KR200309140Y1 - 자동차용 유압식 클러치의 유압 승압 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자동차용 유압식 클러치의 유압 승압 장치에 관한 것이다.

본 고안은 클러치 페달의 조작력에 의하여 유압을 발생시키는 마스터 실린더와 유압이 공급되어 클러치의 릴리즈 포크를 작동시키는 릴리즈 실린더 사이에 설치되어 마스터 실린더(300)에서 배출되는 오일이 유입되는 제1밸브(1)에 연동하여 외부의 공기를 유입시키는 제2밸브(2)가 설치되고, 상기 제2밸브(2) 내의 제2챔버와 연결되고 제1·제2진공실(38)(39)을 구비하는 메인 실린더(3)내에서 피스톤 스프링(41)의 탄력을 받아 왕복 이동하는 피스톤 로드(4)가 형성되며, 상기 제1밸브(1)의 제1챔버와 연결되는 유로를 가지며, 상기 피스톤 로드(4)의 단부가 수용되는 배출 실린더(5)를 구비함으로써 클러치 페달을 밟을 때에 마스터 실린더의 오일이 승압장치 내로 유입되어 메인 실린더(3) 내의 피스톤 로드(4)가 전진하여 유압을 상승시키게 되어 클러치 페달을 작은 힘으로 밟더라도 클러치의 분리 작동이 가능하게 된다.

Description

자동차용 유압식 클러치의 유압 승압 장치{.}

본 고안은 수동 변속기가 설치되는 자동차에서 유압으로 작동되는 클러치에 작용하는 유압을 상승시켜서 클러치 페달을 적은 힘으로 밟더라도 원활한 클러치의 작동이 가능하게 되어 수동 변속기어가 장치된 차량을 운전할 때에 클러치 페달을 밟는 발이나 무릎관절에 무리가 가지 않게 되어 편안하게 운전할 수 있는 자동차용 유압 클러치의 유압 승압 장치에 관한 것이다.

일반적으로 클러치(clutch)는 동심축 위에 있는 구동축에서 피동축으로 기계적 접촉에 의해 동력을 전달하거나 차단하는 기능을 한다. 특히, 자동차용 클러치는 엔진과 트랜스 밋션(trans mission) 사이에 설치되어 동력전달장치에 전달되는 엔진의 회전력을 단속하게 된다. 이러한 클러치를 조작하는 방식에 따라 기계식과 유압식으로 분류되는데, 전자의 경우는 클러치 페달을 밟는 힘을 로드나 와이어를 거쳐 릴리즈 포크에 전달하여 릴리즈 베어링을 움직이게 하는 방식이고, 후자의 경우에는 클러치 페달을 밟는 것에 의해 유압이 발생되는 마스터 실린더(Master Cylinder)와 유압을 받아 릴리즈 포크를 움직이는 릴리즈 실린더(Release Cylinder)로 구성되는 방식이다.

본 고안이 적용되는 유압식 클러치의 조작기구는, 운전석에 설치된 클러치 페달과, 상기 클러치 페달에 연결되어 운전자가 클러치 페달에 가하는 힘에 의해 유압을 발생시키는 마스터 실린더와, 상기 마스터 실린더에서 발생된 유압을 전달받아 릴리즈 포크를 밀어주는 릴리즈 실린더로 구성되어 있으며, 상기한 마스터 실린더와 릴리즈 실린더는 파이프 및 플렉시블 호스에 의해 연결되어 유압이 공급되게 된다.

