WO2022119280A1 - 회전 틸팅 장치를 포함하는 실내 자전거 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 실내 자전거에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 회전 틸팅 구조가 구현된 실내 자전거에 관한 것이다. 본 발명에 따른 회전 틸팅 장치를 포함하는 실내 자전거는, 페달을 포함하는 구성물을 지지하며, 리드 스크류의 회전에 따라 직선 운동하는 스크류 플런저와 연동되어 좌우로 회전 틸팅되고, 원호 형상의 프레임으로 구성될 수 있다. 이에 따르면, 오르막 길, 내리막 길, 평탄한 길 또는 울퉁불퉁한 길 등의 가상 주행에 따라 회전 틸팅되어 입체적이고 실주행과 가까운 현실감을 제공할 수 있다.

Description

회전 틸팅 장치를 포함하는 실내 자전거
본 발명은 실내 자전거에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 회전 틸팅 구조가 구현된 실내 자전거에 관한 것이다.
자전거는 유산소 운동을 할 수 있는 대표적인 운동기구로서, 하체를 강화시켜 줄 분만 아니라, 허리부터 상체의 균형을 바로잡아 인체의 유연성을 길러주는 우수한 운동 기구 중 하나이다.
자전거의 우수한 운동 효과로 인하여, 최근에는 실외뿐만 아니라 실내에서도 사용이 가능한 실내 또는 헬스 자전거가 개발되어 많은 사람들에게 사용되고 있다.
실내 또는 헬스 자전거는 헬스장뿐만 아니라 일반 가정에도 널리 보급되어 수많은 사람들에게 널리 애용되는 운동기구로서 거듭나고 있다.
그러나, 종래의 실내 또는 헬스 자전거는 자전거의 작동원리 즉, 두 다리의 힘을 이용하여 바퀴를 회전시킴으로써 하체의 근력을 강화하는 작동원리를 이용한다.
이러한 실내 또는 헬스 자전거는 기존의 운동 대용을 넘어서, 3D 게임용으로도 이용이 많이 되고 있고, 장애인이나 노인들의 재활 운동 기구로도 많이 이용되고 있다.
또한, 운동용이나 재활용을 넘어 취미 활동으로서의 3D 입체 현장감을 느낄 수 있도록 실제 3D 스크린, 스크린의 지형지물에 대응된 핸들, 바퀴 바디 조작 등 다양한 기능들이 추가되고 있으며, 시간이 지날수록 실내에서의 취미 활동이 많아짐에 따라 더욱 다양한 기능들이 추가되는 추세에 놓여 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) : 대한민국 등록특허공보 10-1254006호
(특허문헌 2) : 대한민국 등록특허공보 10-1677440호
(특허문헌 3) : 대한민국 등록특허공보 10-0942386호
상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 과제는 다양한 기능을 갖는 실내 또는 헬스 자전거를 제공하고자 한다.
또한, 실내 또는 헬스 자전거의 회전 틸팅 기능을 제공하고자 한다.
또한, 실내 또는 헬스 자전거의 오르막 길, 내리막 길, 평탄한 길 또는 울퉁불퉁한 길 등의 가상 주행에 따라 바디가 회전 틸팅하여 입체적이고 실제 구현에 가까운 장치를 제공하고자 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 회전 틸팅 장치를 포함하는 실내 자전거는, 페달을 포함하는 구성물을 지지하며, 리드 스크류의 회전에 따라 직선 운동하는 스크류 플런저와 연동되어 좌우로 회전 틸팅되고, 원호 형상의 프레임으로 구성될 수 있다.
여기서, 상기 프레임은 C자형인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 프레임의 일단측에는 안장이 연결되고, 타단측에는 핸들이 연결되며, 일단과 타단 사이에는 플라이휠이 배치될 수 있다.
여기서, 상기 프레임은 서로 대향하는 제1 및 제2 측부 프레임으로 이루어지고, 커버의 바디 프레임이 더 형성될 수 있다.
