KR20230142294A

KR20230142294A - 휠체어용 구동장치

Info

Publication number: KR20230142294A
Application number: KR1020220041370A
Authority: KR
Inventors: 금동옥; 심우정; 조성현; 양승우
Original assignee: 주식회사 휠라인
Priority date: 2022-04-01
Filing date: 2022-04-01
Publication date: 2023-10-11
Also published as: WO2023191187A1

Abstract

본 발명은 전기의 동력으로 주행할 수 있는 휠체어용 구동장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 탑승자가 탑승하는 탑승부와 상기 탑승부의 양측부에 각각 바퀴를 마련한 휠체어용 구동장치에 있어서, 상기 탑승부의 일측부에 마련된 몸체부, 상기 몸체부의 일측부에 마련되고 동력을 발생시키는 동력부, 상기 동력부와 연결되며, 상기 몸체부에 회전 가능하게 마련되고, 상기 바퀴와 구름접촉하여 상기 동력부의 동력을 상기 바퀴에 전달하는 동력 풀리부, 상기 몸체부에 회전 가능하게 마련되고, 상기 바퀴와 구름접촉하며, 상기 동력 풀리부로부터 동력을 전달받아 상기 바퀴에 동력을 전달하는 보조 풀리부 및 상기 동력 풀리부와 상기 보조 풀리부를 연결하는 동력 연결부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

휠체어용 구동장치{DRIVING DEVICE FOR WHEELCHAIR}

본 발명은 휠체어용 구동장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 전기의 동력으로 주행할 수 있는 휠체어용 구동장치에 관한 것이다.

일반적으로 휠체어는 양측 바퀴 외측에 형성된 링형의 손잡이휠이 형성되어 있어 이를 손으로 굴려서 휠체어를 이동시킬 수 있는 구조로 되어 있다.

이러한 종래의 휠체어는 손으로 손잡이휠을 굴려서 휠체어를 이동시키기에 평지의 이동이나 짧은 거리의 이동 시에 불편함이 없을 수도 있지만 가파른 경사길의 이동이나 긴 거리의 이동 시에는 탑승자의 체력에 부담을 줄 수 있다. 또한 다리와 함께 팔 또는 손 등의 사용이 불편한 사용자는 손을 사용하여 휠체어를 이동하는 것 또한 힘들다는 문제점이 있었다.

따라서 수동으로 손잡이휠을 굴려서 휠체어를 이동시키는 데에 상당한 부담과 불편을 가질 수 있는 사용자를 위하여 전동을 이용하여 휠체어를 편리하게 구동시켜 사용할 수 있도록 한 전동식 휠체어가 개발되었다.

대한민국 공개실용신안공보 실1999-0038874호에는 종래의 휠체어의 전동장치에 대해 기재되어 있다.

이러한 종래의 전동식 휠체어는 전동 모터의 동력으로 휠체어의 바퀴를 회전 시키는 방식으로 풀리를 사용하여 바퀴에 전동 모터의 동력을 전달하였다.

하지만 휠체어가 가파른 경사길 등을 주행하기 위한 충분한 동력을 바퀴에 전달하기 위해선 전동 모터의 토크를 충분한 세기로 늘리고 전동 모터의 동력을 바퀴에 최대한 많이 전달하기 위해 풀리의 크기를 크게 형성하여 마찰력을 늘려야 했다. 그런데 전동 모터의 회전수는 고정되어 있고, 휠체어의 속도를 보장하는 휠과 풀리의 직경 비율은 정해져있다. 이러한 정해진 크기의 풀리는 휠과 풀리가 미끄러짐에 따른 일명 헛바퀴 현상으로 인한 휠타이어의 마모를 발생시킴과 함께 동력전달이 되지 않는 현상을 발생시키는 문제점이 있었다.

그리고 휠체어 바퀴를 돌리는 토크 또한 작아서 휠체어가 높은 경사를 오르지 못하는 문제점이 있었다.

결론적으로 상술한 종래의 휠체어 동력 전달 시스템은 풀리가 커지면 헛바퀴 현상은 방지할 수 있으나 직경을 크게함으로 인한 휠을 회전시키기 위한 토크가 더 필요하여 전동 모터의 용량과 무게가 무거워지는 문제점이 있었다. 반대로 풀리를 작게하면 작은 토크로 큰 동력전달은 가능하나 풀리와 휠이 미끄러지는 문제로 동력전달이 되지 않는 문제점이 있었다.

