KR101583964B1 - 차량용 클러치페달의 답력 저감장치 - Google Patents

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, 페달암의 회전중심이 되는 페달힌지를 기준으로 전방을 향해 돌출되도록 상기 페달암의 상부측에 일단이 결합된 웨이브형 리턴핀; 상기 웨이브형 리턴핀의 일측방향으로 이격되게 위치하면서 일단은 상기 페달힌지가 관통하는 힌지파이프에 결합되고 타단은 전방을 향해 돌출되게 설치된 웨이브형 저감핀; 상기 웨이브형 리턴핀과 상기 웨이브형 저감핀사이에 하단부가 위치하면서 페달멤버에 대해 좌우방향으로 회전 가능하게 설치된 회전레버; 및 상기 회전레버의 상단부에 일단이 결합되고 상기 페달멤버에서 상기 회전레버의 위쪽부위에 타단이 결합되게 설치된 것으로, 상기 페달암의 전방 회전각 변화에 따라 상기 회전레버가 상기 웨이브형 리턴핀과 접촉하도록 상기 회전레버에 축적된 탄성력을 제공해서 상기 페달암에 복귀력을 제공하거나 또는 상기 회전레버가 상기 웨이브형 저감핀과 접촉하도록 상기 회전레버에 축적된 탄성력을 제공해서 상기 페달암의 전방 회전을 증대시키는 레버스프링;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 페달힌지의 위쪽에 위치하면서 상기 회전레버의 회전중심이 되는 것으로 상기 회전레버를 관통해서 양단이 상기 페달멤버의 전후방향쪽에 고정되는 레버중심축;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 레버스프링은 압축스프링인 것을 특징으로 한다.

상기 웨이브형 리턴핀과 상기 웨이브형 저감핀은 상기 회전레버와의 접촉시 탄력적으로 휘어짐이 발생하지 않는 강체인 것을 특징으로 한다.

상기 레버중심축에는 상기 회전레버의 전후방향 이동을 제한하는 스톱퍼부가 상기 회전레버의 전후방향쪽에 일체로 돌출 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 회전레버에는 상기 레버중심축이 관통하는 축구멍이 형성되고; 상기 회전레버는 상기 축구멍을 기준으로 일자모양으로 연장된 상측로드부 및 하측로드부로 형성되며; 상기 하측로드부의 길이는 상기 웨이브형 리턴핀 및 상기 웨이브형 저감핀과의 충분한 접촉을 위해 상기 상측로드부보다 최소한 2배 이상 길이가 더 길게 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 웨이브형 리턴핀과 상기 웨이브형 저감핀은 상기 페달암의 전방 회전각 변화에 따라 점차 상승하는 이동경로를 갖도록 상기 페달힌지의 중심을 전후방향으로 관통하는 중심선에 대해 아래쪽에 위치하도록 설치되고; 상기 회전레버는 상기 중심선의 위쪽에 위치하도록 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 웨이브형 리턴핀은 상기 페달암에 결합된 일단부터 전방을 향해 돌출된 타단까지 상기 웨이브형 저감핀을 향해 일측방으로 돌출된 제1변곡부 및 상기 제1변곡부와 반대쪽 측방향으로 돌출된 제2변곡부가 이격되게 형성되고; 상기 페달멤버에 결합된 상기 레버스프링의 타단의 결합점과 상기 축구멍의 중심을 일직선으로 연결한 기준선에 대해, 상기 페달암에 결합된 상기 웨이브형 리턴핀의 일단은 상기 기준선과 일치하고, 상기 제1변곡부는 상기 기준선을 기점으로 상기 웨이브형 저감핀을 향해 일측방으로 돌출되게 형성되며, 상기 제1변곡부에서 전방을 향해 돌출된 타단까지는 상기 기준선을 기점으로 상기 제1변곡부와는 반대쪽 측향으로 돌출되게 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 웨이브형 저감핀은 상기 힌지파이프에 결합된 일단부터 전방을 향해 돌출된 타단까지 상기 제1변곡부와 동일방향으로 돌출된 제3변곡부 및 상기 제2변곡부와 동일방향으로 돌출된 제4변곡부가 이격되게 형성되고; 상기 힌지파이프에 결합된 일단에서 상기 제4변곡부까지는 상기 기준선을 기점으로 상기 웨이브형 리턴핀이 있는 방향의 반대쪽 측방으로 돌출되게 형성되고, 상기 제4변곡부에서 전방을 향해 돌출된 타단까지는 상기 기준선을 기점으로 상기 웨이브형 리턴핀이 있는 방향쪽으로 돌출되어서 상기 웨이브형 리턴핀과 오버랩구간이 되게 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 페달암이 전방으로 회전하지 않은 초기 상태일 때 상기 회전레버는 상기 레버스프링의 축적된 탄성력에 의해 상측로드부는 상기 기준선을 기점으로 상기 웨이브형 저감핀이 있는 일측방으로 위치하면서 상기 하측로드부는 상기 제2변곡부와 접촉하고; 상기 회전레버는 상기 레버스프링의 탄성력을 전달받아서 상기 페달암에 복귀력을 제공하는 것을 특징으로 한다.

