KR20040037601A - a brake pedal for preventing the ankle injury - Google Patents

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KR20040037601A
KR20040037601A KR1020020066152A KR20020066152A KR20040037601A KR 20040037601 A KR20040037601 A KR 20040037601A KR 1020020066152 A KR1020020066152 A KR 1020020066152A KR 20020066152 A KR20020066152 A KR 20020066152A KR 20040037601 A KR20040037601 A KR 20040037601A
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김인규
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현대자동차주식회사
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Abstract

PURPOSE: A brake pedal for preventing injury of an ankle is provided to protect the ankle of a driver by restricting the ankle of the driver from being sprained by the pedal in moving the engine room into the vehicle room with lifting up the pedal while deploying an airbag at a collision. CONSTITUTION: A brake pedal comprises an upper pedal arm(10) installed in a bracket(3) fixed in a dash panel and turned around a hinge pin(4); a lower pedal arm(20) combined with the upper pedal arm with sliding up and down and integrally composed of a pedal(21) in the lower part; a cylinder(30) installed in the upper pedal arm to lift up the lower pedal arm at a collision; and a compressed air storage unit(40) mounted at the side of the cylinder to supply gas to the cylinder at the collision. Injury of the ankle of the driver is prevented by moving up the pedal at a collision.

Description

발목 상해 방지용 브레이크 페달{a brake pedal for preventing the ankle injury}Brake pedal for preventing the ankle injury

본 발명은 자동차의 브레이크 페달에 관한 것으로 특히, 충돌시 실내쪽으로 밀려 들어오는 브레이크 페달에 의해 운전자의 발목이 상해를 입게 되는 것을 방지할 수 있도록 된 발목 상해 방지용 브레이크 페달에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a brake pedal of an automobile, and more particularly, to an ankle injury prevention brake pedal that can prevent an ankle of a driver from being injured by a brake pedal that is pushed into an interior during a collision.

일반적으로 자동차의 제동은 유압 및 공압을 이용하여 차륜과 일체로 회전되는 드럼이나 디스크에 마찰재인 라이닝 또는 패드를 밀착시킴으로써 이루어지는 바, 상기와 같은 유압 및 공압을 휠실린더에 작용시키기 위해서 운전자는 브레이크 페달을 밟게 된다.In general, braking of a vehicle is performed by closely contacting a lining or a pad, which is a friction material, to a drum or a disk that is integrally rotated with a wheel by using hydraulic pressure and pneumatic pressure. Will step on.

상기 브레이크 페달은 도 1에 도시된 바와 같이, 페달아암(1)의 상단이 대쉬패널(2)에 고정된 브라켓트(3)에 힌지핀(4)을 매개로 장착되어 있어서, 운전자의 페달(5)을 밟는 힘이나 또는 제동 후 리턴스프링(도시되지 않음)의 복원력에 의해 전후방향으로 회동되면서 작동하도록 되어 있다.As shown in FIG. 1, the brake pedal is mounted on a bracket 3 fixed to the dash panel 2 by a hinge pin 4 as an upper end of the pedal arm 1, thereby providing a driver's pedal 5. It rotates in the front and rear direction by the stepping force or the restoring force of the return spring (not shown) after braking.

한편, 차량 주행중 강력한 충돌사고가 발생하게 되면, 실내 쪽으로 밀려 들어오는 엔진에 의해 브레이크 부스터(6)와 함께 상기 대쉬패널(2)도 실내 측으로 함입되며, 이에 의해 상기 브레이크 페달도 운전자 쪽으로 밀려 들게 된다.On the other hand, if a strong collision occurs while driving the vehicle, the dash panel 2 is also introduced into the interior side together with the brake booster 6 by the engine pushed into the interior, whereby the brake pedal is pushed toward the driver.

