KR101526721B1

KR101526721B1 - 차량용 브레이크페달의 답력 균일화 장치

Info

Publication number: KR101526721B1
Application number: KR1020130147279A
Authority: KR
Inventors: 김은식
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2013-11-29
Filing date: 2013-11-29
Publication date: 2015-06-05

Abstract

본 발명은 차량용 브레이크페달의 답력 균일화 장치에 관한 것으로, 페달암(30)을 밟기 전인 초기 상태에서는 페달암(30)의 복귀성을 향상시킬 수 있게 되고, 페달암(30)을 밟아서 조작할 때에는 페달암(30)의 조작 스트로크에 상관없이 페달암(30)의 답력을 항상 균일하게 유지시킬 수 있도록 된 것이다.

Description

차량용 브레이크페달의 답력 균일화 장치{PEDAL EFFORT UNIFORMITY APPARATUS OF BRAKE PEDAL FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 브레이크페달의 답력 균일화 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 페달암의 조작 스트로크에 상관없이 항상 균일한 답력을 발생할 수 있는 차량용 브레이크페달의 답력 균일화 장치에 관한 기술이다.

차량에 구비된 브레이크페달은 제동력을 발생시키기 위해 운전자에 의해 조작되는 기구로, 종래의 브레이크페달 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 운전석 하부의 차체패널(대시패널)에 고정 설치된 페달멤버(1), 상기 페달멤버(1)에 상측부가 페달힌지(2)를 매개로 전후방향으로 회전 가능하게 결합된 페달암(3), 상기 페달멤버(1)에 결합된 스프링브라켓(4)에 일단이 결합되고 상기 페달암(3)에 타단이 결합되어서 상기 페달암(3)의 조작시 답력을 발생시키고 상기 페달암(3)에 복귀력을 부여하는 리턴스프링(5)을 포함한 구성으로 되어 있다.

그런데, 상기와 같은 종래의 브레이크페달 장치는 도 2에 도시된 바와 같이 페달암(3)의 조작 스트로크(stroke)에 비례해서 리턴스프링(5)의 스프링력이 증가하고, 또한 페달암(3)의 답력도 함께 증가하는 구성인 바, 이로 인해 페달의 조작이 빈번하게 이루어지는 상용 조작 구간에서 운전자의 피로도가 가중되는 단점이 있다.

이를 예방하기 위해, 리턴스프링(5)의 스프링력을 감소시키게 되면 상용 조작 구간에서의 조작성이 향상됨에 따라 페달 조작에 따른 운전자의 피로도를 경감시킬 수 있는 장점은 있으나, 반대로 페달암(3)의 복귀가 지연되거나 심한 경우 완전 복귀가 이루어지지 않게 됨으로써 브레이크 성능을 악화시키는 문제가 발생하게 된다.

그리고, 리턴스프링(5)의 스프링력을 증대시키게 되면 페달암(3)의 복귀가 원활히 진행되고 페달의 흔들림을 잡아주게 됨으로써 소음발생이 없앨 수 있는 장점은 있으나, 반대로 페달암(3)의 사용이 빈번하게 진행되는 상용 조작 구간에서의 조작성이 나빠짐에 따라 페달 조작에 따른 운전자의 피로도를 가중시키는 문제가 발생하게 된다.

따라서, 페달암(3)의 조작 스트로크에 상관없이 페달암(3)의 답력이 항상 균일하게 유지될 수 있다면, 상용 조작 구간에서의 조작성을 향상시켜서 페달 조작에 따른 운전자의 피로도를 경감시킬 수 있게 되고, 또한 페달암(3)의 복귀성도 좋아지게 될 것이다.

