KR101646453B1

KR101646453B1 - 차량용 클러치페달의 답력 저감장치

Info

Publication number: KR101646453B1
Application number: KR1020150038689A
Authority: KR
Inventors: 김은식
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2015-03-20
Filing date: 2015-03-20
Publication date: 2016-08-05

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 힌지파이프에 결합되어서 페달암과 함께 회전하고 전방면이 볼록한 양각곡면으로 형성된 페달암회전레버; 상기 페달암회전레버의 전방쪽에 위치한 것으로 전방단부는 페달멤버에 회전 가능하게 결합되고 후방면이 상기 양각곡면과 접촉하는 음각곡면으로 형성된 페달멤버회전레버; 및 상기 페달암회전레버와 페달멤버회전레버를 연결하는 것으로 페달암의 전방 회전시에 탄성력을 축적하고, 축적된 탄성력을 페달암으로 전달해서 페달암에 복귀력을 제공하거나 또는 페달암의 전방회전을 증대시키는 탄성기구;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 페달암회전레버는 힌지파이프와의 결합부를 기준으로 전방으로 돌출된 전방레버 및 하방으로 돌출된 하방레버를 구비한 기역자 모양으로 형성되고; 상기 전방레버의 끝면이 양각곡면으로 형성되고; 상기 양각곡면은 힌지볼트의 축심을 중심으로 갖는 회전반경을 따라 형성된 원호곡면인 것을 특징으로 한다.

상기 페달멤버회전레버는 일자모양으로 형성되면서 전방단부의 양측면에는 페달멤버에 회전 가능하게 결합되는 레버돌기가 형성되고; 상기 음각곡면은 양각곡면과 동일한 원호곡면으로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 탄성기구는 일단이 하방레버에 결합되고 타단이 음각곡면과 레버돌기사이에 결합된 압축스프링인 것을 특징으로 한다.

상기 압축스프링의 타단과 페달멤버회전레버와의 결합점은 페달암의 회전에 상관없이 항상 제1기준선보다 위쪽으로 위치하고; 상기 제1기준선은 압축스프링의 일단과 하방레버의 결합점에서 레버돌기의 축심을 연결한 선인 것을 특징으로 한다.

상기 힌지볼트의 축심과 레버돌기의 축심을 연결한 제2기준선을 정했을 때 상기 양각곡면의 회전반경은 상기 제2기준선과 한 점에서 교차되는 교차점을 가지고; 상기 페달멤버회전레버는 레버돌기의 축심이 중심이 되고 축심으로부터 교차점까지의 거리가 반경이 되는 회전반경을 가지며; 상기 양각곡면의 회전반경과 상기 페달멤버회전레버의 회전반경은 페달암이 후방으로 최대로 회전된 초기상태일 때 상기 교차점에서만 만나는 것을 특징으로 한다.

상기 페달암이 후방으로 최대로 회전되어서 양각곡면의 회전반경과 페달멤버회전레버의 회전반경이 상기 교차점에서만 만나는 초기상태일 때, 상기 제2기준선의 위쪽과 아래쪽의 음각곡면은 상기 페달멤버회전레버의 회전반경을 외측으로 점진적으로 벗어나서 돌출된 상부돌출부 및 하부돌출부로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 페달암의 회전에 상관없이 힌지볼트의 축심과 양각곡면의 하부모서리를 연결한 제3기준선이 상기 제2기준선보다 아래쪽에 위치한 경우 압축스프링은 축적된 탄성력으로 페달암을 초기위치로 복귀시키는 것을 특징으로 한다.

상기 페달암의 전방회전에 의해 제3기준선이 제2기준선과 일치하면 상기 압축스프링은 최대로 압축된 상태가 되면서 페달암으로 최대의 반력을 제공하는 것을 특징으로 한다.

상기 페달암의 전방회전에 의해 제3기준선이 제2기준선을 통과해서 위쪽으로 위치하는 순간부터 상기 압축스프링은 축적된 탄성력으로 페달암의 전방 회전을 증대시키는 것을 특징으로 한다.

상기 양각곡면의 회전반경에 대해 페달멤버회전레버의 회전반경이 커질수록 상기 압축스프링의 최대 반력의 크기가 증가하고 페달암의 전방 회전력이 증가되는 것을 특징으로 한다.

