KR19990031138U - 자동차 조향축의 유니버셜조인트구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자동차 조향축의 유니버셜조인트구조에 관한 것으로, 조향축 사이를 연결시켜 주는 유니버셜조인트를 고무류의 완충부재를 개재한 형태로 하면서 축방향으로의 변형이 용이한 벨로우즈를 채택함으로써, 충돌시 발생하는 충격력을 흡수함은 물론 주행중 노면으로부터 전달되는 진동을 효과적으로 절연시킬 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

전술한 바의 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 조향핸들(1)을 선단에 장착하고 있는 상부조향축(2)과, 이 상부조향축(2)과 틸트장치(5)를 매개로 연결된 중간조향축(3), 이 중간조향축(3)에 유니버셜조인트(6)를 매개로 연결된 하부조향축(4), 상기 중간조향축(3)을 내부에 수용하면서 덱크로스멤버(10)에 고정된 마운팅브래킷(9)을 매개로 지지되는 조향컬럼(8)으로 이루어지는 자동차의 조향장치에 있어서, 상기 중간조향축(3)에 고정된 제 1브래킷(14)을 매개로 결합된 제 1완충부재(12a)와, 상기 하부조향축(4)에 고정된 제 2브래킷(15)을 매개로 결합된 제 2완충부재(12b)가 상호 엇갈려 교차된 상태로 결합된 것을 특징으로 한다.

Description

자동차 조향축의 유니버셜조인트구조

본 고안은 자동차 조향축의 유니버셜조인트에 관한 것으로, 특히 주행중 노면이나 기타 진동발생원으로부터 발생되어 전달되는 진동과 충돌사고시 전달되는 충격을 조향축상에서 효과적으로 절연시킴으로써, 조향장치의 진동절연성과 충격흡수성을 동시에 향상시킬 수 있도록 된 자동차 조향축의 유니버셜조인트구조에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 조향장치는 주행중 운전자가 자동차의 진행방향을 임의적으로 바꾸기 위해 조향을 실시하는 장치로서, 이는 운전자가 직접 조향조작을 하여 그 조작력을 조향 기어 및 링크 등에 전달하도록 된 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.

한편, 상기 조향장치에는 조향축의 설치각도를 운전자의 신체적인 특성에 알맞게 전후방향으로 변화를 줄 수 있는 틸트장치를 갖추고 있는 바, 종래의 일반적인 조향장치는 도 1에 도시된 바와 같다.

즉, 조향핸들(1)을 선단에 장착하도록 된 조향축이 조향핸들(1)과 연결되는 상부조향축(2)과 이 상부조향축(2)에 틸트장치(5)를 매개로 연결되는 중간조향축(3) 및 이 중간조향축(3)에 유니버셜조인트(6)를 매개로 연결되어 조향기어박스(7)에까지 연장된 하부조향축(4)으로 이루어지고, 상기 중간조향축(3)은 원통형상으로 차체의 덱크로스멤버(10)에 마운팅브래킷(9)을 매개로 고정지지되는 조향컬럼(8)내에 수용되며, 상기 하부조향축(4)과 연결된 조향기어박스(7)는 차체의 프론트크로스멤버(11)상에 고정되는 구조로 되어 있다.

도면중 미설명부호 20은 대쉬보드이고, 21은 윈드쉴드이다.

한편, 상기와 같은 구조로 이루어진 조향장치는 주행중 차량의 진행방향을 변환시키는 기본적인 조향기능외에도 차량의 정면 및 오프셋 충돌시의 충격흡수성과, 주행중 노면과 엔진으로부터 유입되는 진동에 대한 진동절연성에 대한 부가적인 기능을 발휘하여야만 한다.

