KR0124409B1 - 자동차의 조향컬럼 샤프트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 조향 컬럼의 하우징에 내설되는 샤프트에 관한 것으로서, 종래에는 샤프트의 몸체가 단일체로 형성되어 있어서 차량의 충돌사고가 발생하였을 때 조향컬럼의 하우징은 밀려들어 가지만 그 샤프트는 길이를 그대로 유지하고 있어 조향휠로부터 운전자를 효과적으로 보호할 수가 없었으며, 에어백은 그 가격이 너무 고가이어서 소비자에게 상당한 구입부담을 주는 문제점이 있다.

이에 따라 본 발명은 자동차의 조향컬럼 하우징(1) 내부에 끼워져 설치되는 샤프트를 구성함에 있어서, 구경이 상이한 상부몸체(40a)와 하부몸체(40b)로 분리 형성한 다음 이들을 서로 끼우고 결합수단에 의해 일체화된 샤프트(40)로 구성하되 자동차의 충돌로 인하여 소정압력 이상의 충격력을 받으면 상기 상 하부 몸체(40a), (40b)의 결합부가 탈리됨과 동시에 서로 끼워지도록 한 것으로서, 이와 같이 하면 자동차의 충돌사고시 조향컬럼의 하우징(1)이 밀려 들어감과 동시에 샤프트(40)의 길이도 신속히 줄어들므로 조향휠이 보다 원활히 밀려 들어가면서 운전자를 조향휠의 압박으로부터 안전하게 보호할 수가 있는 것이다.

Description

자동차의 조향컬럼 샤프트

제1도는 일반적으로 공지된 조향컬럼의 설치상태를 나타낸 평면도.

제2도는 본 발명의 샤프트를 예시한 분해 사시도.

제3도(a)는 본 발명의 샤프트가 결합된 상태의 요부 횡단면도.

(b)는 충격시 샤프트가 줄어든 상태의 요부 횡단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 하우징 40 : 샤프트

40a : 상부 몸체 40b : 하부 몸체

41 : 하단부 42 : 상단부

50 : 걸림구 51 : 스프링

60 : 삽지공

본 발명은 자동차의 조향 컬럼중 조향휠의 회전력을 바퀴에 전달하는 조향샤프트(이하 “샤프트″라 칭함)에 관한 것으로서, 특히 자동차의 정면충돌시 샤프트가 신속히 절첩되도록 하여 운전자가 가슴을 조향휠에 부딪힐때의 충격력을 최소화시킬 수 있는 자동차의 조향컬럼 샤프트에 관한 것이다.

일반적으로 조향장치(steering system)는 자동차의 진행방향을 운전자가 조향휠을 돌려 자유로이 바꾸는 장치로서 자동차의 주행방향을 바꾸기 위한 조향휠(steering wheel), 조향휠의 회전을 조향기어 박스에 전달하는 축인 조향샤프트(steering shaft), 상기 조향샤프트를 감싸고 있는 조향컬럼(steering colum), 조향휠의 회전운동을 직각에 가까운 각도로 바꿈과 동시에 조향력을 증대시켜 피트먼 암에 전달하는 조향기어(steering gear), 조향기어로부터 전달된 힘을 앞바퀴에 전달하는 구조로서 아이들암, 피트먼암, 너클암, 타이로드가 구비된 조향링키지(steering linkage) 등으로 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 조향장치에는 자동차의 앞부분이 충돌하는 정면 충돌의 차체파손(제1차충격) 사고시 그 충격력으로 인해 조향장치가 차실내로 돌출되어 운전자에게 위해를 주는 것을 방지함과 동시에 관성에 의해 운전자가 조향휠에 부딪쳤을 때(제2차충격) 그 충격을 완화하여 운전자의 부상을 경감시키는 충격흡수장치가 설치되어 있는데, 그 종류로는 충격흡수부의 구조에 따라 벤딩식, 벨로즈식, 볼식, 실리콘 고무봉입식 및 메쉬식 등이 있다.

