KR20080088135A - 구동측에 의해 제동장치가 작동하는 구동바퀴 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전 토크가 입력되는 입력부재에 대해 역회전하거나, 빠르게 회전하는 것을 방지하는 구동바퀴에 관한 것으로서,

프레임에 회전하지 않게 설치된 바퀴의 중심축과; 중심축에 회전 가능하게 설치되고, 회전 토크가 입력되는 입력부재와; 입력부재와 회전방향 유격을 갖고 결합하고, 입력부재의 토크를 전달받아 회전 토크가 출력되는 바퀴의 중심부와; 중심축과 동축선 상에서 클러치를 통해 바퀴와 결합하는 프레임 상의 제동부재와; 프레임에 회전하지 않게 설치되어 제동부재가 회전할 때에 회전을 저지하는 마찰력을 제동부재에 제공하는 제동부와; 입력부재가 바퀴의 중심부를 이끌고 회전할 때에는 바퀴의 중심부와 제동부재를 분리하고, 바퀴의 중심부가 입력부재를 이끌고 회전하려하면 바퀴의 중심부와 제동부재를 결합시키는 상기 클러치가 설치된다.

본 발명에 따르면 외부의 제어 없이 입력부재의 회전에 따라 바퀴가 풀리고 잠겨 제동이 쉽게 되고, 따라서 언덕을 오를 때 뒤로 미끄러지거나, 내려갈 때 빠르게 하강 운행되어 발생하는 위험이나 어려움을 해소할 수 있다.

바퀴, 수동, 전동, 역진방지(anti-rollback), 바퀴 잠금(wheel lock), 과회전 방지(anti-overrunning), 역입력잠금(reverse input locking)

Description

구동측에 의해 제동장치가 작동하는 구동바퀴{DRIVING PARTS-ACTIVATED BRAKE ACTIVATED WHEEL}

도 1은 본 발명에 따른 구동 바퀴의 일 예를 나타낸 구성도

도 2는 본 발명에 따른 구동 바퀴를 휠체어에 적용한 예의 개략도.

도 3은 본 발명에 따른 구동 바퀴에 사용된 역입력방지 클러치의 일 예.

도 4는 본 발명에 따른 구동 바퀴에 사용된 역입력방지 클러치베어링의 일 예.

도 5는

본 발명은 입력부에 대해 역회전하거나, 빠르게 회전하지 않는 수동 또는 수동 전동 겸용 구동바퀴에 관한 것으로서, 특히 인력으로 운행되는 차량에 적용되는 바퀴에 관한 것이다.

자전거, 휠체어, 손수레 등의 인력 견인 차량은 경사길을 오를 때는 차량이 아래로 밀리는 현상으로 인하여 연속적으로 추진력을 가하지 않으면 후진하게 되어 경사진 곳을 오르기란 매우 힘이 들며, 경사길을 내려갈 때에는 탑승자의 의도와는 관계없이 가속이 붙어 매우 위험하므로 바퀴에 적당한 제동을 연속적으로 가해 하강 속도를 조절할 필요가 있다. 따라서 이동중인 차량을 감속 또는 정지시킬 수 있도록 브레이크가 설치된다. 또한 안전한 주, 정차를 위해서 별도의 주차 브레이크를 설치하지만 주차 브레이크는 경사면에 주차되어 있을 경우 탑승자의 부주의로 조작하지 않았거나 불확실한 조작으로 인하여 경사면에서 미끄러져 충돌 사고나 안전 사고가 발생하였다.

종래의 차량용 제동 장치는 감속 브레이크, 후진 방지 브레이크, 주차 브레이크가 각각 분리되어 설치되어야 하지만 인력 구동 차량에 적용하기에는 부품이 많고 과다한 중량과 고가이며 그럼에도 상호 유기적 작동이 되지 않아 비용에 비해 안전하지 않다는 등의 이유로 어느 한 장치만을 탑재하는 것이 일반적이다. 따라서 인력 구동 차량은 안전에 취약하다.

제동장치의 유기적 작동의 문제를 해결하기 위해 본 출원인의 선 특허가 출원되었지만 인력 견인 차량에 적용하기 위해서는 소형화 및 경량화하고 좀더 저렴한 역입력방지 제동장치가 요구되었다. 또한 차량의 견인이나 휠체어 보조자 등 외부의 힘에 의해 운행 가능하게 하는 것과 운행자의 운행 편의를 위해 인력에 보조하여 변속기나 모터의 구동력이 요구되었다.

