KR20150006171A - 차량용 클러치페달의 답력 저감장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 클러치페달의 답력 저감장치에 관한 것으로, 페달(13) 조작시 탄력적으로 형상이 변경되는 스프링핀(21c)에 의해 판스프링(20)이 큰 스프링력을 발휘할 수 있게 됨으로써 페달(13) 조작에 따른 운전자의 답력을 크게 줄여서 운전자의 피로도를 크게 경감시킬 수 있게 되고, 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 엔진 출력이 높은 고마력 차량에서도 사용이 가능한 차량용 클러치페달의 답력 저감장치에 관한 기술이다.

일반적으로, 수동변속기 차량에는 플라이휘일과 변속기의 입력축사이에 설치되어 변속기로 전달되는 기관의 동력을 필요에 따라 단속하는 클러치가 구비되며, 상기 클러치는 클러치페달에 의해 작동되는 구조로 되어 있다.

상기 클러치페달은 액셀페달 및 브레이크페달과 더불어 차량의 주행시에 운전자가 빈번하게 조작하게 되는데, 특히 장거리 운행시 클러치페달 조작에 따른 답력이 지속적으로 운전자에게 전달됨에 따라 운전자의 피로감을 가중시키는 문제가 있었다.

이를 보완하기 위해 턴오버 스프링을 적용한 클러치페달 장치가 개발되는 바, 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 턴오버 스프링(1)은 코일형상으로 감겨진 2개의 코일부(1a)를 구비하고 있고, 양단에는 스프링부시(2)가 결합되며, 상기 스프링부시(2)는 페달멤버(3)의 양쪽 측면부에 각각 관통 결합되고, 상기 2개의 코일부(1a)사이의 중간부위가 스프링브라켓(4)의 걸림홈(4a)으로 끼워져서 결합된 구조로, 상기 턴오버 스프링(1)은 페달멤버(3)에 대해 회전 가능하게 설치된 구조이다.

여기서, 상기 스프링브라켓(4)은 힌지축부시(5)에 일체로 결합된 구조이고, 상기 힌지축부시(5)는 페달(6)의 상단을 관통하면서 페달(6)과 일체로 결합된 구조이며, 힌지축(7)이 상기 힌지축부시(5)를 관통한 후 페달멤버(3)에 체결된 구조이다.

따라서, 운전자 발의 조작으로 페달(6)이 도 3과 같이 힌지축(7)을 중심으로 회동하게 되면(점선에서 실선으로), 이때부터 턴오버 스프링(1)은 압축되고 이때의 압축력이 페달(6)로 전달되어 상기 페달(6)에는 페달(6)에 가해지는 하중의 반대방향으로 반력이 발생하게 되는 바, 이로 인해 운전자가 페달(6)에 가해주는 하중 즉 답력은 점차 상승하게 되고, 이때 운전자는 페달(6)로부터 전달되는 반력을 인지하게 됨으로써 페달(6)의 작동상태를 파악하게 된다.

그리고, 페달(6)의 계속된 회전으로 턴오버 스프링(1)이 도 3에 도시된 점선에서 실선으로 넘어가는 순간 턴오버 스프링(1)의 반력은 급격히 감소하게 되고, 페달(6)에 가해지는 운전자의 답력 또한 감소하게 되는 바, 이로 인해 운전자는 감소된 답력으로 인해 페달(6) 작동시 피로감이 줄어들게 되는 것이다.

그런데, 상기와 같이 턴오버 스프링(1)을 이용해서 클러치페달의 답력을 저감시키는 구조는 엔진 출력이 높은 고마력 차량에서 사용시 부품 파손이 종종 발생하는 단점이 있다.

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

따라서, 엔진 출력이 높은 고마력 차량인 경우에는 다이아프램의 스프링력을 기존보다 더 높여야만 클러치디스크와 플라이휠사이에 미끄러짐이 발생하지 않게 되는 바, 이를 위해 턴오버 스프링(1)을 사용하는 종래의 구조는 턴오버 스프링(1)의 직경을 키워서 다이아프램의 스프링력을 높이는 방안을 사용하고 있다.

하지만, 턴오버 스프링(1)의 직경을 키우게 되면 턴오버 스프링(1)과 패달멤버(3)를 연결하는 스프링부시(2)에 하중이 집중되는 바, 이로 인해 스프링부시(2)가 종종 파손되는 단점이 있었던 것이다.

