KR100414035B1

KR100414035B1 - 마찰 댐퍼 및 이 마찰 댐퍼를 구비한 자동차의 페달 장치

Info

Publication number: KR100414035B1
Application number: KR10-1999-0009167A
Authority: KR
Inventors: 고지마마사미츠; 이가라시요시테루
Original assignee: 오일레스고교 가부시키가이샤
Priority date: 1998-03-20
Filing date: 1999-03-18
Publication date: 2004-01-07
Also published as: EP1890051B1; DE69937812D1; US6450062B2; EP0943835B1; DE69927728D1; DE69937812T2; CN1229739A; US6240801B1; EP1602852A3; EP0943835A3; US6467370B2; EP0943835A2; EP1602852A2; EP1890051A1; EP1602852B1; DE69927728T2; US20010022113A1; US20010011487A1; KR19990078018A; DE69942709D1

Abstract

마찰 댐퍼는, 저부를 갖는 원통체와, 이 원통체 내에, 그 원통체에 대하여 그 축방향으로 이동 가능하며, 그 축의 둘레 방향으로는 회전되지 않도록 설치된 가동체와, 일단이 원통체의 저부에, 타단이 가동체에 각각 맞닿아 가동체와 원통체의 저부 사이에 설치된 코일 스프링과, 원통체 내에, 가동체에 대면되고 또한 원통체에 대하여 그 축의 둘레에서 상대회전 가능하게 설치된 회전체와, 이 회전체의 원통체에 대한 상대회전시 마찰저항력을 발생시킴과 동시에, 코일 스프링의 탄성력에 반발하여 가동체를 회전체로부터 축방향으로 이격시켜 원통체의 저부에 접근시키고, 코일스프링의 탄성력을 증대시킴으로써, 상기 마찰저항력을 증대시키는 마찰저항력 발생 기구를 구비하고 있다.

Description

마찰 댐퍼 및 이 마찰 댐퍼를 구비한 자동차의 페달 장치{FRICTION DAMPER AND PEDAL DEVICE FOR VEHICLE HAVING THE FRICTION DAMPER}

본 발명은, 마찰 댐퍼, 특히 자동차의 엑셀 페달, 브레이크 페달, 클러치 페달 등에 적절한 제동을 가하는데 적합한 마찰 댐퍼 및 이 마찰 댐퍼를 구비한 페달 장치에 관한 것이다.

자동차의 엑셀 페달, 브레이크 페달 또는 클러치 페달 등을 포함하는 페달 장치는 밟기 가능한 상한 위치에 설치된 페달과, 페달이 밟혔을 때 상한 위치로 복귀하는 방향으로 페달을 가압하는 코일 스프링으로 이루어진 바이어스 수단을 구비하고 있다.

예컨대, 엑셀 페달을 포함하는 페달 장치는 엑셀 페달을 밟음으로써, 가솔린 엔진의 경우에는 스로틀을 개폐하고, 디젤 엔진의 경우에는 연료 분사 장치를 작동시키는데, 종래에는 이 스로틀의 개폐 또는 연료 분사 장치의 작동을 위해, 엑셀 페달과 스로틀 또는 엑셀 페달과 연료분사장치는 엑셀 와이어 케이블에 의해 연결되어 있으며, 엑셀 페달은 그 밟기에 의해 엑셀 와이어 케이블을 인장시키도록 되어 있다.

따라서, 엑셀 페달에는 그것이 밟혔을 때 코일 스프링의 탄발 반력과 엑셀 와이어 케이블의 인장 반력이 가해진 값의 반력(저항력)이 작용한다.

한편, 자동차의 저연비화, 이산화탄소의 저감을 위해 자동차 엔진의 연료 분사의 정밀한 제어가 필요하고, 이에 따라 엑셀 페달의 밟기에 의한 스로틀 밸브 개방도조정 등의 연료 분사 제어를 전자적으로 실시하는 것이 실용화되고 있다.

엔진의 연료분사를 전자 제어하는 자동차에서는, 엑셀 페달과 스로틀 밸브 사이에 설치되는 엑셀 와이어 케이블이 보통 생략되는데, 이 엑셀 와이어레스 자동차에서는 엑셀 와이어 케이블이 설치된 자동차에 비하여, 페달을 밟는 힘에 대한 반력이 다르므로, 엑셀 와이어 케이블이 설치된 자동차에 익숙해진 일반 운전자가 엑셀 와이어레스 자동차를 운전하게 되면, 엑셀을 지나치게 밟아 연료소비량이 증가할 우려가 있다.

페달을 밟는 힘에 대하여 커다란 반력을 얻기 위해 페달아암을 초기 회동 위치로 복귀시키는 리턴 스프링의 반발력을 그저 크게하면, 정속 주행시에 리턴 스프링으로부터의 큰 반력에 의해 페달을 밟는 발에 쉽게 피로를 느낄 우려가 있다.

그 해결책으로서, 일단을 코일 스프링을 통해 종단시킴과 동시에, 고정된 나선관 내를 통과시킨 더미 케이블의 타단에 페달아암을 연결하고, 상기 더미 케이블에 의해 종래의 엑셀 와이어가 설치된 것과 같은 페달을 밟는 힘에 대하여 히스테리시스 특성을 갖는 반력이 얻어지도록 하는 방법이 제안되고 있는데, 이 더미 케이블을 이용하는 방법은, 더미 케이블을 설치하기 위한 비교적 큰 스페이스를 필요로 하기 때문에, 트럭이나 RV차와 같이 스페이스에 충분한 여유가 있는 대형차량에만 채용할 수 있고, 또한 더미 케이블에 의한 반력 조정은, 여러 요인이 관련되어있기 때문에 비교적 곤란하고, 바라는 값을 설정하기 위해서는 제조 비용이 상승할 우려가 있다. 또한 히스테리시스 특성을 얻기 위해 금속제의 더미 케이블을 관의 수지피복 내면으로 슬라이딩시켜, 금속제의 더미 케이블과 관의 수지 피복 내면과의 사이에 슬라이딩 저항을 발생시키고 있는데, 이 슬라이딩에 의한 마모로 인해 장기간의 사용시 많은 특성 변화가 생길 우려가 있다.

이상의 문제는 엑셀 페달에 한하여 생기는 것이 아니라, 예컨대 브레이크 페달 또는 클러치 페달에 있어서, 상기한 바와 같은 더미 케이블 등을 이용하여 적당한 회동 저항을 발생시키는 경우에도 발생할 수 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 엑셀 와이어 케이블 및 더미 케이블을 이용하지 않고, 페달에 작용하는 반력에 관한 히스테리시스 특성을 바라는 값으로 간단히 설정할 수 있는 페달 장치 및 이 페달 장치에 사용하기에 적합한 마찰 댐퍼를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 페달을 밟는 힘에 대하여 적당한 반력을 얻을 수 있고, 또한 더미 케이블과 비교하여 콤팩트하게 설치할 수 있으며, 히스테리시스 특성을 갖는 반력 조정을 매우 간단하게 실시할 수 있어, 특성 변화가 적은 페달 장치 및 이 페달 장치에 사용하기에 적합한 마찰 댐퍼를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 반력의 크기를 변화시킬 수 있는 마찰 댐퍼 및 이마찰 댐퍼를 이용한 페달 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상대적인 회전 변위에 따라 저항 토크의 값을 변화시킬 수 있는 마찰 댐퍼 및 이 마찰 댐퍼를 이용한 페달 장치를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명의 자동차 페달 장치의 바람직한 구체예를 나타낸 정면 단면도이다.

도 2는 도 1에 도시한 구체예의 좌측면도이다.

도 3은 도 1에 도시한 구체예의 댐퍼의 상세단면도이다.

도 4는 도 3에 도시한 댐퍼의 우측면도이다.

도 5는 도 3에 도시한 댐퍼 가동체의 좌측면도이다.

도 6은 마찰저항력 발생수단의 돌기, 오목부 및 단차부를 생략한 도 5에 도시한 VI-VI선의 단면도이다.

도 7의 (a)는 도 3에 도시한 댐퍼 가동체의 우측면도이고, (b)는 가동체에 일체로 형성된 마찰저항력 발생수단의 돌기, 오목부 및 단차부를 전개하여 나타낸 설명도이다.

도 8의 (a)는 도 3에 도시한 댐퍼의 회전체의 좌측면도이고, (b)는 회전체에 일체로 형성된 마찰저항력 발생수단의 돌기, 오목부 및 단차부를 전개하여 나타낸 설명도이다.

도 9는 도 3에 도시한 댐퍼의 회전체의 우측면도이다.

도 10은 마찰저항력 발생수단의 돌기, 오목부 및 단차부를 생략한 도 9에 도시한 X-X선의 단면도이다.

도 11은 도 1 및 도 3에 도시한 예의 댐퍼의 동작설명도이다.

도 12는 본 발명의 댐퍼의 바람직한 다른 구체예의 단면도이다.

도 13은 본 발명의 댐퍼의 바람직한 또 다른 구체예의 단면도이다.

도 14는 본 발명의 페달 장치의 바람직한 다른 구체예의 평면도이다.

도 15는 도 14의 구체예의 우측면도이다.

도 16a는 제14도에 도시한 마찰 댐퍼의 좌단면도이고, 도 16b는 도 14의 예의 엑셀 페달을 밟아 코일 스프링이 압축된 상태의 마찰 댐퍼의 도 16d에 도시한 B-B선의 단면도이고, 도 16c는 도 14의 예의 엑셀 페달로부터 발을 뗀 상태에서 코일 스프링이 압축되어 있지 않은 상태의 마찰 댐퍼의 도 16d에 도시한 C-C선의 단면도이다.

도 17은 도 14의 예의 마찰 댐퍼를 구성하는 부재의 설명도이고, 상단은 각부재의 측면도이며, 하단은 각부재의 단면 또는 정면도이다.

도 18은 도 14의 예의 제1의 가변판과 제2의 가변판의 사시도이다.

도 19는 도 14의 예의 마찰 댐퍼에 있어서, 잠금 캡을 내측부재로 빠지지 않도록 설치하는 다른 구체예의 단면도이다.

도 20a는 마찰 댐퍼의 다른 구체예의 좌단면도이고, 도 20b는 엑셀 페달로부터 발을 뗀 상태에서 코일 스프링이 압축되어 있지 않은 상태의 마찰 댐퍼의 다른 예로 도 20c에 도시한 B-B선의 단면이며, 도 20c는 마찰 댐퍼의 다른 예의 우단면도이다.

도 21은 도 20의 마찰 댐퍼를 구성하는 부재의 설명도이고, 상단은 각부재의 측면도이며, 하단은 각부재의 단면 또는 정면도이다.

도 22는 마찰 댐퍼의 또 다른 예의 단면도이다.

도 23은 마찰 댐퍼의 또 다른 예의 단면도이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 제1 형태의 마찰 댐퍼는, 저부를 갖는 원통체와, 이 원통체 내에, 그 원통체에 대하여 그 축방향으로 이동 가능하며 그 축의 둘레 방향으로는 회전되지 않도록 설치된 가동체와, 일단이 원통체의 저부에, 타단이 가동체에 각각 맞닿아 가동체와 원통체의 저부 사이에 설치된 스프링 수단과, 원통체내에, 가동체에 대면되고, 또한 원통체에 대하여 그 축의 둘레에서 상대회전 가능하게 설치된 회전체와, 이 회전체의 원통체에 대한 상대회전시 마찰저항력을 발생시킴과 동시에, 스프링 수단의 탄성력에 반발하여 가동체를 회전체로부터 축방향으로 이격시키고 원통체의 저부에 접근시켜, 스프링 수단의 탄성력을 증대시킴으로써, 상기 마찰저항력을 증대시키는 마찰저항력 발생 수단을 구비하고 있다.

