KR20240011299A - 차량용 폴더블 페달장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 폴더블 페달장치에 관한 것으로, 운전자가 직접 운전하는 수동운전모드에서는 운전자에 의한 조작이 가능하도록 페달패드(300)가 팝업되고, 자율주행 상황에서는 운전자에 의한 조작이 불가능하도록 페달패드(300)가 하이드되며, 모터(500)의 동력을 전달하는 기어기구(600)가 배력을 만들어서 페달패드(300)의 폴더블 기능을 구현할 수 있도록 된 것이다.

Description

차량용 폴더블 페달장치{FOLDABLE PEDAL APPARATUS FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 폴더블 페달장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 운전자가 직접 운전하는 수동운전모드에서는 운전자에 의한 조작이 가능하도록 페달패드가 운전자쪽으로 돌출되어서 노출되고, 자율주행 상황에서는 운전자에 의한 조작이 불가능하도록 페달패드가 숨겨져서 운전자쪽으로의 노출이 차단되는 차량용 폴더블 페달장치에 관한 기술이다.

자율주행 차량은 운전자가 핸들과 가속페달 및 브레이크 등을 직접 조작하지 않아도 스스로 목적지까지 찾아가는 자율주행 기술이 접목된 스마트 차량으로 개발이 급속도로 진행되고 있다.

자율주행 상황이 보편적으로 실현될 경우 운전자가 직접 운전을 하는 수동운전모드, 및 운전자가 직접 운전을 하지 않고 차량이 스스로 목적지까지 주행하는 자율주행모드를 선택할 수 있다.

자율주행모드에서는 운전자가 발을 뻗어서 편안하게 휴식을 취할 수 있어야 하기에 운전석 하부공간에 위치한 페달(가속페달, 브레이크페달)이 실내로 그대로 노출된 상태로 존재하게 되면 운전자의 휴식에 방해가 되는 단점이 있다.

또한, 자율주행 상황은 운전자가 차량의 페달(가속페달, 브레이크페달)을 조작하지 않는 상황으로, 만약에 자율주행 중에 운전자가 페달을 조작하게 되면 차량 제어기는 운전자가 자율주행을 종료하고 운전자가 직접 운전을 원하는 상황으로 판단하여 자율주행을 위한 제어를 종료하게 된다.

그런데, 차량의 페달은 운전석 하부 공간에 노출되도록 설치되어 있기 때문에 자율주행 상황에서 운전자가 무의식적으로 페달을 조작할 우려가 있고(페달의 오조작 상황), 이럴 경우 도로 상황 또는 차간 거리 등에 따라 사고가 발생할 우려가 있다.

따라서, 운전자가 직접 운전하는 수동운전모드에서는 운전자에 의한 조작이 가능하도록 페달패드가 운전자를 향해 돌출되도록 노출되고, 자율주행 상황에서는 운전자의 편안한 휴식 및 오조작 방지 등의 안전을 위해 운전자에 의한 조작이 불가능하도록 페달패드의 노출을 차단하는 페달장치의 기술개발이 필요하다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

대한민국공개특허공보 제10-2021-0125733호

본 발명은, 운전자가 직접 운전하는 수동운전모드에서는 운전자에 의한 조작이 가능하도록 페달패드가 운전자쪽으로 돌출되어서 노출(팝업)되고, 자율주행 상황에서는 운전자에 의한 조작이 불가능하도록 페달패드가 숨겨져서 운전자쪽으로의 노출이 차단(하이드)되는 차량용 폴더블 페달장치로서, 자율주행 상황에서 운전자의 편안한 휴식이 가능하고, 더 나아가 자율주행 상황에서 페달의 오조작을 차단함으로써 안전성 향상을 도모할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있다.

또한 본 발명에 따른 폴더블 페달장치는, 모터의 동력을 전달하는 기어기구가 배력을 만들어서 페달패드의 폴더블 기능을 구현할 수 있는 구성으로, 최소 용량의 모터를 사용할 수 있게 됨에 따라 비용절감 및 사이즈 축소를 도모할 수 있도록 하는 데에 다른 목적이 있다.

또한 본 발명에 따른 폴더블 페달장치는, 폴더블 기능의 메커니즘을 최대한 단순화하여 부품수를 최소화하고, 이를 통해 원가절감과 중량감소 및 레이아웃의 최소화를 도모할 수 있도록 하는 데에 다른 목적이 있다.

또한 본 발명에 따른 폴더블 페달장치는, 고하중의 스프링모듈과 히스테리시스레버를 구비한 오르간 타입 전자식 페달장치로서, 히스테리시스레버의 부품변경을 통해 차종마다 상이하게 요구되는 답력, 스트로크, 히스테리시스 조작력의 튜닝이 가능하도록 하고, 이를 통해 비용절감을 도모할 수 있도록 하는 데에 다른 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 폴더블 페달장치는, 페달하우징; 상기 페달하우징에 회전 가능하게 결합되고, 운전자에 의해 조작되는 페달패드; 상기 페달패드가 페달하우징으로부터 돌출되도록 페달패드에 탄성력을 제공하는 스프링모듈; 상기 페달하우징에 고정된 모터의 동력을 전달받아 회전하면서 배력을 발생하는 기어기구; 및 상기 기어기구에 결합된 회전스토퍼를 포함하고; 상기 기어기구의 회전으로 회전스토퍼가 페달패드를 가압함에 따라 페달패드가 전방으로 회전하여 페달하우징속으로 삽입되면 자율주행 상황에서 운전자에 의한 페달패드의 조작이 불가능한 하이드상태가 되는 것을 특징으로 한다.

상기 기어기구의 회전으로 회전스토퍼에 의한 페달패드의 가압이 해제되면서 스프링모듈의 탄성력으로 페달패드가 후방으로 회전하여 페달하우징으로부터 돌출되면 수동운전모드에서 운전자에 의한 페달패드의 조작이 가능한 팝업상태가 되는 것을 특징으로 한다.

상기 페달하우징은 페달하우징의 개구된 일측을 커버링하도록 결합된 측면커버를 포함하고; 상기 측면커버에는 페달하우징의 내부와 단절된 커버홈이 형성되고; 상기 커버홈속에 모터와 기어기구가 위치하도록 설치되고; 상기 회전스토퍼는 측면커버를 관통해서 페달하우징의 내부로 돌출된 것을 특징으로 한다.

상기 페달하우징에 결합되고 페달패드가 페달하우징으로부터 돌출되는 회전을 할 때에 페달패드와 접촉해서 스토퍼역할을 하는 고무스토퍼;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 고무스토퍼는 페달하우징의 내측 윗면에 고정되게 결합된 제1고무스토퍼 및 제2고무스토퍼로 구성되고; 상기 제1고무스토퍼는 제2고무스토퍼보다 페달패드의 회전중심으로부터 가까운 거리의 위치에 결합되어서 페달패드가 페달하우징으로부터 돌출되는 회전을 할 때에 제1고무스토퍼가 먼저 페달패드와 접촉하고 제2고무스토퍼가 나중에 접촉하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1고무스토퍼는 페달패드와의 접촉시 형상이 변형되면서 충격 및 소음을 흡수할 수 있도록 속이 빈 중공형상으로 형성되고; 상기 제2고무스토퍼는 페달패드의 완전 정지를 위해 속이 채워진 중실형상으로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 페달하우징에 대해 회전 가능하게 설치되고, 상측이 페달패드의 내측으로 삽입되어서 페달패드의 안쪽면과 접촉하며, 페달패드의 회전시 페달패드와의 마찰력으로 히스테리시스를 발생하는 히스테리시스레버;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 페달패드는 운전자의 발로 조작되는 패드면이 구비되고, 스프링모듈의 일단이 내측으로 삽입되어서 설치되며, 히스테리시스레버의 상측이 내측으로 삽입되어서 접촉하는 박스형상의 패드부; 및 상기 패드부와 일단이 연결되고 타단에 힌지핀이 결합된 페달암부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 페달패드가 하이드된 상태, 팝업상태에서 하이드상태로의 전환시 및 하이드상태에서 팝업상태로의 전환시에 페달암부와 회전스토퍼는 서로 접촉하는 것을 특징으로 한다.

