KR100211697B1

KR100211697B1 - 조향축의 경사각도 자동조절장치

Info

Publication number: KR100211697B1
Application number: KR1019960067703A
Authority: KR
Inventors: 심양진
Original assignee: 정몽규; 현대자동차주식회사
Priority date: 1996-12-19
Filing date: 1996-12-19
Publication date: 1999-08-02
Also published as: KR19980049030A

Abstract

본 발명은 조향축의 경사각도 자동조절장치에 관한 것으로, 조향기어박스로 연장된 하부조향축(1)과 조향핸들이 체결되는 상부조향축(1)으로 분할형성되면서 상기 상부조향축(2)이 하부조향축(1)에 대해 회동수단을 매개로 상대 회동가능하게 체결되고, 상기 하부조향축(1)에 대한 상부조향축(2)의 상대 회동각도를 조절해서 유지시킬 수 있는 회동각도 조절수단이 장착된 자동차의 조향축에 있어서, 충돌감지센서(14)를 매개로 자동차의 충돌을 감지해서 소정의 제어신호를 출력하는 콘트롤러(ECU)와, 이 콘트롤러의 제어신호를 인가받아 유압을 발생시키면서 이 유압으로 상부조향축을 회동시켜 상부조향축(2)의 경사각도를 낮추어주는 상부조향축의 강제회동수단, 이 강제회동수단과 연결되어 강제회동수단의 운동력을 전달받아 상기 회동각도 조절수단에 의해 록킹된 상부조향축(2)을 자유로이 회동될 수 있게 해방시켜 주는 해방수단을 갖춘 구조로 되어, 자동차의 주행중에 충돌사고가 발생되면, 상부조향축의 경사각도를 자동적으로 낮추어 줌으로써, 조향축의 완충장치가 제기능을 원활하게 발휘하여 충격을 효과적으로 흡수해서 운전자를 보다 안전하게 보호해줄 수 있는 효과가 있다.

Description

조향축의 경사각도 자동조절장치

본 발명은 자동차의 조향축에 관한 것으로, 특히 자동차의 주행중에 충돌사고가 발생되면 조향축에 장착된 충격흡수장치가 원활하게 제기능을 발휘할 수 있도록 조향축의 경사각도를 자동적으로 줄여주도록 된 조향축의 경사각도 자동조절장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 조향장치는 자동차의 진행방향을 임의로 바꾸기 위해 조향을 하는 장치로서, 운전자가 직접 조향조작을 하여 그 조작력을 조향 기어 및 링크 등에 전달하기 위해 조향핸들과 조향축 및 칼럼 등으로 구성된 조작기구와, 상기 조향축의 회전을 감속하여 조작력을 크게 함과 동시에 조작기구의 운동방향을 바꾸어 링크기구에 전달하는 기어장치 및, 기어 기구의 작동을 앞바퀴에 전달하고 또 좌우 바퀴의 관계위치를 바르게 지지하기 위해 피트먼 아암과 드래그 아암, 너클 아암 및 타이 로드 등으로 구성된 링크기구로 이루어져 있다.

그리고 상기 조향축에는 자동차의 충돌사고시에 운전자의 상체가 조향핸들에 부딪힐 때에 그 충격을 적절히 흡수해서 운전자의 상해를 줄여주기 위해 완충장치가 설치되어 있는 바, 이와같은 완충장치는 스틸재질로 된 상부의 외축속에 내축이 끼워진 2중 축구조로 이루어지면서 상기 내축은 다시 제1내축이 제2내축에 용접 등의 방법으로 일체로 결합되어 있고, 상기 제1내축이 제2내축에 결합되는 선단부는 직경이 축소되면서 주름관으로 형성됨과 더불어 이 주름관과 외축사이에는 녹으로 인한 작동불능을 방지하기 위해 방청제가 주입되어 있다.

이에 따라 자동차의 주행중에 충돌사고가 발생되어 운전자의 상체가 조향핸들에 부딪히게 되면, 그 충격으로 인해 운전자의 상해를 줄여주게 되어 있다.

