KR101750530B1

KR101750530B1 - 경사로 감지 및 감속 기능이 구비된 바퀴 제동 장치

Info

Publication number: KR101750530B1
Application number: KR1020160125102A
Authority: KR
Inventors: 차경애; 홍성빈
Original assignee: 주식회사 올비트앤
Priority date: 2016-09-28
Filing date: 2016-09-28
Publication date: 2017-06-26

Abstract

본 발명에 따른 경사로 감지 및 감속 기능이 구비된 바퀴 제동 장치는, 차체에 고정되고 바퀴가 회전 가능하게 결합 되는 프레임; 상기 프레임의 상부에 배치된 제동 회전축에 일단부가 회전 가능하게 결합 되는 막대 형상의 경사 감지 부재; 상기 제동 회전축에 회전 가능하게 결합 되며 상기 경사 감지 부재에 연동하여 움직이는 막대 형상의 진자 부재의 하단부에 회전 가능하게 결합 되는 클러치 휠; 상기 바퀴의 내주면에 배치되어 상기 바퀴와 일체로 회전하며 상기 클러치 휠과 착탈 가능하게 결합 되는 환상의 래치 부재; 및 상기 제동 회전축에 회전 가능하게 결합 되며 상기 진자 부재에 회전 가능하게 설치된 감속 기어를 매개로 상기 클러치 휠에 종속적으로 회전하며 상기 바퀴의 내주면과 마찰 되는 브레이크 패드가 복수 구비된 회전 브레이크 부재;를 포함한 것을 특징으로 한다.

Description

경사로 감지 및 감속 기능이 구비된 바퀴 제동 장치{Apparatus for decelerating a wheel by detecting a slope of a road}

본 발명은 도로와 밀착되어 회전하는 바퀴의 회전력을 도로의 경사면 각도에 따라 자동으로 바퀴의 제동 및 풀림이 가능한 바퀴 제동 장치에 관한 것으로 도로의 표면과 밀착되어 이동하는 바퀴의 회전력을 제어하기 위하여 인위적인 제어장치를 통하여 사용자가 일일이 조절하며 바퀴의 회전력을 제어하지 않아도 바퀴가 밀착되는 도로의 경사면 각도에 따라 편리하고 효율적으로 바퀴의 회전력을 자동 제어할 수 있는 도로 경사면 변화에 따라 바퀴의 감속 또는 제동 가능한 바퀴제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 바퀴의 회전력을 제어하기 위하여 사용되는 바퀴 제동 장치란 도로면과 밀착되어 회전되는 바퀴의 회전력을 감속시켜 제동하기 위한 장치를 일컫는 것으로서, 바퀴를 통하여 이동하는 다양한 장비 또는 물품의 감속 또는 정지상태를 유지하기 위하여 사용하는 중요한 장치이다.

이러한 바퀴 제동 장치는 도로의 경사면과 밀착되어 회전하는 바퀴의 마찰력을 이용하여 바퀴가 회전되는 운동에너지를 열에너지로 바꾸고, 이것을 대기 속으로 다시 방출시켜 바퀴의 회전력을 조절할 수 있게 하는 것이 일반적이다.

예컨대, 바퀴의 회전력을 조절하기 위하여 사용자가 바퀴 제동 장치의 브레이크 시스템이 밀착되도록 조절함으로써 바퀴의 운동에너지가 도로의 밀착 면과 마찰 되어 열에너지로 변환되고, 이에 따라 바퀴의 회전력이 제어되도록 구성되는 것이다.

위와 같이, 바퀴의 회전력을 제어하기 위한 바퀴 제동 장치는 바퀴와 밀착되는 브레이크시스템이 유압에 의하여 작동되도록 구성되는 것이 일반적이며, 이러한 제동장치는 대개 사용자가 직접 신체의 일부분을 사용함으로써 작동하는 것이 대부분이다.

이는 즉, 종래의 바퀴제어를 통하여 도로와 같은 지면에 밀착하여 회전하는 바퀴의 회전력을 조절하기 위해서는 사용자가 직접 신체의 일부분을 사용하여 구비된 바퀴 제동 장치를 조절함으로써 바퀴의 제동력을 확보할 수 있는 것이다.

