KR100611349B1 - 굽힘 가능한 인공무릎관절부 - Google Patents

Abstract

본 발명은 굽힘 가능한 인공무릎관절부에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마네킨의 무릎부위를 여러각도로 자유롭게 굽힐 수 있도록 하여 마네킨의 다리의 자세를 자유롭게 바꿀수 있어서 하나의 마네킨으로도 옷의 종류에 따라 다양한 모습을 연출할 수 있고 무릎의 굽힘도 간단하게 바꿔줄 수 있도록 하는 인공무릎관절부 및 이를 구비한 마네킨에 관한 것이다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인공무릎관절부를 구비한 마네킨은 일면에 복수의 치들이 방사상으로 형성된 제1결합부들이 내측 일부에 대향되게 설치된 인공대퇴부; 제1결합부와 동일한 형상의 제2결합부들이 내측 일부에 대향되게 설치된 인공종아리부; 및 일측에는 제1결합부들의 치들과 물림하는 치들이 양측에 형성된 제1결합핀이 설치되고 타측에는 제2결합부들의 치들과 물림하는 치들이 양측에 형성된 제2결합핀이 설치되는 관절부를 포함하여 구성되는 인공무릎관절부가 구비된 마네킨이며, 각 결합핀은 좌측핀부와 우측핀부의 사이에 탄성부재를 구비하여 양측방향으로 수축 및 복귀가 가능하고, 각 결합핀이 수축 및 복귀할 때에 그 결합핀의 치들이 결합부들의 치들과 위치를 달리하며 물림될 수 있는 것을 특징으로 한다.

마네킨, 무릎, 굽힘, 다리, 무릎각도, 관절, 길이조정

Description

굽힘 가능한 인공무릎관절부{BENDABLE ARTIFICIAL KNEE JOINT PORTION}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 굽힘 가능한 인공무릎관절부의 일부분의 구성을 나타낸 사시도,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 굽힘 가능한 인공무릎관절부의 길이조정부와 관절부의 결합상태를 나타낸 일부 단면도,

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 굽힘 가능한 인공무릎관절부의 길이조정부와 길이조정 수용부의 결합상태를 나타낸 일부 단면도,

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 굽힘 가능한 인공무릎관절부를 마네킨에 적용한 것을 나타낸 측면도이다.

* 주요 도면 부호의 설명 *

1: 인공대퇴부 2: 인공종아리부

10: 관절부 11: 결합핀 수용홈

12: 구속홈 20: 결합핀

24, 32: 치 30: 길이조정부

40: 길이조정돌기 50: 길이조정수용부

100: 마네킨

본 발명은 굽힘 가능한 인공무릎관절부에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마네킨 등의 무릎부분을 굽힐 수 있도록 하여 이에 따라 다양한 자세의 연출을 가능하도록 하기 위해 인공대퇴부와 인공종아리부를 연결하는 관절부에 결합부 및 결합핀을 설치하고 결합핀과 결합부가 위치를 달리하여 물림으로써 인공대퇴부와 인공종아리부가 각도를 선택하여 고정할 수 있도록 하는 구조를 채택한 굽힘 가능한 인공무릎관절부 및 이를 구비한 마네킨에 관한 것이다.

상가에서 의상을 진열하기 위해 사용하던 종래의 마네킨은 그 자세에 따라 머리, 몸, 팔 및 다리를 일체로 형성하거나 또는 팔과 다리 및 손목을 몸체의 홈에 끼워결합함으로써 이루어진 것이었다.

팔, 다리가 몸체와 일체로 형성된 마네킨은 자세의 변형이 아예 불가능하여 단일한 자세만을 연출할 수 밖에 없었고, 또한 팔, 다리가 몸체의 홈에 끼워져 결합된 마네킨의 경우에는 홈이 허용하는 만큼의 회전만이 허용될 수 있을 뿐이어서 마네킨의 다양한 자세의 연출이 곤란하였다.

따라서 마네킨의 구매자들은 여러 자세를 연출하기 위해서 각각 자세가 다른 다량의 마네킨을 구입하여 필요에 따라 선택하여 사용하였으므로 마네킨을 구비하는데 소요되는 비용이 큰 부담이 되었다.

