KR20190118495A

KR20190118495A - 클러치 페달 조립체 및 클러치 작동 시스템

Info

Publication number: KR20190118495A
Application number: KR1020180140434A
Authority: KR
Inventors: 뢰벤니히 카르스텐; 에르뜨캄프 마르?; 볼메르 다니엘; 클레멘쯔 크리스티안; 칼리스 플로리안; 디터 슈미트 마르커스; 혹 팀
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2018-04-10
Filing date: 2018-11-15
Publication date: 2019-10-18
Also published as: DE102018205324B4; DE102018205324A1; KR102586325B1

Abstract

본 발명은 회전축(A)을 정의하는 샤프트(10), 상기 샤프트(10)에 고정된 페달 레버(21)를 포함하는 클러치 페달(20), 그리고 피스톤(110)을 작동시키기 위한 작동 드럼(30)을 포함하고, 작동 드럼(30)은 제1표면 영역(31A)과, 회전축(A)을 따라 제1표면 영역(31A)에 이웃하여 놓여 있는 제2표면 영역(31B)을 포함하는 작동 윤곽면(31)을 포함하고, 제1표면 영역(31A)은 회전축(A)에 수직인 작동 윤곽면(31)의 제1거리 프로파일(P1)을 정의하고, 제2표면 영역(31B)은 회전축(A)에 수직인 작동 윤곽면(31)의 제2거리 프로파일(P2)을 정의하며, 작동 드럼(30)은 샤프트(10)에 이동 가능하게 장착되어 제1, 2거리 프로파일(P1, P2)이 회전축(A)을 따라 위치할 수 있는 차량용 클러치 페달 조립체(1)를 제공한다. 본 발명은 클러치 작동 시스템(2)을 더 제공한다.

Description

클러치 페달 조립체 및 클러치 작동 시스템{CLUTCH PEDAL ASSEMBLY AND CLUTCH ACTUATION SYSTEM}

본 발명은 특히 자동차, 버스, 또는 트럭과 같은 차량용 클러치 페달 조립체 및 클러치 작동 시스템에 관한 것이다.

차량의 클러치 페달 조립체는 통상적으로 회전 가능하게 설치된 페달 레버를 포함한다. 액츄에이터 피스톤은 상기 페달 레버에 운동학적으로 결합되어 있다. 이러한 구성에서, 클러치를 작동시키기 위하여 사용자에 의하여 페달 레버에 가해지는 페달력(pedal force)은 일반적으로 페달 레버와 액츄에이터 피스톤 사이의 전달비 및 액츄에이터 피스톤의 반력에 종속한다. 이에 의하여, 페달력은 페달 레버의 이동 방법으로부터 클러치 특성이라 불리우는 특정한 특성에 의존한다.

통상적으로, 클러치 페달 조립체는 하나의 정해진 클러치 특성을 포함한다. 그러나, 서로 다른 고객들은, 예를 들어 다리 길이 또는 다리의 힘과 같은 고객들의 개개의 신체적 특성으로 인하여 서로 다른 클러치 특성을 요구할 수 있다. 따라서, 서로 다른 클러치 특성을 허용하는 클러치 페달 조립체에 대한 요구가 있다.

이 문제를 해결하기 위하여, 유럽공개특허공보 EP 3 050 736 A1에는 회전축을 중심으로 회전 가능하게 설치된 페달 레버, 개별적으로 형성된 결합 요소, 그리고 상기 회전축에서 특정 거리 이격되어 배치된 결합 위치에서 결합 요소에 결합되는 피스톤을 포함하는 클러치 페달 조립체가 기재되어 있다. 특정 변환비를 제공하기 위하여, 결합 요소는 회전축으로부터 원하는 거리만큼 이격되어 배치되는 결합 위치를 활용한다. 유사한 시스템이 독일공개특허공보 DE 10 2005 003 886 A1에 기재되어 있는데, 거기에는 피스톤이 조정 가능한 힌지를 정의하는 결합 메커니즘을 통하여 페달 레버에 결합되어 있다.

독일공개특허공보 DE 103 59 850 A1으로부터, 클러치 페달을 설치하기 위한 브라켓을 포함하는 클러치 페달 조립체가 알려졌는데, 상기 브라켓은 페달의 개별 출발 위치를 제공하기 위하여 하우징 내에 피벗 가능하게 설치되어 있다. 이러한 조립체는 고객의 다리 길이에 맞추어 조절될 수 있다.

결과적으로, 더욱 개선된 클러치 페달 조립체가 필요하다.

본 발명의 하나의 목적은 구조적으로 간단한 방법으로 클러치 특성의 유연한 조정을 제공할 수 있는 것이다.

이러한 목적은 청구항 1에 따른 클러치 페달 조립체와 청구항 11에 따른 클러치 작동 시스템에 의하여 달성될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예들은 도면을 참고하여 추가적인 종속항 및 후술하는 설명의 대상이다.

