KR20160000095A

KR20160000095A - 페달 시뮬레이터

Info

Publication number: KR20160000095A
Application number: KR1020140076775A
Authority: KR
Inventors: 손미진
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2014-06-23
Filing date: 2014-06-23
Publication date: 2016-01-04
Also published as: KR102223847B1

Abstract

페달 시뮬레이터에 관한 발명이 개시된다. 본 발명에 따른 페달 시뮬레이터는: 유체가 충전되는 시뮬레이터 바디; 시뮬레이터 바디의 길이방향을 따라서 이동하며 시뮬레이터 바디 내의 유체를 압축하는 피스톤; 피스톤에 삽입되는 피스톤로드; 피스톤의 내측으로 삽입되고, 피스톤로드를 탄성 지지하는 댐퍼부; 댐퍼부의 일단에 설치되는 댐퍼부캡; 및 피스톤로드와 연결되어 페달의 가압력을 전달하고, 댐퍼부캡과 접촉하는 푸시로드;를 포함한다.

Description

페달 시뮬레이터{PEDAL SIMULATOR}

본 발명은 페달 시뮬레이터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 댐퍼부에 댐퍼부캡을 설치하여 댐퍼부의 마모를 방지하고 내구성을 향상시키는 페달 시뮬레이터에 관한 것이다.

일반적으로 전동 브레이크장치(Brake-By-Wire System)는, 기계적 연결 없이 전자제어되는 전동 캘리퍼를 이용해 제동을 이루는 방식이다.

이러한 전동 브레이크 장치는 유압을 적용하지 않는 특성상 운전자가 느끼는 페달조작감(Pedal Feeling)이 떨어지므로, 유압을 적용하는 브레이크 장치의 히스테리시스(Hysteresis)를 구현하여 운전자의 페달조작감을 저하시키지 않는 페달 시뮬레이터장치(Pedal Simulator)를 적용한다.

페달 시뮬레이터는, 중첩된 스프링의 마찰 저항을 이용하거나, 전자석이나 영구자석의 자력을 이용하는 방식으로 구현한다.

종래의 페달 시뮬레이터에 적용되는 고무댐퍼는 운전자에 의해 수시로 반복 하중을 받고 급제동 시 큰 하중을 받기 때문에 영구 변형이 발생하게 된다. 고무댐퍼가 영구 변경되면 그 양만큼 무효 스트로크가 증가되어, 운전자는 평소와 같이 페달을 밟게 되면 무효 스트로크에 의해 운전자가 생각한 정도의 제동력이 발생되지 않게 되는 문제점이 있다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2012-0054229호(2012.05.30 공개, 발명의 명칭: 페달 시뮬레이터)에 개시되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출한 것으로, 본 발명의 목적은 댐퍼부에 댐퍼부캡을 설치하여 댐퍼부의 마모를 방지하고 내구성을 향상시키는 페달 시뮬레이터를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 페달 시뮬레이터는: 유체가 충전되는 시뮬레이터 바디; 상기 시뮬레이터 바디의 길이방향을 따라서 이동하며 상기 시뮬레이터 바디 내의 유체를 압축하는 피스톤; 상기 피스톤에 삽입되는 피스톤로드; 상기 피스톤의 내측으로 삽입되고, 상기 피스톤로드를 탄성 지지하는 댐퍼부; 상기 댐퍼부의 일단에 설치되는 댐퍼부캡; 및 상기 피스톤로드와 연결되어 페달의 가압력을 전달하고, 상기 댐퍼부캡과 접촉하는 푸시로드;를 포함한다.

본 발명에서 상기 댐퍼부캡은 상기 댐퍼부를 압입 결합한다.

본 발명에서 상기 댐퍼부캡은, 상기 푸시로드와 면접촉하는 접촉면부; 상기 접촉면부의 중심에 관통 형성되어 상기 피스톤로드가 이동하는 관통홀; 및 상기 접촉면부의 테두리에서 돌출 형성되고, 상기 댐퍼부의 일단의 외경에 대응하는 내경을 구비하는 결합부;를 포함한다.

본 발명에서 상기 결합부는 상기 댐퍼부와 접촉하는 부분을 곡면으로 가공한다.

본 발명에서 상기 푸시로드는 상기 댐퍼부캡과 면접촉한다.

본 발명에서 상기 댐퍼부캡과 상기 푸시로드는 각각 금속 재질을 포함하여 이루어진다.

