KR20080080541A

KR20080080541A - 휠체어

Info

Publication number: KR20080080541A
Application number: KR1020087014320A
Authority: KR
Inventors: 안톤 코르넬리스 림스라그; 데 레온 미구엘 프랑크 멘데스
Original assignee: 에이 앤 엠 컨설턴시 앤 인베스트먼츠 비.브이.
Priority date: 2005-11-15
Filing date: 2006-11-15
Publication date: 2008-09-04
Also published as: EP1951180A1; US20090045002A1; EP1951180B1; WO2007058535A1; JP2009515644A; CA2630025A1; NL1030428C2

Abstract

본 발명은, 후방 커플링 및 전방 커플링에 의해 적어도 후방 휠 및 전방 휠에 현가되는 지지 프레임을 구비한 휠체어에 관한 것이다. 하나 이상의 커플링은, 하나 이상의 휠 액슬에 토크가 전달될 수 있도록, 상기 지지 프레임을 상기 하나 이상의 휠 액슬에 대하여 이동시킬 수 있는 수단을 포함한다. 특히, 상기 수단은, 일단부가 연관되는 휠 액슬에 회전 가능하게 연결되고 타단부가 상기 지지 프레임에 회전 가능하게 연결되는 레버를 포함한다. 본 발명은 또한, 휠체어 지지 프레임을 휠체어의 휠에 현가시키는 커플링 메커니즘에 관한 것이다.

Description

휠체어 {WHEELCHAIR}

본 발명은 개인 이동을 위한 수송 수단에 관한 것이며, 보다 구체적으로는, 후방 커플링 및 전방 커플링에 의해 적어도 후방 휠 및 전방 휠에 현가되는 지지 프레임을 구비한 휠체어에 관한 것이다.

표준형 휠체어는 일반적으로, 예를 들어 전신 장애인의 이동에 사용되는 수동식 휠체어, 및 보행 장애인의 이동에 사용되는 전동식 휠체어를 포함한다. 휠체어의 제1 카테고리는, 약 600㎜의 직경을 가진 비교적 커다란 후방 휠 및 약 200㎜의 직경을 가진 작은 전방 휠을 구비한다. 제2 카테고리는 일반적으로, 예를 들면 200 내지 250㎜의 직경을 가진 4개의 비교적 작은 휠을 구비한다. 후자와 같은 유형의 휠체어는 예를 들어 NL 1023378에 개시되어 있다. 공지된 휠체어는, 사용 중에 이동 방향으로 기울어지는 것을 방지하는 회전체를 구비한다. 또한, 간단한 방식으로 휠체어가 단차면을 이동할 수 있도록 조작될 수 있는 보조 휠을 더 포함할 수 있다.

그러나 공지된 휠체어는 많은 단점을 가지고 있다. 예를 들어 전신 장애인이 표준형 수동식 휠체어를 이용하여 돌출부를 통과하는 것이 곤란하고, 예를 들어 도움없이 포장도로(pavement)로 진입하는 것이 실질적으로 불가능하다. 또한, 공 지된 휠체어를 이용하여 돌출부와 같은 작은 장애물을 통과할 때, 전방 휠이 쉽게 방해를 받는 것("브레이크 다이빙 효과"), 후방 휠이 방해를 받는 것, 및 휠체어가 후방으로 기울어지는 것이 일어날 수 있다. 공지된 휠체어는 포장도로로부터 내려올 때 전방 휠이 포장도로를 벗어나면 전방으로 기울어지기 쉬우며, 후방 휠이 포장도로를 벗어나면 휠체어가 상당히 흔들릴 수 있다. 이로 인해 일반적으로 장애인 및 기타 사용자들의 이동이 매우 자유롭지 못하게 되고, 외부의 도움을 받아야 한다.

본 발명의 목적은, 서두에 언급한 유형의 휠체어로서, 특히 전술한 단점들을 갖지 않는 휠체어를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 휠체어는 청구항 1에 기재된 특징을 갖는다. 보다 구체적으로는, 본 발명에 따른 휠체어는, 하나 이상의 휠 액슬에 토크가 전달될 수 있도록 상기 하나 이상의 휠 액슬에 대하여 지지 프레임을 이동시킬 수 있는 수단을 구비한 하나 이상의 커플링을 포함한다. 전방 커플링 및 후방 커플링 모두 이러한 수단을 구비할 수 있지만, 후방 휠의 후방 액슬에 토크가 전달될 수 있도록 상기 후방 휠의 후방 액슬에 대하여 지지 프레임을 이동시킬 수 있는 수단을 상기 후방 커플링이 구비하면 바람직하다. 이것은, 예를 들어 약 10㎝ 높이의 포장도로에 올라타기 위해 필요한 힘이, 힘을 사용할 수 있는 능력이 약한 사람에게서도 발휘될 수 있도록 매우 작다는 것을 의미한다. 나중에 상세히 설명하겠지만, 이러한 힘은 휠체어의 일부 실시예에서는 거의 존재하지 않는다. 또한, 한쪽 또는 양쪽 후방 휠이 슬리핑될 위험이 감소된다. 공지된 휠체어에서는 지지 프레임이 커다란 후방 휠의 후방 액슬에 직접 결합되기 때문에, 포장도로에 올라탈 때에 후방 휠에 가해지는 힘이 반작용 모멘트로 변환되어, 공지된 휠체어에서는 후방으로 기울어지는 경향이 있다. 후방 휠을 이용하여 포장도로에 올라타기 위해, 휠체어가 후방으로 기울어지는 것을 방지하기 위해 일반적으로 채용되었던 공지된 기울어짐 방지 캐스터는 더 이상 필요하지 않고, 포장도로에의 용이한 진출입 및 다른 장애물에 대하여 보다 바람직하다.

본 발명에 따르면, 휠체어는, 토크 또는 모멘트를 하나 이상의 휠 액슬에 전달할 수 있는 수단을 포함한다. 본 발명의 청구범위는, 물리적으로 존재하는 휠 액슬을 구비한 휠체어 및 가상의 휠 액슬을 구비한 휠체어를 모두 포함한다는 것을 이해하여야 한다. 후자의 경우, 휠 액슬은 관련되는 휠의 가상의 회전 중심으로서 정의된다. 가상의 휠 액슬을 가지는 휠은 예를 들어 그 림(rim)을 통해 구동된다.

