KR101316246B1 - 스포츠 휠체어용 발판 각도 조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스포츠 휠체어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 휠체어의 다리받이프레임의 회전 및 고정작용에 따라 발판 각도를 쉽고 안정적으로 조절하고 운동 경기용에 적합한 스포츠 휠체어용 발판 각도 조절장치에 관한 것이다.
이를 위해, 스포츠용 휠체어에 있어서, 시트프레임 전방 양측에 4절관절부의 제1링크를 각각 결합하고, 상기 제1링크와 마주하는 제3링크를 다리받이프레임에 결합하여 구성하며, 고정프레임에 고정부재를 슬라이딩 가능하게 끼우고, 상기 고정부재는 고정프레임에 고정시킬 수 있도록 일측에 고정쇠를 힌지 결합하되 상기 고정쇠는 힌지 일측에 고정레버를 형성하며, 고정프레임에 연접하는 힌지 타측에 편심부를 형성하여 구성하고, 상기 고정부재 일측에 단속핀을 돌출되게 구비하고, 상기 단속핀이 끼워져 다리받이프레임의 회전 각도를 조절하도록 상기 다리받이프레임 일부에 길이 방향을 따라 단속홀을 형성하여 구성한 것을 특징으로 한다.
상기한 구성에 따라, 휠체어 발판의 회전과 함께 다리받이프레임을 고정레버의 조작을 통해 고정하므로, 발판 각도를 쉽고 간편하게 조절하고 스포츠용 휠체어에 적합하게 사용할 수 있는 효과가 있고, 발판 각도 조절과 함께 다리받이프레임과 발판을 상하로 소폭 조절 가능하여 발판에 올려지는 발의 위치를 안정시켜 운동 경기 중의 신체 균형 조절 기능을 향상시킬 수 있는 효과도 있다.

Description

스포츠 휠체어용 발판 각도 조절장치{Apparatus for adjusting footplate-angle of wheelchair for sports}

본 발명은 스포츠 휠체어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 휠체어의 다리받이프레임의 회전 및 고정작용에 따라 발판 각도를 쉽고 안정적으로 조절하고 운동 경기용에 적합한 스포츠 휠체어용 발판 각도 조절장치에 관한 것이다.

일반적으로, 휠체어는 거동이 불편한 환자, 노약자 또는 장애인 등이 타고 이동하기 위한 기구로써, 이동이 용이하도록 하부에 바퀴가 설치된 의자 형태로 구성된다.

한편, 휠체어가 사용된 초창기에는 거동이 불편한 이들의 단순한 이동 목적으로만 사용되었으나, 최근 장애인들에 대한 사회적 편견과 차별이 줄어들고 이와 함께 장애우 스스로도 사회활동에 적극으로 참여하려는 의지를 나타내고 있어, 장애인들의 활동유형에 따라 휠체어의 형태 또한 그 사용 목적에 맞게 다양한 형태로 출시되고 있다.

특히, 농구, 탁구, 배구, 육상 등과 같은 스포츠의 경우 운동 종목의 특성상 빠른 몸놀림과, 민첩성, 순발력 등이 요구되므로, 휠체어가 필요한 장애인 운동 경기에는 대부분 그 종목에 적합한 스포츠용 휠체어가 별도 제작되어 운동 경기에 사용된다.

이같은, 스포츠용 휠체어는 운동 경기에 사용되는 용도이므로, 운동역학적 성능 중 특히, 무게 중심 위치가 중요한데 이 위치를 다리 각도 조절을 통해 조절해야 한다.

그러나, 기존의 휠체어는 탑승자의 신체 무릎의 각도 변화에 따라 다리받이프레임과 탑승자의 다리 길이가 서로 달라져, 발판에 놓여지는 발의 위치가 불안정하게 되고, 이로 인해 발 부분에서 체중을 지지하지 못하면서 운동 경기 중 신체 균형 조절 기능을 크게 상실하는 문제가 있었다.

한편, 도 1은 상기한 문제점 중 일부를 해결할 수 있는 종래의 대한민국 공개특허공보 공개번호 제2007-34758호로 공개된 "전동휠체어의 발판"에 대한 것으로, 설명하면 사방에 바퀴(11)가 장착된 섀시프레임(10)의 상부에는 등받이(12a)를 갖는 의자(12)가 고정되고, 충전배터리의 전원으로 작동되는 구동모터의 동력을 전달받아 바퀴(11)가 구동되며, 의자(12)의 팔걸이대(13)에는 조정용 레버(14)가 장착되고, 섀시프레임(10)의 전방 양측에 각각 장착된 지지프레임(21)에는 발판(22)이 고정된 전동휠체어(1)에 있어서, 상기 섀시프레임(10)의 전방 양측에 각각 장착된 고정프레임(20)들에는 지지프레임(21)들이 각각 힌지(21a) 결합되고, 고정프레임(20)과 지지프레임(21) 사이에는 완충기(30)가 장착되며, 양측 지지프레임(21) 하부에 고정된 발판(22)이 완충기(30)에 의하여 탄력적으로 지지되게 구성된다.

