KR101567728B1

KR101567728B1 - 차량용 클러치페달의 답력 저감장치

Info

Publication number: KR101567728B1
Application number: KR1020140116076A
Authority: KR
Inventors: 김은식; 한종희
Original assignee: 현대자동차주식회사; 경창산업주식회사
Priority date: 2014-09-02
Filing date: 2014-09-02
Publication date: 2015-11-10

Abstract

본 발명은 차량용 클러치페달의 답력 저감장치에 관한 것으로, 운전자 조작에 따른 페달암(30)의 회전시에 운전자의 답력을 크게 줄여줄 수 있게 됨으로써 페달 조작에 의한 운전자의 피로도를 크게 경감시킬 수 있게 되고, 또한 페달암(30)을 조작하지 않는 초기 상태시에는 페달암(30)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, 페달암이 힌지볼트를 중심으로 회전 가능하게 설치된 것으로 상기 힌지볼트가 관통하는 볼트구멍 및 상기 볼트구멍의 전방쪽에 슬롯홀이 형성된 페달멤버; 상기 페달멤버내에 위치하도록 상기 페달암의 상단에서 전방을 향해 돌출 형성됨과 더불어 양측면을 관통하는 내접홀이 형성된 페달암돌기부; 상기 슬롯홀과 상기 내접홀을 동시에 관통해서 상기 슬롯홀을 따라 이동하도록 설치된 유동핀; 및 상기 페달암돌기부의 전방단부에 일단이 회전 가능하게 결합되고 상기 유동핀에 타단이 접촉되게 설치된 것으로 상기 페달암의 전방 회전각 변화에 따라 길이가 가변되면서 축적된 탄성력으로 상기 페달암에 복귀력을 제공하거나 또는 상기 페달암의 전방 회전을 증대시키도록 상기 페달암에 탄성력을 제공하는 스프링기구;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 내접홀을 형성하는 테두리면 중에서 후방쪽의 일면에는 전방을 향해 돌출된 삼각돌기가 형성되고; 상기 페달암의 전방 회전각 변화에 따라 상기 삼각돌기의 꼭지점이 상기 유동핀과 접촉할 때에 상기 스프링기구의 길이가 최대로 짧아지는 것을 특징으로 한다.

상기 슬롯홀은 양단이 전후방향으로 연장되게 형성되고; 상기 슬롯홀의 길이는 상기 삼각돌기의 꼭지점이 상기 유동핀과 접촉할 때에 상기 유동핀이 상기 슬롯홀을 따라 전방으로 충분히 이동할 수 있도록 상기 삼각돌기의 돌출길이보다 더 길게 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 스프링기구는 상기 페달암돌기부의 전방단부에 돌기축이 구비되고 상기 돌기축에 일단이 상하로 회전 가능하게 결합된 회전축부재; 상기 유동핀의 바깥둘레에 일단이 접촉되게 설치된 가동축부재; 및 상기 회전축부재와 상기 가동축부재에 양단이 지지되게 설치된 압축스프링;으로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 회전축부재의 전방단부에는 상기 돌기축이 관통하는 축구멍이 형성되고; 상기 가동축부재의 후방단부에는 상기 유동핀의 바깥둘레를 감싸는 원호홈이 형성되며; 상기 회전축부재와 상기 가동축부재에는 서로 대향되는 방향으로 원통축이 각각 연장 형성되되 어느 하나의 원통축이 다른 하나의 원통축속에 삽입되고; 상기 회전축부재와 상기 가동축부재에는 상기 압축스프링이 지지되는 스프링시트가 각각 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 힌지볼트의 중심과 상기 유동핀의 중심을 일직선으로 연결한 기준선에 대해 상기 돌기축의 중심이 아래쪽에 위치한 경우; 상기 유동핀은 상기 삼각돌기를 기준으로 위쪽의 상부공간에 위치하면서 상기 슬롯홀의 위치규제에 의해 상기 삼각돌기와 접촉되지 않게 설치되고; 상기 회전축부재는 상기 페달암이 초기위치로 복귀되도록 상기 압축스프링의 축적된 탄성력을 전달받아서 상기 페달암돌기부에 복귀력을 제공하는 것을 특징으로 한다.

