KR960010217B1 - 자동차 조향축의 충격흡수장치 - Google Patents

Abstract

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Description

자동차 조향축의 충격흡수장치

제1도는 종래 충격흡수구조를 갖는 조향축의 부분절결 단면도.

제2도는 본 발명 조향축의 충격흡수구조를 보인 종단면도.

제3도는 본 발명 조향축의 충격흡수구조를 보인 부분절결 측면도.

제4도는 본 발명 조향축의 충격흡수구조를 보인 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 컬럼11a : 가이드 홈

11b : 슬릿12 : 튜브

12a : 세레이션13 : 스토퍼

14 : 러버 부시

본 발명은 자동차 조향축의 충격흡수장치에 관한 것으로, 특히 노면으로부터 충격흡수는 물론, 정면충돌시의 충격흡수를 원활하게 하고 조향축과 조향기어의 연결각도가 큰 경우에 있어서도 용이하게 충격흡수장치를 설치할 수 있도록 된 자동차 조향축의 충격흡수장치에 관한 것이다.

일반적으로 조향축의 충격흡수장치는 조향축과 조향기어 사이에 플랙시블 조인트를 연결하여 플랙시블 조인트가 어느 정도 비틀림에 의해 변형될 수 있도록 함으로써 노면으로부터의 충격이 조향 휠에 전달되는 것을 방지하는 경우가 있고, 또 충격흡수식 핸들(collapsible steering shaht)로써 조향축 또는 컬럼이 축방향으로 압축변형되게 하여 차량충돌시의 충격 에너지를 흡수, 완화시키는 것이 있는데, 이 경우는 조향축은 2분할되어 2평면 단면이나 세레이션에 의해 결합하여 토오크를 전달시키고, 결합의 헐거움을 없애기 위해 합성수지재의 핀으로 고정함으로써 1차 충격시 핀이 파괴되면서 조향축이 수축함과 동시에 운전자측으로 돌출되는 것을 방지하고 있다.

후자의 충격흡수식 핸들에는 컬럼변형에 의해 충격 에너지를 흡수하는 형식과, 주축의 변형에 의해 충격에너지를 흡수하는 형식이 있으며, 또한 컬럼변형에 의한 에너지 흡수방식은, 메시 타입과 볼 타입이 있다.

메시 타입의 경우는, 컬럼 튜브의 일부를 그물형태로 제작하여 충격수반시 길이방향으로 변형하기 쉽도록 되어 있고, 또 컬럼 튜브에 캡슐을 사용한 브라켓이 설치되어 있어 충격으로 캡슐의 플라스틱이 파괴되면 컬럼 튜브가 전방측으로 움직이도록 되어 있으며, 차량이 장해물 등에 충돌하여 기어박스측으로부터 주축에 힘이 가하여지면 그 1차 충격에 의해 주축의 플라스틱 핀이 파괴되면서 하부의 메인 축내에 상부 메인 축이 압입됨과 동시에 컬럼 튜브가 축방향으로 압축되어 조향 휠이 운전석측으로 돌출되는 것을 방지한다.

이후 운전자의 신체가 조향 휠에 부딪히면 그 2차 충격에 의해 컬럼의 브라켓의 캡슐이 파괴되어 컬럼 튜브의 선단이 이동하게 되고, 다시 컬럼 튜브와 메인 측이 그 측방향으로 압축됨으로써 충격을 흡수하여 운전자의 사고위험성을 낮추게 한다.

또한 상기 볼 타입을 이용한 충격흡수식 핸들에 있어서는, 컬럼 튜브를 2분할하여 이들 컬럼 튜브 사이에 다수의 스틸 볼이 압입된 합성수지재의 게이지가 설치되어 있고, 주축은 상기의 메시 타입과 같이 2분할된 구조로 되어 있다.

이러한 볼 타입은, 충격시 컬럼 튜브에 압축력이 가해지면 스틸 볼이 컬럼에 홈을 형성시키면서 회전하여 컬럼 튜브를 압축시키며, 이때 컬럼 튜브의 저항에 의해 충돌 에너지를 흡수시킨다.

또한 상기의 주축변형에 의해 에너지를 흡수하는 형식은, 컬럼 튜브 및 주축이 2분할되어 상부 메인 축과 하부 메인 축이 세레이션으로 결합되고, 하부 메인 축에는 벨로우즈 형의 튜브가 장치된다.

여기서는 1차 충격시 컬럼 튜브의 스토퍼가 파괴되면 컬럼 튜브와 메인 축이 밀려 압축되면서 2차 충격에 의해 상부 메인 축이 베로우즈를 변형시켜 감으로써 충격을 흡수시킨다.

