KR20180064987A - 회전식 잠금 기구, 이를 구비한 자물쇠, 및 이 자물쇠의 잠금 제어 방법 - Google Patents

회전식 잠금 기구, 이를 구비한 자물쇠, 및 이 자물쇠의 잠금 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 출원에 따르면 회전식 잠금 기구, 이 회전식 잠금 기구를 구비한 자물쇠, 및 이 자물쇠의 잠금 제어 방법이 개시된다. 회전 출력 부재가 제 1 잠금 부재와 제 2 잠금 부재 사이의 안정된 삼각형 지지 구조체에 의해 잠기고, 잠금 상태와 잠금 해제 상태 모두에서 제 1 잠금 부재에 의해 제 1 잠금 부재에 가해지는 제 2 잠금 부재의 유효 구속은 제품의 잠금 및 잠금 해제의 신뢰성을 달성한다. 전체 잠금 기구가 동일한 절환 부재에 의해 제어되므로, 제어 과정이 더 간결해지고 효과적이다. 회전 부재가 작동할 때의 잘못된 잠금 동작이 기계식 구조체 및 자동 제어 방법을 통해 효과적으로 방지되므로, 잠금 신뢰성이 높고, 사용이 쉽고 편리하다. 전체 회전식 잠금 기구가 자물쇠의 쉘 내에 둘러싸여 고정되며, 자전거, 전기 자동차, 오토바이, 및 심지어 경차의 동력 전달 기계에 적용될 수 있다.

Description

회전식 잠금 기구, 이를 구비한 자물쇠, 및 이 자물쇠의 잠금 제어 방법{ROTARY LOCKING MECHANISM, LOCK HAVING THE SAME, AND LOCKING CONTROL METHOD OF THE LOCK}
관련 출원의 교차 참조
본 출원은 2016년 12월 6일에 중국 특허청에 출원된 발명의 명칭이 "회전식 잠금 기구, 이 잠금 기구를 구비한 자물쇠, 및 이 자물쇠의 잠금 제어 방법"인 중국 특허 출원 제201611110920.4호의 우선권의 이익을 주장하며, 그 개시 내용은 전체가 본 출원에 원용되어 포함된다.
본 출원은 기계식 잠금 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전식 잠금 기구, 이 회전식 잠금 기구를 구비한 자물쇠, 및 이 자물쇠의 잠금 제어 방법에 관한 것이다.
현재, 자전거, 전기 자동차, 오토바이 등의 자물쇠의 대부분은 바퀴를 외부에서 고정시키는 기계식 잠금 구조체를 채택하고 있다. 현재, 시판되고 있는 자전거용 자물쇠는 수동식 키 자물쇠 및 수동식 조합형 자물쇠를 위시하여 여러 종류가 있다. 공공 자전거 대여 서비스의 대중화로, 전기 제어식 공공 자전거 자물쇠가 개발되었는데, 이것 또한 외부 잠금 구조체를 사용하며, 이 외부 잠금 구조체는 바퀴를 잠그기 위해 자동으로 제어되는 모터에 의해 해당 잠금 부재를 구동한다.
이러한 종류의 외부 잠금 구조체는 구조는 간단하지만 다수의 외부 잠금 제품을 구비해야 하므로 휴대성이 나쁘고 고가이다. 상기 외부 잠금 구조체는 잠금 신뢰성이 낮고 손상되기 쉬우며 잠재적 안전 위험이 높다. 그러나 전용 자전거 대여소는 장소에 많이 의존하며, 특히 최근에 개발된 자전거 공유 서비스에 많이 의존한다. 자전거 공유 서비스 모델은 공공 자전거 자원을 언제 어디서나 공유하고 대여할 수 있도록 하는 것을 목표로 하는데, 이러한 종류의 공공 자전거는 정해진 장소에서의 대여를 거의 채택할 수 없어서, 자전거의 잠금 및 잠금 해제를 위해 탑재형 자물쇠를 사용하는 것이 필요하다.
본 출원에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 자전거, 전기 자동차, 오토바이 등을 위한 종래의 잠금 장치에 있어서의 상기 결함들을 고려하여 새로운 회전식 잠금 기구, 이 회전식 잠금 기구를 구비하는 자물쇠, 및 이 자물쇠의 잠금 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 출원은 다음의 기술적 해결책들을 가지고 구현된다.
회전식 잠금 기구는 회전 출력 부재, 제 1 잠금 부재, 제 2 잠금 부재, 및 절환 부재를 포함한다. 상기 회전 출력 부재는 회전 동력 전달을 실현하기 위해 회전 부재에 연결되고, 상기 회전 출력 부재와 상기 회전 출력 부재에 연결된 회전 부재는 동력 전달 기구를 통해 일체로 또는 동축으로 연결될 수 있고, 상기 회전 출력 부재의 회전 원주에는 다수의 잠금 홈이 구비되고, 상기 잠금 홈들은 상기 회전 원주의 외주 또는 내주에 배치될 수 있다. 상기 제 1 잠금 부재와 상기 제 2 잠금 부재는 각각 2 개의 힌지 지점에서 탄성적으로 힌지 연결되고, 상기 제 1 잠금 부재에는 상기 잠금 홈들 중 어느 하나에 계합될 수 있는 잠금 블록이 마련되며, 상기 제 2 잠금 부재와 상기 제 1 잠금 부재는 상기 제 1 잠금 부재의 잠금 블록이 상기 잠금 홈에 계합될 수 있게 하기 위해 상기 2 개의 힌지 지점이 위치되는 직선 밖의 한 지점에서 서로 연접한다. 상기 절환 부재는 잠금 제어 시스템에 연결되며, 상기 제 2 잠금 부재와 상기 제 1 잠금 부재를 각각 순차적으로 미는 제 1 잠금 해제 구조체 및 제 2 잠금 해제 구조체를 갖는다.
또한, 상기 제 1 잠금 해제 구조체와 상기 제 2 잠금 해제 구조체는 상기 제 1 잠금 부재, 상기 제 2 잠금 부재, 및 상기 절환 부재 각각에 마련된 잠금 해제 블록 또는 잠금 해제 엣지를 포함하며, 상기 잠금 해제 블록은 돌출하고, 상기 잠금 해제 엣지는 상기 잠금 해제 블록과 접촉하도록 구성된다.
또한, 상기 제 1 잠금 부재와 상기 제 2 잠금 부재는 서로 결합되는 잠금 모서리 및 잠금 결각부를 통해 서로 연접한다.
또한, 상기 제 1 잠금 부재와 상기 제 2 잠금 부재 사이에는 잠금 해제 상태 유지 구조체가 추가로 마련된다.
또한, 상기 잠금 해제 상태 유지 구조체는, 상기 제 1 잠금 부재와 상기 제 2 잠금 부재 상에 각각 배치되며 서로 걸리도록 구성된 후크 구조체를 포함하고, 상기 절환 부재에는 상기 제 2 잠금 부재를 밀도록 구성된 걸림 해제 구조체(unhooking structure)가 추가로 마련된다.
또한, 상기 걸림 해제 구조체는 상기 절환 부재 상에 배치된 러그 또는 측부 엣지이고, 상기 러그 또는 측부 엣지는 상기 제 2 잠금 부재 상의 측부 엣지 또는 러그와 접촉하도록 구성된다.
또한, 상기 잠금 블록의 두 측부의 접촉 엣지와 상기 잠금 홈의 두 측부의 접촉면은 쐐기면 접촉을 하고, 상기 제 2 잠금 부재는, 그 제 2 잠금 부재가 상기 제 1 잠금 부재에 연접하게 되는 측부 상에, 상기 제 1 잠금 부재와 미끄럼 접촉하도록 구성된 연속 유지 엣지를 구비한다.
또한, 상기 잠금 제어 시스템은 상기 절환 부재의 회전(swinging)을 제어하도록 구성된 모터를 포함한다.
또한, 상기 모터와 상기 절환 부재는 따로따로 배치되고, 상기 모터의 출력단은 회전 운동을 하는 제어 블록과 연결되며, 상기 제어 블록의 회전 원주 상의 한 지점은 제어 와이어를 통해 상기 절환 부재의 힌지 연결되지 않은 지점에 연결된다.
또한, 상기 잠금 제어 시스템은 회전 출력 부재를 모니터하도록 구성된 회전 속도 센서를 추가로 포함하고, 상기 회전 속도 센서는 모터와 신호 연결된다.
