KR100514829B1 - 차량의 가변식 브레이크 페달 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 가변식 브레이크 페달에 관한 것으로서, 페달아암의 상단부가 제1힌지핀에 의해 힌지결합되고, 상기 페달아암의 상측 중간부에는 부스터를 작동시키는 작동로드가 제2힌지핀에 의해 힌지결합되어, 상기 제1힌지핀을 회동중심으로 페달아암을 회동시킴에 따라 상기 작동로드를 통해 부스터를 작동시키는 차량의 브레이크 페달에 있어서, 상기 제1힌지핀(14)을 상하로 이동시키는 이동수단(30)과, 상기 제1힌지핀(14)의 상하 이동에 따라 상기 제2힌지핀(18)이 슬라이딩하여 상기 제1힌지핀(14)과 제2힌지핀(18) 사이의 거리가 변하도록 상기 페달아암(12)에 길이방향을 따라 형성되는 슬라이딩 구멍(12a)을 포함하도록 구성되어져, 운전자가 페달의 발판을 밟는 초기(제동초기)에 페달비를 적게 하여 쿠션감을 없애고, 운전자가 페달을 밟아 페달아암이 회동된 중기 및 후기(제동중기 및 제동후기)에는 페달비를 크게 하여 운전자가 가하는 힘에 따라 페달아암이 일정하게 이동하는 선형(linear)성을 가지도록 하여 향상된 브레이크 조작감을 발휘할 수 있도록 된 것이다.

Description

차량의 가변식 브레이크 페달{variable brake pedal for vehicle}

본 발명은 차량의 가변식 브레이크 페달에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 페달비(pedal ratio)를 가변하는 차량의 가변식 브레이크 페달에 관한 것이다.

일반적으로 브레이크 페달은 운전자가 주행하는 도중에 감속 내지는 정지하고자 할 경우에 사용되는 장치로서, 운전자의 신체부분 중 발을 사용하도록 되어 있다.

종래 브레이크 페달은 도1에 도시한 바와 같이, 페달아암(2)의 상단부가 제1힌지핀(4)에 의해 힌지결합되고, 상기 페달아암(2)의 상측 중간부에는 부스터(B)를 작동시키는 작동로드(6)가 제2힌지핀(8)에 의해 힌지결합되며, 상기 페달아암(2)의 하단부에는 운전자의 발이 접촉하는 발판(10)이 부착된 구조이다.

이와 같이 구성된 종래의 브레이크 페달에서, 운전자가 상기 발판(10)을 가압하면, 페달아암(2)이 제1힌지핀(4)을 중심으로 회동하여, 작동로드(6)를 밀어 부스터(B)를 작동시키고, 이 작동력은 마스터 실린더를 통해 유압으로 변경되어 캘리퍼에 전달된다.

이때, 부스터(B)를 작동시키는 작동력은 상기 제2힌지핀(8)과 발판(10) 사이의 거리(PL)에 따른 페달비에 따라 상이하게 된다.

그런데, 교통체증이 심한 도로에서 운전자는 자주 브레이크 페달을 밟게 되는데 이로 인해 쉽게 피로해진다. 따라서 브레이크감(brake feeling)을 양호하게 하는 브레이크 페달이 절실히 요구된다.

브레이크감을 양호하게 하기 위해서는, 운전자가 발판에 발을 최초 접촉할 때(제동초기)에는 딱딱한 강성감을 느끼고, 페달아암이 회동하여 전진할 경우(제동중기 및 후기)에는 운전자가 가하는 힘에 따라 일정하게 이동하는 선형(linear)성을 가지도록 해야 한다.

이와 같은 양호한 브레이크감을 얻기 위해서 마스터 실린더, 부스터 등의 유압작동부를 조합하는 시도가 행해지고 있으나 유압작동부의 특성상 그 구현에 한계가 있어 만족할 만한 브레이크감을 얻지 못하고 있다.

그리고, 종래 브레이크 페달은 페달아암(2)의 이동에 따라 작용력의 방향이 바뀌어도 발판(10)에는 동일한 가압력을 요구하게 되고 발판을 밟은 후기(제동후기)에서는 더 큰 가압력을 요구하게 되어 양호한 브레이크감을 얻기가 어려운 문제점이 있었다.