상기 페달암의 전방회전시 제3기준선이 제2기준선과 일치하는 순간까지는 페달암과 페달암회전레버만이 회전하고; 상기 제3기준선이 제2기준선을 통과해서 위쪽으로 위치하는 순간부터는 양각곡면의 하부모서리부가 음각곡면의 상부돌출부와 접촉하면서 페달멤버회전레버가 페달암회전레버와 반대방향으로 함께 회전하는 것을 특징으로 한다.

상기 페달암의 전방회전시 제3기준선이 제2기준선을 통과해서 위쪽으로 위치하는 순간부터 양각곡면의 회전반경과 음각곡면의 하부돌출부의 최대 회전반경은 상부교차점과 하부교차점을 이루면서 상부교차점과 하부교차점사이에 교집합공간을 형성하고; 상기 페달암이 전방으로 최대로 회전된 풀 스트로크 상태시 양각곡면의 하부모서리부와 음각곡면의 하부돌출부의 접촉점은 상기 교집합공간내에 위치하며; 상기 음각곡면의 하부돌출부의 최대 회전반경은 레버돌기의 축심이 중심이 되고 축심으로부터 하부돌출부의 하측 모서리까지의 거리가 반경이 되는 회전반경인 것을 특징으로 한다.

상기 페달암이 후방으로 최대로 회전된 초기상태에서 제2기준선과 제3기준선이 이루는 각도가 커질수록 페달암의 전방회전시 제3기준선이 제2기준선과 일치하는 시점이 지연되는 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 1은 본 발명에 따른 답력 저감장치가 적용된 클러치페달의 분해사시도,
도 2와 도 3은 페달암을 조작하기 전인 초기상태로서, 도 2는 도 1의 측면도이고, 도 3은 도 2에서 페달멤버가 제거된 상태의 도면,
도 4와 도 5는 본 발명에 따른 클러치페달 답력 저감장치의 작동상태를 설명하기 위한 도면으로, 도 4는 압축스프링이 최대로 압축된 상태이고, 도 7는 페달암의 풀 스트로크 조작 상태시의 도면,
도 6은 도 5에서 양각곡면의 하부모서리부와 음각곡면의 하부돌출부가 접촉된 부위를 확대한 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 힌지볼트(20)를 중심으로 상측부가 전후방향으로 회전 가능하게 설치된 페달암(30); 상기 페달암(30)의 힌지파이프(40)에 결합되어서 페달암(30)과 함께 회전하고 전방면이 볼록한 양각곡면(51)으로 형성된 페달암회전레버(50); 상기 페달암회전레버(50)의 전방쪽에 위치한 것으로 전방단부는 페달멤버(10)에 회전 가능하게 결합되고 후방면이 상기 양각곡면(51)과 접촉하는 음각곡면(61)으로 형성된 페달멤버회전레버(60); 및 상기 페달암회전레버(500와 페달멤버회전레버(60)를 연결하는 것으로 페달암(30)의 전방 회전시에 탄성력을 축적하고, 축적된 탄성력을 페달암(30)으로 전달해서 페달암(30)에 복귀력을 제공하거나 또는 페달암(30)의 전방회전을 증대시키는 탄성기구;를 포함하는 구성이다.

여기서, 상기 힌지파이프(40)는 페달암(30)의 상부를 측면방향으로 관통하면서 상기 페달암(30)과 일체로 결합된 구조이고, 상기 힌지볼트(20)는 페달멤버(10)와 힌지파이프(40)를 관통한 후 너트(21)와 결합된 구조가 되는 바, 이에 따라 페달암(30)과 힌지파이프(40)는 힌지볼트(20)를 중심으로 페달멤버(10)에 대해 전후방향으로 회전 가능한 구조가 된다.

상기 페달암회전레버(50)는 힌지파이프(40)와의 결합부를 기준으로 전방으로 돌출된 전방레버(52) 및 하방으로 돌출된 하방레버(53)를 구비한 기역자 모양으로 형성된다.

여기서, 상기 전방레버(52)의 끝면이 양각곡면(51)으로 형성되는 바, 상기 양각곡면(51)은 힌지볼트(20)의 축심(C1)을 중심으로 갖는 회전반경(r1)을 따라 형성된 원호곡면이 된다.

상기 페달멤버회전레버(60)는 일자모양으로 형성되면서 전방단부의 양측면에는 페달멤버(10)에 회전 가능하게 결합되는 레버돌기(62)가 형성되고, 상기 음각곡면(61)은 양각곡면(51)과 동일한 원호곡면으로 형성된다.

