KR100834074B1 - 무릎관절 정형용 보조기구 - Google Patents

무릎관절 정형용 보조기구 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무릎관절 정형용 보조기구에 관한 것으로, 종아리부를 지지하는 하부지지대(100)와 대퇴부를 지지하는 상부지지대(200)가 착용자의 운동상태에 맞추어 임의의 상대각도를 형성가능하도록 상기 하부지지대(100)와 상부지지대(200)를 힌지연결하는 힌지조립체(300)를 구비한 무릎관절 보조기구에 있어서, 상기 힌지조립체(300)는, 상기 하부지지대(100)의 상부와 상기 상부지지대(200)의 하부에 각각 힌지결합되는 제1링크(310); 상기 제1링크(310)와 이격된 위치에서 상기 하부지지대(100)에 힌지결합되며, 상기 상부지지대(200)와의 접속부에 직선형태로 관통형성된 직선슬릿(321)과 상기 직선슬릿(321)과 이격된 위치에서 곡선형태로 관통형성되는 곡선슬릿(322)이 구비된 제2링크(320); 상기 하부지지대(100)와 제2링크(320)를 힌지연결하는 제1힌지부(330); 상기 하부지지대(100)와 제1링크(310)를 힌지연결하는 제2힌지부(340); 상기 상부지지대(200)와 제1링크(310)를 힌지연결하며, 상기 제2링크의 직선슬릿(321)에 슬라이딩이동가능하게 결합되는 제3힌지부(350); 및 상기 상부지지대(200)에 결합되며, 상기 제2링크의 곡선슬릿(322)에 슬라이딩이동가능하게 결합되는 회동연결부(360);를 포함하여 구성됨을 기술적 요지로 하여, 상부지지대가 하부지지대와의 연결부를 기준으로 하여 직선이동 및 회동됨에 있어서, 직선운동 및 회전운동의 이동경로가 서로 겹치지 않으면서도 상호간의 운동을 서로 유도할 수 있도록 연계된 이동변위를 가지도록 가이드되어, 착용자의 관절 움직임을 바람직하게 교정하면서도 관절 움직임 및 보행이 보다 원활하 게 이루어질 수 있도록 하는 무릎관절 정형용 보조기구에 관한 것이다.
내반슬, 외반슬, 직선슬릿, 곡선슬릿, 판스프링, 스펀지

Description

무릎관절 정형용 보조기구{Orthopedic brace of knee joint}
본 발명은 무릎관절 정형용 보조기구에 관한 것으로, 보다 상세하게는 통증완화 및 교정이 필요하거나 보조기구의 사용이 요구되는 무릎관절의 안정화 및 조정을 도모하기 위해 무릎부위에 착용하는 무릎관절 정형용 보조기구에 관한 것이다.
일반적으로 무릎관절 보조기구는 무릎관절 수술 내지 정형외과적 치료를 받은 환자나 장애인, 노약자의 무릎 및 그 주변부위에 착용되어 무릎관절의 움직임을 제어 및 안정화시키고, 관절의 굴곡 상태를 제한하거나 교정하며, 통상적으로 제어가능한 방법에 의해 무릎부상의 재발을 방지시키도록 사용되고 있다.
특히, 두 다리를 한데 모으고 섰을 때 무릎이 붙지 않고 바깥쪽으로 구부러진 상태의 다리를 가지는 내반슬 환자나, 두 다리를 한데 모으고 섰을 때 무릎 아랫부분이 바깥쪽으로 구부러진 상태의 다리를 가지는 외반슬 환자를 위한 무릎관절 보조기구의 경우, 착용자가 직립하거나 다리를 펴는 상태에서 대퇴골을 경골로부터 이격되는 방향으로 밀어냄으로써 좁아져 있는 무릎 뼈 사이가 무리한 압박을 받지않고 정상적으로 이격된 상태를 유지할 수 있도록 하는 기능을 가진다.
이러한 기능을 가지는 무릎관절 보조기구를 착용한 착용자가 다리를 펴는 과정에서, 대퇴골측에 고정되는 상부지지대는 경골측에 고정되는 하부지지대로부터 이격됨과 동시에 상기 하부지지대와의 힌지연결부를 중심으로 회동하는 작동구조를 구현하게 된다.