또한 본 발명에 따른 제2 형태의 마찰 댐퍼는, 축형상으로 연장되어 있는 내측부재와, 상기 내측부재와 동축상에서 내측부재의 외측에 설치되는 통형의 외측부재와, 내측부재의 반경방향의 외측에서 외측부재의 반경방향의 내측의 환상 공간에 설치된 마찰결합수단과, 환상 공간에 설치된 탄성수단과, 환상 공간에 설치된 탄성력 가변수단을 구비하고, 마찰결합수단은 내측부재와 일체로 회전하는 제1부분과, 외측부재와 일체로 회전하며 제1부분에 대하여 축방향에서 접촉 가능하게 설치된제2부분을 구비하며, 상기 탄성수단은 제1부분과 제2부분을 접촉시켜 압압하는 방향으로 바이어스시키도록 구성되며, 탄성력 가변수단은 내측부재와 외측부재의 상대적인 회전변위에 따라 탄성수단의 탄성력을 가변하도록 구성되어 있다.

본 발명에 따른 제2 형태의 마찰 댐퍼에 의하면, 내측부재와 외측부재 사이에 상대적인 회전변위가 생기면, 제1부분과 제2부분을 압압하는 탄성수단의 가압력이 탄성력 가변 수단에 의해 변화된다.

본 발명에 따른 제3 형태의 마찰 댐퍼는, 제2 형태의 마찰 댐퍼에 있어서, 내측부재의 중심에, 축방향으로 연장되어 있는 축삽입용 홀이 관통 형성되어 있다.

본 발명에 따른 제4 형태의 마찰 댐퍼는, 제2 내지 제3 형태 중 어느 하나의 마찰 댐퍼에 있어서, 내측부재의 축방향의 단차부에, 반경방향의 외측으로 돌출되는 플랜지부가 형성되고, 제1부분은 상기 플랜지부에 의해 구성되어 있다.

본 발명에 따른 제5 형태의 마찰 댐퍼는, 제2 내지 제4 형태 중 어느 하나의 마찰 댐퍼에 있어서, 상기 환상 공간에는 내측부재와 일체로 회전되는 마찰판이 축방향으로 이동 가능하게 설치되고, 상기 제1부분은 상기 마찰판에 의해 구성되어 있다.

본 발명에 따른 제6 형태의 마찰 댐퍼는, 제2 내지 제5 형태 중 어느 하나의 마찰 댐퍼에 있어서, 상기 외측부재는 원통부를 구비하며, 원통부의 길이 방향의 일단은 개방된 개방단으로 형성됨과 동시에, 원통부의 길이 방향의 타단에 반경 방향의 내측으로 돌출되는 플랜지부가 형성되고, 상기 제2부분은 플랜지부에 의해 구성되어 있다.

본 발명에 따른 제7 형태의 마찰 댐퍼는, 제2 내지 제6 형태 중 어느 하나의 마찰 댐퍼에 있어서, 상기 환상 공간에는 외측부재와 일체로 회전되는 마찰판이 축방향으로 이동 가능하게 설치되고, 제2부분은 마찰판에 의해 구성되어 있다.

본 발명에 따른 제8 형태의 마찰 댐퍼는, 제2 내지 제7 형태 중 어느 하나의 마찰 댐퍼에 있어서, 상기 탄성수단이 상기 환상 공간에서 마찰결합수단과 탄성력 가변수단과의 사이에 배치되고, 탄성력 가변수단은 내측부재와 외측부재의 상대적인 회전변위에 따라서, 탄성수단이 수용되는 축방향을 따라 스페이스를 조절하도록 구성되어 있다.

본 발명에 따른 제9 형태의 마찰 댐퍼는, 제2 내지 제8 형태 중 어느 하나의 마찰 댐퍼에 있어서, 상기 탄성력 가변수단은 상기 마찰결합수단으로부터 이격되는 방향으로의 움직임을 규제하는 규제수단이 마련되어 있다.

본 발명에 따른 제10 형태의 마찰 댐퍼는, 제9 형태의 마찰 댐퍼에 있어서, 상기 탄성력 가변수단은, 상기 내측부재에 일체적으로 결합된 환상의 내측가변부재와, 상기 내측가변부재에 대향하도록 배치되어 상기 외측부재에 일체적으로 결합된 환상의 외측가변부재와, 상기 내측가변부재에 외측가변부재와 대향하는 면에 형성된 캠부와, 상기 외측가변부재에 내측가변부재와 대향하는 면에 형성된 캠부를 구비하고, 상기 양 캠부는 내측부재와 외측부재의 상대적인 회전변위에 따라 축방향으로의 내측가변부재와 외측가변부재 사이의 거리를 조절하도록 구성되어 있다.

본 발명에 따른 제11 형태의 마찰 댐퍼는, 제2 내지 제8 형태 중 어느 하나의 마찰 댐퍼에 있어서, 상기 탄성력 가변수단은 상기 내측부재 또는 외측부재의일측에 나사 결합됨과 동시에, 상기 내측부재 또는 외측부재의 타측에 회전 불가능하게, 또한 축방향으로 이동 가능하게 결합된 가변부재에 의해 구성되어 있다.

본 발명에 따른 제12 형태의 마찰 댐퍼는, 제2 내지 제11 형태 중 어느 하나의 마찰 댐퍼에 있어서, 상기 내측부재는 회전하는 축에 그 축과 일체로 회전 가능하게 결합되고, 상기 외측부재는 상기 축을 회전 가능하게 지지하는 부재에 회전 불가능하게 결합되며, 상기 제2부분은 상기 외측부재와 함께 회전 불가능하게 되어 있다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 제13 형태의 페달 장치는, 지지 프레임에 회동 가능하게 지지된 페달아암과, 이 페달아암을 초기 회동 위치로 회동 바이어스시키는 제1 스프링 수단과, 페달아암의 회동에 저항력을 부여하는 댐퍼를 구비하고 있으며, 댐퍼는, 저부를 갖는 원통체와, 이 원통체 내에, 그 원통체에 대하여 그 축방향으로 이동 가능하며 그 축의 둘레 방향으로는 회전되지 않도록 설치된 가동체와, 일단이 원통체의 저부에, 타단이 가동체에 각각 맞닿아 가동체와 원통체의 저부 사이에 설치된 제2 스프링 수단과, 원통체 내에, 가동체에 대면되고 또한 원통체에 대하여 그 축의 둘레로 상대회전 가능하게 설치된 회전체와, 이 회전체의 원통체에 대한 상대 회전시 상기 저항력으로서 마찰저항력을 발생시킴과 동시에, 제2 스프링 수단의 탄성력에 반발하여 가동체를 회전체로부터 축방향으로 이격시키고 원통체의 저부에 접근시켜, 제2스프링 수단의 탄성력을 증대시킴으로써, 상기 마찰저항력을 증대시키는 마찰저항력 발생 수단을 구비하고 있고, 페달아암의 회동이 원통체와 회전체 사이의 상대적인 회전으로 전달되도록 되어 있다.

본 발명에 따른 제13 형태의 페달 장치에 의하면, 페달 밟기에 의한 페달아암의 회동으로 회전체가 원통체에 대하여 상대적으로 회전되면, 마찰저항력발생수단에서 증대되는 마찰저항력이 발생하고, 페달 밟기가 해제되어 회전체가 원통체에 대하여 상대적으로 역회전되면, 마찰저항력발생수단에서 마찰저항력이 작아지므로 이 히스테리시스 특성을 가진 마찰저항력에 의해 페달아암의 회동에 마찬가지 히스테리시스 특성을 갖는 저항력이 부여되고, 이 저항력에 의해, 예컨데 엑셀 페달을 너무 밟아 연료를 과다 소비하는 것을 방지한다.

본 발명에 따른 제14 형태의 페달 장치는, 제13 형태의 페달 장치에 있어서, 마찰저항력 발생 수단은 가동체에 대항되는 회전체의 일측면에, 축방향으로 가동체의 일측면을 향하여 돌출되어 일체로 형성된 돌기와, 회전체에 대면되는 가동체의 일측면에, 축방향으로 회전체의 일측면을 향하여 돌출되어 일체로 형성된 돌기를 구비하고 있으며, 양 돌기끼리는 면접촉하도록 되어 있다.

제14 형태의 페달 장치에 의하면, 마찰저항력 발생수단을 가동체와 회전체의 사이에 배치하고, 가동체와 회전체의 각각에 일체 형성된 돌기로 구성하기 위해서, 매우 콤팩트한 것으로 할 수 있고, 작은 스페이스를 효율적으로 이용하여 설치할 수 있으며, 또한 양 돌기를 상호 면접촉시키기 위해, 그 접촉면에 있어서의 마찰계수를 적절히 설정함으로써 개략적으로 페달아암의 회동에 부여할 수 있는 히스테리시스 특성을 갖는 저항력을 결정할 수 있고, 반력 조정을 매우 간단히 실시할 수 있다.

본 발명에 따른 제15 형태의 자동차의 페달 장치는, 제13 또는 제14 형태의페달 장치에 있어서, 마찰저항력 발생 수단은 가동체에 대면되는 회전체의 일측면에 형성된 경사면과, 회전체에 대면되는 가동체의 일측면에 형성되어 상기 경사면에 면접촉하는 경사면을 구비하고 있다.

본 발명에 따른 제15 형태의 페달 장치에 의하면, 마찰저항력 발생수단이 회전체의 일면에 형성된 경사면과 회전체에 대면되는 가동체의 일면에 형성된 경사면에서의 마찰계수를 적절히 설정함으로써 개략적으로 페달아암의 회동에 부여할 수 있는 히스테리시스 특성을 갖는 저항력을 결정할 수 있으므로 반력 조정을 매우 간단히 실시할 수 있다.

본 발명에 따른 제16 형태의 페달 장치에 의하면, 제13 형태 내지 제15 형태 중 어느 하나의 페달 장치에 있어서, 마찰저항력 발생 수단은 회전체의 타측면에 면접촉하는 고정면을 구비하고 있다.

본 발명에 따른 제16 형태의 페달 장치에 의하면, 회전체의 타측면과 고정면에 있어서의 마찰계수를 적절히 설정함으로써 개략적으로 페달아암의 회동에 부여할 수 있는 히스테리시스 특성을 갖는 저항력을 결정할 수 있으므로, 제15 형태의 페달 장치와 마찬가지로 반력 조정을 매우 간단하게 실시할 수 있다.

또한, 제16 형태의 페달 장치에 있어서, 서로 면접촉하는 회전체의 타측면과 고정면의 각각을 제15 형태의 페달 장치와 마찬가지로 경사면에 형성하여도 무방하다.

본 발명에 따른 제17 형태의 페달 장치는, 제16 형태의 페달 장치에 있어서, 고정면이 원통체에 형성되어 있다.

본 발명에 따른 제17 형태의 페달 장치에 의하면, 고정면을 원통체에 형성하고 있기 때문에, 더욱 콤팩트하게 형성할 수 있다. 또한, 고정면을 원통체에 형성하는 대신에 지지 프레임 또는 페달아암에 형성하더라도 무방하다.

본 발명에 따른 제18 형태의 자동차의 페달 장치는, 제13 형태 내지 제17 형태 중 어느 한 형태의 페달 장치에 있어서, 원통체의 저부는 축방향에 관하여 위치 결정 조정이 가능하게 되어 있다.

본 발명에 따른 제18 형태의 페달 장치에 의하면, 원통체의 저부를 축방향에 관하여 위치 결정을 조정할 수 있으므로, 제2 스프링 수단에 의해 발생되는 초기 탄성력, 다시 말해서 초기저항력을 임의로 조정, 설정할 수 있고, 최적의 초기저항력을 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 제19 형태의 자동차의 페달 장치는, 제13 형태 내지 제18 형태 중 어느 한 형태의 페달 장치에 있어서, 제2 스프링 수단은 동심으로 설치된 적어도 2개의 코일 스프링을 구비하고 있고, 이 적어도 2개의 코일 스프링은 그 탄성계수가 서로 다른 것으로 이루어진다.

