(57)【要約】  本発明は、スマートブレーキシステムに関し、より詳細には、下りの傾斜を移動する場合、ブレーキが作動して減速モードに制御し、上りの傾斜を移動する場合、後ろに押されないようにラッチモードに制御することにより、傾斜地帯でも安全な移動が可能な重力と浮力を利用したブレーキの自動制御システムに関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下り傾斜地を移動する際に動作する減速ブレーキと、上り傾斜地を移動する際に動作するラッチブレーキと、を含む多重ブレーキと、
下りまたは上りの傾斜地の移動による流体の浮力の変動に応じて、前記減速ブレーキまたはラッチブレーキの動作を択一的に制御するブレーキ制御部と、を含むことを特徴とする傾斜地移動時の安全のためのスマートブレーキシステム。
【請求項２】
前記多重ブレーキは、
下り傾斜地を移動する際に速度を減速する減速ブレーキと、
前記減速ブレーキと同一軸に隣接して形成され、上り傾斜地を移動する際にラッチがかかることによって後ろに押されることを防止するラッチブレーキと、
前記減速ブレーキとラッチブレーキとを同時に収容するブレーキドラムと、を含み、前記ブレーキドラムのラッチブレーキ収容部には、ラッチブレーキのラッチに対応するラッチ溝が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の傾斜地移動時の安全のためのスマートブレーキシステム。
【請求項３】
前記ブレーキ制御部は、 
流体が注入された流体タンクと、
車輪軸に回動自在に結合された回動軸と、
前記回動軸と一対の減速ブレーキと各々連結された一対の第１のばねと、
前記回動軸と一対のラッチブレーキと各々連結された一対の第２のばねと、
前記回動軸と結合され、前記流体タンクの流体に担持されて、前記流体の重力の変化に応じて浮力を維持するために左右に移動する回動錘と、を含むことを特徴とする請求項２に記載の傾斜地移動時の安全のためのスマートブレーキシステム。
【請求項４】
前記一対の第１のばねと一対の第２のばねは、
相互略垂直に回動軸に結合され、
下りの移動による前記回動錘の前進方向移動時に前記一対の第１のばねにのみ力が伝達されて、減速ブレーキが動作し、上りの移動による前記回動錘の後進方向移動時に前記一対の第２のばねにのみ力が伝達されて、ラッチブレーキが動作するため、前記回動軸の回動により、多重ブレーキの中から択一的に一つのブレーキにのみ力が伝達されて動作することを特徴とする請求項３に記載の傾斜地移動時の安全のためのスマートブレーキシステム。
【請求項５】
前記多重ブレーキは、
ケーブルの張力に応じてブレーキがかかる、または解除する形態で構成される減速ブレーキと、
ブレーキにラッチが形成され、ケーブルの張力の変化に応じて前記ラッチにかかるラッチバーと、を含んで構成されるラッチブレーキと、を含み、
前記減速ブレーキとラッチブレーキは、同一軸上に並列に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の傾斜地移動時の安全のためのスマートブレーキシステム。
【請求項６】
前記ブレーキ制御部は、
車輪と一体に固定設置されず、軸によって回動自在に構成されて、傾斜地で重力方向に回動するようになり、傾斜地を移動したとしても、重力の方向に順応して、流体タンクの姿勢（角度）が変化せず、常に維持される流体タンクと、
前記流体タンク内の流体の変化に応じて浮力を維持するように回動する回動体と、を含み、
前記回動体は、一端に減速ブレーキケーブルが結合され、他端にラッチブレーキケーブルが結合されたことを特徴とする請求項５に記載の傾斜地移動時の安全のためのスマートブレーキシステム。
【請求項７】
前記回動体は、
平地にある場合、流体が平衡を維持するため、ブレーキが動作しない状態となり、
下り傾斜を移動する場合、流体タンクは姿勢が固定された状態であるため、内部の流体のみ重力によって一端は高さが低く、他端は高さが高い傾いた状態に変化し、前記回動体が浮力を維持するために、一端が高さが低くなり、これにより、減速ブレーキケーブルに引っぱる張力が発生し、ブレーキケーブルが締め付けられて、減速ブレーキが動作し、