상기 페달패드가 팝업된 상태 및 팝업된 페달패드를 운전자가 조작함에 따라 페달패드가 전방으로 회전할 때에 페달암부와 회전스토퍼는 서로 접촉하지 않는 것을 특징으로 한다.

상기 페달패드에 결합된 영구자석; 및 상기 영구자석과 대면하도록 페달하우징에 결합된 PCB를 더 포함하고; 상기 PCB는 페달패드의 회전시 영구자석의 자속변화를 인식하여 페달기능과 관련된 신호를 발생하는 것을 특징으로 한다.

상기 모터의 작동에 따른 기어기구의 회전으로 인해 페달패드가 하이드상태 또는 팝업상태가 되도록 회전하면서 영구자석의 위치가 변화할 때에는, 오작동의 방지를 위해 PCB는 페달기능과 관련된 신호를 발생하지 않는 것을 특징으로 한다.

상기 페달패드가 페달하우징으로부터 돌출된 팝업상태이고, 모터가 동작하지 않는 상황에서 운전자의 조작으로 페달패드가 전방으로 회전함에 따라 영구자석의 위치가 변화할 때에만 PCB는 페달기능과 관련된 신호를 발생하는 것을 특징으로 한다.

상기 모터는 시계방향과 반 시계방향으로 모두 회전이 가능한 양방향 회전모터이면서 적어도 2개 이상으로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 기어기구는 모터와 결합된 제1기어; 상기 제1기어와 치합된 제2기어; 상기 제2기어와 일체화를 이루어서 함께 회전하는 제3기어; 및 상기 제3기어와 치합되고 회전스토퍼가 회전중심으로부터 편심된 위치에 결합된 제4기어를 포함하고; 상기 모터의 동력이 제1기어에서 제4기어로 전달되는 과정에서 배력이 발생할 수 있도록 제2기어는 제1기어보다 기어의 잇수가 많으면서 PCD가 크게 형성되고, 제4기어는 제3기어보다 기어의 잇수가 많으면서 PCD가 크게 형성되며; 상기 제3기어와 제4기어는 웜기어와 웜휠기어로 구성되고; 상기 제3기어의 양단에 제2기어의 중심이 위치하도록 일체로 결합된 것을 특징으로 한다.

상기 기어기구는 모터의 동력이 전달되는 과정에서 배력이 발생할 수 있도록 복수의 기어로 구성되고; 상기 기어기구는 적어도 하나 이상의 웜기어와 웜휠기어를 포함하도록 구성되며; 상기 웜기어와 웜휠기어는 종감속기어로 구성되어서 회전스토퍼가 웜휠기어의 회전중심으로부터 편심된 위치에 결합된 것을 특징으로 한다.

상기 히스테리시스레버에 형성된 가이드홈에 일단이 삽입되어서 가이드홈을 따라 이동 가능하게 설치되고 타단은 연결핀을 통해 기어기구와 결합되며, 기어기구의 회전시 가이드홈을 따라 이동하는 무빙가이드; 및 상기 무빙가이드에 결합된 고무댐퍼를 더 포함하고; 팝업된 페달패드를 운전자가 조작함에 따라 페달패드가 페달하우징속으로 삽입되는 회전을 할 때에 고무댐퍼는 페달패드와의 접촉으로 탄성 변형되면서 답력을 생성하는 것을 특징으로 한다.

상기 페달패드에는 댐퍼회피홀이 형성되고; 상기 모터의 작동으로 기어기구 및 회전스토퍼가 회전하고, 회전스토퍼가 페달패드를 가압함에 따라 페달패드가 페달하우징속으로 삽입되면서 하이드상태가 되도록 회전할 때에 무빙가이드는 가이드홈을 따라 로드부로부터 돌출되는 방향으로 이동하고, 페달패드가 하이드상태가 되면 고무댐퍼는 댐퍼회피홀속으로 삽입된 상태가 되는 것을 특징으로 한다.

상기 고무댐퍼가 댐퍼회피홀속으로 삽입된 상태일 때 페달패드에 의한 고무댐퍼의 변형을 방지할 수 있도록 댐퍼회피홀은 고무댐퍼보다 크게 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 페달패드에는 페달패드의 하이드상태시 고무댐퍼가 삽입되는 댐퍼회피홀이 형성되고; 상기 댐퍼회피홀의 일측에는 팝업된 페달패드를 운전자가 조작함에 따라 페달패드가 페달하우징속으로 삽입되는 회전을 할 때에 무빙가이드의 타단이 삽입되어서 페달패드와의 간섭을 방지하는 제1가이드회피홀이 형성되고; 상기 댐퍼회피홀의 타측에는 페달패드가 하이드상태로 변경될 때에 무빙가이드의 타단이 삽입되어서 페달패드와의 간섭을 방지하는 제2가이드회피홀이 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 폴더블 페달장치는, 운전자가 직접 운전하는 수동운전모드에서는 운전자에 의한 조작이 가능하도록 페달패드가 운전자쪽으로 돌출되어서 노출(팝업)되고, 자율주행 상황에서는 운전자에 의한 조작이 불가능하도록 페달패드가 숨겨져서 운전자쪽으로의 노출이 차단(하이드)되는 구성으로, 자율주행 상황에서 운전자의 편안한 휴식이 가능하고, 더 나아가 자율주행 상황에서 페달의 오조작을 차단함으로써 안전성 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따른 폴더블 페달장치는, 모터의 동력을 전달하는 기어기구가 배력을 만들어서 페달패드의 폴더블 기능을 구현할 수 있는 구성으로, 최소 용량의 모터를 사용할 수 있게 됨에 따라 비용절감 및 사이즈 축소를 도모할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따른 폴더블 페달장치는, 모터의 작동에 의한 기어기구 및 회전스토퍼의 회전으로 페달의 폴더블 기능을 구현하는 구성으로, 폴더블 기능의 메커니즘을 최대한 단순화하여 부품수를 최소화할 수 있게 되고, 이를 통해 원가절감과 중량감소 및 레이아웃의 최소화를 도모할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따른 폴더블 페달장치는, 고하중의 스프링모듈과 히스테리시스레버를 구비한 오르간 타입 전자식 페달장치로서, 히스테리시스레버의 부품변경을 통해 차종마다 상이하게 요구되는 답력, 스트로크, 히스테리시스 조작력의 튜닝이 가능하도록 하고, 이를 통해 비용절감을 도모할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 폴더블 페달장치의 분해도,
도 2는 도 1의 결합상태 도면으로 페달패드가 팝업된 상태의 도면,
도 3은 도 2의 내부구조가 도시된 측면도,
도 4 내지 도 5는 본 발명에 따라 페달하우징에 고무스토퍼가 결합된 상태를 설명하기 위한 도면,
도 6 내지 도 12는 페달패드가 팝업된 상태로서 페달장치의 내부구성을 설명하기 위한 도면,
도 13 내지 도 14는 팝업상태 페달패드를 운전자가 발로 조작해서 페달패드가 회전된 정상 작동상태를 설명하기 위한 도면,
도 15 내지 도 17은 본 발명에 따른 페달패드의 하이드상태를 설명하기 위한 도면,
도 18은 본 발명에 따른 다른 실시예의 기어기구를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 모터 제어기(MCU: Motor Control Unit), 하이브리드 제어기(HCU: Hybrid Control Unit) 등의 명칭에 포함된 유닛(Unit) 또는 제어 유닛(Control Unit)은 차량 특정 기능을 제어하는 제어 장치(Controller)의 명명에 널리 사용되는 용어일 뿐, 보편적 기능 유닛(Generic function unit)을 의미하는 것은 아니다.

