KR101901108B1 - 잠금 기능을 구비한 자전거 전ㆍ후륜 순차 제동 장치 - Google Patents

잠금 기능을 구비한 자전거 전ㆍ후륜 순차 제동 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 잠금 기능을 구비한 자전거 전ㆍ후륜 순차 제동 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 운전자가 자전거의 브레이크 레버를 당기면 먼저 후륜 브레이크를 작동시키고 일정 간격을 두고 전륜 브레이크를 작동시켜 전ㆍ후륜이 모두 제동되는 순차 제동(sequential braking)과, 운전자가 브레이크 레버를 계속 당기지 않아도 전ㆍ후륜 브레이크가 작동된 상태(잠금 상태, lock state)를 유지시키는 장치에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명이 제공하는 잠금 기능을 구비한 자전거 전ㆍ후륜 순차 제동 장치는, 내부에 전륜 피스톤과 후륜 피스톤이 삽입되는 공간이 형성되고 측면에 케이블 홀이 형성된 하우징, 하우징 내부에 삽입되고 내부에 헤드 홈이 형성되고 윗면에 랙이 형성되며 측면에 케이블 홀이 형성된 전륜 피스톤, 하우징 내부에 삽입되고 내부에 헤드 홈이 형성되고 아랫면에 랙이 형성되며 측면에 케이블 홀이 형성된 후륜 피스톤, 전륜 피스톤과 후륜 피스톤 사이에 위치하여 두 피스톤의 랙과 맞물리고 중심에 중심축 홀이 형성된 피니언, 피니언의 중심축 홀에 삽입되는 중심축, 한쪽 끝에 헤드가 형성된 좌측 레버 케이블과 우측 레버 케이블과 전륜 브레이크 케이블과 후륜 브레이크 케이블;을 포함하는 것으로, 하우징 내부에 전륜 피스톤과 후륜 피스톤을 삽입하고, 두 피스톤 사이에 피니언을 삽입하고, 중심축을 하우징에 결합한 후 피니언의 중심축 홀에 삽입하여 피니언이 회전 가능하게 하고, 전륜 피스톤의 헤드 홈에 전륜 브레이크 케이블의 헤드를 삽입하고 나머지를 전륜 피스톤과 하우징의 케이블 홀을 통해 밖으로 돌출시키고, 후륜 피스톤의 헤드 홈에 좌측 레버 케이블과 우측 레버 케이블과 후륜 브레이크 케이블의 헤드를 삽입하고 나머지를 각각 후륜 피스톤과 하우징의 케이블 홀을 통해 밖으로 돌출시켜, 좌측 레버 케이블이나 우측 레버 케이블을 당기면 레버 케이블의 헤드에 의해 후륜 피스톤이 당겨지고, 후륜 피스톤이 후륜 브레이크 케이블의 헤드를 당겨 후륜 브레이크 케이블이 당겨지고, 후륜 피스톤이 당겨지면 피니언이 회전하면서 전륜 피스톤이 이동하고, 전륜 피스톤이 전륜 브레이크 케이블의 헤드를 당겨 전륜 브레이크 케이블이 당겨지게 한; 것을 특징으로 한다.

Description

잠금 기능을 구비한 자전거 전ㆍ후륜 순차 제동 장치{Bicycle sequential braking device including lock function}
본 발명은 잠금 기능을 구비한 자전거 전ㆍ후륜 순차 제동 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 운전자가 자전거의 브레이크 레버를 당기면 먼저 후륜 브레이크를 작동시키고 일정 간격을 두고 전륜 브레이크를 작동시켜 전ㆍ후륜이 모두 제동되는 순차 제동(sequential braking)과, 운전자가 브레이크 레버를 계속 당기지 않아도 전ㆍ후륜 브레이크가 작동된 상태(잠금 상태, lock state)를 유지시키는 장치에 관한 것이다.
일반적인 자전거는 2개의 브레이크(전륜 브레이크, 후륜 브레이크)와 2개의 브레이크 레버(좌측 브레이크 레버, 우측 브레이크 레버)를 가지는데 대게 좌측 브레이크 레버가 전륜 브레이크와, 우측 브레이크 레버가 후륜 브레이크와 브레이크 케이블을 통해 연결된다. 이러한 구성에서 주행 중 운전자가 핸들을 잡은 손의 손가락으로 브레이크 레버를 당기면 브레이크 케이블이 당겨지면서 브레이크가 작동되고 자전거가 정지하게 된다.
그런데 자전거 주행 중 급정거 시 전륜 브레이크만 작동시키거나 전ㆍ후륜 브레이크를 동시에 작동시키면, 관성에 의해 운전자가 앞으로 급격히 쏠리면서 심한 경우 운전자가 지면에 추락하는 전복 사고가 발생하게 된다. 이러한 전복 사고를 방지하려면 먼저 후륜 브레이크를 작동시켜 관성으로 인한 쏠림 현상을 완화한 후 전륜 브레이크를 작동시켜야 하는데, 이는 자전거 운전 상식에 속한다.