상기 페달암의 전방 회전각 변화에 따라 상기 힌지볼트의 중심과 상기 유동핀의 중심을 일직선으로 연결한 기준선에 상기 돌기축의 중심이 일치한 경우; 상기 유동핀은 상기 삼각돌기의 꼭지점과 접촉해서 상기 슬롯홀을 따라 전방으로 최대로 이동한 상태가 되고; 상기 압축스프링은 최대로 압축되어서 상기 페달암으로 최대의 반력을 제공하는 것을 특징으로 한다.

상기 페달암의 전방 회전각 변화에 따라 상기 돌기축의 중심이 상기 힌지볼트의 중심과 상기 유동핀의 중심을 일직선으로 연결한 기준선을 통과하는 순간부터 최대로 압축된 상기 압축스프링은 복원되고; 상기 회전축부재는 상기 압축스프링의 복원력을 상기 페달암돌기부로 전달해서 상기 페달암의 전방 회전을 증대시키는 것을 특징으로 한다.

상기 슬롯홀은 상기 압축스프링의 길이방향과 평행한 방향으로 형성되는데; 상기 압축스프링의 길이방향은 상기 페달암이 후방으로 최대로 회전된 초기 상태일 때이거나 또는 상기 페달암의 전방 회전각 변화에 따라 최대로 압축된 상태일 때이거나 또는 상기 페달암이 전방으로 최대로 회전된 풀 스트스로크 상태일 때 중 어느 하나인 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 페달암을 조작하지 않는 초기 상태시에는 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 1과 도 2는 본 발명에 따른 답력 저감장치가 적용된 클러치페달의 측면도 및 분해 사시도,
도 3은 도 1에서 페달멤버가 제거된 상태의 도면,
도 4는 본 발명에 따른 페달암돌기부와 스프링기구를 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 스프링기구의 단면도,
도 6 내지 도 9는 본 발명에 따른 클러치페달 답력 저감장치의 작동상태를 설명하기 위한 도면으로, 도 6은 페달암을 조작하기 전인 초기 상태이고, 도 7은 유동핀이 삼각돌기의 꼭지점에 위치한 상태이며, 도 8은 유동핀이 삼각돌기의 꼭지점을 통과한 상태이고, 도 9는 페달암의 풀 스트로크 조작 상태시의 도면,
도 10은 본 발명에 따른 슬롯홀의 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 10에 도시된 바와 같이 운전석 하부의 전방쪽 차체패널(대시패널)에 고정되게 설치되고 볼트구멍(11)과 상기 볼트구멍(11)의 전방쪽에 슬롯홀(12)이 형성된 페달멤버(10); 상기 볼트구멍(11)을 관통하는 힌지볼트(20)를 중심으로 상기 페달멤버(10)에 전후방향으로 회전 가능하게 설치된 페달암(30); 상기 페달멤버(10)내에 위치하도록 상기 페달암(30)의 상단에서 전방을 향해 돌출 형성됨과 더불어 양측면을 관통하는 내접홀(41)이 형성된 페달암돌기부(40); 상기 슬롯홀(12)과 상기 내접홀(41)을 동시에 관통해서 상기 슬롯홀(11)을 따라 이동하도록 설치된 유동핀(50); 및 상기 페달암돌기부(40)의 전방단부에 일단이 회전 가능하게 결합되고 상기 유동핀(50)에 타단이 접촉되게 설치된 것으로 상기 페달암(30)의 전방 회전각 변화에 따라 길이가 가변되면서 축적된 탄성력으로 상기 페달암(30)에 복귀력을 제공하거나 또는 상기 페달암(30)의 전방 회전을 증대시키도록 상기 페달암(30)에 탄성력을 제공하는 스프링기구(60)를 포함하는 구성이다.

여기서, 상기 페달암(30)의 상부에는 페달암(30)을 측면방향으로 관통하면서 페달암(30)과 일체로 결합된 힌지파이프(70)가 구비되고, 상기 힌지볼트(20)는 페달멤버(10)의 볼트구멍(11)과 힌지파이프(70)를 관통한 후 너트(21)와 결합된 구조가 되는 바, 이에 따라 페달암(30)과 힌지파이프(70)는 힌지볼트(20)를 중심으로 전후방향으로 회전 가능한 구조가 된다.