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 엔진 출력이 높은 고마력 차량에서도 부품의 파손 및 손상없이 사용이 가능한 차량용 클러치페달의 답력 저감장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량용 클러치페달의 답력 저감장치는, 페달과 마주 대하도록 페달멤버에 고정 설치된 것으로 외력 작용시 상기 페달을 향하는 후방쪽으로 돌출되는 상태와 마스터실린더를 향하는 전방쪽으로 돌출되는 상태가 탄력적으로 가변되는 스프링부를 구비한 판스프링; 및 상기 페달과 상기 마스터실린더를 연결하는 것으로 상기 스프링부를 관통하면서 상기 스프링부와 일체로 결합된 푸시로드;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 판스프링은 상기 스프링부와 일체로 형성되면서 상기 페달멤버와 결합되어 설치되는 결합부를 더 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 스프링부는 상기 푸시로드가 관통하도록 중앙부에 형성된 스프링구멍; 상기 스프링구멍으로부터 방사상으로 절개된 다수개의 절개홈; 및 상기 절개홈에 의해 형성되는 것으로 상기 푸시로드의 외주면과 일체로 결합되는 다수개의 스프링핀을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 절개홈은 상기 스프링구멍의 원주방향을 따라 등간격으로 배치되게 절개된 것을 특징으로 한다.

상기 스프링핀은 운전자가 상기 페달을 조작하지 않을 때에는 상기 페달을 향하는 후방쪽으로 돌출된 상태가 되고, 운전자가 상기 페달을 조작할 때에는 상기 결합부와 일직선을 이룬 상태가 된 후 상기 마스터실린더를 향하는 전방쪽으로 돌출된 상태가 되도록 탄력적으로 가변되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 페달 조작시 탄력적으로 형상이 변경되는 스프링핀에 의해 판스프링은 큰 스프링력을 발휘할 수 있게 되고, 이를 통해 페달 조작에 따른 운전자의 답력을 크게 줄일 수 있게 됨으로써 운전자의 피로도를 크게 경감시킬 수 있게 되며, 더 나아가 엔진 출력이 높은 고마력 차량에서도 부품의 손상없이 충분히 사용할 수 있는 효과가 있다.

도 1 내지 도 3은 턴오버 스프링을 구비한 종래의 클러치페달 장치를 설명하기 위한 도면,
도 4와 도 5는 본 발명에 따른 답력 저감장치가 설치된 클러치페달 장치의 정면도 및 측면도,
도 6은 본 발명에 따른 판스프링을 설명하기 위한 도면,
도 7은 도 6의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도,
도 8은 본 발명에 따른 클러치페달 답력 저감장치의 작동상태를 설명하기 위한 도면이다.

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

차량용 클러치페달 장치는 도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이 운전석 하부의 전방쪽 차체패널(대시패널)에 고정되게 설치된 페달멤버(11); 상기 페달멤버(11)에 힌지축(12)을 매개로 상단부가 회전 가능하게 결합된 페달(13); 상기 페달(13) 작동시 유압을 발생시키는 마스터실린더(15)를 포함한다.

본 발명에 따른 클러치페달의 답력 저감장치는 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이 상기 페달(13)과 마주 대하도록 페달멤버(11)에 고정 설치된 것으로 외력 작용시 상기 페달(13)을 향하는 후방쪽으로 돌출되는 상태와 상기 마스터실린더(15)를 향하는 전방쪽으로 돌출되는 상태가 탄력적으로 가변되는 스프링부(21)를 구비한 판스프링(20); 및 상기 페달(13)과 상기 마스터실린더(15)를 연결하는 것으로 상기 스프링부(21)를 관통하면서 상기 스프링부(21)와 일체로 결합된 푸시로드(14);를 포함한다.

그리고, 상기 판스프링(20)은 상기 스프링부(21)와 일체로 형성되면서 상기 페달멤버(11)와 결합되어 설치되는 결합부(22)를 더 구비한다.

즉, 상기 스프링부(21)는 외력 작용시 탄력적으로 휘어지는 특성을 부이이고, 상기 결합부(22)는 바깥의 테두리가 상기 페달멤버(11)와 용접 결합되는 부위로 일정한 강도를 지닌 부위이다.

