KR100241714B1 - 붕괴하중 제어식 조향칼럼의 완충장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 붕괴하중 제어식 조향칼럼의 완충장치에 관한 것으로, 상부칼럼에 하부칼럼의 선단부가 끼워져 체결되고, 상기 상부칼럼과 하부칼럼에 각각 상부 조향축과 하부 조향축이 끼워져 베어링을 매개로 지지되며, 상기 상부 조향축의 일부는 중공 튜브로 이루어지면서 이 중공튜브의 하단부에 상기 하부 조향축이 끼워져서 전단캡슐을 매개로 일체로 회전가능하게 체결되며, 상기 중공튜브속으로 삽입된 하부 조향축의 선단부에는 피스톤이 일체로 형성되면서 이 피스톤과 상기 중공튜브에 의해 소정 크기의 체임버가 형성됨과 더불어 이 체임버속에 비점성유체가 충전되고, 상기 체임버의 상부에는 외부와 연통되는 유출구가 형성되면서 이 유출구는 소정 압력이 가해지면 파손되는 얇은 격막에 의해 폐쇄되며, 상기 유출구에는 충돌 속도를 감지해서 유출구의 크기를 가변시켜 완충력을 제어하는 제어수단이 설치된 구조로 되어, 자동차의 충돌속도에 따라 붕괴하중과 완충력을 비례적으로 제어하여 운전자의 상해를 최소한으로 경감시켜줄 수 있는 효과가 있다.

Description

붕괴하중 제어식 조향칼럼의 완충장치

본 발명은 붕괴하중 제어식 조향칼럼의 완충장치에 관한 것으로, 특히 자동차의 충돌속도에 따라 조향칼럼의 붕괴하중을 적절히 제어하여 운전자의 상해를 최소한으로 경감시켜줄 수 있도록 된 붕괴하중 제어식 조향칼럼의 완충장치에 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 핸들과 조향축 및 조향칼럼 등으로 구성된 조작기구와, 상기 조향칼럼의 회전을 감속하여 조작력을 크게 함과 동시에 조작기구의 운동방향을 바꾸어 링크기구에 전달하는 기어장치 및, 이 기어장치의 작동을 앞바퀴에 전달하고 또 좌우 바퀴의 관계 위치를 바르게 지지하기 위해 피트먼 아암과 드래그아암, 너클 아암 및 타이 로드 등으로 구성된 링크기구로 이루어져 있다.

그리고 상기 조향칼럼에는 자동차의 충돌사고시에 운전자의 상체가 조향핸들에 부딪칠 때에 그 충격을 적절히 흡수해서 운전자의 상해를 줄여주기 위해 완충장치가 설치되어 있는 바, 즉 제1도에 도시된 바와 같이 상부칼럼(101)의 하단부에 하부칼럼(102)의 선단부가 압입되어 체결되고, 상기 상부칼럼과 하부칼럼에는 각각 상부 조향축(103)과 하부 조향축(104)이 삽입되어 베어링(105)을 매개로 이격되게 지지되면서 튜브(105)를 매개로 서로 연결되어 있다.

이에 따라 상기 상부칼럼과 하부칼럼의 압입하중에 의해 조향칼럼의 붕괴하중이 결정지워지게 되어 있고, 이 붕괴하중은 일정 크기로 고정되어 있기 때문에 자동차의 충돌사고시에 충격량에 따라 효과적으로 대응해서 운전자를 보다 안전하게 보호해주기가 미흡하다고 하는 결점이 있었다

이에 본 발명은 상기한 결점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 자동차의 주행중에 충돌이나 추돌사고로 인해 운전자의 상체가 조향핸들에 부딪치게 되면, 자동차의 충돌속도에 따라 조향칼럼의 붕괴하중을 적절히 가변시켜 최적의 완충력으로 충격을 흡수해서 운전자의 상해를 최소한으로 경감시켜줄 수 있도록 된 붕괴하중 제어식 조향칼럼의 완충장치를 제공함에 그 목적이 있다.

제1도는 종래 기술에 따른 완충장치가 장착된 조향칼럼의 단면도이고,

제2도는 본 발명에 다른 붕괴하중 제어식 조향칼럼 완충장치의 단면도.

제3도는 본 발명에 따른 붕괴하중 제어식 완충장치의 작동설명도.

