KR101060962B1 - 전자식 브레이크 페달 조립체 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 차량의 전자식 브레이크 페달 조립체는, 차량의 프레임에 고정되는 브라켓(10)과, 상기 브라켓(10)에 회동 가능하게 결합되는 페달 암(20)과,상기 브라켓(10)에 고정되며 상기 페달 암(20)의 회전에 따라 답력을 형성하여 페달 암(20)에 전달하는 답력 형성체(50)를 포함한다.
상기 답력 형성체(50)는, 상기 브라켓(10)에 대해서 회전 가능하게 지지되는 탄성체 이탈 방지부(52, 54)과, 상기 탄성체 이탈 방지부(52, 54)에 각각 수용되는 제1 탄성체(250) 및 제2 탄성체(251)를 포함한다. 그리고 상기 제2 탄성체(251)는 상기 제1 탄성체(250)와 일부분이 중첩되며 제1 탄성체(250)보다 길이가 짧으며, 상기 제1 탄성체(250)는, 상기 페달 암(20)이 회전할 때 상기 브라켓(10)을 향해 압축되도록 배치되어 있다.
전자식 브레이크, 탄성체, 회전

Description

전자식 브레이크 페달 조립체{Electronic Brake Pedal Assembly}
본 발명은 차량의 전자식 브레이크 페달 조립체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 운전자가 제동을 하려고 페달을 밟았을 때에 페달의 답력(踏力)을 적절하게 구현하기 위한 전자식 브레이크 페달 조립체에 관한 것이다.
차량에 사용되는 브레이크 페달 조립체에서 보통 부스터 등의 유압 장치를 사용하여 답력을 구현하는 것이 일반적으로 널리 사용되고 있다. 유압 이외에 공압을 사용하여 답력을 구현하는 장치도 알려져 있지만, 이렇게 유압과 공압을 사용하는 장치는 크고 무거운 단점이 있다. 이처럼 크고 무거운 답력 형성장치는 특히 하이브리드나 연료 전지를 이용한 차량에 적용하기에 어려움이 있다. 그리고 최근의 발전 추세를 보면, 친환경 및 전자화 추세에 있으므로 브레이크 페달 조립체에 있어서 경량화 및 전자화가 널리 요구되고 있다.
본 발명은 이와 같은 종래 기술의 단점을 극복하고 경량화 소형화된 전자식 브레이크 페달 조립체를 제공하는 것을 목적으로 하며 특히 답력 형성체에 정확한 답력을 형성할 수 있는 전자식 브레이크 페달 조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 차량의 전자식 브레이크 페달 조립체는, 차량의 프레임에 고정되는 브라켓(10)과, 상기 브라켓(10)에 회동 가능하게 결합되는 페달 암(20)과,상기 브라켓(10)에 고정되며 상기 페달 암(20)의 회전에 따라 답력을 형성하여 페달 암(20)에 전달하는 답력 형성체(50)를 포함한다.
상기 답력 형성체(50)는, 상기 브라켓(10)에 대해서 회전 가능하게 지지되는 탄성체 이탈 방지부(52, 54)과, 상기 탄성체 이탈 방지부(52, 54)에 각각 수용되는 제1 탄성체(250) 및 제2 탄성체(251)를 포함한다. 그리고 상기 제2 탄성체(251)는 상기 제1 탄성체(250)와 일부분이 중첩되며 제1 탄성체(250)보다 길이가 짧으며, 상기 제1 탄성체(250)는, 상기 페달 암(20)이 회전할 때 상기 브라켓(10)을 향해 압축되도록 배치되어 있다.
상기 답력 형성체(50)는 한 쌍으로 제공되는 것이 바람직하며, 이 경우 상기 페달 암(20)이 상기 한 쌍의 답력 형성체(50) 사이에 배치되도록 되어 있다.
그리고 상기 답력 형성체(50)는 상기 브라켓(10)에 고정되는 베이스(51)를 더 포함할 수 있는데, 이 경우 상기 탄성체 이탈 방지부(52, 54)는 상기 베이스(51)에 대해서 회전 가능하게 지지되도록 되어 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 베이스의 반대쪽에서 제1 탄성체(250)의 단부에 각각 배치되는 상부체(300)와, 상기 상부체(300) 사이에서 연장하여 상기 상부체(300)와 상기 페달 암을 연결시키는 축 부재(60)를 더 포함한다. 그리고 상기 축 부재(60)와 상기 제1 탄성체(250)와 제2 탄성체(251)가 서로 수직이 되도록 배치된다.
