KR100580611B1 - 조향장치와 구동장치를 갖춘 휠체어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구동장치와 조향장치를 갖춘 휠체어에 관한 것으로, 그 주된 목적은 사용자 즉, 장애인 스스로의 힘으로도 휠체어의 사용이 가능하도록 함과 동시에 오르막에서도 용이하게 가능하여 장애인의 편의를 극대화하는데 있다.

이를 위한 본 발명에 따른 휠체어는 메인 프레임의 하단 중앙부에 마련된 조향 바퀴와, 메인 프레임 일측에 수직방향으로 배치되며 상기 조향 바퀴가 사용자가 소망하는 방향으로 이동할 수 있도록 회동시키는 조향장치와, 이 조향장치의 대향하는 타측에 배치되며 상기 조향 바퀴의 중심축과 연결되어 휠체어를 전방으로 이동시키는 구동장치를 포함하여 이루어진다.

이에 따라, 다른 사람의 도움 없이도 오르막길을 용이하게 이동하도록 함과 동시에 이동방향의 전환이 자유로워 장애인의 편의를 극대화한 이점이 있다.

휠체어, 조향장치, 구동장치, 구동기어, 종동 기어, 조향 바퀴.

Description

조향장치와 구동장치를 갖춘 휠체어{WHEEL CHAIR HAVE THE STEERING AND WORKING EQUIPMENT }

도 1은 종래 휠체어를 보인 사시도이고,

도 2의 가)와 나)는 본 발명에 따른 휠체어의 일측면도와 평면도를 보인 것이고,

도 3는 도 2 "Ⅱ"선에서 바라본 정면도이고,

도 4는 본 발명에 따른 휠체어의 구동장치 구성을보인 분해사시도이고,

도 5는 도 4 "Ⅲ"-"Ⅲ"에서 바라본 일측면도로서, 본 발명에 따른 휠체어의 구동기어와 종동기어의 작용을 보인 것이고,

도 6는 본 발명에 따른 휠체어 클러치의 작용을 보인 일측면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

