KR101526377B1

KR101526377B1 - 페달비 가변형 브레이크 페달유닛

Info

Publication number: KR101526377B1
Application number: KR1020090115264A
Authority: KR
Inventors: 박병선
Original assignee: 현대자동차 주식회사
Priority date: 2009-11-26
Filing date: 2009-11-26
Publication date: 2015-06-08
Anticipated expiration: 2029-11-26
Also published as: KR20110058456A

Abstract

본 발명은 상호 힌지 연결된 다수개의 링크를 통해 운전자의 답력에 의한 브레이크 페달의 조작 시, 페달비가 가변되도록 하여 브레이크 부스터를 제거하여도 제동성능을 높이고, 브레이크 페달을 미는 방향으로 부드러운 조작감을 구현하여 운전자의 조작 편의성을 증대시키도록

차량 내부 카울패널에 장착되며, 데시패널에 장착되는 마스터 실린더와 실린더로드를 통해 연결된 상태로 운전자의 답력을 전달하는 페달비 가변형 브레이크 페달유닛에 있어서, 차량 내부 카울패널의 하부에 장착되며, 일측에 가이드 홀을 형성하는 장착블록; 상기 장착블록의 가이드 홀 상에 슬라이드 이동 가능하게 끼워지는 연결로드를 통해 일단이 힌지 체결되고, 타단부는 상기 실린더로드와 제1 힌지 핀에 의해 힌지 연결되는 슬라이딩 링크; 상기 가이드 홀과 연결로드 사이에 개재되어 상기 슬라이딩 링크에 복원력을 제공하는 탄성부재; 상기 장착블록의 타측에 페달 힌지축에 의해 일단이 힌지 연결되고, 타단에는 브레이크 페달이 형성되는 브레이크 페달 암; 및 상기 슬라이딩 링크와 브레이크 페달 암을 상호 힌지 연결하기 위해 상기 브레이크 페달 암의 일측에 제2 힌지핀을 통해 일단이 힌지 연결되고, 타단은 상기 슬라이딩 링크의 일측에 제3 힌지핀을 통해 힌지 연결되는 연결링크를 포함하는

브레이크 페달 암, 브레이크 페달, 슬라이딩 링크, 힌지

Description

페달비 가변형 브레이크 페달유닛{BREAK PEDAL UNIT WITH VARIABLE PEDAL RATIO}

본 발명은 페달비 가변형 브레이크 페달유닛에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 운전자의 답력에 의한 브레이크 페달의 조작 시, 페달비가 가변되도록 하여 브레이크 부스터를 제거하여도 제동성능을 높이고, 브레이크 페달을 미는 방향으로 부드러운 조작감을 구현하여 운전자의 조작 편의성을 증대시키는 차량용 페달비 가변형 브레이크 페달유닛에 관한 것이다.

일반적으로 브레이크 페달유닛은 운전자가 주행하는 도중에 감속 내지는 정지하고자 할 경우에 사용되는 장치로서, 운전자의 발을 사용하도록 되어있다.

종래 기술에 따른 브레이크 페달유닛은, 도 1에서 도시한 바와 같이, 데시패널(101) 및 카울패널(103)에 부분적으로 결합되어 차실 내측으로 설치되는 페달 마운팅 브라켓(105)과, 이 페달 마운팅 브라켓(105)의 일단 부위에 힌지볼트(107)를 매개로 회전작동 가능하게 결합되는 브레이크 페달 암(109) 및 그 하부의 페달(111)로 구성된다.

즉, 상기 페달 마운팅 브라켓(105)은 그 일측이 데시패널 마운팅 브라 켓(113)를 매개로 데시패널(101)과 조립볼트(미도시)에 의하여 설치되고, 그 상측은 카울패널(103)에 카울패널 마운팅 브라켓(115)과 조립볼트(미도시)에 의하여 체결된다.

그리고 상기 페달 마운팅 브라켓(105)과 브레이크 페달 암(109)은 스프링(미도시)에 의해 연결되어 작동 후, 브레이크 페달 암(109)의 복원을 가능하게 한다.

또한, 상기 브레이크 페달 암(109)에는 데시패널(101)을 관통하여 브레이크 부스터(117)의 부스터 로드(119)가 힌지핀(108)을 통하여 연결된다.