그리고 상기한 완충장치만으로는 운전자를 보다 안전하게 보호해주기가 미흡하기 때문에 조향핸들에는 에어백 시스템이 내장되어 있는데, 이 에어백 시스템은 에어백과 가스발생기 및 패트커버를 갖춘 에어백 모듈과, 충격감지센서, 회전접점스위치, 경고등 및 제어모듈 등으로 구성되어, 자동차가 일정속도 이상으로 주행중에 다른 자동차 등과 충돌하게 되면, 안전스위치와 충격센서가 온되면서 가스발생기가 트리거링(triggering)됨과 더불어 이 가스발생기에서 발생하는 가스가 에어백에 주입되면서 에어백이 급속히 팽창하여 사용자의 안면부를 보호하게 되어 있다.

그러나 상기와 같은 종래의 조향축에 완충장치와 에어백 시스템이 장착된 상태에서 자동차의 주행중에 충돌사고로 에어백이 팽창되면서 운전자의 신체와 부딪칠 때에 조향휠이 윗쪽으로 들리는 현상이 발생되고, 이로 인해 조향축의 완충장치가 원활하게 제기능을 다하지 못해서 운전자를 보다 안전하게 보호해주기가 미흡하다고 하는 결점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 결점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 조향축에 완충장치가 설치되면서 조향핸들에 에어백 시스템이 내장된 상태로 충돌사고가 발생되어 에어백이 팽창되면서 운전자의 신체와 부딪칠 때에 상부 조향축의 경사각도를 낮추어서 조향축의 완충장치가 원활하게 제기능을 다할 수 있도록하여 운전자를 보다 안전하게 보호해줄 수 있도록 된 조향축의 경사각도 자동조절장치를 제공함에 그 목적이 있다.

제1도는 본 발명에 따른 경사각도 자동조절장치가 장착된 조향축의 일부 절개 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 상부조향축 2 : 하부조향축

3 : 연결브라켓 4 : 힌지축

5 : 돌기 6 : 물림핀

7 : 고정판 8 : 스프링

9 : 힌지축 10 : 조작레바

11 : 유압튜브 12 : 피스톤

13 : 솔레노이드밸브 14 : 충돌감지센서

15 : 링크 16 : 힌지축

17 : 링크

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 조향기어박스로 연장된 하부조향축과 조향핸들이 체결되는 상부조향축으로 분할형성되면서 상기 상부조향축이 하부조향축에 대해 회동수단을 매개로 상대 회동가능하게 체결되고, 상기 하부조향축에 대한 상부조향축의 상대 회동각도를 조절해서 유지시킬 수 있는 회동각도 조절수단이 장착된 자동차의 조향축에 있어서, 충돌감지센서를 매개로 자동차의 충돌을 감지해서 소정의 제어신호를 출력하는 콘트롤러와, 이 콘트롤러의 제어신호를 인가받아 유압을 발생시키면서 이 유압으로 상부조향축을 회동시켜 상부조향축의 경사각도를 낮추어주는 상부조향축의 강제회동수단, 이 강제회동수단과 연결되어 강제회동수단의 운동력을 전달받아 상기 회동각도 조절수단에 의해 록킹된 상부조향축을 자유로이 회동될 수 있게 해방시켜주는 해방수단을 갖춘 구조로 되어 있다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 따른 경사각도 자동조절장치가 장착된 조향축의 일부 절개 사시도인 바, 즉 조향기어박스로 연장된 하부조향축(1)과 조향핸들이 체결되는 상부조향축(2)으로 분할형성되면서 상기 상부조향축(2)이 하부조향축(1)에 대해 회동수단을 매개로 상대 회동가능하게 체결되고, 상기 하부조향축(1)에 대한 상부조향축(2)의 상대 회동각도를 조절해서 유지시킬 수 있는 회동각도 조절수단이 장착되어 있다.

여기서 상기 회동수단은 상부조향축(2)이 하부조향축(1)에 대해 유격을 가지도록 배열되면서 상부조향축(2)에 고정되게 장착된 연결브라켓(3)의 다른쪽 선단부는 하부조향축(1)에 힌지축(4)을 매개로 회동가능하게 장착되어, 상기 상부조향축(2)이 연결브라켓(3)과 힌지축(4)을 매개로 하부조향축(1)에 대해 상대 회동될 수 있게 되어 있다.

그리고 상기 상부조향축의 회동각도 조절수단은, 상기 연결브라켓(3)의 한쪽 선단면에 형성된 다수개의 돌기(5)와, 이 돌기(5)에 착탈가능하게 물려지는 물림핀(6)을 가진 고정판(7), 이 고정판(7)의 물림핀(6)이 상기 돌기(5)에 물려진 상태로 유지되도록 상기 고정판(7)을 밀어주는 스프링(8) 및, 힌지축(9)을 매개로 회동가능하게 장착되면서 상기 고정판(7)을 전후로 이동시키기 위해 고정판(7)과 한쪽 선단부가 연결된 조작레바(10)를 갖춘 구조로 되어 있다.

