KR101418684B1

KR101418684B1 - 충돌 감응 링크 셋을 갖춘 안전페달유닛

Info

Publication number: KR101418684B1
Application number: KR1020130073555A
Authority: KR
Inventors: 이광혁
Original assignee: 주식회사 동희산업
Priority date: 2013-06-26
Filing date: 2013-06-26
Publication date: 2014-07-10

Abstract

본 발명의 충돌 감응 링크 셋을 갖춘 안전페달유닛에는 페달이 밀려드는 자동차 충돌 감지시 작동되는 액추에이터(50)가 페달 하우징(10)과 결합되고, 힌지축(30)을 회전중심으로 하여 페달 암(20)과 함께 결합된 회전 브래킷(70)이 액추에이터(50)에 의해 접혀지는 링크(40)로 지지됨으로써, 액추에이터(50)의 작동에 의한 링크(40)의 접혀짐이 회전 브래킷(70)과 페달 암(20)을 페달 하우징(10)으로 이동시켜 운전자와 페달 암(20)의 충분히 넓혀진 이격 거리로 운전자의 하지 상해를 방지하고, 특히 충돌형태와 페달 장착구조와 같은 다양한 변수로 인해 예측되기 어려운 실내구조 변형 조건과 관계없이 페달 암(20)이 독자적인 움직임으로 구현됨으로써 모든 차종에 범용적으로 적용될 수 있는 특징을 갖는다.

Description

충돌 감응 링크 셋을 갖춘 안전페달유닛{collision sensitive link set type safety pedal unit}

본 발명은 자동차용 페달에 관한 것으로, 특히 페달이 밀려드는 자동차 정면 충돌시 링크를 이용해 페달 암이 운전자로부터 멀어지는 독자적인 움직임을 이용함으로써 차체 구조의 변형을 이용하지 않고서도 운전자의 하지 상해가 방지될 수 있는 충돌 감응 링크 셋을 갖춘 안전페달유닛에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 전방 충돌시 그 충격에 의해 범퍼와 엔진 등의 부품들이 엔진룸의 후방으로 밀려들면서 엔진룸과 구분된 실내 구조를 변형시킴으로써 실내 탑승한 운전자가 충돌에 의한 부상을 입을 수밖에 없다.

통상, 운전자는 페달조작을 위해 운전자의 하지부위와 페달간의 거리를 좁게 유지함으로써 자동차의 실내 구조 변형이 일어나 페달이 운전자 쪽으로 밀려들어 오면, 운전자는 밀려들어 오는 페달로 인해 하지부위에 상해를 입을 위험성이 매우 높게 된다.

그러므로, 페달에서는 그 작동 성능의 편리함 및 신뢰성 확보와 더불어 충돌에 따른 페달 밀림 시 운전자의 하지부위 상해를 입히지 않는 하지 상해 방지 기능의 확보가 함께 요구될 수밖에 없다.

국내특허공개10-2005-0037741(공개일자 2005년04월25일)

상기 특허문헌은 차량의 정면 충돌사고시에는 복수개의 페달 아암이 상호 상반되는 방향으로 회전됨으로써 운전자의 다리(발목, 무릎, 정강이 등)부상이 예방되는 기술을 나타낸다.

하지만, 자동차의 정면 충돌시에는 충돌대상, 충돌부위, 충돌속도과 같은 다양한 변수가 존재함으로써 엔진룸의 밀림에 의한 실내 구조의 변형이 정형화된 타입으로 한정될 수 없다.

이로 인해, 페달에 적용되는 하지 상해 방지 수단이 상기 특허문헌과 같이 회전축으로 결합된 2개의 페달 암으로 분리되고, 특히 지지브라켓이 충돌시 밀려드는 대시패널에 연동되어 작동되는 경우, 대시패널의 밀림 정도나 변형정도가 설계시 예측됨과 달라질 때 운전자의 하지 상해 방지 기능이 완전하게 보장되기 어렵게 된다.

특히, 이러한 페달에 적용된 하지 상해 방지 수단의 신뢰성 저하는 상기 특허문헌의 기술뿐만 아니라 충돌 후에 브레이크 페달 암이 꺽인다던지, 조립 이탈된다든지, 밀림방지구조로 지지된다든지 하는 차체 구조와 연계된 작동 구조에서는 동일할 수밖에 없다.