1;휠체어10;손잡이

20;메인프레임21;주행바퀴

30;시트100;조향바퀴

200;조향장치210;조향핸들

220;풀리230;연결수단

300;구동장치301;클러치레버

302;플렉시블 케이블303;록커

304;라쳇기어305내치기어

310;하우징330;구동기어

350;구동축351;일방향 스토퍼

370;종동기어390;구동핸들

본 발명은 휠체어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 휠체어의 후방에서 보조자의 도움 없이도 사용자 스스로 오르막길에서 전방으로 이동할 수 있고, 자유자재로 방향전환이 가능하도록 한 구동장치와 조향장치를 갖춘 휠체어에 관한 것이다.
일반적으로 하반신의 움직임이 자유롭지 못한 장애인이 주로 사용하는 휠체어에 대해서는 여러 가지 제품이 알려져 있다. 예를 들면, 도1에 도시한 바와 같이 휠체어(1)가 그 대표적인 것으로 그 내용은 다음과 같다.
종래의 휠체어는 후방을 향해 수평상으로 손잡이(10)가 마련된 메인 프레임(20)의 양측에 대칭형으로 주행 바퀴(21)가 배치되며, 이 주행 바퀴(21)의 일측에는 링 형상의 구동 손잡이(22)가 마련되어 있다. 한편, 메인 프레임(20)의 하단 양측에는 전후 방향뿐만 아니라 좌우 방향으로도 회동 가능한 조향 바퀴(30)가 마련되어 있다.
따라서, 보조자가 휠체어(1) 후방에 수평으로 돌출된 손잡이(10)를 잡고 전방으로 밀어 사용자가 가고자 하는 방향으로 이동하며 보조자의 조작에 의해 조향바퀴(30)가 움직이며 방향을 전환하는 것이다. 한편, 주행 바퀴(21)의 일측에 마련된 구동 손잡이(22)를 사용자가 직접 작동하여 스스로 이동할 수도 있다.
그러나, 상기한 바와 같이 종래의 휠체어는 사용자가 구동 손잡이를 지속적으로 잡고 돌려야 이동이 가능하므로 과다한 체력소모가 수반되는 문제가 있었다.
또한, 오르막길에서는 휠체어와 이를 사용하는 사용자의 중량으로 인해 휠체어가 역방향으로 이동되므로 다른 사람의 도움 없이는 자력으로 오르막길을 올라가는 것이 불가능하다.
또한, 상기한 바와 같은 문제로 전동식 휠체어가 개발되었으나, 그 사용상의 편리성에도 불구하고 가격이 고가로 형성되어 널리 공급되지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 오르막길에서도 용이하게 등판이 가능하도록 하여 휠체어를 사용하는 사용자 즉, 장애인의 편의를 도모하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 사용자 스스로 오르막길을 올라갈 수 있도록 하는 휠체어를 저가에 널리 공급할 수 있도록 하는 데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 조향장치와 구동장치를 갖춘 휠체어는, 후방을 향해 수평상으로 손잡이가 마련되며 양측에 대칭형으로 주행바퀴가 배치된 메인 프레임과, 상기 메인 프레임 중앙에 사용자가 앉을 수 있도록 시트가 마련된 휠체어에 있어서, 상기 휠체어는, 상기 메인 프레임의 하단 중앙부에 마련되고 상부에 조향 브라켓이 고정된 하우징이 외형을 감싸고 있는 조향 바퀴; 상기 메이 좌인 프레임의 일측에 조향 핸들우로 회동할 수 있도록 수직상으로 힌지 결합되고,상기 조향 핸들 하단에 풀리가 배치되며, 상기 풀리에 감겨지는 연결수단의 양단이 조향 바퀴 상단의 조향 브라켓에 접속된 조향장치; 및 상기 조향장치의 대향하는 타측에 배치되며, 상기 조향바퀴의 중심축과 연결되어 휠체어를 전방으로 이동시키는 구동장치를 포함하되, 상기 구동장치는 상기 조향바퀴의 외형을 감싸도록 배치된 하우징과, 상기 하우징 내측상부에 배치되는 구동기어와, 상기 구동기어의 중심에 축 결합되되, 어느 일측으로 회전할 때만 구동기어에 동력을 전달하도록 일방향 스톱퍼가 적어도 하나 이상 배치된 구동축과, 상기 구동기어의 하측에 치합되도록 배치되며 상기 조향바퀴의 중심에 연결되어 상기 구동기어의 회전에 의해 연동하는 종동기어와, 상기 구동축과 유니버설 조인트에 의해 연결되며 상기 조향장치에 대향하는 타측에 수직으로 배치된 구동핸들로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 구동기어의 내주면에 적어도 3개 이상의 내치기어가 치합되고, 상기 내치기어에 연동되도록 라쳇 기어가 결합되며, 상기 라쳇 기어의 외주면에 라켓기어가 어느 한 방향으로 회전하도록 구속하는 록커가 배치되며, 상기 록커의 단부에 연결된 플렉시블 케이블이 클러치 레버에 연결되어 록커의 의해 라쳇기어가 어느 한 방향으로 회전할 수 있도록 조절하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
