KR101006773B1 - 페달장치 - Google Patents

Abstract

페달장치에 대한 발명이 개시된다. 개시된 발명은: 운전자의 답력을 전달하는 페달부와; 이 페달부의 동작에 연동되는 탄성부; 및 페달부에 히스테리시스를 부여하도록 탄성부에 연동되어 형상이 변형되는 마찰부를 구비한다.

본 발명에 의하면, 반복되는 페달부 조작에 의하여 탄성부를 통해 가해지는 압박력에 의해 마찰부가 파손되거나 형상이 영구적으로 일그러지는 것이 방지될 뿐 아니라, 탄성부와 마찰부 사이에 마찰력이 좀 더 효율적으로 발생되도록 함으로써 페달부의 동작에 연동되어 히스테리시스가 더욱 효율적으로 부여될 수 있다.

엑셀러레이터, 페달, 히스테리시스

Description

페달장치{PEDAL APPRATUS}

본 발명은 페달장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 히스테리시스가 부여되는 페달장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차에 구성된 엑셀러레이터 페달(Accelerator pedal)은 운전자가 밟는 힘에 따라서 흡입공기량이나 연료분사량 등을 조절하여 차량을 가속시키는 것으로서, 이 엑셀러레이터 페달의 누름량에 따라 발생하는 답력(踏力)이 링크나 케이블 등을 매개로 엔진으로 전달되어 차량의 속도를 조절하게 된다.

이와 같은 엑셀러레이터 페달은, 작동시에 운전자의 피로감을 줄이기 위해 의도적으로 히스테리시스(Hysteresis)를 부여할 수 있도록 구성된다. 이처럼 히스테리시스를 부여하는 엑셀러레이터 페달은 운전자의 답력에 의해 조작되는 페달과, 이 페달에 연동되는 보덴 와이어(Bowden cable) 및 이 보덴 와이어와 마찰을 일으켜 히스테리시스를 발생시키는 마찰부재를 포함한다.

이러한 엑셀러레이터 페달에 따르면, 페달이 운전자의 답력에 의해 조작되 면, 이 페달에 연동되는 보덴 와이어가 당겨지게 되고, 이 과정에서 보덴 와이어와 마찰부재 사이에 마찰이 일어나면서 히스테리시스가 발생된다.

상기와 같은 엑셀러레이터 페달에 따르면, 반복된 페달 조작에 의해 마찰부재와 보덴 와이어의 마찰이 반복되면, 강체로 형성된 마찰부재가 보덴 와이어에 의해 파손되거나 형상이 일그러지는 문제점이 있다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로, 파손 발생을 억제할 수 있도록 구조를 개선한 페달장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 페달장치는: 운전자의 답력을 전달하는 페달부; 상기 페달부에 구비되어 회전되는 회전축; 상기 회전축이 관통되고, 상기 회전축과 연동되어 회전되며, 상기 페달부에 히스테리시스를 부여하도록 형상이 변형되는 마찰부; 및 상기 마찰부를 감싸면서 자체 탄성을 보유하고, 상기 페달부의 동작에 연동되어 상기 마찰부를 압박하는 탄성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 페달장치를 제공한다.

또한, 본 발명은, 상기 페달부가 회동 가능하게 설치되는 브라켓을 더 구비하며, 상기 탄성부의 일측은 상기 브라켓에 설치되고 타측은 상기 페달부에 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은, 상기 페달부에 가해지는 답력을 상기 탄성부로 전달하는 동력전달부를 더 구비하는 것이 바람직하다. 여기서, 동력전달부는 회전부재와, 상기 페달부와 상기 회전부재 사이에 위치하여 상기 페달부의 작동으로 회동하여 상 기 탄성부에 회전을 전달하는 연결부를 구비한다.

