KR20150141341A - 전동 휠체어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전동 휠체어에 관한 것으로, 시트쿠션(101a)과 백쿠션(102a)을 설치하고, 제어패널(105)을 구비한 암레스트(103a)와, 풋레스트(104a)를 구비하며 배터리수납부(106)를 더 구비한 본체(1)와; 상기 본체(1)에 감속모터(201)를 설치하고, 상기 감속모터(201)의 구동축(202)에 현가프레임(203)을 설치하며 상기 본체(1)와 현가프레임(203) 간에 설치된 제1스프링(204)을 설치하여 현가프레임(203)에 설치되는 앞바퀴(205)를 감속모터(201)로 구동 가능케 한 전륜부(2)와; 상기 본체(1)의 후방에 높낮이 조절이 가능케 설치된 브라켓(301)에 캐스터프레임(302)을 공회전 가능케 결합하고, 하며, 뒷바퀴(303)의 차축에 설치된 완충프레임(304)을 상기 캐스터프레임(302)의 하단부를 회동 가능케 결합하며, 캐스터프레임(302)과 완충프레임(304) 간에 제2스프링(305)을 탄설한 후륜부(3)를 포함하여 구성함으로써 간소한 구조를 통해 전체 중량을 가볍게 함으로써 우수한 주행 성능과 조정성 및 편안한 승차감을 동시에 제공할 수 있는 효과가 있다.

Description

전동 휠체어 {Electric Wheelchair}

본 발명은 전동 휠체어에 관한 것으로 더욱 상세하게는 간소한 구조를 통해 전체 중량을 가볍게 함으로써 우수한 주행 성능과 조정성을 제공함과 동시에 편안한 승차감을 가지는 전동 휠체어에 관한 것이다.

'휠체어'는 다리가 자유롭지 못한 사람이나 몸이 불편한 사람이 앉은 채로 이동할 수 있도록 바퀴를 설치한 의자를 말하는데, 통상적으로는 좌석에 앉은 사용자가 좌석 양측에 설치된 바퀴를 수동으로 회전시켜 이동하거나, 보호자가 좌석의 후방으로 돌출되게 설치된 손잡이를 잡고 밀어서 이동하게 된다.

휠체어는 주로 혼자서 거동이 어려운 중환자용으로 사용되었으며, 환자가 좌석에 앉은 상태에서 안정적인 이동이 가능케 하기 위하여, 통상적으로는 좌석의 전방 하부에는 방향 전환이 가능하도록 캐스터 형의 앞바퀴 두 개를 설치하고, 좌석 양측에 앞바퀴보다 큰 두 개의 뒷바퀴를 설치하게 되는데, 뒷바퀴의 경우에는 좌석에 앉은 사용자가 손으로 직접 회전시킬 수 있도록 회전체를 뒷바퀴의 외측에 일체로 형성하게 된다.

상술한 바와 같은 일반적인 휠체어는 사용자가 좌석에 앉은 상태에서 수동으로 바퀴를 회전시키거나, 보호자가 휠체어를 밀어서 이동하기 때문에 휠체어를 타고 장시간 이동하기에는 사용자나 보호자가 많이 힘드는 문제점이 있었다. 또한, 혼자서 몸을 자유롭게 움직이기 곤란한 중환자나 중증 장애인, 또는 고령의 노인과 같이 제 3자의 도움 없이는 자유로운 활동이 불가능한 경우에는 혼자서 휠체어를 움직일 수 없어서, 반드시 보호자의 도움을 필요로 하는 문제점이 있었다.

위와 같은 종래의 수동식 휠체어의 단점을 보완하기 위하여 본체에 설치된 전기모터를 이용해 바퀴를 회전시켜 이동할 수 있도록 한 전동 휠체어의 사용이 보편화 된 실정이다.

