KR20220102880A

KR20220102880A - 장애물을 오르는 바퀴

Info

Publication number: KR20220102880A
Application number: KR1020210005353A
Authority: KR
Inventors: 이해수
Original assignee: 이해수
Priority date: 2021-01-14
Filing date: 2021-01-14
Publication date: 2022-07-21
Also published as: KR102512393B1

Abstract

장애물을 오르는 바퀴는 바퀴가 외부바퀴와 외부바퀴의 안쪽으로 이탈되지 않도록 결합된 내부바퀴로 이루어지고, 단턱 및 계단 등의 단차가 있는 장애물에 부딪치는 경우, 내부바퀴에 결합된 편심고정축의 무게 중심이 위로 상승하여 장애물을 오를 수 있어 노약자, 어린이, 장애인 등이 자력으로 단턱 및 계단 등의 단차가 있는 장애물을 오를 수 있어 일상생활의 불편함을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 휠체어, 유모차, 카트 및 로봇과 같은 이동 수단에 어느 분야에도 바퀴를 적용할 수 있어 광범위한 보급과 생활의 편리성을 제공해줄 수 있는 효과가 있다.

Description

장애물을 오르는 바퀴{Wheel for Climbing Obstacle}

본 발명은 바퀴에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 바퀴가 외부바퀴와 외부바퀴의 안쪽으로 이탈되지 않도록 결합된 내부바퀴로 이루어지고, 단턱 및 계단 등의 단차가 있는 장애물에 부딪치는 경우, 내부바퀴에 결합된 편심고정축의 무게 중심이 위로 상승하여 장애물을 오를 수 있는 바퀴에 관한 것이다.

현대사회에서 바퀴는 없어서는 안될 부품으로 널리 이용되고 있으며, 생활의 편의를 위한 휠체어와 유모차, 카트 및 로봇 등 다양한 장치에 적용되고 있다.

일반적으로 바퀴(wheel)라 하면 내부에 튜브가 들어 있어서 공기압으로 바퀴 외부에 탄력을 조정하는 것이 한 예로 되어 있지만 지름이 작은 소형바퀴의 경우에 바퀴의 외경에 장치된 우레탄이나 고무의 재질 형태로 이루어져 있다.

바퀴를 이용한 이동 방식은 효율적이면서 속도가 비교적 빠르며, 지면에 접촉하는 면이 넓어서 안정적으로 주행할 수 있다.

바퀴들이 지면 내지 노면에서 굴러다닐 경우 지면의 형태에 따라 바퀴들이 지면의 영향을 직접적으로 받는 것을 알 수 있다.

그러나 일반적인 원형바퀴는 평지 주행이 매우 효율적이나, 단턱 및 계단 등의 단차가 있는 장애물을 오르거나 각종 장애물을 통과하는데 어려움이 따른다.

장애인들은 휠체어를 이용해 단턱 및 계단 등의 단차가 있는 장애물을 오르는 경우, 자력으로 쉽게 장애물을 오르기 어려우며, 타인의 도움을 받거나 엄청난 노력을 해야 이동할 수 있어 일상생활에 불편함과 이동의 제약이 뒤따른다.

한국 등록특허번호 제10-1211786호

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 바퀴가 외부바퀴와 외부바퀴의 안쪽으로 이탈되지 않도록 결합된 내부바퀴로 이루어지고, 단턱 및 계단 등의 단차가 있는 장애물에 부딪치는 경우, 내부바퀴에 결합된 편심고정축의 무게 중심이 위로 상승하여 장애물을 오를 수 있는 바퀴를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 장애물을 오르는 바퀴는,

외부바퀴;

상기 외부바퀴의 안쪽으로 이탈되지 않도록 결합되고, 상기 외부바퀴의 내주면을 따라 회전하는 내부바퀴;

일정한 길이로 형성되어 상기 내부바퀴의 하단 가장자리 부분을 관통하여 상기 내부바퀴에 외측으로 돌출되는 편심회전축;

소정의 두께와 높이를 가지는 플레이트 형상으로 지면을 기준으로 세워지고, 상기 내부바퀴의 외측으로 돌출된 상기 편심회전축에 결합되는 프레임지지대; 및

일측 끝단이 상기 내부바퀴의 일측에 결합하고, 타측 끝단이 상기 편심회전축에 결합되는 스프링부재를 포함하고,

단차가 있는 장애물에 부딪치는 경우, 상기 내부바퀴와 상기 편심회전축은 상기 스프링부재가 허용하는 일정한 각도 내에서 회전하고, 상기 프레임지지대를 공중으로 들어올렸을 때, 상기 편심회전축은 상기 스프링부재에 의해 상기 내부바퀴의 하단 부분에 위치하도록 자세 유지된다.

본 발명의 특징에 따른 장애물을 오르는 바퀴는,

외부바퀴;

상기 내부바퀴의 일면 또는 양면에 밀착되어 결합된 일정 형상의 내부바퀴 지지대;

일측 끝단이 상기 내부바퀴 지지대의 외주면 일측에 결합하고, 타측 끝단이 상기 편심회전축에 결합되는 스프링부재를 포함하고,

본 발명의 특징에 따른 장애물을 오르는 바퀴는,

외부바퀴;

일측 끝단이 상기 내부바퀴의 외주면 일측에 결합하고, 타측 끝단이 상기 편심회전축에 결합되는 스프링부재를 포함하고,

본 발명의 특징에 따른 장애물을 오르는 바퀴는,

외부바퀴;

일측 끝단이 상기 내부바퀴 지지대의 외주면 일측에 결합하고, 타측 끝단이 상기 프레임지지대에 결합되는 스프링부재를 포함하고,

본 발명의 특징에 따른 장애물을 오르는 바퀴는,

외부바퀴;

