KR20030050239A

KR20030050239A - 차량의 충격흡수형 조향시스템

Info

Publication number: KR20030050239A
Application number: KR1020010080639A
Authority: KR
Inventors: 김경철
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2001-12-18
Filing date: 2001-12-18
Publication date: 2003-06-25

Abstract

본 발명은 차량의 충격흡수형 조향시스템에 관한 것으로, 조향시스템의 조향휠로 가해지는 충격력의 방향에 관계없이 차량에 가해지는 일정 이상의 충격에 의해 조향휠을 운전자로부터 멀리 이동시켜 운전자의 가슴부상을 방지함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 대쉬보드 부위로 브라켓트(B)를 매개로 고정되는 어퍼튜브(RT)내로 수용되면서 조향휠에 결합된 어퍼샤프트(1)와, 대쉬보드 부위로 브라켓트(B)를 매개로 고정되는 로워튜브(LT)내로 수용되면서 조향휠의 회전력을 변환하는 기어박스로 연결된 로워샤프트(2) 및 이 샤프트(1,2)사이에 구비되어 에어백의 작동신호에 의해 가스를 발생시켜 상기 어퍼샤프트(1)를 로워샤프트(2)쪽으로 이동시키는 이동수단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

차량의 충격흡수형 조향시스템{Steering system for absorbing impact in vehicle}

본 발명은 충격흡수형 차량의 조향시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 충돌시 조향컬럼으로 가해지는 충격을 가스를 매개로 츱수·완충할 수 있도록 된 충격흡수형 차량의 조향시스템에 관한 것이다.

일반적으로 자동차는 주행중 다른 차량이나 기타 외부의 구조물과 충돌이나 추돌 사고시를 대비하여 각종 안전장비를 마련하고 있는 바, 그중에서 하나가 충돌시 운전자의 머리나 가스부위에 가해지는 충격을 완충시키도록 조향핸들의 중앙부위로 설치되어 사고시 극히 짧은 시간내에 펼쳐질 수 있도록 된 에어백이다.

또한, 이와는 별개로 주행중인 차량의 진행방향을 임의로 바꾸기 위해 조향 차륜인 전륜의 정열상태를 전환시키는 조향시스템에도 충돌시 가해지는 충격을 흡수·완충해 즉, 조향휠과 연결된 조향축을 감싸면서 차체에 고정된 조향컬럼을 변형시켜 추돌시 운전자의 이동에 의해 부딪히는 가슴부위로 가해지는 충격을 최소화할 수 있도록 되어 있다.

이와 같이 조향컬럼부위의 변형을 통해 충격을 완충시키는 조향 시스템의 충격흡수구조는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 대쉬보드 부위로 브라켓트(B,B')를 매개로 고정되는 로워·어퍼튜브(LT,RT)내로 수용되면서 조향휠에 결합된 어퍼샤프트(1)와 이에 연결되어 기어박스로 조향휠의 회전력을 전달하는 로워샤프트(2)부위에 이들을 서로 결합하는 플라스틱몰딩(1')이 구비되는 구조로 이루어진다.

또한, 상기 로워·어퍼튜브(LT,RT)를 대쉬보드 부위로 고정하는 브라켓트(B,B')에는 도 3에 도시된 바와 같이 가해진 충격에 의해 분리·이탈되면서 충격을 흡수하는 커링플레이트(20)가 캡슐(22)을 매개로 마운팅볼트(21)에 의해 고정되어 진다.

이에 따라, 차량의 추돌시 그 충격량에 의해 운전자가 조향휠쪽으로 이동되어 충격력(F)을 가하면 조향휠을 통해 어퍼샤프트(1)가 로워샤프트(2)쪽으로 밀려 이동되면서 이 샤프트(1,2)를 서로 연결하는 플라스틱몰딩(1')부위를 파괴해 운전자에게 전달되는 반발력에 의한 충격을 줄여주는 한편, 상기 로워·어퍼튜브(LT,RT)를 대쉬보드 부위로 고정하는 브라켓트(B,B')에 구비된 커링플레이트(20)를 통해 즉, 가해진 충격력(F)에 의해 캡슐(22)부위가 파단되면서 도 4에 도시된 바와 같이 커링플레이트(20)의 용접부위가 파손되면서 어퍼튜브(RT)와 로워튜브(LT)의 슬라이딩 마찰력을 통해 충격을 흡수하게 된다.