또한, 브레이크의 페달비는 부스터와 함께 배력작용을 하는 중요한 요소인데, 상기 페달비를 크게 하면 제동력은 좋아지지만 공간적인 제약을 받을 뿐만 아니라 제동초기에 쿠션감이 발생하게 된다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 제동초기에 페달비를 적게 하고 제동중기 및 후기에는 페달비를 크게하는 차량의 가변식 브레이크 페달을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가변식 브레이크 페달은, 페달아암의 상단부가 제1힌지핀에 의해 힌지결합되고, 상기 페달아암의 상측 중간부에는 부스터를 작동시키는 작동로드가 제2힌지핀에 의해 힌지결합되어, 상기 제1힌지핀을 회동중심으로 페달아암을 회동시킴에 따라 상기 작동로드를 통해 부스터를 작동시키는 차량의 브레이크 페달에 있어서, 상기 제1힌지핀을 상하로 이동시키는 이동수단과, 상기 제1힌지핀의 상하 이동에 따라 상기 제2힌지핀이 슬라이딩하여 상기 제1힌지핀과 제2힌지핀 사이의 거리가 변하도록 상기 페달아암에 길이방향을 따라 형성되는 슬라이딩 구멍을 포함하도록 구성된다.그리고, 상기 이동수단은, 크러시패드마운팅패널을 관통하여 실내측으로 돌출된 일단이 상기 제1힌지핀을 통해 페달아암과 힌지 결합되는 페달비 조절로드와, 엔진룸내에 위치하는 상기 페달비 조절로드의 타단에 결합되는 피스톤과, 상기 피스톤의 상단에 결합되는 웨이트와, 크러시패드마운팅패널상에 고정되도록 설치되면서 상측은 대기와 연통되도록 형성되고 그 내부에는 상기 피스톤이 직선왕복 이동이 가능하도록 수용되는 실린더와, 상기 실린더의 내부공기를 유출시키도록 에어클리너로 통하는 공기흡입관에 연결되는 공기유출관과, 상기 실린더에 공기를 유입시키는 공기유입관과, 상기 공기유출관 및 공기유입관을 통과하는 공기를 개폐하는 다수의 밸브로 구성된다.

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이하, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도2에 도시한 바와 같이 페달아암(12)의 상단부는 제1힌지핀(14)에 의해 이동수단(30)의 페달비 조절로드(32)에 힌지결합되고, 상기 페달아암(12)의 상측 중간부에는 부스터(B)를 작동시키는 작동로드(16)가 제2힌지핀(18)에 의해 힌지결합되며, 상기 페달아암(12)의 하단부에는 운전자의 발이 접촉하는 발판(20)이 부착된다.

여기서, 상기 작동로드(16)는 대시패널(dash panel)을 관통하도록 설치되며, 그 일단은 엔진룸에 설치된 상기 부스터(B)에 결합되고 반대편의 타단은 상기 제2힌지핀(18)을 통해 페달아암(12)과 결합되는 구조를 갖게 된다.상기 제1힌지핀(14)은 상기 이동수단(30)에 의해 상하로 이동되는데, 상기 제1힌지핀(14)의 상하 이동에 따라 상기 제2힌지핀(18)이 슬라이딩하여 상기 제1힌지핀(14)과 제2힌지핀(18) 사이의 거리가 변하도록 상기 페달아암(12)에는 그 길이방향을 따라 슬라이딩 구멍(12a)이 형성된다. 상기 슬라이딩 구멍(12a)은 관통되어 있거나 소정깊이로 파인 홈으로 되어 있다.