이와같이 종래의 전동식 휠체어는 전동장치의 무게가 상당히 무거운 문제점이 있었고, 전동장치를 가볍게 제작한 경우에는 경사 등판능력이 작고, 미끄러지며 타이어 마모가 많아 지체장애인 등의 사용자가 사용할 경우 사용환경이 크게 제한되는 문제점이 있었다.

또한 종래의 전동식 휠체어는 전동식 전용으로만 구성되어 수동으로의 사용시 수동전환의 불편은 물론 전동장치의 무게로 인한 중량으로 수동사용은 거의 불가능한 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 위와 같은 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 크기와 무게를 극소화하면서도 바퀴에 충분한 동력을 전달할 수 있는 휠체어용 구동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 간편하게 전동식 및 수동식으로의 전환을 할 수 있는 휠체어용 구동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어용 구동장치는 탑승자가 탑승하는 탑승부와 상기 탑승부의 양측부에 각각 바퀴를 마련한 휠체어용 구동장치에 있어서, 상기 탑승부의 일측부에 마련된 몸체부, 상기 몸체부의 일측부에 마련되고 동력을 발생시키는 동력부, 상기 동력부와 연결되며, 상기 몸체부에 회전 가능하게 마련되고, 상기 바퀴와 구름접촉하여 상기 동력부의 동력을 상기 바퀴에 전달하는 동력 풀리부, 상기 몸체부에 회전 가능하게 마련되고, 상기 바퀴와 구름접촉하며, 상기 동력 풀리부로부터 동력을 전달받아 상기 바퀴에 동력을 전달하는 보조 풀리부 및 상기 동력 풀리부와 상기 보조 풀리부를 연결하는 동력 연결부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 보조 풀리부는 상기 동력 풀리부에 비해 둘레의 크기를 크게 형성할 수 있다.

상기 보조 풀리부는 복수 개로 형성될 수 있다.

상기 동력 연결부는 풀리 벨트로 형성되어 상기 동력 풀리부의 동력을 상기 보조 풀리부로 전달할 수 있다.

상기 동력 연결부는 풀리 기어로 형성되어 상기 동력 풀리부의 동력을 상기 보조 풀리부로 전달할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어용 구동장치는 상기 몸체부를 상기 바퀴측 또는 상기 바퀴의 반대측으로 이동시키는 조작부를 포함할 수 있다.

상기 조작부는 상기 탑승부의 일측부에 고정된 고정부와, 상기 고정부의 단부에 선회 가능하게 연결된 조작 레버와, 상기 고정부에 일단부를 선회 가능하게 연결하고, 타단부를 상기 몸체부에 선회 가능하게 연결된 선회부와, 상기 조작 레버의 단부에 일단부를 선회 가능하게 연결하고, 타단부를 상기 선회부에 선회 가능하게 연결한 링크부를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어용 구동장치는 구동부의 크기와 무게를 극소화하면서도 구동부의 동력을 바퀴로 효율적으로 전달할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어용 구동장치는 간편한 조작으로 구동부와 바퀴의 접촉 여부를 조작할 수 있어 전동식 및 수동식으로의 전환을 쉽게 할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어용 구동장치는 감속기 등과 같은 부품을 제거하여 동력 전달 효율을 향상시키면서도 부품을 단순화하고 비용을 절감하는 효과가 있다.

본 발명에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어용 구동장치는 동력을 전달하는 풀리의 소음을 줄이는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 휠체어용 구동장치가 휠체어의 프레임에 장착된 것을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1을 우측면에서 도시한 우측면도이다.
도 3은 도 1을 좌측면에서 도시한 좌측면도이다.
도 4는 도 1에서 본 발명의 제1 실시예에 따른 휠체어용 구동장치를 선회 이동하여 바퀴의 반대측으로 이동시킨 것을 도시한 사용상태도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 휠체어용 구동장치가 휠체어의 바퀴에 장착된 것을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 휠체어용 구동장치가 휠체어의 바퀴에 장착된 것을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 7은 도 6에서 몸체부, 동력 풀리부, 보조 풀리부 및 동력 연결부만을 도시한 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 휠체어용 구동장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 휠체어용 구동장치가 휠체어의 프레임에 장착된 것을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1을 좌측면에서 도시한 좌측면도이고, 도 3은 도 1을 우측면에서 도시한 우측면도이고, 도 4는 도 1에서 본 발명의 제1 실시예에 따른 휠체어용 구동장치를 선회 이동하여 바퀴의 반대측으로 이동시킨 것을 도시한 사용상태도이고, 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 휠체어용 구동장치가 휠체어의 바퀴에 장착된 것을 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어용 구동장치(100)는 몸체부(110), 동력부(120), 동력 풀리부(130), 보조 풀리부(140) 및 동력 연결부(150)를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어용 구동장치(100)는 몸이 불편한 장애인, 환자, 노인 등과 같은 탑승자가 탑승하여 이동하기 위한 수단인 휠체어에 장착될 수 있다.

