KR100796834B1 - Auxiliary device for a pedal of an automobile - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동차의 페달 보조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차의 페달 작동시 인체 공학적으로 이상적인 발의 움직임을 유도하여, 운전자의 다리 특히 무릎관절 및 무릎관절 주변 근육에 필요 이상의 긴장과 부담이 유발되지 않도록 함으로써, 운전자에게 편안하고 안락한 운전 환경을 제공할 수 있는 자동차의 페달 보조장치(11)에 관한 것이다. 본 발명은 발뒤꿈치를 지지하기 위하여 자동차의 페달의 후방 위치에 설치되고, 발뒤꿈치를 지지하는 지지면이 전방을 향하여 오르막 경사의 볼록한 곡선 구배를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차의 페달 보조장치(11)를 제공한다. The present invention relates to a pedal assist device of a vehicle, and more particularly, to induce an ergonomically ideal foot movement during pedal operation of a vehicle, causing more tension and burden on the driver's legs, particularly knee joints and muscles around the knee joint. The present invention relates to a pedal assist device 11 of a vehicle that can provide a driver with a comfortable and comfortable driving environment. The present invention is installed in the rear position of the pedal of the vehicle to support the heel, the pedal assist device 11 of the vehicle, characterized in that the support surface for supporting the heel has a convex curved slope of the uphill slope toward the front. ).
Description
도1은 종래의 페달 보조장치를 보여주는 도면이다. 1 is a view showing a conventional pedal assist device.
도2는 종래의 또 다른 페달 보조장치를 보여주는 도면이다. 2 is a view showing another conventional pedal assist device.
도3a 및 도3b는 페달 보조장치가 설치되지 않은 상태에서, 페달을 밟는 동작을 도식화한 도면이다. 3A and 3B are diagrams illustrating the step of stepping on the pedal in a state where the pedal assist device is not installed.
도4a 및 도4b는 도1의 페달 보조장치가 설치된 상태에서, 페달을 밟는 동작을 도식화한 도면이다. 4A and 4B are diagrams illustrating a step of stepping on a pedal in a state in which the pedal assist device of FIG. 1 is installed.
도5a 및 도5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 페달 보조장치가 설치된 상태에서, 페달을 밟는 동작을 도식화한 도면이다. 5A and 5B are diagrams illustrating an operation of stepping on a pedal in a state in which a pedal assist device according to an embodiment of the present invention is installed.
도6a 및 도6b는 도5a 및 도5b의 페달 보조장치의 기하학적 구조를 도식화한 도면이다. 6A and 6B illustrate the geometry of the pedal assist device of FIGS. 5A and 5B.
도7은 운전자의 오른쪽 발이 내반하는 모습을 도시한 도면이다. FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which the right foot of the driver travels.
도8은 도5a 및 도5b의 페달 보조장치를 보여주는 사시도이다. Figure 8 is a perspective view showing the pedal assist device of Figures 5a and 5b.
도9a 및 도9b는 도8의 페달 보조장치의 분해 사시도로서, 도9a는 상부 측방에서 바라본 도면이고, 도9b는 하부 측방에서 바라본 도면이다. 9A and 9B are exploded perspective views of the pedal assist device of FIG. 8, and FIG. 9A is a view from above and FIG. 9B is a view from below.
도10은 도8의 페달 보조장치에서 리테이너 및 받침부가 소정의 거리만큼 뒤 로 빼내어져 조립되어 있는 상태를 보여주는 도면이다. FIG. 10 is a view illustrating a state in which the retainer and the support part are pulled out by a predetermined distance and assembled in the pedal assist device of FIG. 8.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1: 페달 1a: 브레이크 페달1: Pedal 1a: Brake Pedal
1b: 가속 페달 11: 페달 보조장치1b: Accelerator Pedal 11: Pedal Assist
12: 받침부 14: 리테이너12: base 14: retainer
16: 베이스부재16: base member
본 발명은 자동차의 페달 보조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차의 페달 작동시 인체 공학적으로 이상적인 발의 움직임을 유도하여, 운전자의 다리 특히 무릎관절 및 무릎관절 주변 근육에 필요 이상의 긴장과 부담이 유발되지 않도록 함으로써, 운전자에게 편안하고 안락한 운전 환경을 제공할 수 있는 자동차의 페달 보조장치에 관한 것이다.The present invention relates to a pedal assist device of a vehicle, and more particularly, to induce an ergonomically ideal foot movement during pedal operation of a vehicle, causing more tension and burden on the driver's legs, particularly knee joints and muscles around the knee joint. The present invention relates to a pedal assist device for a vehicle that can provide a comfortable and comfortable driving environment for a driver.
자동차의 페달을 밟는 동작은 발뒤꿈치가 차의 바닥에 가볍게 닿은 상태에서 앞으로 미끄러지거나 혹은 발뒤꿈치가 차의 바닥에서 다소 들린 상태에서 앞으로 이동하면서 페달을 누르는 동작이다. 이때, 발목관절은 발끝이 아래로 향하도록 회전되고, 무릎관절은 무릎을 펴는 쪽으로 회전되며, 고관절은 고관절을 펴는 쪽으로 회전된다. Stepping on the pedals of the car is the action of pressing the pedals while the heel is lightly touching the floor of the car and sliding forward, or the heel is moving slightly forward from the floor of the car. At this time, the ankle joint is rotated so that the toe is pointed downward, the knee joint is rotated to extend the knee, the hip joint is rotated to extend the hip joint.
발이 앞으로 이동하면서 페달을 누르기 위해서는 발목관절, 무릎관절, 고관절 등 다리의 대부분의 관절이 충분히 고정이 되어 다리 전체가 한 덩어리처럼 움직여야 하므로 다리 전체 관절 주변의 근육들의 긴장도가 일정 수준으로 유지된 상태에서 페달을 발로 누르게 된다. 즉, 페달을 발로 누르기 위해서는 발뿐 아니라 다리 전체의 근육이 일을 하여야 하는 것이다. In order for the foot to move forward and press the pedal, most joints of the leg such as ankle joint, knee joint and hip joint should be sufficiently fixed and the whole leg should move like a lump. Press the pedal with your foot. In other words, in order to press the pedal with the foot, not only the foot but also the muscles of the entire leg must work.
그런데 페달을 밟는 동작 중에, 발뒤꿈치는 차 바닥에 닿아 있다 하더라도 불완전한 점접촉 또는 선접촉의 상태에 있기 때문에, 안정적인 받침점의 역할을 할 수 없어, 보다 안정적인 받침점이 존재할 때보다 높은 근육의 긴장도가 요구된다. 다리 전체가 한 덩어리의 레버 암(lever arm)의 역할을 하기 위해 다리 전체 근육을 긴장시켜서 각 관절에서 불필요한 움직임이 일어나는 것을 방지하는 것이다.However, during pedaling, even when the heel is in contact with the floor of the car, the heel is in incomplete point contact or line contact, and thus cannot serve as a stable support point, requiring higher muscle tension than when a more stable support point exists. do. The entire leg strains the entire leg muscle to act as a lump of lever arm, preventing unnecessary movement in each joint.