상기 스프링부(21)는 상기 푸시로드(14)가 관통하도록 중앙부에 형성된 스프링구멍(21a); 상기 스프링구멍(21a)으로부터 방사상으로 절개된 다수개의 절개홈(21b); 및 상기 절개홈(21b)에 의해 형성되는 것으로 상기 푸시로드(14)의 외주면과 일체로 결합되는 다수개의 스프링핀(21c)을 포함한 구성이다.

즉, 스프링핀(21c)의 단부가 상기 스프링구멍(21a)을 형성하게 되는데, 상기 스프링구멍(21a)을 형성하는 상기 스프링핀(21c)의 단부가 상기 푸시로드(14)의 외주면과 접촉되어서 용접과 같은 방법으로 일체로 결합이 되는 것이다.

상기 절개홈(21b)은 상기 스프링구멍(21a)의 원주방향을 따라 등간격으로 배치되게 절개된 것이 바람직하지만, 필요에 따라 등간격이 되지 않도록 절개될 수도 있다.

즉, 상기 절개홈(21b)이 스프링구멍(21a)의 원주방향을 따라 등간격으로 절개되지 않으면 일부의 스프링핀(21c)은 절개홈(21b)사이의 폭이 크게 형성되는 바, 이를 통해 스프링핀(21c)이 큰 스프링력을 발휘할 수 있도록 튜닝이 가능함에 따라 페달(13) 작동시 큰 저감력을 얻을 수 있게 된다.

또한, 상기 스프링핀(21c)은 운전자가 상기 페달(13)을 조작하지 않을 때에는 상기 페달(13)을 향하는 후방쪽으로 돌출된 상태가 되고, 운전자가 상기 페달(13)을 조작할 때에는 도 8과 같이 상기 결합부(22)와 일직선을 이룬 상태가 된 후 상기 마스터실린더(15)를 향하는 전방쪽으로 돌출된 상태가 되도록 탄력적으로 가변되는 구조이다.

이하, 본 발명 실시예의 작용에 대해 설명한다.

도 5의 상태는 운전자가 클러치페달(13)을 밟기 전의 상태이며, 이때 판스프링(20)의 스프링핀(21c)은 페달(13)을 향하는 후방쪽으로 돌출된 상태로 존재한다.

상기의 상태에서 운전자가 페달(13)을 밟아 조작을 하게 되면 페달(13)은 힌지축(12)을 중심으로 마스터실린더(15)가 있는 전방쪽으로 회전하게 되고, 상기 페달(13)이 회전함에 따라 푸시로드(14)가 마스터실린더(15)가 있는 전방쪽으로 전진 이동하게 되며, 상기 푸시로드(14)의 전진 이동에 따라 푸시로드(14)와 결합된 스프링핀(21c)은 탄력적으로 가변되면서 도 8과 같이 판스프링(20)의 결합부(22)와 일직선을 이룬 상태(도 8의 M1의 상태)가 된 후, 계속된 페달(13)의 회전에 의해 상기 마스터실린더(15)를 향하는 전방쪽으로 돌출된 상태가 된다.

한편, 스프링핀(21c)이 페달(13)을 향하는 후방쪽으로 돌출된 상태에서 판스프링(20)의 결합부(22)와 일직선을 이루기 전까지는 스프링핀(21c)의 반발력이 푸시로드(14)를 통해 페달(13)로 전달되며, 이로 인해 상기 페달(13)에는 페달(13)에 가해지는 하중의 반대방향으로 반력이 발생하게 되는 바, 이 결과 운전자가 페달(13)에 가해주는 하중 즉 답력은 점차 상승하게 되고, 이때 운전자는 페달(13)로부터 전달되는 반력을 인지하게 됨으로써 페달(13)의 작동상태를 인지하게 된다.

그리고, 페달(13)의 계속된 회전으로 스프링핀(21c)이 판스프링(20)의 결합부(22)와 일직선을 이루는 순간 상기 스프링핀(21c)의 반발력은 최대가 되고, 이때 운전자가 느끼는 답력은 최대가 된다.