본 발명에 따른 페달 시뮬레이터는, 댐퍼부에 댐퍼부캡을 설치하여 댐퍼부의 마모를 방지하고 내구성을 향상시킴으로써, 운전자에게 안정적인 제동력을 제공할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면 댐퍼부에 영구 변형이 발생하여도, 푸시로드와 댐퍼부캡 간의 충돌에 의한 금속 소음을 통하여 운전자가 댐퍼부에 영구 변형이 발생한 것을 감지하고 댐퍼부의 교체 시기가 되었음을 인지하여 댐퍼부를 수리·교체함으로써 사고를 미연에 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 페달 시뮬레이터를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1의 "A"를 개략적으로 나타낸 부분 확대도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 댐퍼부캡을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 댐퍼부가 영구 변형된 경우를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 댐퍼부가 영구 변형된 경우, 푸시로드와 댐퍼부캡의 충돌을 개략적으로 나타낸 단면도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 페달 시뮬레이터의 일 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 페달 시뮬레이터를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 "A"를 개략적으로 나타낸 부분 확대도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 댐퍼부캡을 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 댐퍼부가 영구 변형된 경우를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 댐퍼부가 영구 변형된 경우, 푸시로드와 댐퍼부캡의 충돌을 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 페달 시뮬레이터(100)는 유체가 충전되는 시뮬레이터 바디(10)와, 시뮬레이터 바디(10)의 길이방향을 따라서 이동하며 시뮬레이터 바디(10) 내의 유체를 압축하는 피스톤(20)과, 피스톤(20)에 삽입되는 피스톤로드(30)와, 피스톤(20)의 내측으로 삽입되고, 피스톤로드(30)를 탄성 지지하는 댐퍼부(40)와, 댐퍼부(40)의 일단에 설치되는 댐퍼부캡(50)과, 피스톤로드(30)와 연결되어 페달(미도시)의 가압력을 전달하고, 댐퍼부캡(50)과 접촉하는 푸시로드(60)를 포함한다.

본 발명에 따른 페달 시뮬레이터(100)는 차량에 회전 가능하게 설치되는 페달에 설치되어 페달답력을 제공받는다.

시뮬레이터 바디(10)는 페달 시뮬레이터(100)의 몸체를 형성하는 것으로, 차량의 내측에 고정된 상태로 설치된다. 시뮬레이터 바디(10)는 내부에 유체가 충전되는 공간이 형성된다. 본 발명의 실시예에서 시뮬레이터 바디(10)의 내부에 충전되는 유체로는 오일 등이 사용된다.

피스톤(20)은 시뮬레이터 바디(10)의 내부에 설치되고, 피스톤로드(30)의 작동에 의하여 시뮬레이터 바디(10)의 길이방향(도 1 기준 좌우 방향)을 따라서 이동하면서 시뮬레이터 바디(10) 내의 유체를 압축한다.

피스톤로드(30)는 일단(31)이 피스톤(20)의 일면(도 1 기준 좌측)에 삽입되고, 타단(32)이 푸시로드(60)에 연결된다.

댐퍼부(40)는 피스톤(20)의 내측에 삽입 설치되고, 피스톤로드(30)에 길이방향으로 관통된다. 댐퍼부(40)는 시뮬레이터 바디(10)의 길이방향을 따라서 이동하는 피스톤로드(30)를 탄성 지지한다. 댐퍼부(40)는 탄성 변형 가능한 고무 재질을 포함하여 이루어진다. 본 발명의 실시예에서 댐퍼부(40)는 EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer) 재질을 포함하여 이루어진다.

댐퍼부캡(50)은 댐퍼부(40)의 일단(도 2 기준 우측)에 설치된다. 댐퍼부(40)의 일단이 댐퍼부캡(50)에 의하여 보호되어, 푸시로드(60)와 직접 접촉되는 것이 방지됨으로써, 댐퍼부(40)의 마모와 파손이 방지된다. 따라서, 댐퍼부(40)의 마모 또는 파손에 의하여 피스톤로드(30)의 구동에 이상이 발생되는 것을 방지할 수 있게 되고, 일정한 제동력을 제공할 수 있게 된다.

댐퍼부캡(50)은 금속 재질을 포함하여 이루어진다. 댐퍼부(40)는 댐퍼부캡(50)에 압입 설치된다. 댐퍼부(40)는 댐퍼부캡(50)에 압입 결합되어 일체로 이동하고, 댐퍼부(40)와 댐퍼부캡(50) 간에 마찰이 발생하지 않게 되어 댐퍼부(40)가 마모되는 것을 방지한다.

도 3을 참조하면, 댐퍼부캡(50)은 접촉면부(51), 관통홀(52), 및 결합부(53)을 포함한다.