따라서, 운전자가 브레이크 페달(111)을 밟게 되면 브레이크 페달(111)에 가해지는 답력이 브레이크 부스터(117)에 의하여 증폭되어 마스터 실린더(121)를 통해 유압으로 전환되고, 브레이크 패드(미도시)를 디스크(미도시)에 가압함으로써, 제동력이 발생하게 되는 것이다.

그런데, 이러한 브레이크 페달유닛은 차량의 동력성능이 커질수록 더 큰 용량이 필요한데, 브레이크 시스템의 용량이 커지면, 브레이크 부스터(117)의 답력이 높아지기 때문에, 제동 시, 더 큰 답력이 요구된다.

그리고 주행 전이나 진공 튜브 등의 손상으로 인해 브레이크 부스터(117)에 진공이 없을 경우에는 브레이크 페달(111)이 무거워지게 된다.

이에 대응하기 위하여 힌지볼트(107)와 브레이크 패달(111) 사이의 거리로 결정되는 페달비를 높이면, 브레이크 페달(111)의 답력은 낮아지나 스트로크가 과다하여 브레이크 페달(111)을 깊게 밟아야만 제동이 걸리는 등, 브레이크 조작감이 떨어져 운전자의 조작 편의성이 낮아지는 등의 단점이 있다.

또한, 브레이크 페달 유닛의 용량이 커지면 그 설치공간이 충분히 확보되어야 하는 단점도 내포하고 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상호 힌지 연결된 다수개의 링크를 통해 운전자의 답력에 의한 브레이크 페달의 조작 시, 페달비가 가변되도록 하여 브레이크 부스터를 제거하여도 제동성능을 높이고, 브레이크 페달을 미는 방향으로 부드러운 조작감을 구현하여 운전자의 조작 편의성을 증대시키도록 하는 페달비 가변형 브레이크 페달유닛을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 페달비 가변형 브레이크 페달유닛은, 차량 내부 카울패널에 장착되며, 데시패널에 장착되는 마스터 실린더와 실린더로드를 통해 연결된 상태로 운전자의 답력을 전달하는 페달비 가변형 브레이크 페달유닛에 있어서, 차량 내부 카울패널의 하부에 장착되며, 일측에 가이드 홀을 형성하는 장착블록; 상기 장착블록의 가이드 홀 상에 슬라이드 이동 가능하게 끼워지는 연결로드를 통해 일단이 힌지 체결되고, 타단부는 상기 실린더로드와 제1 힌지 핀에 의해 힌지 연결되는 슬라이딩 링크; 상기 가이드 홀과 연결로드 사이에 개재되어 상기 슬라이딩 링크에 복원력을 제공하는 탄성부재; 상기 장착블록의 타측에 페달 힌지축에 의해 일단이 힌지 연결되고, 타단에는 브레이크 페달이 형성되는 브레이크 페달 암; 및 상기 슬라이딩 링크와 브레이크 페달 암을 상호 힌지 연결하기 위해 상기 슬라이딩 링크의 일측에 제2 힌지핀을 통해 일단이 힌지 연결되고, 타단은 상기 브레이크 페달 암의 일측에 제3 힌지핀을 통해 힌지 연결되는 연결링크를 포함하고, 상기 탄성부재는 일단이 상기 마스터 실린더 측을 향하는 상기 가이드 홀의 내측면에 지지되고, 타단은 상기 연결로드에 지지되는 코일 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 가이드 홀은 상기 장착블록의 길이방향을 따라 슬롯형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 연결링크는 상기 슬라이딩 링크와 브레이크 페달 암 사이에서 상기 슬라이딩 링크와 수직하게 힌지 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 힌지핀은 상기 슬라이딩 링크 상에서 연결로드와 제1 힌지핀 사이에 상기 연결로드와 제1 힌지핀으로부터 이격되게 배치되는 것을 특징으로 한다.

