KR101788177B1 - 휠체어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전원공급장치와 구동모터 등을 통한 전기적인 구동력이 없어도 쉽게 좌우로 평행이동 가능한 휠체어에 관한 것이다.
본 발명에 의한 휠체어는 좌석부(110), 팔걸이부(120), 등받이부(130), 손잡이부(140), 및 발판부(150)가 구비되는 프레임(100)과, 프레임(100)에 설치되고 전 후방에 각각 한 쌍으로 구비되는 전방 메카넘휠(200)과 후방 메카넘휠(300), 및 사용자가 후방 메카넘휠(300)을 회전시킨 경우 그 회전력을 이 전방 메카넘휠(200)에 정방향 또는 역방향으로 전달 가능하게 구비되는 변속기(400)를 포함하여 구성된다.

Description

휠체어 { WHEELCHAIR }

본 발명은 휠체어에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전원공급장치와 구동모터 등을 통한 전기적인 구동력이 없어도 쉽게 좌우로 평행이동 가능한 휠체어에 관한 것이다.

일반적으로, 휠체어는 사용자가 앉을 수 있는 의자 형상의 본체에 휠을 장착한 장치로서, 거동이 불편한 장애인, 환자들이 거동을 쉽게 하도록 만들어진 기구이다.

종래의 휠체어는 전진, 후진 이동은 자유롭지만, 좌우 평행이동이 불가능하여 환자가 화장실 같은 좁은 곳에 들어가는 경우 불편함을 야기하였다.

이와 관련하여, 휠체어와 관련된 선행기술로서, 대한민국등록특허 제1012719호(특허문헌 1)가 개시된 바 있다.

특허문헌 1은, 메카넘 휠을 이용한 휠체어에 관한 것으로서, 본체 하부에 있는 크기가 동일한 4개의 메카넘 휠을 전동으로 움직여 전진, 후진, 좌우 평행 이동이 가능한 휠체어를 개시하고 있다.

그러나, 특허문헌 1의 경우, 전원공급장치와 구동모터 등을 통한 전기적인 구동력을 전제하는 문제점이 있다.

또한, 전기적인 구동력은 배터리 교체 등이 예정되어 휠체어 유지 비용을 증가시키는 문제점이 있다.

대한민국등록특허 제1012719호

전술한 문제점을 해소함에 있어, 본 발명의 목적은 전원공급장치와 구동모터 등을 통한 전기적인 구동력 없이도 쉽게 전진, 후진, 좌우 평행 이동이 가능하게 하는 휠체어를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 목적은 복잡한 전기 회로가 필요없게 되어 유지 보수가 용이하게 하는 휠체어를 제공함에 있다.

아울러, 본 발명의 목적은 배터리 교체 등이 필요없게 되어 유지 비용을 절감시키는 휠체어를 제공함에 있다.

본 발명의 실시예에 따른 휠체어는 좌석부, 팔걸이부, 등받이부, 손잡이부, 및 발판부가 구비되는 프레임과, 프레임에 설치되고 전 후방에 각각 한 쌍으로 구비되는 전방 메카넘휠과 후방 메카넘휠, 및 사용자가 후방 메카넘휠을 회전시킨 경우 그 회전력을 이 전방 메카넘휠에 정방향 또는 역방향으로 전달 가능하게 구비되는 변속기를 포함하여 구성된다.

이 경우, 본 발명의 실시예에 따른 휠체어는 사용자가 후방 메카넘휠을 회전시킬 수 있도록 후방 메카넘휠에 설치되는 휠회전손잡이부를 더 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 변속기는 후방 메카넘휠의 지름과 전방 메카넘휠의 지름 비율이 1:r인 경우 r:1 비율로 회전속도를 감속시켜 후방 메카넘휠의 회전력을 전방 메카넘휠에 전달하는 것이 바람직하다.