그런데 종래에는 주행중 충돌사고발생시 차량의 엔진룸 부분이 붕괴되면서 차실내를 향해 밀려 들어오게 되면서 상기 프론트크로스멤버(11)와 이에 장착된 조향기어박스(7)도 차실내로 이동하면서 충격력을 하부조향축(4)으로 전달시키게 되는데, 이때 하부조향축(4)으로 가해진 충격력은 유니버셜조인트(6)을 거쳐 중간조향축(3)과 상부조향축(2)으로 전달되어 조향장치는 축방향으로 붕괴하는 변위와 이에 따라 차량의 횡방향을 축으로 하여 회전되는 변위를 초래하게 된다.

따라서 이와 같은 조향축의 변위는 에어백장착 차량의 경우에 에어백의 전개시 운전자의 신체부위와 전개되는 에어백이 정확하게 접촉하지 못하게 하므로 운전자의 안전에 대단히 불리한 단점이 있었다.

그러므로 조향축의 전후방향 및 회전변위를 흡수해 줄 수 있는 조향장치를 제작할 필요성이 있었다.

그리고, 종래의 조향장치에서는 주행중 노면으로부터 유입되는 진동과, 엔진의 동작중 발생되어 샤시부재를 통하여 유입되는 진동에 대해 이를 절연시킬 수 있는 별도의 절연시스템을 갖추고 있지 못하므로 진동절연성이 좋지 못한 단점이 있다.

이에 본 고안은 상기와 같은 단점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 조향축 사이를 연결시켜 주는 유니버셜조인트를 고무류의 완충부재를 개재한 형태로 하면서 축방향으로의 변형이 용이한 벨로우즈를 채택함으로써, 충돌시 발생하는 충격력을 흡수함은 물론 주행중 노면으로부터 전달되는 진동을 효과적으로 절연시킬 수 있도록 된 자동차 조향축의 유니버셜조인트구조를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 조향장치를 도시한 개략도,

도 2는 본 고안에 따른 유니버셜조인트의 단면도,

도 3은 도 2의 사시도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1-조향핸들 2-상부조향축

3-중간조향축 4-하부조향축

5-틸트장치 6-유니버셜조인트

7-조향기어박스 8-조향컬럼

9-마운팅브래킷 10-덱크로스멤버

11-프론트크로스멤버 12-완충부재

12a-제 1완충부재 12b-제 2완충부재

13-벨로우즈 14-제 1브래킷

15-제 2브래킷

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 조향핸들을 선단에 장착하고 있는 상부조향축과, 이 상부조향축과 틸트장치를 매개로 연결된 중간조향축, 이 중간조향축에 유니버셜조인트를 매개로 연결된 하부조향축, 상기 중간조향축을 내부에 수용하면서 덱크로스멤버에 고정된 마운팅브래킷을 매개로 지지되는 조향컬럼으로 이루어지는 자동차의 조향장치에 있어서, 상기 중간조향축에 고정된 제 1브래킷을 매개로 결합된 제 1완충부재와, 상기 하부조향축에 고정된 제 2브래킷을 매개로 결합된 제 2완충부재가 상호 엇갈려 교차된 상태로 결합된 것을 특징으로 한다.

이하 본 고안의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 2는 본 고안에 따른 유니버셜조인트의 단면도이고, 도 3은 도 2의 사시도인 바, 본 고안의 상세한 설명을 위해 종래 구조를 도시한 도 1에서와 동일한 참조부위에는 동일한 참조부호를 병기하기로 한다.

본 고안은 도면에 도시된 바와 같이, 조향핸들(1)을 선단에 장착하는 상부조향축(2)이 틸트장치(5)를 매개로 중간조향축(3)과 연결되고, 이 중간조향축(3)는 유니버셜조인트(6)를 매개로 하부조향축(4)과 연결되며, 상기 중간조향축(3)은 덱크로스멤버(10)에 고정된 마운팅브래킷(9)을 매개로 지지되는 조향컬럼(8)내에 수용된다.

