KR100508472B1 - 구동식 무한궤도를 전륜으로 하는 휠체어 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무한궤도장치가 동력전달장치에 의해 구동후륜으로 부터 동력을 전달받아 자체 구동력을 갖는 구동식 무한궤도를 전륜으로 하는 휠체어에 관한 것이다.
본 발명에 따른 구동식 무한궤도를 전륜으로 하는 휠체어는 무한궤도장치(150)가 구동후륜(701)의 전방에 배치되도록 상기 무한궤도장치(150)의 제 1, 제 2 및 제 3 원통형 바퀴(146, 147, 148)가 차체 프레임(100)의 하부 가로부재(111) 선단에 형성된 장착부(112a, 112b, 112c)에 회전 가능하게 장착되고, 상기 무한궤도장치(150)의 제 1 원통형 바퀴(146)가 동력전달장치(500)에 의해 구동후륜(701)로부터 동력을 전달받음으로써, 구동후륜(701)이 회전할 때, 제 1 원통형 바퀴(146)의 회전동력에 의해 무한궤도장치(150)의 가요성 벨트(149)가 궤도순환운동을 하는 것을 특징으로 한다.

Description

구동식 무한궤도를 전륜으로 하는 휠체어{Wheelchair with forced driven front caterpillar wheels}
본 발명은 지체 장애인이나 노약자 등의 거동이 불편한 사람들이 사용하는 휠체어의 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무한궤도장치가 동력전달장치에 의해 구동후륜으로 부터 동력을 전달받아 자체 구동력을 갖는 구동식 무한궤도를 전륜으로 하는 휠체어에 관한 것이다.
일반적으로, 종래의 휠체어는, 도 1에 도시된 바와같이, 차체 전진단에 한쌍의 캐스터가 설치되어 전륜 기능을 가지며, 구동 후륜에 회전력이 가해저서 주행하도록 마련되어 있다. 전륜 기능을 하는 캐스터는 조향 축에 힘이 가해지면 캐스터 바퀴가 접하고 있는 지면과의 접촉점과 조향축 간의 거리를 회전 반경으로 하는 회전력을 받아 바퀴의 전진 방향이 선회되어 작은 힘에도 용이하게 조향이 되는 반면 캐스터 바퀴가 진행 방향으로 캐스터의 반경보다 높은 단차에 마주치면 주행력과 같은 크기의 반력이 캐스터에 작용하여 구동후륜은 지면에서 미끄러지게 되어 전진이 어렵고, 경사 주행 자세에서 차체의 후경사각이 높아 뒤로 전복될 수 있는 위험에 대한 불안정성을 낮추기 위해, 통상 캐스터의 직경이 작게 형성되며, 이것에 의해 노면의 작은 단차도 등판하기 어려운 문제점이 있었다.
또한, 수동식 휠체어로 오르막 경사지를 등판할 때 구동후륜을 재차 구동하기 위해 구동후륜의 핸들림에서 손을 떼면, 바퀴가 뒤로 후진되어 등판이 어려운 단점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 차체 프레임의 전방 하단에 무한궤도장치를 설치하고 구동후륜의 회전동력을 동력전달장치를 통해 무한궤도장치로 전달함으로써, 자전하는 무한궤도장치가 경사지면을 타고 오르는 자체 추진력을 갖게 되어 도로 경계석 및 이에 상당하는 노면 단차를 쉽게 등판할 수 있는 구동식 무한궤도를 전륜으로 하는 휠체어를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 위와 같은 무한궤도장치에 더하여 승하강식 캐스터를 차체 전진단에 병용할 수 있게 장착하여 선회운전시 사용자가 무한궤도장치와 캐스터를 전륜으로 선택할 수 있는 구동식 무한궤도를 전륜으로 하는 휠체어를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 구동후륜의 휠허브에 클러치 장치를 장착하여 무한궤도장치와 구동후륜의 동력전달의 정속/차단이나 회전방향을 선택할 수 있는 구동식 무한궤도를 전륜으로 하는 휠체어를 제공하는 것이다.