본 발명은 상기와 같이 종래의 인력 견인 차량이 가지고 있는 요구 사항을 개선하고자 하는 것으로서,

본 발명의 목적은 외부의 제어 없이 입력부에 의해 제동이 쉽게 되고, 따라 서 언덕을 오를 때 뒤로 미끄러지는 것을 방지하고, 경사길을 내려갈 때, 적은 힘으로 원활히 속도를 조절할 수 있는 구동바퀴를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 인력에 의한 견인력에 보충하여 전동 모터의 구동력을 더함으로써 탑승자 또는 보호자가 적은 힘으로 용이하게 운행할 수 있는 동력 보조형 구동바퀴를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 제동 및 동력 전달을 제어하기 위한 전자클러치가 없어 배터리를 이용한 운행 시간이 연장되는 구동 바퀴를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 수동조작 시 모터와 감속부가 같이 회전하지 않게 하여 적은 인력으로 견인할 수 있는 구동 바퀴를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 소형화 및 경량화되고 저렴하며 차체에 착탈이 가능한 구동바퀴를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 구동 바퀴는 프레임에 회전하지 않게 설치된 바퀴의 중심축과; 상기 중심축에 회전 가능하게 설치되고, 회전 토크가 입력되는 입력부재와; 상기 입력부재와 회전방향 유격을 갖고 결합하고, 상기 입력부재의 토크를 전달받아 회전 토크가 출력되는 바퀴의 중심부와; 상기 중심축과 동축선 상에서 클러치를 통해 상기 바퀴와 결합하는 프레임 상의 제동부재와; 상기 프레임에 회전하지 않게 설치되어 상기 제동부재가 회전할 때에 회전을 저지하는 마찰력을 제동부재에 제공하는 제동부와; 상기 입력부재가 상기 바퀴의 중심부를 이끌고 회전할 때에는 상기 바퀴의 중심부와 상기 제동부재를 분리하고, 상기 바퀴의 중심부가 상기 입력부재를 이끌고 회전하려하면 상기 바퀴의 중심부와 상기 제동부재를 결합시키는 상기 클러치;로 구성된다.

상기 클러치는, 상기 제동부재와 회전방향으로 상대 회전하지 않게 결합하는 회전부재와; 상기 바퀴의 중심부로부터 입력되는 토크에 의해 상기 바퀴의 중심부와 상기 회전부재를 잠그기 위해 상기 바퀴의 중심부와 상기 회전부재 사이에 제공되는 잠금수단; 상기 입력부재로부터 입력되는 토크에 의해 상기 잠금수단이 잠금된 상태가 풀릴 수 있게 입력부재에 제공되는 해제수단; 상기 잠금수단에 의한 잠금 상태가 해제되었을 때 상기 입력부재에서 상기 바퀴의 중심부로 입력 토크를 전달하기 위해 상기 입력부재와 바퀴의 중심부 사이에 제공되는 동력전달수단;을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 잠금 수단은, 상기 회전부재에 설치된 원주면과 상기 바퀴의 중심부에 설치되어 상기 원주면과의 사이에 정역 양회전 방향으로 틈새를 형성하는 캠면과 상기 캠면과 상기 원주면과의 사이에 위치하는 한 쌍의 결합부재와 상기 한 쌍의 결합부재를 각각 상기 틈새를 향해 가압하는 탄성 부재를 갖고, 상기 잠금 해제 수단은, 상기 입력 부재의 이동에 의해 바퀴의 중심부에 대해 상대 회전하여, 상기 한 쌍의 결합부재 중 어느 한편과 택일적으로 결합하고, 이것을 상기 틈새의 방향과 반대 방향으로 가압하는 결합 요소;를 갖는 것이 바람직하다.

상기 탄성 부재는, 기초부와 상기 기초부로부터 축방향으로 돌출된 돌기부를 갖고 상기 돌기부는 상기 한 쌍의 결합부재 사이에 개재하고, 상기 한 쌍의 결합부재를 서로 멀어지는 방향으로 가압하는 것이 바람직하다.

상기 입력부재는 하나 이상의 토크 입력 수단을 갖는 것이 바람직하다.

상기 토크 입력 수단은, 모터의 회전을 변속하는 변속기를 포함하는 구동 모터인 것과 인력에 의해 구동되는 푸쉬림 또는 발페달인 것이 바람직하다.

