KR20200024571A - 힌지 어셈블리 - Google Patents

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KR20200024571A
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김의배
서기호
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트라이캠테크놀로지주식회사
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Abstract

실시 예는, 제1 프레임, 및 상기 제1 프레임과 마주보는 제2 프레임을 포함하는 본체 프레임; 상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임 사이에 배치되는 제1 암 및 제2 암; 상기 본체 프레임에 결합되어, 상기 제1 암 및 상기 제2 암을 각각 회전 가능하게 지지하는 한 쌍의 제1 회전축; 상기 제1 암의 제1 기어부에 치합하는 제1 원형기어; 및 상기 제2 암의 제2 기어부 및 상기 제1 원형기어에 치합하는 제2 원형기어를 포함하는 힌지 어셈블리를 개시한다.

Description

힌지 어셈블리{HINGE ASSEMBLY}
실시 예는 힌지 어셈블리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무릎 보조기에 사용될 수 있는 힌지 어셈블리에 관한 것이다.
무릎 보조기(knee brace)는 손상된 무릎 관절의 치료, 재활 등에 사용되는 의료보조기구이다. 무릎 관절은 퇴행성 관절염이나 각종 충돌 사고 등에 인해 손상될 수 있다.
일반적으로 무릎 보조기는 넓적다리와 정강이에 각각 고정되는 한 쌍의 프레임과 이를 연결하는 힌지 구조체를 포함한다.
하지만, 무릎 보조기에 사용되는 대부분의 힌지 구조체는 단순히 한 쌍의 프레임을 회전 가능하게 연결할 수 있을 뿐, 무릎 관절의 양 측면을 안정적으로 지지할 수 없었다.
즉, 무릎 관절의 손상 부위 등에 따라 무릎 관절의 양 측면을 안정적으로 지지할 필요가 있는 경우가 있는데 이러한 수요를 충족하기 어려운 문제가 있었다.
또한, 개인별로 힌지 구조체와 무릎 관절 사이의 간격이 상이할 수 있고, 무릎 관절의 손상 부위, 정도 또는 회복 단계 등에 따라 무릎 관절에 대한 압박 강도를 달리할 필요가 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1522964호(2015.05.27, 무릎 골관절염 완화용 교정기)
실시 예는 무릎 관절의 양 측면을 안정적으로 지지하는 힌지 어셈블리를 제공한다.
실시 예에서 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것은 아니며, 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 포함된다고 할 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 프레임, 및 상기 제1 프레임과 마주보는 제2 프레임을 포함하는 본체 프레임; 상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임 사이에 배치되는 제1 암 및 제2 암; 상기 본체 프레임에 결합되어, 상기 제1 암 및 상기 제2 암을 각각 회전 가능하게 지지하는 한 쌍의 제1 회전축; 상기 제1 암의 제1 기어부에 치합하는 제1 원형기어; 및 상기 제2 암의 제2 기어부 및 상기 제1 원형기어에 치합하는 제2 원형기어를 포함하는 힌지 어셈블리가 제공될 수 있다.
상기 본체 프레임의 일측에 배치되는 제1 다이얼; 상기 본체 프레임의 타측에 배치되는 패드 프레임; 상기 한 쌍의 제1 회전축 사이에 배치되어 상기 제1 다이얼에 결합되는 제2 회전축; 상기 한 쌍의 제1 회전축의 제1 가이드 홀에 각각 배치되는 한 쌍의 가이드 핀; 상기 제2 회전축의 제2 가이드 홀에 배치되는 볼트; 및 상기 한 쌍의 가이드 핀 및 상기 볼트를 상기 패드 프레임에 각각 고정하는 복수의 체결부재를 포함하고, 상기 제1 가이드 홀 및 상기 제2 가이드 홀은 상기 제2 회전축의 축 방향으로 연장되고, 상기 볼트의 수나사와 상기 제2 회전축의 암나사는 서로 치합하여, 상기 패드 프레임은 상기 제1 다이얼이 회전하면 상기 제2 회전축의 축 방향으로 이동하게 될 수 있다.
상기 제2 회전축은 상기 제2 원형기어를 회전 가능하게 지지할 수 있다.