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상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 휠체어는, 도 2에 도시된 바와같이, 좌우 대칭으로 차체 프레임(100)의 우측 차체 프레임(101) 및 좌측 차체 프레임(102)의 구성이 동일하고, 상기 좌측 차체 프레임(101) 및 우측 차체 프레임(102)에 장착되는 구동후륜(701) 및 무한궤도장치(150)의 구성이 동일하여, 어느 한쪽만을 설명하기로 한다.도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 구동식 무한궤도를 전륜으로 하는 휠체어는 무한궤도장치(150)가 구동후륜(701)의 전방에 배치되도록 상기 무한궤도장치(150)의 제 1, 제 2 및 제 3 원통형 바퀴(146, 147, 148)가 차체 프레임(100)의 하부 가로부재(111) 선단에 형성된 장착부(112a, 112b, 112c)에 회전 가능하게 장착되고, 상기 무한궤도장치(150)의 제 1 원통형 바퀴(146)가 동력전달장치(500)에 의해 구동후륜(701)로부터 동력을 전달받음으로써, 구동후륜(701)이 회전할 때, 제 1 원통형 바퀴(146)의 회전동력에 의해 무한궤도장치(150)의 가요성 벨트(149)가 궤도순환운동을 한다.상기 무한궤도장치(150)는 중심에 회동축이 마련된 제 1, 제 2 및 제 3 원통형 바퀴(146,147,148)의 원주면에 안내 홈이 설시되어 적어도 한 개의 가요성 벨트(149)가 순환운동이 가능하게 장착된다. 상기 가요성 벨트는 제 1, 제 2 및 제 3 원통형 바퀴(146,147,148)에 의해 역삼각형을 형성하고, 두변의 한 내각이 둔각을 이루어, 이중 어느 한 변이 지면력을 받도록 지면과 평행하고, 다른 한 변이 지면 경사각(a ; 도 2 참조)을 갖는다. 이것에 의해, 무한궤도장치(150)는 가요성 벨트(149)가 동력전달장치(500)을 통해 구동후륜(701)로부터 전달받는 제 1 원통형 바퀴(146)의 회전동력에 의해 전진 방향으로 궤도순환운동을 한다.상기 동력전달장치(500)는 구동 스프라켓(140)이 구동 후륜(701)의 휠 허브(203)에 연결되어, 상기 구동 스프라켓(140)이 구동 후륜(701)의 휠 허브(203)와 연동되고, 상기 구동 스프라켓(140)과 제 1 전동 스프라켓(142)가 가요성 전동벨트(141)에 의해 연결되고, 상기 제 1 전동 스프라켓과 제 2 전동 스프라켓(143)이 보스에 의해 연결되고, 상기 제 2 전동 스프라켓(143)과 제 3 전동 스프라켓(145)가 체인(144)에 의해 연결되고, 상기 제 3 전동 스프라켓(145)이 무한궤도장치(150)의 제 1 원통형 바퀴(146)에 장착된다.상기 제 1 전동 스프라켓(142)은 구동 후륜(701)의 지면주행속도와 무한궤도장치(150)의 지면주행속도가 같아지도록 회전비가 조정된다.이것에 의해, 상기 동력전달장치(500)는 구동 후륜(701)이 회전할 때, 상기 구동 스프라켓(140)이 구동 후륜(701)과 함께 회전되고, 상기 구동 스프라켓의 회전동력이 가요성 전동벨트(141)에 의해 제 1 전동 스프라켓(143)으로 전달되고, 상기 제 1 전동 스프라켓(143)이 회전할 때, 제 2 전동 스프라켓(143)이 제 1 전동 스프라켓(143)과 함께 회전되고, 상기 제 2 전동 스프라켓(143)의 회전동력이 체인(144)에 의해 제 3 전동 스프라켓(145)으로 전달되어, 제 3 전동 스프라켓(145)이 회전되고, 상기 제 3 전동 스프라켓(145)의 회전동력에 의해 무한궤도장치(150)의 제 1 원통형 바퀴(146)가 회전하게 된다.