그런데, 상기 브레이크 페달의 페달아암(1)과 페달(5)은 일체로 제작된 하나의 강체로서 실내 쪽으로 밀려 들어오는 페달(5)을 밟고 있는 운전자의 발에 의한저항력에 의해 변형되지 않으며, 이 때문에 주행 관성에 의해 몸이 앞으로 쏠리면서 더욱 강하게 페달(5)을 밟게 되는 운전자의 발목이 뒤로 꺾여지면서 심각한 상해를 입게 되는 경우가 종종 발생하였다.However, the pedal arm 1 and the pedal 5 of the brake pedal are integrally made of one body and are not deformed by the resistance of the driver's foot on the pedal 5 that is pushed into the room. The driving inertia often causes serious injury as the driver's ankle is bent backwards as the body is pushed forward more strongly.

때문에 미주나 유럽 등지의 자동차 선진국에서는 충돌시 브레이크 페달에 의한 운전자의 발목 상해치를 법규화하여 생산 및 수입에 있어서 중요한 검사대상으로 삼고 있는 실정이다.Therefore, in developed countries such as the Americas and Europe, in case of a crash, the ankle injury value of the driver caused by the brake pedal is legalized and is an important inspection object in production and import.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 충돌시 실내 쪽으로 밀려 들어오는 브레이크 페달이 운전자의 발에 힘(충격)을 가하지 못하게 됨으로써 운전자의 발목 상해를 방지할 수 있도록 된 발목 상해 방지용 브레이크 페달을 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in order to solve the above problems, the ankle injury prevention to prevent the driver's ankle injury by preventing the brake pedal pushed into the room during the collision does not apply a force (shock) to the driver's foot. The purpose is to provide a brake pedal.

도 1은 차량 충돌에 의한 운전자의 상해 개념도,1 is a conceptual diagram of a driver injury due to a vehicle crash;

도 2는 본 발명에 따른 발목 상해 방지용 브레이크 페달의 설치 상태도,Figure 2 is an installation state of the ankle injury prevention brake pedal according to the present invention,

도 3은 본 발명의 평상시 사용 상태 단면도,3 is a cross-sectional view of a normal use state of the present invention,

도 4는 본 발명의 작동 상태 단면도이다.4 is a cross-sectional view of an operating state of the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

10 : 상부 페달아암,11 : 지지플레이트,10: upper pedal arm, 11: support plate,

12 : 가이드공,20 : 하부 페달아암,12: guide ball, 20: lower pedal arm,

21 : 페달,22 : 상부몸체,21: pedal, 22: upper body,

22a : 결합공,22b : 연결플레이트,22a: joining hole, 22b: connecting plate,

30 : 실린더,31 : 피스톤,30: cylinder, 31: piston,

32 : 피스톤로드,40 : 압축가스 저장기,32: piston rod, 40: compressed gas reservoir,

41 : 연결통로,42 : 차단막,41: connecting passage, 42: blocking film,

43 : 인플레이터,43a : 금속침,43: inflator, 43a: metal needle,

50 : 가이드핀,60 : 너트,50: guide pin, 60: nut,

70 : 스프링,71 : 스틸볼.70: spring, 71: steel ball.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 대쉬패널에 고정된 브라켓트에 힌지핀을 매개로 회동가능하게 장착되는 상부 페달아암과, 이 상부 페달아암에 상하로 슬라이딩 가능하도록 체결되며 하단에 페달이 일체로 형성된 하부 페달아암과, 상기 상부 페달아암에 장착되어 충돌시 상기 하부 페달아암을 상방으로 끌어 올리는 실린더 및, 이 실린더의 측부에 장착되어 충돌시 실린더에 작동 가스를 공급하는 압축가스 저장기를 포함하여 구성된다.The present invention for achieving the above object, the upper pedal arm that is rotatably mounted via a hinge pin to the bracket fixed to the dash panel, the upper pedal arm is fastened to be slidable up and down and the pedal is fastened to the bottom An integrally formed lower pedal arm, a cylinder mounted to the upper pedal arm to pull up the lower pedal arm upward in a collision, and a compressed gas reservoir mounted to the side of the cylinder to supply a working gas to the cylinder in the event of a collision; It is configured by.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the present invention will be described in detail.