본 발명에 따른 휠체어의 제1 바람직한 실시예에서, 상기 수단은, 지지 프레임에 회전 가능하게 연결되고 상기 연관되는 휠에 연결되는 둘레 링에서 구름 방식으로 이동할 수 있는 롤러 휠을 포함한다. 연관되는 휠이 임의의 속도로 포장도로로 이동하는 경우, 이 구조는 지지 프레임이 위쪽으로 선회 운동을 하여 연관되는 휠이 포장도로에 유지될 수 있도록 해준다. 이렇게 함으로써, 롤러 휠은 휠의 회전 중심에 대하여 거의 원형인 경로를 추종한다. 지지 프레임의 하측이 롤러 휠과 연결되기 때문에, 이 프레임은 또한 위쪽으로 선회된다. 따라서 휠체어 및 그 착석자의 운동에너지는 거의 대부분이 (지지 프레임 및 그 착석자의)위치에너지로 변환된다. 이러한 포지션에서의 지지 프레임은 휠의 회전축에 대하여 편심으로 연결되어, 회전축에 토크가 가해지고, 휠은 운동하기 시작한다. 이러한 운동은, 휠체어가 포장도로로 비교적 용이하게 이동할 수 있도록 해주며, 이에 대하여는 나중에 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 휠체어의 제2 바람직한 실시예에서, 상기 수단은, 일단부가 연관되는 휠 액슬에 회전 가능하게 연결되고 타단부가 지지 프레임에 회전 가능하게 연결되는 레버를 포함한다. 통상적인 사용에서, 즉 휠이 지면과 접촉하는 포지션에서, 레버의 지지 프레임에 대한 회전 가능한 연결부는 바람직하게, 레버의 휠 액슬에 대한 회전 가능한 연결부보다 낮게 위치된다. 휠체어가 대기 포지션에 있을 때, 레버는 중력으로 인해, 후방 휠 액슬과 지지 프레임에 대한 회전 가능한 연결부 사이에서 거의 수직 방향으로 연장된다. 이러한 대기 포지션은 선회의 대기 포지션과 비교될 수 있다. 본 출원이 트랜스미션 메커니즘을 언급할 때, 이것은 선회용 힌지를 의미하는 것으로 이해하여야 한다. 후방 휠이 임의의 속도로 포장도로의 에지로 이동하고 정지하게 되는 경우, 레버는, 질량관성에 의해 평형의 포지션으로부터 당겨지고, 후방 액슬 둘레에서 회전하며, 전방(포장도로의 에지 방향)으로 선회 운동을 하게 된다. 지지 프레임의 하측이 레버와 연결되기 때문에, 이 프레임은 또한 위쪽으로 선회된다. 따라서 휠체어 및 그 착석자의 운동에너지는 거의 대부분이 (지지 프레임 및 그 착석자의)위치에너지로 변환된다. 이러한 선회 포지션의 지지 프레임이 후방 휠 액슬에 대하여 편심으로 후방 휠과 연결되어 후방 휠에 토크가 인가될 수 있기 때문에, 후방 휠은 운동하기 시작한다. 따라서 포장도로에 올라타기 위해 휠체어 착석자에 의해 후방 휠에 인가될 힘은 공지된 휠체어의 경우보다 상당히 작다. 휠체어의 지지 프레임의 대기 포지션으로부터 위쪽으로의 선회는, 진동 모션의 특성을 가지는 지지 프레임의 점진적 감속과 조합되어, 휠체어 착석자에게 편안한 쿠션 효과를 준다.

본 발명에 따른 휠체어의 특히 바람직한 실시예는, 레버의 휠 액슬 및/또는 지지 프레임에 대한 회전 가능한 연결부가, 레버와 휠 액슬 및/또는 레버와 지지 프레임을 한쪽 회전방향으로는 자유롭게 움직일 수 있도록 하고 다른 쪽 방향으로는 결합시키는 수단을 포함한다. 상기 수단이 프리휠(freewheel) 커플링을 포함하는 경우, 특히 바람직한 휠체어가 얻어진다. 본 출원이 프리휠 커플링을 언급할 때, 이것은, 한쪽 회전방향(프리휠 방향)으로는 서로에 대하여 자유롭게 움직일 수 있고 다른 쪽 방향(반대방향)으로는 결합되는 구동 부재 및 종동 부재를 가지는 구성요소로 이해되어야 한다. 이 실시예에서, 프리휠 커플링은 후방 휠에 토크를 가하는 수단으로서 작용한다. 지지 프레임이 대기 포지션으로부터 최대 선회 포지션을 향해 위쪽으로 선회된 후, 프리휠 커플링은, 레버의 회전이 후방 휠 액슬 둘레 및/또는 지지 프레임에 대한 회전 가능한 연결부 둘레에서 전체적으로 또는 부분적으로 방지되는 것을 보장한다. 이러한 상황에서, 레버는, 후방 휠이 포장도로로 이끌려지는 경우, 거의 수직의 (대기) 포지션으로만 복귀될 수 있다. 이러한 이동에서, 레버는 후방 휠과 함께 거의 강성의 객체를 형성하여, 이 객체는 레버와 지지 프레임의 회전 가능한 연결부 둘레에서 회전되며, 따라서 이 회전 가능한 연결부는 후방 휠 액슬에 대하여 후방 휠의 일시적인 편심 회전 지점을 형성한다. 편심 회전 지점은 포장도로의 에지와 더 근접하여, 포장도로에 올라타기 위해 극복해야할 모멘트가 감소된다. 프리휠 커플링은 그 자체가 공지된 것이며, 본 발명에 적절한 프리휠 커플링은 예를 들어, Roloff와 Matek이 저술하고,1996년에 Schoonhoven의 Academic Service에 의해 네덜란드어로 번역 출간된 핸드북, "Maschinenelemente; Normung, Brechnung, Gestaltung"의 390-391쪽에 기재되어 있다. 보다 바람직한 실시예는, 필요에 따라 프리휠 커플링이 분리되어, 휠체어가 일반적인 휠체어로 사용될 수 있는 휠체어를 포함한다.

레버의 길이는 원칙적으로 자유롭게 선택된다. 본 발명에 따른 휠체어의 바람직한 실시예에서, 휠체어는 레버의 길이를 조절할 수 있도록 하는 수단을 포함한다. 장애물을 통과하는 경우 전술한 힘의 감소가 클수록, 레버의 위쪽 선회 각도는 수직으로 더 증가한다. 위쪽 선회 각도가 지지 프레임과의 힌지점이 대략 포장도로 에지의 수직 위에 있게 되는 값에 도달하면, 후방 휠을 포장도로로 올리기 위한 힘이 필요 없거나 거의 필요 없다. 비교적 높은 속도에서, 비교적 낮은 포장도로와 조합하면, 힌지점이 수평으로 포장도로의 에지를 지나 놓이게 될 수 있다. 이 경우, 추가의 외력이 거의 가해질 필요가 없으며 포장도로로 흘러 이동하게 된다. 이러한 장점은 레버의 길이가 가급적 길어서 후방 휠의 반경과 거의 동일한 경우에 쉽게 얻어질 수 있다. 회전이 방해되지 않는다면, 이러한 상황이 일어나는 것이 가능하며, 따라서 휠체어는 후방 휠에 의해 포장도로에 온화하게 위치될 수 있다. 이 실시예에서는, 포장도로 또는 다른 장애물을 올라탈 때, 후방 액슬 아래에 수직으로 위치하게 되는 일시적인 편심 회전 지점이 존재한다. 이러한 상황은 예를 들어, 휠체어가 그 후방 휠에 의해 포장도로에 온화하게 위치되는 경우에 일어난다. 이러한 정지된 포지션으로부터, 휠체어 착석자는 마찬가지로, 포장도로에 올라타기 위해 공지된 휠체어에 비해 더 적은 힘을 필요로 한다. 따라서 이 실시예에서는, 선회 힌지의 장점으로부터 이득을 얻기 위해 임의의 특정한 속도로 포장도로로 이동할 필요가 없다.

또 다른 바람직한 실시예에서, 본 발명에 따른 휠체어는, 각도를 수직으로 조절하는 수단을 포함하여, 레버가 후방 액슬 둘레에서 최대로 회전될 수 있다. 이것은 휠체어의 조작 안전을 위해 바람직할 수 있다.