본 발명의 제1양상에 따르면, 차량용 클러치 페달 조립체는 회전축을 정의하는 샤프트, 상기 샤프트에 고정된 페달 레버를 포함하는 클러치 페달, 그리고 피스톤을 작동시키기 위한 작동 드럼을 포함한다. 작동 드럼은 제1표면 영역과, 회전축을 따라 제1표면 영역에 이웃하여 놓여 있는 제2표면 영역을 포함하는 작동 윤곽면을 포함한다. 제1표면 영역은 회전축에 수직인 작동 윤곽면의 제1거리 프로파일을 정의한다. 제2표면 영역은 회전축에 수직인 작동 윤곽면의 제2거리 프로파일을 정의한다. 작동 드럼은 샤프트에 이동 가능하게 장착되어 제1, 2거리 프로파일이 회전축을 따라 위치할 수 있다.

클러치의 유압 피스톤을 피스톤과 결합하거나 피스톤을 작동시키기 위하여 제공된 수 개의, 특히 적어도 두 개의 서로 다른 표면 영역들을 포함하는 작동 드럼 또는 작동 캠의 수단으로 작동시키는 것이 본 발명의 아이디어 중 하나이다. 페달 레버와 작동 드럼 모두는 회전축을 정의하는 샤프트에 장착된다. 작동 드럼은 회전축을 따라서 이동 가능하도록, 즉 페달 레버에 대하여 회전축을 따라서 이동 가능하도록 샤프트에 장착된다. 그것에 의하여, 서로 다른 표면 영역들이 유압 피스톤에 대항하여 위치할 수 있다. 각 표면 영역은 적어도 부분적으로 회전축 주위로 연장되고, 회전축과 표면의 각 점 사이의 거리를 정의하는 그 자체의 표면 윤곽을 포함한다. 이에 따라, 각 표면 영역은 페달 레버와 유압 피스톤 사이의 각 변환비를 정의하는 거리 프로파일을 포함한다.

적어도 두 개의 이웃하는 표면 영역들을 가진 액츄에이터를 제공하는 것에 의하여, 드럼을 회전축을 따라 간단히 이동시키는 것에 의하여 다양한 변환비들이 용이하게 선택될 수 있다. 표면 영역들은 변환비를 결정하는 각 거리 프로파일을 정의하기 때문에, 특정하고 원하는 과정의 변환비가 페달 레버의 회전 각도에 의존하여 유리하게도 구현될 수 있다. 그것에 의하여, 하나의 클러치 페달 조립체에서 다양한 클러치 특성들이 구현되고 샤프트 상에서 드럼을 단순히 이동시키는 것에 의하여 선택될 수 있다. 이것은 사용자의 편의성을 현저히 향상시키고 서로 다른 고객들의 요구사항이나 희망사항에 용이하게 적응할 수 있다.

클러치 페달 조립체의 하나의 실시예에 따르면, 작동 윤곽면은 회전축을 따라 제1표면 영역 또는 제2표면 영역에 이웃하여 놓여 있는 적어도 하나의 추가 표면 영역, 예를 들어 제3표면 영역을 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 추가 표면 영역은 회전축에 수직인 작동 윤곽면의 추가 거리 프로파일, 예를 들어 제3거리 프로파일을 정의한다. 즉, 이 실시예에 따르면, 적어도 세 개의 서로 다른 클러치 특성들 또는 변환비들, 예를 들어, 기본 모드, 상기 기본 모드에 비하여 페달 레버에 더 적은 힘이 가해지는 것을 요구하는 특별 모드, 그리고 기본 모드에 비하여 더 큰 힘이 가해지는 것을 요구하는 스포츠 모드가 선택될 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 작동 드럼은 구멍을 정의하는 내측면을 포함하고, 샤프트는 구멍을 통하여 연장되며, 작동 드럼의 내측면은 드럼 안내부를 형성하고, 샤프트의 외주면은 회전축을 따라 연장되고 드럼 안내부와 결합하는 샤프트 안내부를 형성한다. 이 실시예에 따르면, 샤프트는 작동 드럼의 구멍을 통하여 연장된다. 드럼은 작동 드럼의 구멍의 원주에 제공된 제1안내 프로파일과 샤프트에 제공된 제2안내 프로파일에 의하여 형성된 가이딩 구조물에 의하여 샤프트 상에서 안내된다.

특히, 드럼 안내부는 돌기에 의하여 형성되고, 샤프트 안내부는 홈에 의하여 형성될 수 있다. 물론, 드럼 안내부는 홈에 의하여 형성되고, 샤프트 안내부는 돌기나 랙에 의하여 형성될 수 있다.

하나의 실시예에 따르면, 클러치 페달 조립체는 특정 축 위치에서 작동 드럼을 샤프트에 잠그게 되어 있는 잠금 시스템을 더 포함한다. 즉, 작동 드럼은 특정 위치들 사이에서 회전축을 따라 이동 가능하고, 잠금 시스템에 의하여 이들 위치들에 잠기거나 붙들릴 수 있다. 이것은 원하지 않는 드럼의 이동을 신뢰성 있게 방지하는 효과를 제공한다.