상기 입력부재는, 토크 입력 수단에서 입력부재로 토크는 전달되고, 입력부재에서 토크 입력 수단으로의 역토크는 분리되어 전달되지 않게 작동하는 역입력분리 클러치가 장착된 것이 바람직하다.

입력부에 모터의 회전을 변속하는 변속기를 포함하는 구동 모터와; 인력에 의해 입력되는 토크를 검출하여 상기 구동 모터의 토크를 조절하는 제어부;를 더 포함하여, 모터의 동력이 인력을 보조하여 구동하는 것이 바람직하다.

제동부재는, 브레이크 드럼이며, 제동부는, 상기 브레이크 드럼의 외주면을 감싸고 돌아 상기 브레이크 드럼과 접촉하여 마찰력을 제공하는 브레이크 밴드와; 브레이크 밴드와 상기 브레이크 드럼이 마찰 접촉할 수 있도록 탄성을 가하는 탄성부재;로 구성되고, 상기 드럼 브레이크와 브레이크 밴드는 상기 탄성부재에 의해 항상 마찰접촉하고 있는 것이 바람직하다.

제동부재는, 브레이크 드럼이며 제동부는, 상기 브레이크 드럼의 안쪽에서 상기 브레이크 드럼을 향해 확장되어 상기 브레이크 드럼과 접촉하여 마찰력을 제공하는 브레이크 슈와; 상기 브레이크 슈와 상기 브레이크 드럼이 마찰 접촉할 수 있도록 탄성을 가하는 탄성부재;로 구성되고, 상기 드럼 브레이크와 브레이크 슈는 상기 탄성부재에 의해 항상 마찰접촉하고 있는 것이 바람직하다.

제동부재는, 브레이크 디스크이며 제동부는, 상기 브레이크 디스크의 넓은 면에 브레이크 패드를 접촉하게 가압하는 브레이크 캘리퍼와; 상기 브레이크 캘리퍼에 장착되어 상기 브레이크 디스크와 접촉하여 마찰력을 제공하는 브레이크 패드와; 상기 브레이크 패드와 브레이크 디스크가 마찰 접촉할 수 있도록 탄성을 가하는 캘리퍼 상의 탄성부재;로 구성되고, 상기 브레이크 디스크와 브레이크 패드는 상기 탄성부재에 의해 항상 마찰접촉하고 있는 것이 바람직하다.

상기 제동부재가 회전할 때에 마찰저항을 받지 않게 상기 탄성부재를 가압하는 가압수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 프레임에 고정 설치된 바퀴의 중심축에는 착탈을 위한 중공부와; 상기 중공부를 관통하는 축;이 설치되어 있어 상기 회전부재를 포함한 바퀴 일체를 프레임에 착탈할 수 있게 구성된 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 따라서 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 유성기어 변속기의 일 예를 나타낸 구성도이다.

상기의 바람직한 실시예는 본 발명의 구조적인 기술사상 및 기능적인 기술사상을 예시할 뿐만 아니라, 상기의 바람직한 실시예를 이용하는 방법을 예시하기 위한 목적으로 도시되고 기술되었으므로, 상기와 같은 기술사상을 벗어나지 않고 변경하여 실시할 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구항의 기술사상의 범위 내에 포함되는 모든 변경 실시형태를 포함한다.

본 발명에 의하면 외부의 제어 없이 입력부의 회전에 따라 바퀴가 풀리고 잠겨 제동이 쉽게 되고, 따라서 언덕을 오를 때 뒤로 미끄러지거나, 내려갈 때 빠르게 하강 운행되어 발생하는 위험이나 어려움을 해소할 수 있다.

주행 시 제동부가 회전하지 않아 관성모멘트를 줄일 수 있다.

또한 수동조작 시 모터의 감속부로 연결하는 클러치가 자동 분리되어 모터나 감속부는 회전하지 않으므로 적은 인력으로 구동이 가능하다.

또한 바퀴를 착탈할 수 있어 운반 및 보관이 용이하다.