이와 같이 구성된 종래의 유압식에 의한 클러치 조작기구는, 운전자가 클러치 페달을 밟으면 마스터 실린더 내에서 왕복 이동 가능하도록 설치된 피스톤에 의해 발생되는 유압이 파이프 및 플렉시블 호스를 통하여 릴리즈 실린더로 전달된다. 이때, 릴리즈 실린더는 전달되는 유압에 의해 내부에 설치된 피스톤이 푸시 로드를 한쪽 방향으로 밀게 됨에 따라 릴리즈 포크는 지렛대 작용에 의하여 릴리즈 베어링을 밀어내게 된다. 따라서, 릴리즈 베어링은 릴리즈 레버의 선단을 눌러서 클러치의 압력판과 디스크를 분리시킴으로써 엔진의 회전력이 동력전달장치에 전달되는 것을 단속하게 되는 것이다.

이러한 유압식 클러치 조작기구는, 운전자가 클러치 페달을 밟은 힘에 대하여 유압 기구의 반력이 운전자의 발에 그대로 전달된다. 따라서 클러치를 단속하기 위해 운전자가 클러치 페달을 조작함에 있어서, 복잡한 도로사정에 의하여 정지를 반복할 경우 매번 클러치 페달을 밟아야 하기 때문에 클러치를 조작하는 운전자의 무릎 관절과 다리의 근육에 무리가 오게 됨에 따라 운전자가 쉽게 피로해 지는 문제점이 있다.

물론 보다 편리한 운전을 위해 자동 변속기가 장착된 자동차를 선택할 수도 있지만, 자동 변속기가 장착된 자동차는 연료소비의 증가로 인하여 공해 문제를 증대시키고, 조작이 편리하기는 하지만 값이 고가이고, 연료 소비율이 높아 여전히수동식 변속기를 선호하고 있다.

본 고안은 수동 변속기의 유압식 클러치 조작 기구에 유압의 승압 장치를 구현하여 운전자가 적은 힘으로 클러치 페달을 밟아도 용이하게 클러치를 작동시킬 수 있는 수동 변속기에 적용되는 유압식 클러치에서 유압을 승압시키는 장치를 제공하고자 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 마스터 실린더와 릴리즈 실린더 사이에 진공실과 밸브를 구비하는 유압 승압 장치를 설치하여 클러치 페달을 밟을 때에 마스터 실린더의 오일이 승압장치 내로 유입되어 밸브체를 이동시키면서 오일의 압력이 승압되는 실린더 내로 유입되고, 이와 동시에 외부의 공기가 유입되어 진공실과 압력 차이에 의하여 발생하는 이동력으로 메인 실린더 내의 피스톤이 전진하여 유압을 상승시켜서 배출시키게 됨으로서, 작은 힘으로 클러치 페달을 밟더라도 클러치를 조작할 수 있게 된다.

도 1은 본 고안의 유압 승압 장치가 설치되는 클러치의 작동 상태를 설명하기 위한 블럭도

도 2는 본 고안의 유압 승압 장치의 입체도

도 3은 본 고안의 유압 승압 장치를 분해한 입체도

도 4는 본 고안의 유압 승압 장치의 단면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 제1밸브 2 : 제2밸브

3 : 메인 실린더 4 : 피스톤 로드

5 : 배출 실린더 12 : 개폐구

14 : 제1유로 16 : 밸브축

17 : 제1밸브 스프링 22 : 제2개폐구

23 : 제2밸브 스프링 30 : 실린더 헤드

32 : 공기 유도관 33 : 제2유로

35 : 제1공기통로 51 : 제3유로

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 클러치 페달의 조작력에 의하여 유압을 발생시키는 마스터 실린더와 상기 마스터 실린더에서 발생된 유압이 공급되어 클러치의 릴리즈 포크를 작동시키는 릴리즈 실린더 사이에 설치되는 유압 승압 장치를 형성함에 있어서,

마스터 실린더에서 배출되는 오일이 유입되는 제1밸브;

상기 제1밸브에 연동하여 외부의 공기를 유입시키는 제2밸브;

상기 제2밸브 내의 제2챔버와 연결되고 제1진공실과 제2진공실을 구비하는 메인 실린더;

상기 메인 실린더 내에서 진공 상태의 제1진공실과 제2진공실을 형성하며, 스프링의 탄력을 받아 왕복 이동하는 피스톤에 일체로 형성되는 피스톤 로드;

상기 제1밸브의 제1챔버와 연결되는 유로를 가지며, 상기 피스톤 로드의 단부가 수용되는 배출 실린더;를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.