휠체어는 탑승자가 탑승하는 탑승부와 탑승부의 양측부에 각각 설치되어 바닥을 지지하는 한 쌍의 바퀴를 형성할 수 있다. 휠체어는 한 쌍의 바퀴의 회전에 의해 바닥을 주행할 수 있다.

구동장치(100)는 일 실시예로 탑승부의 일측부에 형성되고, 한 쌍의 바퀴 중 어느 하나의 바퀴(1)에 동력을 전달하여 바퀴(1)를 회전시킴에 따라 휠체어를 주행하게 할 수 있다.

몸체부(110)는 탑승부의 일측부에 형성된 프레임(2)에 장착될 수 있다. 몸체부(110)는 조작부(160)에 의해 프레임(2)에 결합될 수 있다. 또한 조작부(160)는 탑승자의 조작에 의해 몸체부(110)를 바퀴(1)측 또는 바퀴(1)의 반대측으로 이동시킬 수 있다. 이러한 조작부(160)는 고정부(161), 조작 레버(163), 링크부(165) 및 선회부(167)를 형성할 수 있다.

고정부(161)는 프레임(2)에 고정되게 체결될 수 있다. 조작 레버(163)는 고정부(161)의 단부에 일측 및 타측으로 선회 가능하게 연결될 수 있다. 링크부(165)는 일단부를 조작 레버(163)의 단부에 선회 가능하게 연결하고, 타단부를 선회부(167)에 선회 가능하게 연결할 수 있다. 선회부(167)는 일단부를 고정부(161)에 선회 가능하게 연결하고, 타단부를 몸체부(110)에 선회 가능하게 연결할 수 있다.

탑승자가 조작부(160)의 조작 레버(163)를 조작하여 일측으로 선회 이동하면 몸체부(110)가 바퀴(1)측으로 이동하고, 몸체부(110)에 형성된 동력 풀리부(130)와 보조 풀리부(140)를 바퀴(1)에 구름접촉하게 할 수 있다. 그리고 동력 풀리부(130)는 동력부(120)로부터 동력을 전달 받아 회전하고 보조 풀리부(140)는 동력 풀리부(130)로부터 동력을 전달 받아 회전함으로써 전동식으로 휠체어를 주행하게 할 수 있다. 또한 도 4를 참고하여 조작 레버(163)를 타측으로 선회 이동하면 몸체부(110)가 바퀴(1)의 반대측으로 이동하고, 몸체부(110)에 형성된 동력 풀리부(130)와 보조 풀리부(140)를 바퀴(1)로부터 떨어지게 함으로써 탑승자가 수동으로 바퀴(1)를 주행하게 할 수 있다.

한편, 조작 레버(163)를 일측으로 선회 이동하여 몸체부(110)가 바퀴(1)측으로 이동한 상태에서 더욱 강하게 조작 레버(163)를 일측으로 선회 이동시키면 몸체부(110)에 형성된 동력 풀리부(130)와 보조 풀리부(140)가 바퀴(1)에 강하게 압착되면서 바퀴(1)의 작동을 멈추게하는 브레이크의 역할을 할 수도 있다.

동력부(120)는 몸체부(110)의 일측부에 결합되고, 동력을 발생시키는 전기 모터 등일 수 있다.

동력 풀리부(130)는 동력부(120)와 연결되어 동력부(120)에 의해 회전할 수 있도록 몸체부(110)에 회전 가능하게 형성될 수 있다. 동력 풀리부(130)는 휠체어의 바퀴(1)와 구름접촉하고, 동력부(120)의 동력을 바퀴(1)에 전달 할 수 있다. 일 실시예로 동력 풀리부(130)는 둘레부에 볼록한 복수 개의 주름부를 형성할 수 있다.