또 다른 바람직한 실시예에서, 본 발명에 따른 휠체어는, 후방 액슬 및/또는 지지 프레임에 대한 회전 가능한 레버 연결부의 회전을 방해 또는 방지하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다. 예를 들어 레버의 힌지 연결부의 후방 액슬에 대한 회전이 방해 또는 방지되는 경우, 레버가 위쪽으로 선회되는 것이 거의 불가능하여, 위쪽 선회 각도를 0으로 할 수 있다. 이러한 상황에서는, 본 발명에 따른 휠체어가 일반적인 휠체어로서 작용한다. 레버와 지지 프레임 사이에 기계적인 연결을 가함으로써, 간단한 방식으로 선회 힌지의 일시적인 잠금이 이루어질 수 있다. 이 연결은 레버가 지지 프레임에 대하여 회전하는 것을 방지하여, 지지 프레임과 함께 강성의 객체가 얻어진다. 본 실시예에서의 휠체어의 추진 및 다른 동작은, 대략 동일한 치수를 가지는 공지된 휠체어의 경우와 거의 동일하다.

본 발명에 따른 휠체어는 또한, 휠체어를 수동으로 구동하는 수단을 포함한다. 이들 수단은 예를 들어, 후방 휠의 둘레방향으로 장착되는 구동 후프(hoop)를 포함한다. 본 발명에 따른 휠체어에서는 후방 휠과 지지 프레임의 결합이 공지된 휠체어보다 덜 직접적이기 때문에, 중량이 작아서, 후방 휠은 휠체어 착석자에 의해 편평하고 대략 수평인 노면 위에서 용이하게 급속 전진될 수 있다. 이러한 급속 전진 후에 후방 휠이 홀딩됨으로써, 지지 프레임이 서서히 움직이기 시작할 수 있다. 이러한 직접적이 방식으로 휠체어를 구동할 수 있다는 것은 본 발명의 휠체어의 또 다른 장점이다. 지면이 고르지 못한 경우, 후방 휠을 수동으로 구동시킴으로써 돌출부를 비교적 용이하게 통과할 수 있으며, 이로 인해 온화한 선회 운동이 이루어질 수 있다. 따라서, 돌출부는 쿠션이 있는 형태의 지지 프레임으로 통과되며, 이것은 착석자를 편안하게 하는데 바람직하다. 이러한 휠체어의 거동은 휠체어 및 그 착석자의 중량과 거의 무관하다. 이러한 탁월한 쿠션 효과로 인해, 휠체어는 필요에 따라 단단한 타이어를 구비할 수 있으며, 이것은 롤링 저항에 있어서 바람직하다. 또 다른 장점은, 이러한 스프링 효과가 준정적(semi-static) 상태로 존재한다는 것이다. 공지된 스프링은, 수직의 질량모멘트력에 의해서만 개시되기 때문에, 이러한 장점을 가지지 않는다. 필요에 따라, 휠체어는 모터에 의해 휠체어를 구동하는 수단을 구비할 수도 있다.

본 발명에 따른 휠체어의 또 다른 바람직한 실시예에서, 레버의 휠 액슬 및/또는 지지 프레임에 대한 회전 가능한 연결부는, 연관되는 휠에 힘을 전달할 수 있는 트랜스미션을 포함한다. 바람직한 실시예에서, 이 트랜스미션은, 관련되는 휠에 연결되는 상대 치차와 맞물릴 수 있는 치차를 포함한다. 치차 및 상대 치차가 후방 휠에 연결되면 최적의 결과가 얻어진다. 다른 적절한 트랜스미션은 풀리를 포함한다. 휠체어는 바람직하게, 치차용 구동부를 포함한다. 이것은 바람직하게, 휠체어 착석자에 의해 조작될 수 있는 기계식 구동부를 포함한다. 이와 관련하여, 조작은, 수동적인 힘, 및 예를 들어 온/오프 버튼을 구비한 모터를 사용하여 이루어질 수 있다. 레버가 거의 수직 포지션으로 위치된 대기 포지션으로부터, 후방 휠의 후방 액슬 둘레에서의 회전 및 레버의 위쪽 선회 운동 외에, 치차의 회전이 이루어진다. 따라서 상기 2가지 가능한 회전 운동은 각각 독립적으로 그리고 동시에 일어날 수 있다. 롤링 저항이 작으면, 주로 후방 휠이 회전하게 되고 레버는 약간만 위쪽으로 선회 운동을 하게 된다. 편평한 도로 상에서와 같이 롤링 저항이 작으면, 치차의 적절한 방향으로의 회전은 휠체어를 전진시키게 된다. 롤링 저항이 크면, 예를 들어 후방 휠이 포장도로로 올라탈 때, 후방 휠의 회전이 먼저 방해를 받고, 치차는 상태 치차에서 상승되어 레버가 위쪽 선회 운동을 하도록 한다. 회전이 계속되고 치차가 포장도로 에지의 수직 위에 위치됨에 따라, 후방 휠은 자동으로 포장도로로 이동하게 된다.

바람직한 실시예에서, 휠체어는 치차용 모터 구동부를 포함한다. 이에 따라, 모터의 보조를 받는 치차의 회전은 편평한 도로 상에서 주행하는 종래의 휠체어로서 작용을 할 수 있다. 휠체어가 포장도로 또는 다른 장애물로 올라탈 때, 증대된 주행 저항은 자동으로 레버의 위쪽 선회 각도를 증가시켜서, 전술한 바와 같은 메커니즘에 따라, 흔들림 없이 포장도로에 용이하게 올라탈 수 있다.

본 발명에 따른 휠체어의 다른 바람직한 실시예는 프리휠 커플링을 포함하는 모터 구동부를 갖는다. 프리휠 커플링은 임의의 회전을 모터가 회전하는 방향의 반대방향으로 제동한다. 이로 인해, 후방 휠이 포장도로의 상부에 도달하기 전에도 구동을 정지시켜서, 연관되는 위쪽 선회 각도가 유지되고 하부 힌지점은 전술한 바와 같이 편심의 회전 지점을 형성하게 된다. 따라서 하부 힌지점은 레버의 지지 프레임에 대한 회전 가능한 연결부에 해당한다. 레버의 이러한 대기 포지션으로부터, 휠체어 착석자는 수동으로 포장도로에 계속해서 올라타는 것을 선택할 수 있다. 모터가 작동되고 전술한 프리휠 커플링이 존재함으로써, 휠체어 착석자는 필요에 따라 이동을 수동으로 지원하는 것을 선택할 수 있다. 이러한 구동 상태에서, 프리휠 커플링은 휠체어가 구동된 속도보다 더 빠르게 이동할 수 있게 한다. 따라서, 예를 들어 구동된 상태에서 수동으로 급가속이 가능하거나, 올라타야 할 장애물에 고속으로 접촉하는 것이 가능하다.

휠체어에 착석한 사람에 의해 조작될 수 있는 기계식 구동부에 의해 치차가 구동되는 바람직한 실시예는, 예를 들어 각각의 후방 휠에 장착되는 제2 구동 후프를 포함할 수 있고, 이 후프는 일반적인 후프보다 작은 직경을 갖는다. 이를 위해, 제2 후프는 후방 휠에 직접 연결되지 않고, 후방 휠의 내측을 향해 후방 휠 액슬에 동심으로 연장되어 치차를 구동시키는 중앙 액슬에 연결된다.

