KR101169855B1

KR101169855B1 - 휠체어

Info

Publication number: KR101169855B1
Application number: KR1020100019283A
Authority: KR
Inventors: 고범석; 김기영; 박종철; 명민수; 장형윤; 전인수
Original assignee: 전남대학교산학협력단
Priority date: 2010-03-04
Filing date: 2010-03-04
Publication date: 2012-07-30
Also published as: KR20110100366A

Abstract

개시된 본 발명에 따른 휠체어는 휠체어의 하부를 지지하는 전장프레임을 포함한 프레임, 상기 전장프레임의 좌우 측에 각각 회전가능하게 설치되며 중앙에 제 1 스프로킷이 구비된 주바퀴, 상기 주바퀴의 전방에 구비되며 상기 주바퀴의 제 1 스프로킷과 체인으로 연결된 2 스프로킷, 상기 제 2 스프로킷의 중앙 축에 일단이 연결되고 상기 중앙축을 중심으로 회전운동함으로써 제 2 스프로킷을 회전시키는 핸들부재, 상기 제 2 스프로킷과 체인에 의하여 연결되어 상기 제 1 스프로킷 일측에 구비되며 기어이 수를 조절하여 상기 주바퀴의 속도를 조절하는 변속기어 및 상기프레임의 상부에 구비되어 상기 변속기어를 조작하도록 작동되는 변속기어 조작부, 상기 주바퀴의 경로 상에 구비되어 마찰력을 이용하여 상기 주바퀴를 제동하는 브레이크 셋 및 상기 핸들부재의 상단에 마련되어 상기 브레이크 셋을 조작하도록 작동되는 브레이크 레버를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

휠체어{Wheel Chair}

본 발명은 휠체어에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 구조가 간단하고 사용자의 작동력이 적게 들어 손쉽게 계단이나 보도블록의 경사진 곳을 오를 수 있도록 개선된 휠체어에 관한 것이다.

휠체어는 신체장애자나 환자 및 거동이 불편한 노약자가 용이하게 이동할 수 있도록 도와주는 의료기구의 하나이다. 이러한 휠체어는 인력에 의하여 바퀴를 구동시키는 수동타입과, 전동장치를 이용하여 바퀴를 구동시키는 전동타입 등으로 구분되어진다.

상기와 같은 휠체어의 일 예가 도 1에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 휠체어(10)는 접철이 가능하도록 상부에는 시트쿠션(11)이 구비되고, 후방에는 등받이(12)와 손잡이(13)를 가지는 등받이프레임(14)이 구비되어 프레임(15)을 구성한다. 그리고 상기 프레임(15)의 상측과 전방에는 팔걸이(16)를 가지는 팔걸이프레임(17)과 발판(18)을 가지는 프론트프레임(19)이 착탈 가능하게 각각 결합되어진다. 또한 상기 프레임(15)의 중앙부 양측으로는 주바퀴(20)가 설치되고, 상기 프론트프레임(19)의 측방에는 보조바퀴(21)가 설치되어 각각 휠체어(10)가 이동할 수 있도록 하며, 이동 중인 휠체어(10)를 정지시킬 수 있는 브레이크(25)가 구비된다.

한편, 상기 휠체어(10)의 사용자가 휠체어(10)의 시트쿠션(11)에 앉은 상태에서 휠체어(10)를 구동하기 위해서는 휠체어(10)의 주바퀴(20) 양측으로 형성되는 링 형상의 손잡이를 돌려 휠체어(10)의 구동력을 얻도록 하거나, 또는 뒤에서 제3자의 도움에 의해 손잡이(13)를 밀어 휠체어(10)를 전진시켜 이동이 가능하도록 하고 있는 것이 일반적인 휠체어(10)의 구동방식이다.

그러나 이와 같은 주바퀴(20) 외측으로 돌출되는 링 형상의 손잡이를 반복적으로 잡아 돌리면서 구동력을 얻도록 하는 기존의 휠체어(10)는 어깨와 팔에 상당한 힘이 요구되는 체력적 문제와 함께 많은 불편이 수반되며, 계단이나 약간이라도 경사진 곳에서는 사용자의 자력에 의해 전진력을 얻는 것 자체가 어렵고 역회전되려는 물리력에 의해 외부의 도움이 없이는 계단 또는 경사진 곳을 사용자의 자력으로 이동하는 것이 상당히 어려워 사용상 많은 제약이 뒤따르는 문제점이 있다.