하나의 실시예에 따르면, 상기 잠금 시스템은 샤프트에 형성되고 회전축을 따라서 서로 이격되어 있는 잠금 홈들과, 작동 드럼에 형성된 가이딩 홈, 그리고 잠금 핀을 포함하고, 상기 잠금 핀이 잠금 홈들 중 하나 내로 돌출되는 잠금 위치와 잠금 핀이 잠금 홈들로부터 후퇴한 후퇴 위치 사이에서 상기 잠금 핀은 가이딩 홈 내에서 안내된다. 이 경우, 잠금 시스템은 랫칭 메커니즘으로 구현된다. 작동 드럼은 샤프트에서 수동으로 움직일 수 있다. 드럼의 가이딩 홈이 샤프트의 잠금 홈들 중 하나에 중첩되면, 잠금 핀은 상기 잠금 홈에 삽입되고, 그것에 의하여 드럼을 이 위치에 잠근다. 잠금 홈들은 작동 드럼이 하나의 홈에 잠겼을 때 작동 윤곽면의 표면 영역들 중 하나가 유압 피스톤에 결합되는 것을 허용하도록 위치한다. 특히, 잠금 홈들의 개수는 표면 영역들의 개수에 대응할 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 잠금 시스템은 스핀들과, 상기 스핀들을 구동하는 모터를 포함하는 스핀들 드라이브를 포함하고, 스핀들 드라이브는 회전축에 대하여 정지되게 배치되고, 스핀들은 회전축을 따라 연장되며, 스핀들은 작동 드럼에 결합된다. 이 실시예에서, 작동 드럼은 나사산을 가진 스핀들에 의하여 샤프트를 따라 이동된다. 나사산을 가진 스핀들은 자가 잠금된다. 특히, 나사산은 스핀들이 모터에 의하여 그것의 길이축 주위로 회전하지 않을 때 샤프트를 따라 작동 드럼의 이동을 방지한다. 이것은 특정 위치에 작동 드럼을 잠그는 것과 작동 드럼을 그 위치로 이동시키는 것이 결합되는 효과를 제공한다. 특히, 스핀들 드라이브는 작동 드럼의 자동화된 위치 설정을 허용한다.

하나의 실시예에 따르면, 스핀들은 결합 로드를 통하여 작동 드럼에 결합되고, 결합 로드는 작동 드럼의 면 결합 홈에 원활하게 결합하는 T-자 형태의 결합 헤드를 포함한다. 이 실시예에 따르면, 작동 드럼은 스핀들을 향하는 작동 드럼의 단면에 형성된 홈을 포함하고, 상기 홈은 T-자 형태의 단면을 가진다. 이 홈 내로 T-자 형태의 헤드가 삽입된다. 즉, 결합 헤드와 면 결합 홈은 대응되는 단면을 가진다. 결합 헤드는 스핀들에 결합하는 결합 로드의 일단에 배치된다.

다른 실시예에 따르면, 스핀들은 샤프트의 L-자 형태의 채널을 통하여 연장되고 작동 드럼의 내측 결합 홈에 결합하는 L-자 형태의 레버를 통하여 작동 드럼에 결합한다. 이 실시예에서, 샤프트는 회전축을 따라서 연장되는 제1부분과, 회전축을 가로지르듯 연장되는 제2부분을 가진 채널을 포함한다. 제2부분은 샤프트의 외측면의 개구를 형성한다. L-자 형상의 레버는 이 채널을 통하여 연장되고 샤프트의 개구에서 작동 드럼에 구비된 홈에 결합한다. 즉, 스핀들은 샤프트의 회전축과 동축으로 배치된다. 그것에 의하여, 컴팩트하고, 공간이 절약되는 클러치 페달 조립체의 형상이 달성된다.

클러치 페달 조립체의 추가 실시예에 따르면, 클러치 페달은 페달 레버의 단부에 발판을 포함한다. 상기 발판은 차량의 사용자의 발에 의하여 페달 레버를 작동시키기 위한 발판으로 작용한다.

본 발명의 제2양상에 따르면, 차량용 클러치 작동 시스템이 제공된다. 클러치 작동 시스템은 앞에 기재한 실시예들 중 어느 하나에 따른 클러치 페달 조립체와, 샤프트가 회전 가능하게 설치되는 설치 구조물, 그리고 클러치를 작동시키기 위한 유압 액츄에이터를 포함하며, 유압 액츄에이터는 이를 작동시키기 위한 피스톤을 포함한다. 상기 피스톤은 작동 드럼의 작동 윤곽면에 결합된다.

예를 들어, 설치 구조물은 하우징 또는 유사한 것에 의하여 형성될 수 있다. 샤프트는 그 회전축 주위로 회전 가능하게 설치된다. 작동 드럼은 작동 윤곽면의 표면 영역들 각각이 유압 액츄에이터의 피스톤과 결합하게 선택되도록 샤프트 상에서 이동 가능하거나 위치가 고정될 수 있다.

클러치 페달 조립체를 위하여 여기에서 기재된 특징들 및 효과들은 또한 클러치 작동 시스템을 위하여 기재되며 그 역도 마찬가지다.

본 발명의 범위 내에서 방향들 및 축들, 특히 물리적 구조물의 연장 또는 팽창과 관련된 방향들 및 축들에 관하여, 다른 축, 방향 또는 구조물을 따르는 축, 방향 또는 구조물의 정도는 상기 축들, 방향들, 또는 구조물들, 특히 개개의 구조물에서 특정 위치에서의 기울기들은 45º보다 작은, 바람직하게는 30º보다 작은 각도를 포함하고, 특히 바람직하게 서로가 평행하게 연장되는 것을 포함한다.

