KR101406438B1

KR101406438B1 - 차량용 페달 장치

Info

Publication number: KR101406438B1
Application number: KR20130041355A
Authority: KR
Inventors: 민정선; 조양래; 최지혁; 김은식; 최호진
Original assignee: 기아자동차주식회사; 현대자동차주식회사
Priority date: 2013-04-16
Filing date: 2013-04-16
Publication date: 2014-06-13
Also published as: US20140305255A1; US9016166B2

Abstract

차체측에 힌지축으로 설치되며 힌지축을 기준으로 일단에는 페달이 연결되고 타단에는 랙기어가 형성된 페달암;
일단에는 상기 랙기어에 치합되는 피니언기어가 마련되어 페달암의 회동에 따라 피니언기어의 중심축을 기준으로 회전하고, 타단에는 걸림핀이 형성된 링크암; 및
차체측에 마련되고, 상기 링크암의 걸림핀이 삽입되어 슬라이딩되는 슬라이딩홈이 형성되되 슬라이딩홈에는 일정 간격의 요철이 형성되어 걸림핀이 요철에 단계적으로 걸리며 슬라이딩되도록 하는 플레이트;를 포함하는 차량용 페달 장치가 소개된다.

Description

차량용 페달 장치 {PEDAL APPARATUS FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 페달 장치에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 클러치, 브레이크 및 가속 페달과 관련된 것으로 페달을 오조작하지 않기 위한 장치이다.

차량에는 주행 중 운전자가 발로 조작하는 페달이 여러가지 구비되어 있는데, 이 중 악셀 페달과 브레이크 페달은 서로 인접하고 있으며 조작 방향과 방법, 조작감이 유사하므로, 도로 주행 중 긴급한 상황에서 브레이크 페달을 밟아야하는 순간에 운전자의 실수로 악셀 페달을 밟는 등의 오조작이 가능성이 충분히 높은 구조이다.

이러한 사고를 미연에 방지하기 위하여 기존의 특허 JP 10-1996-0700146 A "자동차 액셀 오조작 방지장치"에서는 악셀 페달과 스로틀 케이블 간의 연결 부위에 영구자석과 흡착판을 이용한 분리가능 결합구를 배치하여 페달의 회전 각속도가 일정 수준을 넘어서면 영구 자석에 자력으로 부착되어 있던 흡착판이 떨어지면서 페달과 스로틀 케이블 사이의 결합을 끊는 구성이다.

따라서, 악셀 페달에 악셀 페달의 작동 상태를 감지하는 페달 작동상태 검출센서와 센서에 연결된 ECU 및 ECU에 연결되어 부스터 내부의 진공/대기 밸브를 작동시키는 솔레노이드 밸브 등의 부품이 필요하여 구조도 복잡하고, 필요 부품수가 많아져 원가 상승이 되는 큰 단점이 발생했다.

그러므로, 구조가 간단하면서도 운전자가 미인지 상태에서도 페달의 오조작을 효과적으로 방지할 수 있는 차량용 페달 장치가 필요한 것이다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

JP

10-1996-0700146

A

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 구조가 간단하면서도 운전자가 미인지 상태에서도 페달의 오조작을 효과적으로 방지할 수 있는 차량용 페달 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 페달 장치는 차체측에 힌지축으로 설치되며 힌지축을 기준으로 일단에는 페달이 연결되고 타단에는 랙기어가 형성된 페달암; 일단에는 상기 랙기어에 치합되는 피니언기어가 마련되어 페달암의 회동에 따라 피니언기어의 중심축을 기준으로 회전하고, 타단에는 걸림핀이 형성된 링크암; 및 차체측에 마련되고, 상기 링크암의 걸림핀이 삽입되어 슬라이딩되는 슬라이딩홈이 형성되되 슬라이딩홈에는 일정 간격의 요철이 형성되어 걸림핀이 요철에 단계적으로 걸리며 슬라이딩되도록 하는 플레이트;를 포함할 수 있다.

