KR20220130677A - 휠 잠금장치 - Google Patents

Abstract

차량의 휠을 잠그기 위한 장치는 휠에 부착되도록 조정되고 휠을 차량에 부착하기 위한 너트 또는 볼트를 덮도록 구성된 메인 모듈을 포함한다. 상기 장치는 상부 부품 및 하부 부품을 포함하는 인서트 구조물을 포함하며, 상부 부품은 축 방향 조인트에 의해 하부 부품에 회전 가능하게 결합된다. 상기 장치는 나사 결합에 의해 메인 모듈을 통해 인서트 구조물의 하부 부품에 연결되도록 조정된 중심 볼트뿐만 아니라 중심 볼트가 메인 모듈에 대해 회전하는 것을 방지하는 잠금 상태 및 중심 볼트가 메인 모듈에 대해 회전하는 것을 허용하는 개방 상태로 배열되도록 조정되는 잠금 기구를 더 포함한다.

Description

휠 잠금장치

본 발명의 개념은 차량(vehicle) 휠의 무단 제거 방지 기술에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명의 개념은 자동차 휠용 범용 종합 잠금 시스템에 관한 것이다.

자동차 부품, 특히 합금 휠의 무단 제거는 전 세계적으로 자주 발생하는 문제이다. 높은 가치로 인해서, 맞춤형 휠 및 타이어 림(rim)은 자주 도난당하는 품목의 예이다. 따라서, 무단 제거로부터 휠을 보호하기 위한 장치(device) 및 기술에 대한 필요성이 크다.

그러한 보호를 제공하려는 시도가 있었다. 예를 들어, 미국 특허 제 US8739585 호 및 US8943865 호는 자동차 휠용 도난 방지 장치를 개시한다. 이들 장치는 숙련된 도둑에 의해 비교적 쉽게 제거될 수 있으므로 진정으로 신뢰할 수 있는 휠 잠금장치를 제공하지 못한다. 본 출원의 발명자에게 허여된 미국 특허 제 9,689,180 호는 안전한 휠 잠금장치를 제공한다. 그러나 전 세계적으로 매우 다양한 자동차 제조사와 모델을 고려할 때, 대부분의 자동차 휠에 상당한 조정 없이도 맞는 개선된 휠 잠금 시스템이 필요하다.

위의 관점에서, 본 발명의 개념의 목적은 위의 관심들 중 적어도 일부를 해결하는 기술을 제공하는 것이다. 다음에서 자명해질 이러한 목적 및 다른 목적은 독립항에 정의된 바와 같은 장치에 의해 달성된다. 바람직한 실시예는 종속항에 정의된다.

따라서, 본 발명의 개념의 제 1 양태에 따르면, 차량의 휠을 잠그기 위한 장치가 제공된다. 장치는 휠에 부착되도록 조정되고 휠을 차량에 부착하기 위한 너트(nut) 또는 볼트(bolt)를 덮도록 구성된 메인 모듈(main module)을 포함한다. 장치는 상부 부품 및 하부 부품을 포함하는 인서트 구조물(insert structure)을 더 포함하고, 여기서 상부 부품은 축 방향 조인트(axial joint)에 의해 하부 부품에 회전 가능하게 결합된다. 인서트 구조물은 상기 축 방향 조인트 주위에서 상기 상부 부품의 회전시 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 추가로 이동 가능하며, 여기서 상기 개방 위치의 인서트 구조물은 휠의 회전축에 동심으로 휠에 삽입되도록 조정되며 상기 폐쇄 위치의 인서트 구조물은 휠에 삽입된 후 폐쇄 위치로 이동될 때 상기 휠에 인서트 구조물을 고정하도록 조정된다. 상기 장치는 나사 결합(threading)에 의해 메인 모듈을 통해 인서트 구조물의 하부 부품에 연결되도록 조정된 중심 볼트(center bolt)뿐만 아니라, 잠금 기구(locking mechanism)가 중심 볼트를 메인 모듈에 대해 회전하는 것을 방지하는 잠금 상태 및 잠금 기구가 중심 볼트를 메인 모듈에 대해 회전하도록 허용하는 개방 상태로 배열되도록 조정된 잠금 기구를 더 포함한다.

메인 모듈은 볼트 헤드 및/또는 러그 너트에 대한 접근을 제한, 한정 또는 차단하도록 조정된 보호 요소 또는 차단 수단을 포함함으로써, 승인되지 않은 사람이 볼트/러그 너트(lug nut)를 풀고 휠을 제거하는 것을 방지하거나 적어도 이를 더 어렵게 만든다. 보호 요소는 메인 모듈의 일체형 부품을 형성하거나, 별도의 품목으로 메인 모듈에 부착될 수 있으며, 바람직하게는 휠의 볼트/너트의 위치에 대응하는 패턴으로 배열될 수 있다.

인서트 구조물은 장치를 휠에 고정하도록 배열되며, 이는 인서트 구조물을 폐쇄 위치로 전달함으로써 휠 허브에 인서트 구조를 더욱 확실하게 고정하기 위해서 개방 위치에 있는 동안 휠 허브에 인서트 구조물을 삽입함으로써 달성될 수 있다. 폐쇄 위치에서 인서트 구조물은 휠 허브의 내벽에 힘을 가하여, 휠의 축 방향으로 상당한 힘을 유지할 때라도 휠로부터 풀리는 것을 방지한다. "휠 허브(wheel hub)"라는 용어는 본 명세서에서, 상기 휠의 회전축에 동심인 차량 휠의 원통형 중공 중앙 부분을 의미한다. "휠 허브의 내벽(inner walls of the wheel hub)"이라는 용어는 본 명세서에서, 휠 허브의 내부 표면(들)을 의미한다. 더욱이, 인서트 구조물은 차량 휠 허브에 더 적합하도록 허용하는 원형 또는 둥근 형상일 수 있지만 이에 한정되지 않는다.

또한, 인서트 구조물은 설치를 위해서 차량으로부터 상기 휠을 분리할 필요 없이 장치를 차량의 휠에 설치할 수 있어서, 사용자 활용도의 개선을 초래할 수 있다는 점에서 더욱 유리하다. 또한, 축 방향 조인트에 의해 하부 부품에 결합된 상부 부품을 가짐으로써, 인서트 구조물은 차량의 휠에 장치를 고정하는데 필요한 구성요소의 양을 인서트 구조물만으로 더욱 감소시켜 장치 복잡성의 감소를 초래한다.