상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 구동식 무한궤도를 전륜으로 하는 휠체어는 무한궤도장치(150)의 가요성 벨트(149)가 동력전달장치(500)을 통해 구동후륜(701)의 동력을 제 1 원통형 바퀴(146)로 전달받아 궤도순환운동을 함으로써, 자전력에 의해 경사지면을 타고 올라서게 되어 휠체어에 탄 장애자의 적은 힘으로도 장애물을 쉽게 넘을 수 있으며, 장애물을 등판할 때, 구동후륜의 지면 미끄러짐에 상관없이 가요성 벨트(149)가 전진력을 받을 수 있어, 등판력이 우수하며, 장애물 등판에 안정적이다.도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 구동식 무한궤도를 전륜으로 하는 휠체어는 전진할 때, 좌측 또는 우측으로 조향되지 못하는 단점을 해결하기 위해 차체 프레임(100)에 연결되는 보조 프레임(120)과, 상기 보조 프레임(120)에 장착되는 승강식 캐스터 장치(400)을 더 포함한다.상기 보조 프레임(120)은 "ㄷ" 형상의 제 1 부재(121)와 제 2 부재(122)가 중심핀(135)에 의해 X형상으로 결합되어 서로 접철될 수 있고, 중심핀(135)에 의한 제 1 부재(121)와 제 2 부재(122)의 절점부 하부에 보조 접철부재(136)가 장착되고, 연결핀 부재(129)에 의해 차체 프레임(100)에 결합된다.이것에 의해, 상기 보조 프레임(120)은 좌측 차체 프레임(101)과 우측 차체 프레임(102)이 접혀질 때, 제 1 부재(121)와 제 2 부재(122)가 중심핀(135)을 중심으로 좌측 차체 프레임(101)과 우측 차체 프레임(102)과 함께 접혀질 수 있다.도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 승강식 캐스터 장치(400)는 너클 실린더(407)의 중공부에 캐스터(401)의 조향축(405)이 끼워지고, 상기 너클 실린더(407)와 조향축(405) 사이에 부싱(402)이 배치되고, 상기 부싱(402)의 상단에 제 1 와셔(403a)가 배치되어, 상기 제 1 와셔(403a)에 조향축(405)의 어깨부와 부싱(402)의 상단이 걸리고, 상기 제 1 와셔(403a)의 상부에 배치되는 너트(406)가 조향축(405)의 상단부에 체결되고, 상기 조향축(405)에 끼워져 상기 조향축(405)의 하단에 배치되는 제 2 와셔(403b)가 부싱(402)을 지지하고, 상기 조향축(405)에 끼워지는 스프링(414)이 제 2 와셔(403b)와 너클 실린더(407) 사이에 배치되고, 상기 제 2 와셔(403)의 측부에 케이블 홀더(413 ; 도 4 참조)가 부착되고, 상기 케이블 홀더(413)에 케이블(412)이 결합된다.상기 케이블(412)은, 도 5에 도시된 바와같이, 차체 프레임(101)에 장착된 케이블 견인 라체트 장치(250)에 연결된다.도 6을 참조하면, 상기 케이블 견인 라체트 장치(250)는 레버의 어느 한 위치에서 라체트암(253)이 라체트 휠에 맞물려, 임의 회전각 위치에서의 정지되고 또 그 작동 레버 부재 내부에 강선(254)이 삽입되어 그 한 끝단은 상기 라체트암(253)의 일단에서 회전되게 연결되고 다른 끝단은 레버(250) 상단에 마련된 누름 보턴(255)이 탄성 스프링(256)의 탄발력이 작용되게 연결되어, 누름 보턴을 눌러 탄발력에 대항하는 힘을 가하면 상기 라체트 암(253)이 연동되어 상기 톱니바퀴에서 물림상태가 해제되어서 라체트 기어의 물림과 해제 조작이 가능하게 구성된다.도 4를 다시 참조하면, 상기 조향축(405)은 부싱(402)에 의해 너클 실린더(407)에 대해 상대회전할 수 있어, 상기 조향축(405)에 장착된 케스터(401)가 360도 자유롭게 회전할 수 있다. 미설명한 도면부호 404는 베어링이다.