종래의 무릎관절 보조기구는 상기 하부지지대로부터 이격되는 방향으로의 변위를 가지는 상부지지대의 직선운동을 보조하는 부속 및 조립체와, 착용자의 전방측으로의 회전각 변위를 가지는 상부지지대의 회전운동을 보조하는 부속 및 조립체가 상호 독립적으로 작동이 이루어지게 됨에 따라, 직선운동과 회전운동의 이동경로가 서로 겹치게 되고 독립적인 방향성으로 인해 서로 방해를 하게 되는 경우가 빈번하게 발생되어 착용자의 관절 움직임 및 보행이 원활하게 이루어지기 어렵다는 문제점이 있었다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은, 상부지지대가 하부지지대와의 연결부를 기준으로 하여 직선이동 및 회동됨에 있어서, 직선운동 및 회전운동의 이동경로가 서로 겹치지 않으면서도 상호간의 운동을 서로 유도할 수 있도록 연계된 이동변위를 가지도록 가이드되어, 착용자의 관절 움직임 및 보행이 보다 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 무릎관절 정형용 보조기구를 제공하는 데 목적이 있다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은, 종아리부를 지지하는 하부지지대(100)와 대퇴부를 지지하는 상부지지대(200)가 착용자의 운동상태에 맞추어 임의의 상대각도를 형성가능하도록 상기 하부지지대(100)와 상부지지대(200)를 힌지연결하는 힌지조립체(300)를 구비한 무릎관절 보조기구에 있어서, 상기 힌지조립체(300)는, 상기 하부지지대(100)의 상부와 상기 상부지지대(200)의 하부에 각각 힌지결합되는 제1링크(310); 상기 제1링크(310)와 이격된 위치에서 상기 하부지지대(100)에 힌지결합되며, 상기 상부지지대(200)와의 접속부에 직선형태로 관통형성된 직선슬릿(321)과 상기 직선슬릿(321)과 이격된 위치에서 곡선형태로 관통형성되는 곡선슬릿(322)이 구비된 제2링크(320); 상기 하부지지대(100)와 제2링크(320)를 힌지연결하는 제1힌지부(330); 상기 하부지지대(100)와 제1링크(310)를 힌지연결하는 제2힌지부(340); 상기 상부지지대(200)와 제1링크(310)를 힌지연 결하며, 상기 제2링크의 직선슬릿(321)에 슬라이딩이동가능하게 결합되는 제3힌지부(350); 및 상기 상부지지대(200)에 결합되며, 상기 제2링크의 곡선슬릿(322)에 슬라이딩이동가능하게 결합되는 회동연결부(360);를 포함하여 구성되는 무릎관절 정형용 보조기구를 기술적 요지로 한다.
여기서, 상기 제1힌지부(330), 제2힌지부(340), 제3힌지부(350), 회동연결부(360)는, 상기 하부지지대(100)가 직립되고 상기 상부지지대(200)가 상기 하부지지대(100)로부터 105°이상 내지 176°이하의 상대각도를 이루는 상태에서 하측으로부터 순차적으로 위치되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제2링크(320)는, 상기 제1힌지부(330)에서 상기 제3힌지부(350)측으로 연장됨에 있어서, 이동경로가 상기 제2힌지부(340)와 중첩되지 않도록 상기 제2힌지부(340)와의 인접부가 상기 제2힌지부(340) 외측으로 굴곡된 형상을 가지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제2링크의 직선슬릿(321)은, 상기 제3힌지부(350)가 상기 제2힌지부(340)와 정간격을 두고 회동변위를 가짐에 있어서, 상기 제1힌지부(330)로부터의 직선이동변위에 해당되는 길이로 형성되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제2링크의 곡선슬릿(322)은, 상기 제2링크의 직선슬릿(321)상에서의 상기 제3힌지부(350)의 직선이동변위와 상기 제3힌지부(350)를 중심으로 한 상기 회동연결부(360)의 회동변위를 복합적용하여, 상기 직선슬릿(321)의 길이방향을 따라 연장되면서 상기 직선슬릿(321)측으로 굴곡되는 형상을 가지는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은, 종아리부를 지지하는 하부지지대(100)와 대퇴부를 지지하는 상부지지대(200)가 착용자의 운동상태에 맞추어 임의의 상대각도를 형성가능하도록 상기 하부지지대(100)와 상부지지대(200)를 힌지연결하는 힌지조립체(400)를 구비한 무릎관절 보조기구에 있어서, 상기 힌지조립체(400)는, 상기 하부지지대(100) 상부에 수평방향으로의 탄성이동변위를 가지도록 설치되며, 수직방향으로의 연장길이를 가지는 슬릿(411)이 형성된 하부판스프링(410); 상기 상부지지대(200) 하부에 수평방향으로의 탄성이동변위를 가지도록 설치되며, 수직방향으로의 연장길이를 가지는 슬릿(421)이 형성된 상부판스프링(420); 상기 하부판스프링의 슬릿(411)에 슬라이딩이동 가능하게 결합되며, 착용자의 무릎 측면부에 접속되는 무릎접속패드(600)의 하부에 고정결합되는 하부스프링연결부(430); 및 상기 상부판스프링의 슬릿(421)에 슬라이딩이동 가능하게 결합되며, 상기 무릎접속패드(600)의 상부에 고정결합되는 상부스프링연결부(440);를 포함하여 구성되는 무릎관절 정형용 보조기구를 다른 기술적 요지로 한다.
