KR100440281B1

KR100440281B1 - 자동차의 조향장치

Info

Publication number: KR100440281B1
Application number: KR10-2001-0039976A
Authority: KR
Inventors: 이동한
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2001-07-05
Filing date: 2001-07-05
Publication date: 2004-07-15
Also published as: KR20030004479A

Abstract

본 발명은 자동차의 조향장치에 관한 것으로, 조향핸들(2)의 각도를 조절할 수 있도록 된 틸트수단이, 조향칼럼(3)의 외주면에 설치되고 힌지볼트(31)에 의해 고정되도록 설치되는 바디브라켓트(32)와, 이 바디브라켓트(32)의 플랜지부(32a)에 결합축(33)을 매개로 회동가능하게 설치되는 가동기어브라켓트(34)와, 이 가동기어브라켓트(34)와 치합을 이루도록 상기 조향칼럼(3)에 고정설치되는 고정기어브라켓트(35)와, 상기 바디브라켓트(32)와 중첩되어 힌지볼트(31)에 의해 회동가능하게 설치되면서 상기 가동기어브라켓트(34)가 자중에 의해 회동되는 것을 방지하도록 된 가동기어지지브라켓트(36)와, 상기 바디브라켓트(32)에 고정되도록 설치되면서 일단이 상기 가동기어지지브라켓트(36)와 인장스프링(37)에 의해 연결되도록 설치되는 바디마운팅브라켓트(38)와, 이 바디마운팅브라켓트(38)와 중첩을 이루면서 상기 바디브라켓트(32)에 결합되는 고정볼트(39)를 중심으로 회동가능하게 설치되는 회동브라켓트(41) 및, 이 회동브라켓트(41)의 일단에 결합되어 틸트작업시 상기 회동브라켓트(41)를 일방향으로 회동시키도록 된 틸트레버(42)로 이루어져, 주행중 충돌 및 추돌사고가 발생되어 운전자의 신체가 틸트레버(42)와 접촉되더라도 가동기어브라켓트(34)가 가동기어지지브라켓트(36)에 의해 지지되면서 고정기어브라켓트(35)와의 치합이 완전히 분리되는 것을 방지할 수 있게 되어, 운전자가 원하지 않는 틸트작업의 발생을 미리 예방하면서 운전자의 부상을 최소화시킬 수 있도록 된 것이다.

Description

자동차의 조향장치{steering system of vehicle}

본 발명은 자동차의 조향장치에 관한 것으로, 특히 충돌 및 추돌사고 발생시 운전자가 원하지 않는 팝업(pop-up)현상이 발생되는 것을 방지하여 운전자의 안전을 최대한 보호할 수 있도록 된 자동차의 조향장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차에 구비된 조향장치는 주행중인 차량의 진행방향을 운전자의 의지대로 전환시키도록 하는 것인 바, 이를 위해 상기 조향장치는 운전자가 직접 조향조작을 하여 그 조작력을 각 기구로 전달하기 위해 조향핸들과 조향축 및 칼럼 등으로 이루어진 조작기구와, 상기 조향축의 회전을 감속함으로써 조작력을 증대시킴과 동시에 조작기구의 운동방향을 바꾸어 링크기구에 전달하는 기어기구 및, 이 기어기구의 움직임을 앞바퀴에 전달함과 동시에 좌우 바퀴의 관계위치를 올바르게 유지하기 위해 피트먼 암과 드래그 링크 및 너클 암과 타이로드 등으로 구성된 링크기구를 포함하여 구성된다.

여기서, 차량의 실내측을 향하는 상기 조향축(1)의 일단에는 도 1에 도시된 바와 같이 조향핸들(2)이 결합되고 차체의 전방쪽을 향하는 타단에는 조향기어박스가 결합되게 된다.

그리고, 상기 조향축(1)의 외주면에는 조향축(1)을 감싸 보호하는 상단튜브(3) 및 하단튜브(4)로 구성된 조향칼럼이 결합되는 구조로 되어 있다.