또한, 도 4를 참조하면, 상기 승강식 캐스터 장치(400)는 너클 실린더(407)가 브라켓(411)의 중공구멍에 끼워져 고정되고, 상기 브라켓(411)에 장착되는 제 1 봉재(409)가 너클 실린더(407)에 대해 직각으로 배치되고, 상기 제 1 봉재(409)가 보조 프레임(120)을 중심핀(135 ; 도 3 참조)의 중공부에 끼워지고, 상기 브라켓(411)의 장착구멍(415)에 너클핀(408)이 끼워져, 상기 너클핀(408)이 브라켓(411)에 대해 상대적으로 상하운동을 할 수 있고, 상기 너클핀(408)에 직각으로 부착된 제 2 봉재(410)가 보조 접철부재(136)의 중심축 중공부에 끼워진다. 이것에 의해, 상기 승강식 캐스터 장치(400)는 보조 프레임(120, 121)에 장착된다.상기와 같이 구성된 승강식 캐스터 장치(400)는 케이블 견인 라체트 장치(250)에 의해 케이블(412)이 위로 당겨지면, 케이블 홀더(413)가 상승되면서, 상기 케이블 홀더(413)와 일체인 제 2 와셔(403b)가 위로 상승하게 되고, 상기 제 2 와셔(403b)가 상승하는 과정에서 스프링(414)을 압축할 뿐만 아니라 상기 제 2 와셔(403b)가 부싱(402)를 위로 밀게 되고, 이것에 의해, 부싱(402)이 제 1 와셔(403a)를 밀고, 조향축(405)의 상단에 체결된 너트(406)을 위로 밀어, 조향축(405)이 너클 실린더(407)에 대해 상대적으로 위로 상승하게 된다. 이것에 의해, 조향축(405)의 하단에 장착된 캐스터(401)가 지면에서 상승하게 된다. 이후, 케이블 견인 라체트 장치(250)을 리턴시켜 케이블(412)의 견인력이 제거되면, 압축되었던 스프링(414)의 탄성력에 의해 조향축(405) 및 캐스터(401)가 하강하게 된다. 이것에 의해, 상기 캐스터(401)가 하강하면, 상기 캐스터의 배치높이가 무한궤도장치(150)의 배치높이보다 낮아 캐스터(401)가 지면에 닿게되고, 상기 캐스터(401)가 상승되면, 상기 캐스터의 배치높이가 무한궤도장치(150)의 배치높이보다 높게 되어, 무한궤도장치(150)가 지면에 닿게된다.도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 구동식 무한궤도를 전륜으로 하는 휠체어는 구동후륜(701)에서 동력전달장치(500)를 통해 무한궤도장치(150)로 동력이 전달되는 것을 단속하고, 구동후륜(701)의 회전방향을 선택하기 위해 구동후륜(701)의 휠허브(203)에 내장되는 클러치 장치(200)를 더 포함한다.상기 클러치 장치(200)는 휠 허브(203)의 내주면에 제 1 캠 블록(215)의 외주면이 안내홈으로 결합되고, 상기 제 1 캠블록(215)의 일측면에 제 2 캠 블록(226)이 볼트(도시하지 않음)에 의해 결합되고, 상기 제 2 캠블록(226)의 일측면에 베어링 플레이트(236)가 볼트에 의해 결합되고, 상기 휠 허브(203)에서 돌출된 베어링 플레이트(236)의 나선 체결부에 조임캡(237)이 체결되어, 상기 제 1 캠블록(215), 제 2 캠블록(226) 및 베어링 플레이트(236)가 휠 허브(203)에 내장되고, 상기 제 1 캠 블록(215)의 중공구멍에 제 1 라체트 기어(211)가 형성된 라체트 케이스(210)가 끼워져 상기 제 1 라체트 기어(211)가 제 1 캠 블록(215)의 일측면에 형성된 라체트 아암 장착홈(216)에 근접하게 배치되고, 상기 라체트 케이스(210)의 후단 장착부가 동력전달장치의 구동 스프라켓(140)의 센터에 결합되고, 상기 라체트 케이스(210)의 중공부를 관통하는 센터 샤프트(208)의 제 2 라체트 기어(209)가 제 2 캠 블록(226)의 라체트 아암 장착홈(228)에 근접하게 배치되고, 상기 제 2 캠 블록(226)을 통해 제 1 캠 블록(215)의 제 1 및 제 2 캠로드 장착홈(219a, 219b)에 릴리프 포크(220)가 끼워지고, 상기 릴리프 포크(220)의 제 1 및 제 2 캠로드(221, 222)에 형성된 중공홈에 스프링(224)이 각각 장착되고, 상기 센터 샤프트(208)의 중공부를 