전술한 회전식 잠금 기구를 적용한 자물쇠가 본 출원에 따라 추가로 개시된다. 상기 회전 출력 부재는 바퀴에 연결된 회전 동력 전달 부재에 고정되게 연결되고 상기 회전 동력 전달 부재와 동축을 이루며, 상기 제 1 잠금 부재와 상기 제 2 잠금 부재와 상기 절환 부재는 동일한 장착 기부에 장착된다.
또한, 상기 자물쇠는 자전거, 전기 자동차, 또는 오토바이의 바퀴의 허브에 배치된다.
또한, 상기 회전식 잠금 기구가 상기 허브의 쉘 내에 둘러싸이고; 상기 회전 출력 부재가 환형 부재이고, 상기 허브의 내벽 또는 내측 단부면에 박아 넣어져서 고정되고; 상기 잠금 홈들이 상기 회전 출력 부재의 내벽 또는 단부면에 마련되며;
상기 장착 기부가 차축에 잠겨 고정되고, 그리고 상기 제 1 잠금 부재, 상기 제 2 잠금 부재, 및 상기 절환 부재 각각에 힌지 연결되도록 구성된 회전 슬리브들과, 상기 모터를 장착하도록 구성된 위치 설정 구조체와, 제어 와이어를 제한하도록 구성된 위치 제한 구조체를 구비한다.
또한, 상기 회전 속도 센서는 홀 센서이고, 상기 홀 센서는 장착 시트에 고정되고, 상기 회전 출력 부재에는 상기 홀 센서가 위치되는 위치와 정렬되는 자석 강(magnet steel)이 마련된다.
또한, 상기 모터는 신호 수신 모듈에 연결되며, 유선 신호 전송 또는 무선 신호 전송에 의해 자동으로 제어된다.
본 출원에 따라서 제공되는 자물쇠의 잠금 제어 방법은,
잠금 상태에서, 제 1 잠금 부재의 잠금 블록이 회전 출력 부재의 잠금 홈에 완전히 계합되는 한편, 제 2 잠금 부재와 제 1 잠금 부재가 서로 연접해서 바퀴를 확실하게 잠그는 단계;
잠금 해제 과정에서, 절환 부재가 모터의 회전에 의해 회전되도록 제어되고, 먼저 제 2 잠금 부재가 절환 부재의 제 1 잠금 해제 구조체에 의해 밀려서 제 2 잠금 부재에 의해 제 1 잠금 부재 상에 가해진 잠금 구속이 해제되고, 이어서 제 1 잠금 부재가 절환 부재의 제 2 잠금 해제 구조체에 의해 밀려서 제 1 잠금 부재의 잠금 블록이 잠금 홈 밖으로 밀려나가서, 잠금 해제 과정이 종료되는 단계;
잠금 해제 상태에서, 제 1 잠금 부재의 잠금 블록이 회전 출력 부재의 잠금 홈으로부터 완전히 분리되는 한편, 제 2 잠금 부재와 제 1 잠금 부재가 잠금 해제 상태 유지 구조체를 통해서 제 1 잠금 부재를 고정 및 구속하는 단계; 및
잠금 과정에서, 절환 부재가 모터의 역회전에 의해 역회전되도록 제어되고, 제 1 잠금 부재 상으로의 구속이 절환 부재에 의해 해제되는 동안 제 2 잠금 부재가 절환 부재의 걸림 해제 구조체에 의해 밀리는 한편, 제 2 잠금 부재에 의해 제 1 잠금 부재에 가해진 잠금 해제 구속이 해제되고, 이 때, 제 1 잠금 부재는 그 자신의 비틀림 스프링의 작용 하에서 역방향으로 회전하여 잠금 블록이 회전 출력 부재의 잠금 홈에 결합되게 하고, 마지막으로 제 2 잠금 부재가 다시 제 1 잠금 부재에 연접하여서, 잠금 과정이 완료되는 단계를 포함한다.
또한, 상기 잠금 제어 방법은 상기 잠금 해제 과정에, 절환 부재가 제 2 잠금 부재를 미는 때와 절환 부재가 제 1 잠금 부재를 미는 때 사이에 소정의 지연을 설정하는 것을 포함하고, 상기 지연의 지속 기간은 상기 제 1 잠금 부재와 상기 제 2 잠금 부재 사이의 잠금 결각부와 잠금 모서리가 서로 완전히 분리되는 지속 기간보다 길다.
본 출원의 잠금 제어 방법에 있어서는, 보호 회전 속도가 설정되는 바; 바퀴의 회전 속도가 상기 보호 회전 속도보다 낮은 경우, 모터가 잠금 기구를 잠금 해제되거나 또는 잠기게 제어하고; 바퀴의 회전 속도가 상기 보호 회전 속도보다 높은 경우, 모터로의 전원 공급이 차단되어 모터가 제어 신호를 수신하지 못하여 잠금 기구가 비작동 상태가 되도록 하고; 또는 바퀴의 회전 속도가 보호 회전 속도보다 낮은 경우, 제어 신호가 유지되고 그 제어 신호가 모터를 다시 제어한다.
본 출원은 다음과 같은 유익한 효과를 갖는다. 본 출원에 있어서의 두 개의 잠금 부재는 회전 출력 부재를 잠그기 위해 안정된 삼각형 지지 구조체를 채택하고, 잠금 상태와 잠금 해제 상태 모두에서 제 2 잠금 부재에 의해 제 1 잠금 부재에 가해지는 유효 구속은 제품의 잠금 및 잠금 해제의 신뢰성을 달성한다.
본 출원에 있어서는 전체 잠금 기구를 제어하는 데 동일한 절환 부재가 사용되기 때문에 제어 과정이 더 간결해지고 효과적이다.
제 1 잠금 부재의 잠금 블록과 잠금 홈 사이의 쐐기면 협동을 채택하고 제 2 잠금 부재 상에 유지 엣지를 제공함으로써, 본 출원은 고속 작동에서의 잘못된 잠금 동작에 기인하는 제품의 구조체에 대한 손상뿐만 아니라 갑작스런 정지의 잠재적 안전 위험을 기계식 메커니즘을 통해 피한다. 또한, 자동 제어 방법에 있어서, 제품의 오작동을 효과적으로 방지할 수 있도록 잠금 제어의 안전한 회전 속도가 제어 방법을 통해 설정된다.
본 출원에서, 잠금 기구 전체가 자물쇠의 쉘 내에 둘러싸여 고정될 수 있고, 회전식 커넥터와 쉽게 결합된다. 이 제품은 자전거, 전기 자동차, 오토바이, 및 심지어 경차의 동력 전달 기계에 적용할 수 있으며, 광범위한 적용 범위를 갖는다.
본 출원의 부품들 각각은 단순한 구조를 가지며, 프레스 가공에 의해 형성될 수 있고, 비용이 저렴하다.
본 출원에 있어서의 잠금 기구의 자동 제어는 무선 네트워크에 연결되어 잠금 및 잠금 해제의 외부 자동 제어를 실현할 수 있는데, 이는 공공 운수 대여 산업에서의 본 출원의 보급화에 유리하다.
본 출원은 또한 허브 내부의 발전기와 통합될 수 있고, GPS 또는 블루투스 모듈 등과 통합될 수 있고, 내부 동력 전달 장치와 통합될 수 있으며, 다양한 그 밖의 다른 유연한 통합 및 조립 방식으로 통합될 수 있다. 이하에서는 도면 및 실시예를 참조하여 본 출원에 대해 더 설명한다.
도 1은 본 출원의 제 1 실시예에 따른 회전식 잠금 기구를 사용하는 자물쇠의 구조를 도시하는 개략도이다.
도 2는 자전거 허브의 내부에 있는 제 1 실시예에 따른 기계식 잠금 기구의 정단면도이다.
도 3은 제 1 실시예의 회전 출력 부재의 개략도이다.
도 4는 제 1 실시예의 제 1 잠금 부재의 개략도이다.
도 5는 제 1 실시예의 제 2 잠금 부재의 개략도이다.
도 6은 제 1 실시예의 절환 부재의 개략도이다.
도 7은 제 1 실시예의 장착 기부의 개략도이다.
도 8은 제 1 실시예의 제어 블록의 개략도이다.
도 9는 제 1 실시예의 제 1 잠금 부재와 제 2 잠금 부재의 잠금 상태를 도시하는 개략도이다.