그러나 이러한 종래의 바퀴 제동장치는 사용자가 신체의 일부분을 사용하여 바퀴 제동 장치를 조절해야만 바퀴의 회전력이 제어됨으로써 도로와 같은 지면에 밀착되어 회전되는 바퀴의 회전력이 급격한 도로경사변화에 유연하게 대처하기 어려운 문제가 있었으며, 사용자가 바퀴의 회전력을 제어하기 위하여 도로의 경사변화에 일일이 대응하여 바퀴 제동 장치를 조절하는 경우에는 사용자의 신체가 쉽게 피로하게 되거나, 이에 따른 집중력 저하로 인하여 원활한 바퀴의 제동이 어려운 문제점이 있다.

특히, 종래의 바퀴 제동 장치는 그 구성이 복잡하여 유모차, 카트, 보행기구와 같은 물품에 손쉽게 적용하여 사용하기 어렵고, 사용하는 경우에도 설치 및 분리가 용이하지 못하여 지속적이고 안정적으로 사용하기 힘든 문제가 있었다.

이러한 문제점을 해소하기 위한 기술로서 대한민국 등록특허 제1029010호와 대한민 등록특허 제15367087호에 개시되어 있다.

그런데 상기 등록특허 제1029010호에는 경사면에 진입한 바퀴를 효과적으로 제동할 수 있으나, 그 경사면 상에서 일단 제동이 이루어지면 그 제동상태가 풀리지 않게 되므로 현실적으로 제동장치로서 사용하기에는 치명적인 문제점이 있다.

한편, 상기 등록특허 제15367087호에 개시된 발명은 경사면에 진입한 바퀴의 제동과 풀림을 자동으로 제어하지만 바퀴의 제동 상태를 풀리게 하는 구조에서 제1회전체와 제2회전체의 회전을 제동 풀림 부재에 의해 강제로 중지시키도록 구성되어 있기 때문에 상기 제동 부재가 작동 중 파손될 수 있는 문제점이 있다. 또한, 상기 제동 풀림 부재가 파손되지 않더라도 상기 제1회전체와 상기 제2회전체가 서로 고정된 상태에서 바퀴가 회전하지 않고 지면에 대해 미끄러질 수 있는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 바퀴의 제동과 풀림을 자동으로 제어하는 구조를 변경함으로써 경사면에서 바퀴의 제동이 효율적이고 안정적으로 구현되도록 된 바퀴 제동 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시 예에 따른 경사로 감지 및 감속 기능이 구비된 바퀴 제동 장치는, 차체에 고정되고 바퀴가 회전 가능하게 결합 되는 프레임;

상기 프레임의 상부에 배치된 제동 회전축에 일단부가 회전 가능하게 결합 되는 막대 형상의 경사 감지 부재;

상기 제동 회전축에 회전 가능하게 결합 되며 상기 경사 감지 부재에 연동하여 움직이는 막대 형상의 진자 부재의 하단부에 회전 가능하게 결합 되는 클러치 휠;

상기 바퀴의 내주면에 배치되어 상기 바퀴와 일체로 회전하며 상기 클러치 휠과 착탈 가능하게 결합 되는 환상의 래치 부재; 및

상기 제동 회전축에 회전 가능하게 결합 되며 상기 진자 부재에 회전 가능하게 설치된 감속 기어를 매개로 상기 클러치 휠에 종속적으로 회전하며 상기 바퀴의 내주면과 마찰 되는 브레이크 패드가 복수 구비된 회전 브레이크 부재;를 포함한 점에 특징이 있다.

상기 경사 감지 부재의 상부는 상기 제동 회전축을 중심으로 회전하는 제1부스터 기어를 구비하며,

상기 프레임에 설치되며 상기 제1부스터 기어와 맞물리도록 배치되어 상기 제1부스터 기어의 회전속도보다 빠르게 회전하는 제1가속기어;

상기 제1가속기어의 회전축과 동일한 회전축을 중심으로 상기 제1가속기어와 동일한 각속도로 회전하며, 상기 제1가속기어의 기어수 보다 많은 기어수를 구비한 제2가속기어; 및

상기 제2가속기어는 상기 진자 부재의 상단부에 형성되며 상기 제동 회전축을 중심으로 회전 가능하게 설치된 제2부스터 기어에 치합되며,

상기 제2부스터 기어의 회전 각속도는 상기 제1부스터 기어의 회전 각속도 보다 빠른 것이 바람직하다.

