KR101996137B1 - 차량용 자전거 캐리어 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전동 진공 흡착식 거치 장치에 의해 자전거를 안정적이고 편리하게 운반할 수 있는 차량용 자전거 캐리어를 개시한다. 본 발명에 따른 차량용 자전거 캐리어는 자전거의 바퀴를 클램핑할 수 있도록 차량에 흡착되어 있는 제1 전동 진공 흡착 장치와, 자전거의 핸들을 클램핑할 수 있도록 차량에 서로 간격을 두고 흡착되어 있는 한 쌍의 제2 전동 진공 흡착 장치를 포함한다. 제1 전동 진공 흡착 장치와 한 쌍의 제2 전동 진공 흡착 장치 각각은, 진공 패드, 하우징, 진공 펌프, 컨트롤러, 전원과 클램핑 메커니즘으로 구성되어 있다. 진공 패드는 표면에 흡착되어 표면과의 사이에 캐비티를 형성하는 주변 립과, 캐비티와 연결되도록 형성되어 있는 제1 공기 통로를 갖는다. 하우징은 진공 패드의 위쪽에 결합되어 있다. 진공 펌프는 제1 공기 통로를 통해 공기를 배출할 수 있도록 하우징에 장착되어 있다. 컨트롤러는 진공 펌프의 작동을 제어할 수 있도록 하우징에 장착되어 있다. 전원은 진공 펌프와 컨트롤러의 작동을 위한 전력을 공급한다. 클램핑 메커니즘은 바퀴와 핸들 중 어느 하나를 클램핑할 수 있도록 하우징에 장착되어 있다. 본 발명에 의하면, 전동 진공 흡착식 거치 장치의 자체 동력에 의해 진공 패드의 흡착력을 안정적이고 지속적으로 유지할 수 있으므로, 자전거를 차체에 견고하게 고정하여 안전하게 운반할 수 있다. 또한, 전동 진공 흡착식 거치 장치들에 자전거를 간편하게 착탈할 수 있어 사용 편의성을 향상시킬 수 있다.

Description

차량용 자전거 캐리어{BICYCLE CARRIER FOR VEHICLES}
본 발명은 캐리어(Carrier)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전동 진공 흡착식 거치 장치에 의해 자전거를 안정적이고 편리하게 운반할 수 있는 차량용 자전거 캐리어에 관한 것이다.
차량용 자전거 캐리어는 차량에 자전거를 탑재하여 운반하기 위한 운반 장치로 다양한 형태와 구조로 개발되어 있다. 자전거 캐리어는 차체에 고정되는 프레임(Frame) 형태로 구성되는 것이 일반적이다.
프레임 형태의 자전거 캐리어는 미국 특허등록 제8,235,267호 "히치 장착형 자전거 캐리어(Hitch-mountable bicycle carrier)", 미국 등록특허 제8,636,184호 "자동차용 컴팩트 접이식 자전거 캐리어(Compact folding bicycle carrier for motor vehicles)"에 개시되어 있다. 이러한 프레임 형태의 자전거 캐리어는 차량의 차체 후미에 고정적으로 장착되어 차량의 운행에 방해가 될 수 있다. 따라서 자전거 캐리어를 차체에 착탈식으로 장착할 필요가 제기되고 있다.
착탈식으로 간편하게 장착할 수 있는 장치로 진공 흡착 장치가 있다. 진공 흡착 장치는 물체에 접촉되어 있는 진공 패드로부터 진공 펌프의 작동에 의해 공기를 흡입하여 물체를 흡착하는 장치이며, 물체의 운반을 위한 이재기(Transfer machine), 진공 리프터(Vacuum lifter) 등에 보편적으로 사용되고 있다. 진공 패드는 진공 흡착 패드(Vacuum suction pad), 진공 컵(Vacuum cup), 진공 흡착 컵(Vacuum suction cup)으로 부르고도 있다. 진공 패드와 진공 펌프는 진공 라인(Vacuum line)으로 플렉시블 호스(Flexible hose)에 의해 연결되는 것이 일반적이다.
진공 흡착 장치는 미국 특허 제9,168,642호 "진공 컵 어셈블리(Vacuum cup assembly)", 미국 특허 제8,267,367호 "진공 패드 장치(Vacuum pad device)", 미국 특허 제7,726,715호 "진공 흡착 헤드(Vacuum suction head)", PCT 국제출원 국제공개번호 WO 2014/046413호 "진공 흡착 장치용 패드", PCT 국제출원 국제공개번호 WO 2012/086949호 "레벨 보정 기능 갖는 진공 컵 어셈블리"등 많은 특허 문헌들에서 찾아볼 수 있다. 이 특허 문헌들의 진공 흡착 장치는 진공 패드와 진공 펌프가 개별적으로 구비되어 진공 라인에 의해 연결되기 때문에 이재기에 사용하는데 적합하나, 물체를 한 곳에 지속적으로 고정하기 위한 진공 고정 장치(Vacuum fixture)에 사용하는데 부적합하다.