도 10은 제 1 실시예에서 잠금 해제 작동을 수행하는 절환 부재를 도시하는 개략도이다.
도 11은 제 1 실시예의 자물쇠의 잠금 해제 상태를 도시하는 개략도이다.
도 12는 잠금 해제 상태에 유지되어 있는 제 1 실시예의 제 1 잠금 부재와 제 2 잠금 부재의 개략도이다.
도 13은 제 1 실시예에서 걸림 해제 작동을 수행하는 절환 부재를 도시하는 개략도이다.
도 14는 제 1 실시예의 자물쇠가 고속 회전으로 유지되고 있는 상태를 도시하는 개략도이다.
도 15는 제 2 실시예의 자물쇠의 잠금 상태를 도시하는 개략도이다.
도 16은 제 2 실시예의 자물쇠의 잠금 해제 상태를 도시하는 개략도이다.
도 17은 제 3 실시예의 자물쇠의 잠금 상태를 도시하는 개략도이다.
도 18은 제 3 실시예의 자물쇠의 잠금 해제 상태를 도시하는 개략도이다.
제 1 실시예
도 1 및 도 2를 참조하면, 도면에 도시된 자전거용 자물쇠는 본 출원의 바람직한 일 실시예이다. 상기 자전거용 자물쇠는 자전거의 허브(9)를 잠그거나 잠금을 해제하기 위한 본 출원에 따른 회전식 잠금 기구를 채택해서, 자전거의 잠금 기능을 달성한다.
회전식 잠금 기구는 회전 출력 부재(1), 제 1 잠금 부재(2), 제 2 잠금 부재(3), 절환 부재(4), 장착 기부(5), 모터(6), 및 기타 부품을 포함한다.
회전 운동 부재와 잠금 기구 사이의 피잠금 물체인 회전 출력 부재(1)는 잠금이 필요한 회전 운동 부재에 고정되게 연결되고, 회전 운동 부재와 동축을 이룬다. 이 실시예의 회전 운동 부재는 자전거의 허브(9)이고, 이 허브는 자전거의 차축을 자전거 바퀴의 스포크에 연결하기 위한 회전 연결 부재이다. 자전거의 회전 동력이 허브(9)로 전달되고 허브(9)를 통해 바퀴에 전달되어 바퀴의 회전이 이루어진다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 회전 출력 부재(1)는 환형 회전 구조를 채택한다. 회전 출력 부재(1)의 원주는 허브(9)의 내벽에 박아 넣어져서 고정되고, 그리고 회전 출력 부재(1)는 스플라인 연결 구조와 같은 원주 방향 위치 결정 구조에 의해 허브(9)의 내벽에 설치될 수 있으며, 그리고 회전 출력 부재(1)는 허브(9)와 함께 회전한다. 회전 출력 부재(1)에는, 회전식 출력 부재(1)의 회전 원주에 분포되며 환형 구조인 회전 출력 부재의 외주와 내주에 배치될 수 있는 다수의 잠금 홈(101)이 마련된다. 상기 잠금 홈들(101)은 제 1 잠금 부재(2)와 제 2 잠금 부재(3)에 의해 형성된 신뢰성 있는 잠금 구조체와 협동하여 회전 출력 부재(1)와 허브를 함께 잠근다.
도 1, 도 4, 및 도 5를 참조하면, 제 1 잠금 부재(2) 및 제 2 잠금 부재(3)는 2 개의 회전 봉(swinging rod) 부재이다. 2 개의 잠금 부재의 회전 중심점은 각각 2 개의 힌지 지점에 탄성적으로 힌지 연결된다. 상기 탄성 힌지 연결이라 함은 상기 제 1 잠금 부재의 힌지 지점 또는 상기 제 2 잠금 부재의 힌지 지점에 비틀림 스프링 또는 인장 스프링이 마련되어서 상기 스프링의 탄성력에 의해 상기 2 개의 잠금 부재 각각이 그것의 힌지 지점 주위에 탄성 복원력을 갖게 되는 것을 말한다. 상기 제 1 잠금 부재(2)에는 상기 잠금 홈(101)에 계합될 수 있는 잠금 블록(201)이 마련되며, 상기 제 2 잠금 부재(3)와 상기 제 1 잠금 부재(2)는 상기 2 개의 힌지 지점이 위치되는 직선 밖의 한 지점에서 서로 연접한다. 제 1 잠금 부재(2)의 잠금 블록이 잠금 홈에 계합되면, 제 2 잠금 부재(3)가 그의 탄성 복원력의 작용 하에서 제 1 잠금 부재(2)에 고정되게 연접하는데, 다시 말하자면, 제 1 잠금 부재와 제 2 잠금 부재(3)의 2 개의 힌지 지점과 상기 제 1 잠금 부재(2)와 상기 제 2 잠금 부재(3) 간의 연접 지점이 삼각형을 형성할 수 있다. 제 1 잠금 부재(2)와 제 2 잠금 부재(3)가 삼각형으로 지지되어, 제 1 잠금 부재(2)의 잠금 블록이 잠금 홈(101)에 확실하게 계합될 수 있게 됨으로써, 회전 출력 부재(1)가 확실하게 잠길 수 있다.
제 1 잠금 부재(2)와 제 2 잠금 부재(3)는 서로 계합되는 구조를 통해 서로에 대해 효과적으로 연접하게 된다. 제 1 잠금 부재(2)의 연접 위치에 잠금 모서리(202)가 마련되고, 제 2 잠금 부재(3)의 연접 위치에 잠금 결각부(locking indentation)(301)가 마련된다. 상기 잠금 모서리(202)와 잠금 결각부(301)는 두 잠금 부재가 서로 연접한 때에 서로에 대해 확실하게 계합되어 고정된다. 잠금 모서리의 각도와 잠금 결각부의 열림 방향은 제 1 잠금 부재와 제 2 잠금 부재가 반대로 회전할 때에 서로 매끄럽게 분리되는 것이 보장될 수 있게 설정되어야 한다. 잠금 모서리와 잠금 결각부의 위치는 2 개의 잠금 부재들 사이에서 바뀔 수 있다.
제 1 잠금 부재(2)와 제 2 잠금 부재(3)의 잠금 해제는 절환 부재(4)에 의해 이루어진다. 도 1 및 도 6을 참조하면, 절환 부재(4)는 또한 회전 봉 부재이고, 이는 하나의 힌지 연결 단부를 가지며, 힌지 지점 이외의 부분에 배치되어 제 2 잠금 부재(3)와 제 1 잠금 부재(2)를 순차적으로 밀도록 구성된 잠금 해제 구조를 갖는다. 절환 부재(4)가 먼저 제 2 잠금 부재(3)를 떨어지게 역방향으로 밀어서 제 1 잠금 부재 상의 제 2 잠금 부재의 위치 제한이 해제되도록 하고, 이어서 제 1 잠금 부재(2)를 밀어서 제 1 잠금 부재(2)의 잠금 블록(201)이 회전 출력 부재(1)의 잠금 홈(101)에서 풀리도록 함으로써, 잠금 해제가 실현된다.
이 실시예에서, 제 1 잠금 부재(2)와 제 2 잠금 부재(3)와 절환 부재(4)는 각각 판 형상의 판 부재로서 구현되는데, 제 1 잠금 부재(2)와 제 2 잠금 부재(3)는 동일한 평면에서 잠기도록 서로 연접하게 되고, 절환 부재(4)는 상기 두 잠금 부재가 서로 연접하는 평면과 평행하게 배치된다. 절환 부재(4)에는 제 2 잠금 부재(3)를 잠금 해제 방향으로 밀도록 구성된 제 1 잠금 해제 엣지(401)와, 제 1 잠금 부재(2)를 잠금 해제 방향으로 밀도록 구성된 제 2 잠금 해제 블록(402)이 마련되고, 이에 대응해서, 제 2 잠금 부재(3)에는 상기 제 1 잠금 해제 엣지(401)와 접촉하도록 구성된 제 1 잠금 해제 블록(302)이 마련되고, 제 1 잠금 부재(2)에는 상기 제 2 잠금 해제 블록(402)과 접촉하도록 구성된 제 2 잠금 해제 엣지(203)가 마련된다. 실제 적용에서, 잠금 해제 블록과 잠금 해제 엣지의 위치는 절환 부재와 두 개의 잠금 부재 사이에서 바뀔 수 있다. 두 잠금 블록은 모두 다 각각의 판 부재의 표면으로부터 돌출하도록 배치되고, 잠금 해제 엣지가 대응하는 잠금 해제 블록을 밀거나 또는 잠금 해제 블록이 대응하는 잠금 해제 엣지를 밀어서 대응하는 잠금 부재의 회전이 이루어지도록 한다.
