KR101509998B1

KR101509998B1 - 차량용 클러치페달의 답력 저감장치

Info

Publication number: KR101509998B1
Application number: KR20130149377A
Authority: KR
Inventors: 김은식; 김범준; 민정선; 한종희
Original assignee: 현대자동차주식회사; 경창산업주식회사
Priority date: 2013-12-03
Filing date: 2013-12-03
Publication date: 2015-04-07
Also published as: CN104670016A; US9329618B2; CN104670016B; DE102014112370B4; DE102014112370A1; US20150153762A1

Abstract

본 발명은 차량용 클러치페달의 답력 저감장치에 관한 것으로, 운전자 조작에 따른 페달암(20)의 회전시에 운전자의 답력을 크게 줄여줄 수 있게 됨으로써 페달 조작에 의한 운전자의 피로도를 크게 경감시킬 수 있게 되고, 또한 페달암(20)의 초기 조작시나 또는 후방 복귀시에는 페달암(20)의 완전복귀를 유도할 수 있게 됨으로써 클러치디스크와 플라이휠의 보다 확실한 연결을 도모할 수 있게 됨에 따라 엔진 출력이 높은 고마력 차량에서도 부품의 손상없이 충분히 사용할 수 있도록 된 것이다.

Description

차량용 클러치페달의 답력 저감장치{APPARATUS FOR REDUCING EFFORT OF CLUTCH PEDAL}

본 발명은 차량용 클러치페달의 답력 저감장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 페달 조작시 운전자가 느끼는 답력을 줄일 수 있음과 더불어 출력이 높은 고마력 엔진을 사용하는 차량에서도 부품의 파손없이 사용이 가능한 차량용 클러치페달의 답력 저감장치에 관한 기술이다.

수동변속기 차량에서 클러치디스크와 플라이휠이 동력전달이 가능하도록 서로 연결된 상태일 때 클러치디스크와 플라이휠사이에 미끄러짐이 발생하지 않아야만 엔진의 동력을 변속기로 원활히 전달할 수 있게 된다.

한편, 차량 성능이 향상됨에 따라 점차 출력이 높은 고마력 엔진을 사용하게 되는데, 고마력 엔진을 사용하는 경우 클러치디스크와 플라이휠의 확실한 연결을 위해 기존보다 다이아프램의 스프링력을 더 높여야 하는 바, 이를 위해 턴오버 스프링의 직경을 키우는 방안이 있다.

하지만, 턴오버 스프링의 스프링력을 높이게 되면 클러치페달에 걸리는 답력이 증가하게 됨으로써 페달 조작에 따른 운전자의 피로감은 상대적으로 증가하는 단점이 발생하게 되고, 특히 턴오버 스프링의 직경을 키우게 되면 턴오버 스프링에 걸리는 집중하중이 증가하게 됨으로써 턴오버 스프링과 페달멤버를 연결하는 스프링부시 등의 부품들이 쉽게 파손되는 단점이 발생하게 된다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

대한민국등록특허공보 제10-0820241호

이에 본 발명은 상기한 바의 단점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 클러치페달 조작시 운전자가 느끼는 답력을 줄일 수 있고, 특히 출력이 높은 고마력 엔진을 사용하는 차량에서도 부품의 파손없이 사용이 가능한 차량용 클러치페달의 답력 저감장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량용 클러치페달의 답력 저감장치는, 페달힌지가 관통하도록 페달암의 상부측에 구비된 것으로 반경방향으로 돌출 형성된 파이프돌기가 바깥 둘레면에서 원주방향을 따라 다수개 형성된 힌지파이프; 상기 힌지파이프와 대면하는 페달멤버의 안쪽 측면에 고정되게 설치된 스프링하우징; 및 상기 스프링하우징의 내부공간에 위치하면서 탄력적인 휘어짐이 가능하도록 상기 스프링하우징에 고정 설치되고 상기 파이프돌기와 접촉하는 굴곡부를 구비한 판스프링;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 힌지파이프는 상기 판스프링속에 위치하도록 설치되고; 상기 굴곡부는 상기 파이프돌기를 향해 내측으로 돌출되게 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 페달암이 운전자 방향으로 최대로 회전된 초기 상태일 때 상기 파이프돌기는 상기 굴곡부의 일측면과 접촉하고; 상기 페달암이 전방으로 최대로 회전된 풀 스트로크 상태일 때 상기 파이프돌기는 상기 굴곡부의 타측면과 접촉하는 것을 특징으로 한다.