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

대한민국공개특허공보 제10-2007-0051488호

이에 본 발명은 상기한 바의 단점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 페달암의 조작 스트로크에 상관없이 페달암의 답력을 항상 균일하게 유지시킬 수 있는 차량용 브레이크페달의 답력 균일화 장치를 제공함으로써, 사용이 빈번한 상용 조작 구간에서의 조작성을 향상시킴에 따라 페달 조작에 따른 운전자의 피로도를 경감시킬 수 있도록 하고, 또한 페달암의 복귀성도 향상시켜서 전체적으로 브레이크 성능 향상에 도움을 줄 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량용 브레이크페달의 답력 균일화 장치는, 페달암의 상단부에 구비된 페달암핀; 상기 페달암핀에 회전 가능하게 끼워져서 결합된 슬라이더; 및 상기 슬라이더에 축적된 탄성력을 제공할 수 있도록 일단은 페달멤버에 고정되고 타단에 상기 슬라이더가 끼워지게 결합된 것으로 상기 페달암의 회전시에 상기 슬라이더가 이동할 수 있도록 결합된 판스프링;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 페달암의 상측부에 페달힌지가 관통하는 힌지파이프가 일체로 구비되고; 상기 페달암의 상단부에는 상기 힌지파이프의 위쪽으로 돌출되게 베이스브라켓이 결합되며; 상기 베이스브라켓의 일측으로 돌출되게 상기 페달암핀이 상기 베이스브라켓의 측면에 결합된 것을 특징으로 한다.

상기 슬라이더는 상기 페달암핀에 축회전이 가능하도록 끼워지는 원통부; 및 상기 원통부에 일체로 형성된 평판형상 플레이트부로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 판스프링은 축적된 탄성력을 상기 슬라이더에 제공할 수 있도록 곡면부를 구비한 타원형의 괄호모양 단면으로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 판스프링은 상기 슬라이더의 위쪽에 위치하고; 상기 판스프링의 일단은 상기 페달멤버의 상부에 카울브라켓과 함께 일체로 고정되게 결합되며; 상기 판스프링의 타단에는 상기 슬라이더의 플레이트부가 끼워지고 상기 페달암의 회전시에 상기 플레이트부가 이동할 수 있는 가이드구멍이 길이방향을 따라 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 판스프링의 축적된 탄성력으로 상기 페달암이 항상 복귀하는 방향으로 회전할 수 있도록 상기 페달암핀은 상기 페달힌지보다 전방쪽에 위치하도록 된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 페달암을 밟기 전인 초기 상태에서는 페달암의 복귀성을 향상시킬 수 있게 됨으로써 전체적인 브레이크 성능 향상에 도움을 줄 수 있게 되고, 페달암을 밟아서 조작할 때에는 페달암의 조작 스트로크에 상관없이 페달암의 답력을 항상 균일하게 유지시킬 수 있게 됨으로써 사용이 빈번한 상용 조작 구간에서의 조작성을 향상시킬 수 있게 되고 이를 통해 페달 조작에 따른 운전자의 피로도를 크게 경감시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 브레이크페달 장치를 설명하기 위한 도면,
도 2는 종래 브레이크페달 장치에서 페달 스트로크에 대한 리턴스프링력 및 답력의 상관관계를 설명하기 위한 그래프선도,
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따라 답력 균일화 장치가 적용된 차량용 브레이크페달의 사시도 및 측면도 분해사시도,
도 6은 본 발명에 따른 답력 균일화 장치의 결합상태 사시도,
도 7과 도 8은 페달암의 초기 상태와 풀 스트로크 상태시 답력 균일화 장치의 작동상태를 보여주기 위한 측면도,
도 9는 본 발명에 따라 답력 균일화 장치가 적용된 차량용 브레이크페달에서 페달 스트로크에 대한 답력의 상관관계를 설명하기 위한 그래프선도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 브레이크페달의 답력 균일화 장치에 대해 살펴보기로 한다.

본 발명에 따른 차량용 브레이크페달의 답력 균일화 장치는 도 3 내지 도 9에 도시된 바와 같이 운전석 하부의 차체패널(대시패널)에 고정 설치된 페달멤버(10); 상기 페달멤버(10)에 상측부가 페달힌지(20)를 매개로 전후방향으로 회전 가능하게 결합된 페달암(30); 페달암(30)의 상단부에 구비된 페달암핀(40); 상기 페달암핀(40)에 회전 가능하게 끼워져서 결합된 슬라이더(50); 및 상기 슬라이더(50)에 축적된 탄성력을 제공할 수 있도록 일단은 페달멤버(10)에 고정되고 타단에 상기 슬라이더(50)가 끼워지게 결합된 것으로 상기 페달암(30)의 회전시에 상기 슬라이더(45)가 이동할 수 있도록 결합된 판스프링(60);을 포함하는 구성이다.