일측 끝단이 상기 내부바퀴의 외주면 일측에 결합하고, 타측 끝단이 상기 프레임지지대에 결합되는 스프링부재를 포함하고,

전술한 구성에 의하여, 본 발명은 노약자, 어린이, 장애인 등이 자력으로 단턱 및 계단 등의 단차가 있는 장애물을 오를 수 있어 일상생활의 불편함을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 휠체어, 유모차, 카트 및 로봇과 같은 이동 수단에 어느 분야에도 바퀴를 적용할 수 있어 광범위한 보급과 생활의 편리성을 제공해줄 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 바퀴를 공중으로 들어올렸을 때, 스프링부재에 의해 내부바퀴가 외부바퀴의 내주면을 따라 회전하지 못하도록 방해하여 내부바퀴가 위아래로 왕복 이동하는 것을 못하게 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 장애물을 오르는 바퀴를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 장애물을 오르는 바퀴의 분해된 모습을 나타낸 분해 사시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 내부바퀴의 상세한 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제2 내부바퀴에 결합된 구성장치의 모습을 나타낸 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스프링부재의 결합 모습을 상세하게 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 바퀴의 편심고정축의 무게 중심 이동을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 장애물을 오르는 바퀴를 적용한 이동수단의 일례를 나타낸 도면이다.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 장애물을 오르는 바퀴를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 장애물을 오르는 바퀴의 분해된 모습을 나타낸 분해 사시도이다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 제2 실시예에 따른 내부바퀴의 상세한 구성을 나타낸 도면이다.
도 16 및 도 17은 본 발명의 제2 실시예에 따른 스프링부재의 결합 모습을 상세하게 나타낸 도면이다.
도 18은 본 발명의 제2 실시예에 따른 바퀴의 편심고정축의 무게 중심 이동을 나타낸 도면이다.
도 19는 종래의 바퀴가 상단에서 하단까지 왕복 이동하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 20 및 도 21은 본 발명의 제3 실시예에 따른 장애물을 오르는 바퀴를 나타낸 도면이다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 장애물을 오르는 바퀴를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 장애물을 오르는 바퀴의 분해된 모습을 나타낸 분해 사시도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 내부바퀴의 상세한 구성을 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제2 내부바퀴에 결합된 구성장치의 모습을 나타낸 도면이고, 도 6 및 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스프링부재의 결합 모습을 상세하게 나타낸 도면이고, 도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 바퀴의 편심고정축의 무게 중심 이동을 나타낸 도면이고, 도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 장애물을 오르는 바퀴를 적용한 이동수단의 일례를 나타낸 도면이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 장애물을 오르는 바퀴(100)는 외부바퀴(110), 내부바퀴(120), 제1 프레임지지대(150), 제2 프레임지지대(151), 장착부(152)를 포함한다.

장애물을 오르는 바퀴(100)는 외부바퀴(110)와, 외부바퀴(110)의 안쪽으로 이탈되지 않도록 결합되고, 외부바퀴(110)의 내주면을 따라 회전하는 내부바퀴(120)를 포함한다.

외부바퀴(110)와 내부바퀴(120)는 원형의 링 형상으로 스테인리스 스틸 또는 고강도 알루미늄 합금, 플라스틱, 고무, 합성수지 등의 소재로 이루어진 중공체로 제조되고, 이에 한정하지 않고 내구성 및 내강도성 등과 같은 물리적, 기계적 특성이 우수한 금속 또는 합성수지 재질로 이루어질 수 있으며, 그 중공체의 단면 형상도 일반적인 원형이다.

외부바퀴(110)는 내측으로 제1 중공부(111a)를 형성한 링 형태의 제1 바퀴본체(111)와, 제1 바퀴본체(111)의 내주면 일측을 따라 회전홈(112)을 형성한다.

내부바퀴(120)는 내측으로 제2 중공부(121)를 형성한 링 형태로 구성되고, 2개의 원형의 제1 내부바퀴(122)와 제2 내부바퀴(123)가 합쳐져서 하나의 원형의 바퀴 구조체를 형성한다.

외부바퀴(110)는 내경이 내부바퀴(120)의 외경보다 크게 형성되어 전체적으로 내부바퀴(120)를 감싸는 링 형태이고, 외부바퀴(110)와 내부바퀴(120)는 동심원 형태를 이룬다.

내부바퀴(120)는 외부바퀴(110)의 회전홈(112)에 체결되어 외부바퀴(110)의 내주면을 따라 외부바퀴(111)에 밀착되어 회전한다.

또한, 다른 실시예로서, 내부바퀴(120)는 모노레일과 같이, 외부바퀴(110)의 양측면 일부에 결합되어 외부바퀴(110)의 내주면과 측면을 따라 회전할 수 있다.

내부바퀴(120)는 외부바퀴(110)의 양측면 일부, 내주면의 결합 형태가 외부바퀴(120)의 회전에 방해하지 않고, 지면에 접촉하지 않는 형태인 경우, 랙기어와 피니언기어 형태, 베어링 결합 형태, LM 가이드 등 다양한 결합 형태가 가능할 수 있다.

제1 내부바퀴(122)는 링 형태로 중심부에 제2 중공부(121a)를 형성하고, 하단 중심부를 관통시킨 제1 관통구(122a)를 형성하고, 제2 내부바퀴(123)에 결합되는 일면에서 상단 중심부에 원형의 제1 베어링 결합구(124)를 형성하고, 상기 제1 관통구(122a)를 기준으로 양쪽에 원형의 제2 베어링 결합구(125)와 제3 베어링 결합구(126)를 형성한다.

제1 관통구(122a)는 제1 내부바퀴(122)의 하단 중심부에 일정 크기로 뚫려 있다.

제2 내부바퀴(123)는 링 형태로 중심부에 제2 중공부(121b)를 형성하고, 하단 중심부를 관통시킨 제2 관통구(123a)를 형성하고, 제1 내부바퀴(122)에 결합되는 일면에서 상단 중심부에 원형의 제4 베어링 결합구(127)를 형성하고, 상기 제2 관통구(123a)를 기준으로 양쪽에 원형의 제5 베어링 결합구(128)와 제6 베어링 결합구(129)를 형성한다.

제2 관통구(123a)는 제2 내부바퀴(123)의 하단 중심부에 일정 크기로 뚫려 있다.