상기 페달암은 힌지축을 기준으로 상방으로 연장된 연장링크가 형성되고, 연장링크의 단부에 랙기어가 형성될 수 있다.

상기 연장링크 단부의 랙기어는 기어치가 하방을 향하도록 형성될 수 있다.

상기 페달암의 랙기어와 힌지축의 사이 지점에는 일정 길이의 가이드슬롯이 형성되고, 상기 피니언기어의 중심축은 가이드슬롯을 관통하여 차체측에 고정될 수 있다.

상기 연장링크에는 랙기어로부터 하방으로 일정 거리 이격된 지점에서 랙기어의 기어치와 평행하게 일정 길이의 가이드슬롯이 형성되고, 상기 피니언기어는 랙기어의 하방에서 중심축이 가이드슬롯을 관통하여 차체측에 고정되며 랙기어와 치합될 수 있다.

상기 링크암의 일단부에는 피니언기어가 고정되고, 피니언기어의 중심축은 차체측에 고정됨으로써 피니언기어의 회전 시 링크암도 함께 회동될 수 있다.

상기 플레이트는 랙기어로부터 하방으로 이격된 지점에 마련되고, 링크암은 일단부가 상방에 위치하여 피니언기어가 랙기어에 치합되고, 타단부가 하방에 위치하여 걸림핀이 슬라이딩홈에 삽입될 수 있다.

상기 플레이트의 슬라이딩홈은 피니언기어의 중심축을 동심으로 하는 부채꼴의 호 형상으로 형성될 수 있다.

상기 플레이트의 슬라이딩홈은 랙기어보다 길이가 더 길게 형성될 수 있다.

상기 슬라이딩홈의 요철은 복수의 연속적인 걸림홈으로 구성되고, 링크암의 걸림핀은 걸림홈에 삽입되어 걸릴 수 있다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량용 페달 장치에 따르면 운전자는 어떤 페달을 조작하였는지, 본인의 의도에 맞게 페달이 조작되었는지를 눈으로 보지 않고도 정확하게 인지하게 되며, 페달을 밟았을 때 걸림홈에 걸림핀이 삽입되어 걸리게 되면 다음 걸림홈으로 이동하기 위해서는 걸림홈의 깊이를 걸림핀이 넘을 수 있도록 이전보다 더 큰 답력으로 페달을 밟아야 하기 때문에 운전자는 보다 명확하게 페달 작동 상태를 인지하게 되어, 페달 작동 시 필요량만큼을 미리 인지하고 작동할 수 있어 운전자 자신이 어느 정도 페달을 조작하였는지를 단순히 감이 아니라 수치적으로 정확하게 인지할 수 있는 장점이 있다.

따라서, 본 발명에 따른 차량용 페달 장치를 악셀 또는 브레이크 페달 중 하나에 적용하면, 도로 주행 중 긴급한 상황이 발생하여 브레이크를 밟아야 하는데 악셀 페달을 밟게 되면 요철감에 의해 바로 페달을 오조작했다는 것을 운전자가 바로 인지할 수 있어 페달 오조작을 바로 정정하는 등 빠르게 대처할 수 있어 대형 사고를 미연에 방지할 수 있게 된다.

특히, 원하는 목적에 따라 걸림홈을 같은 간격 혹은 다른 간격으로 형성할 수 있어 페달을 단계적으로 조작이 가능함에 따라 본 장치를 클러치 페달에 적용하게 되면, 운전자가 클러치 페달을 어느 정도 조작하는지를 쉽게 인지할 수 있어 주행 중 클러치의 과도한 조작으로 인한 시동꺼짐 등을 미연에 방지할 수 있고, 악셀 또는 브레이크 페달에 적용하게 되면 상황에 따라 필요양만큼 단계별로 조작할 수 있어 필요 이상으로 페달을 밟지 않아도 되기 때문에 종래보다 운전이 쉽고 편해지는 장점이 있다.