여기서, 상기 페달암(30)의 상측부에는 페달힌지(20)가 관통하는 힌지파이프(31)가 일체로 구비되고; 상기 페달암(30)의 상단부에는 상기 힌지파이프(31)의 위쪽으로 돌출되게 베이스브라켓(70)이 결합되며; 상기 베이스브라켓(70)의 일측으로 돌출되게 상기 페달암핀(40)이 상기 베이스브라켓(70)의 측면에 결합된 구조가 된다.

그리고, 상기 슬라이더(50)는 상기 페달암핀(40)에 축회전이 가능하도록 끼워지는 원통부(51); 및 상기 원통부(51)에 일체로 형성된 평판형상 플레이트부(52)로 구성된다.

상기 판스프링(60)은 축적된 탄성력을 상기 슬라이더(50)에 제공할 수 있도록 곡면부(61)를 구비한 타원형의 괄호모양 단면으로 형성되는데, 상기 판스프링(60)은 상기 슬라이더(50)의 위쪽에 위치한 상태로 일단은 상기 페달멤버(10)의 상부쪽에 카울브라켓(80)과 함께 볼트(91)와 너트(92)를 매개로 일체로 고정되게 결합된다.

또한, 상기 판스프링(60)의 타단에는 상기 슬라이더(50)의 플레이트부(52)가 끼워져 결합되는 가이드구멍(62)이 판스프링(60)의 길이방향을 따라 형성되는데, 상기 슬라이더(50)의 플레이트부(52)는 페달암(30)의 회전시에 상기 가이드구멍(62)을 따라 이동하는 구조로 설치된다.

한편, 상기 판스프링(60)의 축적된 탄성력으로 상기 페달암(30)이 항상 복귀하는 방향으로 회전할 수 있도록

본 발명에 따른 상기 페달암핀(40)은 상기 페달힌지(20)보다 전방쪽에 위치하도록 설치되는 바, 이로 인해 상기 페달암(30)은 상기 판스프링(60)의 축적된 탄성력으로 항상 운전자가 있는 후방으로 즉 복귀하는 방향으로 회전하려는 특성을 지니게 된다.

이하, 본 발명 실시예의 작용에 대해 설명한다.

도 7의 상태는 페달암(30)이 운전자가 있는 후방으로 최대로 회전된 상태, 즉 운전자가 페달암(30)을 밟기 전의 상태이거나 또는 페달암(30)에 힘을 가하기 전인 초기 상태이다.

이때, 판스프링(60)의 축적된 탄성력(화살표 M1)을 전달받고 있는 페달암(30)은 항상 운전자가 있는 후방으로 즉 복귀하는 방향으로 회전하려는 힘을 갖게 되는 바(화살표 R1), 이를 통해 페달암(30)의 복귀성을 향상시킬 수 있게 되고, 더 나아가 페달암(30)의 작동에 따른 브레이크 성능의 향상에 도움을 줄 수 있게 된다.

그리고, 도 8의 상태는 운전자가 페달암(30)을 밟아서 조작하는 조작 상태로, 이때의 페달암(30)은 페달힌지(20)를 중심으로 회전하면서 전방으로 회전하게 된다.

상기와 같이 페달암(30)이 전방을 향해 회전하면(화살표 R2), 페달암핀(40)의 후방 회전에 의해 슬라이더(50)의 플레이트부(52)는 판스프링(60)의 가이드구멍(62)을 따라 후방쪽 방향으로 슬라이딩 이동하게 된다.(화살표 M2)

한편, 상기와 같은 페달암(30)의 조작 상태시에 페달암(30)쪽에서 판스프링(60)쪽으로 가해지는 정방향 하중(P1)은 상기 판스프링(60)의 힌지중심(C1)을 기준으로 슬라이더(50)가 상기 힌지중심(C1)과 가까울수록 크고, 멀어질수록 작아지게 된다.

또한, 페달암(30)의 조작 상태시에 판스프링(60)쪽으로 페달암(30)쪽으로 가해지는 역방향 하중(P2, 판스프링의 압축하중)은 상기 판스프링(60)의 힌지중심(C1)을 기준으로 슬라이더(50)가 상기 힌지중심(C1)과 가까울수록 작고, 멀어질수록 커지게 된다.

