KR101189689B1 - 회전반경변화를 이용한 운동부하 조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전반경변화를 이용한 운동부하 조절장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 회전가능하게 마련되는 제1회전축; 상기 제1회전축의 일단에 마련되고, 운동기구가 연결되는 운동휠; 상기 제1회전축 상에서 위치이동이 가능하도록 마련되는 제1구동휠; 상기 제1회전축과 수직하게 배치되며, 회전가능하게 마련되는 제2회전축; 상기 제2회전축의 일단에 마련되는 제2구동휠; 상기 제1구동휠의 회전에 의해 상기 제2구동휠이 연동하여 회전되도록 하는 연동수단; 상기 제2회전축의 타단에 마련되고, 무게추가 연결되는 부하휠;을 포함하며, 회전 모멘트를 전달하는 기구물의 반지름(회전반경)을 조절하여 무게추의 무게보다 크거나 작은 운동부하를 원하는대로 자유롭게 발생시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

회전반경변화를 이용한 운동부하 조절장치{Apparatus for control exercising load using radious adjustment}

본 발명은 기계식 체력단련 기구에 사용하여 운동부하를 자유롭게 조절하기 위한 회전반경변화를 이용한 부하조절장치에 관한 것이다.

근력 운동을 위하여 사용되는 기계식 체력단련기구(웨이트 운동기구)는 대부분이 사용자에게 운동부하를 가하기 위하여 무게추(Weight block)를 사용하고 있으며, 종래에는 무게추의 숫자를 조절하여 사용자에게 가해지는 운동부하를 조절하고 있다.

그러나 이러한 종래 기계식 체력단련기구 운동부하 조절장치는 다음과 같은 문제점이 있다.

무게추의 숫자를 조절하는 방식은 간단하기는 하나, 무게추의 숫자에 비례하여 생산비, 운반비 등이 증가하는 단점이 있다.

또한, 무게추의 단위(예를 들어, 5kg, 10kg 등)로만 운동부하를 조절할 수 있기 때문에 노약자 등이 사용하는 경우에는 이를 위하여 별도의 새로운 무게추를 제작하여야 하는 번거로움과 많은 제약이 따른다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 회전 모멘트를 전달하는 기구물의 반지름(회전반경)을 조절하여 무게추의 무게보다 크거나 작은 운동부하를 원하는대로 자유롭게 발생시킬 수 있는 회전반경변화를 이용한 운동부하 조절장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명은 회전가능하게 마련되는 제1회전축; 상기 제1회전축의 일단에 마련되고, 운동기구가 연결되는 운동휠; 상기 제1회전축 상에서 위치이동이 가능하도록 마련되는 제1구동휠; 상기 제1회전축과 수직하게 배치되며, 회전가능하게 마련되는 제2회전축; 상기 제2회전축의 일단에 마련되는 제2구동휠; 상기 제1구동휠의 회전에 의해 상기 제2구동휠이 연동하여 회전되도록 하는 연동수단; 상기 제2회전축의 타단에 마련되고, 무게추가 연결되는 부하휠;을 포함한다.

본 발명에 있어서, 상기 연동수단은, 상기 제1구동휠의 원주 상에 서로 간격을 두고 수직으로 마련된 두 개의 제1회전막대부와, 상기 제2구동휠의 원주 상에 서로 간격을 두고 수직으로 마련되되, 상기 제1회전막대부와 서로 교차하도록 마련된 세 개의 제2회전막대부를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 제1회전축 상에는, 상기 제1구동휠의 위치이동이 가능하도록 하는 위치조절수단이 마련된 것이 바람직하다.

본 발명의 회전반경변화를 이용한 운동부하 조절장치에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.

회전 모멘트를 전달하는 기구물의 반지름(회전반경)을 조절하여 무게추의 단위로만 운동부하를 조절하는 것과는 달리 무게추의 무게보다 크거나 작은 운동부하를 원하는대로 자유롭게 발생시킬 수 있으므로 사용자의 편의성이 매우 증대된다.

또한, 다양한 무게추를 사용하지 않고도 운동부하를 자유롭게 조절할 수 있으므로 다양한 무게추의 요구에 의한 비용이 발생하지 않으므로 비용절감의 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회전반경변화를 이용한 운동부하 조절장치를 도시한 분해 사시도.
도 2는 무게추 보다 가벼운 운동부하를 발생시키는 운동부하 조절장치를 도시한 사용 상태도.
도 3은 무게추 보다 무거운 운동부하를 발생시키는 운동부하 조절장치를 도시한 사용 상태도.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 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 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 회전반경변화를 이용한 운동부하 조절장치는 제1회전축(10), 운동휠(20), 제1구동휠(30), 제2회전축(40), 제2구동휠(50), 연동수단(60), 부하휠(70)을 포함한다.

