(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2011년07월05일
(11) 등록번호 10-1046448
(24) 등록일자 2011년06월28일
(51) Int. Cl.
A63B 21/062 (2006.01) A63B 21/075 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2009-0028344
(22) 출원일자 2009년04월02일
심사청구일자 2009년04월02일
(65) 공개번호 10-2010-0110007
(43) 공개일자 2010년10월12일
(56) 선행기술조사문헌
JP2007050194 A
JP57191362 U
JP60073482 U
JP3132377 U9
(73) 특허권자
최철규
경기 용인시 수지구 풍덕천동 728번지 3호 101호
(72) 발명자
최철규
경기 용인시 수지구 풍덕천동 728번지 3호 101호
(74) 대리인
장한종
전체 청구항 수 : 총 4 항 심사관 : 나수연
(54) 균형 운동력 발생장치
(57) 요 약
본 발명은 소정의 운동력을 필요로 하는 각종 기계장치에 장착되어서 균형 있는 운동력을 발생시키는 장치에 관
한 것이다. 본 발명에 따른 균형 운동력 발생장치(1)는, 작동 과정에서 일정 운동력 발생을 요하는 기계장치(2)
에 적용되어서 운동력을 발생하는 장치로서, 상기 기계장치(2)에 회전 가능하게 장착되어 상기 기계장치(2)가 작
동할 때 회전하는, 둘레에 저항날개(11)가 형성된 회전축(10); 상기 회전축(10)의 둘레에 일정 공간을 제공하도
록 상기 회전축(10)의 둘레를 수밀하게 포위하고, 상기 회전축(10)이 회전 가능하게 설치되는 하우징(20); 및 상
기 하우징(20)에 충전되되 오일(31)과 비드(32)의 혼합으로 구성되며, 상기 회전축(10)의 상기 저항날개(11)와
마찰접촉에 의해 운동력을 발생시키는 저항비드액(30); 을 포함한다.
대 표 도 - 도1
등록특허 10-1046448
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특허청구의 범위
청구항 1
작동 과정에서 일정 운동력 발생을 요하는 기계장치(2)에 적용되어서 운동력을 발생하는 장치에 있어서,
상기 기계장치(2)에 회전 가능하게 장착되어 상기 기계장치(2)가 작동할 때 회전하는, 둘레에 저항날개(11)가
형성된 회전축(10);
상기 회전축(10)의 둘레에 일정 공간을 제공하도록 상기 회전축(10)의 둘레를 수밀하게 포위하고, 상기 회전축
(10)이 회전 가능하게 설치되는 하우징(20); 및
상기 하우징(20)에 충전되되 오일(31)과 비드(32)의 혼합으로 구성되며, 상기 회전축(10)의 상기 저항날개(11)
와 마찰접촉에 의해 운동력을 발생시키는 저항비드액(30);
을 포함하는 것을 특징으로 하는, 균형 운동력 발생장치.
청구항 2
제1항에 있어서, 상기 저항날개(11)는 상기 저항비드액(30)과의 마찰접촉면적을 가변시켜, 발생하는 상기 운동
력을 가변시킬 수 있는 것을 특징으로 하는, 균형 운동력 발생장치.
청구항 3
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 비드(32)는 고강도 세라믹 비드이고, 평균직경 0.1mm 내지 2mm의 구형 또는
타원구형인 것을 특징으로 하는, 균형 운동력 발생장치.
청구항 4
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기계장치(2)는, 근육운동을 위한 운동력을발생시키는 헬스운동기구인 것을 특
징으로 하는, 균형 운동력 발생장치.
명 세 서
발명의 상세한 설명
기 술 분 야
본 발명은 운동력 발생장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는 소정의 운동력을 필요로 하는 각종 기계장치에 장[0001]
착되어서 균형 있는 운동력을 발생시키는 장치에 관한 것이다.
배 경 기 술
각종 기계장치에는 그 작동 과정에서 중력, 회전력, 마찰력 등 각종 하중(부하)에 대항하는 운동력이 필요한 장[0002]
치들이 있다.