또한, 상기 상단튜브(3)에는 카울크로스멤버(도시않됨)에 설치된 마운팅플레이트와 볼트에 의해 나사결합되는 소정형상의 상단브라켓트(5)가 결합되어 있고, 상기 하단튜브(4)에도 카울크로스멤버에 설치된 마운팅플레이트와 볼트에 의해 나사결합되는 소정형상의 하단브라켓트(6)가 결합되어 있다.

이에 따라, 상기 조향축(1) 및 조향칼럼은 상기 상하단브라켓트(5,6)에 의해 카울크로스멤버에 설치되는 구조를 가지게 된다.

그리고, 상기 상단브라켓트(5)와 조향핸들(2)사이의 상단튜브(3)에는 운전자의 체형에 따라 상기 조향핸들(2)의 각도를 조절할 수 있는 틸트레버(7)가 탄성부재에 의해 탄력적으로 회동이 가능하게 설치되어 있다.

한편, 상기 틸트레버(7)가 설치되는 부위(A)의 조향축(1) 및 상단튜브(3)는 두 개의 부분(운전석측과 차체의 전방측)으로 분리되는데, 이 두 부분은 서로 유니버셜조인트 및 힌지볼트(8)에 의해 회동가능하게 조립되는 구조로 되어 있다.

즉, 상기 조향축(1)은 틸트레버(7)가 설치되는 부위(A)를 중심으로 운전석쪽을 향하는 가동조향축(도시않됨)과 차체의 전방쪽을 향하는 고정조향축(도시않됨)으로 분리되고, 상기 상단튜브(3)도 틸트레버(7)가 설치되는 부위(A)를 중심으로 운전석쪽을 향하는 가동상단튜브(3a)와 차체의 전방쪽을 향하는 고정상단튜브(3b)로 분리되며, 상기 가동조향축 및 가동상단튜브(3a)와 상기 고정조향축 및 고정상단튜브(3b)가 서로 유니버셜조인트 및 힌지볼트(8)에 의해 회동가능하도록 조립되게 되는 것이다.

그리고, 상기 가동상단튜브(3a)와 고정상단튜브(3b)의 외주면에는 압축스프링(9)의 양단이 각각 고정되도록 결합되어 있다.

따라서, 운전자가 상기 틸트레버(7)를 잡아당겨 주게 되면, 이 틸트레버(7)와 연결된 가동기어브라켓트(11)는 도 2에 도시된 회전축(12)을 중심으로 시계방향으로 회전되게 되고, 이로 인해 상기 가동기어브라켓트(11)와 고정기어브라켓트(13)의 치합이 서로 분리되게 된다.

이상태에서, 운전자가 조향핸들(2)을 자신의 체형에 맞게 조절한 다음 잡아당기고 있던 틸트레버(7)를 놓아주게 되면, 상기 가동기어(11)는 다시 시계방향으로 회전되어 도 2에 도시된 상태를 유지하게 되고, 이에 따라 상기 가동기어브라켓트(11)와 고정기어브라켓트(13)는 다시 치합되게 되며, 이로 인해 상기 조향핸들(2)은 도 3에 도시된 바와 같이 일정각도로 회전된 상태에서 위치가 고정되어 틸트작업이 완료되게 된다.

한편, 상기 틸트레버(7)와 연결되도록 결합되는 가동기어브라켓트(11)는 도 2에 도시된 바와 같이 회전축(12)을 매개로 가동기어마운팅브라켓트(14)와 회동가능하게 결합되는데, 상기 가동기어마운팅브라켓트(14) 및 고정기어브라켓트(13)는 도면으로 도시되지는 않았지만 보통 가동상단튜브(3a)의 외주면에 고정되도록 설치되는 구조로 되어 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 조향장치에 의하면, 차량의 주행중 충돌 및 추돌사고가 발생되면 운전석쪽으로 전달되는 충격력에 의해 운전자는 차량의 전방쪽으로 급속하게 이동되는데, 이때 운전자의 다리(또는 무릎)가 상기 틸트레버(7)와 접촉되게 되면 도 2에 도시된 가동기어브라켓트(11)가 고정기어브라켓트(13)로부터 분리되어 서로의 치합이 분리되게 되고 이로 인해 운전자가 원하지 않는 틸트작업(일명 팝업현상이라 함)이 이루어지면서 운전자의 안면이 조향핸들(2)의 림과 강하게 접촉되어 운전자가 심한 부상을 입게 되는 문제점이 있었다.