본 발명에 따른 휠체어는 또한, 돌출부 또는 포장도로 상에 전방 휠을 위치시키는데 유리하다. 전방 휠이 포장도로에 위치되는 경우, 휠체어의 지지 프레임의 전방 이동이 지연되고, 후방 휠은 전방으로의 이동을 계속할 수 있다. 이로 인해 휠체어 및 그 착석자의 무게중심이 후방 휠의 중앙 액슬에 대하여 뒤쪽으로 이동되고, 전방 휠 상의 무게가 감소되어 적은 힘으로 포장도로에 올라탈 수 있다. 이것은, 휠체어 및 그 착석자의 무게중심이 후방 휠의 중앙 액슬 뒤에 놓여서 휠체어가 뒤쪽으로 기울어져서 전방 휠이 임의의 상당한 힘이 필요 없이 포장도로 위에 위치될 수 있다는 것을 의미한다.

다른 바람직한 실시예에서, 휠체어는, 하나 이상의 전방 휠 액슬에 대하여 지지 프레임을 이동시켜서 연관된 휠 액슬로 토크가 전달될 수 있도록 하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이들 수단은 바람직하게, 일 단부가 연관된 휠 액슬에 회전 가능하게 연결되고 타 단부는 지지 프레임에 회전 가능하게 연결되는 레버를 포함한다. 레버의 휠 액슬에 대한 회전식 연결은 보다 바람직하게, 프리휠 커플링을 포함한다.

바람직한 실시예에서, 휠체어는, 지지 프레임에 연결되는 기울어짐 방지 휠을 포함하는 것을 특징으로 한다. 기울어짐 방지 휠은, 휠체어가 소정의 안정적인 한계값까지 후방으로 기울어질 수 있도록 한다. 대기 포지션에서, 기울어짐 방지 휠은 바람직하게 후방 휠의 반경 내에 놓여서, 예를 들어 포장도로로부터 내려올 때 어떠한 방해도 되지 않도록 한다. 전술한 바와 같이 후방 휠을 지지 프레임에 대하여 전방으로 이동시켜서 포장도로로 올라갈 때 기울어짐 방지 휠은 후방 휠의 반경 외측에 놓이게 된다. 이것은, 전방 휠을 사용하여 포장도로 또는 돌출부로 올라갈 때 기울어짐 방지 휠이 효과적이라는 것을 의미한다.

또 다른 바람직한 실시예에서, 기울어짐 방지 휠이 구비된 휠체어는, 대기 상태에 비해 후방 휠이 보다 앞쪽에 위치된 상기 상태에서 레버를 지지 프레임에 일시적으로 연결하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서 이렇게 연동된 상태에서는 일반적인 휠체어로서 작용하지만, 무게중심은 뒤쪽으로 이동되었고 후방 휠의 휠 액슬 뒤쪽에 놓일 수 있다. 이러한 방식으로, 휠체어는 안정되게 후방으로 기울어진 포지션을 취할 수 있다. 이것의 장점은, 전방 휠이 비교적 용이하게, 돌출부 위로 이동될 수 있다는 것이다.

전방 휠이 포장도로 위에 위치되면, 휠체어는 전술한 바와 같이 후방 휠을 이용하여 포장도로 위로 올라타도록 추가로 조작된다. 휠체어의 전방 휠이 발판 아래에 위치되고 따라서 보다 전방에 위치되면 더욱 바람직하다. 이러한 방식은 휠체어의 휠 베이스를 증대시키고 이것은 안정성을 증대시킨다. 휠 베이스를 길게 하면 거리가 길어져서 속도가 상승하여 후방 휠이 돌출부에 보다 용이하게 올라탈 수 있다.

본 발명에 따른 휠체어는 바람직하게, 휠체어를 미는 사람을 위한 핸들, 및 레버 및/또는 구동부 및/또는 프리휠 커플링을 위한 것으로 핸들로부터 용이하게 액세스 가능한 제어 부재를 구비한다. 이것은, 예를 들어 휠체어를 미는 사람이 휠체어를 착석자와 함께 차량에 탑승시켜야 하는 경우에 휠체어의 제어를 간소화시킨다.

선회 힌지가 분리되면, 본 발명에 따른 휠체어는 그 외관 및 용도가 공지된 휠체어와 거의 구별되지 않는다. 전술한 실시예 외에, 본 발명의 범위 내에서 여러 실시예가 가능하다는 것을 이해하여야 한다. 또한 휠체어는 필요에 따라, 전기식 구동부, 추가의 내장형 현가장치, 및 높이 조절장치와 같은 추가의 기능을 구비할 수 있다. 이러한 방식으로, 휠체어는 사용자의 특정 요구를 만족하도록 맞춤될 수 있다.

본 출원에서 언급하는 휠체어는 개인 이동 수단을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 따라서 본 발명은, 예를 들어 자전거, 골프 카트, 하나 이상의 휠을 가진 서커스 장비와 같은 스포츠 분야, 및 장애자의 이동 수단으로서 적합하다.

본 발명은 또한 하나 이상의 휠에 휠체어 지지 프레임을 현수시키기 위한 커플링 메커니즘에 관한 것이며, 이에 대한 장점은 휠체어를 설명할 때 이미 설명하였다. 본 발명의 커플링 메커니즘은, 지지 프레임을 연관된 휠의 휠 액슬에 대하여 이동시켜서 토크가 상기 연관된 휠 액슬로 전달될 수 있도록 하는 수단을 포함한다. 이 수단의 바람직한 실시예는, 일 단부가 상기 연관된 휠 액슬에 회전 가능하게 연결될 수 있고 타 단부는 상기 지지 프레임에 회전 가능하게 연결될 수 있는 레버를 포함하며, 이 수단은 바람직하게 프리휠 커플링을 포함한다.

도 1a는 본 발명에 따른 휠체어의 실시예의 개략적인 배면도이다.

도 1b는 도 1a의 실시예의 선 Ⅰ-Ⅰ을 따라 취한 제1 포지션의 개략적인 측단면도이다.

도 1c는 도 1a의 실시예의 선 Ⅰ-Ⅰ을 따라 취한 제2 포지션의 개략적인 측단면도이다.

도 2a는 본 발명에 따른 휠체어의 다른 실시예의 개략적인 배면도이다.

도 2b는 도 2a의 실시예의 선 Ⅰ-Ⅰ을 따라 취한 제1 포지션의 개략적인 측단면도이다.

도 2c는 도 2a의 실시예의 선 Ⅰ-Ⅰ을 따라 취한 제2 포지션의 개략적인 측단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 휠체어의 또 다른 실시예의 개략적인 배면도이다.

도 4는 휠체어의 또 다른 실시예의 제1 포지션의 개략적인 측단면도이다.

도 5a는 본 발명에 따른 휠체어의 다른 실시예의 개략적인 배면도이다.

도 5b는 도 5a의 실시예의 선 Ⅰ-Ⅰ을 따라 취한 제1 포지션의 개략적인 측단면도이다.

도 5c는 도 5a의 실시예의 선 Ⅰ-Ⅰ을 따라 취한 제2 포지션의 개략적인 측단면도이다.

도 6a는 도 5a에 도시한 실시예에 적용 가능한 치차의 개략적인 단면도이다.

도 6b는 도 5a에 도시한 실시예에 적용 가능한 치차의 다른 실시예의 개략적인 단면도이다.

도 7은 본 발명에 따른 전방 휠의 실시예의 개략적인 단면도이다.

도 8은 도 7에 도시한 전방 휠의 기능을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 9는 도 7에 도시한 전방 휠의 대안적인 실시예를 개략적으로 나타내는 도면이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 비한정적인 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 다른 특징들이 명백해질 것이다.