이에 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 본 발명은 페달이 밀려드는 자동차 충돌 감지시 링크를 이용한 페달 암의 하방향 처짐을 발생시켜주는 독자적인 움직임이 운전자와 페달사이의 이격 거리를 넓혀줌으로써, 충돌형태와 페달 장착구조와 같은 다양한 변수로 인해 예측되기 어려운 실내구조 변형 조건에서도 운전자의 하지 상해가 방지되는 충돌 감응 링크 셋을 갖춘 안전페달유닛을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 충돌 감응 링크 셋을 갖춘 안전페달유닛은 페달 하우징을 관통하는 힌지축이 회전중심인 페달암축을 갖춘 페달 암; 충돌시 작동되는 액추에이터에 의해 초기 설정 높이가 축소되고, 상기 페달 하우징에 구비된 링크(Link); 상기 링크의 높이 축소시 상기 힌지축이 회전중심이 된 회전으로 상기 페달 암을 상기 페달 하우징으로 이동시켜주는 회전브래킷; 이 포함된 것을 특징으로 한다.

상기 액추에이터는 상기 페달 하우징의 측면으로 위치되고, 상기 회전브래킷은 상기 페달암축과 결합되어 상기 페달 암으로 위치되며, 상기 링크는 상기 액추에이터와 상기 회전브래킷에 각각 고정되어 상기 페달 하우징의 측면으로 위치된다.

상기 링크와 상기 액추에이터의 연결은 상기 액추에이터의 액추에이터 로드로 이루어지고, 상기 링크와 상기 회전브래킷의 연결은 가이드 핀으로 이루어진다.

상기 링크는 상기 액추에이터 로드와 연결되어 회전되는 구동 링크와, 상기 구동 링크의 회전으로 상기 가이드 핀을 당기도록 상기 가이드 핀과 연결되는 추종 링크로 구성되고, 인터 핀이 상기 구동 링크와 상기 추종 링크를 고정한다.

상기 구동 링크와 상기 추종 링크는 상기 페달 암의 풀 스트로크(Full Stroke)가 간섭되지 않는 초기 높이를 형성하고, 상기 구동 링크의 회전으로 당겨지는 상기 추종 링크의 움직임으로 상기 초기 높이가 축소된다.

상기 회전브래킷은 상기 페달암축과 결합되는 마운팅 바디와, 상기 마운팅 바디에 이어져 상기 가이드 핀이 관통하는 링크연결바디로 구성되고, 상기 마운팅 바디와 상기 링크연결바디는 상기 페달 암을 가려주는 폭 넓이를 형성한다.

이러한 본 발명은 페달이 밀려드는 자동차 충돌 감지시 링크를 이용해 하방향 처짐을 발생시켜주는 페달 암의 독자적인 움직임으로 운전자에 대한 이격 거리가 넓어짐으로써 운전자의 하지 상해를 충분히 방지하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 운전자에 대한 이격거리 확장을 위한 페달 암의 독자적인 움직임이 충돌형태와 페달 장착구조와 같은 다양한 변수로 인해 예측되기 어려운 실내구조 변형 조건에 의존되지 않음으로써, 운전자의 하지 상해를 방지해주는 페달에 대한 신뢰성이 크게 높아지는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 운전자에 대한 이격거리 확장을 위한 페달 암의 독자적인 움직임이 실내구조와 연계되지 않음으로써 페달 모듈화가 용이하고, 특히 운전자의 하지 상해 방지 기능이 없거나 약한 페달의 교체시에도 차량의 구조변경을 요구하지 않는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 충돌 감응 링크 셋을 갖춘 안전페달유닛의 분해 구성도이고, 도 2는 도 1의 페달 암과 링크의 결합도이며, 도 3은 본 발명에 따른 충돌 감응 링크 셋의 작동이 없는 정상적인 페달 작동 상태이며, 도 4는 본 발명에 따른 충돌 감응 링크 셋과 이에 연계된 페달 암의 작동 상태이고, 도 5는 본 발명에 따른 충돌 감응 링크 셋의 작동 후 페달의 상태이다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 실시예에 따른 충돌 감응 링크 셋을 갖춘 안전페달유닛의 분해 구성을 나타낸다.

도시된 바와 같이, 안전페달유닛은 페달 하우징(10)과 힌지축(30)을 매개로 결합된 상태에서 힌지축(30)이 회전 중심이 되어 눌려지는 페달 암(20)과, 자동차 전방 충돌 감지시 페달 암(20)을 페달 하우징(10)으로 밀어 내어 운전자의 하지부위와 페달 암(20)이 형성한 이격 거리를 증대시켜주는 충돌 감응 동작부가 포함된다.

상기 안전페달유닛은 자동차의 브레이크 페달이며, 가속 페달을 포함할 수 있다.

