KR20020040294A - 중첩된 회전지렛대의 원리를 응용한 휠체어 바퀴 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휠체어의 구동시 작은 힘으로 큰 힘을 얻게 하여 휠체어의 바퀴를 돌릴수 있도록 한 중첩된 회전지렛대의 원리를 응용한 휠체어 바퀴에 관한 것으로, 그 구조는 의자(6')의 양측면에 바퀴(4')가 구비되고 각각의 바퀴(4')의 외측면에는 구동을 위한 힘이 가해지는 핸디 휠(2')로 구성된 휠체어(1)에 있어서, 최외곽에 형성된 봉상의 원형 손잡이(22)와; 이에 일체로 형성되며 구동을 위해 가해지는 힘을 전달해주는 판상의 원형 지지부(24)와; 중첩된 힘의 전달부, 즉 다수의 돌출부(26)를 가지며 지지부(24)의 내주면에 일체로 성형되어 상기 휠체어 바퀴의 휠에 고정수단에 의해 결합되는 복수의 결착편(28);으로 이루어지는 것으로, 작은 구동력으로도 휠체어의 구동이 가능하므로 노약자나 어린이등 팔힘이 약한 장애인들도 경사길이나 턱같은 장애물을 용이하게 지날 수 있도록 한 힘의 효율성이 제고된 휠체어를 제공하는 것이다.

Description

중첩된 회전지렛대의 원리를 응용한 휠체어 바퀴{structure of Wheel-chair's wheel}

본 발명은 휠체어 바퀴에 관한 것으로, 특히 휠체어의 구동시 작은 힘으로 큰 힘을 얻게 하여 휠체어의 바퀴를 돌릴수 있도록 한 중첩된 회전지렛대의 원리를 응용한 휠체어 바퀴에 관한 것이다.

일반적으로 휠체어는 거동이 불편한 장애인을 위한 장치로써 그 개략적인 구조는 의자의 양측면에 바퀴가 구비되고 각각의 바퀴의 외측면에는 구동을 위한 힘이 가해지는 핸디 휠로 구성된 것이다. 즉, 회전축으로 연결된 상기 양 바퀴에 구비된 핸디 휠을 회전시켜주면 바퀴가 동반 회전되는 비교적 단순한 구조이다.

따라서, 상기와 같은 종래 휠체어는 자신의 하중과 휠체어 자체의 하중을 팔힘만으로 이동시켜야 하므로 힘이 약한 노약자나 어린이들이 자력으로 구동시키기에는 사실상 어렵고 더구나 경사길을 오르기란 거의 불가능하므로 구동원리를 개량하여 작은 힘으로도 구동시킬 수 있는 휠체어가 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 그 기술적 과제는 작은 힘으로 큰 힘을 얻게하여 휠체어를 구동시킬 수 있는 중첩된 회전지렛대의 원리를 응용한 휠체어 바퀴를 제공하는 데 있다.

일반적으로 휠체어가 구동되는 원리는 작용-반작용의 원리가 적용된다.

즉, 사람이 앞으로 나가기 위해 휠체어의 핸디 휠을 밀었을 때 바퀴는 지면에 대해 앞에서 뒤로 힘을 가해주게(작용) 되며, 한편 지면은 이에 대항하여 바퀴에 대해 뒤에서 앞으로 힘을 가해주는(반작용) 것에 의해 휠체어가 구동되는 것이며 일단 구동되기 시작한 바퀴는 관성의 법칙에 의해 계속 움직이려고 하며 이러한 원리로 휠체어가 움직이는 것이다.

이때, 상기 핸디 휠에 가해지는 힘, 즉 바퀴를 회전시켜주는 힘을 토크(torque)라 하며,

이를 식으로 나타내면 다음과 같다.

토크= F*I ------> ⒜

여기서 F는 작용한 힘이고, I는 지렛대 팔. 즉 회전축으로부터 힘의 작용선까지의 수직거리이다.

또한, 지렛대의 원리는 적은 힘으로 무거운 물체를 들어올리는 것으로, 힘점, 받침점, 작용점의 3요소로 구성된다.

힘점이란 사람이 힘을 가하는 지점이고 받침점은 지레에 받침이 위치하는 지점, 작용점은 대상물이 위치되는 지점이다.

같은 하중의 물체를 들어올리는 힘에 있어서 힘점에 가해지는 힘과 받침점에서 가해지는 힘이 더해지므로써 물체를 들어올리는 힘이 절감되는 것이다.

본 발명의 기술적 과제는 종래 휠체어에 있어서, 상기와 같은 지렛대의 원리에서 가해지는 힘과 이를 지지하는 받침점의 힘을 더해지도록 하기위해 핸디 휠에 힘의 전달부를 다수로 중첩시켜 주므로써 힘의 손실을 절감토록하여 휠체어를 회전시키는 힘(토크)를 증가시켜 준 중첩된 회전지렛대의 원리를 응용한 휠체어 바퀴를 제공하므로써 달성된다.

