KR20080003926U - 센터축이 없는 바퀴 - Google Patents

Abstract

본 고안은 센터축이 없는 바퀴에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무게중심이 바퀴의 하부에 있을 뿐만 아니라 역회전 방지 기능을 가진 수동 및 전동용 휠체어 바퀴에 관한 것이다.

본 고안은 본 출원인이 2004년 10월에 선출원하여 실용신안등록(등록번호: 20-0372830)을 받은 후 기술평가에서도 등록 유지 결정을 받은 「역회전 방지장치가 설치된 바퀴」를 더욱 개선 및 발전시킨 것으로서, 상기의 「역회전 방지장치가 설치된 바퀴」(등록번호: 20-0372830)는 수동으로 작동하는 이동수단의 양측에 설치되는 고정프레임과 상기 고정프레임에 체결 고정되며 둘레면에는 다수개의 롤러들이 설치되는 롤러프레임과 상기 롤러프레임의 둘레면에 위치하며 핸들의 작동에 따라 상기 롤러를 타고 회전운동하는 휠림(Wheel Rim) 및 상기 휠림의 상부에 장착되는 타이어로 구성하되 상기 휠림의 내면에는 역회전을 제어하는 역회전 방지장치가 설치됨이 특징이었다.

본 고안은 상기한 등록실용신안(등록번호: 20-0372830)의 구성요소에서 롤러를 장착한 롤러프레임 대신 베어링을 다수 장입한 프레임을 설치하고 역회전 방지장치를 래치 휠(Ratch Wheel)과 스토퍼의 결합 방식을 사용한 것인 바, 이는 종래에 비하여 바퀴에 가해지는 응력분포를 바퀴전체에 균일하게 함으로써 바퀴의 회전력을 증대시킬 뿐 아니라 역회전 방지기능을 더욱 향상시킴으로써 매우 실용적인 효과가 있는 것이다.

이동수단, 역회전 방지장치, 프레임

Description

센터축이 없는 바퀴{A Wheel without Central Shaft}

본 고안은 센터축이 없는 바퀴에 관한 것이다.

본 고안은 본 출원인이 선출원하여 실용신안등록(등록번호:20-0372830)및기술평가를2007년11월20일에청구하여(기술평가청구번호:20-2007-9002740) 등록유지결정(발송번호:9-5-2008- 028394213 )을 받은 "역회전 방지장치가 설치된 바퀴"를 개선 및 발전시킨 것으로, 이 고안의 요지는 무게중심이 하부에 있으며 경사형 도로에서 미끄럼을 방지하는 역회전 방지 기능을 가진 센터축이 없는 수동 및 자동용의 바퀴에 관한 것이다.

본 고안은 본 출원인이 2004년 10월에 선 출원하여 실용신안등록(등록번호: 20-0372830)을 받은 후 기술평가에서도 등록 유지결정을 받은 「역회전 방지장치가 설치된 바퀴」를 더욱 개선 및 발전시킨 것으로서, 상기의 "역회전 방지장치가 설치된 바퀴"는 수동으로 작동하는 이동수단의 양측에 설치되는 고정프레임과 상기 고정프레임에 체결 고정되며 둘레면에는 다수개의 롤러들이 설치되는 롤러프레임과 상기 롤러프레임의 둘레면에 위치하며 핸들의 작동에 따라 상기 롤러를 타고 회전운동하는 휠림(Wheel Rim) 및 상기 휠림에 장착되는 타이어로 구성하되 상기 휠림에는 역회전을 제어하는 역회전 방지장치가 설치되는 특징이 있었으나, 상기의 장치는 시간이 경과함에 따라 상기 롤러가 휠에 가하는 응력분포가 균일하지 못하게 되며 특히 고속회전에서 회전력이 떨어져 탑승자가 장시간 탑승시에 피로감을 느끼게 되는 등의 단점이 있었다.