제 1 잠금 부재(2)와 제 2 잠금 부재(3)의 잠금이 해제된 후, 상기 두 잠금 부재의 잠금 해제 상태를 절환 부재(4)가 유지시킬 수 있다. 바람직하게는, 이 실시예에서, 제 1 잠금 부재(2)와 제 2 잠금 부재(3)에는 잠금 해제 상태 유지 구조체로서 기능하는 서로 걸리는 후크 구조체가 추가로 마련된다. 구체적으로, 상기 후크 구조체는 제 1 잠금 부재(2) 상에 배치된 제 1 잠금 해제 상태 유지 후크(204)와, 제 2 잠금 부재(3) 상에 배치된 제 2 잠금 해제 상태 유지 후크(303)를 포함한다. 절환 부재(4)의 제 2 잠금 해제 블록(402)이 제 1 잠금 부재(2)를 잠금 해제 상태로 밀어낸 후, 제 2 잠금 부재(3)의 제 1 잠금 해제 블록(302)이 절환 부재(4)의 제 1 잠금 해제 엣지(401)로부터 분리되고, 제 2 잠금 부재(3)가 그 자신의 탄성 복원력의 작용 하에서 소정 각도만큼 뒤로 회전한다. 이 때, 제 2 잠금 부재(3)의 제 2 잠금 해제 상태 유지 후크(303)와 제 1 잠금 부재(2)의 제 1 잠금 해제 상태 유지 후크(204)가 걸리고, 이 때 제 2 잠금 부재(3)가 제 1 잠금 부재(2)에 대한 구속을 다시 확립하여 제 1 잠금 부재가 뒤로 회전하는 것을 방지한다. 잠금 해제 상태 유지 구조체를 제공함으로써, 절환 부재(4)에 연결된 잠금 제어 시스템이 고장일 때에 제 1 잠금 부재(2)의 후방 회전에 기인하는 잘못된 잠금을 피할 수 있다.
절환 부재(4)에는, 추가로, 잠금 해제 상태에서 제 1 잠금 부재(2)와 제 2 잠금 부재(3) 사이의 걸린 후크 구조체들을 분리하도록 구성된 걸림 해제 구조체도 마련되어서, 잠금 기구에 대한 잠금 동작이 실현되도록 한다. 구체적으로, 절환 부재(4)의 다른 측부의 엣지가 걸림 해제 엣지(403)로서 기능한다. 걸림 해제 엣지(403)는 제 1 잠금 해제 엣지(401)와 유사하게 기능하며, 제 2 잠금 부재(3)의 제 1 잠금 해제 블록(302)을 다른 방향으로 밀도록 구성되어(제 2 잠금 부재(3)에 잠금 해제 엣지가 마련되는 경우, 절환 부재에는 돌출된 걸림 해제 블록이 마련된다), 상기 후크 구조체를 통한 제 1 잠금 부재(2)에 대한 제 2 잠금 부재(3)의 구속이 해제되도록 한다. 이 경우, 제 2 잠금 부재(2)의 잠금 블록(201)이 회전 출력 부재(1)의 잠금 홈(101)에 다시 계합될 때까지 제 1 잠금 부재(2)는 그 자신의 탄성 복원력의 작용 하에서 후방으로 회전한다. 이어서, 절환 부재가 계속해서 회전하고, 걸림 해제 엣지(403)가 제 2 잠금 부재(3)의 제 1 잠금 해제 블록(302)으로부터 떨어지고, 이 때, 제 2 잠금 부재(3)의 탄성 복원력의 작용 하에서, 제 2 잠금 부재(3)의 잠금 결각부(301)가 잠금 모서리(202)에 연접함으로써 제 1 잠금 부재(2)의 잠금 모서리(202)와 다시 계합하게 되어서, 잠금 과정이 완료된다.
이 실시예에서, 제 1 잠금 부재(2)의 잠금 블록(201)의 두 측부의 잠금 블록 접촉 엣지(205)와 회전 출력 부재(1)의 잠금 홈(101)의 두 측부의 잠금 홈 접촉면(102)은 쐐기면 접촉하도록 배치된다. 잠금 블록과 잠금 홈의 접촉부는 쐐기면 접촉이 가능하도록 경사진 면 또는 경사진 엣지로 기계 가공될 수 있거나, 또는 잠금 블록과 잠금 홈 사이의 설치 각이 쐐기면 접촉을 가능하게 하도록 설정된다. 제 2 잠금 부재(3)의 구속이 없는 상태에서는, 회전 출력 부재(1)가 어느 방향으로 회전하더라도, 잠금 홈 접촉면(102)은 쐐기면의 협동에 의해 잠금 블록(201)을 제 1 잠금 부재(2)와 함께 잠금 홈 밖으로 밀어낼 수 있고, 제 2 잠금 부재(3)는 제 1 잠금 부재(2)에 대한 구속이 확립된 후에 잠금 블록을 잠금 홈에 삼각형 지지부에 의해 확실하게 구속할 수 있어서, 회전 출력 부재가 전후 방향으로 잠길 수 있다. 이에 대응하여, 제 2 잠금 부재(3)에는 잠금 결각부(301)의 한 측부의 연속적인 유지 엣지(304)가 구비되고, 잠금 해제 과정에서, 예를 들어, 제 1 잠금 부재(2)의 잠금 블록(201)이 잠금 홈(101)에 완전히 계합되지 않은 때에, 제 1 잠금 부재(2)의 잠금 모서리(202)는, 잠금 블록이 잠금 홈 안으로 막 들어갈 때부터 잠금 블록이 잠금 홈 내의 제한 위치에 완전히 도달하기까지의 과정에서, 제 2 잠금 부재(3)의 연속적인 유지 엣지(304)와 항상 미끄럼 접촉을 한다.
상기 구성의 목적은 자전거 바퀴가 고속 회전하고 있을 때에(예를 들어, 달리는 동안에) 이 실시예에 따른 자전거용 자물쇠가 오작동하지 않는 것을 보장하는 것이다. 바퀴가 고속으로 회전하는 과정에서, 바퀴는 회전 출력 부재(1)를 고속으로 회전하게 구동한다. 이 경우, 잠금 기구가 잠금 동작을 수행하도록 제어되면, 제 1 잠금 부재(2)의 잠금 블록은, 회전 출력 부재(1)의 일부가 잠금 홈(101) 안으로 진입한 후에, 회전하는 잠금 홈에 의해 제 1 잠금 부재와 함께 반복해서 밀려 나오고, 이 때, 제 1 잠금 부재(2)의 잠금 모서리(202)는 제 2 잠금 부재(3)의 연속적인 유지 엣지(304) 상에서 상호적으로 활주한다. 제 2 잠금 부재(3)는 제 1 잠금 부재(2)에 대한 유효한 구속을 확립하지 않을 것이다. 이 때, 잠금 기구는 연속적인 클릭 충격 소음(잠금 홈이 잠금 블록을 반복적으로 밀어냄으로써 야기됨)을 발생시켜 라이더에게 잘못된 잠금 동작이 발생되었음을 상기시키며, 속도가 줄어들도록 회전 출력 부재, 즉 바퀴에 저항을 가하게 된다. 이러한 구성에 의하면, 고속 회전 시의 잠금에 의해 야기되는 잠금 기구 또는 허브의 내부 구조체의 손상을 피할 수 있으므로, 잘못된 잠금으로 인한 주행 중의 사고를 효과적으로 피할 수 있다.
이 실시예의 절환 부재(4)는 제 1 잠금 부재(2)와 동축으로 힌지 연결될 수 있고, 그리고 상기 절환 부재(4)는 잠금 제어 시스템에 연결된다. 상기 잠금 제어 시스템은 절환 부재(4)가 모터(6)에 의해 구동되어 회전하도록 수동으로 제어되고, 즉 자전거의 케이블 시스템에 의해 수동으로 제어되고, 또한 전기적으로도 제어될 수 있다.