특히, 경사진 곳을 오르거나 내려갈 때, 오르막 길을 오를 때는 휠체어가 뒤로(아래로) 밀리는 현상으로 인하여 손으로 휠을 회전시킨 후 다시 회전시키기 위하여 손을 뒤로(위로) 이동하는 순간 바퀴가 거꾸로 회전하게 되므로 경사진 곳을 오르기 매우 힘들며, 내리막 길은 휠체어가 가속이 붙어 매우 위험하므로 바퀴에 적당한 제동을 가할 필요가 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 휠체어 주바퀴의 회전축 상에 간단한 장치를 부가 장착하여 사용자가 쉽게 휠체어를 작동 가능하게 하여, 오르막이나 계단과 같은 경사진 곳을 자력으로도 힘들지 않고 쉽게 작동할 수 있도록 하여 장애인의 활동성을 높인 휠체어를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 제공되는 본 발명에 따른 휠체어는 휠체어의 하부를 지지하는 전장프레임을 포함한 프레임; 상기 전장프레임의 좌우 측에 각각 회전가능하게 설치되며 중앙에 제 1 스프로킷이 구비된 주바퀴; 상기 주바퀴의 전방에 구비되며 상기 주바퀴의 제 1 스프로킷과 체인으로 연결된 2 스프로킷;상기 제 2 스프로킷의 중앙 축에 일단이 연결되고 상기 중앙축을 중심으로 회전운동함으로써 제 2 스프로킷을 회전시키는 핸들부재; 상기 제 2 스프로킷과 체인에 의하여 연결되어 상기 제 1 스프로킷 일측에 구비되며 기어이 수를 조절하여 상기 주바퀴의 속도를 조절하는 변속기어 및 상기프레임의 상부에 구비되어 상기 변속기어를 조작하도록 작동되는 변속기어 조작부; 상기 주바퀴의 경로 상에 구비되어 마찰력을 이용하여 상기 주바퀴를 제동하는 브레이크 셋 및 상기 핸들부재의 상단에 마련되어 상기 브레이크 셋을 조작하도록 작동되는 브레이크 레버;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 전장프레임은 상기 제 2 스프로킷의 중앙 축으로부터 전방으로 연장되고, 사용자가 착석 시 사용자의 하체를 모두 지지할 수 있으며, 끝단에 보조바퀴가 구비된 것이 좋다.

또한, 상기 핸들부재는 상기 제 2 스프로킷의 중앙 축에 회전고정되어 사용자의 작동력을 상기 제 2 스프로킷에 전달하는 주레바; 상기 주레바의 내측에서 삽입 및 도출이 가능하도록 왕복 작동되는 보조레바; 사용자가 상기 핸들부재를 조작하도록 상기 주레바의 상단에 마련된 손잡이부재;를 포함하는 것이 바람직하다

특히, 상기 휠체어가 경사진 곳 또는 계단을 승강할 경우, 상기 주레바 내측에서 상기 보조레바가 도출되어 상기 보조레바의 끝단에 마련된 지지부가 지면에 접촉되고 상기 주레바의 회전이동에 의하여 상기 휠체어가 승강 이동되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 좌우 핸들부재의 손잡이부재의 단부 사이에는 상기 손잡이부재를 연결하여 휠체어 사용자가 상기 휠체어의 정면에서 조정하도록 설치된 조정부재를 더 포함하는 것이 좋다.

본 발명에 따른 휠체어에 의하면, 휠체어 하단의 전장프레임을 연장하여 균형을 잡기 쉽도록 하고, 단순한 레바를 주바퀴에 장착하여 레바의 손잡이부재만을 일정 각도만큼 회전시키면 사용자가 쉽게 휠체어를 작동 가능하며 자력으로도 쉽게 작동시킬 수 있다. 또한, 계단이나 약간이라도 경사진 곳에서 사용자의 자력에 의해 전진력을 얻기 용이하고 전장프레임이 종래 휠체어의 프레임보다 길어서 뒤집힐 위험이 감소되어 외부의 도움이 없이 계단 또는 경사진 곳을 사용자의 자력으로 이동하는 것이 용이하다.