예를 들어 헬스운동기구 중에는 손잡이에 웨이트의 하중을 가하여 손잡이를 당기면 웨이트 하중이 팔과 가슴 근[0003]
육 등에 작용하여 근육 운동이 되도록 하는 헬스운동기구들이 있으며, 이런 헬스운동기구로 운동을 할 경우, 손
잡이를 통해 팔에 작용되는 운동력은 웨이트의 무게(중력)에 의해 결정된다.
예를 들어 도6에 도시된 바와 같은, 대한민국 특허공개 제10-2006-0023739호(2006. 03. 15. 공개)의 웨이트 운[0004]
동기구(100: 공보의 도1 참조)는, 손잡이(180)를 당기면, 견인줄(160)을 통해 웨이트(130)가 들어 올려 지면서
팔 등의 근육운동을 하게 되는 헬스운동기구이다.
도6의 헬스운동기구에 있어서 팔에 가해지는 운동력은 웨이트(130)의 무게(중력)로 특정되어지므로, 손잡이[0005]
(180)를 당기는 쪽으로는 중력에 역행하여 웨이트를 들어 올리는 큰 운동력(하중)을 받게 되지만 손잡이가 올라
가는 쪽으로는 단지 중력을 버틸 정도의 작은 운동력을 받게 되는 불균형이 있게 된다.
발명의 내용
등록특허 10-1046448
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해결 하고자하는 과제
본 발명의 목적은, 소정의 운동력을 필요로 하는 각종 기계장치에 적용되어서 균일한 운동력을 발생시키는 장치[0006]
를 제공하고자 하는 것이다.
과제 해결수단
본 발명에 따라, 균형 운동력 발생장치가 제공된다. [0007]
본 발명에 따른 균형 운동력 발생장치는, 작동 과정에서 일정 운동력 발생을 요하는 기계장치에 적용되어서 운[0008]
동력을 발생하는 장치이다.
본 발명에 따른 균형 운동력 발생장치는, 회전축, 하우징, 저항비드액을 포함한다. [0009]
상기 회전축은, 상기 기계장치에 회전 가능하게 장착되어 상기 기계장치가 작동할 때 회전하는, 둘레에 저항날[0010]
개가 형성되어 있다.
상기 하우징은, 상기 회전축의 둘레에 일정 공간을 제공하도록 상기 회전축의 둘레를 수밀하게 포위하고, 상기[0011]
회전축이 회전 가능하게 설치된다.
상기 저항비드액은, 상기 하우징에 충전되되 오일과 비드의 혼합으로 구성되며, 상기 회전축의 상기 저항날개와[0012]
마찰접촉에 의해 운동력을 발생시킨다.
바람직하게, 상기 저항날개는 상기 저항비드액과의 마찰접촉면적을 가변시킬 수 있어서 발생하는 상기 운동력을[0013]
가변시킬 수 있다.
바람직하게, 상기 비드는 고강도 세라믹 비드이고, 평균직경 0.1mm 내지 2mm의 구형 또는 타원구형이다. [0014]
바람직하게, 상기 기계장치는, 근육운동을 위한 운동력을 발생시키는 헬스운동기구이다. [0015]
효 과
본 발명에 따른 균형 운동력 발생장치는, 작동 과정에서 운동력 발생을 요하는 각종 기계장치에 설치되어 소정[0016]
의 운동력을 발생시키는 장치로서, 상기 저항비드액이 충전된 상기 하우징 내에서 회전하는 상기 회전축의 마찰
저항에 의해 운동력을 발생시킴에 따라, 결과적으로 상기 운동력은 상기 저항비드액의 유동성과 저항력에 의해
상기 회전축의 회전 방향에 상관없이 상대적으로 균일하게 발생하므로, 운동방향이 달라짐에 따라 발생하는 운
동력이 급격히 변화되지 아니하며, 따라서 본 발명의 장치를 헬스운동기구 등에 적용할 경우에 보다 균일한 운
동력으로 운동을 할 수 있는 효과가 있을 것으로 기대된다.
