KR100527727B1 - 버스의 클러치 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 버스의 클러치 시스템에 관한 것으로, 운전자가 약 1초 이내로 급박하게 페달을 조작하더라도 오일과 에어간의 조작력 전달차를 발생시키지 않아 운전자의 조작감 저하나 페달의 답력 증가를 방지함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 클러치페달(1)의 조작에 따라 리저버탱크(2)로부터 유입되는 오일을 가압하는 마스터실린더(3)로부터 이어진 오일라인(4)이 연결되어 에어 흐름 통로를 개·폐하는 오일작동부(10)와, 이 오일작동부(10)에 의해 열린 에어 흐름통로를 통해 유입된 고압 에어에 의해 작동되어 클러치(8)를 조작하는 에어작동부(20)로 이루어진 부스터(5)와;

브레이크에어탱크(6)와 부스터(5)사이를 연결하는 에어공급라인(7)과, 이 에어공급라인(7)을 통해 부스터(5)내에 충진된 고압 압축 에어를 오일작동부(10)쪽으로 형성된 흐름통로로 유도하는 에어이동라인(7') 및 이 에어이동라인(7')을 통해 고압 압축 에어를 에어작동부(20)쪽으로 유입시켜 부스터(5)를 작동해 클러치(8)를 조작하는 에어유도라인(7")으로 이루어진 에어라인;으로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

버스의 클러치 시스템{Clutch system in bus}

본 발명은 버스의 클러치 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 클러치 페달의 빠른 조작시에도 페달 답력의 급상승을 방지해 조작감 저하를 차단할 수 있도록 된 버스의 클러치 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 승용 차량에서 유압을 이용해 엔진의 동력을 연결·차단하는 클러치 시스템은 클러치의 연결을 끊기 위해 큰 힘을 요구하는 버스와 같은 대형 차량에 채용되기 위해서는 클러치 페달의 이동에 따른 유압력으로 에어를 선택적으로 공급시킨 다음에 이 에어의 압력으로 클러치를 작동시키는 에어 클러치시스템을 사용하게 된다.

이와 같은 에어 클러치시스템은 클러치의 연결을 끊기 위해 큰 힘을 요구하기 때문에 클러치 페달을 밟는 힘이 작더라도 클러치의 연결을 끊기에 충분한 힘이 클러치 본체에 전달되도록 하기 위하여 클러치부스터를 사용하게 되는데, 즉 클러치부스터는 클러치 페달을 밟음에 따라 형성된 유압을 이용하여 밸브를 개폐시키고, 밸브의 개폐에 따라 인가된 압축공기의 압력을 이용하여 클러치의 연결을 단속하게 된다.

그러나, 이와 같은 에어 클러치시스템에서 사용하는 클러치부스터는 오일과 에어를 모두 작동 매체로서 사용하게 되는데 이는, 상기 오일이 비압축성인데 반해 에어가 압축성인 물리적인 특성상 그 응답성에 차이가 있게 되고 이로 인해, 운전자의 클러치 페달 조작 시간에 따라 즉, 클러치 페달의 조작이 급속(약 1초 이내)하게 이루어 질 때 페달의 걸림감이 생겨 운전자의 조작감이 나빠지면서 페달의 답력증가로 인해 가해지는 운전자의 조작력도 함께 상승하는 현상이 있게 된다.

이와 같은 작동매체간의 응답성의 차이는 압축성인 에어를 고려해 브레이크에어탱크와 부스터간의 경로를 오일 경로에 비해 상대적으로 짧게 줄여 주면 해소되지만, 상기 브레이크에어탱크가 부스터만을 위해 독자적으로 구비된 것이 아니라 차량 제동시 브레이크에도 에어를 공급해야 만 되어 브레이크에어탱크의 설치 위치 변경이 어려워 약 6~10m 정도의 거리를 둘 수밖에 없고 이로 인해, 상기 브레이크에어탱크와 부스터간의 고압 형성에 1/10초 단위의 지연이 생겨 급속한 운전자의 클러치 페달 조작시 페달의 걸림감과 페달의 답력증가 현상을 해소 할 수 없는 한계가 있게 되다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 운전자가 약 1초 이내로 급박하게 페달을 조작하더라도 오일과 에어간의 조작력 전달차를 발생시키지 않아 운전자의 조작감 저하나 페달의 답력 증가를 방지함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 클러치페달의 조작에 따라 리저버탱크로부터 유입되는 오일을 가압하는 마스터실린더로부터 이어진 오일라인이 연결되어 에어 흐름 통로를 개·폐하는 오일작동부와, 이 오일작동부에 의해 열린 에어 흐름통로를 통해 유입된 고압 에어에 의해 작동되어 클러치를 조작하는 에어작동부로 이루어진 부스터와;

