KR101546004B1

KR101546004B1 - 보행 보조기의 유압식 발목각도조절기

Info

Publication number: KR101546004B1
Application number: KR1020140066297A
Authority: KR
Inventors: 양지관; 강길윤; 김진욱
Original assignee: 경남정보대학교 산학협력단; 양지관
Priority date: 2014-05-30
Filing date: 2014-05-30
Publication date: 2015-08-20

Abstract

본 발명은 다리를 지지하는 다리받침부와, 발의 하부를 지지하는 발받침부와, 상기 발받침부에 고정되는 고정부재와, 상기 다리받침부와 고정부재 사이에 연결되어 상기 발받침부의 회전에 의해 고정부재의 가압 밀착시 각도가 조정되는 회전부재가 포함되는 보행 보조기에 있어서, 상기 회전부재는 하부에 상기 고정부재를 회전 가능하도록 연결되는 회전체결수단이 형성되고 상부에 관 형상의 수용부가 형성되는 케이스와, 상기 케이스의 수용부에 삽입되고 내부로 유체가 주입되며 일측과 타측 외주면 각각에 유출공과 유입공이 형성되는 실린더와, 상기 실린더 일측에 구비되는 유량조절나사와, 상기 실린더 내부에는 피스톤헤드가 구비되고 상기 실린더 타측단으로 피스톤로드가 노출되게 삽입 결합되어 왕복 이동에 의해 실린더 내부의 유체가 유출공에서 유입공으로 유동되게 하는 피스톤과, 상기 피스톤로드 단부에 설치되어 상기 고정부재에 가압 접촉되는 가이드커버와, 상기 피스톤로드 외주에 구비되어 상기 가이드커버를 탄성지지하는 스프링으로 구성되되, 상기 피스톤헤드에는 상기 피스톤이 가압 이동시 상기 유입공과 연통되게 내부에서 외측으로 관통 형성되는 제1유로와, 상기 피스톤헤드 내부에서 단부로 관통 형성되어 상기 제1유로와 상기 실린더 내부로 연통되는 제2유로를 가지며, 상기 피스톤헤드에는 상기 제2유로의 내부에 구비되어 유체의 이동을 일방향으로 제한하는 볼과, 상기 피스톤헤드에 결합되어 상기 볼의 이동을 제한하는 핀이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 보행 보조기의 유압식 발목각도조절기에 관한 것이다.

Description

보행 보조기의 유압식 발목각도조절기{Hydraulic type anckor angle regulator for walking frame}

본 발명은 보행 보조기에 관한 것으로, 발목관절 부분에 착용하고, 보행시 발끝 관절을 상승유도하여 바닥에 발이 끌리지 않도록 보조해 주는 보행 보조기에 사용되는 유압식 발목각도조절기에 관한 기술이다.

뇌혈관계 질환으로 인한 마비 환자는 신경계의 마비로 인하여 발목관절 주위의 근육활동이 약화되어 보행 시 발목의 배굴/ 저굴 및 내번/ 외번이 자발적으로 이루어지지 않는 보행 양상을 보인다. 즉, 족저굴근의 경직성 마비로 인해 초기 입각기에 발뒤축이 지면에 닿지 않고 발바닥이나 발끝으로 딛게 되는 족하수(foot drop) 현상을 보이게 된다.

이를 보상하기 위해 마비 환자는 회선보행(circumduction gait)을 하게 되어 보행속도가 느려지고 에너지 소모가 크게 증가되는 등의 비효율적 보행양상을 보이게 된다.

보행 보조기는 족하수 환자의 보행을 호전시키기 위한 물리적 보조수단으로 가장 보편적으로 사용되고 있다.

보행 보조기에 관하여 종래의 기술은 일본 특허공개공보 2004-166811 '보행 보조기'에 다음과 같이 개시되어 있다.

도 1은 종래의 보행 보조기에 관한 것으로, 다리를 지지하는 다리받침부(11)와, 발의 하부를 지지하는 발받침부(12)와, 상기 발받침부에 고정되는 고정부재(15)와, 상기 다리받침부와 고정부재 사이에 연결되어 상기 발받침부의 회전에 의해 고정부재의 가압 밀착시 각도가 조정되는 회전부재(14)가 포함되는 보행 보조기로 구성된다.

도 2는 도 1의 회전부재 내부 구성도이다.