장치에 포함된 중심 볼트는 그의 재료에 직접 나사 산이 형성될 수 있고 인서트 구조물의 하부 부품의 재료에 직접 나사 산이 형성된 대응하는 나사를 통해 인서트 구조물에 결합될 수 있다. 대응하는 나사 산은 중심 볼트가 회전 시 휠의 회전 축을 따라 이동하도록 지향될 수 있다. 회전은 예를 들어, 키 또는 중심 볼트가 있는 렌치 피팅(wrench fitting)에 의해 또는 사람의 힘에 의해 달성될 수 있다. 메인 모듈이 예를 들어, 전술한 바와 같이 중심 볼트를 조임으로써 설치 및 고정되었을 때, 잠금 기구는 승인되지 않은 주체가 잠금 수단을 제거하여 휠의 너트/볼트에 접근하는 것을 방지하기 위해서 잠금 상태가 될 수 있다. 잠금 기구는 메인 모듈에서 중심 볼트가 선회하거나 회전하는 것을 방지하도록 구성될 수 있다. 이는 다양한 방식으로 달성될 수 있으며, 그 중 일부는 도면의 상세한 설명과 관련하여 더 상세히 논의된다. 일 예에서, 잠금 기구는 둘 사이의 회전 운동을 방지하기 위해서 중심 볼트와 메인 모듈에 고정될 수 있는 잠금 볼트를 포함할 수 있다. 잠금 기구의 잠금 볼트는 예를 들어, 잠금 볼트가 회전하는 것을 방지하기 위해서 중심 볼트 및 메인 모듈의 대응하는 표면과 맞물리는 평평한 측면을 가질 수 있다. 잠금 기구는 잠금 상태에서, 메인 모듈의 후면과 맞물리도록 구성된 와셔에 의해 또는 잠금 볼트와 중심 볼트 사이의 대응하는 오목부(recess)와 돌출부의 맞물림에 의해 예를 들어 휠에 축 방향으로 고정될 수 있다. 잠금 기구를 개방 상태로 하기 위해서, 와셔 또는 대응하는 오목부와 돌출부는 회전되어 메인 모듈 또는 중심 볼트 및 중심 볼트로부터 제거된 잠금 볼트와 맞물림으로부터 해제될 수 있다.

잠금 기구는 몇몇 예에서, 예를 들어 Assa Desmo+ 또는 Abloy camlock와 같은 키 작동식 잠금장치일 수 있다.

실시예에 따르면, 인서트 구조물의 상부 부품은 하위 표면(inferior surface)을 포함할 수 있고 인서트 구조물의 하부 부품은 상위 표면(superior surface)을 포함할 수 있어서 인서트 구조물이 폐쇄 위치에 있을 때 하위 표면이 상위 표면과 접한다. 본 실시예는 상위 표면에 대한 하위 표면의 맞닿음으로 인서트 구조물이 폐쇄 위치로 전달될 때 축 방향 조인트를 중심으로 하부 부품에 대한 상부 부품의 최대 회전의 제한기로서 작용한다는 점에서 유리하다. 상위 표면에 대한 하위 표면의 맞닿음에 의해 제공된 전술한 제한은 인서트 구조물이 폐쇄 위치에 있을 때 상부 부품 및 하부 부품 모두가 차량의 휠의 회전 축에 수직인 평면에 있도록 허용한다.

실시예에 따르면, 인서트 구조물의 상부 부품은 상기 인서트 구조물이 개방 위치에 있을 때 인서트 구조물의 하부 부품과 각도를 형성할 수 있다. 상부 부품과 하부 부품 사이에 형성된 각도는 축 방향 조인트를 중심으로 하부 부품에 대한 상부 부품의 회전에 정비례할 수 있다. 본 실시예는 인서트 구조물이 차량의 휠 허브 내에서 동심으로 그의 삽입을 허용하고 용이하게 하는 감소된 원주 또는 둘레 치수에 도달할 수 있다는 점에서 유리하다. 특정 휠 모델의 경우, 감소된 원주 또는 둘레 치수가 휠 허브 개구의 치수보다 더 작을 수 있다. 본 실시예는 또한, 인서트 구조물의 원주 또는 둘레 치수의 감소가 상부 부품과 하부 부품 사이에 형성된 각도에 비례하여 본 발명의 장치가 삽입되고 고정될 수 있는 휠의 크기, 모델 및 치수에 대한 인서트 구조물의 적응성을 증가시킨다는 점에서 유리하다. 폐쇄 위치에서, 인서트 구조물의 하부 부품과 인서트 구조물의 상부 부품에 의해 형성되는 각도는 대략 0°일 수 있거나 그와 동일할 수 있고 개방 위치에서 그러한 각도는 대략 145°일 수 있거나 그와 동일할 수 있고, 가장 바람직하게는 대략 90°일 수 있거나 그와 동일할 수 있다. 따라서, 본 명세서에 설명된 각도는 0° 내지 145°, 가장 바람직하게는 0° 내지 90°의 범위일 수 있다.

따라서, 폐쇄 위치에서 상부 부품은 제 1 평면에 배열될 수 있는 반면에, 하부 부품은 제 1 평면에 평행한 제 2 평면에 배열될 수 있다. 축 방향 조인트를 중심으로 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 이동될 때, 인서트 구조물의 상부 부품과 하부 부품 사이에 형성되는 각도는 제 1 평면과 제 2 평면 사이의 각도일 수 있다.

결과적으로, 축 방향 조인트의 회전축은 제 2 평면 또는 제 2 평면에 평행한 평면에 배열될 수 있다. 예로서, 축 방향 조인트는 힌지 핀을 갖는 힌지를 포함할 수 있고, 그러한 힌지 핀은 제 2 평면에 또는 제 2 평면에 평행한 평면에 배열될 수 있다.

실시예에 따르면, 인서트 구조물의 상부 부품 및 하부 부품은 각각 제 1 관통 구멍(through hole) 및 제 2 관통 구멍을 포함할 수 있고 제 1 및 제 2 관통 구멍은 중심 볼트를 수용하도록 조정될 수 있다. 따라서, 상부 부품은 제 1 관통 구멍을 포함하고 하부 부품은 제 2 관통 구멍을 포함한다.