한편, 진공 패드는 클램프 기구(Clamp mechanism)를 홀더(Holder)에 장착하여 물체를 고정하기 위한 거치 장치에 사용되고 있다. 이러한 거치 장치는 한국 등록특허 제10-0895906호 " 탈착 가능한 가압 레버를 구비한 휴대기기 거치대", 한국 등록특허 제10-1243940호 "진공 흡착식 물건 거치대", 미국 특허 제7,878,467호 "흡착 컵 구조물(Suction cup structure)"등 많은 특허 문헌들에서 찾아볼 수 있다. 거치 장치의 진공 패드는 자체적인 변형에 의해 흡착력을 유지하도록 구성되어 있다. 따라서 진공 패드는 외력에 의해 변형되면서 물체의 표면으로부터 쉽게 탈락될 수 있다. 위 특허문헌들에 개시되어 있는 내용은 본 명세서에 참고로 포함된다.
상기한 바와 같은 진공 패드를 이용하는 진공 흡착식 거치 장치에 있어서, 진공 패드가 물체의 표면으로부터 탈락하는 것을 방지하기 위해 레버(Lever) 등의 기구에 의해 패드를 강제로 눌러 복원을 구속하고 있다. 그러나 외부의 충격에 의한 패드의 복원을 근본적으로 방지하지 못하여 물체의 표면으로부터 탈락하는 일이 발생되고 있다. 진공 패드가 표면으로부터 탈락할 경우, 물체가 주변의 구조물과 충돌하여 파손되거나 사용자가 부상을 당하기도 한다. 따라서 진공 패드의 흡착력을 지속적으로 유지할 수 있는 진공 흡착식 거치 장치에 의해 자전거를 안정적으로 거치하여 운반할 수 있는 차량용 자전거 캐리어가 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 요구를 충족할 수 있는 새로운 차량용 자전거 캐리어를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 차량용 자전거 캐리어가 제공된다. 본 발명에 따른 차량용 자전거 캐리어는, 자전거의 바퀴를 클램핑할 수 있도록 차량에 흡착되어 있는 제1 전동 진공 흡착 장치와; 자전거의 핸들을 클램핑할 수 있도록 차량에 서로 간격을 두고 흡착되어 있는 한 쌍의 제2 전동 진공 흡착 장치를 포함한다. 제1 전동 진공 흡착 장치와 한 쌍의 제2 전동 진공 흡착 장치 각각은, 차량의 표면에 흡착되어 표면과의 사이에 캐비티를 형성하는 주변 립과, 캐비티와 연결되도록 형성되어 있는 제1 공기 통로를 갖는 진공 패드와; 진공 패드의 위쪽에 결합되어 있는 하우징과; 제1 공기 통로를 통해 공기를 배출할 수 있도록 하우징에 장착되어 있는 진공 펌프와; 진공 펌프의 작동을 제어할 수 있도록 하우징에 장착되어 있는 컨트롤러와; 진공 펌프와 컨트롤러의 작동을 위한 전력을 공급하는 전원과; 바퀴와 핸들 중 어느 하나를 클램핑할 수 있도록 하우징에 장착되어 있는 클램핑 메커니즘을 포함한다. 클램핑 메커니즘은, 하우징의 위쪽에 결합되어 있는 요크와; 요크에 샤프트를 중심으로 회전할 수 있도록 장착되어 있는 조인트와; 조인트를 요크에 대해 압박하여 조인트의 회전을 구속할 수 있도록 샤프트의 한쪽에 결합되어 있는 제1 로킹 핸들과; 바퀴와 핸들 중 어느 하나의 클램핑을 위해 조인트에 승강할 수 있도록 장착되어 있는 하부 클램프 조와; 하부 클램프 조의 승강을 구속할 수 있도록 조인트를 관통하여 하부 클램프 조에 체결되는 스크루 로드를 갖는 제2 로킹 핸들과; 바퀴와 핸들 중 어느 하나의 클램핑을 위해 하부 클램프 조에 샤프트를 중심으로 회전할 수 있도록 장착되어 있는 상부 클램프 조와; 상부 클램프 조를 하부 클램프 조에 대해 압박하여 상부 클램프 조의 회전을 구속할 수 있도록 하부 클램핑 조에 체결되는 스크루 로드를 갖는 제3 로킹 핸들을 포함한다.