도2의 가)와 나)는 본 발명에 따른 휠체어의 평면 및 측면도이고, 도3은 도2의 휠체어의 정면도이며, 도4는 본 발명에 따른 휠체어의 구동장치 구성을 보인 분해 사시도이며, 도5는 본 발명에 따른 휠체어의 구동기어와 종동기어의 작용을 보인 것이며, 도6은 본 발명에 따른 휠체어 클러치의 작용을 보인 일측면도이다.
이하의 구체적인 설명에서는 편의상 종래의 구성과 동일한 구성은 동일명칭과 부호를 붙여 설명한다.
도2와 도3을 참조하면, 본 발명에 따른 조향장치와 구동장치를 갖춘 휠체어(1)(이하, "휠체어"라 칭한다.)는 환형의 파이프를 소정형상으로 절곡 성형하여 이루어지는 메인 프레임(20)과, 이 메인 프레임(20)의 후방 양측에 대칭형으로 배치된 주행 바퀴(21)로 이루어지며, 상기한 메인 프레임(20)의 전방 중앙에 배치된 조향 바퀴(100)와, 이 조향 바퀴(100)를 사용자가 이동하고자 하는 방향으로 회동시키는 조향장치(200)와, 이 조향장치(200)의 대향하는 타측에 배치된 구동장치(300)로 대별된다(이하, 메인 프레임(20)과 주행 바퀴(21)는 종래의 기술적 구성과 실질적으로 동일하므로 설명을 생략한다.).
조향 바퀴(100)는 휠체어(1)의 전방 중앙에 배치되며 수직선상에 좌우로 회동할 수 있도록 배치되며, 중심축에는 후술하는 구동장치(300)의 종동 기어(370)가 배치되며, 외측에는 하우징(310)이 배치된다. 이 하우징(310)의 상측에는 조향 브라켓(205)이 배치되며, 이 조향 브라켓(205)에 조향장치(200)가 연결되어 있다.
조향장치(200)는 메인 프레임(20)의 일측에 좌우로 회동할 수 있도록 조향 핸들(210) 수직상으로 힌지 결합되며, 이 조향핸들(210) 하단에 풀리(220)가 축결합되고, 이 풀리(220)를 도르레식으로 연결수단(230)이 감겨져 있으며, 이 연결수단(230)의 양단은 상기한 조향 브라켓(205)과 연결되는 것이다.
따라서, 조향 핸들(210)의 회동에 의해 풀리(220)가 회동함에 따라 연결수단(230)이 상기한 조향 브라켓(205)을 회동시키므로 조향 바퀴(100)는 사용자가 이동하고자 하는 방향으로 방향이 전환되는 것이다.
도4와 도5를 참조하면, 본 발명에 따른 구동장치(300)는 상기 조향 바퀴(100)의 외형을 감싸도록 대치형으로 제1, 2하우징(311)(312)이 결합되는 하우징(310)이 배치되며, 이 하우징(310)의 내측 상부에는 구동기어(330)가 배치되어 있다.
이 구동기어(330)의 중심에는 구동축(350)이 축 결합되는 데, 이 구동축(350)에는 일방향 스톱퍼(351)가 적어도 하나 이상 마련되어 구동기어(330) 중심에 형성된 일방향 기어(331)와 치합되어 있다. 일방향 기어(331)는 라쳇기어(Latchet gear)로서 상기한 일방향 스톱퍼(351)와 어느 일측으로만 걸리도록 치합되어 있다.
따라서, 후술하는 구동 핸들(390)을 일측(후방)으로 당기면, 구동 핸들(390)을 당기는 힘이 유니버설 조인트(380)와 이에 결합된 구동축(350)에 전달되고, 이 구동 핸들(390)을 당기는 힘에 의해 구동축(350)이 반시계방향으로 회전하므로 구동축(350)의 스톱퍼(351)가 일방향 기어(331)의 내주면에 형성된 기어에 치합되어 일방향 기어(331) 역시 반시계방향으로 회전하게 된다. 이때 스톱퍼(351)는 스프링(351a)의 탄성에 의해 일방향 기어(331)의 내주면에 형성된 기어와 치합된 상태를 유지하게 된다.
반대로, 구동 핸들(390)을 타측(전방)으로 밀면, 구동 핸들(390)을 미는 힘이 유니버설 조인트(380)와 이에 결합된 구동축(350)에 전달되고, 이 구동 핸들(390)을 미는 힘에 의해 구동축(350)이 시계방향으로 회전하므로 구동축(350)의 스톱퍼(351)가 일방향 기어(331)의 내주면에 형성된 기어에 치합되지 않는다. 즉, 구동 핸들(390)을 미는 힘이 일방향 기어(331)에 전달되지 않는다.
이때 구동축(350)의 스톱퍼(351)는 일방향기어(331)의 내주면에 형성된 기어가 회전하는 구동축(350)의 스톱퍼(351) 상단(경사면)을 누르므로 스프링(351a)을 압압하면서 구동축(350) 내부로 들어가게 된다.
한편, 구동기어(330)의 하측에는 상기 조향 바퀴(100)의 일측에 배치된 종동기어(370)가 치합되어 있다.
