KR20170066098A - ２륜차의 ａｂｓ 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이륜차의 ABS 브레이크 장치에 관한 것으로서, 이륜차의 바퀴를 잡아주어 제동력을 발휘하도록 브레이크 패드와 패드 가이드로 구성된 패드 조립체를 이용한 브레이크 장치로서, 브레이크 작동과 동시에 상기 브레이크 패드에 연결된 탄성부재가 압축 및 복원을 반복하는 것에 의해 상기 패드 조립체의 브레이크 패드를 바퀴의 회전방향을 따라 사선방향으로 왕복 이동시켜 ABS 작용을 하도록 한 것이며, 일반적인 이륜차의 제동거리보다 짧은 제동거리를 보여주는 효과가 있고, 특히 짧은 제동거리를 요구하는 급속 제동 시에 일반적인 이륜차의 브레이크에 의한 제동거리에 비해 월등히 제동거리가 감소되는 효과가 있다.

Description

２륜차의 ＡＢＳ 장치 {ABS apparatus of two-wheeled vehicle}

본 발명은 이륜차의 ABS 장치에 관한 것으로서, 상세히는 탄성부재와 연결된 패드 조립체의 브레이크 패드를 상기 탄성부재의 반복적인 압축 및 복원에 따라 바퀴의 회전방향을 따라 사선으로 이동하도록 함으로써 ABS 작용을 하도록 한 이륜차의 ABS 브레이크 장치에 관한 것이다.

근래 환경문제와 건강을 위해서 차 대신 자전거를 이용하는 사람들이 증가하고 있는 추세에 있고, 이에 맞추어 자전거 도로도 많이 증가하고 있어서 자전거의 활용이 그 어느 때보다 활발하게 이루어지고 있다. 하지만 요즘 고가의 자전거가 많이 증가하고 있고, 특히 일반 차량이나 보행자와 부딪혀 발생하는 등의 자전거 사고가 발생하고 있어, 고가의 자전거를 보호하면서 안전한 자전거 운행에 대한 관심이 증가하고 있다.

그런데 안전한 자전거의 운행은 아무래도 갑작스런 장애물이나 위험요소에 대처할 수 있는 브레이크 시스템에 많이 의지하게 되며, 이러한 브레이크 시스템에 있어 종래 자전거는 대부분 회전하는 바퀴의 림을 브레이크 패드가 잡아주어 제동하는 전형적인 방법을 사용하고 있다.

최근에는 상기한 종래 전형적인 브레이크 시스템의 효율성을 높이기 위해 자동차나 항공기에서 ABS(Anti-lock Brake System)를 적용하고 있는데, 상기 ABS는 락업(lock up) 현상(바퀴와 브레이크가 완전히 잠기는 현상)을 방지할 수 있어 안정성 확보에 용이하며, 최대 제동력을 더 크게 설계할 수 있기에 간접적으로 제동거리가 짧아지는 효과를 낼 수 있다.

그러나 최신 브레이크 시스템으로써 상기 ABS는 시장에 다양한 기계식 ABS가 존재하기는 하나, 이를 자전거 바퀴에 적용할 수 있을 정도의 ABS는 없는 것으로 알고 있다. 이에 자전거의 바퀴에 ABS를 적용하기 위해서는 전형적인 자전거의 브레이크 패드에 적용할 수 있으면서 간단한 구조로 된 것이 필요하나 현재까지 이러한 자전거용 ABS가 없어 장착하지 못하고 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1074866호 대한민국 공개실용신안공보 제20-2008-0001805호

본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 일반적인 이륜차의 브레이크 패드를 브레이크 패드와 패드 가이드로 된 패드 조립체로 구성하여, 상기 브레이크 패드에 연결된 탄성부재의 반복적인 압축 및 복원에 의해 브레이크 패드가 사선방향으로 이동하면서 ABS 작용을 하도록 한 이륜차의 ABS 장치를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 이륜차의 ABS 브레이크 장치는, 이륜차의 바퀴를 잡아주어 제동력을 발휘하도록 브레이크 패드와 패드 가이드로 구성된 패드 조립체를 이용한 브레이크 장치로서, 브레이크 작동과 동시에 상기 브레이크 패드에 연결된 탄성부재가 압축 및 복원을 반복하는 것에 의해 상기 패드 조립체의 브레이크 패드를 바퀴의 회전방향을 따라 사선방향으로 왕복 이동시켜 ABS 작용을 하도록 한 것을 특징으로 하고 있다.

