KR20110069712A

KR20110069712A - 자동차용 페달 장치

Info

Publication number: KR20110069712A
Application number: KR1020100126414A
Authority: KR
Inventors: 에릭 혜르페; 크리스티안 포르스베르그
Original assignee: 아우토리브 디벨롭먼트 아베
Priority date: 2009-12-17
Filing date: 2010-12-10
Publication date: 2011-06-23
Also published as: DE102009059000B4; CN102101471B; US8381862B2; JP2011129088A; US20110308349A1; JP5249992B2; CN102101471A; KR101287889B1; DE102009059000A1

Abstract

페달 아암(11)을 포함하는 자동차용 페달 장치가 제공되는바, 상기 페달 아암은 제1 피봇식 조인트 연결부(12)를 거쳐서 차량 구조체에 연결되고, 제2 피봇식 조인트 연결부(16)를 거쳐서 힘 전달 요소(15)에 연결되며, 상기 페달 장치는 불꽃작용식으로 구동되는 해제 장치(19)를 더 포함하고, 상기 해제 장치(19)는 해당되는 활성화 신호에 응답하여 구동되는 때에 상기 제2 피봇식 조인트 연결부(16)를 해제시키기 위하여 해제 움직임을 수행하도록 적합화된다. 상기 해제 장치(19)의 해제 움직임은 실질적으로 페달 아암(11)을 따른 병진 움직임에 기초한다.

Description

자동차용 페달 장치{Pedal arrangement for a motor vehicle}

본 발명은 자동차용 페달 장치에 관한 것으로서, 이 페달 장치는 제1 피봇식 조인트 연결부를 거쳐서 차량 구조물에 연결되고 또한 제2 피봇식 조인트 연결부를 거쳐서 힘 전달 요소에 연결된 페달 아암을 포함하며, 상기 페달 장치는 불꽃작용식으로 구동되는 해제 장치를 더 포함하고, 상기 해제 장치는 해당되는 활성화 신호에 응답하여 구동되는 때에 상기 제2 피봇식 조인트 연결부를 해제시키기 위하여 해제 움직임을 수행하도록 적합화된다.

힘 전달 요소와 페달 아암 간의 연결 해제로 인하여, 페달은 운전자로부터 멀리 자유롭게 움직일 수 있는바, 이것은 사고시 운전자의 발 부분에서의 상해 위험을 저감시킨다.

DE 195 15 852 C2 에는 청구항 1 의 전제부에 따른 페달 장치가 개시되어 있는바, 이것은 제1 피봇식 조인트에 피봇가능하게 연결된 스위블 부분(swivelling part)을 구비하고, 또한 힘 전달 요소의 단부를 위한 수용부(reception)를 포함한다. 활성화되는 때에, 스위블 부분은 제1 피봇식 조인트 주위로 스위블되게 강제되어서, 수용부를 제거하고 힘 전달 요소와 페달 아암 사이의 연결을 해제시킨다.

EP 0 877 685 B1 에는 청구항 1 의 전제부에 따른 다른 페달 장치가 개시되어 있는바, 이것은 힘 전달 로드(force transmitting rod)와 페달 아암 사이에 장착되고 불꽃작용식으로 구동되는 회전가능한 판을 구비한다. 분말 충전물의 점화는 상기 판으로 하여금 회전하게 하여서, 그 판의 혀모양부(tongue)들은 힘 전달 로드를 샤프트의 축방향으로 밀어서, 힘 전달 로드를 페달 아암으로부터 해제시킨다.

본 발명의 목적은, 간단하고, 확고하며, 신뢰성있는 해제 장치를 구비한 페달 아암 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 독립항에 기재된 특징에 의하여 상기 목적을 달성한다. 실질적으로 페달 아암을 따르는 해제 장치의 병진 움직임은 차량 움직임 방향에 대하여 주로 직각이어서, 차량 움직임 방향으로 작용하는 큰 힘에 의해 유발되는 교란(disturbances)이 감소될 수 있고, 신뢰성이 현저히 향상될 수 있다. 또한, 불꽃작용식 액츄에이터의 통상적인 선형 움직임은 해제 장치의 병진 움직임으로 특별히 용이하게 변환될 수 있다.