제4도는 본 발명에 따른 붕괴하중 제어식 완충장치의 실린더 작동설명도로서,

제4(a)도는 실린더의 유출구가 개방되기 이전의상태도이고,

제4(b)도는 충돌속도가 비교적 큰 경우에 실린더 유출구가 절반만 개방된 상태도,

제4(c)도는 충돌속도가 비교적 작은경우에 실린더 유출구가 완전히 개방된 상태도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 상부칼럼 2 : 하부칼럼

3 : 상부 조향축 4 : 하부 조향축

5 : 베어링 6 : 중공튜브

7 : 전단캡슐 8 : 피스톤

9 : 체임버 10 : 유출구

11 : 격막 12 : 밸브

13 : 랙기어 14 : 스텝모우터

15 : 피니언기어

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 상부칼럼에 하부칼럼의 선단부가 끼워져 체결되고, 상기 상부칼럼과 하부칼럼에 각각 상부 조향축과 하부 조향축이 끼워져 베어링을 매개로 지지되며, 상기 상부 조향축의 일부는 중공 튜브로 이루어지면서 이 중공튜브의 하단부에 상기 하부 조향축이 끼워져서 전단캡슐을 매개로 일체로 회전가능하게 체결되며, 상기 중공튜브속으로 삽입된 하부 조향축의 선단부에는 피스톤이 일체로 형성되면서 이 피스톤과 상기 중공튜브에 의해 소정 크기의 체임버가 형성됨과 더불어 이 체임버속에 비점성유체가 충전되고, 상기 체임버는 상부에는 외부와 연통되는 유출구가 형성되면서 이 유출구는 소정 압력이 가해지면 파손되는 얇은 격막에 의해 폐쇄되며, 상기 유출구에는 충돌속도를 감지해서 유출구의 크기를 가변시켜 완충력을 제어하는 제어수단이 설치된 구조로 되어 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 제어수단이 유출구를 가로지르는 방향으로 형성된 수용홈속에 이동가능하게 삽입된 판형 밸브와, 이 판형밸브와 상기 유출구의 중첩면적을 가변시켜 유출구의 개방면적으로 충돌속도에 따라 제어하기 판형 밸브를 이동시키는 이동수단 및, 충돌속도를 감지해서 충돌속도에 상응하여 판형밸브가 이동되도록 제어전류를 이동수단에 인가하는 콘트롤러를 갖춘 구조로 되어 있다.

여기서 상기 이동수단은 판형밸브의 하단에 형성된 랙기어와, 이 랙기어에 치합된 피니언기어, 이 피니언기어를 구동시키는 스텝모우터를 갖춘 구조로 되어 있다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명에 따른 붕괴하중 제어식 조향칼럼 완충장치의 단면도이고, 제3도는 본 발명에 따른 붕괴하중 제어식 완충장치의 작동설명도인 바, 즉 차체에 브라켓을 매개로 고정되게 장착되는 상부칼럼(1)에 역시 차체에 브라켓을 매개로 고정되게 장착되는 하부칼럼(2)의 선단부가 끼워져 일체로 연결되고, 상기 상부칼럼과 하부칼럼에 각각 상부 조향축(3)과 하부 조향축(4)이 끼워져 베어링(5)을 매개로 지지되어 있다.

그리고 상기 상부 조향축의 일부는 중공 튜브(6)로 이루어지면서 이 중공튜브의 하단부에는 상기 하부 조향축이 끼워져서 전단캡슐(7)을 체결되어, 상부 조향축의 회전운동이 전단캡슐을 통해 하부 조향축으로 전달되게 되어 있고, 상기 중공튜브속으로 삽입된 하부 조향축의 선단부에는 피스톤(8)이 일체로 형성되면서 이 피스톤과 상기 중공튜브에 의해 소정 크기의 체임버(9)가 형성되는 한편, 이 체임버속에는 비점성유체가 충전되어 있다.

또 상기 체임버의 상부에는 외부와 연통되는 유출구(10)가 형성되어 있고, 이 유출구는 소정 압력이 가해지면 파손되는 얇은 격막(11)에 의해 폐쇄되며, 상기 유출구에는 충돌속도를 감지해서 유출구의 크기를 가변시켜 완충력을 제어하는 제어수단이 설치된 구조로 되어 있다.

