KR20070121127A

KR20070121127A - 상해 저감을 위한 차량의 스티어링 휠 하강장치

Info

Publication number: KR20070121127A
Application number: KR1020060055787A
Authority: KR
Inventors: 김주현
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2006-06-21
Filing date: 2006-06-21
Publication date: 2007-12-27

Abstract

본 발명은 차량 충돌시 스티어링 휠을 하강시켜 운전자 상해를 저감할 수 있도록 하는 상해 저감을 위한 스티어링 휠 하강장치에 관한 것으로, 종래의 장치들은 장착이 어렵고 비용이 많이 들게 됨은 물론 운전자가 스티어링 휠에 충돌한 후 작동되는 것이 많아 그 효과가 미미한 실정이었던 바, 스티어링 컬럼(20)의 중앙부를 양분하여 스티어링 휠(10)이 접속되는 상부 이동 스티어링 컬럼(21)의 하단에 마련한 영구자석 접속기어(21a)를 내부에 상하방향으로 접속기어홈(31)이 형성된 접속실린더(30)의 접속기어홈(31) 상부에 상하방향으로 이동 가능하게 설치하고, 차축(40)과 접속되는 하부 고정 스티어링 컬럼(22)의 상단부에 마련한 전자석 접속기어(22a)를 접속실린더(30)의 접속기어홈(31) 하부에 접속하며, 전자석 접속기어(22a)를 에어백 제어유니트(50;ACU)에 접속하여 극성변환이 이루어지도록 함으로써 에어백(60)의 전개와 동시에 상부 스티어링 컬럼(21) 및 그에 접속된 스티어링 휠(10)이 하강하도록 한 것을 특징으로 하는 본 발명에 의하면 차량 충돌 후에 운전자가 스티어링 휠에 부딪히기 전에 스티어링 휠을 하강 작동시킬 수 있게 되어 보다 효과적으로 운전자의 상해를 저감할 수 있게 되며, 차량 시동 오프 시에 스티어링 휠이 최소 높이로 하강상태를 유지하게 되므로 효율적인 공간 활용을 할 수 있게 됨은 물론 차량 고급화에도 기여할 수 있게 되고, 기존 기술에 비해 장착이나 구현이 용이하게 될 뿐 아니라 에어백이 전개되는 사고가 발생되어도 지속적인 사용이 가능하게 되는 등의 효과를 얻을 수 있게 된다.

스티어링 휠, 스티어링 컬럼, 영구자석 접속기어, 전자석 접속기어, 접속실린더

Description

상해 저감을 위한 차량의 스티어링 휠 하강장치 {a steering wheel descent system for a vehicle}

도 1은 본 발명의 한 실시예의 구성도

도 2는 동 실시예의 영구자석 접속기어와 연결실린더의 접속상태를 나타낸 단면도

도 3a는 동 실시예의 상부 스티어링 컬럼의 초기위치를 나타낸 요부 종단면도

도 3b는 동 실시예의 상부 스티어링 컬럼의 시동위치를 나타낸 요부 종단면도

도 3c는 동 실시예의 상부 스티어링 컬럼의 충돌위치를 나타낸 요부 종단면도

도 4는 동 실시예의 작동 블록도

< 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

10 : 스티어링 휠 20 : 스티어링 컬럼

21 : 상부 이동 스티어링 컬럼 21a : 영구자석 접속기어

22 : 하부 고정 스티어링 컬럼 22a : 전자석 접속기어

22b : 전자석 코일 30 : 접속실린더

31 : 접속기어홈 40 : 차축

50 : 에어백 제어유니트

본 발명은 차량 충돌시 스티어링 휠을 하강시켜 운전자 상해를 저감할 수 있도록 하는 상해 저감을 위한 스티어링 휠 하강장치에 관한 것으로, 더 자세하게는 전자석의 원리를 이용하여 운전자가 스티어링 휠과 충돌하기 전에 스티어링 컬럼 및 스티어링 휠을 하강시킬 수 있도록 한 것에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 충돌 사고 발생 시 운전자의 안전을 도모할 수 있도록 하는 가장 기본적인 장치는 안전벨트이다.

차량의 안전벨트의 경우 순간적인 충돌력이 발생되었을 경우 작동하기 때문에 차량 충돌 시 비록 안전벨트를 착용하였다고 하더라도 운전자의 상체가 어느 정도 앞으로 쏠리는 것을 막을 수 없게 되어 운전자가 스티어링 휠과의 부딪힘으로 인한 상해를 입을 수 있게 된다.