제어기(Controller)는 담당하는 기능의 제어를 위해 다른 제어기나 센서와 통신하는 통신 장치, 운영체제나 로직 명령어와 입출력 정보 등을 저장하는 메모리 및 담당 기능 제어에 필요한 판단, 연산, 결정 등을 수행하는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 폴더블 페달장치에 대해 살펴보기로 한다.

본 발명에 따른 차량용 폴더블 페달장치는 도 1 내지 도 17에 도시된 바와 같이, 운전석 하부공간에 고정되게 설치된 페달하우징(100); 상기 페달하우징(100)에 힌지핀(200)을 매개로 회전 가능하게 결합되고, 운전자에 의해 조작되는 페달패드(300); 상기 페달패드(300)가 페달하우징(100)으로부터 돌출되도록 페달패드(300)에 탄성력을 제공하는 스프링모듈(400); 상기 페달하우징(100)에 고정된 모터(500)의 동력을 전달받아 회전하면서 배력을 발생하는 기어기구(600); 및 상기 기어기구(600)에 결합된 회전스토퍼(700)를 포함한다.

자율주행 상황에서는 모터(500)의 작동에 의한 기어기구(600)의 회전으로 회전스토퍼(700)가 페달패드(300)를 가압함에 따라 페달패드(300)는 전방으로 회전해서 페달하우징속(100)으로 삽입되어 위치하고, 이에 따라 페달패드(300)는 운전자에 의한 조작이 불가능한 하이드(hide,숨김)상태가 된다.(도 15 내지 도 17 참고)

페달패드(300)가 하이드상태가 되면 페달패드(300)는 페달하우징속(100)으로 삽입되어 운전자 또는 승객의 시야에 노출이 되지 않게 된다.

수동운전모드에서는 모터(500)의 작동에 의한 기어기구(600)의 회전으로 회전스토퍼(700)에 의한 페달패드(300)의 가압이 해제되고 동시에 페달패드(300)는 스프링모듈(400)의 탄성력으로 후방으로 회전해서 페달하우징속(100)으로부터 돌출되고, 이로 인해 페달패드(300)는 실내공간으로 돌출되며, 이에 따라 페달패드(300)는 운전자에 의한 조작이 가능한 팝업상태(pop up)가 된다.(도 2 내지 도 8 참고)

페달하우징(100)은 내부가 비어있는 박스형상으로 형성되고, 내부공간에 페달패드(300), 고하중의 스프링모듈(400) 및 후술하는 히스테리시스레버, 무빙가이드 등이 설치된다.

페달하우징(100)은 일측이 개구된 형상으로 형성될 수 있고, 페달하우징(100)은 페달하우징(100)의 일측을 커버링하도록 분리 가능한 구조로 결합된 측면커버(110)를 포함하도록 구성될 수 있다.

측면커버(110)의 외측에는 소정크기의 커버홈(111)이 형성되고, 커버홈(111)은 측면커버(110)에 의해 페달하우징(100)의 내부와 단절된 구조로 형성되며, 커버홈(111)속에는 모터(500)와 기어기구(600)가 위치하도록 설치되고, 회전스토퍼(700)는 측면커버(110)를 관통해서 페달하우징(100)의 내부로 돌출되도록 구비된다.

폴더블의 기능을 수행하기 위해 동력을 발생하는 모터(500) 및 모터(500)의 동력을 전달하는 기어기구(600)는 보다 효과적으로 보호되고 이물질 유입의 방지를 위해 안전한 공간속에 위치하는 것이 바람직한 바, 이를 위해 페달하우징(100)의 내부와 단절된 측면커버(110)의 커버홈(111)속에 설치되는 것이 바람직하다.

측면커버(110)의 커버홈(111)은 보호커버(120)에 의해 밀폐되어서 커버홈(111)속에 설치된 모터(500) 및 기어기구(600)는 외부와의 연결이 차단된다.

본 발명에 따른 실시예는 페달하우징(100)에 결합되고 페달패드(300)가 페달하우징(100)으로부터 돌출되는 회전을 할 때에 페달패드(300)와 접촉해서 스토퍼역할을 하는 고무스토퍼(800)를 더 포함한다.(도 4 내지 도 5 참고)

페달패드(300)가 페달하우징(100)으로부터 돌출되는 회전을 하면서 초기위치로 복귀할 때에 페달하우징(100)에 결합된 고무스토퍼(800)는 페달패드(300)의 페달암부와 접촉해서 페달패드(300)를 정지시키게 되고, 이를 통해 페달패드(300)의 복귀위치를 규제하게 된다.

또한, 페달패드(300)의 복귀시 페달패드(300)가 고무스토퍼(800)와 접촉하면 고무스토퍼(800)에 의해 충격 및 소음이 감소된다.

한편, 팝업된 페달패드(300)를 운전자가 밟아서 페달패드(300)가 페달하우징(100)속으로 삽입되는 회전을 하고, 이때 페달패드(300)의 풀 스트로크(full stroke)시 페달패드(300)는 패드부의 하단이 페달하우징(100)의 바닥에 맞닿음에 따라 풀 스트로크의 위치가 규제된다.(도 13 참고)

또한, 모터(500)의 작동에 의한 기어기구(600)의 회전으로 회전스토퍼(700)가 페달패드(300)를 가압함에 따라 페달패드(300)는 전방으로 회전해서 페달하우징속(100)으로 삽입되어 위치하고, 이에 따라 페달패드(300)가 하이드상태가 되면, 하이드상태의 페달패드(300)는 회전스토퍼(700)가 페달패드(300)를 눌러주는 힘에 의해 위치가 구속된다.(도 15 참고)

고무스토퍼(800)는 페달하우징(100)의 내측 윗면에 고정되게 결합된 제1고무스토퍼(810) 및 제2고무스토퍼(820)를 포함한다.

제1고무스토퍼(810)와 제2고무스토퍼(820)는 일자형상의 막대모양으로 형성되고 페달하우징(100)의 내측 윗면에서 서로 이격된 위치에 고정된다.

제1고무스토퍼(810)는 제2고무스토퍼(820)보다 페달패드(300)의 회전중심(힌지핀)으로부터 가까운 거리의 위치에 결합되어서 페달패드(300)가 페달하우징(100)으로부터 돌출되는 회전을 할 때에 제1고무스토퍼(810)가 먼저 페달패드(300)와 접촉하고 제2고무스토퍼(820)가 나중에 접촉한다.

제1고무스토퍼(810)와 제2고무스토퍼(820)는 페달패드(300)의 페달암부와 접촉하며, 제1고무스토퍼(810)가 페달암부와 먼저 접촉하고 제2고무스토퍼(820)가 시간차를 두고 나중에 페달암부와 접촉한다.

페달패드(300)와 먼저 접촉하는 제1고무스토퍼(810)는 속이 빈 중공형상으로 형성되어서 페달패드(300)와의 접촉시 형상 변형을 통해 복귀에너지를 흡수하여 충격 및 소음을 최대한 많이 흡수할 수 있도록 한다.