도 2에서 보면, 가압부(32), 수압부(24)와 코일스프링(22)과 유압완충기(23)로 구성되어 있다. 유압완충기는 실린더 안에 피스톤(27)이 있고, 또 피스톤의 쵸크부(29)에는 체크밸브(30)가 설정되어 있다.

그러나, 종래에는 회전부재에서 회전부재의 부품 수가 많고, 또한 체크밸브를 피스톤에 결합하기 어려우며, 고정하는 방법이 구체적이지 않아 이를 활용하기에는 어려운 문제점이 있어왔다.

JP

2004-166811

A

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 부품 수를 적게하고, 조립이 용이하게 하고, 피스톤 내부에 유로구조에서, 핀과 볼을 이용하여 유체의 흐름을 일방향으로 유도할 수 있는 보행 보조기의 유압식 발목각도조절기를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 다리를 지지하는 다리받침부와, 발의 하부를 지지하는 발받침부와, 상기 발받침부에 고정되는 고정부재와, 상기 다리받침부와 고정부재 사이에 연결되어 상기 발받침부의 회전에 의해 고정부재의 가압 밀착시 각도가 조정되는 회전부재가 포함되는 보행 보조기에 있어서, 상기 회전부재는 하부에 상기 고정부재를 회전 가능하도록 연결되는 회전체결수단이 형성되고 상부에 관 형상의 수용부가 형성되는 케이스와, 상기 케이스의 수용부에 삽입되고 내부로 유체가 주입되며 일측과 타측 외주면 각각에 유출공과 유입공이 형성되는 실린더와, 상기 실린더 일측에 구비되는 유량조절나사와, 상기 실린더 내부에는 피스톤헤드가 구비되고 상기 실린더 타측단으로 피스톤로드가 노출되게 삽입 결합되어 왕복 이동에 의해 실린더 내부의 유체가 유출공에서 유입공으로 유동되게 하는 피스톤과, 상기 피스톤로드 단부에 설치되어 상기 고정부재에 가압 접촉되는 가이드커버와, 상기 피스톤로드 외주에 구비되어 상기 가이드커버를 탄성지지하는 스프링으로 구성되되, 상기 피스톤헤드에는 상기 피스톤이 가압 이동시 상기 유입공과 연통되게 내부에서 외측으로 관통 형성되는 제1유로와, 상기 피스톤헤드 내부에서 단부로 관통 형성되어 상기 제1유로와 상기 실린더 내부로 연통되는 제2유로를 가지며, 상기 피스톤헤드에는 상기 제2유로의 내부에 구비되어 유체의 이동을 일방향으로 제한하는 볼과, 상기 피스톤헤드에 결합되어 상기 볼의 이동을 제한하는 핀이 더 구비되되, 상기 케이스의 수용부는 일단에서 하측이 절개된 형상의 가이드홈이 형성되고, 상기 가이드홈에 대응되게 상기 가이드커버 하측에는 상기 가이드홈측으로 삽입되어 이동시 가이드 되는 가이드돌기가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 제2유로는, 상기 피스톤헤드 내부에 상기 제1유로와 연통되고 상기 볼의 지름보다 상대적으로 작은 제1유입로와, 상기 제1유입로에 상기 볼의 지름보다 상대적으로 크게 형성되고 상기 실린더 내부와 연결되는 제2유입로로 형성되고, 상기 제1유입로와 상기 제2유입로 경계에 상기 볼이 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 실린더의 외주면에는 홈이 형성되고, 상기 수용부를 관통하여 상기 홈에 결합되어 상기 케이스 내부에 상기 실린더를 고정하는 결합핀이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

삭제

상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 기대할 수 있을 것이다.

먼저, 부품 수가 종래보다 적은 보행 보조기를 제작할 수 있고, 피스톤 내부구조의 유로 개선에 의해 실린더에서 유체를 원활히 순환되게 하는 보행 보조기를 제작할 수 있다.

도 1은 종래에 따른 보조기 예시도.
도 2는 도 1의 회전부재 내부 구성도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 보행 보조기의 회전부재 분리 사시도.
도 4는 실린더의 단면도.
도 5는 유량조절나사의 단면도.
도 6의 가이드커버의 단면도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 보행 보조기의 회전부재 결합 단면도.
도 8은 상기 피스톤의 단면도.

이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명인 보행 보조기는 다리를 지지하는 다리받침부와, 발의 하부를 지지하는 발받침부와, 상기 발받침부에 고정되는 고정부재와, 상기 다리받침부와 고정부재 사이에 연결되어 상기 발받침부의 회전에 의해 고정부재의 가압 밀착시 각도가 조정되는 회전부재를 포함하여 이루어지게 된다.

