JP2014210579A

JP2014210579A - 自動車の操向装置

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Publication number: JP2014210579A
Application number: JP2014085719A
Authority: JP
Inventors: パク、ジョン−ウ; Jung-Woo Park; ベ、ジン−ホ; Jin-Ho Bae; パク、ジュン−モ; Joon-Mo Park; ユン、サン−ギュ; Sang Gyu Yoon; ホン、ソン−ジョン; Sung-Jong Hong; ク、クワン−モ; Kwang-Mo Koo; キム、テ−ヤン; Tae-Young Kim
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp; Namyang Industrial Co Ltd
Current assignee: Hyundai Motor Co; Namyang Industrial Co Ltd; Kia Corp
Priority date: 2013-04-18
Filing date: 2014-04-17
Publication date: 2014-11-13
Also published as: CN104108416A; CN104108416B; US20140312603A1; KR101987154B1; DE102014105341B4; DE102014105341A1; US9139220B2; KR20140125081A

Abstract

【課題】操向カラムの軸方向の収縮が円滑に行われ、安定性が向上できる自動車の操向装置を提供する。【解決手段】操向装置１０は、車体に接するフランジ部２２に形成されたマウンティングブラケット２０と、衝突事故発生時開口ホール２４から離脱可能なカプセル３０と、マウンティングブラケット２０とカプセル３０との間に液状の射出物が挿入された後、固形化されて形成された射出支持部４０とを備え、操向カラム１２にかかる荷重が急激に低下することが防止され、操向カラム１２の縦方向の収縮がより円滑になるようにする。【選択図】図１

Description

本発明は、自動車の操向装置に関するものであって、より詳細には、外部衝撃が加えられる場合、操向カラムが軸方向により迅速に収縮し、安定性が向上できる自動車の操向装置に関するものである。

一般に、自動車の操向装置は、自動車の進行方向を運転者の任意で変えるための装置で、操向システムともいう。前記操向装置は、操向ハンドルと、操向カラムとを含む操向操作機構と、前記操向操作機構から伝達された操向力の方向を変えると同時に、回転力を増大させる操向ギヤ機構と、前記操向ギヤ機構の作動を両車輪に伝達する操向リンク機構とを含む。

前記操向装置は、運転者の身長や体形に合わせて操向ホイールの位置および角度を調節するためのテレスコピック（Ｔｅｌｅｓｃｏｐｉｃ）機能またはチルト（Ｔｉｌｔ）機能を行うようにするのが最近の傾向である。前記テレスコピック機能は、運転者の体形に合わせて操向カラムの長さを長くまたは短くして、操向ホイールと運転者との間の間隔を調節することである。前記チルト機能は、運転者の体形や姿勢に合わせて操向ホイールの傾斜角度を調節することである。

前記操向装置は、車体に固定されており、前記操向カラムを支持するマウンティングブラケットを含む。前記マウンティングブラケットには、過度の衝撃によって破損するカプセルが備えられる。したがって、車両の急制動や衝突事故の発生時に前記カプセルが破損すると、前記操向カラムが軸方向に収縮し、運転者を保護するようになる。

しかし、従来の操向装置は、衝突事故の発生時、操向カラムの横方向変形によって操向カラムの軸方向の収縮が円滑に行われず、運転者に傷害を与える危険が増加する問題がある。

特許文献１では、車両用ステアリングのマウンティング装置について開示している。

韓国公開特許第２００２−０００１１３６号明細書

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、操向カラムの軸方向の収縮が円滑に行われ、安定性が向上できる自動車の操向装置を提供することにある。

本発明の実施形態にかかる自動車の操向装置は、操向カラムを支持し、車体に接するフランジ部と、前記フランジ部に形成され、一側に向かって開口した開口ホールとを含むマウンティングブラケットと、前記開口ホールにスライディング結合され、衝突事故の発生時、前記開口ホールから離脱可能なカプセルと、前記カプセルと前記フランジ部との間を固定させ、衝撃が加えられると、前記カプセルまたはフランジ部から剪断可能な少なくとも１つ以上の射出支持部とを含むことができる。

前記射出支持部は、液状の射出物を前記カプセルと前記フランジ部との間に満たした後、固形化して形成することができる。

前記カプセルがスライディングされる前記開口ホールの両側に沿って一対の前記射出支持部が備えられるとよい。

前記フランジ部には、前記カプセルがスライディングされる前記開口ホールの側面に沿って液状の射出物が挿入されるように、少なくとも１つ以上の段差部が形成されるとよい。

前記段差部には、前記段差部に連結され、前記液状の射出物が挿入されるように、少なくとも１つ以上の挿入ホールが形成されるとよい。

前記カプセルの前記フランジ部に当接する部分には、少なくとも１つ以上の射出ホールが形成され、前記少なくとも１つ以上の射出ホールを通して液状の射出物が注入されるとよい。

