KR20110034879A - 의족 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 의족 및 그 제조방법을 개시한다. 상기 의족(10)은 무릎, 하퇴부 및 발로 이루어지는 부분, 또는 하퇴부 및 발로 이루어지는 부분의 잔각(Stump)에 고정된 고정체에 탈착 가능하게 부착되는 의족에 있어서, 일정 탄성을 갖는 유연성재질로 이루어지는 것으로서, 상기 고정체에 탈착 가능하게 부착될 수 있도록 상부영역에 위치하는 수평부(11); 상기 수평부(11)와 일체를 이루고 하퇴부에 해당하며, 축선이 가상의 수직축에 대해 전방으로 경사진 전방경사부(12); 상기 전방경사부(12)와 일체를 이루고 발목부분에 해당하며, 충격흡수 기능과 탄성 복귀력을 갖도록 굴곡진 제1 탄성굴곡부(13); 및 상기 제1 탄성굴곡부(13)와 일체를 이루고 발부분에 해당하며, 충격흡수 기능과 탄성 복귀력을 갖도록 굴곡진 제2 탄성굴곡부(14);를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 종래 기술에 비해 경량이면서 간단한 구조의 의족을 제공할 수 있게 하고, 아울러 충분한 지지강도, 충격흡수, 자가-추진력(복귀력) 등의 필요조건을 만족시킬 수 있게 하며, 비교적 적은 비용으로 의족을 편리하게 제작할 수 있게 한다.

의족, 의족장치, 제조방법

Description

의족 및 그 제조방법{Artificial foot and manufacturing method thereof}

본 발명은 의족 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 다리의 대퇴부(또는 넓적다리) 이하의 부분, 예컨대 무릎, 하퇴부(또는 종아리) 및 발로 이루어지는 부분, 또는 하퇴부 및 발로 이루어지는 부분을 경량이면서 간단한 구조로 제공하고, 아울러 비교적 적은 비용으로 편리하게 제작할 수 있게 하는 의족 및 그 제조방법에 관한 것이다.

지금까지의 통상적인 의족(또는 의족장치)은 보행 에너지를 저장하고 방출하기 위한 일정형태의 에너지 저장요소를 포함한다. 종래 기술에 따르면, 이러한 에너지 저장요소는 금속 코일스프링이 달린 발목 조인트를 포함한다. 또한, 종래 기술에 따른 의족은 사용자(또는 착용자)의 체중, 또는 그 체중에다 보행 또는 뛸 시 지면으로부터 전달되는 충격에 견딜 수 있도록 하퇴부 또는 발, 또는 이들의 조합을 이루는 금속재질의 지지체를 포함한다. 위와 같은 금속 코일스프링이나 금속재질의 지지체는 의족의 자중을 증대시키고 구조를 복잡하게 하며, 제조단가를 상승시키는 문제가 있다.

또한, 지금까지의 의족은 반복적인 동작이나 계속적으로 부하가 걸리는 상황 하에서 사용될 경우, 비교적 무거워 착용자의 대사 에너지의 소모를 증대시키거나, 의족과 결합되는 착용자의 다리부분에 압력을 집중시켜 통증의 유발 또는 움직임을 불편하게 하거나, 이러한 통증의 유발 또는 움직임의 불편이 자세의 균형을 깨뜨려 골반-척추 구조에 통증을 유발하는 문제가 있다.

또한, 종래 기술에 따른 의족은 에너지 저장요소로서 금속 코일스프링을 사용하거나 상기의 에너지 저장요소에다 금속재질의 지지체를 사용하기 때문에, 제품의 자체하중이 큰 데다, 위와 같은 에너지 저장요소를 이용하더라도 그 에너지 저장요소가 의족의 일부분으로서 적용되어 자가-추진력(복귀력)이 비교적 약해 착용자에게 불편을 주는 문제가 있다.