그리고, 나중에 페달패드(300)와 접촉하는 제2고무스토퍼(820)는 속이 채워진 중실형상으로 형성되어서 2차로 충격을 흡수할 수 있도록 하고, 특히 제1고무스토퍼(810)보다 향상된 지지력을 이용해서 페달패드(300)를 완전히 정지시키는 역할을 하게 된다.

본 발명에 따른 차량용 폴더블 페달장치는 페달하우징(100)내에 위치하면서 페달하우징(100)에 대해 회전 가능하게 설치되고, 상측이 페달패드(300)의 내측으로 삽입되어서 페달패드(300)의 안쪽면과 접촉하며, 운전자의 조작으로 페달패드(300)가 페달하우징(100)속으로 삽입되는 회전을 할 때에 페달패드(300)와의 마찰력으로 히스테리시스(hysteresis)를 발생하는 히스테리시스레버(900)를 더 포함한다.

히스테리시스레버(900)는 L형상 타입으로 스프링모듈(400)의 하단이 회전 가능하게 지지되고, 상단의 외측에는 페달패드(300)와의 접촉으로 마찰력을 발생하는 레버마찰부(910)가 구비된다.

히스테리시스레버(900)는 페달하우징(100)에 회전 가능하게 결합되는 한 쌍의 로드부(920)가 서로 이격된 상태로 평행하게 구비되며, 로드부(920)에는 로드부(920)의 길이방향을 따라 연장되도록 가이드홈(921)이 형성된다.

히스테리시스레버(900)는 로드부(920)의 끝단에 형성된 돌기가 페달하우징(100)에 회전 가능한 구조로 결합된다.

스프링모듈(400)의 양단(상하단)이 페달패드(300)의 패드부(310)와 히스테리시스레버(900)에 지지되도록 설치되면, 스프링모듈(400)의 스프링력에 의해 히스테리시스레버(900)의 상단부는 항상 패드부(310)와 접촉상태를 유지하게 되며, 이를 통해 페달패드(300)의 회전시 히스테리시스의 구현이 가능하고, 특히 스프링모듈(400)의 스프링력에 의해 페달패드(300)의 초기 조작력 발생이 가능하게 된다.

본 발명에 따른 페달장치는, 운전자의 페달패드(300) 조작으로 패드부(310)가 페달하우징(100)속으로 삽입되는 회전을 할 때에 스프링모듈(400)의 스프링력이 증가하고, 스프링력에 의한 히스테리시스레버(900)가 패드부(310)를 가압하는 힘이 증가하여 마찰력이 상승하며, 상승하는 마찰력에 의해 페달패드(300)의 조작시 히스테리시스가 구현되는 구조가 된다.

페달패드(300)는 운전자의 발로 조작되는 패드면(311)이 구비되고, 스프링모듈(400)의 상단이 내측으로 삽입되어서 회전 가능하게 설치되며, 히스테리시스레버(900)의 상측이 내측으로 삽입되어서 접촉하는 박스형상의 패드부(310); 및 상기 패드부(310)와 일단이 연결되고 타단에 힌지핀(200)이 결합된 페달암부(320);를 포함한다.

패드부(310)와 페달암부(320)는 측면에서 보았을 때 L형상으로 연결되게 형성되며, 이를 통해 오르간 타입의 페달장치를 구성할 수 있게 된다.

패드부(310)의 내측에는 히스테리시스레버(900)의 레버마찰부(910)와 접촉하는 패드마찰부(330)가 구비되어서, 페달패드(300)의 회전시 패드마찰부(330)와 레버마찰부(910)의 마찰을 통해 마찰력을 발생시킬 수 있다.

패드부(310)는 페달하우징(100)에 형성된 하우징구멍(130)을 관통해서 페달패드(300)의 회전에 따라 페달하우징(100)속으로 삽입되거나 또는 페달하우징(100)으로부터 돌출되고, 페달암부(320)는 페달패드(300)의 회전에 상관없이 항상 페달하우징(100)속에 위치하도록 구성된다.

패드부(310)는 스프링모듈(400) 및 히스테리시스레버(900)가 삽입되는 하측만 개구되고 나머지 모든 부위는 이물질 유입방지를 위해 밀폐되게 형성된 구조가 된다.

페달패드(300)는 페달암부(320)의 후방측 단부가 힌지핀(200)을 중심으로 페달하우징(100)에 대해 전후방향으로 회전 가능하게 결합되고, 페달암부(320)의 전방 회전시 힌지핀(200)에서 전방쪽으로 이격된 패드부(310)가 페달하우징(100)에 형성된 하우징구멍(130)을 통해 페달하우징(100)속으로 삽입되고, 후방으로 회전시 페달하우징(100)으로부터 운전자가 있는 후방쪽으로 돌출되어서 노출된다.

패드부(310)의 윗면과 밑면은 힌지핀(200)을 중심으로 하는 페달패드(300)의 회전반경과 동일 궤적의 원호모양으로 형성되며, 이를 통해 페달하우징(100)에 형성된 하우징구멍(130)과의 갭(gap)을 일정하게 유지시킬 수가 있어서 이물질 유입을 최대한 방지할 수 있게 된다.

패드부(310)는 페달하우징(100)에 형성된 하우징구멍(130)을 관통하도록 설치되어서 페달패드(300)의 회전에 따라 페달하우징(100)속으로 삽입되거나 또는 페달하우징(100)으로부터 돌출되고, 페달암부(320)는 페달패드(300)의 회전에 상관없이 항상 페달하우징(100)속에 위치해서 운전자와의 접촉이 차단된다.

따라서, 운전자가 발로 페달패드(300)를 조작할 때에 페달하우징(100)으로부터 노출된 패드부(310)의 패드면(311)만 조작할 수 있고, 페달하우징(100)속에 위치한 페달암부(320)는 운전의 발과 접촉이 차단되어서 조작이 불가능하며, 이를 통해 운전자의 오조작을 방지할 수 있다.

본 발명에 따라 페달하우징(100)에 형성된 하우징구멍(130)에는 하우징구멍(130)의 테두리를 따라 이물질 유입방지 가이드(140)가 결합된다.

이물질 유입방지 가이드(140)는 페달하우징(100)의 하우징구멍(130)과 페달패드(300)의 패드부(310)와의 사이에 틈새를 없애주는 역할을 해서 하우징구멍(130)을 통해 페달하우징(100)속으로 이물질이 유입되는 것을 방지하는 역할을 한다.

이물질 유입방지 가이드(140)는 패드부(310)와의 접촉으로 인한 마모방지 및 소음방지를 위해 탄성을 구비한 고무재질로 형성된 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

페달하우징(100)의 내부 바닥면에는 페달하우징(100)의 내부로 유입된 이물질을 외부로 배출하기 위한 이물질 배출홀이 형성될 수 있다.

스프링모듈(400)은 고하중의 스프링모듈로서 패드부(310)가 이동하는 방향을 따라 사선방향으로 위치하도록 설치되며, 상단은 페달패드(300)의 패드부(310)속으로 삽입되어서 패드부(310)와 회전 가능하게 결합되고, 하단은 히스테리시스레버(900)와 접촉되면서 회전 가능하도록 설치된다.

차량의 페달장치는 조작시의 안전성을 위해 고하중이 요구되며, 이를 위해 본 발명에 따른 실시예는 고하중의 스프링모듈(400)을 사용하는 구성으로, 고하중의 스프링모듈(400)을 사용해서 필요한 답력을 구현할 수 있다.

