KR20070023836A

KR20070023836A - 위치 조절이 가능한 페달 조립체

Info

Publication number: KR20070023836A
Application number: KR1020050078087A
Authority: KR
Inventors: 송세일; 박정원; 이동원; 조경희; 권영국; 박성우
Original assignee: 자동차부품연구원; 경창산업주식회사
Priority date: 2005-08-25
Filing date: 2005-08-25
Publication date: 2007-03-02
Also published as: CN1920728A; DE102006039270A1; JP2007058821A; US20070068321A1

Abstract

본 발명은 위치 조절이 가능한 페달 조립체에 관한 것이다. 본 발명에 의한 위치 조절이 가능한 페달 조립체는 지지 브라켓에 힌지 장착되는 페달 암과, 상기 페달 암의 단부에 제공되는 페달부와, 상기 페달 암에 고정되는 감속기와, 상기 감속기를 작동시키기 위한 구동 수단을 포함한다. 그리고 상기 감속기는 상기 구동 수단의 구동력을 전달받는 제1 기어부와, 상기 제1 기어부에 치합(齒合)되어 상기 제1 기어부의 구동 방향에 따라서 상기 감속기를 이동시켜 상기 페달 암의 위치를 변경시키는 제2 기어부를 포함한다.

위치 조절, 페달, 감속기, 링크절, 푸시 로드

Description

위치 조절이 가능한 페달 조립체{Adjustable Pedal Assembly}

도 1은 본 발명에 의한 페달 조립체의 사시도.

도 2는 본 발명에 의한 감속기의 분해 사시도.

도 3은 본 발명이 브레이크 페달 조립체에 적용된 경우의 위치 조절 전후의 측면도.

도 4는 도 3에 도시되어 있는 페달 조립체에서 브레이크 푸시 로드와 감속기의 위치 조절 전후의 측면도.

도 5는 본 발명이 브레이크 페달 조립체에 적용된 경우의, 푸시 로드, 브레이크 페달 암, 감속기의 연결 구조를 도시한 도면.

도 6은 본 발명이 가속 페달 조립체에 적용된 경우 위치 조절 전후의 측면도.

도 7은 도 6에 도시되어 있는 페달 조립체에서 링크절과 감속기의 위치 조절 전후의 측면도.

도 8은 가속 페달 안내 부재, 가속 페달 섭동부, 링크절, 감속기, 가속 페달 암의 연결 구조를 도시한 도면.

도 9는 가속 페달 섭동부 및 안내 부재의 구성도.

도 10은 가속 페달 작동 범위 제한용 스토퍼의 구성도.

본 발명은 위치 조절이 가능한 페달 조립체에 관한 것으로서, 특히 차량 운전 조작에 사용되는 브레이크 페달 조립체와 가속 페달 조립체에 있어서 위치 조절이 가능한 페달 조립체에 관한 것이다.

차량의 페달 조립체의 단부에는 조작자가 발로 밟아서 조작하게 되어 있는 페달이 장착되어 있는데, 조작자의 신체 조건에 따라서 조작자와의 상대 위치가 변경될 필요가 있는 경우가 많다. 이 상대 위치의 변경을 위하여 주로 조작자의 시트(seat) 위치를 차량의 전후 방향으로 조절하는 것이 일반적이다. 즉 페달과 조작자 사이의 거리가 먼 경우에는 시트를 차량의 전방으로 이동시키고, 페달과 조작자 사이의 거리가 가까운 경우에는 시트를 차량의 후방으로 이동시켜서 그 상대 위치를 조절한다.

그런데 조작자와 차량 스티어링 휠 사이의 거리가 짧으면 사고시 조작자의 안전에 문제가 발생할 수 있다. 특히, 에어백이 있는 경우에는 에어백의 큰 팽창 압력이 적절하게 감소하기 전에 조작자를 타격하게 됨으로써 심각한 부상의 위험이 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 브레이크 페달이나 가속 페달의 위치를 조절함으로써 조작자가 시트의 위치를 변경할 필요없이 페달과 조작자의 상대 위치를 적절하게 조절할 수 있는 위치 조절 가능 페달 조립체가 개발되어 오고 있으며, 일 부 양산 차량에 장착되고 있는 실정이다.