통과하는 케이블(240)의 선단이 케이블 홀더(202)에 연결되어, 케이블(240)이 당겨지면, 상기 케이블 홀더(202)가 릴리프 포크(220)의 원판부(225)를 제 1 캠블록(215) 쪽으로 밀게 되고, 상기 제 1 캠블록(215)의 라체트 아암 장착홈(216)에 제 1 및 제 2 라체트 아암(217a, 217b)의 일단이 장착되고, 상기 라체트 아암(217a, 217b)의 타단이 스프링(218a, 218b)에 의해 각각 지지되고, 상기 제 2 캠블록(226)에 제 3 라체트 아암(217c)의 일단이 장착되고, 상기 제 3 라체트 아암(217c)의 타단이 스프링(218c)에 의해 지지되어, 상기 릴리프 포크(220)의 캠로드(221, 222) 작용에 의해 상기 제 1 및 제 2 라체트 아암(217a, 217b)이 제 1 라체트 기어(211)에 결합되거나 제 1 라체트 기어(211)와의 결합이 해제되고, 제 3 라체트 아암(217c)이 제 2 라체트 기어(209)에 결합되거나 제 2 라체트 기어(209)와의 결합이 해제된다.도 9a 내지 도 9c를 참조하면, 상기 릴리프 포크(220)는 원판부(225)에 제 1 캠로드(221) 및 제 2 캠로드(222)가 배치되고, 제 1 캠로드(221)는 원형부(221a)와, 상기 원형부(221a)보다 직경이 작은 면취부(221b)가 일체로 형성되고, 제 2 캠로드(222) 또한 원형부(222a)와, 상기 원형부(222a)보다 직경이 작은 면취부(222b)가 일체로 형성된다. 이것에 의해, 제 1 및 제 2 라체트 아암(217a)이 제 1 캠로드(221)의 면취부(221b)에 배치되면 제 1 라체트 기어(211)와 록킹되고, 제 1 캠로드(221)의 원형부(221a)에 배치되면 제 1 라체트 기어(211)와의 록킹이 해제된다. 그리고, 제 3 라체트 아암(217c) 또한 제 2 캠로드(222)의 면취부(222b)에 배치되면 제 2 라체트 기어(209)와 록킹되고, 제 2 캠로드(222)의 원형부(222a)에 배치되면 제 2 라체트 기어(209)와의 록킹이 해제된다.상기 제 3 라체트 아암(217c)은 제 2 라체트 기어(209)와 록킹되면, 구동후륜(701)의 전진에 영향을 주지 않고, 구동후륜의 후진이 방지되도록 제 2 캠블록(226)에 장착된다.상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 클러치 장치(200)의 작동을 도 9a 내지 도 9c 그리고, 도 10a 내지 도 10c를 참조하여 설명하기로 한다.클러치 장치(200)의 록킹하기 위해 케이블 견인 라체트 장치(250 ; 도 6 참조)를 최대로 잡아당기면, 상기 케이블(240)에 연결된 케이블 홀더(202)를 도 9a 및 도 10a에 도시된 바와같이, 화살표(271) 방향으로 잡아당기게 되어, 상기 케이블 홀더(202)가 릴리프 포크(220)의 원판부(225)를 화살표(271) 방향으로 밀게 된다. 이때, 릴리프 포크(220)의 제 1 캠로드(221) 및 제 2 캠로드(222)의 중공부에 장착된 스프링(224)이 압축되고, 제 1 및 제 2 라체트 아암(217a, 217b)가 제 1 캠로드(221)의 면취부(221b)에 위치하게 됨으로서, 제 1 및 제 2 라체트 아암(217a, 217)과 제 1 라체트 기어(211)가 록킹 상태가 되고, 제 3 라체트 아암(217c)이 제 2 캠로드(222)의 면취부(222b)에 위치되어 제 3 라체트 아암(217c)와 제 2 라체트 기어(209)가 록킹 상태가 된다.이것에 의해, 구동후륜(701)에 장착된 휠 허브가 회전할 때, 위와같이 클러치 장치(200)가 록킹되어, 상기 구동후륜(701)과 같은 속도로 회전하는 휠 허브(203)의 회전동력이 라체트 케이스(210)와 결합된 구동 스프라켓(140)으로 전달되고, 제 2 캠블록(226)과 센터 샤프트(208)가 록킹되어, 휠 허브(201)가 후진될 수 없게 된다.