상기 페달 하우징(10)은 차체 구조를 이루는 대시패널에 체결되고, 홀을 형성해 힌지축(30)이 관통된다. 상기 페달 암(20)에는 관통된 힌지축(30)을 감싸는 중공 파이프 타입 페달암 축(23)이 형성되고, 운전자가 발로 밟고 눌러주는 발판(25)이 구비된다.

상기 힌지축(30)은 너트나 고정 클립이나 와셔등과 함께 구성되며, 너트나 고정 클립이나 와셔는 페달 하우징(10)의 홀을 관통해 페달 하우징(10)에서 빠져나온 힌지축(30)과 결합됨으로써 힌지축(30)의 고정 상태를 안정적으로 유지시켜준다.

상기 충돌 감응 동작부는 절곡부위를 통해 높이가 줄어드는 링크(40,Link)와, 차량 충돌 감지시 작동되어 링크(40)의 높이를 줄여주는 엑추에이터(50)와, 링크(40)와 함께 움직이는 가이드 핀(60)과, 링크(40)의 높이 축소에 맞춰 페달 암(20)을 페달 하우징(10)으로 밀어 내는 회전 브래킷(70)으로 구성된다.

상기 링크(40)는 고정점을 중심으로 회전되는 구동 링크(41)와, 구동 링크(41)의 회전으로 당겨지거나 밀려나는 추종 링크(43)와, 구동 링크(41)에 추종 링크(43)를 고정해주는 인터 핀(45)으로 구성된다.

상기 구동 링크(41)는 엑추에이터(50)에 고정됨으로써 엑추에이터(50)의 작동시 반시계방향 회전(구동 링크(41)의 하강이동)이나 시계방향 회전(구동 링크(41)의 상승이동)이 발생된다.

상기 인터 핀(45)에는 홀이 뚫려져 가이드 핀(60)과 결합됨으로써 인터 핀(45)의 하강이동시 가이드 핀(60)을 밑으로 잡아당기거나 인터 핀(45)의 상승이동시 가이드 핀(60)을 위로 밀어낸다.

상기 엑추에이터(50)는 회전되는 액추에이터 로드를 이용해 링크 셋(40)과 연결된다. 일례로, 상기 액추에이터 로드는 구동 링크(41)에 연결됨으로써 액추에이터 로드의 회전이 링크(40)의 높이를 줄이거나 늘여준다. 통상, 엑추에이터(50)에 입력되는 제어신호는 ECU(Engine Control Unit)나 ACU(Ariback Control Unit)으로부터 발생되지만, 이로 한정되지 않는다.

상기 가이드 핀(60)은 링크(40)와 회전 브래킷(70)을 연결하고, 특히 상기 가이드 핀(60)은 링크(40)를 이루는 인터 핀(45)에 뚫린 홀에 연결된다. 그러므로, 상기 가이드 핀(60)은 인터 핀(45)의 하강이동시 밑으로 잡아당겨지거나 인터 핀(45)의 상승이동시 위로 밀려난다.

상기 회전 브래킷(70)은 한쪽부위가 힌지축(30)이 관통된 페달 암(20)의 페달암축(23)에 결합되고, 반대쪽부위가 가이드 핀(60)에 결합된다.

이를 위해, 회전 브래킷(70)은 페달 암(20)을 가려주는 폭 넓이를 갖고 폭 양쪽 끝부위에 페달 암(20)의 페달암축(23)이 끼워지는 힌지 홀(71a)을 형성한 마운팅 바디(71)와, 마운팅 바디(71)에 이어지면서 단차진 절곡부를 형성하고 폭 양쪽 끝부위에 가이드 핀(60)이 끼워지는 고정 홀(73a)을 형성한 링크연결바디(73)로 구성된다.

한편, 도 2는 링크(40)와 엑추에이터(50) 및 가이드 핀(60)과 회전 브래킷(70)의 결합 관계를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 페달 암(20)은 페달암 축(23)이 관통된 힌지축(30)을 이용해 페달 하우징(10)과 결합됨으로써 힌지축(30)을 회전중심으로 하여 움직이고, 링크(40)는 엑추에이터(50)와 연결되어 페달 암(20)의 한쪽 측면부위로 위치되며, 엑추에이터(50)는 페달 하우징(10)의 측면부위에 위치되고, 회전 브래킷(70)은 링크(40)에 고정된 가이드 핀(60)과 결합되어 페달 암(20)의 위쪽 부위를 가려준다.

