KR20060013613A - 슬롯-링크 메카니즘을 갖는 조절가능한 페달 시스템 - Google Patents

Abstract

페달 장치는 제어 작동 링크, 내부에 슬롯을 구비한 서포트, 상기 슬롯을 따라 이동가능한 가이드, 및 상기 슬롯을 따라 상기 가이드를 이동시키기 위해 상기 가이드에 연결된 단일의 리드 스크류 및 너트를 포함한다. 브레이크 페달은 가이드에 피봇가능하게 연결된 브레이크 하부 페달 아암, 상기 가이드의 이동에 따라 조절가능한 상기 브레이크 하부 페달 아암의 하단부에 있는 제 1 페달, 및 상기 브레이크 하부 페달 아암을 상기 제어 작동 링크와 피봇가능하게 연결하는 브레이크 링크를 포함한다. 액셀러레이터 페달은 상기 가이드에 피봇가능하게 연결된 액셀러레이터 상부 페달 아암, 상기 액셀러레이터 상부 페달 아암을 상기 서포트에 피봇가능하게 연결하는 액셀러레이터 링크, 상기 액셀러레이터 상부 페달 아암에 피봇가능하게 연결된 액셀러레이터 하부 페달 아암, 및 상기 가이드의 운동에 따라 조절가능한 상기 제 2 하부 페달 아암의 하단부에 있는 제 2 페달을 포함한다.

Description

슬롯-링크 메카니즘을 갖는 조절가능한 페달 시스템 {Adjustable Pedal System Having a Slot-Link Mechanism}

도 1은 브레이크 및 액셀러레이터 페달을 구비한 본 발명에 따른 조절가능한 제어 페달 장치의 우측 후방 사시도로서, 페달들이 최후방 위치에 위치되어 있다.

도 2는 도 1의 상기 조절가능한 제어 페달 장치의 좌측 후방 사시도이다.

도 3은 명확성을 위해 몇개의 구성요소가 제거된 도 1 및 도 2의 상기 조절가능한 제어 페달 장치의 우측 전방 사시도이다.

도 4는 도 2와 유사한 좌측 후방 사시도이나 최전방으로 이동된 상기 제어 페달들과 가상선으로 도시된 최후방 위치를 도시한다.

도 5는 도 2와 유사한 좌측 후방 사시도이지만, 구동되거나 내리 눌린 위치의 브레이크 페달과 가상선으로 도시된 구동되지 않거나 내리 눌리지 않은 위치를 도시한다.

도 6은 도 1과 유사한 우측 후방 사시도이지만, 구동되거나 내리 눌린 위치에 있는 액셀러레이터 페달과 가상선으로 도시된 구동되지 않거나 내리 눌리지 않은 위치를 도시한다.

도 7은 도 1 내지 도 6의 제어 페달 장치의 구동 시스템을 보여주는 부분 확 대 사시도이다.

본 발명은 일반적으로 차량용 제어 페달에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 전/후방 원하는 위치로 선택적으로 조절될 수 있는 제어 페달에 관한 것이다.

제어 페달은 전형적으로 운전자에 의해 발로 조작되는, 자동차와 같은 차량에 설치된다. 차량 브레이크 및 엔진 스로틀(throttle)을 조작하기 위해 별도의 제어 페달들이 제공된다. 자동차가 수동 트랜스미션을 가질 경우, 트랜스미션 클러치를 조작하기 위해 제 3 제어 페달이 제공된다. 자동차의 앞 좌석은 전형적으로 트랙 위에 장착되어 있어서, 좌석이 전·후방으로 상기 트랙을 따라 복수의 위치로 조절가능하므로, 운전자는 핸들(steering wheel), 자동차의 기타 제어 장치에 대한 제어 페달들을 작동하기에 가장 유리한 위치로 좌석을 조절할 수 있게 된다.

이렇게 트랙을 따라 앞 좌석을 이동하는 조절 방법은 일반적으로 다양한 사이즈의 운전자들을 수용할 필요는 만족시키지만, 몇가지 문제점을 일으킨다. 첫째, 이러한 조절 방법은 운전자들의 해부학적 치수에 있어서의 매우 다양한 차이로 인하여 모든 운전자를 여전히 다 수용할 수는 없다. 둘째, 결정된 좌석의 위치가 여전히 몇몇 운전자들에게는 불편할 수 있다. 따라서, 다양한 사이즈의 운전자들을 수용하기 위한 추가적 또는 선택적 조절 방법을 갖는 것이 바람직하다.

다양한 사이즈의 운전자들을 수용하기 위하여 핸들 및 앞 좌석에 대한 제어 페달의 위치를 선택적으로 조절하기 위한 많은 제안들이 이루어졌다. 이러한 조절가능한 제어 페달들은 다양한 사이즈의 운전자를 수용하기 위해 제어 페달의 위치를 적절히 조절할 수는 있지만, 이들 조절가능한 제어 페달들은 신뢰성이 떨어지고, 소음이 있으며, 생산 비용이 비쌀 수 있다. 또한, 이들 조절가능한 제어 페달들은 모든 위치에서 페달들 사이에 원하는 위치 관계를 유지하기 위하여 고가의 센서 또는 스위치를 필요로 할 수 있다. 또한, 이들 조절가능한 제어 페달들의 대다수는 다양한 차량 또는 플로어 팬(floor pan)의 요건에 맞게 주문 제작되기가 쉽지 않다. 따라서, 다양한 사이즈의 운전자들을 수용하기 위해 페달 위치를 선택적으로 조절하는, 개선된 조절가능한 제어 페달 장치에 대한 요구가 당해 기술분야에 존재한다.