도 1은 종래 기술에 따른 휠체어 구조의 구성을 개략적으로 나타내 보인 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 휠체어의 구조를 나타낸 사시도,
도 3은 도 2에 따른 휠체어의 작동을 나타낸 측면도,
도 4(a) 내지 도 4(c)는 본 발명에 따른 휠체어가 계단 등을 오를 때의 작동 구조를 나타낸 사용상태도, 및
도 5는 본 발명에 따른 다른 실시 예에 따른 휠체어의 구조를 나타낸 사시도이다.

본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 휠체어를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 휠체어는 사용자의 작동에 의한 왕복운동을 원운동으로 바꾸는 장치로 작은 힘으로 손쉽게 작동이 가능하고 경사진 곳도 쉽게 이동 가능한 휠체어이다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 휠체어(100)의 구조를 나타낸 사시도, 도 3은 도 2에 따른 휠체어(100)의 작동을 나타낸 측면도, 도 4(a) 내지 도 4(c)는 본 발명에 따른 휠체어(100)가 계단 등을 오를 때의 작동 구조를 나타낸 사용상태도, 도 5는 본 발명에 따른 다른 실시 예에 따른 휠체어의 구조를 나타낸 사시도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 휠체어(100)를 살펴보면, 휠체어(100)는 전체를 지지하는 프레임(110), 프레임(110)을 이동시키기 위한 주바퀴(130)와 보조바퀴(140), 주바퀴(130)에 동력을 전달하기 위한 제 1, 2 스프로킷(135, 145), 주바퀴(130)의 기어를 조작하기 위한 변속기어(160) 및 변속기어조작부(165), 사용자의 작동에 따라 주바퀴(130)에 회전력을 전달하기 위한 핸들부재(120), 휠체어(100)를 제동하기 위한 브레이크 셋(170) 및 브레이크 레버(175)를 포함한다.

휠체어(100)의 프레임(110)은 휠체어 자체 및 탑승한 사용자의 하중을 지지하도록 프레임(100)의 하측에 구비된 전장프레임(115)을 포함한다.

여기서 전장프레임(115)은 제 2 스프로킷(145)의 중앙 축(146)으로부터 전방으로 연장되고, 사용자가 착석 시 사용자의 하체를 모두 지지할 수 있으며, 끝단에 보조바퀴(140)가 구비된다. 전장프레임(115)의 긴 전장은 무게 중심을 전방으로 이동시킴으로써 계단이나 보도블록과 같은 경사진 곳을 등판 시 전복되는 위험을 줄여 안정감을 높일 수 있다.

주바퀴(130)는 전장프레임(115) 좌우 측에 각각 회전가능하게 설치되며 중앙에 제 1 스프로킷(135)이 구비되고, 제 2 스프로킷(145)은 주바퀴(130)의 전방에 구비되며 주바퀴(130)의 제 1 스프로킷(135)과 체인(150)으로 연결된다.

핸들부재(120)는 제 2 스프로킷(145)의 중앙 축(146)에 일단이 연결되고 중앙 축(146)을 중심으로 회전운동함으로써 제 2 스프로킷(145)을 회전시키도록 작동된다.

핸들부재(120)는 다수의 레바(123)으로 구성되는데, 제 2 스프로킷(145)의 중앙 축(146)에 회전고정되어 사용자의 작동력을 제 2 스프로킷(145)에 전달하는 주레바(124), 주레바(124)의 내측에서 삽입 및 도출이 가능하도록 왕복 작동되는 보조레바(125), 사용자가 핸들부재(120)를 조작하도록 주레바(124)의 상단에 마련된 손잡이부재(122)를 포함한다. 여기서 보조레바(125)의 외측면은 주레바(124)의 내측면과 레일부(미도시)에 의하여 연결됨으로써 삽입 및 도출이 용이하도록 구성될 수 있다. 또한, 보조레바의 외측면에는 일정간격으로 다수개의 조정홀(미도시)이 형성되고 조정홀에 삽입고정되는 결합핀(미도시)의 위치를 변경함으로써 사용자의 신체에 따라 적절하게 그 길이를 조정할 수 있다. 여기서 서로 결합되는 보조레바(125)의 외측면과 주레바(124)의 내측면에는 다수개의 톱니가 형성되어 있어 결합력을 증대시킬 수 있다.

변속기어(160)는 제 2 스프로킷(145)과 체인(150)에 의하여 연결되어 제 1 스프로킷(135) 일측에 구비되며 기어이 수를 조절하여 주바퀴(130)의 속도를 조절하도록 작동되고, 변속기어조작부(165)는 프레임(110)의 상부에 구비되어 변속기어(160)를 조작하도록 작동된다. 변속기어(160) 및 변속기어조작부(165)의 원리 및 기능은 자전거의 변속장치와 동일하다.