상기 판스프링은 상기 파이프돌기가 상기 굴곡부를 통과할 때에 탄력적으로 외측으로 벌어지고 상기 파이프돌기가 상기 굴곡부를 통과하고 나면 내측으로 오므라들면서 원래 형태로 복원되는 것을 특징으로 한다.

상기 페달암이 초기 상태에서 풀 스트로크 상태로 회전하는 과정에서 상기 파이프돌기가 상기 굴곡부를 통과할 때에 답력에 대한 큰 저감력을 발생시킬 수 있도록 상기 페달암의 초기 상태시 상기 굴곡부에 대한 상기 파이프돌기의 오버랩양보다 상기 페달암의 풀 스트로크 상태시 상기 굴곡부에 대한 상기 파이프돌기의 오버랩양이 더 큰 것을 특징으로 한다.

상기 판스프링은 세로방향에 위치한 상하측이 상기 스프링하우징에 고정되게 결합되고; 상기 굴곡부는 상기 판스프링의 가로방향 위치에 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 판스프링은 가로방향에 위치한 좌우측이 상기 스프링하우징에 고정되게 결합되고; 상기 굴곡부는 상기 판스프링의 세로방향 위치에 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 판스프링은 내부공간을 구비한 일체로 된 폐곡면 형상으로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 판스프링은 2개로 분할 구성되고 상기 힌지파이프를 중심으로 대칭적 위치에 설치된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 운전자 조작에 따른 페달암의 회전시에 운전자의 답력을 크게 줄여줄 수 있게 됨으로써 페달 조작에 의한 운전자의 피로도를 크게 경감시킬 수 있게 되고, 또한 페달암의 초기 조작시나 또는 후방 복귀시에는 페달암의 완전복귀를 유도할 수 있게 됨으로써 클러치디스크와 플라이휠의 보다 확실한 연결을 도모할 수 있게 됨에 따라 엔진 출력이 높은 고마력 차량에서도 부품의 손상없이 충분히 사용할 수 있는 효과가 있다.

도 1 내지 도 2는 본 발명에 따른 답력 저감장치가 적용된 클러치페달의 사시도 및 정면도,
도 3은 본 발명에 따른 클러치페달 답력 저감장치의 분해사시도,
도 4는 본 발명에 따른 클러치페달 답력 저감장치의 결합상태 정면도로서, 페달암이 운전자 방향으로 최대로 회전된 초기 상태일 때의 도면,
도 5는 도 4에서 페달암의 초기 조작 상태일 때의 도면,
도 6은 페달암의 풀 스트로크 조작 상태의 도면,
도 7과 도 8은 본 발명에 따른 판스프링의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 클러치페달의 답력 저감장치에 대해 살펴보기로 한다.

본 발명에 따른 차량용 클러치페달의 답력 저감장치는 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이 운전석 하부의 전방쪽 차체패널(대시패널)에 고정되게 설치된 페달멤버(10); 상기 페달멤버(10)에 페달힌지(21)를 매개로 상측부가 회전 가능하게 설치된 페달암(20); 상기 페달힌지(21)가 관통하도록 상기 페달암(20)의 상부측에 구비된 것으로 반경방향으로 돌출 형성된 파이프돌기(31)가 바깥 둘레면에서 원주방향을 따라 다수개 형성된 힌지파이프(30); 상기 힌지파이프(30)와 대면하는 페달멤버(10)의 안쪽 측면에 고정되게 설치된 스프링하우징(40); 및 상기 스프링하우징(40)의 내부공간에 위치하면서 탄력적인 휘어짐이 가능하도록 상기 스프링하우징(40)에 고정 설치되고 상기 파이프돌기(31)와 접촉하는 굴곡부(51)를 구비한 판스프링(50);을 포함하는 구성이다.