본 발명의 범위 내에서 방향들과 축들, 특히 물리적 구조의 연장 또는 팽창과 관련한 방향들 및 축들에 관하여, 다른 축, 방향 또는 구조물을 가로지르거나 횡단하는 축, 방향 또는 구조물의 정도는 상기 축들, 방향들 또는 구조물들, 특히 개개의 구조물에서 특정 위치에서의 기울기들은 45º 이상, 바람직하게는 60º 이상인 각도를 포함하고, 특히 바람직하게 서로 수직으로 연장되는 것을 포함한다.

하나의 클러치 페달 조립체에서 다양한 클러치 특성들이 구현되고 샤프트 상에서 드럼을 단순히 이동시키는 것에 의하여 선택될 수 있으므로, 사용자의 편의성을 현저히 향상시키고 서로 다른 고객들의 요구사항이나 희망사항에 용이하게 적응할 수 있다.

작동 드럼은 특정 위치들 사이에서 회전축을 따라 이동 가능하고, 잠금 시스템에 의하여 이들 위치들에 잠기거나 붙들릴 수 있으므로, 원하지 않는 드럼의 이동을 신뢰성 있게 방지할 수 있다.

그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.

본 발명 및 그 장점에 대한 완전한 이해를 위하여, 첨부된 도면과 연계된 후술하는 설명을 참고한다. 본 발명은 도면들의 개략적인 그림에 구체화 된 예시적인 실시예를 사용하여 더욱 구체적으로 설명된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 클러치 작동 시스템의 개략적인 단면 측면도이다.
도 2는 도 1의 클러치 작동 시스템의 개략적인 단면 상면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 클러치 작동 시스템의 개략적인 단면도이다.
도 4는 도 3의 C-C선을 따른 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 클러치 작동 시스템의 작동 드럼의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 클러치 작동 시스템의 개략적인 단면도이다.
도 7은 도 6의 클러치 작동 시스템의 작동 드럼의 단면의 평면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 클러치 작동 시스템의 개략적인 단면도이다.
도 9는 레버의 이동에 대한 페달 레버에 가해지는 힘으로서 제1클러치 특성과, 작동 드럼을 나르는 샤프트의 회전 각도에 대한 작동 드럼의 작동 윤곽면의 제1표면 영역의 제1거리 프로파일을 보여준다.
도 10은 레버의 이동에 대한 페달 레버에 가해지는 힘으로서 제2클러치 특성과, 작동 드럼을 나르는 샤프트의 회전 각도에 대한 작동 드럼의 작동 윤곽면의 제2표면 영역의 제2거리 프로파일을 보여준다.
도 11은 레버의 이동에 대한 페달 레버에 가해지는 힘으로서 제3클러치 특성과, 작동 드럼을 나르는 샤프트의 회전 각도에 대한 작동 드럼의 작동 윤곽면의 제3표면 영역의 제3거리 프로파일을 보여준다.
다르게 지칭되지 않는 한, 유사한 도면 부호 또는 그림에 대한 표시는 유사한 요소를 나타낸다.

도 1 및 2는 클러치 페달 조립체(1), 설치 구조물(50), 그리고 유압 액츄에이터(100)를 포함하는 클러치 작동 시스템(2)을 보여준다. 클러치 페달 조립체(1)는 샤프트(10), 클러치 페달(20), 그리고 작동 드럼(30)을 포함한다. 클러치 페달 조립체(1)와 클러치 페달 시스템(2)은 차량, 특히 승용차(도시하지 않음)와 같은 자동차를 위하여 제공된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 샤프트(10)는 길이 형상을 가지며 회전축(A)을 정의한다. 도 2의 샤프트(10)는 동일한 지름을 가지는 것으로 예시되었다. 그러나, 도 3에 도시된 바와 같이, 샤프트(10)는 회전축(A)을 따라 분리된 구역에서 서로 다른 지름을 가질 수도 있다. 클러치 작동 시스템(2)에 조립될 때, 도 2에 예시적으로 도시된 바와 같이, 샤프트(10)는 반대 단부(10A, 10B)에서, 예를 들어 플레인 베어링(도시하지 않음)을 통하여 설치 구조물(50)에 회전 가능하게 장착된다.