이에 따라 운전자가 조향핸들의 경사각도를 경사각도를 조절하고자 하는 경우에는, 먼저 상기 조작레바(10)를 한쪽 방향으로 회동시켜 고정판(7)과 연결브라켓(3)이 분리되도록 한 상태에서 상부조향축(2)을 힌지축(4)을 중심으로 회동시켜 소망하는 대로 경사각도를 조절한 다음에 다시 상기 조작레바(10)를 조작하여 주면, 키 조작레바(10)에 연결된 고정판(7)의 물림핀(6)이 상기 연결브라켓(3)의 돌기(5)와 물려져서 상부조향축(2)의 회동자세를 유지해 주게 된다.

또 상기 상부조향축(2)에는 유압으로 상부조향축(2)을 강제적으로 회동시켜 주기 위해 오일이 충전된 유압튜브(11)의 한쪽 선단부가 연결되고, 이 유압튜브(11)의 다른쪽 선단부에는 유압튜브(11)내의 오일을 가압하여 유압을 발생시키기 위해 피스톤(12)이 전후로 이동가능하게 끼워지며, 이 피스톤(12)은 솔레노이드밸브(13)의 피스톤(13a)과 일체로 연결되어 있다.

그리고 상기 솔레노이드밸브(13)의 피스톤(13a)은 리턴스프링(13b)을 매개로 탄력적으로 지지되게 설치되고, 솔레노이드밸브(13)에 내장된 전자석(13c)은 상기 콘트롤러(ECU)와 연결되어 있는 한편, 이 콘트롤러의 입력단자에는 충돌감지센서(14)가 연결되어 있다.

한편 상기 2개의 피스톤(12,13a)을 일체로 연결하는 링크(15)에는 중간부위가 힌지축(16)을 중심으로 회동가능하게 장착된 링크(17)의 한쪽 선단부가 연결되면서 이 링크(17)의 다른쪽 선단부는 상기 조작레바(10)와 연결된 구조로 되어 있다.

이하 본 발명의 실시예의 작용 및 효과를 설명한다.

자동차의 주행중에 충돌사고가 발생되면, 상기 충돌감지센서(14)에 의해 충돌신호가 콘트롤러에 입력되고, 콘트롤러는 제어전류를 상기 솔레노이드밸브(13)의 전자석(13c)에 인가시키게 된다.

이에 따라 전자석(13c)은 자력을 발생시켜 그 피스톤(13a)을 도면에서 좌측으로 밀어주게 되고, 이 피스톤(13a)의 운동은 링크(15)를 통해 유압피스톤(12)에 그대로 전달되어, 유압피스톤(12)이 밀려지면서 유압튜브(11)내의 오일을 가압하게 되며, 이 오일의 가압력은 상부조향축(2)에 그대로 전달되어 상부조향축(2)을 반시계방향으로 회동시켜줌으로써, 상부조향축(2)의 경사각도가 강제적으로 낮추어지게 되는 것이다.

상기한 동작과정에 상기 링크(15)의 운동은 조작레바(10)와 연결된 링크(17)에 전달되어, 이 링크(17)가 힌지축(16)을 중심으로 회동되면서 조작레바(10)를 회동시켜줌에 따라 이 조작레바(10)에 연결된 고정판(7)이 연결브라켓(3)과 분리되어, 상부조향축(2)의 유압으로 인한 회동운동이 가능하게 되는 것이다.

그리고 상기 콘트롤러가 일정시간이 경과된 후에 제어전류를 차단시키면, 상기 전자석(13c)에 의해 발생되고 있던 자력이 소멸되면서 솔레노이드 밸브(13)의 피스톤(13a)이 리턴스프링(13b)의 탄성복원력으로 원래의 위치로 복귀되고, 이에 따라 상기 링크(15)와 유압피스톤(12)도 각각 원래의 위치로 동시에 복귀되어 상부조향축에 가해지고 있던 유압이 소멸됨과 더불어, 상기 링크(17)와 조작레바(10)도 원래의 위치로 동시에 회동되어, 고정판(7)의 물리핀(6)이 돌기(5)와 재결합됨으로써, 상부조향축(2)의 경사각도가 낮추어진 상태로 유지되게 된다.