또한, 페달(13)의 계속된 회전으로 스프링핀(21c)이 판스프링(20)의 결합부(22)와 일직선을 이루는 상황을 지나서 상기 마스터실린더(15)를 향하는 전방쪽으로 돌출되는 상태가 되는 순간, 상기 스프링핀(21c)은 푸시로드(14)를 전방쪽으로 당기게 되고, 이 순간 페달(13)은 스프링핀(21c)이 당기는 힘에 의해 전방으로 이동하게 되는 바, 이때 페달(13)에 가해지는 스프링핀(21c)의 반력은 급격히 감소하게 되고, 동시에 스프링핀(21c)에 의한 운전자의 답력 또한 감소하게 되는 바, 이를 통해 운전자는 감소된 답력으로 인해 페달(13) 작동시 피로감이 줄어들게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 실시예는 판스프링(20)을 구성하는 스프링핀(21c)이 결합부(22)와 일직선을 이루기 전까지는 페달(13) 작동시 페달(13)에 답력을 제공하게 되고, 상기 스프링핀(21c)이 결합부(22)를 지나서 전방으로 돌출되는 순간에 큰 반력으로 푸시로드(14)를 전방으로 당겨서 페달(13)을 전방으로 이동시킬 수 있게 되는 바, 이를 통해 페달(13)로 전달되는 답력을 크게 저감시킬 수 있어서 페달(13) 조작에 따른 운전자의 피로도를 크게 줄일 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 다수개의 스프링핀(21c)이 푸시로드(14)와 결합되어서 상기 스프링핀(21c)을 통한 판스프링(20)의 스프링력을 크게 증가시킬 수 있게 되는 바, 이를 통해 판스프링(20)은 큰 스프링력을 발휘할 수 있게 되고, 이로 인해 클러치디스크와 플라이휠사이에 미끄러짐이 발생하지 않도록 하는 다이아프램의 스프링력을 종래 턴오버 스프링(1)을 사용하는 구조보다 크게 높일 수 있게 되며, 이 결과 엔진 출력이 높은 고마력 차량에서도 부품의 손상없이 충분히 사용할 수 있는 장점이 있게 된다.

또한, 본 발명은 판스프링(20)을 구성하는 결합부(22)가 전체적으로 넓게 페달멤버(11)와 결합된 구조로, 이를 통해 판스프링(20)에 집중하중이 발생하는 것을 예방할 수 있게 되고, 더 나아가 판스프링(20)의 내구성을 향상시킬 수 있게 됨으로써 엔진 출력이 높은 고마력 차량에서도 손상없이 충분히 사용할 수 있는 장점이 있다.

그리고, 본 발명의 실시예는 절개홈(21b)의 간격 조절을 통해 스프링핀(21c)의 개수 및 폭을 용이하게 튜닝할 수 있게 되고, 이를 통해 판스프링(20)이 보다 큰 저감력을 얻을 수 있도록 자유롭게 튜닝이 가능한 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.

11 - 페달멤버 13 - 페달
14 - 푸시로드 15 - 마스터실린더
20 - 판스프링 21 - 스프링부
21a - 스프링구멍 21b - 절개홈
21c - 스프링핀 22 - 결합부

Claims (5)

1. 페달과 마주 대하도록 페달멤버에 고정 설치된 것으로 외력 작용시 상기 페달을 향하는 후방쪽으로 돌출되는 상태와 마스터실린더를 향하는 전방쪽으로 돌출되는 상태가 탄력적으로 가변되는 스프링부를 구비한 판스프링; 및
   상기 페달과 상기 마스터실린더를 연결하는 것으로 상기 스프링부를 관통하면서 상기 스프링부와 일체로 결합된 푸시로드;를 포함하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 판스프링은 상기 스프링부와 일체로 형성되면서 상기 페달멤버와 결합되어 설치되는 결합부를 더 구비한 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 스프링부는 상기 푸시로드가 관통하도록 중앙부에 형성된 스프링구멍;
   상기 스프링구멍으로부터 방사상으로 절개된 다수개의 절개홈; 및
   상기 절개홈에 의해 형성되는 것으로 상기 푸시로드의 외주면과 일체로 결합되는 다수개의 스프링핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 절개홈은 상기 스프링구멍의 원주방향을 따라 등간격으로 배치되게 절개된 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 스프링핀은 운전자가 상기 페달을 조작하지 않을 때에는 상기 페달을 향하는 후방쪽으로 돌출된 상태가 되고, 운전자가 상기 페달을 조작할 때에는 상기 결합부와 일직선을 이룬 상태가 된 후 상기 마스터실린더를 향하는 전방쪽으로 돌출된 상태가 되도록 탄력적으로 가변되는 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.

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