즉, 충돌 및 추돌사고 발생시 운전자가 원하지 않는 틸트작업이 발생되지 않게 되면 운전자의 안면은 조향핸들(2)의 허브에 설치된 혼커버(horn cover)와 접촉되어 그 충격력의 대부분을 흡수하게 됨으로써 운전자의 부상을 최소화시키게 되지만, 반대로 운전자가 원하지 않는 틸트작업이 발생되게 되면 전술한 바와 같이 운전자의 안면은 조향핸들(2)의 림과 강하게 접촉을 하게 되고 이로 인해 운전자의 안면이 심하게 부상당하는 문제점이 있었다.

또한, 충돌 및 추돌사고 발생될 때 틸트레버(7)가 운전자의 신체에 의해 조작되지 않더라도 도 2에 도시된 가동기어브라켓트(11) 및 고정기어브라켓트(13)의 치합이 붕괴되게 되면 이때에도 운전자가 원하지 않는 틸트작업(팝업현상)이 발생되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 차량의 주행중 충돌 및 추돌사고가 발생되어 운전자의 신체가 틸트레버와 접촉되더라도 틸트작업을 구속하는 기어의 치합이 완전히 분리되는 것을 방지함으로써, 운전자가 원하지 않는 틸트작업(팝업현상)이 발생되는 것을 방지함은 물론 이로 인해 운전자의 부상을 최소화시킬 수 있도록 된 자동차의 조향장치를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 충돌 및 추돌사고시 발생되는 충격력에 의해 틸트작업을 구속하는 기어의 치합이 분리되는 것도 방지하여 운전자가 원하지 않는 틸트작업(팝업현상)이 발생되는 것을 방지함으로써 운전자의 부상을 최소화시킬 수 있도록 된 자동차의조향장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 운전자의 신체조건에 맞도록 조향핸들의 각도를 조절할 수 있는 틸트수단이 구비된 자동차의 조향장치에 있어서, 상기 틸트수단이 조향칼럼의 외주면에 설치되고 이 조향칼럼을 관통하는 힌지볼트에 의해 고정되도록 설치되는 바디브라켓트와, 이 바디브라켓트의 플랜지부에 결합축을 매개로 회동가능하게 설치되는 가동기어브라켓트와, 이 가동기어브라켓트와 치합을 이루도록 상기 조향칼럼에 고정설치되는 고정기어브라켓트와, 상기 바디브라켓트와 중첩되어 힌지볼트에 의해 회동가능하게 설치되면서 상기 가동기어브라켓트가 자중에 의해 회동되는 것을 방지하도록 된 가동기어지지브라켓트와, 상기 바디브라켓트에 고정되도록 설치되면서 일단이 상기 가동기어지지브라켓트와 제1인장스프링에 의해 연결되도록 설치되는 바디마운팅브라켓트와, 이 바디마운팅브라켓트와 중첩을 이루면서 상기 바디브라켓트에 결합되는 고정볼트를 중심으로 회동가능하게 설치되는 회동브라켓트 및, 이 회동브라켓트의 일단에 결합되어 틸트작업시 상기 회동브라켓트를 일방향으로 회동시키도록 된 틸트레버로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 일반적으로 사용되는 조향장치를 설명하기 위한 측면도,

도 2는 종래의 틸트수단을 설명하기 위한 개략적인 측면도,

도 3은 종래의 틸트수단에 의해 조향축이 틸팅된 상태를 설명하기 위한 측면도,

도 4는 본 발명에 따른 틸트수단을 설명하기 위한 개략적인 요부사시도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 - 조향축 2 - 조향핸들