특히, 링크(40)는 페달 암(20)의 한쪽 측면부위에서 최대 높이로 펼쳐진 상태로 엑추에이터(50)와 연결되고, 회전 브래킷(70)은 페달 암(20)의 페달암 축(23)과 한쪽 부위가 결합된 상태에서 링크(40)에 고정된 가이드 핀(60)과 결합된 반대쪽 부위가 페달 암(20)과 최대한 이격된 상태를 형성한다.

한편, 도 3은 본 실시예 따른 안전 페달 유닛의 조립상태와 액추에이터의 작동이 없어 페달 고유의 기능이 구현되는 상태를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 페달 암(20)은 페달 하우징(10)의 안쪽 공간에서 힌지축(30)을 이용해 결합됨으로써 힌지축(30)이 회전 중심이 되는 시계방향 및 반시계방향의 움직임이 구현된다.

상기 페달 암(20)의 정상적인 작동이 이루어지도록 링크(40)는 페달 암(20)의 한쪽 측면부위에서 최대 높이로 펼쳐진 상태로 엑추에이터(50)와 연결된다.

또한, 회전 브래킷(70)은 페달 암(20)의 페달암 축(23)과 한쪽 부위가 결합된 상태에서 링크(40)에 고정된 가이드 핀(60)과 결합된 반대쪽 부위가 페달 암(20)과 최대한 이격된 상태를 형성한다.

본 실시예에서, 상기 링크(40)의 구동 링크(41)와 추종 링크(43)가 최대한 펼쳐진 상태에서 형성하는 높이는 페달 암(20)의 스트로크 길이(Stroke Length)에 비해 상대적으로 긴 길이로 형성된다.

그러므로, 페달 암(20)은 링크(40)의 높이가 형성한 간격내에서 아이들 스트로크(Idle Stroke)와 풀 스트로크(Full Stroke)의 간섭 없이 고유한 기능이 이루어질 수 있다.

한편, 도 4는 본 실시예에 따른 충돌 감응 액추에이터의 작동 상태를 나타낸다.

도 4(가)와 같이, 엑추에이터(50)가 작동되지 않는 링크(40)의 초기상태에서는 엑추에이터(50)의 엑추에이터 로드에 연결된 구동 링크(41)가 최대한 상승된 위치를 형성하고, 구동 링크(41)와 고정된 추종 링크(43)가 구동 링크(41)에 의해 최대한 들어 올려진 위치를 형성한다.

이러한 상태에서 충돌 감지에 의한 제어신호가 입력된 엑추에이터(50)의 작동은 링크(40)를 잡아당기게 되고, 링크(40)의 움직임은 가이드 핀(60)과 고정된 회전 브래킷(70)을 잡아당겨줌으로써 페달 암(20)을 페달 하우징(10)으로 밀어내는 상태로 전환시켜준다.

이러한 링크 셋(40)의 작동은 도 4(나)를 통해 구체적으로 예시된다.

도시된 바와 같이, 액추에이터(50)의 엑추에이터로드에서 반시계방향 회전력이 발생되면, 링크(40)에서는 엑추에이터로드에 연결된 구동 링크(41)가 엑추에이터로드의 회전방향과 동일하게 반시계방향 회전력이 발생된다.

상기 구동 링크(41)의 반시계방향 회전력은 인터 핀(45)을 매개로 추종 링크(43)에 전달되고, 추종 링크(43)는 반시계방향으로 회전되는 구동 링크(41)로 인해 밑으로 잡아당겨지는 하방향 당김력이 발생된다.

이어, 추종 링크(43)의 하방향 당김력은 가이드 핀(60)과 고정된 회전 브래킷(70)으로 전달되고, 이로 인해 회전 브래킷(70)에서는 힌지축(30)을 매개로 반시계방향 회전력이 발생된다.

즉, 회전 브래킷(70)의 링크연결바디(73)가 가이드 핀(60)을 매개로 추종 링크(43)와 함께 밑으로 잡아당겨지면, 페달 암(20)의 페달암축(23)에 결합된 마운팅 바디(71)에서는 힌지축(30)을 회전중심으로 회전된다. 이러한 회전 브래킷(70)의 반시계방향 회전은 어느 정도 진행된 후 페달 암(20)으로 전달된다.

그러므로, 액추에이터(30)의 회전으로 링크(40)가 계속해서 밑으로 잡아당겨지면, 링크(40)의 움직임으로 회전 브래킷(70)의 반시계방향 회전이 계속되고, 회전 브래킷(70)의 반시계방향 회전은 페달 암(20)과 접촉상태를 이루며, 페달 암(20)은 회전 브래킷(70)에서 일어나는 지속적인 반시계방향 회전으로 힌지축(30)이 회전중심이 된 반시계방향 회전을 일으킨다.

