KR101831724B1 - 관성을 이용한 급제동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사용자의 능동적인 조작에 의한 제동수단에 더하여 바퀴 달린 이동체의 주행속도가 급격히 변하는 급발진이나 돌발상황에서 상기 이동체에 자연적으로 발생하는 관성을 이용하여 상기 이동체의 제동거리를 감소시키는 급제동장치에 관한 것으로서,
본 발명의 급제동장치는 두 개의 라이닝 사이에 브레이크드럼이 위치하고 상기 두 개의 라이닝은 브레이크슈의 지지슈 전후측 내면에 각각 하나씩 형성되어, 상기 브레이크슈는 상기 이동체가 정상주행일 때에는 스프링에 의해 상기 브레이크드럼과 일정 이격간격을 유지하고, 주행속도가 급격히 변할 때 자연적으로 발생하는 관성에 의해서 상기 브레이크슈의 금속재 지지슈는 상기 이동체의 급속도변화방향과 반대방향으로 이동하여 상기 브레이크슈의 마찰재 라이닝이 상기 브레이크드럼에 밀착되어 상기 이동체의 제동거리를 감소시키는 효과가 있다.

Description

관성을 이용한 급제동장치{Emergency braking system by inertia}

본 발명은 바퀴 달린 이동체 자동차, 트레일러, 자전거, 휠체어, 유모차, 스케이트보드, 롤러스케이트의 제동장치에 관한 것으로, 상기 이동체에 형성된 통상적인 제동장치에 더하여 급발진이나 돌발상황에서 상기 이동체의 주행속도의 급격한 변화로 인해 자연적으로 발생하는 관성을 이용하여 상기 이동체의 제동거리를 감소시키는 급제동장치에 관한 것이다.

제동장치에 관한 종래의 기술은 대부분 손 또는 발의 조작에 의해 브레이크 라이닝을 브레이크드럼에 밀착시켜 마찰력을 발생시키는 방법이다.

사용자의 능동적인 조작에 더하여 자연적으로 발생하는 관성을 이용한 제동장치와 관련하여 본인이 출원한 특허 출원번호 10-2017-0069908와 비교하면, 바퀴와 브레이크드럼과 브레이크슈로 이루어진 제동장치를 제공하는 점은 본 발명과 동일하지만, 상기 브레이크슈의 구조에 차이가 있다.

상기 특허 출원번호 10-2017-0069908은 상기 브레이크슈의 일측에 한 개의 라이닝을 형성시키지만, 본 발명은 상기 브레이크슈의 전측과 후측에 각각 한 개씩 두 개의 라이닝을 형성시킨다.

그 결과, 상기 특허 출원번호 10-2017-0069908은 상기 이동체의 주행속도가 급격히 감소할 때 제동거리를 추가로 감소시키는 반면, 본 발명은 상기 이동체의 주행속도가 전진방향이든 후진방향이든 급격히 증가하든 감소하든 그 모든 경우에 상기 주행속도를 감소시키기 때문에 이물체가 갑자기 나타나는 돌발상황은 물론 아직도 그 원인이 규명되지 않은 급발진에 대한 대비수단도 될 수 있다.

본 발명은 사용자의 능동적인 조작에 의한 제동수단에 더하여 바퀴 달린 이동체의 주행속도가 급격히 변하는 급발진이나 돌발상황에서 상기 이동체에 자연적으로 발생하는 관성을 이용하여 상기 이동체의 제동거리를 감소시키는 급제동장치에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명의 급제동장치는 두 개의 라이닝 사이에 브레이크드럼이 위치하고 상기 두 개의 라이닝은 브레이크슈의 지지슈 전후측 내면에 각각 하나씩 형성되어, 상기 브레이크슈는 상기 이동체가 정상주행일 때에는 스프링에 의해 상기 브레이크드럼과 일정 이격간격을 유지하고, 주행속도가 급격히 변할 때 자연적으로 발생하는 관성에 의해서 상기 브레이크슈의 금속재 지지슈는 상기 이동체의 급속도변화방향과 반대방향으로 이동하여 상기 브레이크슈의 마찰재 라이닝이 상기 브레이크드럼에 밀착되어 상기 이동체의 제동거리를 감소시키는 것을 특징으로 하는 관성을 이용한 급제동장치를 제공한다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바퀴는 상기 바퀴의 중심을 관통하여 양측으로 돌출된 샤프트와 베어링으로 결합되어 회동하고, 상기 바퀴와 일체가 되어 회동하는 브레이크드럼과 금속재 지지슈와 라이닝으로 이루어진 브레이크슈가 내부에 설치된 브레이크하우징이 형성된다.