前記射出ホールに満たされた液状の射出物が固形化され、前記カプセルおよび前記射出支持部を固定させ、衝撃によって剪断可能な射出ピンが形成されるとよい。

前記開口ホールの両側は、８°〜１２°の範囲の角度を形成し、開口ホールの両側の間の間隔は、前記一側にいくほど広くなるとよい。

本発明の他の実施形態にかかる自動車の操向装置は、車体に接するフランジ部と、前記フランジ部に形成され、一側に向かって開口した開口ホールとを含むマウンティングブラケットと、前記開口ホールにスライディング結合され、衝撃が加えられると、前記開口ホールから離脱可能なカプセルと、前記カプセルと前記フランジ部との間を固定させ、衝撃が加えられると、前記カプセルまたはフランジ部から剪断可能な少なくとも１つ以上の射出支持部と、前記射出支持部および前記カプセルを固定させ、衝撃によって剪断可能な少なくとも１つ以上の射出ピンとを含むことができる。

前記フランジ部には、前記カプセルがスライディングされる前記開口ホールの側面に沿って少なくとも１つ以上の段差部が形成され、前記段差部に挿入された液状の射出物が固形化され、前記射出支持部を形成することができる。

前記カプセルの前記フランジ部に当接する部分には、液状の射出物が注入可能な少なくとも１つ以上の射出ホールが形成されるとよい。

前記射出ホールに満たされた液状の射出物が固形化され、前記射出ピンが形成されるとよい。

本発明の第１実施形態にかかる自動車の操向装置と、マウンティングブラケットからカプセルの分解された状態が示された概略図である。本発明の第１実施形態にかかるマウンティングブラケットとカプセルとの結合された状態を示した斜視図である。本発明の第１実施形態にかかるマウンティングブラケットの斜視図である。本発明の第１実施形態にかかるマウンティングブラケットからカプセルの離脱する状態が示された斜視図である。外部衝撃が操向装置に加えられる場合の荷重変化を示すグラフである。本発明の第２実施形態にかかる自動車の操向装置が示された概略図である。本発明の第２実施形態にかかるマウンティングブラケットとカプセルとの結合された状態を示した斜視図である。本発明の第２実施形態にかかるマウンティングブラケットの斜視図である。本発明の第２実施形態にかかるマウンティングブラケットからカプセルの離脱する状態が示された斜視図である。

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態にかかる自動車の操向装置について詳細に説明する。

図１は、本発明の第１実施形態にかかる自動車の操向装置と、マウンティングブラケットからカプセルの分解された状態が示された概略図であり、図２は、本発明の第１実施形態にかかるマウンティングブラケットとカプセルとの結合された状態を示した斜視図であり、図３は、本発明の第１実施形態にかかるマウンティングブラケットの斜視図であり、図４は、本発明の第１実施形態にかかるマウンティングブラケットからカプセルの離脱する状態が示された斜視図であり、図５は、外部衝撃が操向装置に加えられる場合の荷重変化を示したグラフである。

図１〜図４を参照すれば、本発明の第１実施形態にかかる自動車の操向装置１０は、操向カラム１２と、マウンティングブラケット２０と、カプセル３０と、射出支持部４０と、射出ピン４３とを含む。

マウンティングブラケット２０は、操向カラム１２を囲むように形成され、その一側にチルトブラケット２１が形成される。操向カラム１２を囲むマウンティングブラケット２０部分の両側には、車体（図示せず）に接するフランジ部２２が形成される。各フランジ部２２には、一側に向かって開口した開口ホール２４が形成される。開口ホール２４の両側は、カプセル３０の離脱が容易となるように、約８°〜１２°の範囲の角度を形成し、開口ホール２４の両側の間の間隔は、一側にいくほど広くなる。例えば、開口ホール２４の両側は、１０°の角度を形成することができる。

フランジ部２２には、カプセル３０がスライディングされる開口ホール２４の両側面に沿って一対の段差部２６が形成される。前記段差部２６には射出物が載置される。前記各段差部２６は、開口ホール２４の側面に近接したフランジ部２２の上面および内側面に形成される。つまり、図３を参照すれば、段差部２６は、「¬」形状からなる。段差部２６は、開口ホール２４の両側面の一部分にのみ形成されてもよく、開口ホール２４の両側面の全長に形成されてもよい。

