KR101897577B1 - 무릎보조기용 각도조절장치 - Google Patents

무릎보조기용 각도조절장치 Download PDF

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경남정보대학교 산학협력단
양지관
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Abstract

본 발명은 대퇴부를 고정하는 대퇴부고정부와, 종아리부를 고정하는 종아리고정부 사이에 연결되어 상기 대퇴부고정부와 상기 종아리고정부를 회전가능하게 하는 무릎보조기용 각도조절장치에 있어서, 중앙부에 한 쌍의 제1,2회전지지구가 각각 형성되고, 가장자리에 상기 제1,2회전지지구의 각각의 중심점을 기준으로 일정각도를 따라 제1,2가이드홈이 형성된 케이스;와, 일측은 상기 대퇴부고정부에 고정되고 타측은 상기 제1회전지지구에 회전가능하게 결합되며 외측에 치형이 형성된 제1플레이트와, 일측은 상기 종아리고정부에 고정되고 타측은 상기 제2회전지지구에 회전가능하게 결합되며 외측에 치형이 형성되어 상기 제1플레이트와 치차결합되는 제2플레이트로 구성된 회전플레이트;와, 상기 제1회전지지구에 회전 가능하게 결합되어 상기 제1플레이트의 회전각도를 제한하는 제1각도조절부재와 상기 제1각도조절부재에 결합되어 상기 제1가이드홈을 따라 고정가능하게 하는 제1스토퍼와, 제2회전지지구에 회전 가능하게 결합되어 상기 제2플레이트의 회전각도를 제한하는 제2각도조절부재와 상기 제2각도조절부재에 결합되어 상기 제2가이드홈에 고정되게 하는 제2스토퍼로 구성된 각도조절유닛;으로 구성된 것을 특징으로 하는 무릎보조기용 각도조절장치를 제공한다.