이렇듯 스티어링 휠과의 충돌로 인한 운전자의 상해를 방지하기 위하여 추가적으로 스티어링 휠에 에어백을 장착하기도 하지만 운전자가 운전대에 인접하여 운 전을 할 경우에는 순간적인 에어백 전개에 의한 충격으로 상해를 입을 우려도 있게 된다.

따라서 차량 충돌 시에 스티어링 휠과의 접촉으로 인한 운전자 상해를 최소화하기 위해서는 운전자가 스티어링 휠과의 간격을 충분히 확보함으로써 스티어링 휠에 부딪히는 시간을 확보하여 흉부나 얼굴 등의 상해를 저감할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

한편 본 발명은 차량 충돌시 스티어링 휠을 하강시켜 운전자가 스티어링 휠에 접촉되는 충격을 완화할 수 있도록 하는 스티어링 휠 하강장치에 관계하는 것으로, 종래에 있어서도 이러한 차량 충돌시 운전자 상해 저감을 위한 스티어링 하강장치들이 다수 제안된 바 있으나 그 대부분이 만족할 만한 기능을 하지 못하는 것이었다.

즉, 공개특허공보 제2005-24855호에 나타난 차량도난 및 충돌시 2차충격 방지를 위한 스티어링 휠 작동장치의 경우 스텝모터를 이용하기 때문에 순간적인 차량 충돌에 의한 충격력에 대응하는 데에 시간이 부족한 단점이 있으며, 공개특허번호 제2005-51797호의 차량용 스티어링 컬럼의 충격흡수 장치의 경우 기구적인 구조를 이용하여 동작하는 방식으로 엔진이 밀려들어오는 큰 충격에 의해서만 작동하는 제약이 있다.

그리고 공개특허공보 제2001-48725호의 자동차용 충격흡수식 조향축은 일단 운전자와 충돌이 일어났을 경우 스프링 상수값을 조절하여 피해를 줄일 수 있도록 한 것으로, 운전자와 충돌 이전에 스티어링 휠을 미리 하강시킴으로써 충격을 줄일 수 있도록 하는 것과는 차별되는 것이다.

본 발명은 상기 종래의 실정을 감안하여 안출한 것이며, 그 목적이 차량 충돌시에 스티어링 휠을 하강시킴으로써 운전자가 스티어링 휠에 충돌하여 상해를 입는 것을 최소한으로 억제할 수 있도록 하는 상해 저감을 위한 차량의 스티어링 휠 하강장치를 제공하는 데에 있는 것이다.

아울러 본 발명은 그 다른 목적이 차량을 시동을 오프하고 운행하지 않을 때에 스티어링 휠을 하강시켜 둠으로써 차량 내부 공간을 효과적으로 활용할 수 있도록 하는 상해 저감을 위한 차량의 스티어링 휠 하강장치를 제공하는 데에 있는 것이다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 스티어링 컬럼의 중앙부를 양분하여 스티어링 휠이 접속되는 상부 이동 스티어링 컬럼의 하단에 마련한 영구자석 접속기어를 접속기어홈을 갖는 접속실린더의 내부 상부에 상하방향으로 이동 가능하게 설치하고, 차축과 접속되는 하부 고정 스티어링 컬럼의 상단부에 마련한 전자석 접속기어를 접속실린더의 내부 하부에 고정 설치하며, 전자석 접속기어를 에어백 제어유니트에 접속함으로써 에어백 전개와 동시에 스티어링 휠이 하강하도록 한 것을 특징으로 하며, 이하 그 구체적인 기술내용을 첨부도면에 의해 더욱 자세히 설 명하면 다음과 같다.

즉, 도 1에는 본 발명의 한 실시예의 구성도가 도시되어 있고, 도 2에는 동 실시예의 영구자석 접속기어와 연결실린더의 접속상태를 나타낸 단면도가 도시되어 있는 바, 본 발명의 상해 저감을 위한 차량의 스티어링 휠 하강장치는 스티어링 컬럼(20)의 중앙부를 양분하여 스티어링 휠(10)이 접속되는 상부 이동 스티어링 컬럼(21)의 하단에 마련한 영구자석 접속기어(21a)를 내부에 상하방향으로 접속기어홈(31)이 형성된 접속실린더(30)의 접속기어홈(31) 상부에 상하방향으로 이동 가능하게 설치하고, 차축(40)과 접속되는 하부 고정 스티어링 컬럼(22)의 상단부에 마련한 전자석 접속기어(22a)를 접속실린더(30)의 접속기어홈(31) 하부에 접속하며, 전자석 접속기어(22a)를 에어백 제어유니트(50;ACU)에 접속하여 극성변환이 이루어지도록 함으로써 에어백(60)의 전개와 동시에 상부 스티어링 컬럼(21) 및 그에 접속된 스티어링 휠(10)이 하강하도록 한 것이다.