특히, 발이 작은 여성의 경우, 발뒤꿈치가 차 바닥으로부터 들린 상태에서 페달을 조작하게 되는데, 이때 하지 전체 근육에 초래되는 긴장도 및 피로도는 극심하며, 페달 조작이 많은 정체 구간에서의 장시간 운전시 하반신에 극히 좋지 않은 영향을 미친다. Particularly, in women with small feet, the pedal is operated while the heel is lifted from the bottom of the car. At this time, the tension and fatigue caused by the muscles of the lower extremities are severe, and the lower part of the body when driving for a long time in a stagnant section with many pedals Extremely bad influence
이러한 기존의 단순 페달 구조에서 야기되는 문제점에 착안하여 차량의 페달을 보조하여 발의 받침점 기능을 수행하기 위한 페달 보조장치가 소개된 바 있다. In view of the problems caused by the conventional simple pedal structure, a pedal assist device for assisting the pedal of the vehicle to perform the foot support function has been introduced.
도1은 대한민국 공개실용신안 제2000-4078호에 개시된 자동차의 페달 보조장치를 개략적으로 보여주는 도면이다. 1 is a view schematically showing a pedal assist device of a vehicle disclosed in Korean Utility Model Model No. 2000-4078.
도시한 바와 같은 초기 상태에서, 운전자가 페달을 밟게 되면, 발의 뒤쪽은 들리고 발의 앞쪽은 내려가면서 페달을 밟게 된다. 이때 발의 회전 중심선은 보조 안착판(52)의 제일 앞쪽단의 직선이 된다. In the initial state as shown, when the driver presses the pedal, the rear of the foot is lifted and the front of the foot is lowered and the pedal is pressed. At this time, the rotation center line of the foot becomes a straight line at the foremost end of the
이러한 구성은 대한민국 등록실용신안 제1997-0000915호의 페달 보조장치에서도 유사하게 찾아 볼 수 있다.Such a configuration can be similarly found in the pedal assistance device of Korea Utility Model Model No. 1997-0000915.
그러나, 상기 도1의 페달 보조장치는 인체의 구조에 대한 충분한 지식 및 고찰을 수반하지 않고, 단순히 기구적인 측면에서만 접근하여 그 설계가 이루어짐으로써, 다음에서 설명하는 바와 같이 인체 공학적인 관점에서 큰 문제점을 노출한다. However, the pedal assist device of FIG. 1 does not involve sufficient knowledge and consideration of the structure of the human body, and the design is achieved by only approaching the mechanical side, and thus, a great problem in terms of ergonomics as described below. To expose.
인체 공학 및 의학적 측면에서 볼 때, 사람이 어떤 동작을 할 때 퇴행성 변화나 관절염에 취약한 관절에 가는 부담을 줄이기 위해, 가능하면 그 관절을 사용하지 않도록 하거나 인접한 관절에 부담을 분산시켜서 취약한 관절을 보호해야 한다는 것이 중요한 원칙으로 알려져 있다.From an ergonomic and medical point of view, in order to reduce the burden on a joint susceptible to degenerative changes or arthritis when a person performs a movement, if possible, protect the vulnerable joint by disabling it or distributing the burden to adjacent joints. It is known to be an important principle.
상지의 경우에는 손가락관절이 퇴행성 변화 및 관절염에 가장 취약한 관절이므로 손가락관절의 사용을 가능하면 줄이고 손목관절이나 팔꿈치관절 혹은 어깨관절에 동작이 분산되도록 하는 것이 좋다. 수도꼭지의 경우를 예로 들어 설명하면, 손가락으로 잡고 돌리는 방식의 것보다는 손가락 관절의 사용이 불필요한 원터치 방식이, 인체 공학 및 의학적으로 훨씬 바람직한 것이다. In the case of the upper limb, the finger joint is the most vulnerable to degenerative changes and arthritis, so it is better to reduce the use of the finger joint and distribute the motion to the wrist, elbow or shoulder joint. In the case of a faucet, the one-touch method, which requires the use of a finger joint, is much more preferable to ergonomics and medical treatment than to a finger-turning method.
하지의 경우에는, 퇴행성 변화와 관절염에 가장 취약한 관절이 무릎관절이므로, 이를 보호하기 위해서는 가능하면 무릎관절과 주변 근육의 사용을 줄이는 것이 인체공학적으로 요구된다. 만약 페달을 밟을 때에, 무릎관절에 가는 부담의 일부를 다른 관절에 분산시켜 무릎관절의 부담을 줄일 수 있다면, 인체 공학 및 의학적으로 바람직한 일일 것이다. 이미 무릎관절에 문제가 있는 사람들은 운전을 많이 하더라도 무릎의 불편이나 통증을 줄일 수 있을 것이며, 아직 무릎관절에 문제가 없는 사람이라 하더라도 앞으로 예상되는 무릎관절의 퇴행성 변화의 가능성을 낮출 수 있을 것이기 때문이다. In the case of the lower extremities, the joints most susceptible to degenerative changes and arthritis are knee joints, so ergonomics are required to reduce the use of knee joints and surrounding muscles if possible. If it is possible to reduce the burden on the knee joint by distributing some of the burden on the knee joint to other joints when the pedal is pressed, it would be desirable to be ergonomic and medically desirable. People who already have knee problems will be able to reduce the discomfort and pain of their knees even if they drive a lot, and even those who do not have problems with their knee joints will be able to reduce the possibility of future degenerative changes in their knee joints. to be.
이러한 관점에서, 도1의 페달 보조장치를 살펴보면, 발의 동작은 발목관절을 축으로 한 회전이 아니라 발바닥의 한 횡선을 축으로 회전하는 동작으로서, 페달 누름시 후방의 발뒤꿈치가 과도하게 들어 올려지게 된다. 이러한 동작은 기존의 페달 밟는 동작과 비교할 때, 무릎관절의 부담을 줄이는 효과는 기대할 수 없고 오히려 고관절의 부담을 증가시키는 결과를 유발한다. 이는 무릎관절의 부담 경감이라는 인체 공학 및 의학적 입장 측면에서, 결코 만족스럽지 못한 결과이다. In view of this, when looking at the pedal assist device of Fig. 1, the movement of the foot is not a rotation about the ankle joint, but a rotation of one lateral line of the sole as an axis, so that the rear heel is excessively lifted when the pedal is pressed. do. This operation, compared with the conventional pedaling operation, can not expect the effect of reducing the burden on the knee joint, but rather results in an increase in the burden on the hip joint. This is an unsatisfactory result from an ergonomic and medical standpoint of reducing the burden on the knee joint.
더 나아가, 도1의 페달 보조장치에서 페달 조작에 따른 하지의 움직임은, 기존의 단순 페달 구조에서의 하지의 움직임과 차이가 현저해 운전자들이 사용에 거부감을 느낄 수 있으며 운전시의 안전성에도 영향을 미칠 수 있다. Furthermore, the movement of the lower limbs according to the pedal operation in the pedal assist device of FIG. 1 is significantly different from the movement of the lower limbs in the conventional simple pedal structure, so that the driver may feel dissatisfaction with use and also affect driving safety. Can be crazy
또한, 도1의 페달 보조장치는, 현재 출시되고 있는 차량의 페달 구조에서 운전자가 발을 브레이크 페달(1a)로부터 내반하여 가속 페달(1b)로 옮기는 동작을 오히려 방해하므로, 안정성에 크나큰 문제점을 야기하게 된다. In addition, since the pedal assist device of FIG. 1 prevents the driver from moving the foot from the
또한, 장시간 운전시 보조 안착판(52)의 제일 앞쪽단의 직선으로부터 발바닥에 전달되는 압박이 누적되어 피로감을 야기하게 된다. In addition, the pressure transmitted to the sole from the straight line at the foremost end of the
더 나아가, 운전자마다 서로 다른 체형의 차이 그리고 차량마다 서로 다른 페달 구조의 차이에 적절하게 대응할 수 없어, 모든 운전자와 차량에 호환성을 가지면서 인체 공학적으로 효율적인 하지의 움직임을 유도하기 어렵다. Furthermore, it is difficult to adequately cope with differences in body shape for different drivers and differences in pedal structures for different vehicles, and it is difficult to induce ergonomically efficient lower limb movement while being compatible with all drivers and vehicles.
