KR0151832B1

KR0151832B1 - 자동차의 전방 충돌시 타이로드 각도 변환장치

Info

Publication number: KR0151832B1
Application number: KR1019950060056A
Authority: KR
Inventors: 전민수
Original assignee: 김태구; 대우자동차주식회사
Priority date: 1995-12-28
Filing date: 1995-12-28
Publication date: 1998-09-15
Also published as: KR970041106A

Abstract

본 발명은 자동차의 전방충돌시 타이어의 방향을 조정하는 타이로드 각도 변환장치에 관한 것으로, 종래에는 타이어가 직진방향을 유지한 상태에서 전방충돌이 발생하면 후방으로 밀리는 타이어가 도어의 프레임에 강하게 부딪힘에 따라 운전석 및 조수석의 도어가 뒤로 밀려서 센터필러와의 사이에 꽉 물리게 되므로 결국에는 도어가 개방되지 않는 상태가 발생되며, 이로인해 부상당한 운전자나 조수석의 탑승자를 신속하게 구조할 수가 없는 문제점이 발생하였다.

이에따라 본 발명은 조향축(10)이 피니언(11)과 치합된 래크(20)의 이동에 의해 타이로드(30)의 각도를 변환시키도록 한 것에 있어서, 상기 래크(20)의 양단에 모터 등의 구동수단(40)에 의해 구동되는 보조피니언(50)을 치합시키고, 상기 구동수단(40)에는 각도센서와 충격센서를 연결하여 조향휠(60)이 소정각도 이내인 직진상태의 주행중 전방충돌로 인해 소정압력 이상의 충격을 받으면 상기 구동수단(40)이 래크(20)를 작동시켜 상기 보조피니언이 타이어의 방향을 신속히 옆으로 틀어줌에 따라 타이어가 양측 도어를 빗겨나면서 밀리도록 함으로써, 사고 후 도어가 열리지 않는 현상을 방지할 수가 있으므로 소비자의 자동차에 대한 안전도와 신뢰감을 향상시킬 수 있는 것이다.

Description

자동차의 전방 충돌시 타이로드 각도 변환장치

제1도는 본 발명이 실시된 조향장치의 요부 사시도.

제2도는 제1도의 요부만을 발취하여 절단한 횡단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 조향축 11 : 피니언

20 : 래크 30 : 타이로드

40 : 구동수단 50 : 보조피니언

본 발명은 자동차의 전방충돌시 타이어의 방향을 조정하는 타이로드 각도 변환장치에 관한 것으로, 특히 조향축의 피니언과 치합된 래크의 양단에 모터로 구동되는 보조피니언을 장치하여 직진하던 자동차의 정면 충돌시 상기 보조피니언이 타이어의 방향을 신속히 옆으로 틀어줌에 따라 타이어가 양측 도어를 빗겨나 밀리도록 함으로써, 사고 후 도어가 열리지 않는 현상을 방지할 수 있도록 한 자동차의 전방충돌시 타이로드 각도 변환장치에 관한 것이다.

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

이와같이 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 부딪쳤을때(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 차량에서는 충돌사고시 관성에 의한 운전자와 조향휠과의 충돌을 경감하기 위해 컬랩서블(collapsible) 조향축을 주로 사용하고 있으며, 이것은 자동차의 정면에서 규정이상의 충격이 가해지면 조향컬럼을 잡아주고 있는 브라켓이 빠져나오든가 파괴되도록 구성되어 있으나, 이는 정면충돌시 운전자가 조향휠로부터 치명적인 상처를 받는 것은 어느정도 줄일 수 있으나 그리 효과적이라고 할 수는 없었다.

따라서 현재 출고되고 있는 차량에는 가스를 이용한 에어백을 핸들에 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 중 소형의 차량에는 옵션으로 구입자에게 부담을 주고 있기 때문에 대부분의 중 소형 차량의 구입자들은 에어백을 설치할 엄두를 못내고 있는 실정이다.

