KR20000068021A - 휠체어 - Google Patents

Abstract

한쌍의 동륜과, 그 동륜의 앞뒤에 각각 배치하는 캐스터를 차체 프레임에 설치하여 휠체어의 방향을 정지위치에서 회전가능하게 한 휠체어에 있어서, 차체 프레임과 동륜 사이에 차체 프레임의 상부부분에 일단을 요동 가능하게 연결하고, 또한 다른 일단에 상기 동륜을 회전 가능하게 축지지하는 링크부재를 설치하고, 동륜의 회전축은 적어도 앞부분 캐스터가 단차에 다다르기 전 상태에서는 차체 프레임으로의 링크부재의 연결점보다 후방측에 배치되어 있는 휠체어이다. 그렇기 때문에 휠체어의 전진주행시 앞부분 캐스터가 단차에 다다랐을 때, 차체 프레임과 링크부재의 연결점을 중심으로 하여 링크부재가 회동됨으로써 앞부분 캐스터와 동륜의 간격이 좁아짐과 동시에, 뒷부분 캐스터를 지지점으로 하여 차체 프레임의 전방측이 들어올려지기 때문에 단차 상면에 앞부분 캐스터가 올라앉아 단차넘기가 달성된다.

Description

휠체어{WHEELCHAIR}

본 발명은 한 쌍의 동륜과 그 동륜의 앞뒤에 각각 배치된 캐스터를 차체 프레임에 설치하여 휠체어의 방향을 정지위치에서 회전가능하게 한 휠체어에 관한 것으로, 특히 소회전 주행을 가능하게 하기 위해 차륜의 지름을 가급적 작게 해도 주행시 이용자에게 불안감을 주지 않고 쉽게 단차를 넘어갈 수 있도록 연구한 휠체어에 관한 것이다

도 1은 본 발명에 따른 전동휠체어의 제1실시형태의 외관을 도시한 사시도,

도 2는 도 1의 전동휠체어의 측면도,

도 3은 도 1의 전동휠체어의 주요부를 이루는 대차기구의 외관을 도시한 사시도,

도 4는 도 1의 전동휠체어의 주요부를 이루는 대차기구를 일부 생략하여 도시한 분해사시도,

도 5는 도 1의 전동휠체어의 주요부를 이루는 대차기구의 측면도,

도 6은 도 1의 전동휠체어의 주요부를 이루는 대차기구의 정면도,

도 7은 스프링 수단의 사시도,

도 8은 스프링 수단의 정면도,

도 9는 스프링 수단의 측면도,

도 10은 도 1의 전동휠체어의 전진시 단차넘기의 작용설명도,

도 11은 도 1의 전동휠체어의 후퇴시 단차넘기의 작용설명도,

도 12는 본 발명에 따른 전동휠체어의 제2 실시형태의 구성을 도시한 측면도,

도 13은 도 12의 전동휠체어의 정면도,

도 14는 도 12의 전동휠체어의 좌석을 떼어낸 상태에서 도시한 평면도,

도 15는 도 12의 전동휠체어의 전진시 단차넘기 전후의 상태도,

도 16은 도 12의 전동휠체어의 후퇴시 단차넘기 전후의 상태도,

도 17은 도 12의 전동휠체어의 전진시 단차넘기의 작용설명도,

도 18은 도 12의 전동휠체어의 후퇴시 단차넘기의 작용설명도이다.

노령화 사회를 맞이하고 있는 요즘, 신축되는 가옥은 고령자가 거주하기 쉽도록 인접한 방 사이의 경계 등에 가능한 한 단차가 없도록 고안되며 또한 가정용 엘리베이터를 설치하여 각 층을 걸어서 오르내리지 않아도 되도록 연구하는 경향이 높아지고 있다.

한편 고령자 중에는 다소의 보행은 가능하지만 현재 위치에서 상당히 떨어진 목적위치까지는 보행 이동이 어려운 사람도 많다.

이러한 상황하에서 고령자 등 신체적인 경장애자가 이용하기 쉬운 실내용 전동휠체어가 요청되게 되었다. 또 일반적으로 보급하고 있는 전동휠체어의 대부분은 신체적인 중장애자를 대상으로 한 것으로서 대형이고 소회전 주행이 불가능한 구조로 되어 있다.

그리하여 먼저 본건출원의 공동출원인인 주식회사 유니캄은 한쌍의 동륜과 그동륜의 앞뒤에 각각 배치된 캐스터를 차체 프레임에 설치하여 휠체어의 방향을 정지위치에서 회전 가능하게 한 실내용 전동휠체어를 개발하여 일본의지장구(義肢裝具)학회지 Vol.9, No.2(1993)에 발표하였다.

이 실내용 전동휠체어는 휠체어의 방향을 정지위치에서 회전시킬 수 있으며, 휠체어 전체가 소형이기 때문에 예컨대 가정용 엘리베이터같이 좁은 공간내에서 엘리베이터 벽면에 닿지 않고 휠체어의 방향을 바꿀 수 있으며 또한 차륜의 지름을 가급적 작게 했기 때문에 소회전 주행이 가능하다.

