KR100594958B1 - 조정가능한 자동차 컨트롤 페달 - Google Patents

Abstract

본 발명의 조정가능한 컨트롤 페달 장치(10)는 자동차에 사용된다. 페달 장치는 피벗 샤프트(66)에 의하여 차량에 장착된 서포트 브래킷(64)에 장착된 페달 어셈블리를 포함한다. 피벗 샤프트는 웜 기어(58)를 포함한다. 페달 어셈블리는 내측 암(18)에 피벗식으로 장착된 페달 암(12)을 포함한다. 잭 스크루(52)가 내측 암과 페달 암 사이에 연장된다. 잭 스크루는 피벗 샤프트의 웜 기어에 의하여 구동되는 피니언부(56)를 한쪽 말단부 상에 갖는다. 잭 스크루의 나사부는 페달 암에 장착된 슬라이드 블록(44)에 나사로 조여 수용된다. 모터(M)에 의하여 피벗 샤프트가 회전함으로써 잭 스크루가 회전하게 되어 페달의 위치를 조정한다.

조정가능한 컨트롤 페달 장치, 피벗 샤프트, 서포트 브래킷, 페달 어셈블리, 웜 기어, 페달 암, 잭 스크루, 피니언부, 나사부, 슬라이드 블록, 모터

Description

조정가능한 자동차 컨트롤 페달 {ADJUSTABLE VEHICLE CONTROL PEDALS}

본 발명은 일반적으로 조정가능한 자동차 컨트롤 페달, 보다 구체적으로는 현재 나와 있는 자동차 설계 패키지 내에 간편하게 끼워질 수 있는 페달에 관한 것이다.

수년간 자동차 생산자 및/또는 설계자들은 몸집이 다른 운전자들에 대한 인체공학적인 면에 대하여 관심을 가져왔다. 몸집이 다른 운전자들을 위한 노력으로, 자동차 컨트롤(스티어링 휠 등)을 조정가능하도록 설계하여 이렇게 다양한 운전자 몸집을 수용하도록 하였다. 탑승자의 안락감이 중요하므로, 운전자가 조정하는 자동차 컨트롤 모두가 인체공학적 및 안정성 면에서 상당히 중요함을 인식하게 되었다. 그러나, 패키지 공간, 기능 안전성 및 비용 때문에 페달의 조정 가능성은 역사적으로 무시되어 왔다.

따라서, 본 발명의 목적은 몸집이 다른 운전자들을 인체공학적으로 수용할 뿐만 아니라 현재의 자동차 설계 패키지 내에 실질적으로 끼워지는 것이 장점인 조정가능한 자동차 컨트롤 페달 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 성능이 확실하며, 비교적 저렴한 비용으로 자동차 내에 결합될 수 있는 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 표준 페달처럼 동작하고 하드웨어 및 스 위치를 갖출 수 있다는 것이 장점인 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 1997년 10월 9일 출원되어 현재 포기된 미합중국 특허출원 제08/947,563호의 계속 출원인 미합중국 특허출원 제09/135,346호에 대한 계속 출원이다.

본 발명은 전술한 문제점 및 단점을 해소하고 다른 특징 및 장점 또한 포함하는 것이다. 본 발명은 피치 축(pitch axis)을 가진 자동차에 사용하는 조정가능한 컨트롤 페달을 포함한다. 브레이크 및/또는 클러치 페달 장치는 자동차의 피치 축과 실질적으로 평행인 회전 축을 중심으로 회전 및 동작가능하게 장착된 피동 페달 암(driven pedal arm)을 포함한다. 내측 페달 암이 피동 페달 암에 조정가능하게 장착되고, 페달은 내측 페달 암에 부착된다. 브레이크 및/또는 클러치 페달 장치는 피동 페달 암 및 내측 페달 암 내에 실질적으로 위치되어 조작자에 대한 페달의 근접성을 변경시키는 수단을 더 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예는 내측 및 피동 페달 암의 슬롯 내를 이동하여 페달의 근접성을 변경시키는 핀을 갖는 블록 부재를 이동시키는 잭 스크루(jack screw)를 포함한다.

본 발명의 가속 페달 장치(accelerator pedal apparatus)는 자동차에 장착되어 피치 축과 실질적으로 평행인 회전 축을 중심으로 회전 및 동작가능한 내측 페달 암을 포함한다. 피동 페달 암은 내측 페달 암에 조정가능하게 장착되고 이 피동 페달 암에 페달이 부착된다. 가속 페달 장치는 내측 페달 암 및 피동 페달 암 내에 실질적으로 위치되어 조작자에 대한 페달의 근접성을 변경시키는 수단을 또한 포함한다.

브레이크 페달용 조정 장치의 제1의 바람직한 실시예는 내측 페달 암을 포함하는 페달 암을 갖는다.

본 발명의 제2의 바람직한 실시예는 브레이크 페달용 조정 장치에 관한 것이며, 잭 스크루 로드에 장착된 클레비스(clevis)를 수용하는 한 쌍의 슬롯을 갖는 피동 페달 암을 포함한다. 클레비스는 이 클레비스에 연결된 내측 페달 암에 핀으로 연결된다. 내측 페달 암은 슬라이드 블록(slide block)을 수용하는 슬롯을 갖는다. 피니언 기어(pinion gear)가 잭 스크루 둘레를 이동하여 페달 암 및 페달을 위치시킨다.

본 발명의 제3의 바람직한 실시예는 특히 피벗 축에 의하여 브래킷에 장착된 페달 어셈블리를 갖는 가속 페달용 조정 장치에 관한 것이다. 페달 어셈블리는 내측 암 및 페달 암을 포함한다. 피벗 축은 피니언을 잭 스크루의 말단부에 결합시키는 웜 기어부(worm gear portion)를 갖는다. 잭 스크루는 내측 암에 회전가능하게 장착된다. 잭 스크루는 패달 암에 장착된 나사 부재(threaded member)에 수용된다. 모터가 피벗 축을 회전시켜 백 볼트를 회전시키고 페달 암을 내측 암에 대하여 이동시킨다.