또 상기 패드 조립체는, 내부 저면이 경사면을 이루는 케이스 형태의 브레이크 패드; 상기 브레이크 패드 내에 삽입되어 마주보는 면이 동일한 경사면을 이루며, 상기 경사면에 브레이크 패드의 경사면과 접촉하는 적어도 2개 이상의 구름부재가 장착된 패드 가이드; 상기 브레이크 패드의 일측면에 연결된 가이드 볼트; 및 상기 가이드 볼트에 장착된 탄성부재를 포함하는 것이 바람직하다.

또 상기 구름부재는 롤러 또는 볼인 것이 바람직하다.

또 상기 탄성부재는 관성스프링인 것이 바람직하다.

또 상기 가이드 볼트의 끝단에 나사 결합하여 관성스프링의 탄성력을 조절하는 조절너트를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또 바퀴와 닿는 상기 브레이크 패드 면에 부착한 고무판을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또 상기 이륜차는 자전거 또는 모터사이클인 것이 바람직하다.

본 발명의 이륜차의 ABS 브레이크 장치에 의하면, 일반적인 이륜차의 제동거리보다 짧은 제동거리를 보여주는 효과가 있고, 특히 짧은 제동거리를 요구하는 급속 제동 시에 일반적인 이륜차의 브레이크에 의한 제동거리에 비해 월등히 제동거리가 감소되는 효과가 있다.

또한 이륜차의 바퀴 사이즈 등에 따라 제동거리를 자유롭게 제어할 수 있어 다양한 이륜차의 형태에 맞추어 ABS 장치를 장착할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 이륜차의 ABS 장치의 사시도
도 2는 본 발명에 따른 이륜차의 ABS 장치의 분리사시도
도 3은 본 발명에 따른 이륜차의 ABS 장치의 종단면도
도 4는 본 발명에 따른 이륜차의 ABS 장치와 종래 이륜차의 브레이크 장치의 제동거리를 비교한 그래프

이하, 본 발명에 따른 이륜차의 ABS 장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 이륜차의 ABS 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 이륜차의 ABS 장치의 분리사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 이륜차의 ABS 장치의 종단면도를 도시한 것이다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 이륜차의 ABS 장치는 브레이크 패드(1)와 패드 가이드(2)가 결합된 패드 조립체(3)를 기본 구성으로 하고 있다.

상기 브레이크 패드(1)는 직사각 케이스의 형상으로 되어 이 케이스 내의 저면, 즉 홈의 바닥면이 경사면을 이루도록 형성되며, 일측면으로는 가이드 볼트(4)가 연결되어 상기 가이드 볼트(4)의 바깥둘레에 탄성부재로써 관성스프링(5)이 장착되고, 끝단에는 조절너트(6)가 나사 결합되어 있다. 또한 상기 브레이크 패드(1)의 바퀴와 닿는 면에는 상기 바퀴와의 마찰력을 증가시키기 위해 고무판(7)을 부착하는 것이 바람직하다.

상기 패드 가이드(2)는 브레이크 패드(1)에 삽입되어 상기 브레이크 패드(1) 내 바닥의 경사면과 마주보는 면이 동일한 경사면을 이루며, 상기 경사면에 구름부재로써 다수개의 롤러(8)를 장착한다. 따라서 서로 마주보는 브레이크 패드(1)와 패드 가이드(2)의 경사면에 다수개의 롤러(8)를 위치하게 되며, 도면에서는 3개의 롤러(8)를 장착한 것으로 도시되어 있으나 필요에 따라 2개 또는 4개 이상으로 장착할 수도 있다. 또한 롤러(8)가 장착된 경사면의 반대편으로는 브레이크 패드(1)를 관통하여 바퀴의 양쪽에 배치되는 패드 조립체를 서로 연결하기 위한 연결볼트(9)가 연결된다.