예로서, 상부 부품은 제 1 평면에 그리고 제 1 관통 구멍 주위에 배열된 제 1 링-형상 구조물을 형성할 수 있는 반면에, 하부 부품은 제 2 평면에 그리고 제 2 관통 구멍 주위에 배열된 제 2 링-형상 구조물을 형성할 수 있다.

제 1 및 제 2 관통 구멍은 인서트 구조물이 폐쇄 위치에 있을 때 동심형일 수 있다. 상기 관통 구멍은 또한, 인서트 구조물이 폐쇄 위치에 있고 상기 휠에 단단히 삽입될 때 휠의 회전 축과 동심일 수 있다. 또한, 인서트 구조물의 상부 부품의 하위 표면 및 인서트 구조물의 하부 부품의 상위 표면은 각각, 제 1 및 제 2 관통 구멍의 원주를 한정할 수 있어서, 인서트 구조물이 폐쇄 위치에 있을 때 상기 표면들의 맞닿음은 제 1 및 제 2 관통 구멍의 동심성(concentricity)을 보장한다. 본 실시예는 또한, 폐쇄위치에서, 제 1 관통 구멍이 중심 볼트로 하여금 관통 구멍을 관통하여 인서트 구조물의 하부 부품에 위치된 제 2 관통 구멍의 내부 표면의 재료에 형성된 나사 산에 고정된다는 점에서 유리하다. 또한, 본 실시예는 제 1 및 제 2 관통 구멍을 통한 중심 볼트의 수용으로 축 방향 조인트를 중심으로 하부 부품에 대한 상부 부분의 임의의 회전이 완전히 제한되어 차량의 휠에 대한 장치의 안전한 고정을 초래한다는 점에서 유리하다.

실시예에 따르면, 상부 부품의 제 1 관통 구멍 및 하부 부품의 제 2 관통 구멍은 인서트 구조물이 폐쇄 위치에 있고 제 1 관통 구멍의 직경이 제 2 관통 구멍의 직경보다 더 클 때 동심일 수 있다. 이전에 언급한 바와 같이, 인서트 구조물의 폐쇄 위치는 제 1 및 제 2 관통 구멍이 함께 동심일 뿐만 아니라 본 장치가 설치되는 휠의 회전 축과 동심일 수 있게 한다. 본 실시예는 제 1 관통 구멍의 더 큰 직경으로 인서트 구조물의 하부 부품이 더 많은 재료를 포함하도록 허용하여 결과적으로 제 2 관통 구멍의 내벽의 더 강하고 더 안전한 나사산을 초래하고 차례로 중심 볼트의 대응 나사 산과의 더 강한 연결로 인해 차량의 휠에 대한 장치의 고정 강도를 증가시킨다는 점에서 유리하다. 본 실시예는 또한, 축 방향 조인트가 제 2 관통 구멍의 직경으로부터 오프셋되게 위치되는데 충분한 재료 및 그에 따른 충분한 공간을 허용한다는 점에서 유리하다.

실시예에 따르면, 인서트 구조물의 하부 부품은 제 1 가드(guard)를 포함할 수 있고 인서트 구조물의 상부 부품은 제 2 가드를 포함할 수 있어서, 인서트 구조물이 폐쇄 위치에 있을 때 제 1 가드가 상부 부품을 부분적으로 둘러싸고 제 2 가드가 하부 부품을 부분적으로 둘러싼다. 본 실시예는 인서트 구조물로부터 요구되는 재료의 감소를 허용하여 상부 부품과 하부 부품이 중첩되는 것과 반대로 서로 맞물리게 함으로써 상기 인서트 구조물의 중량을 감소시킨다는 점에서 유리하다. 또한, 본 실시예는 인서트 구조물에 가해지는 반경 방향 힘 및 비틀림력(torsion force)에 대한 더 큰 저항을 허용하여 상기 힘에 의해 생성된 잠재적인 손상 응력 및 변형으로부터 축 방향 조인트를 보호한다. 본 실시예는 또한, 인서트 구조물이 폐쇄 위치에 있을 때 제 1 및 제 2 관통 구멍이 동심인 것을 제 1 및 제 2 가드가 또한 보장한다는 점에서 유리하다.

실시예에 따르면, 인서트 구조물의 상부 부품 및 인서트 구조물의 하부 부품은 각각, 제 1 웨지(wedge) 및 제 2 웨지를 포함할 수 있다. 본 실시예는 인서트 구조물이 차량의 휠 허브 내에 견고하게 고정되게 하는 구성요소를 제 1 및 제 2 웨지가 나타낸다는 점에서 유리하다. 다른 실시예에 따르면, 제 1 웨지 및 제 2 웨지는 인서트 구조물의 상부 부품 및 하부 부품의 제 1 관통 구멍 및 제 2 관통 구멍의 동심 직경의 대향하는 측(opposite side)에 배치될 수 있다. 제 1 및 제 2 웨지는 인서트 구조물이 폐쇄 위치에 있을 때 평평한 바닥 표면을 가지도록 위치된다.

실시예에 따르면, 제 1 웨지 및 제 2 웨지는 인서트 구조물의 외경을 결정할 수 있고, 여기서 인서트 구조물이 개방 위치로 이동될 때 상기 외경이 감소할 수 있다. 본 실시예는 축 방향 조인트를 중심으로 한 인서트 구조물의 하부 부품에 대한 인서트 구조물의 상부 부품의 회전으로 결과적으로 제 1 웨지가 유사하게 회전하도록 허용하여 외경을 감소시킨다는 점에서 유리하다. 외경의 감소는 또한, 인서트 구조물이 가능한 치수 렌더링에 도달하게 하고 휠 허브에 그의 간단한 삽입을 허용한다. 제 1 및 제 2 웨지에 의해 결정된 외경은 인서트 구조물이 폐쇄 위치에 있을 때 최대값에 도달하고 인서트 구조물이 개방 위치에 있을 때 최소값에 도달하고 상부 부품과 하부 부품 사이에 형성된 각도가 최대값에 도달함이 이해될 것이다.