상기 제2 원형기어를 상기 제2 프레임에 회전 가능하게 구속하는 베어링부재를 포함하고, 상기 베어링부재에는 상기 제2 회전축이 삽입되는 관통 홀이 형성될 수 있다.
상기 베어링부재는 상기 제2 원형기어의 관통 홀에 삽입되어 상기 제2 프레임에 결합되고, 상기 베어링부재의 상단 외주면에는 상기 제2 원형기어의 관통 홀의 직경보다 큰 외경을 가지는 구속 링이 형성될 수 있다.
상기 제1 암 또는 상기 제2 암에는 가이드 돌기가 형성되고, 상기 제1 프레임 또는 상기 제2 프레임에는 상기 가이드 돌기가 삽입되는 가이드 홈이 형성되고, 상기 가이드 돌기 및 상기 가이드 홈은 상기 제1 암 및 상기 제2 암의 회전 범위를 제한할 수 있다.
상기 제1 프레임 또는 상기 제2 프레임은 보강 판이 인서트 된 구조로 이루어지고, 상기 가이드 홈은 상기 보강 판에 걸쳐 형성될 수 있다.
실시 예에 따른 힌지 어셈블리는 본체 프레임을 기준으로 무릎 관절을 향해 전진 및 후진이 가능한 패드 프레임을 이용하여 무릎 관절의 양 측면을 안정적으로 지지할 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 무릎 보조기의 사시도이고,
도 2는 도 1의 힌지 어셈블리의 사시도이고,
도 3은 도 2의 분해 사시도이고,
도 4는 도 3의 제1 회전축의 단면도이고,
도 5는 도 3의 제1 회전축의 분해 단면도이고,
도 6는 도 3의 제2 회전축의 단면도이고,
도 7은 도 3의 제2 회전축의 분해 단면도이고,
도 8은 도 3의 제2 프레임의 부분 절개 사시도이고,
도 9는 도 8의 제2 프레임 및 보강 판의 분해 사시도이고,
도 10 및 도 11은 도 1의 힌지 어셈블리의 작동 상태를 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 12는 도 4의 변형 예를 나타낸 단면도이고,
도 13은 도 6의 변형 예를 나타낸 단면도이다.
본 실시 예들은 다른 형태로 변형되거나 여러 실시 예가 서로 조합될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 각각의 실시 예로 한정되는 것은 아니다.
특정 실시 예에서 설명된 사항이 다른 실시 예에서 설명되어 있지 않더라도, 다른 실시 예에서 그 사항과 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 다른 실시 예에 관련된 설명으로 이해될 수 있다.
예를 들어, 특정 실시 예에서 구성 A에 대한 특징을 설명하고 다른 실시 예에서 구성 B에 대한 특징을 설명하였다면, 구성 A와 구성 B가 결합된 실시 예가 명시적으로 기재되지 않더라도 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.
실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 element가 다른 element의 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
또한, 결합 또는 연결이라 함은, 각 구성요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성요소가 각 구성요소 사이에 개재되어 그 다른 구성요소에 각 구성요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용될 수 있다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도 1은 무릎 보조기의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 무릎 보조기(1)는 넓적다리와 정강이에 각각 고정되는 한 쌍의 프레임(2, 3)을 연결하는 힌지 어셈블리(10)를 포함할 수 있다. 이때, 한 쌍의 힌지 어셈블리(10)는 무릎 관절의 양 측면과 각각 마주보게 배치될 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 무릎 보조기(1)는 한 쌍이 아닌 하나의 힌지 어셈블리(10)만을 포함할 수도 있다.
도 2는 도 1의 힌지 어셈블리의 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 힌지 어셈블리(10)는 본체 프레임(100), 제1 암(110) 및 제2 암(120)을 포함할 수 있고, 커버 프레임(130), 패드 프레임(140), 제1 다이얼(210) 및/또는 탄성부재(500)를 더 포함할 수도 있다.
본체 프레임(100)은 제1 프레임(101), 및 제1 프레임(101)과 마주보는 제2 프레임(102)을 포함할 수 있다.
제1 암(110) 및 제2 암(120)은 제1 프레임(101)과 제2 프레임(102) 사이에 배치될 수 있다.
제1 암(110)은 넓적다리에 고정되는 프레임에, 제2 암(120)은 정강이에 고정되는 프레임에 각각 연결될 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 그 역도 가능하다.
