실리콘 스프링을 이용한 러닝머시의 진동 저감에 관한 연구

이지훈; 이문구

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자료유형: 학술저널

저자정보: 이지훈 이문구

저널정보: 한국스포츠정책과학원 체육과학연구 체육과학연구 제21권 제4호

발행연도: 2010.1

수록면: 1,615 - 1,623 (9page)

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최근 비만인구의 증가와 삶의 질에 대한 관심이 높아지면서 가정에서 운동을 할 수 있는 러닝머신 또는 실내용사이클과 같은 운동기구에 대한 관심이 높아지고 있으며 수요가 증가하고 있는 추세이다. 그러나 이러한 가정용운동기기의 사용은 진동과 소음을 발생시켜서 이웃 간의 불편함을 야기하는 사회적 문제로 이어지고 있다. 특히가정에서 가장 많이 사용될 뿐 아니라 진동의 발생이 가장 크게 나타나는 러닝머신은 아파트와 같은 집합건물에서층간 소음의 문제를 일으키고 있는 실정이다. 기존의 러닝머신에서는 발생되는 진동을 줄이기 위하여 다양한방법들을 사용하여 왔다. 그 중 가장 보편적인 방법이 코일 스프링을 사용하여 사용자에 의하여 발생되는 진동을줄이는 것이다. 그리고 코일 스프링과 함께 대표적으로 사용되는 방법은 자동차의 바퀴 부분에서 사용되는 오일-댐퍼 시스템을 사용하는 것이다. 이와 같은 방법들은 사용자에 의하여 발생되는 진동을 줄이는 측면에서는 좋은효과를 나타내다. 하지만 코일 스프링과 오일-댐퍼 시스템의 가장 큰 단점은 스프링이 체결되는 부위에서 과정에서또 다른 진동과 소음이 발생된다는 것이다. 또한 오일-댐퍼 시스템은 일반적으로 고가의 장비이기 때문에 러닝머신에 적용시키는 것은 러닝머신 생산 비용의 상승을 가져오게 된다. 이 연구에서 사용된 러닝머신(Model: STEX 8000T)는 가장 기본적인 구조의 러닝머신으로서 사용자에 의하여 발생되는 진동을 줄이기 위한 간단한 기구가사용된 것이다. 러닝머신의 구조상 사용자가 운동하는 답판을 지지하기 위하여 8개의 받침 구조가 사용되었다. 이 연구에서는 사용자에 의하여 발생되는 진동을 줄이기 위하여 일반적으로 사용되는 코일 스프링과 오일-댐퍼시스템의 사용을 배제하고 단순한 구조와 생산성에 초점을 맞추어 진동을 저감시킬 수 있는 답판 지지대를 제안하였다. 이와 같은 초점에서 일반적으로 아파트와 같은 복층 구조의 건물에서 가장 흔하게 사용되는 러닝머신을기준으로 실리콘 스프링을 이용한 진동 저감 구조를 설계하였다. 실리콘 스프링의 특징은 스프링 자체에서 발생되는 진동과 소음을 최대한 줄이면서 생산적인 측면에서 간단한 금형에서의 대량생산이 가능하여 기존의 진동저감 구조에서 발생되었던 단점을 보완하면서 진동 저감의 효과를 극대화 시킬 수 있다. 실리콘 스프링을 바닥면과러닝머신의 답판 사이의 지지 구조로 채용하여 사용자에 의하여 발생되는 충격이 러닝머신의 몸체를 타고 바닥면에전달되는 것을 막으면서 답판과 그 위의 사용자를 지지하게 한다. 기존의 지지구조가 적용된 러닝머신과 실리콘스프링의 지지구조가 적용된 러닝머신의 바닥면에서 발생되는 진동의 크기를 비교하는 실험을 통하여 실리콘스프링의 효과를 검증하였다. 결과적으로 실리콘 스프링이 적용된 러닝머신의 경우 기존의 지지대가 적용된러닝머신에 비하여 사용자에 의한 진동을 20% 이상 저감시키는 것을 확인하였다.

These days, the concern on health care becomes a issue by excessive nutrition and increase of obese people. As a trend, the demands of indoor fitness equipment such as treadmill, stepper and bicycle which can be used in home are increasing. But, many commercial fitness equipment generate the vibration and noise. The vibration and noise caused by fitness equipment become a social problem especially in complex building. Up to the present, many ways of reduction the vibration and noise are designed and manufactured. Commonly the coil spring damping device is widely used. But this device has high cost of production. In addition the fastener of the spring is a noise source. Besides rubber and air damper support is used to reduce vibration and noise of treadmill. But these devices can not reduce the vibration and noise that transfer downstairs effectively. Because they do not have enough complience in the limited size for the indoor equipment. In this paper, we propose the vibration reduction mechanism. We select the treadmill as the target fitness equipment. The treadmill is not only widely used fitness equipment but also generate the significant vibration problem. Generally the vibration and noise of the treadmill are generated in running pad when a person runs on it. Accordingly we aim to reduce the vibration of the running pad with the proposed mechanism with silicone spring module. From this research we design mechanism and fabricate the prototype mechanism. The mechanism is designed with silicone spring mechanism. The mechanism is mounted in the structure of treadmill and consists of six silicone springs for vibration and noise reduction spring. Each spring is made of silicone rubber for complience and durability. And the spring is so design that they can avoid concentrated stress. In addition to the reduction mechanism is evaluated by applying to treadmill. After applying, the vibration from running pads is measured by accelerometer. The data from measuring shows reduction of the vibration transmissibility to downstairs. This spring mechanism can effectively reduce the vibration and noise in complex building when it is applied to the various indoor fitness equipments.

#러닝머신 #진동저감 #실리콘 스프링 #가정용 운동기구 #treadmill vibration #vibration reduction #silicone spring #indoor fitness equipments

참고문헌 (8)

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J.H. Kim / 2001 / A Study on the stiffness of Frustum-shaped Coil Spring / 2001년도 추계학술대회 논문집 : 21 ~ 27

White,F.M / 1974 / Viscous Fluid Flow / McGraw-Hill : 163 ~ 189

김석관 / 2000 / 유한요소해석을 활용한 압축기용 방진고무의 형사에 따른 진동전달특성 평가방법에 관한 연구 / 한국정밀공학회지 17 : 70 ~ 74

박영서 / 2002 / 실리콘 폴리머 / 정보통신연구진흥원

소비자보호원 시험검사소 기계용품팀 / 2006 / 가정용 러닝머신시험결과 보고서

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이 논문의 저자 정보

이지훈

소속기관 한국스포츠정책과학원

주요연구분야 예술체육학 > 체육

논문수 1 이용수 9

이문구

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