Claims (17)

1. 프레임에 설치된 바퀴의 중심축과; 회전 토크가 입력되는 입력부재와;

   상기 중심축에 회전 가능하게 설치되고, 상기 입력부재와 회전방향 유격을 갖고 동력전달 가능하게 결합하여, 상기 입력부재의 토크를 전달받아 회전 토크가 출력되는 바퀴의 중심부와;

   상기 바퀴의 중심부와 동축선 상에서 잠금수단을 통해 상기 바퀴의 중심부와 결합하는 제동부재와;

   상기 프레임에 회전하지 않게 결합하여 상기 제동부재가 회전할 때에 회전을 저지하는 마찰력을 제동부재에 제공하는 제동부와;

   상기 입력부재가 상기 바퀴의 중심부를 밀며 회전할 때에는 상기 잠금수단을 해제하여 상기 바퀴의 중심부와 상기 제동부재는 분리되고, 상기 바퀴의 중심부가 상기 입력부재를 밀며 회전하려하면 상기 잠금수단을 통해 상기 바퀴의 중심부와 상기 제동부재가 결합하는 것을 특징으로 하는 구동 바퀴.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제동부재와 회전방향으로 상대 회전하지 않게 결합하는 회전부재와;

   상기 바퀴의 중심부로부터 입력되는 토크에 의해 상기 바퀴의 중심부와 상기 회전부재를 잠그기 위해 상기 바퀴의 중심부와 상기 회전부재 사이에 제공되는 잠금수단;

   상기 입력부재로부터 입력되는 토크에 의해 상기 잠금수단이 잠금된 상태가 풀릴 수 있게 입력부재에 제공되는 해제수단;

   상기 잠금수단에 의한 잠금 상태가 해제되었을 때 상기 입력부재에서 상기 바퀴의 중심부로 입력 토크를 전달하기 위해 상기 입력부재와 바퀴의 중심부 사이에 제공되는 동력전달수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 구동 바퀴.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 잠금 수단은, 상기 회전부재에 설치된 원주면과 상기 바퀴의 중심부에 설치되어 상기 원주면과의 사이에 정역 양회전 방향으로 틈새를 형성하는 캠면과 상기 캠면과 상기 원주면과의 사이에 위치하는 한 쌍의 결합부재와 상기 한 쌍의 결합부재를 각각 상기 틈새를 향해 가압하는 탄성 부재를 갖고,

   상기 잠금 해제 수단은, 상기 입력 부재의 이동에 의해 바퀴의 중심부에 대해 상대 회전하여, 상기 한 쌍의 결합부재 중 어느 한편과 택일적으로 결합하고, 이것을 상기 틈새의 방향과 반대 방향으로 가압하는 결합 요소;를 갖는 것을 특징으로 하는 구동 바퀴.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 탄성 부재는, 기초부와 상기 기초부로부터 축방향으로 돌출된 돌기부를 갖고 상기 돌기부는 상기 한 쌍의 결합부재 사이에 위치하여, 상기 한 쌍의 결합부재를 서로 멀어지는 방향으로 가압하는 것을 특징으로 하는 구동 바퀴.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 입력부재는,

   하나 이상의 토크 입력 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 구동 바퀴.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 토크 입력 수단은,

   모터의 회전을 변속하는 변속기를 포함하는 구동 모터인 것을 특징으로 하는 구동 바퀴.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 토크 입력 수단은,

   인력에 의해 구동되는 푸쉬림 또는 발페달인 것을 특징으로 하는 구동 바퀴.
8. 제 5 항 내지 제 7 항에 있어서, 상기 입력부재는,

   토크 입력 수단에서 입력부재로 토크는 전달되고, 입력부재에서 토크 입력 수단으로의 역토크는 분리되어 전달되지 않게 작동하는 역입력분리 클러치가 장착된 것을 특징으로 하는 구동 바퀴.
9. 제 8 항에 있어서,

   입력부에 모터의 회전을 변속하는 변속기를 포함하는 구동 모터와;

   인력에 의해 입력되는 토크를 검출하여 상기 구동 모터의 토크를 조절하는 제어부;를 더 포함하여, 모터의 동력이 인력을 보조하여 구동하는 것을 특징으로 하는 구동 바퀴.