일반적인 전동 휠체어는 동력부를 장착한 본체와, 본체 위에 사용자가 앉을 수 있는 시트부로 구성되며, 상기 본체에는 각각 앞바퀴와 뒷바퀴를 설치하여 동력부의 동력이 앞바퀴 또는 뒷바퀴에 전달되어 구동이 이루어지고, 상기 시트부는 등받이와 팔걸이, 발판을 구비하고, 상기 팔걸이 일측에는 상기 동력부를 제어하기 위하여 조작레버가 설치된다.

따라서 전동 휠체어는 본체에 전기모터를 설치하여 전기모터를 이용해 바퀴를 구동시킬 수 있게 하고, 본체 일측에는 전기모터에 전력을 공급하는 충전식 배터리를 설치하며, 팔걸이 일측에 설치된 조작레버를 이용해 사용자가 큰 힘을 들이지 않고, 간단한 조작만으로도 전동 휠체어의 전진과 후진, 좌우 선회가 가능케 되어 조작레버의 조작만 가능하면 혼자서 휠체어를 움직일 수 있기 때문에 혼자서 몸을 자유롭게 움직이기 곤란한 중환자나 중증 장애인, 또는 고령의 노인들이 전동 휠체어를 많이 이용하고 있는 실정이다.

공개특허 특1997-0058675 등록특허공보 제10-0206356호

일반적으로 전동 휠체어는 스스로 휠체어의 바퀴를 수동으로 회전시키기 곤란한 중환자나 중증 장애인, 또는 고령의 노인들이 주로 사용하기 때문에 편리한 조작성과 우수한 승차감이 필수적인데, 종래의 전동 휠체어는 조향을 가능케 하는 바퀴가 두 개로 구성되고, 구동력을 발생시키는 또 다른 바퀴가 2개로 구성되어 모두 4개의 바퀴가 설치되기 때문에 전동 휠체어 전체의 부피가 커지고 중량이 무거워져 취급이 불편한 문제점이 있었다.

또한, 상술한 바와 같이 전동 휠체어의 부피가 커지고 무거워지면, 좁은 통로나 협소한 장소, 또는 많은 사람이 통행하는 곳에서의 주행이 용이하지 않을뿐만 아니라, 충전식 배터리에 의해 전력을 공급받아 작동하는 전기모터의 구동 시간이 짧아져 장시간 주행이 곤란하며, 전동 휠체어의 무거운 중량에 의해 전기모터의 부하가 증가하여 전동 휠체어의 핵심 부품인 전기모터의 수명이 단축되는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 배터리가 완전 방전되는 경우에는 무거운 중량으로 인해 제3자에 의한 수동 이동도 용이하지 못한 문제점이 있었다.

또한, 큰 부피와 중량의 부담 때문에 제대로 된 바퀴 충격흡수장치가 설치되지 않아서 주행시 노면 요철에 의해 발생하는 노면 충격이 바퀴를 타고 그대로 본체로 전달되어 좌석에 앉은 사용자에게 전해짐으로써 편안한 승차감을 제공하지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명의 전동 휠체어는 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 발명한 것으로서, 사용자가 앉는 시트쿠션(101a)과 등을 기대는 백쿠션(102a)을 설치하고, 상기 시트쿠션(101a) 양측에는 암레스트(103a)를 설치하여 일측 암레스트(103a)의 전방 단부에 제어패널(105)을 설치하고, 상기 백쿠션(102a) 상부에는 후방으로 손잡이(102b)를 돌출 형성하며, 상기 시트쿠션(101a) 전방 하부에는 풋레스트(104a)를 설치하며 저면 중앙에는 배터리수납부(106)를 구비한 본체(1)와;

상기 본체(1)의 저면 양측에는 각각 감속모터(201)를 설치하고, 상기 감속모터(201)의 구동축(202)에 일측 단부가 회동 가능케 설치된 현가프레임(203)과 상기 본체(1) 간에 제1스프링(204)을 탄설하며, 상기 현가프레임(203)의 타측 단부 외측에는 브레이크장치(205a)가 내장된 앞바퀴(205)를 설치하고 상기 감속모터(201)의 구동축(202)과 앞바퀴(205)에 각각 체인스프로킷(202a, 206a)을 설치하여 감속모터(201)의 동력을 체인으로 앞바퀴(205)에 전달하는 전륜부(2)와;