본 고안은 휠체어(30)의 양측에 설치되는 가이드(32)의 외측에 체결 된 프레임(2)과 상기 프레임(2)의 외주면에 장입한 베어링부(6), 베어링부(6)의 외측에 타이어 휠림(4)과 타이어(5)만 회전하는 휠림(4) 및 역회전 방지장치(10)로 바퀴(1)를 구성하되, 상기 프레임(2)은 단면이 "ㅁ"자 형태로 밴딩 처리된 원형상이며, 내측의 휠체어(30) 가이드(32)의 지지간(29)에 일체형 구조로 체결하고 프레임(2)의 외주면에는 베어링부(6)가 형성되며, 타이어(5) 측 휠림(4)외측에 타이어(5)를 장착하여 타이어(5)와 함께 회전하는 휠림(4)의 중앙 하단에는 베어링 홈(8)이 형성되며 휠림(4)의 외측면에는 수동용의 핸들(3)이 장착되고, 수동 휠체어(30)의 역회전 방지장치(10)는 휠림(4)의 내측에 장착되고, 전동용 휠체어는 프레임의 내부 공간에 십자형 지지대(2a,2b)를 설치하고 두 개의 기어를 상하로 이격되게 배치하되 하부기어(21)는 외부에 설치된 엔진에 연결하고 상부기어(20)는 타이어(5)의 휠림(4)쪽에 연결한 후 상기의 상부기어(20)와 하부기어(21)를 밸트(22)또는 체인으로 연결하여 타이어와 휠림만 회전하도록 하며, 다른 전동용 바퀴(1)는 수동용바퀴의 휠림(4)에 장착된 역회전 방지장치(10)의 래치휠(11)과 프레임(2)에 장착된 스토퍼(12)를 제거하고 그 자리의 휠림(4)상에 휠림측 기어(26)를 장치한 후 프레임(2)의 상측부 의 적당한 장소에 기어(24)가 부착된 소형모터(23)를 고정 체결하고, 상기 소형모터(23)에 연결된 회전축(25)의 모터측 기어(24)와 휠림(4) 상에 설치된 기어(26)에 직접 연결해서 타이어(5)와 휠림(4)만 회전시키는 방법이다.

본 고안은 휠체어나 손수레 또는 레져용 등의 수동형 이동수단의 바퀴로 사용할 뿐만 아니라 상기 수동형 바퀴에 모터를 장착함으로써 수동형과 전동형의 겸용으로 사용이 가능하며, 바퀴의 구조에 있어서 프레임의 외주면에 장착된 베어링에 의해 상기 바퀴의 응력분포가 균일하게 되어 회전력이 증대할 뿐만 아니라 역회전 방지기능으로 래치 휠과 스토퍼의 체결 방식을 사용함에 따라 경사면에서도 미끄럼을 방지하는 기능을 더욱 증대시켜 안전사고를 방지함으로써 매우 실용적이고 경제적인 효과가 있는 것이다.

본 고안은 휠체어 등의 이동수단에 설치되어 하중을 지탱하고 이동을 원활하게 하는 바퀴의 구조를 개선한 것으로서, 본 고안의 바퀴는 이동수단의 양측 가이드에 체결되는 프레임과 이 프레임의 외주면에 베어링부가 형성되고 상기 베어링부의 외측에서 핸들의 작동에 따라 회전운동을 하는 휠림 및 타이어로 구성되며, 또한 상기 휠림의 내면에는 역회전 방지장치를 장착한 구조로 구성한다. 베어링 홈에 다수의 베어링(7)을 장입한 프레임(2)은 회전하지 않고 베어링을 개재한 휠림(4)과 타이어(5)만 회전을 함으로써 바퀴의 회전력을 증대시키고 무게중심이 바퀴의 하부에 위치하여 전복 사고를 방지할 뿐만아니라 경사면에서도 역회전 방지 장치에 의해 미끄럼을 방지함으로써 안전사고를 예방할 수 있게 한 것이다.