여기서, 상기 스크류 플런저는 상부에는 U자형 홈이 형성되고, 상기 U자형 홈 내에는 유동 가능하도록 위치되고, 양단이 상기 프레임에 연결된 틸팅핀을 더 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 프레임의 좌우측부에는 호 형상의 슬롯이 형성되고, 상기 슬롯의 길이에 따라 상기 프레임의 좌우 회전이 제한되어 회전 틸팅될 수 있다.
여기서, 상기 프레임은 서로 대향하는 제1 및 제2 측부 프레임으로 이루어지고, 상기 제1 및 제2 측부 프레임 사이에는 단면 형상이 T자형이고, 원호 형상이며, 바닥에 지지되는 베이스 프레임과 연결되는 T형 프레임을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 T형 프레임의 양측부에는 호 형상의 슬롯이 형성되고, 상기 슬롯의 길이에 따라 상기 제1 및 제2 프레임의 좌우 회전이 제한되어 회전 틸팅될 수 있다.
여기서, 상기 슬롯에는 하나 이상의 롤러가 배치되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 프레임의 내측에는 상기 프레임과 수직 배치되는 수평면부가 형성되고, 상기 프레임의 좌우측부에는 호 형상의 슬롯이 형성되며, 상기 수평면부를 기준으로 상하에 하나 이상의 롤러가 배치될 수 있다.
여기서, 상기 프레임의 내측에는 단면이 T자형인 T형 프레임이 더 형성되고, 상기 T형 프레임은 상기 프레임과 수직 배치되는 수평면부와, 수평 배치되는 수직면부와, 좌우측부에 호 형상의 슬롯을 포함하여 이루어지고, 상기 수평면부를 기준으로 상하에 하나 이상의 롤러가 배치될 수 있다.
상술한 본 발명의 구성에 따르면, 실내 또는 헬스 자전거의 오르막 길, 내리막 길, 평탄한 길 또는 울퉁불퉁한 길 등의 가상 주행에 따라 바디가 회전 틸팅하여 입체적이고 실제 구현에 가까운 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 회전 틸팅 장치가 포함된 실내 자전거의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 회전 틸팅 장치가 포함된 실내 자전거의 바디 부분의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 회전 틸팅 장치를 설명하기 위한 구조도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 회전 틸팅 장치의 일부 확대도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 회전 틸팅 장치를 설명하기 위한 단면 구조도이다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 일실시예에 따른 회전 틸팅 장치의 동작 과정을 설명하기 위한 틸팅 진행도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 회전 틸팅 장치를 포함하는 실내 자전거의 구조 및 작용 효과를 살펴본다.
첨부 도면에 도시된 특정 실시예에 대한 상세한 설명은, 그에 수반하는 도면들과 연관하여 읽히게 되며, 도면은 전체 발명의 설명에 대한 일부로 간주된다. 방향이나 지향성에 대한 언급은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 어떠한 방식으로도 본 발명의 권리범위를 제한하는 의도를 갖지 않는다.
구체적으로, "아래, 위, 수평, 수직, 상측, 하측, 상향, 하향, 상부, 하부" 등의 위치를 나타내는 용어나, 이들의 파생어(예를 들어, "수평으로, 아래쪽으로, 위쪽으로" 등)는, 설명되고 있는 도면과 관련 설명을 모두 참조하여 이해되어야 한다. 특히, 이러한 상대어는 설명의 편의를 위한 것일 뿐이므로, 본 발명의 장치가 특정 방향으로 구성되거나 동작해야 함을 요구하지는 않는다.
또한, "장착된, 부착된, 연결된, 이어진, 상호 연결된" 등의 구성 간의 상호 결합 관계를 나타내는 용어는, 별도의 언급이 없는 한, 개별 구성들이 직접적 혹은 간접적으로 부착 혹은 연결되거나 고정된 상태를 의미할 수 있고, 이는 이동 가능하게 부착, 연결, 고정된 상태뿐만 아니라, 이동 불가능한 상태까지 아우르는 용어로 이해되어야 한다.
각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 회전 틸팅 장치가 포함된 실내 자전거의 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 회전 틸팅 장치가 포함된 실내 자전거는 베이스 프레임(110), 안장(120), 바디 프레임(130), 핸들(140), 페달(150) 및 플라이휠(160)을 포함하여 이루어질 수 있다.