여기서, 상기 완충기(30)는 실린더(31)의 내부에 스프링과 오일이 주입되어 피스톤로드(32)를 스프링과 오일의 힘으로 지지하여 충격을 완충시키는 대시포트(dash pot)나 쇼크업소버(shock absorber)로 구성되고, 실린더(31)는 고정프레임(20)에 핀(31a)으로 결합되며, 피스톤로드(32)는 지지프레임(21)에 핀(32a)으로 결합된다.

즉, 발판(22)에 장애물이 충돌하는 경우, 완충기(30)가 지지프레임(21)을 지지하여 충격을 완화시키게 됨으로써, 휠체어 탑승자를 안전하게 보호할 수 있게 된다.

그러나, 상기한 종래 기술은 발판에 가해지는 충격을 일시적으로 완충시키는 작용에 불과한 것으로, 운동 경기에 사용되는 휠체어에는 그 사용이 적합하지 못한 문제가 있었다.

즉, 운동 경기에 참여하는 선수는 휠체어의 발판 각도를 자신의 신체적 특성과 경기 운영 스타일 등에 적합하도록 조절을 해야 하는데, 상기한 종래 기술의 경우 힌지를 중심으로 지지프레임을 선회시킬 수는 있으나, 쇼크업소버 등의 완충기구로는 선회된 프레임을 고정시키는 것이 불가능하여 근본적으로 운동 경기에 사용되는 휠체어에는 적용할 수 없는 치명적인 단점이 있는 것이다.

더욱이, 발판이 회전되면 단순히 힌지를 중심으로 지지프레임과 발판만이 회전하는 구조로 이루어져 있어, 설령 발판을 회전하여 다리 각도를 조절할 수 있다 하더라도 기존의 휠체어와 같이 다리 각도가 조절되면서 탑승자의 다리 길이와 지지프레임의 길이가 일치하지 않게 되어 여전히 발판에 올려진 발의 위치가 불안정한 문제가 있었다.

대한민국 공개특허공보 공개번호 제2007-34758호

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 휠체어의 다리받이프레임의 회전에 따라 발판 각도를 조절하고, 회전된 다리받이프레임을 간편하게 고정시켜, 발판 각도를 탑승자의 편의에 맞춰 쉽게 조절함은 물론 운동 경기용 휠체어에 적합한 스포츠 휠체어용 발판 각도 조절장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 다리받이프레임의 회전에 따른 발판의 각도 및 높낮이 조절이 가능하여 발의 위치를 안정시킬 수 있도록 한 스포츠 휠체어용 발판 각도 조절장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 전후좌우에 바퀴를 장착한 섀시 상부에 등받이와 시트를 고정하고, 상기 섀시 전방 양측에 다리받이프레임을 설치하며, 상기 다리받이프레임 하단에 발판을 고정시킨 스포츠용 휠체어에 있어서, 섀시를 구성하는 시트프레임 전방 양측에 4절관절부의 제1링크를 각각 결합하고, 상기 제1링크와 마주하는 4절관절부의 제3링크를 다리받이프레임에 결합하며, 상기 제1링크와 제3링크의 양 단부 사이에는 제2링크와 제4링크를 서로 마주하게 결합하여 구성하며, 상기 섀시를 구성하는 고정프레임에 고정부재를 슬라이딩 가능하게 끼우고, 상기 고정부재는 고정프레임에 고정시킬 수 있도록 일측에 고정쇠를 힌지 결합하되 상기 고정쇠는 힌지 일측에 고정레버를 형성하며, 고정프레임에 연접하는 힌지 타측에 편심부를 형성하여 구성하고, 상기 고정부재 일측에 단속핀을 돌출되게 구비하고, 상기 단속핀이 끼워져 다리받이프레임의 회전 각도를 조절하도록 상기 다리받이프레임 일부에 길이 방향을 따라 단속홀을 형성하여 구성한 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 고정부재에는 단속핀이 끼워지는 핀홀을 형성하고, 상기 단속핀을 직선으로 이동시킬 수 있도록 단속핀 일면에 핀기어를 형성하며, 상기 고정부재에 단속레버를 힌지 결합하되 상기 핀기어와 맞물리도록 상기 단속레버 일면에 레버기어를 형성한다.