그리고, 도 9b 및 도 10b에 도시된 바와같이, 케이블 견인 라체트 장치(250)를 2/3 정도만 잡아당기면, 제 1 및 제 2 라체트 아암(217a, 217b)이 제 1 캠로드(221)의 면취부(221b)에 배치되어, 제 1 및 제 2 라체트 아암(217a, 217b)과 제 1 라체트 기어(211)가 록킹되고, 제 3 라체트 아암(217c)이 제 2 캠로드(222)의 원형부(222a)에 위치되어 제 3 라체트 아암(217c)와 제 2 라체트 기어(209)가 언록킹 상태가 된다.이것에 의해, 구동후륜(701)에 장착된 휠 허브(203)가 회전할 때, 상기 휠 허브(203)에 결합된 제 1 캠 블록(215)이 라체트 케이스(210)와 함께 회전하게 됨으로써, 라체트 케이스(210)와 결합된 구동 스프라켓(140)으로 구동후륜(710)의 동력이 전달되고, 제 3 라체트 아암(217b)과 제 2 라체트 기어(209)의 언록킹으로 인하여 제 2 캠블록(226)이 제 1 캠 블록(215)과 함께 자유롭게 회전할 수 있어, 휠체어를 후진이 자유롭게 된다.마지막으로 도 9c 및 도 10c에 도시된 바와같이, 케이블 견인 라체트 장치(250)를 잡아당기지 않으면, 스프링(224)의 탄성력에 의해 제 1 및 제 2 라체트 아암(217a, 217b)이 제 1 캠로드(221)의 원형부(221a)에 배치되어, 제 1 및 제 2 라체트 아암(217a, 217b)이 제 1 라체트 기어(211)와 언록킹되고, 마찬가지로 제 3 라체트 아암(217c)과 제 2 라체트 기어(209)가 언록킹된다. 이것에 의해, 구동후륜(701)에 장착된 휠 허브(203)가 회전할 때, 상기 휠 허브(203)에 결합된 제 1 캠블록(215)이 라체트 케이스(210)에 대해 상대회전하게 됨으로써, 라체트 케이스(210)와 결합된 구동 스프라켓(140)으로 구동후륜(701)의 동력이 전달되지 않고, 휠체어가 후진될 수 있다.
상기와 같이 구성되고 작동하는 본 발명에 따른 구동식 무한궤도를 전륜으로 하는 휠체어는 케이블 견인 라체트 장치(250)의 핸들을 위로 완전히 잡아 당기면, 클러치 장치(200)에 의해 구동후륜(701)의 동력이 동력전달장치(500)의 구동 스프라켓(140)으로 전달되고, 이때, 케이블 견인 라체트 장치(250)에 의해 캐스터가 상승하여 무한궤도장치(150)의 벨트가 지면에 닿게 됨으로서, 무한궤도장치(150)가 장애물을 등판력할 때, 캐스터(401)가 무한궤도장치(150)의 작동을 간섭하지 않게 된다.그리고, 케이블 견인 라체트 장치(250)의 핸들을 위로 잡아 당기지 않았을 때, 클러치 장치(200)에 의해 구동후륜(701)의 동력이 동력전달장치(500)의 구동 스프라켓(701)으로 전달되지 않게 되어, 무한궤도장치(150)로 구동후륜(701)의 동력이 전달되지 않는다. 이때, 케이블 견인 라체트 장치(250)에 의해 캐스터(401)가 하강하여 캐스터(401)가 지면에 닿고 무한궤도장치(150)가 지면에서 이격된다.
위에서 설명한 바와같이, 본 발명에 따른 무한궤도바퀴를 전륜으로 하여 휠체어는 장애인이 조력자의 도움 없이 주행 노면 상에서 마주치는 도로 인도 경계석 정도의 단차를 무한궤도장치를 이용하여 쉽게 등판할 수 있고, 노면 함몰부나 전동열차 출입 바닥(floor)과 플래트홈과의 틈새를 용이하게 횡단할 수 있으며, 승강식 캐스터를 접철식 "X"자형 프레임으로 지지하여 기존처럼 부드러운 평지 조향 기능을 선택적으로 유지하고, 오르막 수동등판시 구동륜에서 손을 놓아도 바퀴가 후진 방지되어 안전하게 지속적인 등판 운전이 가능하고, 장애자가 보조자 없이 혼자서도 옥내 외의 단차나 경사 등의 장애물을 극복하여 안전하고 용이하게 옥외 활동 범위를 혁신적으로 넓혀 사용할 수 있어, 장애인의 사회 참여기회를 높일 수 있는 유용한 효과가 있다.