현재 대부분의 차량에는 충돌사고시 관성에 의한 운전자와 조향휠과의 충돌을 경감하기 위해 컬랩서블(collapsible) 조향축을 주로 사용하고 있으며, 이것은 자동차의 정면에서 규정 이상의 충격이 가해지면 조향컬럼을 잡아주고 있는 브라켓이 빠져나오든가 파괴되도록 구성되어 있는데, 이때 종래의 조향샤프트는 그 몸체가 단일체로 형성되어 있어서 차량이 정면 충돌되었을 때 운전자를 보다 효과적으로 보호할 수가 없었다.

즉, 종래의 조향컬럼 구성을 제1도를 통해서 살펴보면 조향컬럼의 하우징(1)은 브라켓(2)에 캡슐(3)을 끼운 후 상기 캡슐(3)을 차체의 컬럼브라켓(도면에 미도시)에 마운팅하여 하우징(1)을 설치하고 상기 하우징(1) 내부에 단일체로 형성된 샤프트(4)를 내설하여 상단에 축설된 조향휠(5)을 조향하면 그 회전력이 샤프트(4)를 통해 하단의 조향기어에 전달되는 구성으로 되어 있다.

이는 차량의 정면충돌시 차체에 마운팅된 캡슐(3)은 고정된 상태를 그대로 유지하면서 캡슐(3)로부터 브라켓(2)이 빠지면 하우징(1)이 신속하게 밀려 들어가면서 그 만큼 조향휠(5)이 밀려나도록 하여 조향휠(5)에 운전자의 가슴이 부딪힐 때의 압력을 줄여주도록 한 것이다.

하지만 상기와 같이 브라켓(2)이 이탈되면서 하우징(1)이 밀려 들어가더라도 하우징(1) 내부에 끼워져 있는 길다란 샤프트(4)가 그 길이를 그대로 유지하고 있으므로 이러한 상태에서는 조향휠(5)이 하우징(1)을 따라 밀려들어가는데 한계가 있어 차량의 정면 충돌시 운전자를 조향휠로부터 효과적으로 보호할 수가 없었다.

이에 따라 현재는 가스를 이용한 에어백을 핸드에 설치하여 차량이 정면 충돌하였을 때 상기 에어백이 가스의 압력에 의해 신속하게 펼쳐지면서 운전자의 가슴부위를 효과적으로 보호하도록 하고 있는데, 이러한 에어백은 그 가격이 상당히 고가이어서 대형차 등의 값 비싼 고급차량에만 기본으로 적용될 뿐이고 중소형 차량에는 옵션으로 구입자에게 부담을 주고 있기 때문에 대부분의 중소형 차량의 구입자들은 에어백을 설치할 엄두를 못내고 있는 실정이다.

따라서 본 발명은 상기의 문제점을 감안한 것으로서, 고가의 에어백을 사용하지 않고서도 차량의 정면 충돌시 뒤로 밀리는 조향컬럼을 따라 샤프트의 길이가 함께 줄어들도록 하여 조향휠의 압박으로부터 운전자를 최대한 보호할 수 있는 자동차의 조향컬럼 샤프트를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해 샤프트의 몸체를 구경이 상이한 상 하부 몸체로 형성하여 두 몸체를 소정의 깊이로 서로 끼운 후 결합수단에 의해 일체화된 샤프트로 결합하되 그 결합부가 소정 압력 이상의 충격을 받았을 때 탈리되면서 결합된 상기 두 몸체의 길이가 신속히 줄어들도록 한 것이며, 이와 같이 함으로써 차량의 정면 충돌시 샤프트의 길이가 신속히 줄어들면서 조향휠이 보다 신속하게 밀려들어가게 되므로 상기 목적을 효과적으로 달성할 수가 있다.

이하 본 발명의 목적을 효과적으로 달성할 수 있는 기술구성 및 작용효과에 대하여 바람직한 실시예로 첨부한 별첨의 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

자동차의 조향컬럼 하우징 내부에 끼워져 설치되는 샤프트를 구성함에 있어서, 샤프트를 구경이 상이한 상부몸체(40a)와 하부몸체(40b)로 분리 형성한 후 서로 끼워져 일체화된 샤프트(40)로 결합하되 그 결합수단으로 상부몸체(40a)의 하단부(41) 내벽에는 스프링(51)으로 탄지되는 걸림구(50)와 외부로 출몰될 수 있도록 설치하고 하부몸체(40b)의 상단부(42)에는 상기 걸림구(50)가 끼워져 걸릴 수 있는 삽지공(60)을 형성한다. 참고로, 도면중 미설명 부호(52)는 상기 걸림구(50)와 스프링(51)의 설치상태를 유지시키기 위한 고정구이다.