또한, 상기 마찰부는 상기 탄성부에 연동되어 수축되거나 팽창되도록 상기 탄성부의 내측에 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 마찰부는 중공부와, 상기 중공부의 외측에 구비되는 형상변형부를 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 형상변형부는 일측이 개구되는 제1변형부와, 상기 제1변형부 사이에 배치되는 제2변형부를 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 형상변형부는 관통되게 형성되는 개구부를 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명의 페달장치에 따르면, 차량을 가속시킬 경우 정밀한 조정을 할 수 있고, 차량의 정속 운행시나 감속 운행시에는 작은 답력으로 사용자의 편의를 추구하고 사용자의 피로감을 저하시켜 줄 수 있을 뿐 아니라, 정속 운행시 노면이 고르지 못한 도로를 주행하게 될 경우에 발생되는 진동을 흡수해 줌으로써, 불필요한 속도 변화를 방지하고 차량을 안정적으로 운행할 수 있다.

또한, 본 발명은, 제1변형부와 제2변형부를 통해 형상이 변형되는 특징을 갖는 마찰부를 구비하여, 페달부의 동작에 히스테리시스가 부여될 때 마찰부에 가해지는 압박력을 흡수함으로써, 반복되는 페달부 조작에 의하여 탄성부를 통해 가해지는 압박력에 의해 마찰부가 파손되거나 형상이 영구적으로 일그러지는 것이 방지 될 뿐 아니라, 탄성부와 마찰부 사이에 마찰력이 좀 더 효율적으로 발생되도록 함으로써 페달부의 동작에 히스테리시스가 더욱 효율적으로 부여될 수 있도록 하는 장점이 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 페달장치의 일 실시예를 설명한다. 설명의 편의를 위해 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 페달장치를 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 페달장치의 일부분을 나타낸 사시도이다.

먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 페달장치(100)는 브라켓(110)과, 페달부(120)와, 탄성부(130) 및 마찰부(140)를 포함한다.

브라켓(110)은, 본 실시예의 페달장치(100)의 설치 개소에 고정된다. 이 브라켓(110)은 본 실시예의 페달장치(100)의 구성요소들을 전체적으로 감싸면서 지지하는 것으로서, 그 내부에 수용공간(112)이 형성되어 후술할 페달부(120)의 일부분과, 탄성부(130) 및 마찰부(140)를 수용한다.

페달부(120)는 브라켓(110)에 설치된다. 페달부(120)는 브라켓(110)에 회동 가능하게 설치되는데, 이를 위하여 페달부(120)의 일측에는 회전축(122)이 구비된다. 회전축(122)은 페달부(120)의 일측에 고정되며, 브라켓(110)에 회동 가능하게 결합됨으로써, 페달부(120)의 일측을 브라켓(110) 내부에 회동 가능하게 결합시킨다.

상기 페달부(120)에 따르면, 그 일측은 브라켓(110)에 회동 가능하게 결합되고, 타측은 사용자의 답력에 의해 조작된다. 이러한 페달부(120)는 사용자의 답력에 의해 조작되어 브라켓(110)에 결합된 일측을 중심으로 상하로 회동된다.

탄성부(130)는 브라켓(110) 내부의 수용공간(112)에 수용된다. 탄성부(130)는, 일측은 페달부(120)의 일측에 고정되고, 타측은 브라켓(110)의 내부에 고정되며, 일측과 타측의 사이 부분은 후술할 마찰부(140)에 권취된다. 이러한 탄성부(130)는 페달부(120)의 동작에 연동되며, 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다. 이러한 탄성부(130)는, 바람직하게는 탄성을 갖는 금속 또는 합성수지 재질로 형성될 수 있다.

마찰부(140)는 페달부(120)의 일측에 구비되어 브라켓(110)의 내부에 수용된다. 이 마찰부(140)는 페달부(120)에 히스테리시스를 부여하도록 탄성부(130)에 연동되어 형상이 변형되도록 구비된다. 이러한 마찰부(140)는 탄성부(130)에 연동되어 수축되거나 팽창되도록 탄성부(130)의 내측에 설치되며, 도 2에 도시된 바와 같이, 중공부(141)와 형상변형부(145)를 포함한다.