또한, 요철감을 발생시키는 구조는 변속장치의 히스테리시스(Hysteresis)를 방지하는 역할을 하여, 종래의 히스테리시스를 방지하기 위한 부품을 삭제할 수 있어 부품수를 줄여 원가를 절감하는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 페달 장치가 페달에 장착된 모습을 도시한 도면.
도 2는 도 1의 하우징 커버를 제외한 A 부분의 상세도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 페달 장치의 후면을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 페달 장치의 작동 전 모습을 도시한 도면.
도 5는 도 4 작동 후 모습을 도시한 도면.
도 6은 종래 기술과 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 페달 장치의 답력과 스트로크의 상관관계를 나타낸 그래프.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 페달 장치에 대하여 살펴본다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 페달 장치가 페달(P)에 장착된 모습을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 하우징커버(HC)를 제외한 A 부분의 상세도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 페달 장치의 후면을 도시한 도면으로, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 페달 장치는 차체측에 힌지축(100)으로 설치되며 힌지축(100)을 기준으로 일단에는 페달(P)이 연결되고 타단에는 랙기어(300)가 형성된 페달암(200); 일단에는 상기 랙기어(300)에 치합되는 피니언기어(400)가 마련되어 페달암(200)의 회동에 따라 피니언기어(400)의 중심축(410)을 기준으로 회전하고, 타단에는 걸림핀(510)이 형성된 링크암(500); 및 차체측에 마련되고, 상기 링크암(500)의 걸림핀(510)이 삽입되어 슬라이딩되는 슬라이딩홈(610)이 형성되되 슬라이딩홈(610)에는 일정 간격의 요철이 형성되어 걸림핀(510)이 요철에 단계적으로 걸리며 슬라이딩되도록 하는 플레이트(600);를 포함한다.

도 1에 도시한 것처럼, 페달암(200)의 상단에 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 페달 장치가 장착되는데, 위치나 설계방식 그리고 하우징(H), 하우징커버 (HC)등의 부차적인 부속품의 구성은 여러가지 실시예가 있을 수 있지만, 여기서는 차량 내부의 설계 가능한 공간 등을 고려하여 최적의 설계에 대한 부분으로 살펴본다. 이러한 내용은 고정된 것이 아니라 상황에 따라 발명의 본질이 변형되지 않는 내에서는 얼마든지 가변될 수 있다.

본 발명에 따른 차량용 페달 장치를 최종적으로 차체에 장착할 때에는 하우징(H)이나 하우징커버(HC)가 없이도 바로 장착할 수 있으나, 차량의 페달(P)은 운전자가 발로 조작하는 것이고, 차량의 실내 중에서도 최하측에 형성되기 때문에 흙, 먼지 등의 이물질이 부품 사이로 유입되거나 누적될 수 있다. 기계장치는 오염에 취약하므로 도 1에서처럼 하우징(H)과 하우징커버(HC)를 이용하여 차량용 페달 장치의 부품을 보호하는 것이 최적의 실시예라 할 수 있기 때문에 하우징(H)과 하우징커버(HC)를 도 1에 도시하였으며, 도 2에서 도 5까지에 대한 설명에서는 하우징(H)과 하우징커버(HC)에 대해서는 별도로 서술하지 않는다.

도 1의 하우징커버(HC)는 피니언기어(400)의 중심축(410)의 위치와 링크암(500)의 타단이 회동하는 부분은 외측으로 돌출형성된 것을 볼 수 있는데, 돌출형성함으로써 회동위치로부터 중심축(410)과 링크암(500)이 벗어나지 않도록 잡아주는 역할을 한다.