한편, 개발 과정 중에, 본 발명자는 의학적 또는 인체 공학적인 관점에서 발목관절을 중심으로 하는 발의 회동에 의하여 페달을 조작할 수 있는 구성의 페달 보조장치를 안출한 바 있고, 이는 대한민국 등록실용신안 제241956호로 등록된 바 있다. On the other hand, during the development process, the present inventor has devised a pedal assist device of the configuration that can operate the pedal by the rotation of the foot around the ankle joint from a medical or ergonomic point of view, which is Republic of Korea Utility Model No. 241956 It was registered as a call.
도2는 이러한 본 발명자의 선출원 등록실용신안에 개시된 자동차 페달 보조장치의 개략적인 사시도이다. Fig. 2 is a schematic perspective view of the vehicle pedal assistance apparatus disclosed in the inventor's prior application registration utility model.
도시한 바와 같이, 도2의 페달 보조장치는, 발의 앞부분이 놓이는 가속누름판(71) 및 브레이크누름판(74)이 구비되고, 각 누름판(71)(74)에는 발의 뒷부분이 놓이는 가속누름판의 받이판(72)과 브레이크누름판의 받이판(75)이 구비된다. As shown in FIG. 2, the pedal assisting apparatus of FIG. 2 includes an
상기 가속누름판(71)과 가속누름판의 받이판(72) 및 브레이크누름판(74)과 브레이크누름판의 받이판(75)이 자동차 실내의 측벽에 연결된 발목중심핀(77)을 기준으로 회동되도록 구비된다. The
상기 발목중심핀(77)은 가속누름판(71) 및 브레이크누름판(74)에 발을 올려놓았을 때 발목과 동일축 상으로 위치되며, 상기 가속누름판(71) 및 브레이크누름판(74)은 힌지로 연결된 레버(78)(79)를 통하여 가속페달(1b) 및 브레이크페달(1a)과 연결되어 발목을 중심으로 발이 앞뒤로 회전하면서 이들 가속페달(1b) 및 브레이크페달(1a)이 눌려지도록 되어 있다. The
미설명 도면부호 73a, 73b는 가속지지대를, 76은 브레이크지지대를 나타낸 다.
도2의 페달 보조장치는 무릎관절과 고관절을 고정하고 발목관절을 중심으로 하는 발의 회동에 의하여 페달을 조작하게 되어 있어, 의학 또는 인체 공학적인 관점에서 이상적인 구조를 하고 있다. 그러나, 도2의 페달 보조장치는 다음과 같은 한계를 가진다. The pedal assist device of FIG. 2 fixes the knee and hip joints and manipulates the pedals by rotating the foot around the ankle joint, thus providing an ideal structure from a medical or ergonomic point of view. However, the pedal assist device of Figure 2 has the following limitations.
도2의 페달 보조장치에서 운전자가 가속과 제동 조작을 하기 위해서는 운전자의 발을 가속누름판의 받이판(72)과 브레이크누름판의 받이판(75) 사이를 번갈아 옮겨야 하는 구조로 되어 있다. 따라서, 도2의 페달 보조장치를 현재 출시되고 있는 차량의 페달 구조와 접목하기에는 한계가 따른다. In the pedal assist device of FIG. 2, in order for the driver to perform the acceleration and braking operation, the driver's foot must be alternately moved between the receiving
또한, 도2의 페달 보조장치를 설치하기 위해서는, 그 자체로서 제작/설치 시간 및 비용의 증가를 야기하고, 발목중심핀(77)을 실내 측벽에 고정 설치하기가 용이하지 아니하며, 완성품으로 제공되는 자동차의 가속페달(1b) 및 브레이크페달(1a)에 레버(78, 79)를 추가적으로 힌지 결합하는 작업이 용이하지 않다는 실제적인 문제점을 가진다. In addition, in order to install the pedal assist device of Figure 2, in itself causes an increase in manufacturing / installation time and cost, it is not easy to fix the
정리하면, 도2의 페달 보조장치는 인체 공학적인 관점에서 이상적인 구조임에는 분명하나, 실용적인 측면에서는 매우 불리한 한계를 가지는 것이다. In summary, the pedal assist device of FIG. 2 is an ideal structure from an ergonomic point of view, but has a very disadvantageous limitation in practical terms.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 자동차의 페달 보조장치를 의학 및 인체 공학적인 측면을 충분히 고려하여 구성함으 로써, 퇴행성 관절염에 취약한 무릎관절과 무릎관절 주변의 근육에 대한 부담을 줄일 수 있는 페달 보조장치를 제공하는데 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems, the present invention is configured by fully considering the medical and ergonomic aspects of the pedal assist device of the car, the muscles around the knee joints and knee joints vulnerable to degenerative arthritis It is an object of the present invention to provide a pedal assist device that can reduce the burden on.
아울러, 본 발명은 상기한 인체 공학적인 측면과 더불어, 실용적인 측면을 함께 고려하여, 실용적이면서도 인체 공학에 기반을 둔 페달 보조장치를 제공하는데 목적이 있다. In addition, the present invention, in addition to the above-mentioned ergonomic aspects, in view of the practical aspects together, it is an object to provide a pedal assist device based on practical and ergonomics.
또한, 본 발명은 현재 출시되고 있는 차량의 페달 누름 동작에 익숙한 운전자들에게도 큰 거부감을 주지 않는 페달 보조장치를 제공하는데 목적이 있다. In addition, an object of the present invention is to provide a pedal assist device that does not give a great objection even to drivers who are familiar with the pedal pressing operation of the vehicle on the market.
또한, 본 발명은 운전자가 발을 브레이크 페달로부터 가속 페달로 옮기거나, 그 역의 동작을 수행할 때에도, 여전히 운전자의 발의 움직임에 방해를 줌이 없이 인체 공학적으로 이상적인 발의 움직임을 유도할 수 있는 자동차의 페달 보조장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다. In addition, the present invention provides a vehicle that can induce an ergonomically ideal foot movement without disturbing the movement of the driver's foot even when the driver moves the foot from the brake pedal to the accelerator pedal, or vice versa. Another purpose is to provide a pedal assist device.
또한, 본 발명은 다양한 체형의 운전자와 페달 구조에 호환성을 가지면서 인체 공학적으로 효율적인 하지의 움직임을 유도할 수 있는 페달 보조장치를 제공하는데 목적이 있다. Another object of the present invention is to provide a pedal assist device capable of inducing ergonomically efficient lower limb movement while having compatibility with various types of drivers and pedal structures.
또한, 발의 뒤꿈치가 점접촉을 하게 되는 기존의 단순 페달 구조나 선접촉을 하는 종래의 페달 보조장치로부터, 본 발명은 페달 보조장치가 발바닥과 탄성 면접촉을 하게 하여 안정적인 받침점의 역할을 하도록, 장시간 운전시 발바닥에 누적될 수 있는 압박 발생 요인을 미연에 제거할 수 있는 페달 보조장치를 제공하는데 목적이 있다.