한편 제1도와 같이 러버 부시(rubber bus)를 이용하여 조향 휠의 충격을 방지하는 경우도 있는데, 여기서는 조향 휠에 연결되는 조향축(21), 상측이 조향축(21)에 일정각도로 변화될 수 있도록 연결되고 하측이 조향기어에 연결되어 조향 휠의 동력을 조향 기어에 전달할 수 있도록 된 플렉시블 조인트(23)로 구성되어 있고, 조향축(21)의 내부둘레에는 러버 부시(14)가 설치되어 노면의 충격에 의해 조향 기어로부터 조향 휠에 충격이 전달되는 것을 방지하도록 되어 있으며, 또한 조향 휠로부터 조향 기어에 전달되는 조향 토오크가 러버 부시(14)에 의해 유격이 발생되는 것을 방지할 수 있도록 조향축(21)에 가이드 홈(21a)과 그 가이드 홈(21a)내에 스토퍼(22)가 설치되어 일정 각도의 범위내에서 회동할 수 있도록 구성되어 있다.

따라서 제1,2도와 같이 조향 휠의 조작시 그 토오크가 플렉시블 조인트(23)와 조향축(21)을 통해 조향 기어에 전달되는데, 여기서 노면의 장해물 등에 의해 조향 기어에 충격이 발생하면 이 충격이 조향축(21)의 러버 부시(14)에 전달되어 흡수·감쇠됨으로써 조향 휠에 충격이 전달되는 것을 방지하며, 이때 조향 휠로부터 조향 기어에 토오크가 전달되는 과정에서 러버 부시(14)의 비틀림 토오크에 의해 조향 휠과 조향 기어 사이에서 유격이 발생하게 되나, 조향시 스토퍼(22)가 조향축(21)의 가이드홈(21a)내에서 일정한 범위로 회동하여 유격발생을 제한하게 된다.

그러나 상기와 같은 핸들의 제반 충격흡수구조는, 노면으로부터 전달되는 충격과 차량의 정면충돌시 발생하는 충격을 동시에 흡수·감쇠할 수 없는 문제점이 있었고, 충격흡수장치의 구조가 복잡함과 동시에 그 부피가 커지는 단점이 있으며, 아울러 차량의 조향장치 공간이 협소하거나 차종에 따라 조향각도가 큰 경우 상기와 같은 제반 조향 휠의 충격흡수장치를 설치하기가 용이하지 못한 문제점을 아울러 갖고 있었다.

본 발명의 목적은 노면의 충격이나 전방 충돌시의 충격을 동시에 흡수·감쇠하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 1박스식 차량에 있어 충격흡수장치를 간단한 구조로써 부피를 축소하고, 조향장치의 공간이 협소하거나 차종에 따라 조향각도가 큰 경우에도 조향 휠의 충격흡수장치를 용이하게 설치하기 위한 것이다.

본 발명은 이러한 목적달성을 위하여, 조향축의 컬럼내부에 적정 간격을 갖는 튜브를 설치하고, 튜브의 내주변에 세레이션을 형성하며, 상기 조향축의 컬럼둘레에 다수의 가이드 홈을 형성하고, 이 가이드 홈에 대응하여 끼워지도록 튜브의 외주면에 스토퍼를 접합형성하며, 가이드 홈과 접하는 컬럼에는 점차 좁아지는 슬릿을 형성하면서 상기 컬럼과 튜브사이에 러버 부시를 일체로 형성하여 노면으로부터 발생하는 충격과 차량의 전방충돌시 발생되는 충격을 동시에 흡수·완화시킬 수 있도록 한 것이 특징이다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명의 조향축의 충격흡수구조를 보인 종단면도이고, 제3도는 본 발명 조향축의 충격흡수구조를 보인 부분절결 측면도이며, 제4도는 본 발명 조향축의 충격흡수구조를 보인 평면도로서, 조향 휠에 연결되는 조향축과, 상측이 조향측에 일정각도로 변화될 수 있도록 연결되고 하측이 조향 기어에 연결되어 조향 휠의 동력을 조향 기어에 전달할 수 있도록 된 플렉시블 조인트에 있어서, 조향축이 컬럼(11)의 내부에 일정간격을 갖고 설치된 튜브(12)와, 튜브(12)의 내주면에 형성되어 압축가능한 세레이션(12a) 및 세레이션(12a)의 내부면에 끼워져 결합되는 조향 기어축을 포함하고, 상기 컬럼(11)의 둘레에 다수 형성된 사각형의 가이드 홈(11a)과, 이 가이드 홈(11a)에 수직방향으로 여유있게 끼워져 충격작용시 가이드 홈(11a)을 타고 움직일 수 있도록 상기 튜브(12)의 외주면에 융착고정된 스토퍼(13)와, 상기 스토퍼(13)의 양측면과 가이드 홈(11a) 사이에는 일정의 여유간격이 형성되어 조향시 유격감을 느끼지 않도록 되고, 상기 가이드 홈(11a)과 접하여 점차 좁아지면서 컬럼(11)에 형성된 슬릿(11b)과, 상기 컬럼(11)과 튜브(12)사이의 둘레 공간에 일체로 몰딩형성된 러버 부시(14)로 되고, 상기 스토퍼(13)는 그 상측이 점차 좁아지는 경사면(13a)을 갖고 이에 대응하는 컬럼(11)의 가이드 홈(11a)의 상부내측에는 점차 넓어지는 경사면(11c)이 형성되어, 노면의 충격에 의해 조향 기어로부터 조향 휠에 전달되는 충격력과, 차량의 정면충돌시 발생하는 충격력을 흡수·감쇠시킬 수 있도록 구성된 것이다.