본 발명에 따른 탄성기구는 일단이 하방레버(53)에 결합되고 타단이 음각곡면(61)과 레버돌기(62)사이에 결합된 압축스프링(70)인 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 압축스프링(70)의 타단과 페달멤버회전레버(60)와의 결합점(P1)은 페달암(30)의 회전에 상관없이 항상 제1기준선(L1)보다 위쪽으로 위치하는데, 상기 제1기준선(L1)은 압축스프링(70)의 일단과 하방레버(53)의 결합점(P2)에서 레버돌기(62)의 축심(C2)을 연결한 선이 된다.

상기 결합점(P1)이 제1기준선(L1)보다 반드시 위쪽에 위치해야 하는 이유에 대해서는 이하에 다시 설명하기로 한다.

상기 힌지볼트(20)의 축심(C1)과 레버돌기(62)의 축심(C2)을 연결한 제2기준선(L2)을 정했을 때 상기 양각곡면(51)의 회전반경(r1)은 상기 제2기준선(L2)과 한 점에서 교차되는 교차점(X1)을 가지고, 상기 페달멤버회전레버(60)는 레버돌기(62)의 축심(C2)이 중심이 되고 축심(C2)으로부터 교차점(X1)까지의 거리가 반경이 되는 회전반경(r2)을 가지며, 상기 양각곡면(51)의 회전반경(r1)과 상기 페달멤버회전레버(60)의 회전반경(r2)은 페달암(30)이 후방으로 최대로 회전된 초기상태일 때 상기 교차점(X1)에서만 한 점으로 만나는 구조가 된다.

그리고, 상기 페달암(30)이 후방으로 최대로 회전되어서 양각곡면(51)의 회전반경(r1)과 페달멤버회전레버(60)의 회전반경(r2)이 상기 교차점(X1)에서만 만나는 초기상태일 때, 상기 제2기준선(L2)의 위쪽과 아래쪽의 음각곡면(61)은 상기 페달멤버회전레버(60)의 회전반경(r2)을 외측으로 점진적으로 벗어나서 돌출된 상부돌출부(63) 및 하부돌출부(64)로 형성된다.

한편, 본 발명에 따른 실시예는 도 2 내지 도 3과 같이 페달암(30)의 회전에 상관없이 힌지볼트(20)의 축심(C1)과 양각곡면(51)의 하부모서리를 연결한 제3기준선(L3)이 상기 제2기준선(L2)보다 아래쪽에 위치한 경우 압축스프링(70)은 축적된 탄성력으로 페달암(30)을 초기위치로 복귀시키게 되고, 이를 통해 상기 페달암(30)은 축적된 탄성력으로 항상 후방으로 회전하는 복귀력을 제공받을 수 있게 된다.

상기 페달암(30)이 압축스프링(70)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 4와 같이 페달암(30)의 전방회전에 의해 제3기준선(L3)이 제2기준선(L2)과 일치하게 되면 상기 압축스프링(70)은 최대로 압축된 상태가 되고, 이때 압축스프링(70)은 축적된 최고의 탄성력으로 페달암(30)으로 최대의 반력을 제공하게 된다.

또한, 도 5와 같이 페달암(30)의 전방회전에 의해 제3기준선(L3)이 제2기준선(L2)을 통과해서 위쪽으로 위치하는 순간부터 상기 압축스프링(70)은 축적된 탄성력으로 페달암(30)의 전방 회전을 증대시키게 된다.

상기 제3기준선(L3)이 제2기준선(L2)과 일치하기 전까지 페달암(30)은 압축스프링(70)으로 복귀력을 제공받게 되고, 제3기준선(L3)이 제2기준선(L2)을 통과하는 순간부터 페달암(30)은 압축스프링(70)의 반력을 제공받아서 전방으로 회전하는 힘이 증가되는 바, 제3기준선(L3)이 제2기준선(L2)과 일치하는 순간이 압축스프링(70)에 의해 페달암(30)의 작동이 바뀌는 절환시점이 된다.

그리고, 본 발명은 양각곡면(51)의 회전반경(r1)에 대해 페달멤버회전레버(60)의 회전반경(r2)이 커질수록 압축스프링(70)의 최대 반력의 크기가 증가하고 동시에 페달암(30)의 전방 회전력이 증가된다.