커버 프레임(130)과 패드 프레임(140)은 본체 프레임(100)을 사이에 두고 서로 마주보게 배치될 수 있다. 예시적으로, 커버 프레임(130)은 제1 프레임(101)의 상측에 배치될 수 있고, 패드 프레임(140)은 제2 프레임(102)의 하측에 배치될 수 있다. 본 명세서에서, 상하 구분은 특별한 설명이 없는 한 해당 도면을 기준으로 설정된 것으로 본다.
커버 프레임(130)은 본체 프레임(100)에 결합되어 본체 프레임(100)과 커버 프레임(130) 사이에 제1 다이얼(210)이 배치되는 수용공간을 형성할 수 있다.
커버 프레임(130)의 측면은 제1 다이얼(210)의 일부가 외부로 돌출되도록 개구(131)를 포함할 수 있다.
패드 프레임(140)은 무릎 관절의 일 측면과 마주보게 배치될 수 있고, 제1 다이얼(210)의 회전에 따라 무릎 관절을 향해 전진하거나 후진할 수 있다. 예시적으로, 패드 프레임(140)은 제1 다이얼(210)이 시계 방향으로 회전하면 전진할 수 있고, 제1 다이얼(210)이 반 시계 방향으로 회전하면 후진할 수 있다.
탄성부재(500)는 본체 프레임(100)과 패드 프레임(140) 사이에 배치될 수 있고, 패드 프레임(140)의 이동에 따라 탄성적으로 압축 또는 복원되어 본체 프레임(100)과 패드 프레임(140) 사이의 공간을 거의 빈틈없이 채울 수 있다. 따라서, 본체 프레임(100)과 패드 프레임(140) 사이에 배치된 각종 기계부품, 예를 들어 가이드 핀 또는 볼트가 외부로 노출되는 것을 방지하여 제품 외관이 개선될 수 있다. 탄성부재(500)는 예를 들어 스펀지 등을 포함할 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3은 도 2의 분해 사시도이고, 도 4는 도 3의 제1 회전축의 단면도이고, 도 5는 도 3의 제1 회전축의 분해 단면도이고, 도 6은 도 3의 제2 회전축의 단면도이고, 도 7은 도 3의 제2 회전축의 분해 단면도이다.
도 3 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 힌지 어셈블리(10)는 한 쌍의 제1 회전축(310), 제1 원형기어(410) 및 제2 원형기어(420)를 포함할 수 있고, 제2 다이얼(220), 제3 기어(230), 제2 회전축(320), 한 쌍의 가이드 핀(330), 볼트(340), 복수의 체결부재(350) 및/또는 베어링부재(430)를 더 포함할 수도 있다.
제1 프레임(101), 제2 프레임(102) 및 패드 프레임(140)은 금속 보강 판(미도시)이 삽입된 플라스틱 재질의 인서트 사출 성형물일 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
패드 프레임(140)의 하면은 오목한 형상일 수 있고, 패드 프레임(140)의 하면에는 접착부재(141)가 배치될 수 있다.
접착부재(141)에는 패드(미도시)가 탈착 가능하게 결합될 수 있다. 패드는 직물 또는 탄성 재료로 제작되어 무릎 관절에 가해지는 충격 등을 완화 내지 감쇄시킬 수 있다. 접착부재(141)는 벨크로를 포함할 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 다이얼(210)은 원판 형상일 수 있고, 제1 다이얼(210)의 외주면에는 원주 방향으로 이격하여 배치되는 복수의 제1 홈(211)이 형성될 수 있다. 제1 홈(211)의 단면은 호 형상일 수 있다.
제1 다이얼(210)의 상면에는 원주 방향으로 이격하여 배치되는 복수의 제2 홈(212)이 형성될 수 있다. 복수의 제2 홈(212)에는 커버 프레임(130)의 하면에 적어도 하나 이상 형성되는 탄성 돌기(133)가 삽입될 수 있다. 탄성 돌기(133)는 제1 다이얼(210)에 소정 크기 이상의 토크가 가해진 경우에만 제2 홈(212)에서 이탈할 수 있을 정도로 탄성 변형할 수 있다. 따라서, 제1 다이얼(210)의 의도하지 않은 회전을 방지할 수 있다.