이에, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 경량이면서 간단한 구조로 제공하고, 우수한 에너지 저장기능 및 자가-추진력(복귀력)을 가지며, 아울러 비교적 적은 비용으로 편리하게 제작할 수 있게 하는 의족 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 무릎, 하퇴부 및 발로 이루어지는 부분, 또는 하퇴부 및 발로 이루어지는 부분의 잔각(Stump)(이는 "발의 잘리고 남은 부분"을 말함)에 고정된 고정체(Fixture)에 탈착 가능하게 부착되는 의족에 있어서,

상기 의족은 일정 탄성을 갖는 유연성재질로 이루어지는 것으로서,

상기 고정체에 탈착 가능하게 부착될 수 있도록 상부영역에 위치하는 수평부;

상기 수평부와 일체를 이루고 하퇴부에 해당하며, 축선이 가상의 수직축에 대해 전방으로 경사진 전방경사부;

상기 전방경사부와 일체를 이루고 발목부분에 해당하며, 충격흡수 기능과 탄성 복귀력을 갖도록 굴곡진 제1 탄성굴곡부; 및

상기 제1 탄성굴곡부와 일체를 이루고 발부분에 해당하며, 충격흡수 기능과 탄성 복귀력을 갖도록 굴곡진 제2 탄성굴곡부;를 포함하는 의족을 제공한다.

또한, 본 발명은 위의 본 발명의 일실시예에 대하여 다음의 구체적인 실시예들을 더 제공한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 의족의 수평부, 전방경사부, 제1 탄성굴곡부 및 제2 탄성굴곡부는 모두 탄소섬유재로 이루어지고, 이들을 포함하는 상기 의족의 전체 외면에는 착용자의 실제 다리의 형상과 동일 또는 유사하도록 외피재가 더 부착된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 의족은 편평한 형태의 본체부와, 상기 본체부의 양단에 각각 일체로 제공되고 서로 마주하는 형태의 두 개의 굴곡단부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

한편, 다른 실시예로, 본 발명은 의족의 최종물을 만들 수 있도록 복수의 탄소섬유 직조물을 적층시키는 단계;

상기 적층단계를 통해 형성된 복수의 탄소섬유 직조물을 프레스장비를 통해 압착 및 가열시켜 상호 일체화하는 단계;

사용자 또는 착용자의 실제 다리부분에 상당하는 의족의 최종물 형태를 이루도록 상기 일체화 단계를 통해 단일화된 탄소섬유 직조물을 금형의 성형부에 위치시켜 성형하는 단계; 및

상기 금형의 성형부로부터 상기 탄소섬유 직조물을 분리시키는 단계;를 포함하는 의족 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 위의 본 발명의 일실시예에 대하여 다음의 구체적인 실시예들을 더 제공한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 의족은 수평부, 전방경사부, 제1 탄성굴곡부 및 제2 탄성굴곡부를 포함하는 것으로서, 각각 독립적으로 상기 수평부와 상기 전방경사부는 하나의 단일화된 제1 예비조립체로 제조되고, 상기 제1 탄성굴곡부와 상기 제2 탄성굴곡부는 하나의 단일화된 제2 예비조립체로 제조되며, 상기 제1 예비조립체와 상기 제2 예비조립체는 일부분이 서로 오버랩된 상태로 별도의 통합공정을 통해 일체화된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 의족의 제2 탄성굴곡부는 각각 독립적으로 발등 및 발바닥에 해당하는 하나의 제3 예비조립체와 발뒤꿈치에 해당하는 하나의 제4 예비조립체로 제조되며, 상기 제3 예비조립체와 상기 제4 예비조립체는 일부분이 서로 오버랩된 상태로 별도의 통합공정을 통해 일체화된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 일정 탄성을 갖는 유연성재질의 의족을 제공하여, 종래 기술에 비해 경량이면서 간단한 구조의 의족을 제공할 수 있게 하고, 아울러 충분한 지지강도, 충격흡수, 자가-추진력(복귀력) 등의 필요조건을 만족시킬 수 있게 하며, 비교적 적은 비용으로 의족을 편리하게 제작할 수 있게 한다.

이하, 본 발명에 따른 의족 및 그 제조방법의 실시예와 그 작용을 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 의족의 주요부분을 보여주는 개략 측면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 의족의 일부분의 단면형태를 보여주는 개략 단면도이다. 또한, 도 3은 본 발명에 따른 의족의 주요부분과 이 주요부분을 따라 제공된 외피재로 이루어진 최종물 상태의 의족을 보여주는 개략 측면도이다.

본 발명에 따른 의족은 무릎, 하퇴부 및 발로 이루어지는 부분, 또는 하퇴부 및 발로 이루어지는 부분의 잔각(Stump)에 고정된 고정체(1)에 탈착 가능하게 부착된다(도 5 참조).

