운동용 승마 장치 및 그 구동 장치

운동용 승마 장치 및 그 구동 장치{Riding apparatus for exercise and Driving mechanism thereof}

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 운동용 승마 장치용 구동 메커니즘을 개략적으로 도시한 사시도.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 운동용 승마 장치의 측면도.

도 3은 도 1의 정면도.

도 4는 도 1의 평면도.

도 5a 내지 도 5c는 운동용 승마 장치가 원점에서 90도 회전된 상태를 각각 도시한 도면들.

도 6a 내지 도 6c는 운동용 승마 장치가 원점으로부터 180도 회전된 상태를 각각 도시한 도면들.

도 7a 내지 도 7c는 운동용 승마 장치가 원점에서 270도 회전된 상태를 각각 도시한 도면들.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10...베이스 20...회전축 21...제1 기어

30...제1 프레임 40...구동원 41...제2 기어

43...캠부재 45...구동축 50...캠 팔로우어

51...캠 베어링 60...아암부재 70...링크부재

80...제2 프레임

본 발명은 운동용 승마 장치 및 그 구동 메커니즘에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용자가 착석한 상태에서 전,후,좌,우,상,하 방향의 요동에 의해 신체의 밸런스 기능이나 운동 기능을 훈련함으로써 마치 실제 승마하는 체감 효과를 얻을 수 있기 때문에 사용자가 싫증을 느끼지 않고 지속적으로 운동을 할 수 있도록 구조가 개선된 운동용 승마 장치 및 그 구동 메커니즘에 관한 것이다.

현대인들은 최근 건강에 관심이 높아지고 비만에 대한 염려로 인하여 다이어트 열풍이 불고 있다. 그러나, 건강을 위한 노력은 하지 않고 간단히 효과를 얻기 위하여 비만 수술, 약품 복용, 단식 등으로 인해 부작용이 발생하여 사회적으로 문제가 되고 있다. 이에 따라, 흥미를 갖고 지속적으로 운동을 하면서 운동량을 증대시킬 수 있는 다양한 헬스기구 및 각종 운동 기구 등이 개발 보급되고 있는 실정이다.

일반적으로, 승마가 건강에 상당히 유익하다는 것은 모든 사람이 인식하고 있으나 승마 시설이 또는 비용 등의 문제 때문에 일반인의 접근 용이성이 낮은 상황이다. 따라서, 실제로 말을 타는 것과 유사한 효과를 낼 수 있는 운동용 승마 장치들이 많이 개발되고 있다.

그런데, 대부분의 종래의 운동용 승마 장치는 단순히 상하 운동 내지 진동 등의 단순 반복 운동에 의해 사용자가 싫증을 느끼고 운동을 중단하는 경우가 발생되거나, 전후 운동, 좌우 운동, 및 상하 운동을 위한 동력원 및 동력전달장치 등의 운동용 승마 기구의 전체 메카니즘이 복잡하게 구성되어야 하기 때문에 고장 발생 우려가 높고 장치의 신뢰성을 주지 못하는 경우가 많았다.

본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위해 착상된 것으로서, 하나의 구동원 및 구동축에 의해 전후, 좌우, 상하 운동의 동력을 발생시키고, 그 발생된 동력을 상대적으로 간단한 메커니즘 및 그 구조에 의해 전달시킬 수 있고, 회전 및 회동을 위한 각종 구성 부품들의 수가 줄어듦으로써 제조 원가를 낮출 수 있음은 물론 고장 발생을 현저하게 낮출 수 있도록 구조가 개선된 운동용 승마 장치 및 그 구동 메커니즘을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 운동용 승마 장치용 구동 메커니즘은, 베이스; 제1 기어가 형성된 회전축을 가지며, 상기 베이스에 힌지 결합된 제1 프레임; 상기 제1 기어에 결합되는 제2 기어 및 그 중심과 편심되게 설치된 캠 부재가 마련된 구동축을 구동시키기 위해 상기 제1 프레임에 설치된 구동원; 상기 캠부재에 각각 접촉되게 상기 베이스에 설치된 한 쌍의 캠 팔로우어(follower); 캠 베어링에 의해 상기 회전축에 결합되는 아암부재; 및 상기 아암부재의 일단에 결합되고, 상기 제1 프레임에 힌지 결합된 링크부재에 힌지 결합된 제2 프레임;을 구비한다.

