KR102136663B1 - 승하강이 가능한 다관절 루프캐리어 - Google Patents

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Abstract

차량, 특히 승용차 또는 SUV 지붕의 루프랙에 설치되는 캐리어에 관한 것으로서, 적재물을 차량루프에 용이하게 적재하고 하역하기 위한 승하강이 가능한 다관절 루프캐리어에 관한 것이다.
차량의 지붕에 화물을 적재하기 위한 루프캐리어에 관한 것으로서, 차량루프에 견고하게 고정되는 하부프레임(110); 상기 하부프레임(110)에 고정결합되는 고정축;
상기 고정축에 후단이 힌지결합되는 제1지지부재(210); 상기 제1지지부재(210)의 선단에 후단이 힌지 결합되는 제2지지부재(220), 상기 제2지지부재(220)의 선단에 후단이 힌지 결합되는 제3지지부재(230)가 순차적으로 상기 하부프레임(110)에 안착되고, 상기 제1지지부재(210)의 선단과 제2지지부재(220)의 후단을 횡방향으로 연결하는 제1회전축; 상기 제2지지부재(220)의 선단과 제3지지부재(230)의 후단을 횡방향으로 연결하는 제2회전축; 상기 제1회전축의 외주에는 이를 감싸는 아우터회전부재(343)가 더 구비되되, 상기 고정축과 상기 아우터회전부재(343) 사이에는 제1동력전달수단이, 상기 고정축과 상기 제1회전축 사이에는 제2동력전달수단이, 상기 제1회전축과 제2회전축 사이에는 제3동력전달수단이 포함되고, 상기 제2회전축의 연장부에는 제3지지부재(230)가 고정결합되는 것으로, 제3지지부재(230)는 루프위치에서 지상위치까지 수평상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 승하강이 가능한 다관절 루프캐리어.

Description

승하강이 가능한 다관절 루프캐리어{A LIFTING ROOF CARRIER FOR VEHICLE}
차량, 특히 승용차 또는 SUV 지붕의 루프랙에 설치되는 캐리어에 관한 것으로서, 적재물을 차량루프에 용이하게 적재하고 하역하기 위한 승하강이 가능한 다관절 루프캐리어에 관한 것이다.
최근 자동차를 이용한 레저활동이 증가하고 있는 추세에 따라서, 차량에 각종 스포츠장비 또는 레저용품 등을 적재하는 경우가 많다.
그러나, 자전거, 텐트, 루프박스 등을 루프에 적재하거나, 심지어는 소형보트를 차량루프에 적재한 상태로 이동하는 경우도, 이러한 루프캐리어가 이용된다. 차량 루프랙에 이와같은 레저장비들을 장착하기 위한 캐리어들이 많이 개발되고 있으나, 사용자가 루프에 캐리어를 고정하고, 캐리어 프레임에 레저용품을 견고하게 고정하는 작업을 해야 하는데, 이때 의자나 사다리를 이용하여 루프 캐리어에 레저용품을 고정하게 된다. 이때 안전사고가 발생하기도 하며, 더욱이 설치에 매우 어려움을 겪게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 선행문헌 1에는 다음과 같은 종래기술의 루프랙 캐리어가 개시되어 있다.
즉, 종래기술의 자동차 루프(지붕)랙은 차량의 측면으로 이송되면서 적재되는데, 차량의 루프에 고정되는 베이스레일, 상기 베이스레일에 대해서 피벗회전하는 레버바, 상기 레버바에 대해서 피벗회전하는 암바로 이루어진 루프랙이 개시되어 있다. 이러한 종래발명에 의하면 암바가 자동으로 차량 측면으로 자동으로 이동하게 되면, 사용자가 적재물을 적재하고 다시 자동으로 루프에 탑재 되도록 하는 것이다. 그러나, 상기 종래의 루프랙은 상기 베이스레일에 연장된 레버바와 암바가 기어와 연결수단에 의해서 승하강위치를 변경하는 것으로서, 베이스레일의 단부에 레버바의 일단이 피봇회전하게 되므로, 레버바가 차량 측면의 곡면부에 접촉될 우려가 있게 된다. 특히, 레버바가 수직하부로 향하게 될 때는 더욱 그러한 문제가 발생하게 되어서, 레버바를 차량의 측면에 접촉되지 않는 정도의 위치에서 암바에 적재물을 적재해야 한다.