모터(6)는 절환 부재(4)의 회전 샤프트에 바로 연결될 수 있고, 절환 부재는 모터의 전후방 회전에 의해 상호적으로 회전하도록 구동된다. 대안적으로, 이 실시예에 도시된 바와 같이, 모터(6)의 출력단이 제어 블록(61)에 연결되고, 도 8에 도시된 바와 같이, 제어 블록(61)에는 제어 블록(61)을 회전 운동하도록 구동시킬 수 있게 모터(6)의 출력 샤프트에 연결된 비원형 모터 샤프트 장착 구멍(611)이 마련된다. 제 2 제어 와이어 연결 구멍(612)이 제어 블록(61)의 회전 원주에 마련되고, 제어 와이어(62)의 한 단부에 고정되게 연결된다. 제 1 제어 와이어 연결 구멍(405)이 절환 부재(4)의 힌지 연결되지 않은 지점에 마련되고, 제어 와이어(62)의 타 단부에 고정되게 연결된다. 제어 블록(61)이 소정 각도만큼 회전함으로써 절환 부재(4)가 제어 와이어(61)를 통해 소정 각도만큼 회전하도록 구동되고, 모터가 전후방로 회전하도록 제어되어, 절환 부재(4)의 회전 방향이 제어된다.
제어 와이어(62)는 절환 부재(4)를 회전시키기 위해 당기고 밀기에 충분한 강성을 가져야 한다.
모터(6)에는 유선 신호 또는 무선 신호를 통해 모터에 대한 자동 제어를 달성할 수 있도록 한 신호 전달 모듈이 구비될 수 있다. 모터(6)의 제어 모드는 또한 공공 자전거의 네트워크 자동 임대에 적용 가능한 셀룰러 폰 앱 제어 모드로서 설정될 수도 있다. 유선 신호 또는 무선 신호로 모터를 제어하는 것은 통상적으로 사용되는 모터 제어 기술에 속하며, 당해 기술분야의 숙련인은 실제 요구 사항에 따라 상세한 제어 방식을 선택하고 설계할 수 있는데, 이 실시예에서는 이에 대해 설명하지 않는다.
이 실시예에서는, 회전 출력 부재(1)의 잠금 홈(101)과, 제 1 잠금 부재(2)의 잠금 블록(201)과, 제 2 잠금 부재(3)에 기계식 오작동 방지 구조체를 마련하며, 그리고 이 실시예는 또한 잠금 동작을 전기적으로 제어하는 것을 기초로 하여 자동 오작동 방지 장치도 채용한다.
구체적으로, 상기 잠금 제어 시스템은 회전 출력 부재를 모니터하도록 구성된 회전 속도 센서를 추가로 포함하고, 상기 회전 속도 센서는 모터와 신호 연결된다. 이 실시예의 회전 속도 센서는 홀 센서(71)로서 구현되어 회전 속도를 측정한다. 회전 출력 부재(1) 상에 또는 회전 출력 부재(1)에 연결된 회전 부재의 회전 원주 상에 자석 강(72)이 고정되게 배치되고, 그 다음, 홀 센서(71)가 센서 장착 시트(73)에 의해 상기 자석 강을 향하도록 고정되게 배치된다. 회전 출력 부재(1) 또는 회전 출력 부재(1)에 연결된 회전 부재가 1회전하면, 홀 센서가 하나의 신호를 수신하고, 회전이 1회전으로 카운트되고, 그 다음 이 때의 회전 속도가 계산된다. 또한, 상기 시스템에 보호 회전 속도가 설정된다. 홀 센서에 의해 검출된 회전 속도가 보호 회전 속도를 초과하는 경우에는, 모터가 외부 신호와 통신하기 위한 채널이 차단되어 모터로 하여금 임의의 동작을 수행하는 것을 중지하게 하고, 또는 속도가 보호 회전 속도보다 낮은 경우에는, 모터로 하여금 작동 명령을 수행하게 하는 제어 신호가 유지되고, 따라서, 홀 센서에 의해 검출된 회전 속도가 보호 회전 속도보다 낮은 경우, 모터는 외부 신호에 따라서 대응하는 잠금 동작을 수행할 수 있다. 이렇게 해서, 오동작이 전자적으로 그리고 기계적으로 효과적으로 방지될 수 있으므로, 잠금 구조체의 신뢰성 및 안전성이 향상된다.
또한, 회전 속도 센서는 또한 주행 속도를 모바일 디스플레이 모듈에 의해 실시간으로 수신하여 표시하는 자전거의 속도 모니터링 모듈로서도 기능할 수 있다.
이 실시예에서, 회전 출력 부재(1)는 자전거 바퀴의 허브(9)의 내벽에 고정되게 연결된다. 제 1 잠금 부재(2), 제 2 잠금 부재(3), 절환 부재(4), 및 모터(6)는 모두 동일한 장착 기부(5)에 배치된다. 장착 기부(5)는 허브에 대응하는 자전거 차축(8)에 고정되게 연결되므로, 전체 잠금 기구는 자전거의 허브의 쉘 내에 둘러싸인다.
도 7에 도시된 바와 같이, 장착 기부(5)는 스탬핑 가공된 판으로서 구현될 수 있고, 차축 장착 구멍(501)이 장착 기부(5)의 중심에 마련되고 자전거 차축(8)의 외주가 삽착되도록 구성된다. 차축 장착 구멍(501)의 내측에는 자전거 차축(8)에 마련된 2 개의 홈과 협동하는 2 개의 돌출부가 마련된다. 장착 기부(5)와 자전거 차축(8) 간의 축 방향 위치 설정은 장착 기부(5)를 자전거 차축(8)에 고정되게 설치하기 위한, 차축 상의 고정 링 또는 그 밖의 다른 위치 설정 요소에 의해 달성될 수 있다. 제 1 잠금 부재(2)를 장착하도록 구성된 제 1 잠금 부재 장착 지주(502), 제 2 잠금 부재(3)를 장착하도록 구성된 제 2 잠금 부재 장착 지주(503), 모터(6)를 위치시켜 장착하도록 구성된 다수의 모터 장착 위치 제한 돌출부(504), 및 회전 속도 센서를 장착하도록 구성된 센서 장착 지주(505)가 장착 기부(5)의 주변을 따라 분포된다.
장착 기부(5)에는 추가로 제어 와이어 위치 제한 지주(506)가 마련되고, 제어 와이어(62)는 상기 제어 와이어 위치 제한 지주(506) 위에서 이동한다. 절환 부재(4)가 제어 와이어(62)에 의해 2 개의 제한 위치에 도달하도록 제어될 때, 제어 와이어(62)가 제어 와이어 위치 제한 지주(506)에 연접하고, 이에 의해 2 개의 제한 위치에서 절환 부재(4)의 정확한 위치 설정이 실현된다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 제 1 잠금 부재(2)에 제 1 잠금 부재 힌지 구멍(206)이 마련되고, 상기 제 1 잠금 부재(2)는 제 1 슬리브(22)를 통해 제 1 잠금 부재 장착 지주(502)에 회전 가능하게 조립된다. 제 1 잠금 부재(2)의 탄성 힌지 연결이 이루어질 수 있도록 제 1 잠금 부재(2)와 제 1 슬리브(22) 사이에 제 1 비틀림 스프링(21)이 설치된다. 제 1 비틀림 스프링(21)의 복원 방향은 제 1 잠금 부재의 잠금 블록이 잠금 홈 안으로 계합되는 방향이다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 제 2 잠금 부재(3)에 제 2 잠금 부재 힌지 구멍(305)이 마련되고, 상기 제 2 잠금 부재(3)는 제 2 슬리브(32)를 통해 제 2 잠금 부재 장착 지주(503)에 회전 가능하게 조립된다. 제 2 잠금 부재(3)의 탄성 힌지 연결이 이루어질 수 있도록 제 2 잠금 부재(3)와 제 2 슬리브(32) 사이에 제 2 비틀림 스프링(31)이 장착된다. 제 2 비틀림 스프링(31)의 복원 방향은 제 1 비틀림 스프링의 복원 방향과 동일하다. 잠금 상태에서, 상기 제 2 비틀림 스프링(31)의 탄성력에 의해 제 2 잠금 부재(3)가 제 1 잠금 부재에 확실하게 연접할 수 있다.
