KR102118570B1 - 캠을 이용한 페달 답력 발생장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 캠을 이용한 페달 답력 발생장치는, 내부에 배치된 회전축을 포함하는 하우징, 하우징의 내면에 배치된 캠, 캠의 일면을 따라 이동하는 답력 생성부, 일측에는 페달패드가 배치되고, 타측에는 답력 생성부의 일부가 배치되는 수용홈을 갖고, 일측과 타측 사이의 일 부분이 하우징의 회전축에 연결되어 회전축을 중심으로 회동가능한 페달부 및, 하우징의 내면과 페달부의 타측 사이에 배치되어 페달부에 탄성력을 인가하는 탄성부재를 포함한다.
또한, 답력 생성부는 페달부의 회동에 따라 캠의 일면을 따라 이동하는 롤러부와 롤러부에 결합된 스프링을 포함하고, 롤러부는 캠의 일면을 따라 이동하는 롤러와 롤러를 지지하는 롤러 지지부를 포함하고, 스프링은 롤러 지지부 하측에 배치된다.

Description

캠을 이용한 페달 답력 발생장치{Pedal Effort Generator Using Cam}
본 발명은 차량 등에 사용되는 페달에 관한 것으로, 구체적으로 캠을 이용하여 페달의 답력을 발생시키는 페달 답력 발생장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량에 사용되는 페달은 액셀러레이터 페달(accelerator pedal), 클러치 페달(clutch pedal) 및 브레이크 페달(brake pedal)이 있다.
일반적으로 차량에 사용되는 각종 페달은 사용자의 발이 닿는 페달, 사용자가 페달을 밟고 난 후 페달을 원 위치로 복귀시키는 탄성부재(예로 스프링) 및 답력(踏力, effort force)을 발생시키는 구성요소를 포함할 수 있다.
종래에 사용되는 액셀러레이터 페달, 클러치 페달 및 브레이크 페달은 사용자에게 적합한 답력을 발생시키는 구성요소를 간단히 변경하기가 곤란하고, 구조가 복잡하며, 많은 부품들을 사용하는 문제점을 갖고 있다.
대한민국 등록실용신안 제0227059호 (공고일자 2001년 06월 15일)
본 발명의 목적은 캠(cam)의 형상에 따라 페달의 답력을 자유롭게 변경할 수 있는, 캠을 이용한 페달 답력 발생장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 구조가 간단하고 내구성이 높은, 캠을 이용한 페달 답력 발생장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 많은 부품을 사용하지 않음으로써 페달의 생산비용을 절감할 수 있는, 캠을 이용한 페달 답력 발생장치를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 목적은 상기 목적들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 캠을 이용한 페달 답력 발생장치는, 내부에 배치된 회전축을 포함하는 하우징, 하우징의 내면에 배치된 캠, 캠의 일면을 따라 이동하는 답력 생성부, 일측에는 페달패드가 배치되고, 타측에는 답력 생성부의 일부가 배치되는 수용홈을 갖고, 일측과 타측 사이의 일 부분이 하우징의 회전축에 연결되어 회전축을 중심으로 회동가능한 페달부 및, 하우징의 내면과 페달부의 타측 사이에 배치되어 페달부에 탄성력을 인가하는 탄성부재를 포함한다.
일 실시 예에 의하면, 답력 생성부는, 페달부의 회동에 따라 캠의 일면을 따라 이동하는 롤러부와 롤러부에 결합된 스프링을 포함한다.
일 실시 예에 의하면, 롤러부는 롤러와 롤러를 지지하는 롤러 지지부를 포함한다. 스프링은 롤러 지지부 하측에 배치되고, 롤러는 캠의 일면을 따라 이동한다.
일 실시 예에 의하면, 롤러부가 캠의 일면을 이동함에 따라 스프링의 길이 변화가 발생하고, 스프링의 길이 변화는 답력을 발생시킨다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예들에 따른 캠을 이용한 페달 답력 발생장치는, 내부에 배치되는 회전축을 포함하는 하우징, 하우징의 내면에 배치된 캠, 캠의 일면을 따라 이동하는 답력 생성부, 일측과 타측을 포함하고, 일측에는 페달패드 및 답력 생성부의 일부가 배치되는 수용홀을 갖고, 일측과 타측 사이의 일 부분이 하우징의 회전축에 연결되어 회전축을 중심으로 회동가능한 페달부 및, 하우징의 내면과 페달부의 타측 사이에 배치되어 페달부에 탄성력을 인가하는 탄성부재를 포함한다.
일 실시 예에 의하면, 페달부는 회전축에 연결되는 부시부재를 더 포함한다.
일 실시 예에 의하면, 답력 생성부는, 페달부의 회동에 따라 캠의 일면을 따라 이동하는 롤러부, 롤러부와 결합된 스프링 및 스프링을 수납하는 수납부를 포함한다.
일 실시 예에 의하면, 롤러부는 롤러와 롤러를 지지하는 롤러 지지부를 포함한다. 스프링은 롤러 지지부 하측에 배치되고, 롤러는 캠의 일면을 따라 이동한다.
일 실시 예에 의하면, 페달부는 회전축에 연결되는 부시부재를 더 포함하고, 수납부의 일측은 부시부재와 접촉한다. 수납부는 롤러부가 캠의 일면을 이동함에 따라 스프링에서 발생하는 탄성력을 부시부재로 전달하여 답력을 발생시킨다.
본 발명의 실시 예들에 따른 캠을 이용한 페달 답력 발생장치는 캠(cam)의 형상에 따라 페달의 답력을 자유롭게 변경할 수 있다.