다음에, 본 발명의 특징 및 장점을 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 차체에 장착된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조정가능한 브레이크 페달 장치 및 가속 페달 장치를 도시한 절개 사시도.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조정가능한 브레이크 페달 장치의 배면도.

도 3은 도 2에 도시된 기어 및 스크루 핀-이동 어셈블리의 확대도.

도 4는 피동 페달 암의 슬롯과 내측 페달 암의 인접하는 슬롯 사이의 각 오프셋(augular offset)을 도시한 본 발명의 바람직한 실시예의 조정가능한 브레이크 페달의 측면도.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예의 조정가능한 가속 페달 장치의 배면도.

도 6은 도 5에 도시된 기어 및 스크루 핀-이동 어셈블리의 확대도.

도 7은 피동 페달 암의 슬롯과 내측 페달 암의 인접하는 슬롯 사이의 각 오프셋을 도시한 본 발명의 바람직한 실시예의 조정가능한 가속 페달의 측면도.

도 8은 웜 기어 연결부로 케이블을 구동하는 일반적인 모터를 확대하여 도시한 개략도.

도 9는 피치, 롤, 및 요 축(yaw axes)이 도시된 자동차의 등각도.

도 10은 본 발명의 브레이크 페달 장치의 제1의 바람직한 실시예의 측면도.

도 11은 본 발명의 브레이크 페달 조정 장치의 제2의 바람직한 실시예의 사시도.

도 12는 본 발명의 제2의 바람직한 실시예의 브레이크 페달 조정 장치의 내측 및 피동 페달 암의 측단면도.

도 13은 본 발명의 브레이크 페달 조정 장치의 제2의 바람직한 실시예의 평면도.

도 14는 본 발명의 제2의 바람직한 실시예의 페달 암 및 슬롯의 일부 측면도.

도 15는 본 발명의 제3의 바람직한 실시예의 가속 페달의 사시도.

도 16은 제3의 바람직한 실시예인 도 17의 반대쪽에서 바라 본 가속 페달 조정 장치의 사시도.

도 17은 본 발명의 제3의 바람직한 실시예의 누름 위치 및 누름해제 위치에 있는 페달 어셈블리를 도시한 가속 페달 조정 장치의 측면도.

도 18은 본 발명의 제3의 바람직한 실시예의 브레이크 페달의 조정가능성을 도시한 측면도.

도 19는 제3의 바람직한 실시예의 가속 페달 조정 장치의 피벗 축의 사시도.

도 1은 본 발명의 두 개의 조정가능한 컨트롤 페달(10. 10')의 도면이다. 조정가능한 컨트롤 페달 장치(10)는 브레이크 페달 장치이다. 그러나, 이 장치는 클러치 페달 장치로서도 균일하게 동작한다는 점을 이해할 것이다. 조정가능한 컨트롤 페달 장치(10')는 가속 페달 장치이다. 그러나, 본 명세서에 기재된 페달 장치(10) 중 어느 것이나 임의의 자동차에 사용할 수 있다는 점을 이해할 것이다. 또한, 자동차(V)가 도시되어 있지만, 본 명세서에 기재된 자동차 컨트롤 페달(10)의 실시예 중 어느 것이나 한정하는 것은 아니지만 트럭, 항공기 등을 포함하여 임 의의 유형의 차량에 균일하게 사용될 수 있다는 점을 이해할 것이다.

먼저 브레이크 및/또는 클러치 페달 장치를 참조하면, 본 발명의 조정가능한 컨트롤 페달 장치(10)는 차량(V)에 장착되어 피치 축(P)과 실질적으로 평행인 회전 축(14)을 중심으로 회전 및 동작가능한 피동 페달 암(12)을 포함한다. 피치 축(P), 롤 축(R) 및 요 축(Y)이 도 9에 도시되어 있다. 피동 페달 암(12)은 종래 공지된 임의의 적합한 수단에 의하여 차량(V)에 동작가능하게 연결될 수 있다. 예를 들면, 샤프트(16)는 임의의 표준 브레이크 부스터 푸시 로드 및 정지 라이트 스위치에 부착되며 클레비스 핀(도시되지 않음)에 의하여 지지될 수 있다.

내측 페달 암(18)이 피동 페달 암(12)에 조정가능하게 장착된다. 페달(20)은 내측 페달 암(18)에 부착된다. 브레이크 및/또는 클러치 페달 장치(10)는 임의의 적합한 수단에 의하여 차량(V)에 회전가능하게 장착된다. 그러나, 바람직한 실시예에 있어서, 장치(10)는 종래 페달의 서포트와 유사한 서포트 브래킷(support bracket)(64)에 장착된다. 내측 페달 암(18) 및 피동 페달 암(12) 양자 모두는 동일한 피벗 축(66) 상에 장착된다.

브레이크 페달(20)은 상이한 발 치수를 각기 다른 조정 포인트에 수용하는 캠면을 포함한다. 캠면은 브레이크 페달의 상단부로부터 방화벽을 향하여 만곡되는 하단부를 갖는다. 브레이크 페달이 완전 전진 위치일 때 페달의 상단부는 운전자의 누름 위치로 된다. 그러나, 페달이 차량의 후방을 향하여 조정되었을 때, 페달이 상승하며 하단부는 운전자의 발이 누름 위치가 되도록 외측으로 이동한다. 패드(21)는 페달(20)의 일부로서 주조되는 것이 바람직하고, 따라서 패드(21)는 주 물일 수 있고 조정가능한 페달 특징을 운전자가 알 수 있는 제품명의 몰딩과 같은 마케팅/스타일 입력을 제공할 수 있다. 그러나, 표준 고무/일래스토머 또는 일반적으로 알려져 있는 이와 유사한 재료를 페달(20)에 배치하여 패드(21)를 제공할 수 있다는 점을 이해할 것이다.