좀더 구체적으로 설명하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 의족(10)은 일정 탄성을 갖는 유연성재질로 이루어지는 것으로서, 크게 수평부(11), 전방경사부(12), 제1 탄성굴곡부(13) 및 제2 탄성굴곡부(14)를 포함하는 구조로 이루어진다.

여기서, 상기 수평부(11)는 상기 고정체(1)에 탈착 가능하게 부착될 수 있도 록 상기 의족(10)의 상부영역에 위치한다. 상기 전방경사부(12)는 상기 수평부(11)와 일체를 이루고 하퇴부에 해당하며, 그 전방경사부의 축선이 가상의 수직축에 대해 전방으로 경사진 구조로 이루어진다. 상기 제1 탄성굴곡부(13)는 상기 전방경사부(12)와 일체를 이루고 발목부분에 해당하며, 충격흡수 기능과 탄성 복귀력을 갖도록 굴곡진 구조로 이루어진다. 상기 제2 탄성굴곡부(14)는 상기 제1 탄성굴곡부(13)와 일체를 이루고 발부분에 해당하며, 충격흡수 기능과 탄성 복귀력을 갖도록 굴곡진 구조로 이루어진다.

위와 같은 구조를 갖는 본 발명의 의족(10)은 사용자 또는 착용자의 체중을 지지할 수 있는 정도 이상의 지지강도를 가져야 하고, 걷거나 뛸시 지면으로부터 전달되는 충격을 흡수할 수 있어야 하며, 걷거나 뛸시 반복적으로 에너지를 저장하여 자가-추진력(복귀력)을 확보해야 하는 조건들을 모두 만족시킬 수 있게 한다. 또한, 본 발명의 의족(10)은 기존의 의족 또는 의족장치에 비해 경량이면서 간단한 구조를 이루고, 아울러 비교적 적은 비용으로 의족을 편리하게 제작할 수 있게 한다.

또한, 본 발명에 따른 의족은 전술한 바와 같은 기본구성에 다음의 구체적인 실시예들로 더 한정되는 형태로 이루어질 수 있다.

일실시예로, 상기 의족(10)의 수평부(11), 전방경사부(12), 제1 탄성굴곡부(13) 및 제2 탄성굴곡부(14)는 모두 탄소섬유재로 이루어지고, 이들을 포함하는 상기 의족(10)의 전체 외면에는 착용자의 실제 다리의 형상과 동일 또는 유사하도록 외피재(20)가 더 부착된다(도 3 참조). 상기 외피재(20)는 일정 촉감과 탄력성 을 갖는 사람의 피부와 살의 기능에 가깝도록 우레탄 등과 같은 연질의 수지재로 이루어지는 것이 바람직하다.

일실시예로, 상기 의족(10)은 도 2에 도시된 바와 같이, 편평한 형태의 본체부(10a)와, 상기 본체부(10a)의 양단에 각각 일체로 제공되고 서로 마주하는 형태의 두 개의 굴곡단부(10b)로 이루어질 수 있다. 상기 의족(10)의 본체부-굴곡단부 구조는 의족을 제조하는데 동일한 양의 탄소섬유재가 소요되는 조건 하에서 직선형태의 단면구조에 비해 더 큰 지지강도와 형상유지력을 갖는다. 상기 본체부(10a)와 상기 두 굴곡단부(10b)를 갖는 의족(10)의 구조에서, 상기 의족(10)은 설계 상의 편의에 따라 상기 본체부(10a)가 그 의족의 정면 또는 배면에 위치할 수 있고, 또한 상기 두 굴곡단부(10b)는 그 본체부(10a)의 방향에 따라 그 의족의 정면 또는 배면에 위치할 수 있다.

한편, 상기 제1 탄성굴곡부(13)와 상기 제2 탄성굴곡부(14)는 설계 상의 편의에 따라 도 1에 도시된 바와 같이 발목-발등으로 연결되는 제1 경로와, 도 7에 도시된 바와 같이 발목-발뒤꿈치로 연결되는 제2 경로 중의 어느 하나로 연결될 수 있다. 상기 제1 경로와 상기 제2 경로는 의족(10)을 설계 또는 제조하는데 다양성, 또는 편리성 등을 준다.

