KR101509990B1

KR101509990B1 - 차량용 클러치페달의 답력 저감장치

Info

Publication number: KR101509990B1
Application number: KR20130145527A
Authority: KR
Inventors: 민정선
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2013-11-27
Filing date: 2013-11-27
Publication date: 2015-04-07
Anticipated expiration: 2033-11-27
Also published as: US9256243B2; US20150143943A1

Abstract

본 발명은 차량용 클러치페달의 답력 저감장치에 관한 것으로, 페달암(30)의 전방 회전시에는 운전자의 답력을 크게 줄여줄 수 있게 됨으로써 페달 조작에 의한 운전자의 피로도를 크게 경감시킬 수 있게 되고, 전방으로 회전된 페달암(30)의 후방 복귀시에는 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, 전방으로 연장된 후 다시 후방으로 연장된 가이드구멍이 양측면에 형성된 페달멤버; 상기 가이드구멍을 향해 돌출되도록 페달암의 상부측에 구비된 페달암레버; 상기 가이드구멍과 상기 페달암레버를 일체로 관통하면서 상기 페달암이 회전 동작할 때에 상기 가이드구멍을 따라 이동 가능하게 설치된 가이드바; 및 상기 페달멤버에 일단이 연결되고 상기 가이드바에 타단이 연결되게 설치되어서 상기 페달암이 전방을 향해 회전할 때에는 턴오버력을 발생시키고 상기 페달암이 후방을 향해 회전할 때에는 복귀력을 증대시키는 탄성부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 페달멤버에 결합된 카울브라켓에 일단이 연결되고 상기 가이드바를 향해 돌출된 타단에는 상기 가이드바가 삽입되도록 스토퍼홈이 구비된 것으로, 사고가 발생하지 않은 평상시에는 상기 가이드바의 위치를 고정시켜 주고, 사고로 인해 상기 카울브라켓이 후방으로 밀려들어올 때에는 상기 페달암을 전방으로 강제 회전시키도록 동작하는 카울브라켓레버;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 가이드구멍은 페달힌지의 회전반경을 따라 상기 페달힌지의 전방 하측에서 전방 상측으로 연장된 하부가이드구멍; 상기 하부가이드구멍의 상단 끝에서 후방 상측으로 굴절된 굴절부; 및 상기 굴절부에서 후방 상측으로 연장된 상부가이드구멍으로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 가이드바가 상기 가이드구멍을 따라 이동하는 이동궤적은 보다 용이한 턴오버력의 발생을 위해 상기 페달암레버의 회전궤적보다 짧은 것을 특징으로 한다.

상기 페달암레버에는 선단을 향해 개구된 레버홀이 형성되고; 상기 레버홀에 상기 가이드바가 끼워지도록 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 탄성부재는 상기 가이드구멍을 기준으로 후방 상측에 위치하면서 일단이 상기 페달멤버의 상부쪽에 고정되고 타단이 상기 가이드바에 고정된 인장스프링인 것을 특징으로 한다.

상기 탄성부재는 상기 가이드구멍을 기준으로 전방측에 위치하면서 일단이 상기 페달멤버의 전방쪽에 고정되고 타단이 상기 가이드바에 고정된 압축스프링인 것을 특징으로 한다.

상기 카울브라켓레버의 하단부에 소음방지를 위한 부시가 결합되고; 상기 부시에 상기 스토퍼홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 스토퍼홈은 상기 가이드바가 상기 하부가이드구멍에 위치했을 때 상기 가이드바가 삽입되는 하부스토퍼홈; 및 상기 가이드바가 상기 상부가이드구멍에 위치했을 때 상기 가이드바가 삽입되는 상부스토퍼홈으로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 운전자 조작에 따른 페달암의 전방 회전시에는 스프링력에 의해 운전자의 답력을 크게 줄여줄 수 있게 됨으로써 페달 조작에 의한 운전자의 피로도를 크게 경감시킬 수 있게 되고, 전방으로 회전된 페달암의 후방 복귀시에는 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.