도 2는 도 1의 하우징커버(HC)를 제외한 A 부분을 상세하게 도시한 도면으로 각각의 부품을 살펴보면, 차체측에 힌지축(100)으로 설치되며 힌지축(100)을 기준으로 일단에는 페달(P)이 연결되고 타단에는 랙기어(300)가 형성되어 운전자가 페달(P)을 조작하면 운전자의 페달(P) 조작의지를 힌지축(100)을 통해 랙기어(300)에 전달하여 랙기어(300)를 회동시키는 페달암(200)이 형성된다.

상기 페달암(200)은 힌지축(100)을 기준으로 상방으로 연장된 연장링크(700)가 형성된다. 연장링크(700)는 힌지축(100)을 중심으로하여 회전하는 부채꼴 형상의 패널로써, 연장링크(700)의 단부에 랙기어(300)가 형성된다. 연장링크(700)의 형상 역시 가변될 수 있으며, 랙기어(300)는 연장링크(700)에 별물로 제작하여 조립할 수도 있고, 일물로 형성될 수도 있는데, 본 실시예에서는 별물로 형성된 것을 도시하였다.

또한, 상기 연장링크(700) 단부의 랙기어(300)는 기어치(310)가 하방을 향하도록 형성되어 랙기어(300)의 하방에 형성되는 피니언기어(400)와 치합하여 동작하게 된다. 랙기어(300)의 기어치(310)는 상방을 향하도록 형성될 수도 있으나 랙기어(300)의 기어치(310)가 상방을 향하게 되면, 랙기어(300)와 치합되는 피니언기어(400)가 더 상측으로 위치하게 되어 본 발명의 차량용 페달 장치의 구조가 커지게 되어 설계 시 공간상의 제약을 받을 수 있게 되므로, 도 2에서는 랙기어(300)의 기어치(310)가 하방으로 향한 것을 도시하였다.

랙기어(300)는 하우징(H)의 상단부에 일물로 형성되고 페달(P)의 작동에 따라 연장링크(700)만 회동하여 피니언기어(400)에 치합되게 할 수도 있으나, 도 2에서는 하우징(H)과 랙기어(300)가 별물로 형성되어 연장링크(700)에 결합되고, 페달(P)의 작동에 따라 연장링크(700)와 동시에 회동하는 것을 도시하였다.

본 발명에서는 페달(P)의 작동에 따라 연장링크(700)가 힌지축(100)을 중심으로 회전운동을 하게 되는데, 회전하는 양이 그리 크지 않기 때문에 랙기어(300)는 거의 직선운동을 한다고 볼 수 있다. 페달(P)의 작동에 따른 이동량을 링크암(500)의 회전운동으로 변환하기 위해서 랙기어(300)에 치합되는 피니언기어(400)를 형성하고, 피니언기어(400)는 중심축(410)에 의해 차체측에 고정된다.

상기 중심축(410)은 원기둥형상으로 형성되되 피니언기어(400)과 결합하는 부부은 원기둥의 측면을 일정 부분 깎아 편평한 형상으로 형성되고, 피니언기어(400)의 중심부 역시 중심축(410)의 편평한 면과 맞도록 중심부의 일부가 내측으로 만입되어 축과 일치를 이루게 형성될 수도 있다. 이렇게 중심축(410)의 일부를 편평하게 형성하는 것은 피니언기어(400)와 중심축(410)과의 결합도를 높일 수 있고, 피니언기어(400)가 랙기어(300)와 치합되어 회동할 때, 미끄럼짐 등을 방지하여 정확한 회동을 할 수 있도록 하기 위함이다.

상기 피니언기어(400)의 중심축(410)에는 링크암(500)이 피니언기어(400)와 함께 동심으로 고정되게 된다. 즉, 링크암(500)을 기준으로보면 링크암(500)의 일단에는 상기 랙기어(300)에 치합되는 피니언기어(400)가 마련되며, 타단에는 걸림핀(510)이 형성된다. 운전자의 페달(P) 조작으로 인한 페달암(200)의 회동에 따라 링크암(500)은 피니언기어(400)의 중심축(410)을 기준으로 회전하고, 링크암(500)의 타단에 형성된 걸림핀(510)은 플레이트(600)의 슬라이딩홈(610)을 따라 회전하게 된다.