브레이크에어탱크와 부스터사이를 연결하는 에어공급라인과, 이 에어공급라인을 통해 부스터내에 충진된 고압 압축 에어를 오일작동부쪽으로 형성된 흐름통로로 유도하는 에어이동라인 및 이 에어이동라인을 통해 고압 압축 에어를 에어작동부쪽으로 유입시켜 부스터를 작동해 클러치를 조작하는 에어유도라인으로 이루어진 에어라인;으로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 버스의 클러치 시스템 구성도를 도시한 것인바, 본 발명은 클러치페달(1)의 조작에 따라 리저버탱크(2)로부터 유입되는 오일을 가압하는 마스터실린더(3)와, 이 마스터실린더(3)로부터 가압된 오일이 유입되도록 오일라인(4)을 매개로 연결된 부스터(5), 공급된 오일에 의해 작동된 부스터(5)로 브레이크에어탱크(6)의 고압 압축에어를 유입시켜 클러치(8)를 조작하는 에어라인으로 이루어지게 된다.

그리고, 상기 부스터(5)는 도 2에 도시된 바와 같이 마스터실린더(3)로부터 가압된 오일이 유입되는 오일라인(4)이 연결되어 에어 흐름 통로를 개·폐하는 오일작동부(10)와, 이 오일작동부(10)에 의해 열린 에어 흐름통로를 통해 유입된 고압 에어에 의해 작동되어 클러치(8)를 조작하는 에어작동부(20)로 이루어진다.

여기서, 상기 오일작동부(10)는 오일라인(4)이 연결되는 하우징(11)과, 오일라인(4)을 통해 유입된 오일에 의해 이동되어 하우징(11)내에 형성된 오일경로(11a)상에 구비되어 유입된 오일이 그 뒷면에 작용함과 동시에 클러치(8)쪽에 연결되는 푸시로드를 이동시키는 유압피스톤(12), 이 유압피스톤(12)에 의해 열려진 오일경로(11a)끝단에 위치되어 유압에 의해 전·후 이동되는 릴레이피스톤(14) 및 브레이크에어탱크(6)로부터 공급된 고압의 압축에어를 에어라인을 통해 부스터(5)의 에어작동부(20)로 유입시켜 오일작동부(10)쪽에 연결된 클러치(8)를 작동시키도록 릴레이피스톤(14)의 일측에 구비되어 전·후 이동되는 포핏밸브(13)로 이루어진다.

그리고, 상기 에어작동부(20)는 한쪽부위로 형성된 오일작동부(10)에 일체로 형성된 실린더(21)내 공간을 대기압(Pa)이 유입되는 대기압챔버(21')와 브레이크에어탱크(6)의 압축 고압에어인 작동압(P)이 유입되는 작동압챔버(21")로 양분하는 격벽(22')과, 상기 대기압챔버(21')내에 구비되어 작동압챔버(21")에서 유입되는 압력에 의해 리턴스프링(24)을 압축하면서 이동된 후 상기 리턴스프링(24)을 매개로 복귀되는 에어피스톤(22) 및 상기 에어피스톤(22)의 이동에 의해 오일작동부(10)의 유압피스톤(12)을 이동시켜 이에 의해 함께 이동되는 푸시로드를 매개로 클러치(8)를 조작하는 구동력을 발생하는 커넥팅로드(23)로 이루어진다.

또한, 상기 에어라인은 브레이크에어탱크(6)와 부스터(5)사이를 연결하는 에어공급라인(7)과, 이 에어공급라인(7)을 통해 부스터(5)내에 충진된 고압에어를 마스터실리더(3)로부터 유입된 오일을 통해 작동되어 열려진 흐름통로로 유도하는 에어이동라인(7') 및 상기 에어이동라인(7')을 통해 유입된 고압 에어를 통해 부스터(5)를 작동시켜 클러치(8)를 조작하는 에어유도라인(7")으로 이루어진다.

이하 본 발명의 작동을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명은 1초 이내의 급속한 운전자의 클러치 페달 조작시 부스터로 공급되는 오일과 에어간의 물리적 특성 차이에 따른 클러치 페달의 걸림감과 페달의 답력 증가 현상을 해소 할 수 있게 되는데 즉, 클러치 페달(1)조작시 브레이크에어탱크(6)에서 부스터(5)로 에어라인을 통해 에어가 공급되는 것이 아니라 상기 부스터(5)내에 고압의 압축 에어를 미리 충전시켰다가 부스터(5)로 공급해 단축된 흐름 경로가 에어의 압축성을 상쇄시키도록 된 것이다.