클러치 페달(20)은 페달 레버(21)와, 상기 페달 레버(21)에 힘(F)을 가하기 위하여 선택적으로 발판(22)을 포함한다. 페달 레버(21)는 제1단부(21A)에서 샤프트(10)에 고정된다. 예를 들어, 제1단부(21A)는 도 2 및 3에 개략적으로 도시된 바와 같이 슬리브로 형성될 수 있다. 페달 레버(21)를 샤프트에 고정하기 위하여, 슬리브는 샤프트(10)에 수축 끼워 맞춰질(shrink-fitted) 수 있다. 일반적으로, 페달 레버(21)은 샤프트(10)에 대하여 정지되게 배치되도록 샤프트(10)에 고정될 수 있다. 발판(22)은 페달 레버(21)의 제2단부(21B)에 배치되고, 제2단부(21B)는 제1단부(21A)에 반대측에 놓여 있다. 특히, 페달 레버(21)와 발판(22)은 일체로 형성될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 작동 드럼(30)은 힘(F)을 페달 레버(21)에 가함으로써 샤프트(10)가 회전축(A)을 중심으로 회전할 때, 유압 액츄에이터(100)의 유압 피스톤(100)을 작동시키기 위하여 제공된다. 도 5에 예시적으로 도시된 바와 같이, 작동 드럼(30)은 구멍(33)을 정의하는 내측면(32)과 외주면(30a)을 포함하는 캠 형상의 바디로 구현될 수 있다. 작동 드럼(30)은 피스톤(110)과 결합하기 위하여 제공되는 작동 윤곽면(31)을 포함한다. 작동 윤곽면(31)은 외주면(30a)의 일부를 형성한다. 도 2 및 5에 나타낸 바와 같이, 작동 윤곽면(31)은 제1표면 영역(31A), 제2표면 영역(31B), 그리고 선택적으로 제3표면 영역(31C)을 포함한다. 일반적으로, 작동 윤곽면(31)은 적어도 두 개 이상의 서로 다른 표면 영역을 포함한다. 표면 영역들(31A, 31B, 31C)은 서로 이웃하여 위치한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 표면 영역들(31A, 31B, 31C) 각각은 작동 드럼(30)의 원주의 부분에 걸쳐 연장된다.

작동 드럼(30)은 샤프트(10)에 이동 가능하게 설치된다. 특히, 회전축(A) 주위로 샤프트(10)에 대한 상대적인 드럼(30)의 회전은 피해지지만, 도 2의 화살표(S1)에 의하여 표시된 바와 같이, 드럼(30)이 회전축(A)을 따라 샤프트(10)에 대하여 상대적으로 이동 가능한 방식으로 작동 드럼(30)은 샤프트(10)에 장착된다. 예를 들어, 샤프트(10)는 작동 드럼(30)의 구멍(33)을 통하여 연장될 수 있다. 작동 드럼(30)의 내측면(32)은 드럼 안내부(34), 예를 들어 도 3 및 4에 도시된 바와 같은 돌기를 형성할 수 있고, 샤프트(10)의 외주면(11)은, 예를 들어 도 3 및 4에 도시된 바와 같은 홈의 형태로, 회전축(A)을 따라 연장되고 드럼 안내부(34)에 결합되는 샤프트 안내부(15)를 형성할 수 있다.

표면 영역들(31A, 31B, 31C) 각각은 작동 윤곽면(31)의 특정 코스 또는 윤곽을 정의한다. 작동 드럼(30)이 축(10)에 조립될 때, 즉 축(10)에 이동 가능하게 설치될 때, 작동 윤곽면(31)의 표면 영역들(31A, 31B, 31C) 각각은 회전축(A)과 각 표면 영역들(31A, 31B, 31C)의 특정 지점 사이의 거리를 결정한다. 특히, 제1표면 영역(31A)은 회전축(A)에 수직인 작동 윤곽면(31)의 제1거리 프로파일(P1)을 정의하고, 제2표면 영역(31B)은 회전축(A)에 수직인 작동 윤곽면(31)의 제2거리 프로파일(P2)을 정의하며, 제3표면 영역(31C)은 회전축(A)에 수직인 작동 윤곽면(31)의 제3거리 프로파일(P3)을 정의한다. 즉, 회전축(A)과 각 표면 영역들(31A, 31B, 31C) 사이의 거리는 회전축(A)을 중심으로 한 회전 각도에 의존하고 변화한다. 도 9 내지 11에 각각 점선으로 개략적으로 도시된 바와 같이, 제1, 2, 3표면 영역들(31A, 31B, 31C) 각각은 특정 거리 프로파일(P1, P2, P3)을 정의한다. 도 2에 도시된 바와 같이 회전축(A)을 따른 작동 드럼(30)의 이동에 의하여, 제1, 2, 3표면 영역들(31A, 31B, 31C) 각각이 피스톤(110)과 결합하도록 위치할 수 있다. 회전축(A)과 각 표면 영역들(31A, 31B, 31C) 사이의 거리는 페달 레버(21)에 가해지는 힘(F)의 기어비를 결정하기 때문에, 피스톤(110)과의 결합을 위하여 각 표면 영역들(31A, 31B, 31C)을 위치시키는 것에 의하여 원하는 클러치 특성이 선택될 수 있다.

클러치 작동 시스템(2)의 유압 액츄에이터(100)는 피스톤(110)과 압력 챔버(120)를 포함한다. 압력 챔버(120)는 오일과 같은 유체(H)를 포함한다. 피스톤(110)은 압력 챔버(120) 내에서 안내되는 피스톤 헤드(111)와, 상기 피스톤 헤드(111)에 결합된 피스톤 로드(112)를 포함한다. 피스톤 헤드(111)는 압력 챔버(120) 내의 유체의 체적을 감소시키거나 증가시키기 위하여 압력 챔버(120) 내에서 이동 가능하다. 스프링(125)은 피스톤 헤드(111)와 압력 챔버(120)의 벽 사이의 압력 챔버(120) 내에 배치될 수 있다. 피스톤 헤드(111)에 반대편에 놓인 피스톤 로드(11)의 단부(112A)에는 작동 드럼(30)과의 결합을 위한 롤러(113)가 제공될 수 있다.