그러므로, 페달암(P)의 작동 시 연장링크(700)가 회전하고, 연장링크(700)의 랙기어(300)에 치합된 피니언기어(400)가 회전하며, 일단부가 피니언기어(400)에 고정된 링크암(500)이 차체측에 고정된 피니언기어(400)의 중심축(410)을 중심으로 회전하는 것이다.

좀 더 상세하게 서술하면, 상기 플레이트(600)는 랙기어(300)로부터 하방으로 이격된 지점에 마련되고, 링크암(500)의 일단부가 상방에 위치하여 피니언기어(400)가 랙기어(300)에 치합되고, 링크암(500)의 타단부가 하방에 위치하여 링크암(500)이 피니언기어(400)에 고정되어 회전함으로써 링크암(500)의 걸림핀(510)이 슬라이딩홈(610)에 삽입 또는 인출되게 된다.

또한, 플레이트(600)는 차체측에 마련되고, 상기 링크암(500)의 걸림핀(510)이 삽입되어 슬라이딩되는 슬라이딩홈(610)이 형성되되 슬라이딩홈(610)에는 일정 간격의 요철이 다수개 형성되어 걸림핀(510)이 요철에 단계적으로 삽입 또는 인출되어 걸리는 걸림홈(611)이 마련되어, 걸림핀(510)이 걸림홈(611)에 걸리면서 슬라이딩하므로 상기 플레이트(600)의 슬라이딩홈(610)은 피니언기어(400)의 중심축(410)을 동심으로 하고, 링크암(500)의 길이를 반경으로 하는 부채꼴의 호 형상으로 형성된다.

상기 슬라이딩홈(610)의 요철은 복수의 연속적인 걸림홈(611)으로 구성되어 걸림홈(611)에 링크암(500)의 걸림핀(510)이 삽입 또는 인출되어 걸리게 된다. 슬라이딩홈(610)의 걸림홈(611)은 플레이트(600) 표면에 만입되어 형성된 홈 형상일수도 있고, 혹은 플레이트(600)를 관통하여 형성될 수도 있다.

본 차량용 페달 장치는 랙기어(300)와 피니언기어(400)를 사용하여 페달(P)의 작동에 의한 연장링크(700)의 직선운동에 가까운 짧은 회전운동을 랙기어(300)의 하방으로 형성된 링크암(500)의 회전운동으로 변환하여 작동력을 전달하도록함으로써, 페달암(200)과 힌지축(100)의 거리와 링크암(500)의 길이에 의한 레버비(Lever Ratio)를 발생시킨다.

페달(P)의 작동량이 작더라도 링크암(500)은 큰 각도로 회전하도록 링크암(500)의 길이를 설정하면, 운전자가 페달(P)을 작은 양을 작동하더라도, 링크암(500)은 플레이트(600)의 걸림홈(611)을 많이 이동하게 되어 요철감이 발생하여 운전자가 페달(P)이 작동된 것을 명확하게 인지할 수 있는 장점이 있다. 그러므로, 필요한 레버비에 따라 링크암(500)의 길이를 가변하여 설계할 수 있으나 활용 가능한 공간 역시 고려하여 설계하도록 한다.

또한, 상기와 같이 작은 양의 페달(P) 조작에도 링크암(500)이 큰 각도로 회전하도록 하는 레버비가 적용되기 때문에 플레이트(600)의 슬라이딩홈(610)의 길이는 랙기어(300)의 길이보다 더 길게 형성되게 된다.

상기와 같이, 운전자가 페달(P)을 조작하게 되면, 링크암(500)의 걸림핀(510)이 플레이트(600)의 슬라이딩홈(610)의 걸림홈(611)에 걸리면서 지나가는 효과에 의해 요철감을 느낄 수 있게 되고, 그에 따라 지금 작동하고 있는 페달(P)이 어떤 페달(P)인지를 인지할 수 있게 된다.