전술한 바와 같이 구성된 의족의 그 제조방법을 도 1과 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

의족의 제조를 위해 작업 테이블 상에 일정량의 직조물 형태의 탄소섬유재를 준비한 상태에서, 의족(10)의 최종물을 만들 수 있도록 복수의 탄소섬유 직조 물(30)을 적층시킨다(S600).

이때, 상기 복수의 탄소섬유 직조물(30)의 외면에는 압착 및 가열시켜 일체화시키는 후행공정을 통해 상호 견고하게 고정될 수 있도록 접착물질이 도포된다.

그런 다음, 상기 적층단계를 통해 형성된 복수의 탄소섬유 직조물(30)을 프레스장비를 통해 압착 및 가열시켜 상호 일체화시킨다(S620).

그런 다음, 사용자 또는 착용자의 실제 다리부분에 상당하는 의족(10)의 최종물 형태를 이루도록 상기 일체화 단계를 통해 단일화된 탄소섬유 직조물(30)을 금형의 성형부에 위치시켜 성형한다(S640).

이때, 상기 금형의 성형부는 상기 단일화된 탄소섬유 직조물(30)의 원활한 성형을 위해 일정온도로 예비 가열되면서 압착성형 작업이 이루어지는 것이 바람직하다.

그런 다음, 상기 금형의 성형부로부터 상기 탄소섬유 직조물(30)을 분리시킨다(S660).

여기서, 상기 의족(10)은 수평부(11), 전방경사부(12), 제1 탄성굴곡부(13) 및 제2 탄성굴곡부(14)를 포함하는 것으로서, 각각 독립적으로 상기 수평부(11)와 상기 전방경사부(12)는 하나의 단일화된 제1 예비조립체(35)로 제조되고, 상기 제1 탄성굴곡부(13)와 상기 제2 탄성굴곡부(14)는 하나의 단일화된 제2 예비조립체(36)로 제조되며, 상기 제1 예비조립체(35)와 상기 제2 예비조립체(36)는 일부분이 서로 오버랩된 상태로 별도의 통합공정을 통해 일체화될 수 있다.

즉, 상기 제1 예비조립체(35)와 상기 제2 예비조립체(36)는 각각 별도의 금 형의 성형부에서 성형되어 분리된 후, 또 다른 금형의 성형부에서 일부분이 서로 오버랩된 상태로 일체화될 수 있다.

또한, 상기 의족(10)의 제2 탄성굴곡부(14)는 각각 독립적으로 발등 및 발바닥에 해당하는 하나의 제3 예비조립체(37)와 발뒤꿈치에 해당하는 하나의 제4 예비조립체(38)로 제조되며, 상기 제3 예비조립체(37)와 상기 제4 예비조립체(38)는 일부분이 서로 오버랩된 상태로 별도의 통합공정을 통해 일체화될 수 있다.

즉, 상기 제3 예비조립체(37)와 상기 제4 예비조립체(38)는 각각 별도의 금형의 성형부에서 성형되어 분리된 후, 또 다른 금형의 성형부에서 일부분이 서로 오버랩된 상태로 일체화될 수 있다.

위와 같은 상기 제1,2,3 및 4 예비조립체(35,36,37 및 38)의 개별 성형후 통합하는 제조방식은 의족(10)의 해당 부분마다의 복잡한 형태를 하나의 금형의 성형부에서 성형하게 될 때 금형이 복잡해지는 것을 방지하기 위한 것이다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서의 단순 치환, 변형 및 변경은 당 분야에서의 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 의족의 주요부분을 보여주는 개략 측면도.

도 2는 본 발명에 따른 의족의 일부분의 단면형태를 보여주는 개략 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 의족의 주요부분과 이 주요부분을 따라 제공된 외피재로 이루어진 최종물 상태의 의족을 보여주는 개략 측면도.

도 4는 본 발명에 따른 의족의 제2 탄성굴곡부의 일부분(발등부분과 발바닥부분)이 하나의 단일체로 이루어지고 상기 제2 탄성굴곡부의 발뒤꿈치부분이 다른 하나의 단일체로 이루어져 상호 일체화된 경우를 보여주는 개략 측면도.

도 5는 사용자 또는 착용자의 잔각(Stump)에 기 설치된 고정물에 본 발명에 따른 의족이 부착된 상태를 보여주는 개략 측면도.

도 6은 본 발명에 따른 의족 제조방법을 설명하기 위한 개략 제조 흐름도.