즉, 양각곡면(51)의 회전반경(r1)이 변경되지 않게 고정된 상태에서 페달멤버회전레버(60)의 회전반경(r2)이 커지게 되면, 페달멤버회전레버(60)의 회전시에 압축스프링(70)은 큰 압축력을 갖게 되고, 이를 통해 큰 반력을 페달암(30)에 제공할 수 있게 됨으로써 페달암(30)의 전방 회전력을 크게 증가시킬 수 있게 되는 것이다.

그리고, 본 발명은 페달암(30)의 전방회전시 제3기준선(L3)이 제2기준선(L2)과 일치하는 순간까지는 페달암(30)과 페달암회전레버(50)만이 회전하고, 상기 제3기준선(L3)이 제2기준선(L2)을 통과해서 위쪽으로 위치하는 순간부터는 양각곡면(51)의 하부모서리부가 음각곡면(61)의 상부돌출부(63)와 접촉하면서 페달멤버회전레버(60)가 페달암회전레버(50)와 반대방향으로 함께 회전하게 된다.

즉, 제3기준선(L3)이 제2기준선(L2)을 통과해서 위쪽으로 위치하는 순간부터는 양각곡면(51)의 하부모서리부가 페달멤버회전레버(60)의 회전반경(r2)을 벗어난 음각곡면(61)의 상부돌출부(63)와 접촉하면서 간섭현상이 발생하고, 이러한 간섭현상에 의해 페달멤버회전레버(60)는 반 시계방향으로 회전하고 페달암회전레버(50)는 시계방향으로 함께 회전하게 되는 것이다.

한편, 압축스프링(70)의 타단과 페달멤버회전레버(60)와의 결합점(P1)은 반드시 제1기준선(L1)보다 위쪽으로 위치해야 하는 것으로 설명하였는 바, 페달멤버회전레버(60)로 전달되는 압축스프링(70)의 반력을 이용해서 제3기준선(L3)이 제2기준선(L2)을 통과하는 순간부터 페달멤버회전레버(60)가 페달암회전레버(50)의 반대방향으로 용이하게 회전할 수 있도록 하기 위함이다.

만약에, 상기 결합점(P1)이 제1기준선(L1)보다 아래쪽에 위치하게 되면, 압축스프링(70)의 반력에 의해 페달멤버회전레버(60)는 페달암회전레버(50)와 동일한 시계방향으로 회전하려는 힘을 갖게 되며, 이로 인해 제3기준선(L3)이 제2기준선(L2)을 통과하게 되더라도 페달멤버회전레버(60)는 반 시계방향으로 회전을 하지 못하게 되는 바, 이는 결국 페달암(30)의 전방회전을 도와주지 못하게 됨으로써 본 발명의 답력 저감효과를 발휘할 수 없게 된다.

그리고, 페달암(30)의 전방회전시 제3기준선(L3)이 제2기준선(L2)을 통과해서 위쪽으로 위치하는 순간부터 양각곡면(51)의 회전반경(r1)과 음각곡면(61)의 하부돌출부(63)의 최대 회전반경(r3)은 상부교차점(X2)과 하부교차점(X3)을 이루면서 상부교차점(X2)과 하부교차점(X3)사이에 교집합공간(80)을 형성하게 된다.

여기서, 음각곡면(61)의 하부돌출부(63)의 최대 회전반경(r3)은 상기 레버돌기(62)의 축심(C2)이 중심이 되고 축심(C2)으로부터 하부돌출부(64)의 하측 모서리까지의 거리가 반경이 되는 회전반경으로, 상기 하부돌출부(63)의 최대 회전반경(r3)은 상기 페달멤버회전레버(60)의 회전반경(r2)보다 크다.

상기 페달암(30)이 전방으로 최대로 회전된 풀 스트로크(full stroke) 상태시 양각곡면(51)의 하부모서리부와 음각곡면(61)의 하부돌출부(64)의 접촉점(Z1)은 상기 교집합공간(80)내에 위치하는 것이 바람직한 바, 만약에 상기 접촉점(Z1)이 교집합공간(80)을 벗어난 위치에 위치하게 되면, 다시 말해서 상기 접촉점(Z1)이 교집합공간(80)을 벗어나서 양각곡면(51)의 회전반경(r1)의 밖에 위치하게 되면, 페달암(30)의 복귀시 양각곡면(51)의 하부모서리부와 음각곡면(61)의 하부돌출부(64)가 서로 접촉하지 못하게 되고, 이럴 경우 페달레버회전레버(60)는 초기위치의 복귀가 불가능하게 된다.