병진 움직임에 기초한 해제 움직임이란, 제1 피봇식 조인트에 직접 작용하는 해제 장치의 부분이 병진 움직임을 수행한다는 것을 의미한다. 바람직하게는, 불꽃작용식 액츄에이터와 제2 피봇식 조인트 사이의 해제 장치의 모든 움직이는 부분들이 병진 움직임에 기초하여, 특히 간단한 해제 장치로 귀결된다.

바람직한 실시예에서, 해제 장치는 상기 힘 전달 요소의 단부의 병진 움직임을 수행한다. 이것은 해제 장치의 매우 강건한 설계(robust design)를 가능하게 한다. 나아가, 부품들의 갯수가 감소될 수 있다.

바람직하게는, 페달 아암이, 해제 시에 힘 전달 요소가 관통하는 것을 허용하는 통공을 포함한다. 이 경우에는, 페달 아암의 자유 움직임을 가능하게 하기 위하여 힘 전달 요소와 페달 아암 간의 측방향 움직임이 필요하지 않다. 그러나, 힘 전달 요소를 위한 페달 아암에서의 통공이 반드시 필요한 것은 아니다. 대안적으로는, 힘 전달 요소를 페달 아암에 대하여 측방향으로 안내하는 수단이 제공될 수 있다.

다른 실시예에서, 해제 장치는 병진하여 움직일 수 있는 슬라이딩 요소를 포함할 수 있는데, 특히 상기 힘 전달 요소의 단부를 수용하기 위하여 상기 페달 아암에 제공되는 컵의 일부분을 포함할 수 있으며, 상기 슬라이딩 요소는 페달 아암에 있는 통공을 막는 막음 위치로부터 페달 아암에 있는 통공을 개방하는 해제 위치로 움직일 수 있는 것이 바람직하다.

바람직하게는, 페달 장치가, 해제 후에 페달의 원하지 않는 반동(rebound)과 높은 가속을 방지하기 위하여, 상기 힘 전달 요소와 상기 페달 아암 간에 작용하도록 구성된 힘 제한 요소를 포함한다.

본 발명에 의하여, 간단하고, 확고하며, 신뢰성있는 해제 장치를 구비한 페달 아암 장치가 제공된다.

아래에서, 본 발명은 하기의 첨부 도면들을 참조로 하되 바람직한 실시예들을 기초로 하여 설명될 것이다.
도 1a 내지 도 1c 에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 페달 장치가 상이한 상태들에 있는 것으로 도시되어 있고;
도 2a 내지 도 2c 에는 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 페달 장치가 상이한 상태들에 있는 것으로 도시되어 있고;
도 3a 내지 도 3c 에는 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따른 페달 장치를 위한 해제 장치의 사시도가 상이한 상태들로 도시되어 있고;
도 4a 내지 도 4c 에는 도 3a 내지 도 3c 의 해제 장치의 단면도가 도시되어 있고;
도 5a 내지 도 5c 에는 본 발명에 따른 해제 장치를 위한 힘 제한 요소가 도시되어 있고;
도 6a 및 도 6b 에는 본 발명에 따른 해제 장치를 위한 다른 힘 제한 요소가 도시되어 있고;
도 7a 및 도 7b 에는 본 발명에 따른 해제 장치를 위한 불꽃작용식 활성화기(pyrotechnical activator)가 도시되어 있다.

특히 브레이크 페달(brake pedal) 또는 클러치 페달(clutch pedal)과 같이 자동차에 있는 발용 페달(foot pedal)에 해당되는 페달 장치(10)는, 제1 피봇식 조인트(12)를 거쳐서 차량 구조체(vehicle structure)에 피봇가능하게 연결되는 페달 아암(11)을 포함한다. 운전자에 의하여 페달 아암(11)에 가해지는 힘은, 제2 피봇식 조인트(second pivotal joint; 16)를 통하여 페달 아암(11)에 피봇가능하게 연결된 푸시 로드(push rod; 15)를 거쳐서, 브레이크 부스터(brake booster; 13) 및 메인 브레이크 실린더(main brake cylinder; 14)로 전달된다. 제2 피봇식 조인트(16)는, 예를 들어 푸시 로드(15)의 일 단부에 장착된 스위블 헤드(swivel head; 17)에 의하여 형성되는데, 스위블 헤드는 상기 페달 아암(11) 내에 제공된 구형의 컵(cup; 18) 내에 보유된다. 스위블 헤드(17)는 푸시 로드(15)의 근위 단부(proximal end)를 형성한다. 대안적인 실시예에서, 제1 및 제2 스위블 조인트들(12, 16)의 위치들이 상호교체된다면, 풀 로드(pull rod; 15)가 채택될 수 있다.

