KR100911549B1 - 차량용 클러치부스터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 클러치부스터에 관한 것으로, 특히 클러치부스터의 내부에서 왕복 이동되는 유압로드에 연동되어 공기의 흐름을 단속하는 기계적 구조를 병행함으로써 공기의 흐름을 단속하는 구조를 간단히 함에 따라 제조단가를 줄일 수 있도록 한 차량용 클러치부스터에 관한 것이다.

클러치부스터, 공기, 인디케이터로드

Description

차량용 클러치부스터{clutch booster}

본 발명은 클러치부스터의 내부에서 왕복 이동되는 유압로드에 연동되어 공기의 흐름을 단속하는 기계적 구조를 병행함으로써 공기의 흐름을 단속하는 구조를 간단히 함에 따라 제조단가를 줄일 수 있도록 한 차량용 클러치부스터에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 클러치는 엔진과 변속기 사이에 설치되어 엔진의 회전력을 구동바퀴에 전달 또는 차단하는 장치로서, 엔진의 시동시 무부하 상태로 하고, 차량의 관성운전을 위해서 엔진의 동력을 일시 차단하여야 하며, 변속시 동력을 차단하여 변속을 쉽게 하도록 하는 장치이다.

이러한 클러치는 작동방법에 따라 여러 종류로 분류될 수 있으나, 버스와 같은 대형차량에는 오일의 압력을 이용하여 엔진의 회전력을 단속하는 유압식 클러치가 사용된다.

상기 유압식 클러치는 엔진과 변속기 사이에 설치되어 운전석측에 설치된 클 러치페달에 의해 작동하게 되는데, 상기 클러치페달을 밟게 되면 오일탱크로부터 전달받은 오일에 의해 마스터실린더에서 유압을 발생시키게 되고, 이와 같이 발생된 유압은 유압라인을 통하여 릴리스실린더로 전달되게 되며, 이 릴리스실린더에 의해 릴리스포크가 변속기입력축의 축방향으로 작동되면서 압력판이 부착된 릴리스레버를 작동시켜, 상기 압력판을 클러치디스크로부터 분리시킴으로써 엔진의 동력을 차단하도록 되어 있다.

그리고, 운전자가 동력을 차단하기 위해 밟았던 클러치페달을 놓아주게 되면, 상기 마스터실린더에서 발생되었던 오일은 그 압력이 상실되어 릴리스포크 및 릴리스베어링이 원위치로 이동되게 되고, 이로 인해 상기 클러치디스크와 서로 분리되어 있던 압력판이 상기 클러치디스크와 접촉되면서 엔진의 동력이 크랭크샤프트로 전달되게 된다.

한편, 상기 마스터실린더와 릴리스실린더 사이의 유압라인에는 상기 클러치페달의 밟는 힘을 가볍게 하는 클러치부스터가 설치되어 있는데, 상기 클러치부스터는 공압라인을 매개로 공기탱크와 연결되는 구조로 되어 있다.