또한, 본 발명은 페달암(30)이 후방으로 최대로 회전된 초기상태에서 제2기준선(L2)과 제3기준선(L3)이 이루는 각도(T1)가 커질수록 페달암(30)의 전방회전시 제3기준선(L3)이 제2기준선(L2)과 일치하는 시점이 지연되는 바, 즉 상기 각도(T1)의 조정을 통해서 절환시점을 튜닝할 수 있게 되는 것이다.

이하, 본 발명 실시예의 작용에 대해 설명한다.

도 2 및 도 3의 상태는 페달암(30)이 운전자 방향으로 최대로 회전된 상태로, 즉 운전자가 페달암(30)을 밟기 전의 상태이거나 또는 페달암(30)에 힘을 가하기 전인 초기상태이다.

이때에는, 힌지볼트(20)의 축심(C1)과 양각곡면(51)의 하부모서리를 연결한 제3기준선(L3)이 힌지볼트(20)의 축심(C1)과 레버돌기(62)의 축심(C2)을 연결한 제2기준선(L2)보다 아래쪽에 위치한 상태가 된다.

또한, 상기와 같은 페달암(30)의 초기상태에서는 압축스프링(70)이 축적된 탄성력으로 페달암(30)을 밀고 있는 상태가 되므로, 상기 페달암(30)은 압축스프링(70)의 탄성력에 의해 항상 후방으로 회전하는 복귀력을 제공받게 되는 바, 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 2 및 도 3과 같은 초기상태에서 운전자의 페달암(30) 조작으로 인해 페달암(30)이 전방으로 회전하게 되면(도 3의 화살표 R1), 페달암(30)과 연결된 페달암회전레버(50)는 시계방향으로 회전하게 되고(화살표 R2), 제3기준선(L3)은 점차 제2기준선(L2)을 향해 이동하게 된다.

여기서, 페달암회전레버(50)의 회전시 양각곡면(51)은 회전반경(r1) 및 음각곡면(61)의 원호를 따라 이동하기 때문에 도 4와 같이 제3기준선(L3)이 제2기준선(L2)과 일치하는 순간까지는 페달암회전레버(50)만이 페달암(30)과 함께 회전을 하게 되고, 이때 페달암회전레버(50)의 회전력은 페달멤버회전레버(60)로 전달되지 않는 구조인 바, 이로 인해 페달멤버회전레버(60)는 레버돌기(62)를 중심으로 회전하지 않고 계속해서 초기상태를 유지하고 있게 된다.

상기와 같이, 페달암(30)의 전방회전에 따라 페달암회전레버(50)는 시계방향으로 회전하고 페달멤버회전레버(60)는 고정상태를 유지하게 되면, 페달암회전레버(50)와 페달멤버회전레버(60)를 연결하는 압축스프링(70)은 점차 압축되면서 탄성력을 축적하게 되고, 이때 운전자는 압축스프링(70)에 의한 반력을 페달암회전레버(50) 및 페달암(30)을 통해 전달받게 됨으로써 점차 상승하는 답력을 느끼게 되는 바, 이를 통해 운전자는 페달암(30)의 작동상태를 인지하게 된다.

그리고, 페달암(30)의 계속된 전방회전으로 페달암회전레버(50)가 시계방향으로 더 회전하면, 도 4와 같이 제3기준선(L3)이 제2기준선(L2)과 일치하게 되는 바, 이때의 압축스프링(70)은 최대로 압축된 상태가 되고 이때 운전자가 느끼는 답력은 최대가 된다.

그리고, 도 4의 상태에서 페달암(30)이 계속해서 전방으로 회전하면(화살표 R3) 페달암회전레버(50)의 시계방향 회전에 의해 제2기준선(L2)과 일치하고 있던 제3기준선(L3)은 제2기준선(L2)을 통과해서 위쪽으로 위치하게 되고, 이때부터는 양각곡면(51)의 하부모서리부가 페달멤버회전레버(60)의 회전반경(r2)을 벗어난 음각곡면(61)의 상부돌출부(63)와 접촉하면서 간섭현상이 발생하고, 이러한 간섭현상에 의해 페달암회전레버(50)는 시계방향으로 회전하고 페달멤버회전레버(60)는 레버돌기(62)를 중심으로 반 시계방향으로 함께 회전하게 된다.