상기 페달암의 초기 상태를 기준으로 상기 페달암이 점차 전방으로 회전할 때에 상기 웨이브형 리턴핀의 상승 이동에 의해 상기 회전레버의 하측로드부는 상기 웨이브형 리턴핀과 접촉한 상태로 상기 제1변곡부를 향해 이동하고; 상기 하측로드부가 상기 제2변곡부에서 상기 제1변곡부를 향해 이동할 때에 상기 회전레버는 상기 레버중심축을 중심으로 상기 기준선과 점차 일치하도록 회전하게 되며; 상기 회전레버 및 상기 레버스프링이 상기 기준선과 일치하기 직전까지 상기 회전레버는 상기 레버스프링의 탄성력을 전달받아서 상기 페달암에 복귀력을 제공하는 것을 특징으로 한다.

상기 페달암이 전방으로 회전하는 상황에서 상기 회전레버 및 상기 레버스프링이 상기 기준선과 일치하는 순간 상기 회전레버의 하측로드부는 상기 제1변곡부에 위치하고; 상기 레버스프링은 최대로 압축된 상태가 되면서 축적된 탄성력으로 상기 페달암에 최대의 반력을 제공하게 되며, 동시에 상기 회전레버에 작용하는 상기 레버스프링의 탄성력이 제로(zero)가 됨으로써 상기 회전레버는 상기 페달암에 복귀력을 제공하는 않는 것을 특징으로 한다.

상기 페달암이 전방으로 회전하는 상황에서 상기 회전레버 및 상기 레버스프링이 상기 기준선과 일치하였다가 통과하는 순간부터 상기 레버스프링은 최대 압축상태에서 인장상태로 변화되면서 축적된 탄성력으로 상기 회전레버를 회전시키게 되고; 상기 회전레버의 상측로드부는 상기 기준선을 기점으로 상기 웨이브형 리턴핀이 있는 타측방으로 위치하면서 상기 하측로드부는 상기 제3변곡부와 접촉하고; 상기 하측로드부가 상기 제3변곡부와 접촉하는 순간부터 상기 회전레버는 상기 레버스프링의 탄성력을 전달받아서 상기 페달암의 전방 회전을 증대시키는 것을 특징으로 한다.

상기 하측로드부가 제2변곡부와 접촉했을 때의 초기상태부터 상기 하측로드부가 제3변곡부와 접촉했을 때의 말기상태까지 상기 회전레버의 레버비는 점차 줄어드는 것을 특징으로 한다.

상기 회전레버의 레버비는 B/A이고, 상기 A는 축구멍의 중심에서 상측로드부의 끝단까지의 길이이고, 상기 B는 축구멍의 중심에서 웨이브형 리턴핀과 접촉하는 하측로드부의 접촉부까지의 길이 또는 축구멍의 중심에서 웨이브형 저감핀과 접촉하는 하측로드부의 접촉부까지의 길이이다.

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 사시도 및 측면도,
도 3과 도 4는 본 발명에 따른 답력 저감장치의 분해 사시도 및 결합 사시도,
도 5 내지 도 10은 본 발명에 따른 클러치페달 답력 저감장치의 작동상태를 설명하기 위한 도면으로, 도 5와 도 6은 페달암을 조작하기 전인 초기 상태이고, 도 7과 도 8은 레버스프링이 최대로 압축된 상태이며, 도 9와 도 10은 페달암의 풀 스트로크 조작 상태시의 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 설치된 페달멤버(10); 상기 페달멤버(10)에 페달힌지(20)를 중심으로 상측부가 전후방향으로 회전 가능하게 설치된 페달암(30); 상기 페달암(30)의 상부측에 페달암(30)을 관통하도록 결합된 힌지파이프(40); 상기 페달힌지(20)를 기준으로 전방을 향해 돌출되도록 상기 페달암(30)의 상부측에 일단이 결합된 웨이브형 리턴핀(50); 상기 웨이브형 리턴핀(50)의 일측방향으로 이격되게 위치하면서 일단은 상기 힌지파이프(40)에 결합되고 타단은 전방을 향해 돌출되게 설치된 웨이브형 저감핀(60); 상기 웨이브형 리턴핀(50)과 상기 웨이브형 저감핀(60)사이에 하단부가 위치하면서 페달멤버(10)에 대해 좌우방향으로 회전 가능하게 설치된 회전레버(70); 상기 회전레버(70)의 상단부에 일단이 결합되고 상기 페달멤버(10)에서 상기 회전레버(70)의 위쪽부위에 타단이 결합되게 설치된 것으로, 상기 페달암(30)의 전방 회전각 변화에 따라 상기 회전레버(70)가 상기 웨이브형 리턴핀(60)과 접촉하도록 상기 회전레버(70)에 축적된 탄성력을 제공해서 상기 페달암(30)에 복귀력을 제공하거나 또는 상기 회전레버(70)가 상기 웨이브형 저감핀(60)과 접촉하도록 상기 회전레버(70)에 축적된 탄성력을 제공해서 상기 페달암(30)의 전방 회전을 증대시키는 레버스프링(80); 및 상기 페달힌지(20)의 위쪽에 위치하면서 상기 회전레버(70)의 회전중심이 되는 것으로 상기 회전레버(70)를 관통해서 양단이 상기 페달멤버(10)의 전후방향쪽에 고정되는 레버중심축(90);을 포함하는 구성이다.