이러한 경우, 암바의 위치가 상당히 높은 위치에 있게 되고 무거운 적재물을 적재하는데 어려움이 있게 된다. 레버바가 차량의 측면과 접촉됨이 없이 수직하향되는 상태로 회전시키기 위해서는 베이스레일의 단부가 차량의 측부으로 충분히 돌출되어야 하는 문제가 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서는 다관절의 레버바를 구비하면서 동시에 암바를 동일하게 수평을 유지하도록 하는 기구학적, 구조적, 역학적 구성을 개발하여야 한다.
선행문헌 : 한국특허공개공보 10-2014-0095494 (2014. 8. 1. 공개)
본원 발명은 차량의 루프에 탑재될 수 있는 다관절 루프캐리어에 관한 것으로서, 루프와 지상 사이에서 캐리어의 승하강이 가능하여 적재물을 용이하게 지상에서 루프로, 루프에서 지상으로 이송시킬 수 있는 루프캐리어를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본원 발명은 차량의 루프에 장착하였을 때, 차량측면 및 후면의 만곡면과의 간섭이 발생하지 않도록 하는 루프캐리어를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본원 발명은 차량의 루프에 장착된 상태에서 외관이 미려하게 구성될 수 있는 차량용 루프캐리어를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본원 발명은 루프캐리어의 지상위치에서 적재가 더 용이하도록 적재위치를 조절할 수 있도록 신축이 가능한 루프캐리어를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본원 발명은 적재물의 회전이 가능하여 적재방향을 바꿀 수 있도록 하여 적재물의 길이와 무관하게 적재가 가능한 루프캐리어를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본원 발명의 승하강이 가능한 다관절 루프캐리어는
차량의 지붕에 화물을 적재하기 위한 다관절 루프캐리어에 관한 것으로서, 차량루프에 견고하게 고정되는 하부프레임(110); 상기 하부프레임(110)에 고정결합되는 고정축(310); 상기 고정축에 후단이 힌지결합되는 제1지지부재(210); 상기 제1지지부재(210)의 선단에 제1회전축(320)에 의해서 후단이 회전가능하게 결합되는 제2지지부재(220); 상기 제2지지부재(220)의 선단에 제2회전축(330)에 의해서 후단이 회전가능하게 결합되는 제3지지부재(230); 상기 제1회전축(320)의 외주에는 독립적으로 회전하는 아우터회전부재(343);를 구비하되, 상기 제2회전축(330)과 상기 제3지지부재(230)의 후단은 상호 고정결합되어 일체로 회동되고, 상기 고정축(310)과 상기 아우터회전부재(343) 사이에 구비된 제1동력전달수단(340); 상기 고정축(310)과 상기 제1회전축 사이에 구비된 제2동력전달수단(350); 상기 제1회전축(320)과 제2회전축(330) 사이에 구비된 제3동력전달수단(360);을 포함하고, 제3지지부재(230)는 루프위치에서 지상위치까지 이동중에 수평상태를 유지한다.
본원 발명의 다관절 루프캐리어는 상기 제1지지부재(210), 제2지지부재(220), 그리고 제3지지부재(230)가 순차적으로 상기 하부프레임(110)에 안착되도록 배치되되, 상기 제3지지부재(230)는 그 선단이 고정축(310)을 향하는 방향으로 배치된다.
더 구체적으로 상기 제1동력전달수단(340)는 상기 고정축(310)에 대한 아우터회전부재(343)의 기어비가 1:2~1:4 범위이며, 상기 고정축에 구비되는 제1기어(341)와 상기 고정축과 아우터회전부재(343) 사이에 구비되는 제2기어(342)에 의해서 회전방향이 변경되며, 상기 제2기어와 아우터회전부재는 각각의 외주가 링크로드로 직접 연결되거나 체인과 스프로킷에 의해서 연결된다.
또한 상기 제2동력전달수단(350)과 상기 제3동력전달수단(360)은 체인 또는 베벨기어 중에서 어느 하나로 선택되어지되, 상기 제1회전축과 제2회전축은 그 회전방향이 동일하며 상기 고정축(310)에 대한 제1회전축의 기어비는 1:1이고, 상기 제1회전축(320)에 대한 제2회전축(330)의 기어비도 1:1로 한다.
상기 제2동력전달수단(350)과 제3동력전달수단(360)은 베벨기어로 하되, 상기 고정축(310)과 상기 제1회전축(320) 사이, 및 상기 제1회전축(320)과 제2회전축(330) 사이에 각각 제1전달축(351)과 제2전달축(361)이 구비되고, 각 전달축의 양단은 베벨기어로 동력을 전달하도록 한다.
바람직하게 제3지지부재(230)의 상부에는 하부프레임(110)에 대응하는 상부프레임(120)이 결합되고, 상기 제3지지부재(230)가 루프위치 상태에서 상기 상부프레임(120)이 하부프레임(110)에 쌍을 이루어 안착되며, 상기 상부프레임(120)에는 적재물을 고정할 수 있는 고정수단(130)이 구비된다.