한 쌍의 제1 회전축(310)은 본체 프레임(100)에 결합되어 제1 암(110) 및 제2 암(120)을 각각 회전 가능하게 지지할 수 있다. 예시적으로, 제1 프레임(101)은 서로 이격하여 배치되는 한 쌍의 제1-1 관통 홀(101a)을 포함할 수 있고, 제2 프레임(102)은 한 쌍의 제1-1 관통 홀(101a)에 대응하는 한 쌍의 제2-1 관통 홀(102a)을 포함할 수 있으며, 제1 암(110) 및 제2 암(120)은 각각 제3 관통 홀(111, 121)을 포함할 수 있다. 제1 회전축(310)은 제1-1 관통 홀(101a), 제3 관통 홀(111, 121) 및 제2-1 관통 홀(102a)에 동시에 삽입되도록 배치될 수 있다.
제1 회전축(310)은 상단 외주면에 형성되는 돌출부(311), 하단 외주면에 결합되는 제1 스냅 링(313), 및 제1 스냅 링(313)이 삽입되도록 하단 외주면에 형성되는 삽입 홈(315)을 포함할 수 있다. 돌출부(311) 및 제1 스냅 링(313)은 본체 프레임(100)의 양측에 각각 배치되어 제1 프레임(101)과 제2 프레임(102)을 상호간에 구속시킬 수 있다. 따라서, 제1 프레임(101)과 제2 프레임(102) 간의 결합은 다른 체결수단 없이도 한 쌍의 제1 회전축(310)에 의해 이루어질 수 있다.
제1 회전축(310)은 제1 회전축(310)의 축 방향으로 연장되는 제1 가이드 홀(317)을 포함할 수 있다. 제1 회전축(310)과 제2 회전축(320)은 서로 평행하게 배치될 수 있다.
제1 가이드 홀(317)은 제1 회전축(310)을 관통하도록 형성될 수 있다. 즉, 제1 가이드 홀(317)의 상단 및 하단은 개방될 수 있다.
제2 회전축(320)은 한 쌍의 제1 회전축(310) 사이에 배치될 수 있다. 예시적으로, 제1 프레임(101)은 한 쌍의 제1-1 관통 홀(101a) 사이에 배치되는 제1-2 관통 홀(101b)을 포함할 수 있고, 제2 프레임(102)은 한 쌍의 제2-1 관통 홀(102a) 사이에 배치되는 제2-2 관통 홀(102b)을 포함할 수 있다. 제2 회전축(320)은 제1-2 관통 홀(101b) 및 제2-2 관통 홀(102b)에 동시에 삽입되도록 배치될 수 있다.
제2 회전축(320)은 제1 다이얼(210)에 결합될 수 있다. 제1 다이얼(210)의 중심에는 제2 회전축(320)의 상단부가 결합되는 관통 홀(213)이 형성될 수 있다. 관통 홀(213), 및 관통 홀(213)에 삽입되는 제2 회전축(320)의 상단부는 제2 회전축(320)이 제1 다이얼(210)과 함께 회전할 수 있도록 사각형의 단면 형상을 가질 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 삼각 또는 오각 이상의 다각형의 단면 형상을 가질 수도 있다.
제2 회전축(320)은 상단 외주면에 결합되는 제2 스냅 링(321), 제2 스냅 링(321)이 삽입되도록 상단 외주면에 형성되는 삽입 홈(323), 및 삽입 홈(323)의 하부에 이격하여 배치되는 제1 기어(325)를 포함할 수 있다. 제2 스냅 링(321)과 제1 기어(325) 사이에는 제1 다이얼(210)이 배치될 수 있다. 따라서, 제2 스냅 링(321) 및 제1 기어(325)는 제1 다이얼(210)의 양측에 각각 배치되어 제1 다이얼(210)을 제2 회전축(320)에 구속시킬 수 있다.