Description

무릎보조기용 각도조절장치{Angle control device of supporting instrument for knee joint}
본 발명은 무릎보조기용 각도조절장치에 관한 것으로, 2중 회전축을 적용하여 인체 보행에 가장 근접한 굴곡/신전 운동이 가능한 무릎보조기용 각도조절장치에 관한 기술이다.
보조기(Brace)란 재활 및 인체의 기능을 보조하거나 교정하는 장치를 말하며, 신체 일부의 영구적인 손상 혹은 신경이상 반응 등으로 관절운동이 비정상적으로 제한되는 경우 도와주는 역할을 하며 신체를 올바른 형태로 바로 잡아주는 역할을 한다.
인체관절 손상은 여러 부분으로 분류할 수 있으나, 특히 슬관절(무릎관절)의 경우 보행과 직접적인 연관성을 가지고 있기 때문에 상당히 중요한 부분이라 할 수 있다.
슬관절은 대퇴골(femur)과 경골(정강뼈, tibia) 및 슬개골(patellar)에 위치한 관절로, 보행 시 대퇴골과 경골 2축을 중심축으로 하여, 전방십자인대 및 후방십자인대와 함께 굴곡(flexion) 및 신전(extension) 각을 조절하는 기능을 가지고 있다.
여기서, 전방십자인대(ACL, anterior cruciate ligament)는 대퇴골에 대해 경골이 전방으로 이탈하는 것을 방지하고, 과신전 및 경골의 회전을 제한하는 기능을 가진다. 후방십자인대(PCL, posterior cruciate ligament) 대퇴골에 대해 경골이 후방으로 이탈하는 것을 방지하고, 무릎관절 회전운동의 중심축으로 작용한다.
일반적으로 knee brace는 슬개골 손상 또는 인대(ACL, PCL)부상 등 무릎에 상해를 입었거나 퇴행성 골관절염 등이 발생하였을 경우 무릎관절 부위를 고정 및 보호하고, 무릎의 굴절 및 신전 각을 제한하여 병변의 진행을 막아 치료를 원활하게 하기 위해 사용된다.
무릎관절의 해부학적 축과 무릎보조기(knee brace)의 기구학적 축이 일치하지 않는 경우, 무릎관절의 과신전 및 경골의 전방전위를 방지하는 것이 불가능하며, 이로 인해 다른 인대 및 근육 등의 2차 손상을 유발하는 문제점을 수반하게 된다.
상기와 관련하여, 무릅보조기의 운동반경(회전반경)은 실제 2축으로 구성된 무릎관절의 해부학적 축과 유사하게 설계되어야 한다.
또한, 관절의 부상 정도에 따라 굴곡 및 신전 미세각도 조절을 통한 관절의 활동반경 제어가 필수적 요소이며, 착용상태에서 편리하게 각도조절을 구현 할 수 있는 구조로 설계되어야 하고, 외반 회전력을 방지할 수 있는 고강도 프레임(frame)으로 설계 되어야 한다.
종래의 무릎보조기는 단축으로 구성되어 기구학적 축과 무릎관절 해부학적 축의 불일치하며, 이로 인해, 대퇴골과 경골 2축 구성인 관절구조와의 상이함으로 인해 보행 시 활동 반경이 불일치하여 관절의 과신전 방지 불가능으로 인해 다른 인대의 2차 손상 유발로 역효과 발생하는 문제점이 있어왔다.
KR 10-1154434 B1
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 대퇴골과 경골을 중심으로 하는 무릎관절의 해부학적 축과 동일하게 2중-회전축을 기반으로 한 관절 시스템을 적용하여, 인체보행에 가장 근접한 구조로 하는 무릎보조기용 각도조절장치를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.
또한, 굴곡, 신전 각 조절에 필수적인 각도조절장치는, 2중-회전축과 연동하여 미세각도조절이 가능하도록 하여 착용상태에서 편리하게 조절이 가능하도록 원터치(one-touch)버튼을 적용한 구조로 하는 무릎보조기용 각도조절장치를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 대퇴부를 고정하는 대퇴부고정부와, 종아리부를 고정하는 종아리고정부 사이에 연결되어 상기 대퇴부고정부와 상기 종아리고정부를 회전가능하게 하는 무릎보조기용 각도조절장치에 있어서, 중앙부에 한 쌍의 제1,2회전지지구가 각각 형성되고, 가장자리에 상기 제1,2회전지지구의 각각의 중심점을 기준으로 일정각도를 따라 제1,2가이드홈이 형성된 케이스;와, 일측은 상기 대퇴부고정부에 고정되고 타측은 상기 제1회전지지구에 회전가능하게 결합되며 외측에 치형이 형성된 제1플레이트와, 일측은 상기 종아리고정부에 고정되고 타측은 상기 제2회전지지구에 회전가능하게 결합되며 외측에 치형이 형성되어 상기 제1플레이트와 치차결합되는 제2플레이트로 구성된 회전플레이트;와, 상기 제1회전지지구에 회전 가능하게 결합되어 상기 제1플레이트의 회전각도를 제한하는 제1각도조절부재와 상기 제1각도조절부재에 결합되어 상기 제1가이드홈을 따라 고정가능하게 하는 제1스토퍼와, 제2회전지지구에 회전 가능하게 결합되어 상기 제2플레이트의 회전각도를 제한하는 제2각도조절부재와 상기 제2각도조절부재에 결합되어 상기 제2가이드홈에 고정되게 하는 제2스토퍼로 구성된 각도조절유닛;으로 구성된 것을 특징으로 하는 무릎보조기용 각도조절장치를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 기대할 수 있을 것이다.
슬관절 교정용 2중 회전축에 의해 회전되는 구조를 간단하게 구성하고, 인체 보행에 가장 근접하여 대퇴골에 대한 경골의 전방 전위 및 내외회전을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무릎보조기용 각도조절장치의 장착 예시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무릎보조기용 각도조절장치의 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무릎보조기용 각도조절장치의 결합 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무릎보조기용 각도조절장치의 장착 예시도를 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명인 무릎보조기용 각도조절장치는 대퇴부를 고정하는 대퇴부고정부(10)와, 종아리부를 고정하는 종아리고정부(20) 사이에 연결되어 상기 대퇴부고정부(10)와 상기 종아리고정부(20)를 회전가능하게 하는 무릎보조기용 각도조절장치(30)가 위치하게 된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무릎보조기용 각도조절장치의 분해 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명인 무릎보조기용 각도조절장치는 크게 케이스(100), 회전플레이트(200), 각도조절유닛(300)이 포함되어 이루어진다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무릎보조기용 각도조절장치의 구성을 보인 사시도이다.
