KR100649166B1

KR100649166B1 - 조절 가능한 페달 시스템

Info

Publication number: KR100649166B1
Application number: KR1020050107125A
Authority: KR
Inventors: 최진오
Original assignee: 에스엘 주식회사
Priority date: 2005-11-09
Filing date: 2005-11-09
Publication date: 2006-11-27
Also published as: US7673538B2; US20070137397A1

Abstract

본 발명은 차량 운전자의 신체 조건에 따라서 컨트롤 페달을 조절할 수 있는 페달 시스템에 관한 것이다.

상기 페달 시스템은 실질적으로 수직 방향인 가이드 홈 및 소정의 홀을 구비하며, 차량에 연결되는 서포트 브라켓과, 실질적으로 수직 방향으로 직선 운동이 가능한 구동 아암을 포함하며, 상기 구동 아암에 구동력을 제공하는 선형 액츄에이터와, 상기 구동 아암과 제1 핀에 의하여 결합되는 힌지 홀, 상기 소정의 홀과 제2 핀에 의하여 결합되며 상기 가이드 홈에 대하여 비스듬한 방향으로 형성되는 슬라이딩 슬롯, 및 페달을 포함하는 페달 아암을 포함하며, 상기 구동 아암의 운동에 따라 상기 슬라이딩 슬롯이 상기 제2 핀에 대하여 슬라이딩됨으로써 상기 페달 아암의 위치가 변경되는 것을 특징으로 한다.

브레이크 페달, 액셀레이터 페달, APS, 슬라이딩 슬롯

Description

조절 가능한 페달 시스템{Adjustable pedal system}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조절 가능한 페달 시스템의 구성을 나타낸 도면.

도 2는 도 1에 도시된 시스템 중 액츄에이터의 외형을 도시하는 도면.

도 3은 액츄에이터의 구동 원리를 나타내는 도면.

도 4는 모터의 회전 운동을 구동 아암의 직선 운동으로 변환하는 구성을 도시하는 도면.

도 5는 액츄에이터, 제1 서포트 브라켓, 및 브레이크 페달 아암의 연결 구성을 도시하는 도면.

도 6은 브레이크 페달 아암의 위치 변경을 도시하는 도면.

도 7은 제2 고정핀 및 제4 고정핀의 세부 형상을 도시하는 도면.

도 8은 구동 아암의 하강에 따른 브레이크 페달 아암의 이동 위치 및 각도를 기구학적으로 표시하는 도면.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 액셀레이터 페달 어셈블리 구성을 도시하는 도면.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 조절 가능한 페달 시스템의 조립 후 외형을 나타낸 도면.

(도면의 주요부분에 대한 부호 설명)

2a, 2b : 스크류 하우징 3a, 3b : 웜 기어 하우징

4a, 4b : 피니언 기어 하우징 10 : 액츄에이터

11 : 모터 12 : 하드 와이어

15a, 15b : 조립공 16a, 16b : 구동 아암

17a, 17b : 웜 기어 18a, 18b : 피니언 기어

19a : 잭 스크류 20 : 브레이크 페달 아암

21, 51 : 슬라이딩 슬롯 22 : 브레이크 페달

23, 35, 52 : 힌지 홀 30 : 제1 서포트 브라켓

31, 61 : 가이드 홈 32, 62 : 홀

33 : 제2 고정핀 34 : 제1 고정핀

36, 66 : 수직 슬롯 40 : 액셀레이터 페달 아암

42 : 액셀레이터 페달 50 : 연결 플레이트

60 : 제2 서포트 브라켓 63 : 제4 고정핀

64 : 제3 고정핀 70 : 메인 브라켓

71 : 결합 핀

본 발명은 일반적으로 자동차 컨트롤 페달(control pedal)에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 차량 운전자의 신체 조건에 따라서 조절이 가능한 컨트롤 페달에 관한 것이다.

수십 년간 자동차 생산자나 설계자들은 몸집이 다른 운전자들에 대한 인체공학적인 면에 대하여 관심을 가져왔다. 몸집이 다른 운전자들을 위한 노력으로, 자동차 컨트롤(스티어링 휠 등)을 조정 가능하도록 설계하여 이렇게 다양한 운전자 몸집을 수용하도록 하였다. 탑승자의 안락감이 중요하므로, 운전자가 조정하는 자동차 컨트롤 모두가 인체공학적 및 안정성 면에서 상당히 중요함을 인식하게 되었다.