상기 브레이크하우징은 본체와 단수 또는 복수의 프레임b로 연결되고 내부에 브레이크슈가 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 본체와 연결된 상기 프레임b의 일측 끝단은 상기 본체에 형성된 레일을 따라 이동하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 레일 속에 나선형 스프링이 형성되어 상기 프레임b의 이동이 탄력적으로 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 브레이크슈는 상하전후 네 면으로 이루어져 좌우측면이 개방된 직육면체 모양의 금속재 지지슈와 두 개의 마찰재 라이닝으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 지지슈의 내측 공간에 상기 브레이크드럼이 위치하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 두 개의 라이닝 중 하나는 상기 지지슈의 전측내면에 형성되고 다른 하나는 상기 지지슈의 후측내면에 형성되며 상기 두 개의 라이닝 사이에 상기 브레이크드럼이 위치하는 것이 바람직하다.

상기 이동체의 주행속도가 전진방향으로 급격히 빨라지면 상기 지지슈의 전측내면에 형성된 라이닝이 상기 브레이크드럼에 밀착되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 이동체의 주행속도가 전진방향으로 급격히 느려지면 상기 지지슈의 후측내면에 형성된 라이닝이 상기 브레이크드럼에 밀착되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 이동체의 주행속도가 후진방향으로 급격히 빨라지면 상기 지지슈의 후측내면에 형성된 라이닝이 상기 브레이크드럼에 밀착되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 이동체의 주행속도가 후진방향으로 급격히 느려지면 상기 지지슈의 전측내면에 형성된 라이닝이 상기 브레이크드럼에 밀착되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 스프링의 탄력성을 감쇠시키는 쇼크업소버가 상기 나선형 스프링을 관통하도록 설치되어, 상기 이동체의 급속도변화에 의한 관성이 작용할 때에는 상기 브레이크슈가 상기 스프링의 탄성력과 상기 쇼크업소버의 감쇠력을 이기고 상기 브레이크드럼 쪽으로 신속히 이동하고, 상기 관성이 사라지고 상기 스프링의 길이가 원상태로 복원될 때에는 상기 스프링의 복원력만으로 복원되기 때문에 상기 브레이크슈의 복원속도가 느려져서 상기 브레이크슈의 라이닝이 상기 브레이크드럼에 밀착된 상태를 더 오래 지속시키는 것이 바람직하다.

본 발명은 사용자의 능동적인 조작에 의한 제동수단에 더하여 바퀴 달린 이동체의 주행속도가 급격히 변하는 급발진이나 돌발상황에서 상기 이동체에 자연적으로 발생하는 관성을 이용하여 상기 이동체의 제동거리를 감소시키는 급제동장치에 관한 것으로서,

본 발명의 급제동장치는 두 개의 라이닝 사이에 브레이크드럼이 위치하고 상기 두 개의 라이닝은 브레이크슈의 지지슈 전후측 내면에 각각 하나씩 형성되어, 상기 브레이크슈는 상기 이동체가 정상주행일 때에는 스프링에 의해 상기 브레이크드럼과 일정 이격간격을 유지하고, 주행속도가 급격히 변할 때 자연적으로 발생하는 관성에 의해서 상기 브레이크슈의 금속재 지지슈는 상기 이동체의 급속도변화방향과 반대방향으로 이동하여 상기 브레이크슈의 마찰재 라이닝이 상기 브레이크드럼에 밀착되어 상기 이동체의 제동거리를 감소시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제동장치를 개략적으로 나타내는 사시도이고,
도 2는 정상주행상태에서 브레이크드럼과 라이닝의 이격상태를 개략적으로 나타내는 측면도이고,
도 3은 급제동상태에서 브레이크드럼과 후측 라이닝의 밀착상태를 개략적으로 나타내는 측면도이고,
도 4는 급발진상태에서 브레이크드럼과 전측 라이닝의 밀착상태를 개략적으로 나타내는 측면도이고,
도 5은 정면도이고,
도 6는 배면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 물론 본 발명의 권리범위는 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의하여 다양하게 변형 실시될 수 있다.