바람직하게, 상기 링크부재는 상기 제1 프레임의 양측면에 돌출된 제1 브라켓과 상기 제2 프레임의 양측면에 돌출된 제2 브라켓에 양단이 각각 힌지 결합된다.

바람직하게, 상기 캠부재는 그 측면이 라운드지게 형성된다.

바람직하게, 상기 캠 팔로우어는 상기 베이스에 설치된 한 쌍의 지지부의 일단에 각각 설치된다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 운동용 승마 장치는 상기 구동 메커니즘; 상기 구동 메커니즘의 베이스에 설치되는 서포트부재; 및 상기 구동 메커니즘의 제2 프레임에 설치되는 안장부재;를 구비한다.

수반되는 상세한 설명에서, 일 부분을 형성하는 첨부된 도면들에 참조부호가 부여되고, 발명이 실행될 수도 있는 특정한 실시예들을 설명하는 방식으로 보여준다. 이러한 실시예들은 당업자가 발명을 실행할 수 있을 만큼 충분히 상세히 설명되고, 다른 실시예들이 이용될 수도 있다는 것과, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 구조적인 변화가 가능하다는 것을 이해해야 한다. 따라서, 이어지는 상세한 설명은 한정된 의미로 새겨서는 안되고, 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위 및 그 균등물에 한정된다. 본 발명의 설명에 있어서, "수직", "수평", "옆", "위", "아래", "상승", "하강" 등은 도면들과 설명의 문맥에 있어서 운동용 승마 장치의 위치에 대한 상대적인 의미로 여겨야 하고, 그 절대적 의미로 해석해서는 안 된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 운동용 승마 장치 및 그 구동 메커니즘을 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 운동용 승마 장치용 구동 메커니즘을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 운동용 승마 장치의 측면도이고, 도 3은 도 1의 정면도이고, 도 4는 도 1의 평면도이다.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 구동 메커니즘을 이용한 운동용 승마 장치(100)는 사용자가 착석할 수 있는 안장부재(110)와, 안장부재(110)를 지탱할 수 있는 서포트부재(120), 및 안장부재(120)를 전후, 좌우, 상하로 각각 요동시킬 수 있는 메커니즘을 구비한다.

상기 안장부재(110)는 사용자가 조작하거나 표시된 정보를 인식할 수 있는 각종 제어부(미도시)와 사용자가 파지할 수 있는 손잡이(미도시) 필요한 경우 착용할 수 있는 안전벨트(미도시) 등을 구비한다. 상기 안장부재(110)는 사용자가 마치 말을 탑승한 것과 같은 느낌을 갖도록 말과 유사한 형태를 갖도록 제조되는 것이 바람직하다. 한편, 안장부재(110)의 몸체 내부에는 제어부(미도시)의 신호에 의해 진동할 수 있는 진동부재(미도시)가 구비될 수도 있다. 이러한 진동부재는 사용자의 허벅지 등을 자극 및 진동시켜 사용자의 체지방을 분해하는 효과를 발휘할 수 있다.

상기 서포트부재(120)는 기본적으로 안장부재(110)와 메커니즘을 지면에 대하여 지지하는 기능을 하고, 사용자의 체형 등에 따라 자체적으로 승,하강하거나 좌,우 이동에 의해 그 높이를 조절할 수 있는 높이조절수단(미도시)을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 높이조절수단은 통상의 구조와 기능을 가지므로 그 상세한 설명은 생략한다. 상기 서포트부재(120)는 사용자의 발이 위치되는 발걸이(미도시)가 착탈 가능하게 끼워질 수 있는 돌출부를 갖는 걸이대(미도시)가 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 발걸이는 사용자의 체형에 따라 높낮이를 조절 할 수도 있다.

따라서, 본 명세서에서는 구동 메커니즘을 위주로 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 운동용 승마 장치(100)는 베이스(10)와, 제1 기어(21)가 형성된 회전축(20)을 가지며, 베이스(10)에 힌지 결합된 제1 프레임(30)과, 제1 기어(21)에 결합되는 제2 기어(41) 및 그 중심과 편심되게 설치된 캠부재(43)가 마련된 구동축(45)을 구동시키기 위해 제1 프레임(30)에 설치된 구동원(40)과, 캠부재(43)에 각각 접촉되게 베이스(10)에 설치된 한 쌍의 캠 팔로우어(follower)(50)와, 캠 베어링(61)에 의해 회전축(20)에 결합되는 아암부재(60)와, 아암부재(60)의 일단에 결합되고 제1 프레임(30)에 힌지 결합된 링크부재(70)에 힌지 결합된 제2 프레임(80)을 구비한다.