이때, 회전부재는 발받침부의 회전을 탄성지지하여 발받침부의 회전각도를 조절하므로 발받침부측이 바닥에 끌리는 것을 방지할 수 있다.

이는, 앞서 설명한 종래의 기술과 동일하고, 도 1에서도 확인할 수 있으므로 상세 설명은 생략하기로 한다.

여기서, 회전부재는 보행 보조기의 주요 부품이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 보행 보조기의 회전부재 분리 사시도이다.

도 3을 참조하면, 회전부재는 케이스(100), 실린더(200), 유량조절나사(300), 피스톤(400) 및 가이드커버(500) 및 스프링(600)으로 이루어진다.

상세하게, 상기 케이스(100)는 다리받침부측에 고정되는 것으로, 하부에 상기 고정부재를 회전 가능하도록 연결되는 회전체결수단(122,124)이 형성되고 상부에 관 형상의 수용부(140)가 일체로 형성되게 된다.

여기서, 상기 수용부(140)는 일측은 개구되고, 타측은 내부에 걸림턱이 있어 상기 실린더(200), 유량조절나사(300), 피스톤(400), 가이드커버(500) 및 스프링(600)을 개구된 측 즉 출,입구로 내부로 삽입하여 결합할 수 있다.

결합관계를 요약하면, 상기 피스톤(400)을 상기 실린더(200)에 삽입하여 유량조절나사(300)를 결합하고, 반대편으로 피스톤(400)의 단부로 피스톤로드가 노출되게 하여 외주에 스프링(600)이 구비되도록 하여 피스톤로드 단부에 가이드커버(500)와 마감구(540)를 결합하게 된다.

즉, 상기 가이드커버(500)가 양측에 결합홀이 형성되어 일측 내부로 상기 피스톤로드의 일부가 삽입되어 결합되고, 타측 내부로 결합돌기가 있는 마감구(540)가 삽입되어 결합되게 된다.

여기서, 상기 케이스(100)의 수용부(140)는 일단에서 하측으로 일자형으로 절개된 형상의 가이드홈(142)이 형성되도록 하여 가이드커버(500)의 가이드돌기(520)가 상기 가이드홈(142)에 대응되게 돌출형성됨으로써, 가이드홈(142)에 가이드돌기(520)가 안정적으로 삽입 가이드되게 된다.

그리고, 가이드커버(500)는 피스톤(400)과 일체로 결합되는데, 여기서 가이드커버(500)에 외력이 가해지거나 해제되게 되면 가이드커버(500)와 일체로 된 피스톤(400)이 상기 케이스(100)의 수용부(140) 내부 즉, 더 상세하게는 실린더(200)의 내에서 왕복이동된다.

이때, 가이드홈(142)에 결합된 가이드돌기(520)에 의해 피스톤(400)의 전,후 이동이 안정적으로 이루어질 수 있게 된다.

상기 실린더(200)는 상기 케이스(100)의 수용부(140)에 삽입되고 내부로 유체가 주입되며 일측과 타측 외주면 각각에 유출공과 유입공이 관통 형성되게 된다.

여기서, 상기 실린더(200)의 외주면에는 홈(220)이 형성되고, 상기 케이스의 수용부의 외측에서 관통하여 상기 실린더의 홈에 결합되는 결합핀(240)이 있어 상기 케이스(100)에 상기 실린더(200)가 고정될 수 있게 된다.

간단히 결합핀(240)을 상기 케이스(100)에 삽입하거나 분리하여 상기 실린더(200)를 상기 케이스(100)에 쉽게 고정하거나 분리할 수 있는 이점이 있다.

도 4는 실린더의 단면도를 나타낸 것이다. 도 4에서 살펴보면, 상기 실린더(200)의 일측이 개구되고 타측 내부는 턱이 있어 개구된 측으로 피스톤이 삽입되게 된다.

그리고, 상기 유량조절나사(300)가 상기 실린더 일측에 삽입된채 결합되어 회전에 따라 실린더(200)의 유출공으로 토출되는 유체의 양을 조절할 수 있다.

여기서, 상기 유량조절나사(300)는 캡 형상으로 자세하게 일측은 폐구되고, 타측은 개구되는데, 개구된 부분이 상기 실린더(200)의 내부에 일부 삽입되어 결합되게 된다.