임의의 적합한 재료가 사용될 수 있지만, 바람직한 실시예에서는 피동 페달 암(12) 및 내측 페달 암(18)은 마그네슘 합금으로 주조된다는 점을 이해할 것이다. 주조된 마그네슘 합금은 기어 및 스크루(상세하게 후술함)를 내장하고 패드(21)를 일체화하는 복잡한 형상을 일체화할 수 있다는 것이 장점이다. 또한 주조된 마그네슘 합금은 적합한 강성을 제공하는 한편 중량이 가볍다. 브레이크 페달 장치(10)의 중량은 모터(M)(후술함)을 포함하여 2.20킬로그램 정도이다.

조정가능한 컨트롤 페달 장치(10)는 피동 페달 암(12) 및 내측 페달 암(18) 내에 실질적으로 배치되어 조작자에 대한 페달(20)의 근접성을 변경시키는 수단을 더 포함한다. 이 변경 수단은 임의의 적합한 수단을 포함할 수 있지만, 바람직한 실시예에 있어서, 변경 수단은 피동 페달 암(12) 내에 형성된 한 쌍의 대향하는 제1 슬롯(22, 24)을 포함한다. 한 쌍의 대향하는 제2 슬롯(26, 28)은 내측 페달 암(18) 내에 형성되고, 한 쌍의 제2 슬롯(26, 28)은 한 쌍의 제1 슬롯(22, 24)과 각 오프셋되므로(도 2에서 잘 알 수 있는 바와 같이), 두 개의 대향하는 각 오프셋 슬롯 세트(30, 32)가 있고 이 중 하나의 세트(30)는 피동 페달 암 슬롯(22) 및 인접하는 내측 페달 암 슬롯(26) 중 하나를 포함하며 다른 하나의 세트(32)는 피동 페달 암 술롯(24) 및 다른 내측 페달 암 슬롯(28) 중 하나를 포함한다.

각 오프셋은 원하는 핀(34, 34')의 이동 및 모터(M)을 위한 적당한 토크 요구로 후속하는 소정의 페달(20) 이동을 제공하는 임의의 각도일 수 있다는 점을 이해할 것이다. 바람직한 실시예에 있어서, 각 오프셋의 세트(30, 32) 사이의 각도 θ는 대략 15°이다. 장치(10, 10', 10") 중 하나 또는 양자의 슬롯 세트(30, 32)는 페달 장치(10, 10', 10") 상의 각각의 피벗 포인트 상측 또는 하측에 배치될 수 있다는 점을 또한 이해할 것이다.

변경 수단은 내측 페달 암(18) 내에 동작가능하게 장착된 두 개의 핀(34, 34')을 더 포함할 수 있고, 하나의 핀(34)은 대향하는 각 오프셋 슬롯 세트(30) 중 하나를 통하여 외측으로 연장되고 다른 하나의 핀(34')은 다른 하나의 대향하는 각 오프셋 슬롯 세트(32)를 통하여 외측으로 연장된다.

변경 수단은 핀(34, 34')을 제1 방향(36) 또는 제2 방향(38)으로 이동시키는 수단을 더 포함할 수 있으므로, 핀(34, 34')이 제1 방향(36)으로 이동할 때 페달(20)은 조작자를 향하여 이동하고 핀(34, 34')이 제2 방향으로 이동할 때 페달(20)은 조작자로부터 멀어진다. 그러나, 제1 방향이 도 4에는 일반적으로 상측 방향으로 도시되어 있지만, 제1 방향(36)은 페달(20)이 조작자를 향하여 이동하기에 적합한 임의의 방향일 수 있다는 점을 이해할 것이다. 마찬가지로, 제2 방향(38)은 페달(20)이 조작자로부터 멀어지기에 적합한 임의의 방향일 수 있다는 점을 이해할 것이다. 페달 장치(10)가 회전할 때, 내측 페달 암(18) 상의 패드(21)는 조정을 통하여 조작자의 발의 볼과 정상적으로 접촉된다.

각각의 핀(34. 34')은 내측 베어링 부재(40, 40') 및 외측 베어링 부재(42, 42')를 포함하며, 이 부재는 서로 회전가능하다(도 6 참조). 각각의 베어링 부재(40, 40', 42, 42')는 적어도 두 개의 대향하는 부하 베어링면(41, 43)을 갖는다. 내측 베어링 부재(40)는 하나의 세트(32)의 내측 페달 암 술롯(28) 내에서 이동가능하고 외측 베어링 부재(42)는 동일 세트(32)의 피동 페달 암 슬롯(24) 내에서 이동가능하다. 내측 베어링 부재(40')는 다른 세트(30)의 내측 베어링 페달 암(26) 내에서 이동가능하고 외측 베어링 부재(42')는 동일 세트(30)의 피동 페달 암 슬롯(22) 내에서 이동가능하다. 사각형 핀/베어링 부재(40, 40', 42. 42')는 암(12, 18) 양자 모두 상에 부하 베어링 영역을 제공한다. 이것이 부하를 이동시키는 일부 영역을 제공한다.

슬롯(22, 24, 26, 28)이 직사각형 또는 타원형 형상으로 도시되어 있지만, 이들 슬롯은 임의의 적합한 기하학적 형상으로 될 수 있다는 점을 이해할 것이다.