제1 기어(325)는 제2 다이얼(220)의 제2 기어(221)에 맞물려서 제1 다이얼(210)의 회전력을 제2 다이얼(220)에 전달할 수 있다. 이때, 제1 기어(325)의 이(teeth)의 개수는 제2 기어(221)의 이(teeth)의 개수보다 적을 수 있다. 따라서, 제1 기어(325)가 1회전 하는 동안 제2 기어(221)는 N분의 1 회전할 수 있다. 예를 들어, N은 5, 8 또는 10일 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 제2 다이얼(220)의 일면에는 패드 프레임(140)의 이동 거리와 관련된 정보를 나타내는 복수의 마크(223)가 양각, 음각 또는 페인팅 등의 다양한 방법 중 하나로 표시될 수 있다. 예시적으로, 마크(223)는 제1 다이얼(210)의 회전 수를 표시할 수도 있다. 예를 들어, N이 5인 경우, 복수의 마크(223)는 1, 2, 3, 4 및 5를 포함할 수 있다. 커버 프레임(130)의 일면에는 복수의 마크(223) 중 적어도 하나의 마크를 외부로 노출시키는 윈도우 창(135)이 형성될 수 있다. 제2 다이얼(220)은 본체 프레임(100)과 커버 프레임(130) 사이의 수용공간에 배치되어 제1 프레임(101)의 상면에 돌출된 제1 고정축(101c)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 또한, 제1 기어(325)와 제2 기어(221)는 제3 기어(230)를 통해 연결될 수도 있다. 제3 기어(230)는 본체 프레임(100)과 커버 프레임(130) 사이의 수용공간에 배치되어 제1 프레임(101)의 상면에 돌출된 제2 고정축(101d)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 제3 기어(230)로 인해 제1 기어(325)의 사이즈의 크기를 충분히 작게 설계할 수 있다. 한편, 한 쌍의 제1 회전축(310) 중 하나는 제1 고정축(101c) 내에 배치될 수 있다. 즉, 제1-1 관통 홀(101a)은 제1 고정축(101c)을 관통하도록 형성될 수 있다. 따라서, 공간 활용도를 높여 제품 사이즈를 작게 개선할 수 있다.
제2 회전축(320)은 제2 회전축(320)의 축 방향으로 연장되는 제2 가이드 홀(327)을 포함할 수 있다.
한 쌍의 가이드 핀(330)은 한 쌍의 제1 회전축(310)의 제1 가이드 홀(317) 내에 각각 배치될 수 있고, 볼트(340)는 제2 회전축(320)의 제2 가이드 홀(327) 내에 배치될 수 있다. 한 쌍의 가이드 핀(330) 및 볼트(340)는 복수의 체결부재(350)에 의해 패드 프레임(140)에 각각 고정될 수 있고, 볼트(340)의 수나사는 제2 회전축(320)의 암나사와 서로 치합할 수 있다. 따라서, 패드 프레임(140)은 제1 다이얼(210)의 회전에 따라 제2 회전축(320)의 축 방향으로 전진 및 후진할 수 있다. 이때, 가이드 핀(330)은 제1 가이드 홀(317) 내에서, 볼트(340)는 제2 가이드 홀(327) 내에서 각각 전진 및 후진할 수 있다.
가이드 핀(330)의 상단 외주면에는 스토퍼 링(331)이 돌출될 수 있다. 스토퍼 링(331)은 제1 가이드 홀(317)의 직경보다 큰 외경을 가져 가이드 핀(330)이 제1 가이드 홀(317)에서 이탈하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 본체 프레임(100)과 커버 프레임(130) 사이의 수용공간의 높이만큼 패드 프레임(140)의 이동 거리를 제한할 수도 있다. 또한, 제1 가이드 홀(317)은 상단 개구에서부터 하단 개구 측으로 연장되는 단차부(317a)를 포함할 수도 있다. 단차부(317a)는 가이드 핀(330)의 스토퍼 링(331)을 수용할 수 있다. 따라서, 패드 프레임(140)의 이동 거리는 수용공간의 높이에 단차부(317a)의 높이를 추가한 것만큼 확장될 수 있다. 즉, 커버 프레임(130)의 두께를 늘리지 않고도 패드 프레임(140)의 이동 가능 범위를 증가시킬 수 있다. 따라서, 제품 크기가 개선될 수 있다.
체결부재(350)는 패드 프레임(140)을 관통하여 가이드 핀(330) 및 볼트(340)에 결합되는 리벳, 볼트 등을 포함할 수 있다. 예시적으로, 가이드 핀(330)은 제2 회전축(320)의 축 방향으로 연장되는 관통 홀(333)을 포함할 수 있고, 볼트(340)는 제2 회전축(320)의 축 방향으로 연장되는 관통 홀(341)을 포함할 수 있다. 체결부재(350)는 관통 홀(333, 341)에 삽입될 수 있다.