여기서, 유량조절나사(300)는 도 5의 유량조절나사의 단면도를 참조하면, 회전에 의해 유압 토출량을 조절할 수 있는 통상적인 유량조절나사로 외주에 나선형 홈(320)이 형성되고 홈이 끝나는 부분에 홀(340)이 형성되어 있다.

그래서, 상기 실린더(200)의 내부의 유체가 상기 유량조절나사(300)의 홀을 통해 외주의 홈을 따라 결국 실린더(200)의 유출공으로 배출되게 된다.

상기 피스톤(400)은 외부의 가압에 따라 상기 실린더(200)의 내부에서 이동되어 유체를 가압하게 된다.

여기서, 상기 피스톤(400)은 상기 실린더 내부로 삽입되어 결합되는 것으로, 상기 실린더 내부에는 피스톤헤드(420)가 구비되고 상기 실린더 타측단으로 피스톤로드(440)가 노출되게 하여 왕복 이동에 의해 실린더(200) 내부의 유체가 유출공에서 유입공으로 유동되게 할 수 있다.

상기 가이드커버(500)는 도 6의 가이드커버의 단면도를 참조하면, 양측에 결합홀이 각각 형성되어 일측에 형성된 홀에 상기 피스톤로드 단부가 볼트 회전 결합방식으로 고정되어 상기 고정부재에 가압 접촉되게 되고, 타측에 형성된 홀에 마감구가 삽입되어 결합되며, 하측에는 가이드돌기(520)가 돌출 형성되며, 가이드돌기(520)가 형성된 반대편 상측에는 상기 가이드커버의 타측에 형성된 결합홀과 연통되는 홀이 형성되어 마감구의 외주면을 핀 결합에 의해 고정할 수 있게 형성되었다.

상기 스프링(600)은 상기 피스톤로드(440) 외주에 구비되어 상기 가이드커버(500)를 탄성지지하게 된다.

즉, 상기 가이드커버(500)가 외력 가압에 의해 상기 피스톤(400)이 실린더 내측으로 이동하면, 상기 스프링(600)은 상기 실린더의 단부에 의해 압축되어 상기 가이드커버(500)를 원위치로 복귀시키려는 탄성복원력이 발생하게 되고, 결국 이와 연결된 피스톤(400)의 유체 가압력이 점점 낮아지게 된다.

유체는 실린더(200) 내부에서 외부로 이동하여 다시 내부로 이동되는 순환구조를 가지게 되는데, 이는 피스톤(400)의 내부 유로 구조에 의한다.

실린더(200) 내부의 유체는 유출공을 통해 토출되고 외주를 따라 유동하여 유입구로 유입되는데, 유입구에서는 피스톤(400)의 왕복 동작에 따라 유로가 연결되어 순환할 수 있게 된다.

상기의 도 3에 의한 회전부재의 분리 사시도를 결합한 모습은 도 7에서 확인할 수 있다.

간단한 동작을 설명하면, 가이드커버(500)의 마감구(540)에 가압이 되면, 가이드커버(500)와 고정된 피스톤(400)이 전진하여 실린더(200)의 유체를 가압하게 된다. 이때, 가압된 유체는, 유량조절나사(300)를 통하여 실린더(200) 외주의 유출공으로 유동되어 케이스(100) 내측과 실린더(200) 외주 사이로 흐르게 된다.

그리고, 이러한 유체는 실린더(200)의 유입공을 통해 피스톤(400)측으로 유입되어 다시 실린더(200)의 내부로 순환되게 된다.

이러한 피스톤의 구조에 의해 실린더의 유체가 순환되게 되는데 더 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

도 8은 상기 피스톤의 단면도이다.

여기서, 상기 피스톤헤드(420)에는 상기 피스톤이 가압 이동시 상기 유입공과 연통되게 내부에서 외측으로 관통 형성되는 제1유로(422)와, 상기 피스톤헤드 내부에서 단부로 관통 형성되어 상기 제1유로(422)와 상기 실린더 내부로 연통되는 제2유로(424)를 가지게 된다.

상기 피스톤헤드(420)에는 상기 제2유로(424)의 내부에 구비되어 유체의 이동을 일방향으로 제한하는 볼(426)과, 상기 피스톤헤드(420)에 결합되어 상기 볼의 이동을 제한하는 핀(428)이 더 구비되는 것을 특징으로 하여 유체의 흐름을 일방향으로 제어할 수 있다.