상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 휠체어 발판의 회전과 함께 회전된 다리받이프레임을 고정쇠에 형성된 고정레버의 간단한 밀고 당기는 조작을 통해 간편하게 고정시켜, 발판 각도를 탑승자의 편의에 맞도록 쉽고 간편하게 조절할 수 있고, 이같은 간편한 발판 각도 조절작용으로 인해 운동 경기용 휠체어에 적합하게 사용할 수 있는 효과가 있다.

더욱이, 다리받이프레임의 회전에 따른 발판 각도 조절과 함께 다리받이프레임과 발판을 상하로 소폭 조절 가능하므로, 발판에 올려지는 발의 위치를 안정시켜 운동 경기 중의 신체 균형 조절 기능을 향상시킬 수 있는 효과도 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 전동휠체어의 측면도,
도 2는 종래 기술에 의한 전동휠체어의 발판 부위를 예시한 사시도,
도 3은 본 발명에 의한 스포츠 휠체어의 사시도,
도 4a, 4b는 본 발명에 의한 스포츠 휠체어의 발판 각도 조절에 따른 4절관절부의 작동상태도,
도 5는 본 발명에 의한 고정부재 부분을 확대하여 나타낸 사시도,
도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 의한 고정부재의 고정쇠 조작작용을 나타낸 작동상태 단면도,
도 7a 내지 도 7c는 도 6a 내지 도 6c의 평단면도,
도 8a와 도 8b는 본 발명에 의한 단속레버의 조작에 따른 단속핀의 직선이동 작용을 나타낸 평단면도.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3 내지 도 8b는 본 발명의 스포츠 휠체어용 발판 각도 조절장치에 대해 도시한 것으로, 다수의 프레임 및 바퀴로 구성된 섀시(100)에 발판(150)의 회전과 함께 회전된 발판(150)을 고정 가능하도록 4절관절부(160)와 고정부재(170)를 포함하여 구성한다.

상기한 4절관절부(160)와 고정부재(170)의 구성을 설명하기에 앞서 도 3을 통해 본 발명에 적용된 휠체어의 구성에 대해 간단하게 살펴보면, 섀시(100)를 구성하도록 다수의 지지프레임(110)을 조립 결합하되, 상기 지지프레임(110) 전방 상단에 고정프레임(120)을 결합하고, 상기 고정프레임(120) 상단 내측에는 지지프레임(110)과 연결되도록 시트프레임(130)을 결합한다.

그리고, 상기 시트프레임(130) 상단에는 시트(134)와 등받이(132)를 장착하고, 상기 지지프레임(110) 좌우에는 주바퀴(112)를 상부를 향하여 내측으로 경사지게 장착하며, 상기 지지프레임(110) 전방과 후방에는 적어도 하나 이상의 보조바퀴(114)를 각각 장착한다.

한편, 도 4a, 4b와 같이 상기 섀시(100)를 구성하는 시트프레임(130) 전방 선단에는 4절관절부(160)를 결합하고, 상기 4절관절부(160) 하단에는 다리받이프레임(140)을 결합하며, 상기 다리받이프레임(140) 하단에는 발판(150)을 고정 설치한다.

여기서, 상기 다리받이프레임(140)에 결합되는 발판(150)은 다수의 구멍(부호생략)에 선택적으로 끼움결합되는 핀(부호생략)에 의해 높이 조절이 가능하고, 또한 도면으로 도시하지는 않았으나 시트프레임(130) 역시 다수의 구멍과 이에 선택적으로 끼움 결합되는 핀에 의해 전후 조절이 가능하다.

아울러, 상기 4절관절부(160)는 제1링크(161)와, 제2링크(162)와, 제3링크(163) 및 제4링크(164)가 서로 사각 형태를 이루도록 연결되는 것으로, 시트프레임(130) 선단에는 상기 4절관절부(160)의 제1링크(161)가 결합되고, 상기 제1링크(161)와 마주하는 4절관절부(160)의 제3링크(163)에는 다리받이프레임(140)의 상단부와 결합되며, 상기 제1링크(161)와 제3링크(163)의 양 단부 사이에는 제2링크(162)와 제4링크(164)가 서로 마주하여 각각 결합된다.