나아가, 상기 상부프레임(120)은 상기 제3지지부재에 대해서 수평방향으로 회동이 가능하도록 상기 제3지지부재에 지지되되, 상기 상부프레임(120)은 구동수단에 의해서 구동되어 상기 제3지지부재(230)에 대하여 소정의 각도로 회전이 가능한 것이다.
또한 제2지지부재(220)는 텔리스코픽타입을 적용하여 지상위치에서 지면을 대하여 그 길이가 신축되도록 하되, 상기 제2지지부재(220)는 제1케이스(365)와 제2케이스(366)가 텔리스코픽 이중관으로 되어 있어서 길이가 신축되도록 하되, 상기 제1회전축과 상기 제2회전축 사이를 연결하는 전달축은 중공 외스플라인(361d)과 중공 내스플라인(361e)축이 상호 텔리스코픽방식으로 연결되며, 중공 외스플라인(361d)과 중공 내스프라인(361e)을 관통하도록 피스톤실린더가 구비된다.
본원 발명은 차량의 루프에 탑재될 수 있는 다관절 루프캐리어에 관한 것으로서, 루프와 지상 사이에서 캐리어의 승하강이 가능하여 적재물을 용이하게 지상에서 루프로, 루프에서 지상으로 이송시킬 수 있다.
본원 발명은 차량의 루프에 장착하였을 때, 차량측면 및 후면의 만곡면과의 간섭이 발생하지 않도록 할 수 있다.
본원 발명은 상부프레임과 하부프레임 사이에 복수의 지지부재가 탑재되므로 내부구조가 보이지 않게 되어 차량의 루프에 장착된 상태에서 루프캐리어의 외관이 미려하게 구성될 수 있다.
본원 발명은 지상으로 내려오는 루프캐리어의 일부 지지부재의 길이를 조절할 수 있으므로 용이하게 적재물을 루프캐리어에 적재할 수 있다.
본원 발명은 적재물의 적재방향을 바꿀 수 있으므로, 보트와 같이 적재상태와 탑재된 상태의 방향을 변화시키는 것이 가능하다.
도 1은 본원 발명에 따른 루프캐리어의 작동상태를 도시한 개념도
도 2는 본원 발명에 따른 루프캐리어의 평면 배치를 도시한 도면
도 3은 제1지지부재 액추에이터의 일 실시예를 도시한 도면
도 4는 제1지지부재 엑추에이터의 다른 실시예를 도시한 도면
도 5는 체인과 스프로킷을 이용한 각 지지부재의 동력전달구조를 도시한 도면
도 6은 기어, 베벨기어를 이용한 각 지지부재의 동력전달구조를 도시한 도면
도 7은 고정축, 제1회전축, 제2회전축의 동력전달수단으로서, 베벨기어의 배치관계를 보여주는 도면
도 8은 도 6의 제2실시예를 따른 작동상태를 도시한 도면
도 9는 신축이 가능한 제2지지부재의 구조를 도시한 도면
도 10은 상부프레임의 회전구동을 위한 구동수단을 도시한 도면
본원 발명은 크게, 프레임, 관체형상의 적어도 제1지지부재(210), 제2지지부재(220), 제3지지부재(230), 그리고 제1지지부재(210)를 고정축에 대해서 회동시키는 액추에이터(400)를 포함한다.
궁극적으로 목적하는 형태의 다관절 루프캐리어는 도 1에서 도시된 바와 같이, 동작을 하여야 한다. 즉, 제1지지부재(210)는 액추에이터(400)의 구동력에 의해서 고정축 둘레를 회전하여야 하고, 제2지지부재(220)는 제1지지부재(210)에 대해서 소정의 각도만큼 상대회전하게 된다. 이로 인해서 루프위치에서 적재위치로 이송하기 위해서는 제1지지부재(210)가 반대편으로, 즉 180도 회전하였을 때 제2지지부재(220)는 그 선단이 지면을 향하도록 회전각이 제어되는 것이 바람직하다. 하지만, 제2지지부재(220)의 회동과 무관하게 제3지지부재(230)는 각 이송위치에서 수평상태를 유지해야 한다. 제3지지부재(230)는 제2지지부재(220)에 연결된 상태이지만, 적재상태에서 루프상태로의 이송단계에서 수평상태를 유지하여 적재물이 기울어지지 않도록 해야 한다.