도 1 및 도 6을 참조하면, 절환 부재(4)에 절환 부재 힌지 구멍(404)이 마련되고, 절환 부재(4)와 제 1 잠금 부재(2)가 동축으로 힌지 연결된다. 절환 부재(4)가 제 1 슬리브(21)를 통해 제 1 잠금 부재 장착 지주(502)에 회전 가능하게 조립되고, 또한, 제 1 제어 와이어 연결 구멍(405)이 절환 부재(4)의 하부에 마련되며, 제어 와이어가 상기 제 1 제어 와이어 연결 구멍(405) 안에 고정되게 걸린다.
도 1에 도시된 바와 같이, 회전 속도 센서로서의 홀 센서(71)가 센서 장착 시트(73)에 의해 센서 장착 지주(505)에 고정된다. 홀 센서(71)에 대응하는 자석 강(72)이 회전 출력 부재의 회전 원주 상에 고정되게 박아 넣어져서 홀 센서의 수용 측과 정렬된다.
이하에서는 이 실시예에 따른 자물쇠의 작동 과정을 도 1 및 도 9 내지 도 14를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1 및 도 9에 도시된 바와 같이, 자물쇠가 잠긴 상태에서, 이 때 자전거가 정지하고, 바퀴의 회전 속도가 0이 되고, 회전 출력 부재(1)는 정방향으로도 역방향으로도 회전하지 않는다. 제 1 잠금 부재(2)는 제 1 비틀림 스프링(21)의 탄성력의 작용 하에서 회전 출력 부재(1)의 잠금 홈(101)에 계합된 잠금 블록(201)을 가지는 한편, 제 2 잠금 부재(3)는 제 2 비틀림 스프링(31)의 탄성력의 작용 하에서 제 1 잠금 부재(2)와 연접한다. 제 2 잠금 부재(3)와 제 1 잠금 부재(2)가 서로 연접하는 위치에서 잠금 모서리(202)와 잠금 결각부(301)가 고정되게 결합되어서, 제 1 잠금 부재(2)와 제 2 잠금 부재(3) 사이에 안정된 삼각형 지지 구조체가 형성되게 하여, 회전 출력 부재(1)와 이 회전 출력 부재(1)에 연결된 바퀴 허브에 대한 잠금을 형성한다. 따라서, 제 2 잠금 부재(3)는 제 1 잠금 부재(2)에 대한 구속을 확립하여 제 1 잠금 부재(2)의 잠금 블록(201)이 잠금 홈(101)으로부터 결합 해제되는 것이 방지되도록 한다.
도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 잠금 해제 과정에서, 절환 부재(4)는 잠금 제어 시스템(이 실시예에서는 모터 및 제어 와이어로 구체화 됨)에 의해 반시계 방향으로 회전하도록 구동된다. 절환 부재(4)의 제 1 잠금 해제 엣지(401)는 먼저 제 2 잠금 부재(3)의 제 1 잠금 해제 블록(302)과 접촉하게 된다. 절환 부재(4)가 회전을 계속함에 따라, 제 1 잠금 해제 엣지(401)가 제 1 잠금 해제 블록(302)을 밀어서 제 2 잠금 부재(3)로 하여금 그 자신의 탄성력에 대항해서 반시계 방향으로 회전하게 한다. 제 2 잠금 부재(3)가 소정 각도로 회전한 후, 제 2 잠금 부재(3)와 제 1 잠금 부재(2) 사이에서 서로 연접하여 서로 결합된 잠금 결각부(301)와 잠금 모서리(202)가 분리된다. 이 때, 절환 부재(4)의 상부에 배치된 제 2 잠금 해제 블록(402)이 제 1 잠금 부재(2)의 상부에서 제 2 잠금 해제 엣지(203)와 접촉하게 된다. 절환 부재가 회전을 계속함에 따라, 제 2 잠금 해제 블록(402)이 제 2 잠금 해제 엣지(203)를 밀어서 제 1 잠금 부재(2)로 하여금 그 자신의 탄성력에 대항해서 반시계 방향으로 회전하게 하고, 게다가 제 1 잠금 부재(2)의 잠금 블록(201)으로 하여금 잠금 홈(101)으로부터 분리되게 하고, 이에 따라 잠금 해제 과정이 완료된다.
도 12에 도시된 바와 같이, 제 1 잠금 부재(2)의 잠금 블록(201)이 잠금 홈(101)으로부터 완전히 분리된 후, 제 2 잠금 부재(3)의 제 1 잠금 해제 블록(302)이 절환 부재(4) 에 의해 가해진 구속으로부터 해제되어 탄성 반발한다. 제 2 잠금 부재(3) 상에 배치된 제 2 잠금 해제 상태 유지 후크(303)가 제 1 잠금 부재(2)의 제 1 잠금 해제 상태 유지 후크(204)에 걸린다. 이 때, 제 2 잠금 부재(3)는 제 1 잠금 부재(2)에 대한 구속을 다시 확립하여 제 1 잠금 부재(2)가 그 자신의 탄성력의 작용 하에서 실수로 잠금 블록을 잠금 홈에 계합시키는 것이 방지되도록 한다. 또한, 절환 부재는 잠금 제어 시스템의 작용 하에서 그의 위치에 유지될 수 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 잠금 해제 상태를 풀어서 잠금 기구를 다시 잠글 때, 절환 부재(4)는 잠금 제어 시스템에 의해 시계 방향으로 뒤로 회전하도록 구동된다. 이 때, 절환 부재(4)의 상부에 배치된 걸림 해제 엣지(403)가 제 2 잠금 부재(3)의 제 1 잠금 해제 블록(302)과 다른 방향으로 접촉하게 된다. 절환 부재(4)가 뒤로 회전하는 것을 계속함에 따라, 걸림 해제 엣지(403)가 제 1 잠금 해제 블록(302)을 밀어서 제 2 잠금 부재(3)로 하여금 그 자신의 탄성력에 대항해서 반시계 방향으로 회전하게 하여, 제 2 잠금 부재(3)와 제 1 잠금 부재(2) 사이에서 걸려 있는 제 2 잠금 해제 상태 유지 후크와 제 1 잠금 해제 상태 유지 후크가 서로 분리되도록 한다. 제 2 잠금 해제 상태 유지 후크와 제 1 잠금 해제 상태 유지 후크가 서로 분리된 후에, 제 1 잠금 부재(2)가 제 2 잠금 부재(3)에 의해 가해진 구속으로부터 해제되고, 제 1 잠금 부재(2)가 그 제 1 잠금 부재(2)의 탄성력 및 절환 부재(4)의 제 2 잠금 해제 블록(402)의 복원 효과의 작용 하에서 회전 출력 부재(1)의 잠금 홈(101)에 다시 계합된다.
도 14에 도시된 바와 같이, 예를 들어 잠금 과정에서, 자전거 바퀴는 고속 회전 상태(오작동으로 인해 주행 중 잠김)에 있다. 제 1 잠금 부재(2)의 잠금 블록(201)이 회전 출력 부재(1)의 잠금 홈(101) 안으로 막 들어가기 시작할 때, 잠금 홈(101)의 양 측부의 잠금 홈 접촉면과 잠금 블록(201)의 잠금 블록 접촉 엣지(205)가 쐐기면 협동 상태에 있게 되고, 이와 동시에, 제 1 잠금 부재(2)의 잠금 모서리(202)가 제 2 잠금 부재(3)의 유지 엣지(304)와 접촉 상태에 있게 된다. 이 때, 회전 출력 부재가 고속 회전하는 동안, 제 2 잠금 부재(3)는 제 1 잠금 부재(2)에 유효한 구속을 확립하기에 충분한 시간을 갖지 못하고, 잠금 홈(101)과 잠금 블록(201) 사이의 쐐기면 협동은 제 1 잠금 부재(2)와 함께 잠금 블록(201)을 잠금 블록이 들어가는 잠금 홈 밖으로 지속적으로 밀어내는 한편, 제 1 잠금 부재(2)의 잠금 모서리(202)는 제 2 잠금 부재(3)의 유지 엣지(304)에 대해 전후 방향으로 활주하여, 자전거가 주행 중에 확실하게 잠길 수 없는 것이 보장되도록 한다. 바퀴가 회전을 정지한 후에는, 회전 출력 부재(1)가 회전을 정지하고, 이 때 제 1 잠금 부재(2)의 잠금 블록(201)이 잠금 홈들(101) 중 하나에 완전하게 계합될 수 있고, 이 때 제 2 잠금 부재(3)의 잠금 결각부(301)와 제 1 잠금 부재(2)의 잠금 모서리(202)가 도 9에 도시된 바와 같이 서로 결합되어, 확실한 잠금이 실현된다.