컨트롤 페달은 차량에 일반적으로 제공되며 운전자의 발에 의하여 눌러진다. 브레이크, 또는 액셀레이터(accelerator)를 위하여 독립된 컨트롤 페달이 제공된다. 만약, 차량이 수동 트랜스미션을 가지는 경우에는, 트랜스미션 클러치를 구동하기 위한 제3의 컨트롤 페달이 제공된다. 차량의 앞 좌석은 일반적으로 전방 또는 후방으로 조절이 가능하도록 트랙을 따라서 움직일 수 있도록 되어 있다. 그러나, 이러한 기술만으로는 다양한 운전자에 적합한 편의를 제공하기에는 부족함이 있다. 따라서, 상기 컨트롤 페달의 위치를 다양한 체격의 운전자에게 적합하도록 조절할 수 있는 기술이 필요하다. 이러한 기술은 소위 조절 가능한 페달 시스템(Adjustable pedal system; APS)라고 명명되기도 한다.

이와 관련된 종래 기술로서, 미국 특허 6,571,660호에 개시된 조절 가능한 페달 시스템은 차량에 연결되고 평행하지 않은 방향으로 분리되어 있는 제1 슬롯과 제2 슬롯을 포함하는 서포트 브라켓(support bracket)과, 상기 서포트 브라켓의 근 처에 구비되고 페달을 포함하는 페달 어셈블리와, 상기 페달 어셈블리에 구비되어 상기 제1 슬롯 및 제2 슬롯을 각각 관통하는 제1 핀 및 제2 핀과, 상기 페달 어셈블리와 연결되어 상기 페달 어셈블리가 상기 서포트 브라켓을 따라서 슬라이딩 되도록 하는 선형 액츄에이터(actuator)로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이러한 구조를 통하여 운전자가 용이하게 페달의 위치를 조절할 수 있도록 한다.

그런데 상기 미국 특허에서 슬라이딩을 가능하게 하는 슬롯-핀 구조에 있어서, 상기 슬롯은 서포트 브라켓 내에 설치되어 있다. 따라서, 상기 서포트 브라켓 상에 구비된 상기 슬롯에 의하여 상기 서포트 브라켓 내부의 페달 어셈블리가 개방되어 있어서, 상기 페달 어셈블리와 이와 결합된 핀 결합 부분에 외부로부터 파티클(particle), 액체, 기타 불순물이 유입될 가능성이 있다. 이는 조절 가능한 페달 시스템에 있어서 고장을 유발하거나 정밀한 제어가 어려워지는 문제를 유발할 수 있다.