그러나 현재 개발되고 상용화되고 있는 위치 조절 가능 페달 조립체는 구조가 매우 복잡하며, 설치 및 작동 공간이 많이 제약되며, 작동 부품의 개수가 과다하여 작동 상의 불안정성과 내구 성능의 저하, 조립의 곤란성 등이 증대되는 문제점이 발견되어 오고 있는 실정이다.

예를 들어, 미국특허 제6,453,767호에 개시되어 있는 위치 조절 가능 페달 조립체는 페달 암에 별도의 브라켓이 장착되고 이 브라켓에 설치된 감속기가 작동하여 브라켓과 페달 암의 상대 위치를 조절함으로써 페달의 위치가 조절된다. 그런데 이러한 구조에서는 브라켓이 필수적이기 때문에 전체 시스템의 크기가 증대되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 이러한 종래 기술에 의한 위치 조절 가능 페달 조립체의 문제점을 해결하는 것이며, 보다 구체적으로는 종래의 위치 조절 가능 페달 조립체에 비해 구조가 간단하고, 설치가 간단하며, 정확한 작동이 담보되며, 설치 공간의 제한도 거의 없으며, 내구 성능을 향상시키고, 생산 원가 절감에도 이바지하는 페달 조립체를 제공하는 것이다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위한, 위치 조절이 가능한 페달 조립체는 지지 브라켓에 힌지 장착되는 페달 암과, 상기 페달 암의 단부에 제공되는 페달부와, 상기 페달 암에 고정되는 감속기와, 상기 감속기를 작동시키기 위한 구동 수단 을 포함한다. 그리고 상기 감속기는 상기 구동 수단의 구동력을 전달받는 제1 기어부와, 상기 제1 기어부에 치합(齒合)되어 상기 제1 기어부의 구동 방향에 따라서 상기 감속기를 이동시켜 상기 페달 암의 위치를 변경시키는 제2 기어부를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서 상기 제1 기어부는 웜 기어이며, 제2 기어부는 상기 웜 기어에 치합하는 피니언과 상기 피니언에 치합하는 잭 스크류를 포함한다. 그리고 상기 감속기는 상기 피니언으로부터 측압을 받아 이동된다.

본 발명에 의한 페달 조립체가 브레이크 페달 조립체인 경우에는 상기 잭 스크류는 푸시 로드에 연결되어 있는 것이 바람직하며. 본 발명에 의한 페달 조립체가 가속 페달 조립체인 경우에는 상기 잭 스크류는 가속 케이블 작동이 가능하도록 연결되어 있는 것이 바람직하다. 푸시 로드와 잭 스크류 사이의 연결은 회전 조인트로 구성하는 것이 바람직하다.

본 발명의 양호한 실시예에 의하면 가속 페달 조립체인 경우에는 상기 잭 스크류에 피봇 가능하게 연결되어 있는 링크절과, 상기 링크절의 작동에 의해 섭동 가능하고 상기 가속 케이블에 연결되어 있는 가속 페달 섭동부와, 상기 가속 페달 섭동부의 섭동을 안내하는 안내 부재를 더 포함한다.

그리고 상기 안내 부재에는 상기 가속 페달 섭동부가 안내되는 원호형 홈이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

이하에서는 본 발명의 양호한 실시예에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 1에는 본 발명에 의한 페달 조립체의 사시도가 도시되어 있는데, 좌측의 것이 브레이크 페달 조립체에 적용된 경우이고, 우측의 것이 가속 페달 조립체에 적용된 경우이다.

먼저 브레이크 페달 조립체에 관하여 설명하면, 본 발명에 의한 브레이크 페달 조립체는 차량의 프레임에 고정되는 브레이크 페달 브라켓(15)에 고정되며, 이 브레이크 페달 브라켓(15)에 힌지 장착되는 브레이크 페달 암(11b)과, 브레이크 페달 암(11b)의 단부에 제공되는 페달(11a)과, 브레이크 페달 암(11b)에 고정되는 감속기(12)를 포함한다.