이러한 루프캐리어의 기구적 동작이 가능하도록 하는 기구적 설계가 요구된다. 즉, 제1지지부재(210)는 후단을 관통하는 고정축에 대해서 회동가능해야 하고, 그 회동을 위한 구동수단은 도 3, 4에서 도시된 사례를 포함한 다양한 방식으로 선택될 수 있다. 즉, 전기모터와 감속기, 유압피스톤과 크랭크, 래크와 피니언, 베벨기어 등 통상적으로 채용되는 구동수단에 의해서 제1지지부재(210)는 고정축을 중심으로 회동된다. 상기 제1지지부재(210)를 고정축에 대해서 회동시키는 액추에이터는 그밖에 주지관용적으로 사용되는 다양한 수단으로 치환하는 것이 가능하다. 이 때 제1지지부재(210)의 선단은 제1회전축을 구비하되 상기 제1회전축을 감싸는 아우터회전부재(343)가 구비되고 상기 아우터회전부재(343)와 고정축사이는 제1동력전달수단에 의해서 연결되기 때문에 제1지지부재(210)의 회동시에 아우터회전부재(343)가 함께 연동하여 회전하게 된다. 그리고 상기 아우터회전부재(343)의 바깥쪽 일측에는 제2회전부재가 고정결합되어 있어서 아우터회전부재(343)의 회전각도만큼 제2회전부재가 회전하게 된다. 도 3에서는 예시적으로 고정축이 루프랙에 고정되는 것으로 도시하였으나, 고정축은 회전이 되지 않도록 하부프레임(110) 또는 다른 고정브라켓 등에 고정되는 것도 가능하다.
도 3, 도 4에 의하면, 상기 제1지지부재의 회동을 위한 액추에이터는 유압실린더의 피스톤로드의 왕복운동을 제1지지부재의 회동운동으로 변환시키는 크랭크를 부가하여 수행할 수 있고 또는 제1지지부재의 측면에 피니언을 결합하고 피스톤로드의 래크에 의해서 제1지지부재의 회전운동을 수행하게 할 수 있다.
도 5, 6에 도시된 실시예와 같이, 고정축과 제1회전축, 제1회전축과 제2회전축은 각각 제1동력전달수단, 제2동력전달수단에 의해서 연결한다. 제1동력전달수단과 제2동력전달수단은 각각 체인 및 스프로킷에 의해서 연결하는 것이 가능하고, 또는 베벨기어와 전달축에 의해서 연결하는 것이 가능하다. 이때 제1회전축과 제2회전축은 그 회전방향이 동일하다.
다만, 이때 고정축(310)과 아우터회전부재(343) 사이를 연결하는 제1동력전달수단은 동력전달 중간에 회전방향이 변경되어야 한다. 따라서 고정축의 제1기어와 아우터회전부재 사이에는 중간기어인 제2기어가 구비된다. 즉, 고정축의 제1기어, 중간기어인 제2기어가 서로 맞물려 회전하면서 회전방향이 변경되며, 제2기어와 아우터회전부재 사이를 링크로드에 의해서 연결하거나, 또는 제2기어의 측면에 구비된 스프로킷(344)과 아우터회전부재의 측면에 구비된 스프로킷 사이를 체인(345)에 의해서 연결할 수도 있다.
도 2에서 도시된 바와 같이, 본원 발명은 다관절의 지지부재 및 각종 구동수단들을 포함하는데, 이들 구성요소들을 하부에서 받쳐주는 하부프레임(110)과 이들을 덮어주는 상부프레임(120)을 포함하게 된다. 즉, 본원발명의 프레임은 차량의 루프에 설치되는 프레임(100)으로서, 하부프레임(110)과 상부프레임(120)으로 이루어진다. 상부프레임(120)과 하부프레임(110)은 복수의 지지부재들을 차량 루프상에 설치하기 위한 것으로서 간단하게 골격뼈대로 이루질 수 있으나, 바람직하게는 하우징 형태를 갖추는 것이 바람직하다. 각종 구성요소들이 작동할때 발생하는 충격과 소음을 줄이기 위해서 접촉면에서는 플라스틱이나, 고무재질을 포함하는 것이 바람직하다.
특히 상부프레임(120)이 하부프레임(110)의 상부에 안착되고 분리되며, 그 사이에 각종 구성요소들이 상기 상부프레임과 하부프레임 사이의 공간에 안착되는 것이 가능하여, 전체적으로 외관이 미려하게 보이도록 할 수 있다. 이와 같이 프레임구조에 의해서 차량의 외관이 루프캐리어의 작동 중에도 정돈된 상태를 유지하며 또한 미려하게 보이도록 할 수 있다. 또한 상부프레임(120)에는 적재하고자 하는 적재물을 흔들리지 않도록 지지하는 고정구조로서 고정수단(130)를 포함하게 된다.
