KR100841924B1 - 자동차용 엑셀레이터 페달 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 속도를 가속하는 과정에서 이용하는 엑셀레이터페달 모듈에 관한 것으로서; 엑셀레이터페달의 외관을 이루는 하우징(10)의 수용공간(11)에 회전축(12)을 매개로하여 장착됨은 물론 탄성부재(40)를 통해 리턴되는 페달부(20)와; 상기 하우징(10)의 천정면에 힌지식으로 결합된 마찰바(31)와 상기 페달부(20)의 머리부분에 접촉되는 마찰돌기(32)가 상호 결합된 마찰부(30) 및; 상기 하우징(10)의 측면부에 장착되어 상기 회전축(12)을 따라 회전하면서 상기 페달부(20)의 회전각도를 감지하여 제어부로 출력하는 센서부(50)로 이루어져; 엑셀레이터페달모듈용 페달부와 센서부가 동일한 회전축상에 구성되어 페달부의 정확한 회전각도의 감지가 가능해짐은 물론 마찰바와 마찰돌기의 상호 작용에 의해 안정된 히스테리시스값을 얻을 수 있으므로 차량의 출력특성이 향상되게 한 것이다.

엑셀레이터페달, 하우징, 페달부, 마찰부, 탄성부재, 센서부

Description

자동차용 엑셀레이터 페달 모듈 {Device for rising the output of acclerator pedal for automobile}

도 1은 본 발명에 따른 엑셀레이터페달의 결합단면도,

도 2는 본 발명에 따른 엑셀레이터페달의 분해사시도,

도 3(a),(b)는 본 발명에 따른 엑셀레이터페달의 마찰부를 도시한 사시도,

도 4(a),(b)는 본 발명에 따른 엑셀레이터페달의 마찰부의 작동원리를 도시한 개념도이다.

* 도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 하우징 11 : 수용공간

12 : 회전축 13 : 덮개

20 : 페달부 21 : 탑재돌기

30 : 마찰부 31 : 마찰바

32 : 마찰돌기 40 : 탄성부재

41,42 : 대/소경스프링 50 : 센서부

본 발명은 자동차의 속도를 가속하는 과정에서 이용하는 엑셀레이터페달 모듈에 관한 것으로서, 특히 엑셀페달과 센서레버의 회전반경을 일치시킴과 더불어 히스테리시스의 변화량을 최소화하여 차량의 출력특성을 향상시킬 수 있도록 한 자동차용 엑셀레이터 페달 모듈에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차에 구성된 엑셀레이터페달은 운전자의 밟는 힘에 따라서 흡입공기량이나 연료분사량 등을 조절하여 차량을 가속시키는 것으로서, 이 엑셀레이터페달의 누름량에 따라 발생하는 답력이 링크나 케이블 등을 매개로 엔진으로 전달되어 차량의 속도를 조절하게 된다.

그러나, 엑셀레이터페달의 작동기구에 구성된 링크나 케이블은 장기간 사용함에 따라 마모되거나 늘어지는 경우, 흡입공기량이나 연료공급에 따른 시스템을 제어하기 어려울 뿐만 아니라 작동기구가 복잡하여 유지 및 보수에 따른 어려움이 있어 사용이 점점 제한되고 있는 실정이다.

따라서, 엑셀레이터페달의 페달레버의 회전각을 감지하는 센서부를 장착하는 이른바, 전자식 엑셀레이터페달모듈이 개발되었다.

그런데, 공지의 엑셀레이터페달모듈 대부분은, 상기 페달레버의 회전포인트와 센서레버의 회전포인트가 서로 달라, 상기 센서부에서 페달레버의 회전각을 정확히 감지하는 못하는 상태이므로, 상기 센서부의 출력특성(Linearity)이 저하되어 차량의 가속성능이 저하되는 문제점이 있었다.

그리고, 공지의 엑셀레이터페달모듈은, 상기 페달레버의 회전중심점이 변하거나 페달레버에 구성된 리턴스프링의 탄성력이 저하되는 경우, 상기 페달레버를 밟는 경우와 리턴되는 경우의 힘 차이 즉, 히스테리시스(Hysteresis)의 변화가 커져 차량의 가속성능이 저하되는 문제점이 있었다.