여기서, 상기 힌지파이프(30)는 페달암(20)의 상측부를 관통하는 형태로 상기 페달암(20)과 결합되고, 상기 페달멤버(10)의 내부공간으로 힌지파이프(30)가 위치하게 설치되며, 이 상태에서 상기 페달힌지(21)가 힌지파이프(30)와 페달멤버(10)의 양측면부를 일체로 관통해서 설치됨에 따라 상기 페달암(20)의 상측부가 페달힌지(21)를 매개로 상기 페달멤버(10)에 대해 전후방향으로 회전 가능하게 설치된 구조가 된다.

상기 파이프돌기(31)는 힌지파이프(30)의 원주방향을 따라 등간격으로 이격되게 형성된 구조로, 본 발명에 따른 실시예는 4개의 파이프돌기(31)가 90도 간격으로 형성된 구조이나 이에 한정된 것은 아니다.

상기 스프링하우징(40)은 원통형 구조로 형성되고 복수개의 볼트 또는 스크루와 같은 결합부재(41)를 매개로 상기 페달멤버(10)에 고정되게 설치된 구조가 된다.

본 발명에 따라 상기 힌지파이프(30)는 상기 판스프링(50)속에 위치하도록 설치되고, 상기 판스프링(50)의 굴곡부(51)는 상기 파이프돌기(31)를 향해 내측으로 돌출되게 형성된 구조가 된다.

상기 페달암(20)이 도 4와 같이 운전자 방향으로 최대로 회전된 초기 상태일 때 상기 파이프돌기(31)는 상기 굴곡부(51)의 일측면과 접촉하고, 상기 페달암(20)이 도 6과 같이 전방으로 최대로 회전된 풀 스트로크(full stroke) 상태일 때 상기 파이프돌기(31)는 상기 굴곡부(51)의 타측면과 접촉하는 구조가 된다.

그리고, 상기 판스프링(50)은 도 5와 같이 상기 파이프돌기(31)가 상기 굴곡부(51)를 통과할 때에 탄력적으로 외측으로 벌어지게 되고(화살표 M1), 도 6과 같이 상기 파이프돌기(31)가 상기 굴곡부(51)를 통과하고 나면 내측으로 오므라들면서 원래 형태로 복원되는 특징이 있다.

한편, 상기 페달암(30)이 도 4와 같은 초기 상태에서 도 6과 같은 풀 스트로크 상태로 회전하는 과정에서 상기 파이프돌기(31)가 상기 굴곡부(51)를 통과할 때에 답력에 대한 큰 저감력을 발생시킬 수 있도록 상기 페달암(20)의 초기 상태시 상기 굴곡부(51)에 대한 상기 파이프돌기(31)의 오버랩양(L1, 도 4에 참조)보다 상기 페달암(20)의 풀 스트로크 상태시 상기 굴곡부(51)에 대한 상기 파이프돌기(31)의 오버랩양(L2, 도 6 참조)이 더 큰 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 판스프링(50)은 도 3 내지 도 6과 같이 세로방향에 위치한 상하측이 상기 스프링하우징(40)에 고정되게 결합된 구조가 되고, 이럴 경우 상기 굴곡부(51)는 상기 판스프링(50)의 가로방향 위치에 형성된 구조가 된다.