또한, 구조가 간단하고 내구성이 높다.
또한, 페달의 생산비용을 절감할 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상기 효과들로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 페달 답력 발생장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 페달 답력 발생장치의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 페달 답력 발생장치의 단면도이다.
도 4는 도 2의 캠을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 2의 답력 생성부를 나타내는 제1 실시 예이다.
도 6은 도 2의 답력 생성부를 나타내는 제2 실시 예이다.
도 7은 도 2의 답력 생성부를 나타내는 제3 실시 예이다.
도 8은 도 1의 페달 답력 발생장치에서 탄성부재의 위치를 변경한 일 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 페달 답력 발생장치에서 캠과 답력 생성부의 위치가 변경된 예를 나타내는 개념도이다.
도 10은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 페달 답력 발생장치를 클러치 페달에 적용한 경우의 실험 데이터이다.
도 11은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 페달 답력 발생장치를 브레이크 페달에 적용한 경우의 실험 데이터이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 페달 답력 발생장치를 나타내는 사시도이다.
도 13은 도 12의 페달 답력 발생장치의 분해 사시도이다.
도 14는 도 12의 페달 답력 발생장치의 단면도이다.
도 15는 도 12의 페달 답력 발생장치에서 답력이 생성되는 원리를 도시한 도면이다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 보다 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성요소 중 종래기술에 의하여 통상의 기술자가 명확하게 파악할 수 있고 용이하게 재현할 수 있는 것에 관하여는 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위하여 그 구체적인 설명을 생략하도록 한다.
이하에서는, 본 발명에 따른 캠(cam)을 이용한 페달 답력 발생장치에 대하여 설명하도록 한다.
본 발명의 캠을 이용한 페달 답력 발생장치는 캠의 형상에 따라 페달의 답력(踏力, effort force)을 자유롭게 변경할 수 있고, 구조가 간단하고 내구성이 우수한 특징이 있다.
<제1 실시 예(100)>
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 페달 답력 발생장치를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 페달 답력 발생장치의 분해 사시도이고, 도 3은 도 1의 페달 답력 발생장치의 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 캠(130)을 이용한 페달 답력 발생장치는 하우징(110), 페달부(170), 캠(130)(cam), 답력 생성부(150) 및 탄성부재(190)를 포함할 수 있다. 이하에서는 구체적으로 각 구성요소들을 설명하도록 한다.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 페달 답력 발생장치의 하우징(110)은 페달 답력 발생장치의 외부를 구성한다.
하우징(110)은 차량 내에 장착되고, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 페달 답력 발생장치의 각종 구성요소들이 수용되는 내부 공간을 갖는다. 구체적으로 하우징(110)은 페달부(170), 캠(130), 답력 생성부(150) 및 탄성부재(190) 등을 수용할 수 있다.
하우징(110)은 하우징(110)을 구성하는 여러 구성품들의 조합(결합)으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 하우징(110)은 상부 하우징과 하부 하우징의 결합 또는 좌측 하우징(110-1)과 우측 하우징(110-2)의 결합 등 여러 구성품들을 조합(결합)하여 형성될 수 있다. 결합되는 방식은 특별히 한정되지 않으며, 볼트 체결방식 등 다양한 방식이 적용될 수 있다.
하우징(110)의 외부 형상은 특별히 정해지지 않으며, 페달 답력 발생장치를 구성하는 각종 구성요소들이 고정 및 결합될 수 있도록 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
하우징(110)의 내부 형상은 특별히 정해지지 않으며, 하우징(110)의 내부는 페달 답력 발생장치를 구성하는 각종 구성요소들이 수용될 수 있는 수용부들을 가질 수 있고, 각종 구성요소들이 고정 및 결합될 수 있도록 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
하우징(110)의 내부에는 회전축(111)이 배치될 수 있다. 회전축(111)에는 하기에서 설명하는 페달부(170)가 연결(체결)될 수 있다. 페달부(170)는 하우징(110)의 회전축(111)에 연결되어 회전축(111)을 중심으로 회동할 수 있다. 회전축(111)은 하우징(110)과 일체로 형성될 수 있고, 하우징(110)과 별개로 제작되어 서로 결합된 것일 수도 있다.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 페달 답력 발생장치의 페달부(170)는 일반적으로 사용자의 발이 맞닿는 부분을 말한다. 구체적으로 페달부(170)의 일측은 사용자의 발이 맞닿는 부분으로 형성될 수 있고, 페달부(170)의 타측은 하기에서 설명하는 답력 생성부(150)가 형성 또는 배치될 수 있다.
페달부(170)는 일반적으로 차량 등에 사용되는 다양한 형상으로 제작된 페달을 말하여, 본 발명의 페달부(170)는 페달패드(171) 및 수용홈(173)을 포함할 수 있다.
페달패드(171)는 페달부(170)의 일측에 배치되고, 사용자의 발이 맞닿는 부분으로, 사용자의 발이 편하게 배치될 수 있도록 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
수용홈(173)은 페달부(170)의 타측에 배치되고, 수용홈(173)에는 하기에서 설명하는 답력 생성부(150)의 일부가 배치될 수 있다.
수용홈(173)의 단면의 형상은 수용홈(173)에 삽입되는 답력 생성부(150)의 단면의 형상과 대응되게 형성될 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 페달부(170)는 하우징(110)의 회전축(111)과 연결될 수 있는 홀(hole)과 같은 연결부(175)를 포함할 수 있다. 구체적으로 페달부(170)의 일측과 타측 사이의 일 부분은 하우징(110)의 회전축(111)과 연결될 수 있고, 페달부(170)는 하우징(110)의 회전축(111)을 중심으로 회동할 수 있다. 여기서 일 부분은 홀과 같은 연결부(175)일 수 있다. 연결부(175)는 하우징(110)의 회전축(111)과 직접 연결될 수 있고, 추가되는 구성요소에 의해 간접적으로 연결될 수도 있다.