Further, from the conventional simple pedal structure in which the heel of the foot is in point contact or the conventional pedal assist device in line contact, the present invention allows the pedal assist device to make elastic surface contact with the sole of the foot to serve as a stable support point. It is an object of the present invention to provide a pedal assist device that can remove the pressure generation factor that may accumulate on the sole during driving.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 발뒤꿈치를 지지하기 위하여 자동차의 페달의 후방 위치에 설치되고, 발뒤꿈치를 지지하는 지지면이 전방을 향하여 오르막 경사의 볼록한 곡선 구배를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차의 페달 보조장치를 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention is installed in the rear position of the pedal of the vehicle for supporting the heel, characterized in that the support surface for supporting the heel has a convex curved gradient of the uphill inclination toward the front. To provide a pedal assist device for the vehicle.
본 발명은 매우 간단한 구조를 가지면서도, 기존의 페달 밟는 동작으로부터 야기되는 고관절 및 무릎관절, 특히 무릎관절의 움직임을 최소화함과 아울러 이를 발목관절을 중심으로 하는 발의 회전동작으로 효율적으로 전환함으로써 인체 공학 및 의학적으로 이상적인 발의 움직임을 구현할 수 있는 자동차의 페달 보조장치를 제공한다. 이로써, 인체의 하지에서 퇴행성 변화와 관절염에 가장 취약한 무릎관절을 보호할 수 있게 된다. The present invention has a very simple structure, ergonomics by minimizing the movement of hip and knee joints, especially knee joints, resulting from the conventional pedaling operation, and efficiently converting them to the rotational movement of the foot around the ankle joint. And it provides a pedal assist of the vehicle that can realize the ideal foot movement medically. As a result, it is possible to protect the knee joint most susceptible to degenerative changes and arthritis in the lower extremities of the human body.
바람직하게는, 상기 곡선 구배는 곡률 반경이 70mm ~ 90mm이고, 더욱 바람직하게는, 곡률 반경이 81mm이다. 또한, 바람직하게는, 상기 볼록한 곡선 구배는 그 시작점의 접선 기울기가 40°~ 56°이고, 더욱 바람직하게는, 48°이다. Preferably, the curve gradient has a radius of curvature of 70 mm to 90 mm, more preferably of 81 mm. Further, preferably, the convex curve gradient has a tangential inclination of the starting point of 40 ° to 56 °, more preferably 48 °.
바람직하게는, 상기 지지면의 우측부는, 우측을 향하여 내리막 경사 구배를 구비한다. 여기서, 상기 페달은 자동차의 브레이크 페달 및 가속 페달이고, 상기 자동차의 페달 보조장치는 상기 브레이크 페달 및 가속 페달에 공통되게 운전자의 오른발 뒤꿈치를 지지하도록 구성된다. 페달 보조장치의 지지면의 우측부에 내리막 경사 구배를 줌으로써, 운전자가 브레이크 페달로부터 가속 페달로 발끝을 옮길 때 방해를 줌이 없이 자연스러운 발의 움직임을 유도할 수 있게 된다. Preferably, the right side of the support surface has a downhill slope gradient toward the right side. Here, the pedal is a brake pedal and an accelerator pedal of the vehicle, the pedal assist device of the vehicle is configured to support the driver's right heel in common to the brake pedal and the accelerator pedal. By giving a downhill slope to the right side of the support surface of the pedal assist device, it is possible to induce natural foot movement without disturbing the driver when moving the toe from the brake pedal to the accelerator pedal.
바람직하게는, 상기 페달 보조장치는 탄성을 가져 상기 지지면에 외력이 가해질 때 탄성 거동을 한다. 페달 보조장치에 부여된 탄성은 발바닥에 가해지는 압박을 감소시킴과 아울러, 하지의 자연스러운 움직임을 유도하는 역할을 수행한다. 즉, 각 개인에 따라 발의 움직임이 다르고, 다관절 움직임인 하지의 움직임을 매우 단순한 구조인 곡면체 페달 보조장치만으로 유도함에 따라 발생할 수 있는 한계를 극복하기 위하여, 페달 보조장치에 탄성을 부여한 것이다. Preferably, the pedal assisting device is elastic so that it is elastic when external force is applied to the support surface. The elasticity imparted to the pedal aid reduces the pressure on the soles of the foot and also induces natural movement of the lower extremities. In other words, the foot movement is different for each individual, and in order to overcome the limitation that can be caused by inducing the movement of the lower limbs, which is a multi-joint movement, with only a very simple structure, the pedal assist device is to give elasticity to the pedal assist device.
바람직하게는, 상기 지지면은 C 타입 경도계 측정값으로 20 ~ 35도의 탄성값을 가진다. Preferably, the support surface has an elasticity value of 20 to 35 degrees as a C-type hardness tester measurement.
바람직하게는, 페달 보조장치는, 차의 바닥에 고정되는 베이스부재와, 상기 베이스부재에 대하여 전후 이동 가능하게 고정되는 리테이너와, 상기 리테이너에 고정되어 발뒤꿈치를 탄성 지지하는 받침부를 포함하여 이루어진다. Preferably, the pedal assisting device includes a base member fixed to the bottom of the vehicle, a retainer fixed to the base member so as to be movable back and forth, and a support portion fixed to the retainer to elastically support the heel.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도3a 및 도3b는 페달 보조장치가 설치되지 않은 상태에서, 페달을 밟는 동작을 도식화한 도면이다. 3A and 3B are diagrams illustrating the step of stepping on the pedal in a state where the pedal assist device is not installed.
운전자가 기존의 페달을 밟는 동작을 발(3)의 움직임을 따라 살펴보면, 운전자에 따라 차이가 있지만 크게 두 가지의 동작으로 구분된다. 그 하나는 발뒤꿈치를 축으로 하여 회전하면서 페달을 누르는 동작이고, 다른 하나는 발(3) 전체가 앞으로 이동하는 동작이다.When the driver looks at the conventional pedaling motion according to the movement of the foot (3), there is a difference depending on the driver, but largely divided into two motions. One is the operation of pressing the pedal while rotating around the heel, and the other is the operation of moving the
본 발명자의 측정 결과, 운전자의 체격이나 습관에 따라 차이가 있지만, 운전자의 발바닥이 차의 바닥과 이루는 각은 페달을 누르기 전에는 40°~ 48°정도이 고 페달을 밟았을 때에는 25°~ 35°정도이며, 전방으로 이동하는 거리는 15mm ~ 30mm 정도인 것으로 조사되었다. As a result of the measurement of the present inventors, there are differences depending on the physique and habits of the driver, but the angle of the sole of the driver with the bottom of the car is about 40 ° to 48 ° before the pedal is pressed and about 25 ° to 35 ° when the pedal is pressed It was investigated that the distance moving forward is about 15mm ~ 30mm.
하지 전체의 움직임을 살펴보면, 운전자의 허벅지(7)는 고관절을 회전 중심으로 하여 하방으로 회전되고, 종아리(5)는 무릎관절(6)을 회전 중심으로 하여 상방으로 회전되며, 발(3)은 발뒤꿈치를 회전 중심으로 하여 하방으로 회전되는, 다관절 움직임을 보인다. Looking at the movement of the entire lower limb, the driver's
도4a 및 도4b는 도1과 같은 상면이 평면인 페달 보조장치가 설치된 상태에서, 페달을 밟는 동작을 도식화한 도면이다. 4A and 4B are diagrams illustrating a step of stepping on a pedal in a state where a pedal assisting device having a flat top surface as shown in FIG. 1 is installed.