도 2에는 감속기(12)의 분해 사시도가 도시되어 있다. 감속기(12)는 소정의 구동 수단(도시되지 않음)으로부터 구동력을 전달받는 웜 기어(12a)와, 이 웜 기어(12a)에 치합되어 있는 피니언(12b)과, 피니언(12b)과 치합되어 있는 잭 스크류(12c)를 포함하며, 이 웜 기어(12a)와, 피니언(12b)과, 잭 스크류(12c)는 제1 측벽(12d)과, 제2 측벽(12e)에 의해 수용된다. 다만, 잭 스크류(12c)는 제2 측벽(12e) 외부로 돌출할 수 있다. 제1 측벽(12d)과 제2 측벽(12e)은 서로에 대해 결합한다. 이러한 감속기(12)의 구조는 브레이크 페달 조립체와, 가속 페달 조립체의 경우에 동일하게 적용 가능하다.

도 5에는 브레이크 페달 조립체에 있어서 브레이크 페달 암(11)과, 감속기(12), 그리고 푸시 로드(14)의 결합관계가 도시되어 있다. 푸시 로드(14)의 양단부는 회전 조인트로 연결하여 회전 자유도를 가지도록 구성되는 것이 바람직하다. 이것은 브레이크 페달 조립체의 위치 조절시에 기구학적 구조체 현상이 발생하는 것을 방지하기 위해서이다. 감속기(12)는 브레이크 페달 암(11b)에 대해서 강체 결합하거나 또는 핀(12f)에 의해 핀 결합할 수 있다.

다음으로는 가속 페달 조립체의 전체 구조에 대해서 설명하기로 한다. 가속 페달 조립체의 구조는 도 1의 우측과 도 6 내지 도 8에 도시되어 있다.

가속 페달 조립체는 차량의 프레임에 고정되어 있는 가속 페달 브라켓(21)에 힌지 장착되는데, 그 단부가 브라켓에 힌지 장착되는 브레이크 페달 조립체와는 달리 단부가 아닌 도중 지점에서 힌지 브라켓(21b-1)에 의해 힌지 장착된다. 힌지 브라켓(21b-1)은 가속 페달 브라켓(21)에 고정된다.

역시 감속기(12)는 가속 페달 암(16b)에 직접 고정되는데 고정 방식은 브레이크 페달 조립체의 경우와 동일하다. 다만, 잭 스크류(12c)의 단부에 링크절(18)이 연결된다. 링크절(18)은 가속 페달 섭동부(19)에도 연결된다. 링크절(18)이 잭 스크류(12c)와 가속 페달 섭동부(19)에 연결되는 연결 지점은 회전 조인트로 구성하는 것이 바람직하다. 이러한 연결 방식은 전술한 푸시 로드(14)의 경우와 마찬가지로 기구학적 구조체 현상의 방지를 위해서이다.

가속 페달 섭동부(19)에는 가속 케이블(도시되지 않음)이 연결되어 있으며, 안내 부재(20)에 의해 그 섭동이 제어된다. 안내 부재(20)에는 가속 페달 섭동부(19)가 이동하도록 되어 있는 경로를 따라서 가이드 홈(20a-1, 20a-2)이 형성되어 있다. 그리고 가속 페달 섭동부(19)의 이동을 적절한 범위 이내로 제한하기 위하여 스토퍼(20b; stopper)가 제공된다. 좀 더 구체적으로는, 가속 페달 암(16)이 전폐(全閉) 상태가 될 때에는 가속 페달 섭동부(19)가 브라켓(21a)에 의해 이동이 제한되고, 가속 페달 암(16)이 작동하여 가속하는 경우, 가속 페달 암(16b)의 최대 이동 범위는 도 10에 도시되어 있는 바와 같은 스토퍼(20b)에 의해서 제한된다.

가속시 링크절(18)의 작동 각도를 일정하게 유지하고, 가속 페달 안내 부재(20)와 가속 페달 섭동부(19) 사이에 발생할 수 있는 가이드 홈에 대한 수직 방향의 간섭력을 최소화하기 위하여, 가이드 홈(20a-1, 20a-2)은 도 10에 도시되어 있는 바와 같이 원호상으로 형성하는 것이 바람직하다. 이 원호는 페달 암 힌지(21b-1)를 중심으로 형성되는 것이 바람직하다. 그러나 후술하는 특허청구범위에 기재되어 있는 바와 같이 원호 형상이라면 어느 것이든 본 발명의 권리범위에 포함됨이 명백하게 이해될 것이다.

이하에서는 본 발명에 의한 페달 조립체의 작동에 대해서 설명하기로 한다.