페달부(170)의 타측에는 하기에서 설명하는 탄성부재(190)의 타측과 접촉하는 탄성부재 수용부(177)가 형성될 수 있다.
탄성부재 수용부(177)는 페달부(170)의 타측을 이루는 일면에 형성될 수 있고, 탄성부재(190)의 타측이 고정(체결)될 수 있도록 홈이나 돌출부를 포함하는 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 탄성부재(190)의 타측을 고정시킬 수 있는 추가적인 구성이 존재할 수도 있다.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 페달 답력 발생장치의 캠(130)은 하우징(110)의 내면에 배치될 수 있다.
도 4는 도 2의 캠(130)을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 캠(130)은 하기에서 설명하는 답력 생성부(150)의 롤러부(151)가 이동하는 일면과, 하우징(110)의 내면과 결합되는 타면을 포함할 수 있다.
캠(130)의 일면과 타면은 본 발명의 제1 실시 예에 따라 평평한 면으로 형성될 수 있고, 굴곡 또는 단차가 포함된 면으로 형성될 수 있다.
캠(130)의 일면은 페달부(170)의 회동에 따라 롤러부(151)의 롤러(151-1)가 회전하여 지나감으로써, 캠(130)의 일면의 형상에 따라 답력을 다양하게 생성할 수 있다.
캠(130)의 일면에 형성된 캠(130) 프로파일의 형상을 다양하게 하여 롤러부(151)의 롤러(151-1)가 지나가는 작동거리에 따른 답력 형성을 쉽고 다양한 패턴으로 할 수 있다. 도 4에 도시된 캠(130)의 일면의 형상은 일 예시이며, 필요로 하는 답력 패턴에 따라 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
캠(130)의 타면은 하우징(110)의 내면과 결합하므로, 하우징(110)의 내면과 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 구체적으로 캠(130)이 배치되는 하우징(110)의 내면이 굴곡 또는 단차를 포함하고 있다면, 캠(130)은 이에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 페달 답력 발생장치의 답력 생성부(150)는 페달부(170)의 회동에 따라 캠(130)의 일면을 따라 이동할 수 있고, 롤러부(151)와 스프링(153)을 포함할 수 있다. 구체적으로 롤러부(151)는 페달부(170)의 회동에 따라 캠(130)의 일면을 따라 이동할 수 있고, 스프링(153)은 롤러부(151)에 결합될 수 있다.
롤러부(151)는 롤러(151-1)(roller)와 상기 롤러(151-1)를 지지하는 롤러 지지부(151-3)를 포함할 수 있다. 롤러(151-1)와 롤러 지지부(151-3)는 별개로 제작되어 서로 결합될 수 있다.
롤러(151-1)는 페달부(170)의 회동에 따라 캠(130)의 일면을 따라 이동할 수 있다.
롤러(151-1)는 회전하는 원통형으로 형성되고, 미끄럼 마찰(sliding friction)을 회전 마찰로 바꾸어 운동의 저항을 줄일 수 있는 구성요소이다. 본 발명의 제1 실시 예에 따른 페달 답력 발생장치의 롤러(151-1)는 시중에 일반적으로 사용되는 롤러를 포함한다. 롤러(151-1)의 형상, 재질 및 작동방식 등은 사용자가 필요로 하는 페달 답력 발생장치에 맞게 적합한 것이 선택될 수 있다.
롤러 지지부(151-3)의 일측에는 롤러(151-1)가 배치될 수 있고, 롤러 지지부(151-3)의 타측에는 스프링(153)이 배치될 수 있다.
구체적으로 롤러 지지부(151-3)는 고정부재, 지지부재 및 결합부재를 포함할 수 있다.
롤러 지지부(151-3)의 고정부재는 롤러 지지부(151-3)의 일측에 배치된 롤러(151-1)가 회전할 수 있도록 롤러(151-1)의 중심부와 연결될 수 있다. 지지부재는 롤러(151-1)를 지지할 수 있고, 지지부재의 일측은 고정부재와 연결될 수 있다. 결합부재는 지지부재의 타측과 연결되고, 하기에서 설명하는 롤러 지지부(151-3)의 타측에 배치된 스프링(153)과 결합될 수 있다. 고정부재, 지지부재 및 결합부재는 일체로 형성될 수 있고, 각각 별개로 제작되어 결합될 수 있다.
스프링(153)은 물체의 탄성변형을 이용하여 에너지를 흡수 또는 축적시켜 완충 등의 작용을 하게하는 구성요소로서, 본 발명의 제1 실시 예에 따라 일반적인 스프링이 사용될 수 있다. 스프링(153) 이외에 탄성을 가지는 다양한 물체 또는 장치가 사용될 수 있다.
스프링(153)은 롤러 지지부(151-3)의 타측, 즉 롤러 지지부(151-3)의 하측에 배치될 수 있다. 구체적으로 스프링(153)은 롤러 지지부(151-3)의 지지부재의 타측과 연결된 결합부재에 배치될 수 있다. 또한, 스프링(153)은 페달부(170)의 타측에 형성된 수용홈(173)에 배치될 수 있다.
롤러부(151)의 롤러(151-1)가 캠(130)의 일면을 따라 회전하여 이동함으로써 스프링(153)의 길이에 변화가 발생할 수 있고, 스프링(153)의 길이 변화는 탄성력(답력)을 발생시킬 수 있다.