아울러, 변속기는 사용자의 조작에 의해 정방향 또는 역방향 기어물림이 구현되도록 하는 변속레버를 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 휠체어는 전방 메카넘휠 및 후방 메카넘휠에 장착되는 휠커버를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 휠체어는 전기적인 구동력 없이도 쉽게 전진, 후진, 좌우 평행 이동이 가능하게 한다.

또한, 본 발명에 의한 휠체어는 복잡한 전기 회로가 필요없게 되어 유지 보수가 용이하게 한다.

아울러, 본 발명에 의한 휠체어는 배터리 교체 등이 필요없게 되어 유지 비용을 절감시킨다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 휠체어의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 변속기의 조작에 따른 전방 메카넘휠과 후방 메카넘휠의 회전 상태를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 후방 메카넘휠(좌측)의 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 전방회전축변환부 및 후방회전축변환부의 내부 구성을 나타낸 사시도이다.
도 5는 메카넘휠의 동작 원리를 나타낸 개념도이다.

본 발명에 있어 첨부된 도면은 종래 기술과의 차별성 및 명료성, 그리고 기술 파악의 편의를 위해 과장된 표현으로 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어로써, 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 기술적 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 한편, 실시예는 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적 사항에 불과하고, 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니며, 권리범위는 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술적 사상을 토대로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 휠체어의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 변속기의 조작에 따른 전방 메카넘휠과 후방 메카넘휠의 회전 상태를 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 1에 도시된 후방 메카넘휠(좌측)의 사시도이고, 도 4는 도 1에 도시된 전방회전축변환부 및 후방회전축변환부의 내부 구성을 나타낸 사시도이며, 도 5는 메카넘휠의 동작 원리를 나타낸 개념도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 휠체어는 프레임(100)과, 전방 메카넘휠(200)과, 후방 메카넘휠(300), 및 변속기(400)를 포함하여 구성된다. 아울러, 본 발명의 실시예에 따른 휠체어는 사용자가 휠회전손잡이부(500)을 더 포함하여 구성될 수 있다. 더 나아가, 본 발명의 실시예에 따른 휠체어는 사용자가 휠커버(미도시)을 더 포함하여 구성될 수 있다.

프레임(100)은 본 발명의 실시예에 따른 휠체어의 기본 골격을 구성하는 부재이다.

프레임(100)에는 사용자가 앉을 수 있는 좌석부(110), 사용자가 팔을 기대어 놓을 수 있는 팔걸부(120), 사용자가 등을 기대어 지지할 수 있는 등받이부(130), 사용자의 보호인이 본 발명의 실시예에 따른 휠체어를 움직일 수 있도록 구비되는 손잡이부(140), 및 사용자가 발을 얹어 놓을 수 있는 발판부(150)가 구비된다.

프레임(100)에 관하여는 대한민국공개특허 제2016-0048260호 등 다수의 기술이 공지되어 있는 바, 본 발명의 간명한 설명을 위하여 자세한 설명은 생략한다.

전방 메카넘휠(200)과 후방 메카넘휠(300)은 프레임(100)에 설치되고, 전 후방에 각각 한 쌍으로 구비된다.

메카넘휠은 다양한 움직임을 인가하도록 만들어진 바퀴로, 전 후방 4개의 바퀴를 메카넘휠로 구성한 경우 4개 바퀴의 움직임의 벡터합에 의한 방향으로 진행방향이 결정되는 특성을 가진다.

전방 메카넘휠(200)과 후방 메카넘휠(300)은 지름 비율이 1:r로 다르게 구성될 수 있다. 후방 메카넘휠(300)은 사용자가 손으로 회전력을 부여하기 위하여 크게 구성되고, 전방 메카넘휠(200)은 사용자가 앉거나 일어서는 경우 그 동선을 방해하지 않도록 작게 구성되는 것이 바람직하기 때문이다.