상기 이동수단(30)은 크러시패드마운팅패널(crush pad mounting panel)을 관통하여 설치되는 페달비 조절로드(32)의 양단 중 실내측으로 돌출된 일단이 상기 제1힌지핀(14)에 힌지 결합되고, 엔진룸내에 위치하는 상기 페달비 조절로드(32)의 타단에는 피스톤(34)이 결합되며, 상기 피스톤(34)은 크러시패드마운팅패널상에 고정되도록 설치된 실린더(36)에 수용되어 슬라이딩하고, 상기 실린더(34) 하측 내부의 공기를 유출시키도록 공기유출관(38)이 실린더(34)의 하측 내부공간에 연통되며, 상기 실린더(34)에 공기를 유입시키는 공기유입관(42)이 실린더의 하측 내부공간에 연통되고, 상기 공기유출관(38) 및 공기유입관(42)에는 통과하는 공기를 개폐하는 밸브(44, 46)가 각각 설치된 구조이다.여기서, 상기 실린더(34)는 대시패널의 상측으로 연장된 크러시패드마운팅패널상에(엔진룸내에 존재하는 크러시패드마운팅패널의 일면) 용접 및 볼트 등과 같은 체결수단을 통해 고정되도록 설치되며, 이에 따라 상기 페달비 조절로드(32)의 하단은 크러시패드마운팅패널을 관통하여 상기 제1힌지핀(14)을 통해 페달아암(12)과 결합되는 구조를 갖게 된다.

상기 피스톤(34)의 상측에는 상하로 이동하는 피스톤(34) 및 페달비 조절로드(32)의 자중을 높이도록 웨이트(48)가 달려 있다.

상기 실린더(36)의 상측은 트여 대기에 노출되며, 실린더(36)의 하측 내부공간에는 상기 페달비 조절로드(32)를 원위치 시키도록 탄성 복원력을 가하는 복원 스프링(50)이 삽입된다.

상기 공기유출관(38)은 차량의 공기흡입관(52)에 연결되되, 도3에 도시한 바와 같이 상기 공기유출관(38)의 단부에는 상기 공기흡입관(52)을 통과하는 공기에 의해 공기유출관(38)을 통해 실린더(36)의 하측 내부공간의 공기가 유출되도록 오리피스부(38a)가 형성되어 있다. 상기 공기흡입관(52)은 차량의 에어클리너(air cleaner)로 통하는 파이프로서 항상 공기가 흐르게 되어 있다.

한편, 상기 공기유입관(42)을 통해 실린더의 하측 내부공간에 압력공기를 불어 넣을 경우에는 상기 복원스프링(50) 및 공기흡입관(52) 및 공기유출관의 오리피스부(38a)가 필요하지 않다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 차량의 가변식 브레이크 페달에서, 도4에 도시한 바와 같이, 운전자가 발판(20)을 밟으면 도시하지 않은 센서와 제어수단에 의해 밸브(44)가 열리고, 실린더(36)의 하측 내부공간의 공기는 도3에서 화살표 B방향으로 흐르는 공기에 의해 오리피스 효과에 의해 화살표 C방향으로 빠져나가게 되어 실린더의 하측 내부공간의 압력이 낮아진다. 따라서, 페달비 조절로드(32)가 그 자중에 의해 복원스프링(50)의 복원력을 이기고 하측으로 이동하여 페달아암(12)이 하측으로 이동된다.

상기 페달아암(12)이 하측으로 이동하면, 작동로드(16)는 그대로 있으므로 제2힌지핀(18)이 슬라이딩 구멍(12a)을 따라 상대운동하므로 제2힌지핀(18)과 발판사이의 거리(PL2)가 증가한다.

따라서, 제동초기에는 제2힌지핀(18)과 발판(20)의 거리는 PL1으로서 페달비가 적고, 페달아암이 회동함에 따라 제동중기 및 후기에는 제2힌지핀(18)과 발판(20)의 거리는 PL2로 증가하여 페달비가 크게 되어 작동로드(16)를 가압하는 힘이 크게 되어 양호한 브레이크 감을 얻을 수 있다.

브레이크가 해제되면 도시하지 않은 센서 및 제어수단에 의해 밸브(44)가 닫히고 밸브(46)가 열려, 실린더(36)의 하측 내부공간에 공기가 유입되면서 복원스프링(50)의 복원력과 함께 페달비 조절로드(32)가 상승하여 원위치한다.