본 발명에 있어서 에어백 제어유니트(50)에 의해 극성변환이 이루어지는 전자석 접속기어(22a)는 그의 하부 외부 둘레에 감긴 전자석 코일(22b)에 인가되는 전류의 방향에 따라 영구자석 접속기어(21a)와 동일 극성 또는 반대 극성을 갖게 되는 것인 바, 본 발명은 전자석 접속기어(22a)의 전자석 코일(22b)에 전류가 인가되지 않아 아무런 극성을 갖게 되지 않는 경우 도 3a와 같이 상부 이동 스티어링 컬럼(21)의 영구자석 접속기어(21a)가 그의 자력에 의해 하부 고정 스티어링 컬럼(22)의 전자석 접속기어(22a)에 부착되도록 하고, 차량 시동 시에 대향된 영구자석 접속기어(21a)와 전자석 접속기어(22a)가 서로 같은 방향의 극성을 갖도록 전자 석 접속기어(22a)의 전자석 코일(22b)에 일 방향으로 전류를 인가하여 도 3b와 같이 영구자석 접속기어(21a)를 전자석 접속기어(22a)의 상부로 밀어내도록 하며, 차량 충돌 시에 에어백 제어유니트(50)에 의해 전자석 코일(22b)에 인가되는 전류의 방향을 바꿔 대향된 영구자석 접속기어(21a)와 전자석 접속기어(22a)가 서로 반대 방향의 극성을 갖도록 극성 변환을 함으로써 도 3c와 같이 전자석 접속기어(22a)쪽으로 영구자석 접속기어(21a)가 당겨지도록 하여서 되는 것이다.

본 발명에 있어서 에어백 제어유니트(50)는 외부 충돌감지센서(51)와 내부 충돌감지센서(52)에 의해 차량 충돌이 감지되면 에어백 전개로직에 따라 에어백(60)에 대한 전개신호와 함께 전자석 접속기어(22a) 극성변환신호를 보내는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 있어서는 도 3a와 같이 하부 고정 스티어링 컬럼(22)의 전자석 접속기어(22a)의 전자석 코일(22b)에 전류가 인가되지 않는 차량 시동 오프 시에 스티어링 휠(10) 및 상부 이동 스티어링 컬럼(21)이 하강되어 고정 스티어링 컬럼(22)의 전자석 접속기어(22a)에 상부 이동 스티어링 컬럼(21)의 영구자석 접속기어(21a)가 부착된 상태를 유지함으로써 운전석 내부 공간을 확장할 수 있게 된다.

본 발명에 있어서 차량 시동 온 시에는 대향된 영구자석 접속기어(21a)와 전자석 접속기어(22a)가 서로 같은 방향의 극성(예를 들면 N극 : N극)을 갖도록 전자석 접속기어(22a)의 전자석 코일(22b)에 일 방향으로 전류를 인가되므로 도 3b와 같이 전자석 접속기어(22a)가 영구자석 접속기어(21a)를 상부로 밀어내게 되며, 그 에 따라 하강상태에 있던 상부 이동 스티어링 컬럼(21) 및 스티어링 휠(10)이 상승하게 된다.

한편 차량 운행 도중에 충돌이 발생하여 외부 충돌감지센서(51)와 내부 충돌감지센서(52)에 의해 차량 충돌이 감지되면 에어백 제어유니트(50)의 에어백 전개로직에 따라 에어백(60)에 대한 전개신호와 함께 전자석 코일(22b)에 인가되는 전류의 방향을 바꿔 대향된 영구자석 접속기어(21a)와 전자석 접속기어(22a)가 서로 반대 방향의 극성을 갖도록(예를 들면 N극 : S극) 전자석 극성 변환이 이루어지게 된다.

상기에 전자석 접속기어(22a)의 극성이 변환되면 도 3c와 같이 전자석 접속기어(22a) 쪽으로 영구자석 접속기어(21a)가 당겨지게 되면서 상부 이동 스티어링 컬럼(21) 및 스티어링 휠(10)이 하강하게 되며, 그에 따라 운전자와 스티어링 휠(10)의 간격이 벌려지게 되므로 스티어링 휠(10)과의 충돌로 인한 운전자의 상해를 저감시킬 수 있게 된다.