베이스 프레임(110)은 실내 자전거를 바닥에 지지되도록 하고, 바디 프레임(130)은 실내 자전거의 몸체 역할을 하고 각종 구성물을 지지하게 된다.
바디 프레임(130)은 대체적으로 'C'자 형태로 이루어질 수 있으며, 실내 자전거이지만 바퀴 형태를 갖도록 하여 디자인적인 심미감과 함께, 본 발명에서 구현하고자 하는 실내 자전거의 회전 틸팅 구조를 완성하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 회전 틸팅 장치가 포함된 실내 자전거의 바디 부분의 사시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 회전 틸팅 장치가 포함된 실내 자전거는 안장(120)을 거치하는 포스트(201)와, 바디 프레임(130)을 이루는 양측의 제1 및 제2 측부 프레임(202, 203)과, 플라이휠(160)의 중심에 연결되어 페달(150)을 회전하도록 하는 페달축(204)과, 제1 및 제2 측부 프레임(202, 203)을 하측에서 회전 틸팅 가능하도록 지지하는 직선형 베이스 프레임(205)을 더 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 회전 틸팅 장치를 설명하기 위한 구조도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 회전 틸팅 장치의 일부 확대도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 회전 틸팅 장치를 설명하기 위한 단면 구조도이다.
도 3은 회전 틸팅 구조를 설명하기 위해 제2 측부 프레임(203)을 제거한 상태를 도시한 것으로서, 회전 틸팅 구조가 개시되며, 도 4는 회전 틸팅 장치의 체결 구조를 다른 방향에서 본 구조이다.
회전 틸팅 구조는 제1 및 제2 측부 프레임(202, 203), 양측의 제1 내지 제3 롤러(206a, 206b, 206c), T형 프레임(208), 모터(210), 커플링(211), 리드 스크류(212), 틸팅핀(213), 스크류 플런저(214) 및 지지 플레이트(215)를 포함하여 이루어질 수 있다.
모터(210)가 회전을 하면, 리드 스크류(212)가 회전을 하고 이에 연동되어 탭 체결된 스크류 플런저(214)가 좌우로 왕복 이동할 수 있다.
스크류 플런저(214)의 좌우 왕복 직선 이동에 따라 이에 연결된 제1 및 제2 측부 프레임(202, 203)이 T형 프레임(208)의 슬롯(209)을 따라 슬롯(209)의 상하 호에 지지된 롤러들(206a, 206b, 206c)에 의해 슬롯(209) 형상 방향으로 회전할 수 있다.
스크류 플런저(214)에는 U자형 홈(217)이 마련되고, 그 U자형 홈(217) 내에 폭 방향으로 틸팅핀(213)이 배치되며, 틸팅핀(213)의 일측은 제1 측부 프레임(202)에 연결되고, 틸팅핀(213)의 타측은 제2 측부 프레임(203)에 연결되며, 틸팅핀(213)은 U자형 홈(217)에 유동 가능하게 놓여진 형태를 취한다.
따라서, 스크류 플런저(214)가 좌우 왕복 직선이동시 제1 및 제2 측부 프레임(202, 203)은 슬롯(209) 형상에 따라 회전되고, 그 회전에 의해 틸팅핀(213) 위치의 높낮이가 연동되어 바뀌면서 이동되는 구조를 가짐으로써, 회전 틸팅 기능을 구현할 수 있다.
플라이휠(106)은 삼각 벨트(207)에 의해 연결될 수 있고, 지지 플레이트(215)는 T형 프레임(208)을 지지하면서 중심에 베어링(216)을 매개로 리드 스크류(212)의 회전을 가능하게 한다.
T형 프레임(208)은 그 단면 구조가 T 형태인 것을 의미하며, 원호 형상이고 제1 및 제2 측부 프레임(202, 203)과 평형하게 배치되어 지지 플레이트(215)에 고정되는 수직면부(208b)와 수직면부(208b)에 연결되며 원호 형상이고 제1 및 제2 측부 프레임(202, 203)에 직각 방향으로 배치된 수평면부(208a)로 이루어질 수 있다.