핀 이동 수단(pin translating means)은 임의의 적합한 수단을 포함할 수 있지만, 바람직한 실시예에 있어서는, 이 핀 이동 수단은 두 개의 대향하는 말단부(46, 48)를 가지며 두 개의 대향하는 각 오프셋 슬롯 세트(30, 32) 사이에 배치된 블록 부재(44)를 포함하며, 블록 부재(44)는 두 개의 말단부(46, 48) 각각으로부터 외측으로 연장되는 핀(34, 34')을 가지고 블록 부재(44)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 관통하는 나사 구멍(50)을 더 갖는다.

핀 이동 수단은 나사 구멍(50) 내에 나사로 맞물리며 피치 축(P)과 직각인 선과 실질적으로 평행인 축(54)을 중심으로 종방향으로 향하는 잭 스크루(52)를 더 포함할 수 있다. 피니언 기어(56)가 잭 스크루(52)에 부착된다. 웜 기어(58)가 피니언 기어(56)와 그물식으로 맞물린다. 스크루(52)는 임의의 적합한 수단에 의하여 축방향으로 한정될 수 있지만, 바람직한 실시예에 있어서는, 이 수단은 스크루(52)가 한쪽 말단부에 압착되어 끼워질 수 있는 스러스트 베어링(thrust bearing)(88)을 포함한다. 스러스트 베어링(88)으로부터 먼쪽 말단부에는, 적합한 플러그(92)가 플러그 구멍(80) 내에 스크루(52)를 수용한다. 플러그(92)는 플레이트(96) 내에 나사로 맞물리도록 적합한 외부 나사(94)를 갖는다.

대안으로서, 블록 부재(44)는 베어링 부재(40, 40', 42, 42')와 길이 및 높이가 실질적으로 동일하며, 보다 사각형 형상일 수 있다. 스크루(52)가 종방향으로 회전할 수 있는 축(54)은 베어링 부재(40)와 베어링 부재(40') 사이에 대략 중심을 맞출 수 있다.

핀 이동 수단은 웜 기어(58)를 구동하는 수단을 더 포함할 수 있다. 구동 수단은 임의의 적합한 수단을 포함할 수 있다는 점을 이해할 것이다. 그러나, 바람직한 실시예에 있어서는, 웜 기어 구동 수단은 모터(M) 및 이 모터(M) 및 웜 기어(58)에 동작가능하게 장착된 회전 구동 케이블(60)을 포함한다. 모터(M)가 페달 장치로부터 분리된 것으로 개략적으로 도시되어 있지만, 모터(M)는 브레이크 및/또는 가속 페달 장치에 장착된 페달일 수 있고, 모터(M)는 서포트 브래킷(64)에 의하여 장착되거나 모터(M)는 별개의 브래킷에 의하여 장착될 수 있다는 점을 이해할 것이다. 웜 기어(58)가 제1 방향으로 회전할 때, 블록 부재(44)는 잭 스크루(52)의 종축(54)을 따라 이동하여 피니언 기어(56)로부터 멀어지고, 웜 기어(58)가 제2 방향으로 회전할 때 블록 부재(44)는 잭 스크루(52)의 종축(54)을 따라 이동하여 피니언 기어(56)를 향한다. 블록 부재(44)의 말단부가 각 방향으로 이동할 때, 모터(M)는 자동적으로 중단된다. 모터(M)는 한정하는 것은 아니지만 앰프 오버로드를 검출하는 리미트 스위치(오버로드 리미트 스위치)를 포함하는 임의의 적합한 수단에 의하여 소정의 토크값에서 분압기, 또는 인코더 휠을 자동으로 정지시킴으로써 정지될 것이다.

케이블(60)은 임의의 적합한 구동 케이블일 수 있다. 그러나, 바람직한 실시예에 있어서, 케이블(60)은 말단부가 사각형인 회전 구동 케이블이다. 케이블(60)은 임의의 적합한 수단에 의하여 적합한 스냅 핏 연결 어셈블리처럼 웜 기어(58) 및 모터(M)에 동작가능하게 부착될 수 있다. 그러나, 바람직한 실시예에 있어서, 도 8에서 알 수 있는 바와 같이 케이블(60)은 모터(M)에 부착된 다음 외부 나사(72)를 가진 플러그(62) 내의 구멍(70)을 관통한다. 칼라(74)가 케이블(60)에 압착되어 끼워져서 케이블(60)이 플러그(62) 내에 지지된다. 내측 페달 암(18)의 일부는 플러그(62)와 나사로 맞물리도록 내측 나사 구멍(76)을 갖는다. 말단부가 사각형인 케이블(60)은 웜 기어(58) 내의 사각형 멈춤쇠 또는 소켓(78) 내에 끼워진다. 케이블(60) 및 칼라(74)를 갖는 플러그(62)는 구멍(76)과 맞물려서 케이블(60)을 웜 기어(58) 내에 지지한다.

현재의 차량 설계 패키지는 양쪽 페달(20, 20')을 약 63.5mm의 하측방향(조작자를 향하는 방향) 및 약 10mm의 하측방향으로 조정할 수 있는 공간을 제공한다. 페달(20, 20')을 약 12mm의 전방방향(조작자로부터 멀어지는 방향)으로 이동시키는 변형이 필요할 수 있다. 이들 조정은 단지 예시적이며, 페달(20, 20')은 보다 적 게 또는 보다 넓게 조정될 수 있다는 점을 이해할 것이다.