실시예에 따르면, 제 1 웨지 및 제 2 웨지는 인서트 구조물이 폐쇄 위치에 있을 때 차량의 휠과 맞물림으로써 인서트 구조물을 고정하도록 구성될 수 있다. 위에서 언급한 바와 같이, 제 1 및 제 2 웨지에 의해 결정된 인서트 구조물의 외경은 인서트 구조물이 휠에 삽입되고 폐쇄 위치로 이동되어 인서트 구조물이 삽입되는 휠 허브 입구의 치수보다 상기 외경이 크게 되도록 할 때 그의 최대 치수에 도달한다. 따라서 본 실시예는 제 1 및 제 2 웨지의 표면이 휠 허브의 내벽에 힘을 가하여 차량의 휠에 장치를 단단히 고정시키고 상기 휠의 축 방향으로 가해진 힘에 대한 저항을 증가시킨다는 점에서 유리하다. 환언하면, 휠 허브의 내벽에 제 1 및 제 2 웨지에 의해 가해지는 힘은 상기 장치에 가해진 밀고 당기는 힘으로 인해 장치가 휠로부터 해제되는 것을 방지한다.

실시예에 따르면, 제 1 웨지 및 제 2 웨지는 인서트 구조물이 개방 위치에 있을 때 차량의 휠을 해제하도록 구성될 수 있다. 이전 실시예에서 언급한 바와 같이, 제 1 및 제 2 웨지에 의해 결정된 인서트 구조물의 외경은 인서트 구조물을 개방 위치로 이동함으로써 감소될 수 있으므로 인서트 구조물이 차량의 휠로부터 해제되게 허용하는 더 작고 적절한 치수에 상기 외경이 도달할 수 있다. 본 실시예는 또한, 축 방향 조인트를 중심으로 한 하부 부품에 대한 인서트 구조물의 상부 부품의 회전으로 제 1 및 제 2 웨지 중 적어도 하나가 휠 허브의 내벽에 가해지는 힘을 중단하여 차량의 휠로부터 인서트 구조물의 해제 및 추출 가능성을 초래한다는 점에서 유리하다.

실시예에 따르면, 잠금 기구는 중심 볼트에 형성된 잠금 돌출부(locking protrusion), 제 3 관통 구멍을 갖고 메인 모듈에 회전 가능하게 고정되도록 조정된 인서트 슬리브(insert sleeve), 및 제 3 관통 구멍과 잠금 돌출부를 통해 메인 모듈에 삽입되도록 조정된 탈착식 잠금 볼트를 포함할 수 있다. 잠금 돌출부 및 제 3 관통 구멍은 서로 정렬되도록 추가로 구성되고 상기 잠금 볼트는 인서트 구조물에 대하여 중심 볼트가 회전하는 것을 방지하도록 조정될 수 있다. 인서트 슬리브는 메인 모듈의 대응하는 오목부 및 돌출부와 맞물리도록 구성된 오목부와 돌출부를 포함할 수 있다. 장치는 메인 모듈에 회전 가능하게 고정되도록 조정된 잠금 캡(locking cap)을 더 포함할 수 있다. 잠금 캡은 잠금 볼트를 수용하도록 조정된 제 4 관통 구멍, 및 인서트 슬리브의 대응하는 오목부 및 돌출부와 맞물리도록 구성된 오목부 및 돌출부를 포함할 수 있다. 본 실시예는 차량의 휠로부터 장치의 해제로 이어질 수 있는 중심 볼트의 원하지 않는 회전 운동의 감소를 허용한다.

실시예에 따르면, 탈착식 잠금 볼트는 키 구멍(key hole)을 포함할 수 있고 잠금 장치의 키를 돌려서 작동될 수 있으며, 탈착식 잠금 볼트는 장치의 전면을 통해 삽입되고 중심 볼트의 잠금 돌출부와 맞물림으로써 축 방향으로 고정되도록 구성될 수 있다. 본 실시예는 할당된 키 이외에 도구 또는 조립 기기를 요구하지 않는 사용자에 의한 장치 사용의 단순성을 허용한다는 점에서 유리하다.

본 발명의 위의 목적, 특징 및 장점뿐만 아니라 추가적인 목적, 특징 및 장점은 본 발명의 실시예에 대한 다음의 예시적이고 비-제한적인 상세한 설명을 통해 더 잘 이해될 것이다. 다음의 첨부 도면에 대한 참조가 이루어질 것이다.
도 1은 실시예에 따른 모든 구성요소를 포함하는 차량의 휠을 잠그기 위한 장치의 분해도를 예시하고,
도 2a는 실시예에 따른 개방 위치에 있는 인서트 구조물의 사시도를 예시하고,
도 2b는 실시예에 따른 폐쇄 위치에 있는 인서트 구조물의 사시도를 예시하고,
도 3a는 실시예에 따른 개방 및 폐쇄 위치 모두에 있는 인서트 구조물의 측면도를 예시하고,
도 3b는 실시예에 따른 개방 및 폐쇄 위치 모두에 있는 인서트 구조물의 평면도를 예시하고,
도 4a는 실시예에 따른 휠 허브에 삽입된 개방 위치에 있는 인서트 구조물을 예시하고,
도 4b는 실시예에 따른 휠 허브에 단단히 고정된 폐쇄 위치에 있는 인서트 구조물을 예시하고,
도 5는 장치의 구성요소가 실시예에 따라 설치되는 차량의 휠의 단면도를 예시하고,
도 6은 잠금 기구가 실시예에 따라 차량의 휠에 설치되는 차량의 휠의 단면도이다.