그리고, 상기 제2유로(424)는 상기 피스톤헤드(420) 내부에 상기 제1유로(422)와 연통되고 상기 볼(426)의 지름보다 상대적으로 작은 제1유입로(424a)와, 상기 제1유입로(424a)에 상기 볼(426)의 지름보다 상대적으로 크게 형성되고 실린더 내부로 연통되는 제2유입로(424b)가 형성되고, 상기 제1유입로(424a)와 상기 제2유입로(424b) 경계에 상기 볼(426)이 구비되는 것을 특징으로 한다.

그래서, 제2유입로(424b)의 유체가 역방향 흐름 진행시 상기 볼(426)이 상기 제1유입로(424a)을 폐쇄하도록 이동되므로 유체가 역방향으로 이동하는 것을 방지할 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 보행 보조기의 유압식 발목각도조절기를 제공하는 것을 기본적인 기술적인 사상으로 하고 있음을 알 수 있으며, 이와 같은 본 발명의 기본적인 사상의 범주내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이다.

100: 케이스 140: 수용부
142: 가이드홈 200: 실린더
240: 결합핀 300: 유량조절나사
400: 피스톤 420: 피스톤헤드
422: 제1유로 424: 제2유로
424a: 제1유입로 424b: 제2유입로
426: 볼 428: 핀
440: 피스톤로드 500: 가이드커버
520: 가이드돌기 600: 스프링

Claims

다리를 지지하는 다리받침부와, 발의 하부를 지지하는 발받침부와, 상기 발받침부에 고정되는 고정부재와, 상기 다리받침부와 고정부재 사이에 연결되어 상기 발받침부의 회전에 의해 고정부재의 가압 밀착시 각도가 조정되는 회전부재가 포함되는 보행 보조기에 있어서,
상기 회전부재는 하부에 상기 고정부재를 회전 가능하도록 연결되는 회전체결수단이 형성되고 상부에 관 형상의 수용부가 형성되는 케이스와, 상기 케이스의 수용부에 삽입되고 내부로 유체를 주입되며 일측과 타측 외주면 각각에 유출공과 유입공이 형성되는 실린더와, 상기 실린더 일측에 구비되는 유량조절나사와, 상기 실린더 내부에는 피스톤헤드가 구비되고 상기 실린더 타측단으로 피스톤로드가 노출되게 삽입 결합되어 왕복 이동에 의해 실린더 내부의 유체가 유출공에서 유입공으로 유동되게 하는 피스톤과, 상기 피스톤로드 단부에 설치되어 상기 고정부재에 가압 접촉되는 가이드커버와, 상기 피스톤로드 외주에 구비되어 상기 가이드커버를 탄성지지하는 스프링으로 구성되되,
상기 피스톤헤드에는 상기 피스톤이 가압 이동시 상기 유입공과 연통되게 내부에서 외측으로 관통 형성되는 제1유로와, 상기 피스톤헤드 내부에서 단부로 관통 형성되어 상기 제1유로와 상기 실린더 내부로 연통되는 제2유로를 가지며,
상기 피스톤헤드에는 상기 제2유로의 내부에 구비되어 유체의 이동을 일방향으로 제한하는 볼과, 상기 피스톤헤드에 결합되어 상기 볼의 이동을 제한하는 핀이 더 구비되되,
상기 케이스의 수용부는 일단에서 하측이 절개된 형상의 가이드홈이 형성되고, 상기 가이드홈에 대응되게 상기 가이드커버 하측에는 상기 가이드홈측으로 삽입되어 이동시 가이드 되는 가이드돌기가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 보행 보조기의 유압식 발목각도조절기.
제1항에 있어서,
상기 제2유로는,
상기 피스톤헤드 내부에 상기 제1유로와 연통되고 상기 볼의 지름보다 상대적으로 작은 제1유입로와, 상기 제1유입로에 상기 볼의 지름보다 상대적으로 크게 형성되고 상기 실린더 내부와 연결되는 제2유입로로 형성되고, 상기 제1유입로와 상기 제2유입로 경계에 상기 볼이 구비되는 것을 특징으로 하는 보행 보조기의 유압식 발목각도조절기.
제1항에 있어서,
상기 실린더의 외주면에는 홈이 형성되고,
상기 수용부를 관통하여 상기 홈에 결합되어 상기 케이스 내부에 상기 실린더를 고정하는 결합핀이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 보행 보조기의 유압식 발목각도조절기.
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