캠(130)의 일면의 형상을 달리하면, 캠(130)의 일면을 따라 이동하는 롤러(151-1)에 의해 스프링(153)의 길이 변화는 다양하게 나타나고, 이에 따라 사용자가 원하는 답력을 다양하게 얻을 수 있다. 즉 캠(130)의 일면의 형상을 달리함으로써 사용자가 원하는 답력을 다양하게 얻을 수 있다.
답력 생성부(150)의 일부는 페달부(170)의 타측에 형성된 수용홈(173)에 배치될 수 있다. 본 발명의 제1 실시 예에 따라, 롤러 지지부(151-3)의 일부 및/또는 스프링(153)의 일부는 수용홈(173)에 배치될 수 있다. 이를 도 5 내지 도 7에 도시하였다.
도 5는 도 2의 답력 생성부(150)를 나타내는 제1 실시 예이고, 도 6은 도 2의 답력 생성부(150)를 나타내는 제2 실시 예이고, 도 7은 도 2의 답력 생성부(150)를 나타내는 제3 실시 예이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따라 페달 답력 발생장치의 답력 생성부(150) 및 페달부(170)의 타측에 형성된 수용홈(173)은 다양하게 형성 및/또는 제작될 수 있다.
도 5는 롤러부(151)의 롤러(151-1) 및 롤러 지지부(151-3)의 일부가 페달부(170)의 타측에 형성된 수용홈(173) 외부에 배치되고, 스프링(153)의 일부는 수용홈(173) 내부에, 나머지 일부는 수용홈(173) 외부에 배치된 경우이다. 도 6 및 도 7은 롤러 지지부(151-3)의 일부와 스프링(153)은 수용홈(173) 내부에 배치되고, 롤러 지지부(151-3)의 나머지 일부와 롤러(151-1)는 수용홈(173) 외부에 배치된 경우이다.
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 답력 생성부(150)의 롤러부(151) 및 스프링(153)의 배치관계, 답력 생성부(150)의 일부를 수용하는 수용홈(173)의 형상은 실시 예에 따라 다양하게 형성될 수 있으며, 도 5 내지 도 7에 도시된 실시 예에 국한되지 않는다.
도 2 내지 도 7을 참조하면, 페달부(170)의 타측에는 답력 생성부(150)의 일부를 수용하는 수용홈(173)이 형성되어 있지만, 본 발명의 제1 실시 예에 따라, 수용홈(173)이 형성된 케이스(미도시)가 별도로 제작되어 페달부(170)의 타측에 결합될 수도 있다.
도 2 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 수용홈(173)이 페달부(170)의 타측에 일체로 형성될 수 있고, 수용홈(173)이 형성된 케이스와 페달부(170)의 타측이 각각 분리되어 제작된 후 다양한 결합방법으로 체결될 수 있다.
답력 생성부(150)의 일부가 배치되는 수용홈(173)이 형성된 케이스가 별도로 제작되어 페달부(170)의 타측과 결합되는 경우, 케이스는 페달부(170)와 같은 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 페달부(170)가 철을 포함하는 금속이나 합금으로 형성될 경우, 케이스도 페달부(170)와 동일한 재질로 형성될 수 있다.
케이스는 페달부(170)와 다른 재질로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 페달부(170)가 철을 포함하는 금속이나 합금으로 형성되고, 케이스는 플라스틱으로 형성될 수 있다. 또한, 그와 반대로 형성될 수 있다. 다만, 플라스틱 재질로 제작되는 경우, 사용자가 페달을 반복적으로 사용함으로써 나타나는 피로 파괴에 대하여 내구성이 담보될 수 있도록 플라스틱의 형상 등을 고려할 필요가 있을 것이다.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 페달 답력 발생장치의 탄성부재(190)는 하우징(110)의 내면과 페달부(170)의 타측 사이에 배치되어 페달부(170)에 탄성력을 인가할 수 있다.
도 8은 도 1의 페달 답력 발생장치에서 탄성부재(190)의 위치를 변경한 일 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3에 도시된 페달 답력 발생 장치와 도 8에 도시된 페달 답력 발생장치를 참조하면, 탄성부재(190)는 하우징(110) 내에서 다양한 장소에 배치될 수 있다. 본 발명의 제1 실시 예에 따라, 탄성부재(190)는 하우징(110) 외부에 배치될 수도 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 탄성부재(190)의 일측은 하우징(110)의 내면과 접촉하고, 탄성부재(190)의 타측은 페달부(170)의 타측과 접촉할 수 있다. 구체적으로 탄성부재(190)의 타측은 페달부(170)의 타측에 형성된 탄성부재 수용부(177)에 배치될 수 있다.
탄성부재 수용부(177)는 페달부(170)의 타측을 이루는 일면에 형성될 수 있고, 탄성부재(190)의 타측이 고정(체결)될 수 있도록 홈이나 돌출부를 포함하는 형상으로 형성될 수 있으며, 탄성부재(190)의 타측을 고정시킬 수 있는 추가적인 구성이 존재할 수도 있다.
이에 반해, 도 8에 도시된 탄성부재(190)의 일측은 하우징(110) 내부의 다른 내면과 접촉하고, 탄성부재(190)의 타측은 페달부(170)의 일면과 접촉할 수 있다. 탄성부재(190)의 타측과 접촉하는 페달부(170)의 일면에는 탄성부재(190)의 타측이 고정(체결)될 수 있도록 홈이나 돌출부 형상으로 형성될 수 있으며, 탄성부재(190)의 타측을 고정시킬 수 있는 추가적인 구성이 존재할 수도 있다. 도 2 및 도 3에 도시된 탄성부재(190)와 도 8에 도시된 탄성부재(190)는 페달부(170)를 기준으로 서로 반대 위치에 배치된 실시 예들이다.