여기서, 상기 힌지파이프(40)는 페달암(30)의 상부측을 측면방향으로 관통하면서 상기 페달암(30)과 일체로 결합된 구조이고, 상기 페달힌지(20)는 페달멤버(10)의 양측부와 힌지파이프(40)를 관통한 후 너트(미도시)와 결합된 구조가 되는 바, 이에 따라 페달암(30)과 힌지파이프(40)는 페달힌지(20)를 중심으로 페달멤버(10)에 대해 전후방향으로 회전 가능한 구조가 된다.

상기 웨이브형 리턴핀(50)과 상기 웨이브형 저감핀(60)은 상기 회전레버(70)와의 접촉시 탄력적으로 휘어짐이 발생하지 않는 강체인 것이 바람직한 바, 이는 회전레버(70)가 웨이브형 리턴핀(50)과의 접촉시에는 레버스프링(80)의 축적된 탄성력으로 페달암(30)의 원활한 복귀를 유도하기 위함이고, 또한 회전레버(70)가 웨이브형 저감핀(60)과의 접촉시에는 레버스프링(80)의 축적된 탄성력으로 상기 페달암(30)의 전방 회전을 증대시키기 위함이다.

본 발명에 따른 레버스프링(80)은 회전레버(70)에 항상 탄성력을 제공할 수 있는 압축스프링인 것이 바람직하다.

상기 레버중심축(90)에는 상기 회전레버(70)의 전후방향 이동을 제한하는 스톱퍼부(91)가 상기 회전레버(70)의 전후방향쪽에 일체로 돌출 형성된다.

상기 스톱퍼부(91)는 레버중심축(90)에 회전레버(70)를 끼운 상태에서 헤밍공정 또는 벤딩공정을 통해 형성할 수 있으며, 그 외에 스톱퍼부(91)를 별물로 제작한 후 레버중심축(90)에 결합시킴으로써 형성할 수도 있다.

상기 회전레버(70)에는 레버중심축(80)의 관통을 위한 축구멍(71)이 형성되는 바, 상기 회전레버(70)는 레버중심축(80)을 중심으로 자전 회전할 수 있는 구조가 된다.

또한, 상기 회전레버(70)는 상기 축구멍(71)을 기준으로 일자모양으로 연장된 상측로드부(72) 및 하측로드부(73)가 구비된 형상으로, 상기 하측로드부(73)의 길이(L2)는 웨이브형 리턴핀(50) 및 웨이브형 저감핀(60)과의 충분한 접촉을 위해 상기 상측로드부(72)의 길이(L1)보다 최소한 2배 이상 더 길게 형성되며, 보다 상세하게는 2배 내지 4배 정도의 길이로 더 길게 형성된 것이 바람직하다.

상기 웨이브형 리턴핀(50)과 상기 웨이브형 저감핀(60)은 페달암(30)의 전방 회전각 변화에 따라 점차 상승하는 이동경로를 갖도록 상기 페달힌지(20)의 중심을 전후방향으로 관통하는 중심선(C1)에 대해 아래쪽에 위치하도록 설치된 구조이고, 상기 회전레버(70)는 상기 중심선(C1)의 위쪽에 위치하도록 설치된 구조가 된다.

상기 웨이브형 리턴핀(50)에는 페달암(30)에 결합된 일단부터 전방을 향해 돌출된 타단까지 상기 웨이브형 저감핀(60)을 향해 일측방으로 돌출된 제1변곡부(51) 및 상기 제1변곡부(51)와 반대쪽 측방향으로 돌출된 제2변곡부(52)가 이격되게 형성된다.