본 발명에 따른 차량용 자전거 캐리어에 있어서, 진공 패드는 캐비티와 연결되도록 형성되어 있는 제2 공기 통로를 가지며, 제2 공기 통로를 통해 공기 압력을 검출하여 컨트롤러에 입력하도록 하우징에 장착되어 있는 진공 센서를 더 포함한다. 컨트롤러는 진공 센서로부터 입력되는 공기 압력이 설정값을 초과하면 진공 펌프를 작동시키며 설정값 이하이면 진공 펌프를 정지시키도록 구성되어 있다.
본 발명에 따른 차량용 자전거 캐리어는 전동 진공 흡착식 거치 장치의 자체 동력에 의해 진공 패드의 흡착력을 안정적이고 지속적으로 유지할 수 있으므로, 자전거를 차체에 견고하게 고정하여 안전하게 운반할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 따른 차량용 자전거 캐리어는 전동 진공 흡착식 거치 장치들에 자전거를 간편하게 착탈할 수 있어 사용 편의성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 자전거 캐리어를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 자전거 캐리어에서 제1 전동 진공 흡착식 거치 장치를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 제1 전동 진공 흡착식 거치 장치를 나타낸 저면 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 제1 전동 진공 흡착식 거치 장치를 분리하여 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 제1 전동 진공 흡착식 거치 장치를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 제1 전동 진공 흡착식 거치 장치에서 진공 패드를 나타낸 저면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 거치 장치에서 진공 패드를 부분적으로 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 제1 전동 진공 흡착식 거치 장치의 제어를 설명하기 위하여 나타낸 블록도이다.
도 9는 본 발명에 따른 제2 전동 진공 흡착식 거치 장치를 나타낸 사시도이다.
도 10은 본 발명에 따른 제2 전동 진공 흡착식 거치 장치를 분리하여 나타낸 사시도이다.
도 11은 본 발명에 따른 제1 전동 진공 흡착식 거치 장치를 나타낸 정면도이다.
도 12는 본 발명에 따른 제1 전동 진공 흡착식 거치 장치의 작동을 설명하기 위해 나타낸 정면도이다.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들과 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.
이하, 본 발명에 따른 차량용 자전거 캐리어에 대한 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.
먼저, 도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 자전거 캐리어는 제1 전동 진공 흡착식 거치 장치(100)을 구비한다. 제1 전동 진공 흡착식 거치 장치(100)는 차량(10)의 표면(12)에 흡착할 수 있는 진공 패드(110)를 구비한다. 진공 패드(110) 또는 진공 컵은 변형에 의해 표면(12)에 흡착될 수 있도록 니트릴(Nitrile), 실리콘(silicone), 우레탄(Urethane) 등과 같은 유연성 소재(Flexible material)로 구성되어 있다. 진공 패드(110)는 베이스(Base: 112), 베이스(112)의 아래쪽으로부터 연장되어 있는 스커트(Skirt: 114), 표면(12)에 흡착될 수 있도록 스커트(114)의 하면 가장자리에 형성되어 있는 주변 립(Peripheral lip: 116)으로 구성되어 있다. 스커트(114)는 아래를 향해 테이퍼(Taper)지는 원뿔 형상(Cone shape)으로 형성되어 있다.
진공 패드(110)의 주변 립(116)이 차량(10)의 표면(12)에 흡착되면, 캐비티(Cavity: 118)가 표면(12)과 진공 패드(110) 사이에 형성된다. 제1 공기 통로(Air passage: 120)가 캐비티(118)와 연결되도록 베이스(112)의 중앙에 형성되어 있다. 제2 공기 통로(122)가 캐비티(118)와 연결되도록 베이스(112)의 중앙과 가장자리 사이에 형성되어 있다. 제1 공기 통로(120)의 직경은 제2 공기 통로(122)의 직경보다 크게 형성되어 캐비티(118)로부터 공기를 배출하기 위한 주 통로(Main passage)로 된다.
도 7에 도시되어 있는 바와 같이, 더스트 실드(Dust shield: 124)가 주변 립(116)과 간격을 두고 주변 립(116)의 바깥쪽을 둘러싸도록 스커트(114)의 하면 가장자리에 더 형성되어 있다. 더스트 실드(124)는 표면에 접촉할 수 있도록 형성될 수 있다. 더스트 실드(124)는 주변 립(116)을 둘러싸 먼지, 빗물 등의 이물질이 주변 립(116)에 침투하는 것을 방지한다. 해제 테두리(Release brim: 126)가 더스트 실드(124)와 간격을 두고 더스트 실드(124)의 바깥쪽을 둘러싸도록 스커트(114)의 외면 아래쪽에 더 형성되어 있다. 주변 립(116)은 해제 테두리(126)을 들어 올리는 것에 의해 표면(12)으로부터 쉽게 떼어낼 수 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 해제 테두리(126)는 스커트(114)의 외면 아래쪽에 반경 방향으로 연장되도록 형성되는 손잡이(Tab)로 구성될 수도 있다.