또한, 본 발명은 충돌 및 추돌사고 발생시에 페달암이 카울브라켓레버에 의해 전방으로 강제 회전됨으로써 페달암에 의한 운전자의 하지 부상을 최대한 예방할 수 있는 효과도 있다.

도 1 내지 도 2는 본 발명에 따른 답력 저감장치가 적용된 클러치페달의 사시도 및 측면도,
도 3은 도 1에서 페달멤버를 제거한 상태의 도면,
도 4는 페달암이 전방으로 회전해서 턴오버력이 발생된 상태의 도면,
도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 페달멤버와 페달암레버 및 카울브라켓레버를 설명하기 위한 도면,
도 8은 사고 발생시 본 발명에 따른 카울브라켓레버에 의해 페달암이 전방으로 역회전 동작하는 상태를 설명하기 위한 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 7에 도시된 바와 같이 운전석 하부의 전방쪽 차체패널(대시패널)에 고정되게 설치되고 전방으로 연장된 후 다시 후방으로 연장된 가이드구멍(10)이 양쪽 측면을 일체로 관통해서 형성된 페달멤버(20); 상기 가이드구멍(10)을 향해 돌출되도록 페달암(30)의 상부측에 구비된 페달암레버(40); 상기 가이드구멍(10)과 상기 페달암레버(40)를 일체로 관통하면서 상기 페달암(30)이 회전 동작할 때에 상기 가이드구멍(10)을 따라 이동 가능하게 설치된 가이드바(50); 및 상기 페달멤버(20)에 일단이 연결되고 상기 가이드바(50)에 타단이 연결되게 설치되어서 상기 페달암(30)이 전방을 향해 회전할 때에는 턴오버력을 발생시키고 상기 페달암(30)이 후방을 향해 회전할 때에는 복귀력을 증대시키는 탄성부재;를 포함하는 구성이다.

여기서, 상기 페달멤버(20)는 상측과 하측 및 후방쪽에 개구되게 형성된 디귿자 모양의 브라켓으로, 양쪽의 측면부를 연결하는 부위가 전방을 향하도록 설치된다.

상기 페달멤버(20)의 내부공간에 상기 페달암(30)이 위치하고, 이 상태에서 상기 페달암(30)의 상측부가 페달힌지(31)를 매개로 상기 페달멤버(20)에 대해 전후방향 회전 가능하게 설치된다.

상기 페달멤버(20)의 상부측에는 스위치브라켓(61)이 결합되고, 상기 스위치브라켓(61)의 후방쪽에는 페달스위치(62)가 결합되며, 상기 스위치브라켓(61)의 전방쪽에는 카울브라켓(63)이 결합된다.

또한, 본 발명에 따른 답력 저감장치는 상기 페달멤버(20)에 결합된 카울브라켓(63)에 일단이 연결되고 상기 가이드바(50)를 향해 돌출된 타단에는 상기 가이드바(50)가 삽입되도록 스토퍼홈(91)을 구비한 카울브라켓레버(70)를 더 포함하는 구성이다.

사고가 발생하지 않은 평상시일 때 상기 카울브라켓레버(70)는 상기 가이드바(50)의 위치를 고정시켜 주는 역할을 하고, 사고로 인해 상기 카울브라켓(63)이 후방으로 밀려들어올 때에는 상기 페달암(30)을 전방으로 강제 회전시켜서 페달암(30)으로 인한 운전자의 하지(발목, 정강이 등)부상을 예방하는 역할을 한다.

상기 페달멤버(20)에 형성된 가이드구멍(10)은 페달힌지(31)의 회전반경을 따라 상기 페달힌지(31)의 전방 하측에서 전방 상측으로 연장된 하부가이드구멍(11); 상기 하부가이드구멍(11)의 상단 끝에서 후방 상측으로 굴절된 굴절부(12); 및 상기 굴절부(12)에서 후방 상측으로 연장된 상부가이드구멍(13)으로 구성된다.