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상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 페달비 가변형 브레이크 페달유닛에 의하면, 상호 힌지 연결된 다수개의 링크를 통해 운전자의 답력에 의한 브레이크 페달의 조작 시, 페달비가 가변되도록 함으로써, 운전자의 저감된 답력으로 동일한 제동력을 유지할 수 있어 제동성능을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 종래 사용되던 브레이크 부스터를 제거가 가능하여 원가를 절감하고, 힌지 연결된 각 링크에 의한 단순 구조변경으로 공간 제약이 없이 설치가 가능하며, 브레이크 페달을 미는 방향으로 부드러운 조작감 및 브레이크 페달의 작동반경 축소로 조작 편의성을 증대시키는 등의 효과도 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

이에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 페달비 가변형 브레이크 페달유닛의 구성도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 페달비 가변형 브레이크 페달유닛의 단계별 작동 상태도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 페달비 가변형 브레이크 페달유닛이 적용된 차량에서 제동 시, 인풋 힘에 대한 아웃풋 힘의 성능 그래프이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 페달비 가변형 브레이크 페달유닛(1)은 상호 힌지 연결된 다수개의 링크(20, 50)를 통해 운전자의 답력에 의한 브레이크 페달(43)의 조작 시, 페달비가 가변되도록 하여 브레이크 부스터를 제거하여도 제동성능을 높이고, 브레이크 페달(43)을 미는 방향으로 부드러운 조작감을 구현하여 운전자의 조작 편의성을 증대시키도록 한다.

이를 위해, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 페달비 가변형 브레이크 페달유닛(1)은, 도 2에서 도시한 바와 같이,

차량 내부 카울패널(3)에 장착되며, 데시패널(5)에 장착되는 마스터 실린더(7)와 실린더로드(9)를 통해 연결된 상태로 운전자의 답력을 전달하게 되는 바, 장착블록(10), 슬라이딩 링크(20), 탄성부재(30), 브레이크 페달 암(40), 및 연결링크(50)로 이루어진다.

먼저, 상기 장착블록(10)은 차량 내부 카울패널(3)의 하부에 장착되며, 일측에 가이드 홀(11)이 형성된다.

여기서, 상기 가이드 홀(11)은 상기 장착블록(10)의 길이방향을 따라 슬롯형으로 형성되는 것이 바람직하다.

본 실시예에서, 상기 슬라이딩 링크(20)는 상기 장착블록(10)의 가이드 홀(11) 상에 슬라이드 이동 가능하게 끼워지는 연결로드(21)를 통해 일단이 힌지 체결되고, 타단부는 상기 실린더로드(9)와 제1 힌지 핀(23)에 의해 힌지 연결된다.

상기 탄성부재(30)는 상기 가이드 홀(11)과 연결로드(21) 사이에 개재되어 상기 슬라이딩 링크(20)에 복원력을 제공하게 된다.

여기서, 상기 탄성부재(30)는 일단이 상기 마스터 실린더(7) 측을 향하는 상기 가이드 홀(11)의 내측면에 지지되고, 타단은 상기 연결로드(21)에 지지되는 코일 스프링으로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 실시예에서, 상기 브레이크 페달 암(40)은 상기 장착블록(11)의 타측에 페달 힌지축(41)에 의해 일단이 힌지 연결되고, 타단에는 브레이크 페달(43)이 형성되며, 운전자로 하여금 답력을 제공받아 상기 페달 힌지축(41)을 중심으로 회동된다.

그리고 상기 연결링크(50)는 상기 슬라이딩 링크(20)와 브레이크 페달 암(40)을 상호 힌지 연결하기 위해 상기 슬라이딩 링크(20)의 일측에 제2 힌지 핀(51)을 통해 일단이 힌지 연결되고, 타단은 상기 브레이크 페달 암(40)의 일측에 제3 힌지핀(53)을 통해 힌지 연결된다.

이러한 연결링크(50)는 상기 슬라이딩 링크(20)와 브레이크 페달 암(40) 사이에서 상기 슬라이딩 링크(20)와 수직하게 배치된 상태로 힌지 연결된다.

여기서, 상기 제2 힌지핀(51)은 상기 슬라이딩 링크(20) 상에서 연결로드(21)와 제1 힌지핀(23) 사이에 상기 연결로드(21)와 제1 힌지핀(23)으로부터 이격되게 배치되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 탄성부재(30)는 상기 브레이크 페달 암(40)의 회동에 따라 연결링크(50)로 연결된 상기 슬라이딩 링크(20)가 연결로드(21)를 통해 상기 마스터 실린더(7) 측을 향하여 상기 가이드 홀(11) 상에서 이동된 후, 다시 초기위치로 복귀 시, 상기 연결로드(21)에 탄발력을 제공함으로써, 상기 슬라이딩 링크(20) 및 브레이크 페달 암(40)을 초기위치로 빠르게 복귀시키게 된다.