뿐만 아니라, 상기 미국 특허는 하나의 컨트롤 페달에 대하여 조절 가능한 페달 시스템을 적용하는 기술이지만, 실제로 대부분의 차량에 있어서는 최소한 액셀레이터 페달 및 브레이크 페달을 갖추고 있는데, 각각의 컨트롤 페달에 대하여 위치 조절을 하는 것은 번거로운 일이 될 수 있으며, 각각의 컨트롤 페달 별로 별도의 액츄에이터를 갖추어야 하는 문제점이 있다. 상기 액셀레이터 페달 및 브레이크 페달이 연동하여 조절되도록 할 필요도 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 페달 어셈블리를 감싸고 있는 서포 트 브라켓에 의하여 상기 페달 어셈블리가 밀폐될 수 있는 조절 가능한 페달 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 복수의 컨트롤 페달을 연동하여 조절할 수 있으며, 비교적 저렴한 비용으로 제작될 수 있는 조절 가능한 페달 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 조절 가능한 페달 시스템은, 실질적으로 수직 방향인 가이드 홈 및 소정의 홀을 구비하며, 차량에 연결되는 서포트 브라켓; 실질적으로 수직 방향으로 직선 운동이 가능한 구동 아암을 포함하며, 상기 구동 아암에 구동력을 제공하는 선형 액츄에이터; 및 상기 구동 아암과 제1 핀에 의하여 결합되는 힌지 홀, 상기 소정의 홀과 제2 핀에 의하여 결합되며 상기 가이드 홈에 대하여 비스듬한 방향으로 형성되는 슬라이딩 슬롯, 및 페달을 포함하는 페달 아암을 포함하며, 상기 구동 아암의 운동에 따라 상기 슬라이딩 슬롯이 상기 제2 핀에 대하여 슬라이딩됨으로써 상기 페달 아암의 위치가 변경되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 조절 가능한 페달 시스템은 실질적으로 수직 방향으로 직선 운동이 가능한 제1 구동 아암 및 제2 구동 아암을 포함하며, 상기 구동 아암에 구동력을 제공하는 선형 액츄에이터; 실질적으로 수직 방향인 제1 가이드 홈 및 제1 홀을 구비하며, 차량에 연결되는 제1 서포트 브라켓; 상기 제1 구동 아암과 제1 핀에 의하여 결합되는 제1 힌지 홀, 상기 제1 홀과 제2 핀에 의하여 결합되며 상기 제1 가이드 홈과 비스듬한 방향으로 형성되는 제1 슬라이딩 슬롯, 및 브레이크 페달을 포함하는 브레이크 페달 아암; 실질적으로 수직 방향인 제2 가이드 홈 및 제2 홀을 구비하며, 상기 차량에 연결되는 제2 서포트 브라켓; 및 상기 제2 구동 아암과 제3 핀에 의하여 결합되는 제2 힌지 홀, 상기 제2 홀과 제4 핀에 의하여 결합되며 상기 제2 가이드 홈과 비스듬한 방향으로 형성되는 제2 슬라이딩 슬롯, 및 액셀레이터 페달을 포함하는 액셀레이터 페달 아암을 포함하며, 상기 제1 구동 아암의 운동에 따라 상기 제1 슬라이딩 슬롯이 상기 제2 핀에 대하여 슬라이딩됨으로써 상기 브레이크 페달 아암의 위치가 변경되고, 상기 제2 구동 아암의 운동에 따라 상기 제2 슬라이딩 슬롯이 상기 제4 핀에 대하여 슬라이딩됨으로써 상기 액셀레이터 페달 아암의 위치가 변경되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있을 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조절 가능한 페달 시스템(100)의 구성을 나타낸 도면이다. 상기 조절 가능한 페달 시스템(100)은 액츄에이터(10), 브레이크 페달 아암(20), 제1 서포트 브라켓(30), 액셀레이터 페달 아암(40), 연결 플레이트(50), 제2 서포트 브라켓(60), 및 메인 브라켓(70)을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 조절 가능한 페달 시스템(100)에는 두 개의 컨트롤 페달, 즉, 브레이크 페달 및 액셀레이터 페달만 구비되는 것으로 도시되었지만, 여기에 트랜스미션 클러치를 제 3의 컨트롤 페달로 추가로 구비할 수도 있음은 물론이다.

브레이크 페달 아암(20)은 말단에 브레이크 페달(22)을 구비하며, 제1 서포트 브라켓(30)에 형성된 힌지 홀(23)을 중심으로 선회할 수 있다. 또한, 액츄에이터(10)로부터 제공되는 수직 구동력을 받으면 구비된 슬라이딩 슬롯(21)을 따라서 직선 운동을 할 수 있다.

브레이크 페달 아암(20)의 힌지 홀(23)은 액츄에이터(10)의 구동 아암(16a)에 형성된 두 개의 조립공(15a)과 제1 서포트 브라켓(30) 내부에서 제1 고정핀(34)에 의하여 결합된다. 제1 고정핀(34)으로 브레이크 페달 아암(20)과 결합된 구동 아암(16a)은 제1 서포트 브라켓(30) 상단 부근에 구비된 가이드 홈(31)을 따라서 상하 직선 운동이 가능하도록 되어 있다. 제1 서포트 브라켓(30)의 일측 또는 양측에는 형성되며, 제1 고정핀(34)에 의하여 관통되고, 구동 아암(16a)의 수직 운동을 보조적으로 가이드하는 수직 슬롯(36)이 더 구비될 수도 있다. 하지만, 수직 슬롯(36)은 구비되지 않을 수도 있으며 그 경우에는 브레이크 페달 아암(20)의 힌지 홀(23) 부근, 제1 고정핀(34), 및 구동 아암(16a)은 모두 제1 서포트 브라켓(30)의 가이드 홈(31) 내에 위치하게 된다.

힌지 홀(23)은 제1 고정핀(34)을 축으로 하여 구동 아암(16a)에 대하여 회전될 수 있으며, 이에 의하여 브레이크 페달 아암(20)은 일정 범위 내에서 선회할 수 있는 것이다.

슬라이딩 슬롯(21) 및 이에 대응되어 제1 서포트 브라켓(30) 형성된 홀(32)는 제2 고정핀(33)에 의하여 고정된다. 상기 제2 고정핀(33)은 제1 고정핀(34)과는 달리 슬라이딩 슬롯(21)의 움직임에 따라서 일정 범위 내에서 회전할 수 있는 구조로 되어 있다. 상기 제2 고정핀(33)의 보다 상세한 구조에 대해서는 후술하는 도 7을 참조하여 설명한다.