상기 클러치 휠의 외주면에는 기어부가 형성되며,

상기 래치 부재는 상기 클러치 휠의 기어부와 치합 되는 내주 기어가 구비될 수 있다.

상기 클러치 휠의 외주면에는 기어부가 형성되며,

상기 래치 부재는 상기 클러치 휠의 기어부와 치합 되는 기어가 구비되며,

상기 래치 부재에 형성된 기어는 핀 기어일 수 있다.

상기 클러치 휠과 상기 래치 부재는 마찰차 형태로 결합 될 수 있다.

상기 경사 감지 부재는 상기 클러치 휠의 회전축의 움직임을 가이드 하는 가이드부가 구비된 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 바퀴 제동 장치는, 바퀴가 주행할 때 경사 감지 부재가 경사로를 감지하여 경사 방향으로 회전함으로써 그 경사 부재에 연동 되어 움직이는 클러치 휠이 바퀴의 내주면에 형성된 래치 부재에 결합함으로써 그 클러치 휠이 회전하고, 상기 클러치 휠에 종속적으로 회전하는 회전 브레이크 부재가 회전함으로써 복수의 브레이크 패드가 순차적으로 회전하면서 바퀴의 내주면과 마찰을 하면서 바퀴에 제동력이 발생하게 됨으로써 자동으로 경사면을 감지하여 바퀴의 회전속도를 감소시켜 제동효과가 발생 된다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시 예와 같이 경사 감지 부재와 진자 부재를 제1,2부스터 기어와 제1,2가속 기어를 매개로 연결함으로써 경사 감지 부재의 회전 각속도에 비해 진자 부재의 회전 각속도가 크게 되어 경사로 감지를 민감하게 하여 제동력을 더욱 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 바퀴 제동 장치가 결합 된 바퀴의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 바퀴를 다른 방향에서 본 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 바퀴의 분리 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 경사 감지 부재와 클러치 휠의 결합 구조를 보여주는 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 구조를 다른 방향에서 본 도면이다.
도 6은 도 1에 도시된 클러치 휠과 회전 브레이크 부재의 결합 구조를 보여주는 도면이다.
도 7은 도 1에 도시된 바퀴가 평지를 주행하는 상태를 보여주는 도면이다.
도 8은 도 1에 도시된 바퀴가 내리막 경사면을 주행하는 상태를 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제2실시 예에 따른 바퀴 제동 장치가 결합 된 바퀴의 사시도이다.
도 10은 도 9에 도시된 바퀴를 다른 방향에서 본 도면이다.
도 11은 본 발명의 제3실시 예에 따른 바퀴 제동 장치의 클러치 휠과 래치 부재의 마찰차 결합구조를 보여주는 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 경사로 감지 및 감속 기능이 구비된 바퀴 제동 장치(10, 이하 "바퀴 제동 장치"라 함)는 바퀴(100)에 결합 되어 그 바퀴(100)를 감속시키는 장치이다. 특히, 본 발명에 따른 바퀴 제동 장치(10)는 내리막 경사로에서 유효하게 작용한다. 도 1 내지 도 8은 제1실시예에 따른 바퀴 제동 장치(10)를 설명하기 위한 도면이다. 도 9 및 도 10은 제2실시 예에 따른 바퀴 제동 장치(10)를 설명하기 위한 도면이다. 도 11은 제3실시 예를 설명하기 위한 도면이다.

상기 바퀴 제동 장치(10)는 프레임(20)과, 래치 부재(30)와, 경사 감지 부재(40)와, 제1부스터 기어(42)와, 클러치 휠(50)과, 진자 부재(60)와, 제2부스터 기어(62)와, 회전 브레이크 부재(70)와, 제1가속기어(81)와, 제2가속기어(82)를 포함한다.