그리고, 상기 유동핀(50)은 슬롯홀(12)과 내접홀(41)을 관통한 후 끝단에 클립(51)이 결합됨으로써 이탈이 방지되는 구조가 된다.

상기 페달암돌기부(40)는 힌지파이프(70)의 전방쪽 페달암(30)의 바깥 테두리에서 전방을 향해 돌출 형성된 구조이고, 상기 내접홀(41)은 페달암돌기부(40)에서 측면방향으로만 관통되고 전후방향 및 상하방향으로는 폐공간을 이루도록 형성된 구조이다.

상기 내접홀(41)을 형성하는 테두리면 중에서 후방쪽의 일면에는 전방을 향해 돌출된 삼각돌기(42)가 일체로 형성되는데, 상기 페달암(30)의 전방 회전각 변화에 따라 상기 삼각돌기(42)의 꼭지점이 상기 유동핀(50)과 접촉할 때에 상기 스프링기구(60)는 길이가 최대로 짧아지는 압축변형을 하게 된다.

상기 슬롯홀(12)은 양단이 전후방향으로 연장되게 형성된 구조로, 상기 슬롯홀(12)의 길이(L1)는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 삼각돌기(42)의 돌출길이(L2)보다 더 길게 형성된 구조가 특징이다.

즉, 페달암(30)의 전방 회전각 변화에 따라 삼각돌기(42)의 꼭지점이 유동핀(50)과 접촉할 때에, 상기 유동핀(50)은 슬롯홀(12)을 따라 전방으로 이동해야 하는 바, 상기 유동핀(50)이 슬롯홀(12)을 따라 전방으로 충분히 이동할 수 있도록 하기 위함이다.

상기 내접홀(41)에서 삼각돌기(42)를 기준으로 상측과 하측에 각각 상부공간(43)과 하부공간(44)이 형성되는데, 운전자가 페달암(30)을 밟지 않은 초기상태일 때 상기 상부공간(43)에 유동핀(50)이 위치하고, 상기 페달암(30)의 풀 스트로크시 상기 하부공간(44)에 유동핀(50)이 위치하게 된다.

상기 상부공간(43)과 상기 하부공간(44)에 유동핀(50)이 각각 위치할 때에 상기 유동핀(50)은 슬롯홀(12)의 후방쪽 막힘에 의해 후방으로의 이동이 규제되며, 이때 상기 유동핀(50)은 삼각돌기(43)와 접촉되지 않는 구조가 된다.

상기와 같이 유동핀(50)이 상부공간(43)과 하부공간(44)에 위치할 때에 삼각돌기(43)와 접촉되지 않는 구조가 되면, 후술하는 스프링기구(60)의 압축스프링(63)의 초기 압축 응력을 크게 경감시킬 수 있게 됨으로써 압축스프링(63)의 내구성 향상을 도모할 수 있게 되고, 더 나아가 압축스프링(63)의 초기 셋팅거리를 크게 확보할 수 있게 됨으로써 페달 작동시에 최대 저감력을 크게 높일 수 있게 된다.

본 발명에 따른 스프링기구(60)는 상기 페달암돌기부(40)의 전방단부에 돌기축(45)이 구비되고 상기 돌기축(45)에 일단이 상하로 회전 가능하게 결합된 회전축부재(61); 상기 유동핀(50)의 바깥둘레에 일단이 접촉되게 설치된 가동축부재(62); 및 상기 회전축부재(61)와 상기 가동축부재(62)에 양단이 지지되게 설치된 압축스프링(63)으로 구성된다.

여기서, 상기 회전축부재(61)는 전방단부에 상기 돌기축(45)이 관통하는 축구멍(61a)이 형성되고, 원통축(61b)이 후방으로 연장되게 형성되며, 상기 축구멍(61a)과 원통축(61b)사이에 상기 압축스프링(63)의 일단이 지지되는 스프링시트(61c)가 형성된 구조이다.