상기 하부프레임(110)은 차랑의 루프에 고정되고, 하부프레임(110)에는 제1지지부재(210), 제2지지부재(220), 제3지지부재(230)가 순차적으로 안착되어 차량 루프로부터 지상의 적재위치로 확장되는 팔의 역할을 하게 된다. 상기 제1지지부재(210)는 하부프레임(110)에 후단이 고정되고, 회전하면서 궁극적으로 차량의 측방향 및 후방향으로 연장하고, 제3지지부재(230)는 상부프레임(120)과 결합되어 적재물을 지지하는 역할을 하면서, 적재물을 지상위치에서 루프위치로, 루프위치에서 지상위치로 이송하는 과정에서 적재물의 하중을 지지하는 역할을 한다. 상기 제2지지부재(220)는 상기 제1지지부재(210)와 제3지지부재(230) 사이를 연결하는 연결부재로서 제3지지부재(230)의 상하방향 높이조절을 관장한다.
특히, 제1지지부재(210)는 상기 하부프레임(110)의 고정축에 후단이 힌지결합되고, 상기 제1지지부재(210)의 선단은 제2지지부재(220)의 후단이 힌지결합되며, 제3지지부재(230)는 상기 제2지지부재(220)의 선단에 힌지결합되어 제1지지부재(210)와 제2지지부재(220)와 반대방향으로 배치된다. 이와 같은 결합에 의해서 제1지지부재(210)와 제2지지부재(220), 그리고 제3지지부재(230)는 상기 하부프레임(110)의 상면에 평면적으로 배치되게 되고, 최소의 공간을 사용하게 된다. 그래서 루프 위의 한정된 넓이 안에 이 모든 구성요소들을 다 포함하면서 정렬되도록 할 수 있다.
하부프레임(110)상에 수평으로 나란하게 배치된 상기 제1지지부재(210)가 액추에이터에 의해서 고정축 주위를 180도 회전하여 반대방향으로 이동되어 수평상태가 되면, 본원 발명이 차량의 루프에 배치되는 방향에 따라서 상기 제2지지부재(220)는 차량의 측부 또는 후부의 아랫방향, 즉 지면을 향하여 연장하도록 회전하게 된다. 상기 제2지지부재(220)는 제1지지부재(210)에 대하여 90도 더 회전하고 그 선단이 지면을 향하게 된다.
상기 제2지지부재(220)가 정확하게 지면을 향하도록 하기 위해서는 제1지지부재(210)에 대해서 90도의 상대 회전운동을 하게 되어 총 270도의 회전을 하도록 고정축과 아우터회전부재(343) 사이에 구비되는 제1동력전달수단의 기어비가 설계되어야 한다. (다양한 형태의 동력전달수단이 채용될 수 있으며, 통칭하여 기어비라고 한다) 즉, 상기 고정축 주위를 회전하는 제1동력전달수단에 의해서 아우터회전부재(343)가 소정의 각도만큼 회전하게 되며, 이는 아우터회전부재(343)의 측면에 일체로 고정된 제2지지부재(220)의 회전각도와 동일하게 된다. 이때 고정축에 대한 아우터회전부재(343)의 기어비는 1:2~1:4이다. 즉, 고정축 주위를 회전하는 아우터회전부재(343)의 회전비가 2인 경우, 고정축에 대해서 제1지지부재(210)가 180도 만큼 회전하게 될때, 아우터회전부재(343)는 제1지지부재(210)에 대해서 90도만큼 상대회전하게 된다. 따라서 제2지지부재(220)는 절대 회전각으로 인해서 그 선단이 하방 즉 지면을 항하게 된다. 그러나 반드시 제2지지부재(220)의 선단이 수직으로 지면을 향할 필요가 없고, 지면에 대한 수직선을 기준으로 차량에서 멀어지는 방향으로 소정의 각도만큼 경사진 상태를 유지하여도 무방하다. 고정축의 기어에 대한 아우터회전부재(343)의 기어의 기어비에 따라서 지상위치에서 아우터회전부재(343)의 상대회전각도, 즉 제2회전부재의 경사각이 결정된다.
바람직하게 제1동력전달수단은 스프로킷(344)과 체인(345)인 것이 바람직하지만, 고정축의 제1기어와 아우터회전부재(343)의 회전방향을 상호 반대가 되도록 하기 위해서 사이에 중간기어인 제2기어를 개재한다. 그리고 상기 제2기어와 아우터회전부재의 외주에 각각 스프로킷(344)을 고정하고 체인(345)으로 연결한다. 그러나 그 밖에 상기 제2기어와 상기 아우터회전부재 사이는 링크로드(346)에 의해서 연결하는 것도 가능하다.