도1은 본 고안의 바퀴가 장착된 휠체어의 사시도이고, 도2는 본 고안의 바퀴를 절개한 단면도이며, 도3은 바퀴의 내부 상세도이고, 도4는 본 고안의 별도실시예이고, 도5는 도4의 분리사시도이며, 도6a는 본 고안의 또다른 별도 실시예도의 정면도이고, 도6b는 도6a의 측면도이다.

본 고안의 실시예를 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 바퀴(1)는 프레임(2)과 베어링부(6), 휠림(4)및 타이어(5)로 구성된 것이다.

이를 상세히 설명하면, 이동수단인 휠체어(30)의 좌대(31) 양측에 설치되는 가이드(32)의 외측에 체결하여 고정된 원형상의 프레임(2)과 상기 프레임(2)의 외주면에 장입한 베어링부(6)와 상기 베어링부(6)의 상측에휠림(4)와 타이어(5)를 외측에 장착하여 상기 타이어(5)와 함께 회전하는 휠림(4) 및 역회전 방지장치(10)로 주 구성된다. 상기 프레임(2)은 원형상의 구조로써 그 단면이 "ㅁ"자 형태로 밴딩 처리된 것으로서, 이 프레임(2)은 내측의 휠체어(30)의 일측 가이드(32)에 형성된 지지간(29)과 볼트(33)로 체결하여 일체형 구조로 설치한다. 상기 프레임(2)의 외주면에 베어링 간격 유지판(9a)를 안치하고 상기 베어링 간격 유지판(9a)의 상부에 휠림(4)를 장착한 후 상기 베어링 간격 유지판(9a)를 돌리면서 베어링 간격 유지판(9a)에 일정한 간격으로 형성된 구멍을 통해 프레임(2)에 형성된 베어링홈(8)에 베 어링(7)을 한개씩 삽입하여 베어링부를 구성하고 이 베어링(7)은 상기한 바퀴(1)의 휠림(4)과 타이어(5)의 회전운동을 증대시키는 기능을 수행하는 것이다.

상기 휠림(4)은 외측에 타이어(5)를 장착하는 바퀴(1)의 구성요소 중에서 타이어(5)와 함께 회전운동을 하며 휠체어를 이동시키는 수단으로서, 휠림(4)의 중앙 하단에는 베어링(7)을 장입하기 위한 베어링 홈(8)이 형성되며 그 휠림(4)의 외측면에는 상기 휠림(4)을 회전시키기 위한 수동용의 핸들(3)이 장착된다. 즉, 상기 휠림(4)은 핸들(3)에서 발생한 동력을 이용하여 상기 베어링(7)의 상측에서 타이어(5)와 함께 회전운동을 하게 되며, 상기 휠림(4)에는 바퀴(1)의 외주에 해당하는 타이어(5)가 장착된다. 상술한 바와같이, 본 고안의 바퀴(1)에서 내륜에 해당하는 프레임(2)은 휠체어(30)의 가이드(32)에 고정된 상태에서 외륜에 해당하는 휠림(4) 및 타이어(5)만이 회전하게 됨으로서 종래와 같이 센터축에 해당하는 회전축을 사용할 필요가 없으며, 이는 종래 휠체어의 하중이 집중되는 무게 중심점이 회전축에 모아지는 문제점을 해소하여 하중점이 바퀴(1)의 하부, 즉 지면쪽에 위치하게 됨으로써 보다 안정감있게 이동할 수 있으며, 따라서 휠체어의 전복 등의 안전사고를 방지할 수 있게 된다.

상기와 같이 구성된 바퀴가 장착되는 수동형의 이동 수단으로 휠체어만을 설명하였으나, 상기 휠체어 대신에 손수레나 레져용의 이동 수단에도 설치하여 사용할 수 있음은 자명하며 특히 상기한 레져용 이동수단에 사용할 경우에는 본 고안과 동일한 구조이되 직경이 큰 바퀴를 장착함으로서 탑승자가 상기의 바퀴를 수동으로 구동함에 따라 운동효과를 증대할 수 있다.