上り傾斜を移動する場合、流体タンクは姿勢が固定された状態であるため、内部の流体のみ重力によって一端は高さが高く、他端は高さが低い逆に傾いた状態に変化し、前記回動体が浮力を維持するために、他端が高さが低くなり、これにより、ラッチブレーキケーブルに引っ張る張力が発生し、ラッチバーが動作して、ラッチブレーキのラッチにかかり、ラッチブレーキが動作することを特徴とする請求項６に記載の傾斜地移動時の安全のためのスマートブレーキシステム。
【請求項８】
前記多重ブレーキは、
ギア山が形成された減速ブレーキと、
ギア山が形成されたラッチブレーキと、を含み
前記減速ブレーキとラッチブレーキとが異なる軸で平行に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の傾斜地移動時の安全のためのスマートブレーキシステム。
【請求項９】
前記ブレーキ制御部は、
流体タンクと、
前記流体タンク内の流体の変化に応じて浮力を維持するように回動する回動体と、
前記回動体は、一端に減速ブレーキケーブルが結合され、他端にラッチブレーキケーブルが結合され、
車輪にギア山が形成された車輪ギアと、
前記減速ブレーキと車輪ギアとの間に形成された第１のギアと、
前記ラッチブレーキと車輪ギアとの間に形成された第２のギアと、を含むことを特徴とする請求項８に記載の傾斜地移動時の安全のためのスマートブレーキシステム。
【請求項１０】
前記流体タンクは、
固定設置されて、傾斜地の移動による地形変化に応じて流体タンクの姿勢（角度）が変わる構造を有することを特徴とする請求項２または９に記載の傾斜地移動時の安全のためのスマートブレーキシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スマートブレーキシステムに関し、より詳細には、下り傾斜を移動する場合、ブレーキが作動して減速モードに制御し、上り傾斜を移動する場合、後ろに押されないようにラッチモードに制御することにより、傾斜地帯でも安全な移動が可能な、重力と浮力を利用したブレーキの自動制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車椅子、ベビーカー、歩行補助器などのように車輪を備えた移動手段は、平地では速度が保たれるが、下り傾斜地を移動する際は、速度が増加し、上り傾斜地を移動する際は、後ろに押されることにより、事故が頻繁に発生するという問題があった。
【０００３】
特に、車椅子は、体の不自由な患者が搭乗して移動する手段であって、体の不自由な患者が搭乗するだけに、上りや下りの傾斜地を移動する場合、事故が発生する危険性が非常に高いため、上りや下りの傾斜地を移動する場合、細心の注意が必要である。
【０００４】
しかし、どんなに細心の注意をはらったとしても、体の不自由な患者が下りや上りの傾斜地で車椅子の速度を制御することは非常に難しいため、事故が頻繁に発生するという問題があった。
【０００５】
特に、下り傾斜地の場合、車いすが下りで加速度がついて、速い速度で移動し、落下事故または二次衝突によって搭乗者が大けがをする可能性があり、また、上り傾斜地の場合、車いすが上っていく途中で後ろに押されて、落下事故または二次衝突によって搭乗者が大けがをする可能性がある。
【０００６】
また、ベビーカーの場合も、保護者が後ろから押しながら移動するが、傾斜地を移動する際、車椅子と同様の事故の危険性があるという問題があった。
【０００７】
