KR100241711B1 - 자동차의 조향 축 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 조향 축에 관한 것으로, 다수개의 H자형 동력전달부재(42-1~42-N-1)와, 두 개의 Y자형 동력전달부재(44-1), (44-2) 및, 상기 Y자형 동력전달부재(44-1), (44-2)를 양쪽 끝으로 하여 상기 각 동력전달부재(42-1~42-N-1),(44-1), (44-2)를 서로 직교하여 결합시키는 다수개의 십자(+)형 조인트(46-1~46-N)로 이루어져, 자동차 충돌시 변형되어 조향 장치가 운전자 측으로 돌출하여 운전자에게 위해를 가하는 것을 방지함과 동시에 운전자가 관성으로 조향 장치에 접촉했을 때의 충격을 완화시킬 수 있는 것이다.

Description

자동차의 조향 축

본 발명은 자동차의 조향 축에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 자동차 충돌에 의한 차체 파손시에 조향 휠이 운전자 측으로 돌출하여 운전자에게 위해를 가하는 것을 방지함과 동시에 운전자가 관성으로 조향 장치에 접촉했을 때의 충격을 완화하기 위한 자동차의 조향 축에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 조향 장치는 차량의 진행방향을 조절하는 조향각을 조향 기어로 전달하여 조향 너클의 조향각을 바꿔주는데, 조향 축이 조향 휠과 상기 조향 기어를 연결하여 축 방향의 회전을 구속함으로써 조타각을 전달하는 것이다.

제1도는 종래의 1실시예에 의한 자동차의 조향 조작 장치의 개략도로서, 종래의 조향 조작 장치는, 조향 휠(2)과, 제 1 조향 축(4), 제 2 조향 축(6)으로 이루어져 있으며, 상기 조향 휠(2)은 조향 조작을 하는 원형 핸들로서 데스 크로스 멤버에 장착되어 있으며, 상기 제 1 조향 축(4)과 제 2 조향 축(6)은 상기 조향 휠(2)의 동력을 조향 기어박스(도시하지 않음)로 전달하여 축방향의 회전을 구속함으로써, 조타각을 전달한다.

즉, 상기 제 1 조향 축(4)과 제 2 조향 축(6)은 제 1 유니버설 조인트(8)에 의해 서로 연결되고, 상기 제 2 조향 축(6)의 제 2 유니버설 조인트(10)에 의해 조향 기어박스에 연결되어 상기 조향 휠(2)의 동력을 조향 기어박스로 전달하는 것이다.

상기와 같은 종래의 조향 조작 장치는, 차량의 정면 충돌 또는 옵셋(Offset) 충돌시 엔진이 차량의 후방으로 밀리면서 조향 휠(2)을 후방으로 이동시키고, 이때 운전자가 차량의 전방으로 진행함으로써, 운전자와 조향 휠(2) 간의 충돌가속도가 커져서 운전자의 상해치가 커지게 되는 문제점이 있었다.

또한, 현가장치에서 발생하는 각종 진동이 상기 제 1 및 제 2 조향 축(4), (6)을 통해서 조향 휠(2)로 전달되어 차량의 진동 특성을 나쁘게 만드는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 제 문제점을 해소하기 위한 것으로, 자동차의 충돌시 변형되어 조향 장치가 운전자 측으로 돌출하여 운전자에게 위해를 가하는 것을 방지함과 동시에 운전자가 관성으로 조향 장치에 접촉했을 때의 충격을 완화하기 위한 자동차의 조향 축을 제공하는 데 있다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 현가장치에서 발생하는 각종 진동이 조향 축을 통해서 조향 핸들로 전달되는 것을 방지하여 차량의 진동 특성을 향상시키는 데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차의 조향 축은, 조향 휠과 조향 기어박스를 연결하여 상기조향 휠의 동력을 조향 기어박스로 전달하는 자동차의 조향 축에 있어서,

다수개의 H자형 동력전달부재와, 두 개의 Y자형 동력전달부재 및, 상기 Y자형 동력전달부재를 양쪽 끝으로 하여 상기 각 동력전달부재를 서로 직교하여 결합시키는 다수개의 십자(+)형 조인트로 이루어진 것을 특징으로 한다.

제1도는 종래의 1실시예에 의한 자동차의 조향 조작 장치의 개략도.