수직면부(208b)의 양측에는 슬롯(209)이 형성되어, 제1 및 제2 측부 프레임(202, 203)의 회전을 제한함으로써, 실내 자전거의 회전 틸팅이 가능하도록 한다.
제1 롤러(206a)는 슬롯(209) 내에 위치되며, 제2 및 제3 롤러(206b, 206c)는 수평면부(208a)를 기준으로 제1 롤러(206a)의 반대측에 위치되어 제1 및 제2 측부 프레임(202, 203)의 좌우 회전 및 틸팅 범위를 제한하도록 구성될 수 있다.
제1 및 제2 측부 프레임(202, 203)의 외부에는 커버 프레임이 더 장착될 수 있으며, 또는 제1 및 제2 측부 프레임(202, 203) 자체가 외측 프레임 역할을 겸할 수 있다.
이는 외부에서 볼 때, 커버 프레임이 더 장착된 실내 자전거는 회전 틸팅 동작이 외부에서 관찰되지 않을 수 있고, 커버 프레임 없이 제1 및 제2 측부 프레임(202, 203)이 외측 프레임 역할을 겸하면 외부에서 회전 틸팅되는 동작이 가시화될 수 있으며, 이는 선택적으로 적용할 수 있다.
실내 자전거의 회전 틸팅 기능을 수행하기 위해서, 바디 프레임(130), 제1 및 제2 측부 프레임(202, 203), T형 프레임(208)은 회전 가능 구조의 원호 형상 또는 원형상을 갖는 것이 바람직하다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 일실시예에 따른 회전 틸팅 장치의 동작 과정을 설명하기 위한 틸팅 진행도이다.
도 6a를 참조하면, 모터(210)의 구동에 따라 리드 스크류(212)가 회전을 하고, 이에 탭 체결된 스크류 플런저(214)가 좌우 이동을 한다.
스크류 플런저(214)의 좌우 직선 이동에 연동하여 제1 및 제2 측부 프레임(202, 203)이 좌우 회전된다(이때 슬롯(209)에 의해 회전 각도의 제한이 있으며, 좌우 회전 틸팅이 가능하게 됨).
제1 및 제2 측부 프레임(202, 203)의 좌우 회전에 따라 스크류 플런저(214)의 U자형 홈(217)에 위치된 틸팅핀(213)이 상하 방향으로 유동되면서 제1 및 제2 측부 프레임(202, 203)의 회전 틸팅이 가능하도록 구성될 수 있다.
점선으로 표시된 틸팅핀(213)과 스크류 플런저(214)은 좌우 이동과 틸팅핀(213)의 상하 유동을 동작 상태대로 나타낸 것이다.
도 6a를 좀 더 자세하게 살펴보면, 도 6b 내지 도 6d와 같이 나타낼 수 있다.
도 6b는 스크류 플런저(214)가 좌측 끝으로 이동시 슬롯(209)의 좌측단에 의해 회전이 제한된 제1 및 제2 측부 프레임(202, 203)의 좌측 최대 회전 위치를 나타내고, 도 6c는 스크류 플런저(214)가 리드 스크류(212)의 중심 부근에 위치할 때 제1 및 제2 측부 프레임(202, 203)의 회전 위치를 나타내며, 도 6d는 스크류 플런저(214)가 리드 스크류(212)의 우측 끝으로 이동시 슬롯(209)의 우측에 의해 회전이 제한된 제1 및 제2 측부 프레임(202, 203)의 우측 최대 회전 위치를 나타낸다.
이로써, T형 프레임(208)의 슬롯(209)의 원호 길이에 따라 제1 및 제2 측부 프레임(202, 203) 좌우 회전 범위 내에서 회전 틸팅되는 기능을 구현할 수 있고, 이는 사용자가 실제로 탑승하여 주행하는 경우 페달을 밟으면서 근력 운동을 하는 것과 함께 오르막길이나 내리막길 또는 울퉁불퉁한 산길이나 비포장 도로 등에서 실제 라이딩하는 것처럼 실내 자전거를 진행 방향에 대해 회전 틸팅이 가능하도록 구현할 수 있다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면을 기초로 설명하였지만, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 특허 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러나 그와 같은 단순한 수정 및 변형은 본 발명의 권리 범위에 벗어날 수 없음이 명백하다.