도 3 내지 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 복수의 그루브(Groove: 128)가 스커트(114)의 내면에 허니콤 패턴(Honeycomb patten)을 이루도록 스커트(114)의 내면에 형성되어 있다. 허니콤 패턴의 그루브(128)들에 의해 스커트(114)의 가장자리로부터 중앙으로 공기의 흐름이 원활하게 유지된다. 메탈 링(Metal ring: 130)이 베이스(112)의 강성을 보강할 수 있도록 베이스(112)에 인서트 몰딩(Insert molding)되어 있다. 에어 필터(Air filter: 140, 142) 각각이 공기의 여과를 위해 제1 및 제2 공기 통로(120, 122)에 장착되어 있다. 체크 밸브(Check Valve: 150, 152) 각각이 공기의 역류를 방지할 수 있도록 제1 및 제2 공기 통로(120, 122)에 장착되어 있다. 공기는 체크 밸브(150, 152)에 의해 캐비티(118)로부터 진공 패드(110) 밖으로 배출되지만, 진공 패드(110) 밖으로부터 캐비티(118)로 유입되지 않는다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 제1 전동 진공 흡착식 거치 장치(100)는 진공 패드(110)의 위쪽에 결합되어 있는 하우징(Housing: 160)을 구비한다. 복수의 리세스(Recess: 162)가 하우징(160) 또는 홀더의 외면에 둘레 방향을 따라 형성되어 있다. 복수의 볼트 구멍(Bolt hole: 164)이 리세스(162)들 각각의 바닥에 형성되어 있다. 하우징(160)은 볼트 구멍(164)들 각각을 통해 메탈 링(130)에 체결되는 복수의 스크루(Screw: 166)에 의해 진공 패드(110)에 결합되어 있다.
복수의 미끄럼 방지 돌기(168) 또는 요철이 하우징(160)의 윗면에 동심을 이루도록 링 형상(Ring shape)으로 형성되어 있다. 미끄럼 방지 돌기(168)들은 하우징(160)의 윗면에 배치되는 자전거(20)의 바퀴(22) 또는 핸들(24)과 접촉되어 미끄럼을 방지한다. 복수의 이탈 방지 돌기(170)들이 미끄럼 방지 돌기(168)들의 바깥쪽에 둘레 방향을 따라 배치되도록 하우징(160)의 윗면에 형성되어 있다. 이탈 방지 돌기(170)들은 자전거(20)의 바퀴(22)가 하우징(160)의 윗면으로부터 이탈되지 않고 미끄럼 방지 돌기(168)들에 안정적으로 접촉되도록 바퀴(22)의 외면을 지지한다. 구멍(172)이 하우징(160)의 윗면 중앙에 형성되어 있다. 캡(174)이 구멍(172)에 결합되어 있다. 스냅 핏(Snap fit: 176) 또는 스냅 훅(Snap hook)이 하우징(160)의 외면 한쪽에 형성되어 있다. 배터리 하우징(Battery housing: 180)이 하우징(160)의 한쪽에 밖으로 노출되도록 결합되어 있다. 캡(182)이 배터리 하우징(180)의 말단에 분리할 수 있도록 결합되어 있다.
도 4, 도 5와 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 자전거 캐리어의 제1 전동 진공 흡착식 거치 장치(100)는 하우징(160) 안에 장착되어 있는 진공 펌프(190)와, 진공 펌프(190)의 작동을 제어하기 위한 컨트롤러(Controller: 200)와, 진공 펌프(190)와 컨트롤러(200)의 작동을 위한 전력을 공급하는 전원(210)을 구비한다. 진공 펌프(190)는 캐비티(118)로부터 공기를 배기할 수 있도록 진공 패드(110)의 제1 공기 통로(120)와 연결되어 있다. 제1 공기 통로(120)와 진공 펌프(190)는 플렉시블 호스(Flexible hose)에 의해 연결될 수 있다.
컨트롤러(200)는 마이크로프로세서(Microprocessor)로 구성되어 하우징(160) 안에 장착되어 있다. 파워 스위치(Power switch: 202)와 제1 및 제2 발광다이오드 인디케이터(Light Emitting Diode indicator, LED indicator: 204, 206) 각각이 컨트롤러(200)에 연결되어 있다. 파워 스위치(202)는 캡(182)에 장착되어 있다. 제1 및 제2 LED 인디케이터(204, 206) 각각은 하우징(160)의 외면에 장착되어 있다. 제1 LED 인디케이터(204)는 적색 LED로 구성되어 있다. 적색 LED는 진공 펌프(190)의 이상 시 점등된다. 제2 LED 인디케이터(206)는 청색 LED로 구성되어 있다. 진공 센서(Vacuum sensor: 208)가 제2 공기 통로(122)를 통해 공기 압력을 검출할 수 있도록 하우징(160) 안에 장착되어 있다. 진공 센서(208)는 제2 공기 통로(122)를 통해 공기 압력을 검출하여 컨트롤러(200)에 입력한다. 컨트롤러(200)는 진공 센서(208)로부터 입력되는 공기 압력이 설정값을 초과하면 진공 펌프(190)를 작동시키며, 설정값 이하이면 진공 펌프(190)를 정지시키도록 구성되어 있다.
