되어 최상단의 진동부재(20B)의 유동마그네트(22)에 척력을 발생시키는 탑마그네트(382),
상기 케이스(10)의 수용부(11) 하부 측 바닥면에 구비되어 최하단의 진동부재(20B)의 유동마그네트(22)에 척력을 발생시키는 바텀마그네트(383), 그리고
상기 포스트(381)에 고정 결합되되 상기 각 진동부재(20B)의 유동마그네트(22) 사이사이 영역에 배치되어 인접한 유동마그네트(22)에 척력을 발생시키는 다수의 미들마그네트(384)
를 포함하여 이루어진다.
이때 제2 구현예의 진동플레이트(21)는 탄성의 재질인 것이 바람직하고, 특히 높은 탄성을 위해 얇고 긴 수평 형태로 형성되는 것이 비람직하며, 또한 재질은 구리나 아연 또는 이들의 합금인 것이 바람직하다.
그리고 상기 유동마그네트(22)는 움직임이 고정되어 있지 않고 상기 진동플레이트(21)의 진동과 함께 움직임이 발생할 수 있는 자석이고, 상기 탑, 바텀, 미들 마그네트(382, 383, 384)는 상기 유동마그네트(22)와 척력 관계에 놓일 수 있는 것이라면 그 종류에는 제한이 없다할 것이나 N극과 S극을 갖는 영구자석인 것이 바람직하다.
그리고 상기 탑 및 바텀 마그네트(382, 383)는 상기 케이스(10)의 수용부(11) 해당 영역에 접착제 등의 수단에 의해 부착되는 방식, 또는 임의의 홈을 파고 그 내부에 억지 삽입 장착되는 방식 등으로 고정 배치될 수 있다.
따라서 도 8에서와 같이, 구두의 뒷굽에 본 발명의 진동장치(A)가 내장된 상태에서 보행자의 보행 시 움직임의 변화에 따라 상기 진동플레이트(21)가 상기 탑, 바텀, 미들 마그네트(382, 383, 384)의 척력에 의해 상하로 진폭 운동을 하며, 이때에 상기 케이스(10) 외부로 일정 진동을 전달할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 "진동 구조 개선형 진동장치"를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 케이스
11 : 수용부
12 : 리세스
20A, 20B : 진동부재
21 : 진동플레이트
22 : 유동마그네트
23 : 장공
30A, 30B : 진동수단
31 : 가이드홈
32 : 가이드돌기
33 : 샤프트
34 : 태엽스프링
341 : 원형홀
35 : 서포트
351 : 탑지지체
352 : 바텀지지체
353 : 로드
36 : 플랜지
37 : 탄성스프링
381 : 포스트
382 : 탑마그네트
383 : 바텀마그네트
384 : 미들마그네트

Claims (1)

  1. 상하로 긴 공간 구조의 내부 수용부(11)를 갖는 케이스(10);
    상기 케이스(10)의 수용부(11)에 배치되는 진동부재(20A, 20B); 및
    상기 진동부재(20A, 20B)를 상하로 진동케 하기 위한 진동수단(30A, 30B);
    으로 이루어지되,
    상기 진동부재(20A)는 원통형 구조로 이루어지고,
    상기 진동수단(30A)은 상기 케이스(10)의 수용부(11) 상부 측 내주연을 따라 형성되는 나선(螺線)형 가이드홈(31)과, 상기 진동부재(20A)의 외주연에 돌출 형성되어 상기 가이드홈(31)에 삽입되는 둘 이상의 가이드돌기(32)와, 상기 진동부재(20A)의 하부면 중앙에 연결되어 수직으로 세워지는 샤프트(33)와, 상기 샤프트(33) 단부에 일단이 결합되는 태엽스프링(34)과, 상기 케이스(10)의 수용부(11) 하부 측 내주연에 배치되어 상기 태엽스프링(34)의 타단을 지지하는 서포트(35)와, 상기 샤프트(33) 단부에 구비되어 상기 태엽스프링(34)을 지지하는 플랜지(36)와, 상기 케이스(10)의 수용부(11) 바닥에 하단이 지지되고 상기 플랜지(36)에 상단이 지지되도록 상기 샤프트(33)에 끼워지는 탄성스프링(37)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 진동 구조 개선형 진동장치.
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