임의의 적합한 재료가 사용될 수 있는 것으로 이해될 수 있지만, 바람직한 실시예에 있어서는, 피동 페달 암(18')은 마그네슘 합금으로 주조된다. 내측 페달 암(18')은 적당하게 강성인 폴리머 재료로 사출 성형되는 것이 바람직하다. 브레이크 페달 장치(10) 재료에 대한 전술한 장점은 본 명세서에서는 균일하게 작용하지만, 가속 페달 장치(10')는 내측 페달 암(18')에 폴리머 재료를 사용하기 때문에 중량이 더욱 가벼울 수 있다. 피동 페달 암(12')은 브레이크 페달 장치(10)와 스타일이 조화를 이루도록 마그네슘 합금으로 주조되는 것이 바람직하다. 액셀레이터의 중량은 약 0.67 킬로그램 정도이다.

페달 패드(21')는 변하는 조정 포인트에 상이한 발 치수를 수용하도록 캠면(브레이크 페달 장치(10)에서와 같이)을 또한 포함할 수 있다. 패드(21, 21')의 캠면은 페달 장치(10, 10', 10")가 조정되었을 때(전술한 바와 같이) 패드(21, 21')가 조정을 통해 조작자 발의 볼과 정상적인 접촉 상태를 유지하도록 기다란 면(종래의 패드와 비교할 때)을 포함한다.

따라서, 캠면을 가진 페달 패드(21, 21')의 형상으로 인하여 추가로 조정될 수 있다.

가속 페달 장치(10')의 나머지는 브레이크 페달 장치(10, 10")에 관하여 전술한 바와 동일하다. 예를 들면, 핀 이동 어셈블리는 두 개의 분기 슬롯(22, 26 및 24, 28)을 통해 또한 동작하고, 하나의 세트(30)는 장치(10)의 한쪽에 위치되며 다른 하나의 세트(32)는 장치(10')의 반대쪽에 위치된다.

본 발명의 조정가능한 브레이크 페달 장치의 제1의 바람직한 실시예가 도 10에 도면부호(10")로 도시되어 있다. 상기 실시예에서, 피동 페달 암(12")은 하나 이상의 내측 페달 암(18')을 둘러싼다. 웜 기어(58)용 슬롯(68)이 피동 페달 암(12")에 형성되어 내측 페달 암(18')의 이동을 보정하고 케이블(60)과 웜 기어(58)의 연결이 페달 장치(10")의 조정 도중에 확실하게 보정되지 않는다. 또한, 대향하는 슬롯 세트(30, 32)는 직사각형이며, 핀(34, 34')은 도 6을 참조하여 전술한 바와 같이 사각형 핀/내측, 외측 베어링 부재(40, 42)이다. 샤프트(16)(전술한 바와 같이 표준 브레이크 부스터 푸시 로드에 부착가능함)는 적합한 수단에 의하여 피동 페달 암(12')의 반대쪽 각각에 고정되게 부착된다. 슬롯(86)이 내측 페달 암(18')의 반대쪽 각각에 형성되어 페달(20)을 조정하는 동안 브레이크가 작동하는 것이 방지된다. 장치(10")의 나머지는 장치(10)에 관하여 전술한 바와 같다.

조정가능한 브레이크 페달 장치(110)의 제2의 바람직한 실시예가 도 11, 도 12 및 도 13에 도시되어 있다. 브레이크 페달 장치(110)는 제어 장치(10)와 유사하며 이와 유사한 부재를 전술한 바와 같이 동일 도면부호로 나타낸다. 브레이크 제어 장치(110)는 내측 페달 암(118) 및 전술한 바와 같이 동일한 방식으로 핀(66)에 의하여 서포트 브래킷(114)에 피벗식으로 장착된 피동 페달 암(112)을 포함한다. 그러나, 피동 페달 암(112)에 대하여 내측 페달 암(118)의 위치를 변경시키는 상이한 장치가 사용될 수 있다.

도 12에 도시된 바와 같이, 내측 패달 암(118)은 핀(66)을 수용하는 관통공(114)을 상측 말단부(115)에 갖는다. 페달(20)은 전술한 바와 같이 페달 암의 하측 말단부(120)에 형성된다. 슬롯(122)은 내측 페달 암(118)의 중앙부를 횡방향으로 관통하여 형성된다. 슬롯(122)은 잭 스크루의 이동 축에 대하여 대략 75°의 각도로 경사져서 슬라이드 블록(124)를 지지하는 마찰이 방지된다. 후술하는 바와 같이, 슬롯(122)으로 인하여 슬라이드 블록(124)은 이동한다. 슬라이드 블록(124)은 핀(128)을 수용하는 관통공(126)을 갖는다.

도 11, 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 피동 페달 암(112)은 한 쌍의 이격된 측면부(130)를 갖는다. 측면부(130)는 이격되어 내측 페달 암(118)을 그들 사이에 수용한다. 측면부(130) 각각의 상측 모서리(134)에는 핀(66)을 수용하는 관통공(132)이 형성된다. 따라서, 내측 페달 암(118) 및 피동 페달 암(112)은 전술한 바와 같이 동일한 방식으로 핀(66)을 중심으로 피벗한다.

도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 스터드(138)가 측면부(130)의 하측 모서리(140)에 장착되어 표준 브레이크 로드에 부착된 샤프트(16)를 피벗식으로 부착한다. 측면부는 종래의 브레이크 페달에서와 같이 브래킷에 대하여 동일한 위치에 스터드(138)가 위치될 수 있도록 형성된다. 따라서, 본 발명의 브레이크 페달 장치는 애프터 마켓 액세서리와 같이 종래의 브레이크 페달로 대체될 수 있다. 슬롯(142)은 각 측면부(130)에 형성되어 내측 페달을 이동시킬 때 잭 스크루(146)를 안내한다. 슬롯(142)은 하측 모서리(140)와 후측 모서리(144) 사이 방향으로 연장된다.