제1 브라켓(30)은 메인 브라켓(70)에 대하여 소정 각도의 회전 운동이 가능하도록 상기 메인 브라켓(70)에 결합된다. 이를 위하여, 제1 브라켓(30)의 힌지 홀(35)은 메인 브라켓(70)과 결합 핀(71)에 의하여 결합될 수 있으며, 운전자가 브레이크 페달(22)을 밟았을 때 상기 결합 핀(71)을 중심으로 제1 브라켓(30)이 소정 각도만큼 회전될 수 있는 것이다.

한편, 말단에 액셀레이터 페달(42)을 갖는 액셀레이터 페달 아암(40)도 상기 브레이크 페달 아암(20)과 유사한 구조를 가질 수 있다. 다만, 액셀레이터 페달 아암(40)은 직접 제2 서포트 브라켓(60)에 연결되지 않고, 연결 플레이트(50)를 매개로 하여 제2 서포트 브라켓(60)에 연결될 수 있다. 액셀레이터 페달 아암(40)과 연결 플레이트(50)는 체결 수단에 의하여 상대적인 움직임이 없도록 고정된다. 물론, 상기 브레이크 페달 아암(20)과 마찬가지로 연결 플레이트(50) 없이 직접 제2 서포 트 브라켓(60)에 연결되도록 할 수 있으며, 이 경우에는 슬라이딩 슬롯(51)은 브레이크 페달 아암(20)에 형성되어야 할 것이다. 또한 상기 연결 플레이트(50) 및 액셀레이터 페달 아암(40)을 일체로 하나의 액셀레이터 페달 아암으로 볼 수도 있는 것이다.

액셀레이터 페달 아암(40) 및 연결 플레이트(50)는 힌지 홀(52)을 중심으로 선회할 수 있다. 또한, 액츄에이터(10)로부터 제공되는 수직 구동력을 받으면 구비된 슬라이딩 슬롯(51)을 따라서 움직일 수 있다.

연결 플레이트(50)의 힌지 홀(52)은 액츄에이터(10)의 구동 아암(16b)에 형성된 두 개의 조립공(15b)과 서포트 브라켓 내부에서 제3 고정핀(64)에 의하여 결합된다. 제3 고정핀(64)으로 액셀레이터 페달 아암(40)과 결합된 구동 아암(16b)은 제2 서포트 브라켓(60) 상단 부근에 구비된 가이드 홈(61)을 따라서 상하 직선 운동이 가능하도록 되어 있다. 제2 서포트 브라켓(60)은 일측 또는 양측에는 형성되며, 제3 고정핀(64)에 의하여 관통되고, 구동 아암(16b)의 수직 운동을 보조적으로 가이드하는 수직 슬롯(66)을 더 구비할 수도 있다. 물론, 수직 슬롯(36)과 마찬가지로 수직 슬롯(66)도 구비되지 않을 수 있다.

힌지 홀(52)은 제3 고정핀(64)을 축으로 하여 구동 아암(16b)에 대하여 회전될 수 있으며, 이에 의하여 액셀레이터 페달 아암(40)은 일정 범위 내에서 선회할 수 있는 것이다.

슬라이딩 슬롯(51) 및 이에 대응되어 제2 서포트 브라켓(60) 형성된 홀(62)는 제4 고정핀(63)에 의하여 고정된다. 상기 제4 고정핀(63)은 제2 고정핀(33)과 마찬가지의 구조를 가진다.

도 1과 같이 구성된 액츄에이터(10)가 작동되면, 액츄에이터(10)에 구비된 피니언 기어가 회전하면서 구동 아암(16a)이 아래 방향으로 하강을 하게 된다. 그러면, 제1 고정핀(34)에 의하여 구동 아암(16a)의 조립공(15a)과 결합된 힌지 홀(23)을 구비하는 브레이크 페달 아암(20)은 제1 서포트 브라켓(30)의 가이드 홈(31)을 따라서 아래 방향으로 하강하게 된다. 이 때, 브레이크 페달 아암(20)은 사선 방향으로 형성된 슬라이딩 슬롯(21)을 따라서 직선 운동을 하면서 전방으로 움직이게 된다. 이러한 동작은 액셀레이터 페달 아암(20)에 대하여도 마찬가지이므로 중복된 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 상기 시스템(100)의 액츄에이터(10)의 외형을 도시한 도면이다. 액츄에이터(10)는 회전 모터(11)와, 회전 모터(11)와 직접 또는 간접으로 연결되는 웜 기어(worm gear)를 수용하는 웜 기어 하우징(3a, 3b)와, 상기 웜 기어와 결합되는 피니언 기어(pinion gear)를 수용하는 피니언 기어 하우징(4a, 4b)와, 상기 피니언 기어와 스크류에 의하여 결합되는 구동 아암(16a, 16b)과, 스크류가 상기 피니언 기어의 상부로 돌출된 부분을 수용하는 스크류 하우징(2a, 2b)과, 모터의 동력을 원격으로 전달하는 하드 와이어(12)를 포함한다.