그러나 먼저 본건출원의 공동출원인인 주식회사 유니캄이 개발한 실내용 전동휠체어에 채용한 단차넘기 기구는 급발진에 따른 후방으로의 관성을 이용하여 앞부분 캐스터를 들어올려 단차를 넘는 것이다. 이 때문에 단차넘기에 있어서 다음과 같은 문제점이 있었다.

(1) 휠체어의 주행속도를 급격히 상승시킴으로써 이용자가 불안감을 느끼게 된다.

(2) 단차넘기 후 바로 휠체어를 주행정지상태로 하지 않으면, 좁은 통로 등에서는 벽면에 휠체어나 이용자가 부딪칠 우려가 있다.

(3) 단차넘기할 때 통상 주행시와는 다른 조작이 필요하며, 사용성이 고령자에게 적합하지는 않다.

본 발명은 상기 문제점에 착안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 소회전 주행을 가능하게 하기 위해서 차륜의 지름을 가급적 작게 한 휠체어에 있어서 주행시 이용자에게 불안감을 주지 않고 쉽게 단차넘기가 가능한 휠체어를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 제1발명은 한 쌍의 동륜과 그 동륜의 앞뒤에 각각 배치한 캐스터를 차체 프레임에 설치하여 휠체어의 방향을 정지위치에서 회전 가능하게 한 휠체어에 있어서, 상기 차체 프레임과 상기 동륜 사이에 상기 차체 프레임의 상부 부분에 일단을 요동 가능하게 연결하고 또한 다른 일단에 상기 동륜을 회전가능하게 축지지하는 링크부재를 설치하며, 상기 동륜의 회전축은 적어도 상기 앞부분 캐스터가 단차에 이르기 전의 상태에서는 상기 차체 프레임으로의 링크부재의 연결점보다 후방측에 배치되어 있다.

이에 따라 휠체어의 전진 주행시에 앞부분 캐스터가 단차에 다다랐을 때, 차체 프레임과 링크부재와의 연결점을 중심으로 하여 링크부재가 회동됨으로써 앞부분 캐스터와 동륜과의 간격이 좁아지며, 동시에 뒷부분 캐스터를 지지점으로 하여 차체 프레임의 전방측이 들리기 때문에 단차의 상면에 앞부분 캐스터가 걸려 단차 넘기가 달성되는 휠체어가 된다.

또한 본 발명의 제1발명은 상술한 개량된 휠체어에 있어서 상기 링크부재와 상기 차체 프레임 사이에 그 링크 부재에 대해 눌러내리는 힘을 가하는 제1스프링 수단과, 그 링크 부재에 대해 윗쪽으로 밀어올리는 힘을 가하는 제2스프링 수단을 설치하고, 상기 제2스프링 수단은 상기 차체 프레임에 대하여 그 차체 프레임의 전후방향으로 변위 가능하게 연결된 제1브래킷과, 상기 링크 부재에 연결된 제2브래킷과, 그 각 브래킷 사이에 설치된 인장스프링을 구비하며, 상기 인장스프링은 상기 제1스프링 수단보다도 큰 탄발력을 구비하여 통상은 제1브래킷과 제2브래킷을 서로 접촉된 상태로 유지시키고 있으며, 또한 상기 제1, 제2 브래킷이 서로 접촉하고 있는 상태에서의 상기 제2스프링 수단의 길이는 제2브래킷이 상기 차체 프레임에 대한 전진단(前進端)에 위치하여 상기 제1스프링 수단에 의한 상기 링크부재의 아래쪽으로의 요동을 저지하고 있는 상태에서 상기 동륜이 바닥에 접촉하였을 때의 길이에 대략 일치하도록 설정하여 이루어진다.

이로써 동륜을 강하게 바닥에 접촉시킬 수 있으며 동시에 앞부분 캐스터가 바닥에서 크게 떠오르는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 제2발명은 한쌍의 동륜과 그 동륜의 앞뒤에 각각 배치된 캐스터를 차체 프레임에 설치하여 휠체어의 방향을 정지위치에서 회전 가능하게 한 휠체어에 있어서, 상기 차체 프레임과 상기 동륜 사이에 상기 차체 프레임의 상부 부분에 일단을 요동 가능하게 연결한 상태로 하고 다른 일단에 상기 동륜을 회전가능하게 축지지한 상태로 하는 제1및 제2 링크부재를 설치하고,, 상기 동륜의 회전축은 적어도 상기 앞부분 캐스터가 단차에 다다르기 전 상태에서는 상기 차체 프레임으로의 제1 링크부재의 연결점보다 후방측에 배치되고, 또한 적어도 상기 뒷부분 캐스터가 단차에 다다르기 전 상태에서는 상기 차체 프레임으로의 제2 링크부재의 연결점보다 전방측에 배치되어 휠체어의 전진 주행시 단차를 넘을 때에는 상기 제1 링크부재가 선택되고, 또한 휠체어의 후퇴주행시 단차를 넘을 때에는 상기 제2 링크부재가 선택되도록 상기 제1, 제2 링크부재의 전환이 이루어지는 구성이다.

이로써 다음과 같은 휠체어가 된다.