상기와 같이 제3기준선(L3)이 제2기준선(L2)을 통과해서 위쪽으로 위치하는 순간부터 페달멤버회전레버(60)가 페달암회전레버(50)와 함께 회전을 하게 되면, 동시에 압축스프링(70)의 최대로 축적된 탄성력은 페달멤버회전레버(60)로 전달되어서 페달멤버회전레버(60)의 반 시계방향 회전력을 증대시키게 된다.

그리고, 압축스프링(70)의 반력에 의해 페달멤버회전레버(60)의 반 시계방향 회전력이 증대되면, 음각곡면(61)의 하부돌출부(64)는 양각곡면(51)의 하부모서리부와 접촉하면서 페달암회전레버(50)의 시계방향 회전을 더욱 증대시키게 되는 바, 이에 따라 페달암(30)은 제3기준선(L3)이 제2기준선(L2)을 통과해서 위쪽으로 위치하는 순간부터 압축스프링(70)의 탄성력을 전달받아서 전방으로 회전하는 힘이 더욱 증대되며, 이를 통해 답력에 대한 큰 저감력을 발생시킬 수 있게 됨으로써 운전자가 느끼는 답력은 크게 감소하게 되고, 이 결과 운전자는 감소된 답력으로 인해 페달암(30)의 작동시 피로감이 줄어들게 된다.

그리고, 페달암(30)의 전방회전시 제3기준선(L3)이 제2기준선(L2)을 통과해서 위쪽으로 위치하는 순간부터 양각곡면(51)의 회전반경(r1)과 음각곡면(61)의 하부돌출부(63)의 최대 회전반경(r3)은 2개의 교차점인 상부교차점(X2)과 하부교차점(X3)을 이루게 되고, 상부교차점(X2)과 하부교차점(X3)사이에는 공통공간에 해당하는 교집합공간(80)이 형성된다.

도 5와 도 6은 페달암(30)이 전방으로 최대로 회전된 풀 스트로크(full stroke) 상태로서, 이때 양각곡면(51)의 하부모서리부와 음각곡면(61)의 하부돌출부(64)의 접촉점(Z1)은 상부교차점(X2)과 하부교차점(X3)사이의 교집합공간(80)내에 위치하게 되며, 이로 인해 페달암(30)으로부터 답력 제거시 페달레버회전레버(60) 및 페달암회전레버(50)는 압축스프링(70)의 복원력으로 원활하게 초기위치의 복귀된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 실시예는 페달암(30)을 조작하지 않는 초기상태에는 압축스프링(70)의 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, 페달암(30)의 풀 스트로크 조작에 따라 힌지볼트(20)의 축심(C1)과 양각곡면(51)의 하부모서리를 연결한 제3기준선(L3)이 힌지볼트(20)의 축심(C1)과 레버돌기(62)의 축심(C2)을 연결한 제2기준선(L2)과 일치한 후 위쪽으로 통과하는 순간부터는 최대로 압축된 압축스프링(70)의 큰 반력으로 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)의 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 - 힌지파이프
50 - 페달암회전레버 51 - 양각곡면
60 - 페달멤버회전레버 61 - 음각곡면
70 - 압축스프링