이와 같이 상부조향축의 경사각도가 하향되면, 에어백의 팽창으로 운전자의 신체가 에어백에 부딪칠 때에 에어백에 의해 흡수되고 남은 일부 충격이 조향축에 전달되어 조향축의 완충장치가 작동되는 과정에 완충장치가 제기능을 원활하게 발휘하여 충격을 흡수해주게 되므로, 운전자를 보다 안전하게 보호해줄 수 있게 되는 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 조향축의 경사각도 자동조절장치에 의하면, 자동차의 주행중에 충돌사고가 발생되면, 상부조향축의 경사각도를 자동적으로 낮추어 줌으로써, 조향축의 완충장치가 제기능을 원활하게 발휘하여 충격을 효과적으로 흡수해서 운전자를 보다 안전하게 보호해줄 수 있는 효과가 있다.

Claims

조향기어박스로 연장된 하부조향축(1)과 조향핸들이 체결되는 상부조향축(1)으로 분할형성되면서 상기 상부조향축(2)이 하부조향축(1)에 대해 회동수단을 매개로 상대 회동가능하게 체결되고, 상기 하부조향축(1)에 대한 상부조향축(2)의 상대 회동각도를 조절해서 유지시킬 수 있는 회동각도 조절수단이 장착된 자동차의 조향축에 있어서, 충돌감지센서(14)를 매개로 자동차의 충돌을 감지해서 소정의 제어신호를 출력하는 콘트롤러(ECU)와, 이 콘트롤러로부터 제어신호를 인가받아 유압을 발생시키면서 이 유압으로 상부조향축을 회동시켜 상부조향축(2)의 경사각도를 낮추는 상부조향축의 강제회동수단, 이 강제회동수단과 연결되어 강제회동수단의 운동력을 전달받아 상기 회동각도 조절수단에 의해 록킹된 상부조향축(2)을 자유로이 회동될 수 있게 해방시켜주는 해방수단을 갖춘 것을 특징으로 하는 조향축의 경사각도 자동조절장치.
제1항에 있어서, 상기 회동수단은 하부조향축(1)에 대해 상부조향축(2)이 유격을 가지도록 배열됨과 더불어 상부조향축(2)을 고정되게 장착하는 연결브라켓(3)의 일측 선단부는 하부조향축(1)과 힌지축(4)을 매개로 회동가능하게 장착된 것을 특징으로 하는 조향축의 경사각도 자동조절장치.
제2항에 있어서, 상기 상부조향축의 회동각도 조절수단이 상기 연결브라켓(3)의 한쪽 선단면에 형성된 다수개의 돌기(5)와, 이 돌기(5)에 착탈가능하게 물려지는 물림핀(6)을 가진 고정판(7), 이 고정판(7)의 물림핀(6)이 상기 돌기(5)에 물려진 상태로 유지되도록 상기 고정판(7)을 탄력적으로 밀어주는 스프링(8) 및, 힌지축(9)을 매개로 회동가능하게 장착되면서 상기 고정판(7)을 전후로 이동시키기 위해 고정판(7)과 한쪽 선단부가 연결된 조작레바(10)를 갖춘 것을 특징으로 하는 조향축의 경사각도 자동조절장치.
제3항에 있어서, 상기 상부조향축의 강제회동수단이 상기 상부조향축(2)을 유압으로 강제적으로 회동시켜주기 위해 상부조향축(2)에 장착되면서 내부에 오일이 충진된 유압튜브(11)와, 이 유압튜브(11)내의 오일을 가압하여 유압을 발생시키기 위해 유압튜브(11)에 전후로 이동가능하게 끼워진 유압피스톤(12), 이 유압피스톤(12)에 링크(15)을 매개로 연결되면서 리턴스프링(13b)을 매개로 탄력적으로 지지되는 피스톤(13a)과 상기 콘트롤러의 제어전류를 인가받아 자력을 발생시켜 피스톤(13a)을 밀어주는 솔레노이드밸브(13)를 갖춘 것을 특징으로 하는 조향축의 경사각도 자동조절장치.
제4항에 있어서, 상기 해방수단이 상기 링크(15)에 중간부위가 힌지축(16)을 중심으로 회동가능하게 장착된 링크(17)의 한쪽 선단부가 연결되면서 이 링크(17)의 다른쪽 선단부는 상기 조작레바(10)와 연결된 것을 특징으로 하는 조향축의 경사각도 자동조절장치.