여기서, 상기 힌지중심(C1)은 판스프링(60)이 탄력적으로 휘어질 때 휘어짐의 중심이 되는 위치이며, 이는 판스프링(60)의 굴곡부(61)에 대한 반경중심이 된다.

따라서, 본 발명의 실시예는 도 9의 그래프선도와 같이 페달암(30)의 조작 상태시에 상기 정방향 하중(P1)과 상기 역방향 하중(P2)의 합이 페달암(30)의 답력이 되고, 상기 정방향 하중(P1)과 역방향 하중(P2)은 슬라이더(50)의 위치에 따라 서로 반대방향으로 작용하면서 동일한 크기를 갖는 하중으로, 상기 정방향 하중(P1)과 역방향 하중(P2)의 합은 서로 상쇄되는 하중이 되는 바, 이를 통해 본 발명에 따른 실시예는 페달암(30)의 조작 스트로크에 상관없이 항상 일정한 답력이 페달암(30)에 작용하게 되며, 이 결과 사용이 빈번한 상용 조작 구간에서의 조작성을 향상시킬 수 있게 됨으로써 페달 조작에 따른 운전자의 피로도를 크게 경감시킬 수 있는 장점이 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 실시예는 페달암(30)을 밟기 전인 초기 상태에서는 판스프링(60)의 축적된 탄성력으로 페달암(30)의 복귀성을 향상시킬 수 있게 되고, 이를 통해 페달암(30)의 작동에 따른 브레이크 성능 향상에 도움을 줄 수 있는 장점이 있다.

또한, 페달암(30)을 밟아서 조작할 때에는 페달암(30)의 조작 스트로크에 상관없이 페달암(30)의 답력을 항상 균일하게 유지시킬 수 있게 됨으로써, 사용이 빈번한 상용 조작 구간에서의 조작성을 향상시킬 수 있게 되고, 이를 통해 페달 조작에 따른 운전자의 피로도를 크게 경감시킬 수 있는 장점이 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 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

10 - 페달멤버 20 - 페달힌지
30 - 페달암 40 - 페달암핀
50 - 슬라이더 60 - 판스프링
70 - 베이스브라켓 80 - 카울브라켓

Claims

페달암의 상단부에 구비된 페달암핀;
상기 페달암핀에 회전 가능하게 끼워져서 결합된 슬라이더; 및
상기 슬라이더에 축적된 탄성력을 제공할 수 있도록 일단은 페달멤버에 고정되고 타단에 상기 슬라이더가 끼워지게 결합된 것으로 상기 페달암의 회전시에 상기 슬라이더가 이동할 수 있도록 결합된 판스프링;을 포함하는 차량용 브레이크페달의 답력 균일화 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 페달암의 상측부에 페달힌지가 관통하는 힌지파이프가 일체로 구비되고;
상기 페달암의 상단부에는 상기 힌지파이프의 위쪽으로 돌출되게 베이스브라켓이 결합되며;
상기 베이스브라켓의 일측으로 돌출되게 상기 페달암핀이 상기 베이스브라켓의 측면에 결합된 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크페달의 답력 균일화 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 슬라이더는 상기 페달암핀에 축회전이 가능하도록 끼워지는 원통부; 및
상기 원통부에 일체로 형성된 평판형상 플레이트부로 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크페달의 답력 균일화 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 판스프링은 축적된 탄성력을 상기 슬라이더에 제공할 수 있도록 곡면부를 구비한 타원형의 괄호모양 단면으로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크페달의 답력 균일화 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 판스프링은 상기 슬라이더의 위쪽에 위치하고;
상기 판스프링의 일단은 상기 페달멤버의 상부에 카울브라켓과 함께 일체로 고정되게 결합되며;
상기 판스프링의 타단에는 상기 슬라이더의 플레이트부가 끼워지고 상기 페달암의 회전시에 상기 플레이트부가 이동할 수 있는 가이드구멍이 길이방향을 따라 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크페달의 답력 균일화 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 판스프링의 축적된 탄성력으로 상기 페달암이 항상 복귀하는 방향으로 회전할 수 있도록 상기 페달암핀은 상기 페달힌지보다 전방쪽에 위치하도록 된 것을 특징으로 하는 차량용 브레이크페달의 답력 균일화 장치.