제1 내부바퀴(122)와 제2 내부바퀴(123)의 결합 시 제1 베어링 결합구(124)와 제4 베어링 결합구(127)의 사이에 원형의 제1 베어링(113)를 끼워서 결합하고, 제2 베어링 결합구(125)와 제5 베어링 결합구(128)의 사이에 원형의 제2 베어링(114)를 끼워서 결합하며, 제3 베어링 결합구(126)와 제6 베어링 결합구(129)의 사이에 원형의 제3 베어링(115)를 끼워서 결합한다.

이때, 제1 베어링(113)은 일부가 제1 바퀴본체(111)의 상단에 형성된 회전홈(112)에 끼워져 결합되고, 제2 베어링(114)의 일부와 제3 베어링(115)의 일부가 제1 바퀴본체(111)에서 하단에 형성된 회전홈(112)에 끼워져 결합된다.

제1 내부바퀴(122)와 제2 내부바퀴(123)로 이루어진 내부바퀴(120)는 제1 베어링(113), 제2 베어링(114), 제3 베어링(115)에 의해 외부바퀴(110)의 회전홈(112)에 체결되어 외부바퀴(110)의 내주면을 따라 회전하게 된다.

제1 내부바퀴 지지대(130)는 제1 내부바퀴(122)의 하부 영역과 동일한 형상으로 제1 내부바퀴(122)의 일면에 밀착되고, 제1 내부바퀴(122)의 제1 관통구(122a)와 대응되는 위치에 제1 체결공(131)을 형성한다.

제2 내부바퀴 지지대(132)는 제2 내부바퀴(123)의 하부 영역과 동일한 형상으로 제2 내부바퀴(123)의 일면에 밀착되고, 제2 내부바퀴(123)의 제2 관통구(123a)와 대응되는 위치에 제2 체결공(133)을 형성한다.

편심회전축(116)은 일정한 길이로 형성되어 제1 내부바퀴 지지대(130)의 제1 체결공(131)과, 제1 내부바퀴(122)의 제1 관통구(122a), 제2 내부바퀴(123)의 제2 관통구(123a), 제2 내부바퀴 지지대(132)의 제2 체결공(133)에 수평 방향으로 끼워져 결합된다.

제1 회전베어링(117)은 편심회전축(116)에 끼워지면서 제1 내부바퀴 지지대(130)의 제1 체결공(131)에 삽입된다.

편심회전축(116)은 제1 내부바퀴 지지대(130) 방향으로 제1 회전베어링(117), 스프링부재(118), 제1 와셔(119), 제2 회전베어링(140), 제1 볼트(141)를 끼워서 결합된다.

편심회전축(116)은 제2 내부바퀴 지지대(132)의 제2 체결공(133)을 통과한 부분에 회전부재(142), 제2 와셔(143), 제3 회전베어링(144), 제2 볼트(145)를 끼워서 결합된다.

회전부재(142)는 일측이 원형 링(142a)으로 형성되고, 타측이 서로 벌어져 개구되는 절개홈(142b)이 형성된 결합구(142c)가 형성된다.

제2 내부바퀴(123)의 제2 관통구(123a)에는 회전부재(142)의 결합구(142c), 제2 와셔(143), 제3 회전베어링(144)이 삽입된다.

제1 내부바퀴 지지대(130), 제1 내부바퀴(122)와 제2 내부바퀴(123), 제2 내부바퀴 지지대(132)를 결합하면, 제1 회전베어링(117)이 제1 내부바퀴(122)의 제1 관통구(122a)에 위치하고, 제3 회전베어링(144)이 제2 내부바퀴(123)의 제2 관통구(123a)에 위치한다.

제1 내부바퀴(122)와 제2 내부바퀴(123)의 사이의 공간에는 제1 회전베어링(117)과 스프링부재(118)가 위치하게 된다.

회전부재(142)의 결합구(142c)는 제2 내부바퀴 지지대(132)의 제2 체결공(133)에 삽입하여 제2 내부바퀴(123)의 제2 관통구(123a)를 통과한다.

회전부재(142)의 원형 링(142a)은 제2 와셔(143)가 접촉되고, 제2 볼트(145)가 제2 회전베어링(144)을 통과하여 제2 와셔(143)에 맞대어진다.

하기의 도 19에 도시된 바와 같이, 사용자가 프레임지지대(150, 151)를 공중으로 들어 올릴 때마다, 내부바퀴(120)가 외부바퀴(110)의 내주면을 따라 회전하여 외부바퀴(110)의 상단으로 이동되고, 다시 내부바퀴(120)가 외부바퀴(110)의 내주면을 따라 위아래로 왕복 이동하여 바퀴 사용 시 불편함이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 제1 내부바퀴(122)와 제2 내부바퀴(123)의 사이에 스프링부재(118)를 결합하여 바퀴(100)를 공중으로 들어올리는 경우에도 내부바퀴(120)와 편심회전축(116)은 스프링부재(118)가 허용하는 일정한 각도 내에서 회전하고, 편심회전축(116)이 내부바퀴(120)의 하단 부분에 위치하도록 자세 유지된다(도 1).

편심회전축(116)과 제1 프레임지지대(151), 제2 프레임지지대(152)는 결합하여 고정되어 있다.

내부바퀴(120)와 편심회전축(116)은 스프링부재(118)가 허용하는 일정한 각도 내에서 회전한다(예를 들어, 전후 50도, 전후 80도, 전후 180도 등).

본 발명의 스프링부재(118)는 일방향으로 코일 선을 감아 복수개 형성되고, 일방향으로 감긴 코일 선 사이를 밀착시켜 이루어진다.

편심회전축(116)은 봉 형태로 일정한 길이로 형성되어 일측면을 관통한 제1 삽입홈(116a)이 형성되어 있다.

제2 내부바퀴(123)의 제2 관통구(123a)는 편심회전축(116)을 삽입하고, 편심회전축(116)의 그 위에 회전부재(142)의 결합구(142c)를 끼우고, 회전부재(142)의 결합구(142c)의 그 위에 스프링부재(118)를 끼워진다.