먼저, 서로 간격을 두고 마련된 두 개의 지지대(90a,90b)는 지면 상에 수직하게 배치되어 있다. 지지대(90a,90b)는 제1회전축(10)과 제2회전축(40)을 회전가능하도록 지지하면 되므로 지지대(90a,90b)의 형상은 얼마든지 변경가능하다.

서로 간격을 두고 마련된 두 개의 지지대(90a,90b)를 가로지르며 제1회전축(10)이 회전가능하게 마련되어 있다.

제1회전축(10)의 일단에는 운동휠(20)이 연결되어 있다. 바람직하게는, 제1회전축(10)의 일단이 어느 하나의 지지대(90b)를 관통하여, 관통한 지지대(90b)의 외부로 노출되어 있으며, 이 노출된 제1회전축(10)의 일단에 운동휠(20)이 연결되어 있다.

이러한 운동휠(20)에는 체련단련기구(웨이트 운동기구)가 연결될 수 있도록 운동기구 연결 와이어(21)가 연결되어 있다.

두 개의 지지대(90a,90b) 사이에 배치된 제1회전축(10)에는 제1구동휠(30)이 마련되어 있으며, 제1구동휠(30)은 제1회전축(10) 상에서 제1회전축(10)을 따라 위치이동이 가능하도록 마련되어 있다.

따라서, 제1회전축(10) 상에서 제1구동휠(30)의 위치이동이 가능하도록 하는 위치조절수단(80)이 마련되는 것이 바람직하다. 위치조절수단(80)은 제1구동휠(30)을 제1회전축(10) 상에서 원하는 지점까지 이동한 후 제1구동휠(30)이 움직이지 않도록 제1구동휠(30)을 제1회전축(10) 상에 고정시키는 역할을 하는 모든 수단을 지칭한다.

제2회전축(40)은 제1회전축(10)과 수직하게 배치되고, 제1회전축(10)의 일단이 관통된 어느 하나의 지지대(90b)를 제외한 나머지 하나의 지지대(90a)를 제2회전축(40)의 양단이 관통하도록 마련되며, 관통한 지지대(90a)에 회전가능하게 마련되어 있다.

지지대(90a)를 관통한 일단에 제2구동휠(50)이 마련되어 있고, 지지대(90a)를 관통한 타단에는 부하휠(70)이 마련되어 있다. 부하휠(70)에는 무게추 연결 와이어(71)가 연결되어 있고, 무게추 연결 와이어에는 운동부하를 발생시키는 무게추(73)가 연결되어 있다.

상기와 같이 구성된 제1구동휠(30)이 회전함에 따라 제2구동휠(50)이 연동하여 회전되도록 하는 연동수단(60)이 마련되는 것이 바람직하다.

본 실시예에서는 연동수단(60)의 일례로 제1회전막대부(61)와 제2회전막대부(63)를 제시하고 있다.

제1회전막대부(61)는 두 개로 구성되어, 제1구동휠(30)의 원주 상에 서로 간격을 두고 마련되어 있다.

제2회전막대부(63)는 세 개로 구성되어, 제2구동휠(50)의 원주 상에 서로 간격을 두고 마련되어 있으며, 제1회전막대부(61)와 서로 교차하도록 마련되어 있다. 즉, 서로 간격을 두고 마련된 세 개의 제2회전막대부(63) 사이사이에 두 개의 제1회전막대부(61)가 배치되는 것이다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 회전반경변화를 이용한 운동부하 조절장치의 작동 상태를 설명하면 도 2 및 도 3을 참조하여 다음과 같다.

먼저, 사용자가 운동기구 연결 와이어(21)에 연결된 운동기구를 움직이게 되면, 운동휠(20)이 회전하게 되고, 운동휠(20)과 함께 제1회전축(10)이 회전하게 되며, 제1회전축(10)의 회전에 의해 제1구동휠(30)이 함께 회전한다.

이에 따라, 제1구동휠(30)에 마련된 제1회전막대부(61)가 회전하고, 제1회전막대부(61)의 회전은 제2회전막대부(63)를 회전시키며, 제2회전막대부(63)가 마련된 제2구동휠(50)도 함께 회전한다.

이에 따라, 제2구동휠(50)과 함께 제2회전축(40)이 회전하며, 제2회전축(40)의 회전에 의해 부하휠(70)이 함께 회전한다.

부하휠(70)에는 무게추 연결 와이어(71)를 통하여 운동부하를 발생시키는 무게추(73)가 연결되어 있으므로 무게추(73)에 의하여 발생하는 운동부하가 사용자에게 전달되게 된다.

상기와 같은 원리를 이용하여 사용자가 일정한 속도로 운동하는 경우 운동기구 연결 와이어(21)를 통하여 발생되는 실 운동부하(

)는 다음 수학식 1과 같이 표현된다.