제1 원형기어(410) 및 제2 원형기어(420)는 제1 프레임(101)과 제2 프레임(102) 사이에 배치될 수 있다.
제1 원형기어(410)는 제1 암(110)의 제1 기어부(113)에 치합할 수 있고, 제2 원형기어(420)는 제2 암(120)의 제2 기어부(123) 및 제1 원형기어(410)에 치합할 수 있다. 즉, 제1 암(110)의 제1 기어부(113)와 제2 암(120)의 제2 기어부(123)는 직접 맞닿는 것이 아니라, 제1 원형기어(410) 및 제2 원형기어(420)를 통해 연결될 수 있다.
따라서, 제1 암(110) 또는 제2 암(120) 중 어느 하나가 회전하면, 나머지 하나도 다른 방향으로 회전할 수 있다. 이는 제1 암(110)의 제1 기어부(113)와 제2 암(120)의 제2 기어부(123)가 직접 맞닿는 경우와 동일한 메커니즘을 나타낸다고 볼 수 있다.
하지만, 제1 암(110)의 제1 기어부(113)와 제2 암(120)의 제2 기어부(123)가 직접 맞닿지 않는 경우, 제1 암(110)과 제2 암(120) 사이에 제2 회전축(320)과 같은 구성요소가 배치될 수 있는 공간이 확보될 수 있는 점에서 차이가 있다. 일 예시로서, 제2 회전축(320)은 제2 원형기어(420)의 관통 홀(421) 내에 배치되어 제2 원형기어(420)를 회전 가능하게 지지할 수 있다. 다른 예시로서, 제2 원형기어(420)는 제2 프레임(102)의 제2-2 관통 홀(102b)에 결합되는 베어링부재(430)에 의해 회전 가능하게 지지될 수 있고, 제2 회전축(320)은 베어링부재(430)의 관통 홀(431) 내에 배치될 수도 있다.
제1 원형기어(410)는 본체 프레임(100)의 홈에 삽입되는 제1 원형기어(410)의 회전축을 통해 본체 프레임(100)에 회전 가능하게 결합될 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 제2 프레임(102)의 일측에는 제1 원형기어(410), 제2 원형기어(420), 제1 기어부(113), 제2 기어부(123) 등 기어 어셈블리의 외부 노출을 막아 외관을 개선하는 측벽이 형성될 수 있다. 제2 프레임(102)의 측벽은 커버 프레임(130)의 개구(131)와 동일한 측에 배치될 수 있다.
베어링부재(430)는 제2 원형기어(420)의 관통 홀(421)에 삽입되어 제2 프레임(102)에 결합될 수 있고, 베어링부재(430)의 상단 외주면에는 제2 원형기어(420)의 관통 홀(421)의 직경보다 큰 외경을 가지는 구속 링(433)이 형성되어 제2 원형기어(420)를 제2 프레임(102)에 회전 가능하게 구속시킬 수 있다. 즉, 구속 링(433)은 제2 원형기어(420)를 기준으로 제2 프레임(102)의 반대 측에 배치되어 제2 원형기어(420)를 제2 프레임(102)에 구속시킬 수 있다.
탄성부재(500)는 한 쌍의 가이드 핀(330)과 볼트(340)가 각각 배치되는 복수의 관통 홀(510)을 포함할 수 있다.
제1 암(110) 및 제2 암(120)의 회전 범위는 가이드 돌기(115, 125) 및 가이드 홈(102c)에 의해 제한될 수 있다. 가이드 돌기(115, 125)는 제1 암(110) 또는 제2 암(120)에 형성될 수 있다. 도 3에는 가이드 돌기(115, 125)가 제1 암(110) 및 제2 암(120)의 상면에 형성된 것으로 도시되어 있지만, 제1 암(110) 또는 제2 암(120)의 하면에도 형성될 수 있다. 가이드 홈(102c)은 제1 프레임(101) 또는 제2 프레임(102)에 형성될 수 있다. 도 3에는 가이드 홈(102c)은 제2 프레임(102)에 형성된 것으로 도시되어 있지만, 제1 프레임(101)에도 형성될 수 있다. 가이드 돌기(115, 125)는 가이드 홈(102c)에 삽입될 수 있다.
