KR102233150B1 - 이륜차의 유압식 제동장치 - Google Patents

이륜차의 유압식 제동장치 Download PDF

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(주)한국원자력 엔지니어링
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Abstract

본 발명은 제동레버 조작시 후륜에 비하여 전륜의 제동이 지연되어 시차를 두고 걸리게 함으로써 자전거가 앞으로 전복 또는 옆으로 회전하여 전복되는 것을 확실하게 방지할 수 있으며, 또한 매우 간단한 구성으로 이루어져 기존의 구성변경을 최소화하면서 설치가 가능하고, 제조비용을 절감할 수 있는 이륜차의 유압식 제동장치를 제공한다.
본 발명의 이륜차의 유압식 제동장치는, 핸들측에 설치되어 레버에 의해 조작되는 유압실린더와, 유압실린더 일측에 연통하여 구비된 오일탱크와, 전,후륜측의 바퀴디스크에 제동을 걸기 위한 전,후륜 디스크 브레이크 캘리퍼와, 유압실린더와 전,후륜 디스크 브레이크 캘리퍼를 연결하는 메인유압호스 및 전,후륜측 분기유압호스와, 상기 전륜측 분기유압호스와 전륜 디스크 브레이크 캘리퍼 사이의 유압라인상에 설치되어 전륜 디스크 브레이크 캘리퍼 내로 유입되는 오일의 흐름을 지연시킴으로써 후륜 디스크 브레이크 캘리퍼보다 전륜 디스크 브레이크 캘리퍼의 제동 시점이 지연되도록 하는 제동지연기구를 더 포함하여 이루어진다.

Description

이륜차의 유압식 제동장치{Hydraulic Braking system of two-wheel vehicle}
본 발명은 이륜차의 유압식 제동장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전,후륜 제동기능을 동시에 작용시킬 때 후륜보다 전륜의 제동이 지연되어 시차를 두고 걸리게 함으로써 전,후륜 동시 제동시 이륜차가 앞으로 전복되거나 후륜이 옆으로 미끄러지면서 회전하여 전복되는 사고를 방지할 수 있는 이륜차의 유압식 제동장치에 관한 것이다.
최근, 경제발전과 복지분야의 개선으로 여가생활을 즐기는 사람들이 많아졌고, 특히 건강을 위해 자전거를 타는 인구가 증가하고 있으며, 정부나 지방자치단체에서도 적극적으로 자전거 도로를 신설하거나 활성화하고 있다.
일반적인 자전거, 오토바이, 킥보드 등과 같은 이륜차에는 와이어식 제동장치 또는 유압식 제동장치가 설치된다.
유압식 제동장치는 도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이, 좌,우측 또는 좌,우측중 어느 한쪽 핸들에 설치되어 레버(1)에 의해 조작되는 유압실린더(2)와, 유압실린더(2) 일측에 연통하여 구비된 오일탱크(3)와, 전,후륜측의 바퀴디스크(4a,4b)에 제동을 걸기 위한 전,후륜 디스크 브레이크 캘리퍼(5a,5b)와, 상기 유압실린더(2)와 전,후륜 디스크 브레이크 캘리퍼(5a,5b)를 연결하는 유압호스로 이루어지며, 유압호스는 유압실린더(2)에 연결된 메인유압호스(6a)로부터 전,후륜측 분기유압호스(6b,6c)로 분기되어 전,후륜 디스크 브레이크 캘리퍼(5a,5b)에 연결된다.
따라서, 운전자가 제동을 걸기 위해 레버(1)를 조작하면, 유압실린더(2)의 피스톤(2a)이 전진하여 오일탱크(3) 내의 오일을 유압호스(6a,6b,6c)를 통해 동시에 전,후륜측 디스크 브레이크 캘리퍼(5a,5b)로 보내 디스크 브레이크 캘리퍼(5a,5b)의 디스크패드(7a,7b)를 작동시키게 되고, 이로 인해 디스크패드(7a,7b)가 전,후륜측 바퀴디스크(4a,4b)를 양쪽에서 가압함으로써 동시에 전,후륜 제동이 걸리게 된다.
그러나, 이러한 통상적인 자전거의 유압식 제동장치는, 레버(1)의 조작에 의해 전,후륜측 제동이 동시에 걸리게 되므로, 후륜이 앞쪽으로 들리면서 자전거가 전방으로 전복되거나 후륜이 옆으로 미끄러지면서 자전거가 전복되는 문제가 발생하여 운전자가 크게 다치는 사고가 종종 발생하게 된다.