발명의 실시를 위한 구체적인 내용
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 균형 운동력 발생장치를 보다 상세히 설명한다. 이하의 구체예는 본[0017]
발명에 따른 균형 운동력 발생장치를 예시적으로 설명하는 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되
지 아니한다.
본 발명에 따른 균형 운동력 발생장치(1)는, 그 작동 과정에서 소정의 운동력의 발생을 필요로 하는 각종 기계[0018]
장치(2)에서 설치되어 목적하는 운동력을 발생시키는 장치이다.
본 발명에 따른 균형 운동력 발생장치(1)는, 도1 내지 도3에 도시된 바와 같이, 크게 회전축(10), 하우징(20)[0019]
및 저항비드액(30)을 포함하는 구성으로 되어 있다.
상기 회전축(10)은, 기계장치(2)에 회전 가능하게 설치되어 상기 기계장치(2)가 작동할 때 함께 회전함으로써[0020]
운동력을 발생시키는 회전부재이다.
회전축(10)의 둘레에는 후술하는 저항비드액(30)과의 마찰저항을 일으킴으로써 필요한 운동력을 발생시키는 저[0021]
항날개(11)가 형성되어 있다. 저항날개(11)는 그에 접하는 저항비드액(30)과의 마찰저항을 일으킬 수 있다면 그
형상은 특히 제한되지 아니하며, 본 발명의 운동력 발생장치(1)가 적용되는 기계장치(2)의 특성을 고려하고 목
적하는 마찰저항의 크기 등을 고려하여 적절히 형상과 배치 및 개수 등으로 형성할 수 있다.
회전축(10)이 기계장치(2)에 회전 가능하게 연결되어 기계장치(2)가 작동할 때 회전축(10)도 함께 회전함에 따[0022]
등록특허 10-1046448
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라, 회전축(10)을 회전시키는 것에 필요한 힘만큼의 운동력을 발생시키게 된다.
상기 하우징(20)은 회전축(10)과 후술하는 저항비드액(30)이 수용되는 일종의 케이싱 부재로서, 회전축(10)을[0023]
수밀하게 감싸 포위하도록 설치되어 회전축(10)의 둘레에 일정 공간의 체적을 제공한다.
도시된 구체예에서 하우징(20)은 속이 빈 원통 형상으로 되어 있고, 회전축(10)은 하우징(20)의 원통 중심을 관[0024]
통하여 회전가능하게 설치되어 있다. 회전축(10)을 하우징(20)에 수밀한 상태로 회전 가능하게 설치하는 기술은
해당 기술분야에 널리 알려진 베어링과 실링 등의 기술을 적용할 수 있으므로, 이에 관한 구체적인 도시나 설명
은 생략한다.
도시된 구체예의 도1과 도2는 하나의 하우징(20)에 회전축(10)에 관통되어 회전축(10)에 회전하도록 구성된 것[0025]
이고, 도3은 중앙의 풀리(12)가 예를 들어 와이어(13)에 의해 회전될 때 풀리(12)에 양측으로 연결되어 풀리
(12)와 일체로 회전하는 회전축(10)이 그 양측의 하우징(20)에 대해 회전하도록 구성된 것이다.
상기 저항비드액(30)은 하우징(20)에 충전되어 하우징(20) 속에서의 회전축(10)의 회전에 마찰저항을 가함으로[0026]
써 기계장치(2)에 운동력을 발생시키는 충전물이다.
상기 저항비드액(30)으로서는, 오일(31)과 비드(32)의 혼합액을 사용한다. 오일(31)은 저항비드액(30)에 유동성[0027]
을 제공하기 위한 성분이고, 비드(32)는 회전축(10)의 회전에 액체가 가하는 저항보다 큰 저항력을 제공하기 위
한 성분이다.