본 발명은 관련 기술분야에서의 상술한 문제점들 중 적어도 일부를 극복한, 조절가능한 제어 페달 장치 및 그 제어 페달 장치를 작동하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따르면, 제어 페달 장치는 피봇가능한 부스터 링크, 내부에 슬롯이 형성된 서포트, 상기 슬롯을 따라 전후방으로 이동가능한 가이드, 및 상기 슬롯 을 따라 상기 가이드를 전후방으로 선택적으로 이동시키기 위해 상기 가이드에 작동가능하게 연결된 구동 장치를 조합하여 포함한다. 제 1 제어 페달은 상기 가이드에 피봇가능하게 연결된 제 1 하부 페달 아암, 상기 가이드의 이동에 따라 전후방으로 조절가능한 상기 제 1 하부 페달 아암의 하단부의 제 1 페달, 및 상기 부스터 링크와 상기 제 1 하부 페달 아암을 피봇가능하게 연결하는 제 1 링크를 포함한다. 제 2 제어 페달은 상기 가이드에 피봇가능하게 연결된 상부 페달 아암, 상기 상부 페달 아암에 피봇가능하게 연결된 제 2 링크, 상기 상부 페달 아암에 피봇가능하게 연결된 제 2 하부 페달 아암, 및 상기 가이드의 이동에 따라 전후방으로 조절가능한 상기 제 2 하부 페달 아암의 하단부의 제 2 페달을 포함한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 제어 페달 장치는 고정 피봇 축에 피봇가능하게 장착된 부스터 링크, 내부에 슬롯이 형성된 서포트, 상기 슬롯을 따라 전후방으로 이동가능한 가이드, 및 상기 슬롯을 따라 상기 가이드를 전후방으로 선택적으로 이동시키기 위해 상기 가이드에 작동가능하게 연결된 구동 장치를 조합하여 포함한다. 제어 페달은 상기 가이드에 피봇가능하게 연결된 하부 페달 아암, 상기 가이드의 이동에 따라 전후방으로 조절가능한 상기 하부 페달 아암의 하단부의 페달, 및 상기 부스터 링크와 상기 제 1 하부 페달 아암을 피봇가능하게 연결하는 링크를 포함한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 제어 페달 장치는 서포트 및 구동 장치를 조합하여 포함한다. 상기 구동 장치는 상기 서포트에 연결된 리드 스크류(lead screw), 상기 리드 스크류가 회전함에 따라 상기 리드 스크류를 따라 선형 이동을 위해 상기 리드 스크류와 협력하는 구동 너트, 및 상기 구동 너트가 상기 리드 스크류를 따라 이동하도록 상기 리드 스크류를 선택적으로 회전시키기 위해 상기 리드 스크류에 작동가능하게 연결된 구동 모터를 포함한다. 제 1 제어 페달은 상기 구동 너트에 고정된 제 1 하부 페달 아암, 및 상기 구동 너트가 상기 리드 스크류를 따라 이동함에 따라 전후방으로 조절가능한 상기 하부 페달 아암의 하단부의 페달을 포함한다. 제 2 제어 페달은 상기 구동 너트에 고정된 상부 페달 아암, 상기 상부 페달 아암에 피봇가능하게 연결된 제 2 하부 페달 아암, 및 상기 구동 너트가 상기 리드 스크류를 따라 이동함에 따라 전후방으로 조절가능한 상기 제 2 하부 페달 아암의 하단부에 있는 제 2 페달을 포함한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 제어 페달 장치는 고정된 피봇축에 피봇가능하게 장착된 부스터 링크, 내부에 슬롯이 형성된 고정-위치 서포트, 및 상기 슬롯을 따라 전후방으로 이동가능한 가이드를 조합하여 포함한다. 구동 장치는 리드 스크류, 구동 너트에 고정되고 상기 리드 스크류가 회전함에 따라 상기 리드 스크류를 따라 선형 이동을 위해 상기 리드 스크류와 협력하는 구동 너트, 및 상기 구동 너트가 상기 리드 스크류를 따라 이동하도록 상기 리드 스크류를 선택적으로 회전시키기 위해 상기 리드 스크류에 작동가능하게 연결된 구동 모터를 포함한다. 상기 구동 스크류를 따른 상기 구동 너트의 이동은 상기 슬롯을 따라 상기 가이드를 전후방으로 이동시킨다. 브레이크 페달은 상기 구동 너트에 피봇가능하게 연결된 브레이크 하부 페달 아암, 상기 가이드의 이동에 따라 전후방으로 조절가능한 상기 브레이크 하부 페달 아암의 하단부에 있는 제 1 페달, 및 상기 브레이크 하부 페달 아암을 상기 부스터 링크와 피봇가능하게 연결하는 브레이크 링크를 포함한다. 액셀러레이터 페달은 상기 구동 너트에 피봇가능하게 연결된 액셀러레이터 상부 페달 아암, 상기 엑셀러레이터 상부 페달 아암을 상기 서포트에 피봇가능하게 연결하는 액셀러레이터 링크, 상기 액셀러레이터 상부 페달 아암에 피봇가능하게 연결된 액셀러레이터 하부 페달 아암, 및 상기 가이드의 이동에 따라 전후방으로 조절가능한 상기 제 2 하부 페달 아암의 하단부에 있는 제 2 페달을 포함한다.