도 7은 도 1의 발목-발등 경로의 구조와 구별되는 다른 실시예로서, 발목-발뒤꿈치 경로를 갖는 의족의 주요부분을 보여주는 개략 측면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 의족 10a: 본체부

10b: 굴곡단부 11: 수평부

12: 전방경사부 13: 제1 탄성굴곡부

14: 제2 탄성굴곡부 20: 외피재

30: 탄소섬유 직조물 35: 제1 예비조립체

36: 제2 예비조립체 37: 제3 예비조립체

38: 제4 예비조립체

Claims (6)

1. 무릎, 하퇴부 및 발로 이루어지는 부분, 또는 하퇴부 및 발로 이루어지는 부분의 잔각(Stump)에 고정된 고정체에 탈착 가능하게 부착되는 의족에 있어서,

   상기 의족(10)은 일정 탄성을 갖는 유연성재질로 이루어지는 것으로서,

   상기 고정체에 탈착 가능하게 부착될 수 있도록 상부영역에 위치하는 수평부(11);

   상기 수평부(11)와 일체를 이루고 하퇴부에 해당하며, 축선이 가상의 수직축에 대해 전방으로 경사진 전방경사부(12);

   상기 전방경사부(12)와 일체를 이루고 발목부분에 해당하며, 충격흡수 기능과 탄성 복귀력을 갖도록 굴곡진 제1 탄성굴곡부(13); 및

   상기 제1 탄성굴곡부(13)와 일체를 이루고 발부분에 해당하며, 충격흡수 기능과 탄성 복귀력을 갖도록 굴곡진 제2 탄성굴곡부(14);

   를 포함하는 의족.
2. 제1항에 있어서,

   상기 의족(10)의 수평부(11), 전방경사부(12), 제1 탄성굴곡부(13) 및 제2 탄성굴곡부(14)는 모두 탄소섬유재로 이루어지고, 이들을 포함하는 상기 의족(10)의 전체 외면에는 착용자의 실제 다리의 형상과 동일 또는 유사하도록 외피재(20)가 더 부착된 것인 의족.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 의족(10)은 편평한 형태의 본체부(10a)와, 상기 본체부(10a)의 양단에 각각 일체로 제공되고 서로 마주하는 형태의 두 개의 굴곡단부(10b)로 이루어진 것인 의족.
4. 의족(10)의 최종물을 만들 수 있도록 복수의 탄소섬유 직조물(30)을 적층시키는 단계(S600);

   상기 적층단계를 통해 형성된 복수의 탄소섬유 직조물(30)을 프레스장비를 통해 압착 및 가열시켜 상호 일체화하는 단계(S620);

   사용자 또는 착용자의 실제 다리부분에 상당하는 의족(10)의 최종물 형태를 이루도록 상기 일체화 단계를 통해 단일화된 탄소섬유 직조물(30)을 금형의 성형부에 위치시켜 성형하는 단계(S640); 및

   상기 금형의 성형부로부터 상기 탄소섬유 직조물(30)을 분리시키는 단계(S660);

   를 포함하는 의족 제조방법.
5. 제4항에 있어서,

   상기 의족(10)은 수평부(11), 전방경사부(12), 제1 탄성굴곡부(13) 및 제2 탄성굴곡부(14)를 포함하는 것으로서, 각각 독립적으로 상기 수평부(11)와 상기 전 방경사부(12)는 하나의 단일화된 제1 예비조립체(35)로 제조되고, 상기 제1 탄성굴곡부(13)와 상기 제2 탄성굴곡부(14)는 하나의 단일화된 제2 예비조립체(36)로 제조되며, 상기 제1 예비조립체(35)와 상기 제2 예비조립체(36)는 일부분이 서로 오버랩된 상태로 별도의 통합공정을 통해 일체화된 것인 의족 제조방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 의족(10)의 제2 탄성굴곡부(14)는 각각 독립적으로 발등 및 발바닥에 해당하는 하나의 제3 예비조립체(37)와 발뒤꿈치에 해당하는 하나의 제4 예비조립체(38)로 제조되며, 상기 제3 예비조립체(37)와 상기 제4 예비조립체(38)는 일부분이 서로 오버랩된 상태로 별도의 통합공정을 통해 일체화된 것인 의족 제조방법.

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