그러나, 이와 같이 조향휠로 이동되는 운전자에 의해 가해지는 충격을 조향샤프트와 컬럼에 각각 구비된 충격흡수수단 즉, 플라스틱몰딩(1')과 커링플레이트 어셈블리을 통해 흡수·완충하게 되면, 상기 충격흡수수단의 구조상 충격력(F)이 축 방향으로 정확하게 가해지는 경우에는 충격의 흡수·완충성능이 유지되는 반면, 만약 오프세트(Off set) 추돌이나 또는 운전자에 의한 충격력(F)의 방향이 축 방향과 일치하지 않는 경우에는 상기 충격흡수수단의 구조상 그 성능이 발휘되지 못하는 단점이 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 조향시스템의 조향휠로 가해지는 충격력의 방향에 관계없이 차량에 가해지는 일정 이상의 충격에 의해 조향휠을 운전자로부터 멀리 이동시켜 운전자의 가슴부상을 방지함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 대쉬보드 부위로 브라켓트를 매개로 고정되는 어퍼튜브내로 수용되면서 조향휠에 결합된 어퍼샤프트와, 대쉬보드 부위로 브라켓트를 매개로 고정되는 로워튜브내로 수용되면서 조향휠의 회전력을 변환하는 기어박스로 연결된 로워샤프트 및 이 샤프트사이에 구비되어 에어백의 작동신호에 의해 가스를 발생시켜 상기 어퍼샤프트를 로워샤프트쪽으로 이동시키는 이동수단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래에 따른 차량의 충격흡수형 조향시스템의 조향컬럼 부위에 대한 부분 구성도

도 2는 도 1의 단면도

도 3은 종래에 따라 충격을 흡수하는 커링플레이트의 구성도

도 4는 도 3의 작동 상태도

도 5는 본 발명에 따른 충격흡수형 조향시스템의 조향컬럼 부위에 대한 부분 구성도

도 6은 도 5에서 가스 팽창 부위에 대한 부분 구성도

도 7은 본 발명에 따른 충격흡수형 조향시스템의 작동 상태도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 어퍼샤프트1' : 플라스틱몰딩

2 : 로워샤프트2' : 개구홀

3 : 차단판4 : 격벽

4' : 필터5: 이동로드

6 : 피스톤10 : 충돌감지센서

11 : 콘트롤러12 : 점화기

12' : 열선13 : 발화재

13' : 가스발생재20 : 커링플레이트

21 : 마운팅볼트22 : 캡슐

RT : 어퍼튜브LT : 로워튜브

B,B' : 브라켓트G : 가스

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 충격흡수형 조향시스템의 조향컬럼 부위에 대한 부분 구성도를 도시한 것인바, 본 발명은 대쉬보드 부위로 브라켓트(B)를 매개로 고정되는 어퍼튜브(RT)내로 수용되면서 조향휠에 결합된 어퍼샤프트(1)와, 대쉬보드 부위로 브라켓트(B)를 매개로 고정되는 로워튜브(LT)내로 수용되면서 조향휠의 회전력을 변환하는 기어박스로 연결된 로워샤프트(2) 및 이 샤프트(1,2)사이에 구비되어 에어백의 작동신호에 의해 가스를 발생시켜 상기 어퍼샤프트(1)를 로워샤프트(2)쪽으로 이동시키는 이동수단으로 이루어진다.