중공부(141)는 마찰부(140)의 중심에 위치된다. 이 중공부(141)는 회전 축(122)이 끼워지는 부분으로서, 마찰부(140)는 이러한 회전축(122)과 중공부(141)의 끼움 결합에 의해 페달부(120)의 일측에 고정된다.

형상변형부(145)는 중공부(141)의 외측에 구비된다. 형상변형부(145)는 제1변형부(146)와 제2변형부(147)를 구비한다.

제1변형부(146)는 중공부(141)의 외측을 따라 다수가 구비된다. 각각의 제1변형부(141)는 탄성 재질로 형성되며, C형상으로 형성된다. 제1변형부(141)의 내측은 회전축(122)에 결합되고, 그 외측은 탄성부(130)와 접촉하도록 구비된다.

제2변형부(147)는 제1변형부(146) 사이에 배치된다. 제2변형부(147)는 제1변형부(146)와 제1변형부(146) 사이를 연결하며, 제1변형부(146)와 마찬가지로 탄성 재질로 형성된다. 바람직하게는, 제2변형부(147)는 제1변형부(146)와 일체로 형성된다.

아울러, 상기 형상변형부(145)는 개구부(148)를 구비할 수 있다. 이 개구부(148)는 제1변형부(146)와 제2변형부(147) 중 적어도 어느 하나에 구비된다. 이러한 개구부(148)는 형상변형부(145)의 형상 변형이 용이하게 이루어지도록 하는 역할을 한다. 개구부(148)는 형상변형부(145)의 폭 방향으로 관통되게 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 본 실시예에서는 형상변형부(145)가 제1변형부(146)와 제2변형부(147) 및 개구부(148) 모두를 구비하는 것으로 예시되나 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 형상변형부(145)는 제1변형부(146)와 제2변형부(147) 만을 구비할 수도 있고, 원통형 형태를 취한 상태에서 개구부(148) 만을 구비할 수도 있는 등 다양한 변형 실시가 가능하다.

도 3은 도 1에 도시된 페달장치의 작동상태를 나타낸 단면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 페달장치의 일부분을 나타낸 확대도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 페달장치에 가해지는 답력과 페달부 작동 간의 관계를 나타내는 그래프이다.

이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 페달장치의 작용, 효과에 대하여 설명한다.

본 실시예의 페달장치(100)에 따르면, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 탄성부(130)가 페달부(120)에 연결된 상태로 마찰부(140)의 외측에 권취된다. 이러한 상태에서 페달부(120)에 답력을 가함으로써, 도 3에 도시된 바와 같이, 페달부(120)를 하측으로 조작하면, 페달부(120)의 일측에 구비된 회전축(122)이 회전하면서 마찰부(140)도 회전축(122)을 따라 함께 회전된다.

상기와 같이 페달부(120)와 마찰부(140)가 회전하게 되면, 페달부(120)의 일측에 고정된 탄성부(130)의 일측은, 도 4에 도시된 바와 같이, 페달부(120)의 일측을 따라 이동하게 된다. 이처럼 탄성부(130)의 일측이 페달부(120)의 일측을 따라 이동함에 따라 탄성부(130)는 마찰부(140)에 권취된 상태에서 마찰부(140)를 압박하게 되고, 이러한 탄성부(130)의 압박에 의해 탄성부(130)와 마찰부(140) 사이에는 마찰이 발생하게 된다.

이와 같은 마찰에 의해, 페달부(120)의 동작에는 히스테리시스가 부여된다. 페달부(120)를 동작시키기 위하여 페달부(120)에 가해지는 답력과 이에 따른 페달 부(120)의 동작, 즉 페달부(120)의 회전 각도와의 관계는, 히스테리시스가 부여되지 않을 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, 'ａ' 곡선으로 나타난다.