이 실시예에서, 잠금 기구가 잠금 및 잠금 해제 작동을 수행하도록 모터에 의해 자동으로 제어될 때 다음의 제어 방법이 채택될 수 있다.
잠금 상태에서, 제 1 잠금 부재의 잠금 블록이 회전 출력 부재의 잠금 홈에 완전히 계합되고, 이와 동시에 제 2 잠금 부재가 제 1 잠금 부재와 연접해서, 바퀴의 확실한 잠금이 이루어지도록 한다.
잠금 해제 과정에서, 모터는 절환 부재를 회전시키는 제어를 하기 위해 회전한다. 절환 부재의 제 1 잠금 해제 구조체가 먼저 제 2 잠금 부재를 밀어서 제 2 잠금 부재에 의해 가해지는 제 1 로크 부재에 대한 잠금 구속이 해제되도록 하고, 이어서 절환 부재의 제 2 잠금 해제 구조체가 제 1 잠금 부재를 밀어서 제 1 잠금 부재의 잠금 블록이 잠금 홈 밖으로 밀리도록 하여, 잠금 해제 과정이 완료된다.
잠금 해제 과정에서, 절환 부재가 제 2 잠금 부재를 미는 때와 절환 부재가 제 1 잠금 부재를 미는 때 사이에 지연을 설정하는 것이 필요하다. 즉, 도 10에서의 제 1 잠금 해제 블록(302)을 미는 제 1 잠금 해제 엣지(401)의 동작과 도 11에서의 제 2 잠금 해제 엣지(203)를 미는 제 2 잠금 해제 블록(402)의 동작은 동시에 일어나지 않는다. 제 2 잠금 해제 블록(402)은 제 1 잠금 해제 엣지(401)가 제 1 잠금 해제 블록(302)을 밀어서 제 1 잠금 부재와 제 2 잠금 부재 사이의 잠금 모서리와 잠금 결각부가 서로 완전히 분리되도록 한 후에만 제 2 잠금 해제 엣지(203)를 밀도록 구성되고, 따라서 잠금 해제 과정 동안에 제 1 잠금 부재와 제 2 잠금 부재 간의 간섭으로 인한 재밍(jamming)이 방지될 수 있다.
잠금 해제 상태에서, 제 1 잠금 부재의 잠금 블록이 회전 출력 부재의 잠금 홈으로부터 완전히 분리되는 한편, 제 2 잠금 부재와 제 1 잠금 부재가 잠금 해제 상태 유지 기구에 의해 제 1 잠금 부재를 고정 및 구속한다.
잠금 과정에서, 모터는 절환 부재를 뒤로 회전시키는 제어를 하기 위해 역방향으로 회전한다. 절환 부재가 제 1 잠금 부재에 대한 그의 구속을 해제하는 동안, 제 2 잠금 부재가 잠금 해제 구조에 의해 밀리는 한편, 제 2 잠금 부재에 의해 제 1 잠금 부재에 가해진 잠금 해제 구속이 해제되고, 이 때, 제 1 잠금 부재가 그 자신의 비틀림 스프링의 작용 하에서 뒤로 회전하고, 잠금 블록이 마침내 회전 출력 부재의 잠금 홈에 계합되고, 마지막으로 제 2 잠금 부재가 다시 제 1 잠금 부재에 연접하고, 이에 따라 잠금 과정이 완료된다.
상기 제어 흐름에서, 보호 속도가 설정된다. 자전거의 속도가 상기 보호 속도보다 낮은 경우, 잠금 기구를 잠금 해제 또는 잠그는 제어를 모터가 할 수 있다. 자전거의 속도가 상기 보호 속도보다 높은 경우, 모터로의 전원 공급이 차단되어 모터가 더 이상 제어 신호를 수신하지 못하게 되어, 잠금 기구는 비작동 상태에 있게 된다. 따라서, 오작동은 기계식 기구 측면과 자동 제어 측면 모두에서 방지된다.
제 2 실시예
도 15 및 도 16을 참조한다. 이 실시예에서는, 제 1 실시예와 달리, 제 1 잠금 부재(2)에 잠금 결각부가 마련되고 제 2 잠금 부재(3)에 잠금 모서리가 제공되며, 게다가, 제 2 잠금 부재(3)의 비틀림 스프링의 복원 방향은 제 1 실시예에서의 방향과 반대이며, 잠금 해제 과정에서, 절환 부재(4)는 제 2 잠금 부재(3)를 시계 방향 회전을 계속하도록 밀어낸다. 이 해결책도 또한 본 출원의 청구범위에 의해 정의된 보호 범위 내에 있다.
제 3 실시예
도 17 및 도 18을 참조한다. 이 실시예에서는, 제 1 실시예 및 제 2 실시예와 달리, 회전 출력 부재(1)도 또한 허브에 동축으로 고정되게 연결되고, 회전 출력 부재(1)의 잠금 홈들(101)이 허브의 쉘의 중심에 배치되어 자전거의 차축을 둘러싸고, 제 1 잠금 부재(2), 제 2 잠금 부재(3), 및 절환 부재(4)는 모두 잠금 홈(101)의 원주 외측에 배치된다. 이 해결책도 또한 본 출원의 청구범위에 의해 정의된 보호 범위 내에 있다.
상기 세 가지 실시예에서의 허브는 내부 동력 전달 장치를 갖는 자전거 허브일 수 있고, 단일 자전거 허브, 또는 발전기와 통합된 자전거 허브, 또는 GPS 또는 블루투스 모듈과 같은 기능 모듈과 통합된 자전거 허브일 수도 있다.
본 출원에 적용되는 회전식 잠금 기구는 전기 자동차, 오토바이, 또는 자동차 등의 회전 운동 전달 부재를 포함해서 그 밖의 다른 차량의 회전 운동 부재에도 적용될 수 있다. 당해 기술분야의 숙련인은 다양한 회전 운동 전달 부재에 따라 상기 실시예들과 유사한 다양한 구현 예들을 청구범위의 범위 내에서 채택할 수 있는데, 본원에서는 이를 하나하나 나열하지 않는다.