도 1은 종래의 휠체어를 도시한 사시도
도 2는 본 발명에 따른 구동식 무한궤도를 전륜으로 하는 휠체어를 도시한 사시도
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도 3은 본 발명에 따른 구동식 무한궤도를 전륜으로 하는 휠체어의 조립 계통도
도 4는 도 3의 승강식 캐스터를 도시한 조립 단면도
도 5는 승강식 캐스터 장치가 케이블에 의해 케이블 견인 라체트 장치와 연결되는 예를 도시한 개략도
도 6은 케이블 견인 라체트 장치의 조립 단면도
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도 7은 본 발명에 따른 클러치 장치의 조립 단면도
도 8은 도 7의 클러치 장치를 도시한 조립 계통도도 9a 및 도 9b는 릴리프 포크와 라체트 기어의 결합 상태를 도시한 작동 설명도도 10a 내지 도 10c는 도 7에 도시된 클러치 장치의 작동 설명도
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Claims (10)

  1. 무한궤도장치(150)가 구동후륜(701)의 전방에 배치되도록 상기 무한궤도장치(150)의 제 1, 제 2 및 제 3 원통형 바퀴(146, 147, 148)가 차체 프레임(100)의 하부 가로부재(111) 선단에 형성된 장착부(112a, 112b, 112c)에 회전 가능하게 장착되고, 상기 무한궤도장치(150)의 제 1 원통형 바퀴(146)가 동력전달장치(500)에 의해 구동후륜(701)로부터 동력을 전달받음으로써, 구동후륜(701)이 회전할 때, 제 1 원통형 바퀴(146)의 회전동력에 의해 무한궤도장치(150)의 가요성 벨트(149)가 궤도순환운동을 하는 것을 특징으로 하는 구동식 무한궤도를 전륜으로 하는 휠체어.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 동력전달장치(500)는 구동 스프라켓(140)이 구동 후륜(701)의 휠 허브(203)에 연결되어, 상기 구동 스프라켓(140)이 구동 후륜(701)의 휠 허브(203)와 연동되고, 상기 구동 스프라켓(140)과 제 1 전동 스프라켓(142)가 가요성 전동벨트(141)에 의해 연결되고, 상기 제 1 전동 스프라켓과 제 2 전동 스프라켓(143)이 보스에 의해 연결되고, 상기 제 2 전동 스프라켓(143)과 제 3 전동 스프라켓(145)가 체인(144)에 의해 연결되고, 상기 제 3 전동 스프라켓(145)이 무한궤도장치(150)의 제 1 원통형 바퀴(146)에 장착되는 것을 특징으로 하는 구동식 무한궤도를 전륜으로 하는 휠체어.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 전동 스프라켓(142)은 구동 후륜(701)의 지면주행속도와 무한궤도장치(150)의 지면주행속도가 같아지도록 회전비가 조정되는 것을 특징으로 하는 구동식 무한궤도를 전륜으로 하는 휠체어.
  4. 제 1 항에 있어서,
    휠체어가 전진할 때, 좌측 또는 우측으로 조향되지 못하는 단점을 해결하기 위해 차체 프레임(100)에 연결되는 보조 프레임(120)과, 상기 보조 프레임(120)에 장착되는 승강식 캐스터 장치(400)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구동식 무한궤도를 전륜으로 하는 휠체어.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 보조 프레임(120)은 "ㄷ" 형상의 제 1 부재(121)와 제 2 부재(122)가 중심핀(135)에 의해 X형상으로 결합되어 서로 접철될 수 있고, 중심핀(135)에 의한 제 1 부재(121)와 제 2 부재(122)의 절점부 하부에 보조 접철부재(136)가 장착되고, 연결핀 부재(129)에 의해 차체 프레임(100)에 결합되는 것을 특징으로 하는 구동식 무한궤도를 전륜으로 하는 휠체어.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 승강식 캐스터 장치(400)는 너클 실린더(407)의 중공부에 캐스터(401)의 조향축(405)이 끼워지고, 상기 너클 실린더(407)와 조향축(405) 사이에 부싱(402)이 배치되고, 상기 부싱(402)의 상단에 제 1 와셔(403a)가 배치되어, 상기 제 1 와셔(403a)에 조향축(405)의 어깨부와 부싱(402)의 상단이 걸리고, 상기 제 1 와셔(403a)의 상부에 배치되는 너트(406)가 조향축(405)의 상단부에 체결되고, 상기 조향축(405)에 끼워져 상기 조향축(405)의 하단에 배치되는 제 2 와셔(403b)가 부싱(402)을 지지하고, 상기 조향축(405)에 끼워지는 스프링(414)이 제 2 와셔(403b)와 너클 실린더(407) 사이에 배치되고, 상기 제 2 와셔(403)의 측부에 케이블 홀더(413)가 부착되고, 상기 케이블 홀더(413)에 케이블(412)이 결합되는 것을 특징으로 하는 구동식 무한궤도를 전륜으로 하는 휠체어.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 승강식 캐스터 장치(400)는 너클 실린더(407)가 브라켓(411)의 중공구멍에 끼워져 고정되고, 상기 브라켓(411)에 장착되는 제 1 봉재(409)가 너클 실린더(407)에 대해 직각으로 배치되고, 상기 제 1 봉재(409)가 보조 프레임(120)을 중심핀(135)의 중공부에 끼워지고, 상기 브라켓(411)의 장착구멍(415)에 너클핀(408)이 끼워져, 상기 너클핀(408)이 브라켓(411)에 대해 상대적으로 상하운동을 할 수 있고, 상기 너클핀(408)에 직각으로 부착된 제 2 봉재(410)가 보조 접철부재(136)의 중심축 중공부에 끼워지는 것을 특징으로 하는 구동식 무한궤도를 전륜으로 하는 휠체어.