상기 본체(1)의 저면 후방에 높낮이 조절이 가능케 브라켓(301)을 설치하고, 상기 브라켓(301)에는 캐스터프레임(302)의 상부에서 돌출 형성된 주축(302a)을 공회전 가능케 결합하며, 뒷바퀴(303)의 차축에 설치된 완충프레임(304) 일측에 상기 캐스터프레임(302)의 하단부를 회동 가능케 결합하고, 캐스터프레임(302)과 완충프레임(304) 간에 제2스프링(305)을 탄설한 후륜부(3)를 포함하여 구성함으로써 간소한 구조를 통해 전체 중량을 가볍게 함으로써 우수한 주행 성능과 조정성 및 편안한 승차감을 동시에 제공할 수 있게 한 목적을 달성할 수 있다.

이상과 같은 본 발명의 전동 휠체어는 간소한 구조를 가져 중량이 가볍기 때문에 취급이 용이하고 우수한 주행 성능을 보장할 수 있을 뿐만 아니라, 하나의 뒷바퀴를 이용해 회전 반경을 최소화함으로써 좁은 장소에서도 휠체어의 방향 전환 및 이동이 용이하고, 전륜부와 후륜부에 각각 구비된 완충수단을 이용해 노면 충격을 흡수하여 사용자에게 편안하고 안락한 승차감을 제공하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 전동 휠체어의 실시 예에 따른 측면도
도 2는 본 발명의 전동 휠체어의 실시 예에 따른 측면 부분 단면도
도 3은 본 발명의 전동 휠체어의 실시 예에 따른 저면도
도 4는 본 발명의 전동 휠체어의 실시 예에 따른 현가프레임 설치부 단면도
도 5는 본 발명의 전동 휠체어의 실시 예에 따른 후륜부 부분 단면도이다.

이하, 본 발명의 전동 휠체어의 바람직한 실시 예에 따른 구성과 작용을 첨부 도면에 의하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 전동 휠체어는 기본 골격이 되는 본체(1)와, 상기 본체(1) 양측에 설치되어 구동력을 발생하는 전륜부(2)와, 상기 본체(1) 후방에 설치되는 후륜부(3)를 구비한다.

상기 본체(1)는 좌석프레임(101)과 등받이프레임(102), 그리고 팔걸이프레임(103)과 발판프레임(104)을 서로 연결하여 구성하며, 견고한 내구성을 보장하기 위하여 금속재로 형성하되, 중량을 줄이기 위해서 알루미늄 합금재로 제작하는 것이 바람직하다.

본체(1) 상면, 즉 좌석프레임(101) 상부에는 사용자가 앉는 시트쿠션(101a)을 설치하고, 등받이프레임(102)의 전면에는 사용자가 등을 기대는 백쿠션(102a)을 설치하는데, 상기 시트쿠션(101a)과 백쿠션(102a)은 쿠션을 가진 스펀지나 메모리폼 등을 직물지나 천연가죽 또는 인조가죽으로 감싸 패드 형으로 만든 것을 설치하는 것이 바람직하며, 상기 등받이프레임(102)의 상단부에는 후방으로 손잡이(102b)를 돌출 형성한다.

좌석프레임(101) 양측에 대칭으로 설치된 팔걸이프레임(103) 상부에는 사용자의 양팔을 거치하는 암레스트(103a)를 설치하고, 일측 암레스트(103a)의 전방 단부에 제어패널(105)을 설치하는데, 상기 제어패널(105)에는 배터리수납부(106)에 수납된 배터리(107)에서 감속모터(201)로 공급되는 전원 공급을 제어하기 위한 공지의 전기회로가 내장되며, 제어패널(105) 상부에는 상기 본체(1)의 좌우 양측에 각각 설치된 감속모터(201)의 동작을 제어하는 조작레버(105a)를 설치한다.