그리고, 본 발명은, 종아리부를 지지하는 하부지지대(100)와 대퇴부를 지지하는 상부지지대(200)가 착용자의 운동상태에 맞추어 임의의 상대각도를 형성가능하도록 상기 하부지지대(100)와 상부지지대(200)를 힌지연결하는 힌지조립체(300, 400)를 구비한 무릎관절 보조기구에 있어서,
상기 하부지지대(100)의 상부와 상기 상부지지대(200)의 하부에 각각 힌지결합되는 제1링크(310)와, 상기 제1링크(310)와 이격된 위치에서 상기 하부지지대(100)에 힌지결합되며 상기 상부지지대(200)와의 접속부에 직선형태로 관통형성 된 직선슬릿(321)과 상기 직선슬릿(321)과 이격된 위치에서 곡선형태로 관통형성되는 곡선슬릿(322)이 구비된 제2링크(320)와, 상기 하부지지대(100)와 제2링크(320)를 힌지연결하는 제1힌지부(330)와, 상기 하부지지대(100)와 제1링크(310)를 힌지연결하는 제2힌지부(340)와, 상기 상부지지대(200)와 제1링크(310)를 힌지연결하며 상기 제2링크의 직선슬릿(321)에 슬라이딩이동가능하게 결합되는 제3힌지부(350)와, 상기 상부지지대(200)에 결합되며 상기 제2링크의 곡선슬릿(322)에 슬라이딩이동가능하게 결합되는 회동연결부(360)를 구비하여, 착용자의 무릎 내측부(또는 외측부)측에 설치되는 제1힌지조립체(300); 및 상기 하부지지대(100) 상부에 수평방향으로의 탄성이동변위를 가지도록 설치되며수직방향으로의 연장길이를 가지는 슬릿(411)이 형성된 하부판스프링(410)과, 상기 상부지지대(200) 하부에 수평방향으로의 탄성이동변위를 가지도록 설치되며 수직방향으로의 연장길이를 가지는 슬릿(421)이 형성된 상부판스프링(420)과, 상기 하부판스프링의 슬릿(411)에 슬라이딩이동 가능하게 결합되며 착용자의 무릎 측면부에 접속되는 무릎접속패드(600)의 하부에 고정결합되는 하부스프링연결부(430)와, 상기 상부판스프링의 슬릿(421)에 슬라이딩이동 가능하게 결합되며 상기 무릎접속패드(600)의 상부에 고정결합되는 상부스프링연결부(440)를 구비하여, 착용자의 무릎 외측부(또는 내측부)측에 설치되는 제2힌지조립체(400);를 포함하여 구성되는 무릎관절 정형용 보조기구를 또 다른 기술적 요지로 한다.
여기서, 상광하협의 종단면형상을 가지고 상기 하부지지대(100)의 상부에 설치되는 하부스펀지부재(510); 및 상협하광의 종단면형상을 가지고 상기 상부지지 대(200)의 하부에 설치되는 상부스펀지부재(520);를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 구성에 의한 본 발명은, 제2링크의 직선슬릿과 곡선슬릿이 직선운동과 회전운동의 이동경로가 서로 교차되거나 겹치지 않도록 상호 분리되면서도, 직선운동과 회전운동이 서로의 이동을 유도할 수 있도록 서로 연계된 연장형태를 가짐으로써, 상부지지대가 하부지지대를 기준으로 제1링크와 연동하여 이동되는 과정에서, 상부지지대의 직선이동과 이와 교차되는 방향으로의 곡선이동이 효율적으로 유도 및 가이드된다는 효과가 있다.
이에 따라, 내반슬 또는 외반슬 환자의 무릎관절 정형용으로 사용됨에 있어서, 무릎 뼈 사이의 이격간격이 좁은 내측부 또는 외측부측에 제2링크를 구비한 힌지조립체를 설치하면, 하부지지대로부터 이격되는 방향으로의 상부지지대의 직선이동과 전방측으로의 회동이 상호 보완적으로 이루어지게 되면서, 착용자의 관절 굴곡상태를 정상적으로 교정 및 제어하면서도 관절 움직임 및 보행이 원활하게 이루어질 수 있도록 보조하게 된다는 다른 효과가 있다.
또한, 내반슬 또는 외반슬 환자의 무릎관절 정형용으로 사용됨에 있어서, 무릎 뼈 사이의 이격간격이 확장된 외측부 또는 내측부측에 하부판스프링과 상부판스프링을 구비한 힌지조립체를 설치하면, 무릎 뼈 변형이 심하여 무릎 관절의 사이즈가 커진 환자가 착용하는 경우에도, 하부판스프링과 상부판스프링의 탄성변형에 의해 무릎을 무리하게 압박하지 않고 일정한 접속압력을 유지할 수 있다는 다른 효과 가 있다.
그리고, 상광하협 형상의 하부스펀지부재와 상협하광의 상부스펀지부재를 하부지지대와 상부지지대에 각각 부착함으로써, 기존에 2겹의 지지부재 사이에 판스프링부재를 결합하던 구조와 비교해, 지지부재를 1겹으로 이루어진 보다 간략한 구조로 제작할 수 있을 뿐 아니라, 피부 밀착도 및 착용감을 보다 향상시킬 수 있으며, 피부와 지지부재간의 가압력에 의해 유연하게 신축변형가능하여 상부지지대의 이동이 보다 원활하게 이루어질 수 있다는 다른 효과가 있다.