고하중의 스프링모듈(400)은 보통 직렬로 배치된 2개 이상의 스프링 및 2개 이상의 댐퍼를 구비해서 답력을 구현하도록 구성될 수 있다.

고하중의 스프링모듈(400)이 직렬로 배치된 2개 이상의 스프링으로 구성됨에 따라, 사용 중에 어느 하나의 스프링이 절손되더라도 절손되지 않은 나머지 스프링의 스프링력으로 페달패드(300)를 원활하게 복귀시킬 수가 있게 된다.

본 발명에 따른 실시예는 페달패드(300)가 하이드된 상태, 팝업상태에서 하이드상태로의 전환시 및 하이드상태에서 팝업상태로의 전환시에 페달암부(320)와 회전스토퍼(700)는 서로 접촉한다.

그리고, 페달패드(300)가 팝업된 상태 및 팝업된 페달패드(300)를 운전자가 조작함에 따라 페달패드(300)가 전방으로 회전할 때에는 페달암부(320)와 회전스토퍼(700)는 서로 접촉하지 않게 된다.

페달패드(300)가 팝업된 상태에서 페달암부(320)와 무빙스토퍼(700)가 서로 접촉하지 않는 것은, 페달패드(300)가 스프링모듈(400)의 스프링력으로 페달하우징(100)에 대해 돌출되도록 회전해서 초기위치로 복귀할 때에 페달패드(300)의 페달암부(320)가 회전스토퍼(700)와 접촉하지 않는 것과 동일하며, 이를 통해 페달패드(300)의 복귀시 리턴소음을 줄여줄 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따른 모터(500)는 페달하우징(100)에 고정되게 설치되며 시계방향과 반 시계방향으로 모두 회전이 가능한 양방향 회전모터이고, 페일세이프(fail safe)를 구현하기 위해 적어도 2개 이상으로 구성될 수 있으며, 어느 하나의 모터가 고장나면 고장나지 않은 다른 하나의 모터로 기어기구(600)를 회전시킬 수 있다.

모터(500)의 작동은 후술하는 PCB에 의해 제어되는 구성이 될 수 있다.

도 1 내지 도 15에 도시된 제1실시예의 기어기구(600)는 모터(500)와 결합된 제1기어(610), 상기 제1기어(610)와 치합된 제2기어(620), 상기 제2기어(620)와 일체화를 이루어서 함께 회전하는 제3기어(630), 및 상기 제3기어(630)와 치합되고 회전스토퍼(700)가 회전중심으로부터 편심된 위치에 결합된 제4기어(640)를 포함한다.

모터(500)가 2개로 구성됨에 따라 제1기어(610)는 2개의 모터(500)와 각각 결합되도록 2개로 구성되고, 제2기어(620)도 제1기어(610)와 일대일 치합을 이루도록 2개로 구성된다.

제3기어(630)는 2개의 제2기어(620)사이에서 제2기어(620)와 일체화를 이루도록 구성됨에 따라 1개의 기어로 구성되고, 1개의 제3기어(630)와 치합을 이루는 제4기어(640)도 1개로 구성된다.

본 발명에 따른 기어기구(600)는 모터(500)의 동력이 제1기어(610)에서 제4기어(640)로 순차적으로 전달되는 과정에서 배력이 발생할 수 있도록 제2기어(620)는 제1기어(610)보다 기어의 잇수가 많으면서 PCD(Pitch Circle Diamter)가 크게 형성되고, 제4기어(640)는 제3기어(630)보다 기어의 잇수가 많으면서 PCD가 크게 형성된다.

본 발명에 따른 실시예는 모터(500)의 동력이 기어기구(600)를 통해 배력되어서 회전스토퍼(700)로 전달되고, 회전스토퍼(700)가 큰 힘으로 페달패드(300)를 가압하여 회전시킴에 따라 페달의 폴더블이 진행되는 구성으로, 이를 통해 최소 용량의 모터를 사용할 수 있게 됨에 따라 비용절감 및 사이즈 축소를 도모할 수 있는 장점이 있다.

기어기구(600)를 통한 배력발생을 위해 제1기어(610)와 제2기어(620)는 베벨기어(bevel gear)로 구성되고, 제3기어(630)와 제4기어(640)는 웜기어(worm gear)와 웜휠기어(worm wheel gear)로 구성되며, 제3기어(630)의 양단에 제2기어(620)의 중심이 위치하도록 일체로 결합된 구조가 된다.

본 발명에 따른 실시예는 히스테리시스레버(900)의 로드부(920)에 형성된 가이드홈(921)에 일단이 삽입되어서 가이드홈(921)을 따라 이동 가능하게 설치되고 타단은 연결핀(1000)을 통해 기어기구(600)와 결합되며, 기어기구의 회전시 가이드홈(921)을 따라 이동하는 무빙가이드(1100)를 더 포함한다.

무빙가이드(1100)의 타단에는 연결핀(1000)이 결합되고, 연결핀(1000)은 기어기구(600)를 구성하는 제4기어(640)의 일면에 결합된다.

연결핀(1000)은 제4기어(640)의 중심으로부터 편심된 위치에 결합되며, 회전스토퍼(700)와 나란하게 돌출된다.

모터(500)의 동력을 전달받아서 제4기어(640)가 시계방향 또는 반 시계방향으로 회전하면, 연결핀(1000)을 통해 제4기어(640)의 회전력이 무빙가이드(1100)로 전달되고, 무빙가이드(1100)는 일단이 히스테리시스레버(900)의 로드부(920)에 형성된 가이드홈(921)에 삽입된 상태여서 무빙가이드(1100)는 제4기어(640)의 회전력을 연결핀(1000)을 통해 전달받아서 가이드홈(921)을 따라 직선 이동을 하게 된다.

무빙가이드(1100)가 가이드홈(921)을 따라 이동을 하면 무빙가이드(1100)는 도 9와 같이 전방으로 이동해서 히스테리시스레버(900)의 로드부(920)내에 위치한 상태가 되거나 또는 도 16과 같이 후방으로 이동해서 히스테리시스레버(900)의 로드부(920)의 외측으로 돌출된 상태가 될 수 있다.

무빙가이드(1100)가 도 9와 같이 전방으로 이동해서 히스테리시스레버(900)의 로드부(920)내에 위치한 상태는 페달패드(300)가 페달하우징(100)으로부터 돌출된 팝업상태일 때이고, 무빙가이드(1100)가 도 16과 같이 후방으로 이동해서 히스테리시스레버(900)의 로드부(920)의 외측으로 돌출된 상태는 페달패드(300)가 페달하우징(100)속으로 삽입된 하이드상태일 때이다.

본 발명에 따라 무빙가이드(1100)에는 고무댐퍼(1200)가 결합되며, 팝업된 페달패드(300)를 운전자가 조작함에 따라 페달패드(300)가 페달하우징(100)속으로 삽입되는 회전을 할 때에 고무댐퍼(1200)는 페달패드(300)의 페달암부(320)와의 접촉으로 탄성 변형되면서 답력을 생성하는 역할을 한다.(도 14 참고)

페달암부(320)의 밑면에는 고무댐퍼(1200)와 접촉하는 댐퍼접촉부(340)가 오목홈의 형상으로 형성된다.

고무댐퍼(1200)는 페달암부(320)와 접촉하는 끝단부가 뾰족한 원뿔형상으로 형성되며, 이로 인해 페달암부(320)의 초기 접촉단계에서는 변형되는 면적이 작아서 답력이 약하게 상승하다가 나중에는 변형되는 면적이 커지게 되어 답력이 급격하게 상승하게 되며, 이를 통해 페달패드(300)의 조작시 답력이 가장 큰 말기답력을 생성할 수 있게 된다.