도 2를 참조하면, 상기 케이스(100)는 회전플레이트(200), 각도조절유닛(300)이 설치되기 위한 구성이다.
상기 케이스(100)는 한 쌍의 평판이 결합되는 형태로 내측으로 중앙부에 한 쌍의 제1,2회전지지구(120,140)가 각각 형성되고, 가장자리에 상기 제1,2회전지지구(120,140)의 각각의 중심점을 기준으로 일정각도를 따라 제1,2가이드홈(160,180)이 형성된다.
여기서, 상기 제1,2회전지지구(120,140)가 형성됨으로써 상기 회전플레이트(200)가 회전가능하게 결합하여 상기 대퇴부고정부와 종아리고정부가 2축으로 회전할 수 있는 구조를 제공하고, 상기 제1,2가이드홈(160,180)이 형성됨으로써 상기 각도조절유닛(300)을 설치하여 상기 회전플레이트(200)의 회전각도로 조절할 수 있다.
상세하게, 상기 제1가이드홈(160)은 원호형으로 형성되는 제1핀가이드홈(162)과, 상기 제1핀가이드홈(162)의 단부에 일정각도 마다 형성된 제1고정홈(164)으로 구성되게 된다. 마찬가지로 상기 제2가이드홈(180)도 원호형으로 형성되는 제2핀가이드홈(182)과, 상기 제2핀가이드홈(182)의 단부에 일정각도 마다 형성된 제2고정홈(184)으로 구성된다.
여기서, 상기 제1핀가이드홈(162)과 제2핀가이드홈(182)은 0 ~ 120°의 범위로 설정할 수 있다. 그리고, 상기 제1고정홈(164)과 상기 제2고정홈(184)은 10°마다 생성되게 하여 미세 각도 조절 가능하게 하였으며 사용자의 사용용도에 따라 다양한 각도로 형성할 수 있다.
상기 회전플레이트(200)는 대퇴부고정부와 종아리고정부를 상기 케이스(100)에 연결하기 위한 구성이다.
상기 회전플레이트(200)는 대퇴부고정부에 고정하는 제1플레이트(220)와, 종아리고정부에 고정하는 제2플레이트(240)로 나뉜다.
고정 결합 구조를 살펴보면, 도 3에서 처럼 상기 제1플레이트(220)는 일측은 상기 대퇴부고정부에 고정되고 타측은 상기 제1회전지지구(120)에 회전가능하게 결합되며 외측에 치형이 형성된다. 그리고, 상기 제2플레이트(240)는 일측은 상기 종아리고정부에 고정되고 타측은 상기 제2회전지지구(140)에 회전가능하게 결합되며 외측에 치형이 형성되어 상기 제1플레이트(220)와 치차결합되게 된다.
즉, 상기 제1회전플레이트(220)와 상기 제2회전플레이트(240)는 치형이 치차 결합됨에 따라 상호 연동되어 회전되는 구조이다.
상기 각도조절유닛(300)은 상기 회전플레이트(200)의 회전각도를 제한하는 구성이다.
상기 각도조절유닛(300)은 그 구성을 제1각도조절부재(320)와 제1스토퍼(340), 제2각도조절부재(360), 제2스토퍼(380)로 구성되게 된다.
상기 제1각도조절부재(320)와 제2각도조절부재(360)는 동일한 형상과 기능을 가진 것이고, 또한 상기 제1스토퍼(340)와 상기 제2스토퍼(380)도 동일한 형성과 기능을 가진 것이다. 설치되는 위치에 따라 상기 제1플레이트(220) 또는 상기 제2플레이트(240)를 개별로 각도 조절할 수 있게 된다.
상기 제1각도조절부재(320)는 상기 제1회전지지구(120)에 회전 가능하게 결합되어 상기 제1플레이트(220)의 회전각도를 제한하게 된다. 그리고, 상기 제1스토퍼(340)는 상기 제1각도조절부재(320)에 결합되어 상기 제1가이드홈(160)을 따라 고정가능하게 하는 구성이다. 그리고 제2각도조절부재(380)는 상기 제2회전지지구(140)에 회전 가능하게 결합되어 상기 제2플레이트(240)의 회전각도를 제한하게 된다. 그리고, 상기 제2스토퍼(380)는 상기 제2각도조절부재(360)에 결합되어 상기 제2가이드홈(180)에 고정되게 한다.
상기 각도조절유닛(300)은 상기 회전플레이트(200)의 제1플레이트(220)와 제2플레이트(240)의 회전 제한 각도를 별도로 설정할 수 있다.
상기 제1각도조절부재(320)는 상기 제1회전지지구(120) 외측에 결합되어 회전되는 제1회전구(322)와 상기 제1회전구(322)의 단부에 상향단턱져 상기 제1플레이트(220)의 회전각도를 제한하며 내측으로 상기 제1스토퍼(340)를 수용하는 제1수용구(324)로 구성되고, 상기 제2각도조절부재(360)는 상기 제2회전지지구(140) 외측에 결합되어 회전되는 제2회전구(362)와 상기 제2회전구(362)의 단부에 상향단턱져 상기 제2플레이트(240)의 회전각도를 제한하며 내측으로 상기 제2스토퍼(380)를 수용하는 제2수용구(364)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1스토퍼(340)는 상기 제1수용구(324) 내부에 설치되는 판스프링(342)과, 상기 제1수용구(324)에 삽입되어 상기 판스프링(342)의 탄성에 의해 내외로 아동되는 제1스위치(344)와, 상기 제1스위치(344) 하측에 형성되어 상기 핀가이드홈(162)을 따라 이동되며 상기 판스프링(342)의 탄성에 의해 상기 제1고정홈(164)에 고정되는 핀(346)으로 구성되고, 상기 제2스토퍼(380)는 상기 제2수용구(364) 내부에 설치되는 판스프링(382)과, 상기 제2수용구(362)에 삽입되어 상기 판스프링(382)의 탄성에 의해 내외로 이동되는 제2스위치(384)와, 상기 제2스위치(384) 하측에 형성되어 상기 핀가이드홈(182)을 따라 이동되며 상기 판스프링(382)의 탄성에 의해 상기 제2고정홈(184)에 고정되는 핀(386)으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 제1스토퍼(340)와 제2스토퍼(380)의 형상과 기능은 같으며 설치되는 위치에 따라 구별하였다.
상기의 제1,2스토퍼(340,380)는 원터치 방식에 의해 상기 제1,2각도조절부재(320,360)를 고정할 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 무릎보조기용 각도조절장치를 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 120: 제1회전지지구
140: 제2회전지지구 160: 제1가이드홈
180: 제2가이드홈 200: 회전플레이트
220: 제1회전플레이트 240: 제2회전플레이트
300: 각도조절유닛 320: 제1각도조절부재
340: 제1스토퍼 360: 제2각도조절부재
380: 제2스토퍼