그러나, 현재 양산하고 있는 상용차의 기어조작 시스템은 운전자의 기어조작력을 작게 하기 위해 파워 시프트라는 고압 보조용 액츄에이터를 사용하고 있어 운전자에게 편의를 제공하고 있으나, 기어가 작은 힘으로 쉽게 들어갈 수 있는 반면, 클러치 페달을 80% 이상 밟지 않은 상태, 즉 클러치가 완전히 단속되지 않아 디스크의 관성력이 있는 상황에서도 무리하게 파워 시프트를 작동시킬 수 있음에 따라 변속기의 내구성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 클러치 페달을 일정 이상 밟지 않은 상태에서 파워 시프트를 작동하지 않도록 공기의 흐름을 단속하는 장치를 클러치부스터 내부에 간단한 기계적 구조로 구비하여 공급되는 오일에 의해 왕복 이동되는 유압로드에 연동되도록 함으로써 제조단가를 줄일 수 있도록 한 차량용 클러치부스터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명은 일측에 공기유입구와 오일유입구를 형성하며 공기배출구와 상기 오일유입구에 연결되는 오일배출구를 둘레면에 형성하고 타측 내부에 공실을 형성한 케이스, 상기 오일유입구와 상기 오일배출구에 연통되도록 상기 케이스의 일측 내부에 형성된 오일안내유로, 상기 오일안내유로와 상기 공실에 걸쳐지게 형성되고 상기 케이스의 타측 방향으로 푸쉬로드를 연장 형성하여 상기 푸쉬로드의 작동 또는 상기 오일유입구로 외부 오일 유입시 축 방향으로 이동되는 유압로드, 상기 공실에 형성되고 상기 유압로드에 연결되어 상기 유압로드와 함께 이동되는 이동판, 상기 공기유입구와 상기 공기배출구에 각각 연결되어 유입되는 공기를 배출유도하는 에어실 및 상기 에어실 내부에 형성되고 상기 이동판에 연동되어 상기 공기배출구를 개폐하는 공기개폐부를 포함하여 이루어진 차량 용 클러치부스터를 특징으로 한다.

상기 공기개폐부는 공기유입구로 지속적으로 공기를 공급하는 에어탱크, 상기 에어실에 형성되고 상기 공기유입구 방향으로 개방된 인입구와 상기 공기배출구 방향으로 개방된 인출구를 갖는 공기안내실을 구비한 하우징, 상기 이동판에 연결되어 상기 하우징 내부에 슬라이드 이동 가능하게 삽입되는 인디케이터로드, 상기 공기안내실의 내부 직경보다 작게 형성되고 상기 인입구를 개폐하는 캡, 상기 공기안내실에서 상기 인디케이터로드와 상기 캡 사이에 개재되는 탄성스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 하우징은 클러치 디스크의 마모시 클러치 페달의 유격에 대응하도록 상기 유압로드와 상기 인디케이터로드의 전진시 상기 탄성스프링의 압축과 더불어 밀리는 상기 캡에 의해 전진하도록 상기 에어실 내부에 슬라이드 이동 가능하게 형성되고, 상기 하우징은 클러치 페달의 유격 가변에 대응하도록 상기 에어실 내부에 슬라이드 이동 가능하게 형성되고, 상기 케이스는 상기 하우징의 인출구의 이동 범위만큼 함몰되며 상기 공기배출구와 연결되는 공기수용부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 차량용 클러치부스터는 클러치부스터 내부에서 유압에 의해 이동되는 유압로드에 연동되는 인디케이터로드를 클러치 페달의 일정 이상 가압시에만 공기의 흐름 유도하도록 기계적 구조를 병행함으로써 클러치부스터의 제조단가를 줄일 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정하는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 한 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 당업자에게 자명하다고 할 수 있는 바, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속하는 것이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초기 상태의 클러치부스터를 보인 내부도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 클러치 패달을 일정 이상 가압한 상태의 클러치부스터를 보인 내부도이다.

그리고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 클러치 디스크의 마모시 클러치부스터를 보인 내부도이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 클러치 디스크의 마모시 클러치 페달을 일정 이상 가압한 상태의 클러치부스터를 보인 내부도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 클러치부스터는 케이스(10), 오일안내유로(20), 유압로드(30), 이동판(40), 에어실(50) 및 공기개폐부(100)로 크게 구성된다.

상기 케이스(10)는 차량용 클러치부스터의 외형을 형성하는 것으로, 일측에 공기유입구(11)와 오일유입구(14)를 형성한다.

그리고, 상기 케이스(10)는 둘레면에 공기배출구(12)를 형성함과 더불어 오일배출구(15)를 형성한다.

특히, 상기 케이스(10)는 공기유입구(11)와 오일유입구(14)를 형성한 일측에 반대되는 타측 내부에 공실(空室,18)을 형성한다.