상기 가동축부재(62)는 후방단부에 상기 유동핀(50)의 바깥둘레를 감싸면서 접촉하는 원호홈(62a)이 형성되고, 원통축(62b)이 전방으로 연장되게 형성되며, 상기 원호홈(62a)과 원통축(62b)사이에 상기 압축스프링(63)의 타단이 지지되는 스프링시트(62c)가 형성된 구조이다.

상기 회전축부재(61)의 원통축(61b)과 상기 가동축부재(62)의 원통축(62b)은 서로 대향되게 형성된 구조로, 어느 하나의 원통축이 다른 하나의 원통축속에 삽입되어서 길이방향을 따라 이동 가능한 구조가 된다.

본 발명의 실시예는 회전축부재(61)의 원통축(61b)이 가동축부재(62)의 원통축(62b)속에 삽입된 구조이나, 반대의 경우도 가능할 것이다.

한편, 도 6은 페달암(30)의 초기 상태로, 페달암의 초기 상태란 운전자가 페달암을 밟기 전의 상태 또는 페달암을 밟은 상태에서 힘을 가하지 않음에 따라 페달암이 전방으로 회전하지 않은 상태 또는 페달암(30)이 운전자 방향인 후방으로 최대로 회전된 상태를 의미한다.

상기와 같은 페달암(30)의 초기 상태시 돌기축(45)의 중심(C2)은 힌지볼트(20)의 중심과 유동핀(50)의 중심을 일직선으로 연결한 기준선(C1)에 대해 아래쪽에 위치하게 되고, 상기 유동핀(50)은 삼각돌기(42)를 기준으로 위쪽의 상부공간(43)에 위치하면서 슬롯홀(12)의 위치규제에 의해 상기 삼각돌기(42)와 접촉되지 않게 되며, 이때에 상기 회전축부재(61)는 압축스프링(63)의 축적된 탄성력을 전달받아서 페달암돌기부(40)를 도시된 화살표 M1방향으로 가압하게 되고, 상기 페달암(30)은 도시된 화살표 R1과 같이 항상 후방으로 회전해서 초기위치로 복귀하는 힘을 지속적으로 받게 된다.

상기와 같이 페달암(30)이 압축스프링(63)의 축적된 탄성력으로 복귀력을 제공받게 되면, 페달암(30)의 떨림을 예방할 수 있게 되고, 페달암(30)의 완전복귀를 유도할 수 있게 되며, 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 6의 상태에서 페달암(30)이 힌지볼트(20)를 중심으로 점차 전방으로 회전하면, 삼각돌기(42)가 상측으로 이동함에 따라 유동핀(50)은 삼각돌기(42)를 형성하는 면과 접촉하면서 슬롯홀(12)을 따라 점차 전방으로 이동하게 되고, 돌기축(45)의 중심(C2)도 상기 기준선(C1)쪽으로 점차 이동하게 된다.

유동핀(50)이 슬롯홀(12)을 따라 전방으로 이동할 때에 스프링기구(60)는 길이가 점차 짧아지고 압축스프링(63)은 점차 압축되면서 탄성력을 축적하게 되며, 페달암돌기부(40)는 돌기축(45)의 중심(C2)이 기준선(C1)과 일치하기 직전까지 압축스프링(63)의 축적된 탄성력을 전달받아서 페달암(30)을 지속적으로 초기위치로 복귀시키게 된다.

그리고, 페달암(30)의 계속된 전방회전에 의해 돌기축(45)의 중심(C2)이 도 7과 같이 상기 기준선(C1)과 일치하게 되면, 상기 유동핀(50)은 삼각돌기(42)의 꼭지점과 접촉한 상태로 슬롯홀(12)을 따라 전방으로 최대로 이동한 상태가 되고, 스프링기구(60)는 길이가 최대로 짧아진 상태가 되며, 압축스프링(63)은 최대로 압축된 상태가 되어서 축적된 탄성력으로 상기 페달암(30)에 최대의 반력을 제공하게 된다.