특히 현재 출고되고 있는 대부분의 일반적인 자동차는 운전자가 핸들을 꼭 잡고 있음에 따라 타이어가 직진방향을 유지하고 있는 상태에서 전방충돌이 발생되면 타이어는 충격에 의해 직진상태를 유지한 상태 그대로 후방을 향해 밀리면 도어의 프레임과 부딪히도록 구성되어 있다.

그런데, 상기와 같이 타이어가 직진상태를 유지한 상태에서 후방으로 밀려 도어의 프레임과 부딪히면 그 충격에 의해 운전석 및 조수석의 도어가 뒤로 밀려서 꽉 물리게 되므로 결국에는 도어가 개방되지 않는 상태가 발생되며, 이와같이 운전석 및 조수석의 도어가 열리지 않음에 따라 종래에는 부상당한 운전자나 조수석의 탑승자를 신속하게 구조할 수가 없는 문제점이 발생하였다.

따라서 본 발명은 상기의 문제점을 감안하여 자동차가 직진상태에서 소정압력 이상으로 전방충돌 하였을 때 이를 충격센서와 각도센서로 감지한 후 직진방향인 타이어의 각도를 비스듬한 각도로 변환시켜 양측 도어를 빗겨나 밀리도록 함으로써, 사고 후 도어가 열리지 않는 현상을 방지할 수 있는 자동차의 전방충돌시 타이로드 각도 변환 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 본 발명의 목적은 조향축의 피니언과 치합되어 있으면서 타이로드를 좌우로 이동자재 시켜 양측의 너클암 각도를 변환시키는 래크의 양단에 모터 등의 구동수단에 의해 구동되는 보조피니언을 설치하고, 상기 구동수단은 각도센서 및 충격센서에 의해 조향휠이 직진방향이면서 소정압력 이상의 충격이 발생할 때 상기 구동수단을 작동시키도록 하여 직진하던 자동차의 정면 충돌시 상기 보조피니언이 타이어의 방향을 신속히 옆으로 틀어줄 수 있도록 자동차의 전방충돌시 타이로드 각도 변환장치를 구성하면 달성되는 것이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명은 직진하던 자동차가 정면충돌이 발생하였을 때 조향휠의 직진상태임을 감지한 각도센서가 구동수단을 작동시키면 래크의 양단에 치합되어 있는 보조피니언이 구동되어 상기 래크를 이동시켜 줌에 따라 래크 양측의 타이로드에 연설된 너클암의 각도가 변환되어 타이어가 비스듬히 경사진 상태에서 후방으로 밀리게 되므로 운전석과 조수석의 도어프레임에 가하는 충격을 최대한 줄일 수가 있어 상기 목적을 효과적으로 달성할 수가 있는 것이다.

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

본 발명은 조향축(10)의 피니언(11)과 치합된 래크(20)에 의해 타이로드(30)가 좌우로 이동자재되면서 양측의 너클암 각도를 변환시키도록 한 것에 있어서, 상기 래크(20)의 양단에 모터 등의 구동수단(40)에 의해 구동되는 보조피니언(50)을 치합시키고, 상기 구동수단(40)은 조향휠(60)의 각도를 감지하는 각도센서와 충격센서를 연결하여 조향휠(60)이 소정각도 이내에서 소정압력 이상의 충격을 받았을 때 상기 구동수단(40)이 작동되도록 회로 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.

이와같이 형성된 본 발명은 교차로에서 회전하거나 커브길을 주행하기 위해 조향휠(60)을 좌우로 소정각도 이상 회전시킨 상태에서 주행하다가 소정압력 이상의 충격으로 정면충돌이 발생하더라도 이때에는 각도센서가 조향휠(60)이 소정각도 이상으로 회전상태임을 감지한 상태이므로 이러한 상태에서는 각도센서가 구동수단(40)을 작동시키지 않는 것이다.