접촉면부(51)는 푸시로드(60)와 면접촉하는 것으로, 원형으로 형성된다. 관통홀(52)은 접촉면부(51)의 중심에 구멍이 관통 형성된다. 피스톤로드(30)가 관통홀(52)을 통하여 이동하게 된다. 결합부(53)은 접촉면부(51)의 테두리에서 돌출 형성되고, 댐퍼부(40)의 외경에 대응하는 내경이 구비된다. 결합부(53)의 내경은 댐퍼부(40)의 외경보다 작게 형성되어, 댐퍼부(40)가 탄성 변형되면서 결합부(53)에 압입된다. 따라서, 댐퍼부(40)는 댐퍼부캡(50)의 결합부(53)에 압입되어 일체로 이동하게 된다. 피스톤로드(30)는 댐퍼부캡(50)의 관통홀(52)을 통하여 이동 가능하게 된다. 댐퍼부(40)는 댐퍼부캡(50)의 접촉면부(51)에 의하여 보호되어 푸시로드(60)와 직접 접촉되는 것이 차단되어 마모되는 것을 방지할 수 있게 된다.

결합부(53)의 내주면의 테두리부(54)는 댐퍼부(40)와 접촉하는 부분이다. 테두리부(54)는 필릿(Fillet) 가공되어 볼록한 곡면으로 형성된다. 테두리부(54)가 필릿 가공됨으로써, 조립시에 결합부(53)의 테두리부(54)와 댐퍼부(40)이 접촉되면서 댐퍼부(40)가 마모 또는 파손되는 것이 방지될 수 있다.

푸시로드(60)는 피스톤로드(30)의 타단(32)과 연결되어 페달의 가압력을 전달한다. 푸시로드(60)의 연결부(61)는 내주면에 탭 가공되고, 피스톤로드(30)의 타단(32)의 타단에 탭 가공되어, 푸시로드(60)의 연결부(61)에 피스톤로드(30)의 타단(32)이 체결된다. 푸시로드(60)는 댐퍼부캡(50)과 접촉한다. 푸시로드(60)의 가압력이 댐퍼부캡(50)에 전달되는 것이 용이하도록, 푸시로드(60)는 댐퍼부캡(50)과 서로 면접촉된다. 따라서, 푸시로드(60)가 댐퍼부캡(50)을 가압하는 면적이 넓게 형성된다.

댐퍼부(40)가 탄성변형 범위 내에서 작동되는 경우에는, 푸시로드(60)는 댐퍼부캡(50)과 직접 접촉된 상태에서 댐퍼부캡(50)을 가압한다(도 2 참조). 이 경우 운전자가 제동을 하게 되면, 푸시로드(60)가 댐퍼부캡(50)가 면접촉된 상태에서 함께 이동한다.

댐퍼부(40)가 일정 이상의 가압을 받게 되어 탄성변형 범위를 벗어나 영구변형이 되면, 댐퍼부(40)는 길이방향으로 길이가 줄어들게 되고, 댐퍼부캡(50)과 푸시로드(60) 사이에 간격이 생기게 된다. 즉, 댐퍼부캡(50)은 댐퍼부(40)의 일단이 압입 결합되어 댐퍼부(40)와 일체로 형성됨으로써, 댐퍼부캡(50)도 푸시로드(60)와 이격된 상태가 된다(도 4 참조). 이 경우 운전자가 차량을 제동하고자 할 때, 푸시로드(60)가 댐퍼부캡(50)을 가압할 때까지 푸시로드(60)와 댐퍼부캡(50) 간의 이격된 공간으로 인하여 무효스트로크가 발생되어 차량의 제동이 이루어지지 않게 된다.

푸시로드(60)와 댐퍼부캡(50)은 각각 금속 재질을 포함하여 이루어진다. 댐퍼부캡(50)과 푸시로드(60)가 금속 재질을 포함하여 이루어짐으로써, 댐퍼부캡(50)과 푸시로드(60)가 이격되는 경우에는 차량의 운전자가 제동할 때 푸시로드(60)가 이격된 댐퍼부캡(50)과 충돌하면서 금속 충돌에 의한 금속 소음이 발생하게 된다. 금속 소음에 의하여 차량의 운전자, 또는 탑승자는 댐퍼부(40)가 영구 변형되었음을 감지하고 댐퍼부캡(50)과 푸시로드(60) 간에 이격된 공간의 발생으로 무효스트로크가 생기고, 차량의 제동력에 이상이 발생할 수 있음을 인지하게 된다. 차량의 운전자, 또는 탑승자는 차량의 제공력 이상에 의한 사고를 방지하기 위하여 영구변형된 댐퍼부(40)를 교체·수리할 수 있다.