즉, 이와 같이 구성되는 페달비 가변형 브레이크 페달유닛(1)은 종래 사용되던 브레이크 부스터를 제거하여도 슬라이딩 링크(20)와 연결링크(50)의 직진이동 및 회동에 의한 링크작동을 통해 종래와 동일한 제동력을 구현할 수 있게 된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 페달비 가변형 브레이크 페달유닛의 작동 및 작용을 상세히 설명한다.

먼저, 차량에 제동력이 필요하지 않을 경우, 상기 브레이크 페달 암(40)은, 도 2에서와 같이, 초기 장착위치에 있게된다.

이러한 상태에서, 운전자가 차량의 제동을 위해 상기 브레이크 페달(43)을 밟아 답력을 제공하게 되면, 도 3의 (S1)과 같이, 상기 브레이크 페달 암(40)은 페달 힌지축(41)을 중심으로 회동하게 된다.

그러면 상기 슬라이딩 링크(20)는 상기 연결링크(50)를 통해 브레이크 페달 암(40)의 회동력을 전달받아 상기 가이드 홀(11) 상에서 슬라이드 이동을 하는 연결로드(21)에 의해 상기 마스터 실린더(7) 측으로 이동된다.

이에 따라, 상기 마스터 실린더(7)는 상기 실린더로드(9)의 가압력을 유압으로 전환하여 브레이크 패드(미도시)와 디스크(미도시)를 가압함으로써, 제동력을 발생시키게 된다.

여기서, 브레이크 페달비(A／B)는, 도 2에서와 같이, 상기 페달 힌지축(9)으로부터 상기 브레이크 페달(21)간의 거리(A)와, 상기 페달 힌지축(9)으로부터 상기 연결링크(50)의 장착 지점인 상기 제3 힌지핀(53)까지의 거리(B)와의 비가 되며, 이 때, 페달비 가변형 브레이크 페달유닛(1)의 입력에 대한 출력은, 도 4에서 도시한 바와 같은 제1 구간(M1)이 된다.

이러한 상태에서, 운전자의 답력이 계속해서 증가해 상기 브레이크 페달(43)을 통해 전달되면, 도 3의 (S2)와 같이, 상기 브레이크 페달 암(40)은 더 회동되어 상기 연결링크(50)를 밀게된다.

그러면, 운전자의 답력은 상기 연결링크(50)를 통해 상기 슬라이딩 링크(20)로 전달되고, 이 때, 상기 슬라이딩 링크(20)는 상기 가이드 홀(11) 상에서 더 이상 이동하지 못하는 연결로드(21)를 중심으로 상기 마스터 실린더(7) 측으로 회동되어 상기 실린더로드(9)를 더 가압함으로써, 상기 마스터 실린더(7)로 하여금 더 많은 유압 제공을 통해 더 큰 제동력을 발생시키게 된다.

이 경우, 페달비 가변형 브레이크 페달유닛(1)은 초기 브레이크 페달비(A／B)에 상기 연결로드(21)로부터 제2 힌지핀(51)간의 거리(C)와, 상기 연결로드(21)로부터 제1 힌지핀(51)간의 거리(D)와의 비(C／D)를 곱한 값인 최대 브레이크 페달비(AC／BD)가 되며, 이 때, 페달비 가변형 브레이크 페달유닛(1)의 입력에 대한 출력은, 도 4에서 도시한 바와 같이, 제2 구간(M2)이 된다.

이에 따라, 본 실시예에 따른 페달비 가변형 브레이크 페달유닛(1)은 운전자가 최대 브레이크 페달비(AC／BD)에 의해 차량에 더 큰 제동력을 필요로 할 경우에도 최소의 답력으로 브레이크 페달 암(40)을 조작할 수 있게 되며, 브레이크 페달비의 가변을 통해 운전자의 답력을 구간별로 줄이고, 운전자로 하여금 미는 방향으로 부드러운 브레이크 페달 조작감을 구현하여 운전자의 조작 편의성을 향상시키게 된다.