그러나 브레이크 사용법이 미숙한 초보자이거나, 숙련자라도 주행 중 돌발상황이 발생하면 당황하여 전륜 브레이크만 작동시키거나 또는 전ㆍ후륜 브레이크를 동시에 작동시키는 실수를 저지르기 쉽다.
따라서 자전거 주행 중 브레이크 조작 실수로 인한 전복 사고를 방지하려면 운전자의 주의만 요구할 것이 아니라 보다 시스템적인 방안이 필요하다.
이에 본 출원인은 한국등록특허 제10-1647591호의 「자전거의 순차 제동 브레이크 시스템」(이하 선행발명)을 출원한 바 있다. 선행발명의 순차 제동 브레이크 시스템은 일반적인 자전거의 구성에 더해서 실린더, 전륜 피스톤, 후륜 피스톤, 전륜 레버 케이블, 전륜 브레이크 케이블, 후륜 레버 케이블, 후륜 브레이크 케이블 등으로 구성된 것이 특징이다. 순차 제동 브레이크 시스템을 설치한 자전거는 주행 중에 운전자가 실수로 전륜 브레이크만 작동시키거나 또는 전ㆍ후륜 브레이크를 동시에 작동시키더라도, 전륜 레버 케이블이 전륜 피스톤을 당기고, 전륜 피스톤이 후륜 피스톤을 당기고, 후륜 피스톤이 후륜 브레이크 케이블을 당겨 후륜 브레이크를 작동시키고, 전륜 피스톤이 일정거리 이상 움직이면 전륜 브레이크 케이블을 당겨 전륜 브레이크를 작동시키게 되어, 결과적으로 후륜 브레이크를 먼저 작동시킨 후 일정 간격을 두고 전륜 브레이크를 작동시키기 때문에 전복 사고를 방지하게 된다.
그런데 선행발명은 브레이크 작동 시 전륜 피스톤과 후륜 피스톤이 당겨지는 방향이 동일하기 때문에 실린더에서 전륜 레버 케이블과 후륜 레버 케이블이 모두 위로 돌출되고, 전륜 브레이크 케이블과 후륜 브레이크 케이블은 모두 아래로 돌출되어 세로로 긴 형태를 띠게 된다. 그로 인해 선행발명의 순차 제동 브레이크 시스템을 자전거에 설치하는 경우, 반드시 두 개의 브레이크 레버와 전륜 브레이크 사이에 세로로 설치하여야 한다. 이러한 위치는 자전거의 핸들 바(bar)뿐이기 때문에 결국 선행발명의 순차 제동 브레이크 시스템은 설치 위치가 핸들 바로 한정된다. 따라서 핸들 바의 형태나 기타 부속물 때문에 설치가 어려울 수 있고, 핸들 바에 순차 제동 브레이크 시스템을 설치하더라도 브레이크 레버까지의 거리가 가까워 뻣뻣한 브레이크 레버 케이블을 휘어 연결하는 것에 어려움이 따를 수 있다.
본 발명의 목적은, 자전거 주행 중 브레이크 조작 실수로 인한 전복 사고를 방지하기 위해 운전자가 좌ㆍ우측 어느 브레이크 레버를 당기더라도 후륜 브레이크가 먼저 작동하고 일정 간격을 두고 전륜 브레이크가 작동하게 하는 전ㆍ후륜 순차 제동을 위한 장치를 제공하는 것이다.
특히 본 발명의 전ㆍ후륜 순차 제동 장치는 반드시 핸들 바에 설치하여야 하는 선행발명과 다르게, 자전거의 핸들 바가 아닌 위치에도 장치를 설치할 수 있어야 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명이 제공하는 잠금 기능을 구비한 자전거 전ㆍ후륜 순차 제동 장치는, 내부에 전륜 피스톤과 후륜 피스톤이 삽입되는 공간이 형성되고 측면에 케이블 홀이 형성된 하우징, 하우징 내부에 삽입되고 내부에 헤드 홈이 형성되고 윗면에 랙이 형성되며 측면에 케이블 홀이 형성된 전륜 피스톤, 하우징 내부에 삽입되고 내부에 헤드 홈이 형성되고 아랫면에 랙이 형성되며 측면에 케이블 홀이 형성된 후륜 피스톤, 전륜 피스톤과 후륜 피스톤 사이에 위치하여 두 피스톤의 랙과 맞물리고 중심에 중심축 홀이 형성된 피니언, 피니언의 중심축 홀에 삽입되는 중심축, 한쪽 끝에 헤드가 형성된 좌측 레버 케이블과 우측 레버 케이블과 전륜 브레이크 케이블과 후륜 브레이크 케이블;을 포함하는 것으로, 하우징 내부에 전륜 피스톤과 후륜 피스톤을 삽입하고, 두 피스톤 사이에 피니언을 삽입하고, 중심축을 하우징에 결합한 후 피니언의 중심축 홀에 삽입하여 피니언이 회전 가능하게 하고, 전륜 피스톤의 헤드 홈에 전륜 브레이크 케이블의 헤드를 삽입하고 나머지를 전륜 피스톤과 하우징의 케이블 홀을 통해 밖으로 돌출시키고, 후륜 피스톤의 헤드 홈에 좌측 레버 케이블과 우측 레버 케이블과 후륜 브레이크 케이블의 헤드를 삽입하고 나머지를 각각 후륜 피스톤과 하우징의 케이블 홀을 통해 밖으로 돌출시켜, 좌측 레버 케이블이나 우측 레버 케이블을 당기면 레버 케이블의 헤드에 의해 후륜 피스톤이 당겨지고, 후륜 피스톤이 후륜 브레이크 케이블의 헤드를 당겨 후륜 브레이크 케이블이 당겨지고, 후륜 피스톤이 당겨지면 피니언이 회전하면서 전륜 피스톤이 이동하고, 전륜 피스톤이 전륜 브레이크 케이블의 헤드를 당겨 전륜 브레이크 케이블이 당겨지게 한; 것을 특징으로 한다.