(1) 휠체어의 전진주행시에 앞부분 캐스터가 단차에 다다랐을 때, 차체 프레임과 제1 링크부재의 연결점을 중심으로 하여 제1 링크부재가 회동됨으로써 앞부분 캐스터와 동륜의 간격이 좁아지고 동시에 뒷부분 캐스터를 지지점으로 하여 차체 프레임의 전방측이 들어올려지기 때문에 단차의 상면에 앞부분 캐스터가 올라앉아 단차넘기가 달성된다.

(2) 휠체어의 후퇴주행시 뒷부분 캐스터가 단차에 다다랐을 때 차체 프레임과 제2 링크부재의 연결점을 중심으로 하여 제2 링크부재가 회동됨으로써 뒷부분 캐스터와 동륜의 간격이 좁아짐과 동시에 앞부분 캐스터를 지지점으로 하여 차체 프레임의 후방측이 들어올려지기 때문에 단차의 표면에 뒷부분 캐스터가 올라앉아 단차넘기가 달성된다.

또한 본 발명의 제2발명은 상술한 개량된 휠체어에 있어서 상기 제1 링크부재는 미리 상기 차체 프레임의 상부 부분에 일단을 요동 가능하게 연결시켜두고, 또한 상기 제2 링크부재는 상기 차체 프레임의 상부부분에 요동 가능하게 연결된 상태인 일단을 상기 제1 링크부재의 다른 일단에 미리 연결해 놓음과 동시에, 휠체어의 후퇴주행시 단차를 넘을 때에는 상기 차체 프레임에 대해 상기 제1 링크부재를 고정시켜 상기 제2 링크부재의 다른 일단으로 상기 동륜을 회전 가능하게 축지지시킨 상태로 하는 제1스토퍼와, 휠체어의 전진주행시 단차를 넘을 때에는 상기 제1, 제2 링크부재를 서로 고정시켜 상기 제1 링크부재의 다른 일단으로 상기 동륜을 회전가능하게 축지지시킨 상태로 하는 제2스토퍼를 구비하고 있다.

이로써 휠체어가 전진하여 앞부분 캐스터가 단차에 다다른 시점을 기점으로 하여 제2스토퍼가 기능을 하기 때문에 제1 링크부재가 선택되어 전진주행시 단차넘기가 달성되며 또한 휠체어가 후퇴하여 뒷부분 캐스터가 단차에 다다른 시점을 기점으로 하여 제1스토퍼가 기능을 하기 때문에 제2 링크부재가 선택되어 후퇴주행시 단차넘기가 달성된다.

본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 첨부한 도면에 따라 이것을 설명한다.

도 1은 본 발명에 관한 전동휠체어의 제1실시형태의 외관을 도시한 사시도, 도 2는 도 1의 전동휠체어의 측면도, 도 3은 도 1의 전동휠체어의 주요부를 이루는 대차기구의 외관을 도시한 사시도, 도 4는 도 1의 전동휠체어의 주요부를 이루는 대차기구를 일부 생략하여 도시한 분해사시도, 도 5는 도 1의 전동휠체어의 주요부를 이루는 대차기구의 측면도, 도 6은 도 1의 전동휠체어의 주요부를 하는 대차기구의 정면도이다. 동 도면에 있어서 1은 동륜, 2는 앞부분 캐스터, 3은 뒷부분 캐스터, 4는 좌석, 5는 등받이, 6은 팔걸이, 7은 발받침대, 8은 발받침대 지지재, 9는 간호자용 핸들, 10은 차체 프레임, 11은 링크부재, 12는 조작부, 13은 조작레버, 14는 배터리, 15는 모터, 16은 감속기, 17은 핀, 18은 파이프, 19는 출력축, 20은 연결부, 21은 좌석설치용 파이프, 22는 인장스프링, 23은 스프링 수단이다.

이 전동휠체어는 차체 프레임(10)에 링크부재(11)를 개재하여 한쌍의 동륜(1)을 설치하고 또한 이 각 동륜(1)의 전후위치에 각 한쌍의 앞부분 캐스터(2) 및 뒷부분 캐스터(3)를 설치하고 있다. 이로써 각 동륜(1)의 회전중심간을 연결하는 선상의 거의 중간위치를 회전중심으로 하여 휠체어의 방향을 정지위치에서 회전가능한 대차기구를 구성하고 있다.

차체 프레임(10) 및 링크부재(11)를 도 3∼도 6을 참조하여 상세히 설명한다. 동 도에 도시한 바와 같이 차체 프레임(10)은 전방 프레임(10A), 중앙 프레임(10B) 및 후방 프레임(10C)으로 이루어져 있다. 전방 프레임(10A)과 후방 프레임(10C)은 각각 파이프를 구부린 구성으로 되어 있으며 각 파이프의 아래쪽으로 향한 선단부에 앞부분 캐스터(2)와 뒷부분 캐스터(3)가 설치되어 있다. 또한 중앙 프레임(10B)은 판재를 용접하여 상자형으로 형성되어 있으며, 이 중앙 프레임(10B)에 전방 프레임(10A)과 후방 프레임(10C)을 용접하여 그것들을 일체로 연결하고 있다.