도시한 바와 같이, 도4a의 초기 상태에서, 페달을 밟게 되면 도4b의 상태로 변환되면서 발뒤꿈치가 과도하게 들어 올려지게 됨을 알 수 있다. 이러한 발뒤꿈치의 과도한 들어 올려짐 때문에 운전자의 무릎관절의 위치가 도3b와는 반대로 상측으로 이동하며 고관절의 운동방향은 도3b에서 고관절을 펴는 방향인 하방으로 회전함에 비해 반대로 고관절을 구부리는 방향인 상방으로 회전하게 된다. As shown, it can be seen that in the initial state of FIG. 4A, when the pedal is pressed, the heel is excessively lifted while being converted to the state of FIG. 4B. Due to the excessive lifting of the heel, the position of the knee joint of the driver moves upwards as opposed to FIG. 3b. Will rotate.
이는 두 가지 점을 의미한다. This means two points.
첫째는, 무릎관절의 회전 부담과 주변 근육의 부담을 경감하는 효과는 기대할 수 없다는 것이다. First, the effect of reducing the rotational load on the knee joint and the burden on the surrounding muscles cannot be expected.
둘째는, 도4b의 하지의 움직임은 도3b의 움직임과 현저하게 달라 기존의 단순 페달 구조에 익숙해진 운전자들로 하여금 심한 거부감을 일으킬 뿐 아니라, 급제동이 요구될 때 새로운 페달 밟음 동작에 익숙하지 않은 운전자의 페달 조작 미숙으로 인한 사고 유발의 위험성을 내포한다. 결론적으로, 도4a 및 도4b의 페달 보 조장치는 사람의 생명을 담보로 하는 차량에는 절대 채용될 수 없는 구조인 것이다. Secondly, the motion of the lower limb of FIG. 4b is significantly different from that of FIG. 3b, which not only causes severe rejection for drivers who are accustomed to the existing simple pedal structure, but also is not accustomed to the new pedal stepping operation when sudden braking is required. Risk of accidents caused by inadequate driver's pedal operation. In conclusion, the pedal assist device of Figures 4a and 4b is a structure that can never be employed in a vehicle that secures human life.
도5a 및 도5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 페달 보조장치가 설치된 상태에서, 페달을 밟는 동작을 도식화한 도면이다. 5A and 5B are diagrams illustrating an operation of stepping on a pedal in a state in which a pedal assist device according to an embodiment of the present invention is installed.
운전자가 페달 보조장치(11)에 발을 올려놓은 상태에서 페달(1)을 밟게 되면, 발이 도5a의 상태로부터 도5b의 상태로 이동하면서, 마치 상면이 곡면인 구조물 위를 구름 운동하는 것과 같은 움직임을 보인다. When the driver presses the
도5a 및 도5b의 페달 보조장치(11)는 페달을 밟지 않을 때는, 단순히 운전자의 발뒤꿈치를 지지하는 힐 레스트(heel rest)의 기능을 수행하여, 운전자의 하지 전체 근육의 긴장도를 낮추어 피로도를 줄이는 효과를 얻게 한다. 컴퓨터의 마우스를 사용할 때 손목 밑에 받치는 wrist rest를 이용해서 손과 팔을 편하게 할 수 있는 것도 유사한 효과를 얻고 있는 한 예이다. When the pedal assist
페달을 밟을 때에는, 힘의 받침점과 힐 레스트의 기능과 더불어, 발바닥의 각도가 감소되면서 발이 전방으로 이동되는 과정에서 효율적으로 발을 지지할 수 있도록 페달 보조장치(11)의 윗면을 곡면으로 구성하였다. 기존의 페달 밟는 과정에서 요구되는 발바닥의 각도의 감소 및 발의 전진 거리는, 발이 접선 경사가 점점 작아지는 오르막 볼록 경사 구배를 가지는 구조물 위를 구름 운동함으로써 얻어진다. When the pedal was pressed, the upper surface of the pedal assist
이 때 이루어지는 하지의 동작은, 기존의 단순 페달 구조에서 무릎관절의 회전을 발목관절의 회전으로 전환하였을 뿐 전반적인 하지의 움직임 패턴은 유사하므 로 기존의 페달 작동 발 동작에 익숙해진 운전자들에게도 거부감을 일으키지 않는다. At this time, the lower limb movement was converted from the rotation of the knee joint to the rotation of the ankle joint in the conventional simple pedal structure. Does not cause
도5b를 도3b와 대비하여 보면, 동일한 페달 누름 정도를 얻는데, 본 발명의 페달 보조장치를 사용함으로써 무릎관절(6)의 회전은 감소한 반면, 발목관절(4)의 회전은 증가함을 알 수 있다. 이는 무릎관절(6)의 회전이 발목관절(4)의 회전으로 전환됨에 따른 결과이다. 따라서, 도3a 및 도3b의 기존의 단순 페달 구조에 비해 도5a 및 도5b의 페달 보조장치가 퇴행성 관절염에 취약한 무릎관절을 보호할 수 있음을 알 수 있다. 5b compared with FIG. 3b, the same pedal press degree is obtained. By using the pedal assist device of the present invention, the rotation of the knee joint 6 is reduced while the rotation of the
또한, 도5b는, 발뒤꿈치의 과도한 들어 올려짐으로 인하여 무릎관절의 회전 부담이 여전히 큰 도4b와 확연히 대비된다. In addition, FIG. 5B contrasts sharply with FIG. 4B where the burden of rotation of the knee joint is still large due to excessive lifting of the heel.
결국, 도5a 및 도5b의 페달 보조장치를 사용하였을 때, 무릎관절 및 고관절의 회전 정도가 가장 적었고, 따라서 도5a 및 도5b의 페달 보조장치가 무릎관절을 보호하는데 가장 적합하며 인체 공학적으로 가장 효율적인 발의 움직임을 유도할 수 있음을 알 수 있다. As a result, when the pedal assist device of FIGS. 5A and 5B was used, the degree of rotation of the knee and hip joints was the least. Therefore, the pedal assist device of FIGS. 5A and 5B is most suitable for protecting the knee joint, It can be seen that it can induce efficient foot movement.
이는 표1 내지 표2의 본 발명자의 실험 결과로부터도 뒷받침되었다. This was also supported by the experimental results of the inventors of Tables 1-2.
표1은 근전도를 이용하여 각 경우의 근육의 피로도를 비교하기 위한 실험의 결과로, 근육의 피로도 측정의 지표인 Mean Power Frequency Shift(단위: Hz)를 측정한 결과이다.Table 1 shows the results of experiments to compare muscle fatigue in each case using EMG, and the result of measuring Mean Power Frequency Shift (unit: Hz), which is an indicator of muscle fatigue measurement.
여기서, here,
A는 페달 보조장치를 사용하지 않은 경우,A does not use pedal assist,
B는 윗면이 평면인 페달 보조장치를 사용한 경우,B is for pedal assists with a flat top face,
C는 윗면이 곡면인 페달 보조장치를 사용한 경우이며C is for pedal assist with curved top
대퇴직근(Rectus Femoris muscle)은 무릎관절 신전근(extensor muscle of knee joint)으로, 무릎을 펴는데 관여하는 근육이다. The rectus femoris muscle is an extensor muscle of knee joint that is involved in stretching the knee.
대퇴이두근(Biceps Femoris muscle)은 무릎관절 굴곡근(flexor muscle of knee joint)으로, 무릎을 구부리는데 관여하는 근육이다. The biceps femoris muscle is the flexor muscle of knee joint, the muscle involved in bending the knee.