이에따라 교차로나 커브길에서 회전할 때 타이어는 운전자가 조향휠(60)을 소정각도 이상으로 회전시킨 조향각도를 따라 비스듬히 틀어진 상태에서 주행하다가 전방충돌로 인한 충격을 그대로 받게 되므로 타이어가 후방으로 밀리더라도 운전석과 조수석의 도어 프레임을 벗어난 상태에서 뒤로 밀리게 됨에 따라 도어프레임에 가해지는 충격이 별로 없는 것이다.

그리고 조향휠(60)이 소정각도 이내를 유지하는 직선도로에서 자동차를 주행하다가 정면충돌이 발생하여 충격센서가 소정압력 이상의 충격임을 감지하고 조향휠(60)이 소정각도 이내 임을 각도센서가 감지하였을 때에는 구동수단(40)을 구동시켜 래크(20)의 양단에 치합되어 있는 보조피니언(50)을 작동시킴에 따라 래크(20) 양측의 타이로드(30)에 연설된 너클암의 각도가 변환되어 타이어가 신속히 비스듬히 경사진 상태를 유지하면서 후방으로 밀리게 된다.

따라서 자동차를 직선상태로 주행하다가 전방충돌이 발생하더라도 본 발명은 조향휠(60)의 각도센서 및 충격센서로 작동되는 보조피니언(50)이 타이로드(30)의 각도를 신속히 변환시켜서 타이어를 비스듬히 경사진 상태에서 밀리게 함으로 인해 운전석과 조수석의 도어프레임에 가해지는 충격을 최대한 줄일 수가 있는 것이며, 이로인해 운전석과 조수석의 도어프레임이 타이어와 센터필러 사이에 꽉 끼여 열리지 않는 현상을 방지할 수가 있는 것이다.

이러한 본 발명은 구동수단(40)에 충격센서 없이 각도센서 만을 연결하여 조향휠(60)이 소정각도 범위 내에서 조향된 상태에서 주행하다가 정면충돌이 발생하면 상기 구동수단(40)을 작동시켜 타이로드(30)의 각도를 변환시키도록 할 수도 있는데, 이러한 경우에는 작은 전방충격에도 구동수단(40)이 작동할 수 있으므로 가능하면 충격센서를 함께 설치하는 것이 바람직 하다.

이상에서와 같이 본 발명은 자동차가 직진상태로 주행하는 것이지 아니면 교차로나 커브길이나 회전을 하는 상태인지의 여부 즉, 조향휠이 소정각도 이상으로 회전되었는지 아닌지의 여부를 감지하는 각도센서와 충격시의 압력이 소정압력 이상인지를 감지하는 충격센서에 의해 소정각도 이내의 직진상태에서 주행중 전방충돌 하였을 때 래크에 설치된 보조피니언을 구동시켜 타이어의 각도를 비스듬한 각도로 변환시킨 상태에서 타이어가 뒤로 밀리도록 함으로써 종래처럼 직선상태로 밀리는 타이어로 인해 운전석 및 조수석의 도어가 열리지 않는 불상사를 방지할 수가 있으므로 부상당한 운전자나 조수석의 탑승자를 보다 신속하게 구조할 수 있는 유용한 발명이다.

Claims

조향축(10)의 피니언(11)과 치합된 래크(20)의 이동에 의해 타이로드(30)의각도를 변환시키도록 한 것에 있어서, 상기 래크(20)의 양단에 모터 등의 구동수단(40)에 의해 구동되는 보조피니언(50)을 치합시키고, 상기 구동수단(40)에는 각도센서와 충격센서를 연결하여 조향휠(60)이 소정각도 이내에서 소정압력 이상의 충격을 받았을 때 상기 구동수단(40)이 작동되도록 회로 구성한 것을 특징으로 하는 자동차의 전방 충돌시 타이로드 각도 변환장치.
제1항에 있어서, 상기 구동수단(40)에 조향휠(60)의 각도를 감지하는 각도센서만을 연결하여 조향휠(60)이 소정각도 이내에서 전방충돌이 발생하면 상기 구동수단(40)이 래크(20)를 작동시키도록 한 것을 특징으로 하는 자동차의 전방 충돌시 타이로드 각도 변환장치.