전방 프레임(10A)은 수평방향으로 뻗은 지지 파이프(10a)를 구비하고 있으며 이 지지 파이프(10a)의 양측에 브래킷(10b)을 설치하여 이 브래킷(10b)에 링크부재(11)를 요동 가능하게 연결하고 있다.

링크부재(11)는 중앙부분을 수평으로 배치함과 동시에 그 양단부를 비스듬히 아래쪽으로 만곡시킨 파이프(11a)와, 이 파이프의 수평부분에 연결된 2개의 브래킷(11b)을 구비하고 있으며, 이 링크부재(11)의 브래킷(11b)과 전방 프레임(10A)의 브래킷(10b)을 핀(17)으로 연결함으로써 링크부재(11)가 핀(17)(연결점P)을 중심으로 하여 요동 가능하게 차체 프레임(10)에 연결된다. 바꾸어 말하면, 이 링크부재(11)는 차체 프레임(10)과 동륜(1) 사이에 차체 프레임(10)의 상부부분에 일단을 요동 가능하게 연결하고 또한 다른 일단에 동륜(1)을 회전가능하게 축지지하고 있다. 또한 동륜(1)의 회전축을 이루는 후술의 출력축(19)은 적어도 앞부분 캐스터(2)가 단차에 다다르기 전 상태에서는 차체 프레임(10)으로의 링크부재(11)의 연결점(P)보다 후방측에 배치되어 있다.

파이프(11a)의 양단부에는 각각 감속기(16)의 하우징을 고정하고 각 감속기(16)의 하우징은 파이프(18)에 의해 연결되어 있다. 또한 각 감속기(16)의 출력축(19)에 동륜(1)을 각각 설치함과 동시에 도시하지 않은 입력축에 각각 모터(15)를 연결하고 있다. 이 때문에 모터(15)를 정역 중 어느 한 방향으로 회전시킴으로써 감속기(16) 및 출력축(19)을 통해 각 동륜(1)을 정역 중 어느 한 방향으로 회전구동시킬 수 있다.

또한 각 감속기(16)의 상부에는 각각 배터리(14)를 탑재하여 각 배터리(14)에서 모터(15)로 전기를 공급할 수 있도록 함과 동시에 각 배터리(14)의 중량이 각 동륜(1)에 가해지도록 하고 있다.

또한 전방 프레임(10A)의 하부에 만곡된 파이프(10c)를 설치하고 있으며, 이 파이프(10c)와 지지 파이프(10a)의 중앙부에 대략 연직하방을 향해 설치한 연결부(20)를 좌석설치용 파이프(21)에 삽입하고 그 상태에서 도시하지 않은 연결핀에 의해 양자를 일체로 연결할 수 있도록 되어 있다.

또한 팔걸이(6)에는 조작부(12)가 설치되어 이 조작부(12)의 조작레버(13)를 조작함으로써 모터(15)를 구동제어할 수 있도록 되어 있다.

또한 본 실시형태에서는 차체 프레임(10)과 링크부재(11) 사이에 인장스프링(22)을 설치하여 이 인장스프링(22)에 의해 도 5에 도시한 바와 같이 링크부재(11)를 상기 연결점(P)을 중심으로 하여 반시계방향으로 회동시킴으로써 동륜(1)을 강하게 바닥에 접촉시키도록 하고 있다. 이로써 동륜(1)과 바닥 사이의 마찰력을 증대시켜 전진력이나 후퇴력을 증대시킬 수 있도록 하고 있다.

보다 구체적으로는, 링크부재(11)의 파이프(11a) 수평부분의 중앙부에 브래킷(11c)을 설치하고, 이 브래킷(11c)의 양측과 좌석설치용 파이프(21)에 설치한 브래킷(21a)의 양측 사이에 2개의 인장스프링(22)을 설치하고 있다.

이 구성에서, 인장스프링(22)의 인장력을 강하게 하면 동륜(1)을 강하게 바닥에 접촉시킬 수 있으나, 반면에 특히 빈차일 때 앞부분 캐스터(2)가 많이 떠 버려 이용자의 승차가 어려워진다.

이것을 방지하기 위해 차체 프레임(10)과 링크부재(11) 사이에 별도의 스프링 수단(23)을 설치하는데, 이 스프링 수단(23)은 인장스프링(22)에 의해 동륜(1)이 강하게 바닥에 접촉하는 것을 허용하면서 앞부분 캐스터(2)가 바닥으로부터 많이 뜨는 것을 방지할 수 있도록 되어 있다.

스프링수단(23)은 도 7의 사시도, 도 8의 정면도, 도 9의 측면도에 도시한 바와 같이 차체 프레임(10) 측에 연결되는 제1브래킷(24)과, 링크부재(11) 측에 연결되는 제2브래킷(25)을 구비하고 있다. 링크부재(11) 측의 제2브래킷(25)은 평판의 양측부분을 구부려 각각 구부림부(25a)를 형성하고 있으며 각 구부림부(25a)에서 선단측(도 8, 도 9의 위쪽)을 향하여 슬릿(25b)을 형성하고 있다.