특히, 도 3을 참조하면, 후방 메카넘휠(300)은 후방 메카넘휠 틀(310)의 둘레에 45도의 각도로 틀어진 다수 개의 후방 메카넘휠 롤러(320)가 감겨진 형태로 구성될 수 있다. 이 경우, 본 발명의 실시예에 따른 휠체어에서는, 좌우측 후방 메카넘휠(300)에 형성된 후방 메카넘휠 롤러(320)가, 도 5에서와 같이, 그 롤러 축이 형성하는 사선이 45도로 휠체어 후방 중심 쪽을 향하도록 틀어져 있음을 전제한다.

또한, 전방 메카넘휠(200)은 전방 메카넘휠 틀의 둘레에 45도의 각도로 틀어진 다수 개의 전방 메카넘휠 롤러가 감겨진 형태로 구성될 수 있다. 이 경우, 본 발명의 실시예에 따른 휠체어에서는, 좌우측 전방 메카넘휠(200)에 형성된 전방 메카넘휠 롤러가, 도 5에서와 같이, 그 롤러 축이 형성하는 사선이 45도로 휠체어 전방 중심 쪽을 향하도록 틀어져 있음을 전제한다.

이 경우, 본 발명의 실시예에 따른 휠체어에서는, 죄우측 전방 메카넘휠(300)에 형성된 후방 메카넘휠 롤러(320)가 휠체어 후방 중심 쪽을 향하도록 45도의 각도로 틀어져 있음을 전제한다.

한편, 특히 도 4를 참조하면, 전방 메카넘휠(200)은, 프레임(100)의 전방에 구비되는 전방회전축변환부(600)를 관통하여 설치되는 전방회전축변환샤프트(610)의 일단에 끼워져 조립된다.

이 경우, 전방회전축변환샤프트(610)의 타단은 후술하는 변속기(400)와 연결된 아웃풋샤프트(620)와 기어 결합되어 변속기(400)를 통해 후방 메카넘휠(300)의 회전력을 전달받게 된다. 이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 베벨 기어(610a, 620a)를 이용하여 기어 결합할 수 있다.

아울러, 전방회전축변환부(600)에는 전방회전축변환샤프트(610) 및 아웃풋샤프트(620)가 설치되는 전방회전축변환부 지지틀(630)이 구비될 수 있다.

한편, 특히 도 4를 참조하면, 후방 메카넘휠(300)은, 프레임(100)의 후방에 구비되는 후방회전축변환부(700)를 관통하여 설치되는 후방회전축변환샤프트(710)의 일단에 끼워져 조립된다.

이 경우, 후방회전축변환샤프트(710)의 타단은 후술하는 변속기(400)와 연결된 인풋샤프트(720)와 기어 결합되어 변속기(400)에 후방 메카넘휠(300)의 회전력을 전달하게 된다. 이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 베벨 기어(710a, 720a)를 이용하여 기어 결합할 수 있다.

아울러, 후방회전축변환부(700)에는 후방회전축변환샤프트(710) 및 아웃풋샤프트(720)가 설치되는 후방회전축변환부 지지틀(730)이 구비될 수 있다.

변속기(400)는 사용자가 후방 메카넘휠(300)을 회전시킨 경우 그 회전력을 이 전방 메카넘휠(200)에 정방향 또는 역방향으로 전달 가능하게 구비된다.

이 경우, 변속기(400)는 사용자의 조작에 의해 정방향 또는 역방향 기어물림이 구현되도록 하는 변속레버(410)를 포함하여 구성될 수 있다.

즉, 도 2 에서와 같이, 변속레버(410)를 이용하여 정방향 기어 변속을 입력하면 전방 메카넘휠(200)과 후방 메카넘휠(300)은 같은 방향으로 회전하게 되고, 역방향 기어 변속을 입력하면 전방 메카넘휠(200)과 후방 메카넘휠(300)은 반대 방향으로 회전하게 된다.

이 경우, 변속기(400)는 후방 메카넘휠(300)의 지름과 전방 메카넘휠(200)의 지름 비율이 1:r인 경우 r:1 비율로 회전속도를 감속시켜 후방 메카넘휠의 회전력을 전방 메카넘휠에 전달하는 것이 바람직하다.