도 8에 도시된 탄성부재(190)의 타측은 본 발명의 제1 실시 예에 따라 회전축(111)과 롤러부(151) 사이에 배치된 페달부(170)의 타측의 일면과 접촉할 수도 있다.
탄성부재(190)는 물체의 탄성변형을 이용하여 에너지를 흡수 또는 축적시켜 완충 등의 작용을 하게하는 구성요소로서, 본 발명의 제1 실시 예에 따라 일반적인 스프링이 사용될 수 있다. 스프링 이외에 탄성을 가지는 다양한 물체 또는 장치가 사용될 수 있다.
탄성부재(190)는 사용자가 페달패드(171)에 힘을 가하여 페달부를 회동시킨 경우에, 소정 범위의 각도로 회동한 페달부를 원 위치로 복귀시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 페달 답력 발생장치에서 캠(130)과 답력 생성부(150)의 위치가 변경된 예를 나타내는 개념도이다.
도 9를 참조하면, 도 9에 도시된 본 발명의 제1 실시 예에 따른 페달 답력 발생장치는 도 2 내지 도 8에 도시된 본 발명의 제1 실시 예에 따른 페달 답력 발생장치와 달리, 캠(130)은 롤러(151-1)가 회전하여 지나가는 일면과 페달부(170)와 결합되는 타면을 포함할 수 있다.
도 9에 도시된 본 발명의 제1 실시 예에 따른 페달 답력 발생장치의 페달부(170)는 일측과 타측을 포함할 수 있고, 페달부(170)의 일측과 타측 사이에는 하우징(110)과 연결되거나 하우징(110)과 일체로 형성된 회전축(111)이 체결되어 페달부(170)가 회동할 수 있는 홀과 같은 연결부(175)가 형성될 수 있다.
페달부(170)의 일측에 배치된(형성된) 페달패드(171)는 사용자의 발이 맞닿는 부분으로 형성될 수 있고, 페달부(170)의 타측은 캠(130)이 형성되거나 배치될 수 있다. 페달부(170)와 캠(130)은 일체로 형성될 수 있고, 각각 분리되어 제작된 후 다양한 결합방법으로 체결될 수 있다.
도 9에 도시된 본 발명의 제1 실시 예에 따른 페달 답력 발생장치는, 도 2 내지 도 8에 도시된 본 발명의 제1 실시 예에 따른 페달 답력 발생장치에서 캠(130)과 답력 생성부(150)의 위치가 서로 뒤바뀐 실시 예이다.
도 9에 도시된 본 발명의 제1 실시 예에 따른 페달 답력 발생장치에서의 캠(130)과 답력 생성부(150)의 목적, 구성 및 효과 등은, 도 2 내지 도 8에 도시된 본 발명의 제1 실시 예에 따른 페달 답력 발생장치에서의 캠(130)과 답력 생성부(150)의 목적, 구성 및 효과 등과 동일하다.
도 10은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 페달 답력 발생장치를 클러치 페달에 적용한 경우의 실험 데이터이고, 도 11은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 페달 답력 발생장치를 브레이크 페달에 적용한 경우의 실험 데이터이다.
도 10을 참조하면, 도 10의 왼쪽에 도시된 데이터는 캠(130)의 형상을 나타내는 도면이다. 구체적으로, 롤러(151-1)가 접촉하여 이동하는 캠(130)의 일면의 형상이다. 도 10의 오른쪽에 도시된 데이터는 롤러(151-1)가 캠(130)의 일면과 접촉하여 캠(130)의 일면 상에서 이동하는 경우에 나타나는 페달의 답력을 나타내는 도면이다. 이는 롤러(151-1)가 접촉하여 이동하는 캠(130)의 일면의 형상을 다양하게 함으로써 사용자가 원하는 클러치 페달의 답력을 다양하게 얻을 수 있음을 의미한다.
또한, 도 11을 참조하면, 도 11의 왼쪽에 도시된 데이터는 캠(130)의 형상을 나타내는 도면이다. 구체적으로, 롤러(151-1)가 접촉하여 이동하는 캠(130)의 일면의 형상이다. 도 11의 오른쪽에 도시된 데이터는 롤러(151-1)가 캠(130)의 일면과 접촉하여 캠(130)의 일면 상에서 이동하는 경우에 나타나는 페달의 답력을 나타내는 도면이다. 이는 롤러(151-1)가 접촉하여 이동하는 캠(130)의 일면의 형상을 다양하게 함으로써 사용자가 원하는 브레이크 페달의 답력을 다양하게 얻을 수 있음을 의미한다.
<제2 실시 예(300)>
도 12는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 페달 답력 발생장치를 나타내는 사시도이고, 도 13은 도 12의 페달 답력 발생장치의 분해 사시도이고, 도 14는 도 12의 페달 답력 발생장치의 단면도이다.
도 12 내지 도 14를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 캠(330)을 이용한 페달 답력 발생장치는 하우징(310), 페달부(370), 캠(330), 답력 생성부(350) 및 탄성부재(390)를 포함할 수 있다. 이하에서는 구체적으로 각 구성요소들을 설명하도록 한다. 다만, 상술한 본 발명의 제1 실시 예에 따른 캠(130)을 이용한 페달 답력 발생장치를 구성하는 하우징(110), 페달부(170), 캠(130), 답력 생성부(150) 및 탄성부재(190)와 동일한 내용에 대하여는 설명을 생략하기로 한다.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 페달 답력 발생장치의 하우징(310)은 페달 답력 발생장치의 외부를 구성한다.