상기 구동축(350)은 상술한 조향장치(200)의 타측에 배치된 구동 핸들(390)과 유니버설 조인트(380)를 매개로 연결되어 상술한 조향장치(200)에 의해 조향 바퀴(100)의 방향이 전환되어도 회전력을 전달하는데에는 아무런 지장을 주지 않는다.
도6을 참조하면, 본 발명에 따른 휠체어(1)의 구동장치(300), 다시 말해서, 구동 핸들(390)에는 브레이크 레버(391)와 클러치 레버(301)가 상하로 나란히 배치되어 있다.
브레이크 레버(391)는 주행바퀴(21;미도시)의 주축에 배치된 브레이크 장치(미도시)와 플렉시블 케이블(미도시)로 연결되어 내리막길 주행 중 감속시킬 수 있다.
한편, 클러치 레버(301)는 록커(303)와 플랙시블 케이블(302)로 연결되며, 이 록커(302)는 하측의 라쳇 기어(304)와 치합되며, 이 라쳇기어(304)의 일측에는 상술한 구동기어(330)의 내주에 치합되는 내치기어(305)가 배치되어 있다.
다시 말해, 도6에서와 같이 클러치 레버(301)가 작동된 경우에는 록커(303)가 중심축(도면에서 이중 원으로 표시된 부분을 일컫는다.)을 중심으로 상승(도면에서 플렉시블 케이블(302)의 끝 부분에 겹쳐지게 도시된 도면 중 상부에 위치한 록커(303)를 일컫는다.)하여 록커(303)의 하단부에 형성된 기어가 라쳇기어(304) 외주면에 형성된 기어로부터 분리되므로 라쳇기어(304)와 이에 연동하는 내치기어(305) 및 구동기어(330)가 구동 핸들(390)의 조작에 따라 회전가능하게 된다.
반면에, 클러치 레버(301)가 작동되지 않은 경우에는 록커(303)가 중심축을 중심으로 하강하여 록커(303)의 하단부에 형성된 기어가 라쳇 기어(304) 외주면의 기어와 치합되므로 라쳇기어(304)와 이에 연동하는 내치기어(304) 및 구동기어(330)가 구동 핸들(390)의 조작에도 불구하고 회전하지 않는다.
계속해서, 도5를 참조로 하여, 본 발명에 따른 휠체어(1)의 작용을 설명한다.
도시한 바와 같이, 휠체어(1)에 앉은 사용자(미도시)가 구동 핸들(390)을 후방으로 당기면 구동축(350)에 마련된 일방향 스톱퍼(351)가 구동기어(330) 중심에 형성된 일방향 기어(331)와 치합되며 구동기어(330)가 시계반대방향으로 회전함에 따라 하측에 치합된 종동기어(370)는 시계방향으로 회전하게 되므로 이 종동기어(370)와 결합되어 있는 조향 바퀴(100)도 시계방향으로 회전하며 휠체어(1)는 전방으로 이동하게 된다.
이와 같이 구동핸들(390)의 회전을 반복하면 휠체어(1)는 빠른 속도로 이동할 수 있다. 이때 휠체어의 이동속도를 높이기 위해 구동 핸들(390)을 전방으로 회동시키면, 스프링(351a)의 탄성력으로 상측으로 돌출되었던, 일방향 스톱퍼(351)는 하측으로 회동하며 일방향 기어(331)와 치합되지 않으며, 구동핸들(390)을 후방으로 잡아 당길 때에만 일방향 스톱퍼(351)와 일방향 기어(331)가 치합되므로 휠체어(1)의 추진력을 배가할 수 있다.
이와 같은 방법으로 구동핸들(390)의 회동을 반복하면, 본 발명에 따른 휠체어(1)는 전방으로 이동하게 된다.
이때 일측에 배치되어 있는 조향장치(200)의 조향 핸들(210)을 돌리면 풀리(220)와 연결수단(230)에 의해 연결된 조향바퀴(100)는 전환하며 사용자가 이동하고자 하는 방향으로 휠체어(1)의 이동이 가능하다.
이와 같이 구동 핸들(390)의 회동에 따라 기어가 치합되어 이동할 수 있으므로 경사진 비탈길도 사용자 스스로의 힘으로 올라갈 수 있다.
또한, 도6에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 휠체어(1)의 구동 핸들(390)에 배치된 클러치 레버(301)를 후방으로 잡아 당기면 본 발명에 의한 휠 체어(1)가 후진할 수 있도록 하여 폭이 협소하여 어느 방향으로 회전이 불가능한 상태에서도 이동이 가능하도록 하였다.
따라서, 하반신이 마비된 장애인들이 타인의 도움 없이도 용이하게 비탈길을 올라갈 수 있으며 자유자재로 방향전환이 가능하여 이동이 자유로워졌으며, 가격이 저렴한 휠체어를 널리 공급하므로 사용자들로부터 신뢰를 얻는 이점이 있다.
본 발명은 상술한 특정 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 용이하게 변형 실시 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 본 발명 청구항의 기재 범위 내에 있게 된다.