상기 베이스(10)는 서포트부재(120)에 설치되는 것으로서 소정의 사이즈를 갖는 것이 바람직하다. 상기 베이스(10)는 제1 프레임(30)이 회동될 수 있도록 X 방향의 양 측면에 베이스 브라켓(13)이 상방으로 돌출 형성된다.

상기 제1 프레임(30)은 속이 빈 사각 기둥 형상을 가지며 Y 방향과 나란한 소정 위치에는 회전축(20)이 설치된다.

제1 프레임(30)은 한 쌍의 X 측면 플레이트(33)와 한 쌍의 Y 측면 플레이트(35)를 구비한다. X 측면 플레이트들(33)은 그 하단의 소정 위치에서 베이스 브라켓(13)에 힌지 결합된다. 또한, X 측면 플레이트(33)는 제1 프레임(30)이 베이스(10)에 대하여 회동하더라도 간섭되지 않을 수 있는 구조를 가진다. 상기 Y 측면 플레이트들(35)의 하단에는 외측으로 돌출된 제1 브라켓(37)이 마련된다.

상기 회전축(20)의 소정 위치에는 헬리컬 기어 또는 웜휠 등과 같은 제1 기어(21)가 고정된다. 제1 기어(21)와 소정 간격 이격된 회전축(20)의 외주면에는 캠 베어링(61)이 고정 설치된다.

제1 프레임(30)의 내부에는 구동원(40)이 설치될 수 있는 내부 브라켓(39)이 마련된다.

상기 구동원(40)은 Z 방향과 나란하게 배열된 구동축(45)을 소정 회전수로 회전시킬 수 있는 것으로서 통상의 모터를 이용하는 것이 바람직하다.

상기 구동축(45)은 모터와 같은 구동원(40)의 샤프트를 그대로 이용해도 무방하지만, 기어 등과 같은 동력전달장치에 의해 모터의 샤프트와 연결되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 설명의 편의상 구동원(40)의 샤프트를 구동축(45)으로 표현하였다.

상기 구동축(45)은 그 구동축(45)의 중심과 편심되게 설치된 캠부재(43)와, 캠부재(43)로부터 소정 간격 이격되고 제1 기어(21)에 치차 결합되는 제2 기어(41) 가 마련된다.

상기 캠부재(43)는 XY 평면 상에서 회전하는 원반형 편심 캠으로써 상기 캠부재(43)의 측면은 소정 패턴으로 라운드 처리된 곡면(43a)을 가진다.

상기 제2 기어(41)는 구동축(45)의 외주면에 가공된 기어로서, 헬리컬 기어 또는 웜기어 형태로 가공하는 것이 바람직하다.

상기 캠 팔로우어(50)는 구동축(45)의 회전과 그에 따른 캠부재(43)의 회전에 의해 제1 프레임(30)을 베이스(10)에 대하여 즉, 베이스 힌지축(15)에 대하여 Y 방향으로 연속적으로 회동시키기 위한 것이다. 이를 위하여, 캠 팔로우어(50)는 구동축(45)과 나란하도록 구동축(45)을 사이에 두고 소정 간격 이격되도록 베이스(10)에 소정 높이로 설치된 지지부(51)와 지지부(51)의 끝단에 각각 회전 가능하게 설치되고 캠부재(43)의 곡면(43a)에 접촉되도록 설치된 한 쌍의 롤러(53)를 구비한다.

상기 아암부재(60)는 일단의 내부에는 캠 베어링(61)이 회전 가능하게 설치되고, Z방향으로 소정 길이 연장되어 그 타단은 제2 프레임(80)에 결합된다.

상기 제2 프레임(80)은 제1 프레임(30)과 간섭되지 않도록 제1 프레임(30)의 상부에 위치되는 사각 평판 구조를 가진다. 제2 프레임(80)의 Y 방향 측면에는 하방으로 제2 브라켓(81)이 돌출 형성된다.

상기 링크부재(70)는 그 양단이 상기 제1 프레임(30)의 제1 브라켓(37)과 제2 프레임(80)의 제2 브라켓(81)에 각각 힌지 결합된다.