상기에서,

: 운동휠(20) 반지름(m)

: 제1회전막대부(61)와 제2회전막대부(63)가 접촉하는 지점과, 운동휠(20)의 중심 사이의 수직거리(m)

: 제1회전막대부(61)와 제2회전막대부(63)가 접촉하는 지점과, 제2구동휠(50)(또는 부하휠(70))의 중심 사이의 수직거리(m)

: 부하휠(70) 반지름(m)

: 무게추 연결 와이어(71)에 연결된 무게추(73)의 무게(kg)

: 운동기구 연결 와이어(21)에서 발생되는 운동부하(kg)

수학식 1에서 실 운동부하(

)는 부하휠(70) 반지름(

)와 운동휠(20) 반지름(

)의 비에 비례하여 증가하고, 제1회전막대부(61)와 제2회전막대부(63)가 접촉하는 지점과 운동휠(20)의 중심 사이의 수직거리(

)와 , 제1회전막대부(61)와 제2회전막대부(63)가 접촉하는 지점과 제2구동휠(50)( 또는 부하휠(70))의 중심 사이의 수직거리(

)의 비에 비례하여 증가한다.

수학식 1에서

라고 가정하면,

는 고정되므로 제1구동휠(30)의 위치조절수단(80)을 이용하여 제1구동휠(30)을 제1회전축(10)을 따라 위치이동시키면,

를 조절할 수 있다.

따라서, 제1구동휠(30)의 위치에 따라 실 운동부하(

)가 변하게 된다.

상기와 같은 이론을 바탕으로 제1구동휠(30)의 위치에 따라 다음과 같이 실 운동부하를 조절할 수 있다.

먼저, 도 2에서와 같이 위치조절수단(80)을 이용하여 제1구동휠(30)을 제1회전축(10)을 따라 이동시켜

를

보다 크게 조절하면, 실 운동부하는 무게추 무게보다 가벼운 운동부하를 발생하게 된다.

다음으로, 도 3에서와 같이 위치조절수단(80)을 이용하여 제1구동휠(30)을 제1회전축(10)을 따라 이동시켜

를

보다 작게 조절하면, 실 운동부하는 무게추 무게보다 무거운 운동부하를 발생하게 된다.

또한,

는 무단으로 변화가 가능하므로 수학식 1을 이용하여 종래 운동부하 조절장치에서는 발생이 불가능한 다양한 운동부하의 발생이 가능하다.

이와 같이, 제1회전축(10)을 따라 제1구동휠(30)을 이동시킴으로써, 회전 모멘트를 전달하는 기구물의 반지름(회전반경)을 조절하여 무게추의 단위로만 운동부하를 조절하는 것과는 달리 무게추의 무게보다 크거나 작은 운동부하를 원하는대로 자유롭게 발생시킬 수 있으므로 사용자의 편의성이 매우 증대된다.

따라서, 다양한 무게추를 사용하지 않고도 운동부하를 자유롭게 조절할 수 있으므로 다양한 무게추의 요구에 의한 비용이 발생하지 않으므로 비용절감의 효과가 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

10 : 제1회전축 20 : 운동휠
21 : 운동기구 연결 와이어 30 : 제1구동휠
40 : 제2회전축 50 : 제2구동휠
60 : 연동수단 61 : 제1회전막대부
63 : 제2회전막대부 70 : 부하휠
71 : 무게추 연결 와이어 73 : 무게추
80 : 위치조절수단 90a,90b : 지지대

Claims (3)

1. 회전가능하게 마련되는 제1회전축;
   상기 제1회전축의 일단에 마련되고, 운동기구가 연결되는 운동휠;
   상기 제1회전축 상에서 위치이동이 가능하도록 마련되는 제1구동휠;
   상기 제1회전축과 수직하게 배치되며, 회전가능하게 마련되는 제2회전축;
   상기 제2회전축의 일단에 마련되는 제2구동휠;
   상기 제1구동휠의 회전에 의해 상기 제2구동휠이 연동하여 회전되도록 하는 연동수단;
   상기 제2회전축의 타단에 마련되고, 무게추가 연결되는 부하휠;을 포함하는 회전반경변화를 이용한 운동부하 조절장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 연동수단은,
   상기 제1구동휠의 원주 상에 서로 간격을 두고 수직으로 마련된 두 개의 제1회전막대부와,
   상기 제2구동휠의 원주 상에 서로 간격을 두고 수직으로 마련되되, 상기 제1회전막대부와 서로 교차하도록 마련된 세 개의 제2회전막대부를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전반경변화를 이용한 운동부하 조절장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제1회전축 상에는,
   상기 제1구동휠의 위치이동이 가능하도록 하는 위치조절수단이 마련된 것을 특징으로 하는 회전반경변화를 이용한 운동부하 조절장치.

Images