제2도는 본 발명에 따른 조향 축이 구비된 자동차의 조향 조작 장치의 개략도.

제3도는 제2도에 도시된 조향 축의 상세 사시도.

제4도는 제3도에 도시된 조향 축의 분해 사시도.

제5도는 제3도에 도시된 조향 축의 A-A' 단면도.

제6도는 자동차가 충돌후 본 발명의 조향 축이 변형된 형상을 도시한 자동차의 조향 조작 장치의 외관도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

22 : 조향 휠 24 : 제 1 조향 축

26 : 제 2 조향 축 28 : 제 1 유니버설 조인트

30 : 제 2 유니버설 조인트 42-1~42-N-1 : H자형 동력전달부재

44-1,44-2 : Y자형 동력전달부재 46-1~46-N : 십자형 조인트

50 : 더스트 커버 52 : 날개

54 : 홀 62 : 선단부

64 : 공동부 66 : 압축스프링

68 : 숫나사 70 : 숫나사부

72 : 암나사

제2도는 본 발명에 따른 조향 축이 구비된 자동차의 조향 조작 장치의 개략도이고, 제3도는 제2도에 도시된 조향 축의상세사시도이며, 제4도는 제3도에 도시된 조향 축의 분해 사시도이며, 제5도는 제3도에 도시된 조향 축의 B-B' 단면도이다.

본 발명에 따른 조향 축이 구비된 자동차의 조향 조작 장치는 제2도에 도시된 바와 같이, 조향 휠(22)과, 본 발명에 의한 제 1 조향축(24), 제 2 조향축(26)으로 이루어져 있으며, 상기 조향 휠(22)은 조향 조작을 하는 원형 핸들로서 데크 크로스 맴버에 장착되어 있으며, 상기 제 1 조향 축(24)과, 제 2 조향 축(26)은 상기 조향 휠(22)의 동력을 조향 기어박스(도시하지 않음)로 전달하여 축방향의 회전을 구속함으로써, 조타각을 전달한다.

그리고, 본 발명에 따른 제 1 조향 축(24)은 제3도에 도시된 바와 같이, 다수개의 H자형 동력전달부재(42-1~42-H-1)와, 두개의 Y자형 동력전달부재(44-1), (44-2) 및, 상기 Y자형 동력전달부재(44-1), (44-2)를 양쪽 끝으로 하여 상기 각 동력전달부재(42-1~42-N-1), (44-1), (44-2)를 서로 직교하여 결합시키는 다수개의 십자(+)형 조인트(46-1~46-N)로 이루어져 있다.

그리고, 상기와 같이 이루어진 본 발명에 따른 조향 축(24)을 먼지 등의 외부 이물질로부터 보호하는 더스트 커버(50)가 구비되어 있다.

그리고, 제4도 및 제5도에 도시된 바와 같이, 상기 H자형 동력전달부재(42-1~42-N-1)와 Y자형 동력전달부재(44-1), (44-2)의 각 날개(52)에는 상기 십자(+)형 조인트(46-1~46-N)에 끼워지는 홀(54)이 각각 형성되어 있다.

그리고, 상기 십자(+)형 조인트(46-1~46-N)는 사방으로 돌출된 선단부(62) 내부에 공동부(64)가 각각 형성되는 한편, 상기 각 공동부(64)에 내장된 압축 스프링(66)과, 상기 압축스프링(66) 상부에 위치된 상태로 상기 공동부(64)에 내장되어 상기 압축스프링(66)의 탄성에 의해 외부로 돌출되는 부분에 숫나사(68)가 형성된 숫나사부(70) 및, 상기 숫나사부(70)에 형성된 숫나사(68)와 나사결합되는 암나사(72)를 포함하여 구성되어 있다.

상기와 같은 구조의 본 발명에 따른 자동차의 조향 축의 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

운전자가 조향 휠(22)을 회전시켜 조향각을 조절하기 위한 동력을 조향 축(24)으로 전달하면, 이 힘이 그대로 제 2 조향축(26)으로 전달된다.