전경근(Tibialis Anterior muscle)은 발목관절 굴곡근(dorsiflexor muscle of ankle joint)으로, 발끝을 위로 들어올릴 때 관여하는 근육이다. The tibialis anterior muscle is the dorsiflexor muscle of ankle joint, which is involved in lifting the toe up.
비복근(Gastrocnemius muscle) 발목관절 신전근(plantarflexor muscle of ankle joint)으로, 발끝을 아래로 내릴 때 관여하는 근육이다. Gastrocnemius muscle The plantarflexor muscle of ankle joint, which is the muscle involved when the toe is lowered.
페달 보조장치를 사용하지 않은 A의 경우에 비하여 상면이 평면인 페달 보조장치를 사용한 B의 경우와 상면이 곡면인 페달 보조장치를 사용한 C의 경우에, 4 개의 근육 모두에서 Mean Power Frequency Shift가 현저하게 감소하여 피로도가 줄었음을 확인할 수 있었고, 이는 B의 경우와 C의 경우 모두에서 페달 보조장치가 페달을 밟을 때, 힘의 받침점 역할과 힐 레스트의 역할을 수행하였음을 증명한다. Mean power frequency shift is significant in all four muscles in case of B using a pedal aid with a flat top surface and C using a pedal aid with a curved top surface as compared to A without a pedal assist. It was confirmed that the fatigue was reduced to reduce the fatigue, which proves that the pedal assist device acts as a support point for the pedal and the heel rest when the pedal is pressed in both the B and C cases.
B와 C를 비교할 때, 주로 발목관절(4)의 움직임에 관여하는 전경근과 비복근 의 경우에는 B가 C보다 유리하며, 무릎관절(6)의 움직임에 주로 관여하는 대퇴직근과 대퇴이두근의 경우에는 B보다 C가 유리하였다. When comparing B and C, B is more advantageous than C in the forearm and gastrocnemius muscle mainly involved in the movement of the ankle joint (4). C was advantageous over B.
이는 상면이 평면인 페달 보조장치 B로 힘의 받침점 역할과 힐 레스트의 효과를 다리 전체에서 어느 정도 얻는 것은 가능하지만, 무릎관절과 무릎관절 주변 근육의 부담을 줄이는 것이 요구되는 무릎관절 환자에게 특별히 도움이 되지 않으며, 상면이 곡면인 C의 경우에만 무릎관절 환자에게 효과적인 도움을 줄 수 있다는 것을 보여주는 것이다. This is especially useful for patients with knee joints, which have a flat top pedal assist B, which is able to achieve some of the effects of force and heel rest on the entire leg, but is required to reduce the burden on the knee and the muscles around the knee joint. This is not the case, showing that only the upper surface is curved C can be effective for patients with knee joints.
무릎관절의 움직임에 관여하는 근육들인 대퇴직근과 대퇴이두근의 경우에 본 발명에서 고안한 상면이 곡면인 페달 보조장치를 사용한 경우에 피로도 감소의 효과가 현저하였고, B의 경우에 비하여 C의 경우가 피로도 측정의 지표인 Mean Power Frequency Shift가 대퇴직근에서 17%, 대퇴이두근에서 15% 더 감소된 결과를 얻을 수 있었다. In the case of the muscles involved in the movement of the knee joint, the quadriceps muscles and the biceps femoral muscles, the effect of the fatigue reduction was remarkable when the pedal assist device having the curved surface of the present invention was designed, and in the case of C, Mean power frequency shift, a measure of fatigue, was reduced by 17% in the quadriceps and 15% in the biceps.
표2는 하지 각 부의 근육 활동도(Normalized Root Mean Square(mV))를 측정한 결과 값을 보여주고 있다. Table 2 shows the result of measuring the muscle activity (Normalized Root Mean Square (mV)) of each leg.
표2는 하지의 근육 활동도를 비교한 것으로 역시 A에 비하여, B의 경우 및 C의 경우 모두에서 검사된 모든 근육의 활동도가 감소함이, 즉 페달을 밟을 때 힘이 덜 듦이 확인되었다. Table 2 compares the muscle activity of the lower extremities, and compared to A, it was also found that the activity of all the muscles examined in both B and C decreased, that is, less force when pedaling. .
B의 경우와 C의 경우를 비교할 때, 무릎관절(6)의 회전에 관여하는 대퇴직근과 대퇴이두근의 경우에 B보다 본 발명인 C에서 근육의 활동도가 각각 6% 및 14% 감소된 결과를 얻어 무릎관절(6)의 부담을 줄이는 효과를 확인할 수 있었다. When comparing the case of B and the case of C, the activity of the muscles in the present inventors C was 6% and 14% less than B in the case of the quadriceps muscles and the biceps muscles involved in the rotation of the knee joint 6, respectively. It was confirmed that the effect of reducing the burden on the knee joint (6).
정리하면, 표1 및 표2의 실험결과는 무릎관절의 퇴행성 변화가 심한 사람에게 혹은 관절염 환자에게 도움을 주기 위해서는 페달 보조장치(11)의 상면이 곡면이어야 함을 설명하고 있다. In summary, the experimental results of Tables 1 and 2 illustrate that the upper surface of the
도5a 및 도5b의 페달 보조장치를 전술한 도1의 페달 보조장치와 비교할 때, 단순히 기계적 구조만을 고찰하면, 도1의 직선 경사 구배를 곡선 경사 구배로 변경한 것에 불과하지만, 그 발명의 인식, 출발 배경, 과정 및 효과는 인체 공학적으로 전혀 바탕을 달리하는 것이다. When comparing the pedal assist device of FIGS. 5A and 5B with the pedal assist device of FIG. 1 described above, if only the mechanical structure is considered, the linear slope gradient of FIG. 1 is merely changed to a curved slope gradient, but the recognition of the present invention is recognized. The starting background, process, and effects are ergonomically based.
즉, 의학자인 본 발명자가 달성하고자 하였던 바는, 단순히 발의 앞부분은 페달(1)을 밟고 발의 뒷부분은 쐐기형 구조물 위에 올려놓음으로써 발을 좀더 편안히 위치시키고자 하는 것에 그치는 것이 아니다. 발의 움직임을 인체 공학적인 관점에서 이상적인 움직임에 근접되도록, 즉 기존의 페달 누름 동작의 무릎관절(6)의 회전 동작을 발목관절(4)의 회전 동작으로 전환함으로써 인체 공학 및 의학적으로 이상적인 페달 조작 동작을 유도하고자 한 것이다. That is, the inventor of the present invention intends to achieve that the foot of the foot is not simply to be placed more comfortably by stepping on the
도5a 및 도5b의 페달 보조장치를 상기 도2의 페달 보조장치와 대비할 때에도 그 이점은 충분히 인식할 수 있다. 도2의 페달 보조장치가 인체 공학적으로는 매우 이상적임에도 불구하고, 그 실용성에 한계를 가짐은 이미 살펴본 바와 같다. Even when the pedal assist device of FIGS. 5A and 5B is compared with the pedal assist device of FIG. Although the pedal aid of FIG. 2 is ideally ergonomically, it has already been limited in its practicality.