가이드 돌기(115, 125)는 제1 암(110) 및 제2 암(120)이 제1 회전축(310)을 중심으로 회전하면 가이드 홈(102c)을 따라 이동하게 되고, 가이드 홈(102c)의 양단에 이르면 정지하게 된다. 따라서, 제1 암(110) 및 제2 암(120)의 회전 범위가 제한될 수 있다.
도 8은 도 3의 제2 프레임의 부분 절개 사시도이고, 도 9는 도 8의 제2 프레임 및 보강 판의 분해 사시도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 제2 프레임(102)은 보강 판(102d)이 인서트 된 구조로 이루어질 수 있다.
제2 프레임(102)은 보강 판(102d)이 삽입된 플라스틱 재질의 인서트 사출 성형물일 수 있다. 이때, 보강 판(102d)은 제2 프레임(102)을 구성하는 플라스틱 재질보다 높은 강도를 가진 금속 재질로 이루어질 수 있다.
가이드 홈(102c)은 보강 판(102d)에 걸쳐 형성될 수 있다. 예를 들어, 가이드 홈(102c)은 제2 프레임(102)의 상면으로부터 보강 판(102d)을 관통하여 제2 프레임(102)의 하면까지 형성될 수 있다. 따라서, 가이드 돌기가 가이드 홈(102c)의 양단에서 정지할 때에 제2 프레임(102)에 가해질 수 있는 높은 하중으로 인해 제2 프레임(102)이 손상되는 문제를 개선할 수 있다. 한편, 제1 프레임에 가이드 홈이 형성된 경우, 제2 프레임(102) 및 보강 판(102d)에 대한 설명은 제1 프레임에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 10 및 도 11은 도 1의 힌지 어셈블리의 작동 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 제1 다이얼(210)을 제1 방향으로 회전하게 되면 패드 프레임(140)이 본체 프레임(100)으로부터 멀어지는 방향, 즉 무릎 관절을 향해 전진할 수 있고, 제1 다이얼(210)을 제2 방향으로 회전하게 되면 패드 프레임(140)이 본체 프레임(100)에 가까워지는 방향, 즉 무릎 관절로부터 멀어지는 방향으로 후퇴할 수 있다. 이때, 탄성부재(500)는 패드 프레임(140)의 이동에 따라 압축 또는 복원되는 것을 확인할 수 있다. 도 10은 패드 프레임(140)이 무릎 관절을 향해 전진하기 전의 상태를, 도 11은 패드 프레임(140)이 무릎 관절을 향해 전진한 후의 상태를 각각 나타낸 것일 수 있다.
도 12는 도 4의 변형 예를 나타낸 단면도이고, 도 13은 도 6의 변형 예를 나타낸 단면도이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 체결부재(350)는 가이드 핀(330) 및 볼트(340)의 관통 홀(333, 341) 내에 위치한 일단 면에 형성된 삽입 홀(351)을 포함할 수 있다. 체결부재(350)의 일단은 삽입 홀(351)을 중심으로 관통 홀(333, 341)의 측면을 향해 방사상으로 만곡된 형상을 가질 수 있다. 따라서, 체결부재(350)의 일단은 관통 홀(333, 341)의 측면에 형성되는 돌출부(333a, 341a)에 의해 관통 홀(333, 341) 내에 구속될 수 있다. 체결부재(350)의 일단의 만곡된 형상은 가이드 핀(330) 및 볼트(340)의 관통 홀(333, 341)의 상단 개구를 통해 체결부재(350)의 삽입 홀(351)까지 지그(미도시)를 하강시켜 삽입한 후에 해머(미도시) 등으로 타격하여 체결부재(350)의 일단을 소성 변형시킴으로써 형성될 수 있다.