도 3을 참조하면, 모터(11)는 하드 와이어(12)를 통하여 제1 웜 기어(17a)와 간접적으로 연결되고, 제2 웜 기어(17b)와는 직결된다. 상기 하드 와이어(12)는 모터의 회전력을 원격으로 전달해 주는 구성요소로서, 구조적으로 허용된다면 제1 웜 기어(17a)도 모터(11)에 직결되어도 무방하다.

아무튼, 모터(11)의 회전 운동은 제1 웜 기어(17a) 및 제2 웜 기어(17b)에 전달되며, 이들은 각각 제1 피니언 기어(18a) 및 제2 피니언 기어(18b)와 맞물린다. 이 때, 웜 기어-피니언 기어의 잇수비에 의하여 회전비가 결정된다. 피니언 기어들(18a, 18b)의 중심에는 소정의 탭(18a-1, 18b-1)이 형성되어 있어 스크류와 결합될 수 있도록 되어 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액츄에이터(10)의 기본 메커니즘을 보여주는 도면이다. 웜 기어(17a)가 회전을 하게 되면, 피니언 기어(18a)도 소정의 잇수비에 따라서 회전을 하게 된다. 그러면, 피니언 기어(18a)의 중앙의 탭(18a-1)과 맞물리는 잭 스크류(19a)는 상기 피니언 기어(18a)의 회전에 따라서 상하 운동을 하게 된다. 왜냐하면, 잭 스크류(19a)와 일체로 되어 있는 구동 아암(16a)은 제1 고정핀(34)에 의하여 회전이 불가능한 구조로 되어 있기 때문이다. 따라서, 피니언 기어(17a)를 기준으로 잭 스크류(19a)는 상하 운동만이 가능하게 되므로, 잭 스크류(19a) 중 피니언 기어(17a)의 위로 돌출된 부분(19a-1)의 길이는 가변이 된다. 따라서, 이를 수용하는 스크류 하우징(2a)은 상기 돌출된 부분(19a-1)이 최대 길이를 가질 때에도 수용이 가능하도록 설계된다.

도 4의 메커니즘에서, 웜 기어 대 피니언 기어의 회전비가 n:1이라고 하고, 스크류의 피치(pitch)가 p라고 한다면, 모터가 1회전할 때, 구동 아암(16a)이 움직이는 거리는 p/n이 된다. 이러한 관계를 이용하여 구동 아암(16a)에 대한 세밀한 제어가 가능하다.

도 5를 참조하면, 구동 아암(16a)은 제1 고정핀(34)에 의하여 제1 서포트 브 라켓(30)과 결합된 후, 가이드 홈(31)에 위치하게 된다. 물론, 제1 서포트 브라켓(31)은 분리된 2개의 판으로 구성되어 있으므로 이 후 2개의 판은 소정의 체결 수단에 의하여 고정 결합된다.

구동 장치(10)의 잭 스크류(19a)가 아래로 직선 운동을 하게 되면 이는 그대로 구동 아암(16a)에 전달되며, 이에 따라서 힌지 홀(23)도 하강 운동을 하게 된다.