또한, 다른 실시예에 따라 상기 판스프링(50)은 도 7과 같이 가로방향에 위치한 좌우측이 상기 스프링하우징(40)에 고정되게 결합된 구조가 되고, 이럴 경우 상기 굴곡부(51)는 상기 판스프링(50)의 세로방향 위치에 형성된 구조가 된다.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 판스프링(50)은 도 3 내지 도 7과 같이 내부공간을 구비한 일체로 된 폐곡면 형상의 구조로 형성되거나, 또는 도 8과 같이 상기 판스프링(50)이 2개로 분할 구성되고 2개로 분할된 판스프링(50)이 상기 힌지파이프(30)를 중심으로 서로 대칭적 위치에 설치된 구조가 될 수도 있다.

이하, 본 발명 실시예의 작용에 대해 설명한다.

도 4의 상태는 페달암(20)이 운전자 방향으로 최대로 회전된 상태로, 즉 운전자가 페달암(20)을 밟기 전의 상태이거나 또는 페달암(20)에 힘을 가하기 전인 초기상태이며, 이때 힌지파이프(30)의 파이프돌기(31)는 판스프링(50)의 굴곡부(51)의 일측면과 접촉하고 있는 상태가 된다.

그리고, 도 5는 페달암(20)의 초기 조작 상태로, 이때 파이프돌기(31)는 굴곡부(51)의 최대 꼭지점(변곡점)에 위치하게 됨으로서 판스프링(50)의 탄성 축적력은 최대가 되며, 상기 판스프링(50)의 탄성 축적력이 힌지파이프(30)를 통해 페달암(20)에 전달됨으로써 상기 페달암(20)은 운전자가 있는 후방쪽으로 회전하려는 힘을 받게 되는 바, 이 결과 페달암(20)의 완전복귀를 유도할 수 있게 되고, 이를 통해 클러치디스크와 플라이휠의 보다 확실한 연결을 도모할 수 있게 됨으로써 엔진 출력이 높은 고마력 차량에서도 부품의 손상없이 충분히 사용할 수 있는 장점이 있다.

그리고, 도 4와 같은 초기상태에서 도 5와 같은 초기 조작 상태로 변화될 때에, 판스프링(50)의 탄성력이 힌지파이프(30)를 통해 페달암(20)에 전달됨에 따라 운전자가 느끼는 답력은 점차 상승하게 되고, 이때 운전자는 페달암(20)으로부터 전달되는 반력을 인지하게 됨으로써 페달암(20)의 작동상태를 인지하게 된다.

그리고, 도 5와 같이 파이프돌기(31)가 굴곡부(51)의 최대 꼭지점(변곡점)에 위치하게 되면, 판스프링(50)의 탄성 축적력이 최대가 됨으로써 판스프링(50)에 의한 반발력은 최대가 되고, 이때 운전자가 느끼는 답력도 최대가 된다.

그리고, 도 6은 페달암(20)의 계속된 전방 회전으로 파이프돌기(31)가 판스프링(50)의 굴곡부(51)를 통과한 상태로, 즉 페달암(20)의 풀 스트로크(full stroke) 조작 상태로 이때 클러치는 연결이 해제된 상태가 된다.

도 5와 같은 초기 조작 상태에서 도 6과 같은 풀 스트로크 상태로 변화되는 과정에서 파이프돌기(31)가 굴곡부(51)를 통과하는 시점이 될 때, 판스프링(50)은 축적된 탄성력으로 파이프돌기(31)를 밀어주게 되는 바, 이를 통해 답력에 대한 큰 저감력을 발생시킬 수 있게 됨으로써 운전자가 느끼는 답력은 크게 감소하게 되고, 이를 통해 운전자는 감소된 답력으로 인해 페달암(20) 작동시 피로감이 줄어들게 된다.