적용할 수 있는 상기 오일(31)로서는, 유압실린더 등 각종 유압식 액추에이터 등에 널리 사용되는 오일을 사용[0028]
할 수 있다. 오일(31)은 본 발명의 장치(1)가 적용되는 기계장치(2)의 특성을 고려하고 목적하는 마찰저항의 크
기 등을 고려하여 그 점도나 물리적 특성을 적절히 선택하여 사용할 수 있다.
본 발명에 적용되는 비드(32)는 저항날개(11)와의 충돌에도 쉽게 파손되지 아니하는 정도의 강도와 내구성을 가[0029]
지는 비드로서, 바람직하게 구형 또는 타원구형(예, 대략 쌀알 형상)의 고강도 세라믹 비드이다.
바람직한 비드(32)의 크기는 저항날개(11)의 회전에 효과적인 마찰저항을 제공할 수 있는 크기로서, 예를 들어[0030]
평균직경 0.1mm 내지 2mm 정도의 비드이다.
본 발명에 바람직하게 적용되는 세라믹 비드(32)는, 대한민국 등록특허 제0262141호(2000. 07. 15. 공고)의 '소[0031]
형 세라믹 비드의 제조방법', 대한민국 등록특허 제10-0522460호(2005. 10. 19. 공고)의 '소형 세라믹 비드 성
형장치' 등을 응용한 다양한 방법과 장치로 제조할 수 있고, 시중에서 본 발명의 목적에 맞는 물성을 가지는 비
드를 구입하여 적용할 수 있다.
저항비드액(30)의 오일(31)과 비드(32)의 혼합비는, 본 발명의 장치(1)가 적용되는 기계장치(2)의 특성을 고려[0032]
하고 목적하는 마찰저항의 크기, 사용되는 오일(31)과 비드(32)의 특성 등을 고려하여 적절히 선택할 수 있다.
저항비드액(30)에서 비드(32)의 함량이 높을수록 마찰저항이 커지며, 예를 들어 체적비로 오일(31)과 비드(32)[0033]
를 5:1 내지 1:5의 비율, 바람직하게 1:1-3의 비율로 선택할 수 있다. 이때 비드(32)의 함량이 지나치게 높으면
오일(31)의 윤활 작용이 부족하여 저항비드액(30)의 유동성이 지나치게 저하되어 바람직하지 않고, 반대로 비드
(32)의 함량이 지나치게 낮으면 목적하는 비드(32)에 의한 마찰저항이 부족하게 된다.
바람직하게, 저항날개(11)는 저항비드액(30)과의 마찰접촉면적을 가변시킬 수 있도록 구성하여 발생하는 상기[0034]
운동력을 가변시킬 수 있도록 할 수 있다.
저항날개(11)의 마찰접촉면적의 가변 구조는 특히 제한되지 아니하며, 예를 들어 도4에 도시된 바와 같이, 회전[0035]
축(10)을 따라 나사공(14)을 관통 형성하고, 나사공(14)에 내축(15)이 나사 결합되도록 하는 한편, 내축(15)의
단부에 가변날개(16)를 부착함으로써, 회전축(10)에 대한 내축(15)의 결합 깊이에 따라 가변날개(16)가 저항날
개(11)에 넓은 면적에 걸쳐 중첩하여 위치하도록 하면(도4의 A) 마찰저항이 감소하고 가변날개(16)가 저항날개
(11)와 좁은 면적에 걸쳐 중첩하여 위치하도록 하면(도4의 B) 마찰저항이 증가되도록 하는 구조를 채용할 수 있
다.
도5는 본 발명의 장치(1)가 적용되는 기계장치(2)로서 헬스운동기구를 예시한 도면이다. [0036]
도시된 바와 같이 헬스운동기구(2)는, 전체적인 골격을 이루는 기둥부재(3), 운동자가 앉은 의자(4), 하중이 가[0037]
해지는 회동 가능한 운동손잡이(5) 및 운동손잡이(5)가 회동 가능하게 장착되는 지지대(6)를 포함한다.