도 11, 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 잭 스크루(146)는 한쪽 말단부 에 나사부(150)로부터 연장되는 커넥터(148)를 갖는다. 커넥터(148)는 내측 페달 암(118) 및 슬라이드 블록(124)을 그들 사이에 수용하도록 이격된 한 쌍의 암(152)을 갖는다. 각각의 암(152)은 잭 스크루 로드(146)를 슬라이드 블록(124) 및 내측 페달 암(118)에 연결하는 핀(128)을 수용하는 구멍(154)을 갖는다. 한 쌍의 코터 키(156)가 핀(128)의 말단부를 관통하여 위치되어 핀(128)을 제 위치에 지지한다. 커넥터(148)의 암(152)은 직사각형이며 피동 페달 암의 각 슬롯에 수용되어 잭 스크루의 정렬을 유지시킨다.

구동 장치(160)는 피동 페달 암의 후측 모서리(144)에 장착된다. 구동 장치(160)는 측면부(130) 사이에 연장되도록 장착된 하우징(162)을 갖는다. 하우징은 피니언 기어(56) 및 웜 기어(58)를 지지한다. 피니언 기어(56)는 잭 스크루(146)를 나사 구멍(164) 내에 수용하도록 측면부(130)에 대하여 중심을 맞춘다. 피니언 기어(58)는 전술한 바와 같이 구동 케이블(60) 및 모터(M)에 의하여 피니언 기어(56)와 맞물려 구동되도록 장착된다. 피동 페달 암(112)의 슬롯(142)은 구동 장치(160)가 동작하는 동안 커넥터 및 잭 스크루를 피니언 기어(56)의 축과 정렬 상태를 유지한다.

도 11에 도시된 바와 같이, 슬라이드 블록(124)은 잭 스크루(146)가 이동할 때 내측 패달 암(118)의 슬롯(126) 내에서 자유롭게 이동한다. 내측 페달 암이 피벗 축을 중심으로 피벗하고 커넥터가 피벗 축에 대하여 이동하는 코드(chord)를 따라 안내되기 때문에, 내측 페달 암(118)의 슬롯(126)으로 슬라이드 블록(124) 및 핀(128)이 피벗 축으로의 반경방향 거리가 변할 때 코드를 따라 이동할 수 있다.

가속 페달 장치, 보다 구체적으로는 도 1 및 도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 조정가능한 컨트롤 페달 장치(10')는 피치 축(P)과 실질적으로 평행인 회전 축(14')을 중심으로 차량(V)에 회전 동작가능하게 장착된 내측 페달 암(18')을 포함한다. 내측 페달 암(18')은 임의의 적합한 종래의 공지된 수단에 의하여 차량(V)에 동작가능하게 연결될 수 있다. 예를 들면, 스로틀 케이블(도시되지 않음)이 관통공(80)을 동작가능하게 부착할 수 있다.

피동 페달 암(12')은 내측 페달 암(18')에 조정가능하게 장착된다. 페달(20')은 피동 페달 암(12')에 부착된다. 가속 페달 장치(10')는 임의의 적합한 수단에 의하여 차량(V)에 회전가능하게 장착된다. 바람직한 실시예에 있어서, 장치(10')는 표준 너트, 볼트 및 플라스틱 베어링을 포함하는 종래의 페달의 서포트와 유사한 서포트 브래킷(82)(대부분이 도 1에 도시되어 있지 않음)의 피벗 샤프트(84) 상에 장착된다.

그러나, 가속 피벗(회전 축(14'))은 후방으로 이동하여(종래의 가속 페달과 비교하여) 페달 장치(10')를 여러 지점에서 조정하는 동안 비율(즉, 가속 페달 이동 대 스로틀 각 비율)를 유지하는데 보조하는 것이 바람직하다. 또한, 파워 트랜스미션은 브레이크 페달 장치(10, 10") 상의 웜 기어(58)로부터 케이블(60)을 통하여 동기화될 수 있다.

가속 페달에 사용하는 페달 조정 장치(210)의 제3의 바람직한 실시예를 도 15 내지 도 19에 도시한다. 페달 조정 장치(210)는 피벗 샤프트(216)에 의하여 서포트 브래킷(214)에 피벗식으로 장착된 페달 어셈블리(212)를 포함한다. 페달 어 셈블리(212)는 내측 암(218) 및 페달 암(220)을 포함한다. 피벗 샤프트(216)는 후술하는 바와 같이 모터(M)에 의하여 회전하여 페달 암(220)의 위치를 조정한다.

도 15 및 도 17에 도시된 바와 같이, 서포트 브래킷은 전술한 바와 같이 차량(V)에 장착된다. 서포트 브래킷(214)은 피벗 샤프트(216)를 회전가능하게 수용하는 구멍(224)을 갖는 한 쌍의 암(222)을 갖는다.

도 19에 도시된 바와 같이, 피벗 샤프트(216)는 서포트 브래킷(214)의 암(222) 내에 회전가능하게 수용된 한 쌍의 원통형 면 부분(228) 사이에 배치된 웜 기어부(226)를 포함한다. 기어 휠(230)은 피벗 샤프트(216)의 한쪽 말단부에 장착되어 모터(M)에 장착된 기어 휠(232)과 맞물린다. 한 쌍의 c-클립(234)이 브래킷(214)에 대하여 피벗 샤프트(216)를 제 위치에 지지한다. 도 16에 도시된 바와 같이, 모터(M)는 브레이크 페달(110)에 인접한 서포트 브래킷(214)의 암(222)에 장착되는 것이 바람직하다.