이로 인해, 페달 암(20)은 회전 브래킷(70)과 함께 페달 하우징(10)으로 밀려나고, 이러한 페달 암(20)의 움직임은 액추에이터(30)의 작동이 완료될 때까지 지속된다.

한편, 도 5는 링크(40)가 완전히 접혀짐으로써 페달 암(20)이 회전된 결과를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 링크(40)의 구동 링크(41)와 추종 링크(43)가 완전히 접혀진 상태로 전환되어 초기의 높이가 최대로 줄어들면, 페달 암(20)은 페달 하우징(10)에 완전히 밀착된 상태로 전환된다.

그 결과로서, 페달 암(20)과 운전자의 이격 거리는 작동전 이격거리(La)에서 작동후 이격거리(Lb)로 변환됨으로써 페달 암(20)의 밀림이 운전자의 하지에 상해를 입힐 수 없게 된다.

특히, 상기와 같은 페달 암(20)의 움직임은 링크(40)의 구동 링크(41)와 추종 링크(43)가 접혀짐을 통해 독자적으로 발생됨으로써 충돌형태와 페달 장착구조와 같은 다양한 변수로 인해 예측되기 어려운 실내구조 변형 상태와 관계없이 운전자의 하지 상해가 방지될 수 있다.

10 : 페달 하우징 20 : 페달 암
23 : 페달암 축 25 : 발판
30 : 힌지축 40 : 링크(Link)
41 : 구동 링크 43 : 추종 링크
45 : 인터 핀 50 : 엑추에이터
60 : 가이드 핀 70 : 회전 브래킷
71 : 마운팅 바디 71a : 힌지 홀
73 : 링크연결바디 73a : 고정 홀

Claims

페달 하우징을 관통하는 힌지축이 회전중심인 페달암축을 갖춘 페달 암;
충돌시 작동되는 액추에이터에 의해 초기 설정 높이가 축소되고, 상기 페달 하우징에 구비된 링크(Link);
상기 링크의 높이 축소시 상기 힌지축이 회전중심이 된 회전으로 상기 페달 암을 상기 페달 하우징으로 이동시켜주는 회전브래킷;
이 포함된 것을 특징으로 하는 충돌 감응 링크 셋을 갖춘 안전페달유닛.
청구항 1에 있어서, 상기 액추에이터는 상기 페달 하우징의 측면으로 위치되고, 상기 회전브래킷은 상기 페달암축과 결합되어 상기 페달 암으로 위치되며, 상기 링크는 상기 액추에이터와 상기 회전브래킷에 각각 고정되어 상기 페달 하우징의 측면으로 위치된 것을 특징으로 하는 충돌 감응 링크 셋을 갖춘 안전페달유닛.
청구항 2에 있어서, 상기 링크와 상기 액추에이터의 연결은 상기 액추에이터의 액추에이터 로드로 이루어지고, 상기 링크와 상기 회전브래킷의 연결은 가이드 핀으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 충돌 감응 링크 셋을 갖춘 안전페달유닛.
청구항 3에 있어서, 상기 링크는 상기 액추에이터 로드와 연결되어 회전되는 구동 링크와, 상기 구동 링크의 회전으로 상기 가이드 핀을 당기도록 상기 가이드 핀과 연결되는 추종 링크로 구성되고, 인터 핀이 상기 구동 링크와 상기 추종 링크를 고정하는 것을 특징으로 하는 충돌 감응 링크 셋을 갖춘 안전페달유닛.
청구항 4에 있어서, 상기 구동 링크와 상기 추종 링크는 상기 페달 암의 풀 스트로크(Full Stroke)가 간섭되지 않는 초기 높이를 형성하고, 상기 구동 링크의 회전으로 당겨지는 상기 추종 링크의 움직임으로 상기 초기 높이가 축소되는 것을 특징으로 하는 충돌 감응 링크 셋을 갖춘 안전페달유닛.
청구항 3에 있어서, 상기 회전브래킷은 상기 페달암축과 결합되는 마운팅 바디와, 상기 마운팅 바디에 이어져 상기 가이드 핀이 관통하는 링크연결바디로 구성되고, 상기 마운팅 바디와 상기 링크연결바디는 상기 페달 암을 가려주는 폭넓이를 형성한 것을 특징으로 하는 충돌 감응 링크 셋을 갖춘 안전페달유닛.