다른쪽 제1브래킷(24)은 평판모양으로 형성되어 있으며 그 선단측(도 8, 도 9의 아래쪽)은 제2브래킷(25)의 구부림부(25a)들간의 간격에 일치시킨 좁은 폭부(24a)로서, 또한 반대측 기단측은 그보다 폭이 넓은 넓은 폭부(24b)로서 형성되어 있다. 또한 좁은 폭부(24a)를 제2브래킷(25)의 구부림부(25a) 사이에 슬라이딩 가능하도록 배치함과 동시에 넓은 폭부(24b)를 제2브래킷(25)의 슬릿부(25b)에 슬라이딩 가능하게 걸어맞추고 있다.

또한 제2브래킷(25)의 구부림부(25a)들 사이에 핀(26)을 설치함과 동시에 다른쪽 제1브래킷(24)에 구멍(24c)을 뚫어 이들 핀(26)과 구멍(24c) 사이에 인장스프링(27)을 설치함으로써 제1, 제2 브래킷(24), (25)을 근접시켜 평상시에는 좁은 폭부(24a)와 넓은 폭부(24b)의 단부(24d)를 상기 슬릿부(25b)의 단부에 맞닿도록 하고 있다.

또한 도 5에 도시한 바와 같이 제2브래킷(25)은 링크부재(11)에 핀(28)에 의해 요동 가능하도록 연결되어 있는데, 다른쪽 제1브래킷(24)은 도 3도∼도 5에 도시한 바와 같이 여기에 설치한 핀(29)을 중앙 프레임(10B)에 형성한 장공(30)에 걸어맞춤으로써 중앙 프레임(10B)에 대해 휠체어의 전후방향으로 변위 및 요동 가능하도록 연결되어 있다.

한편 상기 스프링수단(23)의 인장스프링(27)의 인장력은 상기 인장스프링(22)의 인장력보다 크게 설정하며, 이로써 상기 인장스프링(22)이 링크부재(11)를 상기 연결점(P)을 중심으로 하여 도 5의 반시계 방향으로 회전시키려는 데에 저항하여 링크부재(11)를 시계방향으로 회동시키게 된다.

또한 상기 스프링수단(23)의 인장스프링(27)이 압축될 때에는 제2브래킷(25)에 설치한 핀(28)은 상기 장공(30)의 앞쪽 단면(도 5의 위치)에 맞닿으며 이 상태에서 링크부재(11)를 시계방향으로 회동시키면 곧 상기 좁은 폭부(24a)와 넓은 폭부(24b)의 단부(24d)가 슬릿부(25b)의 단부에 맞닿기 때문에 링크부재(11)의 시계방향 회동이 정지된다. 이 상태에서는 뒷부분 캐스터(3)와 동륜(1)이 바닥에 접촉하고 앞부분 캐스터(2)는 약간 바닥에서 뜬 상태가 된다.

이러한 구성의 전동휠체어이기 때문에 도 10, 도 11에 기초하여 이하 설명하는 바와 같이 작용하여 단차넘기가 달성된다. 동륜(1)을 전진방향(도 10의 오른쪽방향)으로 회전구동시키면 링크부재(11)에는 그 길이방향을 따라 윗경사방향으로 밀어올리는 힘(F)이 작용하기 때문에 차체 프레임(휠체어)(10)은링크부재(11)의 전진방향의 분력(f1)에 의해 전진주행할 수 있다.

한편, 동륜(1)을 후퇴방향으로 회전구동시킬 때에는 링크부재(11)는 아래경사 방향으로 끌어당겨지며, 이로써 차체 프레임(10)은 링크부재(11)의 후퇴방향의 분력에 의해 후퇴주행할 수 있다.

휠체어가 전진주행하고 있을 때에는 앞부분 캐스터(2)가 예컨대 이 캐스터직경의 1/2 높이의 단차에 다다르면 앞부분 캐스터(2)의 전진이 저해된다. 이 상태에 있어서 동륜(1)이 계속해서 전진구동되면 앞부분 캐스터(2)의 전진이 저해되어 있기 때문에 동륜(1)의 전진력에 의해 링크부재(11)에 가해지는 윗경사방향의 힘(F)에 근거하는 상방향 분력(f2)에 의해 차체 프레임(10)은 뒷부분 캐스터(3)를 중심으로 하여 도 10의 반시계방향으로 회동된다.

이 때문에 앞부분 캐스터(2)는 동륜(1)에 의한 전진방향의 분력(f1)을 받아 단차에 맞닿은 채 동륜(1)에 의한 상방향 분력(f2)을 받아 단차의 단면을 따라 윗쪽으로 들어 올려져 도 11에 도시한 바와 같이 단차넘기가 달성된다.

다음에 휠체어가 전진시 뿐 아니라 후퇴시에도 상기와 같은 원리로 단차넘기가 가능하도록 된 제2실시형태의 전동휠체어의 구성을, 도 12의 측면도, 도 13의 정면도, 도 14의 좌석을 떼어낸 상태에서 도시한 평면도에 기초하여 설명한다.