상기 프레임(20)은 차체(미도시)에 고정되는 부재이다. 상기 프레임(20)은 바퀴(100)가 주행하는 중에도 회전하지 않고 일정한 형태를 유지하는 고정된 부재이다. 상기 프레임(20)은 현가장치(suspension apparatus)에 설치될 수 있다. 상기 프레임(20)에는 바퀴(100)가 회전 가능하게 결합 된다.

상기 래치 부재(30)는 상기 바퀴(100)의 내주면에 배치된다. 상기 래치 부재(30)는 상기 바퀴(100)에 일체로 형성될 수도 있으며, 상기 바퀴(100)와 별도로 제조되어 상기 바퀴(100)의 내주면에 고정되도록 설치될 수 있다. 상기 래치 부재(30)는 전체적으로 환상의 부재이다. 본 발명의 제1실시 예와 같이, 상기 래치 부재(30)의 내주면에는 내주 기어(32)가 구비될 수 있다. 상기 내주 기어(32)는 상기 클러치 휠(50)의 기어와 치합 된다. 상기 래치 부재(30)는 후술하는 클러치 휠(50)과 착탈 가능하게 결합 된다.

한편, 도 9 및 도 10에 도시된 본 발명의 제2실시 예와 같이 상기 래치 부재(30)는 핀 기어(34)가 구비될 수 있다. 상기 래치 부재(30)에 구비된 상기 핀 기어(34)는 클러치 휠(50)의 기어와 착탈 가능하게 치합 된다.

한편, 도 11에 도시된 본 발명의 제3실시 예와 같이 상기 래치 부재(30)는 기어가 구비되지 않을 수도 있다. 이 경우, 클러치 휠(50)과 상기 래치 부재(30)는 마찰차 형태로 결합 될 수 있다.

상기 경사 감지 부재(40)는 막대 형상의 부재이다. 상기 경사 감지 부재(40)의 일단부는 상기 프레임(20)의 상부에 배치된 제동 회전축(22)에 회전 가능하게 결합 된다. 상기 경사 감지 부재(40)는 한 쌍이 후술하는 클러치 휠(50)을 사이에 두고 좌우로 배치되어 서로 연결된 구조로 구성될 수 있다.

상기 제동 회전축(22)은 후술하는 회전 브레이크 부재(70), 제1부스터 기어(42) 및 제2부스터 기어(62)의 회전 중심을 구성한다. 상기 제동 회전축(22)은 상기 프레임(20)에 결합되는 바퀴(100)의 회전축과 평행인 방향으로 배치 된다.

상기 경사 감지 부재(40)는 제1부스터 기어(42)와, 가이드부(44)를 구비한다.

상기 제1부스터 기어(42)는 상기 경사 감지 부재(40)의 상단부에 형성된다. 상기 제1부스터 기어(42)는 상기 제동 회전축(22)을 중심으로 회전하도록 형성된 기어다. 상기 제1부스터 기어(42)는 후술하는 제1가속기어(81) 및 제2가속기어(82)를 매개로 진자 부재(60)에 동력적으로 연결된다.

상기 가이드부(44)는 상기 경사 감지 부재(40)의 중간 부위에 형성된다. 상기 가이드부(44)는 후술하는 클러치 휠(50)의 회전축이 상기 제동 회전축(22)을 중심으로 진자 형태로 움직일 때 상기 클러치 휠(50)의 회전축의 움직임을 안정적으로 안내하는 역할을 하는 구조물이다. 상기 가이드부(44)는 상기 제동 회전축(22)을 중심으로 원호의 일부인 형태의 구조물을 구성한다. 상기 가이드부(44)는 상기 클러치 휠(50)의 회전축의 상부와 하부를 일정한 간격을 두고 감싸는 형태로 배치된다.

상기 클러치 휠(50)은 후술하는 진자 부재(60)의 하단부에 회전 가능하게 결합 된다. 상기 클러치 휠(50)은 도 1 내지 도 9에 도시된 제1실시 예 및 제2실시 예와 같이 외주면에 기어가 구비될 수 있다. 한편, 본 발명의 제3실시 예로서 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 클러치 휠(50)은 외주면에 기어가 구비되지 않은 형태로 구비될 수 있다.