제2 스프링 수단으로는 고무 또는 판 스프링을 이용한 것 등의 어떤 것이라도 무방하며, 바람직하게는 적어도 한개의 코일 스프링을 구비하여 구성함으로써, 내구성이 뛰어나고 또한 구조를 간단히 할 수 있고, 또한 제7 형태의 페달 장치와 같이, 탄성계수가 서로 다른 적어도 2개의 코일 스프링으로 제2 스프링 수단을 구성하면, 한쪽의 코일 스프링을 미세 조정용으로 이용할 수 있고, 저항력의 설계, 조정을 간단히 이룰 수 있으므로, 이러한 관점에서 매우 바람직하다.

본 발명에 따른 제20 형태의 자동차의 페달 장치는, 제13 내지 제19 중 어느 한 형태의 장치에 있어서, 페달아암은 엑셀 페달아암이다.

본 발명에 따른 자동차의 페달 장치에 있어서는, 페달아암의 회동은 원통체와 회전체의 어느 한쪽에 전달되도록 구성되어도 무방하지만, 바람직하게는 회전체에 전달되도록 구성하여, 이 경우에는 원통체가 프레임에 고정 지지되고, 원통체에 페달아암의 회동이 전달되는 경우 회전체는 프레임에 고정 지지된다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 제21 형태의 페달 장치는, 지지 프레임에 의해 지지된 회전축과, 밟기 가능한 상한 위치에 설치되어 상기 회전축을 중심으로 요동하는 엑셀 페달과, 상기 엑셀 페달이 밟힐 때 엑셀 페달의 밟기를 방해하는 방향으로 저항을 발생시키는 저항수단과, 상기 상한 위치에서 엑셀 페달이 밟힐 때 상기 상한 위치로 복귀하는 방향으로 상기 엑셀 페달을 가압하는 바이어스수단을 구비하고 있고, 상기 저항수단은 상기 엑셀 페달의 요동에 따라 회전하는 부분이 정지하는 부분에 대해 접촉하여 저항을 발생시키는 마찰 댐퍼로 구성되어 있다.

본 발명에 따른 제22 형태의 페달 장치는, 제21 형태의 페달 장치에 있어서, 상기 회전축은 서로 대향하는 지지 프레임에 의해 지지되고, 상기 마찰 댐퍼는 상기 서로 대향하는 지지 프레임 사이의 공간 내에 배치되어 있다.

본 발명에 따른 제23 형태의 페달 장치는, 제21 또는 제22 형태의 페달 장치에 있어서, 상기 마찰 댐퍼는 상기 회전축과 동축상에 배치되어 있다.

본 발명에 따른 제24 형태의 페달 장치는, 제21 내지 제22 형태 중 어느 하나의 페달 장치에 있어서, 상기 마찰 댐퍼는 상기 엑셀 페달의 요동 변위의 여부에 관계없이 일정값의 토크가 발생하도록 구성되어 있다.

본 발명에 따른 제25 형태의 페달 장치는, 제21 내지 제23 형태 중 어느 하나의 페달 장치에 있어서, 상기 마찰 댐퍼는 상기 엑셀 페달의 요동 변위에 따라 토크의 값이 변하도록 구성되어 있다.

본 발명에 따른 제26 형태의 페달 장치는, 제21 형태의 페달 장치에 있어서, 상기 회전축은 지지 프레임에 의해 회전 가능하게 지지되고, 또한 엑셀 페달의 요동에 연동되어 회전하도록 설치되며, 상기 마찰 댐퍼는 상기 회전축과 동축상에 배치되고, 상기 마찰 댐퍼는 상기 회전축이 그 내부에 삽입되어 회전축과 동축상에서 회전축과 일체로 회전하는 내측부재와, 상기 내측부재와 동축상에서 내측부재의 외측에 회전 불가능하게 설치되는 통형의 외측부재와, 상기 내측부재의 반경방향의 외측에서 외측부재의 반경방향의 내측의 환상 공간에 설치된 마찰결합수단과, 상기 환상 공간에 설치된 탄성수단을 구비하며, 상기 마찰결합수단은 상기 내측부재와 일체로 회전하는 제1부분과, 회전 불가능하고 상기 제1부분에 접촉 가능하게 설치된 제2부분으로 구성되며, 상기 탄성수단은 상기 제1부분과 제2부분을 접촉시켜 압압하는 방향으로 가압하도록 구성되어 있다.

본 발명에 따른 제27 형태의 페달 장치는, 제21 형태의 페달 장치에 있어서, 상기 회전축은 지지 프레임에 의해 회전 가능하게 지지되고, 또한 엑셀 페달의 요동에 연동되어 회전하도록 설치되며, 상기 마찰 댐퍼는 상기 회전축과 동축상에 배치되고, 상기 마찰 댐퍼는 상기 회전축이 그 내부에 삽입되어 회전축과 동축상에서회전축과 일체로 회전하는 내측부재와, 상기 내측부재와 동축상에서 내측부재의 외측에 회전 불가능하게 설치되는 통형의 외측부재와, 상기 내측부재의 반경방향의 외측에서 외측부재의 반경방향의 내측의 환상 공간에 설치된 마찰결합수단과, 상기 환상 공간에 설치된 탄성수단과, 상기 환상 공간에 설치된 탄성력 가변수단을 구비하며, 상기 마찰결합수단은 상기 내측부재와 일체로 회전하는 제1부분과, 회전 불가능하고 상기 제1부분에 접촉 가능하게 설치된 제2부분으로 구성되고, 상기 탄성수단은 상기 환상 공간에서 상기 마찰결합수단과 상기 탄성력 가변수단과의 사이에 배치되며, 상기 제1부분과 제2부분을 접촉시켜 압압하는 방향으로 가압하도록 구성되고, 상기 탄성력 가변수단은 내측부재와 외측부재의 상대적인 회전변위에 따라 탄성수단이 수용되는 축방향을 따라 스페이스를 조절하도록 구성되어 있다.

본 발명에 따른 제28 형태의 페달 장치는, 제21 내지 제27 형태 중 어느 하나의 페달 장치에 있어서, 상기 저항 수단이 상기 바이어스 수단을 포함하여 구성되어 있다.

본 발명의 제21 내지 제28 형태의 페달 장치에 의하면, 저항수단이 마찰 클러치로 구성되어 있고, 마찰 클러치에서 발생하는 저항의 증감의 조정은 간단히 이루어지며, 따라서, 페달 장치에 있어서의 히스테리시스 특성을 바라는 값으로 간단히 설정할 수 있다.

또한, 본 발명의 장치에 있어서의 페달아암으로는, 바람직하게는 상기한 바와 같은 엑셀 페달아암이 있지만, 이 대신에 브레이크 페달아암 또는 클러치 페달아암 등 어떤 것이라도 무방하다.

본 발명의 마찰 댐퍼에 의하면, 내측부재와 외측부재의 상대적인 회전 변위에 따라 토크의 값을 변화시킬 수 있으므로, 내측부재와 외측부재의 상대적인 회전변위에 따라 토크의 값을 변화시키고자 하는 곳에 이용할 수 있다.

본 발명의 페달 장치에 의하면, 페달을 밟는 힘에 대하여 적당한 반력을 얻을 수 있고, 또한 더미 케이블에 비하여 콤팩트하게 설치할 수 있으며, 히스테리시스 특성을 가진 반력 조정을 매우 간단히 실시할 수 있다.

또한 본 발명의 페달 장치에 의하면, 케이블을 이용하지 않고 히스테리시스 특성을 바라는 값으로 간단히 설정할 수 있다.

이하, 본 발명의 마찰 댐퍼 및 이 마찰 댐퍼를 구비한 페달 장치를 도면에 도시한 차, 특히 자동차의 엑셀 페달 장치에 적용한 구체예를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 10에 있어서, 본 예의 자동차 페달 장치(1)는, 지지 프레임(2)과, 지지 프레임(2)에 축심(A)을 중심으로하여 R 방향으로 회동 가능하게 지지된 페달아암, 본 예에서는 엑셀 페달아암(3)과, 엑셀 페달아암(3)을 초기 회동 위치로 회동 가압하는 스프링 수단(4)과, 엑셀 페달(10)의 엑셀 페달아암(3)의 R 방향의 회동에 저항력을 부여하는 저항 수단으로서의 댐퍼(5)와, 엑셀 페달아암(3)을 초기 회동 위치에서 그 회동을 정지시키는 스토퍼(미도시)를 구비하고 있다.

페달 장치(1)에 있어서는, 엑셀 페달아암(3)과 스로틀의 사이, 또는, 엑셀 페달아암(3)과 연료분사장치의 사이를 연결하는 엑셀 와이어 케이블을 이용하지 않고, 엑셀 와이어 케이블이 연결되어 있던 스로틀이나 연료분사장치 부위에 액튜에이터가 연결되어 있고, 엑셀 페달아암(3)의 회동 변위는, 투광기(6), 수광기(7) 및 외주에 슬릿이 형성되어, 후술하는 회전축(14)과 함께 회전되는 원판(8) 등으로 이루어진 각도 검출기(9)에 의해 검출되며, 스로틀이나 연료분사장치 부위에 연결된 액튜에이터는, 검출기(9)로부터의 검출신호에 따라 전자제어장치를 통해 구동되며, 이에 따라 스로틀이나 연료분사장치는, 엑셀 페달아암(3)의 회동 변위에 따라 작동되게 되어 있다.

지지 프레임(2)은 차체(11)에 리벳 또는 볼트(12) 등에 의해 그 저판부(13)에서 고정되어 있고, 회전축(14)을 그 양측벽부(15, 16)에서 회전 가능하게 지지하고 있다.

페달(20)과 페달(20)이 선단에 고착된 엑셀 페달아암(3)을 구비하는 엑셀 페달(1O)에 있어서, 엑셀 페달아암(3)은 회전축(14)에 용접 등에 의해 고착되고, 상기 회전축(14)을 통해 지지 프레임(2)에 R 방향으로 회동 가능하게 지지되어 있다.

스프링 수단(4)은, 본 예에서는, 나선형 코일 스프링(19)으로 이루어지며, 일단차부(17)가 지지 프레임(2)의 측벽부(15)에 결합되고, 측벽부(16)에 형성된 홀(30)을 통해 타단부(18)가 엑셀 페달아암(3)에 결합되며, 중간의 코일부가 양측벽부(15, 16) 사이의 회전축(14)에 간극을 두고 권회되어, 엑셀 페달아암(3)을 도 2의 R 방향에 있어서 반시계 방향으로 항상 탄성적으로 바이어스시키고 있다.

댐퍼(5)는, 지지 프레임(2)의 측벽부(15)에 볼트(21) 등에 의해 고정된 저부를 갖는 원통체(22)와, 원통체(22) 내에, 그 원통체(22)에 대하여 그 축(A)방향으로 이동 가능하고, 그 축(A) 주위의 방향, 즉 R 방향으로는 회전되지 않도록 설치된 원판상의 가동체(23)와, 일단(24)이 원통체(22)의 저부(25)에, 타단(26)이 가동체(23)에 각각 맞닿아 가동체(23)와 원통체(22)의 저부(25)와의 사이에 설치된 스프링 수단으로서의 코일 스프링(27)과, 원통체(22) 내에 가동 스프링 받이로서의 가동체(23)에 대면하고 또한, 원통체(22)에 대하여 그 축(A) 주위로 R 방향으로 회전 가능하게 설치된 회전체(28)와, 회전체(28)의 R 방향의 회전에 있어서 상기 저항력으로서의 마찰저항력을 발생시킴과 동시에, 코일 스프링(27)의 탄성력에 저항하여 가동체(23)를 회전체(28)로부터 축방향으로 이격시키고 원통체(22)의 저부(25)에 접근시켜 코일 스프링(27)의 탄성력를 증대시킴으로써, 상기 마찰저항력을 증대시키는 마찰저항력 발생수단(29)을 구비하고 있다.