상기 기술 내용 및 후술하는 바의 다양한 실시예의 좀 더 상세한 설명으로부터, 본 발명이 조절가능한 제어 페달 장치에 대한 기술 및 그 분야에 있어 상당한 진보를 제공한다는 것이 당업자에게 명백해질 것이다. 이와 관련하여 특히 중요한 것은, 본 발명이 높은 품질과 풍부한 특징, 저소음, 저비용의 장치를 제공할 수 있다는 가능성이다. 다양한 바람직한 실시예의 부가적 특징 및 장점들은 후술하는 바의 상세한 설명으로부터 보다 잘 이해될 것이다.

첨부된 도면들은 반드시 축척에 맞는 것은 아니며, 본 발명의 기본 원리를 예시하는 다양한 바람직한 특징을 얼마간 단순화한 표현으로 나타내고 있음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 다양한 구성요소들의 구체적인 치수 및 형태를 포함하여 여기 개시된 제어 페달 장치의 구체적인 설계 특징들은, 특정의 적용 의도 및 사용 환경에 의해 부분적으로 결정될 것이다. 도시된 실시예들의 몇몇 특징들은 시각화 및 명확한 이해를 용이하게 하기 위해 다른 것에 비하여 확대되거나 재생되어졌다. 특히, 예를 들어 가느다란 것들이 명확성이나 예시를 위해 두껍게 도시될 수도 있다. 방향 및 위치에 대한 모든 언급은 달리 지시되지 않는 한 도면에 도시된 제어 페달 장치의 방향을 말한다. 일반적으로, 위 또는 상향은 도 1의 지면에서 상향 방향을 말하며, 아래 또는 하향은 도 1의 지면에서 하향 방향을 말한다. 또한, 일반적으로 앞 또는 전방은 자동차의 전면을 향한 방향을 말하며, 후, 후방 또는 후향은 자동차의 후면을 향한 방향을 말한다.

여기에 개시된 개선된 제어 페달 장치에 대하여 많은 용도 및 설계 변경이 가능하다는 것은 당해 기술분야에서 지식과 경험을 가진 당업자에게는 명백할 것이다. 후술하는 바와 같이 다양한 선택적이고 바람직한 실시예에 관한 상세한 논의는, 자동차에 사용하기 위한 제어 페달 장치와 관련하여 본 발명의 일반적인 원리를 예시할 것이다. 다른 응용을 위한 다른 실시예들은 본 발명의 잇점을 인식하는 당해 분야의 당업자에게 명백할 것이다.

도면과 관련하여, 도 1 내지 도 3은 운전자에 의해 원하는 위치로 선택적으로 조절가능한 본 발명에 따른 자동차 등의 차량용 제어 페달 장치(10)를 도시한다. 본 발명의 예시된 실시예들은 자동차에 사용하기에 특히 적합하지만, 본 발명이 트럭, 버스, 밴, 레크리에이션 차량, 육상 이동 장치 및 이와 유사한 것, 모래언덕용 차량(dune buggies) 등의 오프로드(offroad) 차량, 공중 수송 차량 및 수상 수송 차량을 포함하여 적어도 하나의 발로 조작되는 제어 페달을 구비하는 어떠한 운반 기구에 대해서도 이용될 수 있다는 것을 주의하여야 한다.

도시된 제어 페달 장치(10)는 브레이크 페달(12) 및 액셀러레이터 페달(14)을 포함하는데, 이들은 움직이지 않는 또는 고정-위치 서포트 또는 상부 아암(16)에 대하여 함께 조절가능하다. 상기 서포트(16)는 고정 서포트 또는 마운팅 브라켓 에 부착되기 위한 크기 및 형상을 갖는다. 공지된 방법으로 자동차의 방화벽 또는 기타 단단한 구조에, 상기 마운팅 브라켓이 단단히 부착되고, 또는 상기 서포트(16)가 단단히 고정된다. 상기 도시된 서포트(16)는 일반적으로 수직 및 전방-후방 평면으로 배향된 긴 판이어서, 상기 판의 대향 평면들은 대향하는 측면 방향을 향한다. 수평 브레이크 핀 또는 피봇(18)은 상기 서포트(16)로부터 측면 연장되어 고정-위치의 측면 및 수평으로 연장된 피봇축(20)을 형성한다. 상기 도시된 브레이크 피봇(18)은 상기 브레이크 페달(12)을 향해 좌측으로만 연장된다. 일반적으로 전후방으로 연장되는 단일 슬롯(22)이 상기 서포트(16)에 형성한다. 상기 도시된 슬롯(22)은 일반적으로 하향으로 오목하게 아치형 또는 만곡된다, 즉, 상기 만곡부의 중심은 상기 슬롯(22) 위에 위치하게 된다. 상기 도시된 슬롯(22)은 또한 후방으로 하향 경사를 갖는다, 즉, 상기 슬롯(22)의 전단부는 상기 슬롯(22)의 후단부 보다 높이 위치한다. 상기 슬롯(22)의 적절한 구조 및 배향은 본 발명의 범위 내에서 이용될 수 있는데, 예를 들어 상기 슬롯(22)은 직선, 수평, 및/또는 기타 다른 적당한 형태 또는 배향일 수 있다.