여기서, 상기 어퍼샤프트(1)는 그 끝단부에 피스톤(6)이 구비되면서 길게 형성된 이동로드(5)가 로워샤프트(2)의 중공형상 개구홀(2')로 수용되어 그 전체길이를 2부분으로 구획하는 차단판(3)과 가스 압력을 매개로 팽창되는 챔버공간을 형성하되, 이 챔버공간은 링형상으로 이루어지면서 일측면을 필터(4')로 가린 링 형상의 격벽(4)을 매개로 고정챔버(K)와 이동챔버(K')로 구획되어진다.

또한, 상기 어퍼샤프트(1)와 이를 감싸는 로워샤프트(2)의 끝부위에는 플라스틱몰딩(1')을 매개로 서로 결합되어 가해진 충격에 의해 파단되면서 충격을 흡수·완충시켜 주게 된다.

그리고, 상기 이동수단은 도 6에 도시된 바와 같이 로워샤프트(2)의 개구홀(2')내에 구획된 고정챔버(K)부위로 위치되어 차량의 추돌이나 충돌 상태를 감지하는 충돌감지센서(10)의 신호를 받아 에어백을 작동시키는 콘트롤러(11)로부터 제어신호를 받는 점화기(12)와, 이 점화기(12)에 구비된 열선(12')을 통해 점화되어 발화되도록 고정챔버(K)내에 충진된 발화재(13) 및 이 발화재(13)의 발화에 의해 급격히 가스를 발생해 어퍼샤프트(1)의 이동로드(5)에 형성된 피스톤(6)을 밀어 어퍼샤프트(1)를 이동시키도록 확장챔버(K')에 충진된 가스발생재(13)로 이루어진다.

한편, 상기 로워·어퍼튜브(LT,RT)를 대쉬보드 부위로 고정하는 브라켓트(B,B')에는 전술한 종래의 경우와 같이 가해진 충격에 의해 분리·이탈되면서 충격을 흡수하는 커링플레이트(20)가 캡슐(22)을 매개로 마운팅볼트(21)에 의해 고정되어짐은 물론이다.

이하 본 발명의 작동을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명은 차량이 정면 또는 오프세트 추돌이나 충격을 받게되면 이를 감지하는 충돌감지센서(10)의 신호에 따라 콘트롤러(11)가 에어백을 작동시킴과 더불어 제어신호를 조향시스템에 구비된 점화기(12)로 전송하게 된다.

이때, 상기 콘트롤러(11)는 에어백 작동신호와 함께 이동수단의 점화기(12)로 신호를 전송하게 되는데 이는, 에어백의 작동을 요하는 충돌의 경우에 운전자의 이동량이 크고 이에 따른 부상이 심하게 되기 때문임은 물론이다.

이어, 상기 점화기(12)가 콘트롤러(11)로부터 신호를 받게되면 전원이 인가되면서 열선(12')을 가열시키게 되고 이에 따라, 도 7에 도시된 바와 같이 로워샤프트(2)의 고정챔버(K)내에 충진된 발화재(13)가 열선(12')에 의해 발화되면서 그열을 필터(4')를 거쳐 확장챔버(K')쪽으로 전달하게 된다.

이와 같이, 상기 발화재(13)의 불꽃이 필터(4')를 거쳐 확장챔버(K')쪽으로 전달되면, 상기 확장챔버(K')에 충진된 가스발생재(13')가 불꽃에 반응해 급격히 폭발되면서 가스를 발생시키게 되고 이에 따라, 밀폐된 상기 확장챔버(K')내의 압력이 상승되면서 피스톤(6)을 가압하게 된다.

이어, 상기 피스톤(6)에 작용하는 가스압력에 의해 피스톤(6)이 빠르게 로워샤프트(2)의 개구홀(2')안쪽으로 이동되고 이로 인해, 상기 피스톤(6)에 이동로드(5)를 매개로 이어진 어퍼샤프트(1)가 빠르게 로워샤프트(2)쪽으로 이동되어지게 된다.