도 2는 본 발명에 따른 발목 상해 방지용 브레이크 페달의 설치 상태도이고,도 3은 본 발명의 평상시 사용 상태 단면도로서, 상기 상부 페달아암(10)은 종래와 동일하게 대쉬패널에 고정된 브라켓트(3)에 상단이 힌지핀(4)을 매개로 회동가능하게 장착되며, 리턴스프링(7)을 구비하여 제동 후 원위치로 복귀될 수 있도록 되어 있다.Figure 2 is an installation state of the ankle injury prevention brake pedal according to the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view of the usual use state of the present invention, the upper pedal arm 10 is the bracket 3 fixed to the dash panel in the same manner as the conventional The upper end is rotatably mounted via the hinge pin (4), it is provided with a return spring (7) to return to the original position after braking.

상기 상부 페달아암(10)은 몸체의 중간 높이 일측면에 수평방향으로 돌출된 지지플레이트(11)가 형성되고, 이 지지플레이트(11)의 아랫 부분에는 상하방향으로 길게 가이드공(12)이 형성된다.The upper pedal arm 10 has a support plate 11 protruding in the horizontal direction on one side of the middle height of the body, and the guide hole 12 is formed in the lower portion of the support plate 11 in the vertical direction. do.

또한, 상기 하부 페달아암(20)은 그 하단부에 운전자가 발로 밟는 페달(21)이 일체로 형성되고, 상단부는 직육면체 형상을 가지면서 상하방향으로 결합공(22a)이 관통성형됨과 더불어 상기 지지플레이트(11)가 형성된 방향으로 수평의 연결플레이트(22b)가 형성되는 상부몸체(22)가 형성되어 이루어진다.In addition, the lower pedal arm 20 is integrally formed with the pedal 21 by the driver to the foot at the lower end, the upper end has a rectangular parallelepiped shape while the coupling hole (22a) through the support plate and the support plate An upper body 22 is formed in which a horizontal connecting plate 22b is formed in the direction in which the 11 is formed.

따라서, 상기 결합공(22a)으로 상부 페달아암(10)의 하단부가 삽입된 상태에서 하부 페달아암(20)의 상부몸체(22)의 측방으로부터 상기 가이드공(12)을 관통하는 가이드핀(50)이 끼워짐으로써 가이드공(12)을 따라 상하방향으로 슬라이딩 이동 가능하도록 상부 페달아암(10)이 하부 페달아암(20)에 결합된다.Accordingly, the guide pin 50 penetrating the guide hole 12 from the side of the upper body 22 of the lower pedal arm 20 in a state where the lower end of the upper pedal arm 10 is inserted into the coupling hole 22a. The upper pedal arm 10 is coupled to the lower pedal arm 20 so that the upper pedal arm 10 is slidably moved along the guide hole 12.

또한, 상기 하부 페달아암(20)의 상부몸체(22) 내측에는 상기 결합공(22a)으로 연통된 원형홈(22c)이 형성되며, 이 원형홈(22c)에는 스프링(70)에 탄지되는 스틸볼(71)이 삽입된다.In addition, a circular groove 22c communicating with the coupling hole 22a is formed inside the upper body 22 of the lower pedal arm 20, and the circular groove 22c is steel supported by a spring 70. The ball 71 is inserted.

그리고, 보통의 사용상태 즉, 상기 상부몸체(22)가 상부 페달아암(10)의 하단에 위치해 있을 때 상기 스틸볼(71)에 대응되는 상부 페달아암(10) 상의 위치에는 반구형 홈(10a)이 형성되어, 스틸볼(71)이 반구형 홈(10a)에 안착되어 있게 됨으로써 상부 페달아암(10)에 대한 하부 페달아암(20)의 유동(덜컥거림)을 방지한다.In a normal use state, that is, when the upper body 22 is located at the lower end of the upper pedal arm 10, the hemispherical groove 10a is located at the position on the upper pedal arm 10 corresponding to the steel ball 71. Is formed, and the steel ball 71 is seated in the hemispherical groove 10a, thereby preventing the movement (rattle) of the lower pedal arm 20 with respect to the upper pedal arm 10.