상기 클러치 휠(50)은 진자 부재(60)의 움직임에 따라 상기 래치 부재(30)에 착탈 가능하게 결합 된다. 상기 클러치 휠(50)은 상기 래치 부재(30)에 결합 됨으로써 상기 바퀴(100)의 회전 방향으로 회전한다. 상기 클러치 휠(50)은 상기 래치 부재(30)에 결합 되는 외경이 큰 기어부와 후술하는 감속 기어(64)에 결합하는 외경이 작은 기어부가 구비된 2단 기어 구조가 하나의 축을 기준으로 회전되도록 구성될 수 있다.

상기 진자 부재(60)는 막대 형상의 부재이다. 상기 진자 부재(60)의 상단부는 상기 제동 회전축(22)에 회전 가능하게 결합 된다. 상기 진자 부재(60)는 상기 경사 감지 부재(40)의 내측에 배치될 수 있다. 상기 진자 부재(60)의 상단부에는 제2부스터 기어(62)가 형성된다. 상기 제2부스터 기어(62)는 상기 제동 회전축(22)을 중심으로 상기 프레임(20)에 회전 가능하게 설치된다. 상기 제2부스터 기어(62)는 후술하는 제2가속기어(82)에 치합 한다. 상기 진자 부재(60)는 제1가속기어(81)와 제2가속기어(82)를 매개로 상기 경사 감지 부재(40)와 동력적으로 연결된다. 따라서 상기 진자 부재(60)는 상기 경사 감지 부재(40)에 연동 되어 움직인다.

상기 제1가속기어(81)는 상기 프레임(20)에 회전 가능하게 설치된다. 상기 제1가속기어(81)는 상기 제동 회전축(22)과 평행하게 배치되며 상기 제동 회전축(22)과 이격 되도록 배치된 가속 회전축(80)을 중심으로 회전하도록 배치된다. 상기 제1가속기어(81)는 상기 제1부스터 기어(42)와 맞물리도록 배치된다. 상기 제1가속기어(81)는 상기 제1부스터 기어(42) 보다 작은 기어수를 구비함으로써 상기 제1부스터 기어(42)의 회전 각속도 보다 큰 회전 각속도를 가진다. 즉, 상기 제1가속기어(81)는 상기 제1부스터 기어(42)의 회전 속도 보다 빠르게 회전한다.

상기 제2가속기어(82)는 상기 제1가속기어(81)의 회전축과 동일한 회전축을 중심으로 회전한다. 상기 제2가속기어(82)는 상기 제1가속기어(81)와 동일한 각속도로 회전한다. 상기 제2가속기어(82)는 상기 제1가속기어(81)의 기어수 보다 많은 기어수를 구비한다. 상기 제2가속기어(82)는 상기 제2부스터 기어(62)와 치합한다.

이에 따라 상기 제2부스터 기어(62)의 회전 각속도는 상기 제1부스터 기어(42)의 회전 각속도 보다 빠르게 구성될 수 있다.

상기 회전 브레이크 부재(70)는 상기 제동 회전축(22)에 회전 가능하게 결합 된다. 상기 회전 브레이크 부재(70)는 외주에 복수의 브레이크 패드(72)를 구비한다. 상기 브레이크 패드(72)는 상기 회전 브레이크 부재(70)의 외주를 따라 일정한 간격을 두고 이격 되도록 배치된다. 상기 회전 브레이크 부재(70)는 상기 클러치 휠(50)의 회전에 종속적으로 회전하도록 상기 클러치 휠(50)에 기구학적으로(kinematically) 연결된다. 더 구체적으로 상기 회전 브레이크 부재(70)는 상기 진자 부재(60)에 회전 가능하게 설치된 감속 기어(64)를 매개로 상기 클러치 휠(50)에 종속적으로 회전하도록 설치된다. 상기 회전 브레이크 부재(70)의 회전수는 상기 클러치 휠(50)의 회전수 보다 작은 것이 바람직하다. 상기 회전 브레이크 부재(70)의 회전 방향은 상기 클러치 휠(50)의 회전 방향과 동일한 것이 바람직하다. 즉, 상기 회전 브레이크 부재(70)의 회전 방향은 상기 바퀴(100)의 회전 방향과 동일한 것이 바람직하다. 상기 회전 브레이크 부재(70)는 상기 감속 기어(64)와 결합시 라쳇 기어(74)나 일 방향 클러치(one way clutch)를 매개로 결합함으로써, 상기 회전 브레이크 부재(70)가 평지에서 우발적으로 바퀴(100)에 결합되는 경우, 상기 회전 브레이크 부재(70)의 회전이 상기 경사 감지 부재()나 상기 진자 부재()를 바퀴(100) 쪽으로 이동시키는 힘을 차단하도록 구성하는 것이 바람직하다.