특히 본 고안의 바퀴(1)는 역회전 방지 기능의 특징이 있는 바, 상기 역회전 방지장치(10)는 휠림(4)과 프레임(2)의 내측 외주면에는 역회전을 제어하는 수단인 역회전 방지장치(10)가 설치된다.

역회전 방지장치(10)의 래치휠(11)은 상기 휠림(4)의 내측 외주면을 따라 설치되며 톱니 형태로 된 다수의 기어이빨(11a)를 가진 래치휠(11)과 상기 래치휠(11)의 기어이빨(11a)에 선택적으로 접촉하며 상기 래치 휠(11)이 역회전 시, 기어이빨(11a) 중 어느 하나의 이빨(11a)에 걸려지는 스토퍼(12)로 구성되고 상기 스토퍼(12)는 프레임(2)에 축핀(13)으로 체결되어 일측 방향에 소정 각도만큼 경사진 상태로 설치된다. 따라서 상기 스토퍼(12)는 휠림(4)의 회전시에도 회전하지 않고 프레임(2)에 고정된 상태로 유지하며 또한 상기 스토퍼(12)에는 도면상에는 도시되지 않았으나 상기 스토퍼(12)가 항상 일측 방향으로 당겨지도록 스프링 등의 텐션 수단을 부착함이 바람직하고, 이는 휠림(4)이 정회전(휠체어가 전진하는 방향)할 때에 스토퍼(12)가 텐션힘으로 래치휠(11)의 기어이빨(11a)을 타고 넘도록 하며, 만일 휠림(4)이 역회전(휠체어가 후진하는 방향)할때에는 상기 스토퍼(12)가 텐션 힘으로 기어이빨(11a)에 걸림 고정될 수 있도록 하기 위함이다. 전동용 바퀴(1)의 프레임(2)의 내부 중심축의 공간에 기어를 설치하기 위한 십자형 지지대(2a)를 설치하고 상기 프레임의내측에 형성된 십자형지지대(2a)와 분리형 십자형지지대(2a,2b)의 사이에 이격된 상부기어(20)과 하부기어(21)을 상하로 설치하되 하부기어(21)는 외부에 설치된 엔진쪽에 연결하고 상부기어(20)는 타이어(5) 휠림(4)쪽에 연결한 후 상기의 상부기어(20)와 하부기어(21)를 밸트(22)로 연결하여 하부 기어 (21)와 상부 기어(20)의 회전방향과 속도에 따라 휠림(4)과 타이어(5)만 회전시키고, 또 다른 전동용 바퀴(1)는 수동용바퀴의 휠림(4)에 장착된 역회전 방지장치(10)의 래치휠(11)을 제거하고 그 자리의 휠림(4)일측에 기어(26)를 장착하고 프레임(2)의 외측면에 소형모터(23)를 고정 장착하고 프레임(2)측에 장착된 모터(23)에 연결된 회전축(25)에 일체형으로 고정 설치된 기어(26)에 휠림(4)측 기어(26)를 직접 체결함으로써 타이어(5)와 휠림(4)만 회전시키는 방법으로서, 이는 맷돌의 손잡이가 중심부에서 멀리 떨어져 있을수록 힘이 적게 드는 원리와 마찬가지로 훨씬 간단하고 경제적인 효과를 가져올 수 있는 것이다.

특히 전동용 바퀴의 경우 바퀴의 중앙부분에 상하로 설치된 기어의 크기를 용도와 특성에 맞게 제작하여 사용하면 엔진의 마력수도 2분의 1정도로 줄여서 사용하여도 동일한 힘을 낼 수 있기 때문에 유류비나 제작비 절감에도 경제적인 효과를 얻을 수 있으며 또한 엔진에 연결된 양쪽의 바퀴 회전을 각각 다른 속도로 변화시킬때는 삼륜차의 경우 제자리에서 360도 회전이 가능하므로 90도 이상 꺾여진 좁은 골목길이나 주차장의 주차시에도 쉽게 주정차할 수 있는 이동수단인 차를 개발하는 데 매우 적합한 바퀴이며 바퀴를 사용하는 모든 운반용 차종에 사용할 수 있다.