브레이크 셋(170)은 주바퀴(130)의 경로 상에 구비되어 마찰력을 이용하여 주바퀴(130)를 제동하도록 작동되고, 브레이크 레버(175)는 핸들부재(120)의 상단에 마련되어 브레이크 셋(170)을 조작하도록 작동된다. 기존의 휠체어는 오르막 및 내리막을 운행함에 있어서 안전상의 문제점을 나타냈지만, 브레이크 셋(170)과 브레이크 레버(175)와 같은 제동장치를 구비함으로써 2차 사고를 예방할 수 있다. 원리는 자전거의 브레이크 시스템과 동일하다.

상기 휠체어(100)는 경사진 곳 또는 계단을 승강할 경우, 주레바(124) 내측에서 보조레바(125)가 도출되어 보조레바(125)의 끝단에 마련된 지지부(126)가 지면에 접촉되고 지지부(126)에 의하여 휠체어(100)의 프레임(110)이 지면에 지지되어 휠체어 몸체가 들리게 되며 주레바(124)의 회전이동에 의하여 휠체어(100)가 승강 이동된다.

여기서, 좌우 핸들부재(120)의 손잡이부재(122)의 단부 사이에는 손잡이부재(122)를 연결하여 휠체어 사용자가 휠체어의 정면에서 조정하도록 설치된 조정부재(180)를 더 포함하는 것이 좋다(도 5 참조).

도 4(a) 내지 도 4(c)를 참고로 하여 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 휠체어(100)의 작동과정을 살펴보면 다음과 같다.

일반적으로 휠체어의 사용자는 주바퀴(130)에 힘을 가하여 회전시킴으로써 작동하는데, 본 발명에 따른 휠체어(100)의 사용자는 보조바퀴(140)의 중앙 축(146)에 구비된 핸들부재(120)를 전후방으로 왕복이동시킴으로써 주바퀴(130)에 힘을 가한다. 즉, 평상시에는 핸들부재(120)의 보조레바(125)가 주레바(124)의 내측에 고정되고, 주레바(124) 만을 전후방으로 왕복이동시킴으로써 제 2 스프로킷(145)을 회전시킨다. 제 2 스프로킷(145)의 회전력은 체인(150)에 전달되어 주바퀴(130)의 중앙에 구비된 제 1 스프로킷(135)을 회전시키고 제 1 스프로킷(135)의 회전에 따라 주바퀴(130)도 회전된다. 따라서 사용자의 몸체 전방에 위치한 핸들부재(120)에 힘을 가함으로써 주바퀴(130)에 직접 힘을 가한 경우보다 더 적은 힘으로 휠체어(100)를 작동시킬 수 있다.

본 발명에 따른 휠체어(100)를 이용하여 오르막이나 계단과 같은 경사진 곳을 오를 경우, 주레바(124) 내측에 고정되었던 보조레바(125)를 외부로 도출시킨 후 보조레바(125)의 끝단에 마련된 지지부(126)를 이용하여 지면에 지지함으로써 휠체어(100)를 조작할 수 있다. 즉, 도 4(a) 내지 도 4(c)를 살펴보면, 휠체어(100)의 작동 중 계단과 같은 경사진 곳을 오를 경우, 사용자는 보조레바(125)를 도출시키고 보조레바(125) 끝단에 마련된 지지부(126)를 지면에 접촉한 후, 주레바(124)의 일단에 마련된 손잡이부재(122)에 힘을 가한다. 손잡이부재(122)를 전방으로 밀게 되면, 지면에 접촉된 지지부(126)를 축으로 하여 휠체어(100)의 앞부분이 들리게 되고, 전장프레임(115)의 전방에 구비된 보조바퀴(140)가 경사진 상부 지면에 놓이게 된다. 이후, 지속적으로 손잡이부재(122)를 전방으로 밀게 되면, 주바퀴(130)까지 공중에 들리게 되고, 지지부(126)를 축으로 하여 앞으로 이동하게 된다. 이로써 휠체어(100)가 뒤집힐 염려가 없이 안전하게 계단과 같은 경사진 곳을 오를 수 있다.