상기 브레이크 패드(72)는 상기 바퀴(100)의 내주면과 마찰 됨으로써 상기 바퀴(100)에 제동력을 발생시킨다. 상기 회전 브레이크 부재(70)는 상기 클러치 휠(50)이 회전하는 동안에만 바퀴(100)에 제동력을 발생시킨다. 상기 클러치 휠(50)이 상기 래치 부재(30)와 이격된 상태에서, 상기 회전 브레이크 부재(70)는 중립 상태를 유지함으로써 바퀴(100)에 제동력을 발생시키지 않는다.

상술한 바와 같은 구성요소를 포함한 바퀴 제동 장치(10)의 작용 효과를 상기 바퀴 제동 장치(10)가 채용된 바퀴(100)가 평지를 주행하는 경우, 하향 경사로를 주행하는 경우 및 상향 경사로를 주행하는 경우를 예로 들어 상세하게 서술하기로 한다.

먼저, 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 바퀴 제동 장치(10)가 구비된 바퀴(100)가 평지(flat land)를 주행하는 상태를 설명한다.

상기 바퀴(100)가 회전하여 주행하는 경우에 상기 래치 부재(30)는 상기 바퀴(100)와 일체로 회전한다. 이때 상기 경사 감지 부재(40)는 자중에 의해 상단과 하단은 각각 12시 방향과 6시 방향을 가리킨다. 또한, 상기 경사 감지 부재(40)와 기구학적으로 연결된 상기 진자 부재(60)도 상기 경사 감지 부재(40)와 나란하게 12시 방향과 6시 방향을 가리키도록 초기 상태를 설정할 수 있다. 이 경우 상기 클러치 휠(50)은 상기 래치 부재(30)와 이격된 상태가 유지된다. 따라서, 상기 클러치 휠(50)은 회전하지 않는 상태가 유지된다. 상기 클러치 휠(50)이 회전하지 않는 경우, 상기 클러치 휠(50)과 상기 감속 기어(64)를 매개로 연결된 상기 회전 브레이크 부재(70)에 회전력이 전달되지 않는다. 따라서, 상기 회전 브레이크 부재(70)는 중립을 유지하는 상태가 유지되어 상기 바퀴(100)에 제동력이 발생하지 않는다. 그 결과 바퀴(100)는 저항 없이 주행을 계속할 수 있는 상태가 된다.

이제, 바퀴(100)가 도 7로부터 도 8에 도시된 바와 같이 평지로부터 내리막 경사면을 주행하는 상태를 설명한다.