도 1은 폐쇄 위치에 도시된 인서트 구조물(201), 메인 모듈(202), 인서트 슬리브(203), 중심 볼트(204), 잠금 캡(205), 탈착식 잠금 볼트(206) 및 보호 커버(207)를 포함하는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 휠을 잠그기 위한 장치(200)의 분해도를 예시한다. 본 발명에 따른 장치(200)는 장치(200)에 의해 보호될 휠의 휠 허브 내에 인서트 구조물(201)의 삽입에 의해 시작하여 차량의 휠에 설치되도록 배열된다. 인서트 구조물(201)은 개방 위치에서 휠 허브에 삽입되어 폐쇄 위치로 이동됨으로써 상기 휠 허브에 더욱 견고하게 고정될 수 있다. 인서트 구조물(201)에 관한 추가 세부사항은 후속 도면에서 설명될 것이다. 도 1은 또한, 장치(200)에 의해 보호되는 차량의 휠의 볼트 헤드 및/또는 러그 너트에 대한 접근을 제한, 한정 또는 차단하도록 조정된 복수의 보호 요소(210)를 갖는 메인 모듈(202)을 도시한다. 보호 요소(210)는 메인 모듈(202)의 통합 부분으로서 도 1에 도시되고 휠 상의 볼트/너트의 위치에 대응하는 패턴을 형성한다. 메인 모듈(202)은 그 중심에 개구(211)를 더 포함하여 구성요소들이 메인 모듈(202)을 통해 인서트 구조물(201)에 결합되어 장치(200)를 차량의 휠에 고정시킨다. 도 1에 도시된 메인 모듈(202)은 인서트 슬리브(203)의 원주 상에 포함된 대응하는 외부 돌출 패턴(213)에 의해 맞물리도록 배열된 그 개구(211)의 원주 상의 오목부 패턴(212)을 더 포함한다. 도 1에 도시된 인서트 슬리브(203)는 이전 실시예에서 설명된 바와 같이 제 3 관통 구멍(214)뿐만 아니라 상기 제 3 관통 구멍(214)의 원주 상의 오목부 패턴(215)을 더 포함한다. 인서트 슬리브(203)는 그 개구(211)에서 메인 모듈(202)과 맞물리고 차례로 중심 볼트(204)를 수용하는 것을 의미한다. 도 1에 도시된 바와 같은 중심 볼트(204)는 중공 중심 및 중심 볼트(204)의 하부 부분의 외벽 재료에 직접 형성된 바닥 나사산(216)을 갖는 원통형 본체를 포함한다. 중심 볼트(204)는 중공 중심을 갖는 것으로 한정되지 않고 관통 구멍을 또한 포함할 수 있음을 주목해야 한다. 중심 볼트(204)는 잠금 기구와 맞물리고 고정하도록 조정된 중공 중심(도 1에 도시되지 않음)의 내벽 상의 잠금 돌출부를 더 포함한다. 도 1은 탈착식 잠금 볼트(206)를 수용하도록 조정된 제 4 관통 구멍(218)을 포함하고 인서트 슬리브(203)의 대응하는 오목부 패턴(215)과 맞물리도록 배열된 외향 돌출부 패턴(219)을 포함하는 잠금 캡(205)을 추가로 예시한다. 도 1에 도시된 탈착식 잠금 볼트(206) 또는 잠금 장치는 잠금 오목부(도시되지 않음)를 포함할 수 있고 키가 탈착식 잠금 볼트(206)의 키 구멍(208)에서 회전될 때 중심 볼트(204) 내로 삽입되고 상기 중심 볼트(204)의 잠금 돌출부와 맞물리도록 조정될 수 있다. 도 1은 마지막으로, 예를 들어 스냅 기능에 의해 메인 모듈(202)에 부착되도록 그리고 장치(200), 보다 구체적으로 키 구멍(208) 및 탈착식 잠금 볼트(206)의 추가 보호를 위해 전술한 구성요소를 덮도록 조정된 보호 커버(207)를 도시한다. 도 1의 분해도에 도시된 장치(200)는 인서트 구조물(201)을 휠의 허브에 초기에 삽입함으로써 차량의 휠에 설치될 수 있다. 설치는 대응하는 오목부 및 돌출부 패턴(212, 213)을 통해 메인 모듈(202)의 인서트 슬리브(203)와 맞물림으로써 추가로 발생한다. 그 다음, 중심 볼트(204)는 제 3 관통 구멍(214)을 통해 그리고 메인 모듈(202)의 개구(211)를 통해 삽입될 수 있고 그 바닥 나사산(216)에 의해 인서트 구조물(201)의 대응하는 나사산(217)에 회전 가능하게 고정될 수 있다. 그 다음, 탈착식 잠금 볼트(206)는 잠금 캡(205)의 제 4 관통 구멍(218)을 통해 중심 볼트(204)에 삽입될 수 있으며, 이는 차례로 대응하는 오목부 및 돌출부 패턴(215, 219)의 맞물림에 의해 인서트 슬리브(203)에 고정될 수 있다. 차량의 휠에 설치될 때, 도 1에 도시된 장치(200)의 모든 구성요소는 휠의 회전축과 정렬되어 모든 구멍과 관통 구멍이 동심원이 되게 한다. 따라서, 장치(200)는 나사산(216, 217)에 의해 차량의 휠에 고정되고, 중심 볼트(204)를 인서트 구조물(201)에 고정하여 장치(200) 및 그 구성요소를 휠에 고정시킨다. 탈착식 잠금 볼트(206)가 키 구멍(208)에서 키를 돌린 후에 중심 볼트(204)의 잠금 오목부와 맞물릴 때, 중심 볼트는 인서트 구조물(201)로부터 키를 해제할 회전 운동으로부터 제한된다. 장치(200)의 설치 해제는 탈착식 잠금 볼트(206)를 제거하고 중심 볼트(204)를 인서트 구조물(201) 외부로 회전시켜 메인 모듈(202) 및 차량의 휠로부터 다른 구성요소를 해제함으로써 수행될 수 있다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 개방 위치(300)의 인서트 구조물 및 폐쇄 위치(310)의 인서트 구조물의 사시도를 예시한다. 도 2a에 예시된 인서트 구조물(300)은 개방된 위치에 도시되며 제 2 관통 구멍(309)으로부터 오프셋 되게 위치되고 상부 부품(303)이 상기 축 조인트(302)의 축을 중심으로 하부 부품(301)에 대해 자유롭게 회전하게 허용하는 축 조인트(302)에 의해 회전 가능하게 함께 결합된(도 2a에서 상부 부품(303)의 구조물에 의해 숨겨지지만, 도 5 및 도 6에서 더 명확하게 예시된) 상부 부품(303) 및 하부 부품(301)를 포함한다. 도 2a에 도시된 인서트 구조물(300)의 상부 부품(303)은 제 1 관통 구멍(308) 및 상기 제 1 관통 구멍(308)의 바닥 원주 표면으로 표현되는 하위 표면(305)을 더 포함한다. 도 2a는 하부 부품(301)에 포함된 제 2 관통 구멍(309)뿐만 아니라 제 2 관통 구멍(309)의 상부 원주 표면으로 표현되는 상위 표면(304)을 추가로 도시한다. 하부 부품(301) 및 상부 부품(303)은 각각 상부 부품(303) 및 하부 부품(301)을 부분적으로 둘러싸도록 배열된 제 1 가드(321) 및 제 2 가드(320)를 포함한다. 도 2a는 인서트 구조물(300)의 상부 부품(303)에 포함된 제 1 웨지(307) 및 인서트 구조물(300)의 하부 부품(301)에 포함된 제 2 웨지(306)를 추가로 예시한다. 제 1 및 제 2 웨지(307, 306)는 인서트 구조물(300)의 상부 부품 및 하부 부품(303, 301)의 일체형 부분을 형성하고 관통 구멍(308, 309)의 직경 주위에서 서로 대향하게 위치된다. 개방 위치에서 도 2a에 도시된 인서트 구조물(300)은 상기 상부 부품(303)이 축 조인트(302)의 회전 축을 중심으로 하부 부품(301)에 대해 회전될 때 하부 부품(301)과 각도를 형성하는 상부 부품(303)을 추가로 예시한다. 도 2b와 관련하여 폐쇄 위치에 있는 인서트 구조물(310)이 도시된다. 도 2b는 상부 부품(312)의 하위 표면이 인서트 구조물(310)의 하부 부품(311)의 상위 표면(314)과 맞닿도록 하부 부품(311)과 맞물려서 하부 부품(311)을 향한 상부 부품(312)의 회전을 제한하는 상부 부품(312)을 도시한다. 도 2b는 반경 방향 힘 및 비틀림력에 의해 인서트 구조물(310)에 유도된 손상을 방지하기 위해서 상부 및 하부 부품(312, 311)을 포함하는 제 1 및 제 2 가드의 기능을 추가로 예시한다. 인서트 구조물(310)은 하부 부품(311)의 제 2 관통 구멍의 내벽의 재료에 나사(318)를 더 포함하고, 중심 볼트(도 1에 설명됨)의 대응하는 바닥 나사를 수용하도록 배열되어 상기 중심 볼트가 인서트 구조물(310)에 단단히 고정된다. 도 2b는 제 2 관통 구멍에 대한 제 1 관통 구멍의 더 큰 직경 및 결과적으로 하부 부분(311)의 더 큰 상위 표면(314)을 추가로 도시한다. 도 2b에 예시된 인서트 구조물(310)은 어느 극단이 인서트 구조물(310)의 외경을 결정하는지에 따라 결정되는 제 1 및 제 2 웨지(317, 316)를 더 포함한다. 폐쇄 위치에 도시된 도 2b의 인서트 구조물(310)은 하부 부품(311)의 제 2 관통 구멍과 동심으로 위치된 상부 부품(312)의 제 1 관통 구멍을 예시한다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 개방 및 폐쇄 위치 모두에서 인서트 구조물의 측면도 및 평면도를 예시한다. 도 3a와 관련하여, 개방 위치(400)의 인서트 구조물 및 폐쇄 위치(410)의 인서트 구조물의 측면도가 도시된다. 개방된 인서트 구조물(400)은 상기 상부 부품(404)이 축 조인트를 중심으로 하부 부품(405)에 대해 회전될 때 하부 부품(405)과 상부 부품(404)에 의해 형성되는 각도(401)를 예시한다. 각도(401)는 인서트 구조물이 개방 위치(400)에 있을 때 상부 부품(404)의 완전한 회전에서 최대 145°에 도달할 수 있다. 인서트 구조물이 개방 위치로 이동될 때 하부 부품(405)에 대한 상부 부품(404)의 회전은 인서트 구조물(400)(도시되지 않음)의 하부 부품(405)의 제 2 회전 제한 표면과 상부 부품(404)의 제 1 회전 제한 표면의 접촉 또는 맞닿음에 의해 제한될 수 있다. 도 3a는 제 1 및 제 2 웨지(403, 406)의 극단에 의해 결정되는 개방된 인서트 구조물(400)의 감소된 외경(402)을 추가로 도시한다. 도 3a의 폐쇄 위치에 있는 인서트 구조물(410)과 관련하여, 축(411)을 중심으로 상부 부품(403) 및 하부 부품(405)의 제 1 및 제 2 관통 구멍의 동심도가 도시된다. 차량의 휠에 장착되는 경우, 동심 축(411)은 휠의 회전축을 나타낼 수 있다. 또한, 폐쇄형 인서트 구조물(410)은 축 조인트에 대해 하부 부품(405)에 대한 상부 부품(404)의 회전을 나타내지 않으므로 상부 부품(404)의 하위 표면과 하부 부품(405)의 상위 표면 사이에 각도(0°)를 형성하지 않는다. 도 3a는 폐쇄 위치(410)에서 인서트 구조물에 의해 도달된 최대 외경(412)을 추가로 도시한다. 따라서 감소된 외경(402)은 도 3a의 최대 외경(412)보다 더 작은 것으로 도시된다. 도 3b와 관련하여, 도 3a에 예시된 개방된 인서트 구조물(400) 및 폐쇄된 인서트 구조물(410)의 등가 평면도가 도시된다. 감소된 외경(402)과 최대 외경(412) 사이의 치수 차이는 도 3b에서 추가로 관찰할 수 있다. 제 1 및 제 2 관통 구멍의 동심도뿐만 아니라 제 1 관통 구멍(413)의 직경과 제 2 관통 구멍(414)의 직경 사이의 차이는 도 3b에 제시된 폐쇄된 인서트 구조물의 평면도에서 더욱 분명하다.