즉 상기 유출구를 가로지르는 방향으로 수용홈이 형성되면서 이 수용홈속에 밸브(12)가 이동가능하게 삽입되어 있고, 이밸브와 상기 유출구의 중첩면적을 가변시켜 유출구의 개방면적을 충돌속도에 따라 제어하기 밸브에는 랙기어(13)가 일체로 형성되면서 이 랙기어(13)는 스텝모우터(14)의 구동축에 장착된 피니언기어(15)와 치합되어 있으며, 자동차의 충돌속도를 감지해서 충돌속도에 상응하는 거리로 밸브를 이동시키기 위해 상기 스템모우터에 제어전류를 인가하는 콘트롤러가 연결되어 있다.

이에 따라 자동차의 주행중에 다른 차량 등과 충돌하게 되며, 상기 콘트롤러가 예컨대 에어백 센서를 매개로 자동차의 충돌속도를 감지하고, 이 충돌속도에 반비례하는 제어전류를 연산하여 스템모우터에 인가시키며, 이 스템모우터의 구동으로 피니언기어에 의해 랙기어가 이동되면서 밸브도 함께 일체로 이동되며, 충돌속도에 반비례하는 크기로 유출구를 개구시키게 된다.

즉 제4도에 도시된 바와 같이, 초기상태에서는 유출구가 상기 밸브에 의해 완전히 막혀져 있고(제4(a)도에 도시), 충돌속도가 비교적 큰 경우에는 붕괴하중과 완충력을 높이기 위해 밸브가 반쯤 개구(제4(b)도에 도시)되어 있는 반면에 충돌속도가 비교적 작은 경우에는 붕괴하중과 완충력을 낮추기 위해 유출구가 완전히 개방되게 되어 있다(제4(c)도에 도시).

그리고 상기와 같이 밸브에 의해 유출구가 개방되면 조향칼럼에 가해지는 충격으로 전단캡슐에 파괴되면서 피스톤이 체임버내로 상승하게 되고, 이에 따라 상기 격막이 압력을 받아 파단되면서 개방된 유출구를 통해 유체가 외부로 유출되게 된다.

즉 자동차의 충돌속도에 따라 조향칼럼의 적절한 붕괴하중과 완충력이 결정되어, 운전자의 상해를 최소한으로 경감시켜줄 수 있게 되는 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 붕괴하중 제어식 조향칼럼의 완충장치에 의하면, 자동차의 충돌속도에 따라 붕괴하중과 완충력을 비례적으로 제어하여 운전자의 상해를 최소한으로 경감시켜줄 수 있는 효과가 있다.,

Claims (3)

1. 상부칼럼에 하부칼럼의 선단부가 끼워져 체결되고, 상기 상부칼럼과 하부칼럼에 각각 상부 조향축과 하부조향축이 끼워져 베어링을 매개로 지지되며, 상기 상부 조향축의 일부는 중공 튜브로 이루어지면서 이 중공튜브의 하단부에 상기 하부 조향축이 끼워져서 전단캡슐을 매개로 일체로 회전가능하게 체결되며, 상기 중공튜브속으로 삽입된 하부 조향축의 선단부에는 피스톤이 일체로 형성되면서 이 피스톤과 상기 중공튜브에 의해 소정 크기의 체임버가 형성됨과 더불어 이 체임버속에 비점성유체가 충전되고, 상기 체임버의 상부에는 외부와 연통되는 유출구가 형성되면서 이 유출구는 소정 압력이 가해지면 파손되는 얇은 격막에 의해 폐쇄되며, 상기 유출구에는 충돌속도를 감지해서 유출구의 크기를 가변시켜 완충력을 제어하는 제어수단이 설치된 구조로 이루어진 붕괴하중 제어식 조향칼럼의 완충장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제어수단이 유출구를 가로지르는 방향으로 형성된 수용홈속에 이동가능하게 삽입된 판형 밸브와, 이 판형밸브와 상기 유출구의 중첩면적을 가변시켜 유출구의 개방면적을 충돌속도에 따라 제어하기 판형밸브를 이동시키는 이동수단 및, 충돌속도를 감지해서 충돌속도에 상응하여 판형밸브가 이동되도록 제어전류를 이동수단에 인가하는 콘트롤러를 갖춘 것을 특징으로 하는 붕괴하중 제어식 조향칼럼의 완충장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 이동수단이 판형밸브의 하단에 형성된 랙기어와, 이 랙기어에 치합된 피니언기어, 이 피니언기어를 구동시키는 스텝모우터를 갖춘 구조로 된 것을 특징으로 하는 붕괴하중 제어식 조향칼럼의 완충장치.