상기 바퀴(100)가 도 7에 도시된 바와 같이 평지를 주행하다 도 8에 도시된 바와 같이 내리막 경사면으로 진입하는 경우를 전제한다. 이 경우 상기 바퀴(100)는 경사로를 따라 회전하면서 굴러 간다. 상기 래치 부재(30)는 상기 바퀴(100)와 일체로 회전한다. 상기 경사 감지 부재(40)는 자중에 의해 상기 제동 회전축(22)을 중심으로 전방, 즉 바퀴의 진행 방향으로 회전한다. 이에 따라 상기 제1부스터 기어(42)가 상기 경사 감지 부재(40)의 회전 각도만큼 회전한다. 상기 제1부스터 기어(42)가 회전함에 따라 상기 제1가속기어(81)가 회전한다. 이때 상기 제1가속기어(81)는 상게 제1부스터 기어(42) 보다 빠르게 회전한다. 상기 제2가속기어(82)는 상기 제1가속기어(81)와 동일한 각속도로 회전한다. 상기 제2가속기어(82)의 기어수가 상기 제1가속기어(81)의 기어수 보다 많게 구성되어 있으므로 상기 제2가속기어(82)에 맞물린 상기 제2부스터 기어(62)는 상기 제1부스터 기어(42) 보다 빠르게 회전한다. 상기 제2부스터 기어(62)가 회전함에 따라 상기 진자 부재(60)가 상기 제동 회전축(22)을 중심으로 상기 경사 감지 부재(40)의 회전 방향과 같은 방향으로 회전한다. 또한, 상기 진자 부재(60)는 상기 경사 감지 부재(40)의 회전 각도 보다 더 많이 회전한다. 이 과정에서 상기 가이드부(44)는 상기 클러치 휠(50)의 회전축을 가이드 하여 상기 클러치 휠(50)이 안정적으로 움직이도록 하는 작용을 한다. 상기 진자 부재(60)가 전방으로 이동하여 상기 클러치 휠(50)이 상기 래치 부재(30)와 치합 한다. 이에 따라 상기 클러치 휠(50)이 상기 래치 부재(30)와 동일한 방향으로 회전한다. 상기 클러치 휠(50)에 상기 감속 기어(64)를 매개로 연결된 상기 회전 브레이크 부재(70)가 회전한다. 그 결과 상기 회전 브레이크 부재(70)에 구비된 상기 브레이크 패드(72)가 주기적으로 상기 바퀴(100)의 내주면과 마찰 되면서 상기 바퀴(100)에 제동력을 발생시킨다. 상기 브레이크 패드(72)가 상기 바퀴(100)의 내주면에 접촉된 상태에서 제동력이 최대로 발생 되며, 상기 브레이크 패드(72)가 상기 바퀴(100)의 내주면으로부터 이격된 상태에서 제동력이 발생이 해제된다. 이와 같이 상기 브레이크 패드(72)가 주기적으로 회전하면서 상기 바퀴(100)에 제동력을 발생 또는 해제시키므로 바퀴(100)는 경사로에서도 감속되어 일정한 속도를 유지할 수 있다.

이제, 평지로부터 오르막 경사면을 주행하거나 내리막 경사면에서 오르막 경사면으로 전환 주행하는 경우를 설명한다.

상기 바퀴(100)가 오르막 경사면에 진입하는 경우 상기 래치 부재(30)는 상기 바퀴(100)와 일체로 회전한다. 이 경우 상기 경사 감지 부재(40)는 자중에 의해 내리막 경사면을 주행하는 경우와 반대 방향, 즉 후방으로 회전한다. 이에 따라 상기 제1부스터 기어(42)가 후방으로, 즉 상기 바퀴(100)의 회전 방향과 반대 방향으로, 회전한다. 상기 제1부스터 기어(42)가 회전함에 따라 상기 제1가속기어(81) 및 상기 제2가속기어(82)를 통해 상기 제2부스터 기어(62)가 상기 제1부스터 기어(42) 보다 따른 속도로 후방으로 회전한다. 이에 따라 상기 진자 부재(60)가 상기 바퀴(100)의 진행 방향과 반대 방향으로 회전한다. 그 결과 상기 클러치 휠(50)은 상기 래치 부재(30)로부터 분리된다. 상기 클러치 휠(50)이 상기 래치 부재(30)로부터 분리되면 상기 클러치 휠(50)에 회전력이 소멸한다. 이에 따라 상기 클러치 휠(50)에 의해 종속적으로 회전하는 상기 회전 브레이크 부재(70)도 회전하지 않게 된다. 그 결과 상기 바퀴(100)에 제동력이 발생하지 않는다. 따라서 오르막 경사면에서 저항 없이 바퀴(100)가 주행할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 경사로 감지 및 감속 기능이 구비된 바퀴 제동 장치는, 바퀴가 주행할 때 자중에 의해 경사로를 감지하는 경사 감지 부재와 그 경사 감지 부재와 연동 되어 움직이는 진자 부재에 설치된 클러치 휠이 바퀴와 일체로 회전하는 래치 부재와 결합 됨으로써 회전 브레이크 부재를 회전시켜 제동력을 발생하는 효과를 제공한다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시 예에와 같이 상기 경사 감지 부재와 상기 진자 부재의 회전 각속도에 차이가 나도록 제1부스터 기어, 제2부스터 기어, 제1가속기어 및 제2가속기어를 구비한 경우에는 경사로를 더욱 민감하게 감지하여 바퀴 제동 효과를 더욱 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

이상, 바람직한 실시 예를 들어 본 발명에 대해 설명하였으나, 본 발명이 그러한 예들에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주 내에서 다양한 형태의 실시 예가 구체화될 수 있을 것이다.