도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 휠 허브에 삽입된 개방 위치의 인서트 구조물을 예시한다. 인서트 구조물(500)은 삽입 구조물(500)의 하부 부품(504)의 제 2 관통 구멍이 상기 휠 허브(508)의 축과 동심일 수 있도록 휠 허브(508)에 양호하게 삽입되고 휠의 회전 축과 정렬된 개방 위치에 도시된다. 도 4a는 제 1 웨지(501)가 휠 허브(508)의 내벽 표면(503)에 인접하는 것을 추가로 예시하는 반면에, 제 2 웨지(502)는 상부 부품(505)이 폐쇄 위치를 향해 축 방향 조인트(509)를 중심으로 회전할 때 접촉이 없는 것으로 도시된다. 인서트 구조물(505)은 예를 들어, 인서트 구조물(500)이 비스듬히 휠 허브(508)에 삽입된 다음 휠의 회전 축과 정렬될 것이 요구될 수 있는 휠 허브(508)의 직경보다 약간 더 큰 외경을 갖는 것으로 도 4a에 도시됨을 주목해야 한다. 따라서, 도 4a에 도시된 개방 위치의 인서트 구조물(500)은 개방 위치에 유지된다면 휠 허브(508)로부터 해제될 수 있다. 도 4a는 함께 맞닿았을 때 하부 부품(504)에 대한 상부 부품(505)의 최대 회전을 제한하는 상부 부품(505)의 제 1 회전 제한 표면(507) 및 하부 부품(504)의 제 2 회전 제한 표면(506)을 추가로 예시한다. 대응하게, 도 4b는 본 발명의 실시예에 따라 휠 허브(518)에 단단히 고정된 폐쇄 위치의 인서트 구조물(510)을 예시한다. 폐쇄된 인서트 구조물(510)은 인서트 구조물(510)의 상부 및 하부 부품의 제 1 및 제 2 관통 구멍이 함께 동심이고 휠의 회전 축과 동심일 수 있도록 휠의 회전 축과 정렬된 도 4b에 도시된다. 도 4b는 제 1 및 제 2 웨지(514, 515)가 접촉 진입하여 휠 허브(518)의 내벽(513)에 힘을 가함으로써 휠 허브(518)에 인서트 구조물(510)의 확실한 고정 및 차량의 휠의 축 방향으로 인서트 구조물(510)에 가해진 힘에 대한 저항을 초래하게 하는 휠 허브(518)의 직경(512)보다 상당히 더 큰 폐쇄 위치의 인서트 구조물(510)에 의해 도달되는 최대 외경(511)을 추가로 예시한다. 도 4b는 삽입 구조물(510)의 하부 부품의 상위 표면(517)과 인서트 구조물(510)의 상부 부품의 하위 표면(516)의 접합부를 추가로 도시한다.