여기서, 페달멤버(10)에 결합된 상기 레버스프링(80)의 타단의 결합점과 상기 회전레버(70)의 축구멍(71)의 중심을 일직선으로 연결한 기준선(T1)을 정할 수 있는 바, 상기 기준선(T1)은 페달암(30)의 전방 회전각 변화에 따라 레버스프링(80)의 축적된 탄성력으로 회전레버(70)가 웨이브형 리턴핀(50)과의 접촉으로 페달암(30)에 복귀력을 제공하거나 또는 웨이브형 저감핀(60)과의 접촉으로 페달암(30)의 전방 회전을 증대시킬 수 있도록 회전레버(7)의 절환시점이 되는 기준선이 된다.

이에 따라, 상기 페달암(30)에 결합된 상기 웨이브형 리턴핀(50)의 일단은 상기 기준선(T1)과 일치하는 구조로 설치되고, 상기 제1변곡부(51)는 상기 기준선(T1)을 기점으로 상기 웨이브형 저감핀(60)을 향해 일측방으로 돌출되게 형성된 구조이며, 상기 제1변곡부(51)에서 전방을 향해 돌출된 타단까지는(제2변곡부가 포함됨) 상기 기준선(T1)을 기점으로 상기 제1변곡부(51)와는 반대쪽 측향으로 돌출되게 형성된 구조이다.

그리고, 상기 웨이브형 저감핀(60)에는 상기 힌지파이프(40)에 결합된 일단부터 전방을 향해 돌출된 타단까지 상기 제1변곡부(51)와 동일방향으로 돌출된 제3변곡부(61) 및 상기 제2변곡부(52)와 동일방향으로 돌출된 제4변곡부(62)가 이격되게 형성된다.

이에 따라, 상기 웨이브형 저감핀(60)은 힌지파이프(40)에 결합된 일단에서 상기 제4변곡부(62)까지는(제3변곡부가 포함됨) 상기 기준선(T1)을 기점으로 상기 웨이브형 리턴핀(50)이 있는 방향의 반대쪽 측방으로 돌출되게 형성된 구조이고, 상기 제4변곡부(62)에서 전방을 향해 돌출된 타단까지는 상기 기준선(T1)을 기점으로 상기 웨이브형 리턴핀(50)이 있는 방향쪽으로 돌출되어서 상기 웨이브형 리턴핀(50)과 오버랩구간이 되게 형성된 구조이다.

상기 웨이브형 저감핀(60)에서 제4변곡부(62)으로부터 전방을 향해 돌출된 끝단까지는 전술한 바와 같이 웨이브형 리턴핀(50)과 오버랩된 구간으로, 상기 오버랩구간을 통해 페달암(30)의 복귀동작시 회전레버(70)를 웨이브형 저감핀(60)에서 웨이브형 리턴핀(50)으로 빨리 복귀시킬 수 있게 된다.

한편, 도 5와 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 같이 페달암(30)이 초기 상태이거나 또는 페달암(30)이 전방으로 회전하는 상황일 때 상기 회전레버(70)는 레버스프링(80)의 축적된 탄성력에 의해 상측로드부(72)는 상기 기준선(T1)을 기점으로 웨이브형 저감핀(60)이 있는 일측방으로 위치하면서 상기 하측로드부(52)는 웨이브형 리턴핀(50)의 제2변곡부(52)와 접촉하고, 이때 상기 회전레버(70)는 레버스프링(80)의 탄성력을 전달받아서 페달암(30)에 복귀력을 제공하게 되는 바, 이로 인해 페달암(30)은 레버스프링(80)의 축적된 탄성력을 회전레버(70)를 통해 전달받아서 항상 초기위치로 복귀하려는 힘을 지속적으로 받게 된다.

상기와 같이 페달암(30)이 레버스프링(80)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 5와 도 6의 상태에서 페달암(30)이 점차 전방으로 회전하면 웨이브형 리턴핀(50)의 상승 이동에 의해 회전레버(70)의 하측로드부(73)는 웨이브형 리턴핀(50)과 접촉한 상태로 상기 제1변곡부(51)를 향해 이동하게 된다.

상기와 같이 하측로드부(73)가 웨이브형 리턴핀(50)의 제2변곡부(52)에서 제1변곡부(51)를 향해 이동할 때에 상기 회전레버(70)는 레버중심축(90)을 중심으로 회전하면서 상기 기준선(T1)과 점차 일치하게 되는 바, 이때 회전레버(70) 및 레버스프링(80)이 상기 기준선(T1)과 일치하기 직전까지 상기 회전레버(70)는 레버스프링(80)의 탄성력을 전달받아서 상기 페달암(30)에 지속적으로 복귀력을 제공하게 된다.