종래에도 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 제안된 선행기술이 알려져 있다. 예를들어, 국내 공개특허 10-2019-0021371호와 등록특허 10-2133107호는, 후륜에 대하여 먼저 제동을 거는 제동 기술을 실현함으로써 후륜 제동기가 전륜 제동기보다 느릴 경우 발생하는 미끄러지는 위험, 그리고 전륜과 후륜 사이에서 순간적으로 발생하는 과도한 속도차로 인해 초래되는 추락사고를 미연에 예방하는 유압식 시간차 제동장치에 관한 것이다
그러나, 상기 선행기술들은 제동장치의 구성이 크고 복잡하여 이륜차에 설치하는 공간을 많이 차지하고, 제조단가를 상승시키는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 제동레버 조작시 후륜에 비하여 전륜의 제동이 지연되어 시차를 두고 걸리게 함으로써 자전거가 앞으로 전복 또는 옆으로 회전하여 전복되는 것을 확실하게 방지할 수 있으며, 또한 매우 간단한 구성으로 이루어져 기존의 구성변경을 최소화하면서 설치가 가능하고, 제조비용을 절감할 수 있는 이륜차의 유압식 제동장치를 제공하는데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 핸들측에 설치되어 레버에 의해 조작되는 유압실린더와, 상기 유압실린더 일측에 연통하여 구비된 오일탱크와, 전,후륜측의 바퀴디스크에 제동을 걸기 위한 전,후륜 디스크 브레이크 캘리퍼와, 상기 유압실린더와 전,후륜 디스크 브레이크 캘리퍼를 연결하는 메인유압호스 및 전,후륜측 분기유압호스를 포함하는 이륜차의 유압식 제동장치에 있어서, 상기 전륜측 분기유압호스와 전륜 디스크 브레이크 캘리퍼 사이의 유압라인상에 설치되어 전륜 디스크 브레이크 캘리퍼 내로 유입되는 오일의 흐름을 지연시킴으로써 후륜 디스크 브레이크 캘리퍼보다 전륜 디스크 브레이크 캘리퍼의 제동 시점이 지연되도록 하는 제동지연기구를 더 포함하는 이륜차의 유압식 제동장치에 특징이 있다.
또한 상기 본 발명에 있어서, 제동지연기구는 유압라인의 통로와 연결되는 내부통로를 가지는 연결통체와, 상기 연결통체의 내부통로에 오일의 흐름방향을 따라 이동가능하게 설치되고 상기 내부통로보다 작은 단면적의 지연통로를 가지는 작동체와, 상기 연결통체의 내부통로에 형성되어 오일이 전륜 디스크 브레이크 캘리퍼쪽으로 유동할 때에는 작동체를 정지시키고 오일이 유압실린더쪽으로 유동할 때에는 작동체의 이동을 가능하게 하는 스토퍼와, 상기 작동체와 스토퍼 사이에 탄력설치되어 작동체가 스토퍼에 밀착하는 방향으로 탄성력을 부여하는 탄성부재로 이루어진 이륜차의 유압식 제동장치에 특징이 있다.
또한 상기 본 발명에 있어서, 제동지연기구는 전륜측 분기유압호스 중간에 위치하고, 연결통체의 양단을 전륜측 분기유압호스에 연결하여 설치한 이륜차의 유압식 제동장치에 특징이 있다.
또한 상기 본 발명에 있어서, 제동지연기구는 전륜측 분기유압호스와 전륜 디스크 브레이크 캘리퍼의 연결부분에 위치하고, 연결통체의 한쪽 끝단은 전륜측 분기유압호스에 연결하고, 다른쪽 끝단은 전륜 디스크 브레이크 캘리퍼의 유입구에 연결하여 설치한 이륜차의 유압식 제동장치에 특징이 있다.
상기의 특징적 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 전륜 디스크 브레이크 캘리퍼쪽으로 유압이 작용하는 전륜측 분기유압호스와 전류 디스크 브레이크 캘리퍼 사이의 유압라인상에 제동지연기구가 설치됨에 따라, 레버조작에 의한 제동시 후륜에 비하여 전륜의 제동을 지연시킬 수 있고, 이로써 후륜에 먼저 제동이 걸리고 이어서 소정의 시차를 두고 전륜에 제동이 걸리는 것에 의해 전,후륜 동시 제동시 이륜차가 앞으로 전복되거나 후륜이 좌우로 미끄러지면서 회전하여 전복되는 것을 확실하게 방지하는 효과가 있다.