한편, 도 5 내지 도 7c와 같이 상기 섀시(100)를 구성하는 양 고정프레임(120)에는 상하로 슬라이딩 가능하게 고정부재(170)를 끼우고, 상기 고정부재(170)에는 상기 고정부재(170)를 고정프레임(120)에 고정시킬 수 있도록 일측에 고정쇠(180)를 힌지 결합한다. 여기서, 상기 고정쇠(180)는 힌지 일측에 고정레버(181)를 형성하여 힌지를 중심으로 고정쇠(180)를 회전시킬 수 있게 구성하고, 상기 고정프레임(120)에 연접하게 되는 힌지 타측에는 편심부(182)를 형성하여 고정쇠(180) 회전시 편심부(182)가 고정프레임(120)에 압박 상태로 가압할 수 있게 구성한다.

이때, 상기 고정프레임(120)의 외형은 봉 형태로 형성되므로, 상기 고정프레임(120)을 압박하는 편심부(182)의 일면을 고정프레임(120)과 동일한 곡면비율로 형성하는 것이 적절하고, 이로 인해 편심부(182)와 고정프레임(120) 사이의 마찰면적 및 마찰계수를 높일 수 있게 된다.

그리고, 상기 고정부재(170) 일측에는 상기 고정쇠(180)가 설치된 반대 방향 즉, 다리받이프레임(140)을 향하여 단속핀(171)을 돌출되게 구비하고, 상기 다리받이프레임(140) 중간 일부에는 상기 단속핀(171)이 끼워져 다리받이프레임(140) 및 이와 결합된 발판(150)의 회전 각도를 조절하도록 그 길이 방향을 따라 단속홀(145)을 형성한다.

여기서, 상기 단속핀(171)은 돌출 고정된 형태로 설치할 수도 있으나, 적절하게는 상기 단속핀(171)을 직선으로 이동 가능하게 구비할 수 있다.

도 8a, 8b를 통해 설명하면, 상기 고정부재(170)에 단속핀(171)이 끼워지도록 핀홀(172)을 형성하고, 상기 단속핀(171)을 전후로 이동할 수 있도록 단속핀(171) 일면에 핀기어(171a)를 형성한다. 그리고, 상기 단속핀(171)과 연접하는 고정부재(170) 일측에 단속레버(173)를 힌지 결합하되, 상기 단속핀(171)의 핀기어(171a)와 맞물려 단속핀(171)을 직선 이동시킬 수 있도록 상기 단속레버(173) 일면에 레버기어(173a)를 형성한다.

즉, 단속레버(173)의 선회조작에 따라 단속핀(171)의 전후 이동이 가능하게 됨으로써, 상기 단속핀(171)을 단속홀(145)에 끼워진 상태로 구비할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 스포츠 휠체어의 발판(150) 각도를 조절하기 위해 탑승자가 양측 고정프레임(120)에 끼워진 고정부재(170)의 고정쇠(180)를 힌지를 중심으로 상부로 회전시키게 되면, 고정프레임(120)에 압박 상태로 고정된 고정부재(170)가 그 압박작용이 헐거워지면서 고정부재(170)를 고정프레임(120)을 따라 상하로 슬라이딩 이동시킬 수 있게 된다.

이같은 상태에서, 휠체어 탑승자는 자신의 신체 조건이나 경기 스타일 등에 따라 발판(150)에 놓여지는 발의 위치를 조절하기 위해 다리받이프레임(140)을 움직여 발판(150)의 높낮이는 물론 발판(150)의 각도를 함께 조절하게 된다.

즉, 다리받이프레임(140)은 4절관절부(160)에 의해 결합되어 있어, 발판(150)을 원하는 각도만큼 내리거나 올리기 위해 다리받이프레임(140)을 회전시키면 4절관절부(160)의 제1링크(161)와 결합된 제2,3,4링크(162)(163)(164)가 서로 유기적으로 회전하여 움직이면서 다리받이프레임(140)과 발판(150)을 회전시킴은 물론, 그 회전에 필요한 소정의 구간만큼 발판(150)을 위아래로 이동 조절하게 된다.

이때, 상기 다리받이프레임(140)에는 단속홀(145)이 형성되고, 상기 단속홀(145)에는 고정부재(170)에 구비된 단속핀(171)이 끼워져 있으므로, 다리받이프레임(140)의 각도 조절과 함께 고정부재(170)가 고정프레임(120)을 따라 슬라이딩 이동하게 되는 것이다.