전원(210)은 충전 배터리(212)로 구성되어 있다. 충전 배터리(212)는 배터리 하우징(180) 안에 장착되어 있다. 충전기(214)가 충전 배터리(212)의 충전을 위해 하우징(160)의 한쪽에 장착되어 있다. 충전기(214)의 충전 단자(216)는 상용전력의 공급을 위한 파워 코드(Power cord)를 연결할 수 있도록 하우징(160)의 외면에 노출되어 있다. 청색 LED는 충전기(214)에 의한 충전 배터리(212)의 충전 시 점멸되고, 충전 배터리(212)의 충전이 완료되면 점등 상태를 유지한다. 또한, 청색 LED는 진공 펌프(190)의 정상 작동 시 점등 상태를 유지한다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 자전거 캐리어의 제1 전동 진공 흡착식 거치 장치(100)는 자전거(20)의 클램핑을 위해 하우징(160)의 위쪽에 장착되어 있는 클램핑 메커니즘(Clamping mechanism: 220)을 구비한다. 클램핑 메커니즘(220) 또는 바인딩 메커니즘(Binding mechanism)은 밴드 클램프(Band clamp: 222)로 구성되어 있다. 밴드 클램프(222)는 하우징(160)의 외면 한쪽에 결속되어 있는 밴드(Band: 224) 또는 스트립(Strip)과, 밴드(224)의 고정을 위해 하우징(160)의 외면 다른 쪽에 장착되어 있는 클램프(Clamp: 226) 또는 파스너(Fastener), 버클(Buckle)로 구성되어 있다.
제1 구멍(224a)이 밴드(224)의 한쪽 끝에 이웃하도록 형성되어 있다. 스냅 핏(174)은 제1 구멍(224a)에 끼워져 밴드(224)를 고정시키게 된다. 제2 구멍(224b)이 제1 구멍(224a)과 간격을 두고 밴드(224)에 형성되어 있다. 제2 구멍(224b)이 스냅 핏(175)에 결합되면, 바퀴(22)의 결속에 사용되는 밴드(224)의 길이가 짧아지게 된다. 손잡이(224c)가 밴드(224)의 다른 쪽 끝에 형성되어 있다. 클램프(226)는 샤프트(226a)를 중심으로 회전되어 밴드(224)를 클램핑하는 래칫(Ratchet: 226b)을 구비한다. 이러한 밴드 클램프(222)는 래칫 밴드 클램프(Ratchet band clamp)나 밴드 파스너(Band fastener)로 부르고도 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 클램핑 메커니즘(220)은 훅 클램프(Hook clamp), 토글 클램프(Toggle clamp), 래칫 클램프(Ratchet clamp) 등 다양한 형태로 구성될 수 있다.
도 1, 도 9 내지 도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 자전거 캐리어는 한 쌍의 제2 전동 진공 흡착식 거치 장치(100A)를 구비한다. 한 쌍의 제2 전동 진공 흡착식 거치 장치(100A)는 자전거(20)의 바퀴(22) 또는 핸들(24)을 클램핑할 수 있도록 차량(10)에 서로 간격을 두고 배치된다. 제2 전동 진공 흡착식 거치 장치(100A)와 앞에서 설명한 제1 전동 진공 흡착식 거치 장치(100)의 동일한 구성은 동일한 부호를 부여하고, 그에 대한 자세한 설명은 생략한다. 제2 전동 진공 흡착식 거치 장치(100A)가 제1 전동 진공 흡착식 거치 장치(100)과 다른 점은 클램핑 메커니즘(230)에 있다. 클램핑 메커니즘(230)은 요크(Yoke: 232), 조인트(Joint: 234), 제1 로킹 핸들(Locking handle: 236), 하부 클램프 조(Lower clamp jaw: 238), 제2 로킹 핸들(240), 상부 클램프 조(Upper clamp jaw: 242)와 제3 로킹 핸들(244)로 구성되어 있다.