이 전동휠체어는 차체 프레임(10)에 링크부재를 개재하여 한쌍의 동륜(1)을 설치하고, 또 이 각 동륜(1)의 전후위치에 각 한쌍의 앞부분 캐스터(2) 및 뒷부분 캐스터(3)를 설치함으로써, 각 동륜(1)의 회전중심간을 연결하는 선상의 거의 중간위치를 회전중심으로 하여 휠체어의 방향을 정지위치에서 회전가능하게 대차기구를 구성하고 있다. 이 점에 관해서는 상기 제1실시형태와 동일하다.

그러나 상기 제1실시형태에서 사용한 링크부재(11)는, 휠체어의 전진주행시의 단차넘기만 가능하도록 구성한 것인데 반하여, 본 실시형태에서 사용한 링크부재는 휠체어의 후퇴주행시에도 단차넘기가 가능하도록 구성한 점에서 다르다.

즉, 본 실시형태에서는 링크부재로서 제1 링크부재(11A) 및 제2 링크부재(11B)의 조합을 사용하고 있다. 제1 링크부재(11A)는 미리 차체 프레임(10)의 상부부분의 P1점에서 일단을 핀(32)에 의해 요동 가능하도록 연결해 놓고 또한 제2 링크부재(11B)는 차체 프레임(10)의 상부부분에 요동 가눙하도록 연결한 상태로 한 일단(후퇴주행의 단차넘기시의 지지점이 되는 P2점에 일치되는 단부)을 제1 링크부재(11A)의 다른 일단에 핀(33)으로 미리 연결해 놓는다. 이 연결구성은 휠체어의 단차넘기를 가능하게 하기 위한 것이다.

또한 동륜(1)의 회전축은 적어도 앞부분 캐스터(2)가 단차에 다다르기 전 상태에서는 차체 프레임(10)으로의 제1 링크부재(11A)의 연결점보다 후방측에 배치되고, 또한 적어도 뒷부분 캐스터(3)가 단차에 다다르기 전 상태에서는 차체 프레임(10)으로의 제2 링크부재(11B)의 연결점(핀(33))보다 전방측에 배치되어 있다.

덧붙여, 휠체어의 전진주행시 단차를 넘을 때에는 제1 링크부재(11A)가 선택되고, 또한 휠체어의 후퇴주행시 단차를 넘을 때에는 제2 링크부재(11B)가 선택되도록 제1, 제2 각 링크부재(11A), (11B)의 전환이 이루어지는 구성으로 되어 있다.

이 전환을 위해 본 실시형태에서는 휠체어의 후퇴주행시 단차를 넘을 때에는, 차체 프레임(10)에 대해 제1 링크부재(11A)를 고정시켜 제2 링크부재(11B)의 다른 일단에 동륜(1)을 회전가능하게 축지지시킨 상태로 하는 제1스토퍼(11C)(차체 프레임(10)의 상부 파이프부분(10n)의 하면에서 제1 링크부재(11A)와 제2 링크부재(11B)를 연결하는 핀(33)의 상사점이 되는 P2점의 높이위치)를 사용한다.

또한 휠체어의 전진주행시 단차를 넘을 때에는 제1, 제2 링크부재(11A), (11B)를 서로 고정시켜 제1 링크부재(11A)의 다른 일단에 동륜(1)을 회전 가능하게 축지지시킨 상태로 하는 제2스토퍼(11D)를 사용한다. 제1, 제2 각 링크부재(11A), (11B)에는 제2스토퍼(11D)가 끼워지는 절단부분이 형성되어 있다.

따라서 휠체어가 전진 또는 후퇴주행시, 단차에 앞부분 캐스터(2) 또는 뒷부분 캐스터(3) 중 어느 하나가 다다른 시점을 기점으로 하여 제1, 제2 링크부재(11A), (11B)의 전환이 후술하는 바와 같이 이루어진다. 번호 31은 제2 링크부재 복구용 스프링이다.

또한, 본 실시형태에 있어서도 차체 프레임(10)과 링크부재(제1, 제2 각 링크부재(11A), (11B)의 조합) 사이에 인장스프링(22)을 설치하며, 이 인장스프링(22)에 의해 차체 프레임(10)과 제1 링크부재(11A)의 연결점 P1을 중심으로 하여 제1 링크부재(11A)를 반시계방향으로 회동시킴으로써 동륜(1)을 강하게 바닥에 접촉시키도록 하고 있다. 이에 따라 상기 제1실시형태와 마찬가지로 동륜(1)과 바닥 사이의 마찰력을 증대시켜 전진력이나 후퇴력을 증대할 수 있도록 하고 있다.