페달 장치(10)는 불꽃작용식 액츄에이터(20)를 구비한 해제 장치(19)를 포함하는바, 불꽃작용식 액츄에이터(20)는 예를 들어 차량 충격 센서로부터 제공된 해당 활성화 신호에 응답하여 활성화될 수 있다. 도 1a 내지 도 1c 에 도시된 바람직한 실시예에서, 불꽃작용식 활성화기(20)는 페달 아암(11)에 연결되고, 구동 수단(21)을 거쳐서 푸시 로드(15)의 근위 단부(17)에 작용한다. 푸시 로드(15)의 근위 단부(17)는 실질적으로 페달 아암(11)을 따른 병진 움직임을 위하여 페달 아암(11)에서 움직임가능하게 안내된다.

도 1a 에는 보통 작동 상태(normal operation state)에 있는 페달 장치(10)가 도시되어 있다.

특히 차량 충격 신호에 응답하여 활성화되는 때에는, 불꽃작용식 활성화기(20)가 구동 수단(21)을 페달 아암(11)을 따라서 하향으로 구동한다. 구동 수단(21)은 푸시 로드(15)의 근위 단부를 하향으로 강제하여 푸시 로드(15)가 통공(23)에 도달하는 위치로 가게끔 하는바, 그 통공(23)은 페달 아암(11)의 전방 측부에 제공된 것이다. 통공(23)의 직경은 스위블 페드(17)의 직경보다 커서, 푸시 로드(15)는 통공(23)을 통하여 페달 아암(11)의 전방 측으로 관통할 수 있게 된다 (도 1c 참조). 다시 말하면, 페달 아암(11)은 푸시 로드(15)로부터 해제되고(풀려나게 되고), 운전자로부터 멀리 자유롭게 흔들릴 수 있게 되어서, 운전자가 발 부분에서 상해를 입을 위험을 저감시킨다. 바람직하게는, 해제 수단(19) 및 통공(23)이 커버(24) 위 또는 그 뒤에 배치되는바, 이 경우에는 해제된 푸시 로드(15)에 의하여 운전자가 상해를 입을 위험이 없게 된다.

도 2a 내지 도 2c 에 도시된 실시예에서, 불꽃작용식 활성화기(20)는 푸시 로드(15)에 대해 작용하지 않고, 실질적으로 페달 아암(11)을 따른 병진 움직임을 위하여 페달 아암(11)에서 이동가능하게 안내되는 슬라이딩 부재(sliding member; 25)에 대하여 작용한다. 도 2a 에 도시된 보통 작동 상태에서, 슬라이딩 부재(25)는 통공(23)을 막는다. 활성화시, 불꽃작용식 활성화기(20)는 통공(23)을 개방시키기 위하여 슬라이딩 부재(25)가 실질적으로 페달 아암(11)을 따라서 움직이게 하는바(도 2b 참조), 이로써 푸시 로드(15)가 도 2c 에 도시된 바와 같이 통공(23)을 관통할 수 있게 된다.

도 3a 내지 도 3c 및 도 4a 내지 도 4c 에는 다른 실시예가 도시되어 있는데, 여기에서는 스위블 헤드(17)를 위한 컵(18)이 두 개의 컵-형성 부재들(cup forming members; 26, 27)에 의하여 형성되고, 그 컵 형성 부재들 각각은 예를 들어 컵(18)의 절반을 형성한다. 본 실시예에서, 하나의 컵-형성 부재(27)는 페달 아암(11)에 고정적으로 장착되고, 다른 컵-형성 부재(26)는 실질적으로 페달 아암(11)을 따른 병진 움직임을 위하여 페달 아암(11)에서 이동가능하게 안내된다. 활성화시, 불꽃작용식 활성화기(20)는 슬라이딩 부재(27)가 실질적으로 페달 아암(11)을 따라서 이동하게 유발하여, 컵(18)을 사실상 분리하는바, 이로써 페달 아암(11)과 슬라이딩 부재(27)를 통해 통공(23)이 개방되어(도 3b 참조), 푸시 로드(15)가 도 3c 에 도시된 바와 같이 통공(23)을 관통할 수 있게 된다.