본 발명에 따라 페달패드(300)의 페달암부(320)에는 댐퍼회피홀(350)이 형성된다.

댐퍼회피홀(350)은 페달암부(320)의 상하면을 관통하는 구조로 형성되고, 형상은 고무댐퍼(1200)와 동일하고 크기는 고무댐퍼(1200)보다 약간 크게 형성된다.

모터(500)의 작동으로 기어기구(600) 및 회전스토퍼(700)가 회전하고, 회전스토퍼(700)가 페달패드(300)의 페달암부(320)를 가압함에 따라 페달패드(300)가 페달하우징(100)속으로 삽입되면서 하이드상태가 되도록 회전할 때에, 무빙가이드(1100)는 히스테리시스레버(900)의 로드부(920)에 형성된 가이드홈(921)을 따라 로드부(920)로부터 돌출되는 방향으로 이동하고, 페달패드(300)가 하이드상태가 되면 고무댐퍼(1200)는 댐퍼회피홀(350)속으로 삽입된 상태가 된다.(도 15 내지 도 17 참고)

댐퍼회피홀(350)은 고무댐퍼(1200)보다 크게 형성된 것이 바람직하며, 이로 인해 고무댐퍼(1200)가 댐퍼회피홀(350)속으로 삽입된 상태일 때 페달암부(320)에 의한 고무댐퍼(1200)의 변형을 방지할 수 있다.

즉, 페달패드(300)가 하이드된 상태일 때 고무댐퍼(1200)는 댐퍼회피홀(350)속으로 삽입되어서 페달암부(320)에 의해 눌려지지 않게 되고, 이로 인해 고무댐퍼(1200)의 변형을 방지할 수 있어서 내구성 향상 및 영구 변형을 방지할 수 있으며, 특히 페달패드(300)의 하이드상태에서는 스프링모듈(400)의 스프링력만을 고려해서 페달패드(300)를 회전시킬 수 있게 됨으로써 모터(500)의 용량을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

페달패드(300)의 밑면에는 댐퍼회피홀(350)을 기준으로 일측위치에 제1가이드회피홀(360)이 형성되고 타측위치에 제2가이드회피홀(370)이 형성된다.

히스테리시스레버(900)의 로드부(920)에 형성된 가이드홈(921)에 무빙가이드(1100)의 일단이 삽입되게 설치되면, 연결핀(1000)이 결합된 무빙가이드(1100)의 타단은 히스테리시스레버(900)의 로드부(920)의 상측으로 돌출된 구조가 된다.

따라서, 페달패드(300)가 페달하우징(100)속으로 삽입되는 회전을 할 때에 연결핀(1000)이 결합된 무빙가이드(1100)의 타단은 페달패드(300)의 페달암부(320)와 접촉해서 간섭될 우려가 있고, 만약에 페달암부(320)와 무빙가이드(1100)의 타단이 간섭되면 페달패드(300)가 페달하우징(100)속으로 삽입되는 회전을 할 때에 원활히 작동하지 않는 문제가 발생할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 실시예는 페달패드(300)의 밑면에 제1가이드회피홀(360)과 제2가이드회피홀(370)을 형성시켜서 페달암부(320)와 무빙가이드(1100)의 타단과의 간섭을 회피할 수 있는 구조이다.

즉, 제1가이드회피홀(360)은 운전자가 팝업된 페달패드(300)를 조작함에 따라 페달패드(300)가 페달하우징(100)속으로 삽입되는 회전을 할 때에 무빙가이드(1100)의 타단이 삽입되어서 페달패드(320)와의 간섭을 방지하는 회피홀이 된다.(도 13 내지 도 14 참고)

제1가이드회피홀(360)은 댐퍼접촉부(340)와 댐퍼회피홀(350)사이에서 페달암부(320)의 좌우로 연장되면서 오목홈의 형상으로 형성된다.

그리고, 제2가이드회피홀(370)은 모터(500)의 작동과 기어기구(600) 및 회전스토퍼(700)의 회전으로 페달패드(300)가 하이드상태로 변경될 때에 무빙가이드(1100)의 타단이 삽입되어서 페달패드(320)와의 간섭을 방지하는 회피홀이 된다.(도 15 내지 도 17 참고)

본 발명에 따른 폴더블 페달장치는, 페달패드(300)에 결합된 영구자석(1300), 및 영구자석(1300)과 대면하도록 페달하우징(100)에 결합된 PCB(1400, Printed Circuit Board)를 더 포함하고, PCB(1400)는 페달패드(300)의 회전시 영구자석(1300)의 자속변화를 인식하여 페달기능과 관련된 신호를 발생하게 되며, 페달기능과 관련된 신호는 제동과 관련된 신호이거나 또는 가속과 관련된 신호가 된다.

영구자석(1300)은 복수개로 구성될 수 있고 페달암부(320)의 일측면에 위치하도록 구성된다.

PCB(1400)는 모터(500)의 동작을 제어하는 기능을 함께 구비할 수 있고, 이를 위해 PCB(1400)와 모터(500)는 신호를 송수신할 수 있도록 전기적으로 연결된 구성을 갖추고 있으며, 모터(500)는 동작을 위해 전원장치와 전기적으로 연결된 구성이 된다.

PCB(1400)의 보호를 위해 PCB(1400)는 보호커버(1500)에 의해 커버링되는 구성으로, 보호커버(1500)는 페달하우징(100)의 측면에 결합된다.

도 15 내지 도 17은 페달패드(300)가 페달하우징(100)속으로 삽입되어 위치함에 따라 운전자쪽으로 노출이 차단된 하이드(hide)상태이다.

모터(500)의 작동으로 기어기구(600)가 회전하고, 제4기어(640)와 함께 회전스토퍼(700)가 회전해서 페달암부(320)를 가압하여 눌러주면, 이때 페달패드(300)는 힌지핀(200)을 중심으로 전방으로 회전해서 패드부(310)가 페달하우징(100)속으로 삽입되며, 이를 통해 페달패드(300)는 패드부(310)가 페달하우징(100)속으로 삽입되어 위치함에 따라 운전자에 의해 조작이 불가능한 하이드상태가 된다.

페달패드(300)가 하이드된 상태일 때 운전석 하부공간은 페달의 간섭이 없는 넓은 공간이 됨에 따라 운전자는 릴렉스모드에서 편안한 휴식을 취할 수가 있게 되며, 또한 자율주행 상황에서 페달의 오조작을 차단함으로써 안전성 향상을 도모할 수 있게 된다.

도 2 내지 도 9는 페달패드(300)가 페달하우징(100)속으로부터 돌출되어서 실내공간으로 돌출됨에 따라 운전자쪽으로 노출된 팝업(pop up)상태이다.

전술한 하이드상태에서 모터(500)의 작동으로 기어기구(600)가 반대방향으로 회전하고, 제4기어(640)와 함께 회전스토퍼(700)가 회전해서 회전스토퍼(700)에 의한 페달암부(320)의 가압이 해제되면, 페달패드(300)는 스프링모듈(400)의 탄성력으로 힌지핀(200)을 중심으로 후방으로 회전해서 페달하우징(100)속으로부터 돌출되고, 이로 인해 페달패드(300)는 실내공간으로 돌출되어서 노출되는 바, 따라서 페달패드(300)는 운전자에 의해 조작이 가능한 팝업상태로 변경된다.

전술한 팝업상태에서 모터(500)의 작동으로 기어기구(600)가 회전하여 회전스토퍼(700)가 페달암부(320)를 가압하여 눌러주면, 페달패드(300)는 다시 페달하우징(100)속으로 삽입되는 회전을 해서 하이드상태로 전환된다.