이와 같은 패드 조립체(3)는 일반적인 자전거의 브레이크 패드와 같이 이륜차 바퀴의 림 양쪽에 각각 배치되어, 상기 패드 가이드에 연결된 연결볼트(9)를 통해 양쪽의 패드 조립체(3)를 각각 아치형의 연결부재로 서로 연결하고, 이를 이륜차의 손잡이에 설치된 브레이크 레버와 연결한다. 상기 아치형의 연결부재 및 브레이크 레버는 자전거 또는 모터사이클과 같은 일반적인 이륜차에 설치되어 있는 누구나 잘 아는 브레이크 시스템에 해당하므로 별도로 도시하지는 않았다.

이와 같이 본 발명의 이륜차의 ABS 장치는 브레이크 패드를 패드 가이드와 함께 패드 조립체로 구성한 것으로, 내부에 롤러와 함께 경사면을 이루는 상기 브레이크 패드에 탄성수단으로써 관성스프링을 연결한 구조가 주요한 특징으로 되어 있다. 이에 이러한 특징적인 구조에 의한 ABS 작용을 설명하면 다음과 같다.

자전거와 같은 이륜차의 제동 시 탑승자가 브레이크 레버를 당기면, 브레이크 패드는 회전운동하고 있는 바퀴의 림을 잡게 되며, 상기 브레이크 패드와 림의 마찰에 의해 브레이크 패드는 앞으로 이동하게 된다. 앞으로 이동한 브레이크 패드에 의해 관성스프링은 압축을 하게 되는데, 여기서 관성스프링의 탄성에 의해 다시 브레이크 패드는 뒤로 향하게 된다.

이러한 관성스프링의 압축 및 복원은 브레이크 레버를 당기는 순간 반복적으로 행해지게 되는데, 이에 따라 브레이크 패드는 안쪽의 패드 가이드와 경사면을 이루며 접하는 부위의 롤러에 의해 바퀴의 회전방향을 따라 사선으로 왕복 운동을 하게 된다. 따라서 이와 같이 브레이크 패드가 사선으로 왕복 운동하게 되면, 상기 브레이크 패드가 림과 가까워지면서 잡거나 상기 림과 멀어져 떨어지는 것을 순간적으로 반복하는 ABS 기능, 즉 다시 말해 브레이크 패드가 림을 잡았다 놓았다를 반복하는 기능을 수행한다. 이때 상기 브레이크 패드에는 고무판을 부착하고 있으므로 상기 림을 잡아 줄 때 마찰력이 향상되어 제동력이 더욱 좋아지게 된다.

한편 본원발명의 주요한 특징 중의 하나는 상기한 바와 같이 관성스프링의 탄성이다. 상기 관성스프링의 탄성만을 이용하여 제동 시에 ABS 기능을 수행하여 제동을 할 수 있다. 보통 이러한 ABS 기능이 들어가면 전자적인 제어가 필요하기 때문에 여러 가지 장치가 필요하므로 특히 자전거가 무거워질 수 있지만, 상기 관성스프링의 탄성과 같은 기계적인 요소를 사용함으로써 구조가 간단하면서 무게를 줄일 수 있는 ABS 장치를 자전거에 장착할 수 있게 된다.

이에 현재 시판되고 있는 자전거들의 바퀴 사이즈가 각각 다른 점을 고려하여, 관성스프링의 길이를 적절하게 조절하여 바퀴의 사이즈에 맞는 제동력을 구현할 수 있도록 상기 관성스프링의 탄성력에 변화를 주는 것이 필요하다. 따라서 본원발명에서 각각 바퀴의 사이즈에 맞게 스프링의 길이를 조절할 수 있도록 브레이크 패드에 연결된 가이드 볼트의 끝단에 조절너트로 장착한 것이다. 이러한 상기 조절너트로 관성스프링의 길이를 조절하여 탄성력에 변화를 주면 상기한 바와 같이 서로 다른 바퀴의 사이즈에 맞는 제동력과 함께 탑승자가 원하는 제동력도 구현할 수 있게 된다.

다음은 상기한 바와 같은 본 발명의 ABS 장치에 의해 최대 제동력을 더 크게 설계할 수 있기에 간접적으로 제동거리가 짧아지는 효과에 대한 것을 실험을 통해 알아 본 것을 설명하도록 한다.