도 5는 장치의 구성요소가 본 발명의 실시예에 따라 설치되는 차량의 휠의 단면도를 예시한다. 인서트 구조물(522)은 폐쇄 위치의 도 5에 도시되고 그의 제 1 및 제 2 웨지가 상기 휠 허브(520)의 내벽에 힘을 가하도록 휠 허브(520)에 단단히 고정된다. 도 5는 또한, 상기 인서트 구조물(522)의 제 1 및 제 2 관통 구멍을 통해 인서트 구조물(522)의 하부 부품에 대응하는 나사에 의해 결합된 중심 볼트(524)를 도시한다. 중심 볼트(524)는 인서트 슬리브(523)의 제 3 관통 구멍을 통해 삽입되어 도 1에 설명된 대응하는 오목부 및 돌출부 패턴을 통해 메인 모듈(521)과 단단히 맞물리는 것으로 추가로 도시된다. 따라서, 중심 볼트(524)는 메인 모듈(521) 및 인서트 슬리브(523)를 인서트 구조물(522)에 단단히 부착하여 보호 요소가 차량 휠의 볼트 헤드 및/또는 러그 너트에 대한 접근을 제한하거나 차단할 수 있게 한다. 도 5는 또한, 도 1에 설명된 대응하는 오목부 및 돌출부 패턴의 맞물림에 의해 인서트 슬리브(523)에 단단히 고정되고, 중심 볼트(524)에 대한 접근을 제한하거나 한정할 뿐만 아니라 인서트 구조물(522)로부터 그의 해제를 초래할 수 있는 상기 중심 볼트(524)의 회전을 한정하기 위해 중심 볼트(524) 위에 중복된 잠금 캡(526)을 도시한다. 도 5는 잠금 기구(도시되지 않음)의 구성요소와 맞물리도록 배열된 중심 볼트(524)의 중공 중심의 내벽에 위치된 잠금 돌출부(525)를 추가로 예시한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 휠에 잠금 장치가 설치되는 차량의 휠의 단면도를 예시한다. 도 5의 설명과 유사하게, 도 6은 폐쇄 위치에 있고 그의 제 1 및 제 2 웨지가 상기 휠 허브(630)의 내벽뿐만 아니라 도 5의 동종 구성요소의 설명에 따른 중심 볼트(640), 인서트 슬리브(660), 메인 모듈(600), 보호 요소(650) 및 잠금 캡(680)에 힘을 가하도록 휠 허브(630)에 단단히 고정된 인서트 구조물(670)을 도시한다. 도 6은 잠금 캡(680)의 제 4 관통 구멍을 통해 중심 볼트(640) 내로 삽입된 키 구멍(도시되지 않음)을 포함하는 탈착식 잠금 볼트(610)를 추가로 예시한다. 도 6에 도시된 탈착식 잠금 볼트(610)는 상기 잠금 장치가 개방 상태에 있을 때 중심 볼트(640)의 중공 중심에 탈착식 잠금 볼트(610)의 그러한 삽입을 허용하는 잠금 오목부(620)를 더 포함한다. 따라서 탈착식 잠금 볼트(610)의 회전시 즉, 잠금 기구가 잠금 상태로 전환될 때, 잠금 오목부(620)는 중심 볼트(640)의 잠금 돌출부(690)와 맞물려 본 발명의 장치의 구성요소에 대한 접근 또는 회전을 제한하여 상기 장치를 차량의 휠에 단단히 잠근다.

장치는 다양한 유형의 재료로 제작될 수 있지만, 알루미늄과 스틸이 선호 재료이다.

개시된 실시예에 대한 다른 변형은 도면, 상세한 설명, 및 첨부된 청구범위의 연구로부터 청구된 발명을 실시함에 있어서 당업자에 의해 이해되고 실시될 수 있다. 청구범위에서, 용어 "포함하는"은 다른 요소나 단계를 배제하지 않으며, 부정관사 "a" 또는 "an"은 복수를 배제하지 않는다. 특정 수단이 서로 상이한 종속항에 인용되어 있다는 사실만으로는 측정된 이들의 조합이 유리하게 사용될 수 없다는 것을 나타내지는 않는다. 청구범위의 참조 부호는 범주를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다.