한편, 상기 실린더(30)는 상기 압축가스 저장기(40)와 일체로 상기 지지플레이트(11)의 상면에 장착되며, 내부에 피스톤(31)과 이에 연결된 피스톤로드(32)를 갖추고 있다.On the other hand, the cylinder 30 is mounted on the upper surface of the support plate 11 integrally with the compressed gas reservoir 40, and has a piston 31 and a piston rod 32 connected thereto.

상기 피스톤로드(32)는 지지플레이트(11)에 형성된 관통공(11a)을 통해 하방으로 연장되어 상기 연결플레이트(22b)의 관통공(22c)을 통과한 단부에 하방으로부터 너트(60)가 체결됨으로써 하부 페달아암(20)에 연결된다.The piston rod 32 extends downward through the through hole 11a formed in the support plate 11, and the nut 60 is fastened from below to an end portion passing through the through hole 22c of the connecting plate 22b. As a result, the lower pedal arm 20 is connected.

또한, 상기 관통공(11a)에는 압축가스 누출 방지를 위한 시일부재(11b)가 구비된다.In addition, the through hole (11a) is provided with a sealing member (11b) for preventing the leakage of compressed gas.

상기 압축가스 저장기(40)는 내부에 실린더(30) 작동가스로서 아르곤 가스가 압축저장되어 있으며, 상기 실린더(30)의 피스톤(31) 아래쪽으로 연통되는 연결통로(41)를 갖추고 있으나, 평소에는 이 연결통로(41)의 앞부분에 형성된 차단막(42)에 의해 압축가스가 실린더(30)측으로 유입되지 않도록 되어 있다.The compressed gas reservoir 40 has argon gas compressed and stored therein as a working gas of the cylinder 30, and has a connection passage 41 communicating under the piston 31 of the cylinder 30. The compressed gas is prevented from flowing into the cylinder 30 side by the blocking film 42 formed in front of the connecting passage 41.

또한, 상기 압축가스 저장기(40)는 몸체의 하부 외측에 충돌시 에어백 전개신호를 전달받아 작동하는 인플레이터(43)를 갖추고 있으며, 이 인플레이터(43)에는 내부 화약이 폭발할 때 고속 전진하여 상기 차단막(42)을 손상·파괴시키는 금속침(43a)이 구비된다.In addition, the compressed gas reservoir 40 has an inflator 43 which is operated by receiving an airbag deployment signal in the event of a collision outside the lower part of the body. The metal needle 43a which damages and destroys the blocking film 42 is provided.

이제, 본 발명의 작용 및 효과를 설명한다.Now, the operation and effect of the present invention will be described.

보통의 상태에서 상기 상부 페달아암(10)과 하부 페달아암(20)은 전술한 바와 같은 결합구조로 도 2와 도 3에 도시된 상태에 있게 된다.In the normal state, the upper pedal arm 10 and the lower pedal arm 20 are in the state shown in FIGS. 2 and 3 in the coupling structure described above.

즉, 상기 페달(21)이 정상적인 높이에 위치됨으로써 운전자는 종래 브레이크 페달의 경우와 동일하게 사용할 수 있다.That is, since the pedal 21 is positioned at the normal height, the driver may use the same as in the case of the conventional brake pedal.

한편, 차량에 충돌 사고가 발생되면, 충돌 속도 30km/h 이상에서는 충돌감지센서에 의해 에어백 전개신호가 발생하여 에어백이 전개되는데, 이 에어백 전개신호가 상기 인플레이터(43)에 동시에 전달되어 인플레이터(43) 내부의 화약이 폭발한다.On the other hand, when a collision accident occurs in the vehicle, the airbag deployment signal is generated by the collision detection sensor at the collision speed of 30km / h or more, the airbag deployment signal is transmitted to the inflator 43 at the same time inflator 43 ) Gunpowder inside explodes.