상기 아암부재(60)와 링크부재(70)는 회전축(20)의 회전에 의해 제2 프레임 (80)을 제1 프레임(30)에 대하여 X방향 및 Z방향으로 요동시키기 위한 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 운동용 승마 장치(100)의 동작을 설명하면 다음과 같다.

도 2 내지 도 4에 도시된 상태를 X,Y,Z 방향의 운동에 따른 원점(영점)으로 가정을 하고 설명하기로 한다.

장치가 움직일 수 있는 조건에서 사용자가 안장부재(100)에 올라탄 후 운동의 준비가 완료된 상태에서 제어부(미도시)의 시작 버턴(미도시)을 누르게 되면, 구동원(40)의 샤프트가 회전하게 되고, 그 회전력은 구동축(45)으로 전달된다. 이러한 구동축(45)의 회전은 각각 캠부재(43)와 제2 기어(41)에 의해 서로 다른 방향성과 기능을 가진 운동으로 전환된다.

먼저, 구동축(45)의 회전에 따라 캠부재(45)가 회전하게 되면, 베이스(10)에 고정된 캠 팔로우어(50)의 롤러(53)가 회전하게 된다. 이 과정에서, 제1 프레임(30)은 베이스(10)에 대하여 Y 방향으로 기울어지는 회동 운동을 하게 된다. 제1 프레임(30)이 Y 방향으로 기울어지는 회동 운동은 동일한 방향으로의 제2 프레임(80)의 회동 운동의 결과를 초래하여 최종적으로는 안장부재(110)의 좌우 요동을 결과를 유발시킨다.

또한, 구동축(45)의 회전에 의해 제2 기어(41)가 회전하게 되면, 제1 기어(21)가 회전하게 되고 결과적으로 회전축(20)을 회전시키게 된다. 회전축(20)의 회전은 캠 베어링(61)의 회전을 유발하게 되고, 캠 베어링(61)의 회전은 아암부재(60)의 X 방향 및 Z 방향의 이동을 유발시킨다. 이러한 아암부재(60)의 이동은 동 일한 방향으로의 링크부재(70)의 이동을 유발시키고 이것은 제1 프레임(30)에 대하여 제2 프레임(80)이 X 방향 및 Z 방향으로의 이동의 결과를 초래한다. 이러한 제2 프레임(80)의 이동은 결과적으로 안장부재(110)의 전후 방향 및 상하 방향 유동의 결과를 도출한다.

상술한 운동용 승마 장치의 동작을 원점으로부터 90도 단위로 각각 측면, 정면, 평면의 상태로 나타내면 다음과 같다.

도 5a 내지 도 5c는 운동용 승마 장치(100)가 원점에서 90도 회전된 상태를 각각 도시한 도면들이고, 도 6a 내지 도 6c는 운동용 승마 장치(100)가 원점으로부터 180도 회전된 상태를 각각 도시한 도면들이고, 도 7a 내지 도 7c는 운동용 승마 장치(100)가 원점에서 270도 회전된 상태를 각각 도시한 도면들이다. 여기서, 안장부재 및 서포트부재는 도시하지 않았으며, 도 1 내지 도 4에서 설명된 참조부호와 동일한 구성요소는 동일한 기능을 가진 동일부재이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 운동용 승마 장치는 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 하나의 구동원을 이용하고, 이 구동원에 의해 구동되는 구동축에 마련된 캠부재 및 제2 기어의 회전을 각각 전후, 상하 운동 및 좌우 회동 운동으로 변환시키는 메커니즘을 간편하게 구성함으로써 장치를 컴팩트하게 할 수 있다.

둘째, 종래에 비하여 회전 및 회동을 위한 각종 구성 부품들의 수가 줄어듦으로써 제조 원가를 낮출 수 있고, 고장 발생을 현저하게 낮출 수 있다.

위의 상세한 설명은 설명을 의도하는 것이고, 제한적인 것은 아닌 것을 이해해야 한다. 많은 다른 실시예들은 위의 상세한 설명을 읽거나 이해하는 당업자에게 명백할 것이다. 상세한 설명의 다른 부분들에서 논의되고 다른 도면들을 참조하여 논의된 실시예들은 본 발명의 부가적인 실시예들을 형성하도록 결합될 수 있음을 주의해야 한다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부된 클레임을 참조하여 그러한 클레임이 자격을 부여하는 균등물들의 완전한 범위와 함께 결정되어져야 한다.