힘(F)이 페달 레버(21), 특히 발판(22)에 가해질 때, 샤프트(10)와, 그것에 의하여 작동 드럼(30) 역시 도 1에서 화살표(S2)에 의하여 표시된 회전 각도에 걸쳐 회전축(A)을 중심으로 회전된다. 그것에 의하여, 피스톤(110)은 압력 챔버(120) 내로 더욱 밀리고, 유체(H)가 클러치(도시하지 않음)를 작동시키기 위하여 압력 챔버(120) 밖으로 흘러가는 것을 야기한다.

도 9는 작동 드럼(30)의 작동 윤곽면(31)의 제1표면 영역(31A)의 거리 프로파일(P1)이 피스톤(110)과 결합된 경우에 페달 레버(21)의 이동 거리에 대한 페달 레버(21)의 제2단부(21B)에서 페달 레버(21)에 가해지는 힘(F)을 도시한다. 이러한 힘(F)의 경로는 제1클러치 특성과 연관된다. 도 10은 작동 드럼(30)의 작동 윤곽면(31)의 제2표면 영역(31B)의 거리 프로파일(P2)이 피스톤(110)과 결합된 경우에 페달 레버(21)의 이동 거리에 대한 페달 레버(21)의 제2단부(21B)에서 페달 레버(21)에 가해지는 힘(F)을 도시한다. 이러한 힘(F)의 경로는 제2클러치 특성과 연관된다. 도 10으로부터 알 수 있듯이, 작은 이동 거리에서 힘이 거리 프로파일(P1)보다 더 많이 증가된다. 도 11은 작동 드럼(30)의 작동 윤곽면(31)의 제3표면 영역(31C)의 거리 프로파일(P3)이 피스톤(10)과 결합된 경우에 페달 레버(21)의 이동 거리에 대한 페달 레버(21)의 제2단부(21B)에서 페달 레버(21)에 가해지는 힘(F)을 도시한다. 이러한 힘(F)의 경로는 제3클러치 특성과 연관된다. 도 11로부터 알 수 있듯이, 피스톤을 작동시키기 위한 전체 이동 거리는 프로파일들(P1, P2)과 비교할 때 작다. 더 나아가, 작은 이동 거리에서 힘(F)이 거리 프로파일들(P1, P2)보다 더 많이 증가한다.

도 9 내지 11 각각에서 볼 수 있듯이, 힘은 히스테리시스 곡선의 형태로 전개되는데, 히스테리시스 곡선에서 위의 곡선은 페달 레버(21)를 앞으로 밀고 피스톤(110)을 작동시키는 것에 대응되고, 아래 곡선은 페달 레버(21)를 최초 위치로 다시 이동시킬 때 반력을 받는 것에 대응된다.

도 3, 4 및 6 내지 8 도시된 클러치 페달 조립체(1) 각각은 랫칭 메커니즘 형태의 잠금 시스템(40)을 포함한다. 상기 잠금 시스템(40)은 샤프트(10)의 외주면(11)에 형성된 잠금 홈들(41A, 41B, 41C)을 포함한다. 잠금 홈들(41A, 41B. 41C)은 회전축(A)을 따라 서로 이격되어 배치된다. 잠금 시스템(40)은 작동 드럼(30)에 형성된 가이딩 홈(35)을 더 포함한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 가이딩 홈(35)은 작동 드럼(30)의 내측면(32)과 외주면(30a) 사이에서 연장된다. 잠금 시스템(40)은 가이딩 홈(35) 내에서 안내되는 잠금 핀(45)을 더 포함한다. 예를 들어, 잠금 핀(45)은 가이딩 홈(35) 내에 형성된 나사산(도시하지 않음)에 의하여 안내되는 스크류로 구현될 수 있다. 잠금 핀(45)은 도 4에 도시된 바와 같은 잠금 홈들(41A, 41B, 41C) 중 하나 안으로 잠금 핀(45)이 돌출된 잠금 위치에 위치할 수 있다. 더 나아가, 회전축(A)을 따라 샤프트(10) 상에서 작동 드럼(30)의 이동을 허용하도록 잠금 핀(45)이 잠금 홈들(41A, 41B, 41C)로부터 후퇴한 후퇴한 위치에 위치할 수 있다. 도 3에 예시적으로 도시된 바와 같이, 세 개의 잠금 홈들(41A, 41B, 41C)이 제공된다. 일반적으로, 잠금 홈들(41A, 41B, 41C)의 개수는 작동 윤곽면(31)의 표면 영역들(31A, 31B, 31C)의 개수에 대응될 수 있다. 특히, 잠금 홈들(41A, 41B, 41C)은 샤프트(10)에 배치되어 작동 드럼(30)이 각각의 잠금 홈들(41A, 41B, 41C)에서 잠겼을 때 작동 윤곽면(31)의 각각의 표면 영역들(31A, 31B, 31C)이 피스톤(110)과 결합한다.