그리고, 페달암(30)의 계속된 전방회전에 의해 회전레버(70)와 레버스프링(80)이 도 7 및 도 8과 같이 상기 기준선(T1)과 일치하는 순간 이때의 회전레버(70)의 하측로드부(73)는 웨이브형 리턴핀(50)의 제1변곡부(51)에 위치하게 되는 바, 상기와 같이 하측로드부(73)가 제1변곡부(51)에 위치하게 되면 레버스프링(80)은 최대로 압축된 상태가 되면서 축적된 탄성력으로 상기 페달암(30)에 최대의 반력을 제공하게 된다.

또한, 하측로드부(73)가 제1변곡부(51)에 위치할 때에는 전술한 바와 같이 회전레버(70)와 레버스프링(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.

그리고, 도 8과 도 9의 상태에서 페달암(30)의 계속된 전방회전으로 회전레버(70)와 레버스프링(80)이 상기 기준선(T1)과 일치하였다가 통과하는 순간이 되면, 이때부터 상기 레버스프링(80)은 최대 압축상태에서 인장상태로 변화되면서 축적된 탄성력으로 상기 회전레버(70)를 회전시키게 되는 바, 이로 인해 상기 회전레버(70)의 상측로드부(72)는 상기 기준선(T1)을 기점으로 상기 웨이브형 리턴핀(50)이 있는 타측방으로 위치하면서 상기 하측로드부(73)는 웨이브형 저감핀(60)의 제3변곡부(61)와 접촉하게 된다.

상기와 같이 회전레버(70)의 하측로드부(73)가 상기 제3변곡부(61)와 접촉하는 순간부터 상기 회전레버(70)는 레버스프링(80)의 탄성력을 전달받아서 상기 페달암(30)의 전방 회전을 더욱 증대시키게 된다.

한편, 상기 회전레버(70)의 하측로드부(73)가 웨이브형 리턴핀(50)의 제2변곡부(52)와 접촉했을 때의 초기상태부터 상기 하측로드부(73)가 웨이브형 저감핀(60)의 제3변곡부(61)와 접촉했을 때의 말기상태까지 상기 회전레버(70)의 레버비는 점차 줄어들게 되는 바, 이를 통해 페달암(30)의 전방회전이 증가할수록 레버스프링(80)의 축적된 탄성력을 배가시킬 수 있게 되고, 이 결과 하측로드부(73)가 제3변곡부(61)와 접촉했을 때에 회전레버(70)가 웨이브형 저감핀(60)을 밀어주는 힘을 증대시킬 수 있게 됨으로써 페달암(30)의 전방 회전을 한층 더 증대시킬 수 있게 된다.

여기서, 상기 회전레버(70)의 레버비는 B/A이고, 상기 A는 회전레버(70)의 축구멍(71)의 중심에서 상측로드부(72)의 끝단까지의 길이(L1)이고, 상기 B는 축구멍(71)의 중심에서 웨이브형 리턴핀(50)과 접촉하는 하측로드부(73)의 접촉부까지의 길이 또는 축구멍(71)의 중심에서 웨이브형 저감핀(60)과 접촉하는 하측로드부(73)의 접촉부까지의 길이가 된다.

그리고, 본 발명에 따른 실시예는 웨이브형 리턴핀(50)에서 제1변곡부(51)와 제2변곡부(52)사이의 구간이 도 6의 도시상태보다 웨이브형 저감핀(60)쪽으로 더 많이 돌출되도록 형상을 변형시키게 되면, 페달암(30)이 전방으로 회전하는 과정에서 회전레버(70)의 하측로드부(73)가 더 빨리 웨이브형 저감핀(60)쪽으로 이동해서 제3변곡부(61)와 접촉하는 시점이 더 빨라지게 되는 바, 즉 제1변곡부(51)와 제2변곡부(52)사이의 구간의 형상 변경을 통해 회전레버(70)의 절환시점을 적절하게 튜닝할 수 있게 된다.

또한, 웨이브형 저감핀(60)에서 제3변곡부(61)와 제4변곡부(62)사이의 구간이 도 6의 도시상태보다 웨이브형 리턴핀(50)쪽으로 더 많이 돌출되도록 형상을 변형시키게 되면, 전방으로 회전된 페달암(30)이 후방으로 회전하면서 복귀하는 과정에서 회전레버(70)의 하측로드부(73)가 더 빨리 웨이브형 리턴핀(50)쪽으로 이동해서 제2변곡부(52)와 접촉하는 시점이 더 빨라지게 되는 바, 즉 제3변곡부(61)와 제4변곡부(62)사이의 구간의 형상 변경을 통해 회전레버(70)의 절환시점을 적절하게 튜닝할 수 있게 된다.

이하, 본 발명 실시예의 작용에 대해 설명한다.