아울러, 상기 제어패널(105)에는 배터리수납부(106)에 수납된 배터리(107)에서 감속모터(201)로 공급되는 전원 공급을 제어하는 전원스위치와, 배터리의 충전량을 확인할 수 있는 충전표시창을 더 구비할 수 있다.

본체(1)의 전방에 형성되는 발판프레임(104)에는 사용자의 발을 올려놓을 수 있도록 풋레스트(104a)를 설치하며, 본체(1)의 저면 중앙에는 전원 공급을 위한 배터리가 수납되는 배터리수납부(106)를 설치하는데, 상기 배터리수납부(106)는 전방이 개방된 박스형으로 되어 전방 개방부를 내부에 배터리 수납이 가능하며, 개방부에는 수납된 배터리(107)가 임의로 이탈하는 것을 방지하기 위한 커버(106a)를 설치하는 것이 바람직하다.

상기 본체(1) 양측에 설치되어 구동력을 발생하는 전륜부(2)는 구동력 발생을 위하여 본체(1)의 저면 양측에는 각각 감속모터(201)를 설치한다. 상기 감속모터(201)의 구동축(202)은 각 감속모터(201)의 양측으로 돌출되는데, 구동축(202)의 양단부에 현가프레임(203)의 일측 단부를 회동 가능케 설치한다. 즉, 현가프레임(203)의 일측 단부 양 측면에는 축잡이베어링을 설치하여 상기 구동축(202)의 양단부를 현가프레임(203)의 축잡이베어링에 삽입 설치하여 현가프레임(203)이 구동축(202)을 중심으로 회동 가능케 한다.

또한, 상기 현가프레임(203)의 타측 단부에는 제1스프링(204)의 하단부를 고정 설치하고, 제1스프링(204)의 상단부는 상기 본체(1)의 저면, 더욱 바람직하게는 본체(1)에 구성되는 좌석프레임(101)의 저면에 고정 설치하며, 제1스프링(204)이 설치된 현가프레임(203)의 단부 양 측면에는 전기적인 제어에 의해 동작하는 브레이크장치(205a)가 내장된 앞바퀴(205)를 설치함으로써 앞바퀴(205)의 구동 과정에서 지면을 통해 전해지는 충격을 상기 제1스프링(204)이 흡수 완화한다.

아울러, 상기 감속모터(201)의 구동축(202) 일측 단부와 상기 앞바퀴(205)의 회전축(206)에는 각각 체인스프로킷(202a, 206a)을 설치하여 체인으로 연결함으로써 감속모터(201)의 동력을 체인으로 앞바퀴(205)에 전달하여 앞바퀴(205)를 구동한다.

상기 감속모터(201)는 전기적인 제어에 의해 회전방향을 자유롭게 변환할 수 있고, 내부적으로 클러치기능을 구비한 것을 사용하는 것이 바람직하며, 감속모터(201)의 구동력을 앞바퀴(205)로 전달하기 위한 동력전달수단으로써 체인스프로킷(202a, 206a)을 체인을 연결하는 방식을 이용하였으나, 이러한 동력 전달 방식은 벨트와 벨트풀리로 대체 가능함을 미리 밝혀둔다.

상기 브레이크장치(205a)는 전동 휠체어의 구동륜에 설치되는 모듈화된 브레이크장치로써 본 발명의 기술 분야에서는 다양한 형태로 모듈화된 브레이크장치가 보편적으로 사용되고 있으므로 그에 대한 구체적인 구조의 설명이나 도면의 도시는 생략한다.

상기 본체(1)의 후방에 설치되는 후륜부(3)는 상기 본체(1)의 저면 후방에 높낮이 조절이 가능케 설치되는 브라켓(301)을 구비하는데, 상기 본체(1)의 저면과 상기 브라켓(301)에는 각각 암나사부(101b, 301b)를 형성하고, 상기 두 암나사부(101b, 301b) 사이에 고정너트(301c)가 위치하도록 하여 높이조절볼트(301a)를 상기 두 암나사부와 고정너트(301c)에 동시에 나사 결합함으로써 높이조절볼트(301a)를 이용해 브라켓(301)의 높낮이 조절이 가능하며, 브라켓(301)의 높낮이 조절을 통해서 좌석프레임(101)의 각도 조절이 가능하다.