또한, 돌기축(45)의 중심(C2)이 기준선(C1)과 일치하게 되면, 압축스프링(63)의 탄성력이 회전축부재(61)를 통해 페달암돌기부(40)에 전달되더라도 상기 페달암돌기부(40)는 전방 또는 후방으로 회전하지 않는 평형상태가 되는 바, 이때에 압축스프링(63)의 탄성력은 제로(zero)가 되고, 페달암돌기부(40)는 페달암(30)에 복귀력을 제공하는 않게 된다.

그리고, 도 7의 상태에서 페달암(30)의 계속된 전방회전으로 도 8과 같이 돌기축(45)의 중심(C2)이 기준선(C1)과 일치하였다가 위쪽으로 통과하는 순간이 되면, 이때부터 상기 압축스프링(63)은 최대 압축상태에서 인장상태로 변화되면서 축적된 탄성력으로 페달암돌기부(40)를 도시된 화살표 M2방향으로 가압하게 되고, 이때의 페달암(30)은 압축스프링(63)의 탄성력을 전달받아서 도시된 화살표 R2와 같이 회전함으로써 전방회전이 더욱 증대되게 된다.

그리고, 도 9의 상태는 운전자가 페달암(30)을 최대로 밟은 풀 스트로크 상태로서, 이때 유동핀(50)은 삼각돌기(42)를 기준으로 아래쪽의 하부공간(44)에 위치하면서 슬롯홀(12)의 위치규제에 의해 상기 삼각돌기(42)와 접촉되지 않게 되고, 이때에 회전축부재(61)는 압축스프링(63)의 축적된 탄성력을 계속 전달받아서 페달암돌기부(40)를 가압하게 됨으로써, 페달암(30)은 계속된 전방회전으로 저감력을 발휘하게 된다.

한편, 상기 슬롯홀(12)은 도 10과 같이 상기 압축스프링(63)의 길이방향과 평행한 방향으로 형성된 구조인데, 상기 압축스프링(63)의 길이방향은 도 10의 (A)와 같이 상기 페달암(30)이 후방으로 최대로 회전된 초기 상태일 때이거나 또는 도 10의 (B)와 같이 상기 페달암(30)의 전방 회전각 변화에 따라 최대로 압축된 상태일 때이거나 또는 도 10의 (C)와 같이 상기 페달암(30)이 전방으로 최대로 회전된 풀 스트스로크 상태일 때 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

즉, 도 10의 (A)상태는 도 6과 같이 운전자가 페달암(30)을 밟지 않은 초기 상태로, 초기 마찰을 적게 함으로써 초기 답력을 낮출 때에 사용하는 구조이다.

그리고, 도 10의 (B)상태는 도 7과 같이 돌기축(45)의 중심(C2)이 기준선(C1)과 일치하고 압축스프링(63)이 최대로 압축된 절환시점(압축스프링에 의해 페달암이 후방으로 복귀 회전하는 동작과 전방으로 회전하는(저감력 발생) 동작이 변환하는 시점)으로, 절환시점에서의 마찰력을 적게 하고 대신에 페달암(30)의 초기 상태와 풀 스트로크 상태시에 답력을 증가시킬 때에 사용하는 구조이다.

그리고, 도 10의 (C)상태는 도 9와 같이 페달암(30)의 풀 스트로크 상태시로, 페달암(30)의 말기시점의 답력을 낮출 때에 사용하는 구조가 된다.

이하, 본 발명 실시예의 작용에 대해 설명한다.

도 6의 상태는 운전자가 페달암(30)을 밟기 전의 상태 또는 페달암을 밟은 상태에서 힘을 가하지 않음에 따라 페달암이 전방으로 회전하지 않은 상태 또는 페달암(30)이 운전자 방향인 후방으로 최대로 회전된 상태, 즉 페달암(30)의 초기 상태이다.