Claims (4)

  1. 대퇴부를 고정하는 대퇴부고정부와, 종아리부를 고정하는 종아리고정부 사이에 연결되어 상기 대퇴부고정부와 상기 종아리고정부를 회전가능하게 하는 무릎보조기용 각도조절장치에 있어서,
    중앙부에 한 쌍의 제1,2회전지지구(120,140)가 각각 형성되고, 가장자리에 상기 제1,2회전지지구의 각각의 중심점을 기준으로 일정각도를 따라 제1,2가이드홈(160,180)이 형성된 케이스(100);와,
    일측은 상기 대퇴부고정부에 고정되고 타측은 상기 제1회전지지구에 회전가능하게 결합되며 외측에 치형이 형성된 제1플레이트(220)와, 일측은 상기 종아리고정부에 고정되고 타측은 상기 제2회전지지구에 회전가능하게 결합되며 외측에 치형이 형성되어 상기 제1플레이트와 치차결합되는 제2플레이트(240)로 구성된 회전플레이트(200);와,
    상기 제1회전지지구에 회전 가능하게 결합되어 상기 제1플레이트의 회전각도를 제한하는 제1각도조절부재(320)와 상기 제1각도조절부재에 결합되어 상기 제1가이드홈을 따라 고정가능하게 하는 제1스토퍼(340)와, 제2회전지지구에 회전 가능하게 결합되어 상기 제2플레이트의 회전각도를 제한하는 제2각도조절부재(360)와 상기 제2각도조절부재에 결합되어 상기 제2가이드홈에 고정되게 하는 제2스토퍼(380)로 구성된 각도조절유닛(300);으로 구성된 것을 특징으로 하는 무릎보조기용 각도조절장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1가이드홈(160)은 원호형으로 형성되는 제1핀가이드홈(162)과, 상기 제1핀가이드홈(162)의 단부에 일정각도 마다 형성된 제1고정홈(164)으로 구성되고,
    상기 제2가이드홈(180)은 원호형으로 형성되는 제2핀가이드홈(182)과, 상기 제2핀가이드홈(182)의 단부에 일정각도 마다 형성된 제2고정홈(184)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 무릎보조기용 각도조절장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1각도조절부재(320)는 상기 제1회전지지구 외측에 결합되어 회전되는 제1회전구(322)와 상기 제1회전구의 단부에 상향단턱져 상기 제1플레이트의 회전각도를 제한하며 내측으로 상기 제1스토퍼를 수용하는 제1수용구(324)로 구성되고,
    상기 제2각도조절부재(360)는 상기 제2회전지지구 외측에 결합되어 회전되는 제2회전구(362)와 상기 제2회전구의 단부에 상향단턱져 상기 제2플레이트의 회전각도를 제한하며 내측으로 상기 제2스토퍼를 수용하는 제2수용구(364)로 구성되는 것을 특징으로 하는 무릎보조기용 각도조절장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1스토퍼(340)는 상기 제1수용구 내부에 설치되는 판스프링(342)과, 상기 제1수용구에 삽입되어 상기 판스프링(342)의 탄성에 의해 내외로 아동되는 제1스위치(344)와, 상기 제1스위치 하측에 형성되어 상기 제1핀가이드홈(162)을 따라 이동되며 상기 판스프링(342)의 탄성에 의해 상기 제1고정홈에 고정되는 핀(346)으로 구성되고,
    상기 제2스토퍼(380)는 상기 제2수용구 내부에 설치되는 판스프링(382)과, 상기 제2수용구에 삽입되어 상기 판스프링(382)의 탄성에 의해 내외로 이동되는 제2스위치(384)와, 상기 제2스위치 하측에 형성되어 상기 제2핀가이드홈(182)을 따라 이동되며 상기 판스프링(382)의 탄성에 의해 상기 제2고정홈에 고정되는 핀(386)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 무릎보조기용 각도조절장치.
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