KR19990015156A - 조향축의 속도감응형 충격흡수장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조향축의 속도감응형 충격흡수장치에 관한 것으로, 상부 조향축(1)과 하부 조향축(2)사이에 신축가능하게 장착되어 하부 조향축을 통해 전달되어 오는 충격을 흡수하는 공기스프링(3)과, 차속감지센서와 충격감지센서를 갖추고서 차속과 충격량에 따라 상기 공기스프링의 공기압을 제어하는 콘트롤러(ECU)를 갖춘 구조로 되어 있다.

이에 따라 상기 공기스프링에 공기가 주입된 상태에서 하부 조향축(2)을 통해 공기스프링으로 충격이 전달되면, 상기 공기스프링이 적절히 수축되면서 충격을 흡수하여 저감시키게 되는 바, 여기서 차속과 충격량에 따라 공기스프링내의 최적의 공기압이 유지되게 상기 콘트롤러가 제어밸브(11)를 제어하게 되므로, 운전자가 느끼는 충격을 최적으로 감소시켜 운전자를 보다 안전하게 보호할 수 있을 뿐만 아니라 운전피로도 효과적으로 경감시켜 줄 수 있게 되는 것이다.

Description

조향축의 속도감응형 충격흡수장치

본 발명은 조향축의 충격흡수장치에 관한 것으로, 차속과 범핑력에 따라 공기스프링을 매개로 충격을 최적으로 흡수해서 운전자의 운전피로를 경감시켜주고, 운전편의를 제공해 줄 수 있도록 된 조향축의 속도감응형 충격흡수장치에 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 드래그 아암, 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 있다.

도 1은 상기와 같은 완충장치가 설치된 종래의 조향칼럼의 일부 절개 단면도를 도시한 것인 바, 즉 상부 조향칼럼(101)에 하부 조향칼럼(102)이 끼워져 장착되어 있고, 상기 상부 조향칼럼(101)이 하부 조향칼럼(102)에 접촉되는 내주면에는 원주방향을 따라 다수개의 환형 돌기(103)가 형성되어 있는 데, 이 환형 돌기는 하부 조향칼럼(102)의 외주면에 밀접되는 형성된 구조로 되어 있다.

이에 따라 자동차의 주행중에 충돌이나 추돌사고가 발생되면, 운전자의 상체가 상기 조향핸들에 부딪치면서 그 충격이 조향핸들을 통해 조향칼럼에 전달되게 되는 데, 상기 조향칼럼이 충격을 받게 되면 상기 상부 조향칼럼의 환형돌기가 하부 조향칼럼의 외주면에 접촉된 상태로 상부 조향칼럼이 축방향으로 이동되게 된다.

상기와 같이 상부 조향칼럼이 축방향으로 이동되는 과정에 상부 조향칼럼의 환형돌기와 하부 조향칼럼사이에 마찰력이 발생되면서 그 마찰력으로 충격을 적절히 흡수해서 완화시키게 되어, 운전자의 상해를 경감시켜주게 되는 것이다.

그러나 상기와 같은 종래의 완충장치에서는 상부 조향칼럼의 돌기와 하부 조향칼럼사이에 발생하는 마찰력만으로 충격을 완화시켜 운전자를 보다 안전하게 보호하기가 미흡하고, 또 충격흡수능력은 일정하게 한정되어 있기 때문에 차속과 충격력에 따라 효과적으로 대응하지 못한다고 하는 결점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 결점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 조향축을 통해 전달되어 오는 충격력과 차속에 따라 최적의 감쇠작용이 가변적으로 발생되도록 하여 운전자의 운전피로를 줄여주고, 운전편의를 제공할 수 있도록 된 조향축의 속도감응형 충격흡수장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 충격흡수장치가 장착된 조향축의 개략적인 단면도이고,

도 2는 본 발명에 따른 속도감응형 충격흡수장치가 장착된 조향축의 개략적인 일부 절개 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 에어스프링의 상부 및 하부 지지판의 평면도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1-상부 조향축 2-하부 조향축

3-공기스프링 4-하우징

5-공기호스 6-상부 지지판

7-하부 지지판 8-편심봉

9-스프링 10-환형고무

11-제어밸브 12-공기탱크

13-충격감지센서 14-차속감지센서

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 상부 조향축과 하부 조향축사이에 신축가능하게 장착되어 하부 조향축을 통해 전달되어 오는 충격을 흡수하는 공기스프링과, 차속감지센서와 충격감지센서를 갖추고서 차속과 충격량에 따라 상기 공기스프링의 공기압을 제어하는 콘트롤러를 갖춘 구조로 되어 있다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 속도감응형 충격흡수장치가 장착된 조향축의 개략적인 일부 절개 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 에어스프링의 상부 및 하부 지지판의 평면도인 바, 즉 상부 조향축(1)과 하부 조향축(2)사이에 공기스프링(3)이 장착되어, 상기 하부 조향축(2)을 통해 상부 조향축(1)으로 충격이 전달될 때에 상기 공기스프링이 적절히 충격을 흡수해서 완화시켜주게 되어 있다.