하우징(310)의 내부에는 회전축(311)이 배치될 수 있다. 회전축(311)에는 하기에서 설명하는 페달부(370)가 연결(체결)될 수 있다. 페달부(370)는 하우징(310)의 회전축(311)에 연결되어 회전축(311)을 중심으로 회동할 수 있다. 회전축(311)은 하우징(310)과 일체로 형성될 수 있고, 하우징(310)과 별개로 제작되어 서로 결합된 것일 수도 있다.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 페달 답력 발생장치의 페달부(370)는 일반적으로 사용자의 발이 맞닿는 부분을 말한다.
페달부(370)는 일반적으로 차량 등에 사용되는 다양한 형상으로 제작된 페달을 말하여, 본 발명의 페달부(370)는 페달패드(371) 및 수용홀(373)을 포함할 수 있다.
페달부(370)는 일측과 타측을 포함하고, 페달부(370)의 일측에는 페달패드(371) 및 하기에서 설명하는 답력 생성부(350)의 일부가 배치되는 수용홀(373)을 포함할 수 있다.
페달패드(371)는 페달부(370)의 일측에 배치되고, 사용자의 발이 맞닿는 부분으로, 사용자의 발이 편하게 배치될 수 있도록 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
수용홀(373)은 페달부(370)의 일측에 배치되고, 수용홀(373)에는 답력 생성부(350)의 일부가 배치될 수 있다. 구체적으로 수용홀(373)은 페달부(370)의 일측을 이루는 일면에 형성되거나, 페달부(370)의 일측과 타측 사이를 이루는 일면에 형성될 수 있다.
수용홀(373)의 단면 형상은 수용홀(373)에 삽입되는 답력 생성부(350)의 수납부(355) 외관의 단면 형상과 대응되게 형성될 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
페달부(370)는 하우징(310)의 회전축(311)과 연결될 수 있는 홀(hole)과 같은 연결부(375)를 포함할 수 있다. 구체적으로 페달부(370)의 일측과 타측 사이의 일 부분은 하우징(310)의 회전축(311)과 연결될 수 있고, 페달부(370)는 하우징(310)의 회전축(311)을 중심으로 회동할 수 있다. 여기서 일 부분은 홀과 같은 연결부(375)일 수 있다. 연결부(375)는 하우징(310)의 회전축(311)과 직접 연결될 수 있고, 추가되는 구성요소에 의해 간접적으로 연결될 수도 있다.
수용홀(373)은 페달부(370)의 일측을 이루는 일면 또는 페달부(370)의 일측과 타측 사이를 이루는 일면으로부터 연결부(375)까지 관통하는 홀(hole)일 수 있다.
페달부(370)는 회전축(311)에 연결되는 부시부재(380)를 더 포함할 수 있다.
부시부재(380)는 다양한 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 부시부재(380)는 탄력성을 가지는 고무재질이나 플라스틱, 탄력성이 약한 금속재질로 형성될 수 있다.
부시부재(380)는 페달부(370)의 홀과 같은 연결부(375)에 삽입될 수 있고, 회전축(311)과 체결될 수 있다.
부시부재(380)는 답력 생성부(350)의 수납부(355)와 접촉할 수 있고, 구체적으로 수납부(355)의 일측과의 접촉을 통해 답력을 생성할 수 있다.
부시부재(380)의 형상은 특별히 정해지지 않으며, 수납부(355)와 접촉하여 답력을 생성할 수 있다면 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
부시부재(380) 양측에는 돌출부가 형성될 수 있고, 상기 돌출부에는 연결부재(381)가 각각 배치될 수 있다.
부시부재(380)와 부시부재(380) 양측에 각각 배치되는 연결부재(381)의 중심부에는 홀이 형성될 수 있고, 상기 홀에는 회전축(311)이 삽입되어 배치될 수 있다.
사용자가 페달패드(371)에 힘을 인가하면 페달부(370)는 회전축(311)을 중심으로 소정 각도로 회동하고, 페달부(370)의 회동에 따라 답력 생성부(350)는 캠(330)의 일면을 따라 이동할 수 있다. 답력 생성부(350)의 수납부(355)의 일측은 부시부재(380)와 접촉한 상태에 있고, 수납부(355)는 답력 생성부(350)의 롤러부(351)가 캠(330)의 일면을 이동함에 따라 스프링(353)에서 발생하는 탄성력을 부시부재(380)로 전달하여 답력을 발생시킬 수 있다.
페달부(370)의 타측에는 하기에서 설명하는 탄성부재(390)의 타측과 접촉하는 탄성부재 수용부(377)가 형성될 수 있다.
탄성부재 수용부(377)는 페달부(370)의 타측을 이루는 일면에 형성될 수 있고, 탄성부재(390)의 타측이 고정(체결)될 수 있도록 홈이나 돌출부를 포함하는 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 탄성부재(390)의 타측을 고정시킬 수 있는 추가적인 구성이 존재할 수도 있다.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 페달 답력 발생장치의 캠(330)은 하우징(310)의 내면에 배치될 수 있다.
캠(330)은 하기에서 설명하는 답력 생성부(350)의 롤러부(351)가 이동하는 일면과, 하우징(310)의 내면과 결합되는 타면을 포함할 수 있다.
캠(330)의 일면과 타면은 본 발명의 제2 실시 예에 따라 평평한 면으로 형성될 수 있고, 굴곡 또는 단차가 포함된 면으로 형성될 수 있다.