제동력을 시험하기 위한 자전거에 속도계를 달고 일정한 속도(35㎞/h)로 맞추고 주행하면서 제동을 걸어 실험을 진행하였다. 일반 자전거는 앞 브레이크 작동 시 매우 큰 사고를 초래할 수 있으므로 일반적으로 뒤 브레이크를 제동하는데, 시속 35㎞/h에서 뒤 브레이크 작동한 실험결과 10m 정도의 일정한 제동거리를 보였다.

그러나 본 발명의 ABS 장치를 장착한 자전거에서는 적절한 관성스프링의 길이 조절로 제동거리를 조절하는 실험을 통해 제동력을 확인하였다. 그 결과 도 4의 그래프에서와 같이, 짧은 제동거리를 요구하는 급속제동에는 관성스프링의 최대압축으로 제동거리가 6m로 되어 ABS가 없는 일반 자전거의 일정한 10m의 제동거리에 비해 월등히 제동거리가 감소되었음을 확인하였다.

한편, 속도감을 즐기는 자전거 마니아층들이 제동거리를 좀 길게 하여 조향력 향상으로 앞에 있을 위험한 요소를 쉽게 피할 수 있도록 하는 경우에는 도 4의 그래프에서 알 수 있듯이, 조절너트를 풀어줄수록 제동거리가 길어지게 된다. 즉 관성스프링의 최대압축 상태에서 조절너트를 반바퀴(0.5사이클) 정도 풀면 일반 자전거의 제동거리와 비슷해지고, 조절너트를 한바퀴(1사이클)나 두바퀴(2사이클) 정도 풀수록 제동거리가 더 길어지므로, 이와 같은 관성스프링의 탄성력의 조절을 통해 제동거리를 적절하게 제어할 수 있다.

한편 본 발명의 이륜차에 대해서는 자전거 외에도 모터사이클로 해당하게 되나, 이에 한정되지 않고 2개의 바퀴를 갖는 모든 이동수단에 적용할 수 있을 것이다.

이상과 같이 본 발명에 따른 이륜차의 ABS 장치에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

1 : 브레이크 패드 2 : 패드 가이드
3 : 패드 조립체 4 : 가이드 볼트
5 : 관성스프링 6 : 조절너트
7 : 고무판 8 : 롤러
9 : 연결볼트

Claims (7)

1. 이륜차의 바퀴를 잡아주어 제동력을 발휘하도록 브레이크 패드와 패드 가이드로 구성된 패드 조립체를 이용한 브레이크 장치로서,
   브레이크 작동과 동시에 상기 브레이크 패드에 연결된 탄성부재가 압축 및 복원을 반복하는 것에 의해 상기 패드 조립체의 브레이크 패드를 바퀴의 회전방향을 따라 사선방향으로 왕복 이동시켜 ABS 작용을 하도록 한 것을 특징으로 하는 스프링 탄성을 이용한 2륜차의 ABS 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 패드 조립체는,
   내부 저면이 경사면을 이루는 케이스 형태의 브레이크 패드;
   상기 브레이크 패드 내에 삽입되어 마주보는 면이 동일한 경사면을 이루며, 상기 경사면에 브레이크 패드의 경사면과 접촉하는 적어도 2개 이상의 구름부재가 장착된 패드 가이드;
   상기 브레이크 패드의 일측면에 연결된 가이드 볼트; 및
   상기 가이드 볼트에 장착된 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 이륜차의 ABS 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 구름부재는 롤러 또는 볼인 것을 특징으로 하는 이륜차의 ABS 브레이크 장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 탄성부재는 관성스프링인 것을 특징으로 하는 이륜차의 ABS 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 가이드 볼트의 끝단에 나사 결합하여 관성스프링의 탄성력을 조절하는 조절너트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이륜차의 ABS 장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   바퀴와 닿는 상기 브레이크 패드 면에 부착한 고무판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이륜차의 ABS 장치.
7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 이륜차는 자전거 또는 모터사이클인 것을 특징으로 하는 이륜차의 ABS 장치.

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