본 예의 저부를 갖는 원통체(22)는, 원통부(3l)와, 원통부(31)의 일단면에 일체로 형성된 칼라부(32)와, 원통부(31)의 내주면(33)에 형성된 나사부(34)에 나사 결합하여, 원통부(31)의 타단부(35)에 고착된 고정 스프링 받이로서의 덮개(36)를 구비하고 있다.

원통부(31)는, 그 내주면(33)에, 나사부(34)에 더하여 축(A) 방향으로 연장 형성된 적어도 하나, 본 예에서는 6개의 홈(41)(2개만 도시)을 구비하고 있으며, 홈(41)은 R 방향에서 등각도 간격으로 배치되어 있다.

외경이 대략 타원형인 칼라부(32)는, 중앙에 관통공(42)을, 장축 방향의 양단부에 관통공(43, 44)을 각각 가지고 있으며, 관통공(43, 44)을 통과한 볼트(21) 등에 의해 칼라부(32)에 있어서 원통체(22)는 측벽부(15)에 고정 지지되어 있다.

원통체(22)의 저부(25)가 되는 덮개(36)는, 그 일단면(45)에 환상의 홈(46)을, 그 타단면(47)의 중앙에 육각형의 오목부(48)를, 둘레면(49)에 나사부(50)를 각각 가지고 있고, 홈(46)에 있어서 코일 스프링(27)의 일단(24)이 덮개(36)에 결합되어 있으며, 오목부(48)를 통해 회전 지그에 의해 덮개(36)는, 나사부(50)가 나사부(34)에 나사 결합되고, 원통부(31)의 타단부(35)에 체결되어, 고착되어 있다.

가동체(23)는, 도 5, 도 6 및 도 7에 상세히 도시된 바와 같이, 중앙에 관통공(55)을 갖는 원판상의 본체(56)와, 본체(56)의 외주면(57)에 일체로 형성된 적어도 한 개, 본 예에서는 6개의 돌기(58)와, 덮개(36)의 일단면(45)에 마주한 면(59)에 환상의 홈(60)을 구비하고 있고, 각 돌기(58)는 R 방향에 있어서 등각도 간격으로 배치되어 있으며, 각 홈(41)에 축(A)방향으로 이동 가능하게 배치되고, 이에 따라 가동체(23)는 축(A)방향으로 이동 가능하고 R 방향으로는 회전되지 않도록 되어 있으며, 홈(60)에 있어서 코일 스프링(27)의 타단(26)이 본체(56)에 결합되어 있다.

코일 스프링(27)은, 원통부(31) 내에 원통부(31)와 동심으로 또한 가동체(23)를 덮개(36)로부터 축(A)방향으로 이격시키도록, 탄성적으로 수축되어 배치되고 있다.

회전체(28)는, 도 8, 도 9 및 도 10에 상세하게 도시한 바와 같이, 원통부(65)와, 원통부(65)의 외주면(66)의 일단차부측에 일체로 형성된 환상판부(67)를 구비하고 있고, 원통부(65)의 일단측은 관통공(42)에 배치되어, 상기 관통공(42)을 규정하는 칼라부(32)의 내주면(64)에 R 방향으로 회전 가능하게 지지되어 있으며, 원통부(65)의 타단측은 관통공(55)을 통과하며, 또한 상기 관통공(55)을 규정하는 본체(56)의 내주면(68)과 축(A)방향 및 R 방향으로 상대적으로 슬라이딩 가능하게 접촉되어 연장되어 있고, 원통부(65)에는 그 중앙홀(69)에 있어서, 서로 대면되는 평탄면(70, 71)이 형성되어 있고, 평탄면(70, 71)에 의해 규정된 중앙홀(69)에 회전축(14)의 일단차부가 삽입되며, 이에 따라, 페달아암(3)의 R 방향의 회동이 회전축(l4)을 통해 회전체(28)로 전달되게 되어 있다.

마찰저항력 발생수단(29)은, 가동체(23)의 본체(56)의 환상면(81)에 대면되는 회전체(28)의 환상판부(67)의 환상면(82)의 외주측에, 축(A)방향으로 가동체(23)의 면(81)을 향하여 돌출되어 경사면(83)을 가지고 일체로 형성된 적어도 하나(본 예에서는 3개)의 돌기(84)와, 회전체(28)의 환상판부(67)의 면(82)에 대면되는 가동체(23)의 본체(56)의 면(81)의 외주측에, 축(A)방향으로 회전체(28)의 면(82)을 향하여 돌출되어 경사면(83)에 면접촉하는 경사면(85)을 가지고 일체로 형성된 적어도 하나(본 예에서는 3개)의 돌기(86)와, 회전체(28)의 환상판부(67)의 환형의 면(87)에 면접촉하도록, 원통체(22)의 칼라부(32)에 형성된 고정면(88)을 구비하고 있다.

3개의 돌기(84)는, 면(82)에 있어서 R 방향으로 등각도 간격으로 배치되고, 환상판부(67)에 일체적으로 형성되어 있으며, 마찬가지로 돌기(86)는 면(81)에 있어서 R 방향으로 등각도 간격으로 배치되고, 본체(56)에 일체로 형성되어 있으며, 경사면(83, 85)은, 서로 면접촉하도록 상호보완적으로 또한 바람직하게는 축(A)에 관하여 약45°로 경사지게 형성되어 있다.

면(81)에는 각각의 돌기(84)의 축(A)방향의 선단이 끼워지는 오목부(91)와,오목부(91)를 규정하는 단차부(92)가 돌기(86)에 연접하여 형성되어 있고, 면(82)에도 각각의 돌기(86)의 축(A)방향의 선단이 끼워지는 오목부(93)와, 오목부(93)를 규정하는 단차부(94)가 돌기(84)에 연접하여 형성되어 있으며, 단차부(92) 및 단차부(94)에 의해 경사면(83)과 경사면(85)의 초기 면접촉 위치가 규정되어 있다. 고정면(88)은, 본 예에서는, 칼라부(32)의 직경 방향의 내측으로 돌출되는 환상부(95)의 환상면으로 구성되어 있다.

이상의 페달 장치(1)에서는, 엑셀 페달(10)을 밟음으로써, 엑셀 페달아암(3)이 코일 스프링(16)의 탄성력에 대항하여 도 2의 R 방향에 있어서 시계방향으로 회동하면, 엑셀 페달아암(3)의 회동각을 검출하는 검출기(9)로부터의 검출신호를 수신하는 전자제어장치(미도시)에 의해 엔진에 대한 연료 분사가 촉진되어 자동차는 가속되며, 반대로 엑셀 페달(10)의 밟기를 해제함으로써, 엑셀 페달아암(3)이 코일 스프링(16)의 탄성력에 의해 도 2의 R 방향에 있어서 반시계 방향으로 회동하면, 전자제어장치(미도시)에 의해 엔진에 대한 연료분사가 감소되어 자동차는 감속된다.

페달 장치(1)에서는, 페달 밟기에 의한 엑셀 페달아암(3)의 회동으로, 회전축(14)을 통해 회전체(28)가 R 방향으로 회전되면, 돌기(84)도 R 방향으로 회전되고, 돌기(84)의 R 방향의 회전에 의해, 경사면(85)에서 경사면(83)으로 면접촉한 돌기(86)를 일체로 갖는 가동체(23)는, 도 11에 도시한 바와 같이, 축(A)방향에 있어서 코일 스프링(27)의 탄성력에 대항하여 저부(25)를 향하여 이동되고, 반대로 페달 밟기가 해제되면 코일 스프링(16)의 탄성력에 의해 엑셀 페달아암(3)은 원래의 위치로 복귀되며, 마찬가지로 가동체(23)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 원래의 위치로 복귀된다.

페달 장치(1)에서는, 페달을 밟음으로써, 코일 스프링(27)의 서서히 증대되는 탄성력에 의해 서로 압압된 경사면(83)과 경사면(85)에서의 마찰저항 및 면(87)과 고정면(88)에서의 마찰저항에 의해, 엑셀 페달아암(3)의 페달 밟기에 따라 회동에 적절한 서서히 증대하는 저항력(반력)이 부여되고, 더욱이 엑셀 페달를 너무 밟아서 연료를 필요 이상으로 소비하거나 폭주에 따른 사고 발생의 위험도 없앨 수 있으며, 또한 페달 밟기를 해제함으로써, 경사면(83)과 경사면(85)에서의 마찰 저항 및 면(87)과 고정면(88)에서의 마찰 저항은 극히 작아지고, 엑셀 페달아암(3)은 코일 스프링(16)의 탄성력에 의해 작은 저항력을 가지고 신속하게 초기 위치로 회동 복귀되게 된다.

페달 장치(1)에 의하면, 경사면(83)과 경사면(85)에서의 마찰 저항 및 면(87)과 고정면(88)에서의 마찰 저항에 의해 개략적으로 엑셀 페달아암(3)의 회동에 부여할 수 있는 저항력을 결정할 수 있기 때문에, 반력 조정을 매우 간단하게 실시할 수 있고, 또한 각각의 값을 적절히 설정함으로써, 매우 콤팩트하게 할 수 있고, 작은 스페이스를 효율적으로 이용하여 설치할 수 있다.

페달 장치(1)에 의하면, 원통체(22)의 저부(25)는 축(A)방향에 관하여 위치 결정을 조정할 수 있도록 원통부(31)에 나사 결합된 덮개(36)로 이루어져 있으므로, 코일 스프링(27)에 의해 발생되는 초기 탄성력, 즉 초기 저항력을 임의로 조정, 설정할 수 있어, 최적의 초기 저항력을 얻을 수 있다.

페달 장치(1)에 의하면, 코일 스프링(27)으로부터는 엑셀 페달아암(3)을 초기위치로 복귀시키는 복귀력이 거의 발생하지 않기 때문에, 정속 주행시에는 엑셀 페달아암(3)에 반력을 실질적으로 발생시키지 않으므로, 페달을 밟는 발에 조기 피로 현상을 발생시키지 않는다는 이점이 있다.

페달 장치(1)에 의하면, 코일 스프링(27)은 서로 상대적으로 회전하지 않는 가동체(23)와 원통체(22)의 저부(25) 사이에 설치되어 있기 때문에, 회전체(28)의 회전에도 뒤틀리지 않고, 또한 코일 스프링(27)이 뒤틀림에 의한 작동 불량 등의 문제점이 발생하지 않는다.

페달 장치(1)에 있어서, 원통체(22)를 엑셀 페달아암(3)에 고착하고, 회전체(28)를 지지 프레임(2)에 고착하여도 무방하다.

페달 장치(1)에 있어서는, 원통체(22)의 저부(25)를 원통부(31)와 별체의 덮개(36)로 구성하였지만, 도 12에 도시한 바와 같이, 원통부(31)와 덮개(36)를 일체로 형성하여도 되며, 또한 도 13에 도시한 바와 같이, 원통부(31)의 외주면(101)에 형성된 나사부(102)에, 덮개(36)의 내주면(103)에 형성된 나사부(104)를 나사 결합하여, 덮개(36)를 축(A)방향에 관하여 위치 결정을 조정할 수 있는 원통부(31)에 고착하여도 된다.