인플레이터(43)가 작동되면 상기 금속침(43)이 전방으로 고속 전진하여 상기 차단막(42)을 손상시키게 되는데, 손상된 차단막(42)은 저장된 압축가스의 팽창력에 의해 완전히 파괴됨으로써 연결통로(41)를 통한 가스 공급통로가 형성되어 실린더(30)로 압축가스가 유입된다.When the inflator 43 is operated, the metal needle 43 moves forward at a high speed to damage the blocking film 42. The damaged blocking film 42 is completely destroyed by the expansion force of the stored compressed gas so that the connection passage 41 The gas supply passage is formed through the compressed gas is introduced into the cylinder (30).

따라서, 상기 실린더(30)의 피스톤(31)은 압축가스의 고압 팽창력에 의해 순간적으로 상방으로 이동되며, 이에 연동되는 피스톤로드(32)에 의해 상기 상부몸체(22)가 상방으로 끌어 올려짐으로써 도 4에 도시된 바와 같이, 페달(21)도 정상적인 위치로부터 운전자의 발이 닿지 않는 높이까지 급상승하게 된다.Accordingly, the piston 31 of the cylinder 30 is instantaneously moved upward by the high pressure expansion force of the compressed gas, and the upper body 22 is pulled upward by the piston rod 32 linked thereto. As shown in Fig. 4, the pedal 21 is also rapidly raised from the normal position to the height of the driver's foot.

이때, 상기 스틸볼(71)에 의한 하부 페달아암(20)의 고정력의 크기는 압축가스에 의한 피스톤(31) 및 피스톤로드(32)의 상승력에 비해 매우 미미한 정도이므로, 하부 페달아암(20)의 상승에 아무런 영향을 미치지 못한다.At this time, since the size of the fixing force of the lower pedal arm 20 by the steel ball 71 is very small compared to the lifting force of the piston 31 and the piston rod 32 by the compressed gas, the lower pedal arm 20 Has no effect on the rise.

따라서, 운전자가 페달(21)을 밟고 있는 상태라 하더라도, 순간적인페달(21)의 상승에 의해 발이 페달(21)을 밟는 대신 플로어패널에 놓여지게 되며, 이로써 전방으로부터 밀려 들어오는 페달(21)에 의해 발목이 뒤로 꺾여지는 것이 방지됨으로써 발목에 상해를 입지 않게 된다.Therefore, even when the driver is stepping on the pedal 21, the foot is placed on the floor panel by stepping on the pedal 21 instead of stepping on the pedal 21 by the momentary lift of the pedal 21, thereby pushing the pedal 21 pushed in from the front. This prevents the ankle from being bent backwards so that the ankle is not injured.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 충돌사고 발생시 에어백 전개와 동시에 브레이크 페달의 페달이 급상승되어 운전자가 밟고 있을 수 없게 됨으로써 충돌에 의한 엔진룸 함입시 페달에 의한 발목 꺾임 현상이 발생하지 않게 되어, 운전자의 발목 상해를 방지할 수 있게 되는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, when the crash occurs, the pedal of the brake pedal is rapidly raised at the same time as the airbag is deployed, so that the driver cannot step on it, thereby preventing the ankle bending phenomenon caused by the pedal when the engine room is infiltrated by the collision. The effect of being able to prevent ankle injury.

Claims (4)