도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 내측 암(218)은 하측 정지부(238)와 한 쌍의 후측방향으로 연장되는 서포트 암(240) 사이에 연장되는 몸체부(236)를 갖는다. 한 쌍의 서포트 암(240)은 페달 암(220)을 피벗식으로 장착하기 위하여 피벗 로드(256)를 수용하는 구멍을 갖는다. 몸체부(236)는 한 쌍의 측벽(242) 및 공동을 형성하는 중앙부(244)를 갖는다. 측벽(242)은 서포트 브래킷(214)의 암(222) 사이에 수용된다. 각각의 측벽(242)은 피벗 샤프트(216)를 수용하는 개구(246)를 하측 전방 모서리에 갖는다. 내측 암(18)은 피벗 샤프트(216)의 평탄부(228) 상에 피벗한다.

도 17에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 베어링(248)이 잭 스크루(250)를 회전가능하게 지지하도록 몸체부(236)의 중앙부(244)에 장착된다. 잭 스크루(250)는 피니언 기어(254)로부터 연장되는 나사부(252)를 갖는다. 피니언 기어(254)는 피벗 샤프트(216)의 웜 기어부(236)와 맞물린 상태로 몸체부(236)의 측벽(242) 사이의 공동 내에 위치된다. 한 쌍의 베어링(248)은 피벗 샤프트(216)가 모터(M)에 의하여 회전할 때 잭 스크루(250)가 회전하도록 지지한다.

도 15에 도시된 바와 같이, 정지부(238)는 피동 페달 암(220)의 방향으로 후측으로 연장되도록 내측 페달 암(218)의 몸체부(236)의 하측 말단부 상에 형성된다. 정지부(238)는 페달이 도 15에 도시된 바와 같이 전진 조정 위치에 있을 때 피동 페달 암(220)의 일부분과 맞물리도록 형성된다. 스로틀 케이블(256)이 몸체부(236)의 상단부에 형성된 개구(80)에 장착된다. 내측 페달 암(218)은 강성 재료로 형성되며, 주조되는 것이 바람직하다.

도 15에 도시된 바와 같이, 페달 암(220)은 상단부(258)는 채널을 형성하고 하단부(260)는 페달(20')을 지지하는 일반적으로 L자 형상을 갖는다. 칼라(262)는 페달 암(220)의 상단부(258)의 상측 둘레에 형성된다. 칼라(262)는 피벗 핀(242)을 수용하는 관통공을 갖는다.

페달 암의 상단부(258)는 후측벽(264) 및 이 후측벽으로부터 연장되는 한 쌍의 측벽(266)을 가져 U자 형상의 채널을 형성한다. 한 쌍의 측벽(266)은 슬라이드 블록(268)을 그 내부에 수용하도록 이격된다. 슬라이드 블록(268)은 잭 스크루(250)를 수용하는 나사 구멍(270)을 갖는다. 한 쌍의 핀(272)이 각각의 측 벽(266)에 형성된 슬롯(274) 내에 수용되도록 슬라이드 블록(268)의 반대쪽으로부터 연장된다. 슬롯(274)은 상단으로부터 종방향 하측으로 연장되어 조정하는 동안 슬라이드 블록(268)을 안내한다. 후측벽은 잭 스크루의 나사부를 고정되게 수용하는 개구(276)를 갖는다. 페달 암(220)의 위치는 피벗 샤프트(216) 및 웜 기어(226)에 의하여 조정되어 피니언 기어(254), 및 페달 암(220)의 슬라이드 블록(268) 내의 잭 스크루(250)를 회전시킨다. 페달 암(220)의 슬롯(274)으로 인하여, 페달 암(220)을 조정하는 도중에 피벗할 때, 슬라이드 블록(288)이 피벗 로드(256)에 대하여 이동할 수 있다.

접촉면(abutment surface)(278)이 슬롯(274) 하측에 있는 페달 암(220)의 전면부 상에 형성된다. 접촉면(278)은 페달이 전진 위치일 때 내측 암(218)의 정지면(238)과 접촉한다. 정지 플랜지(280)가 잭 스크루(250)의 말단부에 형성되어 페달 암(220)이 도 18에 도시된 바와 같이 자신의 완전히 후진된 조정 위치로 이동하는 것을 정지시킨다.

도 16에 도시된 바와 같이, 모터(M)는 브래킷(214)에 바로 장착된다. 모터 (M)는 피벗 샤프트(216)의 말단부 상의 기어(230)와 맞물리는 피니언 기어(232)를 포함하는 기어 하우징(282)을 포함한다. 따라서, 전술한 모터의 작용으로 피벗 샤프트(216)가 회전하여 잭 스크루(250)를 회전시켜 페달의 위치를 조정한다. 내측 암(218)이 피벗 샤프트(216)를 중심으로 피벗하고 페달(20')이 차량을 조작하는 도중에 이동, 압착 또는 릴리스될 때, 잭 스크루(250)의 피니언 기어(254)는 웜 기어(226)의 나사를 따라 이동한다. 따라서, 잭 스크루(250)의 피니언(254)이 웜 기어(226) 또는 피벗 샤프트(216)에 대하여 매우 적게 이동한다. 그러나, 이러한 약간의 이동은 잭 스크루를 회전시키지 않아 내측 페달 암(218)에 대한 페달 암(220)의 위치가 변경되지 않는다.

본 발명은 사전 프로그램된 조작자 선택에 따라 페달(20, 20') 또는 페달 암을 "기억" 및 "재 설정"하는 메모리 옵션을 제공하는 수단을 또한 포함할 수 있다. 이 메모리 옵션 수단은 임의의 적합한 수단, 예를 들면, 분압기 또는 인코더와 같은 로케이션 트랜스듀서에 의하여 제공될 수 있다. 이 메모리 옵션 수단은 모터(M)와 일체일 수 있지만 모터와 별개일 수도 있는 컴퓨터 모듈일 수 있다. 모터(M)는 페달(20, 20') 또는 페달 암의 위치를 감지하여 이 신호를 컴퓨터 모듈에 전송할 수 있다.