이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 엑셀페달과 센서레버의 회전반경을 일치시킴과 더불어 히스테리시스의 변화량을 최소화하여 차량의 출력특성을 향상시킬 수 있도록 한 자동차용 엑셀레이터 페달 모듈을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 엑셀레이터페달의 외관을 이루는 하우징의 수용공간에 회전축을 매개로하여 장착됨은 물론 탄성부재를 통해 리턴되는 페달부와; 상기 하우징의 천정면에 힌지식으로 결합된 마찰바와 상기 페달부의 머리부분에 접촉되는 마찰돌기가 상호 결합된 마찰부 및; 상기 하우징의 측면부에 장착되어 상기 회전축을 따라 회전하면서 상기 페달부의 회전각도를 감지하여 제어부로 출력하는 센서부로 이루어진다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 엑셀레이터페달의 결합단면도이며, 도 2는 본 발명에 따른 엑셀레이터페달의 분해사시도이고, 도 3(a),(b)는 본 발명에 따른 엑셀레이터페달의 마찰부를 도시한 사시도이며, 도 4(a),(b)는 본 발명에 따른 엑셀레이터페달의 마찰부의 작동원리를 도시한 개념도이다.

엑셀레이터페달의 외관을 이루는 하우징(10)의 수용공간(11)에 회전축(12)을 매개로하여 장착됨은 물론 탄성부재(40)를 통해 리턴되는 페달부(20)와; 상기 하우징(10)의 천정면에 힌지식으로 결합된 마찰바(31)와 상기 페달부(20)의 머리부분에 접촉되는 마찰돌기(32)가 상호 결합된 마찰부(30) 및; 상기 하우징(10)의 측면부에 장착되어 상기 회전축(12)을 따라 회전하면서 상기 페달부(20)의 회전각도를 감지하여 제어부로 출력하는 센서부(50)로 이루어져; 상기 탄성부재(40)의 압축 및 리턴과정에서 발생하는 상기 마찰바(31)의 회전저항을 상기 마찰돌기(32)를 통해 흡수하여 상기 페달부(20)에 간접적으로 전달되게하여 상기 페달부(20)의 히스테리시스를 제어하는 것을 특징적 구성으로 한다.

먼저, 본 발명에 따른 엑셀레이터페달모듈(1)은 하우징(10)에 페달부(20)와 마찰부(30)와 탄성부재(40)와 센서부(50)가 결합되어 구성되며, 특히 페달부(20)와 센서부(50)가 동일축상에 구성됨은 물론 페달부(20)의 작동과정에서 발생하는 히스테리시스가 마찰부(30)에 의해 제어된다.

그리고, 하우징(10)은, 엑셀레이터페달의 설치개소에 고정되어 구성요소들을 전체적으로 감싸면서 지지하는 것으로서, 그 몸체에 소정크기의 수용공간(11)이 형성되고, 이 수용공간(11)에 수평방향을 따라 회전축 가이드(11a)가 형성되고 그 일면에 덮개(13)가 덮혀져 밀폐상태를 유지한다.

이때, 본원에서는 상기 하우징(10)의 내부에 수용공간(11)이 형성된 것으로 한정하여 설명하였지만, 그 밖에도 상기 덮개(13)를 배제한 상태에서 상기 하우징(10)의 상면일측에 상기 페달부(20)가 끼워질 정도의 공간부를 형성하여 구성부품들을 장착할 수도 있음은 당연하다.

또한, 본원에서는 상기 수용공간(11)의 내벽면에 수평방향을 따라 상기 회전축 가이드(11a)가 형성된 것을 한정하여 설명하였지만, 그 밖에도 상기 하우징(10)의 중심부에 내마모성이 우수하면서도 마찰계수가 적은 한 개 또는 그 이상의 부싱(44)을 통해 회전축 가이드에 장착하여 사용할 수도 있다.

그리고, 페달부(20)는, 상기 수용공간(11)에 머리부분이 수용된 상태에서 그 후단부에 사용자의 발이 놓여지는 것으로서, 그 머리부분에 상기 적어도 한 개 또는 그 이상의 부싱(44)을 끼워 사용하기 위한 회전축(22)이 형성되며, 그 후단부에 발이 탑재되는 발판(23)이 형성된다.

또한, 회전축(22)에는 이후에 설명하는 센서부(50)의 레버를 끼워 사용할 수 있는 회전축공(45)이 형성된다.

이때, 도면부호 "44"는 상기 페달부(20)를 하우징(10)에 장착하는 과정에서 사용하는 부싱이다.

또한, 페달부(20)는, 그 머리부분의 전방면에 수평방향을 따라 탑재돌기(21) 가 형성되면서, 이 탑재돌기(21)의 상면에 이후에 설명하는 탄성부재(40)가 안착되는 탑재면(21a)이 형성되며, 특히 그 머리부분이 마찰돌기(32)와의 원활한 마찰을 위하여 라운딩형상으로 성형된다.