ここで、フランジ部２２の段差部２６には、複数の挿入ホール２８が形成される。挿入ホール２８は、段差部２６に連結され、挿入ホール２８には、射出物の一部が挿入される。挿入ホール２８は、互いに所定間隔離隔して形成される。例えば、各段差部２６には、２つの挿入ホール２８が形成され、前記２つの挿入ホール２８は、カプセル３０のスライディング方向に沿って互いに所定間隔離隔可能である。

カプセル３０の両側面には、一対のスライディング溝３４が形成される。前記開口ホール２４の両側面は、前記一対のスライディング溝３４にそれぞれスライディング可能に挿入される。したがって、前記カプセル３０は、前記開口ホール２４にスライディング可能に挿入される。また、カプセル３０には、締結部材（図示せず）を通して車体に結合されるように締結ホール３２が形成される。さらに、カプセル３０のフランジ部２２に当接する部分には、複数の射出ホール３１が形成されている。前記複数の射出ホール３１は、カプセル３０のスライディング方向に沿って互いに所定間隔離隔して形成されるとよい。前記射出物は、液体状態で前記複数の射出ホール３１に注入され、前記段差部２６に満たされる。本実施形態では、射出ホール３１の直径が約１．１ｍｍであるとよいが、これに限定されない。射出ホール３１の直径は、射出ピン４３の直径と同一である。また、本実施形態の射出ホール３１の直径は、従来の射出ホール３１の直径より小さい。

一方、射出支持部４０は、射出ホール３１を通して段差部２６に供給された液状の射出物が固められて形成される。つまり、カプセル３０がマウンティングブラケット２０に結合された状態で、液状の射出物が射出ホール３１を通して段差部２６に供給される。その後、前記液状の射出物は段差部２６で固められ、射出支持部４０を形成する。射出物は、プラスチックなどの合成樹脂を使用することができる。一対の射出支持部４０は、カプセル３０がスライディングされる開口ホール２４の両側にそれぞれ備えられる。各射出支持部４０は、段差部２６に対応する第１支持部４１と、挿入ホール２８に対応する第２支持部４２とを含む。理解のために、図１では、本発明の実施形態にかかる射出支持部４０が、カプセル３０およびマウンティングブラケット２０から分離されたことを示している。しかし、実際には、カプセル３０がマウンティングブラケット２０に結合された状態で、液状の射出物が段差部２６に供給されて固形化されるため、射出支持部４０は、カプセル３０およびフランジ部２２に一体に結合される。平常時、射出支持部４０は、カプセル３０とフランジ部２２とを互いに固定させ、衝突事故の発生時に加えられる衝撃によって、前記射出支持部４０は、カプセル３０およびフランジ部２２から剪断される。

射出ピン４３は、射出ホール３１に満たされた液状の射出物が固形化されて形成されたもので、ピン形状からなる。射出ピン４３は、カプセル３０および射出支持部４０に一体に結合される。したがって、平常時、射出ピン４３は、カプセル３０および射出支持部４０を固定させ、衝突事故の発生時に加えられる衝撃によって、射出ピン４３は、カプセル３０および射出支持部４０から剪断される。

本発明の第１実施形態にかかる射出支持部４０の製作方法を詳細に説明する。

まず、マウンティングブラケット２０の開口ホール２４にカプセル３０をスライディング挿入する。

以降、カプセル３０の射出ホール３１を通して液状の射出物を挿入すると、射出物が段差部２６および挿入ホール２８に満たされる。段差部２６および挿入ホール２８に満たされた後、射出物が射出ホール３１にも満たされる。

その後、液状の射出物は、段差部２６および挿入ホール２８で固形化され、射出支持部４０を形成する。また、液状の射出物は、射出ホール３１で固形化され、射出ピン４３を形成する。

射出物が固形化されると、カプセル３０とマウンティングブラケット２０のフランジ部２２とは固定される。

この状態で、衝突事故の発生や外部の衝撃が操向装置１０に加えられると、射出ピン４３が先に破損し、射出支持部４０も剪断される。したがって、カプセル３０がマウンティングブラケット２０のフランジ部２２から離脱し始める。カプセル３０が離脱するにつれ、操向カラム１２が軸方向（縦方向）に収縮するようになる。

この時、射出ピン４３の直径が従来の射出ピンの直径より小さくなったため、射出ピン４３の破壊剪断力が従来より減少できる。つまり、より小さい力によって射出ピン４３が簡単に破損し得るため、より迅速にカプセル３０が離脱できる。