브레이크 페달(12)은 브레이크 하부 아암(24) 및 브레이크 페달 또는 패드(26)를 포함한다. 상기 브레이크 하부 아암(24)은 상기 서포트(16)의 상기 슬롯(22)을 따라 선택된 전후 이동을 위한 크기 및 형태를 갖는다. 상기 브레이크 하부 아암(24)은 일반적으로 전후면 및 수직면 배향의 긴 판으로서 상기 서포트(16)에 일반적으로 평행하다. 상기 브레이크 하부 아암(24)은 길다란 주요부(28), 상기 주요부(28)의 상부로부터 연장된 피봇부(30), 및 상기 주요부(28)의 저면으로부터 측 면으로 연장된 페달부(32)를 구비한다. 상기 피봇부(30)는 일반적으로 상기 주요부(28)의 상부로부터 후방으로 연장된다. 상기 피봇부(30)의 후방 단부에는 가이드 또는 피봇핀(34)을 수용하기 위한 개구가 제공된다. 상기 가이드(34)는 상기 슬롯(22)으로부터 측면 및 수평으로 연장되어, 상기 브레이크 하부 아암(24)을 위한 수평 및 측면으로 연장된 피봇축(36)을 형성한다. 상기 가이드(34)는 좀 더 상세히 후술하는 바와 같이 상기 서포트(16)의 상기 슬롯(22)과 협력하기 위한 크기 및 형상을 갖는다. 상기 브레이크 페달(26)은 상기 브레이크 하부 아암(24)의 하단부에 위치되며, 상기 하부 아암(24)의 페달부(32)에 고정된다. 상기 브레이크 페달(26)은 자동차의 운전자에 의해 내리 눌리어서 상기 피봇축(36) 주위로 상기 브레이크 하부 아암(24)을 피봇하도록 적용되어, 자동차의 브레이크 시스템으로 원하는 제어 입력이 얻어지도록 한다. 상기 도시된 브레이크 페달(26)은 별도 형성되어 상기 하부 아암에 부착되어 있지만, 상기 브레이크 페달(26)은 본 발명의 범위 내에서 상기 브레이크 하부 아암(24)과 일체로 성형될 수도 있음을 또한 인지하여야 한다.

부스터 링크(38)는 브레이크 허브(40)와 함께 브레이크 피봇(18)에 피봇가능하게 장착되어, 상기 부스터 링크(38)는 상기 브레이크 피봇(18)에 의해 형성된 피봇축(20) 주위로 피봇될 수 있다. 상기 도시된 부스터 링크(38)는 상기 브레이크 피봇(18)으로부터 하향으로 연장되고, 그 하단부에는 부스터 핀(42)이 제공된다. 상기 부스터 핀(42)은 차량 브레이크 시스템에 적절히 연결되어, 상기 부스터 링크(38)의 피봇 운동이 상기 차량 브레이크 시스템을 원하는 방식으로 작동하도록 한다. 서포트 링크(44)가 또한 브레이크 허브(40) 및 부스터 피봇(38)과 함께 브레이 크 피봇(18)에 피봇가능하게 장착되어, 상기 서포트 링크(44) 또한 상기 브레이크 피봇(18)에 의해 형성된 피봇축(20) 주위로 피봇될 수 있다. 상기 도시된 서포트 링크(44)는 브레이크 허브(40), 부스터 링크(38) 및 부스터 핀(42)에 단단히 고정되어, 이들은 피봇축(20) 주위로 일제히 함께 피봇되며, 상호간에 상대적 이동은 없다. 상기 도시된 서포트 링크(44)는 피봇축(20)에서 상기 부스터 링크(38)의 상단부로부터 후방 및 상향으로 연장된다. 상기 도시된 부스터 링크(38), 브레이크 허브(40), 부스터 핀(42) 및 서포트 링크(44)는 별개의 구성요소로 형성되어 함께 일체로 부착되기도 하지만, 선택적으로 이들 구성요소 모두 또는 이들의 임의의 조합이 본 발명의 범위 안에서 단일의 구성요소로서 형성될 수 있다는 것도 인지되어야 한다.

브레이크 링크(46)는 서포트 링크(44) 및 브레이크 하부 아암(24)을 연결한다. 상기 브레이크 링크(46)의 제 1 단부 또는 상단부는 제 1 브레이크 링크 피봇 또는 핀(48)에 의해 서포트 링크(44)의 후방 단부에 피봇가능하게 부착되어 측면 및 수평 방향으로 연장된 피봇축(50)을 형성한다. 브레이크 링크(46)의 제 2 단부 또는 하단부는 제 2 브레이크 링크 피봇 또는 핀(52)에 의해 브레이크 하부 아암(24)의 상단부에 피봇가능하게 부착되어 측면 및 수평 방향으로 연장된 피봇축(54)을 형성한다. 이러한 방식으로 결합되어, 브레이크 하부 아암(24)의 피봇축(36) 주위로의 피봇 동작은 서포트 링크(44) 및 브레이크 링크(46)를 거쳐 부스터 링크(38) 및 부스터 핀(42)으로 전달된다.