도 6은 제1 서포트 브라켓(30)의 2개의 판 중 하나를 제거한 절개도이다. 도 6을 참조하면, 힌지 홀(23)이 하강하게 되면, 제2 고정핀(33)과 슬라이딩 슬롯(21)은 상대적인 직선 운동을 하게 된다. 그런데 제2 고정핀(33)은 회전 운동만 가능할 뿐, 직선 운동이 불가능하므로 슬라이딩 슬롯(21)이 사선 방향으로 움직이게 되고 이에 따라서 브레이크 페달 아암(20)에 부착된 페달(22)은 P1 위치에서부터 P2 위치로, 즉 전방으로 움직이게 된다. 마찬가지의 동작 원리에 의하여 만약 잭 스크류(19a)가 상승한다면, 페달(22)은 후방향으로 움직이게 된다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 고정핀(33)의 세부 구성을 도시한 도면이다. 제2 고정핀(33)은 제1 서포트 브라켓(30)을 관통하는 중심축 부분(33a)과, 슬라이딩 슬롯(21)과 결합되기 위한 사각축 부분(33b)과, 제1 서포트 브라켓(30)의 홀(32)과 결합되기 위한 원형축 부분(33c)과, 상기 제2 고정 핀을 축방향으로 움직이지 않도록 고정하기 위한 멈치(33d)로 구성될 수 있다. 따라서, 사각축 부분(33b)의 높이는 슬라이딩 슬롯(21)의 폭과 거의 동일하며, 상기 원형축 부분(33c)의 직경은 상기 홀(32)의 직경과 거의 동일하다. 다만, 상기 사각축 부분 (33b)은 상기 슬라이딩 슬롯(21)과 상대적인 직선 운동이 가능하도록, 그리고 상기 원형축 부분(33c)은 상기 홀(32)과 상대적인 회전 운동이 가능하도록 약간의 여유 틈새(clearance)가 있어야 한다.

도 8은 본 발명에 따른 브레이크 페달 아암(20)의 운동을 기구학적으로 도시한 도면이다. 브레이크 페달 아암(20)은 강체(rigid body)이므로, 힌지 홀(23)과 슬라이딩 슬롯(21)의 소정 위치와의 거리 및 슬라이딩 슬롯(21)과 브레이크 페달 아암(20)의 방향이 이루는 각도(θ)는 변하지 않는다.

힌지 홀(23)이 최상 위치에 있을 때, 제2 고정핀(33)의 사각축 부분(33b)은 슬라이딩 슬롯(21)의 전단부에 위치한다. 이 때, 힌지 홀(23)과 사각축 부분(33b)의 중심간의 거리를 ℓ이라고 한다. 그 후, 힌지 홀(23)이 d 만큼 하강하여 최하 위치에 있게 될 때의 슬라이딩 슬롯(21)의 위치, 즉 브레이크 페달 아암(20)의 위치는 다음과 같이 구할 수 있다. 최하 위치에서 힌지 홀(23)의 중심에서 ℓ을 반경으로 하는 원과, 사각축 부분(33b)의 중심에서 r(슬롯의 길이-사각축 부분(33b)의 폭)을 반경으로 하는 원의 교차점을 찾으면 그 점이 사각축 부분(33b)의 중심이 위치할 수 있는 슬라이딩 슬롯(21)의 최전방 위치가 된다. 그 동안 사각축 부분(33b)은 다소간 회전되었음을 알 수 있다.

도 8의 예에서 보면, 힌지 홀(23)이 최상 위치에서 최하 위치로 이동하는 동안, 브레이크 페달(22)은 다소 아래 방향으로 이동하면서 각도 만큼 전방을 향하여 회전하게 됨을 알 수 있다. 이와 같은 기구학적 관계에 의하여 슬라이딩 슬롯(21)의 각도(θ), 슬라이딩 슬롯의 유효 길이(r), 및 가이드 홈(31)의 유효 길이 (d)를 적절히 조절함으로써 페달(22)의 최대 이동 가능한 각도 내지 거리를 구할 수 있다.

한편, 액셀레이터 페달의 경우도 상기 브레이크 페달의 경우와 마찬가지로 조절될 수 있다. 도 9를 참조하면, 제2 서포트 브라켓(60)의 상단 부근에 형성된 가이드 홈(61)을 따라서 잭 스크류(19b) 및 구동 아암(16b) 이 하강하게 되면 제2 서포트 브라켓(60) 내에 수용된 연결 플레이트(50)의 슬라이딩 슬롯(51)은 전방 아래 방향으로 이동하게 되고, 이는 브레이크 페달 아암(40) 및 브레이크 페달(42)의 이동으로 이어진다. 마찬가지로, 힌지 홀(52)이 상승하게 되면, 브레이크 페달(42)은 후방 위 방향으로 이동하게 된다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 조절 가능한 페달 시스템(100)의 조립 후 형상을 도시한 도면이다. 도 10에서 보면, 조절 가능한 페달 시스템(100)은 종래 기술과 달리 구동 아암의 수직운동을 안내하기 위한 수직 방향 슬롯, 및 이 때 페달 아암을 회전시키기 위한 슬라이딩 슬롯은 서포트 브라켓(30, 60) 상에 존재하지 않으므로, 서포트 브라켓(30, 60)의 내외부는 효율적으로 밀폐된다. 따라서, 상대적으로 파티클 등의 외부 불순물로부터 상대적으로 자유로울 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 복수의 컨트롤 페달 각각을 조절해야 하는 불편을 덜기 위하여 하나의 모터에 의하여 각각의 구동 아암(16a, 16b)이 움직일 수 있게 함으로써 복수의 컨트롤 페달이 연동되어 조절될 수 있도록 한다. 만약, 운전자가 브레이크 페달에 대하여 원하는 위치를 선택하게 되면, 아울러 액셀레이터 페달도 같이 조절되게 된다. 이는 도 3과 같은 구조에 의하여 하나의 모터로 복수의 구동 아 암(16a, 16b)을 구동할 수 있도록 하기 때문이다.