정방향 또는 역방향 기어물림에 관한 메커니즘에 관하여는, 자동차, 오토바이, ATV 등의 전 후진 변속에 관한 다수의 기술이 공지되어 있는 바, 본 발명의 간명한 설명을 위하여 자세한 설명은 생략한다.

아울러, 변속기(400)는 좌 우측에 1개씩 구비되어 있으나, 설계 변경에 의하여 하나로 구성하여 사용자의 편의를 도모할 수 있음은 물론이다. 휠체어의 이동 안정성을 고려할 때, 본 발명의 실시예에 따른 휠체어에서는, 도 2에 도시된 좌우측 변속기(400)가 모두 정방향으로 기어 변속 입력되거나 모두 역방향으로 기어 변속 입력되는 것이 바람직하기 때문이다.

한편, 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 휠체어는 사용자가 후방 메카넘휠(300)을 회전시킬 수 있도록 후방 메카넘휠(300)에 설치되는 휠회전손잡이부(500)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 휠체어는 전방 메카넘휠(200) 및/또는 후방 메카넘휠(300)에 장착되는 휠커버(미도시)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 사용자의 손, 발, 옷깃이 끼이는 것을 방지하기 위함이다.

이하, 도 5를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 휠체어의 구동 방식을 설명한다. 이 경우, 전술한 바와 같이, 좌우측 후방 메카넘휠(300)에 형성된 후방 메카넘휠 롤러(320)는 그 롤러 축이 형성하는 사선이 45도로 휠체어 후방 중심 쪽을 향하도록 틀어져 있음을 전제하고, 좌우측 전방 메카넘휠(200)에 형성된 전방 메카넘휠 롤러는 그 롤러 축이 형성하는 사선이 45도로 휠체어 전방 중심 쪽을 향하도록 틀어져 있음을 전제한다.

이 경우, 메카넘휠의 원리에 의하여, 전방 메카넘휠(200) 및 후방 메카넘휠(300)의 벡터합에 의하여 이동 방향이 정해진다. 아울러, 사용자가 좌석부(110)에 앉은 경우의 전방을 전진 방향으로 정의한다.

먼저, 사용자가 전진 이동을 원하는 경우, 변속레버(410)를 이용하여 정방향 기어 변속을 입력한 후, 양 손으로 좌 우측 후방 메카넘휠(300)을 전진 방향으로 회전시키면, 본 발명의 실시예에 따른 휠체어는 전진 이동하게 된다.

사용자가 후진 이동을 원하는 경우, 변속레버(410)를 이용하여 정방향 기어 변속을 입력한 후, 양 손으로 좌 우측 후방 메카넘휠(300)을 후진 방향으로 회전시키면, 본 발명의 실시예에 따른 휠체어는 후진 이동하게 된다.

사용자가 우측 평행 이동을 원하는 경우, 변속레버(410)를 이용하여 역방향 기어 변속을 입력한 후, 왼손으로 좌측 후방 메카넘휠(300)은 후진 방향으로 회전시키고 오른손으로 우측 후방 메카넘휠(300)을 전진 방향으로 회전시키면, 본 발명의 실시예에 따른 휠체어는 우측 평행이동 이동하게 된다.

사용자가 좌측 평행 이동을 원하는 경우, 변속레버(410)를 이용하여 역방향 기어 변속을 입력한 후, 왼손으로 좌측 후방 메카넘휠(300)은 전진 방향으로 회전시키고 오른손으로 우측 후방 메카넘휠(300)을 후진 방향으로 회전시키면, 본 발명의 실시예에 따른 휠체어는 좌측 평행 이동하게 된다.

참고적으로, 전방 메카넘휠(200)과 후방 메카넘휠(300)의 좌우측 휠을 바꾸는 경우, 전술한 우측 평행 이동과 좌측 평행 이동 방법은 바뀌게 된다.