3 - 조향칼럼 3a - 가동상단튜브

3b - 고정상단튜브 31 - 힌지볼트

32 - 바디브라켓트 33 - 결합축

34 - 가동기어브라켓트 35 - 고정기어브라켓트

36 - 가동기어지지브라켓트 37 - 인장스프링

38 - 바디마운팅브라켓트 39 - 고정볼트

41 - 회동브라켓트 42 - 틸트레버

43 - 압축스프링

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 틸트수단을 설명하기 위한 개략적인 요부사시도로서, 종래구조와 동일한 부위에는 동일한 참조부호를 붙이면서 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 조향장치는 운전자가 직접 조향조작을 하여 그 조작력을 각기구로 전달하기 위해 조향핸들과 조향축 및 칼럼 등으로 이루어진 조작기구와, 상기 조향축의 회전을 감속함으로써 조작력을 증대시킴과 동시에 조작기구의 운동방향을 바꾸어 링크기구에 전달하는 기어기구 및, 이 기어기구의 움직임을 앞바퀴에 전달함과 동시에 좌우 바퀴의 관계위치를 올바르게 유지하기 위해 피트먼 암과 드래그 링크 및 너클 암과 타이로드 등으로 구성된 링크기구를 포함하여 구성된다.

여기서, 차량의 실내측을 향하는 상기 조향축(1)의 일단에는 도 1을 참조로 점술한 바와 같이 조향핸들(2)이 결합되고 차체의 전방쪽을 향하는 타단에는 조향기어박스가 결합되게 된다.

그리고, 상기 상단브라켓트(5)와 조향핸들(2)사이의 상단튜브(3)에는 운전자의 체형에 따라 상기 조향핸들(2)의 각도를 조절할 수 있는 틸트수단이 설치되어 있는데, 본 발명에 따른 틸트수단은 도 4를 참조하여 후술하기로 한다.

한편, 상기 틸트수단이 설치되는 부위(A; 도1에 도시됨)의 조향축(1) 및 상단튜브(3)는 두 개의 부분(운전석측과 차체의 전방측)으로 분리되는데, 이 두 부분은 서로 유니버셜조인트 및 힌지볼트(8)에 의해 회동가능하게 조립되는 구조로 되어 있다.

즉, 상기 조향축(1)은 틸트수단이 설치되는 부위(A)를 중심으로 운전석쪽을 향하는 가동조향축(도시않됨)과 차체의 전방쪽을 향하는 고정조향축(도시않됨)으로 분리되고, 상기 상단튜브(3)도 틸트수단이 설치되는 부위(A)를 중심으로 운전석쪽을 향하는 가동상단튜브(3a)와 차체의 전방쪽을 향하는 고정상단튜브(3b)로 분리되며, 상기 가동조향축 및 가동상단튜브(3a)와 상기 고정조향축 및 고정상단튜브(3b)가 서로 유니버셜조인트 및 힌지볼트(8)에 의해 회동가능하도록 조립되게 되는 것이다.

여기서, 본 발명에 따른 틸트수단은, 상기 조향칼럼(3)중 가동상단튜브(3a)의 외주면에 설치되고 이 가동상단튜브(3a)를 관통하는 힌지볼트(31)에 의해 고정되도록 설치되는 바디브라켓트(32)와, 이 바디브라켓트(32)의 플랜지부(32a)에 결합축(33)을 매개로 회동가능하게 설치되는 가동기어브라켓트(34)와, 이 가동기어브라켓트(34)와 치합을 이루도록 상기 가동상단튜브(3a)에 고정설치되는 고정기어브라켓트(35)와, 상기 바디브라켓트(32)와 중첩되어 힌지볼트(31)에 의해 회동가능하게 설치되면서 상기 가동기어브라켓트(34)가 자중에 의해 회동되는 것을 방지하도록 된 가동기어지지브라켓트(36)로 구성되어 있다.

또한, 본 발명에 따른 틸트수단은, 상기 바디브라켓트(32)에 고정되도록 설치되면서 일단이 상기 가동기어지지브라켓트(36)와 인장스프링(37)에 의해 연결되도록 설치되는 바디마운팅브라켓트(38)와, 이 바디마운팅브라켓트(38)와 중첩을 이루면서 상기 바디브라켓트(32)에 결합되는 고정볼트(39)를 중심으로 회동가능하게 설치되는 회동브라켓트(41) 및, 이 회동브라켓트(41)의 일단에 결합되어 틸트작업시 상기 회동브라켓트(41)를 일방향으로 회동시키도록 된 틸트레버(42)를 포함하도록 구성되어 있다.