또는 상기한 구성에 더하여, 전륜 피스톤의 케이블 홀에 나사 홈이 형성되고, 둘레에 나사 산이 형성되고 중심에 케이블 홀이 형성된 조절나사;를 포함하는 것으로, 전륜 피스톤의 케이블 홀에 조절나사를 삽입하고, 전륜 피스톤의 헤드 홈에 전륜 브레이크 케이블의 헤드를 삽입하고 나머지를 조절나사와 하우징의 케이블 홀을 통해 밖으로 돌출시켜, 전륜 피스톤에 조절나사를 삽입한 정도를 조절하여 전륜 브레이크 케이블의 헤드와 조절나사 사이의 거리를 조절하게 한; 것을 특징으로 한다.
또는 상기한 구성에 더하여, 하우징의 아랫면에 나사 홈이 형성된 잠금핀 홀이 형성되고, 전륜 피스톤의 아랫면에 잠금랙이 형성되고, 둘레에 나사 산이 형성된 잠금핀;을 포함하는 것으로, 전륜 피스톤이 이동한 상태에서 잠금핀을 잠금핀 홀에 삽입하고 잠금핀의 끝이 잠금랙에 맞물리게 하여, 전륜 피스톤이 고정되게 한; 것을 특징으로 한다.
본 발명의 잠금 기능을 구비한 자전거 전ㆍ후륜 순차 제동 장치는, 자전거 주행 중 급정거 시 브레이크 조작 실수로 인해 발생하는 전복 사고를 방지하기 위한 것으로, 급정거 시 좌ㆍ우측 어느 브레이크 레버를 당기더라도 후륜 브레이크가 먼저 작동된 후 일정 간격을 두고 전륜 브레이크가 작동하여 전복 사고를 방지한다.
그리고 본 발명의 잠금 기능을 구비한 자전거 전ㆍ후륜 순차 제동 장치는, 자전거에 설치할 때 핸들 바가 아닌 전륜과 후륜 사이의 자전거 몸체에 설치할 수 있어 설치 제약이 적고, 장치를 핸들 바에 설치하는 것보다 브레이크 레버와 장치 사이의 거리가 멀기 때문에 뻣뻣한 좌ㆍ우측 레버 케이블을 휘어 연결하기가 용이하다.
또한, 운전자가 브레이크 레버를 계속 당기지 않아도 간단한 조작으로 전ㆍ후륜 브레이크가 작동된 상태를 유지시켜 자전거 바퀴가 구르지 않게 하는 잠금 기능을 제공한다. 잠금 기능을 이용하면 자전거를 경사진 곳에 세울 때 운전자가 브레이크 레버를 계속 당기지 않아도 되고, 잠시 주차할 때 도난 방지를 위해 별도로 자물쇠를 사용하지 않아도 되어 편리하다.
도 1은 본 발명의 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 조립 사시도.
도 3은 본 발명의 조립 후방 사시도.
도 4는 본 발명의 작동 전 정면도.
도 5는 본 발명의 작동 후 정면도.