이러한 본 고안은 운전자가 클러치 페달을 밟으면 마스터 실린더에서 형성되어 배출되는 유압이 릴리즈 실린더에 유입되기 전에 먼저 본 고안의 유압 승압 장치에 유입된다.

유압 승압 장치에 유입되는 유압이 제1밸브를 밀게 되면 스프링이 압축되면서 제1밸브의 제1챔버와 배출 실린더가 유로로 연결되고, 배출실린더에 유입된 유압은 오일 배출관을 통하여 릴리즈 실린더까지 작용하여 릴리즈 포크를 작동시킬 수 있게 된다.

이때 제1밸브에 연동하여 스프링을 압축시키면서 제2밸브가 열려지면서 외기와 연결되어 대기압상태에 있는 제1밸브 내의 제1챔버와 메인 실린더를 연결하고 있는 공기 유도관의 공간이 서로 통하게 되면 외부의 공기가 메인 실린더 내부의 제2진공실 까지 통하게 된다.

이때 메인 실린더 내에서 스프링의 탄력을 받으면서 제1진공실을 형성하고있는 피스톤은 반대편의 제2진공실이 외기와 연결되면서 메인 실린더 내에서의 압력 평형 작용에 의하여 급속하게 스프링을 압축시키면서 이동하게 되고, 이러한 피스톤의 이동은 배출 실린더 내부에 놓여져 있는 피스톤 로드의 단부가 전진하면서 배출 실린더 내의 오일을 밀어내게 되어 릴리즈 실린더로 공급되는 오일의 유압을 승압시키게 되는 것이다.

즉, 마스터 실린더에서 발생되어 제1밸브로 유입되는 유압은 그 자체의 유압으로 제1 밸브를 순순히 작동시켜서 제1밸브의 제1챔버와 배출 실린더 사이의 유로를 형성하게 되며, 이러한 제1밸브에 연동하는 제2밸브가 외부의 공기와 메인 실린더의 제2진공실의 통로를 형성하게 되어 압력 평형에 의하여 제1진공실 쪽으로 이동하는 피스톤에 형성된 피스톤 로드가 제1밸브를 통하여 배출 실린더로 공급되어 있는 오일을 가압하여 유압을 상승시키게 되는데, 이러한 유압의 승압은 클러치 페달을 밟는 운전자의 페달 가압력이나 마스터 실린더에서 발생된 유압을 직접적으로 이용하지 않고, 메인 실린더의 제1진공실과 제2진공실의 압력 평형 작용에 의하여 이루어지게 됨으로서 클러치 페달을 밟는 적은 힘으로도 릴리즈 실린더에 충분한 유압을 공급할 수 있게 되는 것이다.

이하 본 고안의 실시예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안의 유압 승압 장치가 설치되는 클러치 작용을 위한 유압 장치부의 개략도를 나타내고 있다.

이 도면에서 참조되는 바와 같이 본 고안의 유압 승압 장치(100)는 클러치 페달(200)의 조작력에 의하여 유압을 발생시키는 마스터 실린터(300)와 마스터 실린더(300)에서 발생된 유압으로 클러치의 릴리즈 포크를 작동시키는 릴리즈 실린더(400) 사이에 형성된다. 즉 유압 승압 장치(100)는 입구쪽이 마스터 실린더(300)에서 유압이 형성된 오일이 배출되는 배출관(500)에 접속되어 오일이 유입되고, 릴리즈 실린더(400)로 오일이 유입되는 유입관(600)에 연결된다.

도 2는 본 고안의 유압 승압 장치의 외관을 나태내고 있고 도 3은 분해된 상태의 입체도를 각각 나타내고 있다.