또한, 팔, 다리가 몸체의 홈에 결합되어 어느정도의 자세의 변형이 가능한 마네킨의 경우에도 오랫동안 사용하게 되면 결합된 홈의 부분이 헐거위져서 자세의 변형이 제대로 이루어지기 어려운 문제가 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 마네킨의 무릎부분을 자유롭게 굽힐 수 있는 동시에 선택한 위치에서는 고정이 확실하게 이루어지며 동시에 다리의 길이를 적정한 범위에서 변화시킬수 있도록하는 굽힘이 가능한 인공무릎관절부를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적은 복수의 치들이 일면에 방사상으로 형성된 결합부들이 내측으로 대향되게 형성된 인공대퇴부; 인공대퇴부와 결합하는 인공종아리부; 및 인공대퇴부와 인공종아리부를 결합하기 위해 일측은 그 인공종아리부에 고정되고 타측은 그 인공대퇴부의 결합부들의 치들과 물림하는 치들이 형성된 결합핀이 설치되는 관절부를 포함하여 구성되고, 결합핀은 좌측핀부와 우측핀부의 사이에 탄성부재를 구비하여 양측방향으로 수축 및 복귀가 가능하고, 결합핀이 수축 및 복귀할 때에 그 결합핀의 치들이 결합부들의 치들과 위치를 달리하며 물림될 수 있는 것을 특징으로 하는 굽힘 가능한 인공무릎관절부에 의해 달성된다.

상기 목적을 달성하기 위해, 결합핀은 외측에 고정돌기가 형성되고 결합핀이 설치되는 관절부는 일측에 고정홈이 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 목적은 일면에 복수의 치들이 방사상으로 형성된 제1결합부들이 내측 일부에 대향되게 설치된 인공대퇴부; 제1결합부와 동일한 형상의 제2결합부들이 내측 일부에 대향되게 설치된 인공종아리부; 및 인공대퇴부와 인공종아리부를 결합하기 위해 일측에는 제1결합부들의 치들과 물림하는 치들이 양측에 형성 된 제1결합핀이 설치되고 타측에는 제2결합부들의 치들과 물림하는 치들이 양측에 형성된 제2결합핀이 설치되는 관절부를 포함하여 구성되고, 각 결합핀은 좌측핀부와 우측핀부의 사이에 탄성부재를 구비하여 양측방향으로 수축 및 복귀가 가능하고, 결합핀이 수축 및 복귀할 때에 그 결합핀들의 치들이 그 결합부들의 치들과 위치를 달리하며 물림될 수 있는 것을 특징으로 하는 굽힘 가능한 인공무릎관절부에 의해서도 달성될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 인공대퇴부 및 인공종아리부의 내측에는 결합부가 형성된 길이조정부가 더 설치되며, 길이조정부는 인공대퇴부 또는 인공종아리부에 형성된 길이조정수용부와 위치를 조정하여 결합할 수 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 각각의 치는 단면이 삼각형이고 그 단면의 크기가 외측방향으로 진행하면서 점증하는 것이 바람직하다.

본 발명의 그밖의 목적, 특정한 장점 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 굽힘이 가능한 인공무릎관절부의 구성에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 굽힘 가능한 인공무릎관절부의 일부분의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 굽힘 가능한 인공무릎관절부의 길이조정부와 관절부의 결합상태를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 굽힘 가능한 인공무릎관절부의 길이조정부와 길이조정수용부(50)의 결합상태를 나타낸 도면이다. 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 굽힘 가능한 인공무릎관절부는 마네킨의 다리를 구성하는 인공대퇴부(1)와 인공종아리부(2)를 포함하고 인공대퇴부(1) 및 인공종아리부(2)의 각각에 설치되는 길이조정수용부(50)와 길이조정부(30) 그리고 인공대퇴부(1)와 인공종아리부(2)를 연결하는 관절부(10) 및 무릎덮개(70)로 구성된다.

인공대퇴부(1) 및 인공종아리부(2)는 사람의 대퇴부 및 종아리의 외형을 갖고 내부에 관절부(10), 길이조정부(30) 등의 구성을 수용할 공간을 갖는다. 인공대퇴부(1)는 동일한 형상의 인공대퇴부 좌측편과 인공대퇴부 우측편(미도시)이 결합하여 포개어짐으로써 이루어지고, 인공종아리부(2)는 동일한 형상의 인공종아리부(2) 좌측편과 인공종아리부(2) 우측편(미도시)이 결합하여 이루어진다.