한편, 본 발명은 굴곡부(51)에 대한 파이프돌기(31)의 오버랩양이 도 4와 같은 초기 상태시보다 도 6과 같은 풀 스트로크 상태시가 더 큰 구조로(L1<L2), 이를 통해 파이프돌기(31)가 굴곡부(51)를 통과하는 시점에서 판스프링(50)이 축적된 큰 힘의 탄성력으로 파이프돌기(31)를 밀어주게 됨으로써, 큰 저감력을 발생시킬 수 있게 되고, 이 결과 운전자가 느끼는 답력을 크게 감소시킬 수 있는 장점이 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 실시예는 페달암(20)의 초기 작동시와 후방 복귀시에 판스프링(50)의 탄성력으로 페달암(20)의 완전복귀를 유도할 수 있게 됨으로써 클러치디스크와 플라이휠의 보다 확실한 연결을 도모할 수 있게 되고, 이 결과 엔진 출력이 높은 고마력 차량에서도 부품의 손상없이 충분히 사용할 수 있는 장점이 있다.

또한, 페달암(20)의 풀 스트로크 조작에 따라 파이프돌기(31)가 굴곡부(51)를 통과하는 시점에서 판스프링(50)이 축적된 큰 힘의 탄성력으로 파이프돌기(31)를 밀어주게 됨으로써 큰 저감력을 발생시킬 수 있게 되고, 이를 통해 페달암(20)으로 전달되는 답력을 크게 저감시킬 수 있어서 페달암(20) 조작에 따른 운전자의 피로도를 크게 줄일 수 있는 장점도 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

10 - 페달멤버 20 - 페달암
30 - 힌지파이프 31 - 파이프돌기
40 - 스프링하우징 50 - 판스프링
51 - 굴곡부

Claims

페달힌지가 관통하도록 페달암의 상부측에 구비된 것으로 반경방향으로 돌출 형성된 파이프돌기가 바깥 둘레면에서 원주방향을 따라 다수개 형성된 힌지파이프;
상기 힌지파이프와 대면하는 페달멤버의 안쪽 측면에 고정되게 설치된 스프링하우징; 및
상기 스프링하우징의 내부공간에 위치하면서 탄력적인 휘어짐이 가능하도록 상기 스프링하우징에 고정 설치되고 상기 파이프돌기와 접촉하는 굴곡부를 구비한 판스프링을 포함하고;
상기 페달암이 운전자 방향으로 최대로 회전된 초기 상태일 때 상기 파이프돌기는 상기 굴곡부의 일측면과 접촉하고;
상기 페달암이 전방으로 최대로 회전된 풀 스트로크 상태일 때 상기 파이프돌기는 상기 굴곡부의 타측면과 접촉하는 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
청구항 1에 있어서,
상기 힌지파이프는 상기 판스프링속에 위치하도록 설치되고;
상기 굴곡부는 상기 파이프돌기를 향해 내측으로 돌출되게 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 판스프링은 상기 파이프돌기가 상기 굴곡부를 통과할 때에 탄력적으로 외측으로 벌어지고 상기 파이프돌기가 상기 굴곡부를 통과하고 나면 내측으로 오므라들면서 원래 형태로 복원되는 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
청구항 1에 있어서,
상기 페달암이 초기 상태에서 풀 스트로크 상태로 회전하는 과정에서 상기 파이프돌기가 상기 굴곡부를 통과할 때에 답력에 대한 큰 저감력을 발생시킬 수 있도록 상기 페달암의 초기 상태시 상기 굴곡부에 대한 상기 파이프돌기의 오버랩양보다 상기 페달암의 풀 스트로크 상태시 상기 굴곡부에 대한 상기 파이프돌기의 오버랩양이 더 큰 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
청구항 1에 있어서,
상기 판스프링은 세로방향에 위치한 상하측이 상기 스프링하우징에 고정되게 결합되고;
상기 굴곡부는 상기 판스프링의 가로방향 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
청구항 1에 있어서,
상기 판스프링은 가로방향에 위치한 좌우측이 상기 스프링하우징에 고정되게 결합되고;
상기 굴곡부는 상기 판스프링의 세로방향 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
청구항 1에 있어서,
상기 판스프링은 내부공간을 구비한 일체로 된 폐곡면 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
청구항 1에 있어서,
상기 판스프링은 2개로 분할 구성되고 상기 힌지파이프를 중심으로 대칭적 위치에 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.