제1지지부재(210)가 고정축을 중심으로 회동하게 되면, 아우터회전부재의 회전과 별개로 독립적으로 제2동력전달수단에 의해서 제1회전축이 회전하게 되는데, 제2동력전달수단도 역시 스프로킷(344)과 체인(345)으로 하는 것이 바람직하지만, 체인(345) 대신 풀리와 타이밍벨트, 또는 전달축과 베벨기어에 의해서도 동일한 기능을 수행할 수 있다.
이때 제1회전축은 상기 아우터회전부재(343)의 중심을 관통하여 독립적으로 회전한다. 상기 고정축과 제1회전축은 제2동력전달수단에 의해서 동일한 회전비(기어비)로 회전하게 된다. 제1회전축과 제2회전축은 제3동력전달수단에 의해서 연결되어 제1회전축의 회전각도와 동일하게 제2회전축을 회전시킨다. 이때도 역시 제3동력전달수단은 스프로킷(344)과 체인(345)인 것이 바람직하지만, 체인(345) 대신 타이밍벨트, 베벨기어에 의해서도 동일한 목적을 달성할 수 있다.
액추에이터에 의해서 제1지지부재(210)를 고정축에 대해서 회전시키면서, 제1지지부재(210)를 반대방향, 즉 180도 회전시키면 제2지지부재(220)는 지면, 즉 하부방향으로 향하도록 회전하게 되고, 제2지지부재(220)의 선단에 마련된 제2회전축은 제1지지부재(210)와 제2지지부재(220)의 회동과 별개로 독립적으로 회동하면서 일정한 방향을 유지하게 된다. 이로 인해서 제2회전축에 고정결합된 제3지지부재(230)는 수평상태를 그대로 유지하게 된다. 최종적으로 제3지지부재(230)는 제1지지부재(210)가 0도에서 180도로 회전하더라도 변화가 없이 그대로 수평상태를 유지하게 된다.
도 10은 상부프레임의 회전구조를 도시한 도면이다. 제3지지부재(230)의 상부에는 상부프레임(120)이 안착되되, 상기 제3지지부재(230)에 대해서 상부프레임(120)이 일정각도 수평방향으로 회전할 수 있도록 구성된다. 바람직하게는 제3지지부재(230)와 상기 상부프레임(120)은 돌기와 홈에 의해서 안착된다. 상부프레임(120)은 상기 제3지지부재(230)에 대해서 회동하도록 하는 구동수단을 구비하는데, 모터와 감속기에 의해서 동력이 전달될 수 있고, 그 밖에 주지관용의 다른 구동수단에 의해서 회동되도록 할 수 있다. 이러한 수평방향으로 회전가능한 상부프레임은 기다란 적재물의 적재를 용이하게 한다. 즉, 적재위치에는 90도 회전하여 적재물을 적재한 다음 루프위치로 이송된 상태에서 원래대로 90도 회전하게 되면, 차량의 길이방향으로 적재가 가능하게 된다.
제2지지부재(220)는 지면을 향하도록 제1동력전달수단의 기어비를 정하는 것이 바람직하더라도, 반드시 그럴필요는 없다. 제1동력전달수단의 기어비, 즉 고정축에 대해서 아우터회전부재(343)의 최종적인 기어비가 2가 되도록 하는 것이 바람직하며, 만약 2보다 크면 제2지지부재(220)가 수직에 대해서 덜 기울어지게 되고, 2보다 작으면 수직을 지나서 차량의 후면에 접촉할 가능성이 크게 된다.
본원 발명의 다른 실시예에서는 동력전달수단으로서 베벨기어를 채용한 경우에 대해서 도 6을 통해서 설명한다.
도 5에서는 동력전달수단을 체인(345)과 스프로킷(344)으로 구성하는 것을 기본으로 하였으나, 반드시 이에 제한되는 것이 아니고, 기어를 채용하여도 가능하다. 다만, 축간거리를 고려하여 베벨기어를 채용한다. 특히, 제1동력전달수단은 도 6, 도 7에서와 같이, 고정축의 평기어와 중간축의 제2기어(342)를 서로 치차결합하고 제2기어(342)의 외주와 아우터회전부재(343)의 외주를 링크로드로 연결한다.