특히, 페달(P)을 밟았을 때 걸림홈(611)에 걸림핀(510)이 삽입되어 걸리게 되면 다음 걸림홈(611)으로 이동하기 위해서는 걸림홈(611)의 깊이를 걸림핀(510)이 넘을 수 있도록 이전보다 더 큰 답력으로 페달(P)을 밟아야 하기 때문에 운전자는 보다 명확하게 페달(P)의 작동 상태를 인지하게 된다.

본 발명에 따른 차량용 페달 장치를 악셀 또는 브레이크 페달 중 하나에 적용하면, 도로 주행 중 긴급한 상황이 발생하여 브레이크를 밟아야 하는데 악셀 페달을 밟게 되면 요철감에 의해 바로 페달을 오조작했다는 것을 운전자가 바로 인지할 수 있어 페달 오조작을 바로 정정하는 등 빠르게 대처할 수 있어 대형 사고를 미연에 방지할 수 있게 된다.

마찬가지로 원하는 목적에 따라 걸림홈(611)을 같은 간격 혹은 다른 간격으로 형성할 수 있어 페달을 단계적으로 조작이 가능함에 따라 본 장치를 클러치 페달에 적용하게 되면, 운전자가 클러치 페달을 어느 정도 조작하는지를 쉽게 인지할 수 있어 주행 중 클러치의 과도한 조작으로 인한 시동꺼짐 등을 미연에 방지할 수 있고, 악셀 또는 브레이크 페달에 적용하게 되면 상황에 따라 필요양만큼 단계별로 조작할 수 있어 필요 이상으로 페달을 밟지 않아도 되기 때문에 종래보다 운전이 쉽고 편해지는 장점이 있다.

별도로 도시하지는 않았으나, 본 발명의 또 다른 실시예의 하나로, 레버비의 효과는 기어의 크기 혹은 기어치의 수를 통한 기어비로도 적용할 수 있는데, 힌지축(100)에 기어를 형성하고, 중심축(410)에 힌지축(100)에 형성한 기어보다 큰(기어치가 많은) 외접기어를 형성함으로써 기어비에 의해 레버비와 동일한 효과를 얻을 수도 있다.

상기 페달암(200)의 랙기어(300)와 힌지축(100)의 사이 지점에는 일정 길이의 가이드슬롯(710)이 형성되고, 상기 피니언기어(400)의 중심축(410)은 가이드슬롯(410)을 관통하여 차체측에 고정된다. 더 상세하게 서술하면 상기 연장링크(700)에는 랙기어(300)로부터 하방으로 일정 거리 이격된 지점에서 랙기어(300)의 기어치(310)와 평행하게 일정 길이의 가이드슬롯(710)이 형성되고, 상기 피니언기어(400)는 랙기어(300)의 하방에서 중심축(410)이 가이드슬롯(710)을 관통하여 차체측에 고정되며 랙기어(300)와 치합된다.

따라서, 페달암(200)의 작동에 의해 연장링크(700)가 회동하면 피니언기어(400)의 중심축(410)은 차체에 고정되어 있기 때문에 가이드슬롯(710)이 중심축(410)을 가이드하면서 연장링크(700)가 실질적으로 작동할 수 있게 되는 구조이다.

랙기어(300)의 기어치(310)와 가이드슬롯(710)은 힌지축(100)을 중심으로 하는 동심원의 일부이기 때문에 랙기어(300)의 기어치(310)와 가이드슬롯(710)은 평행하게 형성되어 힌지축(100)을 중심으로 랙기어(300)와 피니언기어(400)가 치합해서 회전할 수 있도록 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 페달 장치의 작동 전 모습을 도시한 도면이고, 도 5는 도 4 작동 후 모습을 도시한 도면으로, 도 4를 살펴보면 운전자가 페달(P)을 조작하지 않은 상태에서는 랙기어(300)와 링크암(500)은 서로 반대 방향에 위치하고 있는 것을 볼 수 있다.