보조 풀리부(140)는 몸체부(120)에 회전 가능하게 형성되고, 바퀴(1)와 구름접촉할 수 있다. 그리고 보조 풀리부(140)는 동력 연결부(150)에 의해 동력 풀리부(130)로부터 동력을 전달받아 회전함에 따라 휠체어의 바퀴(1)에 동력을 전달할 수 있다. 보조 풀리부(140)는 1개로 형성되고, 둘레부에 볼록한 복수 개의 주름부를 형성할 수 있다. 그리고 도 1 내지 도 4를 참고하여 보조 풀리부(140)는 제1 실시예로 동력 풀리부(130)에 비해 둘레의 크기를 크게 형성할 수 있다. 또한 도 5를 참고하여 보조 풀리부(140)는 제2 실시예로 동력 풀리부(130)와 둘레의 크기를 동일하게 형성할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 휠체어용 구동장치는 동력 풀리부(130)와 보조 풀리부(140)의 개수를 극소화하여 소음을 줄이는 효과가 있다.

동력 연결부(150)는 풀리 벨트일 수 있다. 풀리 벨트는 일측부를 동력 풀리부(130)의 둘레부에 걸고, 타측부를 보조 풀리부(140)의 둘레부에 걸어서 동력 풀리부(130)와 보조 풀리부(140)를 연결할 수 있다. 이러한 방식으로 동력 연결부(150)는 동력을 동력 풀리부(130)로부터 보조 풀리부(140)로 전달할 수 있다. 또한 풀리 벨트는 바퀴(1)와 구름접촉함에 따라 접촉 면적을 확대하여 동력 전달율을 증가시킬 수 있다. 또한 제1 실시예와 같이 보조 풀리부(140)의 둘레의 크기를 동력 풀리부(130)에 비해 크게 형성하면 풀리 벨트와 바퀴(1)와의 접촉 면적을 증가시켜 동력 전달 효율을 극대화 할 수 있다.

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 휠체어용 구동장치가 휠체어의 바퀴에 장착된 것을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 7은 도 6에서 몸체부, 동력 풀리부, 보조 풀리부 및 동력 연결부만을 도시한 사시도이다.

도 6 및 도 7을 참고하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 구동장치(100)는 탑승부의 일측부에 형성되고, 한 쌍의 바퀴 중 어느 하나의 바퀴(1)에 동력을 전달하여 바퀴(1)를 회전시킴에 따라 휠체어를 주행하게 할 수 있다.

고정부(161)는 프레임(2)에 고정되게 체결될 수 있다. 조작 레버(163)는 고정부(161)의 단부에 일측 및 타측으로 선회 가능하게 연결될 수 있다. 링크부(165)는 일단부를 조작 레버(163)의 단부에 선회 가능하게 연결하고, 타단부를 선회부(157)에 선회 가능하게 연결할 수 있다. 선회부(167)는 일단부를 고정부(161)에 선회 가능하게 연결하고, 타단부를 몸체부(110)에 선회 가능하게 연결할 수 있다.

동력 풀리부(130)는 동력부(120)와 연결되어 동력부(120)에 의해 회전하고, 몸체부(110)에 회전 가능하게 형성될 수 있다. 동력 풀리부(130)는 휠체어의 바퀴(1)와 구름접촉하고, 동력부(120)의 동력을 바퀴(1)에 전달 할 수 있다.

보조 풀리부(140)는 몸체부(120)에 회전 가능하게 복수 개로 형성될 수 있다. 보조 풀리부(140)는 바퀴(1)와 구름접촉할 수 있다. 그리고 보조 풀리부(140)는 동력 연결부(150)에 의해 동력 풀리부(130)로부터 동력을 전달받아 회전함에 따라 휠체어의 바퀴(1)에 동력을 전달할 수 있다.

동력 연결부(150)는 복수 개의 풀리 기어일 수 있다. 복수 개의 풀리 기어는 각각 둘레부를 따라 볼록한 복수 개의 톱니 날을 형성할 수 있다. 복수 개의 풀리 기어는 동력 풀리부(130)의 일단 둘레부와 보조 풀리부(140)의 일단 둘레부에 각각 형성될 수 있다.