여기서 상기 중간조향축(3)과 하부조향축(4)을 연결시켜 주는 유니버셜조인트(6)는 일반적인 금속재의 조인트부재가 아니라 고무류의 완충부재(12)를 매개로 연결된 조인트부재이고, 또한 상기 중간조향축(3)상에는 축방향으로 수축이 용이한 벨로우즈(13)가 구비되어 있어 회전력을 전달하는 기본적인 기능은 물론 충돌사고시 충격력의 일부를 완충시키면서 진동 또한 중간에서 절연시킬 수 있도록 되어 있다.

즉, 상기 유니버셜조인트(6)는 중간조향축(3)의 선단에 결합된 제 1브래킷(14)에 양선단이 리벳팅과 같은 접합수단을 통해 결합된 제 1완충부재(12a)와, 상기 하부조향축(4)의 선단에 결합된 제 2브래킷(15)에 양선단이 리벳팅과 같은 접합수단을 통해 결합된 제 2완충부재(12b)로 이루어지되, 상기 제 1완충부재(12a)에 제 2완충부재(12b)가 엇갈려 교차된 상태로 결합되어 있다.

또한, 상기 벨로우즈(13)는 두 개의 부재로 분할된 중간조향축(3)의 양측 선단부에 각기 접합되어 있어 운전자에 의한 조향핸들(1)의 회전시 회전력을 유니버셜조인트(6)로 원활하게 전달하는 본래의 기능수행은 물론, 축방향으로의 수축변형이 가능하게 된다.

따라서 상기 중간조향축(3)과 하부조향축(4)이 상호 교차되게 결합된 제 1완충부재(12a)와 제 2완충부재(12b)로 된 고무류의 완충부재(12)를 매개로 연결되므로, 주행중 노면과 엔진으로부터 유입되는 진동을 중간에서 효과적으로 절연시켜 줄 수 있어 조향장치의 진동절연성이 향상되게 된다.

그리고, 상기 중간조향축(3)상에 장착된 벨로우즈(13)는 주행중 차량의 정면 및 오프셋 충돌시 차실내로 밀려 오는 엔진룸과 상기 프론트크로스멤버(11)와 이에 장착되어 역시 차실내로 이동하는 조향기어박스(7)로부터 전달받는 충격력에 대해 축방향으로 붕괴하면서 이를 흡수할 수 있어 충격흡수성이 향상되게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 자동차 조향축의 유니버셜조인트구조에 의하면, 조향장치의 조향축을 연결하는 유니버셜조인트가 진동절연성이 탁월한 고무류의 완충부재로 형성되면서 조향축상에는 축방향으로 수축변형이 가능한 벨로우즈가 구비됨에 따라, 주행중 노면이나 엔진으로부터 전달되는 진동을 효과적으로 제진할 수 있으면서 충돌사고 발생시 차실내로 전달되는 충격력에 효과적으로 대응할 수 있어 조향장치의 진동절연성과 충격흡수성이 향상될 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims (2)

1. 조향핸들(1)을 선단에 장착하고 있는 상부조향축(2)과, 이 상부조향축(2)과 틸트장치(5)를 매개로 연결된 중간조향축(3), 이 중간조향축(3)에 유니버셜조인트(6)를 매개로 연결된 하부조향축(4), 상기 중간조향축(3)을 내부에 수용하면서 덱크로스멤버(10)에 고정된 마운팅브래킷(9)을 매개로 지지되는 조향컬럼(8)으로 이루어지는 자동차의 조향장치에 있어서,

   상기 중간조향축(3)에 고정된 제 1브래킷(14)을 매개로 결합된 제 1완충부재(12a)와, 상기 하부조향축(4)에 고정된 제 2브래킷(15)을 매개로 결합된 제 2완충부재(12b)가 상호 엇갈려 교차된 상태로 결합된 것을 특징으로 하는 자동차 조향축의 유니버셜조인트구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 중간조향축(3)상에는 부재를 분할하여 양선단이 각기 중간조향축(3)상에 접합된 벨로우즈(13)가 장착된 것을 특징으로 하는 자동차 조향축의 유니버셜조인트구조.