즉, 전술한 바와 같이, 페달비 가변형 브레이크 페달유닛(1)에 있어서, (A)＞(B), (C)＜(D) 값이 되면, 제1 구간(M1)의 값이 제2 구간(M2)의 값보다 큰 시스템을 구성할 수 있으며, 각 거리의 길이 조절을 통해 최대 브레이크 페달비와, 이에 따른, 입력에 대한 출력 성능을 다양하게 구현 할 수 있게 된다.

한편, 상기 탄성부재(30)는 최대로 이동된 상기 연결로드(21)에 탄발력을 제공함으로써, 이동되었던 슬라이딩 링크(20)의 초기위치 복원를 돕게되며, 동시에, 상기 연결링크(50)를 통해 상기 탄성부재(30)의 탄발력을 제공받는 상기 브레이크 페달 암(40)도 초기위치로 빠르게 복원된다.

따라서, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 페달비 가변형 브레이크 페달유닛(1)을 적용하면, 상호 힌지 연결된 다수개의 링크를 통해 운전자의 답력에 의한 브레이크 페달(43)의 조작 시, 페달비가 가변되도록 함으로써, 운전자의 저감된 답력으로 동일한 제동력을 유지할 수 있어 제동성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 종래 사용되던 브레이크 부스터를 제거가 가능하여 원가를 절감하고, 힌지 연결된 각 링크(20, 50)에 의한 단순 구조변경으로 공간 제약이 없이 설치가 가능하며, 브레이크 페달(43)을 미는 방향으로 부드러운 조작감 및 브레이크 페달(43)의 작동반경 축소로 조작 편의성을 증대시킬 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

도 1은 종래 기술에 따른 브레이크 페달 유닛의 구성도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 페달비 가변형 브레이크 페달유닛의 구성도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 페달비 가변형 브레이크 페달유닛의 단계별 작동 상태도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 페달비 가변형 브레이크 페달유닛이 적용된 차량에서 제동 시, 인풋 힘에 대한 아웃풋 힘의 상관 그래프이다.

Claims

차량 내부 카울패널에 장착되며, 데시패널에 장착되는 마스터 실린더와 실린더로드를 통해 연결된 상태로 운전자의 답력을 전달하는 페달비 가변형 브레이크 페달유닛에 있어서,

차량 내부 카울패널의 하부에 장착되며, 일측에 가이드 홀을 형성하는 장착블록;

상기 장착블록의 가이드 홀 상에 슬라이드 이동 가능하게 끼워지는 연결로드를 통해 일단이 힌지 체결되고, 타단부는 상기 실린더로드와 제1 힌지 핀에 의해 힌지 연결되는 슬라이딩 링크;

상기 가이드 홀과 연결로드 사이에 개재되어 상기 슬라이딩 링크에 복원력을 제공하는 탄성부재;

상기 장착블록의 타측에 페달 힌지축에 의해 일단이 힌지 연결되고, 타단에는 브레이크 페달이 형성되는 브레이크 페달 암; 및

상기 슬라이딩 링크와 브레이크 페달 암을 상호 힌지 연결하기 위해 상기 슬라이딩 링크의 일측에 제2 힌지핀을 통해 일단이 힌지 연결되고, 타단은 상기 브레이크 페달 암의 일측에 제3 힌지핀을 통해 힌지 연결되는 연결링크를 포함하고,

상기 탄성부재는 일단이 상기 마스터 실린더 측을 향하는 상기 가이드 홀의 내측면에 지지되고, 타단은 상기 연결로드에 지지되는 코일 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 페달비 가변형 브레이크 페달유닛.
제1항에 있어서,

상기 가이드 홀은 상기 장착블록의 길이방향을 따라 슬롯형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 페달비 가변형 브레이크 페달유닛.
제1항에 있어서,

상기 연결링크는 상기 슬라이딩 링크와 브레이크 페달 암 사이에서 상기 슬라이딩 링크와 수직하게 힌지 연결되는 것을 특징으로 하는 페달비 가변형 브레이크 페달유닛.
제1항에 있어서,

상기 제2 힌지핀은 상기 슬라이딩 링크 상에서 연결로드와 제1 힌지핀 사이에 상기 연결로드와 제1 힌지핀으로부터 이격되게 배치되는 것을 특징으로 하는 페달비 가변형 브레이크 페달유닛.
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