또한 본 발명은 후륜에 비하여 전륜의 제동이 늦게 걸리도록 하는 구성이 유압라인상에 설치한 제동지연기구에 의해 이루어짐에 따라, 구성이 간단하여 기존의 유압식 제동장치에 최소한의 설계변경으로 설치하는 것이 가능함과 동시에, 부품을 최대한 간소화하여 제조비용용을 절감하는 효과가 있다.
도 1은 종래의 이륜차의 유압식 제동장치를 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이륜차의 유압식 제동장치를 나타낸 개략도.
도 3의 (a) 및 (b)는 도 2에서 제동지연기구의 동작상태를 나타낸 A부 확대도.
도 4는 도 3의 (a)에서 A-A선 확대 단면도.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에서 레버조작에 따른 제동력 변화를 나타낸 그래프.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이륜차의 유압식 제동장치를 나타낸 개략도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명한다. 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이륜차의 유압식 제동장치를 나타낸 것으로, 좌,측 핸들 또는 좌,우측 핸들중 어느 한쪽에는 레버(11)에 의해 조작되는 유압실린더(12)가 설치되고, 바퀴측에는 전,후륜측 바퀴디스크(14,24)에 제동을 걸기 위한 전,후륜 디스크 브레이크 캘리퍼(15,25)가 설치되며, 유압실린더(12)와 전,후륜 디스크 브레이크 캘리퍼(15,25) 사이는 유압실린더(2)에 연결된 메인유압호스(6a)와, 메인유압호스(6a)로부터 분기된 전,후륜측 분기유압호스(6b,6c)에 의해 연결된다.
또한 유압실린더(12) 일측에는 오일탱크(13)가 구비되어 유압실린더(12)와 연통함으로써 오일탱크(13), 유압실린더(12), 메인유압호스(16a), 전,후륜측 분기유압호스(16b,16c) 및 전,후륜 디스크 브레이크 캘리퍼(15,25)로 이루어지는 유압라인을 구성하게 된다.
또한 본 발명은 전륜측 분기유압호스(16b)와 전륜 디스크 브레이크 캘리퍼(15) 사이의 유압라인상에 설치되어 전륜 디스크 브레이크 캘리퍼(15) 내로 유입되는 오일의 흐름을 지연시킴으로써 후륜 디스크 브레이크 캘리퍼(25)보다 전륜 디스크 브레이크 캘리퍼(15)의 제동 시점이 소정시간 지연되도록 하는 제동지연기구(30)를 더 포함한다.
제1 실시예에서는 상기 제동지연기구(30)를 전륜측 분기유압호스(16b)의 중간에 설치한 것을 예시하고 있다.
제1 실시예에서의 제동지연기구(30)는 도 3의 (a) 및 (b)에서와 같이, 양단이 유압라인의 통로인 전륜측 분기유압호스(16b)와 연결되는 연결통체(31)를 구비하고, 연결통체(31)의 내부에는 전륜측 분기유압호스(16b)의 통로와 연결되는 내부통로(31a)가 형성된다. 연결통체(31)의 양단은 도시된 바와 같이 전륜측 분기유압호스(16b)와 나사부로 연결할 수도 있고, 억지끼워맞춤 또는 끼워맞춤후 접착제로 견고하게 고정할 수도 있다.
연결통체(31)의 내부통로(31a)에는 작동체(32)가 설치되고, 작동체(32)는 내부통로(31a) 내에서 오일의 흐름방향을 따라 이동가능하게 설치되며, 내부통로(31a)보다 작은 단면적의 지연통로(32a)를 형성하고 있다.
또한 연결통체(31)의 내부통로(31a)에는 스토퍼(33)가 구비된다. 이 스토퍼(33)는 내부통로(31a)에 고정적으로 구비되어 도 3의 (a)에서와 같이 오일이 전륜 디스크 브레이크 캘리퍼(15)쪽으로 유동할 때에는 작동체(32)와 접촉하여 움직이지 않도록 정지시키고, 오일이 유압실린더(12)쪽으로 유동할 때에는 작동체(32)가 유체흐름방향으로 이동할 수 있도록 하는 기능을 수행하며, 도 4에 도시한 바와 같이 스토퍼(33)는 원주방향으로 복수개 형성하여 오일이 유압실린더(12)쪽으로 유동할 때 스토퍼(33) 사이공간(33a)으로도 통과하여 작동체(32)를 밀어 이동시킬 수 있게 한다.