또한 빈차일 때 앞부분 캐스터(2)가 많이 떠올라, 이용자의 승차가 어려워지는 것을 방지하기 위해 차체 프레임(10)과 링크부재 사이에 별도의 스프링 수단(23)을 설치하는데, 이 스프링 수단(23)은 인장스프링(22)에 의해 동륜(1)이 강하게 바닥에 접촉하는 것을 허용하면서 앞부분 캐스터(2)가 바닥에서 많이 뜨는 것을 방지할 수 있도록 되어 있다. 또한 제1스토퍼(11C)에 의해 차체 프레임(10)에 대하여 제1 링크부재(11A)를 고정시킨 상태에서 제2 링크부재(11B)가 작용하고, 휠체어의 후퇴시 단차넘기를 달성한 상태에서는 제1 링크부재(11A)에 대해 제2 링크부재(11B)가 90°이상 열려진다. 이것은 단차를 넘은 후의 제2 링크부재 복구용 스프링(31)의 긴축력으로 제2 링크부재(11B)를 도 11과 같이 원위치로 복구시킴으로써 해결된다.

상술한 바와 같이 제2실시형태의 전동휠체어가 구성되어 있기 때문에 도 15a에 도시한 바와 같이 전진주행시 앞부분 캐스터(2)가 단차에 다다랐을 때 도 15b에 도시한 바와 같이 단차넘기를 할 수 있다. 또한 도 16a에 도시한 바와 같이 후퇴주행시 뒷부분 캐스터(3)가 단차에 다다랐을 때 도 16b에 도시한 바와 같이 단차넘기를 할 수 있다. 이하 단차넘기 작용에 대해 설명한다.

휠체어가 전진주행하고 있을 때 도 17a에 도시한 바와 같이 앞부분 캐스터(2)가 예컨대 이 캐스터직경의 1/2 높이의 단차에 다다라 이 상태에서 동륜(1)을 전진방향으로 회전구동시키면 제2스토퍼(11D)는 제1, 제2 각 링크부재(11A), (11B)를 서로 고정시켜 제1 링크부재(11A)의 다른 일단에 동륜(1)을 회전 가능하게 축지지시킨 상태로 한다. 이 때문에 제1 링크부재(11A)에는 그 길이 방향을 따라 윗경사방향으로 밀어올리는 힘(F)이 작용한다. 동시에 이 윗경사방향으로 밀어올리는 힘(F)에 기초해 상방향의 분력(f2)이 차체 프레임(10)에 가해지기 때문에 휠체어는 뒷부분 캐스터(3)를 중심으로 하여 들리도록 회동된다. 그 결과 앞부분 캐스터(2)가 단차 높이 이상 들어올려졌을 때 도 17b에 도시한 바와 같이 앞부분 캐스터(2)가 단차 상면에 착지하여 휠체어의 전진시 단차넘기가 달성된다.

한편, 휠체어가 후퇴주행하고 있을 때, 도 18a에 도시한 바와 같이 뒷부분 캐스터(3)가 예컨대 이 캐스터 직경의 1/2 높이의 단차에 다다라 이 상태에서 동륜(1)을 후퇴방향으로 회전구동시키면, 제1스토퍼(11C)는 차체 프레임(10)에 대하여 제1 링크부재(11A)를 고정시켜 제2 링크부재(11B)의 다른 일단에 동륜(1)을 회전가능하게 축지지시킨 상태로 한다. 이 때문에 제2 링크부재(11B)에는 그 길이방향을 따라 윗경사 방향으로 밀어올리는 힘이 작용한다. 동시에 이 윗경사 방향으로 밀어올리는 힘에 의한 상방향의 분력이 차체 프레임(10)에 가해지기 때문에 휠체어는 앞부분 캐스터(2)를 중심으로 하여 들어올려지도록 회동된다. 그 결과 뒷부분 캐스터(3)가 단차의 높이 이상까지 들어올려졌을 때 도 18b에 도시한 바와 같이 뒷부분 캐스터(3)가 단차 상면에 착지하여 휠체어의 후퇴주행시 단차넘기가 달성된다.

이로써 본 발명의 각 실시형태의 전동휠체어라면, 다소의 보행은 가능하더라도 현재 위치에서 꽤 떨어진 목적위치까지는 보행 이동하기 어려운 고령자 등 신체적인 경장애자가 이용할 수가 있으며, 또한 그 경로간에 단차가 존재하는 경우에도 용이하게 단차넘기를 달성할 수 있게 된다.

또 전술한 각 실시형태는 전동휠체어 뿐이지만 수동식 휠체어에 본 발명을 적용할 수 있는 것은 물론이다. 또한 전술의 각 실시형태에서는 한쌍의 동륜 앞뒤에 한쌍씩 캐스터를 배치하고 있는데, 앞뒤에 각 바퀴 1개씩이나 각 바퀴 3개씩으로 하거나 혹은 앞부분 캐스터를 바퀴 2개(한쌍)로, 뒷부분 캐스터를 바퀴 3개로 하는 등의 설계변경을 자유롭게 실시할 수 있다.

이상의 설명으로 알 수 있듯이 본 발명에 따르면, 소회전주행을 가능하도록 하기 위해 차륜의 지름을 가급적 작게 한 휠체어에 있어서 주행시 이용자에게 불안감을 주지 않고 쉽게 단차를 넘을 수 있는 휠체어를 제공할 수 있다.