상기와 같은 페달암(30)의 초기 상태시 돌기축(45)의 중심(C2)은 힌지볼트(20)의 중심과 유동핀(50)의 중심을 일직선으로 연결한 기준선(C1)에 대해 아래쪽에 위치하고, 상기 유동핀(50)은 삼각돌기(42)를 기준으로 위쪽의 상부공간(43)에 위치하면서 슬롯홀(12)의 위치규제에 의해 상기 삼각돌기(42)와 접촉되지 않는 구조가 되는 바, 이에 따라 상기 회전축부재(61)는 압축스프링(63)의 축적된 탄성력을 전달받아서 페달암돌기부(40)를 도시된 화살표 M1방향으로 가압하게 되고, 상기 페달암(30)은 도시된 화살표 R1과 같이 항상 후방으로 회전해서 초기위치로 복귀하는 힘을 지속적으로 받게 된다.

또한, 페달암(30)의 초기 상태시에 유동핀(50)이 삼각돌기(42)를 기준으로 위쪽의 상부공간(43)에 위치하면서 슬롯홀(12)의 위치규제에 의해 상기 삼각돌기(42)와 접촉되지 않는 구조가 되면, 스프링기구(60)를 구성하는 압축스프링(63)의 초기 압축 응력을 크게 경감시킬 수 있게 됨으로써 압축스프링(63)의 내구성 향상을 도모할 수 있게 되고, 더 나아가 압축스프링(63)의 초기 셋팅거리를 크게 확보할 수 있게 됨으로써 페달 작동시에 최대 저감력을 크게 높일 수 있는 장점도 있다.

그리고, 도 6과 같은 초기 상태에서 운전자의 페달암(30) 조작으로 인해 페달암(30)이 힌지볼트(20)를 중심으로 점차 전방으로 회전하게 되면(도 6의 화살표 R3), 페달암(30)과 연결된 페달브라켓(60)은 도 5의 도시 상태에서 시계방향으로 회전하게 되고, 삼각돌기(42)가 상측으로 이동함에 따라 유동핀(50)은 삼각돌기(42)를 형성하는 면과 접촉하면서 슬롯홀(12)을 따라 점차 전방으로 이동하게 되고, 동시에 돌기축(45)의 중심(C2)도 상기 기준선(C1)쪽으로 점차 이동하게 된다.

상기와 같이, 유동핀(50)이 슬롯홀(12)을 따라 전방으로 이동하는 과정에서 스프링기구(60)는 길이가 점차 짧아지고 압축스프링(63)은 점차 압축되면서 탄성력을 축적하게 되는 바, 이때 운전자는 압축스프링(63)에 의한 반력을 페달암(30)을 통해 전달받게 됨으로써 점차 상승하는 답력을 느끼게 되고, 이를 통해 운전자는 페달암(30)의 작동상태를 인지하게 된다.

또한, 돌기축(45)의 중심(C2)이 기준선(C1)과 일치하기 직전까지 페달암돌기부(40)는 압축스프링(63)의 축적된 탄성력을 전달받아서 페달암(30)을 지속적으로 초기위치로 복귀시키게 된다.

그리고, 페달암(30)의 계속된 전방회전으로 도 7과 같이 돌기축(45)의 중심(C2)이 기준선(C1)과 일치하는 순간이 되면, 유동핀(50)은 삼각돌기(42)의 꼭지점과 접촉한 상태로 슬롯홀(12)을 따라 전방으로 최대로 이동한 상태가 되고, 스프링기구(60)는 길이가 최대로 짧아진 상태가 되며, 압축스프링(63)은 최대로 압축된 상태가 되는 바, 이때 운전자는 최대로 압축된 압축스프링(63)의 반력을 페달암(30)을 통해 전달받게 됨으로써 이때 운전자가 느끼는 답력은 최대가 된다.

한편, 하측로드부(73)가 제1변곡점(61)에 위치했을 때에는 회전레버(70)와 리터스프링(80)이 기준선(T1)과 일치하게 됨으로써, 상기 회전레버(70)에 작용하는 레버스프링(80)의 탄성력은 제로(zero)가 되고, 이때의 회전레버(70)는 페달암(30)에 복귀력을 제공하는 않게 된다.

돌기축(45)의 중심(C2)이 기준선(C1)과 일치하였을 때에는 압축스프링(63)의 탄성력이 회전축부재(61)를 통해 페달암돌기부(40)에 전달되더라도 상기 페달암돌기부(40)는 전방 또는 후방으로 회전하지 않는 평형상태를 유지하게 되는 바, 이때 회전축부재(61)에 작용하는 압축스프링(63)의 탄성력은 제로(zero)가 되고, 페달암돌기부(40)는 페달암(30)에 복귀력을 제공하는 않게 된다.