도 5와 도 6의 상태는 페달암(30)이 운전자가 있는 후방으로 최대로 회전된 상태, 즉 페달암(30)의 초기 상태로, 이때의 회전레버(70)는 레버스프링(80)의 축적된 탄성력에 의해 상측로드부(72)는 기준선(T1)을 기점으로 웨이브형 저감핀(60)이 있는 일측방으로 위치하고, 동시에 하측로드부(73)는 웨이브형 리턴핀(50)의 제2변곡부(52)와 접촉하게 된다.

상기와 같이 하측로드부(73)가 제2변곡부(52)와 접촉한 상태일 때, 상기 하측로드부(73)는 레버스프링(80)의 축적된 탄성력을 전달받아서 웨이브형 리턴핀(50)을 도시된 화살표 M1과 같이 밀어주게 되는 바, 이로 인해 페달암(30)은 레버스프링(80)의 축적된 탄성력을 회전레버(70)를 통해 전달받아서 항상 초기위치(후방으로 최대로 회전된 상태)로 복귀하려는 힘을 지속적으로 받게 된다.(도 5의 화살표 R1)

상기와 같은 페달암(30)의 초기 상태시에 페달암(30)이 레버스프링(80)의 축적된 탄성력을 전달받는 회전레버(70)에 의해 항상 후방으로 회전하는 복귀력을 제공받게 되면, 이를 통해 페달암(30)의 떨림을 예방할 수 있게 되고, 더 나아가 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 있는 장점이 있다.

그리고, 도 5 및 도 6과 같은 페달암(30)의 초기 상태에서 도 7과 같이 운전자의 페달암(30) 조작으로 인해 페달암(30)이 점차 전방으로 회전하게 되면(화살표 R2), 웨이브형 리턴핀(50)의 상승 이동에 의해 회전레버(70)의 하측로드부(73)는 웨이브형 리턴핀(50)과 접촉한 상태로 상기 제1변곡부(51)를 향해 이동하게 되고, 레버스프링(80)은 길이가 점차 짧아지면서 점차 탄성력을 더 많이 축적하게 된다.

이때에, 운전자는 점차 압축되는 레버스프링(80)의 반력을 페달암(30)을 토해 전달받게 됨으로써 점차 상승하는 답력을 느끼게 되는 바, 이를 통해 운전자는 페달암(30)의 작동상태를 인지하게 된다.

상기와 같이 하측로드부(73)가 웨이브형 리턴핀(50)의 제2변곡부(52)에서 제1변곡부(51)를 향해 이동할 때에 상기 회전레버(70)는 레버중심축(90)을 중심으로 회전하면서 상기 기준선(T1)과 점차 일치하게 되며, 회전레버(70)와 레버스프링(80)이 기준선(T1)과 일치하기 직전까지 상기 회전레버(70)는 레버스프링(80)의 탄성력을 전달받아서 상기 페달암(30)에 지속적으로 복귀력을 제공하게 된다.

그리고, 페달암(30)의 계속된 전방회전으로 회전레버(70)와 레버스프링(80)이 도 8과 같이 기준선(T1)과 일치하게 되면, 이때 회전레버(70)의 하측로드부(73)는 웨이브형 리턴핀(50)의 제1변곡부(51)에 위치하게 되고, 동시에 레버스프링(80)은 최대로 압축된 상태가 되어서 최대의 탄성력을 축적하게 되는 바, 이때 운전자는 길이가 최대로 압축된 레버스프링(80)의 반력을 페달암(30)을 통해 전달받게 됨으로써 이때 운전자가 느끼는 답력은 최대가 된다.

한편, 하측로드부(73)가 제1변곡부(51)에 위치했을 때에는 회전레버(70)와 레버스프링(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.

그리고, 도 7과 도 8의 도시상태에서 도 9와 같이 페달암(30)이 계속해서 전방으로 회전하게 되면(화살표 R3), 즉 페달암(30)의 계속된 전방회전으로 회전레버(70)와 레버스프링(80)이 기준선(T1)과 일치하였다가 통과하는 순간이 되면, 이때부터 상기 레버스프링(80)은 최대 압축상태에서 인장상태로 변화되면서 축적된 탄성력으로 상기 회전레버(70)를 회전시키게 되는 바, 이로 인해 상기 회전레버(70)의 상측로드부(72)는 상기 기준선(T1)을 기점으로 상기 웨이브형 리턴핀(50)이 있는 타측방으로 위치하면서 상기 하측로드부(73)는 웨이브형 저감핀(60)의 제3변곡부(61)와 접촉하게 된다.