또한, 상기 오일안내유로(20)는 케이스(10)의 일측 내부에 형성된다.

이때, 상기 오일안내유로(20)는 오일유입구(14)와 오일배출구(15)와 연결되어 외부에서 오일을 공급 및 배출 유도한다.

그리고, 상기 오일안내유로(20)는 공실(18) 방향으로 개방되어 있다.

한편, 상기 유압로드(30)는 오일안내유로(20)에 일부 삽입되고, 공실(18)에 걸쳐지게 형성된다.

그리고, 상기 유압로드(30)는 케이스(10)의 타측 방향으로 푸쉬로드(32)를 연장 형성한다.

상기 푸쉬로드(32)는 클러치 페달(도시하지 않음)과 연결되어 클러치 페달의 조작시에 따라 축 방향을 따라 왕복 이동된다.

이때, 상기 유압로드(30)는 오일유입구(14)를 통해 외부에서 강제 유입되는 오일에 의해 케이스(10)의 타측 방향으로 밀리게 된다.

여기서, 상기 푸쉬로드(32)는 외부 힘이 제거된 상태이다.

아울러, 상기 유압로드(30)는 푸쉬로드(32)가 케이스(10)의 오일유입구(14) 방향으로 이동되는 미는 힘에 의해 오일안내유로(20) 내부에서 오일유입구(14) 방향으로 이동된다.

특히, 상기 유압로드(30)는 케이스(10)의 일측 방향으로 밀리면서 오일안내유로(20) 내부에 저장된 오일을 오일배출구(15)로 유동 안내한다.

한편, 상기 케이스(10)의 오일배출구(15)에는 밸브바디(60)가 연장 형성된다.

상기 밸브바디(60)는 오일배출구(15)와 연결된 외기유입구(62)를 형성한다.

또한, 상기 밸브바디(60)는 내부에 릴레이피스톤어셈블리(64)를 형성한다.

상기 릴레이피스톤어셈블리(64)는 오일배출구(15)를 통해 유입된 오일의 유압에 의해 밸브바디(60) 내부를 막음 처리하는 역할을 함에 따라 오일의 무단 누출을 방지한다.

그리고, 상기 릴레이피스톤어셈블리(64)는 유압의 제거시 즉 유압로드(30)가 케이스(10)의 타측으로 이동시 밸브바디(60)의 내부를 개방하여 외기유입구(62)를 통해 외부 공기를 유입하여 유압로드(30)의 미는 힘을 배가한다.

이때, 상기 밸브바디(60)와 릴레이피스톤어셈블리(64)는 일반적인 장치임으로써 상세한 구조 및 작동은 생략한다.

한편, 상기 이동판(40)은 케이스(10)의 공실(18)에 구비되고, 유압로드(30)에 연결되어 상기 유압로드(30)와 함께 연동되며 유압로드(30)의 축 방향을 따라 왕복 이동된다.

특히, 상기 케이스(10)의 공실(18)에는 파워스프링(70)이 삽입된다.

더욱 상세히, 상기 파워스프링(70)은 일측을 공실(18)의 일측 내부면에 접촉함과 동시에 타측을 공실(18)의 타측 내부면에 접촉되게 구비된다.

그래서, 상기 파워스프링(70)은 이동판(40)의 후면부에 스프링의 복원력에 의한 상시 배력을 가하고 있으며, 상기 이동판(40)과 유압로드(30)에 배력이 작용되는 경우 복원됨과 더불어 배력이 해소되는 경우 이동판(40)에 소정의 압축력을 제공한다.

따라서, 상기 파워스프링(70)은 이동판(40)이 푸쉬로드(32) 방향으로 향하도록 복원력을 상시로 작용하므로, 상기 파워스프링(70)이 푸쉬로드(32)의 무조절 기능을 수행한다.

한편, 상기 에어실(50)은 케이스(10)의 일측 내부에 형성된다.