이러한 구조로 말미암아, 구동 아암에 의하여 브레이크 페달이 이동하는 거리 및 각도에 대하여 액셀레이터 페달이 이동하는 거리 및 각도를 서로 다르게 조절할 수도 있다. 예를 들어, 브레이크의 위치는 운전자 별로 큰 차이가 나지만 액셀레이터의 위치는 상기 브레이크 위치에 비하여는 상대적으로 덜 차이가 난다고 한다면, 도 3에서 제1 웜 기어-피니언 기어 조합의 회전비를 제2 웜 기어-피니언 기어 조합의 회전비와 다르게 함으로써 이러한 특성을 구현할 수가 있는 것이다.

본 발명에는 사전에 프로그램되고 운전자 선택에 따라 컨트롤 페달에 대한 설정을 기억하는 전자 회로가 더 포함될 수 있다. 이 전자 회로는 임의의 적합한 수단, 예를 들면, 분압기 또는 인코더와 같은 로케이션 트랜스듀서에 의하여 제공될 수 있다. 이 메모리 옵션 수단은 모터와 일체일 수도 있지만 모터와 별개일 수도 있는 컴퓨터 모듈이다. 상기 전자 회로는 컨트롤 페달 내지 페달 아암의 위치를 감지하여 이 신호를 컴퓨터 모듈에 전송할 수 있다.

이상의 설명에서는, 컨트롤 페달로서 브레이크 페달 및 액셀레이터 페달만을 예로 들어 설명하였다. 그러나, 이 구조는 트랜스미션 클러치 페달에도 적용될 수 있음을 이해할 것이다. 본 발명에 따른 조절 가능한 페달 시스템은 대표적으로 자동차에 적용될 수 있겠지만, 이에 한하는 것은 아니고 트럭, 항공기 등을 포함하여 임의의 유형의 차량에도 마찬가지로 사용될 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수 적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 조절 가능한 페달 시스템은 간단하고 견고한 구조를 지니며, 페달 어셈블리를 감싸고 있는 서포트 브라켓 외부의 불순물이 서포트 브라켓 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있고, 복수의 컨트롤 페달들을 연동하여 조절할 수 있는 장점이 있다.

또한, 서포트 브라켓에 관통 슬롯이 형성되지 않은 구조를 가짐으로써 서포트 브라켓 내에 밀폐된 공간이 형성되므로 외부의 이물질 유입으로 인한 문제를 해소할 수 있다.

그리고, 종래의 조절 가능한 페달 시스템에 비하여 구조가 간단하고 소형화가 가능하여, 차량 실내의 공간 활용성이 증대될 수 있다.

Claims

실질적으로 수직 방향인 가이드 홈 및 소정의 홀을 구비하며, 차량에 연결되는 서포트 브라켓;

실질적으로 수직 방향으로 직선 운동이 가능한 구동 아암을 포함하며, 상기 구동 아암에 구동력을 제공하는 선형 액츄에이터; 및

상기 구동 아암과 제1 핀에 의하여 결합되는 힌지 홀, 상기 소정의 홀과 제2 핀에 의하여 결합되며 상기 가이드 홈에 대하여 비스듬한 방향으로 형성되는 슬라이딩 슬롯, 및 페달을 포함하는 페달 아암을 포함하며,

상기 구동 아암의 운동에 따라 상기 슬라이딩 슬롯이 상기 제2 핀에 대하여 슬라이딩됨으로써 상기 페달 아암의 위치가 변경되는 조절 가능한 페달 시스템.
제1항에 있어서, 상기 서포트 브라켓의 일측 또는 양측에는 형성되며, 상기 제1 핀에 의하여 관통되어, 상기 가이드 홈과 더불어 상기 구동 아암의 수직 운동을 보조적으로 가이드하는 수직 슬롯을 더 포함하는 조절 가능한 페달 시스템.
제1항에 있어서, 상기 액츄에이터는