상기와 같이 회전레버(70)의 하측로드부(73)가 상기 제3변곡부(61)와 접촉하는 순간부터 상기 회전레버(70)는 레버스프링(80)의 탄성력을 전달받아서 웨이브형 저감핀(60)을 도시된 화살표 M2와 같이 밀어주게 되는 바, 이로 인해 페달암(30)은 레버스프링(80)의 축적된 탄성력을 회전레버(70)를 통해 전달받아서 전방으로 회전하는 힘이 더욱 증대되고, 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 회전레버(70)가 레버스프링(80)의 축적된 탄성력을 전달받아서 웨이브형 리턴핀(50)에 힘을 가하게 됨에 따라 페달암(30)의 완전복귀를 유도할 수 있게 되는 바, 이를 통해 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(30)의 풀 스트로크 조작에 따라 회전레버(70)와 레버스프링(80)이 기준선(T1)과 일치하였다가 통과하는 순간이 되면, 이때부터는 회전레버(70)의 하측로드부(73)가 웨이브형 저감핀(60)과 접촉하면서 레버스프링(80)의 축적된 탄성력으로 웨이브형 저감핀(60)에 힘을 가하여 페달암(30)을 전방으로 밀어주게 되는 바, 이를 통해 페달암(30)의 전방 회전 조작시에 상기 페달암(30)은 전방으로 회전하는 힘이 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.

또한, 종래의 턴오버 스프링은 탄성력이 매우 커서 조립에 불편이 있는 단점이 있었으나, 본 발명에 따른 실시예는 레버스프링(80)의 탄성력이 종래 턴오버 스프링보다 크기 않고, 또한 종래의 턴오버 스프링보다 조립이 용이한 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 - 페달힌지
30 - 페달암 40 - 힌지파이프
50 - 웨이브형 리턴핀 60 - 웨이브형 저감핀
70 - 회전레버 80 - 레버스프링
90 - 레버중심축

Claims (14)