이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 무릎 보조기 2, 3: 프레임
10: 힌지 어셈블리 100: 본체 프레임
101: 제1 프레임 101a: 제1-1 관통 홀
101b: 제1-2 관통 홀 101c: 제1 고정축
101d: 제2 고정축 102: 제2 프레임
102a: 제2-1 관통 홀 102b: 제2-2 관통 홀
102c: 가이드 홈 102d: 보강 판
110: 제1 암 111, 121: 제3 관통 홀
113: 제1 기어부 115, 125: 가이드 돌기
120: 제2 암 123: 제2 기어부
130: 커버 프레임 131: 개구
133: 탄성 돌기 135: 윈도우 창
140: 패드 프레임 141: 접착부재
210: 제1 다이얼 211: 제1 홈
212: 제2 홈 213: 관통 홀
220: 제2 다이얼 221: 제2 기어
223: 마크 230: 제3 기어
310: 제1 회전축 311: 돌출부
313: 제1 스냅 링 315: 삽입 홈
317: 제1 가이드 홀 317a: 단차부
320: 제2 회전축 321: 제2 스냅 링
323: 삽입 홈 325: 제1 기어
327: 제2 가이드 홀 330: 가이드 핀
331: 스토퍼 링 333: 관통 홀
333a: 돌출부 340: 볼트
341: 관통 홀 341a: 돌출부
350: 체결부재 351: 삽입 홀
410: 제1 원형기어 420: 제2 원형기어
421: 관통 홀 430: 베어링부재
431: 관통 홀 433: 구속 링
500: 탄성부재 510: 관통 홀

Claims (7)

  1. 제1 프레임, 및 상기 제1 프레임과 마주보는 제2 프레임을 포함하는 본체 프레임;
    상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임 사이에 배치되는 제1 암 및 제2 암;
    상기 본체 프레임에 결합되어, 상기 제1 암 및 상기 제2 암을 각각 회전 가능하게 지지하는 한 쌍의 제1 회전축;
    상기 제1 암의 제1 기어부에 치합하는 제1 원형기어; 및
    상기 제2 암의 제2 기어부 및 상기 제1 원형기어에 치합하는 제2 원형기어를 포함하는 힌지 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 본체 프레임의 일측에 배치되는 제1 다이얼;
    상기 본체 프레임의 타측에 배치되는 패드 프레임;
    상기 한 쌍의 제1 회전축 사이에 배치되어 상기 제1 다이얼에 결합되는 제2 회전축;
    상기 한 쌍의 제1 회전축의 제1 가이드 홀에 각각 배치되는 한 쌍의 가이드 핀;
    상기 제2 회전축의 제2 가이드 홀에 배치되는 볼트; 및
    상기 한 쌍의 가이드 핀 및 상기 볼트를 상기 패드 프레임에 각각 고정하는 복수의 체결부재를 포함하고,
    상기 제1 가이드 홀 및 상기 제2 가이드 홀은 상기 제2 회전축의 축 방향으로 연장되고,
    상기 볼트의 수나사와 상기 제2 회전축의 암나사는 서로 치합하여, 상기 패드 프레임은 상기 제1 다이얼이 회전하면 상기 제2 회전축의 축 방향으로 이동하게 되는 힌지 어셈블리.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 회전축은 상기 제2 원형기어를 회전 가능하게 지지하는 힌지 어셈블리.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2 원형기어를 상기 제2 프레임에 회전 가능하게 구속하는 베어링부재를 포함하고,
    상기 베어링부재에는 상기 제2 회전축이 삽입되는 관통 홀이 형성되는 힌지 어셈블리.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 베어링부재는 상기 제2 원형기어의 관통 홀에 삽입되어 상기 제2 프레임에 결합되고,
    상기 베어링부재의 상단 외주면에는 상기 제2 원형기어의 관통 홀의 직경보다 큰 외경을 가지는 구속 링이 형성되는 힌지 어셈블리.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 암 또는 상기 제2 암에는 가이드 돌기가 형성되고,
    상기 제1 프레임 또는 상기 제2 프레임에는 상기 가이드 돌기가 삽입되는 가이드 홈이 형성되고,
    상기 가이드 돌기 및 상기 가이드 홈은 상기 제1 암 및 상기 제2 암의 회전 범위를 제한하는 힌지 어셈블리.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 프레임 또는 상기 제2 프레임은 보강 판이 인서트 된 구조로 이루어지고,
    상기 가이드 홈은 상기 보강 판에 걸쳐 형성되는 힌지 어셈블리.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2023180528A1 (de) * 2022-03-25 2023-09-28 Ot Medizintechnik Gmbh Orthopaedietechnische einrichtung mit pivotierender drehachse

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101522964B1 (ko) 2015-02-04 2015-05-27 주식회사 제이원메딕스 무릎 골관절염 완화용 교정기

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