도 7에 가장 잘 도시된 바와 같이, 선형 구동장치(56)는 구동 또는 리드 스 크류(58), 상기 리드 스크류(58)를 서포트(16)에 고정시키기 위한 리드 스크류 하우징 또는 부착물(60), 리드 스크류(58)의 회전에 대응하여 상기 리드 스크류(58)를 따라 선형 길이 방향 운동을 위해 적용되는 상기 가이드(34)의 구동 너트 또는 블록(62), 및 상기 리드 스크류(58)를 회전시키기 위한 전기 모터(64)를 포함한다. 상기 단일의 리드 스크류(58) 및 구동 너트(62)가 상기 페달들(12, 14)을 조절한다. 상기 리드 스크류(58)는 상기 구동 너트(62)와 협력하도록 적용된 나사산부를 갖는 긴 샤프트이다. 상기 리드 스크류(58)는 바람직하게 수지, 예를 들어 나일론(NYLON)으로 형성되지만, 선택적으로 금속, 예를 들어 강철로 형성될 수도 있다. 상기 리드 스크류(58)의 전단부에는 상기 리드 스크류(58)를 지지하고 상기 서포트(16)에 상기 리드 스크류(58)를 부착시키기 위한 상기 리드 스크류 하우징(60)과 협력하는 베어링 면이 제공된다. 상기 리드 스크류(58)는 상기 리드 스크류(58) 회전의 중앙 길이방향 축(66) 주위로의 회전을 위해 지지된다. 상기 리드 스크류 하우징(60)은 측면으로 연장된 피봇축(68) 주위로 상기 서포트(16)에 피봇가능하게 부착된다.

상기 모터(64)는 상기 리드 스크류(58)를 선택적으로 회전시키기 위해 상기 리드 스크류 하우징(60)에서 상기 리드 스크류(58)에 직접 연결되는 것이 바람직하다. 상기 모터(64)는 선택적으로 그 밖의 장소에 위치될 수 있으며, 공지된 방법으로 플렉서블 케이블을 거쳐 상기 리드 스크류(58)에 결합될 수 있다. 상기 리드 스크류(58)는 상기 모터(64)의 출력 샤프트에 연결된다. 적절한 전동장치(gearing)가 장치(10)의 요건에 따라 필요할 때 상기 모터(64) 및 상기 리드 스크류(58) 사이에 제공될 수 있다. 구동 모터(64)는 바람직하게, 페달들(12, 14)을 원하는 위치로 위치시키기 위해 모터를 선택적으로 작동시키기 위한 작동자 입력 장치를 갖는 적절한 제어 회로에 연결된다.

상기 구동 너트 또는 블록(62)은 상기 리드 스크류(58)와 협력하기 위한 크기 및 형상을 갖는 나사산 개구부를 구비하여, 구동 블록(62)이 상기 리드 스크류(58)의 회전에 반응하여 상기 리드 스크류(58)의 길이를 따라 선형으로 이동하게 된다. 상기 구동 너트(62)는 바람직하게 적절한 플라스틱 물질, 예를 들어 나일론(NYLON)으로 성형되나, 선택적으로 예를 들어 강철과 같은 금속으로도 형성될 수 있다. 상기 도시된 구동 블록(62)은 상기 가이드(34)의 일부분이어서, 상기 구동 블록(62)이 상기 리드 스크류(58)의 회전에 대응하여 상기 리드 스크류(58)를 따라 이동함에 따라 상기 가이드(34)가 상기 슬롯(22)을 따라 이동하게 된다. 상기 가이드(34) 및 상기 구동 블록(62)은 일체로, 또는 서로 단단히 고정되는 별개의 구성요소로서 형성될 수 있다는 것이 인지되어야 한다.

상기 구동 장치(56)에는 상기 가이드(34)가 상기 슬롯(22)을 따라 이동할 때 원활한 운동을 촉진하고 구속되는 것을 방지하기 위해 자동 보정 조인트(self-aligning joints)가 제공된다. 상기 도시된 실시예에서, 상기 구동 블록(62) 및 가이드(34)는 상기 피봇축(36) 주위로 상기 브레이크 하부 아암(24)에 대하여 피봇하기가 자유로우며, 상기 리드 스크류 하우징(60)은 상기 피봇축(68) 주위로 상기 서포트(16)에 대하여 피봇하기가 자유롭다. 선택적으로 다른 적절한 자동 보정 조인트들이 이용될 수 있으며, 직선 슬롯을 갖는 실시예들과 같이 몇몇 실시예에서는 필요하지 않을 수 있다는 것이 인지되어야 한다.