그리고, 마찰부(30)는, 페달부(20)의 작동과정에서 발생하는 스프링의 압축 /리턴력을 페달의 머리부분에 형성된 마찰표면에 전달하여 히스테리시스(마찰)를 형성하기 위한 것으로서, 상기 하우징(10)의 천정의 힌지면 등을 통해 안착된 마찰바(31)와, 이 마찰바(31)와 결합된 상태에서 상기 페달부(20)의 머리부분에 접촉되어 마찰되는 마찰돌기(32)로 구성된다.

또한, 마찰바(31)는, 도 3a에서와 같이 그 몸체를 평판형상으로 형성하고 그 후방측의 하면에 오목홈(31a)이 형성된 구조로 형성함이 바람직하지만, 도 3b에서와 같이 그 일단부에 절곡부(31b)를 형성하면서 이 절곡부(31b)의 후면에 오목홈(31a)을 형성시킬 수도 있다. 이때, 마찰돌기(32)에 그 전방면에 상기 오목홈(31a)과 대응하는 볼록돌기(32a)를 형성함이 바람직하다.

물론, 마찰바(31)에 형성된 오목홈(31a)을 돌기 형상으로 형성하고, 마찰돌기(32)에 형성된 볼록돌기(32a)를 홈 형상으로 형성하여, 마찰바(31)와 마찰돌기(32)를 접촉되게 구성할 수도 있다.

이때, 페달부(20)의 전방면에 장착되는 마찰돌기(32)의 설치위치를 필요에 따라 적절히 조절하여, 예컨대 도 3a의 마찰바(31)인 경우 페달부(20)의 전면상부측에 형성하는 반면, 도 3b의 마찰바(31)인 경우 페달부(20)의 전면하부측에 형성하여 마찰효율을 증대시킴이 바람직하다.

그리고, 탄성부재(40)는, 상기 페달부(20)의 탑재돌기(21)와 상기 마찰바(31)의 사이에 개재되어 상기 페달부(20)의 리턴력을 제공하는 것으로서, 대경스프링(41)의 내부에 소경스프링(42)이 삽입된다.

이때, 탄성부재(40)의 조립과정에서, 상기 대경스프링(41)과 소경스프링(42)의 사이에 스펀지 또는 고무제품(43) 등과 같은 완충수단이 개재된다.

물론, 본원에서는 탄성부재(40)를 코일스프링으로 한정하여 설명하였지만, 그 밖에도 페달부(20)의 리턴효율을 향상시킬 수 있는 것이라면 판스프링이나탄성폼 등을 사용할 수도 있음은 당연하다.

그리고, 센서부(50)는, 상기 페달부(20)의 회전각도를 감지하여 제어장치(미도시)로 출력하는 것으로서, 상기 하우징(10)의 일측면 바람직하게는 상기 페달부(20)의 회전축공(45)에 장착되며, 이에 대한 작동구조는 공지 기술이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.

이하, 본 발명에 따른 작용을 첨부된 예시도면을 참고로하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 차량을 가속하기 위해 페달부(20)를 밟는경우, 페달부(20)가 회전축(12)을 중심으로 회전하고, 동시에 하우징(10) 또는 덮개(13)의 측면에 장착된 센서부(50)가 페달의 회전축공(45)에 삽입되어 함께 회전한다.

이렇게 하면, 페달부(20)와 센서부(50)의 회전포인트가 상호 일치하는 상태이므로, 센서부(50)에서는 페달부(20)의 회전각도를 정확히 감지하여 출력하므로 센서부(50)의 출력특성(Linearity)이향상되는 것이다.

동시에, 도 4a에서와 같이, 탄성부재(40)가 작동방향(a)으로 압축되는 경우 마찰바(31)가 힌지점(P)을 따라 회전하고, 마찰바(31)에서 발생하는 회전력이 마찰돌기(32)를 통해 페달부(20)에 간접적으로 전달되는 것이다.

이때, 마찰바(31)의 오목홈(31a)과 마찰돌기(32)의 볼록돌기(32a)가 상호 결합되어 마찰되는 상태이므로, 마찰바(31)의 회전량에 해당하는 만큼 마찰돌기(32)를 밀어주어 페달부(20)로 마찰시키는 것이다.