본 발명에 따른 무릎관절 정형용 보조기구는, 종아리부를 지지하는 하부지지대(100)와 대퇴부를 지지하는 상부지지대(200)가 착용자의 운동상태에 맞추어 임의의 상대각도를 형성가능하도록 상기 하부지지대(100)와 상부지지대(200)를 힌지연결하는 힌지조립체(300, 400)를 구비한 무릎관절 보조기구에 관한 것으로, 직선운동 및 회전운동을 원활하게 유도할 수 있는 구조를 가지는 힌지조립체(이하 제1힌지조립체(300)라 한다) 및/또는 측방향으로의 유연하게 탄성이동가능한 구조를 가지는 힌지조립체(이하 제2힌지조립체(400)라 한다)를 구비한 구성을 가진다.
이하에서는 상기 제1힌지조립체(300)가 무릎관절의 좌, 우측(착용자의 오른쪽 다리를 기준으로 무릎관절의 내, 외측)에 설치된 구조를 가지는 제1실시예와, 상기 제1힌지조립체(300)와 제2힌지조립체(400)가 무릎관절의 좌, 우측에 각각 설치된 구조를 가지는 제2실시예를 들어 본 발명에 따른 무릎관절 정형용 보조기구를 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명에 따른 무릎관절 정형용 보조기구의 제1실시예를 다음의 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 무릎관절 정형용 보조기구의 제1실시예를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 다른 사용상태를 도시한 사시도이며, 도 3은 도 1의 측면도이고, 도 4, 5, 6, 7은 각각 도 3에서 상부지지대가 19°, 38°, 57°, 71°의 회전각변위로 이동된 상태를 도시한 측면도이고, 도 8은 도 3의 상태에서 도 7의 상태로 변화되는 과정을 도시한 요부측면도이다.
상기 제1힌지조립체(300)는, 도 1, 2에 도시된 바와 같이 크게 제1링크(310), 제2링크(320), 제1힌지부(330), 제2힌지부(340), 제3힌지부(350), 회동연결부(360)로 이루어지며, 상기 제1힌지부(330)와 제2힌지부(340)가 각각 상기 하부지지대(100)와 제2링크(320), 상기 하부지지대(100)와 제1링크(310)를 상호 힌지연결하고, 상기 제3힌지부(350)와 회동연결부(360)가 상기 제2링크(320)에 형성된 슬릿(321, 322)에 일부가 구속된 상태로 각각 상기 상부지지대(200)와 제1링크(310)를 상호 힌지연결하고, 상기 상부지지대(200)상에 결합되는 구조를 가진다.
상기 제1링크(310)는, 상기 하부지지대(100)와 상부지지대(200)간의 상대이동을 매개하도록 상기 하부지지대(100)와 상부지지대(200) 사이에 설치되고 상기 하부지지대(100)의 상부와 상기 상부지지대(200)의 하부에 하, 상 양단부가 각각 힌지결합되는 구성요소로, 상기 하부지지대(100)와 결합됨에 있어서는 상기 제2힌지부(340)에 의해 힌지연결되고, 상기 상부지지대(200)와 결합됨에 있어서는 상기 제3힌지부(350)에 의해 힌지연결된다.
상기 제1링크(310)에 의해 상기 상부지지대(200)의 하부는 상기 상부지지대(200)의 운동상태, 변위 및 각도와 무관하게 상기 하부지지대(100)의 상부로부터 상기 제2힌지부(340)와 제3힌지부(350)간의 이격간격에 해당되는 일정한 이격거리를 유지하게 된다.
상기 제2링크(320)는, 상기 상부지지대(200)가 상기 제1링크(310)에 의해 상기 하부지지대(100)와 연결된 상태로 회동됨에 있어서, 상기 상부지지대(200)의 이동이 최적화된 형태로 이루어질 수 있도록 상기 상부지지대(200)와의 접속부에 상기 상부지지대(200)의 이동변위를 특정하게 구속가능한 직선슬릿(321)과 곡선슬릿(322)을 구비하여, 상기 하부지지대(100)의 상부와 상기 상부지지대(200)의 하부에 하, 상 양단부가 각각 힌지결합된다.
상기 제2링크(320)는 상기 하부지지대(100)와의 결합됨에 있어서는 상기 제2힌지부(340)와 이격된 위치에서 상기 제1힌지부(330)에 의해 힌지연결되며, 상기 상부지지대(200)와 결합됨에 있어서는, 상기 제1힌지부(330)를 기준으로하여 상기 상부지지대(200)가 직선이동 변위 및 회전이동 변위를 가지는 지점에 직선슬릿(321)과 곡선슬릿(322)을 각각 형성하여, 상기 제3힌지부(350)와 회동연결부(360)가 각각 상기 직선슬릿(321)과 곡선슬릿(322)에 일부가 구속된 상태로 상기 상부지지대(200)상에 결합된 구조를 가진다.