또한 제2동력전달수단, 제3동력전달수단 중 적어도 어느 하나를 베벨기어로 구성한다. 제2동력전달수단은 상기 고정축과 제1회전축 사이에 제1전달축(351)을 배치하고 고정축과 제1전달축(351), 그리고 상기 제1전달축(351)과 제1회전축 사이에 각각 한쌍의 베벨기어를 배치하여 결합한다. 이때 베벨기어는 동일한 기어비로 설계한다. 베벨기어의 위치관계는 제1회전축과 제2회전축의 회전방향이 동일하도록 배치되어야 한다.
제3동력전달수단도 상기와 같이, 제1회전축과 제2회전축 사이에 제2전달축(361)을 배치하고 제1회전축과 제2전달축(361)의 후단, 그리고 제2전달축(361)의 선단과 제2회전축 사이에 각각 한쌍의 베벨기어를 배치하여 결합한다. 이때 베벨기어는 동일한 기어비로 설계한다.
이와 같이 배치하게 되면 제1지지부재(210)가 180도 회전하면 제2회전부재는 하방 즉 지면을 향하게 되고 제2회전축에 고정된 제3지지부재(230)는 계속적으로 수평상태를 유지하게 된다.
좀 더 편리한 적재를 위하여 제3지지부재(230)가 지면에 더욱 가까워지도록 제2지지부재(220)를 신축가능하도록 구성하는 것이 바람직하다. 아래에서 신축가능한 제2지지부재(220)의 구성에 대해서 구성에 대해서만 설명한다. 이때 제2지지부재(220)는 제1회전축과 제2회전축 사이를 두쌍의 베벨기어와 제2전달축(361)에 의해서 동력을 전달하도록 구성되어야 한다.
제2지지부재(220)는 제1회전축과 제2회전축 사이에 제2전달축(361)이 구비되는데 상기 제2전달축(361)은 중공 외스플라인(361d)과 중공 내스플라인(361e)이 이중으로 결합된 텔레스코픽 구조를 가지고 신축이 가능하게 된다. 이때 중공의 내외 스플라인 내부에는 유압에 의해 작동하는 피스톤실린더가 구비되고 공급되는 유압에 의해서 내스플라인(361e)과 외스플라인(361d) 사이의 길이방향 신축이 가능하게 된다. 바람직하게는 압유(壓油)는 피스톤로드(361c)의 내부 유로를 통해서 공급된다. 동시에 상기 중공의 내외스플라인 각각의 양단에는 한쌍의 베벨기어가 결합된다. 즉, 제1회전축과 적어도 하나의 스플라인 일단이 베벨기어에 의해서 결합되고, 타단의 스플라인과 제2회전축도 베벨기어에 의해서 결합되어 회전력이 전달된다. 이러한 구조에 의해서 베벨기어에 의해서 회전이 가능하면서도 동시에 길이방향의 신축이 가능하게 된다.
길이신축과 함께 회전력을 동시에 전달하기 위해서 피스톤실린더의 후단은 제1케이스(365)와 상부의 제1케이스(365)에 힌지결합되고, 피스톤로드(361c)의 단부는 하부의 제2케이스(366) 및 중공 내스플라인(361e)과 힌지 결합된다. 유압이 피스톤로드(361c)를 통하여 공급되어 길이방향으로 신축이 가능하고, 상기 제1회전축과 중공 외스플라인(361d)의 후단이 상호 베벨기어에 의해서 동력전달되며, 상기 중공 내스플라인(361e)의 선단과 제2회전축(330)은 상호 베벨기어에 의해서 동력전달이 이루어진다.