페달 장치(1)에 있어서는, 가동체(23)와 원통체(22)의 저부(25) 사이에 설치된 스프링 수단을 하나의 코일 스프링(27)으로 구성하였지만, 이것을, 도 13에 도시한 바와 같이, 동심으로 설치된 적어도 2개의 코일 스프링(111, 112)으로 구성하고, 이 적어도 2개의 코일 스프링(ll1 ,112)에 있어서, 한 쪽의 코일 스프링(111)의 탄성 계수를 비교적 크게하고, 다른 쪽의 코일 스프링(112)의 탄성 계수를 비교적 작게 하여 상호의 탄성 계수를 다르게 하거나, 작은 탄성 계수이지만 다양하게 다른 탄성계수를 갖는 코일 스프링(112)를 다수 준비하여 두고, 이들로부터 적절히 선택하여 반력조정용으로 이용하도록 하여도 된다. 이 경우, 가동체(23)의 본체(56)의 관통구멍(55)을 생략하고, 회전체(28)의 원통부(65)를, 본체(56)를 관통하지 않도록 축(A)방향에 대하여 짧게 형성하여도 무방하다.

이어서, 본 발명에 따른 엑셀 페달 장치의 또 다른 구체예를 설명하기로 한다. 도 14 및 도 15에 있어서, 본예의 엑셀 페달 장치(121)는 차체측에 고정되는 지지 프레임(2), 지지 프레임(2)에 요동가능하게 설치된 엑셀 페달(10), 엑셀 페달(10)을 상방으로 바이어스시키는 나선형 코일 스프링(19), 양측벽부(15, 16) 사이에 설치된 마찰 댐퍼(122) 등을 구비한다.

도 16 및 도 17에 상세히 도시한 바와 같이, 마찰 댐퍼(122)는, 축형상으로 연장되어 있는 내측부재(126)와, 내측부재(126)와 동심으로 내측부재(126)의 외측에 설치되는 통형의 외측부재(127)와, 내측부재(126)의 반경방향의 외측에서 외측부재(127)의 반경방향의 내측의 환상공간(l28)에 설치된 마찰수단(129)과, 마찰수단(129)을 축방향으로 바이어스시키는 탄성수단으로서의 코일 스프링(130)과, 마찰력에 의해 토크를 발생하는 마찰결합수단(131)과, 코일 스프링(130)의 탄성력을 벼화시키는 탄성력 가변수단(132)과, 하나 이상(본 예에서는 3개)의 초기 토크 설정용 와셔(133) 및 규제수단으로서의 잠금 캡(134) 등을 구비하고 있다.

내측부재(126)의 중심부에는 축방향으로 연장되어 있는 축관통용 홀(135)이관통 형성되고, 홀(135)의 단면은 회전축(14)과 동일하고 원의 일부를 절결한 형상으로 되어 있으며, 홀(135)에 회전축(14)이 삽입 통과됨으로써 내측부재(126)와 회전축(14)이 일체로 회전하게 되어 있다.

내측부재(126)의 축방향의 일단에는 반경방향의 외측으로 연장된 플랜지부(136)가 형성되고, 축방향의 타단에는 둘레방향으로 등간격을 두고 반경방향의 외측으로 돌출되는 4개의 볼록부(137)가 형성되어 있다. 내측부재(126)의 외주부에는 둘레방향으로 등간격을 두고 축방향으로 연장되는 4개의 오목부(138)가 상기 타단에서 개방되게 형성되어 있다.

외측부재(127)는 원통부(140)와, 원통부(140)의 축방향의 단차부에 반경방향의 내측으로 연장 형성된 플랜지부(14l)를 구비하고 있다.

원통부(14O)의 내주부에는 둘레방향으로 등간격을 두고 축방향으로 연장되어 있는 4개의 오목부(142)가 원통부(140)의 단차부에서 개방되게 형성되고, 플랜지부(141)의 외단면에는 축방향으로 돌출되는 2개의 다리부(143)가 형성되어 있다. 다리부(143)는, 도 14에 도시한 바와 같이, 측벽부(15)의 홀에 삽입되고, 이에 따라 측벽부(15)에 대하여 외측부재(127)가 회전 불가능하게 설치된다.

플랜지부(141)의 중심에는 홀이 관통 형성되고, 이 홀에 내측부재(126)가 삽입되며, 플랜지부(136, 141)끼리 맞닿은 상태에서, 외측부재(127)의 원통부(140)의 내측에서 내측부재(126)가 동심으로 연장됨으로써, 환상 공간(128)이 원통부(140)의 내측에서 내측부재(126)의 외측으로 형성되게 된다.

외측부재(127)가 측벽부(15)에 회전 불가능하게 설치됨으로써, 도 14에 도시한 바와 같이, 내측부재(126)의 플랜지부(136)가 외측부재(127)의 플랜지부(141)와 측벽부(15) 사이에 위치하며, 이에 따라 내측부재(126)는 축방향으로 이동 불가능하게, 즉, 외측부재(127)에 대하여 축방향으로 상대적으로 이동 불가능하게 설치된다.

환상공간(128)에 설치되는 마찰수단(129)은, 본 구체예에서는, 제1 내지 제5의 5종의 마찰판(151, 152, 153, l54, 155)을 구비하고 있다.

이들 마찰판(151 내지 155)은 각각 원판형상을 이루고 있고, 그들의 중심홀에 내측부재(126)가 삽입 통과되어 차례로 환상공간(128)에 설치되며, 마찰판(152)과 마찰판(l54)은 서로 동일한 형태의 마찰판으로 이루어진다.

마찰판(151, 153, 155)의 중심홀의 내주부에는, 둘레 방향으로 등간격을 두고 4개의 볼록부(156)와, 볼록부(156) 사이에 4개의 오목부(157)가 형성되고, 볼록부(156)는 내측부재(126)가 마찰판(151, 153, 155)의 중심홀에 삽입 통과한 상태에서 내측부재(126)의 오목부(138)에 결합하며, 이에 따라 마찰판(151, 153, 155)은 내측부재(126)와 일체로 회전하게 되어 있다. 오목부(157)는, 마찰판(151, 153, 155)을 내측부재(126)의 외주에 설치할 때, 내측부재(126)의 볼록부(137)를 통과시키기 위하여 형성되어 있다.

마찰판(152, 154)의 외주에는, 둘레방향으로 등간격을 두고 4개의 볼록부(158)가 형성되고, 볼록부(158)는 내측부재(126)가 외측부재(127)에 삽입 통과된 상태에서 외측부재(127)의 볼록부(142)에 결합하며, 이에 따라 마찰판(152, 154)은 외측부재(127)와 일체로 회전하도록 결합되는데, 본 구체예에서는, 외측부재(127)가 측벽부(15)에 회전 불가능하게 설치되므로, 마찰판(152, 154)도 회전하지 않고 외측부재(28)와 일체로 정지하게 된다.

후술하는 바와 같이 코일 스프링(130)에 의해 마찰수단(129)의 마찰판(151 내지 155)은, 플랜지부(141)에, 또한 상호 압압된 상태가 되고, 내측부재(126)가 회전함으로써, 플랜지부(141), 마찰판(152, 154)에 대하여 마찰판(151, 153, 155)이 회전함으로써, 마찰수단(129)은 내측부재(126)의 회전으로 마찰력을 발생시키고, 마찰 댐퍼(122)에 마찰저항 토크를 발생시킨다. 본 구체예로서는, 플랜지부(136, 141) 및 마찰수단(129)에 의해 마찰결합수단(131)이 구성되어 있다.

마찰판(151 내지 155)은, 예컨대 열가소성 수지 조성물로 형성되고, 열가소성 수지 조성물은 베이스 수지와, 이 베이스 수지에 첨가되는 제1의 첨가제와 제2의 첨가제로 구성된다. 베이스 수지는 폴리아세탈수지 또는 폴리페닐렌설파이드수지이고, 제1 첨가제는 올레핀계 중합체, 스틸렌계 중합체 및 불소계 중합체로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상이고, 제2 첨가제는, 윤활유, 왁스, 지방산, 흑연, 이황화몰리브덴 및 인산염으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상이다.

폴리아세탈수지로는, 폴리아세탈 호모폴리머 외에, 주쇄(主鎖)의 대부분이 옥시메틸렌 연쇄로 이루어지는 폴리아세탈 코폴리머를 사용할 수 있다. 또, 폴리아세탈을 공지된 방법으로 가교 또는 그래프트 공중합하여 변성시킨 수지도 사용할 수 있다.

구체적으로는, E·I·듀퐁사 제품 호모폴리머「데루린(상품명)」,폴리플라스틱스사 제품 코폴리머「쥬라콘(상품명)」을 들수있다.

폴리페닐렌설파이드 수지로는, 가교형이나, 직쇄형의 어느 쪽이라도 무방하며, 구체적으로는 필립스사 제품「라이튼(상품명)」, 토플렌사 제품「토플렌 PPS(상품명)」, 쿠레하(吳羽) 화학공업사 제품「포트론(상품명)」을 들수있다.

제1 첨가제는, 베이스 수지의 슬라이딩 특성을 향상시키기 위해 이용된다. 제1 첨가제로서, 올레핀계 중합체, 스틸렌계 중합체 및 불소계 중합체 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상이 첨가된다. 올레핀계 중합체로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 단독 중합체 및 이들을 주성분으로 하는 공중합체를 들수있다. 공중합체로는 에틸렌-α-올레핀 공중합체, 에틸렌-프로필렌디엔 공중합체, 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-글리시딜메타크릴레이트 공중합체, 에틸렌-에틸아크릴레이트-무수 말레인산 공중합체 등을 들수있다. 또한, 단독 중합체 및 공중합체에 폴리스틸렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 아크릴로니트릴 스틸렌 공중합체를 그래프트한 공중합체도 포함된다. 올레핀계 중합체는, 단독 또는 2종 이상의 혼합물 또는 반응생성물의 형태로 사용된다. 스틸렌계 중합체란, 폴리스틸렌-고무중간블록-폴리스틸렌 구조를 갖는 트리 블록 공중합체 또는 래디얼 블록 공중합체이다. 고무중간블록으로는 폴리부타디엔, 폴리이소플렌 및 이들에 수소첨가한 것을 들 수 있다.

블록 공중합체로서 구체적으로는, 폴리스틸렌-폴리부타디엔-폴리스틸렌 블록 공중합체, 폴리스틸렌-폴리이소플렌-폴리스틸렌 블록 공중합체, 폴리스틸렌-폴리(에틸렌·부틸렌)-폴리스틸렌 블록 공중합체 및 폴리스틸렌-폴리(에틸렌·프로필렌) -폴리스틸렌 블록 공중합체를 들 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 상기 블록 공중합체에 관능기(Functional groups)를 도입한 것도 사용할 수 있다. 도입된 관능기로는, 말레인산, 엔도시스-디시클로 [2,2,1]헵토-5-엔-2,3-디카르복실산(나딕산), 무수말레인산, 무수시트라콘산, 무수이타콘산, 무수테트라하이드로프탈산, 무수나딕산, 무수메틸나딕산, 말레인산모노메틸, 말레인산디메틸, 이타콘산디메틸, 시트라콘산디메틸, 말레이미드, 염화말레닐의 그래프트 모노머 등을 들 수 있으며, 특히 말레인산, 나딕산 또는 이들의 산무수물이 바람직하다.

불소계 중합체로는, 폴리테트라플루오로에틸렌, 테트라플루오로에틸렌퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체, 테트라플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체, 폴리클로로트리플루오로에틸렌, 클로로트리플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리비닐플루오라이드 등을 들 수 있다.

제1 첨가제의 배합량은, 올레핀계 중합체에 대하여 0.3∼10중량%, 바람직하게는 0.5∼7중량%, 스틸렌계 중합체에 대하여 0.1∼10중량%, 바람직하게는 0.3∼6중량%, 불소계 중합체에 대하여 2∼50 중량%, 바람직하게는 2∼40중량%이다.