요크(232)는 볼트(232a)의 체결에 의해 하우징(160)의 위쪽에 결합되어 있다. 볼트(232a)는 캡(174)이 분리되어 있는 하우징(160)의 구멍(172)에 돌출되도록 결합되어 있다. 조인트(234)는 샤프트(234a)를 중심으로 회전할 수 있도록 요크(232)에 장착되어 있다. 샤프트(234a)는 요크(232)와 조인트(234)를 관통하는 볼트로 구성되어 있다. 제1 로킹 핸들(236)은 조인트(234)의 한쪽을 관통하는 샤프트(234a)의 한쪽에 체결되는 노브(Knob) 또는 레버(Lever)로 구성되어 있다. 제1 로킹 핸들(236)은 조인트(234)를 요크(232)에 대해 압박하여 조인트(234)의 회전을 구속한다.
하부 클램프 조(238)는 조인트(234)에 대해 승강할 수 있도록 장착되어 있다. 브이 홈(V-groove: 238a)이 자전거(20)의 핸들(24)을 올려놓아 안정적으로 지지할 수 있도록 하부 클램프 조(238)의 한쪽 윗면에 형성되어 있다. 패드(Pad: 238b)가 브이 홈(238a)에 장착되어 있다. 패드(238b)는 하부 클램프 조(238)와 핸들(24)을 외부의 충격으로부터 보호할 수 있도록 유연성 소재, 예를 들면 고무, 실리콘, 우레탄 등으로 구성될 수 있다. 너트(238c)가 하부 클램프 조(238)의 하면에 결합되어 있다. 너트(238d)가 하부 클램프 조(238)의 위쪽에 결합되어 있다. 제2 로킹 핸들(240)은 조인트(234)의 상면을 관통하여 하부 클램프 조(238)의 너트(238c)에 체결되는 스크루 로드(240a)를 갖는다. 스크루 로드(240a)의 선단은 하부 클램프 조(238)의 하면에 체결되어 하부 클램프 조(238)의 승강을 구속한다.
상부 클램프 조(242)는 샤프트(242a)를 중심으로 회전할 수 있도록 하부 클램프 조(238)의 위쪽에 장착되어 있다. 상부 클램프 조(242)는 샤프트(242a)를 중심으로 회전되면서 하부 클램프 조(238)에 접근하여 브이 홈(238a)에 올려놓아지는 핸들(24)을 고정하게 된다. 패드(242b)가 브이 홈(238a)에 놓여져 있는 핸들(24)을 지지하여 보호할 수 있도록 상부 클램프 조(242)의 한쪽에 장착되어 있다. 제3 로킹 핸들(244)은 하부 클램프 조(238)의 너트(238d)에 체결되는 스크루 로드(244a)와 상부 클램프 조(242)를 하부 클램프 조(238)의 한쪽에 압박하는 스토퍼(242b)를 갖는다. 스크루 로드(244a)가 너트(238d)에 체결되면, 스토퍼(242b)는 상부 클램프 조(242)를 하부 클램프 조(238)에 대해 압박하여 상부 클램프 조(242)의 회전을 구속한다.
지금부터는, 이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 차량용 자전거 캐리어에 대한 작용을 설명한다.
도 1, 도 2, 도 5, 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 자전거 캐리어의 제1 전동 진공 흡착식 거치 장치(100)와 제2 전동 진공 흡착식 거치장치(100A)들 각각은 자전거(20)를 차량(10)에 탑재하여 운반할 수 있도록 진공 패드(110)에 의해 차량(10)의 표면(12)에 흡착된다. 사용자는 진공 패드(110)의 주변 립(116)을 차량(10)의 표면(12), 예를 들면 루프(Roof)나 트렁크 리드(Trunk lid)에 흡착시킨다. 주변 립(116)이 표면(12)에 흡착되어 있는 상태에서 파워 스위치(202)가 온(On)되어 진공 펌프(190)가 작동되면, 캐비티(118) 안의 공기가 제1 공기 통로(120)를 통해 배출된다. 캐비티(118)로부터의 공기 배출에 의해 캐비티(118) 안이 진공 상태로 유지되면서 주변 립(116)의 흡착 상태가 견고하게 유지된다. 에어 필터(140)는 공기 중의 먼지와 같은 이물질을 여과하여 진공 펌프(190)의 고장을 방지시키게 된다. 체크 밸브(150)는 제1 공기 통로(120)를 통한 공기의 역류를 방지하여 캐비티(118)의 진공 상태를 안정적으로 유지시키게 된다.
계속해서, 진공 펌프(190)의 작동에 의해 진공 패드(110)가 차량(10)의 루프나 트렁크 리드에 견고하게 흡착되면, 사용자는 자전거(20)의 바퀴(22)를 제1 전동 진공 흡착식 거치 장치(100)의 미끄럼 방지 돌기(168)들에 지지시키고, 밴드(224)에 의해 바퀴(22)를 결속시킨다. 사용자는 밴드(224)를 클램프(226)에 고정시켜 바퀴(22)의 결속 상태를 유지시킨다.