제2 내부바퀴(123)의 제2 관통구(123a)는 제1 회전베어링(117), 편심회전축(116), 회전부재(142)의 결합구(142c), 스프링부재(118)가 배치되어 있다.

제2 내부바퀴(123)의 제2 관통구(123a)는 회전부재(142)의 결합구(142c)가 삽입한 후, 회전부재(142)의 절개홈(142b)과 편심회전축(116)의 제1 삽입홈(116a)과 일직선 상에 놓여 있다.

제2 내부바퀴(123)의 제2 관통구(123a)는 상부 일측에 제2 삽입홈(123b)이 형성되고, 제2 내부바퀴(123)는 제2 삽입홈(123b)의 위에 연직 상부에 제3 삽입홈(123c)이 형성된다.

스프링부재(118)는 코일 선의 일측 끝단이 절곡되어 회전부재(142)의 절개홈(142b)과 편심회전축(116)의 제1 삽입홈(116a)에 삽입되어 결합되고, 코일 선의 타측 끝단이 상부 방향으로 연장되어 제2 삽입홈(123b), 제3 삽입홈(123c)이 삽입하여 결합된다.

스프링부재(118)는 일측이 편심회전축(116)에 결합하고, 타측이 제2 내부바퀴(123)에 결합되기 때문에 제1 프레임지지대(150)와 제2 프레임지지대(151)를 들어올렸을 때, 편심회전축(116)이 스프링부재(118)에 의해 내부바퀴(120)의 하단 부분에 위치하도록 자세 유지되는 역할을 수행한다.

편심회전축(116)은 제1 내부바퀴 지지대(130)의 제1 체결공(131)과, 제1 내부바퀴(122)의 제1 관통구(122a), 제2 내부바퀴(123)의 제2 관통구(123a), 제2 내부바퀴 지지대(132)의 제2 체결공(133)에 수평 방향으로 끼워지고, 제1 회전베어링(117), 스프링부재(118), 제1 와셔(119), 제2 회전베어링(140), 제1 볼트(141)를 끼워서 결합되며, 제2 내부바퀴 지지대(132)의 제2 체결공(133)을 통과한 부분에 회전부재(142), 제2 와셔(143), 제3 회전베어링(144), 제2 볼트(145)를 끼워서 결합된다.

편심회전축(116)은 제1 내부바퀴 지지대(130), 제1 내부바퀴(122), 제2 내부바퀴(123), 제2 내부바퀴 지지대(132)를 수평 방향으로 가로질러 관통한다.

편심회전축(116)의 양단은 제1 내부바퀴 지지대(130)와 제2 내부바퀴 지지대(132)를 관통하여 외측으로 돌출되어 있다.

편심회전축(116)의 돌출된 양단에는 제1 너트(146)과 제2 너트(147)가 결합된다.

편심회전축(116)은 외주면 일측에 나사홈이 형성된 볼트 형태이다.

제1 내부바퀴 지지대(130)와 제2 내부바퀴 지지대(132)는 제1 내부바퀴(122)와 제2 내부바퀴(123)에 밀착되어 주위를 에워싸도록 결합되어 내부바퀴(120)의 내구성과 결합력을 향상시킨다.

다른 실시예로서, 제1 내부바퀴 지지대(130)와 제2 내부바퀴 지지대(132)는 제1 내부바퀴(122)와 제2 내부바퀴(123)의 외부면에 결합하지 않고(별도 구성이 아니라), 제1 내부바퀴(122)와 제2 내부바퀴(123)로부터 돌출되어 일체로 형성될 수도 있다.

편심회전축(116)은 내부바퀴(120)의 하단 가장자리 부분을 관통하여 내부바퀴(120)의 외측으로 돌출되어 있다.

제1 프레임지지대(150)과 제2 프레임지지대(151)는 소정의 두께와 높이를 가지는 플레이트 형상으로 제1 내부바퀴 지지대(130)와 제2 내부바퀴 지지대(132)의 외측에서 편심회전축(116)에 각각 결합되어 수직으로 세워진다.

제1 프레임지지대(150)과 제2 프레임지지대(151)는 하단 끝단 부분에 형성된 홈(미도시)을 통해 제1 내부바퀴 지지대(130)와 제2 내부바퀴 지지대(132)의 외측으로 돌출된 편심회전축(116)에 각각 결합되며, 상부면에 평판 형태의 장착부(152)를 결합한다.

본 발명의 실시예는 제1 프레임지지대(150)와 제2 프레임지지대(151)로 구성하고 있지만 이에 한정하지 않으며, 하나의 프레임지지대를 편심고정축(116)에 결합하도록 구성할 수 있다.

다른 실시예로서, 제1 프레임지지대(150)와 제2 프레임지지대(151)는 내측에 베어링이 형성되어 외부바퀴(110)의 회전과 상관없이 자유 회전할 수 있다.

여기서, 제1 프레임지지대(150)와 제2 프레임지지대(151)는 전, 후방 및 하부가 개방되는 "П "자 형상으로 형성될 수 있다.

제1 프레임지지대(150)와 제2 프레임지지대(151)의 사이의 공간에는 외부바퀴(110)를 끼워서 결합한다.

전술한 내부바퀴(120)는 제2 중공부(121)를 형성하고 있지만, 이에 한정하지 않고, 개방되지 않고 막혀 있는 형태도 형성할 수 있다.

본 발명의 제1 실시예의 바퀴(100)의 축의 위치는 중심부에 고정되어 있지 않고, 내부바퀴(120)의 하단 중심부에 편심되어 형성된다. 이러한 구조로 인하여 바퀴(100)의 이동은 외부바퀴(110)의 회전으로 이동되며, 외부바퀴(110)는 회전력이 내부바퀴(120)에 거의 전달되지 않게 된다.

내부바퀴(120)는 제1 프레임지지대(150), 제2 프레임지지대(151) 및 장착부(152)가 누르는 하중과 베어링의 결합으로 인하여 외부바퀴(110)의 회전에도 외부바퀴(110)의 외부로 이탈되지 않으며, 외부바퀴(110)와 직접적으로 맞물려 체결되지 않아서 외부바퀴(110)의 회전력이 직접적으로 강하게 전달되지 않는다.