  8. 제 1 항에 있어서,
    구동후륜(701)에서 동력전달장치(500)를 통해 무한궤도장치(150)로 동력이 전달되는 것을 단속하고, 구동후륜(701)의 회전방향을 선택하기 위해 구동후륜(701)의 휠허브(203)에 내장되는 클러치 장치(200)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구동식 무한궤도를 전륜으로 하는 휠체어.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 클러치 장치(200)는 휠 허브(203)의 내주면에 제 1 캠 블록(215)의 외주면이 안내홈방식으로 결합되고, 상기 제 1 캠블록(215)의 일측면에 제 2 캠 블록(226)이 볼트에 의해 결합되고, 상기 제 2 캠블록(226)의 일측면에 베어링 플레이트(236)가 볼트에 의해 결합되고, 상기 휠 허브(203)에서 돌출된 베어링 플레이트(236)의 나선 체결부에 조임캡(237)이 체결되어, 상기 제 1 캠블록(215), 제 2 캠 블록(326) 및 베어링 플레이트(236)가 휠 허브(203)에 내장되고, 상기 제 1 캠 블록(215)의 중공구멍에 제 1 라체트 기어(211)가 형성된 라체트 케이스(210)가 끼워져 상기 제 1 라체트 기어(211)가 제 1 캠 블록(215)의 일측면에 형성된 라체트 아암 장착홈(216)에 근접하게 배치되고, 상기 라체트 케이스(210)의 후단 장착부가 동력전달장치의 구동 스프라켓(140)의 센터에 결합되고, 상기 라체트 케이스(210)의 중공부를 관통하는 센터 샤프트(208)의 제 2 라체트 기어(209)가 제 2 캠 블록(226)의 라체트 아암 장착홈(228)에 근접하게 배치되고, 상기 제 2 캠 블록(226)을 통해 제 1 캠 블록(215)의 제 1 및 제 2 캠로드 장착홈(219a, 219b)에 릴리프 포크(220)가 끼워지고, 상기 릴리프 포크(220)의 제 1 및 제 2 캠로드(221, 222)에 형성된 중공홈에 스프링(224)이 각각 장착되고, 상기 센터 샤프트(208)의 중공부를 통과하는 케이블(240)의 선단이 케이블 홀더(202)에 연결되어, 케이블(240)이 당겨지면, 상기 케이블 홀더(202)가 릴리프 포크(220)의 원판부(225)를 제 1 캠블록(215) 쪽으로 밀게 되고, 상기 제 1 캠블록(215)의 라체트 아암 장착홈(216)에 제 1 및 제 2 라체트 아암(217a, 217b)의 일단이 장착되고, 상기 라체트 아암(217a, 217b)의 타단이 스프링(218a, 218b)에 의해 각각 지지되고, 상기 제 2 캠블록(226)에 제 3 라체트 아암(217c)의 일단이 장착되고, 상기 제 3 라체트 아암(217c)의 타단이 스프링(218c)에 의해 지지되어, 상기 릴리프 포크(220)의 캠로드(221, 222) 작용에 의해 상기 제 1 및 제 2 라체트 아암(217a, 217b)이 제 1 라체트 기어(211)에 결합되거나 제 1 라체트 기어(211)와의 결합이 해제되고, 제 3 라체트 아암(217c)이 제 2 라체트 기어(209)에 결합되거나 제 2 라체트 기어(209)와의 결합이 해제되는 것을 특징으로 하는 구동식 무한궤도를 전륜으로 하는 휠체어.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 3 라체트 아암(217c)은 제 2 라체트 기어(209)와 록킹되면, 구동후륜(701)의 전진에 영향을 주지 않고, 구동후륜의 후진이 방지되도록 제 2 캠블록(226)에 장착되는 것을 특징으로 하는 구동식 무한궤도를 전륜으로 하는 휠체어.
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