도 1a, 1b, 1c는 착석한 사람에 의해 구동되는 휠체어의 제1 실시예를 나타 내며, 착석자는 후방 휠(2)의 회전 방향으로 수동으로 힘을 가한다. 각각의 후방 휠(2)의 후방 액슬(3)은 레버(5)를 통해 휠체어의 지지 프레임(1)과 연결된다. 레버(5)의 상단부는 후방 액슬(3) 둘레에서 회전될 수 있으며 선회 힌지의 상부 힌지점(7)을 형성한다. 레버의 하단부는 지지 프레임(1)의 후방에 회전 가능하게 연결되며 선회 힌지의 하부 힌지점(6)을 형성한다. 후방 휠(2)이 임의의 속도로 포장도로(20)로 이동하는 경우, 지지 프레임(1)은 도 1b에 도시한 포지션(A)으로부터 도 1c에 도시한 포지션(A')으로 상방향 선회 동작을 한다. A'의 포지션에서, 후방 휠(2)은 포장도로(20) 뒤에 남을 수 있고, 레버(5)는 수직 방향에 대하여 상방 선회 각도(γ)를 나타낸다. 이에 따라 휠체어(및 그 착석자)의 운동에너지는 위치에너지로 변환된다. 휠체어의 지지 프레임(1)의 상방 선회는 휠체어(및 그 착석자)의 점진적 서행과 조합되어 선회 동작 특성을 갖는다. 선회 동작의 최대 포지션은 후방 액슬(3)에 수용된 프리휠 커플링(8)에 의해 본 실시예에 고정된다. 필요에 따라 하부 힌지점(7)에 프리휠 커플링을 수용함으로써 동일한 기능이 얻어질 수도 있다. 프리휠 커플링은, 위쪽으로 선회될 때(각도 γ가 증가됨에 따라)에만 레버(5)가 후방 액슬(3) 둘레에서 회전될 수 있도록 보장한다. 레버(5)는, 후방 휠(2)이 포장도로(20) 위로 레버(5)와 하나의 강성체로서 이동하는 경우에만, 수직 포지션(각도 γ가 감소됨에 따라)으로 복귀할 수 있다. 이러한 이동 중에, 레버(5)는 후방 휠(2)과 하나의 실체를 형성하고, 이에 따라 레버(5)의 하부 힌지점(6)은 후방 휠(2)을 위한 (일시적인) 회전 지점을 형성하고, 따라서 이 회전 지점은 휠 액슬(3)에 대하여 편심이다. 후방 휠(3)의 회전 중심점이 도 1c에 도시한 바와 같이 편심 회전 지점(6) 쪽으로 이동되기 때문에, 포장도로(20)에 올라타기 위해 휠체어 착석자에 의해 가해져야 하는 힘은 공지된 휠체어의 경우보다 작다. 포장도로의 높이에 대하여 비교적 저속에서, 포장도로(20)에 올라타기 위한 운동은, 레버(5)의 위쪽으로 선회하는 속도를 생성하고, 상방 선회의 최대 각도에 도달하였을 때 정지하고, 포장도로의 마지막 부분에 올라타도록 수동으로 조작하는 등의 여러 단계를 포함한다. 이에 따라, 공지된 휠체어에 대한 힘의 감소는 상당하며 상방 선회 각도(γ)가 증대됨에 따라 보다 바람직해진다. 상방 선회 각도(γ)가, 힌지점(6)이 포장도로(20)의 에지 위에 거의 수직으로 위치되는 값에 도달하면, 후방 휠(2)이 포장도로(20) 위로 이동하는데 필요한 힘은 0이거나 거의 0이다. 비교적 낮은 포장도로(20)에서 비교적 고속일 때, 회전 지점(6)은 포장도로(20)의 에지를 지나 수평으로 놓일 수 있다. 이 경우, 추가의 외력이 거의 가해지지 않아도 되며 포장도로에 매끄럽게 올라타게 된다.

상방 선회 각도가 형성되지 않는 경우(γ=0)에도, 포장도로(20)에 올라타기 위한 일시적인 편심의 회전 지점(6)이 존재하며, 이 회전 지점은 후방 액슬(3) 아래에 수직으로 놓이게 된다. 이러한 상태는 도 1b에 도시된 것이며, 휠체어의 후방 휠(2)이 포장도로(20)에 대하여 올라타기 전에 발생한다. 이러한 정지 포지션으로부터, 휠체어 착석자는 포장도로에 올라타기 위해 필요한 힘이 공지된 휠체어에 비해 작게 요구되며, 휠체어가 예를 들어 프리휠 커플링의 형태로 프리휠 기능을 가진 경우에 특히 그러하다. 휠체어 착석자에 의해 후방 휠(2)에 구동력을 가하는 것은 반작용 힘과 조합된다. 이 반작용 힘은 반작용 모멘트를 일으키며, 이 것은 휠체어가 뒤쪽으로 기울어질 수 있다는 것을 의미한다. 휠체어에, 본 발명에 따른 프리휠 커플링을 가지는 선회 힌지를 제공함으로써, 2가지 이유에 의해 뒤쪽으로 기울어지려는 경향이 감소된다. 우선, 포장도로에 올라타기 위해 후방 휠(2)에 가해져야 하는 힘이 작으며, 이것은 발생되는 반작용 모멘트도 작다는 것을 의미한다. 또한, 전방 휠(4)이 포장도로(2) 위에 놓이면, 공지된 휠체어는 뒤쪽으로 약간 기울어지려는 경향이 있다. 이것은 지지 프레임 및 그 착석자의 무게중심을 보다 더 뒤쪽으로 기울이며, 이것은 후방 기울어짐이 반작용 모멘트를 약간만 필요로 하고 따라서 전진된다. 본 발명에 따른 휠체어에서 상방 선회 각도(γ)가 존재함으로써, 휠체어는 앞쪽으로 기울어져서 상기 효과에 대하여 적어도 일부분이 보정된다.

편평한 노면에서, 선회 힌지(3, 5, 6) 및 프리휠 커플링(8)을 구비한 휠체어는, 예를 들어 후방 휠(2)을 수동으로 구동시킴으로써, 본 발명에 따라 휠체어에 착석한 사람에 의해 일반적인 방식으로 전진될 수 있다. 도 1b에 도시한 바와 같이, 편평하고 수평인 노면에서 대기 포지션에 있을 때, 휠체어 및 그 착석자의 무게의 일부는 하부 힌지점(6)을 아래로 누르게 된다. 이로 인해 레버(5)의 상부 힌지점(7)은 후방 휠(2)의 후방 액슬(3)에 의해 지지된다. 이러한 방식에서, 레버(5)는 거의 수직의 포지션으로 놓이게 된다. 지지 프레임(1)과 후방 휠(12) 간의 결합이 공지된 휠체어보다 덜 직접적이어서, 후방 휠(2)의 중량이 작기 때문에, 그 착석자는 후방 휠(2)을 신속하게 전방으로 이동시키는 것이 가능하다. 이러한 이동은 레버(5)의 상부 힌지점(7)을 신속하게 이동시킨다. 하부 힌지점(6)은 지지 프레임(1)에 연결되며 그 질량 모멘트가 크기 때문에 후방에 남게 된다. 따라서 레버(5)는 상방 선회 동작에 의해 신속하게 상방 각도(γ< 0)를 이루게 된다. 휠체어 착석자가 후방 휠(2)을 홀딩하면, 지지 프레임(1)은 레버(5)의 하방 선회 동작을 통해 서서히 동작이 이루어진다. 고르지 못한 지면에서, 선회 힌지(3, 5, 6) 및 프리휠 커플링(8)을 구비한 휠체어는, 예를 들어 후방 휠(2)을 수동으로 구동시킴으로써, 본 발명에 따라 휠체어에 착석한 사람에 의해 일반적인 방식으로 전진될 수 있다. 덜거덕거림은 추진에 저항을 주며 온화한 선회 동작과 조합되어, 덜거덕거림이 쿠션 형태의 지지 프레임(1)으로 흡수된다.