상기 액셀러레이터 페달(14)은 상기 서포트(16)에 대하여 이동가능한 액셀러레이터 상부 아암(70), 상기 액셀러레이터 상부 아암(70)에 단단히 고정된 액셀러레이터 마운팅 브라켓(72), 및 상기 액셀러레이터 마운팅 브라켓(72)에 피봇가능하게 장착된 액셀러레이터 하부 아암(74)을 포함한다. 상기 액셀러레이터 상부 아암(70)은 상기 슬롯(22) 및 상기 서포트(16)를 따라 선택된 전후 이동을 하기 위한 크기 및 형태를 갖는다. 상기 액셀러레이터 상부 아암(70)은 일반적으로 전후면 및 수직면으로 배향된 긴 판이어서, 일반적으로 상기 서포트(16)에 평행하다. 상기 액셀러레이터 상부 아암(70)의 하단부는 상기 액셀러레이터 마운팅 브라켓(72)과의 사이에 상대적 움직임을 방지하기 위해 상기 브라켓(72)에 단단히 고정되어, 상기 액셀러레이터 마운팅 브라켓(72)이 상기 액셀러레이터 상부 아암(70)과 일체로 이동하도록 한다. 상기 도시된 액셀러레이터 상부 아암(70) 및 액셀러레이터 마운팅 브라켓(72)은 별개의 구성요소로 형성되어 서로 단단히 고정되지만, 선택적으로 상기 액셀러레이터 상부 아암(70) 및 상기 액셀러레이터 마운팅 브라켓(72)이 단일 구성요소로서 형성될 수 있다는 것이 인지되어야 한다. 상기 액셀러레이터 상부 아암(70)의 중간부에는 상기 서포트(16)의 우측면, 즉 상기 브레이크 하부 아암(24)이 상기 가이드(34)에 결합되어 있는 곳과 마주보는 상기 서포트(16)의 측면에 상기 가이드(34)를 수용하기 위한 개구부가 제공된다. 상기 가이드(34)는 상기 슬롯(22)으로부터 측면 및 수평으로 연장하여 상기 액셀러레이터 상부 아암(70)을 위해 수평 및 측면으로 연장된 피봇축(36)을 형성한다.

액셀러레이터 링크(76)는 상기 서포트(16) 및 상기 액셀러레이터 상부 아암(70)을 연결한다. 상기 액셀러레이터 링크(76)의 제 1 단부 또는 상단부는 측면 및 수평으로 연장된 피봇축(80)을 형성하는 제 1 액셀러레이터 링크 피봇 또는 핀(78)에 의해 상기 서포트(16)의 후방 단부에 피봇가능하게 부착된다. 상기 액셀러레이터 링크(76)의 제 2 단부 또는 하단부는 측면 및 수평으로 연장된 피봇축(84)을 형성하는 제 2 액셀러레이터 링크 피봇 또는 핀(82)에 의하여 상기 액셀러레이터 상부 아암(70)의 상단부에 피봇가능하게 부착된다. 이러한 방식으로 연결되어, 상기 슬롯(22)을 따른 상기 가이드(34)의 이동은 상기 브레이크 하부 아암(24) 및 상기 액셀러레이터 상부 아암(70)을 동일한 방식으로 일제히 이동시키며, 그럼으로써 상기 브레이크 페달(12) 및 상기 액셀러레이터 페달(14) 사이에 원하는 위치 관계를 유지한다.

상기 액셀러레이터 하부 아암(74)은 상기 액셀러레이터 마운팅 브라켓(72)으로 피봇가능하게 장착되어, 액셀러레이터 하부 아암(74)이 액셀러레이터 하부 아암(70) 및 액셀러레이터 마운팅 브라켓(72)에 대응한 위치에 고정되어 있는 수평 및 측면으로 연장된 피봇축(86) 주위로 피봇가능하게 된다. 바람직하게는 상기 액셀러레이터 하부 아암(74)의 피봇 운동을 나타내는 전자 신호를 발생하는 적절한 전자 스로틀 제어(Electronic Throttle Control)(ETC) 센서(88)가 설치된다. 상기 센서는 차량 스로틀 시스템으로 전자 신호를 보내기 위해 적절히 결합되어, 상기 액셀러레이터 하부 아암(74)의 피봇 운동이 원하는 방식으로 차량 스로틀 시스템을 작동하도록 한다. 미국특허 제6,360,631호 및 미국특허출원 제 10/041,411을 참조하 면, 예컨대 적당한 ETC 액셀러레이터 페달 구조에 관한 기재는 전체적으로 여기에 명백히 포함되어 있다.

상기 액셀러레이터 하부 아암(74)은 그 하단부에 페달 또는 패드(90)가 제공되고, 차량의 운전자에 의하여 내리 눌리도록 적용되어, 상기 액셀러레이터 하부 아암(74)이 피봇축(86) 주위로 피봇하여, 차량의 스로틀 시스템으로 원하는 제어 입력이 얻어지도록 한다. 도시된 액셀러레이터 페달(90)은 별도로 형성되어 하부 아암(74)에 부착되어 있지만, 액셀러레이터 페달(90)은 본 발명의 범위 안에서 하부 아암(74)과 일체로 형성될 수 있다는 것도 인지되어야 한다.