여기서 상기 공기스프링(3)을 상부 조향축(1)과 하부 조향축(2)사이에 적절히 장착하기 위해 상부 조향축(1)과 하부 조향축(2)은 원통형상의 하우징(4)을 매개로 서로 연결되어 있고, 이 하우징의 내부에 상기 공기스프링이 신축가능하게 수용되어 지지되게 되어 있으며, 상기 공기스프링(3)에 공기를 유입 혹은 배출시키기 위해 공기호스(5)가 공기스프링으로부터 하우징을 통해 외부로 연장되게 설치되어 있다.

그리고 상기 공기스프링은 하우징내에서 상부 지지판(6)에 하부 지지판(7)에 의해 지지되게 되어 있는 데, 이 상부 지지판(6)과 하부 지지판(7)은 관통하는 2개의 편심봉(8)에 의해 서로 연결되게 되어 있고, 상기 각 편심봉(8)은 스프링(9)을 매개로 탄력적으로 지지되어 있으며, 상기 스프링은 하우징의 상면 및 하면에 각각 부착된 환형고무(10)에 안착되어 지지되게 되어 있다.

또 상기 공기호스(5)의 연장된 선단부는 제어밸브(11)를 매개로 공기탱크(12)와 연결되어 있고, 상기 제어밸브는 솔레노이드 밸브로서 그 솔레노이드에 콘트롤러(ECU)가 연결되어 있는 한편, 상기 콘트롤러에는 충격감지센서(13)와 차속감지센서(14)가 입력단자에 각각 연결되어 있다.

이에 따라 차량의 주행중에 예컨대 충돌 혹은 추돌사고로 인한 충격이나 불규칙한 노면으로 주행으로 인한 충격이 하부 조향축(2)으로부터 상부 조향축(1)으로 전달되면, 상기 콘트롤러는 상기 차속감지센서를 매개로 차속을 감지함과 더불어 상기 충격감지센서로 충격을 감지해서 미리 프로그램된 로직에 따라 적절한 비교 및 판별로 제어신호를 상기 제어밸브의 솔레노이드에 인가시키게 되고, 이로 인해 상기 공기스프링과 공기탱크를 연결하고 있는 제어밸브가 소정시간 동안에 개방됨에 따라 상기 공기탱크내의 공기가 공기스프링에 주입되게 된다.

상기와 같이 공기스프링에 공기가 주입된 상태에서 하부 조향축(2)을 통해 공기스프링으로 충격이 전달되면, 상기 공기스프링이 적절히 수축되면서 충격을 흡수하여 저감시키게 되는 바, 여기서 차속과 충격량에 따라 공기스프링내의 최적의 공기압이 유지되게 상기 콘트롤러가 제어밸브를 제어하게 되므로, 운전자가 느끼는 충격을 최적으로 감소시켜 운전자를 보다 안전하게 보호할 수 있을 뿐만 아니라 운전피로도 효과적으로 경감시켜 줄 수 있게 되는 것이다.

한편 상기한 동작이후에 공기스프링내에 주입된 공기는 제어밸브의 개방으로 외부로 배출되어 초기상태를 유지하게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 조향축의 속도감응형 충격흡수장치에 의하면, 조향축을 통해 전달되어 오는 충격량과 차속에 따라 최적으로 공기압을 유지하고 있는 공기스프링을 매개로 충격을 효과적으로 흡수해서 운전자를 보다 안전하게 보호할 수 있을 뿐만 아니라 운전자의 운전피로도 최소한으로 줄여줄 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 상부 조향축과 하부 조향축사이에 신축가능하게 장착되어 하부 조향축을 통해 전달되어 오는 충격을 흡수하는 공기스프링과, 차속감지센서와 충격감지센서를 갖추고서 차속과 충격량에 따라 상기 공기스프링의 공기압을 제어하는 콘트롤러를 갖춘 조향축의 속도감응형 충격흡수장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 공기스프링이 상부 조향축과 하부 조향축의 외주에 장착된 원통형상의 하우징내에 신축가능하게 수용되어 상부 지지판과 하부 지지판에 의해 지지되고, 상기 상부 지지판과 하부 지지판은 편심봉을 매개로 서로 연결되며, 상기 각 편심봉은 스프링을 매개로 탄력적으로 지지되는 한편, 상기 스프링은 하우징의 상면 및 하면에 각각 부착된 환형고무에 안착되어 지지된 것을 특징으로 하는 조향축의 속도감응형 충격흡수장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 공기스프링이 제어밸브를 매개로 공기탱크와 연결되고, 이 제어밸브는 콘트롤러에 의해 인가되는 제어신호로 개폐되게 연결된 것을 특징으로 하는 조향축의 속도감응형 충격흡수장치.