そして、幼児や児童が搭乗する自転車も、下りまたは上りの傾斜地で事故が発生する危険性が高いため、全般に、車輪を備えて移動する移動手段で傾斜地を移動する際、事故の危険性が非常に高いという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のような問題点を解決するために案出されたものであって、本発明の目的は、平地、上り傾斜地または下り傾斜地における重力の変化に応じて、浮力の維持を用いて、ブレーキが自動的に作動することにより、傾斜地の移動における事故を未然に防止することができる重力と浮力を利用した傾斜地移動時の安全のためのスマートブレーキシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る傾斜地移動時の安全のためのスマートブレーキシステムは、下り傾斜地を移動する際に動作する減速ブレーキと、上り傾斜地を移動する際に動作するラッチブレーキと、を含む多重ブレーキと、下りまたは上りの傾斜地の移動による流体の浮力の変動に応じて、前記減速ブレーキまたはラッチブレーキの動作を択一的に制御するブレーキ制御部と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
前記多重ブレーキは、下り傾斜地を移動する際に速度を減速する減速ブレーキと、前記減速ブレーキと同一軸に隣接して形成され、上り傾斜地を移動する際にラッチがかかることによって後ろに押されることを防止するラッチブレーキと、また、前記減速ブレーキとラッチブレーキとを同時に収容するブレーキドラムと、を含み、前記ブレーキドラムのラッチブレーキ収容部には、ラッチブレーキのラッチに対応するラッチ溝が形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
上述のとおり、本発明に係るスマートブレーキ制御システムは、上り傾斜地または下り傾斜地における重力の変化を介して、２つの異なるブレーキが択一的に自動動作することにより、上りや下りのような傾斜地の移動における事故を未然に防止することができる卓越した効果が発生する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の好ましい実施例に係る車輪軸に形成されたブレーキ制御システムを概略的に示している。
【図２】図１のブレーキ制御システムの下り傾斜及び上り傾斜における動作状態を示している。
【図３】図１のブレーキ制御システムの分解斜視図である。
【図４】図１のブレーキ制御システムが実装されたフレームを示している。
【図５】図１のブレーキ制御部の詳細構成図である。
【図６】流体タンク内に遮水板が形成されたことを示している。
【図７】図１の減速ブレーキの詳細構成図である。
【図８】図１のラッチブレーキの詳細構成図である。
【図９】別の実施例に係るブレーキシステムを概略的に示す構成図である。
【図１０】図９のブレーキ制御システムの下り傾斜及び上り傾斜における動作状態を示している。
【図１１】図９のブレーキシステムが装着されていることを示している。
【図１２】図９のブレーキシステムが装着されていることを示している。
【図１３】別の実施例に係るブレーキシステムを概略的に示す構成図である。
【図１４】図１３のブレーキ制御システムの下り傾斜及び上り傾斜における動作状態を示している。
【図１５】図１３のブレーキ制御システムの下り傾斜及び上り傾斜における動作状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係るスマートブレーキシステムは、下り傾斜地を移動する際に動作する第１のブレーキと、上り傾斜地を移動する際に動作する第２のブレーキと、重力の変化に応じて前記第１及び第２のブレーキの動作を択一的に制御するブレーキ制御部と、を含んで構成することができる。
【００１４】
即ち、下り傾斜地を移動する際に動作する減速ブレーキと、上り傾斜地を移動する際に動作するラッチブレーキと、を含む多重ブレーキと、下りまたは上りの傾斜地の移動による流体の浮力の変動に応じて前記減速ブレーキまたはラッチブレーキの動作を制御するブレーキ制御部と、を含んで構成することができる。
【００１５】
以下、本発明の具体的な実施例について、図面を参照して詳細に説明することとする。
【００１６】
本発明に係るスマートブレーキシステムは、車椅子、ベビーカー、歩行補助器、カート、手押し車、ハンドカー、リヤカー、自転車のように、車輪を備えた移動手段、特に、人の移動手段には、いずれも適用可能である。
【００１７】
図１は、本発明の好ましい実施例に係る車輪軸に形成されたブレーキ制御システムを概略的に示しており、図２は、図１のブレーキ制御システムの下り傾斜及び上り傾斜における動作状態を示している。