도1은 본 고안의 바퀴가 장착된 휠체어의 사시도

도2는 본 고안이 바퀴를 절개한 단면도

도3은 바퀴의 내부 상세도

도4는 본 고안의 별도실시예도

도5는 도4의 분리사시도

도6a는 본 고안의 또다른 별도 실시예도의 정면도

도6b는 도6a의 측면도

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1-바퀴 2-프레임 2a,2b-십자형 지지대

3-핸들 3a-바퀴살

4-휠림 5-타이어 6-베어링부 7-베어링

8-베어링 홈 9-베어링 교환창 9a-베어링간격 유지용 판

10-역회전 방지장치 11-래치 휠 11a-기어이빨

12-스토퍼 13-축핀

20-상부기어 21-하부기어 22-밸트 23-소형모터

23a-지지판 24-기어(모터측) 25-회전축 26-기어(휠림측)

27-너트(바퀴살대 이탈방지용 너트) 28-베어링(회전축용)

29-지지간(볼트와 연결) 30-휠체어 31-좌대

32-가이드 33-볼트

Claims (5)

1. 휠체어(30)의 좌대(31) 양측에 설치되는 가이드(32)의 외측에 체결되는 프레임(2)과, 상기 프레임(2)의 외주면과 휠림(4)의 내측면에 베어링 홈(8)을 상하로 각각 설치하여 그 베어링 홈(8)의 내부에 베어링(7)을 장입한 베어링부(6)와 휠림(4)의 외주에 타이어(5)가 장착되고 휠림(4)과 프레임(2)의 외주면 상에 역회전 방지장치(10)로 주 구성됨을 특징으로 하는 센터축이 없는 바퀴
2. 청구항1에 있어서, 휠림(4)의 중앙 하단에는 베어링(7)을 장입하기 위한 베어링 홈(8)이 형성되며 휠림(4)의 외측면에는 상기 휠림(4)을 회전시키기 위한 수동용의 핸들(3)이 장착됨을 특징으로 하는 센터축이 없는 바퀴
3. 청구항1에 있어서, 역회전 방지장치(10)는 휠림(4)의 내측 외주면에 톱니 형태로 된 다수의 기어이빨(11a)를 가진 래치휠(11)과 상기 래치 휠(11)이 역회전 시, 기어이빨(11a)에 걸려지는 스토퍼(12)로 구성되고 상기 스토퍼(12)는 프레임(2)의 일측 방향에 소정 각도만큼 경사진 상태로 설치됨을 특징으로 하는 센터축이 없는 바퀴
4. 전동용 바퀴(1)는 수동용바퀴의 휠림(4)에 장착된 역회전 방지장치(10)를 제거한 후, 휠림(4) 일측부에 기어(26)를 장착하고 프레임(2)의 외측면에 장착된 소 형 모터(23)와 연결된 회전축(25)에 고정된 기어(24)와 상기 휠림측 기어(26)가 체결됨으로서 타이어(5)와 휠림(4)이 회전함을 특징으로 하는 센터축이 없는 바퀴
5. 전동용 바퀴(1)의 프레임(2)의 내부 중심축의 공간에 기어를 설치하기 위한 십자형 지지대(2a)를 설치하고 상기 프레임(2)와 십자형 지지대(2a)의 사이에 하부기어(21)는 외부에 설치된 엔진쪽에 연결하고 상부기어(20)는 타이어(5) 휠림(4)쪽에 연결한 후 상기의 상부기어(20)와 하부기어(21)를 밸트(22)로 연결하여 하부기어(21)과 상부기어(20)의 회전방향과 속도에 따라 휠림(4)와 타이어(5)만 회전시킴을 특징으로 하는 센터축이 없는 바퀴

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