즉, 제 1 조향 축(24)은 다수개의 H자형 동력전달부재(42-1~42-N-1)와, 두개의 Y자형 동력전달부재(44-1), (44-2) 및, 상기 각 동력전달부재(42-1~42-N-1), (44-1), (44-2)를 서로 직교하여 결합시키는 다수개의 십자(+)형 조인트(46-1~46-N)로 이루어지는데, 상기 첫 번째 Y자형 동력전달부재(44-1)는 제 2 조향 축(26)에 연결되고, 두 번째 Y자형 동력전달부재(44-2)는 조향 휠(22)에 연결되어 있으므로, 상기 조향 휠(22)의 동력을 제 2 조향 축(26)에 전달할 수 있는 것이다.

그리고, 상기 제 1 조향 축(24)은 제 1 조향 축(24)에 수평 방향으로 힘이 전달되면 제 1 조향 축(24)의 회전변위가 일어나지 않고, 제 1 조향 축(24)으로 전달되는 힘이 수직이 아닐 경우에는 회전 변위가 일어나게 되는데, 상기 제 1 조향 축(24)의 양단 사이의 각이 180도가 아니므로, 차량 충돌시 상기 Y자형 동력전달부재(44-1), (44-2)로 인가되는 힘은 조향축(24)에 수평하지 않게 된다.

따라서, 조향 기어박스 및 제 2 조향 축(26)을 통해 차량의 후방으로 힘이 가해지면 제6도에 도시된 바와 같이 제 1 조향축(24)이 구부러져 충격을 흡수하게 된다.

즉, H자형 동력전달부재(42-1~42-N-1)가 상 또는 하방향으로 회전하여 전체적으로 보면 조향 축(24)이 구부러지게 되는것이다.

또한, 상기 십자형 조인트(46-1~46-N)와 각 동력전달부재(42-1~42-N-1), (44-1), (44-2) 사이의 접촉면에는 어느 정도의 유격을 가지고 있고, 조향 축(24)은 이러한 십자형 조인트와 동력전달부재가 다수개로 이루어짐에 따라, 운전자가 조향휠(22)을 조작하여 자동차를 조향하는 영향이 없을 정도의 유격을 가지게 된다.

상기와 같이 조향 축(24)이 어느 정도의 유격을 가짐에 따라 조향 기어박스 및 제 2 조향 축(26)을 통해 유입되는 쉬미(Shimmy), 져더(Judder) 등의 진동이 흡수되어 조향 휠(2)의 진동 특성을 향상시킬 수 있는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 자동차 충돌시 변형되어 조향 장치가 운전자 측으로 돌출하여 운전자에게 위해를 가하는 것을 방지함과 동시에 운전자가 관성으로 조향 장치에 접촉했을 때의 충격을 완화시킬 수 있는 것이다.

또한, 현가장치에서 발생하는 각종 진동이 조향 축을 통해서 조향 핸들로 전달되는 것을 방지하여 차량의 진동 특성을 향상시킬 수 있는 것이다.

Claims (5)

1. 조향 휠과 조향 기어박스를 연결하여 상기 조향 휠의 동력을 조향 기어박스로 전달하는 자동차의 조향 축에 있어서, 다수개의 H자형 동력전달부재와, 두 개의 Y자형 동력전달부재 및, 상기 Y자형 동력전달부재를 양쪽 끝으로 하여 상기 각 4동력전달부재를 서로 직교하여 결합시키는 다수개의 십자(+)형 조인트로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 조향 축.
2. 제1항에 있어서, 상기 각 십자(+)형 조인트는, 십자(+)형 조인트와 이 십자(+)형 조인트와 결합된 동력전달부재가 서로 회전가능하도록 결합하는 결합수단이 구비된 것을 특징으로 하는 자동차의 조향 축.
3. 제2항에 있어서, 상기 각 동력전달부재의 날개에는 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 자동차의 조향 축.
4. 제3항에 있어서, 상기 결합수단은, 상기 십자형 조인트의 선단부에 형성된 공동부에 내장된 압축스프링과, 상기 압축스프링의 상부에 위치된 상태로 상기 공동부에 내장되어 상기 압축스프링의 탄성에 의해 외부로 돌출되는 부분에 숫나사가 형성된 숫 나사부 및, 상기 숫나사부의 돌출 부분에 끼워진 상기 동력전달부재의 날개를 사이에 두고 상기 숫나사부에 형성된 숫나사와 나사결합되는 암나사를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 조향 축.
5. 제1항에 있어서, 상기 조향 축을 먼지 등의 외부 이물질로부터 보호하는 더스트 커버가 더 구비된 것을 특징으로 하는 자동차의 조향 축.