1. 페달암의 회전중심이 되는 페달힌지를 기준으로 전방을 향해 돌출되도록 상기 페달암의 상부측에 일단이 결합된 웨이브형 리턴핀;
   상기 웨이브형 리턴핀의 일측방향으로 이격되게 위치하면서 일단은 상기 페달힌지가 관통하는 힌지파이프에 결합되고 타단은 전방을 향해 돌출되게 설치된 웨이브형 저감핀;
   상기 웨이브형 리턴핀과 상기 웨이브형 저감핀사이에 하단부가 위치하면서 페달멤버에 대해 좌우방향으로 회전 가능하게 설치된 회전레버; 및
   상기 회전레버의 상단부에 일단이 결합되고 상기 페달멤버에서 상기 회전레버의 위쪽부위에 타단이 결합되게 설치된 것으로, 상기 페달암의 전방 회전각 변화에 따라 상기 회전레버가 상기 웨이브형 리턴핀과 접촉하도록 상기 회전레버에 축적된 탄성력을 제공해서 상기 페달암에 복귀력을 제공하거나 또는 상기 회전레버가 상기 웨이브형 저감핀과 접촉하도록 상기 회전레버에 축적된 탄성력을 제공해서 상기 페달암의 전방 회전을 증대시키는 레버스프링;을 포함하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 페달힌지의 위쪽에 위치하면서 상기 회전레버의 회전중심이 되는 것으로 상기 회전레버를 관통해서 양단이 상기 페달멤버의 전후방향쪽에 고정되는 레버중심축;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 레버스프링은 압축스프링인 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 웨이브형 리턴핀과 상기 웨이브형 저감핀은 상기 회전레버와의 접촉시 탄력적으로 휘어짐이 발생하지 않는 강체인 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 레버중심축에는 상기 회전레버의 전후방향 이동을 제한하는 스톱퍼부가 상기 회전레버의 전후방향쪽에 일체로 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
6. 청구항 2에 있어서,
   상기 회전레버에는 상기 레버중심축이 관통하는 축구멍이 형성되고;
   상기 회전레버는 상기 축구멍을 기준으로 일자모양으로 연장된 상측로드부 및 하측로드부로 형성되며;
   상기 하측로드부의 길이는 상기 웨이브형 리턴핀 및 상기 웨이브형 저감핀과의 충분한 접촉을 위해 상기 상측로드부보다 최소한 2배 이상 길이가 더 길게 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 웨이브형 리턴핀과 상기 웨이브형 저감핀은 상기 페달암의 전방 회전각 변화에 따라 점차 상승하는 이동경로를 갖도록 상기 페달힌지의 중심을 전후방향으로 관통하는 중심선에 대해 아래쪽에 위치하도록 설치되고;
   상기 회전레버는 상기 중심선의 위쪽에 위치하도록 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 웨이브형 리턴핀은 상기 페달암에 결합된 일단부터 전방을 향해 돌출된 타단까지 상기 웨이브형 저감핀을 향해 일측방으로 돌출된 제1변곡부 및 상기 제1변곡부와 반대쪽 측방향으로 돌출된 제2변곡부가 이격되게 형성되고;
   상기 페달멤버에 결합된 상기 레버스프링의 타단의 결합점과 상기 축구멍의 중심을 일직선으로 연결한 기준선에 대해, 상기 페달암에 결합된 상기 웨이브형 리턴핀의 일단은 상기 기준선과 일치하고, 상기 제1변곡부는 상기 기준선을 기점으로 상기 웨이브형 저감핀을 향해 일측방으로 돌출되게 형성되며, 상기 제1변곡부에서 전방을 향해 돌출된 타단까지는 상기 기준선을 기점으로 상기 제1변곡부와는 반대쪽 측향으로 돌출되게 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 웨이브형 저감핀은 상기 힌지파이프에 결합된 일단부터 전방을 향해 돌출된 타단까지 상기 제1변곡부와 동일방향으로 돌출된 제3변곡부 및 상기 제2변곡부와 동일방향으로 돌출된 제4변곡부가 이격되게 형성되고;
   상기 힌지파이프에 결합된 일단에서 상기 제4변곡부까지는 상기 기준선을 기점으로 상기 웨이브형 리턴핀이 있는 방향의 반대쪽 측방으로 돌출되게 형성되고, 상기 제4변곡부에서 전방을 향해 돌출된 타단까지는 상기 기준선을 기점으로 상기 웨이브형 리턴핀이 있는 방향쪽으로 돌출되어서 상기 웨이브형 리턴핀과 오버랩구간이 되게 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
10. 청구항 8에 있어서,
    상기 페달암이 전방으로 회전하지 않은 초기 상태일 때 상기 회전레버는 상기 레버스프링의 축적된 탄성력에 의해 상측로드부는 상기 기준선을 기점으로 상기 웨이브형 저감핀이 있는 일측방으로 위치하면서 상기 하측로드부는 상기 제2변곡부와 접촉하고;
    상기 회전레버는 상기 레버스프링의 탄성력을 전달받아서 상기 페달암에 복귀력을 제공하는 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
11. 청구항 9에 있어서,
    상기 페달암의 초기 상태를 기준으로 상기 페달암이 점차 전방으로 회전할 때에 상기 웨이브형 리턴핀의 상승 이동에 의해 상기 회전레버의 하측로드부는 상기 웨이브형 리턴핀과 접촉한 상태로 상기 제1변곡부를 향해 이동하고;
    상기 하측로드부가 상기 제2변곡부에서 상기 제1변곡부를 향해 이동할 때에 상기 회전레버는 상기 레버중심축을 중심으로 상기 기준선과 점차 일치하도록 회전하게 되며;
    상기 회전레버 및 상기 레버스프링이 상기 기준선과 일치하기 직전까지 상기 회전레버는 상기 레버스프링의 탄성력을 전달받아서 상기 페달암에 복귀력을 제공하는 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 페달암이 전방으로 회전하는 상황에서 상기 회전레버 및 상기 레버스프링이 상기 기준선과 일치하는 순간 상기 회전레버의 하측로드부는 상기 제1변곡부에 위치하고;
    상기 레버스프링은 최대로 압축된 상태가 되면서 축적된 탄성력으로 상기 페달암에 최대의 반력을 제공하게 되며, 동시에 상기 회전레버에 작용하는 상기 레버스프링의 탄성력이 제로(zero)가 됨으로써 상기 회전레버는 상기 페달암에 복귀력을 제공하는 않는 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
13. 청구항 12에 있어서,
    상기 페달암이 전방으로 회전하는 상황에서 상기 회전레버 및 상기 레버스프링이 상기 기준선과 일치하였다가 통과하는 순간부터 상기 레버스프링은 최대 압축상태에서 인장상태로 변화되면서 축적된 탄성력으로 상기 회전레버를 회전시키게 되고;
    상기 회전레버의 상측로드부는 상기 기준선을 기점으로 상기 웨이브형 리턴핀이 있는 타측방으로 위치하면서 상기 하측로드부는 상기 제3변곡부와 접촉하고;
    상기 하측로드부가 상기 제3변곡부와 접촉하는 순간부터 상기 회전레버는 상기 레버스프링의 탄성력을 전달받아서 상기 페달암의 전방 회전을 증대시키는 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
14. 청구항 13에 있어서,
    상기 하측로드부가 제2변곡부와 접촉했을 때의 초기상태부터 상기 하측로드부가 제3변곡부와 접촉했을 때의 말기상태까지 상기 회전레버의 레버비는 점차 줄어드는 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
    상기 회전레버의 레버비는 B/A이고, 상기 A는 축구멍의 중심에서 상측로드부의 끝단까지의 길이이고, 상기 B는 축구멍의 중심에서 웨이브형 리턴핀과 접촉하는 하측로드부의 접촉부까지의 길이 또는 축구멍의 중심에서 웨이브형 저감핀과 접촉하는 하측로드부의 접촉부까지의 길이이다.

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