도 6은 조절나사, 잠금핀이 포함된 본 발명의 작동 후 정면도.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 토대로 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 자전거 전ㆍ후륜 순차 제동 장치의 분해 상태를 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 전ㆍ후륜 순차 제동 장치의 조립 상태를 전방에서 도시한 조립 사시도이며, 도 3은 전ㆍ후륜 순차 제동 장치의 조립 상태를 후방에서 도시한 조립 사시도이다. 도 4는 전ㆍ후륜 순차 제동 장치의 작동 전(브레이크 레버를 당기기 전) 상태의 정면도이고, 도 5는 작동 후(브레이크 레버를 당긴 후) 상태의 정면도이다. 도 6은 전ㆍ후륜 순차 제동 장치에 조절나사(110)와 잠금핀(120)을 포함하고 작동 후 상태를 도시한 정면도이다. 특히, 도 6은 별도로 조절나사(110), 잠금핀(120)의 결합 상태 단면을 원 안에 도시하였다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전ㆍ후륜 순차 제동 장치(이하, 장치)는, 내부에 전륜 피스톤(20)과 후륜 피스톤(30)이 삽입되는 공간이 형성되고 전면에 개구부(12)가 형성되며 측면에 케이블 홀(11)이 형성된 하우징(10), 하우징(10) 내부에 삽입되고 내부에 헤드 홈(21)이 형성되고 윗면에 랙(rack)(22)이 형성되며 측면에 케이블 홀(23)이 형성된 전륜 피스톤(20), 하우징(10) 내부에 삽입되고 내부에 헤드 홈(31)이 형성되고 아랫면에 랙(32)이 형성되며 측면에 케이블 홀(33)이 형성된 후륜 피스톤(30), 전륜 피스톤(20)과 후륜 피스톤(30) 사이에 위치하여 두 피스톤(20)(30)의 랙(22)(32)과 맞물리고 중심에 중심축 홀(41)이 형성된 피니언(40), 피니언(40)의 중심축 홀(41)에 삽입되는 중심축(50), 한쪽 끝에 헤드(61)(71)(81)(91)가 형성된 좌ㆍ우측 레버 케이블(60)(70)과 전ㆍ후륜 브레이크 케이블(80)(90), 그리고 하우징(10)의 개구부(12)에 결합되는 덮개(100) 등으로 구성된다.
하우징(10)은 내부에 전ㆍ후륜 피스톤(20)(30)이 삽입되는 공간이 형성되고 전면에 개구부(12)가 형성된 박스 형태로, 좌ㆍ우 측면에 좌ㆍ우 레버 케이블(60)(70)과 전ㆍ후륜 브레이크 케이블(80)(90)이 통과하는 케이블 홀(11)이 형성된다. 케이블 홀(11)의 둘레에는 케이블(60)(70)(80)(90)을 감싼 튜브가 삽입되는 홈이 형성된다. 하우징(10)의 후면에는 중심축(50)이 삽입되는 홀이 형성되는데 홀의 둘레에는 중심축(50)의 머리가 삽입되는 홈이 형성된다. 전면 개구부(12)에는 턱이 돌출 형성되어 덮개(100)가 결합되게 한다.
하우징(10) 내부에 삽입되는 전륜 피스톤(20)은 내부에 전륜 브레이크 케이블(80)의 헤드(81)가 삽입되는 헤드 홈(21)이 형성되고, 윗면에 랙(22)이 형성되고, 헤드 홈(21)의 한쪽 측면에 전륜 브레이크 케이블(80)이 통과하는 케이블 홀(23)이 형성된다.
하우징(10) 내부에 삽입되는 후륜 피스톤(30)은 내부에 좌ㆍ우측 레버 케이블(60)(70)과 후륜 브레이크 케이블(90)의 헤드(61)(71)(91)가 삽입되는 헤드 홈(31)이 형성되고, 아랫면에 랙(32)이 형성되고, 헤드 홈(31)의 좌ㆍ우 측면에 좌ㆍ우 레버 케이블(60)(70)과 후륜 브레이크 케이블(90)이 각각 관통하는 케이블 홀(33)이 형성된다.
하우징(10) 내부에 삽입된 전륜 피스톤(20)과 후륜 피스톤(30)은 각각의 랙(22)(32)이 서로 마주보게 되는데, 두 피스톤(20)(30)의 랙(22)과 랙(32) 사이에 피니언(pinion)(40)이 삽입된다. 피니언(40)은 두 피스톤(20)(30)의 랙(22)(32)에 맞물리는 작은 톱니바퀴로, 중심에 중심축(50)이 삽입되는 중심축 홀(41)이 형성된다. 피니언(40)은 1개여도 무방하지만 본 실시예에서는 2개를 형성하였다.
중심축(50)은 피니언(40)의 중심축 홀(41)에 삽입되는 둥근 핀으로 한쪽 끝에 넓적한 머리가 형성된다.
좌측 레버 케이블(60)과 우측 레버 케이블(70), 전륜 브레이크 케이블(80)과 후륜 브레이크 케이블(90)은 한쪽 끝에 헤드(61)(71)(81)(91)가 형성된 뻣뻣한 금속선으로 일반적으로 자전거 브레이크 시스템에 사용되는 케이블과 동일하다. 단, 좌ㆍ우측 레버 케이블(60)(70)은 조립과정에서 헤드(61)(71)가 형성되지 않은 쪽에도 헤드가 추가 형성되어 양끝에 헤드를 가지는 것이 특징이다.
튜브는 4개의 케이블(60)(70)(80)(90)을 감싸는 뻣뻣한 고무 또는 수지 재질의 관으로 일반적으로 자전거 브레이크 시스템에 사용되는 튜브와 동일하다.