캠(330)의 일면은 페달부(370)의 회동에 따라 롤러부(351)의 롤러(351-1)가 회전하여 지나감으로써, 캠(330)의 일면의 형상에 따라 답력을 다양하게 생성할 수 있다.
캠(330)의 일면에 형성된 캠(330) 프로파일의 형상을 다양하게 하여 롤러부(351)의 롤러(351-1)가 지나가는 작동거리에 따른 답력 형성을 쉽고 다양한 패턴으로 할 수 있다. 캠(330)의 일면의 형상은 필요로 하는 답력 패턴에 따라 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
캠(330)의 타면은 하우징(310)의 내면과 결합하므로, 하우징(310)의 내면과 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 구체적으로 캠(330)이 배치되는 하우징(310)의 내면이 굴곡 또는 단차를 포함하고 있다면, 캠(330)은 이에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 페달 답력 발생장치의 답력 생성부(350)는 페달부(370)의 회동에 따라 캠(330)의 일면을 따라 이동할 수 있고, 롤러부(351), 스프링(353) 및 수납부(355)를 포함할 수 있다. 구체적으로 롤러부(351)는 페달부(370)의 회동에 따라 캠(330)의 일면을 따라 이동할 수 있고, 스프링(353)은 롤러부(351)에 결합될 수 있다. 또한, 수납부(355)는 스프링(353)을 수납할 수 있다.
롤러부(351)는 롤러(351-1)와 상기 롤러(351-1)를 지지하는 롤러 지지부(351-3)를 포함할 수 있다. 롤러(351-1)와 롤러 지지부(351-3)는 별개로 제작되어 서로 결합될 수 있다.
롤러(351-1)는 페달부(370)의 회동에 따라 캠(330)의 일면을 따라 이동할 수 있다.
롤러 지지부(351-3)의 일측에는 롤러(351-1)가 배치될 수 있고, 롤러 지지부(351-3)의 타측에는 스프링(353)이 배치될 수 있다.
구체적으로 롤러 지지부(351-3)는 고정부재, 지지부재 및 결합부재를 포함할 수 있다. 고정부재는 롤러 지지부(351-3)의 일측에 배치된 롤러(351-1)가 회전할 수 있도록 롤러(351-1)의 중심부와 연결될 수 있다. 지지부재는 롤러(351-1)를 지지할 수 있고, 지지부재의 일측은 고정부재와 연결될 수 있다. 결합부재는 지지부재의 타측과 연결되고, 하기에서 설명하는 롤러 지지부(351-3)의 타측에 배치된 스프링(353)과 결합될 수 있다. 고정부재, 지지부재 및 결합부재는 일체로 형성될 수 있고, 각각 별개로 제작되어 결합될 수 있다.
스프링(353)은 롤러 지지부(351-3)의 타측, 즉 롤러 지지부(351-3)의 하측에 배치될 수 있다. 구체적으로 스프링(353)은 롤러 지지부(351-3)의 지지부재의 타측과 연결된 결합부재에 배치될 수 있다. 또한, 스프링(353)은 수납부(355)에 수납되어 배치될 수 있다.
롤러(351-1)가 캠(330)의 일면을 따라 회전하여 이동함으로써 스프링(353)의 길이에 변화가 발생할 수 있고, 스프링(353)의 길이 변화는 탄성력을 발생시킬 수 있다.
수납부(355)는 페달부(370)의 수용홀(373)에 배치될 수 있고, 수납부(355)의 일측은 부시부재(380)와 접촉할 수 있다.
수납부(355)에는 본 발명의 제2 실시 예에 따라, 롤러 지지부(351-3)의 일부 및, 스프링(353) 또는 스프링(353)의 일부를 수납할 수 있는 홈이 형성될 수 있다. 구체적으로 상기 홈에는 롤러 지지부(351-3) 중 지지부재 및/또는 결합부재의 일부가 수납될 수 있고, 스프링(353)의 전부 또는 일부가 수납될 수 있다.
수납부(355)는 페달부(370)의 수용홀(373)에 배치되므로, 수납부(355) 외관의 단면 형상은 수용홀(373)의 단면 형상과 대응될 수 있다. 다만, 수납부(355)는 수용홀(373) 내에서 부시부재(380)와 접촉하여, 수납부(355)에 배치된 스프링(353)의 탄성력을 부시부재(380)에 전달하여 답력을 발생시키므로, 수납부(355)가 상술한 기능을 수행할 있다면 수납부(355)의 단면 형상은 수용홀(373)의 단면 형상과 대응되지 않을 수 있다.
도 15는 도 12의 페달 답력 발생장치에서 답력이 생성되는 원리를 도시한 도면이다.
도 15를 참조하면, 사용자가 페달패드(371)에 힘을 인가하면 페달부(370)는 회전축(311)을 중심으로 소정 각도로 회동하고, 페달부(370)의 회동에 따라 롤러(351-1)는 캠(330)의 일면을 따라 이동할 수 있다. 수납부(355)의 일측은 부시부재(380)와 접촉한 상태에 있고, 롤러(351-1)가 캠(330)의 일면을 이동함에 따라 스프링(353)의 길이에 변화가 발생하고, 스프링의 길이 변화는 탄성력을 발생시키고, 수납부(355)는 상기 탄성력을 부시부재(380)로 전달하여 답력을 발생시킬 수 있다.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 페달 답력 발생장치의 탄성부재(390)는 하우징(310)의 내면과 페달부(370)의 타측 사이에 배치되어 페달부(370)에 탄성력을 인가할 수 있다.