상기 하부가이드구멍(11) 구간은 페달암(30)이 후방으로 복귀하는 동작을 할 때에 후술하는 인장스프링(81) 또는 압축스프링(82)의 탄성력을 전달받아서 상기 페달암(30)의 완전한 복귀가 진행되는 구간이고, 상기 굴절부(12)는 가이드바(50)가 이 구간에 위치했을 때 최대의 답력을 느끼는 구간이며, 상기 상부가이드구멍(13) 구간은 페달암(30)이 전방으로 회전할 때에 인장스프링(81) 또는 압축스프링(82)의 탄성력을 전달받아서 상기 페달암(30)에 턴오버력을 발생시키는 구간이다.

여기서, 상기 가이드바(50)가 상기 가이드구멍(10)을 따라 이동하는 이동궤적은 상기 페달암레버(40)의 회전궤적보다 짧은 것이 특징인데, 이는 가이드바(50)가 굴절부(12)를 통과해서 상부가이드구멍(13)으로 이동할 때에 상기 페달암(30)에 턴오버력을 보다 용이하게 발생시키기 위함이며, 이를 통해 페달암(30)에 발생하는 턴오버력의 크기를 한층 더 증대시킬 수 있게 된다.

상기 페달암레버(40)에는 선단을 향해 개구된 레버홀(41)이 형성되고, 상기 레버홀(41)에 상기 가이드바(50)가 끼워지도록 설치된 구조가 된다.

한편, 상기 탄성부재는 상기 가이드구멍(10)을 기준으로 후방 상측에 위치하면서 일단이 상기 페달멤버(20)의 상부쪽에 고정되고 타단이 상기 가이드바(50)에 고정된 인장스프링(81)인 것이 바람직하나, 다른 실시예로 상기 가이드구멍(10)을 기준으로 전방측에 위치하면서 일단이 상기 페달멤버(20)의 전방쪽에 고정되고 타단이 상기 가이드바(50)에 고정된 압축스프링(82)일 될 수도 있다.

상기 카울브라켓레버(70)의 하단부에 소음방지를 위한 부시(90)가 결합되는데, 상기 부시(90)에 상기 스토퍼홈(91)이 형성된 구조가 된다.

상기 부시(90)는 소음방지 및 충격감소를 위해 고무 또는 실리콘 재질로 형성된 것이 바람직하나, 이에 한정된 것은 아니다.

상기 스토퍼홈(91)은 상기 가이드바(50)가 상기 하부가이드구멍(11)에 위치했을 때 상기 가이드바(50)가 삽입되는 하부스토퍼홈(91a); 및 상기 가이드바(50)가 상기 상부가이드구멍(13)에 위치했을 때 상기 가이드바(50)가 삽입되는 상부스토퍼홈(91b)으로 구성되며, 상기 하부스토퍼홈(91a)과 상기 상부스토퍼홈(91b)은 연속적으로 이어지게 형성된 구조이다.

이하, 본 발명 실시예의 작용에 대해 설명한다.

도 1 내지 도 2의 상태는 운전자가 페달암(30)을 밟기 전의 상태이며, 이때 가이드바(50)는 도 5의 P1상태와 같이 하부가이드구멍(11)에 위치하고 있게 된다.

상기의 상태에서 운전자가 페달암(30)을 밟아 조작을 하게 되면 페달암(30)은 페달힌지(31)를 중심으로 전방쪽으로 회전하게 되고, 가이드바(50)는 굴절부(12)를 향해 이동하게 되며, 인장스프링(81)은 점차 길이가 늘어나게 압축된다.

가이드바(50)가 굴절부(12)를 향해 이동하는 과정에서는 인장스프링(81)의 반발력이 가이드바(50)를 통해 페달암(30)으로 전달되며, 이로 인해 상기 페달암(30)에 가해지는 운전자 하중의 반대방향으로 반력이 발생하게 되는 바, 이 결과 운전자가 느끼는 답력은 점차 상승하게 되고, 이때 운전자는 페달암(30)으로부터 전달되는 반력을 인지하게 됨으로써 페달암(30)의 작동상태를 인지하게 된다.