덮개(100)는 하우징(10)의 개구부(12)를 덮는 판 형태로, 후면에 하우징(10) 개구부(12)의 돌출한 턱이 삽입되는 홈과, 중심축(50)의 끝이 삽입되는 홈이 형성된다.
상기와 같이 구성된 본 장치는 다음과 같이 조립된다. 먼저 하우징(10) 내부에 전ㆍ후륜 피스톤(20)(30)을 삽입하고 하우징(10) 후면의 홀에 중심축(50)을 삽입, 고정한다. 그리고 피니언(40)의 중심축 홀(41)에 중심축(50)이 삽입되도록 피니언(40)을 하우징(10) 내부에 삽입하여 전륜 피스톤(20) 윗면의 랙(22)과 피니언(40)이 맞물리고, 동시에 후륜 피스톤(30) 아랫면의 랙(32)과 피니언(40)에 맞물리게 한다. 중심에 중심축(50)이 삽입된 피니언(40)은 후륜 피스톤(30)이 당겨지면 회전하여 전륜 피스톤(20)을 이동시키게 된다.
이어서 전륜 브레이크 케이블(80)의 헤드(81)를 전륜 피스톤(20)의 헤드 홈(21)에 삽입한 후 나머지를 전륜 피스톤(20)의 케이블 홀(23)과 하우징(10) 측면의 케이블 홀(11)을 통해 밖으로 돌출시킨다. 또한, 좌측 레버 케이블(60)과 우측 레버 케이블(70), 후륜 브레이크 케이블(90)의 헤드(61)(71)(91)를 후륜 피스톤(30)의 헤드 홈(31)에 삽입한 후 나머지를 각각 후륜 피스톤(30)의 케이블 홀(33)과 하우징(10)의 케이블 홀(11)을 통해 밖으로 돌출시킨다. 이때 좌ㆍ우측 레버 케이블(60)(70)은 같은 방향으로 돌출하지만 후륜 브레이크 케이블(90)은 반대 방향으로 돌출시킨다. 결과적으로 하우징(10)에서 좌ㆍ우측 레버 케이블(60)(70)과 전륜 브레이크 케이블(80)이 같은 방향으로 돌출하고, 후륜 브레이크 케이블(90)만 반대 방향으로 돌출하게 된다.
하우징(10) 밖으로 돌출한 4개의 케이블(60)(70)(80)(90)에 각각 튜브를 씌우고 튜브의 끝을 하우징(10) 케이블 홀(11) 둘레의 홈에 삽입, 고정한다. 끝으로 도 3에 도시된 바와 같이, 하우징(10) 개구부(12)의 턱과 덮개(100)의 홈이 결합하도록 개구부(12)에 덮개(100)를 결합하면 본 장치의 조립이 완료된다.
이후 본 장치를 자전거 전륜과 후륜 사이의 몸체 적절한 위치에 고정하고 밖으로 돌출한 4개의 케이블(60)(70)(80)(90)을 각각 좌ㆍ우측 브레이크 레버(LL)(RL)와 전ㆍ후륜 브레이크(FB)(RB)에 연결하면 본 장치의 자전거 설치가 완료된다. 이때 좌ㆍ우측 레버 케이블(60)(70)은 돌출돼 나온 케이블의 끝에 추가 헤드를 형성하여 각각 좌ㆍ우측 브레이크 레버에 연결하고, 후륜 브레이크 케이블(90)은 적당히 당겨 팽팽한 상태로 헤드 추가 없이 후륜 브레이크에 연결한다.
그러나 전륜 브레이크 케이블(80)은 케이블을 전륜 브레이크 반대 방향으로 밀어서, 헤드(81)와 케이블 홀(23)이 형성된 헤드 홈(21) 내부 측면을 서로 일정 거리 떨어뜨린 상태로 전륜 브레이크에 연결한다.
상기한 본 발명의 전ㆍ후륜 순차 제동 장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.
본 장치가 설치된 자전거에서 브레이크 레버를 당기기 전(브레이크 작동 전) 장치의 상태는 도 4에 도시되어 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 레버를 당기기 전 후륜 피스톤(30)은 후륜 브레이크와 가장 가깝고 전륜 피스톤(20) 역시 전륜 브레이크와 가장 가깝다. 후륜 피스톤(30)의 헤드 홈(31)에 삽입된 좌ㆍ우측 레버 케이블(60)(70)의 헤드(61)(71)는 케이블이 통과한 케이블 홀(33)과 접촉한 상태이고,(보다 정확히는 각각의 케이블이 통과한 케이블 홀(33)이 형성된 헤드 홈(31) 내부 측면) 후륜 브레이크 케이블(90) 역시 헤드(91)가 케이블 홀(33)과 접촉한 상태를 유지한다. 그러나 전륜 피스톤(20)의 헤드 홈(21)에 삽입된 전륜 브레이크 케이블(80)의 헤드(81)는 케이블 홀(23)과 일정 거리 떨어진 상태를 유지한다.