운전자가 페달(P)을 밟아 조작한 상태는 도 5에서 확인할 수 있는데, 운전자가 페달(P)을 밟으면 힌지축(100)을 중심으로 페달암(200)의 상단에 형성된 연장링크(700)가 힌지축(100)을 중심으로 회전하게 된다. 그러면, 연장링크(700)의 단부에 형성된 랙기어(300)가 회동하게 되고, 랙기어(300)가 회동함에 따라 피니언기어(400)가 랙기어(300)와 치합되어 회전하게되고, 피니언기어(400)의 회전에 의해 피니언기어(400)의 중심축(410)에 고정된 링크암(500)이 회전하여 링크암(500)의 타단에 형성된 걸림핀(510)이 플레이트(600)의 슬라이딩홈(610)의 걸림홈(611)에 걸리면서 슬라이딩하게 된다.

상기와 같은 구조로 형성되어 동작함으로써, 페달(P)과 힌지축(100)과의 길이와 링크암(500)의 길이에 의한 레버비가 형성되어 운전자가 페달을 조금만 작동하더라도 링크암(500)은 큰 각도로 회전하여 링크암(500)의 걸림핀(510)이 슬라이딩홈(610)의 걸림홈(611)에 삽입 또는 인출을 반복하며 실제로 페달을 작동한 거리보다 더 많은 거리를 이동함으로써 운전자가 명확하게 인지할 수 있도록 요철감을 발생하여 운전자에게 해당 페달을 조작했다는 내용을 인지시켜 페달 오조작을 방지하게 된다.

따라서, 본 발명에 따른 차량용 페달 장치에 의하면 운전자는 어떤 페달을 조작하였는지, 본인의 의도에 맞게 페달이 조작되었는지를 눈으로 보지 않고도 정확하게 인지하게 되며, 긴급한 상황에서 페달을 오조작하여 발생할 수 있는 문제점을 미연에 방지할 수 있게 된다.

또한, 페달(P)의 작동량에 따라 걸림핀(510)이 걸림홈(611)에 단계적으로 걸리므로, 페달 작동 시 필요량만큼을 미리 인지하고 작동할 수 있어 운전자 자신이 어느 정도 페달을 조작하였는지를 단순히 감이 아니라 수치적으로 정확하게 인지할 수 있는 장점이 있다.

상기와 같은 효과를 그래프로 나타낸 것이 조작의 정도를 수치상으로 도시한 것이 도 6으로, 도 6은 종래 기술과 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 페달 장치를 장착했을 때 필요한 답력과 스트로크의 상관관계를 나타낸 그래프이다.

도 6의 그래프 1은 종래의 일반적인 페달을 작동할 때의 필요한 답력을 나타내는 것으로써, 운전자가 페달을 밟아 작동하기 위해서는 필요한 답력이 선형적으로 증가하는 것을 볼 수 있다. 페달마다 동일하게 적용되므로 어떤 페달을 밟았는지 운전자가 주의해서 인식하지 않는 이상, 긴급한 상황에서는 오조작하는 경우가 발생하게 된다.

도 6의 그래프 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 페달 장치를 장착하고 페달(P)을 밟을 때 필요한 답력의 크기를 도시한 그래프이고, 그래프 3은 그래프 2의 B부분을 상세하게 나타낸 그래프로로, 슬라이딩홈(610)의 걸림홈(611)이 일정간격으로 배치되어 있을 때의 필요한 답력을 도시하였다.

운전자가 페달(P)을 작동 시 링크암(500)의 걸림핀(510)이 플레이트(600)의 슬라이딩홈(610)의 걸림홈(611)에 걸리면서 슬라이딩하게 되는데, 걸림핀(510)이 걸림홈(611)에 걸렸다가 빠져나오기를 반복하기 때문에 필요한 답력에 따른 그래프가 물결모양을 반복하면서 증가하는 것으로 나타난다.