도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 잠금 시스템(400)은 또한 스핀들 드라이브(401)로 구현될 수 있다. 상기 스핀들 드라이브(401)는 스핀들(402)과, 상기 스핀들(402)을 구동하는 모터(403)를 포함한다. 스핀들 드라이브(401)는 예를 들어 설치 구조물(50)에 설치될 수 있다. 일반적으로, 스핀들 드라이브(401)는 회전축(A)에 대하여 정지된 상태로 배치된다. 도 6 및 8에 도시된 바와 같이, 스핀들(402)은 회전축(A)을 따라 연장되고 작동 드럼(30)에 결합된다. 스핀들(402) 그 자체는 회전축(A)을 따라서 이동 가능할 수 있다. 이와는 달리, 스핀들(402)은 회전축(A)에 대하여 정지되게 배열되고 결합 요소(410, 420)가 회전축(A)을 따라 움직이도록 되어 있을 수 있다. 일반적으로, 스핀들(402)은 도 6의 화살표(S3)에 의하여 가리키는 것과 같이 작동 드럼(30)을 회전축(A)을 따라서 움직이도록 되어 있다. 더 나아가, 스핀들(402)은 작동 드럼(30)을 특정 축방향 위치에 잠그도록 되어 있다.

스핀들(402)이 그것의 길이축을 중심으로 모터(403)에 의하여 회전할 때 스핀들(402) 또는 결합 요소(410, 420)의 축방향 움직임을 야기하도록 스핀들(402)은 나사산(도시하지 않음)을 포함한다. 나사산은 스핀들(402)이 회전하지 않을 때 자가 억제(self-inhibited) 또는 자가 잠금(self-locked)될 수 있다. 그것에 의하여, 스핀들(402)은 작동 드럼(30)을 특정 축방향 위치에 잠그도록 되어 있다.

도 6 및 도 7에 예시적으로 도시된 바와 같이, 스핀들(402)은 결합 로드(410)를 통하여 작동 드럼(30)에 결합될 수 있다. 결합 로드(410)는 제1단부(410A)에서 스핀들(402)과 결합하고 제1단부(410A)의 반대측에 있는 제2단부(410B)에서 작동 드럼(30)에 결합한다. 제2단부(410B)에서 결합 로드(410)는 T-자 형상의 결합 헤드(411)를 포함한다. 작동 드럼(30)의 제1단면(30s)에 형성된 면 결합 홈(36)을 작동 드럼(30)은 포함하는데, 상기 제1단면(30s)은 샤프트(10)의 단부(10B)를 향하고, 특히 스핀들 드라이브(402)를 향한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 면 결합 홈(36)은 결합 헤드(411)에 대응하는 T-자 형상의 단면을 포함한다. 더 나아가, 면 결합 홈(36)은, 도 7에 개략적으로 도시된 바와 같이, 원호의 형태로 회전축(A) 주위를 부분적으로 연장된다. 원형 개구(37A)는 면 결합 홈(36)의 끝단에 형성된다. 결합 헤드(411)는 원형 개구(37A)를 통하여 면 결합 홈(36) 내에 도입된다. 대응하는 단면 덕에, 결합 헤드(411)와 면 결합 홈(36)은 원활하게 결합된다. 면 결합 홈의 원호 형상으로 길이방향 연장은 축(10)과 함께 드럼(30)의 회전을 허용한다.

도 8은 스핀들(402)을 작동 드럼(30)에 결합시키는 다른 가능성을 도시한다. 도 8에 개략적으로 도시된 바와 같이, L-자 형태의 레버(420)는 제1단부(420A)에서 스핀들(402)에 결합하고 제2단부(420B)에서 작동 드럼(30)에 결합한다. 샤프트(10)는 회전축(A)을 따라 샤프트(10)의 제2단부(10B)로부터 연장된 제1부분(12A)과, 제1부분(12A)을 가로지르듯 연장되는 제2부분(12B)을 포함하는 L-자 형상의 채널(12)을 포함하고, 샤프트(10)의 외측면(11)에 개구를 형성한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 레버(420)는 채널(12)을 통하여 연장된다. 내측 결합 홈(37)은 작동 드럼(30)의 내측면(32)에 형성되는데, 레버(420)의 제2단부(420B)는 내측 결합 홈(37)에 결합한다. 스핀들(402)은 회전축(A)과 동축상에 배치되며 레버(420)를 화살표(S4)에 의하여 가리키는 바와 같이 길이축(A)을 따라 이동하도록 함으로써 작동 드럼(30)을 길이축(A)을 따라 이동시키도록 되어 있다.

비록 특정 실시예들이 도시되고 기재되었지만, 다양한 대체 또는 동등 실시예들이 존재할 수 있음이 통상의 기술을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 실시예들은 단지 예시일 뿐, 범위, 응용, 또는 형상을 어떠한 방식으로도 한정하는 것을 의도하지 않음을 인식하여야 한다. 그보다는, 앞에 기재된 명세서는 통상의 기술을 가진 자에게 적어도 하나의 실시예를 구현하기 위한 편리한 길잡이를 제공하는 반면, 첨부된 청구항 및 그것의 법적인 동등물에서 설명되는 범위를 벗어남이 없이 실시예에 기재된 기능 및 요소들의 배열에 다양한 변형이 가해질 수 있음을 이해하여야 할 것이다. 일반적으로 이 명세서는 여기에서 개시된 특정 실시예의 변형예 또는 수정예들을 포함하기 위한 것이다.