레버를 당긴 후(브레이크 작동 개시) 장치의 상태는 도 5에 도시되어 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 브레이크 레버를 당기면 레버 케이블이 당겨지는데 본 실시예에서는 우측 브레이크 레버(RL)를 당기고 좌측 브레이크 레버(LL)는 당기지 않은 것으로 가정하였다. 우측 브레이크 레버를 당기면 우측 레버 케이블(70)이 당겨지면서 케이블 홀(33)과 접촉한 헤드(71)에 의해 후륜 피스톤(30)이 즉시 당겨지게 된다. 반면에 당기지 않은 좌측 레버의 케이블(60)은 당겨지지 않으므로 헤드(61)도 원래 위치를 유지한다. 헤드 홈(31)이 충분히 길고 헤드(61)(71)가 후륜 피스톤(30)에 고정되어 있지 않으므로 당기지 않은 레버의 케이블(60)(70)은 후륜 피스톤(30)의 움직임에 아무런 영향을 미치지 않는다.
후륜 피스톤(30)이 당겨지면 헤드 홈(31)의 케이블 홀(33), 정확히는 케이블 홀(33)이 형성된 헤드 홈(31) 내부 측면과 접촉해 있던 헤드(91)가 당겨지면서 후륜 브레이크 케이블(90) 역시 즉시 당겨지게 되고, 그로 인해 후륜 브레이크(RB)가 즉시 작동하게 된다. 즉, 좌ㆍ우측 구별 없이 브레이크 레버를 당기면 후륜 피스톤(30)이 즉시 당겨지고, 후륜 브레이크 케이블(90)도 즉시 당겨지면서 후륜 브레이크가 즉시 작동하게 된다.
그리고 후륜 피스톤(30)이 당겨지면 후륜 피스톤(30)의 랙(32)과 맞물린 피니언(40)이 회전하고, 피니언(40)과 랙(22)이 맞물린 전륜 피스톤(20)이 이동하는데 후륜 피스톤(30)과는 반대 방향으로 움직인다. 즉, 후륜 피스톤(30)만 당겨도 피니언(40)에 의해 전륜 피스톤(20)이 이동하고, 전륜 피스톤(20)이 이동하면서 전륜 피스톤(20)의 헤드 홈(21)에 삽입된 전륜 브레이크 케이블 헤드(81)를 당겨 브레이크 케이블(80)이 당겨짐으로써, 전륜 브레이크를 작동시키게 되는 것이다.
이와 같이 랙과 피니언 구성은 후륜 피스톤(30)만 당겨도 전륜 피스톤(20)까지 움직이게 하고, 특히 전륜 피스톤(20)과 후륜 피스톤(30)이 서로 반대 방향으로 움직이게 하는 것이 목적이다. 앞서 설명한 선행발명의 경우 전ㆍ후륜 피스톤이 동일한 방향으로 움직이기 때문에 좌ㆍ우측 레버 케이블과 전ㆍ후륜 브레이크 케이블이 당겨지는 방향이 같아 발명을 실시하여 실제 자전거에 설치하고자 할 때 설치가 어려울 수 있다.
그러나 본 발명의 전ㆍ후륜 순차 제동 장치는 좌ㆍ우측 레버 케이블(60)(70)이 당겨지는 방향과 전륜 브레이크 케이블(80)이 당겨지는 방향이 다르므로 장치를 자전거에 설치하는 과정에서 보다 융통성을 가질 수 있다.
그런데 후륜 브레이크 케이블(90)과는 다르게 전륜 브레이크 케이블(80)의 헤드(81)는 헤드 홈(21)의 내부 측면과 일정 거리 떨어져 있으므로, 전륜 피스톤(20)이 움직여도 즉시 당겨지지 않는다. 후륜 피스톤(30)을 계속 당겨서 전륜 피스톤(20)이 움직이다가 헤드 홈(21)의 내부 측면과 헤드(81)가 접촉한 이후부터 전륜 브레이크 케이블(80)이 당겨지게 되고, 전륜 브레이크가 작동한다. 즉, 브레이크 레버를 당기면 후륜 브레이크는 즉시 작동하지만 전륜 브레이크는 레버를 일정 이상 당긴 이후부터 작동하게 되는 것이다.
이와 같이, 상기한 구성의 전ㆍ후륜 순차 제동 장치를 설치한 자전거는 주행 중 급정거 시 운전자가 좌ㆍ우측 어느 브레이크 레버를 당기더라도 후륜 브레이크가 먼저 작동되고 일정 간격을 두고 전륜 브레이크가 작동됨으로써 전복 사고를 방지하고 안전한 제동이 이루어지게 된다.