상기 제1 탄성체(250) 및 제2 탄성체(251)와 일부분이 중첩되며 제2 탄성체(251)보다 길이가 짧고 상기 탄성체 이탈 방지부(52, 54)에 수용되는 제3 탄성체(253)를 더 포함할 수 있다.
상기 답력 형성체(50)는 페달 암(20)의 길이 방향을 따라서 복수 개의 쌍이 제공될 수도 있다.
본 발명의 제2 실시예에 의한 차량의 전자식 브레이크 페달 조립체에서는, 상기 답력 형성체(500)가, 일단부가 상기 브라켓(10)에 대해서 회전 가능하게 지지되는 봉형 지지 부재(1330)와, 상기 봉형 지지 부재(1330)에 각각 끼워지는 제1 탄성체(250) 및 제2 탄성체(251)를 포함한다.
본 발명에 의하면 전자식 브레이크 페달 작동시에 운전자에게 전달되는 답력을 항상 정확하게 전달할 수 있으며, 경량화되고 소형화된 전자식 브레이크 페달 조립체를 제공할 수 있게 된다.
이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예에 대해서 설명하기로 한다.
도 1에는 본 발명에 의한 전자식 브레이크 페달 조립체(1)의 사시도가 도시되어 있다.
도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 전자식 브레이크 페달 조립체(1)는, 브라켓(10)과, 페달 암(20)과, 브라켓(10)에 고정되는 답력 형성체(50)를 포함한다. 답력 형성체(50)는 한 쌍으로 제공되는 것이 바람직하다. 그러나 단일의 답력 형성체(50)로도 본 발명의 목적 달성은 가능하다.
브라켓(10)은 차량의 프레임(도시되지 않음)에 볼트-너트 결합 등을 통해 결합된다. 추가적인 고정부(15)가 제공되는 것이 바람직하다. 페달 암(20)은 브라켓(10)에 회동 가능하게 결합되는데, 운전자가 페달(30)을 밟으면 도 1의 시계 반대 방향으로 페달 암(20)이 회전하게 된다. 페달(30)을 밟고 있는 발을 떼면 페달 암(20)은 본래의 위치로 복귀하도록 탄성 수단 등에 의해서 지지된다. 이러한 페달 암의 구조는 이미 널리 알려진 공지 기술의 영역에 속하므로 자세한 설명을 생 략한다. 센서(40)는 페달 암(20)이 회전하면 이를 감지하여 차량의 브레이크 등을 점등하는 신호를 발생시킨다.
도 2에 도시된 바와 같이, 답력 형성체(50)는 브라켓(10)에 고정되는 베이스(51)에 대해서 회전 가능하게 지지되는 한 쌍의 탄성체 이탈 방지부(52, 54)와, 탄성체 이탈 방지부(52, 54) 내에 수용되는 복수 개의 탄성체를 포함한다. 탄성체 이탈 방지부(52, 54) 각각에는 제1 탄성체(250)와, 제2 탄성체(251)와, 제3 탄성체(253)가 수용된다. 탄성체 이탈 방지부(52, 54)은 실린더 형상인 것이 바람직하지만 탄성체를 수용할 수 있으면 어떠한 형상도 가능하다. 탄성체 이탈 방지부(52, 54)에 수용되는 탄성체의 개수는 필요에 따라서 2개 이상의 범위 내에서 증감이 가능하며, 예를 들어 제3 탄성체(253)를 생략할 수도 있다. 본 실시예에서는 탄성체가 세 개인 경우를 예로 들어 설명하기로 한다. 탄성체의 형상은 코일 스프링인 것이 바람직하지만 종류에 제한되는 것은 아니다. 본 발명과 같은 구조의 답력 형성체(50)는 한 쌍이 제공될 수도 있으며, 필요에 따라서 복수 개의 쌍으로 제공할 수도 있다. 복수 개의 답력 형성체(50)가 제공되는 경우에는 페달 암(20)의 길이 방향을 따라서 한 쌍의 탄성체 이탈 방지부으로 구성되는 복수 개의 쌍의 답력 형성체(50)가 제공되는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 답력 형성체(50)의 한 쌍의 탄성체 이탈 방지부(52, 54)이 베이스(51) 없이 브라켓(10)에 직접 회전 가능하게 지지될 수도 있다.