도 1은 본 발명의 제동장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.

도 1에서 보는 바와 같이, 이동체의 본체(40)에 고정부착된 두 개의 프레임a(104)는 상기 바퀴(10)의 중심을 관통하여 양측으로 돌출된 상기 샤프트(102)에 각각 고정결합되어있다.

한편, 상기 샤프트(102)와 베어링(103)으로 연결된 상기 바퀴(10)는 상기 프레임a(104)의 지지를 받아 일정 높이에서 원활하게 회전한다.

즉, 상기 바퀴(10)는 상기 본체(40)에 고정부착된 프레임a(104)에 고정결합된 샤프트(102)를 회전축으로 하고, 상기 회전축을 지지하며 마찰저항을 줄이는 베어링(103)에 결합되어 상기 본체로부터 일정 높이에서 원활하게 회동한다.

또한, 도 1에서 보는 바와 같이, 상기 바퀴(10)의 일측, 상기 바퀴와 상기 샤프트(102) 사이에 브레이크하우징(201)이 형성된다.

상기 브레이크하우징(201)은 본체(40)와 프레임b(204)에 의해 연결고정부착되고, 내측에 브레이크드럼(101)과 브레이크슈(202)가 형성된다.

도 2는 정상주행상태에서 브레이크드럼과 라이닝의 이격상태를 개략적으로 나타내는 측면도이고, 도 3은 급제동상태에서 브레이크드럼과 후측 라이닝의 밀착상태를 개략적으로 나타내는 측면도이고, 도 4는 급발진상태에서 브레이크드럼과 전측 라이닝의 밀착상태를 개략적으로 나타내는 측면도이다.

도 2에서 보는 바와 같이, 본체(40)와 프레임b(204)에 의해 연결고정부착된 브레이크하우징(201)의 내부 일측에 상기 바퀴(10)와 일체를 이루며 상기 바퀴에서 상기 브레이크하우징의 내부로 브레이크드럼(101)이 돌출되어 있다.

상기 본체와 연결된 상기 프레임b의 일측 끝단은 상기 본체에 형성된 레일(205)을 따라 이동하며, 상기 레일 속에 나선형 스프링(203)이 형성되어 상기 프레임b의 이동이 탄력적으로 이루어지도록 한다.

또한, 상기 브레이크슈(202)는 상하전후 네 면으로 이루어져 좌우측면이 개방된 직육면체 모양의 금속재 지지슈(202b)와 두 개의 마찰재 라이닝(202a)으로 이루어지고, 상기 지지슈의 내측 공간에 상기 브레이크드럼(101)이 위치하고, 상기 두 개의 라이닝 중 하나는 상기 지지슈의 전측내면에 형성되고 다른 하나는 상기 지지슈의 후측내면에 형성되며 상기 두 개의 라이닝 사이에 상기 브레이크드럼이 위치한다.

즉, 상기 브레이크슈(202)를 내장한 브레이크하우징(201)은 본체(40)와 단수 또는 복수의 프레임b(105)로 연결되고, 상기 프레임b는 상기 본체에 형성된 레일(205) 속에서 관성이 작용하는 방향으로 신축되는 스프링(203)에 의해 상기 브레이크슈의 두 개의 라이닝(202a) 중 어느 하나가 상기 브레이크드럼(101)에 밀착되도록 상기 레일을 따라 이동한다.