상기 제2링크(320)를 상기 하부지지대(100)상에 힌지연결하는 상기 제1힌지부(330)는 상기 제1링크(310)를 상기 하부지지대(100)상에 힌지연결하는 상기 제2 힌지부(340)로부터 이격된 위치에 설치됨에 따라, 상기 제1, 2링크(310, 320)를 상기 상부지지대(200)상에 구속하는 상기 제3힌지부(350)가 상기 제2힌지부(340)를 기준으로 하여 회동됨에 있어서, 상기 제3힌지부(350)는 상기 제2힌지부(340)와는 동일한 이격거리를 유지하게 되나, 상기 제3힌지부(350) 및 상부지지대(200)의 위치에 따라 상기 제1힌지부(330)로부터는 이격거리가 달라지게 되는데, 상기 직선슬릿(321)은 상기 제1힌지부(330)를 기준으로 하여 상기 제3힌지부(350)가 이격 내지 인접되는 왕복이동변위를 고려하여, 이에 해당되는 길이로 관통형성된다.
상기 상부지지대(200)는 하부가 상기 제1, 2링크(310, 320)에 힌지결합된 상태로 상기 직선슬릿(321)이 형성하는 이동변위의 범위내에서 자유롭게 회동가능하면서도, 나머지 부분은 상기 제1링크(310) 및 제2링크(320)의 이동상태 및 연장방향과 무관하게 상기 제3힌지부(350)를 기준으로 독립적으로 회동이 이루어질 수 있다.
상기 곡선슬릿(322)은 상기 직선슬릿(321)에 구속된 상태에서 구현가능한 상기 제3힌지부(350)의 직선이동변위와, 상기 직선슬릿(321)내의 임의의 지점에 위치한 상기 제3힌지부(350)를 기준으로 하여 구현가능한 상기 회동연결부(360)의 회동변위를 복합적용하여, 상기 직선슬릿(321)의 길이방향을 따라 연장되면서도 상기 직선슬릿(321)측으로 굴곡되는 곡선형태로 관통형성된다.
상기 제1힌지부(330)는 상기 하부지지대(100)와 제2링크(320)를 힌지연결하고, 상기 제2힌지부(340)는 상기 하부지지대(100)와 제1링크(310)를 힌지연결하며, 상기 제3힌지부(350)는 상기 제2링크의 직선슬릿(321)에 슬라이딩이동가능하게 결 합된 상태로 상기 상부지지대(200)와 제1링크(310)를 힌지연결하며, 상기 회동연결부(360)는 상기 제2링크의 곡선슬릿(322)에 슬라이딩이동가능하게 결합된 상태로 상기 상부지지대(200)에 결합된다.
상기 직선슬릿(321)은 상기 제1, 2링크(310, 320)에 연결된 상기 제3힌지부(350)의 직선운동을 원활하게 유도가능한 직선형태를 가지며, 상기 곡선슬릿(322)은 상기 상부지지대(200)가 회전각 변위를 가지는 과정에서 상기 회동연결부(360)가 회전이동됨과 동시에 상기 회동연결부(360)와 동일한 이격거리를 유지하는 제3힌지부(350)를 자연히 함께 상향이동시키게 되어 상기 상부지지대(200)의 상향이동을 효율적으로 유도하게 된다.
도 3 내지 도 8은 상기 상부지지대(200)가 상기 하부지지대(100)로부터 105°의 상대각도를 이루는 상태에서 176°의 상대각도를 이루는 상태로 변화되는 과정을 보이고자 도시한 것으로, 상기 제1힌지부(330), 제2힌지부(340), 제3힌지부(350), 회동연결부(360)가 상기와 같은 작동구조를 원활하게 구현가능하도록 하측으로부터 순차적으로 위치되며, 상기 하부지지대(100)와 상부지지대(200)간의 상대각도에 따라 상기 제2링크(320)와 상기 제3힌지부(350), 회동연결부(360)간의 결합위치가 달라지는 것을 확인할 수 있다.
도 3은 상기 상부지지대(200)가 상기 하부지지대(100)로부터 105°의 상대각도를 이루는 상태를 도시한 것으로, 상기 제3힌지부(350)와 회동연결부(360)는 상기 제2링크의 직선슬릿(321)과 곡선슬릿(322)의 하단부에 위치되며, 176°의 상대각도를 이루는 상태로 변화되는 과정에서는 4, 5, 6, 7에 도시된 바와 같이 상기 제3힌지부(350)와 회동연결부(360)가 상호 일정한 이격간격을 유지하며 상기 제2링크의 직선슬릿(321)과 곡선슬릿(322)의 상단부측으로 이동된다.