이상에서 상세한 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 조향장치와 구동장치를 갖춘 휠체어에 의하면, 오르막길에서도 휠체어의 용이한 등판이 가능하도록 하여 휠체어를 사용하는 사용자 즉, 장애인의 편의를 도모하여 신뢰감을 얻은 효과가 있다.
또한, 사용자 스스로 이동이 가능한 휠체어를 저가에 널리 공급한 효과가 있다.

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 후방을 향해 수평상으로 손잡이가 마련되며 양측에 대칭형으로 주행바퀴가 배치된 메인 프레임과, 상기 메인 프레임 중앙에 사용자가 앉을 수 있도록 시트가 마련된 휠체어에 있어서,

   상기 휠체어는, 상기 메인 프레임의 하단 중앙부에 마련되고 상부에 조향 브라켓이 고정된 하우징이 외형을 감싸고 있는 조향 바퀴;

   상기 메이 좌인 프레임의 일측에 조향 핸들우로 회동할 수 있도록 수직상으로 힌지 결합되고,상기 조향 핸들 하단에 풀리가 배치되며, 상기 풀리에 감겨지는 연결수단의 양단이 조향 바퀴 상단의 조향 브라켓에 접속된 조향장치; 및

   상기 조향장치의 대향하는 타측에 배치되며, 상기 조향바퀴의 중심축과 연결되어 휠체어를 전방으로 이동시키는 구동장치를 포함하되,

   상기 구동장치는 상기 조향바퀴의 외형을 감싸도록 배치된 하우징과, 상기 하우징 내측상부에 배치되는 구동기어와, 상기 구동기어의 중심에 축 결합되되, 어느 일측으로 회전할 때만 구동기어에 동력을 전달하도록 일방향 스톱퍼가 적어도 하나 이상 배치된 구동축과, 상기 구동기어의 하측에 치합되도록 배치되며 상기 조향바퀴의 중심에 연결되어 상기 구동기어의 회전에 의해 연동하는 종동기어와, 상기 구동축과 유니버설 조인트에 의해 연결되며 상기 조향장치에 대향하는 타측에 수직으로 배치된 구동핸들로 이루어지는 것을 특징으로 하는 조향장치와 구동장치를 갖춘 휠체어.
4. 제3항에 있어서,

   상기 구동기어의 내주면에 적어도 3개 이상의 내치기어가 치합되고, 상기 내치기어에 연동되도록 라쳇 기어가 결합되며, 상기 라쳇 기어의 외주면에 라켓기어가 어느 한 방향으로 회전하도록 구속하는 록커가 배치되며, 상기 록커의 단부에 연결된 플렉시블 케이블이 클러치 레버에 연결되어 록커의 의해 라쳇기어가 어느 한 방향으로 회전할 수 있도록 조절하는 것을 특징으로 하는 조향장치와 구동장치를 갖춘 휠체어.
5. 삭제

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