제2 탄성체(251)는 제1 탄성체와 일부분이 중첩되며, 바람직하게는 제1 탄성체(250)의 내측에 수용되며, 제1 탄성체(250)와 동축으로 배열되는 것이 바람직하다. 그리고 제2 탄성체(251)는 제1 탄성체(250)보다 길이가 짧다. 제3 탄성체(253)는 제1 탄성체 및 제2 탄성체(251)와 일부분이 중첩되며, 바람직하게는 제1 탄성체(250) 및 제2 탄성체(251)의 내측에 수용되고, 제1 탄성체(250) 및 제2 탄성체(251)와 동축으로 배열되는 것이 바람직하다. 그리고 제3 탄성체(253)는 제2 탄성체(251)보다 길이가 짧다. 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 제1 탄성체(250)가 제2 탄성체(251)의 외측 둘레에 배치되고, 제3 탄성체(253)가 제1 탄성체(251)의 외측 둘레에 배치될 수도 있다.
베이스(51)에는 브라켓(10)과 결합을 위한 결합공(151)이 네 모퉁이에 형성되어 있으며, 또한 핀(150)이 체결되어 있다. 핀(150)은 탄성체 이탈 방지부(52, 54)의 관통공(154)을 통과하여 탄성체 이탈 방지부(52, 54)을 베이스(51)에 대해서 회전 가능하게 지지하게 한다. 탄성체 이탈 방지부(52, 54)이 브라켓(10)에 직접 회전 가능하게 지지되는 실시예에 있어서는 핀(150)이 브라켓(10)에 형성된 구멍을 관통하여 탄성체 이탈 방지부(52, 54)의 관통공(154)을 통과하게 된다.
베이스(51)의 반대쪽에서 제1 탄성체(250)의 단부에는 상부체(300)가 각각 배치되는데 상부체(300)에는 관통공(310)이 형성되어 있다. 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 탄성체 이탈 방지부(52, 54) 사이에는 페달 암(20)이 배치되는데, 축 부재(60)는 상부체(300)의 관통공(310)을 관통하여 상부체(300)와 페달 암(20)을 연결한다.
축 부재(60)는 제1 탄성체(250), 제2 탄성체(251), 제3 탄성체(253)의 축과 수직이 되도록 배치되는 것이 바람직하다.
제1 탄성체(250) 내지 제3 탄성체(253)의 베이스(51)쪽 단부는 안착부(330)에 의해서 지지된다.
도 6에는 본 발명의 제2 실시예에 의한 답력 형성체(500)의 분해 사시도가 도시되어 있다. 이 실시예에 의한 답력 형성체(500)는, 일단부가 브라켓(10)에 고정된 베이스(51)에 대해서 회전 가능하게 지지되는 봉형 지지 부재(1330)와, 봉형 지지 부재(1330)에 각각 끼워 지는 제1 탄성체(250)와 제2 탄성체(251), 그리고 제3 탄성체(253)를 포함한다. 제2 실시예에서는, 봉형 지지 부재(1330)가 탄성체 이탈 방지부의 역할을 수행한다.
제1 내지 제3 탄성체(250, 251, 252)의 구성은 전술한 바와 같다. 베이스(51)의 반대쪽에서 제1 탄성체(250)의 단부에는 상부체(1300)가 제공되며, 상부체(1300)의 측면에는 관통공(1310)이 형성되어 있다. 축 부재(60)는 한 쌍의 상부체(1300) 사이에서 연장하여 상부체(1300)와 페달 암(20)을 연결시킨다. 역시 전술한 실시예에서와 같이 축 부재(60)와 제1 탄성체(250) 내지 제3 탄성체(251)는 서로 수직이 되도록 배치되는 것이 바람직하다. 그리고 베이스(51)의 반대쪽에서 봉형 지지 부재(1330)의 단부는 상부체(1300)에 길이 방향으로 형성된 구멍(1350)에 결합하는 것이 바람직하다. 봉형 지지 부재(1330)의 일단부에 형성된 구멍(1154)을 관통하는 핀(150)이 베이스(51)에 대해서 봉형 지지 부재(1330)가 회전 가능하게 지지되도록 해 준다. 전술한 실시예에서와 같이 봉형 지지 부재(1300)도 브라켓(10)에 직접 회전 가능하게 지지될 수 있으며 이 경우 베이스(51)는 생략된다.