상기와 같은 구성을 가지는 상기 제1힌지조립체(300)를 구비한 본 발명에 따른 무릎관절 정형용 보조기구에 의하면, 상기 제2링크의 직선슬릿(321)과 곡선슬릿(322)이, 상기 상부지지대(200)의 직선운동과 회전운동의 이동경로가 서로 교차되거나 겹치지 않도록 상호 분리형성되면서도, 직선운동과 회전운동이 서로의 이동을 유도할 수 있도록 서로 연계된 연장형태를 가짐에 따라, 상기 상부지지대(200)가 하부지지대(100)를 기준으로 상기 제1링크(310), 제2링크(320)와 연동하여 이동되는 과정에서, 상기 상부지지대(200)의 직선이동과 이와 교차되는 방향으로의 곡선이동이 효율적으로 유도 및 가이드된다.
이에 따라, 내반슬 또는 외반슬 환자의 무릎관절 정형용으로 사용됨에 있어서, 무릎 뼈 사이의 이격간격이 좁은 내측부 또는 외측부측에 상기 제1힌지조립체(300)를 설치하면, 상기 하부지지대(100)로부터 이격되는 방향으로의 상부지지대(200)의 직선이동과 전방측으로의 회동이 상호 보완적으로 이루어지게 되면서, 착용자의 관절 굴곡상태를 정상적으로 교정 및 제어하면서도 관절 움직임 및 보행이 원활하게 이루어질 수 있도록 보조할 수 있다.
도 9은 본 발명에 따른 무릎관절 정형용 보조기구의 제2실시예를 도시한 정면도이고, 도 10는 도 9의 제2힌지조립체의 사용상태를 도시한 요부정면도이다.
본 발명에 따른 무릎관절 정형용 보조기구의 제2실시예는, 도 9에 도시된 바 와 같이, 착용자가 직립한 상태에서 수직방향으로의 상향지지가 필요한 무릎관절의 좌측에 상기 제1실시예를 들어 설명한 바와 같은 구조를 가지는 상기 제1힌지조립체(300)가 설치되고, 수평방향으로의 가변신장이 필요한 무릎관절의 우측에 상기 제2힌지조립체(400)가 설치된 구조를 가진다.
상기 제2힌지조립체(400)는, 크게 하부판스프링(410), 상부판스프링(420), 하부스프링연결부(430), 상부스프링연결부(440)로 이루어지며, 상기 하부판스프링(410)과 상부판스프링(420)이 상기 하부지지대(100)와 상부지지대(200)에 각각 결합되고, 상기 하부스프링연결부(430)와 상부스프링연결부(440)가 상기 하부판스프링(410)과 상부판스프링(420)에 각각 슬라이딩 이동가능하게 결합되는 구조를 가진다.
상기 하부판스프링(410)과 상부판스프링(420)은 각각 상기 하부지지대(100) 상부와 상부지지대(200)의 하부에 수평방향으로의 탄성이동변위를 가지도록 설치되며, 상호간의 인접단부가 본 발명을 착용한 착용자의 무릎 측면부에 접속되는 무릎접속패드(600)에 독립적으로 접속가능할 정도의 이격거리를 가지며, 상기 무릎접속패드(600)와의 접속부에는 수직방향으로의 연장길이를 가지는 슬릿(411, 421)이 형성된다.
상기 하부스프링연결부(430)와 상부판스프링연결부(440)는 상기 하부판스프링의 슬릿(411)과 상부판스프링(420)의 슬릿(421)에 각각 슬라이딩이동 가능하게 결합되고, 상기 무릎접속패드(600)의 하부 및 상부에 각각 고정결합된다.
무릎뼈가 확장변형된 내반슬 또는 외반슬 환자가 상기 제2힌지조립체(400)를 구비한 무릎관절 보조기구를 착용하게 되면, 도 10의 (a), (b)에 도시된 바와 같이 착용자의 무릎뼈 돌출상태에 맞추어 상기 하, 상부판스프링(410, 420)의 말단부가 수평방향으로 밀려나고 상기 슬릿(411, 421)이 형성하는 이동한계의 범위 내에서 보다 이격되며, 상기 무릎접속패드(600)가 상기 하, 상부스프링연결부(430, 440)에 의해 상기 하, 상부판스프링(410, 420)에 구속된 상태를 유지하며 수평방향으로 이동된다.
내반슬 또는 외반슬 환자의 무릎관절 정형용으로 사용됨에 있어서, 무릎 뼈 사이의 이격간격이 확장된 외측부 또는 내측부측에 상기 제2힌지조립체(400)를 설치하면, 무릎 뼈 변형이 심하여 무릎 관절의 사이즈가 커진 환자가 착용하는 경우에도, 상기 하부판스프링(410)과 상부판스프링(420)의 탄성변형에 의해 무릎을 무리하게 압박하지 않고 일정한 접속압력을 유지할 수 있다.
이에 따라, 무릎 뼈 사이의 이격간격이 좁은 내측부 또는 외측부측에 상기 제1힌지조립체(300)를 설치하고, 무릎 뼈 사이의 이격간격이 확장된 외측부 또는 내측부측에 상기 제2힌지조립체(400)를 설치하면, 상기 제1힌지조립체(300)가 설치된 일측에서는 착용자의 관절 굴곡상태를 정상적으로 교정 및 제어하면서도 관절 움직임 및 보행이 원활하게 이루어질 수 있도록 보조하게 되며, 상기 제2힌지조립체(400)가 설치된 타측에서는 무릎을 무리하게 압박하지 않고 일정한 접속압력으로 무릎관절을 교정할 수 있다.