그러나, 상기 도2의 페달 보조장치 및 일련의 개발 과정(본 발명자의 선등록 실용신안 제241956호, 특허출원 제2001-44692호, 제2002-1762호, 제2003-18238호)을 통하여, 본 발명자는 발의 움직임의 궤적을 조사한 결과, 상면이 전방을 향하여 오르막 경사의 볼록한 곡선 구배를 가지는 구조물 위를 발이 구름 운동하는 것만으로도, 기존의 페달 밟는 동작에 발목관절(4)을 중심으로 하는 발의 회전동작이 접목될 수 있음을 알아내었다. However, through the pedal assisting device and a series of development process (Pre-registered Utility Model No. 241956, Patent Application Nos. 2001-44692, 2002-1762, 2003-18238) of FIG. As a result of investigating the trajectory of the movement of the foot, the inventors found that the foot is centered on the ankle joint 4 in the conventional pedaling operation only by rolling the foot over a structure having a convex curve gradient of inclined uphill toward the front. It has been found that rotational motion can be incorporated.
여기에서, 본 발명의 특징을 찾아 볼 수 있다. 즉, 본 발명은 매우 간단한 구조를 가지면서도 인체 공학적으로 이상적인 발의 움직임에 접근되게 할 수 있다는 것이다. 이는 도2의 본 발명자의 종래 페달 보조장치의 복잡한 구조와 비교하여 볼 때, 현저한 차이를 보이는 것이다. Here, features of the present invention can be found. That is, the present invention can be approached to the ideal ergonomic movement of the foot while having a very simple structure. This shows a remarkable difference when compared with the complicated structure of the conventional pedal assist device of the present inventor of FIG.
도6a 및 도6b는 도5a 및 도5b의 페달 보조장치의 기하학적 구조를 도식화한 도면이다. 6A and 6B illustrate the geometry of the pedal assist device of FIGS. 5A and 5B.
도시한 바와 같이, 도6a 및 도6b의 페달 보조장치의 곡면의 곡률 반경은 81mm이다. 이는 본 발명자의 실험에 기초한 값으로, 페달 보조장치의 곡률 반경이 바람직하게는 70mm ~ 90mm, 더욱 바람직하게는 81mm인 것으로 나타난 결과이다.As shown, the radius of curvature of the curved surface of the pedal assist device of FIGS. 6A and 6B is 81 mm. This is a value based on the experiment of the present inventors, and the result is that the radius of curvature of the pedal assist device is preferably 70mm to 90mm, more preferably 81mm.
페달 보조장치의 곡률 반경이 이보다 작은 경우에는 페달을 밟는 과정에서 발바닥을 지지하는 힐 레스트로서 기능하기 어려웠으며, 이보다 큰 경우에는 페달 작동에 필요한 페달의 누름 정도를 얻기가 어려웠다. When the radius of curvature of the pedal assist device was smaller than this, it was difficult to function as a heel rest supporting the sole during the step of pedaling, and when it was larger than this, it was difficult to obtain the degree of pressing of the pedal required for pedal operation.
도6a 및 도6b의 페달 보조장치의 곡면이 시작되는 시작점의 접선 기울기는 48°이다. 이는 개인의 편차에 따라 페달을 밟지 않았을 때의 발바닥의 각도가 40°~ 48°로 측정된 결과로, 페달 보조장치의 곡면이 시작되는 시작점의 접선 기울 기는 바람직하게는, 40°~ 56°이다. 이보다 작은 경우에는 페달 보조장치의 높이가 충분치 않아 제 기능을 수행하기 어려웠고, 이보다 큰 경우에는 페달 작동에 수반되는 발바닥 각도 변화 폭이 과도하여 인체 공학적으로 바람직하지 않았다. The tangential slope of the starting point at which the curved surface of the pedal assist device of FIGS. 6A and 6B starts is 48 °. This is a result of measuring the angle of the sole of the foot when the pedal is not depressed according to the individual deviation is 40 ° ~ 48 °, the tangential inclination of the starting point of the start of the curved surface of the pedal aid is preferably 40 ° ~ 56 ° . If it is smaller than this, the height of the pedal assist device is not sufficient to perform its function, and if it is larger than this, it is not ergonomically desirable because the change of the sole angle accompanying the pedal operation is excessive.
도6b에 도시한 바와 같이, 시작점의 접선 기울기가 48°이고, 발바닥의 각도가 40°인 경우에는, 발바닥과 페달 보조장치는 시작점이 아닌 바닥으로부터 7.9mm 높이의 위치에서 접촉하게 된다. As shown in Fig. 6B, when the tangential inclination of the starting point is 48 degrees and the angle of the sole is 40 degrees, the sole and the pedal assist device come into contact with each other at a position 7.9 mm from the floor rather than the starting point.
도6a 및 도6b에서는 곡면의 끝점의 접선 기울기가 2°인 페달 보조장치를 도시하고 있다. 6A and 6B show a pedal assist with a 2 ° tangential slope of the curved end point.
도8은 도5a 및 도5b의 페달 보조장치를 보여주는 사시도이다. Figure 8 is a perspective view showing the pedal assist device of Figures 5a and 5b.
도시한 바와 같이, 페달 보조장치(11)는 자동차의 페달(1), 즉, 브레이크 페달(1a) 및 가속 페달(1b)의 후방 위치에 설치되어, 발뒤꿈치를 지지한다. As shown, the pedal assist
페달 보조장치(11)는 받침부(12), 리테이너(14) 및 베이스부재(16)를 구비한다. The
페달 보조장치(11)의 받침부(12)의 우측부는 우측을 향하여 내리막 경사 구배를 가지는데, 여기에서 본 발명의 일 특징을 찾아 볼 수 있다. The right side of the
발의 이상적인 움직임을 고찰할 때, 발끝을 우측으로 옮기는 동작으로서 해부학적으로 가장 효율적이면서도 근육 피로도가 적은 동작은 발바닥은 그대로 아래를 향한 채 단순히 발끝을 우측으로 회전하는 동작이 아니라 도7에 도시한 바와 같이 내반(inversion)하는 동작, 즉 발바닥이 내측을 향해 열리면서 발끝이 우측으로 회전하며 다소 아래로 숙여지는 동작이다. 따라서, 현재 출시되고 있는 차량에서 는, 가속 페달(1b)이 브레이크 페달(1a)에 비하여 다소 전방 아래에 위치되도록 설계되어 있다. When considering the ideal movement of the foot, the most anatomically efficient movement with the tip of the toe moving to the right and the least muscle fatigue is not the operation of simply rotating the tip of the toe to the right with the sole of the foot downward as shown in FIG. Inversion motion (inversion), that is, the sole is opened toward the inside, the toe is rotated to the right and slightly lowered. Therefore, in a vehicle currently on the market, the
이는 도1과 같은 평평한 상면을 가지는 페달 보조장치와 현재 출시되고 있는 차량의 페달 구조는 상호 조화될 수 없음을 의미한다. 즉, 페달 보조장치의 평평한 상면은 운전자의 발의 내반을 오히려 방해하게 되어 발끝이 충분히 숙여지지 않게 되므로, 결국 발끝을 옮기는 동작만으로는 가속 페달(1b)에 발을 올려놓을 수 없음을 의미한다. This means that a pedal assist device having a flat top surface as shown in FIG. 1 and a pedal structure of a vehicle currently on the market cannot be harmonized with each other. That is, the flat upper surface of the pedal assist device rather interferes with the inner half of the driver's foot, so that the toe is not sufficiently leaned, which means that the foot cannot be put on the
이와는 달리, 본 발명은, 인체 공학적인 측면에서 해부학적으로 가장 효율적이고 편안한 발끝의 움직임을 유도할 수 있도록 하고, 장치적 측면에서는 현재 출시되고 있는 차량의 페달 구조와 완벽하게 조화될 수 있도록 페달 보조장치(11)의 상면의 우측부에 우측을 향하여 내리막 경사 구배를 준 것이다. In contrast, the present invention, in terms of ergonomics, the pedal assists to induce the most anatomically efficient and comfortable toe movement, and in terms of the device perfectly harmonized with the current pedal structure of the vehicle on the market The slope of the downhill slope was given to the right side of the upper surface of the
본 발명의 또 다른 인체 공학적인 고려는 페달 보조장치(11)에 탄성을 부여한 것에서 찾아볼 수 있다. Another ergonomic consideration of the present invention can be found in the elasticity of the pedal assist
사람은 각각 발의 크기 및 구조가 동일하지는 않다. 이는 동일하게 각자의 발목을 중심으로 발을 회전시키더라도 각 운전자의 발이 그리는 궤적은 다소간의 차이를 나타냄을 의미한다. Each person is not the same size and structure of each foot. This means that the trajectory of each driver's foot shows some difference even when the foot is rotated around each ankle.