이때, 마찰바(31)에서 발생하는 회전력이 힌지점(P)을 중심으로 시소와 같은 원리로 마찰돌기(32)로 전달되어, 마찰돌기(32)와 페달부(20)의 설정된 표면에 마찰 즉 히시테리시스를 발생시키는 것이다.

즉, 도 4a의 경우, 페달부(20)의 작동으로 탄성부재(40)의 압축/리턴과정에서 발생하는 힘이 마찰바(31)의 회전력으로 작용하여 마찰바(31)의 선단에 삽입된 마찰돌기(32)에 간접적으로 전달됨과 동시에 페달부(20)의 머리부분에 접촉 및 마찰을 유발시켜 페달부의 작동시 히스테리시스를 형성한다.

이로 인해, 탄성부재(40)의 작동과정에서 발생하는 마찰바(31)의 회전력이 페달부(20)에 직접 전달되지 않아, 페달부(20)의 마찰면에 구애받지 않고 항상 밀착상태를 유지하므로, 안정된 히스테리시스값을 얻을 수 있는 것이다.

그리고, 4b의 경우, 탄성부재(40)의 압축/리턴과정에서 마찰바(31)의 돌기부를 기준으로 발생하는 회전력이 수용공간(11)내의 슬라이드면(S)을 타고 절곡부(31b)의 선단에 삽입된 마찰돌기(32)에 간접 전달됨과 동시에 페달부(20)의 머리부분에 접촉 및 마찰을 유발시켜 페달부(20)의 작동시 히스테리시스를 형성한다.

이로 인해, 탄성부재(40)의 작동과정에서 마찰바(31)의 회전력이 직접 페달부(20)로 전달되지 않아, 페달부(20)의 마찰면에 구애받지 않고 항상 밀착상태를 유지하므로, 안정된 히스테리시스값을 얻을 수 있는 것이다.

한편, 페달부(20)를 밟지 않는 경우, 탄성부재(40)의 탄성력에 의해 페달부(20)가 리턴되고, 대경스프링(41)과 소경스프링(42)의 사이에 개재된 스폰지 등의 완충수단에 의해 간섭현상이 방지된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본발명에 따른 자동차용 엑셀레이터 페달 모듈에 의하면, 엑셀레이터페달모듈용 페달부와 센서부가 동일한 회전축상에 구성됨으로 인해 상기 페달부의 정확한 회전각도의 감지가 가능해짐은 물론 마찰부에 구성된 마찰바와 마찰돌기의 상호 작용에 의해 안정된 히스테리시스값을 얻을 수 있어 차량의 출력특성이 향상될 뿐만 아니라, 페달부에 구성된 탄성부재들이 완충수단에 의해 상호 간섭이 방지되어 페달부의 정확한 리턴작용이 이루어지므로 페달모듈의 유지 및 보수에 따른 작업하중 및 부대비용이 절감되는 효과가 있는 것이다.

Claims (4)

1. 삭제
2. 엑셀레이터페달의 외관을 이루는 하우징(10)의 수용공간(11)에 회전축(12)을 매개로하여 장착됨은 물론 탄성부재(40)를 통해 리턴되는 페달부(20)와;

   상기 페달부(20)의 머리부분에 접촉되는 마찰돌기(32)와 상기 하우징(10)의 천정면에 힌지식으로 결합되면서 그 몸체 일면 또는 그 절곡부(31b)의 일면에 상기 마찰돌기(32)의 선단부와 접촉하여 마찰되는 오목홈(31a)을 형성한 마찰바(31)가 상호 결합된 마찰부(30) 및;

   상기 하우징(10)의 측면부에 장착되어 상기 회전축(12)을 따라 회전하면서 상기 페달부(20)의 회전각도를 감지하여 제어부로 출력하는 센서부(50);

   로 이루어져;

   상기 탄성부재(40)의 압축 및 리턴과정에서 발생하는 상기 마찰바(31)의 회전저항을 상기 마찰돌기(32)를 통해 흡수하여 상기 페달부(20)에 간접적으로 전달되게하여 상기 페달부(20)의 히스테리시스를 제어하는 것을 특징으로 하는 자동차용 엑셀레이터 페달 모듈.
3. 삭제
4. 제 2항에 있어서, 상기 탄성부재(40)가 코일스프링인 경우,

   상기 페달부(20)의 전방면에 구성된 탑재돌기(21)와 상기 마찰바(31)의 사이에 개재되는 대경스프링(41)의 내부에 완충수단을 매개로 소경스프링(42)이 삽입된 것을 특징으로 하는 자동차용 엑셀레이터 페달 모듈.

Images