1: 회전 출력 부재 101: 잠금 홈
102: 잠금 홈 접촉면
2: 제 1 잠금 부재 201: 잠금 블록
202: 잠금 모서리 203: 잠금 해제 엣지
204: 제 1 잠금 해제 상태 유지 고리 205: 잠금 블록 접촉 엣지
206: 제 1 잠금 부재 힌지 구멍 21: 제 1 비틀림 스프링
22: 제 1 슬리브
3: 제 2 잠금 부재 301: 잠금 결각부
302: 제 1 잠금 해제 블록
303: 제 2 잠금 해제 상태 유지 고리
304: 유지 모서리
305: 제 2 잠금 부재 힌지 구멍
31: 제 2 비틀림 스프링 32: 제 2 슬리브
4: 절환 부재 401: 제 1 잠금 해제 엣지
402: 제 2 잠금 해제 블록 403: 걸림 해제 엣지
404: 절환 부재 힌지 구멍
405: 제 1 제어 와이어 연결 구멍
5: 장착 기부 501: 차축 장착 구멍
502: 제 1 잠금 부재 장착 지주
503: 제 2 잠금 부재 장착 지주
504: 모터 장착 위치 제한 돌출부
505: 센서 장착 지주
506: 와이어 위치 제한 지주
6: 모터 61: 제어 블록
611: 모터 샤프트 장착 구멍
612: 제 2 제어 와이어 연결 구멍
62: 제어 와이어
71: 홀 센서 72: 자석 강
73: 센서 장착 시트
8: 자전거 차축
9: 허브

Claims (18)

  1. 회전 출력 부재, 제 1 잠금 부재, 제 2 잠금 부재, 및 절환 부재를 포함하는 회전식 잠금 기구로서,
    상기 회전 출력 부재는 회전력을 전달하기 위해 회전 부재에 연결되고, 상기 회전 출력 부재의 회전 원주에는 복수의 잠금 홈이 마련되고;
    상기 제 1 잠금 부재와 상기 제 2 잠금 부재는 각각 2 개의 힌지 지점에서 탄성적으로 힌지 연결되고, 상기 제 1 잠금 부재에는 상기 잠금 홈들 중 어느 하나에 계합될 수 있는 잠금 블록이 마련되며, 상기 제 2 잠금 부재와 상기 제 1 잠금 부재는 상기 제 1 잠금 부재의 잠금 블록이 상기 잠금 홈에 계합될 수 있게 하기 위해 상기 2 개의 힌지 지점이 위치되는 직선 밖의 한 지점에서 서로 연접하고;
    상기 절환 부재는 잠금 제어 시스템에 연결되며, 상기 제 2 잠금 부재와 상기 제 1 잠금 부재를 각각 순차적으로 밀도록 구성된 제 1 잠금 해제 구조체 및 제 2 잠금 해제 구조체를 구비하는,
    회전식 잠금 기구.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 잠금 해제 구조체와 상기 제 2 잠금 해제 구조체는 상기 제 1 잠금 부재, 상기 제 2 잠금 부재, 및 상기 절환 부재 각각에 마련된 잠금 해제 블록 또는 잠금 해제 엣지를 포함하고,
    상기 잠금 해제 블록은 돌출하고, 상기 잠금 해제 엣지는 상기 잠금 해제 블록과 접촉하도록 구성된,
    회전식 잠금 기구.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 잠금 부재와 상기 제 2 잠금 부재는 서로 결합되는 잠금 모서리 및 잠금 결각부를 통해 서로 연접하는,
    회전식 잠금 기구.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 잠금 부재와 상기 제 2 잠금 부재 사이에 잠금 해제 상태 유지 구조체가 추가로 마련된,
    회전식 잠금 기구.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 잠금 해제 상태 유지 구조체는, 상기 제 1 잠금 부재와 상기 제 2 잠금 부재 상에 각각 배치되며 서로 걸리도록 구성된 후크 구조체를 포함하고,
    상기 절환 부재에는 상기 제 2 잠금 부재를 밀도록 구성된 걸림 해제 구조체가 추가로 마련된,
    회전식 잠금 기구.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 걸림 해제 구조체는 상기 절환 부재 상에 배치된 러그 또는 측부 엣지이고, 상기 러그 또는 측부 엣지는 상기 제 2 잠금 부재 상의 측부 엣지 또는 러그와 접촉하도록 구성된,
    회전식 잠금 기구.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 잠금 블록의 두 측부의 접촉 엣지와 상기 잠금 홈의 두 측부의 접촉면은 쐐기면 접촉을 하고,
    상기 제 2 잠금 부재는, 그 제 2 잠금 부재가 상기 제 1 잠금 부재에 연접하게 되는 측부 상에, 상기 제 1 잠금 부재와 미끄럼 접촉하도록 구성된 연속 유지 엣지를 구비하는,
    회전식 잠금 기구.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 잠금 제어 시스템은 상기 절환 부재의 회전을 제어하도록 구성된 모터를 포함하는,
    회전식 잠금 기구.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 모터와 상기 절환 부재는 따로따로 배치되고, 상기 모터의 출력단은 회전 운동을 하는 제어 블록과 연결되며, 상기 제어 블록의 회전 원주 상의 한 지점은 제어 와이어를 통해 상기 절환 부재의 힌지 연결되지 않은 지점에 연결된,
    회전식 잠금 기구.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 잠금 제어 시스템은 회전 출력 부재를 모니터하도록 구성된 회전 속도 센서를 추가로 포함하고,
    상기 회전 속도 센서는 모터와 신호 연결된,
    회전식 잠금 기구.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 회전식 잠금 기구를 적용한 자물쇠로서,
    회전 출력 부재가, 바퀴에 연결된 회전 동력 전달 부재에 고정되게 연결되고, 회전 동력 전달 부재와 동축을 이루고;
    제 1 잠금 부재와 제 2 잠금 부재와 절환 부재가 하나의 동일한 장착 기부에 장착된,
    자물쇠.
  12. 제 11 항에 있어서,
    당해 자물쇠가 자전거, 전기 자동차, 또는 오토바이의 바퀴의 허브에 배치되는,
    자물쇠.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 회전식 잠금 기구가 상기 허브의 쉘 내에 둘러싸이고;
    상기 회전 출력 부재가 환형 부재이고, 상기 허브의 내벽 또는 내측 단부면에 박아 넣어져서 고정되고;
    잠금 홈들이 상기 회전 출력 부재의 내벽 또는 단부면에 마련되며;
    상기 장착 기부가 차축에 잠겨 고정되며, 그리고 상기 제 1 잠금 부재, 상기 제 2 잠금 부재, 및 상기 절환 부재 각각에 힌지 연결되도록 구성된 회전 슬리브들과, 모터를 장착하도록 구성된 위치 설정 구조체와, 제어 와이어를 제한하도록 구성된 위치 제한 구조체를 구비한,
    자물쇠.
  14. 제 13 항에 있어서,
    회전 속도 센서가 홀 센서이고, 상기 홀 센서는 장착 시트에 고정되고, 상기 회전 출력 부재에는 상기 홀 센서가 위치되는 위치와 정렬되는 자석 강이 마련된,
    자물쇠.
  15. 제 14 항에 있어서,
    모터가 신호 수신 모듈에 연결되고, 유선 신호 전송 또는 무선 신호 전송에 의해 자동으로 제어되는,
    자물쇠.
  16. 제 11 항에 따른 자물쇠의 잠금 제어 방법으로서,
    잠금 상태에서, 제 1 잠금 부재의 잠금 블록이 회전 출력 부재의 잠금 홈에 완전히 계합되는 한편, 제 2 잠금 부재와 제 1 잠금 부재가 서로 연접해서 바퀴를 확실하게 잠그는 단계;
    잠금 해제 과정에서, 절환 부재가 모터의 회전에 의해 회전되도록 제어되고, 먼저 제 2 잠금 부재가 절환 부재의 제 1 잠금 해제 구조체에 의해 밀려서 제 2 잠금 부재에 의해 제 1 잠금 부재 상에 가해진 잠금 구속이 해제되고, 이어서 제 1 잠금 부재가 절환 부재의 제 2 잠금 해제 구조체에 의해 밀려서 제 1 잠금 부재의 잠금 블록이 잠금 홈 밖으로 밀려나가서, 잠금 해제 과정이 종료되는 단계;
    잠금 해제 상태에서, 제 1 잠금 부재의 잠금 블록이 회전 출력 부재의 잠금 홈으로부터 완전히 분리되는 한편, 제 2 잠금 부재와 제 1 잠금 부재가 잠금 해제 상태 유지 구조체를 통해서 제 1 잠금 부재를 고정 및 구속하는 단계; 및
    잠금 과정에서, 절환 부재가 모터의 역회전에 의해 역회전되도록 제어되고, 제 1 잠금 부재 상으로의 구속이 절환 부재에 의해 해제되는 동안 제 2 잠금 부재가 절환 부재의 걸림 해제 구조체에 의해 밀리는 한편, 제 2 잠금 부재에 의해 제 1 잠금 부재에 가해진 잠금 해제 구속이 해제되고, 이 때, 제 1 잠금 부재는 그 자신의 비틀림 스프링의 작용 하에서 역방향으로 회전하여 잠금 블록이 회전 출력 부재의 잠금 홈에 결합되게 하고, 마지막으로 제 2 잠금 부재가 다시 제 1 잠금 부재에 연접하여서, 잠금 과정이 완료되는 단계를 포함하는
    자물쇠의 잠금 제어 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 잠금 해제 과정에, 절환 부재가 제 2 잠금 부재를 미는 때와 절환 부재가 제 1 잠금 부재를 미는 때 사이에 지연을 설정하는 것을 포함하고,
    상기 지연의 지속 기간은 상기 제 1 잠금 부재와 상기 제 2 잠금 부재 사이의 잠금 결각부와 잠금 모서리가 서로 완전히 분리되는 지속 기간보다 긴,
    자물쇠의 잠금 제어 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    보호 회전 속도를 설정하는 것을 포함하고;
    바퀴의 회전 속도가 상기 보호 회전 속도보다 낮은 경우, 모터가 잠금 기구를 잠금 해제되거나 또는 잠기게 제어하고;
    바퀴의 회전 속도가 상기 보호 회전 속도보다 높은 경우, 모터로의 전원 공급이 차단되어 모터가 제어 신호를 수신하지 못하여 잠금 기구가 비작동 상태가 되도록 하고;
    또는 바퀴의 회전 속도가 상기 보호 회전 속도보다 낮은 경우, 제어 신호가 유지되고 그 제어 신호에 의해 모터가 다시 제어되는,
    자물쇠의 잠금 제어 방법.
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