Claims (15)

1. 차량(vehicle)의 휠을 잠그기 위한 장치(device)로서,
   휠에 부착되도록 조정되고 휠을 차량에 부착하기 위한 너트(nut) 또는 볼트(bolt)를 덮도록 구성된 메인 모듈(main module);
   상부 부품 및 하부 부품을 포함하는 인서트 구조물(insert structure)로서, 상부 부품은 축 방향 조인트(axial joint)에 의해 하부 부품에 회전 가능하게 결합되며, 인서트 구조물은 상기 축 방향 조인트 주위에서 상기 상부 부품의 회전 시 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 이동 가능하며; 상기 개방 위치의 인서트 구조물은 휠의 회전축에 동심으로 휠에 삽입되도록 조정되고 상기 폐쇄 위치의 인서트 구조물은 휠에 삽입된 후 폐쇄 위치로 이동 시 상기 휠에 인서트 구조물을 고정하도록 조정되는, 인서트 구조물,
   나사 결합(threading)에 의해 메인 모듈을 통해 인서트 구조물의 하부 부품에 연결되도록 조정된 중심 볼트(center bolt), 및
   중심 볼트가 메인 모듈에 대해 회전하는 것을 방지하는 잠금 상태, 및 중심 볼트가 메인 모듈에 대해 회전하는 것을 허용하는 개방 상태로 배열되도록 조정되는 잠금 기구(locking mechanism)를 포함하는,
   차량의 휠을 잠그기 위한 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상부 부품은 하위 표면(inferior surface)을 포함하고 하부 부품은 상위 표면(superior surface)을 포함하여 인서트 구조물이 폐쇄 위치에 있을 때 하위 표면이 상위 표면과 접하는,
   차량의 휠을 잠그기 위한 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   인서트 구조물의 상부 부품은 개방 위치에 있을 때 인서트 구조물의 하부 부품과 각도를 형성하는,
   차량의 휠을 잠그기 위한 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   인서트 구조물의 상부 부품 및 하부 부품은 각각 제 1 관통 구멍(through hole) 및 제 2 관통 구멍을 포함하며 제 1 및 제 2 관통 구멍은 중심 볼트를 수용하도록 조정되는,
   차량의 휠을 잠그기 위한 장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상부 부품의 제 1 관통 구멍 및 하부 부품의 제 2 관통 구멍은 인서트 구조물이 폐쇄 위치에 있을 때 동심형이며 제 1 관통 구멍의 직경은 제 2 관통 구멍의 직경보다 더 큰,
   차량의 휠을 잠그기 위한 장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   하부 부품은 제 1 가드(guard)를 포함하고 상부 부품은 제 2 가드를 포함하여 인서트 구조물이 폐쇄 위치에 있을 때 제 1 가드가 상부 부품을 부분적으로 둘러싸고 제 2 가드가 하부 부품을 부분적으로 둘러싸는,
   차량의 휠을 잠그기 위한 장치.
7. 제 1 항에 있어서,
   인서트 구조물의 상부 부품 및 인서트 구조물의 하부 부품은 각각, 제 1 웨지(wedge) 및 제 2 웨지를 포함하는,
   차량의 휠을 잠그기 위한 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   제 1 웨지 및 제 2 웨지는 인서트 구조물의 상부 및 하부 부품의 제 1 관통 구멍 및 제 2 관통 구멍의 동심 직경의 대향하는 측(opposite side)에 배열되는,
   차량의 휠을 잠그기 위한 장치.
9. 제 7 항에 있어서,
   제 1 웨지 및 제 2 웨지는 인서트 구조물의 외경을 결정하며 인서트 구조물이 개방 위치로 이동될 때 상기 외경이 감소하는,
   차량의 휠을 잠그기 위한 장치.
10. 제 7 항에 있어서,
    제 1 웨지 및 제 2 웨지는 인서트 구조물이 폐쇄 위치에 있을 때 차량의 휠과 맞물림으로써 인서트 구조물을 고정하도록 구성되는,
    차량의 휠을 잠그기 위한 장치.
11. 제 7 항에 있어서,
    제 1 웨지 및 제 2 웨지는 인서트 구조물이 개방 위치에 있을 때 차량의 휠을 해제하도록 구성되는,
    차량의 휠을 잠그기 위한 장치.
12. 제 1 항에 있어서,
    잠금 기구는:
    중심 볼트에 형성된 잠금 돌출부(locking protrusion);
    제 3 관통 구멍을 갖고 메인 모듈에 회전 가능하게 고정되도록 조정된 인서트 슬리브(insert sleeve); 및
    제 3 관통 구멍과 잠금 돌출부를 통해 메인 모듈에 삽입되도록 조정된 탈착식 잠금 볼트를 포함하며;
    잠금 돌출부 및 제 3 관통 구멍은 서로 정렬되도록 구성되며; 그리고
    잠금 볼트는 중심 볼트가 인서트 구조물에 대해 회전하는 것을 방지하도록 조정되는,
    차량의 휠을 잠그기 위한 장치.
13. 제 12 항에 있어서,
    인서트 슬리브는 메인 모듈의 대응하는 오목부(recess) 및 돌출부와 맞물리도록 구성된 오목부 및 돌출부를 포함하는,
    차량의 휠을 잠그기 위한 장치.
14. 제 12 항에 있어서,
    메인 모듈에 회전 가능하게 고정되도록 조정된 잠금 캡(locking cap)을 더 포함하며, 잠금 캡은 잠금 볼트를 수용하도록 조정된 제 4 관통 구멍 및 인서트 슬리브의 대응하는 오목부 및 돌출부와 맞물리도록 구성된 오목부 및 돌출부를 포함하는,
    차량의 휠을 잠그기 위한 장치.
15. 제 14 항에 있어서,
    탈착식 잠금 볼트는 키 구멍(key hole)을 포함하고 잠금장치에서 키를 회전시킴으로써 작동 가능하며, 탈착식 잠금 볼트는 장치의 전면을 통해 삽입되고 중심 볼트의 잠금 돌출부와 맞물림으로써 축 방향으로 고정되도록 구성되는,
    차량의 휠을 잠그기 위한 장치.

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