10 : 바퀴 제동 장치
20 : 프레임
22 : 제동 회전축
30 : 래치 부재(latch member)
32 : 내주 기어
34 : 핀 기어(pin gear)
40 : 경사 감지 부재(slope detection member)
42 : 제1부스터 기어(first booster gear)
44 : 가이드부
50 : 클러치 휠(clutch wheel)
60 : 진자 부재(pendulum member)
62 : 제2부스터 기어(second booster gear)
64 : 감속 기어(reduction gear)
70 : 회전 브레이크 부재(rotation brake member)
72 : 브레이크 패드(brake pad)
74 : 라쳇 기어(rachet gear)
81 : 제1가속기어
82 : 제2가속기어
100 : 바퀴

Claims

차체에 고정되고 바퀴가 회전 가능하게 결합 되는 프레임;
상기 프레임의 상부에 배치된 제동 회전축에 일단부가 회전 가능하게 결합 되는 막대 형상의 경사 감지 부재;
상기 제동 회전축에 회전 가능하게 결합 되며 상기 경사 감지 부재에 연동하여 움직이는 막대 형상의 진자 부재의 하단부에 회전 가능하게 결합 되는 클러치 휠;
상기 바퀴의 내주면에 배치되어 상기 바퀴와 일체로 회전하며 상기 클러치 휠과 착탈 가능하게 결합 되는 환상의 래치 부재; 및
상기 제동 회전축에 회전 가능하게 결합 되며 상기 진자 부재에 회전 가능하게 설치된 감속 기어를 매개로 상기 클러치 휠에 종속적으로 회전하며 상기 바퀴의 내주면과 마찰 되는 브레이크 패드가 복수 구비된 회전 브레이크 부재;를 포함하며,
상기 경사 감지 부재의 상부는 상기 제동 회전축을 중심으로 회전하는 제1부스터 기어를 구비하며,
상기 프레임에 설치되며 상기 제1부스터 기어와 맞물리도록 배치되어 상기 제1부스터 기어의 회전속도보다 빠르게 회전하는 제1가속기어;
상기 제1가속기어의 회전축과 동일한 회전축을 중심으로 상기 제1가속기어와 동일한 각속도로 회전하며, 상기 제1가속기어의 기어수 보다 많은 기어수를 구비한 제2가속기어; 및
상기 제2가속기어는 상기 진자 부재의 상단부에 형성되며 상기 제동 회전축을 중심으로 회전 가능하게 설치된 제2부스터 기어에 치합되며,
상기 제2부스터 기어의 회전 각속도는 상기 제1부스터 기어의 회전 각속도 보다 빠른 것을 특징으로 하는 경사로 감지 및 감속 기능이 구비된 바퀴 제동 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 클러치 휠의 외주면에는 기어부가 형성되며,
상기 래치 부재는 상기 클러치 휠의 기어부와 치합 되는 내주 기어가 구비된 것을 특징으로 하는 경사로 감지 및 감속 기능이 구비된 바퀴 제동 장치.
제1항에 있어서,
상기 클러치 휠의 외주면에는 기어부가 형성되며,
상기 래치 부재는 상기 클러치 휠의 기어부와 치합 되는 기어가 구비되며,
상기 래치 부재에 형성된 기어는 핀 기어인 것을 특징으로 하는 경사로 감지 및 감속 기능이 구비된 바퀴 제동 장치.
제1항에 있어서,
상기 클러치 휠과 상기 래치 부재는 마찰차 형태로 결합 되는 것을 특징으로 하는 경사로 감지 및 감속 기능이 구비된 바퀴 제동 장치.
제1항에 있어서,
상기 경사 감지 부재는 상기 클러치 휠의 회전축의 움직임을 가이드 하는 가이드부가 구비된 것을 특징으로 하는 경사로 감지 및 감속 기능이 구비된 바퀴 제동 장치.