상기 브라켓(301)에는 캐스터프레임(302)의 상부에서 돌출 형성된 주축(302a)을 공회전 가능케 결합하는데, 주축(302a)의 원활한 회전을 위하여 상기 브라켓(301)의 축잡이부(301d)에는 베어링을 설치하는 것이 바람직하다.

상기 캐스터프레임(302)의 하단부에는 뒷바퀴(303)의 차축에 설치된 완충프레임(304)의 일측을 회동 가능케 결합하고, 캐스터프레임(302)과 완충프레임(304) 간에는 제2스프링(305)을 탄설함으로써 뒷바퀴(303)의 회전 과정에서 지면을 통해 전해지는 충격을 상기 제2스프링(305)이 흡수 완화한다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 기술이 적용된 전동 휠체어의 작동 관계를 첨부된 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 전동 휠체어는 사용자가 등을 백쿠션(102a)에 편하게 기댄 상태로 시트쿠션(101a)에 앉아 양 발을 풋레스트(104a)에 올린 후 일측 암레스트(103a)의 전방 단부에 설치된 제어패널(105)에 구비된 조작레버(105a)를 이용해 휠체어의 움직임을 제어한다.

즉, 상기 조작레버(105a)의 동작은 제어패널(105) 내부에 설치된 전기회로에 의해 감지되어 조작레버(105a)를 전방으로 기울이면 본체(1)의 좌우 양측에 각각 설치된 감속모터(201)의 구동축(202)이 동시에 동일한 속도로 회전함으로써 구동축(202)에 설치된 체인스프로킷(202a, 206a)과 체인으로 연결되는 또 다른 체인스프로킷(202a, 206a)이 설치된 앞바퀴(205) 회전축(206)으로 감속모터(201)의 동력이 전달됨으로써 좌우 앞바퀴(205)에 동일한 전진 구동력이 발생하여 전동 휠체어가 전진하고, 조작레버(105a)를 후방으로 기울이면 상기 좌우 감속모터(201)의 회전축(206)이 역회전함으로써 상기 좌우 앞바퀴(205)에 동일한 후진 구동력이 발생하여 휠체어가 후진한다.

또한, 조작레버(105a)를 좌측으로 기울이면, 본체(1)의 좌측에 설치된 감속모터(201)의 구동축(202)은 회전하지 않거나 저속 회전하고, 본체(1)의 우측에 설치된 감속모터(201)의 구동축(202)은 고속 회전함으로써 휠체어의 좌회전이 이루어지고, 조작레버(105a)를 우측으로 기울이면, 본체(1)의 우측에 설치된 감속모터(201)의 구동축(202)은 회전하지 않거나 저속 회전하고, 본체(1)의 좌측에 설치된 감속모터(201)의 구동축(202)은 고속 회전함으로써 휠체어의 우회전이 이루어짐으로써 조향이 가능케 되며, 상술한 바와 같이 조향이 이루어지는 과정에서 상기 후륜부(3)의 뒷바퀴(303)는 주축(302a)이 회전하여 보다 원활한 조향이 이루어질 뿐만 아니라, 하나의 뒷바퀴(303)만을 가지기 때문에 휠체어의 회전반경을 최소화할 수 있게 되어 좁은 길이나 협소한 공간에서의 조향이 용이하게 이루어지며, 휠체어의 진행 속도는 조작레버(105a)를 기울이는 정도를 감지하여 감속모터(201)의 구동축(202) 회전속도가 조절됨으로써 휠체어의 진행 속도나 조향 속도를 휠체어에 앉은 사용자가 휠체어의 진행이나 방향 조절을 간편하게 수행할 수 있다.