100 : 프레임
110 : 하부프레임
120 : 상부프레임
130 : 고정수단
200 : 지지부재
210 : 제1지지부재
220 : 제2지지부재
230 : 제3지지부재
300 : 동력전달부재
310 : 고정축
320 : 제1회전축
330 : 제2회전축
340 : 제1동력전달수단
341 : 제1기어
342 : 제2기어
343 : 아우터회전부재
344 : 스프로킷
345 : 체인
346 : 링크로드
350 : 제2동력전달수단
351 : 제1전달축
352 : 베벨기어
353 : 스프로킷
354 : 체인
360 : 제3동력전달수단
361 : 제2전달축
362 : 베벨기어
363 : 스프로킷
364 : 체인
365 : 제1케이스
366 : 제2케이스
400 : 액추에이터
410 : 유압실린더
420 : 피스톤로드
430 : 크랭크

Claims (9)

  1. 차량의 지붕에 화물을 적재하기 위한 루프캐리어에 관한 것으로서,
    차량루프에 견고하게 고정되는 하부프레임(110);
    상기 하부프레임(110)에 고정결합되는 고정축(310);
    상기 고정축에 후단이 힌지결합되는 제1지지부재(210);
    상기 제1지지부재(210)는 상기 고정축을 중심으로 회동되도록 구동력을 부여하는 액추에이터(400);
    상기 제1지지부재(210)의 선단에 제1회전축(320)에 의해서 후단이 회전가능하게 결합되는 제2지지부재(220);
    상기 제2지지부재(220)의 선단에 제2회전축(330)에 의해서 후단이 회전가능하게 결합되는 제3지지부재(230);
    상기 제1회전축(320)의 외주에는 독립적으로 회전하는 아우터회전부재(343);를 구비하되,
    상기 제2회전축(330)과 상기 제3지지부재(230)의 후단은 상호 고정결합되어 일체로 회동되고,
    상기 고정축(310)과 상기 아우터회전부재(343) 사이에 구비된 제1동력전달수단(340);
    상기 고정축(310)과 상기 제1회전축 사이에 구비된 제2동력전달수단(350);
    상기 제1회전축(320)과 제2회전축(330) 사이에 구비된 제3동력전달수단(360);을 포함하고,
    상기 제3지지부재(230)는 루프위치에서 지상위치까지 이동중에 수평상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 승하강이 가능한 다관절 루프캐리어.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1지지부재(210), 제2지지부재(220), 그리고 제3지지부재(230)가 순차적으로 상기 하부프레임(110)에 안착되도록 배치되되, 상기 제3지지부재(230)는 그 선단이 고정축(310)을 향하는 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 승하강이 가능한 다관절 루프캐리어.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1동력전달수단(340)는 상기 고정축(310)에 대한 아우터회전부재(343)의 기어비가 1:2~1:4 범위이며, 상기 고정축에 구비되는 제1기어(341)와 상기 고정축과 아우터회전부재(343) 사이에 구비되는 제2기어(342)에 의해서 회전방향이 변경되며, 상기 제2기어와 아우터회전부재는 각각의 외주가 링크로드로 직접 연결되거나 체인과 스프로킷에 의해서 연결되는 것을 특징으로 하는 승하강이 가능한 다관절 루프캐리어.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2동력전달수단(350)과 상기 제3동력전달수단(360)은 체인 또는 베벨기어 중에서 어느 하나로 선택되어지되, 상기 제1회전축과 제2회전축은 그 회전방향이 동일하며 상기 고정축(310)에 대한 제1회전축의 기어비는 1:1이고, 상기 제1회전축(320)에 대한 제2회전축(330)의 기어비도 1:1인 것을 특징으로 하는 승하강이 가능한 다관절 루프캐리어.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2동력전달수단(350)과 제3동력전달수단(360)은 베벨기어로 하되, 상기 고정축(310)과 상기 제1회전축(320) 사이, 및 상기 제1회전축(320)과 제2회전축(330) 사이에 각각 제1전달축(351)과 제2전달축(361)이 구비되고, 각 전달축의 양단은 베벨기어로 동력을 전달하도록 하는 것을 특징으로 하는 승하강이 가능한 다관절 루프캐리어.
  6. 제1항에 있어서,
    제3지지부재(230)의 상부에는 하부프레임(110)에 대응하는 상부프레임(120)이 결합되고, 상기 제3지지부재(230)가 루프위치 상태에서 상기 상부프레임(120)이 하부프레임(110)에 쌍을 이루어 안착되며, 상기 상부프레임(120)에는 적재물을 고정할 수 있는 고정수단(130)이 구비된 것을 특징으로 하는 승하강이 가능한 다관절 루프캐리어.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 상부프레임(120)은 상기 제3지지부재에 대해서 수평방향으로 회동이 가능하도록 상기 제3지지부재에 지지되되, 상기 상부프레임(120)은 구동수단에 의해서 구동되어 상기 제3지지부재(230)에 대하여 소정의 각도로 회전이 가능한 것을 특징으로 하는 승하강이 가능한 다관절 루프캐리어.
  8. 제5항에 있어서,
    제2지지부재(220)는 텔리스코픽타입을 적용하여 지상위치에서 지면을 대하여 그 길이가 신축되도록 하는 것을 특징으로 하는 승하강이 가능한 다관절 루프캐리어.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2지지부재(220)는 제1케이스(365)와 제2케이스(366)가 텔리스코픽 이중관으로 되어 있어서 길이가 신축되도록 하되, 상기 제1회전축과 상기 제2회전축 사이를 연결하는 전달축은 중공 외스플라인(361d)과 중공 내스플라인(361e)축이 상호 텔리스코픽방식으로 연결되며, 중공 외스플라인(361d)과 중공 내스프라인(361e)을 관통하도록 피스톤실린더가 구비되는 것을 특징으로 하는 승하강이 가능한 다관절 루프캐리어.
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