그리고, 페달암(30)의 계속된 전방 회전으로 가이드바(50)가 굴절부(12)에 위치하는 순간(도 5의 P2 상태), 인장스프링(81)의 길이는 최대로 늘어난 상태가 되고 이로 인해 반발력은 최대가 되며, 이때 운전자가 느끼는 답력은 최대가 된다.

또한, 페달암(30)의 계속된 전방 회전으로 가이드바(50)가 굴절부(12)를 통과해서 상부가이드구멍(13)으로 진입하게 되면, 길이가 늘어났던 인장스프링(81)은 원래의 길이로 복원되면서 가이드바(50)를 상측으로 당기게 되고, 이 순간 페달암(30)은 인장스프링(81)이 당기는 힘에 의해 전방으로 이동하게 되는 바, 이때 페달암(30)에 가해지는 인장스프링(81)의 반력은 급격히 감소하게 되고, 동시에 운전자가 느끼는 답력 또한 감소하게 됨으로써, 운전자는 감소된 답력으로 인해 페달암(30) 작동시 피로감이 줄어들게 된다.

또한, 본 발명은 전방으로 회전된 페달암(30)이 후방 복귀하는 과정에서도 인장스프링(81)이 가이드바(50)를 하부가이드구멍(11)으로 당겨주게 되는 바, 이를 통해 페달암(30)의 완전복귀를 유도할 수 있게 되고, 이 결과 클러치디스크와 플라이휠의 보다 확실한 연결을 도모할 수 있게 됨으로써 엔진 출력이 높은 고마력 차량에서도 부품의 손상없이 충분히 사용할 수 있는 장점이 있다.

그리고, 본 발명은 충돌 및 추돌사고 발생시에 카울브라켓레버(70)에 의해 페달암(30)이 전방으로 강제 회전됨으로써 페달암(30)에 의한 운전자의 하지(발목, 정강이 등) 부상을 최대한 예방할 수 있는 장점이 있다.

즉, 충돌 및 추돌사고 발생하고 페달멤버(20)가 대시패널(미도시)과 함께 후방으로 밀려들어오면 도 8에 도시된 바와 같이 카울브라켓(63)은 카울크로스바(64)와 접촉해서 전방으로 밀리게 되고(화살표 M1), 이때에 카울브라켓레버(70)는 하부가이드구멍(11)의 위치에 있던 가이드바(50)를 상부가이드구멍(13)의 위치로 이동시키게 되며, 상기 가이드바(50)의 이동에 의해 페달암레버(40) 및 페달암(30)은 페달힌지(31)를 중심으로 도시된 화살표 R1(반 시계방향)과 같이 회전하게 되는 바, 이 과정에서 운전자가 밟게 되는 페달암(30)의 하부는 전방으로 강제로 회전해서 운전자로부터 멀어지게 된다.

따라서, 사고 발생시 페달암(30)의 하부가 전방으로 강제 회전됨에 따라 페달에 의해 운전자의 정강이 부위가 가격 당하거나 또는 운전자의 발목이 뒤로 젖혀지면서 꺾이는 부상을 방지할 수 있게 됨으로써, 페달암(30)에 의한 운전자의 다리부상을 최대한 예방할 수 있게 되는 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 실시예는 페달암(30)의 전방 회전시 가이드바(50)가 하부가이드구멍(11)에서 굴절부(12)에 도달하기 전까지는 인장스프링(81)에 의해 페달암(30)에 답력을 제공하게 되고, 상기 가이드바(50)가 굴절부(12)를 통과해서 상부가이드구멍(13)으로 진입하는 과정에서는 큰 스프링력으로 가이드바(50)를 상측으로 당겨줌에 따라 페달암(30)이 스프링력에 의해 전방으로 이동되는 구성인 바, 이를 통해 페달암(30)으로 전달되는 답력을 크게 저감시킬 수 있어서 페달암(30) 조작에 따른 운전자의 피로도를 크게 줄일 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 전방으로 회전된 페달암(30)의 후방 복귀시에도 인장스프링(81)이 가이드바(50)를 하부가이드구멍(11)으로 당겨주는 구성으로, 이를 통해 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, 본 발명은 충돌 및 추돌사고 발생시에 카울브라켓레버(70)에 의해 페달암(30)이 전방으로 강제 회전되는 구성으로, 이를 통해 페달암(30)에 의한 운전자의 하지(발목, 정강이 등) 부상을 최대한 예방할 수 있는 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 - 가이드구멍 20 - 페달멤버
30 - 페달암 40 - 페달암레버
50 - 가이드바 63 - 카울브라켓
70 - 카울브라켓레버 81 - 인장스프링
82 - 압축스프링 90 - 부시