한편, 상기 회동브라켓트(41)의 일단과 가동기어지지브라켓트(36)의 일단은 서로 접촉을 이루도록 설치되어 있다.

그리고, 상기 가동기어브라켓트(34)가 틸트레버(42)의 조작에 의해 결합축(33)을 중심으로 회동되면서 고정기어브라켓트(35)와의 치합이 분리될 때 가동기어지지브라켓트(36)에서 이탈하지 못하도록 설치되는 구조로 되어 있다.

그리고, 상기 가동상단튜브(3a)와 바디브라켓트(32)는 압축스프링(43)에 의해 서로 연결되도록 되어 있다.

이하, 본 발명에 따른 틸트수단의 작동과정에 대해 도 4를 참조로 상세히 설명한다.

먼저, 운전자가 틸트작업을 위해 틸트레버(42)를 조향핸들(2)쪽으로 잡아당겨 주게 되면, 이 틸트레버(42)와 연결된 회동브라켓트(41)가 고정볼트(39)를 중심으로 차체의 전방쪽으로 회동되게 되며, 상기 회동브라켓트(41)의 회동에 의해 가동기어지지브라켓트(36)가 힌지볼트(31)를 중심으로 차체의 전방쪽으로 회동되게 된다.

한편, 상기 가동기어지지브라켓트(36)가 차체의 전방쪽으로 회동되는 것은인장스프링(37)의 탄성력을 극복하는 것을 의미하며, 이때의 인장스프링(37)은 일정간격으로 벌어지게 된다.

그리고, 상기 가동기어지지브라켓트(36)가 차체의 전방쪽으로 회동되면 상기 가동기어지지브라켓트(36)가 가동기어브라켓트(34)의 밑면에서 순간적으로 분리되게 되고, 이로 인해 상기 가동기어브라켓트(34)는 자중에 의해 결합축(33)을 중심으로 회동되면서 고정기어브라켓트(35)와의 치합이 서로 분리되게 된다.

여기서, 상기 가동기어브라켓트(34)와 고정기어브라켓트(35)와의 치합을 서로 분리시키기 위해 가동기어지지브라켓트(36)가 상기 가동기어브라켓트(34)의 밑면에서 잠시 분리되더라도, 상기 가동기어브라켓트(34)가 회동되면서 가동기어지지브라켓트(36)에 다시 접촉되어 지지되게 되며, 이로 인해 상기 가동기어브라켓트(34)는 가동기어지지브라켓트(36)내에서 항상 이탈되지 못하도록 되어 있다.

그리고, 상기 가동기어브라켓트(34)와 고정기어브라켓트(35)의 치합이 서로 분리되고 나면 운전자는 자신의 체형에 맞도록 조향핸들(20)의 각도를 조절하게 된다.

한편, 상기 조향핸들(20)의 각도조절이 완료되면 운전자는 잡아 당겨주고 있던 틸트레버(42)를 놓아주게 되는데, 이때 양단으로 벌어져 있던 인장스프링(37)이 탄성복원되면서 차체의 전방족으로 이동되어 있던 가동기어지지브라켓트(36)를 조향핸들(2)쪽으로 이동시켜 주게 된다.

그리고, 상기 가동기어지지브라켓트(36)가 조향핸들(2)쪽으로 이동되면, 상기 가동기어지지브라켓트(36)에 의해 지지되어 있던 가동기어브라켓트(34)가 고정기어브라켓트(35)쪽으로 이동되면서 다시 치합되게 되고, 이로 인해 상기 조향핸들(2)은 각도조절이 완료된 상태로 고정되면서 틸트작업이 종료되게 된다.