자전거가 제동된 후 운전자가 당겼던 브레이크 레버를 놓으면 브레이크에 가해지던 제동 압력이 사라지고 브레이크와 브레이크 레버는 원래 상태로 복귀하게 된다. 일반적인 자전거 브레이크에는 원상 복귀를 위한 스프링이 포함되므로, 브레이크에 가해지던 제동 압력이 사라지면 브레이크가 원상 복귀하면서 브레이크 케이블(80)(90)이 브레이크 방향으로 당겨지고, 전ㆍ후륜 피스톤(20)(30)과 각 케이블 헤드(61)(71)(81)(91)도 원래 위치로 복귀하게 된다. 따라서 본 장치의 구성에 별도로 복귀를 위한 기능을 포함시키지 않더라도 원상 복귀에 문제가 없다.
그런데 상기한 구성에 더하여 전륜 브레이크의 작동 간격을 조절하는 조절 기능과, 전ㆍ후륜 브레이크가 작동된 상태를 유지시켜 운전자가 브레이크 레버를 계속 당기지 않아도 바퀴가 구르지 않게 하는 잠금 기능을 추가할 수 있다.
먼저, 전륜 브레이크의 작동 간격 조절 기능은 상기한 본 발명의 구성에 더하여, 전륜 피스톤(20)의 케이블 홀(23)에 나사 홈이 형성되고, 상기 케이블 홀(23)과 나사 결합하는 조절나사(110)가 추가된다.
조절나사(110)는 둘레에 나사 산이 형성된 일종의 나사로, 중심에 전륜 브레이크 케이블(80)이 통과하는 케이블 홀(111)이 형성되고, 한쪽 끝에 조절나사(110)를 잡고 돌리기 용이하게 나사 머리가 형성된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 장치의 조립 과정에서 조절나사(110)를 전륜 피스톤(20)의 케이블 홀(23)에 삽입하고, 전륜 브레이크 케이블(80)의 헤드(81)를 전륜 피스톤(20)의 헤드 홈(21)에 삽입한 후 나머지를 조절나사(110)의 케이블 홀(111)과 하우징(10)의 케이블 홀(11)을 통해 밖으로 돌출시킨다. 이후 조절나사(110)를 전륜 피스톤(20)에 깊게 삽입하여 전륜 브레이크 케이블(80)의 헤드(81)와 조절나사(110) 사이를 가깝게 하거나, 조절나사(110)를 후퇴시켜 헤드(81)와의 거리를 멀리할 수 있다. 브레이크 레버를 당겨 전륜 피스톤(20)이 이동하면 헤드(81)와 조절나사(110)가 접촉하여 전륜 브레이크 케이블(80)을 당기게 되므로, 조절나사(110)를 삽입한 정도를 조절하여 헤드(81)와 조절나사(110) 사이의 거리를 조절하면 후륜 브레이크가 작동된 후 전륜 브레이크가 작동하기까지의 간격을 줄이거나 늘일 수 있게 된다.
이어서, 전ㆍ후륜 브레이크가 작동한 상태를 유지시키는 잠금 기능은 상기한 본 발명의 구성에 더하여, 전륜 피스톤(20)의 아랫면에 잠금랙(22-1)이 형성되고, 하우징(10) 아랫면에 나사 홈이 형성된 잠금핀 홀(13)이 형성되고, 잠금핀 홀(13)과 나사 결합하는 잠금핀(120)이 추가된다.
잠금핀(120)은 둘레에 나사 산이 형성된 일종의 나사로, 한쪽 끝에 잠금핀(120)을 잡고 돌리기 용이하게 나사 머리가 형성된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 장치의 조립 과정에서 잠금핀(120)을 하우징(10)의 잠금핀 홀(13)에 삽입한다. 잠금핀(120)은 깊이 삽입하지 않으면 전륜 피스톤(20)의 이동에 영향을 미치지 않지만, 도 6의 원 안에 도시된 바와 같이, 브레이크 레버를 당겨 전륜 피스톤(20)의 잠금랙(22-1)이 잠금핀(120) 위에 위치한 상태에서 잠금핀(120)을 깊이 삽입하면 전륜 피스톤(20)의 잠금랙(22-1)과 잠금핀(120)의 끝이 맞물리게 된다. 맞물린 잠금랙(22-1)과 잠금핀(120)은 마치 래치(latch)와 래치핀(latch pin)처럼 작용하여 전륜 피스톤(20)을 고정시킨다. 브레이크 레버를 당겨 전ㆍ후륜 브레이크가 모두 작동한 상태에서 전륜 피스톤(20)이 고정되면 운전자가 당겼던 브레이크 레버를 놓아도 전ㆍ후륜 피스톤(20)(30)과 전ㆍ후륜 브레이크가 원상으로 복귀하지 못하게 된다. 즉, 운전자가 브레이크 레버를 계속 당기지 않아도 전ㆍ후륜 브레이크가 작동된 상태를 유지하므로 바퀴가 구르지 않는 '잠금 상태'가 되는 것이다. 잠금핀(120)을 후퇴시켜 잠금핀(120)과 잠금랙(22-1)이 맞물린 상태를 풀면 전륜 피스톤(20)이 움직이면서 잠금 상태가 해제된다.