도 11은 하부스펀지부재와 상부스펀지부재의 설치상태를 도시한 개략도로, 상기 제1, 2실시예와 같은 구조를 적용함에 있어서, 도 11에 도시된 바와 같이, 착용자의 종아리 및 대퇴부와 접속이 이루어지게 되는 상기 하부지지대(100) 및 상부지지대(200)상에 상광하협의 종단면형상을 가지고 상기 하부지지대(100)의 상부에 설치되는 하부스펀지부재(510)와, 상협하광의 종단면형상을 가지고 상기 상부지지대(200)의 하부에 설치되는 상부스펀지부재(520)를 각각 추가로 구비하는 것이 바람직하다.
상기 하부스펀지부재(510)와 상부스펀지부재(520)를 부착하면, 사이 하부지지대(100) 및 상부지지대(200)와 착용자의 피부간의 밀착도 및 착용감을 보다 향상시킬 수 있을 뿐 아니라, 기존에 2겹의 지지부재 사이에 판스프링부재를 결합하던 구조와 비교해, 지지부재를 1겹으로 이루어진 보다 간략한 구조로 제작할 수 있으며, 착용자의 피부와 지지부재간의 가압력에 의해 유연하게 신축변형가능한 스펀지부재의 특성에 의해 상기 제1힌지부(330)를 기준으로 한 상기 상부지지대(200)의 신장이동이 보다 원활하게 이루어질 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되는 것이 아니고, 상기 실시예들을 기존의 공지기술과 단순히 조합적용한 실시예와 함께 본 발명의 특허청구범위와 상세한 설명에서 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 변형하여 이용할 수 있는 기술은 본 발명의 기술범위에 당연히 포함된다고 보아야 할 것이다.
도 1 - 본 발명에 따른 무릎관절 정형용 보조기구의 제1실시예를 도시한 사시도
도 2 - 도 1의 다른 사용상태를 도시한 사시도
도 3 - 도 1의 측면도
도 4 - 도 3에서 상부지지대가 19°의 회전각변위로 이동된 상태를 도시한 측면도
도 5 - 도 3에서 상부지지대가 38°의 회전각변위로 이동된 상태를 도시한 측면도
도 6 - 도 3에서 상부지지대가 57°의 회전각변위로 이동된 상태를 도시한 측면도
도 7 - 도 3에서 상부지지대가 71°의 회전각변위로 이동된 상태를 도시한 도 2의 측면도
도 8 - 도 3의 상태에서 도 7의 상태로 변화되는 과정을 도시한 요부측면도
도 9 - 본 발명에 따른 무릎관절 정형용 보조기구의 제2실시예를 도시한 정면도
도 10 - 도 9의 제2힌지조립체의 사용상태를 도시한 요부정면도
도 11 - 하부스펀지부재와 상부스펀지부재의 설치상태를 도시한 개략도
<도면에 사용된 주요 부호에 대한 설명>
100 : 하부지지대 200 : 상부지지대
300 : 제1힌지조립체 310 : 제1링크
320 : 제2링크 321 : 직선슬릿
322 : 곡선슬릿 330 : 제1힌지부
340 : 제2힌지부 350 : 제3힌지부
360 : 회동연결부 400 : 제2힌지조립체
410 : 하부판스프링 411 : 하부판스프링의 슬릿
420 : 상부판스프링 421 : 상부판스프링의 슬릿
430 : 하부스프링연결부 440 : 상부스프링연결부
510 : 하부스펀지부재 520 : 상부스펀지부재

Claims (8)

  1. 종아리부를 지지하는 하부지지대(100)와 대퇴부를 지지하는 상부지지대(200)가 착용자의 운동상태에 맞추어 임의의 상대각도를 형성가능하도록 상기 하부지지대(100)와 상부지지대(200)를 힌지연결하는 힌지조립체(300)를 구비한 무릎관절 보조기구에 있어서,
    상기 힌지조립체(300)는,
    상기 하부지지대(100)의 상부와 상기 상부지지대(200)의 하부에 각각 힌지결합되는 제1링크(310);
    상기 제1링크(310)와 이격된 위치에서 상기 하부지지대(100)에 힌지결합되며, 상기 상부지지대(200)와의 접속부에 직선형태로 관통형성된 직선슬릿(321)과 상기 직선슬릿(321)과 이격된 위치에서 곡선형태로 관통형성되는 곡선슬릿(322)이 구비된 제2링크(320);
    상기 하부지지대(100)와 제2링크(320)를 힌지연결하는 제1힌지부(330);
    상기 하부지지대(100)와 제1링크(310)를 힌지연결하는 제2힌지부(340);
    상기 상부지지대(200)와 제1링크(310)를 힌지연결하며, 상기 제2링크의 직선슬릿(321)에 슬라이딩이동가능하게 결합되는 제3힌지부(350); 및
    상기 상부지지대(200)에 결합되며, 상기 제2링크의 곡선슬릿(322)에 슬라이딩이동가능하게 결합되는 회동연결부(360);
    를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 무릎관절 정형용 보조기구.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제1힌지부(330), 제2힌지부(340), 제3힌지부(350), 회동연결부(360)는,