제2 첨가제는 슬라이딩 특성을 더욱 향상시키기 위하여 제1 첨가제에 첨가하여 이용된다. 제2 첨가제로서, 윤활유, 왁스, 지방산, 흑연, 이황화몰리브덴 및 인산염 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상이 첨가된다. 윤활유로는 엔진 오일, 스핀들 오일, 터빈 오일, 머신 오일, 실린더 오일, 기어 오일 등의 광유, 피마자 기름 등의 식물유, 고래기름 등의 동물유, 실리콘 오일 등의 합성유를 들 수 있다. 왁스로는, 파라핀 왁스 외에, 고급 지방산으로부터 유도되는 지방산 에스테르, 지방산 아미드, 지방산염 등을 들 수 있다.

인산염으로는, 알카리 금속 또는 알카리토류 금속의 제3 인산염, 제2 인산염, 파이로인산염, 아인산염, 메타인산염을 들 수 있다. 구체적으로는, 제3 인산 리튬(Li₃PO₄), 제2 인산 리튬(Li₂HPO₄), 파이로인산리튬(Li₄P₂O₇), 제3 인산 칼슘 (Ca₃(PO₄)₂), 제2 인산 칼슘(CaHPO₄또는 CaHPO₄·2H₂O) 및 파이로인산칼슘(Ca₂P₂O₇)을 들 수 있다.

제2 첨가제의 배합량은, 0.1∼10중량%, 바람직하게는 0.3∼6중량%이다.

또한, 열가소성수지 조성물의 보강을 목적으로 제3 첨가제를 이용하여도 된다. 제3 첨가제로서, 유리 분말, 탄소 분말(흑연 제외), 유리 섬유, 탄소 섬유, 아라미드 섬유, 티탄산 칼륨위스커, 금속 섬유 및 금속 분말 등으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상이 10중량% 이하의 비율로 배합된다.

마찰판(151 내지 155)이 차례로 환상 공간(128)에 설치된 후, 마찰판(155)을 향하게 하여 코일 스프링(130)이 설치되고, 계속해서 와셔(133), 탄성력 가변수단(132)이 설치되고, 마지막으로 잠금 캡(l34)이 설치된다.

코일 스프링(130)은 바라는 히스테리시스 특성이 얻어지도록 재료, 선경(線徑), 권경(卷徑), 권수(卷數)가 결정되어 있다.

탄성력 가변수단(132)은, 서로 대향되는 한 쌍의 가변판(161, 162)으로 이루어지고, 모두 환판형상으로 형성되어 있다.

외측 가변 부재로서의 가변판(161)의 외주에는 반경방향의 외측으로 돌출되는 4개의 볼록부(163)가 둘레 방향으로 등간격을 두고 형성되며, 볼록부(163)는 외측부재(127)의 오목부(142)에 결합되고, 가변판(161)은 외측부재(127)와 일체로 회전되도록 결합되는데, 본 구체예에서는, 외측부재(127)가 측벽부(15)에 회전 불가능하게 설치됨으로써, 가변판(161)도 회전하지 않고 외측부재(l27)와 일체로 정지 하게 된다.

내측가변부재로서의 가변판(162)의 내주에는 반경 방향의 내측으로 돌출되는 4개의 볼록부(164)가 둘레 방향으로 등간격을 두고 형성되며, 볼록부(164)는 내측부재(126)의 오목부(138)에 결합되어, 가변판(162)은 내측부재(126)와 일체로 회전한다.

도 18에 도시한 바와 같이, 가변판(161, 162)의 상호 대향면의 외주에는, 상호 결합가능한 캠부(165, 166)가 형성되고, 캠부(165, 166)의 각각은 베이스부(167)와, 베이스부(167)로부터 돌출되는 볼록부(168)와, 베이스부(167)와 볼록부(168)를 접속시키는 경사부(169)를 구비하고 있다.

환판형상으로 형성된 잠금 캡(134)의 내주에는, 반경 방향 외측으로 오목한 4개의 오목부(171)가 둘레 방향으로 등간격을 두고 형성되며, 오목부(171)에는 내측부재(126)의 볼록부(137)가 삽입 통과된다.

잠금 캡(134)의 단면에는, 축방향으로 돌출되는 2개의 볼록부(172)가 둘레 방향으로 등간격을 두고 형성됨과 동시에, 오목부(171)에 인접하여 4개의 절결부(173)가 형성되어 있다. 볼록부(172)는 잠금 캡(134)의 착탈 조작을 용이하게 하기 위한 것이다.

마찰판(151 내지 155), 코일 스프링(130), 와셔(133) 및 가변판(161, 162)이 차례로 환상 공간(128)에 설치된 후, 잠금 캡(134)이 설치되고, 그 후, 볼록부(172)를 이용하여 잠금 캡(134)이 회전되고, 내측 부재(126)의 볼록부(137)가 절결부(173)에 스냅 핏 방식으로 결합됨으로써, 잠금 캡(134)은 내측부재(126)에 빠지지 않도록 설치되고, 잠금 캡(134)은 내측부재(126)와 일체로 회전하도록 내측부재(126)에 고착된다.

또한, 잠금 캡(134)을 내측부재(126)에 빠지지 않도록 설치하는 구조는, 예컨대 도 19에 도시한 바와 같이, 잠금 캡(l34)의 내주에 암나사를 형성하고, 내측부재(126)의 선단에 수나사를 형성하여 암수나사의 나사 결합(173)을 이용하여도 된다.

본 구체예의 엑셀 페달 장치(121)에서는, 페달(20)로부터 발을 뗀 상태에서 페달(20)이 상한 위치에 있고, 마찰 댐퍼(122)는 도 16c의 상태가 된다.

즉, 가변판(161)의 캠부(165)의 볼록부(168)가, 가변판(162)의 캠부(166)의 베이스부(167)에 맞닿음과 동시에, 가변판(162)의 캠부(166)의 볼록부(168)가, 가변판(161)의 캠부(165)의 베이스부(167)에 맞닿아, 가변판(161)과 플랜지부(141) 사이의 축방향 치수가 최대이고, 환상 공간(128) 내에서 코일 스프링(130)이 수용되는 스페이스의 축방향 치수가 최대로 되어 있다.

엑셀 페달(1O)이 밟히면, 이 상태로부터 회전축(14)이 회전하기 시작하고, 내측 부재(126)가 회전되기 시작하는데, 이 때 마찰수단(129)에서 발생하는 초기회전 저항 토크는, 와셔(133)의 매수를 바꿈으로써, 또는 두께가 다른 와셔(133)로 바꿈으로써 간단히 조정된다.

이어서, 엑셀 페달(10)을 밟으면, 토오션 코일 스프링(19)의 탄발력으로 생기는 탄성 저항 토크와, 마찰 댐퍼(122)에서 생기는 마찰 저항 토크를 더한 값의 저항 토크가 발에 부하로서 작용한다.

이 경우, 가변판(161)의 캠부(165)의 볼록부(168)가 가변판(162)의 캠부(166)의 베이스부(167)에 맞닿고, 가변판(162)의 캠부(166)의 볼록부(168)가 가변판(161)의 캠부(165)의 베이스부(167)에 맞닿는 동안에는 마찰 댐퍼(122)에서 생기는 저항 토크가 일정하다.

엑셀 페달(l0)이 다시 밟혀서, 가변판(161)의 캠부(165)의 볼록부168가 가변판(162)의 캠부(166)의 경사부(169)에 맞닿고, 가변판(162)의 캠부(166)의 볼록부(168)가 가변판(161)의 캠부(165)의 경사부(169)에 맞닿으면, 엑셀 페달(10)의 밟음량에 따라 가변판(161)과 플랜지부(141) 사이의 축방향 치수가 작아지고, 코일 스프링(130)이 압축되며, 마찰수단(129)을 압압하는 힘이 커짐으로써, 마찰 댐퍼(122)에서 생기는 회전 저항 토크가 점차 커진다.

그리고, 토오션 코일 스프링(19)의 탄발력으로 생기는 반력 토크와, 마찰 댐퍼(122)에서 발생하여 점차 커지는 마찰 토크를 더한 값의 저항 토크가 발에 부하로서 작용한다.

엑셀 페달(10)을 더욱 밟아 페달(20)이 하한 위치가 되면, 도 l6b에 도시한 바와 같이, 가변판(16l)의 캠부(165)의 볼록부(168)가 가변판(162)의 캠부(166)의볼록부(168)와 맞닿고, 가변판(162)의 캠부(166)의 볼록부(168)가 가변판(161)의 캠부(165)의 볼록부(168)와 맞닿아, 가변판(161)과 플랜지부(141) 사이의 축방향 치수가 최소로 되고, 환상 공간(128) 내에서 코일 스프링(130)이 수용되는 스페이스의 축방향 치수가 최소로 된다. 이에 따라, 코일 스프링(130)의 압축량이 최대가 되어, 마찰수단(129)을 압압하는 힘이 최대가 됨으로써, 마찰 댐퍼(122)에서 발생하는 마찰 토크가 최대가 된다.

이와 같이 본 구체예에서는, 엑셀 페달(10)을 밟으면, 토오션 코일 스프링(19)의 탄발력으로 생기는 회전 토크와, 마찰 댐퍼(122)에서 생기는 최대의 토크를 더한 값의 저항 토크가 페달(20)의 하한 위치에서 발에 부하로서 작용한다.

본 구체예에서는, 마찰 댐퍼(122)의 초기 마찰 저항 토크는 와셔(133)의 매수를 바꾸거나, 또는 두께가 다른 와셔(133)로 바꿈으로써 간단히 조정할 수 있다.

또한, 마찰 댐퍼(122)에서 발생하는 토크는 코일 스프링(130)의 재료, 선경, 권경, 권수나, 마찰 수단(129)의 마찰판(151 내지 155)의 재료를 적절히 선택함으로써 바라는 값으로 간단히 조정할 수 있다.

또한, 마찰 댐퍼(122)에서 발생하는 토크를 증대 또는 감소시키는 타이밍이나, 증대 또는 감소시키는 비율도, 캠부(165, 166)의 형상을 바꿈으로써 바라는 값으로 간단히 조정할 수 있다.

이에 따라, 발에 작용하는 부하, 즉 토오션 코일 스프링(19)의 탄발력으로 생기는 반발 토크와, 마찰 댐퍼(122)에서 생기는 마찰 저항 토크를 더한 값의 토크와, 또한 그 히스테리시스 특성을 간단하게 바라는 값으로 설정할 수 있다.

따라서, 본 구체예에 의하면, 엑셀 페달(10)과 스로틀의 사이, 또는 엑셀 페달(10)과 연료 분사 장치의 사이를 연결하는 종래와 같은 엑셀 와이어 케이블을 생략하더라도, 상기 케이블을 이용한 경우와 동일한 부하를 간단하게 발에 가할 수 있게 되며, 각도 검출기, 전자 제어 장치 및 액튜에이터를 이용하여 엑셀 페달 장치(121)를 구성할 수 있게 된다.

그리고, 엑셀 와이어 케이블을 생략함으로써, 엑셀 페달(10)의 주위, 특히 지지 프레임(2)의 주위를 콤팩트화할 수 있게 된다.

또한, 상기 예와 마찬가지로 자동차의 엑셀 페달 장치에 적용할 수 있는 마찰 댐퍼의 다른 구체예를, 도 20 및 도 21을 참조하여 설명한다.

도 20 및 도 21에 도시한 마찰 댐퍼(201)는, 축형상으로 연장되어 있는 내측부재(202)와, 내측부재(202)와 동심으로 내측부재(202)의 외측에 설치되는 통형의 외측부재(203)와, 내측부재(202)의 반경방향의 외측에서 외측부재(203)의 반경방향의 내측의 환상 공간(204)에 설치된 마찰 결합 수단(205)과, 마찰 결합 수단(205)을 압압하는 탄성 수단으로서의 코일 스프링(206)과, 코일 스프링(206)의 압압력을 변경시키는 탄성력 가변수단(207)과, 초기 토크 설정용 3장의 와셔(208)와, 잠금 캡(209) 등을 구비하고 있다.