한편, 상기 앞바퀴(205)의 회전축(206)은 감속모터(201)의 구동축(202)에 회동 가능케 설치된 현가프레임(203)에 설치되며, 현가프레임(203)과 본체(1) 간에는 제1스프링(204)이 설치되어 본체(1) 상부의 시트쿠션(101a)에 사용자가 앉으면 사용자의 하중에 의해 제1스프링(204)이 압축되면서 편안한 승차감을 제공할 뿐만 아니라, 감속모터(201)의 동력을 전달받는 앞바퀴(205)의 구동력을 이용해 휠체어가 이동하는 과정에서 평탄하지 않은 지면에 닿는 앞바퀴(205)와 뒷바퀴(303)에는 요철에 의한 노면 충격이 전달되는데, 그러한 노면 충격은 제1스프링(204)이 흡수 완화함으로써 편안한 승차감을 확보할 수 있게 된다.

또한, 뒷바퀴(303)의 차축에 설치된 완충프레임(304)과 본체(1)에 설치된 브라켓(301)에 회동 가능케 설치된 캐스트프레임 간에는 제2스프링(305)을 설치함으로써 시트쿠션(101a)에 사용자가 앉으면 사용자의 하중에 의해 캐스터프레임(302)이 하강하면서 제2스프링(305)이 인장되어 편안한 승차감을 제공할 뿐만 아니라, 휠체어가 이동하는 과정에서 뒷바퀴(303)에서 발생하는 노면 충격은 제2스프링(305)이 흡수 완화하여 더욱 편안한 승차감을 제공하게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시나 응용이 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시나 응용 예는 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.

1: 본체 101: 좌석프레임
101a: 시트쿠션 102: 등받이프레임
102a: 백쿠션 102b: 손잡이
103: 팔걸이프레임 103a: 암레스트
104: 발판프레임 104a: 풋레스트
105: 제어패널 105a: 조작레버
106: 배터리수납부 2: 전륜부
201: 감속모터 202: 구동축
202a: 체인스프로킷 203: 현가프레임
204: 제1스프링 205: 앞바퀴
205a: 브레이크장치 206: 회전축
206a: 체인스프로킷 3: 후륜부
301: 브라켓 302: 캐스터프레임
302a: 주축 303: 뒷바퀴
304: 완충프레임 305: 제2스프링

Claims (1)

1. 사용자가 앉는 시트쿠션(101a)과 등을 기대는 백쿠션(102a)을 설치하고, 상기 시트쿠션(101a) 양측에는 암레스트(103a)를 설치하여 일측 암레스트(103a)의 전방 단부에 제어패널(105)을 설치하고, 상기 백쿠션(102a) 상부에는 후방으로 손잡이(102b)를 돌출 형성하며, 상기 시트쿠션(101a) 전방 하부에는 풋레스트(104a)를 설치하며 저면 중앙에는 배터리수납부(106)를 구비한 본체(1)와;
   상기 본체(1)의 저면 양측에는 각각 감속모터(201)를 설치하고, 상기 감속모터(201)의 구동축(202)에 일측 단부가 회동 가능케 설치된 현가프레임(203)과 상기 본체(1) 간에 제1스프링(204)을 탄설하며, 상기 현가프레임(203)의 타측 단부 외측에는 브레이크장치(205a)가 내장된 앞바퀴(205)를 설치하고 상기 감속모터(201)의 구동축(202)과 앞바퀴(205)에 각각 체인스프로킷(202a, 206a)을 설치하여 감속모터(201)의 동력을 체인으로 앞바퀴(205)에 전달하는 전륜부(2)와;
   상기 본체(1)의 저면 후방에 높낮이 조절이 가능케 브라켓(301)을 설치하고, 상기 브라켓(301)에는 캐스터프레임(302)의 상부에서 돌출 형성된 주축(302a)을 공회전 가능케 결합하며, 뒷바퀴(303)의 차축에 설치된 완충프레임(304) 일측에 상기 캐스터프레임(302)의 하단부를 회동 가능케 결합하고, 캐스터프레임(302)과 완충프레임(304) 간에 제2스프링(305)을 탄설한 후륜부(3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 휠체어.

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