    상기 하부지지대(100)가 직립되고 상기 상부지지대(200)가 상기 하부지지대(100)로부터 105°이상 내지 176°이하의 상대각도를 이루는 상태에서 하측으로부터 순차적으로 위치됨을 특징으로 하는 무릎관절 정형용 보조기구.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 제2링크(320)는,
    상기 제1힌지부(330)에서 상기 제3힌지부(350)측으로 연장됨에 있어서,
    이동경로가 상기 제2힌지부(340)와 중첩되지 않도록 상기 제2힌지부(340)와의 인접부가 상기 제2힌지부(340) 외측으로 굴곡된 형상을 가짐을 특징으로 하는 무릎관절 정형용 보조기구.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 제2링크의 직선슬릿(321)은,
    상기 제3힌지부(350)가 상기 제2힌지부(340)와 정간격을 두고 회동변위를 가짐에 있어서,
    상기 제1힌지부(330)로부터의 직선이동변위에 해당되는 길이로 형성됨을 특 징으로 하는 무릎관절 정형용 보조기구.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 제2링크의 곡선슬릿(322)은,
    상기 제3힌지부(350)가 상기 제2링크의 직선슬릿(321)을 따라 직선이동됨과 동시에 상기 회동연결부(360)가 상기 제3힌지부(350)를 중심으로 회동가능하도록, 상기 직선슬릿(321)의 길이방향을 따라 연장되면서 상기 직선슬릿(321)측으로 굴곡되는 형상을 가짐을 특징으로 하는 무릎관절 정형용 보조기구.
  6. 삭제
  7. 종아리부를 지지하는 하부지지대(100)와 대퇴부를 지지하는 상부지지대(200)가 착용자의 운동상태에 맞추어 임의의 상대각도를 형성가능하도록 상기 하부지지대(100)와 상부지지대(200)를 힌지연결하는 힌지조립체(300, 400)를 구비한 무릎관절 보조기구에 있어서,
    상기 하부지지대(100)의 상부와 상기 상부지지대(200)의 하부에 각각 힌지결합되는 제1링크(310)와, 상기 제1링크(310)와 이격된 위치에서 상기 하부지지대(100)에 힌지결합되며 상기 상부지지대(200)와의 접속부에 직선형태로 관통형성된 직선슬릿(321)과 상기 직선슬릿(321)과 이격된 위치에서 곡선형태로 관통형성되는 곡선슬릿(322)이 구비된 제2링크(320)와, 상기 하부지지대(100)와 제2링크(320)를 힌지연결하는 제1힌지부(330)와, 상기 하부지지대(100)와 제1링크(310)를 힌지연결하는 제2힌지부(340)와, 상기 상부지지대(200)와 제1링크(310)를 힌지연결하며 상기 제2링크의 직선슬릿(321)에 슬라이딩이동가능하게 결합되는 제3힌지부(350)와, 상기 상부지지대(200)에 결합되며 상기 제2링크의 곡선슬릿(322)에 슬라이딩이 동가능하게 결합되는 회동연결부(360)를 구비하여, 착용자의 무릎 내측부(또는 외측부)측에 설치되는 제1힌지조립체(300); 및
    상기 하부지지대(100) 상부에 수평방향으로의 탄성이동변위를 가지도록 설치되며수직방향으로의 연장길이를 가지는 슬릿(411)이 형성된 하부판스프링(410)과, 상기 상부지지대(200) 하부에 수평방향으로의 탄성이동변위를 가지도록 설치되며 수직방향으로의 연장길이를 가지는 슬릿(421)이 형성된 상부판스프링(420)과, 상기 하부판스프링의 슬릿(411)에 슬라이딩이동 가능하게 결합되며 착용자의 무릎 측면부에 접속되는 무릎접속패드(600)의 하부에 고정결합되는 하부스프링연결부(430)와, 상기 상부판스프링의 슬릿(421)에 슬라이딩이동 가능하게 결합되며 상기 무릎접속패드(600)의 상부에 고정결합되는 상부스프링연결부(440)를 구비하여, 착용자의 무릎 외측부(또는 내측부)측에 설치되는 제2힌지조립체(400);
    를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 무릎관절 정형용 보조기구.
  8. 제 7항에 있어서,
    상광하협의 종단면형상을 가지고 상기 하부지지대(100)의 상부에 설치되는 하부스펀지부재(510); 및
    상협하광의 종단면형상을 가지고 상기 상부지지대(200)의 하부에 설치되는 상부스펀지부재(520);
    를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 무릎관절 정형용 보조기구.
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