이 도면을 참조하면 유압 승압 장치는 제1밸브(1), 제2밸브(2), 메인 실린더(3), 피스톤 로드(4) 및 배출 실린더(5)로 구성된다.

제1밸브(1)를 구성하는 본체(10)는 내부의 중앙에 형성되는 제1챔버(11)에서 왕복 이동이 가능하게 놓여지는 제1개폐구(12)와 제2밸브(2)와의 경계면에 형성되는 실링부(13)가 형성되고, 상기 제1쳄버(11)로부터 배출 실린더(5)로 유압이 공급되는 제1유로(14)가 형성되며, 제1챔버(11)의 입구에는 마스터 실린터(300)쪽에서 발생된 유압의 오일이 유입되는 오일배출관(500)과 연결되는 접속구(15)가 나사로 결합된다.

제1개폐구(12)는 실링부(13)를 관통하는 밸브축(16)의 한쪽 단부에 지지되고, 밸브축(16)의 다른 한쪽 단부는 제2밸브(2)를 구성하게 되고, 실링부(13)와 제2밸브(2)사이에 설치되는 제1밸브스프링(17)의 탄성과 마스터 실린더(300)에서 유입되는 압력에 의하여 왕복이동하게 된다.

이러한 제1밸브(1)는 접속구(15)를 통하여 마스터실린더(300)에서 유입되는 유압에 의하여 제1챔버(11)와 제1유로(14)를 통하여 유압이 경유하는 통로를 형성하면서 제2밸브(2)를 연속적으로 작동시키게 된다.

제2밸브(2)는 메인 실린더(3)의 실린더 헤드(30) 내에서 제1밸브(1)와 동일한 중심축 상에 형성된다.

이러한 제2밸브(2)는 제1밸브(1)의 제1개폐구(12)를 한쪽 방향으로 밀어주고 있는 밸브축(16)과 일체로 형성되는 제2개폐구(22)와 일체로 형성되어, 실린더 헤드(30) 내에 형성되는 제2쳄버(21) 내에서 제2밸브스프링(23)의 탄력을 받으며 설치된다.

제2개폐구(22)는 실린더 헤드(30)내에 설치되는 고무재의 지지구(24)에 지지되어 제2챔버(21)를 외부와 차단시키고 있다.

제2챔버(21) 내에는 제2밸브스프링(23)이 형성되어 제2개폐구(22)가 제2밸브 스프링(23)의 탄성을 받으면서 설치되어 있다.

메인 실린더(3)의 한쪽편에는 실린더 헤드(30)가 형성되고, 그 반대편 쪽에는 제2쳄버(21)와 공기 유도관(32)으로 연결되어 있다.

실린더 헤드(30)는 상기한 제2밸브(2)를 수용하면서 상부에는 피스톤 로드(4)가 관통하는 축공(31)이 형성되어 있고, 축공(31)의 하부로는 제1유로(14)와 연속되는 제2유로(33)가 형성되어 있으며, 실링부(13)와 지지구(24) 사이에는 진공 작업을 위한 통공(34)이 형성되어 있다.

또한 실린더 헤드(30) 내부의 제2챔버(21)는 윗쪽으로 메인 실린더(3)와 연관되는 제1공기통로(35)가 형성되고, 아래쪽으로 메인 실린더(3)와 통하는 제2공기통로(36)가 형성되어 있다.

제2공기통로(35)는 마스터 실린더(300)의 유압에 의하여 제1밸브(1)가 작동할 때, 제2밸브(2)가 제2밸브스프링(23)의 탄성을 이기고 압축시키면서 제2쳄버(21)와 연결된다.

피스톤 로드(4)의 피스톤(40)은 메인 실린더(3) 내부에서 피스톤 스프링(41)에 의하여 실린더 헤드(30)와 이격된 위치에 놓여져서 제1진공실(38)과 제2진공실(39)을 형성한다.