먼저, 페달 조립체와 조작자 사이의 상대 위치를 변경할 때의 작동에 대해서 설명한다. 이 작동은 브레이크 페달 조립체와 가속 페달 조립체의 경우는 대동소이하기 때문에 브레이크 페달 조립체에 대한 설명만 하기로 한다.

브레이크 페달 조립체와 조작자의 상대 위치를 조절하고자 할 때에는 웜 기어(12a)에 연결되어 있는 구동 수단을 작동시킨다. 이 구동 수단은 웜 기어(12a)를 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 회전시키게 된다. 도 3과 도 4에는 위치 조절 전후의 브레이크 페달 조립체의 측면도와, 푸시 로드(14)와 잭 스크류(12c)의 측면도가 각각 도시되어 있다. 위치가 조절되기 전이 굵은 선으로 도시되어 있고, 위치가 조절된 후가 옅은 선으로 도시되어 있다.

구동 수단이 구동되면 웜 기어(12a)가 회전하며, 웜 기어(12a)에 치합되어 있는 피니언(12b)이 연동하게 된다. 이때 피니언(12b)의 안쪽으로 가공되어 있는 잭 스크류(12c)와의 상호 작용으로 피니언(12a)이 잭 스크류(12c)의 축방향을 따라서 병진 운동을 하게 되며, 피니언(12b)은 감속기(12)의 제1 측벽(12d)을 가압하게 된다. 즉 감속기(12)를 차량의 후방으로 이동시키고 결국 감속기(12)에 고정되어 있는 브레이크 페달(11a)이 조작자를 향하여 이동하게 된다. 적절한 위치에 도달한 것으로 판단되면 구동 수단의 구동을 정지시키면, 새로운 브레이크 페달(11a)의 위치가 설정되게 된다. 만약, 조작자로부터 멀어지는 방향으로 브레이크 페달(11a)의 위치를 변경하고 싶다면 구동 수단의 구동 방향이 반대가 되도록 조작하면 된다. 그렇게 되면, 피니언(12b)이 감속기(12)의 제2 측벽(12e)을 가압, 이동시킴으로써 브레이크 페달(11a)의 위치를 조작자로부터 멀어지는 쪽으로 변경시킬 수 있게 된다.

이러한 브레이크 페달 조립체의 위치 변경 과정에서는 페달 암(11b)이 브라켓(15)의 힌지(15a-1)를 중심으로 회전하게 된다. 그런데 감속기(12)와 페달 암(11b)은 전술한 바와 같이 고정되어 있기 때문에 일정한 각도를 유지하고 있으며, 따라서 감속기(12)와 푸시 로드(14)의 연결 지점은 차량의 상하 방향으로 병진 이동하게 된다. 이때에 푸시 로드(14)가 완전히 구속되어 있는 경우에는 기구학적인 구조체 현상이 발생하게 된다. 이러한 구조체 현상을 방지하기 위해서 전술한 바와 같이, 푸시 로드(14)의 단부를 회전 조인트 연결하여 회전 자유도를 갖도록 구성한다.

가속 페달 조립체의 경우에는, 링크절의 양단부를 회전 조인트로 구성하여 기구학적 구조체 현상이 발생하지 않도록 하는 것이 바람직하다.

이하에서는 페달 조립체(11, 16)의 위치가 조절된 후에 이루어지는 제동 작동과 가속 작동에 대해서 설명하기로 한다. 먼저, 제동 과정을 설명한다.

제동을 위해 조작자는 브레이크 페달(11a)에 힘을 가하고, 이렇게 되면 브레이크 페달 암(11b)은 브라켓(15)의 힌지(15b-1)를 중심으로 시계 방향으로 회전하게 된다. 이 회전에 의해 브레이크 페달 암(11b)에 고정되어 있는 감속기(12)는 차량의 전방 즉 제동 방향으로 이동한다. 따라서, 감속기와 연결되어 있는 푸시 로드(14)를 차량의 전방으로 이동시키게 된다.

푸시 로드(14)를 통해서 전달되는 힘은 푸시 로드(14)의 작동 각도에 따라서 조금씩 변동하게 되며, 특히 푸시 로드(14) 앞쪽에 설치되는 제동력 배력 장치인 부스터(booster)와 푸시 로드(14) 사이의 연결 부위에서의 차량 상하 방향의 힘이 발생하게 된다. 이 힘의 발생 방향이 교차하는 순간에 조작자가 불연속적 페달 반력을 느낄 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 푸시 로드(14)와 지면 평행선 사이의 작동 각도가 제동시 모든 영역에 걸쳐서 양의 값 또는 음의 값을 가지도록 유지되도록 구성하는 것이 바람직하다.