이와 달리, 탄성부(130)와 마찰부(140) 사이에 마찰이 발생하게 될 경우에는, 페달부(120)의 동작에 히스테리시스가 부여됨으로써, 페달부(120)에 가해지게 되는 답력과 이에 따른 페달부(120)의 회전 각도와의 관계는 'ｂ' 곡선 및 'ｃ'곡선으로 나타난다.

즉, 페달부(120)의 동작에 히스테리시스가 부여되면, 차량을 가속시키기 하여 페달부(120)를 조작하기 위해서는 'ｂ' 곡선에 나타난 바와 같이 최초에 페달부(120)에 소정 크기만큼 더 큰 답력을 가해주어야 하며, 차량을 감속시키기 위하여 페달부(120)를 조작하기 위해서는 'ｃ'곡선에 나타난 바와 같이 최초에 페달부(120)에 가해진 답력을 소정 크기만큼 더 감소시켜야 한다.

바꾸어 말하면, 상기와 같이 페달부(120)의 동작에 히스테리시스가 부여되면, 페달부(120)에 가해지는 답력에 어느 정도 변화가 생기더라도, 소정 크기 이상 답력 변화가 발생하지 않으면, 다시 말해 페달부(120)에 소정 크기만큼 더 큰 답력을 가해주거나 답력을 소정 크기만큼 더 감소시키지 않는 한 페달부(120)가 조작되지 않음으로써 결국 차량의 속도에는 변화가 없게 되는 것이다.

이와 같은 특징을 갖는 본 실시예의 페달장치(100)는, 차량을 가속시키고자할 경우에는 강한 답력이 필요하도록 하여 정밀한 조정을 할 수 있도록 하고, 차량 정속 운행시나 차량을 감속시키고자할 경우에는 작은 답력으로 사용자의 편의를 추구하고 사용자의 피로감을 저하시켜 줄 수 있을 뿐 아니라, 정속 운행시 노면이 고 르지 못한 도로를 주행하게 될 경우에 발생되는 진동을 흡수해 줌으로써, 불필요한 속도 변화를 방지하고 차량을 안정적으로 운행할 수 있도록 하는 효과가 있다.

한편, 상기와 같이 페달부(120)의 동작에 히스테리시스가 부여되면, 마찰부(140)는 마찰부(140)에 권취된 탄성부(130)에 의해 압박이 가해지게 된다. 이처럼 마찰부(140)에 압박이 가해지면, 형상변형부(145)의 제1변형부(146)와 제2변형부(147)가 이 압박력에 연동하여 내측 방향으로 변형되면서, 마찰부(140)의 형상이 변형된다. 이처럼 형상이 변형된 마찰부(140)는, 탄성을 갖는 재질로 형성되므로, 탄성부(130)에 의한 압박이 사라지게 되면 다시 원상태로 복귀한다.

이처럼 형상이 변형되는 특징을 갖는 마찰부(140)를 구비하는 본 실시예의 페달장치(100)는, 페달부(120)의 동작에 히스테리시스가 부여될 때 마찰부(140)에 가해지는 압박력을 흡수함으로써, 반복되는 페달부(120) 조작에 의하여 탄성부를 통해 가해지는 압박력에 의해 마찰부재(140)가 파손되거나 형상이 영구적으로 일그러지는 것이 방지될 뿐 아니라, 탄성부(130)와 마찰부(140) 사이에 마찰력이 좀 더 효율적으로 발생되도록 함으로써, 페달부(120)의 동작에 히스테리시스를 더욱 효율적으로 부여할 수 있는 장점이 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 페달장치를 나타낸 단면도이고, 도 7은 도 6에 도시된 페달장치의 작동상태를 나타낸 단면도이다.