도면들에 도시되지 않은 실시예에서, 컵-형성 부재들(26, 27) 둘 다가 페달 아암(11)을 따라서 반대의 방향으로 움직이게 안내될 수 있으며, 불꽃작용식 활성화기(20)는, 통공(23)을 개방하기 위하여 컵-형성 부재들 둘 다가 페달 아암(11)을 따라서 반대 방향으로 이동하게끔 컵(18)을 분리시키도록 구성될 수 있다.

도 5a 내지 도 5c 에는 휨가능한, 바람직하게는 금속으로 된 스트립 요소(28)가 도시되어 있는바, 그 스트립 요소는 페달 아암(11)의 전방 부분(29)과, 컵(18)을 형성하는 컵-형성 부재(30) 사이에 배치된다. 해제 장치는 도 1a 내지 도 1c 를 참조하여 설명된 바와 같이 작용한다. 도 1b 에 대응되는 도 5b 의 위치에 도달된 때에는, 스트립 요소(28)가 변형되기 시작하면서 푸시 로드(15)와 함께 통공(23)을 관통하여 눌려진다 (도 5c 참조). 힘 제한 요소(28) 때문에, 해제된 페달 아암(11)의 높은 가속과 페달 아암(11)의 원하지 않는 반동(rebound)이 방지될 수 있다.

도 6a 및 도 6b 에는 스프링 형태를 갖는 변형가능한 힘 제한 요소(31)의 다른 일 실시예가 도시되어 있는데, 이 힘 제한 요소는 도 6b 에 도시된 해제된 상태에서 페달 아암(11)의 부분(29)과 푸시 로드(15)의 칼라(collar; 32) 사이에서 작용한다. 변형가능 요소(31)는 실질적으로 소성의 거동(plastic behaviour)을 보일 수 있는바, 이로써 해제 후에 페달 아암(11)의 반응 위험을 저감시킬 수 있다. 소성 거동을 보이는 변형가능 요소(31)는 페달 아암(110의 해제 후에도 제동(braking)을 가능하게 한다. 그러므로, 변형가능 요소(31)가 재료의 조합에 의하여 달성될 수 있는 소성-탄성 거동(plastic-elastic behaviour)을 보인다면, 유리할 것이다.

도 7a 및 도 7b 에는 본 발명에 따른 해제 장치(19)를 위한 불꽃작용식 활성화기(20)의 바람직한 실시예가 도시되어 있다. 활성화기(20)는 불꽃작용 충전물(34)을 수납하는 컨테이너(33)를 포함하는바, 그 컨테이너는 제1 단부에 장착된 커넥터(35)들 및 로드 형상의 구동 수단(21)에 연결된 피스톤(36)을 구비하며, 그 구동 수단(21)은 컨테이너(33)의 반대측 단부에서 컨테이너(33)의 개구를 통해서 안내된다. 컨테이너(33)는 만입 영역(38)을 형성하는 만입 부재(37)를 더 포함하는바, 피스톤(36)은 만입 영역(38)에서 초기 상태로 수용된다. 불꽃작용 충전물(34)의 점화시, 만입 부재(37)는 컨테이너(33)의 반대측 단부를 향하여 축방향으로 팽창하여서, 피스톤(36)과 구동 수단(21)을 움직이게 한다. 해제 장치(19)의 컨테이너(33)는 전개(deployment) 후에 불꽃작용 잔재물을 캡슐화시킨다. 만입 부재(37)와 관련된 밀폐된 설계형태는 전개 전과 전개 후에 있어서 환경에 대한 차단을 제공한다. 컨테이너(33)는 슬리브(sleeve)에 의하여 부분적으로 캡슐화(encapsulate)되는 것이 바람직한데, 그 슬리브는 만입 부재(37)의 팽창을 안내하고, 피스톤(36)의 스트로크(stroke)를 제한하며, 또한 피스톤(36)이 헐겁게 되는 것을 방지한다.