Claims

전방으로 연장된 후 다시 후방으로 연장된 가이드구멍이 양측면에 형성된 페달멤버;
상기 가이드구멍을 향해 돌출되도록 페달암의 상부측에 구비된 페달암레버;
상기 가이드구멍과 상기 페달암레버를 일체로 관통하면서 상기 페달암이 회전 동작할 때에 상기 가이드구멍을 따라 이동 가능하게 설치된 가이드바; 및
상기 페달멤버에 일단이 연결되고 상기 가이드바에 타단이 연결되게 설치되어서 상기 페달암이 전방을 향해 회전할 때에는 턴오버력을 발생시키고 상기 페달암이 후방을 향해 회전할 때에는 복귀력을 증대시키는 탄성부재; 및
상기 페달멤버에 결합된 카울브라켓에 일단이 연결되고 상기 가이드바를 향해 돌출된 타단에는 상기 가이드바가 삽입되도록 스토퍼홈이 구비된 것으로, 사고가 발생하지 않은 평상시에는 상기 가이드바의 위치를 고정시켜 주고, 사고로 인해 상기 카울브라켓이 후방으로 밀려들어올 때에는 상기 페달암을 전방으로 강제 회전시키도록 동작하는 카울브라켓레버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 가이드구멍은 페달힌지의 회전반경을 따라 상기 페달힌지의 전방 하측에서 전방 상측으로 연장된 하부가이드구멍;
상기 하부가이드구멍의 상단 끝에서 후방 상측으로 굴절된 굴절부; 및
상기 굴절부에서 후방 상측으로 연장된 상부가이드구멍으로 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
청구항 1에 있어서,
상기 가이드바가 상기 가이드구멍을 따라 이동하는 이동궤적은 보다 용이한 턴오버력의 발생을 위해 상기 페달암레버의 회전궤적보다 짧은 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
청구항 1에 있어서,
상기 페달암레버에는 선단을 향해 개구된 레버홀이 형성되고;
상기 레버홀에 상기 가이드바가 끼워지도록 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
청구항 1에 있어서,
상기 탄성부재는 상기 가이드구멍을 기준으로 후방 상측에 위치하면서 일단이 상기 페달멤버의 상부쪽에 고정되고 타단이 상기 가이드바에 고정된 인장스프링인 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
청구항 1에 있어서,
상기 탄성부재는 상기 가이드구멍을 기준으로 전방측에 위치하면서 일단이 상기 페달멤버의 전방쪽에 고정되고 타단이 상기 가이드바에 고정된 압축스프링인 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
청구항 3에 있어서,
상기 카울브라켓레버의 하단부에 소음방지를 위한 부시가 결합되고;
상기 부시에 상기 스토퍼홈이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.
청구항 8에 있어서,
상기 스토퍼홈은 상기 가이드바가 상기 하부가이드구멍에 위치했을 때 상기 가이드바가 삽입되는 하부스토퍼홈; 및
상기 가이드바가 상기 상부가이드구멍에 위치했을 때 상기 가이드바가 삽입되는 상부스토퍼홈으로 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 클러치페달의 답력 저감장치.