도 6의 그래프 3을 살펴보면, 1번 지점에서 2번 지점으로 갈 때는 걸림핀(510)이 걸림홈(611)에 걸리는 시점으로 필요한 답력이 상대적으로 적고, 2번 지점에서 3번 지점으로 갈 때는 걸림홈(611)에서 걸림핀(510)이 이탈하는 시점으로 필요한 답력이 상대적으로 많은 것을 볼 수 있다. 이렇게 필요한 답력을 다르게 배분함으로써, 운전자가 현재 조작하는 페달이 어떤 페달인지를 인지할 수 있어 페달의 오조작을 미연에 방지하는 효과가 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

100 : 힌지축 200 : 페달암
300 : 랙기어 310 : 랙기어의 기어치
400 : 피니언기어 410 : 중심축
500 : 링크암 510 : 걸림핀
600 : 플레이트 610 : 슬라이딩홈
611 : 걸림홈 700 : 연장링크
710 : 가이드슬롯 P : 페달
H : 하우징 HC : 하우징 커버

Claims

차체측에 힌지축으로 설치되며 힌지축을 기준으로 일단에는 페달이 연결되고 타단에는 랙기어가 형성된 페달암;
일단에는 상기 랙기어에 치합되는 피니언기어가 마련되어 페달암의 회동에 따라 피니언기어의 중심축을 기준으로 회전하고, 타단에는 걸림핀이 형성된 링크암; 및
차체측에 마련되고, 상기 링크암의 걸림핀이 삽입되어 슬라이딩되는 슬라이딩홈이 형성되되 슬라이딩홈에는 일정 간격의 요철이 형성되어 걸림핀이 요철에 단계적으로 걸리며 슬라이딩되도록 하는 플레이트;를 포함하는 차량용 페달 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 페달암은 힌지축을 기준으로 상방으로 연장된 연장링크가 형성되고, 연장링크의 단부에 랙기어가 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 페달 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 연장링크 단부의 랙기어는 기어치가 하방을 향하도록 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 페달 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 페달암의 랙기어와 힌지축의 사이 지점에는 일정 길이의 가이드슬롯이 형성되고, 상기 피니언기어의 중심축은 가이드슬롯을 관통하여 차체측에 고정된 것을 특징으로 하는 차량용 페달 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 연장링크에는 랙기어로부터 하방으로 일정 거리 이격된 지점에서 랙기어의 기어치와 평행하게 일정 길이의 가이드슬롯이 형성되고, 상기 피니언기어는 랙기어의 하방에서 중심축이 가이드슬롯을 관통하여 차체측에 고정되며 랙기어와 치합되는 것을 특징으로 하는 차량용 페달 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 링크암의 일단부에는 피니언기어가 고정되고, 피니언기어의 중심축은 차체측에 고정됨으로써 피니언기어의 회전 시 링크암도 함께 회동되는 것을 특징으로 하는 차량용 페달 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 플레이트는 랙기어로부터 하방으로 이격된 지점에 마련되고, 링크암은 일단부가 상방에 위치하여 피니언기어가 랙기어에 치합되고, 타단부가 하방에 위치하여 걸림핀이 슬라이딩홈에 삽입된 것을 특징으로 하는 차량용 페달 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 플레이트의 슬라이딩홈은 피니언기어의 중심축을 동심으로 하는 부채꼴의 호 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 페달 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 플레이트의 슬라이딩홈은 랙기어보다 길이가 더 길게 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 페달 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 슬라이딩홈의 요철은 복수의 연속적인 걸림홈으로 구성되고, 링크암의 걸림핀은 걸림홈에 삽입되어 걸리는 것을 특징으로 하는 차량용 페달 장치.