즉, 이를 상세히 설명하면 본 발명의 부스터(5)에는 브레이크에어탱크(6)에서 공급된 고압 압축에어가 미리 충진되어 있는데 이는, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 브레이크에어탱크(6)와 부스터(5)간의 에어라인을 형성하는 에어공급라인(7)을 통해 클러치조작여부에 관계없이 상기 부스터(5)의 에어작동부(20)의 실린더(21)내 작동압챔버(21")로 압축 고압에어인 작동압(P)이 유입되어 충진된 상태를 유지하게 된다.

이어, 이와 같은 부스터(5)상태에서 운전자가 클러치 페달을 약 1초 이내로 급히 조작해 마스터실리더(3)가 리저버탱크(2)로부터 유입되는 오일을 가압해 오일라인(4)을 매개로 부스터(5)로 오일을 공급하면, 이 부스터(5)로 유입된 오일이 부스터(5)의 오일작동부(10)내 형성된 오일경로(11a)를 따라 흐르면서 지속적으로 증가되는 유압을 매개로 릴레이피스톤(14)을 이동시키고, 상기 릴레이피스톤(14)의 일측에 구비된 포핏밸브(13)가 이동되어져 소정의 간극을 형성함에 따라 실린더(21)내 작동압챔버(21")에 충진된 작동압(P)이 그 반대편에 형성된 대기압챔버(21')쪽으로 흐르게 된다.

즉, 상기 에어작동부(20)의 실린더(21)내 작동압챔버(21")과 오일작동부(10)의 포핏밸브(13)쪽을 연결하는 에어이동라인(7')이, 상기 포핏밸브(13)의 이동에 의해 열려진 에어 흐름 경로쪽으로 상기 작동압챔버(21")내 작동압(P)을 유입시키게 되고, 이로 인해 상기 오일작동부(10)의 에어 흐름 경로쪽과 에어작동부(20)의 실린더(21)내 대기압챔버(21')사이를 연결하는 에어유도라인(7")을 통해 실린더(21)내 작동압챔버(21")의 작동압(P)이 실린더(21)내 대기압챔버(21')로 흐르게 된다.

이어, 상기 작동압챔버(21")내 작동압(P)이 에어이동라인(7')과 에어유도라인(7")을 통해 대기압챔버(21')쪽으로 유입되면, 상기 에어작동부(20)의 실린더(21)내 대기압챔버(21')로 공급된 작동압(P)은 리턴스프링(24)이 가하는 힘을 극복하고 에어피스톤(22)을 이동 즉, 상기 에어피스톤(22)의 뒤쪽으로 에어유도라인(7")을 통해 유입된 작동압(P)이 에어피스톤(22)을 밀어주면, 상기 에어피스톤(22)과 함께 커넥팅로드(23)가 오일작동부(10)쪽으로 이동시켜주고, 이 커넥팅로드(23)의 이동에 따라 그 일단에 결합된 유압피스톤(12)을 이동되어 함께 이동되는 푸시로드를 매개로 클러치 레버를 밀게 되어 클러치의 연결이 끊어지게 된다.

이때, 상기 리턴스프링(24)은 이동하는 에어피스톤(22)에 의해 압축되었다가 작동압(P)의 공급이 멈추게 되면, 상기 리턴스프링(24)이 갖는 탄성복원력으로 에어피스톤(22)을 이동시켜 커넥팅로드(23)를 복귀시켜 주게 됨은 물론이다.

한편, 운전자가 클러치 페달을 놓으면 오일작동부(10)내 형성된 오일경로(11a)를 따라 유입된 오일의 유압이 릴레이피스톤(14)에 작용하지 않게 되므로, 이로 인해 상기 릴레이피스톤(14)이 포핏밸브(13)를 미는 힘이 약해져 유압에 의해 형성되었던 소정의 간극이 없어지면서 에어라인의 흐름경로를 차단시키게 된다.

이어, 상기 에어라인을 통한 고압 에어의 공급이 끊기게 되면 에어작동부(20)의 대기압챔버(21')에서 에어피스톤(22)에 의해 압축되었던 리턴스프링(24)이 복귀 되면서 에어피스톤(22)을 초기 위치로 이동시키게 되고, 이에 따라 오일작동부(10)의 커넥팅로드(23)와 유압피스톤(12)이 순차적으로 복귀되어 클러치의 연결을 다시 이어주게 된다.