제1 실시예에서는 스토퍼(33)를 연결통체(31)와 일체적으로 형성한 것을 예시하고 있으나, 이에 한정하는 것은 아니고, 스토퍼(33)를 연결통체(31)와 별개의 부품으로 제조하여 연결통체(31) 내부에 일체적으로 결합하는 구성으로 하여도 좋다.
상기와 같은 작동체(32)와 스토퍼(33) 사이에는 탄성부재(34)가 탄력설치된다. 탄성부재(34)는 작동체(32)가 스토퍼(33)에 밀착하는 방향으로 탄성력을 부여하기 위한 것으로, 코일스프링으로 구성하여 일단은 작동체(32)에 걸림유지시키고, 타단은 스토퍼(33)에 걸림유지시킴으로써 작동체(32)가 스토퍼(33)로부터 이격할 때 인장하는 탄성복원력으로 작동체(32)가 항상 스토퍼(33)에 밀착하도록 탄성력을 부여할 수 있다.
이러한 구성으로 이루어진 본 발명은, 도 2에서와 같이 운전자가 레버(11)를 조작하면, 유압실린더(12)의 피스톤(12a)이 동작하여 오일을 메인유압호스(16a)와 전,후륜측 분기유압호스(l6b,16c)를 통해 전,후륜 디스크 브레이크 캘리퍼(15,25)로 보내고, 이로 인해 전,후륜 디스크 브레이크 캘리퍼(15,25)의 디스크패드(15a,25a)가 전,후륜측 바퀴디스크(14,24)를 양쪽에서 가압함으로써 제동이 걸리게 된다.
이때, 본 발명은 전륜측 분기유압호스(16b) 중간에 설치된 제동지연기구(30)에 의해 오일의 이동이 지연되므로, 전륜 디스크 브레이크 캘리퍼(15)의 제동력이 최대에 도달하는 시점을 후륜 디스크 브레이크 캘리퍼(25)보다 늦출수 있다.
즉, 운전자의 레버(11) 조작에 의해 유압실린더(12)가 동작하여 발생한 유압은 전,후륜 디스크 브레이크 캘리퍼(15,25)에 동시에 전달되지만, 전륜측에서는 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 전륜측 분기유압호스(16b)의 내부통로에서 전륜 디스크 브레이크 캘리퍼(15)쪽으로 이동하는 오일이 제동지연기구(30)의 연결통체(31)의 내부를 통과하는 과정에서 내부통로(31a)의 단면적보다 작은 작동체(32)의 지연통로(32a)를 통과하는 것에 의해 오일의 흐름이 지연된다. 이때 작동체(32)는 탄성부재(34)의 탄성력에 의해 스토퍼(33)에 밀착하여 이동하지 않고 정지해 있는 상태이다.
이로 인해 도 5의 그래프로 나타낸 바와 같이 레버(11)의 조작구간에서 제동력이 최대가 될때까지의 시점이 후륜 디스크 브레이크 캘리퍼(25)보다 전륜 디스크 브레이크 캘리퍼(15)가 늦어지게 되므로, 후륜에 먼저 제동이 걸리고, 이후 소정의 시차를 두고 전륜에 제동이 걸리게 되므로, 후륜이 앞으로 전진하려는 현상에 의해 전복되거나 옆으로 회전하여 전복되는 것을 방지할 수 있다.
이후, 제동구간에서는 전,후륜에 동일한 제동력이 작용하고, 운전자가 누르고 있던 레버(11)를 놓는 조작해제구간에서는 전,후륜 디스크 브레이크 캘리퍼(15,25)쪽에서 유압실린더(12)쪽으로 오일이 이동하게 된다.
이때 전륜측에서는 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 전륜측 분기유압호스(16b)의 내부통로에서 유압실린더(12)쪽으로 이동하는 오일이 제동지연기구(30)의 연결통체(31)의 내부를 통과하는 과정에서 내부통로(31a)의 단면적보돠 작은 작동체(32)의 지연통로(32a)로도 통과하지만, 스토퍼(33)의 사이공간(33a)으로도 통과하여 작동체(32)를 밀어 이동시키게 된다.