도 2a, 2b, 2c는 휠체어의 바람직한 변형을 나타내며, 레버(5)의 하부 힌지점(6)의 중앙 액슬이 치차(10)를 구비한다. 치차(10)는 힌지점(6)의 중앙 액슬 둘레에서 회전할 수 있으며 필요에 따라 구동될 수 있다. 이를 위해, 치차(10)는 둘레방향에서 기계식 고정 형태로 후방 휠(2)에 연결되는 카운터 휠(9)과 맞물린다. 당업자들은, 기어 휠/기어 링 또는 V벨트 연결과 같은 치차(10) 및 카운터 휠(9)의 기술적 설계가 다양한 옵션으로 가능하다는 것을 이해하여야 한다. 도 2b에 도시한, 레버(5)가 거의 수직 포지션인 대기 상태로부터, 치차(10)를 R 방향으로 회전시키면, 2가지의 운동, 즉 후방 휠(2)의 후방 액슬(3) 둘레에서의 회전, 및 레버(5)의 상방 선회 운동으로 인한 상방 선회 각도(γ)의 증대가 가능하다. 구름 저항이 작으면, 주로 후방 휠(2)이 회전하고 레버(5)의 상방 선회 운동은 약간만 일어난다. 편평한 노면에서와 같이 구름 저항이 작은 경우, 치차(10)의 R 방향으로의 회전은 휠체어를 전진시킨다. 예를 들어 후방 휠(2)이 포장도로(20)에 올라 타게 되어 구름 저항이 큰 경우, 후방 휠(2)의 회전은 초기에 방해를 받고, 치차(10)가 카운터 휠(9) 내에서 상승하여 레버(5)가 도 2c에 도시한 바와 같이 상방 선회 운동을 하게 된다. 회전이 계속되고 치차(10)가 포장도로(20)의 레지 위에 거의 수직으로 놓이면, 후방 휠(2)은 자동으로 포장도로(20) 위로 이동하게 된다.

필요에 따라, 치차(10)는 모터 구동부를 구비할 수 있다. 치차(10)의 모터에 의한 회전은 편평한 노면에서의 종래의 휠체어 구동과 같은 작용을 한다. 휠체어가 포장도로(20)에 올라타려고 하면, 증가된 주행 저항은 자동으로 상방 선회 각도를 증대시켜서 포장도로(20)에 올라타게 된다. 치차(10)에 의한 후방 휠(2)의 구동은, 치차(10)의 중앙 액슬, 및 중앙 액슬에 힌지 형태로 연결되는 지지 프레임(1)에 힘을 생성한다. 레버(5), 지지 프레임(1), 및 치차(10)는, 중앙 액슬에 힌지 형태로 연결되기 때문에, 중앙 액슬 둘레에서 서로 독립적으로 자유롭게 회전할 수 있다. 따라서, 치차(10)가 구동되면, 모멘트가 거의 존재하지 않는다. 따라서 휠체어가 후방으로 기울어지지 않으면서 보다 큰 힘으로 구동될 수 있다. 따라서 추가의 지지 캐스터와 같은 장치가 필요하지 않다. 이것은 공지된 휠체어에 대한 개선이며, 후방 휠의 구동은 휠체어가 후방으로 기울어지도록 할 수 있는 모멘트를 생성한다. 지지 캐스터를 구비한 공지된 휠체어의 설계는, 포장도로에 올라타면 지면과의 접촉을 상실할 위험이 있기 때문에, 복잡하다. 모터 구동식 치차(10)의 경우, 모터의 구동 토크는 모터의 케이싱에 반작용 모멘트를 생성한다. 이것은 레버(5)에 가해져서 후방 휠(2)을 누르게 된다. 이것은 포장도로에 올라타는데 불리하지 않으며, 휠체어가 후방으로 기울어지도록 할 필요가 없다. 치 차(10)의 직경을 지나치게 크게 하지 않음으로써, 따라서 전달비를 크게 함으로써, 구동 토크 및 반작용 모멘트가 자유롭게 선택될 수 있다. 포장도로에 올라탈 때 구동부가 정지되지 않으면, 별도의 프리휠 커플링을 가질 필요가 없으며, 그 이유는, 이 경우에 프리휠 커플링이 구동부를 온오프시키는 부품으로서 통합되기 때문이다.

필요한 경우, 모터 구동부는, 모터가 회전하는 방향과 반대로 회전을 차단할 수 있는 프리휠 커플링을 구비할 수 있다. 이를 통해 후방 휠(2)이 포장도로(20)에 올라타기 전에도 구동부를 차단하는 것이 가능하여, 관련되는 상방 선회 각도가 유지되고 하부 힌지점(6)은 전술한 바와 같이 편심의 회전 지점을 형성한다.

도 3을 참조하면, 치차(10)의 구동부는, 기계식 트랜스미션을 통해 휠체어 착석자의 수동 힘에 의해 모터의 기능을 취하도록 구현될 수도 있다. 이를 위한 한 가지 옵션은, 각각의 후방 휠(2)이 일반적인 구동 후프(12) 외에 제2 구동 후프(13)를 구비하는 것이다. 이와 관련하여, 제2 구동 후프(13)는 예를 들어 일반적인 후프(12)보다 직경이 작다. 제2 후프(13)는 후방 휠(2)에 직접 연결되지 않고 중앙 액슬(14)에 연결된다. 중앙 액슬(14)은 메인 액슬(3)의 오목한 섹션을 통해 후방 휠(2)의 내부 쪽으로 연장되고 벨트 또는 체인과 같은 트랜스미션(15)을 통해 치차(10)를 구동한다. 제2 후프가 휠체어 착석자에 의해 회전되면, 치차(10)는 커다란 전달비로 회전하여, 필요한 수동 힘이 작고, 따라서 후방으로 기울어지려는 경향도 감소된다. 필요에 따라, 치차(10)는, 예를 들어 후방 휠이 수동으로 작동되어 구동이 중단되면, 포장도로에 올라탈 때 뒤로 내려앉는 것을 방지하도록 프리휠 커플링을 구비할 수 있다.

도 4는 다른 바람직한 변형을 나타낸다. 이 변형에서, 치차(10)용 구동부는 치차(10)와 맞물리는 모터(16)를 포함한다. 모터(16)가 M 방향으로 회전하면 치차(10)는 R 방향으로 회전한다. 이 실시예의 장점은, 다른 변형보다 소형이라는 것이다.