도 1과 도 9 내지 도 12를 참조하면, 제2 전동 진공 흡착식 거치 장치(100A)들 각각은 하부 및 상부 클램프 조(238, 242)에 의해 자전거(20)의 핸들(24)을 견고하게 클램핑할 수 있다. 또한, 조인트(234)의 회전과 하부 클램프 조(238)의 승강에 의해 하부 클램프 조(238)의 클램핑 위치를 조절하여 핸들(24)을 간편하게 클램핑할 수 있다. 조인트(234), 하부 및 상부 클램프 조(238, 242) 각각의 위치는 제1 내지 제3 로킹 핸들(236, 240, 244)의 로킹 및 언로킹(Unlocking)에 의해 간편하게 조절할 수 있다.
한편, 진공 센서(208)는 제2 공기 통로(122)를 통해 공기 압력을 검출하여 컨트롤러(200)에 입력한다. 컨트롤러(200)는 진공 센서(208)로부터 입력되는 공기 압력이 설정값을 초과하면 진공 펌프(190)를 작동시키고, 공기 압력이 설정값 미만이면 진공 펌프(190)를 정지시킨다.
이와 같은 진공 펌프(190)의 작동에 의해 캐비티(118) 안의 공기 압력을 일정하게 유지시켜 진공 패드(110)의 흡착력을 견고하게 유지시킴으로써, 진공 패드(110)가 표면(12)으로부터 탈락하는 것을 방지하여 안전성과 신뢰성을 높일 수 있다. 컨트롤러(200)는 진공 펌프(190)에 이상이 있는 것으로 판단되면, 제1 LED 인디케이터(84)를 점등시킨다. 또한, 컨트롤러(200)는 충전 배터리(212)의 배터리 잔량이 부족한 경우, 제1 LED 인디케이터(84)를 점등시킨다. 충전 배터리(212)의 배터리 잔량이 부족하게 되면, 진공 펌프(190)의 작동이 정지된다. 사용자는 충전 단자(126)에 파워 코드를 연결하여 충전 배터리(212)를 충전하거나 충전 배터리(212)를 새 것으로 교환한다. 컨트롤러(200)는 진공 펌프(190)가 정상적으로 작동되고 있는 것으로 판단되면 제2 LED 인디케이터(86)를 점등시킨다. 사용자는 제1 및 제2 LED 인디케이터(84, 86)의 표시에 의해 진공 펌프(190)와 충전 배터리(212)의 상태를 확인하여 진공 펌프(190)의 정상 작동을 위한 조치를 실시할 수 있다.
한편, 사용자는 밴드(224)를 클램프(226)로부터 분리하여 바퀴(22)의 결속을 쉽게 풀어낼 수 있다. 사용자는 샤프트(242a)를 중심으로 상부 클램프 조(242)를 회전시켜 하부 클램프 조(238)로부터 상부 클램핑 조(242)를 이격시킴으로써, 핸들(24)을 쉽게 언클램핑시킬 수 있다. 사용자는 제1 전동 진공 흡착식 거치 장치(100)의 클램핑 메커니즘(220)과 제2 전동 진공 흡착식 거치 장치(100A)들의 클램핑 메커니즘(230) 각각으로부터 자전거(20)의 바퀴(22)와 핸들(24)을 분리하여 자전거(20)를 차량(10)으로부터 간편하게 분리할 수 있다. 마지막으로, 스위치(202)가 오프(Off)되어 진공 펌프(190)의 작동이 정지되면, 제1 공기 통로(120)를 통한 공기의 배출이 중지된다. 사용자는 해제 테두리(126)를 들어 올려 주변 립(116)을 표면(12)으로부터 떼어낼 수 있다.
이상에서 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.