Claims

회전축(A)을 정의하는 샤프트(10);
상기 샤프트(10)에 고정된 페달 레버(21)를 포함하는 클러치 페달(20); 그리고
피스톤(110)을 작동시키기 위한 작동 드럼(30);
을 포함하고,
작동 드럼(30)은 제1표면 영역(31A)과, 회전축(A)을 따라 제1표면 영역(31A)에 이웃하여 놓여 있는 제2표면 영역(31B)을 포함하는 작동 윤곽면(31)을 포함하고,
제1표면 영역(31A)은 회전축(A)에 수직인 작동 윤곽면(31)의 제1거리 프로파일(P1)을 정의하고,
제2표면 영역(31B)은 회전축(A)에 수직인 작동 윤곽면(31)의 제2거리 프로파일(P2)을 정의하며,
작동 드럼(30)은 샤프트(10)에 이동 가능하게 장착되어 제1, 2거리 프로파일(P1, P2)이 회전축(A)을 따라 위치할 수 있는 차량용 클러치 페달 조립체(1).
제1항에 있어서,
작동 윤곽면(31)은 회전축(A)을 따라 제1표면 영역(31A) 또는 제2표면 영역(31B)에 이웃하여 놓여 있는 적어도 하나의 추가 표면 영역(31C)을 더 포함하고,
상기 적어도 하나의 추가 표면 영역(31C)은 회전축(A)에 수직인 작동 윤곽면(31)의 추가 거리 프로파일(P3)을 정의하는 클러치 페달 조립체(1).
제1항 또는 제2항에 있어서,
작동 드럼(30)은 구멍(33)을 정의하는 내측면(32)을 포함하고, 샤프트(10)는 구멍(33)을 통하여 연장되며,
작동 드럼(30)의 내측면(32)은 드럼 안내부(34)를 형성하고, 샤프트(10)의 외주면(11)은 회전축(A)을 따라 연장되고 드럼 안내부(34)와 결합하는 샤프트 안내부(15)를 형성하는 클러치 페달 조립체(1).
제3항에 있어서,
드럼 안내부(34)는 돌기에 의하여 형성되고, 샤프트 안내부(15)는 홈에 의하여 형성되는 클러치 페달 조립체(1).
제1항에 있어서,
특정 축 위치에서 작동 드럼(30)을 샤프트(10)에 잠그게 되어 있는 잠금 시스템(40, 400)을 더 포함하는 클러치 페달 조립체(1).
제5항에 있어서,
상기 잠금 시스템(40)은
샤프트(10)에 형성되고 회전축(A)을 따라서 서로 이격되어 있는 잠금 홈들(41A, 41B, 41C);
작동 드럼(30)에 형성된 가이딩 홈(35); 그리고
잠금 핀(45);
을 포함하고,
상기 잠금 핀(45)이 잠금 홈들(41A, 41B, 41C) 중 하나 내로 돌출되는 잠금 위치와 잠금 핀(45)이 잠금 홈들(41A, 41B, 41C)로부터 후퇴한 후퇴 위치 사이에서 상기 잠금 핀(45)은 가이딩 홈(35) 내에서 안내되는 클러치 페달 조립체(1).
제5항에 있어서,
잠금 시스템(400)은 스핀들(402)과, 상기 스핀들(402)을 구동하는 모터(403)를 포함하는 스핀들 드라이브(401)를 포함하고,
스핀들 드라이브(401)는 회전축(A)에 대하여 정지되게 배치되고,
스핀들(402)은 회전축(A)을 따라 연장되며,
스핀들(402)은 작동 드럼(30)에 결합되는 클러치 페달 조립체(1).
제7항에 있어서,
스핀들(402)은 결합 로드(410)를 통하여 작동 드럼(30)에 결합되고,
결합 로드(410)는 작동 드럼(30)의 면 결합 홈(36)에 원활하게 결합하는 T-자 형태의 결합 헤드(411)를 포함하는 클러치 페달 조립체(1).
제7항에 있어서,
스핀들(402)은 샤프트(10)의 L-자 형태의 채널을 통하여 연장되고 작동 드럼(30)의 내측 결합 홈(37)에 결합하는 L-자 형태의 레버(420)를 통하여 작동 드럼(30)에 결합하는 클러치 페달 조립체(1).
제1항에 있어서,
클러치 페달(20)은 페달 레버(21)의 단부(21B)에 발판(22)을 포함하는 클러치 페달 조립체(1).
제1항에 따른 클러치 페달 조립체(1);
샤프트(10)가 회전 가능하게 설치되는 설치 구조물(50); 그리고
클러치를 작동시키기 위한 유압 액츄에이터(100);
를 포함하며,
유압 액츄에이터는 이를 작동시키기 위한 피스톤(110)을 포함하고,
피스톤(110)은 작동 드럼(30)의 작동 윤곽면(31)에 결합되는 차량용 클러치 작동 시스템(2).