도 5a, 5b, 5c는 휠체어의 또 다른 실시예를 나타내며, 후방 휠이 후프 휠(30)로서 설계되어 있다. 후프 휠(30)의 가능한 설계는 타이어를 가진 림을 포함한다. 림의 내부는 둘레에서 롤러 휠(31)이 회전되도록 되어 있다. 이에 따라 롤러 휠(31)은 중앙 액슬(6) 둘레에서 회전한다. 중앙 액슬(6)은 휠체어의 지지 프레임(1)에 연결된다. 따라서 프레임(1)의 중앙 액슬(6)은 프레임(1)과 롤러 휠(31) 사이의 힌지 연결부의 역할도 한다. 후방 휠이 임의의 속도로 포장도로(20)로 이동하는 경우, 상기 구조는 프레임(1)이 도 5b의 상태(C)로부터 도 5c의 상태(C')로 상방 선회 동작을 하여, 후방 휠(2)이 포장도로(20)에 대하여 접촉을 유지할 수 있다. 이에 따라 롤러 휠(31)의 중앙 액슬(6)은 후방 휠의 회전 중심에 대하여 원형의 경로를 따라 이동한다. 이러한 운동은, 선회 힌지를 설명할 때 상술한 바와 같이, 원형의 상방 선회 운동과 동일하다. 따라서 선회 힌지를 설명할 때 언급한 특성이 후프 휠의 설계에도 적용 가능하다. 후프 휠은 일반적으로, 스윙 힌지의 경우와 마찬가지로, 중앙 액슬 또는 레버를 갖지 않는다. 스윙 힌지의 기술적 설계 가능성은 후프 휠에도 적용될 수 있으며, 특히 도 2c의 지지 프레임(1)과 레버(5) 사이의 회전 연결부의 위치에 있는 부재와 관련된다. 롤러 휠(31)을 측방향으로 더 조이기 위해, 롤러 휠(31)은 도 6a 및 도 6b에 도시한 바와 같이, 원통형 또는 다이어볼릭(diabolic) 형상일 수 있다. 그러면, 림의 내부는 이에 대응되도록 원통형 또는 원뿔형을 가져야 한다. 휠체어의 무게는 일반적으로 롤러 휠(31)을 림의 내부로 누른다. 롤러 휠(31)과 림 사이의 접촉은, 예를 들어 일반적으로 롤러코스터 카트에 적용되는 휠 구조와 같은 공지된 기계적 구조를 통해 유지될 수도 있다.

보다 긴 경사로, 다리, 자동차의 승강대에서 장애자를 이동시키는 경우, 전술한 구동부가 지지 수단으로서 이용될 수 있다. 휠체어가 경사로를 올라가는 경우, 상방 선회 각도는 경사로의 경사도를 적어도 일부분 보정하도록 조절된다. 이것은 경사로를 올라갈 때 후방으로 기울어질 수 있는 것에 대하여 바람직하다.

모터 구동부를 구비한 선회 힌지는 포장도로로부터 제어된 방식으로 내려오기 위한 장치로서 사용될 수도 있다. 포장도로로부터 내려올 때, 휠체어는 그 착석자에게 잠재 위험을 줄 수 있는 전방 기울어짐이 일어난다. 이것은 대개 휠체어의 휠 베이스가 포장도로의 높이에 비해 비교적 짧기 때문에 일어난다. 포장도로로부터 내려오기 전에 후방 휠을 구동 포지션에 홀딩함으로써, 작은 상방 선회 각도가 생성되고, 이것은 휠 베이스의 길이를 증가시키고 휠체어가 전방으로 기울어지려는 경향을 감소시킨다. 상방 선회 각도는 또한 아래의 노면으로 내려오는 경우에, 쿠션 효과를 가진 지지 프레임의 전방 이동에 의해 덜거덕거림이 흡수된다.

도 7은 휠체어의 전방 휠의 다른 바람직한 실시예를 나타낸다. 보다 구체적 으로, 도 7은 휠체어의 지지 프레임(1)에 연결된 베어링 장치(46) 둘레에서 선회될 수 있는 전방 휠을 나타낸다. 전방 휠은 선회 암(45)을 통해 지지 프레임(1)에 연결된다. 휠 액슬(43b)은 레버(43)에 의해 선회 암(45)에 연결된다. 레버(43)와 선회 암(45) 사이의 연결부 또한 회전 가능하다. 연결 지점(43a) 둘레의 레버(43)의 자유 회전은, 레버(43)와 선회 암(45) 사이에 배치된 인장 스프링(44)에 의해 저지된다. 인장 스프링에 대한 대안도 가능하다. 편평한 노면에서, 레버(43)는 인장 스프링(44)에 의해 전방 정지부에 대하여 당겨지고, 이것은 수직 하중(G_V)의 작용을 통해서도 일어난다. 휠 액슬(43b)은 반발 커플링(recoil coupling)을 더 구비하며, 이것은 전방 휠(4)이 ω의 방향으로만 회전할 수 있다는 것을 의미한다. 회전의 반대 방향은 프리휠 커플링에 의해 적어도 부분적으로 차단된다. 도 7에 도시한 바와 같이, 전방 휠의 주행면은 베어링 장치(46)로부터 수평으로 대략 e2의 거리만큼 이격된다. 이러한 편심 구조는 선회 암(45)이, 지지 프레임(1)이 움직이는 방향을 따르는 경향을 가지도록 보장한다. 이러한 바람직한 변형은 휠체어 사용자가 포장도로 위로 더욱 용이하게 올라갈 수 있게 해준다. 이것은, 수평 추진력의 적어도 일부분이 전방 휠을 위한 구동 토크로 변환되는 것에 의해 이루어진다. 본 발명의 실시예에 따른 하나 이상의 후방 휠은 선회 힌지를 구비하여, 미는 힘이 증대된다. 이것은, 포장도로에 대하여 전방 휠을 미는 수평 전방 힘이 후방 휠에 가해지는 수동 힘보다 크다는 것을 의미한다. 미는 힘의 증대는 선회 힌지 구조에 의한 지레 작용에 의해 이루어진다.

도 7에 도시한 전방 휠에 대한 바람직한 변형의 작동은 도 8에 명확하게 도시되어 있다. 편평한 노면 위에서 전방으로 이동할 때, 그 기능은 공지된 선회 휠의 기능에 해당한다. 선회 휠은 어떠한 주행 저항도 받지 않으며 도면의 좌측에 도시한 포지션으로 유지된다. 전방 휠이 높은 포장도로에 직면하면(속도의 유무에 관계없이), 상당한 저항을 받게 된다. 그러면 편심 정도 e1은 도 8의 좌측 2번째 도면과 같이 정확한 포지션(후방)으로 정렬되도록 한다. 다른 측면에서, 편심 정도 e1이 0보다 작으면, 전방 휠은 기능을 할 수도 있다. 대안적인 실시예는 유모차에 적용되는 이중 휠 설계에 관한 것이다. 이것은 전방 휠의 원하는 정렬을 보장한다. 도 8의 좌측 세 번째 및 네 번째 도면에서와 같이, 전방 휠은 프레임을 전방으로 밀어 레버가 기울어질 수 있도록 한다. 레버의 휠의 중앙 액슬 둘레에서의 회전은 프리휠 커플링에 의해 이 방향으로 저지된다. 이러한 운동에 대하여, 레버 및 휠을 강성체로 고려하는 것이 가능하다. 전방 힘은 휠에 모멘트를 가하여 구동 토크가 형성된다. 이것은 전방 휠이 포장도로에 올라가도록 이동시키는데 필요한 힘을 저감시킨다. 마지막 기울어짐은 기계식 정지부에 의해 제한된다. 도 8의 가장 우측 도면은 전방 휠이 포장도로 위에 올라가 있는 상황을 나타낸다. 레버의 정지부에 대한 각도 및 인장 스프링의 탄성력은, 가장 우측 도면에 도시한 바와 같이, 전방 휠이 전방으로 당겨지도록 조절되어야 한다.