   상기 제동부재는 상기 클러치의 출력측인 끼워맞춤 제동부재와 상기 제동부와 마찰결합하는 마찰 제동부재로 구성된 것을 특징으로 하는

   상기 끼워맞춤 제동부재와 마찰 제동부재는 축방향으로 서로 분리가능하고 회전방향으로 상대 회전하지 않게 결합하는 것을 특징으로 하는
10. 제 1 항에 있어서, 상기 제동부재는, 브레이크 드럼이며

    제동부는, 상기 브레이크 드럼의 외주면을 감싸고 돌아 상기 브레이크 드럼과 접촉하여 마찰력을 제공하는 브레이크 밴드와;

    상기 브레이크 밴드와 상기 브레이크 드럼이 마찰 접촉할 수 있도록 가압하는 가압부재;로 구성되고, 상기 드럼 브레이크와 브레이크 밴드는 상기 가압부재에 의해 항상 마찰접촉하고 있는 것을 특징으로 하는 구동 바퀴.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 제동부재는, 브레이크 드럼이며

    제동부는, 상기 브레이크 드럼의 안쪽에서 상기 브레이크 드럼을 향해 확장되어 상기 브레이크 드럼과 접촉하여 마찰력을 제공하는 브레이크 슈와;

    상기 브레이크 슈와 상기 브레이크 드럼이 마찰 접촉할 수 있도록 가압하는 가압부재;로 구성되고, 상기 드럼 브레이크와 브레이크 슈는 상기 가압부재에 의해 항상 마찰접촉하고 있는 것을 특징으로 하는 구동 바퀴.
12. 제 1 항에 있어서, 상기 제동부재는, 브레이크 디스크이며

    제동부는, 상기 브레이크 디스크의 넓은 면에 브레이크 패드를 접촉하게 가압하는 브레이크 캘리퍼와; 상기 브레이크 캘리퍼에 장착되어 상기 브레이크 디스크와 접촉하여 마찰력을 제공하는 브레이크 패드와;

    상기 브레이크 패드와 브레이크 디스크가 마찰 접촉할 수 있도록 가압하는 캘리퍼 상의 가압부재;로 구성되고, 상기 브레이크 디스크와 브레이크 패드는 상기 가압부재에 의해 항상 마찰접촉하고 있는 것을 특징으로 하는 구동 바퀴.
13. 제 10 항 내지 제 12 항에 있어서, 상기 가압부재는,

    상기 제동부재가 자유 회전할 수 있게 가압하지 않는 것과, 상기 제동부재가 회전하지 않기에 충분한 마찰력을 갖도록 가압하는 것과, 상기 마찰력을 여러 단계로 조절할 수 있는 조절수단과 결합하는 것을 특징으로 하는 구동바퀴
14. 제 1 항에 있어서, 상기 중심축은,

    상기 프레임에 회전하지 않게 고정 설치된 것;을 특징으로 하는 구동 바퀴.
15. 제 2 항에 있어서, 상기 중심축은,

    착탈을 위한 중공부와; 상기 중공부를 관통하는 축;이 설치되어 있어 상기 회전부재를 포함한 바퀴 일체를 상기 프레임에 신속하게 착탈할 수 있게 구성되고,

    상기 바퀴의 중심축을 프레임에서 착탈함에 따라 상기 제동부재와 회전부재는 신속하게 분리되고 결합하며, 결합시에는 회전방향으로 상대 회전하지 않게 결합하는 것;을 특징으로 하는 구동 바퀴.
16. 제 2 항에 있어서,

    상기 동력전달수단이 접하여 어느 한편으로 동력을 전달하는 두 곳의 위치와 상기 두 곳의 중간 위치를 안내하고 유지하기 위한 구속부재가 상기 입력부재와 바퀴의 중심부 사이에 제공되는 것을 특징으로 하는 구동 바퀴.
17. 제 16 항에 있어서, 상기 구속부재는,

    구멍 내에서 지지가 되는 탄성부재와;

    상기 탄성부재로 지지 되어 구멍 내에서 밖으로 돌출하는 돌출부재와;

    상기 돌출부재가 위치할 오목한 안내홈과;

    상기 구멍과 안내홈을 상기 입력부재와 바퀴의 중심부 사이에 나누어 배치한 것을 특징으로 하는 구동 바퀴.

    사용자가 승차하고 있는 휠체어를 보조자가 밀려 할 때에는 상기 제동부재가 자유 회전할 수 있게 가압하지 않게 조작하고, 보조자가 브레이크를 걸 수 있도록, 후방부 주기둥의 상단의 손잡이부에 손잡이 레버를 설치하고, 이 손잡이 레버에 브레이크용 와이어의 상단을 연결하고, 브레이크용 와이어의 하단을 상기 브레이크 수단의 브레이크 작동부에 고정된 브레이크 레버에 연결한 것을 특징으로 하는

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