이때, 상기 어퍼샤프트(1)는 그 이동력에 의해 로워샤프트(2)와 결합된 플라스틱몰딩(1')부위가 파단되면서 이동되고 이에 따라, 상기 어퍼샤프트(1)의 상단에 결합된 조향휠이 운전자로부터 멀어져 차량의 추돌이나 충돌에 따라 가해진 충격으로 인해 조향휠쪽으로 이동되는 운전자의 가슴부위가 조향휠과 부딪히지 않거나 부딪히더라도 어퍼샤프트(1)의 이동량 많큼 충격을 완충시킬 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 조향휠의 조작력을 전달하도록 서로 연결되는 로워·어퍼샤프트내에 빈 공간을 형성해 충격력에 따른 제어신호를 매개로 급격하게 발생되는 가스의 압력을 통해 조향휠을 결합한 어퍼샤프트를 로워샤프트쪽으로 이동시켜, 조향시스템으로 가해지는 충격력의 방향에 관계없이 차량에가해지는 일정 이상의 충격에 의해 조향휠을 운전자로부터 멀리 이동시켜 운전자의 가슴부상을 방지 할 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims

대쉬보드 부위로 브라켓트(B)를 매개로 고정되는 어퍼튜브(RT)내로 수용되면서 조향휠에 결합된 어퍼샤프트(1)와, 대쉬보드 부위로 브라켓트(B)를 매개로 고정되는 로워튜브(LT)내로 수용되면서 조향휠의 회전력을 변환하는 기어박스로 연결된 로워샤프트(2) 및 이 샤프트(1,2)사이에 구비되어 에어백의 작동신호에 의해 가스를 발생시켜 상기 어퍼샤프트(1)를 로워샤프트(2)쪽으로 이동시키는 이동수단으로 이루어진 충격흡수형 차량의 조향시스템.
제 1항에 있어서, 상기 어퍼샤프트(1)는 그 끝단부에 피스톤(6)이 구비되면서 길게 형성된 이동로드(5)가 로워샤프트(2)의 중공형상 개구홀(2')로 수용되어 그 전체길이를 2부분으로 구획하는 차단판(3)과 가스 압력을 매개로 팽창되는 챔버공간을 형성하되, 이 챔버공간은 링형상으로 이루어지면서 일측면을 필터(4')로 가린 링 형상의 격벽(4)을 매개로 고정챔버(K)와 이동챔버(K')로 구획되어진 것을 특징으로 하는 충격흡수형 차량의 조향시스템.
제 2항에 있어서, 상기 어퍼샤프트(1)와 이를 감싸는 로워샤프트(2)의 끝부위에는 플라스틱몰딩(1')을 매개로 서로 결합되어 가해진 충격에 의해 파단되면서충격을 흡수·완충시켜 주도록 된 것을 특징으로 하는 충격흡수형 차량의 조향시스템.
제 1항에 있어서, 상기 이동수단은 로워샤프트(2)의 개구홀(2')내에 구획된 고정챔버(K)부위로 위치되어 차량의 추돌이나 충돌 상태를 감지하는 충돌감지센서(10)의 신호를 받아 에어백을 작동시키는 콘트롤러(11)로부터 제어신호를 받는 점화기(12)와, 이 점화기(12)에 구비된 열선(12')을 통해 점화되어 발화되도록 고정챔버(K)내에 충진된 발화재(13) 및 이 발화재(13)의 발화에 의해 급격히 가스를 발생해 어퍼샤프트(1)의 이동로드(5)에 형성된 피스톤(6)을 밀어 어퍼샤프트(1)를 이동시키도록 확장챔버(K')에 충진된 가스발생재(13)로 이루어진 것을 특징으로 하는 충격흡수형 차량의 조향시스템.
제 1항에 있어서, 상기 로워·어퍼튜브(LT,RT)를 대쉬보드 부위로 고정하는 브라켓트(B,B')에는 가해진 충격에 의해 분리·이탈되면서 충격을 흡수하는 커링플레이트(20)가 캡슐(22)을 매개로 마운팅볼트(21)에 의해 고정되어진 것을 특징으로 하는 충격흡수형 차량의 조향시스템.