한편, 상기 가동기어지지브라켓트(36)가 조향핸들(2)쪽으로 이동되면, 상기 가동기어지지브라켓트(36)와 접촉되어 일단이 차체의 전방쪽을 향하도록 회동되어 있던 회동브라켓트(41)도 고정볼트(39)를 중심으로 조향핸들(2)쪽으로 다시 회동되어 원래의 위치로 복귀되게 되며, 이로 인해 상기 틸트레버(42)도 최초의 위치로 복귀됨으로서 운전자에 의한 틸트작업이 완전히 종료되게 된다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 틸트수단이 조향칼럼(3)에 설치되게 되면, 차량의 주행중 충돌 및 추돌사고가 발생되어 운전자의 신체(다리도는 무릎)가 상기 틸트레버(42)와 접촉되게 되더라도 가동기어브라켓트(34)가 가동기어지지브라켓트(36)에 의해 지지되면서 고정기어브라켓트(35)와의 치합이 완전히 분리되는 것을 방지할 수 있게 됨으로써, 운전자가 원하지 않는 틸트작업(일명 팝업현상이라 함)이 발생되는 것을 미리 예방할 수 있게 되며, 이로 인해 운전자의 안면이 조향핸들(2)의 림과 접촉되는 것이 방지됨으로써 운전자의 부상을 최소화시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 가동기어브라켓트(34)가 가동기어지지브라켓트(36)에 의해 항상 지지되게 됨으로써, 충돌 및 추돌사고시 발생되는 충격력에 의해 상기 가동기어브라켓트(34)가 고정기어브라켓트(35)로부터 완전히 이탈되는 것을 예방할 수 있게 되며, 이때에도 운전자가 원하지 않는 틸트작업(팝업현상)의 발생을 미리 예방할수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 주행중 충돌 및 추돌사고가 발생되어 운전자의 신체가 틸트레버와 접촉되더라도 가동기어브라켓트가 가동기어지지브라켓트에 의해 지지되면서 고정기어브라켓트와의 치합이 완전히 분리되는 것을 방지할 수 있게 되어, 운전자가 원하지 않는 틸트작업의 발생을 미리 예방하면서 운전자의 부상을 최소화시킬 수 있게 되며, 이로 인해 소비자의 선호도가 증가하면서 상품성도 향상되는 효과가 있게 된다.

Claims

운전자의 신체조건에 맞도록 조향핸들(2)의 각도를 조절할 수 있는 틸트수단을 구비한 자동차의 조향장치에 있어서,

상기 틸트수단은, 조향칼럼(3)의 외주면에 설치되고 이 조향칼럼(3)을 관통하는 힌지볼트(31)에 의해 고정되도록 설치되는 바디브라켓트(32)와, 이 바디브라켓트(32)의 플랜지부(32a)에 결합축(33)을 매개로 회동가능하게 설치되는 가동기어브라켓트(34)와, 이 가동기어브라켓트(34)와 치합을 이루도록 상기 조향칼럼(3)에 고정설치되는 고정기어브라켓트(35)와, 상기 바디브라켓트(32)와 중첩되어 힌지볼트(31)에 의해 회동가능하게 설치되면서 상기 가동기어브라켓트(34)가 자중에 의해 회동되는 것을 방지하도록 하는 가동기어지지브라켓트(36)와, 상기 바디브라켓트(32)에 고정되도록 설치되면서 일단이 상기 가동기어지지브라켓트(36)와 인장스프링(37)에 의해 연결되도록 설치되는 바디마운팅브라켓트(38)와, 이 바디마운팅브라켓트(38)와 중첩을 이루면서 상기 바디브라켓트(32)에 결합되는 고정볼트(39)를 중심으로 회동가능하게 설치되는 회동브라켓트(41) 및, 이 회동브라켓트(41)의 일단에 결합되어 틸트작업시 상기 회동브라켓트(41)를 일방향으로 회동시키도록 하는 틸트레버(42)로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치.
제 1항에 있어서, 상기 회동브라켓트(41)의 일단과 가동기어지지브라켓트(36)의 일단은 서로 접촉을 이루도록 설치된 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치.
삭제
제 1항에 있어서, 상기 조향칼럼(3)과 바디브라켓트(32)는 압축스프링(43)에 의해 연결되도록 설치된 것을 특징으로 하는 자동차의 조향장치.