다시 말하면, 본체(40)와 단수 또는 복수의 프레임b(105)로 연결된 상기 브레이크슈(202)는 직육면체 모양의 금속제 지지슈(202b)와 상기 지지슈의 전후측 내면에 각각 한 개씩 형성된 두 개의 라이닝(202a)으로 이루어지고, 화살표 방향으로 주행하는 본체(40)의 주행속도가 급격히 변하면 금속재 지지슈(202b)의 관성에 의해 상기 지지슈는 상기 급속도변화방향과 역방향으로 쏠리고, 그 힘으로 상기 프레임b에 일측 끝단이 연결되고 타측 끝단이 상기 본체에 고착된 상기 스프링(203)이 신장되거나 축소되면서 상기 브레이크슈(202)의 두 개의 마찰재 라이닝(202a) 중 어느 하나의 오목한 부분이 상기 브레이크드럼(101)의 볼록한 부분에 밀착되어 상기 라이닝의 마찰력으로 상기 본체의 제동거리는 단축된다.

상기의 메커니즘을 각 상황별로 다시 상세하게 설명하면,

상기 이동체의 주행속도가 전진방향으로 급격히 빨라지면 급속도변화는 전진방향으로 발생하므로 상기 지지슈(202b)의 관성은 후진방향으로 발생하여 상기 지지슈의 전측내면에 형성된 라이닝(202a)이 상기 브레이크드럼에 밀착되고,

상기 이동체의 주행속도가 전진방향으로 급격히 느려지면 급속도변화는 후진방향으로 발생하므로 상기 지지슈(202b)의 관성은 전진방향으로 발생하여 상기 지지슈의 후측내면에 형성된 라이닝(202a)이 상기 브레이크드럼에 밀착되고,

상기 이동체의 주행속도가 후진방향으로 급격히 빨라지면 급속도변화는 후진방향으로 발생하므로 상기 지지슈(202b)의 관성은 전진방향으로 발생하여 상기 지지슈의 후측내면에 형성된 라이닝(202a)이 상기 브레이크드럼에 밀착되고,

상기 이동체의 주행속도가 후진방향으로 급격히 느려지면 급속도변화는 전진방향으로 발생하므로 상기 지지슈(202b)의 관성은 후진방향으로 발생하여 상기 지지슈의 전측내면에 형성된 라이닝(202a)이 상기 브레이크드럼에 밀착된다.

상기 이동체의 속도가 급격히 변하는 급발진은 전진방향과 후진방향 모두 발생가능하므로 상기의 작동으로 두 경우의 급발진에 모두 대비할 수 있다.

또한, 이물체가 갑자기 나타나는 돌발상황도 전진방향과 후진방향 모두 발생가능하므로 상기의 작동으로 두 경우의 돌발상황에 모두 대비할 수 있다.

한편, 도 2 내지 도 4에서 보는 바와 같이, 상기 스프링(203)의 탄력성을 감쇠시키는 쇼크업소버(204)가 상기 나선형 스프링을 관통하도록 설치되어, 상기 이동체의 급속도변화에 의한 관성이 작용할 때에는 상기 브레이크슈(202)가 상기 스프링의 탄성력과 상기 쇼크업소버의 감쇠력을 이기고 상기 브레이크드럼(101) 쪽으로 신속히 이동하고, 상기 관성이 사라지고 상기 스프링의 길이가 원상태로 복원될 때에는 상기 스프링의 복원력만으로 복원되기 때문에 상기 브레이크슈의 복원속도가 느려져서 상기 브레이크슈의 라이닝(202a)이 상기 브레이크드럼에 밀착된 상태를 더 오래 지속시킨다.

즉, 상기 쇼크업소버(204)는 상기 스프링(203)의 탄성력을 감쇠시키되, 상기 스프링(203)의 탄성력과 상기 브레이크슈(202)의 금속재 지지슈(202b)의 무게를 고려하여 상기 주행속도의 변화가 급격하고 변화폭이 클수록 상기 라이닝(202a)이 상기 브레이크드럼(101)에 밀착되어 발생하는 마찰력이 더 커져서 상기 제동거리의 감소가 더 급격하고 감소폭이 더 커질 수 있고, 상기 급속도변화에 의한 관성이 사라진 후에는 상기 라이닝이 상기 브레이크드럼으로부터 천천히 이격되도록 상기 쇼크업소버(204)가 상기 스프링의 탄성력을 감쇠하는 정도를 설정한다.