설명의 편의를 위해 상기 실시예와 구성 및 기능이 동일 또는 유사한 구조는 동일한 도면번호로 인용하였으며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

먼저, 도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 페달장치(200)는, 브라켓(210)과, 페달부(220)와, 탄성부(230)와, 마찰부(240) 및 동력전달부(250)를 포함한다. 여기서, 본 실시예의 브라켓(210)과, 페달부(220)와, 탄성부(230) 및 마찰부(240)는 본 발명의 일 실시예의 브라켓(110; 도 1 참조)과, 페달부(120; 도 1 참조)와, 탄성부(130; 도 1 참조) 및 마찰부(140; 도 1 참조)와 그 구성 및 기능이 유사하므로, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

동력전달부(250)는 페달부(220)와 탄성부(230) 사이에 구비되며, 페달부(220)에 가해지는 답력을 탄성부(230)로 전달한다. 이러한 동력전달부(250)의 일례로서, 본 실시예에서는 페달부(220)에 연결되는 연결부(252)와 탄성부(230)와 연결되어 연결부(252)에 의해 회전하는 회전부재(254)가 예시된다. 그러나 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 동력전달부(250)는 이와 다른 여러 변형 실시가 가능하다.

상기와 같이 연결부(252)와 회전부재(254)를 포함하는 동력전달부(250)에 따르면, 도 7에 도시된 바와 같이, 페달부(220)에 답력이 가해져 페달부(220)가 브라켓(210)을 향해 이동하면 페달부(220)에 연결된 연결부(252)가 페달부(220)와 함께 이동하여 회전부재(254)를 회전시키고, 이처럼 회전부재(254)가 회전함에 따라 탄성부(230)가 마찰부(240)를 압박하는 구조를 취하게 된다.

상기와 같은 동력전달부(250)를 구비하는 본 실시예의 페달장치(200)는, 버스 등과 같은 대형 차량의 엑셀러레이터 페달로서 적용될 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 페달장치를 나타낸 단면도이다.

도 2는 도 1에 도시된 페달장치의 일부분을 나타낸 사시도이다.

도 3은 도 1에 도시된 페달장치의 작동상태를 나타낸 단면도이다.

도 4는 도 3에 도시된 페달장치의 일부분을 나타낸 확대도이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 페달장치에 가해지는 답력과 페달부 작동 간의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 페달장치를 나타낸 단면도이다.

도 7은 도 6에 도시된 페달장치의 작동상태를 나타낸 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100,200 : 페달장치 110,210 : 브라켓

120,220 : 페달부 130,230 : 탄성부

140,240 : 마찰부 145 : 형상변형부

146 : 제1변형부 147 : 제2변형부

148 : 개구부 250 : 동력전달부

Claims (8)

1. 운전자의 답력을 전달하는 페달부;

   상기 페달부에 구비되어 회전되는 회전축;

   상기 회전축이 관통되고, 상기 회전축과 연동되어 회전되며, 중공부와 상기 중공부의 외측에 구비되는 형상변형부가 구비되어 상기 페달부에 히스테리시스를 부여하도록 형상이 변형되는 마찰부; 및

   상기 마찰부를 감싸면서 자체 탄성을 보유하고, 상기 페달부의 동작에 연동되어 상기 마찰부를 압박하는 탄성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 페달장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 페달부가 회동 가능하게 설치되는 브라켓을 더 구비하며,

   상기 탄성부의 일측은 상기 브라켓에 설치되고 타측은 상기 페달부에 설치되는 것을 특징으로 하는 페달장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 페달부에 가해지는 답력을 상기 탄성부로 전달하는 동력전달부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 페달장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 동력전달부는 회전부재와, 상기 페달부와 상기 회전부재 사이에 위치하여 상기 페달부의 작동으로 회동하여 상기 탄성부에 회전을 전달하는 연결부를 구비하는 것을 특징으로 하는 페달장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 마찰부는 상기 탄성부에 연동되어 수축되거나 팽창되도록 상기 탄성부의 내측에 설치되는 것을 특징으로 하는 페달장치.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,

   상기 형상변형부는 일측이 개구되는 제1변형부와, 상기 제1변형부 사이에 배치되는 제2변형부를 구비하는 것을 특징으로 하는 페달장치.
8. 제1항에 있어서,

   상기 형상변형부는 관통되게 형성되는 개구부를 구비하는 것을 특징으로 하는 페달장치.

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