이와 같이, 본 발명은 부스터(5)내에 고압의 에어를 항상 충진시킨 상태를 유지해 브레이크페달을 짧은 순간에 급하게 밟더라도 고압 에어의 이동 경로가 짧아 도 3에 도시된 바와 같이, 긴 에어 흐름 경로를 갖을 때 발생되는 오일과 에어간의 시간차로 인한 페달 답력의 상승 현상을 발생시키지 않게 됨은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 브레이크에어탱크로부터 부스터로 공급되는 고압 에어가 부스터내에 항상 충진된 상태로 있어 브레이크 작동시 에어의 작용시간을 빠르게 해 브레이크페달을 짧은 순간에 급하게 밟더라도 오일과 에어간의 시간차 발생을 없애 페달 답력 상승 현상을 발생시키지 않는 효과가 있게 된다.

또한, 본 발명은 브레이크에어탱크와 부스터간의 에어흐름 경로를 변경하거나 위치등의 변경이 없이도 고압 에어의 시간 지연을 방지할 수 있는 효과가 있게 됨은 물론이다.

도 1은 본 발명에 따른 버스의 클러치 시스템 구성도

도 2는 본 발명에 따른 클러치 부스터의 구성도

도 3은 본 발명에 따른 클러치페달의 반응 선도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 클러치페달 2 : 리저버탱크

3 : 마스터실린더 4 : 오일라인

5 : 부스터 6 : 브레이크에어탱크

7 : 에어공급라인 7': 에어이동라인

7" : 에어유도라인

8 : 클러치 10 : 오일작동부

11 : 하우징 11a : 오일경로

12 : 유압피스톤 13 : 포핏밸브

14 : 릴레이피스톤

20 : 에어작동부 21 : 실린더

21' : 대기압챔버 21" : 작동압챔버

22 : 에어피스톤 22' : 격벽23 : 커넥팅로드 24 : 리턴스프링

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Claims (2)

1. 클러치페달(1)의 조작에 따라 리저버탱크(2)로부터 유입되는 오일을 가압하는 마스터실린더(3)로부터 이어진 오일라인(4)이 연결되어 에어 흐름 통로를 개·폐하는 오일작동부(10)와, 이 오일작동부(10)에 의해 열린 에어 흐름통로를 통해 유입된 고압 에어에 의해 작동되어 클러치(8)를 조작하는 에어작동부(20)로 이루어진 부스터(5)와;

   브레이크에어탱크(6)와 부스터(5)사이를 연결하는 에어공급라인(7)과, 이 에어공급라인(7)을 통해 부스터(5)내에 충진된 고압 압축 에어를 오일작동부(10)쪽으로 형성된 흐름통로로 유도하는 에어이동라인(7') 및 이 에어이동라인(7')을 통해 고압 압축 에어를 에어작동부(20)쪽으로 유입시켜 부스터(5)를 작동해 클러치(8)를 조작하는 에어유도라인(7")으로 이루어진 에어라인;

   으로 구성된 버스의 클러치 시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 오일작동부(10)는 오일라인(4)이 연결되는 하우징(11)과, 오일라인(4)을 통해 유입된 오일에 의해 이동되어 하우징(11)내에 형성된 오일경로(11a)상에 구비되어 유입된 오일이 그 뒷면에 작용함과 동시에 클러치(8)쪽에 연결되는 푸시로드를 이동시키는 유압피스톤(12), 이 유압피스톤(12)에 의해 열려진 오일경로(11a)끝단에 위치되어 유압에 의해 전·후 이동되는 릴레이피스톤(14) 및 브레이크에어탱크(6)로부터 공급된 고압의 압축에어를 에어라인을 통해 부스터(5)의 에어작동부(20)로 유입시켜 오일작동부(10)쪽에 연결된 클러치(8)를 작동시키도록 릴레이피스톤(14)의 일측에 구비되어 전·후 이동되는 포핏밸브(13)로 이루어지고,

   상기 에어작동부(20)는 오일작동부(10)에 일체로 형성되어 빈 내부 공간을 형성하는 실린더(21)와, 이 실린더(21)내 공간을 대기압(Pa)이 충진되는 대기압챔버(21')와 브레이크에어탱크(6)의 압축 고압에어인 작동압(P)이 충진되는 작동압챔버(21")로 양분하는 격벽(22'), 상기 대기압챔버(21')로 유입된 작동압(P)을 받아 리턴스프링(24)을 압축하면서 이동한 후 복원력을 매개로 복귀되도록 상기 대기압챔버(21')내에 구비된 에어피스톤(22) 및 상기 에어피스톤(22)의 이동에 의해 오일작동부(10)의 유압피스톤(12)을 이동시켜 이에 의해 함께 이동되는 푸시로드를 매개로 클러치(8)를 조작하는 구동력을 발생하는 커넥팅로드(23)로 이루어진 것을 특징으로 하는 버스의 클러치시스템.