【００１８】
図１及び図２を参照すると、本発明に係るスマートブレーキシステムは、下り傾斜地を移動する際に動作する第１のブレーキと、上り傾斜地を移動する際に動作する第２のブレーキと、重力の変化に応じて前記第１及び第２のブレーキの動作を択一的に制御するブレーキ制御部と、を含んで構成することができる。
【００１９】
即ち、下り傾斜地を移動する際に動作する減速ブレーキ１０と、上り傾斜地を移動する際に動作するラッチブレーキ２０と、を含む多重ブレーキと、下り若しくは上りの傾斜地の移動による流体の重力または浮力の変動に応じて、前記減速ブレーキまたはラッチブレーキの動作を制御するブレーキ制御部２０と、を含んで構成することができる。
【００２０】
前記多重ブレーキは、同一軸線上に並列に形成された減速ブレーキ１０とラッチブレーキ２０、及び前記減速ブレーキとラッチブレーキとを同時に収容するブレーキドラム５０を含み、前記ブレーキドラムのラッチブレーキ収容部には、ラッチブレーキのラッチに対応するラッチ溝が形成される。前記ラッチとラッチ溝は、一方向にのみ移動し得る方向性を有するように形成することができ、ラッチがラッチ溝にかかった場合、これにより前進方向にのみ移動でき、後進方向には移動できない。
【００２１】
従って、減速ブレーキの動作時には、減速ブレーキがドラムの内部面に接触して速度が減速し、ラッチブレーキの動作時には、ラッチがドラム内部に形成されたラッチ溝に接触して、移動が止まっても、後進方向に押されることなく現在の位置を保つことができ、前進方向にのみ移動することができる。
【００２２】
即ち、下りを移動する際に減速ブレーキを介して減速モードに制御され、上りを移動する際にラッチブレーキを介してラッチモードに制御され、平地を移動する際は、ブレーキは動作しない。
【００２３】
そして、前記減速ブレーキ１０とラッチブレーキ２０は、各々対向する一対で構成することができる。
【００２４】
前記ブレーキ制御部３０は、流体が注入された流体タンクと、車輪軸に回動自在に結合された回動軸３１０と、前記回動軸３１０と前記一対の減速ブレーキと各々連結された一対の第１のばね３２１，３２２と、前記回動軸と前記一対のラッチブレーキと各々連結された一対の第２のばね３３１，３３２と、前記回動軸と結合され、前記流体タンクの流体に担持されて、前記流体の重力の変化に応じて左右に移動する回動錘３４０と、を含んで構成することができる。
【００２５】
前記回動軸３１０は、楕円状に構成され、前記一対の第１のばね３２１，３２２と一対の第２のばね３３１，３３２は、相互略垂直に回動軸３１０に結合され、前記回動錘３４０の前進方向移動時に前記一対の第１のばねにのみ力が伝達され、前記回動錘３４０の後進方向移動時に前記一対の第２のばね３３１，３３２にのみ力が伝達されるように動作するので、前記回動軸３１０の回動により、多重ブレーキの中から択一的に一つのブレーキにのみ力が伝達されて動作することになる。
【００２６】
ここで、回動錘３４０は、浮力によって前記流体タンクの流体に浮かんでいる形で配置され、車輪が平地を移動する場合、前記回動錘は常に中央に位置して、ブレーキが作動しない状態となる。  
【００２７】
しかし、前記車輪が下りまたは上りの傾斜地を移動する場合、傾斜の低い方向に重力が作用して、前記流体が一方に傾き、前記回動錘は、浮力を維持するために、重力が作用する方向に移動して、ブレーキが作動する。  
【００２８】
前記流体タンクは、流体が注入されて保管されるタンクに、傾斜地の移動による重力の変化に応じて流体が移動し、浮力を維持するために回動錘を移動させて、前記多重ブレーキの動作を制御させる役割を行う。  
【００２９】
ここで、前記流体は、水のような液体であれば何でも可能であり、２以上の液体が混合した液体で構成することができる。
【００３０】
また、浮力の変化を提供するために、前記流体は、前記流体タンクの１／４〜３／４の範囲で充填されることが好ましい。
【００３１】
前記流体タンクは、車輪と一体に固定設置されず、軸によって回動自在に構成されて、傾斜地で重力方向に回動するようになり、これにより、流体タンクは、傾斜地を移動する際もタンクの姿勢（角度）が変化せず、一定に保つことができる。