그리고, 페달암(30)의 계속된 전방회전으로 돌기축(45)의 중심(C2)이 기준선(C1)과 일치하였다가 도 8과 같이 기준선(C1)의 위쪽으로 통과하는 순간이 되면, 이때부터 압축스프링(63)은 최대 압축상태에서 인장상태로 변화되면서 축적된 탄성력으로 페달암돌기부(40)를 도시된 화살표 M2방향으로 가압하게 되고, 이로 인해 페달암(30)은 전방 회전 조작시에 압축스프링(63)의 탄성력을 전달받아서 도시된 화살표 R2와 같이 회전함으로써 전방으로 회전하는 힘이 더욱 증대되는 바, 이를 통해 답력에 대한 큰 저감력을 발생시킬 수 있게 됨으로써 운전자가 느끼는 답력은 크게 감소하게 되며, 이 결과 운전자는 감소된 답력으로 인해 페달암(30) 작동시 피로감이 줄어들게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 실시예는 페달암(30)을 조작하지 않는 초기 상태시에는 스프링기구(60)를 구성하는 압축스프링(74)의 축적된 탄성력으로 페달암(30)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, 본 발명에 따른 실시예는 페달암(30)의 초기 상태시에 유동핀(50)이 삼각돌기(42)를 기준으로 위쪽의 상부공간(43)에 위치하면서 슬롯홀(12)의 위치규제에 의해 상기 삼각돌기(42)와 접촉되지 않는 구조로, 이를 통해 스프링기구(60)를 구성하는 압축스프링(63)의 초기 압축 응력을 크게 경감시킬 수 있게 됨으로써 압축스프링(63)의 내구성 향상을 도모할 수 있게 되고, 더 나아가 압축스프링(63)의 초기 셋팅거리를 크게 확보할 수 있게 됨으로써 페달 작동시에 최대 저감력을 크게 높일 수 있는 장점도 있다.

또한, 페달암(30)의 풀 스트로크 조작에 따라 돌기축(45)의 중심(C2)이 힌지볼트(20)의 중심과 유동핀(50)의 중심을 일직선으로 연결한 기준선(C1)과 일치하였다가 통과하는 순간부터는 최대로 압축된 압축스프링(63)이 복원되면서 큰 탄성력으로 페달암돌기부(40)를 밀어서 회전시켜 주게 되는 바, 이를 통해 페달암(30)의 전방 회전 조작시에 상기 페달암(30)은 전방으로 회전하는 힘이 더욱 증대되고, 이로 인해 답력에 대한 큰 저감력을 발생시킬 수 있게 됨으로써 운전자가 느끼는 답력은 크게 감소하게 되며, 이 결과 운전자는 페달암(30) 조작에 따른 피로도가 크게 줄어드는 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 - 힌지볼트
30 - 페달암 40 - 페달암돌기부
50 - 유동핀 60 - 스프링기구
61 - 회전축부재 62 - 가동축부재
63 - 압축스프링 70 - 힌지파이프