이때, 제2 내부바퀴(123)에 결합된 스프링부재(118)는 외부바퀴(110)의 회전 중에 단턱 및 계단 등의 단차가 있는 장애물에 부딪치는 경우, 내부바퀴(120)와 편심회전축(116)은 스프링부재(118)가 허용하는 일정한 각도 내에서 회전하고, 이에 따라 내부바퀴(120)가 외부바퀴(110)의 내주면을 따라 회전한다.

스프링부재(118)는 제1 프레임지지대(150)와 제2 프레임지지대(151)를 공중으로 들어올렸을 때, 내부바퀴(120)와 편심회전축(116)은 스프링부재(118)가 허용하는 일정한 각도 내에서 회전하고, 편심회전축(116)이 내부바퀴(120)의 하단 부분에 위치하도록 자세 유지된다(도 1).

바퀴(100)는 외부바퀴(110)가 단차가 있는 장애물에 부딪치는 경우, 편심회전축(116)이 스프링부재(118)가 허용하는 일정한 각도 내에서 회전하고, 이에 따라 내부바퀴(120)가 일정 각도로 회전하며, 장애물을 통과하게 되면, 편심회전축(116)이 스프링부재(118)에 의해 다시 제자리로 돌아오게 된다.

편심고정축(116)은 내부바퀴(120)에 고정되어 있고, 외부바퀴(110)의 회전력이 내부바퀴(120)에 거의 전달되지 않으므로 외부바퀴(110)의 회전에 대해 구속되지 않고, 독립적으로 자유롭게 회전할 수 있다.

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 더욱 상세하게, 바퀴(100)는 외부바퀴(110)의 회전 중에 단턱 및 계단 등의 단차가 있는 장애물에 부딪치는 경우, 내부바퀴(120)는 외부바퀴(110)의 이동 방향에 따라 편심고정축(116)의 외부바퀴(110)의 내주면에 형성된 회전홈(112)을 따라 위로 상승하여 편심고정축(116)의 무게 중심이 단턱 및 계단 등의 단차가 있는 장애물의 상부 방향으로 이동하고, 무게 중심의 이동에 따라 외부바퀴(110)의 회전력으로 장애물을 넘어갈 수 있게 된다.

제1 프레임지지대(150)와 제2 프레임지지대(151)는 고정되어 있어 편심고정축(116)의 무게 중심이 위로 상승하여 이동하여도 지면에 수직으로 세워진 형태를 유지한다.

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 장애물을 오르는 바퀴(100)를 장착한 이동수단은 외부바퀴(110)의 회전 중에 장애물에 부딪쳐 넘어가는 모습이고, 편심고정축(116)의 무게 중심이 위로 상승하여 이동하며, 제1 프레임지지대(150)와 제2 프레임지지대(151)가 지면에 수직으로 세워진 형태를 유지한다.

도 10 내지 도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 장애물을 오르는 바퀴를 나타낸 도면이고, 도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 장애물을 오르는 바퀴의 분해된 모습을 나타낸 분해 사시도이고, 도 14 및 도 15는 본 발명의 제2 실시예에 따른 내부바퀴의 상세한 구성을 나타낸 도면이고, 도 16 및 도 17은 본 발명의 제2 실시예에 따른 스프링부재의 결합 모습을 상세하게 나타낸 도면이고, 도 18은 본 발명의 제2 실시예에 따른 바퀴의 편심고정축의 무게 중심 이동을 나타낸 도면이고, 도 19는 종래의 바퀴가 상단에서 하단까지 왕복 이동하는 모습을 나타낸 도면이다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 장애물을 오르는 바퀴(100)는 외부바퀴(110), 내부바퀴(120), 프레임지지대(153), 장착부(154)를 포함한다.

제2 실시예는 제1 실시예의 구성요소와 중복되는 구성요소의 설명을 생략하고 차이점을 중심으로 상세하게 설명한다.

제1 회전베어링(117)은 제1 내부바퀴 지지대(130)의 제1 체결공(131)에 삽입되어 제1 내부바퀴(122)와 제2 내부바퀴(123)의 사이의 공간에 위치하게 된다.

제2 회전베어링(140)은 제1 내부바퀴 지지대(130)의 제1 체결공(131)에 삽입되어 제1 내부바퀴 지지대(130)의 내부 바닥면에 위치한다.

제1 내부바퀴 지지대(130)의 내부에는 제2 회전베어링(140)의 내측에 너트부재(148)가 끼워지고, 제1 볼트(141)의 몸체가 너트부재(148)와 제2 회전베어링(140)의 중심부를 관통한다.

제1 볼트(141)의 머리부는 제1 내부바퀴 지지대(130)의 제1 체결공(131)에 끼워진다.

편심회전축(116)은 제1 볼트(141), 너트부재(148), 제2 회전베어링(140), 제1 회전베어링(117)의 중심부를 관통하여 삽입되고, 제1 내부바퀴 지지대(130)의 외부로 돌출된다.

외부로 돌출된 편심회전축(116)은 스프링부재(116)를 관통한 후, 제1 너트(146)에 끼워 결합된다.

제1 내부바퀴 지지대(130)는 제1 내부바퀴(122)에 접하지 않는 반대면 일측에 스프링 결합구(131a)를 형성한다.

스프링 결합구(131a)는 비스듬하게 경사지게 형성되어 내부에 길이 방향의 홈이 관통되어 있다.

스프링부재(118)는 코일 선의 일측 제1 끝단(118a)이 편심회전축(116)의 제1 삽입홈(116a)에 삽입되고, 비스듬하게 경사지게 연장된 코일 선의 타측 제2 끝단(118b)이 스프링 결합구(131a)의 홈에 끼워져 결합된다.

스프링부재(118)는 편심회전축(116)과 제1 내부바퀴 지지대(130)에 결합된다.

제2 내부바퀴 지지대(132)의 제2 체결공(133)에는 제3 회전베어링(144)이 삽입되어 제2 내부바퀴 지지대(132)의 내부 바닥면에 위치한다.