【００３２】
即ち、流体タンクは、傾斜地を移動しても姿勢（角度）が保たれるが、内部の流体は、重力が低い方向に傾くことになり、浮力を維持するために回動錘は重力の低い方向に回動することになる。  
【００３３】
そして、前記減速ブレーキ１０は、下り傾斜地を移動する際に動作して、車輪の速度を減速させるために、パッド状にブレーキドラム５０に接触して、速度を減少させるように動作する。  
【００３４】
前記ラッチブレーキ２０は、上り傾斜地の移動の際に動作し、ラッチブレーキ２０に形成されたラッチがブレーキドラム５０に形成されたラッチ溝に噛合し、移動中止まったときに、後ろに押されないように制動する役割を行う。  
【００３５】
より具体的には、図２の（ａ）のように、下り傾斜地を移動する際には、流体タンクに注入された流体が下りの傾斜によって前方に重力が作用して、流体が前方に傾く。これにより、前記回動錘は、前記浮力を維持するために流体が移動する前方に移動して、一定の変位ほど回動することになる。
【００３６】
これにより、前記回動錘と連結された回動軸が回動する力が作用し、前記回動軸と連結された第１のばねに弾性力が作用して、減速ブレーキが動作して、ブレーキドラムに当接し、これにより速度が減速する。
【００３７】
ここで、自転車のブレーキのように、速度が完全に停止するのではなく、減速ブレーキがブレーキドラムに当接して速度が減速する原理により、減速ブレーキとブレーキドラムとが当接する面積及び力を調節して、減速する速度を予め設定することができる。
【００３８】
そして、図２の（ｂ）のように、上り傾斜地を移動する際は、流体タンクに注入された流体が逆に上りの傾斜によって後方に傾いて、重力が逆方向に変化し、回動錘も浮力を維持するために逆方向である後方に移動することになる。
【００３９】
これにより、前記回動錘と連結された回動軸が逆方向に回動する力が作用し、前記回動軸と連結された第２のばねに弾性力が作用して、ラッチブレーキが動作し、ラッチブレーキのラッチがブレーキドラムに形成されたラッチ溝に噛合する。上記ラッチとラッチ溝は、一方向にのみ移動し得る形態で構成され、前進方向に車輪が移動できるが、後進方向には移動できない。
【００４０】
従って、上り傾斜地を移動する際に車輪の移動が止まったとしても、ラッチがラッチ溝に固定された状態であるため、後ろに押されることなく、上り方向にのみ車輪が移動し得る状態となって、安全性を確保することができる。
【００４１】
そして、本発明は、流体タンクの内部に回動錘が軸方向に搖動したり、平地でも左右に移動することを防止するために、図６のように、遮水板４１０が形成され得る。前記遮水板４１０は、複数個が形成され得る。
【００４２】
図９は、別の実施例に係るブレーキシステムを概略的に示す構成図であり、図１０は、図９のブレーキ制御システムの下りの傾斜及び上りの傾斜における動作状態を示している。図１１及び図１２は、図９のブレーキシステムが装着されていることを示している。
【００４３】
図９及び図１０に係る実施例は、重力を用いるブレーキ制御部の構成と、これと結合される減速ブレーキの構成と、ラッチブレーキの構成とが相違するだけで、具体的な動作及び効果は、図１及び図２の実施例と同様である。
【００４４】
従って、図１及び図２の実施例と区別される構成についてのみ説明することとする。
【００４５】
本実施例は、ブレーキドラムに対応する構成がなく、減速ブレーキ及びラッチブレーキ自体が動作して、減速する機能またはかかる機能を行うことになる。
【００４６】
このために、前記減速ブレーキ１０は、ケーブルの張力に応じてブレーキがかかる、または解除する形態で構成することができ、前記ラッチブレーキ２０は、ブレーキにラッチが形成され、ケーブルの張力の変化に応じて前記ラッチにかかるラッチバー２３０を含んで構成することができる。
【００４７】
そして、前記ブレーキ制御部は、流体タンク内の流体に応じて浮力を維持する回動体３４１を含み、前記回動体３４１は、一端に減速ブレーキケーブル３２３が結合され、他端にラッチブレーキケーブル３３３が結合される。