내측부재(202)의 중심에는 축방향으로 연장되어 있는 축 삽입용홀(211)이 관통 형성되고, 홀(211)의 단면은 상기 구체예와 마찬가지로 회전축(14)의 단면과 동일하고, 홀(211)에 회전축(14)이 삽입 통과됨으로써 내측부재(202)와 회전축(14)이 일체로 회전한다.

내측부재(202)의 축방향의 일단에는 반경방향의 외측으로 연장되는 플랜지부(2l2)가 일체로 형성되고, 내측부재(202)의 축방향의 타단에는 축방향으로 신장되며 또한 둘레 방향으로 등간격으로 배치된 4개의 오목부(223)가 그 내측부재(202)의 단차부에서 개방되게 형성되어 있다.

외측부재(203)는 원통부(221)와, 원통부(221)의 축방향의 단차부에 반경방향의 내측으로 연장 형성된 플랜지부(222)를 구비하며, 본 구체예에서는 플랜지부(222)와 내측부재(202)의 플랜지부(2l2)에 의해 마찰결합수단(205)이 구성되어 있다.

원통부(221)의 내주부에는 암나사(231)가 형성되고, 플랜지부(222)의 외단면에는, 상술한 구체예와 마찬가지로, 측벽부(15)의 홀에 삽입 고정되는 2개의 다리부(224)가 형성되어 있다.

플랜지부(222)의 중심에는 홀이 관통 형성되고, 이 홀에 내측 부재(202)가 삽입되며, 플랜지부(212, 222)끼리 맞닿은 상태에서, 외측부재(203)의 원통부(221)의 내측에서 내측부재(202)가 동심으로 연장됨으로써, 환상 공간(204)이 원통부(221)의 내측에서 내측부재(202)의 외측으로 형성되게 된다.

플랜지부(222)의 중심의 홀로부터 돌출되는 내측부재(202)의 앞부분에 리테이닝 링(225)이 설치되고, 리테이닝 링(225)과 플랜지부(212)에 의해 외측부재(203)의 플랜지부(222)가 끼워짐으로써, 내측부재(202)는 축방향으로 약간 이동 가능하게, 즉 외측부재(203)에 대하여 축방향으로 상대적으로 약간 이동 가능하게 설치되게 된다.

마찰 댐퍼(201)에서는, 상술한 구체예와 같이, 내측부재(202)나 외측부재(203)와 별개의 마찰판을 이용하지 않고, 플랜지부(212, 222)가 상기 구체예의 마찰판에 해당하며, 후술하는 바와 같이 코일 스프링(206)에 의해 이들 플랜지부(212, 222)는 서로 압압된 상태가 되며, 내측부재(202)가 회전하여, 플랜지부(222)에 대하여 플랜지부(212)가 회전함으로써, 이들 플랜지부(212, 222) 사이에 마찰력이 발생하려, 마찰 댐퍼(201)에 마찰 토크를 발생시킨다. 플랜지부(212, 222)의 재료는 앞선 구체예의 마찰판과 동일한 것을 사용할 수 있다.

코일 스프링(206)은 마찰 토크에 관하여 바라는 히스테리시스 특성을 얻을 수 있도록 재료, 선경, 권경, 권수가 결정되어 있다.

통형으로 형성된 잠금 캡(209)의 외주에는 수나사(213)가 형성되고, 내주부에는 반경 방향의 내측으로 돌출되는 4개의 볼록부(232)가 둘레방향으로 등간격을 두고 형성되며, 볼록부(232)는 내측부재(202)의 오목부(223)에 결합되어, 잠금 캡(209)은 내측부재(202)와 일체로 회전하도록 결합된다.

잠금 캡(209)의 단면에는, 축방향으로 돌출되는 2개의 볼록부(233)가 둘레방향으로 등간격을 두고 형성되어 있다. 볼록부(233)는 잠금 캡(209)의 착탈시 조작을 용이하게 하기 위한 것이다.

내측부재(202)에 코일 스프링(206), 와셔(208) 및 잠금 캡(209)을 설치하고, 이들을, 수나사(213)를암나사(231)에 나사 결합하도록 하여, 외측부재(203) 내에 삽입하고, 삽입 후, 플랜지부(222)의 중심의 홀로부터 돌출되는 내측부재(202)의앞부분에 리테이닝 링(225)을 삽입 설치한다.

마찰 댐퍼(201)에서는, 엑셀 페달(10)로부터 발을 뗀 상태에서 페달(20)이 상한 위치에 있고, 마찰 댐퍼(201)는 도 20b의 상태가 된다. 이 상태에서는, 외측 부재(203)의 플랜지부(222)와 잠금 캡(209) 사이의 축방향 치수가 최대로 되고, 또한 외측부재(203)의 플랜지부(222)와 내측부재(202)의 플랜지부(212)는 코일 스프링(206)에 의해 서로 압압되어 맞닿아 있다.

엑셀 페달(10)을 밟으면, 회전축(14)이 회전되기 시작하고, 내측부재(202)가 회전되는데, 이 때 플랜지부(212, 222) 사이에서 발생하는 초기 마찰 토크는, 와셔(208)의 매수를 바꿈으로써, 또는 두께가 다른 와셔(208)로 바꿈으로써 간단하게 조정된다.

이어서, 엑셀 페달(10)을 밟으면, 토오션 코일 스프링(19)의 탄발력으로 발생하는 탄성 반력 토크와, 마찰 댐퍼(201)에서 발생하는 마찰 저항 토크를 더한 값의 토크가 발에 부하로서 작용한다.

이 경우, 잠금 캡(209)은 수나사(213)와 암나사(231)에 의해 외측부재(203)에 나사 결합되고, 동시에, 볼록부(232)와 오목부(223)의 결합에 의해 내측부재(202)에 회전 불가능하게 결합되어 있으므로, 엑셀 페달(10)의 밟기에 따른 회전축(14) 및 내측부재(202)의 회전에 따라 잠금 캡(209)은 외측부재(203)의 플랜지부(222)에 가까운 방향으로 이동한다. 이에 따라 외측부재(203)의 플랜지부(222)와 잠금 캡(209) 사이의 축방향 치수가 작아지고, 코일 스프링(206)이 압축되어, 플랜지부(212, 222)를 상호 압압하는 힘이 커지게 되므로, 마찰댐퍼(201)에서 발생하는 마찰 토크가 점차 커진다. 마찰 댐퍼(201)에서는, 잠금 캡(209), 수나사(213),암나사(231), 볼록부(232) 및 오목부(223)에 의해 탄성력 가변수단(207)이 구성되어 있다.

이와 같이 마찰 댐퍼(201)를 구비한 엑셀 페달 장치에 의해서도, 엑셀 페달(10)을 밟으면, 토오션 코일 스프링(19)의 탄발력으로 생기는 반발 토크와 마찰 댐퍼(201)에서 생겨 점차 커지는 마찰 토크를 더한 값의 토크가 발에 부하로서 작용하게 된다.

마찰 댐퍼(201)에서 발생하는 마찰 토크는, 코일 스프링(206)의 재료, 선경, 권경, 권수나, 플랜지부(212, 222)의 재료를 적절히 선택함으로써, 바라는 값으로 간단하게 조정할 수 있다. 또한, 내측부재(202)의 회전 변위에 따라 마찰 댐퍼(201)에서 발생하는 토크가 증대되는 비율도 수나사(213)와암나사(231)의 피치를 바꿈으로써 바라는 비율로 간단히 조정할 수 있다.

이에 따라 마찰 댐퍼(201)를 포함하는 엑셀 페달 장치에 의해서도, 발에 걸리는 부하, 즉 토오션 코일 스프링(19)의 탄발력으로 발생하는 토크와, 마찰 댐퍼(201)에서 발생하는 토크를 더한 값의 토크 및 그 토크에 관한 히스테리시스 특성을 간단하게 바라는 값으로 설정할 수 있게 된다.

따라서, 본 구체예의 엑셀 페달 장치에 의해서도, 엑셀 페달과 스로틀과의 사이, 또는 엑셀 페달과 연료분사장치와의 사이를 연결하는 엑셀 와이어 케이블을 생략하더라도, 상기 케이블을 이용한 경우와 동일한 부하를 용이하게 발에 가할 수 있게 되고, 각도 검출기, 전자제어장치 및 액튜에이터를 이용하여 엑셀 페달 장치를 구성할 수 있으며, 케이블을 생략함으로써, 엑셀 페달(10)의 주위, 특히 지지 프레임(2)의 주위를 콤팩트화할 수 있다.

이어서, 엑셀 페달 장치에 적용 가능한 도 22에 도시한 다른 구체예의 마찰 댐퍼를 설명하기로 한다.

도 22에 도시한 구체예의 마찰 댐퍼(251)는, 마찰 댐퍼(122)로부터 탄성력 가변수단(132)을 생략한 것이고, 다른 구성은 마찰 댐퍼(122)와 동일한 것으로서, 탄성력 가변수단(132)의 동작을 제외하고는 마찰 댐퍼(122)와 동일하게 동작된다. 탄성력 가변수단(132)을 갖지 않은 마찰 댐퍼(251)는 엑셀 페달(10)의 밟음량의 여부에 관계없이 일정한 마찰저항 토크를 발생시키는 점이, 엑셀 페달(10)의 밟음량에 의해 발생하는 마찰 저항 토크가 변화하는 마찰 댐퍼(122)와 다른 점이다.

마찰 댐퍼(251)와 마찬가지로, 엑셀 페달(10)의 밟음량의 여부에 관계없이 발생하는 토크가 일정하게 되는 마찰 댐퍼의 다른 구체예를 도 23에 도시한다.

도 23에 도시한 마찰 댐퍼(252)는, 도 20에 도시한 마찰 댐퍼(201)에 있어서, 잠금 캡(209)의 외주부에 수나사(253)를 형성하고, 도 20에 도시한 마찰 댐퍼(201)에 있어서의 외측부재(203)의 원통부(221)의 내주부에 암나사(254)를 형성하며, 잠금 캡(209)을 수나사(253)와암나사(254)와의 나사 결합에 의해 외측부재(203)의 원통부(221)에 회전되지 않도록 설치하여 이루어진다.

또한, 마찰 댐퍼(252)에 있어서, 외측부재(203)의 원통부(221)의 내주부에 오목부(223)를, 내측부재(202)의 외주부에 수나사(213)를, 잠금 캡(209)의 내주부에암나사(231)를 각각 형성할 필요는 없다.

도 23에 도시한 마찰 댐퍼(252)에 있어서, 엑셀 페달(10)의 밟기에서는 잠금 캡(209)을 축방향으로 이동시키지 않게 되고, 또한 엑셀 페달(10)의 밟음량의 여부에 관계없이 일정한 마찰저항 토크를 발생시키게 된다.

또한, 상술한 구체예에서는 마찰 댐퍼를 엑셀 페달 장치에 적용한 경우에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 마찰 댐퍼는 엑셀 페달 장치에 한정되지 않고, 상대적인 회전 변위에 따라 토크의 값을 변화시키고자 하는 장치에 적용될 수 있다.

본 발명의 페달 장치에 의하면, 페달을 밟는 힘에 대하여 적당한 반력을 얻을 수 있고, 또한 더미 케이블에 비하여 콤팩트하게 설치할 수 있으며, 히스테리시스 특성을 가진 반력 조정을 매우 간단하게 실시할 수 있다. 또한, 케이블을 이용하지 않고도 히스테리시스 특성을 바라는 값으로 간단하게 설정할 수 있다.