Claims

페달암의 힌지파이프에 결합되어서 페달암과 함께 회전하고 전방면이 볼록한 양각곡면으로 형성된 페달암회전레버;
상기 페달암회전레버의 전방쪽에 위치한 것으로 전방단부는 페달멤버에 회전 가능하게 결합되고 후방면이 상기 양각곡면과 접촉하는 음각곡면으로 형성된 페달멤버회전레버; 및
상기 페달암회전레버와 페달멤버회전레버를 연결하는 것으로 페달암의 전방 회전시에 탄성력을 축적하고, 축적된 탄성력을 페달암으로 전달해서 페달암에 복귀력을 제공하거나 또는 페달암의 전방회전을 증대시키는 탄성기구;를 포함하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
청구항 1에 있어서,
상기 페달암회전레버는 힌지파이프와의 결합부를 기준으로 전방으로 돌출된 전방레버 및 하방으로 돌출된 하방레버를 구비한 기역자 모양으로 형성되고;
상기 전방레버의 끝면이 양각곡면으로 형성되고;
상기 양각곡면은 힌지볼트의 축심을 중심으로 갖는 회전반경을 따라 형성된 원호곡면인 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
청구항 2에 있어서,
상기 페달멤버회전레버는 일자모양으로 형성되면서 전방단부의 양측면에는 페달멤버에 회전 가능하게 결합되는 레버돌기가 형성되고;
상기 음각곡면은 양각곡면과 동일한 원호곡면으로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
청구항 3에 있어서,
상기 탄성기구는 일단이 하방레버에 결합되고 타단이 음각곡면과 레버돌기사이에 결합된 압축스프링인 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
청구항 4에 있어서,
상기 압축스프링의 타단과 페달멤버회전레버와의 결합점은 페달암의 회전에 상관없이 항상 제1기준선보다 위쪽으로 위치하고;
상기 제1기준선은 압축스프링의 일단과 하방레버의 결합점에서 레버돌기의 축심을 연결한 선인 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
청구항 4에 있어서,
상기 힌지볼트의 축심과 레버돌기의 축심을 연결한 제2기준선을 정했을 때 상기 양각곡면의 회전반경은 상기 제2기준선과 한 점에서 교차되는 교차점을 가지고;
상기 페달멤버회전레버는 레버돌기의 축심이 중심이 되고 축심으로부터 교차점까지의 거리가 반경이 되는 회전반경을 가지며;
상기 양각곡면의 회전반경과 상기 페달멤버회전레버의 회전반경은 페달암이 후방으로 최대로 회전된 초기상태일 때 상기 교차점에서만 만나는 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
청구항 6에 있어서,
상기 페달암이 후방으로 최대로 회전되어서 양각곡면의 회전반경과 페달멤버회전레버의 회전반경이 상기 교차점에서만 만나는 초기상태일 때, 상기 제2기준선의 위쪽과 아래쪽의 음각곡면은 상기 페달멤버회전레버의 회전반경을 외측으로 점진적으로 벗어나서 돌출된 상부돌출부 및 하부돌출부로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
청구항 7에 있어서,
상기 페달암의 회전에 상관없이 힌지볼트의 축심과 양각곡면의 하부모서리를 연결한 제3기준선이 상기 제2기준선보다 아래쪽에 위치한 경우 압축스프링은 축적된 탄성력으로 페달암을 초기위치로 복귀시키는 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
청구항 8에 있어서,
상기 페달암의 전방회전에 의해 제3기준선이 제2기준선과 일치하면 상기 압축스프링은 최대로 압축된 상태가 되면서 페달암으로 최대의 반력을 제공하는 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
청구항 9에 있어서,
상기 페달암의 전방회전에 의해 제3기준선이 제2기준선을 통과해서 위쪽으로 위치하는 순간부터 상기 압축스프링은 축적된 탄성력으로 페달암의 전방 회전을 증대시키는 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
청구항 10에 있어서,
상기 양각곡면의 회전반경에 대해 페달멤버회전레버의 회전반경이 커질수록 상기 압축스프링의 최대 반력의 크기가 증가하고 페달암의 전방 회전력이 증가되는 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
청구항 10에 있어서,
상기 페달암의 전방회전시 제3기준선이 제2기준선과 일치하는 순간까지는 페달암과 페달암회전레버만이 회전하고;
상기 제3기준선이 제2기준선을 통과해서 위쪽으로 위치하는 순간부터는 양각곡면의 하부모서리부가 음각곡면의 상부돌출부와 접촉하면서 페달멤버회전레버가 페달암회전레버와 반대방향으로 함께 회전하는 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
청구항 10에 있어서,
상기 페달암의 전방회전시 제3기준선이 제2기준선을 통과해서 위쪽으로 위치하는 순간부터 양각곡면의 회전반경과 음각곡면의 하부돌출부의 최대 회전반경은 상부교차점과 하부교차점을 이루면서 상부교차점과 하부교차점사이에 교집합공간을 형성하고;
상기 페달암이 전방으로 최대로 회전된 풀 스트로크 상태시 양각곡면의 하부모서리부와 음각곡면의 하부돌출부의 접촉점은 상기 교집합공간내에 위치하며;
상기 음각곡면의 하부돌출부의 최대 회전반경은 레버돌기의 축심이 중심이 되고 축심으로부터 하부돌출부의 하측 모서리까지의 거리가 반경이 되는 회전반경인 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
청구항 10에 있어서,
상기 페달암이 후방으로 최대로 회전된 초기상태에서 제2기준선과 제3기준선이 이루는 각도가 커질수록 페달암의 전방회전시 제3기준선이 제2기준선과 일치하는 시점이 지연되는 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.