【００４８】
また、流体タンク４０は、固定設置されず、重力の変化に順応するように移動自在に設置されるため、傾斜地を移動したとしても、流体タンクの姿勢は変化せず、常に維持される。従って、上りまたは下りの傾斜を移動する際、流体タンクは姿勢をそのまま維持するが、内部の流体のみ重力の変化に応じて一方向に傾く。
【００４９】
ここで、前記回動体３４１は、平地にある場合、流体が平衡を維持するため、ブレーキが動作しない状態となり、下りの傾斜を移動する場合、流体タンクは姿勢が固定された状態であるため、内部の流体のみ重力によって一端は高さが低く、他端は高さが高い傾いた状態に変化し、前記回動体３４１が浮力を維持するために、一端が高さが低くなり、これにより、減速ブレーキケーブル３２３に引っぱる張力が発生し、ブレーキケーブルが締め付けられて、減速ブレーキ１０が動作することになる。
【００５０】
逆に、上りの傾斜を移動する場合、流体タンクは姿勢が固定された状態であるため、内部の流体のみ重力によって一端は高さが高く、他端は高さが低い逆に傾いた状態に変化し、前記回動体３４１が浮力を維持するために、他端が高さが低くなり、これにより、ラッチブレーキケーブル３３３に引っ張る張力が発生し、ラッチバー２３０が動作して、ラッチブレーキのラッチにかかり、ラッチブレーキ２０が動作することになる。
【００５１】
図１３は、別の実施例に係るブレーキシステムを概略的に示す構成図であり、図１４及び図１５は、図１３のブレーキ制御システムの下りの傾斜及び上りの傾斜における動作状態を示している。
【００５２】
図１３〜図１５の実施例は、減速ブレーキとラッチブレーキの配置が相違するだけで、具体的な動作及び効果は、図９〜図１２の実施例と同様である。
【００５３】
従って、図９〜図１２の実施例と区別される構成についてのみ説明することとする。
【００５４】
図９〜図１２の実施例は、同一軸上に減速ブレーキとラッチブレーキとが隣接する形態で構成されるのに対し、本実施例は、減速ブレーキとラッチブレーキとが異なる軸で平行に配置されることを特徴とする。
【００５５】
そして、流体タンク４０は、固定設置されるため、図９〜図１２の実施例と異なり、傾斜地の移動による地形変化に応じて流体タンクの姿勢（角度）が変わる構造（図１〜図２の実施例と同一）を有することを特徴とする。
【００５６】
また、本実施例は、減速ブレーキ及びラッチブレーキが各々ギアで車輪ギアと結合される形態で構成される。
【００５７】
車輪にギア山が形成された車輪ギア５１０が形成され、減速ブレーキとラッチブレーキは、各々ギアと結合されて、前記車輪ギアと噛合するように形成される。
【００５８】
より具体的には、前記減速ブレーキの外部にはギア山が形成され、第１のギア５２０と結合されて、車輪ギア５１０と噛合し、前記ラッチブレーキの外部にもギア山が形成され、第２のギア５３０と結合されて、車輪ギア５１０と噛合することになる。
【００５９】
以上で説明した本発明の詳細な説明では、本発明の好ましい実施例を参照して説明したが、本発明の保護範囲は、上記実施例に限定されるものではなく、当該技術分野の通常の知識を有する者であれば、本発明の思想及び技術領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更できることが理解できるであろう。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明に係るスマートブレーキ制御システムは、上り傾斜地または下り傾斜地における重力の変化を介して２つの異なるブレーキが択一的に自動動作することにより、上りや下りなどの傾斜地の移動における事故を未然に防止することができる卓越した効果が発生するため、車輪を備えた移動手段のブレーキ産業に非常に有用な発明である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
2019521287.tif 000018
2019521287.tif 000019
2019521287.tif 000020
2019521287.tif 000021