도 3 및 도 4에는 운전자가 브레이크 페달(30)을 밟아서 브레이크를 작동시키는 상태도가 도시되어 있다.
운전자가 페달(30)을 밟게 되면 도 3 및 도 4의 방향 A를 따라서 페달 암(20)이 핀(150)을 중심으로 하여 회전하게 된다. 그렇게 되면 베이스(51)에 회전 가능하게 지지되어 있는 탄성체 이탈 방지부(52, 54)도 도 3의 방향 B를 따라서 회전하게 되는데, 그렇게 됨으로써, 축 부재(60)와 제1 탄성체(250) 내지 제3 탄성체(253)는 계속하여 수직 상태를 유지할 수 있게 된다. 브레이크 작동시의 페달 암(20)과 답력 형성체(50)는 도 4에 점선으로 표시되어 있다.
운전자가 페달(30)을 밟기 시작하면 페달 암(20)의 축 부재(60)가 상부체(300)를 누르게 되고, 따라서 길이가 제일 긴 제1 탄성체(250)의 압축에 의해서 답력이 전달되게 된다. 이 구간은 도 5에 도시된 그래프의 A 구간이다. 운전자가 페달(30)을 더 밟아서 상부체(300)가 제2 탄성체(251)의 베이스 반대쪽 단부에 닿게 되면 제1 탄성체(250)와 제2 탄성체(251)가 함께 압축되면서 협력하여 답력을 전달하게 된다. 이 구간은 도 5의 그래프의 B 구간이다. 운전자가 페달(30)을 더 밟아서 상부체(300)가 제3 탄성체(253)의 베이스 반대쪽 단부에 닿게 되면 제1 탄성체(250) 내지 제3 탄성체(253) 모두가 함께 압축되면서 협력하여 답력을 전달하게 된다. 이 구간은 도 5의 그래프의 C 구간이다. 제1 탄성체(250) 내지 제3 탄성체(253)의 탄성 계수 등 물리값은 설계 요구 사항에 따라서 결정된다.
이와 같이 운전자가 페달(30)을 밟는 정도에 따라서 브레이크 작동 신호를 생성하게 되는데, 페달 암(20)이 회전하는 각도를 측정하는 각도 측정 센서(도시되 지 않음)과 안착부(330)에 제공되는 로드 센서(도시되지 않음)를 통한 측정치를 기준으로 하여 브레이크 작동 신호를 생성하게 된다.
도 7에 답력 형성체(52)가 한 개만 제공되는 경우의 브레이크 페달 조립체 사시도가 도시되어 있다. 도 7에는 페달 정면에서 보았을 때에 페달 암(20)의 우측에 답력 형성체(52)가 제공되는 것으로 도시되어 있지만, 좌측에 배치되어도 무방하다. 답력 형성체(52)가 한 개 제공되는 것을 제외하고는 두 개 제공되는 경우의 구성과 작동이 동일하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
이상 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예에 대해서 설명하였지만, 본 발명의 권리범위는 후술하는 특허청구범위에 기재된 바에 의하여 정하여지며 전술한 실시예 및/또는 첨부 도면에 제한되는 것으로 해석되어서는 아니된다. 나아가 특허청구범위에 기재된 발명의, 당업자에게 자명한 개량, 변경 및/또는 수정도 본 발명의 권리범위에 포함됨이 명백하게 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명에 의한 전자식 브레이크 페달 조립체의 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 전자식 브레이크 페달 조립체의 답력 형성체의 분해 사시도.
도 3은 페달 암과 답력 형성체의 작동을 설명하기 위한 도면.
도 4는, 도 3에 도시된 작동을 전체적으로 보여주는 측면도.
도 5는, 본 발명에 의한 페달 조립체 작동시 답력 변화를 예시한 그래프.
도 6은, 본 발명의 제2 실시예에 의한 답력 형성체의 분해 사시도.
도 7은, 답력 형성체가 1개 제공되는 경우의 본 발명에 의한 브레이크 페달 조립체의 사시도.