외부바퀴(110)와 내부바퀴(120)의 결합 시, 편심회전축(116)은 스프링부재(118), 제1 볼트(141), 너트부재(148), 제2 회전베어링(140), 제1 회전베어링(117), 제1 내부바퀴 지지대(130)의 제1 체결공(131), 제1 내부바퀴(122)의 제1 관통구(122a), 제2 내부바퀴(123)의 제2 관통구(123a), 제2 내부바퀴 지지대(132)의 제2 체결공(133), 제3 회전베어링(144)을 수평 방향으로 가로질러 관통한다.

편심회전축(116)은 내부바퀴(120)의 하단 가장자리 부분을 관통하여 내부바퀴(120)의 외측으로 돌출되고, 스프링부재(118)가 허용하는 일정한 각도 내에서 회전한다.

프레임지지대(153)는 소정의 두께와 높이를 가지는 플레이트 형상으로 편심회전축(116)에 끝단 부분에 결합되어 제1 너트(146)에 의해 이탈을 방지한다.

프레임지지대(153)는 하단 끝단 부분에 형성된 홈(미도시)을 통해 외측으로 돌출된 편심회전축(116)에 결합되며, 상부 끝단으로부터 직각 방향으로 평판 형태의 장착부(154)를 결합한다.

프레임지지대(153)는 외측으로 돌출된 편심회전축(116)에 결합되어 수직으로 세워진다.

본 발명의 제2 실시예의 바퀴(100)의 축의 위치는 중심부에 고정되어 있지 않고, 내부바퀴(120)의 하단 중심부에 편심되어 형성된다. 이러한 구조로 인하여 바퀴(100)의 이동은 외부바퀴(110)의 회전으로 이동되며, 외부바퀴(110)는 회전력이 내부바퀴(120)에 거의 전달되지 않게 된다.

내부바퀴(120)는 프레임지지대(153) 및 장착부(154)가 누르는 하중과 베어링의 결합으로 인하여 외부바퀴(110)의 회전에도 외부바퀴(110)의 외부로 이탈되지 않으며, 외부바퀴(110)와 직접적으로 맞물려 체결되지 않아서 외부바퀴(110)의 회전력이 직접적으로 강하게 전달되지 않는다.

이때, 스프링부재(118)는 외부바퀴(110)의 회전 중에 단턱 및 계단 등의 단차가 있는 장애물에 부딪치는 경우, 내부바퀴(120)와 편심회전축(116)은 스프링부재(118)가 허용하는 일정한 각도 내에서 회전하고, 이에 따라 내부바퀴(120)가 외부바퀴(110)의 내주면을 따라 회전한다.

스프링부재(118)는 프레임지지대(153)와 장착부(154)를 공중으로 들어올렸을 때, 내부바퀴(120)와 편심회전축(116)은 스프링부재(118)가 허용하는 일정한 각도 내에서 회전하고, 편심회전축(116)이 내부바퀴(120)의 하단 부분에 위치하도록 자세 유지된다(도 1).

본 발명의 제1 내부바퀴 지지대(130)와 제2 내부바퀴 지지대(132)는 제1 내부바퀴(122)와 제2 내부바퀴(123)와 별도로 구성되는 것으로 예시하고 있다. 이에 한정하지 않으며, 제1 내부바퀴 지지대(130)와 제2 내부바퀴 지지대(132)를 형성하지 않으며, 금형(미도시)을 이용하여 제1 내부바퀴 지지대(130)와 제2 내부바퀴 지지대(132)가 형성된 제1 내부바퀴(122)와 제2 내부바퀴(123)를 일체로 제조할 수 있다.

따라서, 본 발명의 스프링 결합구(131a)는 제1 내부바퀴 지지대(130), 제2 내부바퀴 지지대(132), 제1 내부바퀴(122), 제2 내부바퀴(123)의 어느 위치도 형성될 수 있다.

본 발명의 제1 실시예의 스프링부재(118)는 코일 선의 일측 끝단이 제2 내부바퀴(123)의 제2 삽입홈(123b)에 끼워져 결합하고, 코일 선의 타측 끝단이 편심회전축(116)의 제1 삽입홈(116a)에 끼워져 결합한다.

본 발명의 제2 실시예의 스프링부재(118)는 코일 선의 일측 끝단이 제1 내부바퀴 지지대(130)의 스프링 결합구(131a)에 끼워져 결합하고, 코일 선의 타측 끝단이 편심회전축(116)의 제1 삽입홈(116a)에 끼워져 결합한다.

본 발명의 제3 실시예의 스프링부재(118)는 코일 선의 일측 끝단이 제1 내부바퀴(122)의 외주면에 형성된 스프링 결합구(131a)에 끼워져 결합하고, 코일 선의 타측 끝단이 편심회전축(116)의 제1 삽입홈(116a)에 끼워져 결합한다.

외부바퀴(110)과 내부바퀴(120)는 자유 회전되고, 편심회전축(116)과 제1 프레임지지대(151), 제2 프레임지지대(152)는 결합하여 고정되어 있다.

내부바퀴(120)와 편심회전축(116)은 스프링부재(118)가 허용하는 일정한 각도 내에서 회전한다.

도 20 및 도 21은 본 발명의 제3 실시예에 따른 장애물을 오르는 바퀴를 나타낸 도면이다.

제3 실시예는 제1, 2 실시예와 중복되는 구성요소의 설명을 생략하고, 차이점인 스프링부재(118)의 결합 구조를 중심으로 설명한다.

프레임지지대(153)는 내측면 일측에 스프링부재(118)의 일측 끝단이 삽입되어 고정되도록 홈이 형성된 지지대 결합구(155)를 형성한다.

도 20 및 도 21에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예의 스프링부재(118)는 코일 선의 일측 끝단이 제1 내부바퀴 지지대(130)의 스프링 결합구(131a)에 끼워져 결합하고, 코일 선의 타측 끝단이 프레임지지대(153)의 지지대 결합구(155)에 삽입되어 결합한다.