관절부(10)는 인공대퇴부(1)와 인공종아리부(2)가 다양한 각도상에서 상호간 굽혀질 수 있도록 인공대퇴부(1)와 인공종아리부(2)를 연결하며, 양측으로는 결합핀(20)이 수용되는 결합핀 수용공(11)이 형성되며, 관절부(10)의 결합핀(20)은 이하 기술될 길이조정부(30)의 결합부(31)와 결합하여 그 결과 관절부(10)를 인공대퇴부(1) 또는 인공종아리부(2)와 연결한다. 결합핀(20)의 양단에는 복수의 삼각형 치(24)들이 원주각을 따라 인접하게 형성되고, 외측면에는 결합핀 수용공(11)에서 회전하지 않도록 구속홈(12)에 구속되는 구속돌기(28)가 형성된다.

길이조정부(30)는 인공대퇴부(1) 또는 인공종아리부(2)와 관절부(10) 사이의 거리를 조정하는 것으로서, 내면의 양측에는 결합핀(20)의 치들과 물림하는 치(32)들이 형성된 결합부(31)가 구비되고 결합부(31)와 떨어진 일측으로 인공대퇴부(1) 또는 인공종아리부(2)에 설치된 길이조정수용부(50)와 결합하기 위한 길이조정돌기(40)가 설치된다.

무릎덮개(70)는 무릎의 형상을 갖는 것이며 돌기(미도시)가 형성되어 관절부(10)의 일측에 형성된 홈(미도시)에 끼워맞춤한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 굽힘 가능한 인공무릎관절부의 길이조정부와 관절부의 결합상태를 나타낸 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 관절부(10)의 결합핀(20)은 볼트(60)가 삽입되어 너트(61)로 고정되도록 각각 중앙이 관통된 좌측핀부(22)와 우측핀부(23)가 상호 결합하여 이루어지며, 좌측핀부(22)와 우측핀부(23)의 사이에는 양측을 탄성지지하는 스프링(27)이 개재된다.

길이조정부(30)는 관절부(10)의 결합핀(20)과 결합하는 부분에 결합부(31)가 형성되어 있고, 결합부(31)는 결합핀(20)의 치(24)들과 동일한 형상의 치(32)들이 형성되어 있고, 결합핀(20)과 일체로 볼트(60)에 의해 고정되도록 중앙이 관통되어 있다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 굽힘 가능한 인공무릎관절부의 길이조정부와 길이조정수용부의 결합상태를 나타낸 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 길이조정부(30)의 일측에 설치되는 길이조정돌기(40)는 좌측돌기(41)와 우측돌기(42)가 스프링(46)을 사이에 두고 결합하여 이루어진다. 길이조정돌기(40)는 스 프링(46)에 의해 좌측돌기(41)와 우측돌기(42)가 외측으로 밀려나고 동시에 좌측돌기(41) 및 우측돌기(42)에 형성된 플랜지(43)가 길이조정부(30)의 구멍(31)에 걸리도록 설치된다. 길이조정수용부(50)는 길이조정부(30)를 수용할 수 있도록 내부에 공간이 형성되며, 대향하는 벽면에 길이조정돌기(40)와 결합될 복수의 길이조정공(51)이 형성된다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 굽힘 가능한 인공무릎관절부를 마네킨에 적용한 것을 나타낸 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 인공무릎관절부를 마네킨(100)에 적용함으로써 마네킨(100)의 무릎을 자유롭게 굽힐 수 있다.

이하에서는 상기한 구성을 갖는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 굽힘이 가능한 인공무릎관절부의 작동방법에 관하여 살펴보기로 한다.

인공대퇴부(1)(인공종아리부(2))를 고정한 상태에서 인공종아리부(2)(인공대퇴부(1))에 힘을 가해 굽히면 인공대퇴부(1)와 인공종아리부(2)가 이루는 각도가 변화하며, 그 과정은 다음과 같다.

결합핀(20)은 관절부(10)의 결합핀 수용공(11)에 구속되어 있으므로 관절부(10)를 회전하면 결합핀(20)도 일체로 회전하게 된다. 결합핀(20)에 가해지는 회전력이 스프링(27)의 복원력을 넘어서는 정도가 되면 결합핀(20)의 스프링(27)이 수축하면서 결합핀(20)의 치(24)들은 결합부(31)의 치(32)들을 미끌어지면서 넘게 되고, 결합핀(20)의 치(24)들이 결합부(31)의 치(32)들을 완전히 넘어가서 다른 치들과 물리게 되면 스프링(27)은 다시 신장하고 스프링(27)의 복원력 에 의해 새로운 위치에서의 치(24, 32)들의 물림이 유지된다.