모터(M)는 특정의 최종 용도에 요구 및/또는 필요로 하는 임의의 원하는 사양을 갖는 임의의 적합한 모터일 수 있다는 점을 이해할 것이다. 예시적인 모터로는 대우에서 생산, 시판하는 모터가 있으며, 정격 동력은 대략 1/20 마력을 갖는 것이 바람직하지만 이 정격 동력은 약 1/4 마력 ~ 약 1/3 마력 사이까지 될 수 있다.

도 1 및 도 15에 도시된 바와 같이, 브레이크 페달 및 가속 페달 조정 장치는 동일한 구동 수단(예를 들면, 가속 페달 장치(10')의 웜 기어(58)를 브레이크 페달 장치(10, 110)의 웜 기어(58)와 연결하여 모터(M)에 연결하는 하나의 케이블(60))에 의하여 구동될 수 있다. 장치(10. 10', 110, 210)는 각각의 장치(10, 10', 110, 210)의 페달 이동 비율이 동기화되도록 설정되어야 한다. 각 각의 장치(10, 10', 110, 210)는 별개의 모터에 의하여 독립적으로 구동될 수 있고 또는 별개의 모터이지만 동일한 제어 장치에 의하여 구동될 수 있고, 또는 임의의 콤비네이션 혹은 서브콤비네이션에 의하여 구동될 수도 있다.

본 발명의 장치는 동작 중에 끽끽거리는 소리가 아주 적고 덜컥거리는 소리가 페달 피벗용 표준 플라스틱 부싱 및 기어 구동용 청동 스러스트 베어링에 의하여 실질적으로 방지된다.

본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하였으나, 당업자는 기재된 실시예가 변형가능함을 명백하게 이해할 것이다. 따라서, 전술한 설명은 한정적이 아닌 단지 예시적인 것으로서 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 한정된다.

Claims (13)

1. 차량 운전자에 대하여 페달의 위치를 조정하여 변경시키는 조정가능한 컨트롤 페달 장치로서,

   차량에 장착된 브래킷,

   상기 브래킷에 피벗식으로 장착되며 웜 기어부를 갖는 피벗 샤프트,

   상기 피벗 샤프트에 피벗식으로 장착되며 내측 암에 피벗식으로 연결된 페달 암을 갖는 페달 어셈블리,

   상기 페달 암에 연결된 나사 부재,

   나사부 및 피니언 기어부를 가지며, 상기 피니언 기어부는 잭 스크루의 상기 웜 기어부에 맞물려 연결되고 상기 나사부는 상기 나사 부재 내에 수용되는 잭 스크루, 및

   상기 피벗 샤프트에 구동가능하게 연결되어 상기 샤프트 및 상기 잭 스크루를 회전시켜 상기 내측 암에 대한 상기 페달 암의 위치를 변경시키는 모터

   를 포함하는 조정가능한 컨트롤 페달 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 내측 암이 상기 잭 스크루를 지지하는 적어도 하나의 베어링을 갖는 조정가능한 컨트롤 페달 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 페달 암이 한 쌍의 측벽을 가지며, 상기 나사 부재가 상기 한 쌍의 측벽 사이에 슬라이딩 이동하도록 장착되는 조정가능한 컨트롤 페달 장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 각각의 측벽이 종방향 슬롯을 가지며, 상기 나사 부재는 상기 쌍으로 된 측벽의 각 슬롯에 장착된 한 쌍의 핀을 갖는 조정가능한 컨트롤 페달 장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 모터가 상기 브래킷에 장착되는 조정가능한 컨트롤 페달 장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 페달 암이 상기 잭 스크루가 자유롭게 수용되는 관통 개구가 형성된 후방 벽을 갖는 조정가능한 컨트롤 페달 장치.
7. 차량 운전자에 대하여 페달의 위치를 조정하여 변경시키는 조정가능한 컨트롤 페달 장치로서,

   상기 차량에 장착된 브래킷,

   상기 브래킷에 피벗식으로 장착되며 내측 암에 피벗식으로 장착된 페달 암을 포함하는 페달 어셈블리,

   상기 페달 암에 장착된 나사 부재,

   상기 내측 암에 장착된 웜 기어부를 갖는 샤프트,

   피니언부를 가지며, 상기 피니언부는 상기 샤프트의 상기 웜 기어부와 맞물려 접촉되고 잭 스크루는 상기 나사 부재 내에 수용되는 나사부를 갖는 잭 스크루, 및

   상기 샤프트 및 상기 잭 스크루를 회전시켜 상기 페달 암의 위치를 조정하는 모터

   를 포함하는 조정가능한 컨트롤 페달 장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 내측 암이 상기 잭 스크루를 지지하는 적어도 하나의 베어링을 갖는 조정가능한 컨트롤 페달 장치.
9. 제7항에 있어서.

   상기 페달 암이 한 쌍의 측벽을 가지며, 상기 나사 부재가 상기 한 쌍의 측벽 사이에 슬라이딩 이동하도록 장착되는 조정가능한 컨트롤 페달 장치.
10. 제9항에 있어서,

    상기 각각의 측벽이 종방향 슬롯을 가지며, 상기 나사 부재가 상기 쌍으로 된 측벽의 각 슬롯에 장착된 한 쌍의 핀을 갖는 조정가능한 컨트롤 페달 장치.
11. 제7항에 있어서,

    상기 모터는 상기 브래킷에 장착되는 조정가능한 컨트롤 페달 장치.
12. 청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

    제7항에 있어서,

    상기 페달 암이 상기 잭 스크루가 자유롭게 수용되는 관통 개구가 형성된 전방 벽을 갖는 조정가능한 컨트롤 페달 장치.
13. 제7항에 있어서,

    상기 샤프트는 상기 브래킷에 장착되는 조정가능한 컨트롤 페달 장치.

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