본 발명에 있어서 접속실린더(30)의 내부에서 상하방향으로 이동되는 영구자석 접속기어(21a)는 접속실린더(30)의 내부에 상하방향으로 형성된 접속기어홈(31)을 따라 이동하게 되며, 그에 따라 상승한 때나 하강한 때 모두 그의 회전력을 접속실린더(30)를 통해 전자석 접속기어(22a) 및 하부 고정 스티어링 컬럼(22), 차축(40)에 전달할 수 있게 된다.

이상에서와 같이 본 발명은 스티어링 컬럼의 중앙부를 양분하여 스티어링 휠이 접속되는 상부 이동 스티어링 컬럼의 하단에 마련한 영구자석 접속기어를 접속기어홈을 갖는 접속실린더의 내부 상부에 상하방향으로 이동 가능하게 설치하고, 차축과 접속되는 하부 고정 스티어링 컬럼의 상단부에 마련한 전자석 접속기어를 접속실린더의 내부 하부에 고정 설치하며, 전자석 접속기어를 에어백 제어유니트에 접속함으로써 에어백 전개와 동시에 스티어링 휠이 하강하도록 한 것으로, 본 발명에 의하면 차량 충돌 후에 운전자가 스티어링 휠에 부딪히기 전에 스티어링 휠을 하강 작동시킬 수 있게 되어 보다 효과적으로 운전자의 상해를 저감할 수 있게 되며, 차량 시동 오프 시에 스티어링 휠이 최소 높이로 하강상태를 유지하게 되므로 효율적인 공간 활용을 할 수 있게 됨은 물론 차량 고급화에도 기여할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 의하면 기존 기술에 비해 장착이나 구현이 용이하게 되며, 에어백이 전개되는 사고가 발생되어도 지속적인 사용이 가능하게 되는 등의 효과를 얻을 수 있게 된다.

Claims

스티어링 컬럼(20)의 중앙부를 양분하여 스티어링 휠(10)이 접속되는 상부 이동 스티어링 컬럼(21)의 하단에 마련한 영구자석 접속기어(21a)를 내부에 상하방향으로 접속기어홈(31)이 형성된 접속실린더(30)의 접속기어홈(31) 상부에 상하방향으로 이동 가능하게 설치하고, 차축(40)과 접속되는 하부 고정 스티어링 컬럼(22)의 상단부에 마련한 전자석 접속기어(22a)를 접속실린더(30)의 접속기어홈(31) 하부에 접속하며, 전자석 접속기어(22a)를 에어백 제어유니트(50;ACU)에 접속하여 극성변환이 이루어지도록 함으로써 에어백(60)의 전개와 동시에 상부 스티어링 컬럼(21) 및 그에 접속된 스티어링 휠(10)이 하강하도록 한 것을 특징으로 하는 상해 저감을 위한 차량의 스티어링 휠 하강장치.
제1항에 있어서, 에어백 제어유니트(50)에 의해 극성변환이 이루어지는 전자석 접속기어(22a)는 그의 하부 외부 둘레에 감긴 전자석 코일(22b)에 인가되는 전류의 방향에 따라 영구자석 접속기어(21a)와 동일 극성 또는 반대 극성을 갖게 되는 것을 특징으로 하는 상해 저감을 위한 차량의 스티어링 휠 하강장치.
제2항에 있어서, 전자석 접속기어(22a)의 전자석 코일(22b)에 전류가 인가되 지 않아 아무런 극성을 갖게 되지 않는 경우 상부 이동 스티어링 컬럼(21)의 영구자석 접속기어(21a)가 그의 자력에 의해 하부 고정 스티어링 컬럼(22)의 전자석 접속기어(22a)에 부착되도록 하고, 차량 시동 시에 대향된 영구자석 접속기어(21a)와 전자석 접속기어(22a)가 서로 같은 방향의 극성을 갖도록 전자석 접속기어(22a)의 전자석 코일(22b)에 일 방향으로 전류를 인가하여 영구자석 접속기어(21a)를 전자석 접속기어(22a)의 상부로 밀어내도록 하며, 차량 충돌 시에 에어백 제어유니트(50)에 의해 전자석 코일(22b)에 인가되는 전류의 방향을 바꿔 대향된 영구자석 접속기어(21a)와 전자석 접속기어(22a)가 서로 반대 방향의 극성을 갖도록 극성 변환을 함으로써 전자석 접속기어(22a) 쪽으로 영구자석 접속기어(21a)가 당겨지도록 한 것을 특징으로 하는 상해 저감을 위한 차량의 스티어링 휠 하강장치.