또한, 휠체어(100)의 작동 속도를 조절할 수 있도록 변속기어(160) 및 변속기어조작부(165)를 장착함으로써 오르막길이나 내리막길에서 더 작은 힘으로 용이하게 휠체어를 조작할 수 있고, 브레이크셋(170) 및 브레이크레버(175)를 장착하여 과속을 방지할 수 있다.

상기와 같은 휠체어(100)의 구조를 변형한 것으로써 손잡이 부재(122)의 단부 사이에 조정부재(180)를 더 구비할 수 있다(도 5 참조). 이는 사용자가 휠체어(100)의 좌우 양측에 마련된 핸들부재(120)를 개별적으로 작동시키는 것보다 휠체어(100)의 핸들부재(120)에 더 용이하게 힘을 가할 수 있도록 구조적으로 개선한 것이다. 즉, 사용자가 계단 등의 경사진 곳을 이동하고자 할 경우, 보조레바(125)의 지지부(126)를 지면에 지지한 후, 핸들부재(120)의 손잡이 부재(122)를 서로 연결시키도록 구비된 조정부재(180)를 전방으로 밀게 되면, 보조바퀴(140) 및 주바퀴(130)가 공중에 들리게 되고, 지지부(126)를 축으로 하여 앞으로 이동하게 된다. 이로써 사용자의 힘을 한곳에 집중할 수 있어서 더욱 용이하게 휠체어를 작동시킬 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

100 : 휠체어 110 : 프레임
115 : 전장프레임 120 : 핸들부재
122 : 손잡이부재 123 : 레바
124 : 주레바 125 : 보조레바
126 : 지지부 130 : 주바퀴
135 : 제 1 스프로킷 136 : 중앙축
140 : 보조바퀴 145 : 제 2 스프로킷
146 : 중앙축 150 : 체인
160 : 변속기어 165 : 변속기어 조작부
170 : 브레이크 셋 175 : 브레이크 레버
180 : 조정부재

Claims

휠체어의 하부를 지지하는 전장프레임을 포함한 프레임;
상기 전장프레임의 좌우 측에 각각 회전가능하게 설치되며 중앙에 제 1 스프로킷이 구비된 주바퀴;
상기 주바퀴의 전방에 구비되며 상기 주바퀴의 제 1 스프로킷과 체인으로 연결된 2 스프로킷;
상기 제 2 스프로킷의 중앙 축에 일단이 연결되고 상기 중앙축을 중심으로 회전운동함으로써 제 2 스프로킷을 회전시키는 핸들부재;
상기 제 2 스프로킷과 체인에 의하여 연결되어 상기 제 1 스프로킷 일측에 구비되며 기어이 수를 조절하여 상기 주바퀴의 속도를 조절하는 변속기어 및 상기프레임의 상부에 구비되어 상기 변속기어를 조작하도록 작동되는 변속기어 조작부;
상기 주바퀴의 경로 상에 구비되어 마찰력을 이용하여 상기 주바퀴를 제동하는 브레이크 셋 및 상기 핸들부재의 상단에 마련되어 상기 브레이크 셋을 조작하도록 작동되는 브레이크 레버;를 포함하며,
상기 핸들부재는 상기 제 2 스프로킷의 중앙 축에 회전고정되어 사용자의 작동력을 상기 제 2 스프로킷에 전달하는 주레바; 상기 주레바의 내측에서 삽입 및 도출이 가능하도록 왕복 작동되는 보조레바; 사용자가 상기 핸들부재를 조작하도록 상기 주레바의 상단에 마련된 손잡이부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 휠체어.
제 1 항에 있어서, 상기 전장프레임은
상기 제 2 스프로킷의 중앙 축으로부터 전방으로 연장되고, 사용자가 착석 시 사용자의 하체를 모두 지지할 수 있으며, 끝단에 보조바퀴가 구비된 것을 특징으로 하는 휠체어.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 휠체어가 경사진 곳 또는 계단을 승강할 경우, 상기 주레바 내측에서 상기 보조레바가 도출되어 상기 보조레바의 끝단에 마련된 지지부가 지면에 접촉되고 상기 주레바의 회전이동에 의하여 상기 휠체어가 승강 이동되는 것을 특징으로 하는 휠체어.
제 1 항에 있어서,
상기 좌우 핸들부재의 손잡이부재의 단부 사이에는 상기 손잡이부재를 연결하여 휠체어 사용자가 상기 휠체어의 정면에서 조정하도록 설치된 조정부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휠체어.