전술한 바와 같이 모터(500)의 작동에 따른 기어기구(600)의 회전으로 인해 페달패드(300)가 하이드상태 또는 팝업상태가 되도록 회전하면서 영구자석(1300)의 위치가 변화할 때에는, 오작동의 방지를 위해 PCB(1400)는 페달기능과 관련된 신호를 발생하지 않게 된다.

도 13 내지 도 14는 팝업된 페달패드(300)를 운전자가 발로 밟아서 조작함에 따라 페달패드(300)가 전방으로 회전된 정상 작동상태이다.

전술한 바와 같이 페달패드(300)가 팝업상태가 되면 운전자는 돌출된 페달패드(300)를 밟아서 정상적인 조작을 하게 된다.

페달패드(300)의 정상조작시 스프링모듈(400)과 고무댐퍼(1200) 및 히스테리시스레버(900)를 통해 답력과 히스테리시스를 구현할 수 있게 된다.

페달패드(300)가 팝업된 상태에서 운전자의 조작으로 페달패드(300)가 전방으로 회전하면 영구자석(1300)의 위치가 변하게 되고, PCB(1400)는 영구자석(1300)의 위치변화에 따른 자속변화를 인식하여 페달기능과 관련된 신호(가속과 관련된 신호, 또는 제동과 관련된 신호)를 발생하게 되는 바, 이를 통해 보다 안정된 작동을 도모할 수 있게 된다.

도 18에는 본 발명에 따른 제2실시예의 기어기구(600)가 도시되어 있다.

제2실시예의 기어기구(600)는 모터(500)의 동력이 전달되는 과정에서 배력이 발생할 수 있도록 복수의 기어로 구성되고, 적어도 하나 이상의 웜기어(후술하는 제5기어)와 웜휠기어(후술하는 제6기어)를 포함하며, 웜기어와 웜휠기어는 종감속기어(final reduction gear)로 구성되며, 회전스토퍼(700)는 웜휠기어의 회전중심으로부터 편심된 위치에 결합된다.

종감속기어로 웜기어와 윔휠기어를 선택한 것은 기어비 증대 효과가 크기 때문이며, 이를 통해 배력 발생을 유도할 수 있게 된다.

즉, 제2실시예의 기어기구(600)는 모터(500)와 결합된 제1기어(661), 상기 제1기어(661)와 치합된 제2기어(662), 상기 제2기어(662)의 회전중심부에 결합되어서 제2기어(662)와 일체로 회전하는 제3기어(663), 상기 제3기어(663)와 치합된 제4기어(664), 상기 제4기어(664)와 일체화를 이루어서 함께 회전하는 제5기어(665), 및 상기 제5기어(665)와 치합되고 회전스토퍼(700)가 회전중심으로부터 편심된 위치에 결합된 제6기어(666)를 포함한다.

제1기어(661)는 2개의 모터(500)와 각각 결합되도록 2개로 구성되고, 제2기어(662)도 제1기어(661)와 일대일 치합을 이루도록 2개로 구성된다.

제1기어(661)와 제2기어(662)는 스퍼기어(spur gear)로 형성되고, 배력 발생을 위해 제2기어(662)는 제1기어(661)보다 기어의 잇수가 많으면서 PCD가 크게 형성된다.

제3기어(663)와 제4기어(664)는 베벨기어(bevel gear)로 구성되고, 배력 발생을 위해 제4기어(664)는 제3기어(663)보다 기어의 잇수가 많으면서 PCD가 크게 형성된다.

제5기어(665)는 2개의 제4기어(664)사이에서 제4기어(664)와 일체화를 이루도록 구성됨에 따라 1개의 기어로 구성되고, 1개의 제5기어(665)와 치합을 이루는 제6기어(666)도 1개로 구성된다.

제5기어(665)와 제6기어(666)는 종감속기어인 웜기어(worm gear)와 웜휠기어(worm wheel gear)로 구성되고, 배력 발생을 위해 제6기어(666)는 제5기어(665)보다 기어의 잇수가 많으면서 PCD가 크게 형성된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 폴더블 페달장치는, 운전자가 직접 운전하는 수동운전모드에서는 운전자에 의한 조작이 가능하도록 페달패드(300)가 운전자쪽으로 돌출되어서 노출(팝업)되고, 자율주행 상황에서는 운전자에 의한 조작이 불가능하도록 페달패드(300)가 숨겨져서 운전자쪽으로의 노출이 차단(하이드)되는 구성으로, 자율주행 상황에서 운전자의 편안한 휴식이 가능하고, 더 나아가 자율주행 상황에서 페달의 오조작을 차단함으로써 안전성 향상을 도모할 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명에 따른 폴더블 페달장치는, 모터(500)의 동력을 전달하는 기어기구(600)가 배력을 만들어서 페달패드(300)의 폴더블 기능을 구현할 수 있는 구성으로, 최소 용량의 모터(500)를 사용할 수 있게 됨에 따라 비용절감 및 사이즈 축소를 도모할 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명에 따른 폴더블 페달장치는, 모터(500)의 작동에 의한 기어기구(600) 및 회전스토퍼(700)의 회전으로 페달의 폴더블 기능을 구현하는 구성으로, 폴더블 기능의 메커니즘을 최대한 단순화하여 부품수를 최소화할 수 있게 되고, 이를 통해 원가절감과 중량감소 및 레이아웃의 최소화를 도모할 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명에 따른 폴더블 페달장치는, 고하중의 스프링모듈(400)과 히스테리시스레버(900)를 구비한 오르간 타입 전자식 페달장치로서, 히스테리시스레버(900)의 부품변경을 통해 차종마다 상이하게 요구되는 답력, 스트로크, 히스테리시스 조작력의 튜닝이 가능하도록 하고, 이를 통해 비용절감을 도모할 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

100 - 페달하우징 110 - 측면커버
120 - 보호커버 130 - 하우징구멍
140 - 이물질 유입방지 가이드 200 - 힌지핀
300 - 페달패드 310 - 패드부
320 - 페달암부 330 - 패드마찰부
340 - 댐퍼접촉부 350 - 댐퍼회피홀
360 - 제1가이드회피홀 370 - 제2가이드회피홀
400 - 스프링모듈 500 - 모터
600 - 기어기구 610,661 - 제1기어
620,662 - 제2기어 630,663 - 제3기어
640,664 - 제4기어 665 - 제5기어
666 - 제6기어 700 - 회전스토퍼
800 - 고무스토퍼 810 - 제1고무스토퍼
820 - 제2고무스토퍼 900 - 히스테리시스레버
910 - 레버마찰부 920 - 로드부
921 - 가이드홈 1000 - 연결핀
1100 - 무빙가이드 1200 - 고무댐퍼
1300 - 영구자석 1400 - PCB
1500 - 보호커버

Claims (20)