사용자가 시계 방향 회전을 원하는 경우, 변속레버(410)를 이용하여 정방향 기어 변속을 입력한 후, 왼손으로 좌측 후방 메카넘휠(300)은 전진 방향으로 회전시키고 오른손으로 우측 후방 메카넘휠(300)을 후진 방향으로 회전시키면, 본 발명의 실시예에 따른 휠체어는 시계 방향 회전하게 된다.

사용자가 반시계 방향 회전을 원하는 경우, 변속레버(410)를 이용하여 정방향 기어 변속을 입력한 후, 왼손으로 좌측 후방 메카넘휠(300)은 후진 방향으로 회전시키고 오른손으로 우측 후방 메카넘휠(300)을 전진 방향으로 회전시키면, 본 발명의 실시예에 따른 휠체어는 반시계 방향 회전하게 된다.

한편, 이상의 전후진, 좌우측 평행 이동은 사용자가 양 손의 좌우측 후방 메카넘휠(300)에 같은 회전력을 가한 경우를 전제하며, 좌우측 후방 메카넘휠(300)에 다른 힘을 가함으로써 다양한 방향의 이동도 가능함은 물론이다.

이상에서와 같이, 본 발명에 의한 휠체어는 전기적인 구동력 없이도 쉽게 전진, 후진, 좌우 평행 이동 등이 가능하게 하고, 유지 보수가 용이하게 하며, 유지 비용을 절감시킨다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 기초로 다양한 변경 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해해야 한다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 이하 기술할 특허청구범위에 의하며, 상술한 발명의 구체적 내용을 토대로 정해져야 할 것이다.

본 발명은 휠체어에 관한 것으로, 의료 보조 기기와 관련된 산업 분야에 이용 가능하다.

100: 프레임 110: 좌석부
120: 팔걸이부 130: 등받이부
140: 손잡이부 150: 발판부
200: 전방 메카넘휠
300: 후방 메카넘휠 310: 후방 메카넘휠 틀
320: 후방 메카넘휠 롤러
400: 변속기 410: 변속레버
500: 휠회전손잡이부
600: 전방회전축변환부 610: 전방회전축변환샤프트
610a: 베벨 기어 620: 아웃풋샤프트
620a: 베벨 기어 630: 전방회전축변환부 지지틀
700: 후방회전축변환부 710: 후방회전축변환샤프트
710a: 베벨 기어 720: 인풋샤프트
720a: 베벨 기어 730: 후방회전축변환부 지지틀

Claims (5)

1. 좌석부, 팔걸이부, 등받이부, 손잡이부 및 발판부가 구비되는 프레임;
   상기 프레임에 설치되고, 전 후방에 각각 한 쌍으로 구비되는 전방 메카넘휠과 후방 메카넘휠; 및
   사용자가 상기 후방 메카넘휠을 회전시킨 경우 그 회전력을 이 상기 전방 메카넘휠에 정방향 또는 역방향으로 전달 가능하게 구비되는 변속기;
   를 포함하는 휠체어.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   사용자가 후방 메카넘휠을 회전시킬 수 있도록 상기 후방 메카넘휠에 설치되는 휠회전손잡이부;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휠체어.
   
3. 제 1 항에 있어서, 상기 변속기는,
   상기 후방 메카넘휠의 지름과 상기 전방 메카넘휠의 지름 비율이 1:r인 경우 r:1 비율로 회전속도를 감속시켜 상기 후방 메카넘휠의 회전력을 상기 전방 메카넘휠에 전달하는 것을 특징으로 하는 휠체어.
   
4. 제 1 항에 있어서, 상기 변속기는,
   사용자의 조작에 의해 정방향 또는 역방향 기어물림이 구현되도록 하는 변속레버;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 휠체어.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 전방 메카넘휠 및 상기 후방 메카넘휠에 장착되는 휠커버;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휠체어.

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