한편, 각 차종마다 페달의 기구학적 구조(예컨대, 바닥으로부터 페달의 높이, 페달이 밟힐 때 페달이 그리는 궤적) 또한 다소간의 차이를 가진다. 이는 동일한 구조의 페달 보조장치로는, 페달(1)의 서로 다른 기구학적 구조에 완벽하게 조화될 수 없음을 의미한다. On the other hand, the kinematic structure of the pedal (for example, the height of the pedal from the floor, the trajectory of the pedal when the pedal is stepped) also has some differences for each vehicle type. This means that the pedal assist device of the same structure cannot be perfectly matched to the different kinematic structures of the
이러한 차이는 발의 이상적인 움직임을 방해하는 요인이 된다. 따라서, 이러한 영향으로 인한 효율성 저하를 보상할 필요가 있었는 바, 본 발명자는 별도의 기계적 구성에 의하기보다는 발뒤꿈치와 직접 접촉하는 받침부(12)에 탄성을 부여함으로써 간단히 이를 해결할 수 있음을 알아내었다. 또한, 전자의 방법에 비하여 후자의 방법이 훨씬 효과적이었다. This difference is a barrier to the ideal movement of the foot. Therefore, there was a need to compensate for the decrease in efficiency due to this effect, and the inventors found out that this can be solved simply by applying elasticity to the
또한, 페달 보조장치의 탄성은 발바닥에 가해지는 압박을 최소화시켜 운전자의 피로감을 저하시키는 역할도 수행한다. 이는, 장시간 운전을 하는 경우, 발뒤꿈치나 발바닥 소정 위치의 횡선(도1의 경우)을 통하여 압박이 누적되어 운전자로 하여금 피로감을 쉽게 느끼게 하는 기존의 단순 페달 구조 또는 페달 보조장치와 대비될 수 있다. In addition, the elasticity of the pedal assist device serves to reduce the fatigue of the driver by minimizing the pressure applied to the sole. When driving for a long time, this can be contrasted with the conventional simple pedal structure or pedal assist device that the pressure is accumulated through the heel or the lateral line of the predetermined position of the sole (in the case of Figure 1) to make the driver feel fatigue easily. .
따라서, 도8에서는 폴리우레탄과 같은 탄성 재질의 받침부(12)를 채용함으로써, 그 자체로서 완충 기능을 수행하여 쿠션재로서 기능할 뿐만 아니라, 더 나아가 발뒤꿈치와의 면접촉을 가능하게 하여 운전자의 발에 가해지는 압박을 분산시키도록 되어 있다. 또한, 발의 구름 운동 시, 발이 상면이 곡면인 페달 보조장치에서 미끄러지는 것을 방지하는 기능도 수행한다. Therefore, in Figure 8, by adopting an
상기 받침부(12)는 C 타입 경도계 측정값으로 20 ~ 35도의 탄성값을 가지는 재료가 선택되는 것이 바람직하다. 탄성값이, 이보다 작게 되면 운전자의 발에 가해지는 압박을 저하시키는 효과가 작아지며, 이보다 크게 되면 원활한 발이 소정의 궤적을 그리며 구름 운동하는 것을 방해하고 발바닥 지지라는 본연의 기능을 수행하기 어려웠다. Preferably, the
도9a 및 도9b는 도8의 페달 보조장치의 분해 사시도로서, 도9a는 상부 측방에서 바라본 도면이고, 도9b는 하부 측방에서 바라본 도면이다. 9A and 9B are exploded perspective views of the pedal assist device of FIG. 8, and FIG. 9A is a view from above and FIG. 9B is a view from below.
베이스부재(16)는 벨크로(16e)를 이용하여 차의 바닥에 고정된다. 따라서, 페달 보조장치(11)는 차의 바닥으로부터 착탈 가능하게 고정되는 것이다. 베이스부재(16)의 하면에는 벨크로(16e)가 접착 고정될 수 있는 공간인 오목부(16d)를 구비한다. 또한, 베이스부재(16)의 하면에는 고정침(16g)이 돌출 형성되어, 벨크로(16e)를 보조하여 베이스부재(16)가 차의 바닥으로부터 미끄러지지 않도록 한다. The
베이스부재(16)는 상면에 요철(16a)을 구비하고, 양 측벽의 안쪽에 전후 방향을 따라 형성된 가이드장공(16b)을 구비한다. The
리테이너(14)는 양 측면에 돌기(14b)를 구비한다. 이 돌기(14b)는 베이스부재(16)의 가이드장공(16b)에 끼워져, 리테이너(14)가 전후 이동만이 허용될 뿐 베이스부재(16)로부터 이탈되지 않도록 한다. The
리테이너(14)는 하면에 베이스부재(16)의 요철(16a)에 대응되는 요철(14a)을 구비한다. 따라서, 리네이너(14)의 요철(14a)과 베이스부재(16)의 요철(16a)의 맞물림에 의하여, 베이스부재(16)에 대한 리테이너(14)의 전후 이동이 제한된다. 리테이너(14)를 전후 이동시키기 위해서는 손잡이(14f)를 위쪽으로 들어 올려 리테이너(14)의 요철(14a)과 베이스부재(16)의 요철(16a)간의 맞물림을 해제한다. 그 상태에서 리테이너(14)를 원하는 전후 방향으로 이동시킨 후, 손잡이(14f)를 놓는다. 그러면, 손잡이(14f)의 하면에 형성된 요철(14a)은 베이스부재(16)의 요철(16a)과 다시 맞물림되면서 리테이너(14)의 전후방 이동을 구속하게 된다. 도10은 도8의 페 달 보조장치에서 리테이너(14) 및 받침부(12)가 소정의 거리만큼 뒤로 빼내어져 조립되어 있는 상태를 보여주는 도면이다. The
리테이너(14)는 2개의 상하 관통홀(14c)을 구비하고, 받침부(12)의 하면에는 2개의 돌출머리(12c)가 구비된다. 받침부(12)의 돌출머리(12c)가 리테이너(14)의 관통홀(14c)에 관통된 상태로 끼워져, 받침부(12)가 리테이너(14)에 고정된다. The
상기한 구성에 따르면, 본 발명은 매우 간단한 구조를 가지면서도, 자동차의 페달 작동시 기존의 페달 누름동작에 발목관절의 회전동작을 접목함으로써 인체 공학 및 의학적으로 이상적인 발의 움직임을 구현할 수 있는 자동차의 페달 보조장치를 제공할 수 있는 효과가 있다. According to the above configuration, the present invention has a very simple structure, the pedal of the car that can realize the ergonomic and medically ideal foot movement by incorporating the rotation of the ankle joint to the existing pedal pressing operation when the pedal operation of the vehicle There is an effect that can provide an auxiliary device.
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