동력 풀리부(130)와 보조 풀리부(140)의 사이에는 연결 회전축(170)이 형성될 수 있다. 연결 회전축(170)은 몸체부(110)에 회전 가능하게 형성되고, 동력 풀리부(130) 및 보조 풀리부(140)에 비해 둘레의 크기를 작게 형성할 수 있다. 연결 회전축은(170) 일단 둘레부에 풀리 기어를 형성할 수 있다. 따라서 동력 풀리부(130)와 연결 회전축(170)과 보조 풀리부(140) 각각의 일단부에 형성된 풀리 기어는 서로 톱니 날을 물리면서 동력 풀리부(130)의 동력을 보조 풀리부(140)까지 전달 할 수 있다.

즉 동력 풀리부(130)와 복수 개의 보조 풀리부(140)는 각각 바퀴(1)와 구름접촉하고, 동력부(120)에 의해 동일한 방향으로 회전함에 따라 바퀴(1)를 회전시키는 방식으로 동력 풀리부(130)의 크기를 증가시키거나 동력부(120)의 토크를 증가시키지 않아도 풀리부와 바퀴(1)와의 접촉 면적을 증가시키는 방식으로 동력의 전달 효율을 극대화할 수 있다. 바람직하게는 1개의 동력 풀리부(130)와 2개의 보조 풀리부(140)를 형성하여 동력 전달 효율을 극대화할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 본 발명에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 휠체어용 구동장치는 구동부의 크기와 무게를 극소화하면서도 구동부의 동력을 바퀴로 효율적으로 전달할 수 있는 효과가 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 을 예시된 도면을 참고하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 실시가 가능하다.

1: 구동장치
2: 프레임
100: 구동장치
110: 몸체부
120: 동력부
130: 동력 풀리부
140: 보조 풀리부
150: 동력 연결부
160: 조작부
161: 고정부
163: 조작 레버
165: 링크부
167: 선회부
170: 연결 회전축

Claims

탑승자가 탑승하는 탑승부와 상기 탑승부의 양측부에 각각 바퀴를 마련한 휠체어용 구동장치에 있어서,
상기 탑승부의 일측부에 마련된 몸체부;
상기 몸체부의 일측부에 마련되고 동력을 발생시키는 동력부;
상기 동력부와 연결되며, 상기 몸체부에 회전 가능하게 마련되고, 상기 바퀴와 구름접촉하여 상기 동력부의 동력을 상기 바퀴에 전달하는 동력 풀리부;
상기 몸체부에 회전 가능하게 마련되고, 상기 바퀴와 구름접촉하며, 상기 동력 풀리부로부터 동력을 전달받아 상기 바퀴에 동력을 전달하는 보조 풀리부; 및
상기 동력 풀리부와 상기 보조 풀리부를 연결하는 동력 연결부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 휠체어용 구동장치.
청구항 1에 있어서,
상기 보조 풀리부는 상기 동력 풀리부에 비해 둘레의 크기를 크게 형성하는 것을 특징으로 하는 휠체어용 구동장치.
청구항 1에 있어서,
상기 보조 풀리부는 복수 개로 형성되는 것을 특징으로 하는 휠체어용 구동장치.
청구항 1에 있어서,
상기 동력 연결부는 풀리 벨트로 형성되어 상기 동력 풀리부의 동력을 상기 보조 풀리부로 전달하는 것을 특징으로 하는 휠체어용 구동장치.
청구항 1에 있어서,
상기 동력 연결부는 풀리 기어로 형성되어 상기 동력 풀리부의 동력을 상기 보조 풀리부로 전달하는 것을 특징으로 하는 휠체어용 구동장치.
청구항 1에 있어서,
상기 몸체부를 상기 바퀴측 또는 상기 바퀴의 반대측으로 이동시키는 조작부를 포함하는 것을 특징으로 하는 휠체어용 구동장치.
청구항 6에 있어서,
상기 조작부는,
상기 탑승부의 일측부에 고정된 고정부와,
상기 고정부의 단부에 선회 가능하게 연결된 조작 레버와,
상기 고정부에 일단부를 선회 가능하게 연결하고, 타단부를 상기 몸체부에 선회 가능하게 연결된 선회부와,
상기 조작 레버의 단부에 일단부를 선회 가능하게 연결하고, 타단부를 상기 선회부에 선회 가능하게 연결한 링크부를 포함하는 것을 특징으로 하는 휠체어용 구동장치.