이상으로 본 발명이 제공하는 잠금 기능을 구비한 자전거 전ㆍ후륜 순차 제동 장치에 대한 설명을 마친다. 상기와 같이 본 발명을 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능한 것을 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 수정 및 변경은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함이 자명하다.
10 하우징 11 케이블 홀
12 개구부 13 잠금핀 홀
20 전륜 피스톤 21 헤드 홈
22 랙 22-1 잠금랙
23 케이블 홀 30 후륜 피스톤
31 헤드 홈 32 랙
33 케이블 홀 40 피니언
41 중심축 홀 50 중심축
60 좌측 레버 케이블 61 좌측 레버 케이블 헤드
70 우측 레버 케이블 71 우측 레버 케이블 헤드
80 전륜 브레이크 케이블 81 전륜 브레이크 케이블 헤드
90 후륜 브레이크 케이블 91 후륜 브레이크 케이블 헤드
100 덮개 110 조절나사
111 케이블 홀 120 잠금핀

Claims (3)

  1. 내부에 전륜 피스톤과 후륜 피스톤이 삽입되는 공간이 형성되고 측면에 케이블 홀이 형성된 하우징, 하우징 내부에 삽입되고 내부에 헤드 홈이 형성되고 윗면에 랙이 형성되며 측면에 케이블 홀이 형성된 전륜 피스톤, 하우징 내부에 삽입되고 내부에 헤드 홈이 형성되고 아랫면에 랙이 형성되며 측면에 케이블 홀이 형성된 후륜 피스톤, 전륜 피스톤과 후륜 피스톤 사이에 위치하여 두 피스톤의 랙과 맞물리고 중심에 중심축 홀이 형성된 피니언, 피니언의 중심축 홀에 삽입되는 중심축, 한쪽 끝에 헤드가 형성된 좌측 레버 케이블과 우측 레버 케이블과 전륜 브레이크 케이블과 후륜 브레이크 케이블;을 포함하는 것으로,
    하우징 내부에 전륜 피스톤과 후륜 피스톤을 삽입하고, 두 피스톤 사이에 피니언을 삽입하고, 중심축을 하우징에 결합한 후 피니언의 중심축 홀에 삽입하여 피니언이 회전 가능하게 하고, 전륜 피스톤의 헤드 홈에 전륜 브레이크 케이블의 헤드를 삽입하고 나머지를 전륜 피스톤과 하우징의 케이블 홀을 통해 밖으로 돌출시키고, 후륜 피스톤의 헤드 홈에 좌측 레버 케이블과 우측 레버 케이블과 후륜 브레이크 케이블의 헤드를 삽입하고 나머지를 각각 후륜 피스톤과 하우징의 케이블 홀을 통해 밖으로 돌출시켜,
    좌측 레버 케이블이나 우측 레버 케이블을 당기면 레버 케이블의 헤드에 의해 후륜 피스톤이 당겨지고, 후륜 피스톤이 후륜 브레이크 케이블의 헤드를 당겨 후륜 브레이크 케이블이 당겨지고, 후륜 피스톤이 당겨지면 피니언이 회전하면서 전륜 피스톤이 이동하고, 전륜 피스톤이 전륜 브레이크 케이블의 헤드를 당겨 전륜 브레이크 케이블이 당겨지게 한; 것을 특징으로 하는 자전거 전ㆍ후륜 순차 제동 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    전륜 피스톤의 케이블 홀에 나사 홈이 형성되고, 둘레에 나사 산이 형성되고 중심에 케이블 홀이 형성된 조절나사;를 포함하는 것으로,
    전륜 피스톤의 케이블 홀에 조절나사를 삽입하고, 전륜 피스톤의 헤드 홈에 전륜 브레이크 케이블의 헤드를 삽입하고 나머지를 조절나사와 하우징의 케이블 홀을 통해 밖으로 돌출시켜, 전륜 피스톤에 조절나사를 삽입한 정도를 조절하여 전륜 브레이크 케이블의 헤드와 조절나사 사이의 거리를 조절하게 한; 것을 특징으로 하는 자전거 전ㆍ후륜 순차 제동 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    하우징의 아랫면에 나사 홈이 형성된 잠금핀 홀이 형성되고, 전륜 피스톤의 아랫면에 잠금랙이 형성되고, 둘레에 나사 산이 형성된 잠금핀;을 포함하는 것으로,
    전륜 피스톤이 이동한 상태에서 잠금핀을 잠금핀 홀에 삽입하고 잠금핀의 끝이 잠금랙에 맞물리게 하여, 전륜 피스톤이 고정되게 한; 것을 특징으로 하는 자전거 전ㆍ후륜 순차 제동 장치.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2000118474A (ja) 1998-10-19 2000-04-25 Kanazawa Kikai:Kk 自転車のブレーキ構造
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