따라서 본 발명은 제2도 내지 제4도에서 보는 바와 같이, 조향 휠의 조작시 그 토오크가 플랙스블 조인트와 조향축을 통해 조향 기어에 전달되는데, 여기서 노면의 장해물 등에 의해 탑승자에게 상해위험 이상의 충격이 발생하면 이때 튜브(12)의 세레이션(12a) 내주면에 결합된 조향 기어축이 상방으로 이동하면서 이충격력이 조향축의 컬럼(11)과 튜브(12)에 전달되고, 이때 충격력은 러버 부시(14)에 전달되어 1차적으로 흡수·감쇠되며, 이보다 큰 충격력이 작용되면 튜브(12)와 함께 스토퍼(13)가 컬럼(11)의 가이드 홈(11a)을 타고 상방으로 이동됨과 동시에 튜브(12)가 러버 부시(14)에 마찰되면서 이러한 과정중에 노면으로부터의 충격력을 2차적으로 흡수·감쇠시킨다.

또한 상기의 2차 충격흡수시보다 큰 노면충격이 발생하면 이때 튜브(12)와 일체로 스토퍼(13)의 경사면(13a)이 상방으로 컬럼(11)의 가이드 홈(11a)이 경사면(11c)에 압축되면서 충격력이 컬럼(11)의 슬릿(11b)에 전달되어 슬릿(11b)을 확장절개시켜 감으로써 3차의 충격력을 흡수·완화시키게 된다.

한편 차량의 정면충돌에 따라 발생하는 충격력은 러버 부시(14)에 의해 1차적으로 흡수·감쇠되고, 그 보다 큰 충격력이 조향축에 작용하면 튜브(12)가 압축됨과 동시에 그 세레이션(12a)들이 상호간 수축 또는 팽창함으로써 이러한 세레이션(12a)의 수축·팽창력에 의해 정면충돌시에 충격력을 흡수·감쇠시킬 수 있게 된다.

여기서 스토퍼(13)의 양측면과 가이드 홈(11a) 사이에는 일정한 여유간격이 형성되어 있어 조향 휠의 조작시 유격감이 형성되지 않도록 제한시키는 역할을 한다.

이와 같이 본 발명은 조향축의 컬럼내부에 적정 간격을 갖도록 튜브를 설치하고, 튜브의 내주면에 세레이션을 형성하며, 조향축의 컬럼둘레에 다수의 가이드 홈을 형성하면서 이 가이드 홈에 대응하여 끼워지도록 튜브의 외주면에 스토퍼를 접합형성하고, 가이드 홈과 접하는 컬럼에는 점차 좁아지는 슬릿을 형성하면서 컬럼과 튜브사이에 러버 부시를 일체로 형성함으로써, 노면으로부터 발생하는 충격력을 다단계로 흡수·감쇠시킬 수 있게 된 것은 물론, 차량이 전방충돌시 발생되는 충격력을 아울러 흡수·완화시킴으로써 수 있게 된 것은 물론, 차량의 전방충돌시 발생되는 충격력을 아울러 흡수·완화시킴으로써 운전자를 차량충돌시의 충격으로부터 보호하게 되었고, 간단한 구조의 충격흡수장치로써 부피가 축소됨과 동시에 조향장치의 공간이 협소하거나 차종에 따라 조향각도가 큰 경우에도 조향 휠의 충격흡수장치를 용이하게 설치할 수 있게 된 이점을 갖는다.

Claims (4)

1. 조향축의 컬럼내부에 일정간격을 갖고 설치되어 조향 기어축이 결합되는 튜브와, 컬럼의 둘레에 다수 형성된 가이드 홈과, 이 가이드 홈에 수직방향으로 여유있게 끼워져 충격작용시 가이드 홈을 타고 움직일 수 있도록 튜브의 외주면에 융착고정된 스토퍼와, 가이드 홈과 접하여 점차 좁아지면서 컬럼에 형성된 슬릿과, 컬럼 밑 튜브사이의 공간에 일체로 몰딩형성된 러버 부시로 되어 차량의 전방충돌시의 충격과 노면으로부터 발생되는 충격을 흡수·완화시킬 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 자동차 조향축의 충격흡수장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 스토퍼는 그 상측이 점차 좁아지는 경사면을 갖고 이에 대응하는 컬럼의 가이드 홈의 상부내측에는 점차 넓어지는 경사면이 형성된 것을 특징으로 하는 자동차 조향축의 충격흡수장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 튜브는 그 내주면에 세레이션이 형성된 것을 특징으로 하는 자동차 조향축의 충격흡수장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 가이드 홈은 사각형으로 된 것을 특징으로 하는 자동차조향축의 충격흡수장치.