이로 인해 도 5의 그래프로 나타낸 바와 같이 레버(11)의 조작해제구간에서는 전,후륜측 디스크 브레이크 캘리퍼의 제동력은 거의 동일하게 감소된다.
이와 같이 본 발명의 제동지연기구(30)는 제동시에는 후륜측보다 전륜측의 오일 흐름을 지연시켜 전륜보다 후륜의 제동이 먼저걸리게 하고, 제동해제시에는 전,후륜측 오일 흐름을 거의 동일하게 하여 제동력 감소시점이 거의 동일함에 따라, 무리 없이 다음 제동 동작을 반복 수행할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이륜차의 유압식 제동장치를 나타낸 것으로, 본 실시예에서는 제동지연기구(30)를 전륜측 분기유압호스(16b)의 끝단과 전륜 디스크 브레이크 캘리퍼(15)의 유입구(15b) 사이에 설치한 것으로, 연결통체(31)의 일단은 전륜측 분기유압호스(16b)와 나사결합하고, 연결통체(31)의 타단은 전륜 디스크 브레이크 캘리퍼(15)의 유입구(15b)에 나사결합함으로써 연결할 수 있다.
그 외의 구성은 제1 실시예와 동일하므로, 동일부호를 부여하고 상세한 구성 및 작용설명은 생략한다.
이러한 제2 실시예의 구성에 의해서도 제1 실시예와 마찬가지의 작용효과를 발휘할 수 있음은 물론이고, 전륜측 분기유압호스(16b)의 중간을 절단하지 않고, 설치할 수 있어 제1 실시예에 비하여 설치가 더욱 용이한 효과를 발휘한다.
지금까지 설명한 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.
11 : 레버 12 : 유압실린더
13 : 오일탱크 14,24 : 전,후륜측 바퀴디스크
15,25 : 전,후륜 디스크 브레이크 캘리퍼 16a,16b,16c : 유압호스
30 : 제동지연기구 31 : 연결통체
31a : 내부통로 32 : 작동체
32a : 지연통로 33 : 스토퍼
34 : 탄성부재

Claims (4)

  1. 핸들측에 설치되어 레버에 의해 조작되는 유압실린더와, 상기 유압실린더 일측에 연통하여 구비된 오일탱크와, 전,후륜측의 바퀴디스크에 제동을 걸기 위한 전,후륜 디스크 브레이크 캘리퍼와, 상기 유압실린더와 전,후륜 디스크 브레이크 캘리퍼를 연결하는 메인유압호스 및 전,후륜측 분기유압호스를 포함하는 이륜차의 유압식 제동장치에 있어서,
    상기 전륜측 분기유압호스와 전륜 디스크 브레이크 캘리퍼 사이의 유압라인상에 설치되어 전륜 디스크 브레이크 캘리퍼 내로 유입되는 오일의 흐름을 지연시킴으로써 후륜 디스크 브레이크 캘리퍼보다 전륜 디스크 브레이크 캘리퍼의 제동 시점이 지연되도록 하는 제동지연기구를 포함하며,
    상기 제동지연기구는, 유압라인의 통로와 연결되는 내부통로를 가지는 연결통체와, 상기 연결통체의 내부통로에 오일의 흐름방향을 따라 이동가능하게 설치되고 상기 내부통로보다 작은 단면적의 지연통로를 가지는 작동체와, 상기 연결통체의 내부통로에 형성되어 오일이 전륜 디스크 브레이크 캘리퍼쪽으로 유동할 때에는 작동체를 정지시키고 오일이 유압실린더쪽으로 유동할 때에는 작동체의 이동을 가능하게 하는 스토퍼와, 상기 작동체와 스토퍼 사이에 탄력설치되어 작동체가 스토퍼에 밀착하는 방향으로 탄성력을 부여하는 탄성부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 이륜차의 유압식 제동장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제동지연기구는 전륜측 분기유압호스 중간에 위치하고, 상기 연결통체의 양단을 전륜측 분기유압호스에 연결하여 설치한 것을 특징으로 하는 이륜차의 유압식 제동장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제동지연기구는 전륜측 분기유압호스와 전륜 디스크 브레이크 캘리퍼의 연결부분에 위치하고, 상기 연결통체의 한쪽 끝단은 전륜측 분기유압호스에 연결하고, 다른쪽 끝단은 전륜 디스크 브레이크 캘리퍼의 유입구에 연결하여 설치한 것을 특징으로 하는 이륜차의 유압식 제동장치.
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