이 후, 다리받이프레임(140)에 의해 조절된 발판(150)의 각도를 고정시키기 위해서는 다시 상부로 회전되어 있던 고정쇠(180)를 힌지를 중심으로 하부로 회전시키게 되면, 고정쇠(180)의 편심부(182)가 고정프레임(120)을 강한 압박 상태로 가압하게 되면서 고정부재(170)를 고정프레임(120)에 단단하게 고정시킬 수 있게 된다.

이처럼 고정부재(170)가 고정프레임(120)에 고정되면, 전술한 바와 같이 고정부재(170)에 돌출 구비된 단속핀(171)이 다리받이프레임(140)에 형성된 단속홀(145)에 끼워져 다리받이프레임(140)의 움직임을 단속하게 되면서 다리받이프레임(140)의 각도를 조절 및 고정시킬 수 있게 된다. 이때, 상기 단속핀(171)은 단속레버(173)의 회전에 따라 직선 이동시켜 단속홀(145)로부터 이탈시킬 수 있게 되어, 휠체어의 고정 수리를 용이하게 할 수도 있다.

이와 같이, 본 발명의 스포츠 휠체어용 발판 각도 조절장치는 휠체어 발판(150)의 회전과 함께 회전된 다리받이프레임(140)을 고정쇠(180)에 형성된 고정레버(181)의 간단한 밀고 당기는 조작을 통해 간편하게 고정시켜, 발판(150) 각도를 탑승자의 편의에 맞도록 쉽고 간편하게 조절할 수 있고, 이같은 간편한 발판(150) 각도 조절작용으로 인해 운동 경기용 휠체어에 적합하게 사용할 수 있게 된다.

더욱이, 다리받이프레임(140)의 회전에 따른 발판(150) 각도 조절과 함께 다리받이프레임(140)과 발판(150)을 상하로 소폭 조절 가능하므로, 발판(150)에 올려지는 발의 위치를 안정시켜 운동 경기 중의 신체 균형 조절 기능을 향상시킬 수 있게 된다.

한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

100 : 섀시 110 : 지지프레임
120 : 고정프레임 130 : 시트프레임
132 : 등받이 134 : 시트
140 : 다리받이프레임 145 : 단속홀
150 : 발판 160 : 4절관절부
161 : 제1링크 162 : 제2링크
163 : 제3링크 164 : 제4링크
170 : 고정부재 171 : 단속핀
171a : 핀기어 172 : 핀홀
173 : 단속레버 173a : 레버기어
180 : 고정쇠 181 : 고정레버
182 : 편심부

Claims (2)

1. 전후좌우에 바퀴를 장착한 섀시 상부에 등받이와 시트를 고정하고, 상기 섀시 전방 양측에 다리받이프레임을 설치하며, 상기 다리받이프레임 하단에 발판을 고정시킨 스포츠용 휠체어용 발판 각도 조절장치에 있어서,
   섀시(100)를 구성하는 시트프레임(130) 전방 양측에 4절관절부(160)의 제1링크(161)를 각각 결합하고, 상기 제1링크(161)와 마주하는 4절관절부(160)의 제3링크(163)를 다리받이프레임(140)에 결합하며, 상기 제1링크(161)와 제3링크(163)의 양 단부 사이에는 제2링크(162)와 제4링크(164)를 서로 마주하게 결합하여 구성하며,
   상기 섀시(100)를 구성하는 고정프레임(120)에 고정부재(170)를 슬라이딩 가능하게 끼우고, 상기 고정부재(170)는 고정프레임(120)에 고정시킬 수 있도록 일측에 고정쇠(180)를 힌지 결합하되 상기 고정쇠(180)는 힌지 일측에 고정레버(181)를 형성하며, 고정프레임(120)에 연접하는 힌지 타측에 편심부(182)를 형성하여 구성하고,
   상기 고정부재(170) 일측에 단속핀(171)을 돌출되게 구비하고, 상기 단속핀(171)이 끼워져 다리받이프레임(140)의 회전 각도를 조절하도록 상기 다리받이프레임(140) 일부에 길이 방향을 따라 단속홀(145)을 형성하여 구성한 것을 특징으로 하는 스포츠 휠체어용 발판 각도 조절장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 고정부재(170)에는 단속핀(171)이 끼워지는 핀홀(172)을 형성하고, 상기 단속핀(171)을 직선으로 이동시킬 수 있도록 단속핀(171) 일면에 핀기어(171a)를 형성하며, 상기 고정부재(170)에 단속레버(173)를 힌지 결합하되 상기 핀기어(171a)와 맞물리도록 상기 단속레버(173) 일면에 레버기어(173a)를 형성한 것을 특징으로 하는 스포츠 휠체어용 발판 각도 조절장치.

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