100: 제1 전동 진공 흡착식 거치 장치
100A: 제2 전동 진공 흡착식 거치 장치
110: 진공 패드
116: 주변 립 118: 캐비티
120: 제1 공기 통로 122: 제2 공기 통로
124: 더스트 실드 126: 해제 테두리
140, 142: 에어 필터 150, 152: 에어 필터
160: 하우징 178: 배터리 하우징
190: 진공 펌프 200: 컨트롤러
208: 진공 센서 210: 전원
212: 충전 배터리 214: 충전기
220, 230: 클램핑 메커니즘 222: 밴드
224: 클램프 232: 요크
234: 조인트 236: 제1 로킹 핸들
238: 하부 클램프 조 240: 제2 로킹 핸들
242: 상부 클램프 조 244: 제3 로킹 핸들

Claims (9)

  1. 자전거의 바퀴를 클램핑할 수 있도록 차량에 흡착되어 있는 제1 전동 진공 흡착 장치와;
    상기 자전거의 핸들을 클램핑할 수 있도록 상기 차량에 서로 간격을 두고 흡착되어 있는 한 쌍의 제2 전동 진공 흡착 장치를 포함하고,
    상기 제1 전동 진공 흡착 장치와 상기 한 쌍의 제2 전동 진공 흡착 장치 각각은,
    상기 차량의 표면에 흡착되어 상기 표면과의 사이에 캐비티를 형성하는 주변 립과, 상기 캐비티와 연결되도록 형성되어 있는 제1 공기 통로를 갖는 진공 패드와;
    상기 진공 패드의 위쪽에 결합되어 있는 하우징과;
    상기 제1 공기 통로를 통해 공기를 배출할 수 있도록 상기 하우징에 장착되어 있는 진공 펌프와;
    상기 진공 펌프의 작동을 제어할 수 있도록 상기 하우징에 장착되어 있는 컨트롤러와;
    상기 진공 펌프와 상기 컨트롤러의 작동을 위한 전력을 공급하는 전원과;
    상기 바퀴와 상기 핸들 중 어느 하나를 클램핑할 수 있도록 상기 하우징에 장착되어 있는 클램핑 메커니즘을 포함하고,
    상기 클램핑 메커니즘은,
    상기 하우징의 위쪽에 결합되어 있는 요크와;
    상기 요크에 샤프트를 중심으로 회전할 수 있도록 장착되어 있는 조인트와;
    상기 조인트를 상기 요크에 대해 압박하여 상기 조인트의 회전을 구속할 수 있도록 상기 샤프트의 한쪽에 결합되어 있는 제1 로킹 핸들과;
    상기 바퀴와 상기 핸들 중 어느 하나의 클램핑을 위해 상기 조인트에 승강할 수 있도록 장착되어 있는 하부 클램프 조와;
    상기 하부 클램프 조의 승강을 구속할 수 있도록 상기 조인트를 관통하여 상기 하부 클램프 조에 체결되는 스크루 로드를 갖는 제2 로킹 핸들과;
    상기 바퀴와 상기 핸들 중 어느 하나의 클램핑을 위해 상기 하부 클램프 조에 샤프트를 중심으로 회전할 수 있도록 장착되어 있는 상부 클램프 조와;
    상기 상부 클램프 조를 상기 하부 클램프 조에 대해 압박하여 상기 상부 클램프 조의 회전을 구속할 수 있도록 상기 하부 클램프 조에 체결되는 스크루 로드를 갖는 제3 로킹 핸들을 포함하는 차량용 자전거 캐리어.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 진공 패드는 상기 캐비티와 연결되도록 형성되어 있는 제2 공기 통로를 가지며, 상기 제2 공기 통로를 통해 공기 압력을 검출하여 상기 컨트롤러에 입력하도록 상기 하우징에 장착되어 있는 진공 센서를 더 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 진공 센서로부터 입력되는 공기 압력이 설정값을 초과하면 상기 진공 펌프를 작동시키며 설정값 이하이면 상기 진공 펌프를 정지시키도록 구성되어 있는 차량용 자전거 캐리어.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 공기 통로 각각에 공기를 여과할 수 있도록 장착되어 있는 에어 필터와, 상기 제1 및 제2 공기 통로 각각에 상기 캐비티 밖에서 안으로 공기의 역류를 방지할 수 있도록 장착되어 있는 체크 밸브를 더 포함하는 차량용 자전거 캐리어.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진공 패드는 상기 주변 립으로 이물질의 침투를 방지하도록 상기 주변 립의 바깥쪽을 둘러싸고 있는 더스트 실드와, 상기 주변 립을 상기 표면으로부터 떼어낼 수 있도록 상기 더스트 실드의 바깥쪽을 둘러싸고 있는 해제 테두리를 더 포함하는 차량용 자전거 캐리어.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 바퀴와 상기 핸들 중 어느 하나와 접촉되어 미끄럼을 방지할 수 있도록 윗면에 형성되어 있는 복수의 미끄럼 방지 돌기와, 상기 바퀴와 상기 핸들 중 어느 하나의 외면을 지지하여 이탈을 방지할 수 있도록 상기 복수의 미끄럼 방지 돌기의 바깥쪽에 둘레 방향을 따라 배치되어 있는 복수의 이탈 방지 돌기를 더 포함하는 차량용 자전거 캐리어.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전원은 상기 하우징에 장착되어 있는 충전 배터리로 이루어지고, 상기 충전 배터리의 충전을 위해 상기 하우징에 장착되어 있는 충전기를 더 포함하는 차량용 자전거 캐리어.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하부 클램프 조의 위쪽에 상기 바퀴와 상기 핸들 중 어느 하나를 올려놓을 수 있는 브이 홈이 형성되어 있고, 상기 브이 홈에 상기 바퀴와 상기 핸들 중 어느 하나를 지지하여 보호하기 위한 패드가 더 장착되어 있는 차량용 자전거 캐리어.
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