특히, 상기 에어실(50)은 공기유입구(11)와 상기 공기배출구(12)에 각각 연결되어 유입되는 공기를 배출 유도하는 역할을 한다.

이때, 상기 에어실(50)은 오일안내유로(20)와 병렬 배열되는 것이 설치 공간 활용면에서 바람직하다.

또한, 상기 공기개폐부(100)는 에어실(50) 및 공실(18)에 구비되며, 이동판(40)에 연동되어 공기배출구(12)를 개폐하는 역할을 한다.

더욱 상세히, 상기 공기개폐부(100)는 에어탱크(110), 하우징(120), 인디케이터로드(130), 캡(140) 및 탄성스프링(150)으로 이루어진다.

상기 에어탱크(110)는 공기유입구(11)에 연결되어 항상 고압의 공기를 에어실(50) 내부로 공급하도록 작동된다.

그리고, 상기 하우징(120)은 에어실(50) 내측벽에 접하도록 구비된다.

이때, 상기 하우징(120)은 에어실(50)과 공실(18)에 걸쳐지게 형성될 수도 있다.

또한, 상기 하우징(120)은 공기안내실(122)을 구비하고, 상기 공기안내실(122)은 공기유입구(11) 방향으로 개방된 인입구(124)를 형성함과 동시에 공기배출구(12) 방향으로 개방된 인출구(126)를 형성한다.

그리고, 상기 인디케이터로드(130)는 일단부를 하우징(120) 내부에 슬라이드 이동 가능하게 축 삽입함과 아울러 타단을 이동판(40)에 연결한다.

그래서, 상기 인디케이터로드(130)는 하우징(120) 내부를 따라 이동판(40)의 이동방향과 동일한 방향으로 이동된다.

또한, 상기 캡(140)은 하우징(120) 내부에 구비되어 외력 작용시 인입구(124)를 개폐하는 역할을 한다.

이때, 상기 캡(140)은 공기안내실(122)의 직경보다 작게 형성된다.

이는, 상기 캡(140)이 인입구(124)를 개방시 공기를 공기안내실(122)로 유입 유도함과 더불어 인출구(126) 방향으로 배출되도록 하기 위함이다.

그리고, 상기 탄성스프링(150)은 공기안내실(122)에서 일측을 캡(140)에 접함과 동시에 타측을 인디케이터로드(130)에 접하도록 구비된다.

그래서, 상기 탄성스프링(150)은 인디케이터로드(130)가 공기유입구(11) 방향으로 이동하게 됨과 더불어 인디케이터로드(130)의 미는 힘에 의해 압축된다.

이때, 상기 캡(140)은 하우징(120)의 인입구(124) 내측벽에 걸려 고정된다.

특히, 상기 에어탱크(110)를 통해 에어실(50) 내부로 유입되는 공기의 분출력은 탄성스프링(150)의 탄성력 및 이동판(40)에 연결된 인디케이터로드(130)의 미 는 힘보다 작게 되고, 이에 따라 캡(140)은 인입구(124)를 막게 된다.

또한, 상기 탄성스프링(150)은 인디케이터로드(130)가 공기유입구(11) 방향과 반대되는 방향으로 이동하게 됨과 더불어 이완되게 된다.

그래서, 상기 에어탱크(110)를 통해 에어실(50) 내부로 유입되는 공기의 분출력은 탄성스프링(150)의 탄성력 및 이동판(40)에 연결된 인디케이터로드(130)의 미는 힘보다 크게 되고, 이에 따라 탄성스프링(150)은 압축됨과 동시에 캡(140)은 인입구(124)를 개방하게 된다.

따라서, 상기 에어탱크(110)를 통해 에어실(50)로 유입되는 공기는 인입구(124), 공기안내실(122), 인출구(126) 및 공기배출구(12)를 통해 파워쉬프트(power shift,도시하지 않음)로 유동하게 된다.