한편 실린더(36)의 내부공간에 압력공기를 출입시켜 페달비 조절로드(32)를 상하로 이동시킬 수도 있다. 이 경우에는 공기유출관(38)을 공기흡입관(52)에 연결하여 오리피스 효과를 발생시키지 않아도 되고, 복원스프링(50)을 사용하지 않아도 되며, 제어수단에 의해 밸브(44, 46)를 개폐작동시키기만 하면 된다.

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본 발명에 의한 차량의 가변식 브레이크 페달에 의하면, 운전자가 페달의 발판을 밟는 초기(제동초기)에 페달비를 적게 하여 쿠션감을 없애고, 운전자가 페달을 밟아 페달아암이 회동된 중기 및 후기(제동중기 및 제동후기)에는 페달비를 크게 하여 운전자가 가하는 힘에 따라 페달아암이 일정하게 이동하는 선형(linear)성을 가지도록 하여 브레이크감을 양호하게 한다.

도1은 종래 차량의 브레이크 페달을 나타내는 구성도,

도2는 본 발명에 의한 차량의 가변식 브레이크 페달을 나타내는 구성도,

도3은 도2의 A부의 상세도,

도4는 본 발명에 의한 차량의 가변식 브레이크 페달의 작용상태도이다.

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<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

12 : 페달아암 12a : 슬라이딩 구멍

14 : 제1힌지핀 16 : 작동로드

18 : 제2힌지핀 20 : 발판

30 : 이동수단 32 : 페달비 조절로드

34 : 피스톤 36 : 실린더

38 : 공기유출관 42 : 공기유입관

44, 46 : 밸브 50 : 복원스프링

52 : 공기흡입관

Claims (4)

1. 페달아암의 상단부가 제1힌지핀에 의해 힌지결합되고, 상기 페달아암의 상측 중간부에는 부스터를 작동시키는 작동로드가 제2힌지핀에 의해 힌지결합되어, 상기 제1힌지핀을 회동중심으로 페달아암을 회동시킴에 따라 상기 작동로드를 통해 부스터를 작동시키는 차량의 브레이크 페달에 있어서,

   상기 제1힌지핀(14)을 상하로 이동시키는 이동수단(30)과,

   상기 제1힌지핀(14)의 상하 이동에 따라 상기 제2힌지핀(18)이 슬라이딩하여 상기 제1힌지핀(14)과 제2힌지핀(18) 사이의 거리가 변하도록 상기 페달아암(12)에 길이방향을 따라 형성되는 슬라이딩 구멍(12a)을 포함하도록 구성되면서,

   상기 이동수단(30)은,

   크러시패드마운팅패널을 관통하여 실내측으로 돌출된 일단이 상기 제1힌지핀(14)을 통해 페달아암(12)과 힌지 결합되는 페달비 조절로드(32)와,

   엔진룸내에 위치하는 상기 페달비 조절로드(32)의 타단에 결합되는 피스톤(34)과,

   상기 피스톤(34)의 상단에 결합되는 웨이트(48)와,

   크러시패드마운팅패널상에 고정되도록 설치되면서 상측은 대기와 연통되도록 형성되고 그 내부에는 상기 피스톤(34)이 직선왕복 이동이 가능하도록 수용되는 실린더(36)와,

   상기 실린더(36)의 내부공기를 유출시키도록 에어클리너로 통하는 공기흡입관(52)에 연결되는 공기유출관(38)과,

   상기 실린더(36)에 공기를 유입시키는 공기유입관(42)과,

   상기 공기유출관(38) 및 공기유입관(42)을 통과하는 공기를 개폐하는 다수의 밸브(44,46)

   로 구성되는 차량의 가변식 브레이크 페달.
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3. 제 1항에 있어서,

   상기 실린더(36)의 내부에는 상기 페달비 조절로드(32)를 원위치 시키도록 탄성 복원력을 가하는 복원스프링(50)이 설치되고,

   상기 공기유출관(38)의 단부에는 상기 공기흡입관(52)을 통과하는 공기에 의해 공기유출관(38)을 통해 실린더(36)의 내의 공기가 유출되도록 오리피스부(38a)가 형성된 것을 특징으로 하는 차량의 가변식 브레이크 페달.
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