10: 페달 장치 11: 페달 아암
12: 제1 피봇식 조인트 13: 브레이크 부스터
14: 메인 브레이크 실린더 15: 푸시 로드
16: 제2 피봇식 조인트 17: 스위블 헤드
18: 컵 19: 해제 장치
20: 불꽃작용식 액츄에이터 21: 구동 수단

Claims

페달 아암(pedal arm; 11)을 포함하는 자동차용 페달 장치로서, 상기 페달 아암은 제1 피봇식 조인트 연결부(first pivotal joint connection; 12)를 거쳐서 차량 구조체에 연결되고 또한 제2 피봇식 조인트 연결부(second pivotal joint connection; 16)를 거쳐서 힘 전달 요소(force transmitting element; 15)에 연결되며, 상기 페달 장치는 불꽃작용식으로 구동되는 해제 장치(release arrangement; 19)를 더 포함하고, 상기 해제 장치(19)는 해당되는 활성화 신호(activation signal)에 응답하여 구동되는 때에 상기 제2 피봇식 조인트 연결부(16)를 해제시키기 위하여 해제 움직임(release movement)을 수행하도록 적합화되고, 상기 해제 장치(19)의 상기 해제 움직임은 실질적으로 페달 아암(11)을 따르는 병진 움직임(translational movement)에 기초하며,
상기 페달 장치는, 해제 후에 페달의 원하지 않는 반동과 높은 가속을 방지하기 위하여 상기 힘 전달 요소(15)와 상기 페달 아암(11) 간에 작용하도록 배치된 힘 제한 요소(force limiting element; 28; 31)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 자동차용 페달 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 해제 장치(19)는 상기 힘 전달 요소(15)의 단부(17)의 병진 움직임을 수행하도록 적합화된, 자동차용 페달 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 페달 아암(11)은, 해제 시에 힘 전달 요소(15)가 관통하는 것을 허용하는 통공(aperture; 23)을 포함하는, 자동차용 페달 장치.
앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 해제 장치(19)는 실질적으로 페달 아암(11)을 따라서 병진하여 움직일 수 있는 슬라이딩 요소(sliding element; 25; 26)를 포함하는, 자동차용 페달 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 슬라이딩 요소(25; 26)는, 상기 페달 아암(11)에 있는 통공(23)을 막는 막음 위치(blocking position)로부터, 상기 통공(23)을 개방시키는 해제 위치(release position)로 움직일 수 있는, 자동차용 페달 장치.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 슬라이딩 요소는, 상기 힘 전달 요소(15)의 단부(17)를 수용하도록 상기 페달 아암(11)에 제공된 컵(18)의 일부분을 형성하는 컵-형성 부재(cup-forming member; 26)인, 자동차용 페달 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 힘 제한 요소는, 상기 제2 피봇식 조인트 연결부(16)의 해제 후에 상기 힘 전달 요소(15)에 의하여 상기 페달 아암(11)에 있는 해제 개구(release opening; 23)를 통하여 움직여지도록 구성된 휨가능한(bendable) 스트립 요소(strip element; 28)를 포함하는, 자동차용 페달 장치.
제 1 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 힘 제한 요소는 상기 힘 전달 요소(15)와 상기 페달 아암(11) 사이에 배치된 변형가능 요소(deformable element; 31)를 포함하는, 자동차용 페달 장치.
앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자동차용 페달 장치는 컨테이너(container; 33)를 구비한 불꽃작용식 액츄에이터(pyrotechnical actuator; 20)를 포함하고, 상기 컨테이너는 불꽃작용 충전물(34), 가동 부재(movable member; 36), 및 초기 상태에서 상기 가동 부재(36)를 수용하는 만입 부재(indented member; 37)를 수납하며, 상기 만입 부재(37)는 상기 가동 부재(36)를 움직이기 위하여 상기 불꽃작용 충전물(34)의 점화 시에 상기 가동 부재(36)를 향하여 축방향으로 팽창되도록 구성된, 자동차용 페달 장치.