본 발명의 제5 실시예의 스프링부재(118)는 코일 선의 일측 끝단이 제1 내부바퀴(122)의 외주면에 형성된 스프링 결합구(131a)에 끼워져 결합하고, 코일 선의 타측 끝단이 프레임지지대(153)의 지지대 결합구(155)에 삽입되어 결합한다.

외부바퀴(110)과 내부바퀴(120)는 자유 회전되고, 편심회전축(116)과 프레임지지대(153)는 결합하여 고정되어 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100: 바퀴
110: 외부바퀴
120: 내부바퀴
130: 제1 내부바퀴 지지대
132: 제2 내부바퀴 지지대
140: 제2 회전베어링
150: 제1 프레임지지대
151: 제2 프레임지지대
152: 장착부

Claims

외부바퀴;
상기 외부바퀴의 안쪽으로 이탈되지 않도록 결합되고, 상기 외부바퀴의 내주면을 따라 회전하는 내부바퀴;
일정한 길이로 형성되어 상기 내부바퀴의 하단 가장자리 부분을 관통하여 상기 내부바퀴에 외측으로 돌출되는 편심회전축;
소정의 두께와 높이를 가지는 플레이트 형상으로 지면을 기준으로 세워지고, 상기 내부바퀴의 외측으로 돌출된 상기 편심회전축에 결합되는 프레임지지대; 및
일측 끝단이 상기 내부바퀴의 일측에 결합하고, 타측 끝단이 상기 편심회전축에 결합되는 스프링부재를 포함하고,
단차가 있는 장애물에 부딪치는 경우, 상기 내부바퀴와 상기 편심회전축은 상기 스프링부재가 허용하는 일정한 각도 내에서 회전하고, 상기 프레임지지대를 공중으로 들어올렸을 때, 상기 편심회전축은 상기 스프링부재에 의해 상기 내부바퀴의 하단 부분에 위치하도록 자세 유지되는 장애물을 오르는 바퀴.
외부바퀴;
상기 외부바퀴의 안쪽으로 이탈되지 않도록 결합되고, 상기 외부바퀴의 내주면을 따라 회전하는 내부바퀴;
일정한 길이로 형성되어 상기 내부바퀴의 하단 가장자리 부분을 관통하여 상기 내부바퀴에 외측으로 돌출되는 편심회전축;
상기 내부바퀴의 일면 또는 양면에 밀착되어 결합된 일정 형상의 내부바퀴 지지대;
소정의 두께와 높이를 가지는 플레이트 형상으로 지면을 기준으로 세워지고, 상기 내부바퀴의 외측으로 돌출된 상기 편심회전축에 결합되는 프레임지지대; 및
일측 끝단이 상기 내부바퀴 지지대의 외주면 일측에 결합하고, 타측 끝단이 상기 편심회전축에 결합되는 스프링부재를 포함하고,
단차가 있는 장애물에 부딪치는 경우, 상기 내부바퀴와 상기 편심회전축은 상기 스프링부재가 허용하는 일정한 각도 내에서 회전하고, 상기 프레임지지대를 공중으로 들어올렸을 때, 상기 편심회전축은 상기 스프링부재에 의해 상기 내부바퀴의 하단 부분에 위치하도록 자세 유지되는 장애물을 오르는 바퀴.
외부바퀴;
상기 외부바퀴의 안쪽으로 이탈되지 않도록 결합되고, 상기 외부바퀴의 내주면을 따라 회전하는 내부바퀴;
일정한 길이로 형성되어 상기 내부바퀴의 하단 가장자리 부분을 관통하여 상기 내부바퀴에 외측으로 돌출되는 편심회전축;
소정의 두께와 높이를 가지는 플레이트 형상으로 지면을 기준으로 세워지고, 상기 내부바퀴의 외측으로 돌출된 상기 편심회전축에 결합되는 프레임지지대; 및
일측 끝단이 상기 내부바퀴의 외주면 일측에 결합하고, 타측 끝단이 상기 편심회전축에 결합되는 스프링부재를 포함하고,
단차가 있는 장애물에 부딪치는 경우, 상기 내부바퀴와 상기 편심회전축은 상기 스프링부재가 허용하는 일정한 각도 내에서 회전하고, 상기 프레임지지대를 공중으로 들어올렸을 때, 상기 편심회전축은 상기 스프링부재에 의해 상기 내부바퀴의 하단 부분에 위치하도록 자세 유지되는 장애물을 오르는 바퀴.
외부바퀴;
상기 외부바퀴의 안쪽으로 이탈되지 않도록 결합되고, 상기 외부바퀴의 내주면을 따라 회전하는 내부바퀴;
일정한 길이로 형성되어 상기 내부바퀴의 하단 가장자리 부분을 관통하여 상기 내부바퀴에 외측으로 돌출되는 편심회전축;
상기 내부바퀴의 일면 또는 양면에 밀착되어 결합된 일정 형상의 내부바퀴 지지대;
소정의 두께와 높이를 가지는 플레이트 형상으로 지면을 기준으로 세워지고, 상기 내부바퀴의 외측으로 돌출된 상기 편심회전축에 결합되는 프레임지지대; 및
일측 끝단이 상기 내부바퀴 지지대의 외주면 일측에 결합하고, 타측 끝단이 상기 프레임지지대에 결합되는 스프링부재를 포함하고,
단차가 있는 장애물에 부딪치는 경우, 상기 내부바퀴와 상기 편심회전축은 상기 스프링부재가 허용하는 일정한 각도 내에서 회전하고, 상기 프레임지지대를 공중으로 들어올렸을 때, 상기 편심회전축은 상기 스프링부재에 의해 상기 내부바퀴의 하단 부분에 위치하도록 자세 유지되는 장애물을 오르는 바퀴.
외부바퀴;
상기 외부바퀴의 안쪽으로 이탈되지 않도록 결합되고, 상기 외부바퀴의 내주면을 따라 회전하는 내부바퀴;