모터와, 상기 모터와 더불어 회전하는 웜 기어와, 상기 웜 기어와 맞물리는 피니언 기어와, 상기 피니언 기어의 중심부에 구비된 탭과 맞물리며 상기 구동 아암과 연결되는 잭 스크류를 더 포함하는 조절 가능한 페달 시스템.
제1항에 있어서, 상기 페달은 브레이크 페달, 액셀레이터 페달, 및 트랜스미션 클러치 페달 중 하나인 조절 가능한 페달 시스템.
제1항에 있어서,

상기 슬라이딩시에 상기 제2 핀은 소정의 각도만큼 회전하는 조절 가능한 페달 시스템.
제1항에 있어서,

상기 제2 핀은 상기 슬라이딩 슬롯에 끼워지는 사각축 부분을 포함하는 조절 가능한 페달 시스템.
제1항에 있어서,

사전에 프로그램되고 운전자 선택에 따라 컨트롤 페달에 대한 설정을 기억하는 전자 회로를 더 포함하는 조절 가능한 페달 시스템.
제3항에 있어서,

상기 구동 아암에 형성되는 조립공과 상기 힌지 홀은 상기 제1 핀에 의하여 결합되는 조절 가능한 페달 시스템.
실질적으로 수직 방향으로 직선 운동이 가능한 제1 구동 아암 및 제2 구동 아암을 포함하며, 상기 구동 아암에 구동력을 제공하는 선형 액츄에이터;

실질적으로 수직 방향인 제1 가이드 홈 및 제1 홀을 구비하며, 차량에 연결되는 제1 서포트 브라켓;

상기 제1 구동 아암과 제1 핀에 의하여 결합되는 제1 힌지 홀, 상기 제1 홀과 제2 핀에 의하여 결합되며 상기 제1 가이드 홈과 비스듬한 방향으로 형성되는 제1 슬라이딩 슬롯, 및 브레이크 페달을 포함하는 브레이크 페달 아암;

실질적으로 수직 방향인 제2 가이드 홈 및 제2 홀을 구비하며, 상기 차량에 연결되는 제2 서포트 브라켓; 및

상기 제2 구동 아암과 제3 핀에 의하여 결합되는 제2 힌지 홀, 상기 제2 홀과 제4 핀에 의하여 결합되며 상기 제2 가이드 홈과 비스듬한 방향으로 형성되는 제2 슬라이딩 슬롯, 및 액셀레이터 페달을 포함하는 액셀레이터 페달 아암을 포함하며,

상기 제1 구동 아암의 운동에 따라 상기 제1 슬라이딩 슬롯이 상기 제2 핀에 대하여 슬라이딩됨으로써 상기 브레이크 페달 아암의 위치가 변경되고, 상기 제2 구동 아암의 운동에 따라 상기 제2 슬라이딩 슬롯이 상기 제4 핀에 대하여 슬라이딩됨으로써 상기 액셀레이터 페달 아암의 위치가 변경되는 조절 가능한 페달 시스템.
제9항에 있어서,

상기 액츄에이터는

모터와, 상기 모터와 더불어 회전하는 제1 웜 기어 및 제2 웜 기어와, 상기 제1 웜 기어 및 상기 제2 웜 기어에 각각 맞물리는 제1 피니언 기어 및 제2 피니언 기어와, 상기 제1 피니언 기어 및 상기 제2 피니언 기어의 중심부에 구비된 탭과 각각 맞물리며 상기 제1 구동 아암 및 상기 제2 구동 아암과 각각 연결되는 제1 잭 스크류 및 제2 잭 스크류를 더 포함하는 조절 가능한 페달 시스템.
제9항에 있어서,

상기 제1 웜 기어 및 상기 제2 웜 기어 중 적어도 하나는 상기 모터와 하드 와이어에 의하여 연결되는 조절 가능한 페달 시스템.
제9항에 있어서,

상기 제1 웜 기어 및 상기 제1 피니언 기어의 회전비와, 상기 제2 웜 기어 및 상기 제2 피니언 기어의 회전비를 조절함으로써, 상기 브레이크 페달의 이동량과 상기 액셀레이터 페달의 이동량이 서로 다르도록 조절되는 조절 가능한 페달 시스템.