탄성부재(390)는 물체의 탄성변형을 이용하여 에너지를 흡수 또는 축적시켜 완충 등의 작용을 하게하는 구성요소로서, 본 발명의 제2 실시 예에 따라 일반적인 스프링이 사용될 수 있다. 스프링 이외에 탄성을 가지는 다양한 물체 또는 장치가 사용될 수 있다.
탄성부재(390)는 사용자가 페달패드(371)에 힘을 가하여 페달부를 회동시킨 경우에, 소정 범위의 각도로 회동한 페달부를 원 위치로 복귀시킬 수 있다.
본 발명의 제2 실시 예에 따라, 탄성부재(390)는 하우징(310) 내에서 다양한 장소에 배치될 수 있다. 탄성부재(390)는 하우징(310) 외부에 배치될 수도 있다.
도 13 및 도 14에 도시된 탄성부재(390)의 일측은 하우징(310)의 내면과 접촉하고, 탄성부재(390)의 타측은 페달부(370)의 타측과 접촉할 수 있다. 구체적으로 탄성부재(390)의 타측은 페달부(370)의 타측에 형성된 탄성부재 수용부(377)에 배치될 수 있다.
탄성부재 수용부(377)는 페달부(370)의 타측을 이루는 일면에 형성될 수 있고, 탄성부재(390)의 타측이 고정(체결)될 수 있도록 홈이나 돌출부를 포함하는 형상으로 형성될 수 있으며, 탄성부재(390)의 타측을 고정시킬 수 있는 추가적인 구성이 존재할 수도 있다.
상술한 본 발명의 실시 예들에 따른 캠을 이용한 페달 답력 발생장치들은 롤러와 접촉하는 캠의 일면의 형상을 변경하는 것으로, 액셀러레이터 페달, 클러치 페달 및 브레이크 페달 등 일반적으로 차량에 사용되는 각종 페달의 답력을 사용자가 원하는 답력으로 쉽게 맞출 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들에 따른 캠을 이용한 페달 답력 발생장치들은 캠의 형상에 따라 페달의 답력을 자유롭게 변경할 수 있고, 구조가 간단하고 내구성이 높으며, 간단한 구성으로 인해 페달의 생산비용을 절감할 수 있다.
이상에서 실시 형태들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 형태에 포함되며, 반드시 하나의 실시 형태에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 형태에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 형태들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 형태들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시 형태를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 형태의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 즉, 실시 형태에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110, 310: 하우징 111, 311: 회전축
130, 330: 캠 150, 350: 답력 생성부
151, 351: 롤러부 151-1, 351-1: 롤러
151-3, 351-3: 롤러 지지부 153, 353: 스프링
170, 370: 페달부 171, 371: 페달패드
173: 수용홈 175, 375: 연결부
190, 390: 탄성부재 355: 수납부
373: 수용홀 380: 부시부재
381: 연결부재

Claims (5)

  1. 내부에 배치된 회전축을 포함하는 하우징;
    상기 하우징의 내면에 배치된 캠;
    상기 캠의 일면을 따라 이동하는 답력 생성부;
    상기 하우징의 회전축에 연결되는 연결부, 상기 연결부의 일측과 연결되는 페달패드, 상기 연결부의 일측과 반대방향인 상기 연결부의 타측과 연결되고 상기 답력 생성부를 수용하는 수용홈을 포함하는 페달부; 및
    상기 하우징의 내면과 상기 페달부 사이에 배치되어 상기 페달부에 탄성력을 인가하는 탄성부재;를 포함하고,
    상기 페달부는 상기 회전축을 중심으로 회동가능하고,
    상기 답력 생성부는 상기 페달부의 회동에 따라 상기 캠의 일면을 따라 이동하는 롤러부와 상기 롤러부에 결합된 스프링을 포함하고,
    상기 롤러부는 상기 캠의 일면을 따라 이동하는 롤러와 상기 롤러를 지지하는 롤러 지지부를 포함하고,
    상기 스프링은 상기 롤러 지지부 하측에 배치되는, 페달 답력 발생장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 롤러부가 상기 캠의 일면을 이동함에 따라 상기 스프링의 길이 변화가 발생하고, 상기 스프링의 길이 변화는 답력을 발생시키는, 페달 답력 발생장치.
  3. 내부에 배치되는 회전축을 포함하는 하우징;
    상기 하우징의 내면에 배치된 캠;
    상기 캠의 일면을 따라 이동하는 답력 생성부;
    일측과 타측을 포함하고, 상기 일측에는 페달패드 및 상기 답력 생성부의 일부가 배치되는 수용홀을 갖고, 상기 일측과 상기 타측 사이의 일 부분이 상기 하우징의 회전축에 연결되어 상기 회전축을 중심으로 회동가능한 페달부; 및
    상기 하우징의 내면과 상기 페달부의 타측 사이에 배치되어 상기 페달부에 탄성력을 인가하는 탄성부재;를 포함하고,
    상기 답력 생성부는 상기 페달부의 회동에 따라 상기 캠의 일면을 따라 이동하는 롤러부, 상기 롤러부와 결합된 스프링 및 상기 스프링을 수납하는 수납부를 포함하고,
    상기 롤러부는 상기 캠의 일면을 따라 이동하는 롤러와 상기 롤러를 지지하는 롤러 지지부를 포함하고,
    상기 스프링은 상기 롤러 지지부 하측에 배치되고,
    상기 페달부는 상기 회전축에 연결되는 부시부재를 더 포함하고,
    상기 수납부의 일측은 상기 부시부재와 접촉하고,
    상기 수납부는 상기 롤러부가 상기 캠의 일면을 이동함에 따라 상기 스프링에서 발생하는 탄성력을 상기 부시부재로 전달하여 답력을 발생시키는, 페달 답력 발생장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
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