이때 결합핀(20)과 결합부(31)는 너트(미도시)에 의해 일체로 고정되므로 결합핀(20)과 결합부(31)는 서로간 이탈할 염려가 없다.

마네킨의 다리 길이의 조정은 길이조정부(30)와 길이조정수용부(50)의 결합위치를 조정함으로써 이루어진다. 인공대퇴부(1)의 길이조정부(30)를 조정하는 경우를 예를 들면, 인공대퇴부(1) 좌측편을 분리한 다음에 길이조정수용부(50)의 길이조정공(51)으로부터 돌출된 길이조정돌기(40)를 눌러서 길이조정부(30)와 길이조정수용부(50)의 결합을 해제하고 길이조정부(30)를 원하는 위치까지 이동시킨 후 길이조정돌기(40)를 새로운 길이조정공(51)에 결합함으로써 이루어진다. 인공종아리부(2)의 길이조정부(30)를 조정하는 경우도 동일하다.

본 발명의 인공무릎관절부에서 1개의 지점에서만 굽힘이 가능한 경우보다 더욱 다양한 자세의 연출을 표현할 수 있도록 하기 위해 2개 지점에서 굽힘이 이루어지는 구성을 채택하였다.

본 발명의 바람직한 실시예에서는 관절부가 인공대퇴부 및 인공종아리부 모두에 상대적인 변위가 가능하도록 연결되는 구성을 채택하였으나, 본 발명은 이에 한하지 않고, 인공관절부 또는 인공종아리부 중의 하나와 상대적인 변위가 가능하도록 연결되고 나머지 하나와는 상대적인 변위가 불가능하도록 일체로 고정되는 구성을 채택하는 것도 가능하다.

본 발명의 바람직한 실시예에서는 결합핀으로서 스프링에 의해 양측으로 수축 및 복귀가 가능한 구조를 채택하였으나, 본 발명은 이에 한하지 않고, 스프링이 없이도 결합핀이 어느정도의 탄성변형이 가능하여 결합부와 결합핀의 치들의 물림위치가 변화될 수 있는 경우를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서는 결합핀이 이동하여 결합부와의 물림 위치가 이동되는 구성을 채택하였으나, 본 발명은 이에 한하지 않고, 결합핀은 변형하지 않고 결합부가 스프링 등에 지지되어 이동함으로써 치들의 물림의 위치가 변경되는 구성을 채택하는 것도 본 발명의 범위에 포함된다.

본 발명의 바람직한 실시예에서는 결합핀과 결합부의 치의 형상을 삼각형으로 하였으나, 본 발명은 이에 한하지 않고, 결합핀에 반원으로 돌출된 치를 형성하고 결합부에 상기 치가 수용되는 반원형 홈을 형성하는 것도 가능하다.

본 발명의 바람직한 실시예에서는 굽힘이 가능한 인공무릎관절부를 마네킨에 적용하는 경우를 예를 들었으나, 본 발명은 이에 한하지 않고, 장난감에도 적용할 수 있고 적용의 대상이 사람이 아닌 동물들의 무릎을 나타내는 것도 본 발명의 범위에 포함된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 자유로운 굽힘이 가능한 인공무릎관절에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한하지 않고, 본 발명의 특징은 2개의 부분이 연결되는 관절부에 특징이 있는 것이므로 본 발명의 범위는 무릎관절에만 한정되는 것으로 이해해서는 않되고 팔꿈치 관절의 경우에도 당연히 포함되는 것이다. 이는 본 발명의 특징이 무릎에만 적용해야 하는 구성의 특별한 제한이 없는 것에서도 다시 한 번 확인된다.

상기한 구성을 갖는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 굽힘이 가능한 인공무릎관절부 및 이를 구비한 마네킨에 의하면, 마네킨의 대퇴부와 종아리부를 연결하는 관절부가 다양한 각도의 범위에서 굽힘이 가능하므로 무릎을 편상태부터 90도로 굽힘상태를 포함하는 다양한 각도로 무릎을 굽히고 편 자세를 연출하여 하나의 마네킨으로도 다양한 자세의 연출이 가능하게 되는 효과가 있다.