[부호의 설명]
110 : 베이스 프레임 120 : 안장
130 : 바디 프레임 140 : 핸들
150 : 페달 160 : 플라이휠
201 : 포스트 202 : 제1 측부 프레임
203 : 제2 측부 프레임 204 : 페달축
205 : 직선형 베이스 프레임 206a, 206b, 206c : 롤러
207 : 벨트 208 : T형 프레임
208a : 수평면부 208b : 수직면부
209 : 슬롯 210 : 모터
211 : 커플링 212 : 리드 스크류
213 : 틸팅핀 214 : 스크류 플런저
215 : 지지 플레이트 216 : 베어링
217 : U자형 홈

Claims (11)

  1. 페달을 포함하는 구성물을 지지하며, 리드 스크류의 회전에 따라 직선 운동하는 스크류 플런저와 연동되어 좌우로 회전 틸팅되고, 원호 형상의 프레임으로 구성되는, 회전 틸팅 장치를 포함하는 실내 자전거.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프레임은 C자형인, 회전 틸팅 장치를 포함하는 실내 자전거.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 프레임의 일단측에는 안장이 연결되고, 타단측에는 핸들이 연결되며, 일단과 타단 사이에는 플라이휠이 배치되는, 회전 틸팅 장치를 포함하는 실내 자전거.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프레임은 서로 대향하는 제1 및 제2 측부 프레임으로 이루어지고, 커버의 바디 프레임이 더 형성되는, 회전 틸팅 장치를 포함하는 실내 자전거.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 스크류 플런저는 상부에는 U자형 홈이 형성되고,
    상기 U자형 홈 내에는 유동 가능하도록 위치되고, 양단이 상기 프레임에 연결된 틸팅핀을 더 포함하는, 회전 틸팅 장치를 포함하는 실내 자전거.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 프레임의 좌우측부에는 호 형상의 슬롯이 형성되고, 상기 슬롯의 길이에 따라 상기 프레임의 좌우 회전이 제한되어 회전 틸팅되는, 회전 틸팅 장치를 포함하는 실내 자전거.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 프레임은 서로 대향하는 제1 및 제2 측부 프레임으로 이루어지고,
    상기 제1 및 제2 측부 프레임 사이에는 단면 형상이 T자형이고, 원호 형상이며, 바닥에 지지되는 베이스 프레임과 연결되는 T형 프레임을 더 포함하는, 회전 틸팅 장치를 포함하는 실내 자전거.
  8. 제8항에 있어서,
    상기 T형 프레임의 양측부에는 호 형상의 슬롯이 형성되고, 상기 슬롯의 길이에 따라 상기 제1 및 제2 프레임의 좌우 회전이 제한되어 회전 틸팅되는, 회전 틸팅 장치를 포함하는 실내 자전거.
  9. 제1항 또는 제8항에 있어서,
    상기 슬롯에는 하나 이상의 롤러가 배치되는, 회전 틸팅 장치를 포함하는 실내 자전거.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 프레임의 내측에는 상기 프레임과 수직 배치되는 수평면부가 형성되고, 상기 프레임의 좌우측부에는 호 형상의 슬롯이 형성되며, 상기 수평면부를 기준으로 상하에 하나 이상의 롤러가 배치되는, 회전 틸팅 장치를 포함하는 실내 자전거.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 프레임의 내측에는 단면이 T자형인 T형 프레임이 더 형성되고,
    상기 T형 프레임은 상기 프레임과 수직 배치되는 수평면부와, 수평 배치되는 수직면부와, 좌우측부에 호 형상의 슬롯을 포함하여 이루어지고,
    상기 수평면부를 기준으로 상하에 하나 이상의 롤러가 배치되는, 회전 틸팅 장치를 포함하는 실내 자전거.
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