도 9는 전방 휠(4)의 다른 개선된 실시예를 나타내며, 레버는 지지 구조(49)의 일부분을 형성하고, 지지 암(50)을 더 구비한다. 필요에 따라, 지지 암(50)은 그 자유 단부에 휠을 구비하여 포장도로에 대하여 조절을 할 수 있다. 이러한 바 람직한 변형이 포장도로 위로 올라감에 따라, 레버(43)는 포장도로의 에지와 접촉하여 시계방향으로 회전하는 것은 물론, 지지 구조(49) 전체가 함께 회전하게 된다. 이것은 포장도로 위로 올라가는 것을 촉진하고 특히 전방 휠과 포장도로 사이의 미끄럼을 적게 한다. 도 7 내지 도 9에 도시한 전방 휠의 실시예는 특히 후방 휠이 모터에 의해 구동되는 경우에 적용된다.

본 발명의 휠체어에 의하면, 예를 들어 포장도로와 같은 장애물 위로 올라탈 때 완만한 서행이 이루어질 수 있다. 또한, 휠 액슬에 대하여 편심으로 배치된 힌지점에 의해, 포장도로에 올라타기 위해 필요한 힘이 덜 들어서, 공지된 휠체어보다 더 부드럽게 이동할 수 있다. 또한, 후방 휠에 가해지는 구동력이 저감됨으로써, 반발에 의한 기울어짐 모멘트가 저감될 수 있다. 이것은 포장도로에 올라탈 때 휠체어가 후방으로 기울어지는 경향이 있을 때 바람직하다. 휠체어의 작동은 휠체어 착석자의 중량과 거의 상관없이 이루어진다. 따라서 선회 힌지의 구조가 개인에 대하여 맞춤 및/또는 조절이 필요하지 않다. 선회 힌지를 일시적으로 분리함으로써, 간단한 방식으로 일반적인 휠체어의 기능을 얻는 것이 가능하다. 본 발명은 또한, 휠체어가 대략 수평으로 유지되도록 전방 휠에 대하여 좌석의 높이를 증대시키는 메커니즘과 조합하여 레버를 소정의 상방 선회 각도(γ)로 고정시킴으로써 높이 조절식 좌석에 적용할 수도 있다. 레버가 사용되는 실시예에 의하면, 도 1c에 도시한, 레버와 지지 프레임 사이의 각도인, 레버 각도(ω)를 가변시킴으로써, 방향 조절식 프리휠 기능을 기계식으로 연결 또는 분리하는 것이 가능하다.

Claims

후방 커플링 및 전방 커플링에 의해 적어도 후방 휠 및 전방 휠에 현가되는 지지 프레임을 구비한 휠체어에 있어서,

상기 후방 커플링 및 전방 커플링 중 하나 이상의 커플링은, 하나 이상의 휠 액슬에 토크가 전달될 수 있도록, 상기 지지 프레임을 상기 하나 이상의 휠 액슬에 대하여 이동시킬 수 있는 수단을 포함하는,

휠체어.
제1항에 있어서,

상기 후방 커플링은, 상기 후방 휠의 후방 액슬에 토크가 전달될 수 있도록, 상기 지지 프레임을 상기 후방 휠의 후방 액슬에 대하여 이동시킬 수 있는 수단을 포함하는, 휠체어.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 수단은 상기 지지 프레임에 회전 가능하게 연결되는 롤러 휠을 포함하고, 상기 롤러 휠은, 연관되는 휠에 연결되는 둘레 링에서 구름 방식으로 이동할 수 있는, 휠체어.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 수단은, 일단부가 연관되는 휠 액슬에 회전 가능하게 연결되고 타단부가 상기 지지 프레임에 회전 가능하게 연결되는 레버를 포함하는, 휠체어.
제4항에 있어서,

일반적인 사용에서, 상기 레버의 상기 지지 프레임에 대한 회전 가능한 연결부는 상기 레버의 상기 휠 액슬에 대한 회전 가능한 연결부보다 낮게 위치되는, 휠체어.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 휠 액슬 및/또는 상기 지지 프레임에 대한 회전 가능한 연결부는, 상기 휠 액슬 및/또는 상기 지지 프레임에 대한 회전 가능한 연결부가 한쪽 회전방향으로 자유롭게 이동 가능하고 다른 쪽 회전방향으로는 결합되도록 하는 수단을 포함하는, 휠체어.
제6항에 있어서,

상기 수단은 프리휠(freewheel) 커플링을 포함하는, 휠체어.
제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 레버의 상기 휠 액슬에 대한 회전 가능한 연결부는 프리휠 커플링을 포함하는, 휠체어.
제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 프리휠 커플링은 분리될 수 있는, 휠체어.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 레버의 길이는 상기 연관되는 휠의 반경에 거의 해당하는 길이까지 조절 가능한, 휠체어.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 레버가 상기 후방 액슬 둘레에서 최대로 회전될 수 있도록 각도를 수직으로 조절하는 수단을 포함하는, 휠체어.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 후방 액슬 및/또는 상기 지지 프레임에 대한 상기 회전 가능한 레버 연결부의 회전을 저지 또는 방지하는 수단을 포함하는, 휠체어.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 휠체어를 수동으로 구동하기 위한 수단을 포함하는, 휠체어.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 휠체어를 모터로 구동하기 위한 수단을 포함하는, 휠체어.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 레버의 상기 휠 액슬 및/또는 상기 지지 프레임에 대한 회전 가능한 연결부는, 바람직하게 연관되는 휠에 연결되는 카운터 휠과 맞물릴 수 있는 치차 형태의 기계식 트랜스미션을 포함하는, 휠체어.
제15항에 있어서,

상기 치차를 위한 구동부를 포함하는, 휠체어.
제16항에 있어서,

상기 치차를 위한 상기 구동부는 모터 구동부인, 휠체어.
제16항에 있어서,

상기 치차를 위한 상기 구동부는, 휠체어 착석자 및/또는 휠체어 가이드에 의해 작동될 수 있는 기계식 구동부인, 휠체어.
제17항에 있어서,

상기 모터 구동부는 프리휠 커플링을 포함하는, 휠체어.
제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 휠체어를 미는 사람을 위한 핸들, 및 상기 레버 및/또는 상기 구동부 및/또는 상기 프리휠 커플링을 위한 제어 부재를 구비하고, 상기 제어 부재는 상기 핸들로부터 용이하게 액세스 가능한 제어 부재를 구비한, 휠체어.
휠체어 지지 프레임을 하나 이상의 휠에 현가시키는 커플링 메커니즘에 있어서,

연관되는 휠 액슬에 토크가 전달될 수 있도록, 상기 지지 프레임을 상기 연관되는 휠의 휠 액슬에 대하여 이동시킬 수 있는 수단을 포함하는,

커플링 메커니즘.
제21항에 있어서,

상기 수단은, 일단부가 상기 연관되는 휠 액슬에 회전 가능하게 연결될 수 있고 타단부가 상기 지지 프레임에 회전 가능하게 연결될 수 있는 레버를 포함하는, 커플링 메커니즘.
제21항 또는 제22항에 있어서,

상기 수단은 프리휠 커플링을 포함하는, 커플링 메커니즘.