도 2 및 4에 가장 잘 도시된 바와 같이, 브레이크 및 액셀러레이터 페달(12, 14)의 위치는 최후방 위치(도 2)와 최전방 위치(도 4) 사이에서 전후방으로 차량의 작동자에 의해 조절될 수 있다. 상기 페달들(12, 14)은 이러한 말단 지점 위치들 사이에서 원하는 위치에 무한히 위치될 수 있다. 예를 들어, 최후방 위치로부터 최전방 위치까지 페달들(12, 14)을 움직이기 위해서는, 모터(64)를 개시하여, 구동 블록(62)으로 하여금 전방으로 리드 스크류(58)를 따라 선형으로 이동하도록 하는 방향으로, 회전축(66) 주위로 리드 스크류(58)를 회전시키도록 한다. 상기 구동 블록(62)의 이동은 가이드(34)가 전방으로 슬롯(22)을 따라 이동하도록 한다. 가이드(34)가 전방으로 이동함에 따라, 브레이크 링크(46)는 그 피봇축(50, 54) 주위로 피봇하여, 브레이크 하부 아암(24)이 전방으로 움직일 수 있도록 한다. 이러한 위치 조절 동안 서포트 링크(44), 부스터 링크(38), 허브(40), 및 부스터 핀(42)은 이동하지 않도록 하여, 차량 브레이크 시스템의 작동이 영향받지 않도록 함이 인지 되어야 한다. 가이드(34)가 전방으로 이동함에 따라, 액셀러레이터 링크(76)도 또한 그 피봇축(80, 84) 주위로 피봇하여, 액셀러레이터 상부 아암(70) 및 부착된 액셀러레이터 마운팅 브라켓(72)이 전방으로 이동할 수 있도록 한다. 액셀러레이터 하부 아암(74)은 이러한 위치 조절 동안 액셀러레이터 마운팅 브라켓(72)에 대응하여 이동하지 않도록 하여, 차량 스로틀 시스템의 작동이 영향받지 않도록 한다. 모터(64)는 페달들(12, 14)을 임의의 중간 위치에 위치시키기 위해 어느 때든지 멈춰질 수 있다. 페달(12, 14)을 최후방 위치로 되돌리기 위해서, 모터(64)는 리드 스크류(58)를 반대 방향으로 회전시켜, 구성 요소들을 상기한 바와 반대 방향으로 이동되도록 한다.

도 5에 가장 잘 도시된 바와 같이, 작동자는 차량의 운행 중 브레이크 페달(26)을 누름으로써 차량의 브레이크 시스템을 개시한다. 힘이 브레이크 하부 아암(24)의 하단부에 가해지면, 브레이크 하부 아암(24)은 가이드(34)에 의해 형성된 피봇축(36) 주위로 피봇한다. 브레이크 하부 아암(24)의 피봇 운동은 브레이크 링크(46)를 하향으로 당기고, 이는 차례로 서포트 링크(44)의 후방 단부를 하향으로 당겨서, 서포트 링크(44) 및 그것에 단단히 부착된 부스터 링크(38)를 피봇축(20) 주위로 피봇되도록 한다. 부스터 링크(38)의 피봇 작용은 부스터 핀(42)을 움직이게 하여 차량 브레이크 시스템을 작동시킨다. 브레이크 하부 아암(24)의 하단부로부터 힘이 제거되면, 상기 브레이크 시스템에 제공된 복귀 스프링이 부스터 링크(38) 및 그것에 부착된 서포트 링크(44)를 탄성적으로 되돌려 피봇하도록 하여, 브레이크 링크(46)를 위로 끌어 당기고 브레이크 하부 아암(24)을 그것이 눌리지 않 은 위치로 되돌아 피봇되도록 한다. 선택적으로 또는 추가적으로 복귀 스프링이 페달 장치(10)에 제공되어, 힘이 제거되었을 때 브레이크 페달 하부 아암(24)을 눌리지 않은 위치로 탄성적으로 복귀하도록 할 수 있다는 것이 인지되어야 한다.

도 6에 가장 잘 도시된 바와 같이, 작동자는 차량의 작동 중 액셀러레이터 페달(90)을 누름으로써 차량의 스로틀 시스템을 개시한다. 힘이 액셀러레이터 하부 아암(74)의 하단부에 가해지면, 액셀러레이터 하부 아암(74)은 피봇축(86) 주위로 피봇한다. 액셀러레이터 하부 아암(74)의 피봇 운동은 센서(88)에 의해 감지되어 센서(88)는 전자 신호를 스로틀 시스템의 브레이크 시스템에 보낸다. 특히 액셀러레이터 하부 아암(74)이 바닥을 벗어나면(bottoms out), 힘이 액셀러레이터 페달 상부 아암(70)에 가해져서, 액셀러레이터 상부 아암(70)이 가이드(34)에 의해 형성된 축(36) 주위로 회전하도록 할 것인데, 그렇지 않으면 액셀러레이터 상부 아암(70)의 이러한 피봇이 발생하는 것을 막기 위해 구성 요소들이 함께 록크될 수 있는 크기 및 형태를 가질 것이다. 힘이 액셀러레이터 하부 아암(74)의 하단부로부터 제거되면, 액셀러레이터 페달의 복귀 스프링은 액셀러레이터 하부 아암(74)을 눌리지 않은 위치로 다시 돌아오도록 탄성적으로 피봇시킨다.

상기 기재내용으로부터 본 발명이 브레이크 페달(12, 14) 모두를 동일한 가이드(34)로 이동시킴으로써 액셀러레이터와 브레이크 페달 사이에 기계적 단계적(step-over) 제어를 제공하여, 이들이 운동 중 단단히 결합되도록 한다는 것이 명 백해질 것이다. 이는 페달(12, 14)이 운동 중 단단히 결합되지 않을 때 요구되는 고가의 스위치 및/또는 센서에 대한 요구를 소멸시킨다. 본 발명은 전체적인 작동 소음을 감소시키고 전체적인 신뢰도를 증가시키기 위해 하나의 모터(64)를 갖는 단일 구동 시스템을 이용한다. 모터(64)는 단일의 리드 스크류(58)를 직접 구동시켜 그들 사이에 플렉스 샤프트(flex shaft)에 대한 요구를 없앰으로써, 상기 장치(10)의 효율성 및 신뢰도를 증가시키며, 상기 장치(10)의 전체적 소음을 감소시킨다. 또한, 구동 시스템(56)에 플렉스 샤프트가 없기 때문에, 상기 장치(10)는 플렉스 샤프트의 와인드업(wind-up) 없이 거친 또는 기계적 중지될 수 있다. 나아가 상기 장치(10)는 비교적 적은 수의 부품을 사용하며, 생산비용이 비교적 저가이며, 기본 시스템에 제어기가 없이도 작동될 수 있다. 마지막으로, 상기 장치는 차량 또는 플로어 팬의 다양한 요구사항에 맞추어 쉽게 맞춤제작될 수 있다. 예를 들어, 슬롯은 페달들의 수많은 다른 운동을 위해 서로 다른 구조로 성형될 수 있다.