배출 실린더(5)는 실린더 헤드(30)의 축공(31)과 동일한 중심축 상에 형성되는 유압 승압공(50)이 형성되고, 한쪽단부에는 실린더 헤드(3)내의 제2유로(33)와 연관되는 제3유로(51)가 형성되며, 다른 한쪽의 단부에는 릴리즈 실린더(400)에 접속되는 오일 유입관(600)이 연결되는 접속구(52)가 형성되어 있다.

이와 같이 구성되는 본 고안은 진공펌프를 이용하여 제1진공실(38)과 제2진공실(39)이 진공 상태를 유지하고 있다.

이러한 상태에서 운전자가 동력전달이나 변속을 위하여 클러치 페달(200)을 밟으면 통상의 장치와 같이 마스터 실린더(300)를 동작시키게 되고, 마스터 실린더(4)의 오일이 오일 배출관(500) 및 접속구(15)를 통하여 본체(10)내부로 유입된다.

본체(10)내로 유입되는 오일은 제1개폐구(12)를 밀면서 제1챔버(11)내로 유입된 다음 제1유로(14)와 제2유로(33) 및 제3유로(51)를 통하여 배출실린더(5)의 유압승압공(50)으로 유입된다. 이때 이동하는 제1개폐구(12)에 의하여 밸브축(16)이 이동하여 제2개폐구(22)가 제2밸브스프링(23)을 누르면서 이동하면 지지구(24)와 이격되면서 통공(34)을 통하여 외부의 공기가 제2챔버(21)와 제2공기통로(36) 및 공기 유도관(32)을 통하여 제2진공실(39)로 유입된다. 이렇게 외부 공기가 제2진공실(39)로 유입되면 상대적으로 압력이 낮은 제1진공실(38)쪽으로 피스톤(40)이 이동하면서 피스톤 로드(4)의 선단이 유압승압공(50)내부의 오일을 밀어주면서 유압을 상승시키게 되는 것이다.

따라서 운전자가 발로 클러치 페달(200)을 밟는 힘과 유압 승압 장치(100)에서 승압된 유압이 동시에 릴리즈 실린더(400)로 보내지게 된다.

이후 운전자는 변속기의 조작을 완료하고 밟았던 클러치 페달(200)을 놓으면 유압 승압 장치(100) 내에 설치된 각각의 스프링에 의하여 원상태로 복원하게 되고, 흡기다기관과 연결된 통공(34)으로 제2진공실(39)내에 있는 공기가 배출되고, 다시 제1진공실과 제2진공실은 다시 진공상태를 유지하고 다음 작동을 대기하게 된다.

따라서 본 고안은 수동변속기가 장치된 자동차에서 작은 힘으로 클러치 페달을 밟아도 변속기의 조작이 가능하게 되어 운전자가 편안하게 수동 변속기를 조작할 수 있다.

Claims (1)

1. 클러치 페달의 조작력에 의하여 유압을 발생시키는 마스터 실린더와 상기 마스터 실린더에서 발생된 유압이 공급되어 클러치의 릴리즈 포크를 작동시키는 릴리즈 실린더 사이에 설치되는 유압 승압 장치를 형성함에 있어서,

   마스터 실린더에서 배출되는 오일이 유입되는 제1밸브;

   상기 제1밸브에 연동하여 외부의 공기를 유입시키는 제2밸브;

   상기 제2밸브내의 제2챔버와 연결되고 제1진공실과 제2진공실을 구비하는 메인 실린더,

   상기 메인 실린더 내에서 진공 상태의 제1진공실과 제2진공실을 형성하며, 스프링의 탄력을 받아 왕복 이동하는 피스톤에 일체로 형성되는 피스톤 로드;

   상기 제1밸브의 제1챔버와 연결되는 유로를 가지며, 상기 피스톤 로드의 단부가 수용되는 배출 실린더;를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차용 유압식 클러치의 유압 승압 장치.