일정한 길이로 형성되어 상기 내부바퀴의 하단 가장자리 부분을 관통하여 상기 내부바퀴에 외측으로 돌출되는 편심회전축;
소정의 두께와 높이를 가지는 플레이트 형상으로 지면을 기준으로 세워지고, 상기 내부바퀴의 외측으로 돌출된 상기 편심회전축에 결합되는 프레임지지대; 및
일측 끝단이 상기 내부바퀴의 외주면 일측에 결합하고, 타측 끝단이 상기 프레임지지대에 결합되는 스프링부재를 포함하고,
단차가 있는 장애물에 부딪치는 경우, 상기 내부바퀴와 상기 편심회전축은 상기 스프링부재가 허용하는 일정한 각도 내에서 회전하고, 상기 프레임지지대를 공중으로 들어올렸을 때, 상기 편심회전축은 상기 스프링부재에 의해 상기 내부바퀴의 하단 부분에 위치하도록 자세 유지되는 장애물을 오르는 바퀴.
청구항 1 내지 청구항 5항 중 하나에 있어서,
상기 외부바퀴는 내측으로 제1 중공부를 형성한 링 형태의 제1 바퀴본체와, 상기 제1 바퀴본체의 내주면을 따라 회전홈을 형성하고, 상기 내부바퀴는 내측으로 제2 중공부를 형성하고, 상기 외부바퀴가 감싸는 링 형태이고, 상기 외부바퀴의 회전홈에 체결되어 상기 외부바퀴의 내주면을 따라 회전하는 장애물을 오르는 바퀴.
청구항 1 내지 청구항 5항 중 하나에 있어서,
상기 내부바퀴는 상기 외부바퀴에 대하여 자유 회전하고, 상기 외부바퀴의 회전 중에 장애물에 부딪치는 경우, 상기 외부바퀴의 이동 방향에 따라 상기 편심회전축이 상기 스프링부재가 허용하는 일정한 각도 내에서 회전하고, 상기 외부바퀴의 내주면을 따라 위로 상승하여 상기 편심고정축의 무게 중심이 상기 장애물의 상부 방향으로 이동하는 장애물을 오르는 바퀴.
청구항 1 내지 청구항 5항 중 하나에 있어서,
상기 편심회전축은 하나 이상의 회전베어링이 끼워져 결합되는 장애물을 오르는 바퀴.
청구항 1 내지 청구항 5항 중 하나에 있어서,
상기 내부바퀴는 상기 외부바퀴의 양측면 일측에 결합되어 상기 외부바퀴의 내주면과 측면을 따라 회전하는 장애물을 오르는 바퀴.
청구항 1에 있어서,
상기 편심회전축은 봉 형태로 일정한 길이로 형성되어 일측면을 관통한 제1 삽입홈을 형성하고,
상기 스프링부재는 일방향으로 감긴 코일 선의 일측 끝단이 절곡되어 상기 편심회전축의 제1 삽입홈에 끼워져 결합되고, 상기 코일 선의 타측 끝단이 상부 방향으로 연장되어 상기 내부바퀴에 형성된 제2 삽입홈에 삽입하여 결합하는 장애물을 오르는 바퀴.
청구항 10에 있어서,
상기 내부바퀴는 내측으로 제2 중공부를 형성한 링 형태로 구성되고, 2개의 원형의 제1 내부바퀴와 제2 내부바퀴가 합쳐져서 이루어지고, 상기 제1 내부바퀴와 상기 제2 내부바퀴의 사이의 공간에는 회전베어링과 상기 스프링부재가 상기 편심회전축에 끼워져 위치하고,
상기 편심회전축은 상기 코일 선의 일측 끝단이 상기 제1 삽입홈에 끼워져 결합하고, 상기 코일 선의 타측 끝단이 상기 제2 내부바퀴의 제2 삽입홈에 삽입하여 결합하는 장애물을 오르는 바퀴.
청구항 2에 있어서,
상기 편심회전축은 봉 형태로 일정한 길이로 형성되어 일측면을 관통한 제1 삽입홈을 형성하고,
상기 내부바퀴 지지대는 외부면에 일정 형상의 스프링 결합구를 형성하고,
상기 스프링부재는 일방향으로 감긴 코일 선의 일측 끝단이 절곡되어 상기 편심회전축의 제1 삽입홈에 끼워져 결합되고, 상기 코일 선의 타측 끝단이 일정 길이로 연장되어 상기 내부바퀴 지지대의 스프링 결합구에 삽입하여 결합하는 장애물을 오르는 바퀴.
청구항 3에 있어서,
상기 편심회전축은 봉 형태로 일정한 길이로 형성되어 일측면을 관통한 제1 삽입홈을 형성하고,
상기 내부바퀴는 외부면에 일정 형상의 스프링 결합구를 형성하고,
상기 스프링부재는 일방향으로 감긴 코일 선의 일측 끝단이 절곡되어 상기 편심회전축의 제1 삽입홈에 끼워져 결합되고, 상기 코일 선의 타측 끝단이 일정 길이로 연장되어 상기 내부바퀴의 스프링 결합구에 삽입하여 결합하는 장애물을 오르는 바퀴.
청구항 4에 있어서,
상기 내부바퀴 지지대는 외부면에 일정 형상의 스프링 결합구를 형성하고,
상기 프레임지지대는 내측면 일측에 홈이 형성된 지지대 결합구를 형성하고,
상기 스프링부재는 일방향으로 감긴 코일 선의 일측 끝단이 절곡되어 상기 스프링 결합구에 끼워져 결합되고, 상기 코일 선의 타측 끝단이 일정 길이로 연장되어 상기 프레임지지대의 지지대 결합구에 삽입하여 결합하는 장애물을 오르는 바퀴.
청구항 5에 있어서,
상기 내부바퀴는 외부면에 일정 형상의 스프링 결합구를 형성하고,
상기 프레임지지대는 내측면 일측에 홈이 형성된 지지대 결합구를 형성하고,
상기 스프링부재는 일방향으로 감긴 코일 선의 일측 끝단이 절곡되어 상기 스프링 결합구에 끼워져 결합되고, 상기 코일 선의 타측 끝단이 일정 길이로 연장되어 상기 프레임지지대의 지지대 결합구에 삽입하여 결합하는 장애물을 오르는 바퀴.