Claims (15)

1. 피봇가능한 부스터 링크;

   내부에 슬롯이 형성된 서포트;

   상기 슬롯을 따라 전후방으로 이동가능한 가이드;

   상기 슬롯을 따라 전후방으로 상기 가이드를 선택적으로 이동시키기 위해 상기 가이드에 작동가능하게 연결된 구동 장치; 및

   상기 가이드에 피봇가능하게 연결된 제 1 하부 페달 아암; 상기 가이드의 이동에 따라 전후방으로 조절가능한 상기 제 1 하부 페달 아암의 하단부에 있는 페달; 및 상기 제 1 하부 페달 아암을 상기 부스터 링크와 피봇가능하게 연결하는 링크로 구성되는 제어 페달을 조합하여 구성되는 제어 페달 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 부스터 링크는 고정된 피봇축에 피봇가능하게 장착되는 제어 페달 장치.
3. 제 1 또는 제 2항에 있어서, 상기 부스터 링크에 단단히 연결된 서포트 링크로 더 구성되며, 상기 링크는 상기 서포트 링크에 피봇가능하게 연결되는 제어 페달 장치.
4. 상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬롯은 만곡되는 제어 페달 장치.
5. 상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 서포트는 상기 가이드가 그 측면으로 통과하여 연장된 대체로 평평한 판인 것을 특징으로 하는 제어 페달 장치.
6. 상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 페달은 브레이크 페달인 제어 페달 장치.
7. 상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동 장치는 선형 구동 장치인 제어 페달 장치.
8. 상기 청구항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가이드에 피봇가능하게 연결된 상부 페달 아암;

   상기 상부 페달 아암에 피봇가능하게 연결된 또 다른 링크;

   상기 상부 페달 아암에 피봇가능하게 연결된 또 다른 하부 페달 아암; 및

   상기 가이드의 이동에 따라 전후방으로 조절가능한 상기 또 다른 하부 페달 아암의 하단부에 있는 또 다른 페달로 구성되는 또 다른 제어 페달로 더 구성되는 제어 페달 장치.
9. 제 8항에 있어서, 상기 서포트는 상기 가이드가 그 측면으로 통과하여 연장된 대체로 평평한 판이며, 상기 제 1 하부 아암은 상기 판의 일측면에 상기 가이드에 피봇가능하게 결합되고, 상기 상부 아암은 상기 판의 또 다른 측면에 상기 가이드에 피봇가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 제어 페달 장치.
10. 제 8항 또는 제 9항에 있어서, 상기 또 다른 링크는 상기 서포트에 상기 상부 아암을 피봇가능하게 연결하는 제어 페달 장치.
11. 제 8, 9 또는 10항에 있어서, 상기 상부 아암에 단단히 부착된 마운팅 브라켓으로 더 구성되며, 상기 또 다른 하부 아암은 상기 마운팅 브라켓에 피봇가능하게 부착되는 것을 특징으로 하는 제어 페달 장치.
12. 제 8 내지 11항 중 어느 한 항에 있어서, 또 다른 제어 페달은 액셀러레이터 페달인 제어 페달 장치.
13. 제 12항에 있어서, 상기 액셀러레이터 페달은 상기 상부 페달 아암에 대한 상기 또 다른 하부 페달 아암의 피봇 운동을 나타내는 전자 신호를 생성하는 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 페달 장치.
14. 제 8 내지 13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상부 페달 아암은 상기 또 다른 하부 페달 아암의 전체 무게를 지지하는 제어 페달 장치.
15. 서포트;

    상기 서포트에 연결된 리드 스크류; 상기 리드 스크류의 회전에 따라 상기 리드 스크류를 따른 선형 이동을 위해 상기 리드 스크류와 협력하는 구동 너트; 및 상기 리드 스크류를 따라 상기 구동 너트가 이동되도록 상기 리드 스크류를 선택적으로 회전시키기 위해 상기 리드 스크류에 작동가능하게 연결된 구동 모터로 구성된 구동 장치;

    상기 구동 너트에 고정된 제 1 하부 페달 아암; 및 상기 리드 스크류를 따라 상기 구동 너트가 이동함에 따라 전후방으로 조절가능한 상기 하부 페달 아암의 하단부에 있는 페달로 구성된 제 1 제어 페달; 및

    상기 구동 너트에 고정된 상부 페달 아암; 상기 상부 페달 아암에 피봇가능하게 연결된 제 2 하부 페달 아암; 및 상기 리드 스크류를 따라 상기 구동 너트가 이동함에 따라 전후방으로 조절가능한 상기 제 2 하부 페달 아암의 하단부에 있는 제 2 페달로 구성된 제 2 제어 페달을 조합하여 구성되는 제어 페달 장치.

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