가속 조작에 대해서 설명하면, 조작자가 가속 페달(16a)에 힘을 가하면, 가속 페달 암(16b)은 가속 페달 브라켓(21)의 힌지(21b-1)를 중심으로 시계 방향으로 회전하게 된다. 이 회전에 의해, 도 6에 도시된 바와 같이 가속 페달 암(16b)에 고정되어 있는 감속기(12)는 차량 후방 즉 가속 방향으로 이동한다.

이렇게 되면, 잭 스크류(12c)에 연결되어 있는 링크절(18)이 차량의 후방을 향해 이동하며, 상기 링크절(18)과 힌지 결합되어 있는 가속 페달 섭동부(19)가 가속 페달 안내 부재(20a-1, 20a-2)를 따라서 섭동하며, 이 섭동에 따라서 가속 페달 섭동부(19)에 연결되어 있는 가속 케이블을 당기게 되어서 차량의 가속이 이루어지게 된다.

이상 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예에 대해서 설명하였지만, 본 발명의 권리범위는 후술하는 특허청구범위에 기재된 바에 의해 정하여 지며 실시예 및/또는 도면에 본 발명의 권리범위가 제한되는 것으로 해석되어서는 아니된다. 그리고 특허청구범위에 기재되어 있는 발명의 당업자에게 자명한, 개량, 변경 및/또는 수정도 본 발명의 권리범위에 포함됨이 명백하다.

본 발명에 의한 위치 조절 가능 페달 조립체에 의하면, 페달 암의 이동을 위한 감속기의 설치 위치와 구성 방법이 매우 간단해 지며, 링크류 및 푸시 로드의 적절한 배치로 작동의 신뢰성이 확보되며, 상대적으로 부품의 개수를 저감시켜서 낮은 생산 원가를 달성할 수 있게 된다. 그리고 부품 고장의 가능성도 낮출 수 있어 내구 수명을 대폭 향상시킬 수 있고, 제한된 설치 공간에서도 손쉽게 적용할 수 있다.

Claims

위치 조절이 가능한 페달 조립체에 있어서,

지지 브라켓에 힌지 장착되는 페달 암과,

상기 페달 암의 단부에 제공되는 페달부와,

상기 페달 암에 고정되는 감속기와,

상기 감속기를 작동시키기 위한 구동 수단을 포함하며,

상기 감속기는 상기 구동 수단의 구동력을 전달받는 제1 기어부와, 상기 제1 기어부에 치합(齒合)되어 상기 제1 기어부의 구동 방향에 따라서 상기 감속기를 이동시켜 상기 페달 암의 위치를 변경시키는 제2 기어부를 포함하는,

페달 조립체.
청구항 1에 있어서,

상기 제1 기어부는 웜 기어이며,

제2 기어부는 상기 웜 기어에 치합하는 피니언과 상기 피니언에 치합하는 잭 스크류를 포함하며,

상기 감속기는 상기 피니언으로부터 측압을 받아 이동되는,

페달 조립체.
청구항 2에 있어서,

상기 잭 스크류는 푸시 로드에 연결되어 있으며, 상기 페달 조립체는 브레이크 페달 조립체인,

페달 조립체.
청구항 2에 있어서,

상기 잭 스크류는 가속 케이블 작동이 가능하도록 연결되어 있으며, 상기 페달 조립체는 가속 페달 조립체인,

페달 조립체.
청구항 4에 있어서,

상기 잭 스크류에 회전 조인트로 연결되어 있는 링크절과,

상기 링크절의 작동에 의해 섭동 가능하고 상기 가속 케이블에 연결되어 있는 가속 페달 섭동부와,

상기 가속 페달 섭동부의 섭동을 안내하는 안내 부재를 더 포함하는,

페달 조립체.
청구항 5에 있어서, 상기 안내 부재에는 상기 가속 페달 섭동부가 안내되는 원호형 홈이 형성되어 있는,

페달 조립체.
청구항 3에 있어서,

상기 잭 스크류와 푸시 로드는 회전 조인트로 연결되는,

페달 조립체.