이와 같이 형성된 본 발명은 상부몸체(40a)의 하단부(41)를 하부몸체(40b)의 상단부(42)에 끼우면 상부몸체(40a)의 하단부(41)에 돌출되어 있던 걸림구(50)가 하부몸체(40b)의 상단부(42)와 접면되어 스프링(51)을 압축하면서 들어가게 되며, 일단 이와 같이 걸림구(50)가 상부몸체(40a)의 내부로 삽입이 된 상태에서는 상부몸체(40a)의 하단부(41)가 하부몸체(40b)의 상단부(42)에 원활히 삽입이 된다.

그리고, 상기와 같이 삽입되는 상부몸체(40a)의 걸림구(50)가 소정위치에 도달하면 즉, 상부몸체(40a)의 걸림구(50)가 하부몸체(40b)의 삽지공(60)과 일치되면 상부몸체(40a)의 걸림구(50)가 압축되었던 스프링(51)의 탄지력에 의해 신속히 삽지공(60)에 끼워지면서 제3도(a)와 같이 결합되므로 상부몸체(40a)는 더 이상 하부몸체(40b)의 내부로 들어가지 않고 결합된 상태를 그대로 유지하게 된다.

그후, 상기와 같이 상부몸체(40a)와 하부몸체(40b)가 결합된 샤프트(40)를 공지된 통상의 조향컬럼과 같이 하우징(1)에 끼워서 상단에는 조향휠(5)을 연결하고 하단에는 조향기어를 연결하여 사용하면 상부몸체(40a)와 하부몸체(40b)가 상기의 걸림구(50)와 삽지공(60)에 의해 일체인 상태를 그대로 유지하고 있으므로 조향휠(5)을 좌, 우로 돌릴 때 그 회전력이 조향기어에 원활히 전달되어 조향을 할 수 있는 것이다.

이러한 상태에서 차량의 충돌로 인해 전방에 강한 충격력이 발생하면 샤프트(40)의 상부몸체(40a)에 설치된 걸림구(50)가 스프링(51)을 압축하면서 상부몸체(40a) 속으로 들어감에 따라 제3도(b)와 같이 상부몸체(40a)가 하부몸체(40b) 속으로 신속히 진입되어 샤프트(40)의 길이가 줄어들게 되므로 정면 충돌시 운전자가 조향휠(5)에 부딪힐 때의 충격력을 최대한 약하게 하므로 운전자를 보다 안전하게 보호할 수가 있는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명은 차량의 정면충돌시 조향컬럼의 하우징을 고정하고 있는 브라켓이 차체의 컬럼브라켓에서 빠지면서 하우징이 밀려 들어갈 때 상기와 같이 샤프트의 길이가 함께줄어들어 조향휠이 보다 신속하면서도 원활히 밀려 들어가게 한 것으로서, 이에 따라 차량의 정면 충돌로 인해 운전자가 조향휠에 부딪힐 때의 충격을 상당히 줄일 수가 있으므로, 고가인 에어백을 설치하지 않더라도 간단한 구성과 낮은 비용으로 운전자를 안전하게 보호할 수 있는 것이다.

Claims (1)

1. 조향휠의 샤프트 몸체를 상하 몸체(40a), (40b)로 분리한 후 이를 결합하여 조향휠 샤프트를 구성함에 있어서, 상하 몸체(40a), (40b)의 결합수단으로 상부몸체(40a) 하단에는 스프링(51)으로 탄지되는 걸림구(50)를 외부로 출몰 가능하게 설치하고, 하부몸체(40b)의 상단에는 상기 걸림구(50)가 끼워질 수 있는 삽지공(60)을 형성하여 스프링(51)으로 탄지되는 걸림구(50)의 괘지력에 의해 상하 몸체(40a), (40b)의 체결상태가 유지되게 한 것을 특징으로 하는 자동차용 조향컬럼 샤프트.