도 5은 정면도이고, 도 6는 배면도이다.

상기의 두 그림은 본 발명의 주요 부재들의 상대위치를 개략적으로 나타내는 참고도들이다.

10; 바퀴
101; 브레이크드럼 102; 샤프트
103; 베어링 104; 프레임a
105; 프레임b
201; 브레이크하우징 202; 브레이크슈
202a; 라이닝 202b; 지지슈
203; 스프링 204; 쇼크업소버
205; 레일
30; 고정부
40; 본체

Claims (2)

1. 바퀴 달린 이동체 자동차, 트레일러, 자전거, 휠체어, 유모차, 스케이트보드, 롤러스케이트의 제동장치에 있어서,
   자신의 중심을 관통하여 양측으로 돌출된 샤프트(102)와 베어링(103)으로 결합되어 회동하는 바퀴(10)와;
   상기 바퀴(10)의 일측에 돌출형성되어 상기 바퀴와 일체가 되어 회동하는 브레이크드럼(101)과;
   본체(40)와 단수 또는 복수의 프레임b(105)로 연결되고 내부에 브레이크슈(202)가 형성된 브레이크하우징(201);으로 이루어지되,
   상기 본체와 연결된 상기 프레임b의 일측 끝단은 상기 본체에 형성된 레일(205)을 따라 이동하며,
   상기 레일 속에 나선형 스프링(203)이 형성되어 상기 프레임b의 이동이 탄력적으로 이루어지도록 하며,
   상기 브레이크슈(202)는 상하전후 네 면으로 이루어져 좌우측면이 개방된 직육면체 모양의 금속재 지지슈(202b)와 두 개의 마찰재 라이닝(202a)으로 이루어지고,
   상기 지지슈의 내측 공간에 상기 브레이크드럼(101)이 위치하고,
   상기 두 개의 라이닝 중 하나는 상기 지지슈의 전측내면에 형성되고 다른 하나는 상기 지지슈의 후측내면에 형성되며 상기 두 개의 라이닝 사이에 상기 브레이크드럼이 위치하여,
   상기 이동체의 주행속도가 전진방향으로 급격히 빨라지면 상기 지지슈의 전측내면에 형성된 라이닝이 상기 브레이크드럼에 밀착되고,
   상기 이동체의 주행속도가 전진방향으로 급격히 느려지면 상기 지지슈의 후측내면에 형성된 라이닝이 상기 브레이크드럼에 밀착되고,
   상기 이동체의 주행속도가 후진방향으로 급격히 빨라지면 상기 지지슈의 후측내면에 형성된 라이닝이 상기 브레이크드럼에 밀착되고,
   상기 이동체의 주행속도가 후진방향으로 급격히 느려지면 상기 지지슈의 전측내면에 형성된 라이닝이 상기 브레이크드럼에 밀착되어 상기 이동체의 제동거리를 감소시키는 것을 특징으로 하는 관성을 이용한 급제동장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 스프링(203)의 탄력성을 감쇠시키는 쇼크업소버(204)가 상기 나선형 스프링을 관통하도록 설치되어, 상기 이동체의 급속도변화에 의한 관성이 작용할 때에는 상기 브레이크슈(202)가 상기 스프링의 탄성력과 상기 쇼크업소버의 감쇠력을 이기고 상기 브레이크드럼(101) 쪽으로 신속히 이동하고, 상기 관성이 사라지고 상기 스프링의 길이가 원상태로 복원될 때에는 상기 스프링의 복원력만으로 복원되기 때문에 상기 브레이크슈의 복원속도가 느려져서 상기 브레이크슈의 라이닝(202a)이 상기 브레이크드럼에 밀착된 상태를 더 오래 지속시키는 것을 특징으로 하는 관성을 이용한 급제동장치.
   

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