대쉬패널에 고정된 브라켓트(3)에 힌지핀(4)을 매개로 회동가능하게 장착되는 상부 페달아암(10)과, 이 상부 페달아암(10)에 상하로 슬라이딩 가능하도록 결합되며 하단에 페달(21)이 일체로 형성된 하부 페달아암(20)과, 상기 상부 페달아암(10)에 장착되어 충돌시 상기 하부 페달아암(20)을 상방으로 끌어 올리는 실린더(30) 및, 이 실린더(30)의 측부에 장착되어 충돌시 실린더(30)에 작동 가스를 공급하는 압축가스 저장기(40)를 포함하여 구성되는 발목 상해 방지용 브레이크 페달.An upper pedal arm 10 rotatably mounted to the bracket 3 fixed to the dash panel via a hinge pin 4, and coupled to the upper pedal arm 10 so as to be slidable up and down, the pedal ( A lower pedal arm 20 integrally formed with 21, a cylinder 30 mounted on the upper pedal arm 10, which lifts the lower pedal arm 20 upwards in the event of a collision, and the cylinder 30 An ankle injury prevention brake pedal is mounted to the side and comprises a compressed gas reservoir 40 for supplying a working gas to the cylinder (30) in the event of a collision. 제 1항에 있어서, 상기 상부 페달아암(10)의 하부에 가이드공(12)이 형성되고, 상기 하부 페달아암(20)의 상부몸체(22)에 결합공(22a)이 형성되어, 이 결합공(22a)으로 상기 상부 페달아암(10)이 삽입된 상태에서 상기 상부몸체(22)의 측방향으로부터 상기 가이드공(12)을 관통하는 가이드핀(50)이 삽입되는 한편, 상기 상부 페달아암(10)의 측면에 지지플레이트(11)가 형성되어, 이 지지플레이트(11)에 상기 실린더(30)와 압축가스 저장기(40)가 장착되고, 상기 실린더(30)의 피스톤로드(32)는 상기 지지플레이트(11) 및 상기 상부몸체(22)에 형성된 연결플레이트(22b)를 관통하여 그 단부에 너트(60)가 체결되는 구조로 상부 페달아암(10)과 하부 페달아암(20)이 연결되는 것을 특징으로 하는 발목 상해 방지용 브레이크 페달.The method of claim 1, wherein the guide hole 12 is formed in the lower portion of the upper pedal arm 10, the coupling hole 22a is formed in the upper body 22 of the lower pedal arm 20, the coupling While the upper pedal arm 10 is inserted into the ball 22a, a guide pin 50 penetrating the guide hole 12 is inserted from the side of the upper body 22, while the upper pedal arm The support plate 11 is formed on the side of the 10, and the cylinder 30 and the compressed gas reservoir 40 are mounted on the support plate 11, and the piston rod 32 of the cylinder 30 is provided. The upper pedal arm 10 and the lower pedal arm 20 have a structure in which the nut 60 is fastened to an end thereof through the connection plate 22b formed on the support plate 11 and the upper body 22. Ankle injury prevention brake pedal, characterized in that connected. 제 2항에 있어서, 상기 하부 페달아암(20)의 상부몸체(22) 내측에 스프링(70)으로 탄지되는 스틸볼(71)이 구비되고, 이 스틸볼(71)에 대응되는 상기 상부 페달아암(10) 상의 위치에는 반구형 홈(10a)이 형성되어, 이 반구형 홈(10a)에 상기 스틸볼(71)이 안착되는 것을 특징으로 하는 발목 상해 방지용 브레이크 페달.[3] The upper pedal arm of claim 2, wherein a steel ball 71 supported by a spring 70 is provided inside the upper body 22 of the lower pedal arm 20, and the upper pedal arm corresponds to the steel ball 71. An ankle injury prevention brake pedal, characterized in that a hemispherical groove (10a) is formed in the position on the (10), the steel ball 71 is seated in the hemispherical groove (10a). 제 1항에 있어서, 상기 압축가스 저장기(40)는 충돌시 에어백 전개신호를 전달 받아 내부 화약이 폭발하여 금속침(43a)을 고속 전진시키는 인플레이터(43)를 구비하며, 이 인플레이터(43)의 상기 금속침(43a)이 전진함으로써 상기 압축가스 저장기(40)의 가스 차단막(42)이 손상·파괴되어 실린더(30)로 압축가스가 공급되도록 된 것을 특징으로 하는 발목 상해 방지용 브레이크 페달.The inflator (43) according to claim 1, wherein the compressed gas reservoir (40) is provided with an inflator (43) for receiving an airbag deployment signal during a collision to explode the internal powder to rapidly advance the metal needle (43a). The ankle injury prevention brake pedal, wherein the metal needle 43a is advanced so that the gas barrier layer 42 of the compressed gas reservoir 40 is damaged and destroyed so that the compressed gas is supplied to the cylinder 30.
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