본 구체예에 있어서 운동손잡이(5)를 지지대(6)에 회동 가능하게 설치함에 있어서 본 발명에 따른 장치(1)가 그[0038]
등록특허 10-1046448
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회동축으로 사용된다.
이와 같은 헬스운동기구(2)의 구성에 따라, 운동손잡이(5)를 상하로 회동시키면서 운동을 하게 되면, 운동손잡[0039]
이(5)의 회동에 따라 회전축(10)이 하우징(20) 내에서 회전하게 된다. 이때 회전축(10)의 회전에는 소정의 마찰
저항이 가해지게 되고, 이때의 마찰저항은 물속과 모래 속에 손을 넣고 휘저을 때와 같이, 오일(31)과 비드(3
2)의 혼합액이 회전축(10)의 회전에 대해 마찰저항을 일으킴에 따라 발생하게 된다.
이와 같이 본 발명의 장치(1)를 헬스운동기구와 같은 기계장치(1)에 적용하면, 운동손잡이(5)에 도6에 예시한[0040]
종래의 헬스운동기과 같이 한쪽 방향으로만 운동력을 발생시키는 것이 아니라, 회전축(10)의 양쪽 회전 방향 모
두에 균일한 운동력을 발생시킬 뿐만 아니라, 예를 들어 운동을 하다가 운동손잡이(5)를 놓아 버려도 저항비드
액(30)의 마찰저항에 의해 운동손잡이가 급격히 하강하지 않고 자체의 하중에 의해 천천히 하강하게 되므로, 소
음의 유발, 기구의 파손 및 운동자의 부상과 같은 문제점이 발생하지 않게 된다.
도5는 헬스운동기구(2)에 필요한 운동력의 대부분을 본 발명의 장치(1)가 제공하는 예를 도시한 것이지만, 도6[0041]
에 도시된 종래의 헬스운동기구(100)와 같이 자체에 웨이트(130)가 이미 존재하는 경우에도, 하중전달경로에 있
는 예를 들어 풀리(170)의 회전축 등에 본 발명의 장치(1)를 장착하여, 헬스운동기구(100)로부터 발생하는 운동
력이 웨이트(130)의 하중과 본 발명의 장치(1)의 마찰저항의 합으로 작용하도록 함으로써 종래 헬스운동기구의
문제점을 완화시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명에 따른 장치(1)를 헬스운동기구에 적용한 예에 대해 설명하였지만, 본 발명의 장치(1)는 헬[0042]
스운동기구 뿐만 아니라 소정의 운동력 발생을 필요로 하는 다른 장치들에도 적용할 수 있음은 당연하다.
도면의 간단한 설명
도1은 본 발명에 따른 예시적인 균형 운동력 발생장치의 부분절단 사시도, [0043]
도2는 본 발명에 따른 예시적인 균형 운동력 발생장치의 단면도, [0044]
도3은 본 발명에 따른 다른 예시적인 균형 운동력 발생장치의 단면도, [0045]
도4는 저항날개의 마찰접촉면적의 가변 구조의 예를 보여주는 개략도, [0046]
도5는 본 발명의 예시적인 균형 운동력 발생장치가 적용된 헬스운동기구의 측면도, [0047]
도6은 종래 헬스운동기구의 사시도.[0048]
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>[0049]
1: 본 발명에 따른 장치 2: 기계장치(헬스운동기구)[0050]
3: 기둥부재 4: 의자[0051]
5: 운동손잡이 6: 지지대[0052]
10: 회전축 11: 저항날개[0053]
12: 풀리 13: 와이어 [0054]
14: 나사공 15: 내축[0055]
16: 가변날개 20: 하우징 [0056]
30: 저항비드액 31: 오일 [0057]
32: 비드[0058]
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도면
도면1
도면2
등록특허 10-1046448
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도면3
도면4
등록특허 10-1046448
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도면5
등록특허 10-1046448
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도면6
【심사관 직권보정사항】
【직권보정 1】
【보정항목】청구범위
【보정세부항목】청구항 3
【변경전】
비드(30)
【변경후】
비드(32)
등록특허 10-1046448
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