1. 페달하우징;
   상기 페달하우징에 회전 가능하게 결합되고, 운전자에 의해 조작되는 페달패드;
   상기 페달패드가 페달하우징으로부터 돌출되도록 페달패드에 탄성력을 제공하는 스프링모듈;
   상기 페달하우징에 고정된 모터의 동력을 전달받아 회전하면서 배력을 발생하는 기어기구; 및
   상기 기어기구에 결합된 회전스토퍼를 포함하고;
   상기 기어기구의 회전으로 회전스토퍼가 페달패드를 가압함에 따라 페달패드가 전방으로 회전하여 페달하우징속으로 삽입되면 자율주행 상황에서 운전자에 의한 페달패드의 조작이 불가능한 하이드상태가 되는 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 기어기구의 회전으로 회전스토퍼에 의한 페달패드의 가압이 해제되면서 스프링모듈의 탄성력으로 페달패드가 후방으로 회전하여 페달하우징으로부터 돌출되면 수동운전모드에서 운전자에 의한 페달패드의 조작이 가능한 팝업상태가 되는 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 페달하우징은 페달하우징의 개구된 일측을 커버링하도록 결합된 측면커버를 포함하고;
   상기 측면커버에는 페달하우징의 내부와 단절된 커버홈이 형성되고;
   상기 커버홈속에 모터와 기어기구가 위치하도록 설치되고;
   상기 회전스토퍼는 측면커버를 관통해서 페달하우징의 내부로 돌출된 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 페달하우징에 결합되고 페달패드가 페달하우징으로부터 돌출되는 회전을 할 때에 페달패드와 접촉해서 스토퍼역할을 하는 고무스토퍼;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 고무스토퍼는 페달하우징의 내측 윗면에 고정되게 결합된 제1고무스토퍼 및 제2고무스토퍼로 구성되고;
   상기 제1고무스토퍼는 제2고무스토퍼보다 페달패드의 회전중심으로부터 가까운 거리의 위치에 결합되어서 페달패드가 페달하우징으로부터 돌출되는 회전을 할 때에 제1고무스토퍼가 먼저 페달패드와 접촉하고 제2고무스토퍼가 나중에 접촉하는 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 제1고무스토퍼는 페달패드와의 접촉시 형상이 변형되면서 충격 및 소음을 흡수할 수 있도록 속이 빈 중공형상으로 형성되고;
   상기 제2고무스토퍼는 페달패드의 완전 정지를 위해 속이 채워진 중실형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 페달하우징에 대해 회전 가능하게 설치되고, 상측이 페달패드의 내측으로 삽입되어서 페달패드의 안쪽면과 접촉하며, 페달패드의 회전시 페달패드와의 마찰력으로 히스테리시스를 발생하는 히스테리시스레버;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 페달패드는 운전자의 발로 조작되는 패드면이 구비되고, 스프링모듈의 일단이 내측으로 삽입되어서 설치되며, 히스테리시스레버의 상측이 내측으로 삽입되어서 접촉하는 박스형상의 패드부; 및
   상기 패드부와 일단이 연결되고 타단에 힌지핀이 결합된 페달암부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 페달패드가 하이드된 상태, 팝업상태에서 하이드상태로의 전환시 및 하이드상태에서 팝업상태로의 전환시에 페달암부와 회전스토퍼는 서로 접촉하는 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
10. 청구항 8에 있어서,
    상기 페달패드가 팝업된 상태 및 팝업된 페달패드를 운전자가 조작함에 따라 페달패드가 전방으로 회전할 때에 페달암부와 회전스토퍼는 서로 접촉하지 않는 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
11. 청구항 1에 있어서,
    상기 페달패드에 결합된 영구자석; 및
    상기 영구자석과 대면하도록 페달하우징에 결합된 PCB를 더 포함하고;
    상기 PCB는 페달패드의 회전시 영구자석의 자속변화를 인식하여 페달기능과 관련된 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 모터의 작동에 따른 기어기구의 회전으로 인해 페달패드가 하이드상태 또는 팝업상태가 되도록 회전하면서 영구자석의 위치가 변화할 때에는, 오작동의 방지를 위해 PCB는 페달기능과 관련된 신호를 발생하지 않는 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
13. 청구항 11에 있어서,
    상기 페달패드가 페달하우징으로부터 돌출된 팝업상태이고, 모터가 동작하지 않는 상황에서 운전자의 조작으로 페달패드가 전방으로 회전함에 따라 영구자석의 위치가 변화할 때에만 PCB는 페달기능과 관련된 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
14. 청구항 1에 있어서,
    상기 모터는 시계방향과 반 시계방향으로 모두 회전이 가능한 양방향 회전모터이면서 적어도 2개 이상으로 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
15. 청구항 1에 있어서,
    상기 기어기구는 모터와 결합된 제1기어;
    상기 제1기어와 치합된 제2기어;
    상기 제2기어와 일체화를 이루어서 함께 회전하는 제3기어; 및
    상기 제3기어와 치합되고 회전스토퍼가 회전중심으로부터 편심된 위치에 결합된 제4기어를 포함하고;
    상기 모터의 동력이 제1기어에서 제4기어로 전달되는 과정에서 배력이 발생할 수 있도록 제2기어는 제1기어보다 기어의 잇수가 많으면서 PCD가 크게 형성되고, 제4기어는 제3기어보다 기어의 잇수가 많으면서 PCD가 크게 형성되며;
    상기 제3기어와 제4기어는 웜기어와 웜휠기어로 구성되고;
    상기 제3기어의 양단에 제2기어의 중심이 위치하도록 일체로 결합된 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
16. 청구항 1에 있어서,
    상기 기어기구는 모터의 동력이 전달되는 과정에서 배력이 발생할 수 있도록 복수의 기어로 구성되고;
    상기 기어기구는 적어도 하나 이상의 웜기어와 웜휠기어를 포함하도록 구성되며;
    상기 웜기어와 웜휠기어는 종감속기어로 구성되어서 회전스토퍼가 웜휠기어의 회전중심으로부터 편심된 위치에 결합된 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
17. 청구항 7에 있어서,
    상기 히스테리시스레버에 형성된 가이드홈에 일단이 삽입되어서 가이드홈을 따라 이동 가능하게 설치되고 타단은 연결핀을 통해 기어기구와 결합되며, 기어기구의 회전시 가이드홈을 따라 이동하는 무빙가이드; 및
    상기 무빙가이드에 결합된 고무댐퍼를 더 포함하고;
    팝업된 페달패드를 운전자가 조작함에 따라 페달패드가 페달하우징속으로 삽입되는 회전을 할 때에 고무댐퍼는 페달패드와의 접촉으로 탄성 변형되면서 답력을 생성하는 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
18. 청구항 17에 있어서,
    상기 페달패드에는 댐퍼회피홀이 형성되고;
    상기 모터의 작동으로 기어기구 및 회전스토퍼가 회전하고, 회전스토퍼가 페달패드를 가압함에 따라 페달패드가 페달하우징속으로 삽입되면서 하이드상태가 되도록 회전할 때에 무빙가이드는 가이드홈을 따라 로드부로부터 돌출되는 방향으로 이동하고, 페달패드가 하이드상태가 되면 고무댐퍼는 댐퍼회피홀속으로 삽입된 상태가 되는 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
19. 청구항 18에 있어서,
    상기 고무댐퍼가 댐퍼회피홀속으로 삽입된 상태일 때 페달패드에 의한 고무댐퍼의 변형을 방지할 수 있도록 댐퍼회피홀은 고무댐퍼보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.
20. 청구항 17에 있어서,
    상기 페달패드에는 페달패드의 하이드상태시 고무댐퍼가 삽입되는 댐퍼회피홀이 형성되고;
    상기 댐퍼회피홀의 일측에는 팝업된 페달패드를 운전자가 조작함에 따라 페달패드가 페달하우징속으로 삽입되는 회전을 할 때에 무빙가이드의 타단이 삽입되어서 페달패드와의 간섭을 방지하는 제1가이드회피홀이 형성되고;
    상기 댐퍼회피홀의 타측에는 페달패드가 하이드상태로 변경될 때에 무빙가이드의 타단이 삽입되어서 페달패드와의 간섭을 방지하는 제2가이드회피홀이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 폴더블 페달장치.

Images