Claims (11)

  1. 차량의 전자식 브레이크 페달 조립체에 있어서,
    차량의 프레임에 고정되는 브라켓(10)과,
    상기 브라켓(10)에 회동 가능하게 결합되는 페달 암(20)과,
    상기 브라켓(10)에 고정되며 상기 페달 암(20)의 회전에 따라 답력을 형성하여 페달 암(20)에 전달하는 답력 형성체(50)를 포함하며,
    상기 답력 형성체(50)는, 상기 브라켓(10)에 대해서 회전 가능하게 지지되는 탄성체 이탈 방지부(52, 54)과, 상기 탄성체 이탈 방지부(52, 54)에 각각 수용되는 제1 탄성체(250) 및 제2 탄성체(251)를 포함하며,
    상기 제2 탄성체(251)는 상기 제1 탄성체(250)와 일부분이 중첩되며 제1 탄성체(250)보다 길이가 짧으며,
    상기 제1 탄성체(250)는, 상기 페달 암(20)이 회전할 때 상기 브라켓(10)을 향해 압축되도록 배치되어 있는,
    전자식 브레이크 페달 조립체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 답력 형성체(50)는 한 쌍으로 제공되며,
    상기 페달 암(20)이 상기 한 쌍의 답력 형성체(50) 사이에 배치되도록 되어 있는,
    전자식 브레이크 페달 조립체.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 답력 형성체(50)는 상기 브라켓(10)에 고정되는 베이스(51)를 더 포함하며,
    상기 탄성체 이탈 방지부(52, 54)는 상기 베이스(51)에 대해서 회전 가능하게 지지되도록 되어 있는,
    전자식 브레이크 페달 조립체.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 베이스(51)의 반대쪽에서 상기 제1 탄성체(250)의 단부에 각각 배치되는 한 쌍의 상부체(300)와,
    상기 한 쌍의 상부체(300) 사이에서 연장하고 상기 페달 암(20)에 연결되는 축 부재(60)를 더 포함하며,
    상기 축 부재(60)와 상기 제1 탄성체(250) 및 제2 탄성체(251)가 서로 수직이 되도록 배치되는,
    전자식 브레이크 페달 조립체.
  5. 삭제
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 탄성체(250) 및 제2 탄성체(251)와 일부분이 중첩되며 제2 탄성체(251)보다 길이가 짧고 상기 탄성체 이탈 방지부(52, 54)에 수용되는 제3 탄성체(253)를 더 포함하는,
    전자식 브레이크 페달 조립체.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 답력 형성체(50)는 페달 암(20)의 길이 방향을 따라서 복수 개의 쌍이 제공되는,
    전자식 브레이크 페달 조립체.
  8. 차량의 전자식 브레이크 페달 조립체에 있어서,
    차량의 프레임에 고정되는 브라켓(10)과,
    상기 브라켓(10)에 회동 가능하게 결합되는 페달 암(20)과,
    상기 브라켓(10)에 고정되며 상기 페달 암(20)의 회전에 따라 답력을 형성하여 페달 암(20)에 전달하는 답력 형성체(500)를 포함하며,
    상기 답력 형성체(500)는, 일단부가 상기 브라켓(10)에 대해서 회전 가능하게 지지되는 봉형 지지 부재(1330)와, 상기 봉형 지지 부재(1330)에 각각 끼워 지는 제1 탄성체(250) 및 제2 탄성체(251)를 포함하며,
    상기 제2 탄성체(251)는 상기 제1 탄성체(250)와 일부분이 중첩되며 제1 탄성체(250)보다 길이가 짧으며,
    상기 제1 탄성체(250)는, 상기 페달 암(20)이 회전할 때 상기 브라켓(10)을 향해 압축되도록 배치되어 있는,
    전자식 브레이크 페달 조립체.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 답력 형성체(500)는 한 쌍으로 제공되는,
    전자식 브레이크 페달 조립체.
  10. 청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,
    상기 답력 형성체(500)는 상기 브라켓(10)에 고정되는 베이스(51)를 더 포함하며,
    상기 봉형 지지 부재(1330)는 상기 베이스(51)에 대해서 회전 가능하게 지지되도록 되어 있는,
    전자식 브레이크 페달 조립체.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 베이스(51)의 반대쪽에서 상기 제1 탄성체(250)의 단부에 각각 배치되는 상부체(1300)와,
    상기 상부체(1300) 사이에서 연장하여 상기 상부체(1300)와 상기 페달 암(20)을 연결시키는 축 부재(60)를 더 포함하며,
    상기 축 부재(60)와 상기 제1 탄성체(250)와 제2 탄성체(251)가 서로 수직이 되도록 배치되며,
    상기 베이스(51)의 반대쪽에서 상기 봉형 지지 부재(1330)의 단부가 상기 상부체(1300)에 결합되는,
    전자식 브레이크 페달 조립체.
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