즉, 상기 공기개폐부(100)는 이동판(40)에 연동되어 작동하게 된다.

한편, 상기 하우징(120)은 클러치 디스크(도시하지 않음)의 마모시 클러치 페달의 유격에 대응하도록 에어실(50) 내부에 슬라이드 이동 가능하게 형성됨이 바람직하다.

또한, 상기 하우징(120)이 에어실(50) 내부에서 슬라이드 이동됨에 따라 상기 인출구(126)는 케이스(10)의 공기배출구(12)와 일치되지 않게 된다.

그래서, 상기 케이스(10)는 하우징(120)의 인출구(126)의 이동 범위만큼 함몰되며 공기배출구(12)와 연결되는 공기수용부(160)를 구비함이 바람직하다.

특히, 상기 하우징(120)은 클러치 디스크의 마모시 클러치 페달의 유격에 대응하도록 유압로드(30)와 상기 인디케이터로드(130)의 전진시 탄성스프링(150)의 압축과 더불어 밀리는 캡(140)에 의해 에어실(50) 내부에서 전진하게 된다.

상술한 본 발명에 따른 차량용 클러치부스터의 작동을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 1은 운전자가 클러치 페달을 밟기 전 상태를 도시한 것이다.

도시된 바와 같이, 푸쉬로드(32)와 유압로드(30)는 케이스(10)의 일측 방향으로 전진된 상태이고, 이에 따라 인디케이터로드(130)가 전진되면서 탄성스프링(150)을 압축함에 따라 캡(140)이 하우징(120)의 인출구(126)를 막고 있는 상태이다.

따라서, 에어탱크(110)로부터 공급되는 공기가 케이스(10)의 공기배출구(12)를 따라 배출되지 못하게 된다.

그리고, 도 2는 운전자가 클러치 페달을 설정치 이상 밟은 상태를 도시한 것이다.

도시된 바와 같이, 상기 푸쉬로드(32)와 유압로드(30)는 케이스(10)의 타측 방향으로 후진하게 되고, 이에 따라 인디케이터로드(130)가 후진하면서 탄성스프링(150)은 이완됨과 동시에 캡(140)은 에어탱크(110)로부터 분출되는 공기의 분출력에 의해 인디케이터로드(130) 방향으로 밀리면서 인입구(124)는 개방된다.

따라서, 공기는 인입구(124)로 유입되어 결과적으로 공기배출구(12)를 통해 파워쉬프트로 유동된다.

또한, 도 3은 클러치 디스크가 마모되어 클러치 페달의 밟는 거리 즉 유격이 증가된 상태에서 운전자가 페달을 밟기 전 상태를 도시한 것이다.

도시된 바와 같이, 클러치 디스크가 마모되면, 유압로드(30)가 케이스(10)의 일측 방향으로 이동함에 따라 클러치 페달의 유격이 증가하게 된다.

상기 유압로드(30)가 전진함에 따라 이동판(40) 및 인디케이터로드(130)가 전진하게 된다.

그러면, 상기 인디케이터로드(130)는 탄성스프링(150)을 압축함과 연이어 캡(140)을 케이스(10)의 일측 방향으로 밀게 된다.

이에 따라, 하우징(120)은 캡(140)의 미는 힘에 의해 소정 전진하게 된다.

마지막으로, 도 4는 디스크가 마모되어 클러치 페달의 밟는 거리 즉 유격이 증가된 상태에서 운전자가 클러치 페달을 설정치 이상 밟은 상태를 도시한 것이다.