작동로드(70)는 페달과 힌지결합되어, 차량의 운전자가 페달에 가압하는 힘에 의하여 작동되고, 푸시로드(60)를 시뮬레이터 바디(10) 내에서 시뮬레이터 바디(10)의 길이방향을 따라서 이동가능하게 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 페달 시뮬레이터의 작동을 설명한다.

도 4는 댐퍼부(40)가 일정 이상의 힘으로 가압되어 영구 변형된 것을 나타낸 것이다. 이때, 댐퍼부캡(50)은 댐퍼부(40)와 결합되어 일체를 이루고 있기 때문에, 댐퍼부(40)에 변형이 발생하게 되면 댐퍼부캡(50)은 푸시로드(60)에 일정 거리를 두고 이격된다. 이 상태에서는 푸시로드(60)가 가압되어도 일정 거리를 이동하는 동안 댐퍼부캡(50)가 접촉되지 않아 그 거리 만큼 무효 스트로크되고, 차량에 제동력이 제공되지 않는다.

도 5는 푸시로드(60)가 이격된 댐퍼부캡(50)과 충돌하는 경우를 나타낸 것이다. 댐퍼부(40)가 영구 변형되어 댐퍼부캡(50)과 푸시로드(60) 사이에 일정 거리를 두고 공간이 생긴다. 차량의 운전자가 페달을 밟을 때, 작동로드(70)가 작동되고, 작동로드(70)에 의하여 푸시로드(60)가 시뮬레이터 바디(10) 내에서 시뮬레이터 바디(10)의 길이방향을 따라서 이동한다. 푸시로드(60)와 댐퍼부캡(50)은 각각 서로 금속 재질을 포함하여 이루어져, 푸시로드(60)가 댐퍼부캡(50)과 충돌하면서 금속 소음이 발생하게 된다. 따라서, 차량의 운전자 또는 탑승자는 금속 소음을 듣고, 댐퍼부(40)의 변형을 감지하게 된다. 그 후 차량을 정비하여, 영구 변형된 댐퍼부(40)를 제거하고 정상 작동 범위 내에서 탄성 변형되는 댐퍼부(40)로 교체·수리하게 된다. 따라서, 댐퍼부(40)의 영구 변형으로 차량의 제동력에 이상이 발생된 것을 감지하여, 정상적으로 탄성 변형되는 댐퍼부(40)에 의하여 운전자에게 안정적인 제동력을 제공할 수 있게 된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10: 시뮬레이터 바디 20: 피스톤
30: 피스톤로드 40: 댐퍼부
50: 댐퍼부캡 51: 접촉면부
52: 관통홀부 53: 결합부
54: 테두리부 60: 푸시로드
70: 작동로드 100: 페달 시뮬레이터

Claims

유체가 충전되는 시뮬레이터 바디;
상기 시뮬레이터 바디의 길이방향을 따라서 이동하며 상기 시뮬레이터 바디 내의 유체를 압축하는 피스톤;
상기 피스톤에 삽입되는 피스톤로드;
상기 피스톤의 내측으로 삽입되고, 상기 피스톤로드를 탄성 지지하는 댐퍼부;
상기 댐퍼부의 일단에 설치되는 댐퍼부캡; 및
상기 피스톤로드와 연결되어 페달의 가압력을 전달하고, 상기 댐퍼부캡과 접촉하는 푸시로드;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 페달 시뮬레이터.
제1항에 있어서,
상기 댐퍼부캡은 상기 댐퍼부를 압입 결합하는 것을 특징으로 하는 페달 시뮬레이터.
제1항에 있어서,
상기 댐퍼부캡은,
상기 푸시로드와 면접촉하는 접촉면부;
상기 접촉면부의 중심에 관통 형성되어 상기 피스톤로드가 이동하는 관통홀; 및
상기 접촉면부의 테두리에서 돌출 형성되고, 상기 댐퍼부의 일단의 외경에 대응하는 내경을 구비하는 결합부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 페달 시뮬레이터.
제3항에 있어서,
상기 결합부는 상기 댐퍼부와 접촉하는 부분을 곡면으로 가공하는 것을 특징으로 하는 페달 시뮬레이터.
제1항에 있어서,
상기 푸시로드는 상기 댐퍼부캡과 면접촉하는 것을 특징으로 하는 페달 시뮬레이터.
제1항에 있어서,
상기 댐퍼부캡과 상기 푸시로드는 각각 금속 재질을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 페달 시뮬레이터.