도 1은 본 발명에 의한 휠체어의 사시도

도 2는 본 발명에 의한 핸디 휠의 부분절개사시도

도 3은 본 발명에 의한 휠체어의 일측 바퀴의 횡단면도

도 4는 본 발명에 의한 휠체어 핸디 휠의 다른 실시예를 나타낸 사시도

도 5는 종래 휠체어의 사시도

도 6은 종래 휠체어의 일측 바퀴의 횡단면도

도 7은 지렛대의 원리를 나타낸 예시도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 휠체어 2 : 핸디 휠

4 : 바퀴 6 : 의자

22 : 손잡이 24 : 지지부

26 : 돌출부 28 : 결착편

30 : 고정수단 42 : 바퀴 휠

상기와 같은 본 발명의 바른 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도면 중에서 도 1은 본 발명에 의한 휠체어의 사시도, 도 2는 본 발명에 의한 핸디 휠의 부분절개사시도, 도 3은 본 발명에 의한 휠체어의 일측 바퀴의 횡단면도, 도 4는 본 발명에 의한 휠체어 핸디 휠의 다른 실시예를 나타낸 사시도, 도 5는 종래 휠체어의 사시도, 도 6은 종래 휠체어의 일측 바퀴의 횡단면도, 도 7은 지렛대의 원리를 나타낸 예시도이다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 의자(6')의 양측면에 바퀴(4')가 구비되고 각각의 바퀴(4')의 외측면에는 구동을 위한 힘이 가해지는 핸디 휠(2')로 구성된 휠체어(1)에 있어서, 본 발명에 의한 중첩된 회전지렛대의 원리를 응용한 휠체어 바퀴(4)는,

최외곽에 형성된 봉상의 원형 손잡이(22)와; 이에 일체로 형성되며 가해지는 힘, 즉 구동력을 바퀴에 전달해주는 판상의 원형 지지부(24)와; 중첩된 힘의 전달부, 즉 돌출부(26)를 가지며 상기 지지부(24)의 내주면에 일체로 성형되어 상기 휠체어 바퀴의 휠에 고정수단에 의해 결합되는 복수의 결착편(28);으로 이루어진다.

이를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2에 도시된 바와 같이;

상기 손잡이(22)는 지지부의 외측면에 파지가 용이하도록 봉상의 원형으로 형성된 것으로 상기 지지부(24)와 일체로 성형된다.

상기 지지부(24)는 소정크기의 폭을 갖는 판상의 원형으로 형성되며 그 내주면에 복수의 결착편(28)을 갖는다.

상기 결착편(28)은 4개가 상기 지지부(24)의 내주면에 등간격으로 배열되어 일체롤 성형된 것으로, 내부에 다수의 돌출부(26)를 가지며 일단에 관통공(도시하지 않음)이 구비되어 이를 관통하는 고정수단(30)에 의해 상기 휠체어 바퀴 휠(42)의 내주면에 형성된 결합공(도시하지 않음)에 결합 고정된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 중첩된 회전지렛대의 원리를 응용한 휠체어 바퀴(4)는 중첩회전지렛대의 원리를 적용하여 에너지가 전달될 수 있는 돌출부(26)를 2개이상 구성하고 이 돌출부(26)와 핸디 휠(2)을 연결시켜 핸디 휠(2)에 에너지, 즉 구동력을 가했을 때 이 에너지가 다시 각 돌출부(26)에 전달되어 운동을 하므로써 바퀴 휠 에 결합된 결착편(28)을 통하여 각 돌출부(26)에서 발생한 구동력이 결집되어 휠체어 바퀴(4)를 구동케 한 것이다. 이때 각 돌출부(26)는 독립된 하나의 회전지렛대 역할을 수행하며 동일한 중량을 이동시킬 때 이 돌출부(26)의 숫자만큼 핸디 휠(2)에 투입되는 에너지가 적게 들게 되는 것이다.

즉, 적은 에너지로 큰 구동력을 얻은 원리가 되는 것이다.

따라서, 본 고안에 의한 휠체어(1)는 종래 휠체어와 비슷한 환경을 갖고도 몇 배로 증대된 구동력을 발생시킬 수 있어 에너지 손실을 최대한 적게 하면서도 장거리 이동을 용이하게 한 것이다.

도 4는 본 발명에 의한 중첩된 회전지렛대의 원리를 응용한 휠체어 바퀴(4)의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 휠체어의 각각의 바퀴 휠(42)의 외측면에 다수의 봉상의 원형 손잡이(22)가 중첩되어 다수의 결착편(28)과 고정수단(30)으로 상기바퀴 휠(42)의 내주면에 고정설치되어 이루어진 것이다.

이와 같은 본 발명에 의한 휠체어는 작은 구동력으로도 휠체어의 구동이 가능하므로 노약자나 어린이등 팔힘이 약한 장애인들도 손쉽게 휠체어를 운용할 수 있어, 경사길이나 턱같은 장애물을 용이하게 지날 수 있도록 한 힘의 효율성이 제고된 휠체어를 제공하는 것이다.

Claims (2)

1. 의자(6')의 양측면에 바퀴(4')가 구비되고 각각의 바퀴(4')의 외측면에는 구동을 위한 힘이 가해지는 핸디 휠(2')로 구성된 휠체어(1)에 있어서;

   최외곽에 형성된 봉상의 원형 손잡이(22)와; 이에 일체로 형성되며 내부에 복수의 돌출부(26)를 가지는 판상의 원형 지지부(24)와 그 내주면에 일체로 구비되어 상기 휠체어 바퀴의 휠(42)에 복수의 결착편(28)과 고정수단(30)으로 결합되어 이루어짐을 특징으로 하는 중첩된 회전지렛대의 원리를 응용한 휠체어 바퀴.
2. 제 1항에 있어서, 휠체어 바퀴 휠(42)의 외측면에 봉상의 원형 손잡이(22)가 다수 중첩되어 복수의 결착편(28)과 고정수단(30)으로 상기 바퀴 휠(42)의 내주면에 고정설치되어 이루어짐을 특징으로 하는 중첩된 회전지렛대의 원리를 응용한 휠체어 바퀴.