Claims

저부를 갖는 원통체와,

이 원통체 내에, 그 원통체에 대하여 그 축방향으로 이동 가능하며 그 축의 둘레 방향으로는 회전되지 않도록 설치된 가동체와,

일단이 원통체의 저부에, 타단이 가동체에 각각 맞닿아 가동체와 원통체의 저부 사이에 설치된 스프링 수단과,

원통체 내에, 가동체에 대면되고, 또한 원통체에 대하여 그 축의 둘레로 상대회전 가능하게 설치된 회전체와,

이 회전체의 원통체에 대한 상대회전시 마찰저항력을 발생시킴과 동시에, 스프링 수단의 탄성력에 반발하여 가동체를 회전체로부터 축방향으로 이격시키고 원통체의 저부에 접근시켜, 스프링 수단의 탄성력을 증대시킴으로써, 상기 마찰저항력을 증대시키는 마찰저항력 발생 수단을 구비한 댐퍼.
축형상으로 연장되어 있는 내측부재와,

상기 내측부재와 동축상에서 내측부재의 외측에 설치되는 통형의 외측부재와,

내측부재의 반경방향의 외측에서 외측부재의 반경방향의 내측의 환상 공간에 설치된 마찰결합수단과,

환상 공간에 설치된 탄성수단과,

환상 공간에 설치된 탄성력 가변수단을 구비하고,

마찰결합수단은 내측부재와 일체로 회전하는 제1부분과, 외측부재와 일체로 회전하며 제1부분에 대하여 축방향에서 접촉 가능하게 설치된 제2부분을 구비하며, 탄성수단은 제1부분과 제2부분을 접촉시켜 압압하는 방향으로 바이어스시키도록 구성되며, 탄성력 가변수단은 내측부재와 외측부재의 상대적인 회전변위에 따라 탄성수단의 탄성력을 가변하도록 구성되어 있는 마찰 댐퍼.
제 2 항에 있어서, 내측부재의 중심에, 축방향으로 연장되어 있는 축삽입용 홀이 관통 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마찰 댐퍼.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 내측부재의 축방향의 단차부에, 반경방향의 외측으로 돌출되는 플랜지부가 형성되고, 제1부분은 플랜지부에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 마찰 댐퍼.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 환상 공간에는 내측부재와 일체로 회전되는 마찰판이 축방향으로 이동 가능하게 설치되고, 제1부분은 상기 마찰판에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 마찰 댐퍼.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 외측부재는 원통부를 구비하며, 원통부의 길이 방향의 일단은 개방된 개방단으로 형성됨과 동시에, 원통부의 길이 방향의 타단에 반경 방향의 내측으로 돌출되는 플랜지부가 형성되고, 제2부분은 플랜지부에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 마찰 댐퍼.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 환상 공간에는 외측부재와 일체로 회전하는 마찰판이 축방향으로 이동 가능하게 설치되고, 제2부분은 마찰판에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 마찰 댐퍼.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 탄성수단은 환상 공간에서 마찰결합수단과 탄성력 가변수단과의 사이에 배치되고, 탄성력 가변수단은 내측부재와 외측부재의 상대적인 회전변위에 따라서, 탄성수단이 수용되는 축방향을 따라 스페이스를 조절하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 마찰 댐퍼.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 탄성력 가변수단은 상기 마찰결합수단으로부터 이격되는 방향으로의 움직임을 규제하는 규제수단이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 마찰 댐퍼.
제 9 항에 있어서, 상기 탄성력 가변수단은, 상기 내측부재에 일체적으로 결합된 환상의 내측가변부재와, 상기 내측가변부재에 대향하도록 배치되어 상기 외측부재에 일체적으로 결합된 환상의 외측가변부재와, 상기 내측가변부재에 외측가변부재와 대향하는 면에 형성된 캠부와, 상기 외측가변부재에 내측가변부재와 대향하는 면에 형성된 캠부를 구비하고, 상기 양 캠부는 내측부재와 외측부재의 상대적인 회전변위에 따라 축방향으로의 내측가변부재와 외측가변부재 사이의 거리를 조절하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 마찰 댐퍼.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 탄성력 가변수단은, 상기 내측부재 또는 외측부재의 일측에 나사 결합됨과 동시에, 상기 내측부재 또는 외측부재의 타측에 회전 불가능하게, 또한 축방향으로 이동 가능하게 결합된 가변부재에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 마찰 댐퍼.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 내측부재는 회전하는 축에 그 축과 일체로 회전 가능하게 결합되고, 상기 외측부재는 상기 축을 회전 가능하게 지지하는 부재에 회전 불가능하게 결합되며, 상기 제2부분은 상기 외측부재와 함께 회전 불가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 마찰 댐퍼.
지지 프레임에 회동 가능하게 지지된 페달아암과,

이 페달아암을 초기 회동 위치로 회동 바이어스시키는 제1 스프링 수단과,

페달아암의 회동에 저항력을 부여하는 댐퍼를 구비하고 있으며,

댐퍼는,

저부를 갖는 원통체와,

이 원통체 내에, 그 원통체에 대하여 그 축방향으로 이동 가능하며 그 축의둘레 방향으로는 회전되지 않도록 설치된 가동체와,

일단이 원통체의 저부에, 타단이 가동체에 각각 맞닿아 가동체와 원통체의 저부 사이에 설치된 제2 스프링 수단과,

원통체 내에, 가동체에 대면되고 또한 원통체에 대하여 그 축의 둘레로 상대회전 가능하게 설치된 회전체와,

이 회전체의 원통체에 대한 상대 회전시 상기 저항력으로서 마찰저항력을 발생시킴과 동시에, 제2 스프링 수단의 탄성력에 반발하여 가동체를 회전체로부터 축방향으로 이격시키고 원통체의 저부에 접근시켜, 제2스프링 수단의 탄성력을 증대시킴으로써, 상기 마찰저항력을 증대시키는 마찰저항력 발생 수단을 구비하고 있고,

페달아암의 회동이 원통체와 회전체 사이의 상대 회전으로서 전달되도록 하는 자동차의 페달 장치.
제 13 항에 있어서, 마찰저항력 발생 수단은, 가동체에 대면되는 회전체의 일측면에, 축방향으로 가동체의 일측면을 향하여 돌출되어 일체로 형성된 돌기와, 회전체에 대면되는 가동체의 일측면에, 축방향으로 회전체의 일측면을 향하여 돌출되어 일체로 형성된 돌기를 구비하고 있으며, 양 돌기끼리는 면접촉하도록 되어 있는 자동차의 페달 장치.
제 13 항 또는 제 14 항에 있어서, 마찰저항력 발생 수단은, 가동체에 대면되는 회전체의 일측면에 형성된 경사면과, 회전체에 대면되는 가동체의 일측면에 형성되어 상기 경사면에 면접촉하는 경사면을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 페달 장치.
제 13 항 또는 제 14 항에 있어서, 마찰저항력 발생 수단은 회전체의 타측면에 면접촉하는 고정면을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 페달 장치.
제 16 항에 있어서, 고정면은 원통체에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 페달 장치.
제 13 항 또는 제 14 항에 있어서, 원통체의 저부는 축방향에 대하여 위치 결정의 조정이 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 페달 장치.
제 13 항 또는 제 14 항에 있어서, 제2 스프링 수단은 동심으로 설치된 적어도 2개의 코일 스프링을 구비하고 있고, 이 적어도 2개의 코일 스프링은 그 탄성계수가 서로 다른 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차의 페달 장치.
제 13 항 또는 제 14 항에 있어서, 페달아암은 엑셀 페달아암인 것을 특징으로 하는 자동차의 페달 장치.
삭제
지지 프레임에 의해 지지된 회전축과,

밟기 가능한 상한 위치에 설치되어 상기 회전축을 중심으로 요동하는 엑셀 페달과,

상기 엑셀 페달이 밟힐 때 엑셀 페달의 밟기를 방해하는 방향으로 저항을 발생시키는 저항수단과,

상기 상한 위치에서 엑셀 페달이 밟힐 때 상기 상한 위치로 복귀하는 방향으로 상기 엑셀 페달을 가압하는 바이어스수단을 구비하고 있고,

상기 저항수단은 상기 엑셀 페달의 요동에 따라 회전하는 부분이 정지하는 부분에 대해 접촉하여 저항을 발생시키는 마찰 댐퍼로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 페달 장치.
제 22 항에 있어서, 상기 회전축은 서로 대향하는 지지 프레임에 의해 지지되고, 상기 마찰 댐퍼는 상기 서로 대향하는 지지 프레임 사이의 공간 내에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 페달 장치.
제 22 항 또는 제 23 항에 있어서, 상기 마찰 댐퍼는 상기 회전축과 동축상에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 페달 장치.
제 22 항 또는 제 23 항에 있어서, 상기 마찰 댐퍼는, 상기 엑셀 페달의 요동 변위의 여부에 관계없이 일정값의 토크가 발생하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 페달 장치.
제 22 항 또는 제 23 항에 있어서, 상기 마찰 댐퍼는 상기 엑셀 페달의 요동 변위에 따라 토크의 값이 변하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 페달 장치.
제 22 항에 있어서, 상기 회전축은 지지 프레임에 의해 회전 가능하게 지지되고, 또한 엑셀 페달의 요동에 연동되어 회전하도록 설치되며, 상기 마찰 댐퍼는 상기 회전축과 동축상에 배치되고, 상기 마찰 댐퍼는 상기 회전축이 그 내부에 삽입되어 회전축과 동축상에서 회전축과 일체로 회전하는 내측부재와, 상기 내측부재와 동축상에서 내측부재의 외측에 회전 불가능하게 설치되는 통형의 외측부재와, 상기 내측부재의 반경방향의 외측에서 외측부재의 반경방향의 내측의 환상 공간에 설치된 마찰결합수단과, 상기 환상 공간에 설치된 탄성수단을 구비하며, 상기 마찰결합수단은 상기 내측부재와 일체로 회전하는 제1부분과, 회전 불가능하고 상기제1부분에 접촉 가능하게 설치된 제2부분으로 구성되며, 상기 탄성수단은 상기 제1부분과 제2부분을 접촉시켜 압압하는 방향으로 가압하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 페달 장치.
제 22 항에 있어서, 상기 회전축은 지지 프레임에 의해 회전 가능하게 지지되고, 또한 엑셀 페달의 요동에 연동되어 회전하도록 설치되며, 상기 마찰 댐퍼는 상기 회전축과 동축상에 배치되고, 상기 마찰 댐퍼는 상기 회전축이 그 내부에 삽입되어 회전축과 동축상에서 회전축과 일체로 회전하는 내측부재와, 상기 내측부재와 동축상에서 내측부재의 외측에 회전 불가능하게 설치되는 통형의 외측부재와, 상기 내측부재의 반경방향의 외측에서 외측부재의 반경방향의 내측의 환상 공간에 설치된 마찰결합수단과, 상기 환상 공간에 설치된 탄성수단과, 상기 환상 공간에 설치된 탄성력 가변수단을 구비하며, 상기 마찰결합수단은 상기 내측부재와 일체로 회전하는 제1부분과, 회전 불가능하고 상기 제1부분에 접촉 가능하게 설치된 제2부분으로 구성되고, 상기 탄성수단은 상기 환상 공간에서 상기 마찰결합수단과 상기 탄성력 가변수단과의 사이에 배치되며, 상기 제1부분과 제2부분을 접촉시켜 압압하는 방향으로 가압하도록 구성되고, 상기 탄성력 가변수단은 내측부재와 외측부재의 상대적인 회전변위에 따라 탄성수단이 수용되는 축방향을 따라 스페이스를 조절하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 페달 장치.
제 22 항, 제 23 항, 제 27 항 및 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바이어스 수단을 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 페달 장치.