특히 본 발명은 2자유도를 갖는 관절부에 의해서 무릎부분의 굽힘을 수행하므로 더욱 다양한 자세의 연출이 가능하게 되는 효과가 있다.

무릎부분의 관절부의 굽힘은 결합핀과 결합부의 돌출들의 물림의 위치가 변하면서 이루어지며 물림은 결합핀의 스프링에 의해 이루어지므로 굽힘의 위치를 변경한 후에도 물림은 항상 견고한 상태를 유지할 수 있어서 오랜시간 사용해도 자세변경이 확실하게 보장되는 효과가 있다.

또한, 무릎부분의 굽힘은 탄성스프링이 수축하면서 결합핀과 결합부의 물림의 위치가 변경되는 구성을 채택하였으므로, 사용자는 인공대퇴부와 인공종아리부에 힘을 가해 굽히기만 해도 간단하게 자세변경이 이루어지므로 굽힘이 용이하여 사용자에게 편리한 장점이 있다.

결합핀과 결합부의 치들의 형상은 삼각형을 채택하였으므로 물림의 위치변경시에 삼각형의 빗변을 타고 치들이 넘어갈 수 있으므로 물림의 변경이 부드럽게 이루어지는 효과가 있다.

관절부는 인공대퇴부 또는 인공종아리부와 길이조정부를 매개로 연결되므로 길이조정부의 조정에 의해 다리의 길이를 신축할 수 있는 효과가 있다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

Claims (5)

1. 복수의 치(32)들이 일면에 방사상으로 형성된 결합부(31)들이 내측으로 대향되게 형성된 대퇴부 형상의 인공대퇴부(1);

   상기 인공대퇴부(1)와 결합하는 종아리 형상의 인공종아리부(2); 및

   상기 인공대퇴부(1)와 인공종아리부(2)를 결합하기 위해 일측은 그 인공종아리부(2)에 고정되고 타측은 그 인공대퇴부(1)의 결합부(31)들의 치(32)들과 물림하는 치(24)들이 형성된 결합핀(20)이 설치되는 관절부(10);를 포함하여 구성되고,

   상기 결합핀(20)은 외측에 구속돌기(28)가 형성되고 상기 결합핀(20)이 설치되는 관절부(10)는 일측에 구속홈(12)이 형성되며, 상기 결합핀(20)의 좌측핀부(22)와 우측핀부(23)의 사이에는 탄성부재를 구비하여 양측방향으로 수축 및 복귀가 가능하고, 상기 결합핀(20)이 수축 및 복귀할 때에 상기 결합핀(20)의 치들(24)이 상기 결합부(31)들의 치들(32)과 위치를 달리하며 물림될 수 있는 것을 특징으로 하는 굽힘 가능한 인공무릎관절부.
2. 삭제
3. 일면에 복수의 치들(32)이 방사상으로 형성된 결합부(31)들이 각각의 내측 일부에 대향되게 설치된 인공대퇴부(1)와 인공종아리부(2); 및

   상기 인공대퇴부(1)와 인공종아리부(2)를 결합하기 위해서 상기 결합부(31)들의 치(32)들과 물림하는 치(24)들이 형성된 결합핀(20)들이 양측에 설치되는 관절부(10)를 포함하여 구성되고,

   상기 각 결합핀(20)은 좌측핀부(22)와 우측핀부(23)의 사이에 탄성부재를 구비하여 양측방향으로 수축 및 복귀가 가능하고 , 상기 결합핀(20)이 수축 및 복귀할 때에 그 결합핀(20)들의 치(24)들이 그 결합부(31)들의 치(32)들과 위치를 달리하며 물림될 수 있는 것을 특징으로 하는 굽힘 가능한 인공무릎관절부.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 인공대퇴부(1) 및 인공종아리부(2)의 내측에는 결합부(31)가 형성된 길이조정부(30)가 더 설치되며,

   상기 길이조정부(30)는 상기 인공대퇴부(1) 또는 인공종아리부(2)에 형성된 길이조정수용부(50)와 위치를 조정하여 결합할 수 있는 것을 특징으로 하는 굽힘 가능한 인공무릎관절부.
5. 제 1 항, 제 3 항 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 각 치(24, 32)는 단면이 삼각형이고, 그 단면의 크기가 외측방향으로 진행하면서 점증되는 것을 특징으로 하는 굽힘 가능한 인공무릎관절부.

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