Claims

페달암이 힌지볼트를 중심으로 회전 가능하게 설치된 것으로 상기 힌지볼트가 관통하는 볼트구멍 및 상기 볼트구멍의 전방쪽에 슬롯홀이 형성된 페달멤버;
상기 페달멤버내에 위치하도록 상기 페달암의 상단에서 전방을 향해 돌출 형성됨과 더불어 양측면을 관통하는 내접홀이 형성된 페달암돌기부;
상기 슬롯홀과 상기 내접홀을 동시에 관통해서 상기 슬롯홀을 따라 이동하도록 설치된 유동핀; 및
상기 페달암돌기부의 전방단부에 일단이 회전 가능하게 결합되고 상기 유동핀에 타단이 접촉되게 설치된 것으로 상기 페달암의 전방 회전각 변화에 따라 길이가 가변되면서 축적된 탄성력으로 상기 페달암에 복귀력을 제공하거나 또는 상기 페달암의 전방 회전을 증대시키도록 상기 페달암에 탄성력을 제공하는 스프링기구;를 포함하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
청구항 1에 있어서,
상기 내접홀을 형성하는 테두리면 중에서 후방쪽의 일면에는 전방을 향해 돌출된 삼각돌기가 형성되고;
상기 페달암의 전방 회전각 변화에 따라 상기 삼각돌기의 꼭지점이 상기 유동핀과 접촉할 때에 상기 스프링기구의 길이가 최대로 짧아지는 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
청구항 2에 있어서,
상기 슬롯홀은 양단이 전후방향으로 연장되게 형성되고;
상기 슬롯홀의 길이는 상기 삼각돌기의 꼭지점이 상기 유동핀과 접촉할 때에 상기 유동핀이 상기 슬롯홀을 따라 전방으로 충분히 이동할 수 있도록 상기 삼각돌기의 돌출길이보다 더 길게 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
청구항 3에 있어서,
상기 스프링기구는 상기 페달암돌기부의 전방단부에 돌기축이 구비되고 상기 돌기축에 일단이 상하로 회전 가능하게 결합된 회전축부재;
상기 유동핀의 바깥둘레에 일단이 접촉되게 설치된 가동축부재; 및
상기 회전축부재와 상기 가동축부재에 양단이 지지되게 설치된 압축스프링;으로 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
청구항 4에 있어서,
상기 회전축부재의 전방단부에는 상기 돌기축이 관통하는 축구멍이 형성되고;
상기 가동축부재의 후방단부에는 상기 유동핀의 바깥둘레를 감싸는 원호홈이 형성되며;
상기 회전축부재와 상기 가동축부재에는 서로 대향되는 방향으로 원통축이 각각 연장 형성되되 어느 하나의 원통축이 다른 하나의 원통축속에 삽입되고;
상기 회전축부재와 상기 가동축부재에는 상기 압축스프링이 지지되는 스프링시트가 각각 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
청구항 4에 있어서,
상기 힌지볼트의 중심과 상기 유동핀의 중심을 일직선으로 연결한 기준선에 대해 상기 돌기축의 중심이 아래쪽에 위치한 경우;
상기 유동핀은 상기 삼각돌기를 기준으로 위쪽의 상부공간에 위치하면서 상기 슬롯홀의 위치규제에 의해 상기 삼각돌기와 접촉되지 않게 설치되고;
상기 회전축부재는 상기 페달암이 초기위치로 복귀되도록 상기 압축스프링의 축적된 탄성력을 전달받아서 상기 페달암돌기부에 복귀력을 제공하는 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
청구항 4에 있어서,
상기 페달암의 전방 회전각 변화에 따라 상기 힌지볼트의 중심과 상기 유동핀의 중심을 일직선으로 연결한 기준선에 상기 돌기축의 중심이 일치한 경우;
상기 유동핀은 상기 삼각돌기의 꼭지점과 접촉해서 상기 슬롯홀을 따라 전방으로 최대로 이동한 상태가 되고;
상기 압축스프링은 최대로 압축되어서 상기 페달암으로 최대의 반력을 제공하는 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
청구항 4에 있어서,
상기 페달암의 전방 회전각 변화에 따라 상기 돌기축의 중심이 상기 힌지볼트의 중심과 상기 유동핀의 중심을 일직선으로 연결한 기준선을 통과하는 순간부터 최대로 압축된 상기 압축스프링은 복원되고;
상기 회전축부재는 상기 압축스프링의 복원력을 상기 페달암돌기부로 전달해서 상기 페달암의 전방 회전을 증대시키는 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
청구항 4에 있어서,
상기 슬롯홀은 상기 압축스프링의 길이방향과 평행한 방향으로 형성되는데;
상기 압축스프링의 길이방향은 상기 페달암이 후방으로 최대로 회전된 초기 상태일 때이거나 또는 상기 페달암의 전방 회전각 변화에 따라 최대로 압축된 상태일 때이거나 또는 상기 페달암이 전방으로 최대로 회전된 풀 스트스로크 상태일 때 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.