Claims (4)

1. 한쌍의 동륜과, 그 동륜의 앞뒤에 각각 배치된 캐스터를 차체 프레임에 설치하여 휠체어의 방향을 정지위치에서 회전 가능하게 한 휠체어에 있어서,

   상기 차체 프레임과 상기 동륜 사이에, 상기 차체 프레임의 진행방향 앞부분의 상부 부분에 일단을 요동 가능하게 연결하고, 다른 일단에 상기 동륜을 회전가능하게 축지지하는 링크부재를 설치하고,

   상기 링크부재는 진행방향 앞부분의 캐스터가 단차에 닿아 그 캐스터가 멈춤 상태일 때, 상기 동륜의 구동회전으로, 멈춰진 캐스터와 동륜 사이를 좁히도록 상기 차체 프레임과의 연결점을 중심으로 하여 회동되고, 또한 상기 멈춰 있던 캐스터의 단차넘기로 그 캐스터의 멈춤이 해제된 상태일 때, 그 캐스터와 동륜 사이를 원래의 배치상태로 되돌리도록 상기 연결점을 중심으로 하는 회동으로 복구되는 조합구조인 것을 특징으로 하는 휠체어.
2. 제 1항에 있어서, 상기 링크부재와 상기 차체 프레임 사이에 그 링크 부재에 대해 눌러내리는 힘을 가하는 제1스프링 수단과 그 링크 부재에 대해 윗쪽으로 밀어올리는 힘을 가하는 제2스프링 수단을 설치하며,

   상기 제2스프링 수단은 상기 차체 프레임에 대하여 그 차체 프레임의 전후방향으로 변위 가능하게 연결된 제1브래킷과, 상기 링크 부재에 연결된 제2브래킷과, 그 각 브래킷 사이에 설치된 인장스프링을 구비하며, 상기 인장스프링은 상기 제1스프링 수단보다도 큰 탄발력을 가지며 통상 제1브래킷과 제2브래킷을 서로 접촉시킨 상태로 유지되고 있으며,

   또한 상기 제1, 제2의 브래킷이 서로 접촉하고 있는 상태에서의 상기 제2스프링 수단의 길이는, 제2브래킷이 상기 차체 프레임에 대한 전진단에 위치하여 상기 제1스프링 수단에 의한 상기 링크부재의 아래쪽으로의 요동을 저지하고 있는 상태에서 상기 동륜이 바닥에 접촉하였을 때의 길이에 거의 일치하도록 설정하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 휠체어.
3. 한쌍의 동륜과, 그 동륜의 앞뒤에 각각 배치하는 캐스터를 차체 프레임에 설치하여 휠체어의 방향을 정지위치에서 회전가능하게 한 휠체어에 있어서,

   상기 차체 프레임과 상기 동륜 사이에, 한쪽은 상기 차체 프레임의 제1 진행방향 앞부분이 되는 상부부분에 일단을 요동 가능하도록 연결하고, 또한 다른 일단에 상기 동륜을 회전가능하게 축지지한 상태로 하는 제1 링크부재와, 다른쪽은 상기 차체 프레임의 제2 진행방향 앞부분이 되는 상부부분에 일단을 요동 가능하도록 연결한 상태로 하고, 또한 다른 일단에 상기 동륜을 회전가능하게 축지지하는 제2 링크부재를 각각 설치하고,

   상기 제1 및 제2 링크부재 중 어느 한쪽이 휠체어의 전진시 선택되고 그 다른쪽이 휠체어의 후퇴시 선택되는 구성으로 하며,

   상기 제1 및 제2 링크부재는 어느 쪽이 선택된 경우라도 그 선택된 링크부재가, 진행방향 앞부분의 캐스터가 단차에 닿아 그 캐스터가 멈춘 상태일 때, 상기 동륜의 구동회전으로, 멈춰진 캐스터와 동륜 사이를 좁히도록 상기 차체 프레임과의 연결점을 중심으로 하여 회동되고, 또한 상기 멈춰 있던 캐스터의 단차넘기로 그 캐스터의 멈춤이 해제된 상태일 때, 그 캐스터와 동륜 사이를 원래의 배치상태로 되돌리도록 상기 연결점을 중심으로 하는 회동으로 복구되는 조합구조인 것을 특징으로 하는 휠체어.
4. 제 3항에 있어서, 상기 제1 링크부재는 미리 상기 차체 프레임의 상부부분에 일단을 요동 가능하도록 연결해 두고, 또한 상기 제2 링크부재는 상기 차체 프레임의 상부부분에 요동 가능하도록 연결한 상태로 하는 일단을 상기 제1 링크부재의 다른 일단에 미리 연결해 놓음과 동시에,

   휠체어의 후퇴주행시 단차를 넘을 때에는, 상기 차체 프레임에 대하여 상기 제1 링크부재를 고정시켜, 상기 제2 링크부재의 다른 일단에 상기 동륜을 회전 가능하도록 축지지시킨 상태로 하는 제1스토퍼와,

   휠체어의 전진주행시 단차를 넘을 때에는, 상기 제1, 제2 각 링크부재를 서로 고정시켜 상기 제1 링크부재의 다른 일단에 상기 동륜을 회전가능하게 축지지시킨 상태로 하는 제2스토퍼를 구비하는 것을 특징으로 하는 휠체어.