도시된 바와 같이, 상기 하우징(120)이 전진된 상태에서 클러치 페달 밟을 경우에 작동 상태는 도 2와 동일하여 상술한 것으로 대체한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초기 상태의 클러치부스터를 보인 내부도.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 클러치 패달을 일정 이상 가압한 상태의 클러치부스터를 보인 내부도.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 클러치 디스크의 마모시 클러치부스터를 보인 내부도.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 클러치 디스크의 마모시 클러치 페달을 일정 이상 가압한 상태의 클러치부스터를 보인 내부도.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

10: 케이스 11: 공기유입구

12: 공기배출구 14: 오일유입구

15: 오일배출구 18: 공실

20: 오일안내유로 30: 유압로드

40: 이동판 50: 에어실

60: 밸브바디 100: 공기개폐부

110: 에어탱크 120: 하우징

122: 공기안내실 130: 인디케이터로드

140: 캡 150: 탄성스프링

Claims (3)

1. 일측에 공기유입구(11)와 오일유입구(14)를 형성하며, 공기배출구(12)와 상기 오일유입구(14)에 연결되는 오일배출구(15)를 둘레면에 형성하고, 타측 내부에 공실(18)을 형성한 케이스(10);

   상기 오일유입구(14)와 상기 오일배출구(15)에 연통되도록 상기 케이스(10)의 일측 내부에 형성된 오일안내유로(20);

   상기 오일안내유로(20)와 상기 공실(18)에 걸쳐지게 형성되고, 상기 케이스(10)의 타측 방향으로 푸쉬로드(32)를 연장 형성하여 상기 푸쉬로드(32)의 작동 또는 상기 오일유입구(14)로 외부 오일 유입시 축 방향으로 이동되는 유압로드(30);

   상기 공실(18)에 형성되고, 상기 유압로드(30)에 연결되어 상기 유압로드(30)와 함께 이동되는 이동판(40);

   상기 공기유입구(11)와 상기 공기배출구(12)에 각각 연결되어 유입되는 공기를 배출유도하는 에어실(50); 및

   상기 이동판(40)에 연동되어 상기 공기배출구(12)를 개폐하는 공기개폐부(100)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 클러치부스터.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 공기개폐부(100)는 상기 공기유입구(11)로 지속적으로 공기를 공급하는 에어탱크(110);

   상기 에어실(50)에 구비되며, 내부에 형성된 공기안내실(122)과, 상기 공기유입구(11) 방향으로 개방된 인입구(124)와, 상기 공기배출구(12) 방향으로 개방된 인출구(126)를 갖는 하우징(120);

   상기 유압로드(30)에 연결된 상기 이동판(40)에 연장되어 상기 하우징(120) 내부에 슬라이드 이동 가능하게 삽입되는 인디케이터로드(130);

   상기 공기안내실(122)의 내부 직경보다 작게 형성되고, 상기 인입구(124)를 개폐하는 캡(140);

   상기 공기안내실(122)에서 상기 인디케이터로드(130)와 상기 캡(140) 사이에 개재되는 탄성스프링(150)으로 이루어져,

   상기 탄성스프링(150)은 상기 인디케이터로드(130)의 상기 공기유입구(11) 방향 이동시 압축된 상태로 상기 캡(140)을 탄성 지지하며 상기 인입구(124)를 막음과 아울러 상기 인디케이터로드(130)의 상기 공기유입구(11) 방향에 대해 반대 방향 이동시 이완됨으로써 상기 에어탱크(110)로부터 분출되는 공기의 분출력에 의해 상기 캡(140)의 밀림을 허용함에 따라 상기 인입구를 개방하도록 하는 것을 특징으로 하는 차량용 클러치부스터.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 하우징(120)은 클러치 디스크의 마모시 클러치 페달의 유격에 대응하도록 상기 유압로드(30)와 상기 인디케이터로드(130)의 전진시 상기 탄성스프링(150)의 압축과 더불어 밀리는 상기 캡(140)에 의해 전진하도록 상기 에어실(50) 내부에 슬라이드 이동 가능하게 형성되고;

   상기 케이스(10)는 상기 하우징(120)의 인출구(126)의 이동 범위만큼 함몰되며 상기 공기배출구(12)와 연결되는 공기수용부(160)를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 클러치부스터.

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