仮に、射出ピン４３の直径が小さくなっても、走行中に射出支持部４０によってカプセル３０とマウンティングブラケット２０との固定力が十分に確保できる。また、一定の衝撃荷重では、射出支持部４０が剪断されるため、カプセル３０の離脱が可能になる。

一方、図５には、従来の操向カラム１２にかかる荷重Ｂと、本発明の実施形態にかかる操向カラム１２にかかる荷重Ａを示した。ここで、図５の横軸は、操向カラム１２の軸方向の収縮距離を示し、縦軸は、操向カラム１２に加えられる横方向の荷重を示す。従来の操向カラム１２にかかる荷重は急激に低下するのに対し、本発明の実施形態にかかる操向カラム１２にかかる荷重は、射出支持部４０によって徐々に減少する。

本発明の実施形態によれば、カプセル３０の離脱時、射出支持部４０によって残圧（ｒｅｓｉｄｕａｌｌｏａｄ）が維持されるため、操向カラム１２にかかる荷重が急激に低下することが防止可能になる。

図５を参照すれば、衝突事故の発生や外部の衝撃によって衝撃荷重が操向装置１０に加えられると、カプセル３０が離脱するにつれ、操向カラム１２に横方向の荷重が加えられるようになる。この場合、従来技術によれば、操向カラム１２に横方向の荷重が初期には大きく加えられてから、急激に横方向の荷重が低下し（図５の「Ｂ」参照）、操向カラム１２の横方向の変位が大きくなる。したがって、操向カラム１２の縦方向の収縮が困難になる問題が発生する。

これに対し、本発明の実施形態によれば、カプセル３０がスライディング離脱しながら操向カラム１２に横方向の荷重が加えられると、射出支持部４０によって剪断応力が維持されるため、操向カラム１２に加えられる横方向の荷重が徐々に低下する現象が発生する（図５の「Ａ」参照）。したがって、操向カラム１２の横方向の変位が最小化される。

前述のように、射出ピン４３の直径を最少化して射出ピン４３がより簡単に破損するようにして、初期に操向カラム１２にかかる荷重は減少させるのに対し、射出ピン４３のほか、射出支持部４０を備えて、射出支持部４０が徐々に破損しながら操向カラム１２にかかる荷重が急激に低下することなく徐々に低下し得る。したがって、操向カラム１２の横方向の変位が最小化され、縦方向の収縮が円滑になり得る。

また、本発明の第１実施形態では、射出支持部４０が段差部２６に満たされた液状の射出物によって形成された第１支持部４１と、挿入ホール２８に満たされた液状の射出物によって形成された第２支持部４２とからなることにより、射出支持部４０がより強固にマウンティングブラケット２０に固定され、残圧を維持するのにより効果的である。

図６は、本発明の第２実施形態にかかる自動車の操向装置が示された概略図であり、図７は、本発明の第２実施形態にかかるマウンティングブラケットとカプセルとの結合された状態を示した斜視図であり、図８は、本発明の第２実施形態にかかるマウンティングブラケットの斜視図であり、図９は、本発明の第２実施形態にかかるマウンティングブラケットからカプセルの離脱する状態が示された斜視図である。

図６〜図９を参照すれば、本発明の第２実施形態にかかる自動車の操向装置は、操向カラム１１２と、マウンティングブラケット１２０と、カプセル１３０と、射出支持部１４０と、射出ピン１４３とを含み、マウンティングブラケット１２０のフランジ部１２２には、射出物が載置される段差部１２６が形成される。しかし、本発明の第１実施形態とは異なり、本発明の第２実施形態によれば、段差部１２６に複数の挿入ホールが形成されない。

本発明の第２実施形態にかかる操向カラム１１２、マウンティングブラケット１２０、フランジ部１２２、カプセル１３０、射出支持部１４０および射出ピン１４３は、本発明の第１実施形態にかかる構成と同一または対応しているので、これに関する説明は省略する。

本発明の第２実施形態によれば、射出ピン１４３の直径を最小化することができて射出ピン１４３がより簡単に破損するようにして、初期に操向カラム１１２にかかる荷重を減少させるのに対し、射出ピン１４３のほか、射出支持部１４０を備えて、射出支持部１４０が徐々に破損しながら操向カラム１１２にかかる荷重が急激に低下することなく徐々に低下し得る。したがって、操向カラム１１２の横方向の変位が最小化され、縦方向の収縮が円滑になり得る。

また、図６を参照すれば、射出支持部１４０の形状が単純化され、その製作が容易である利点がある。

本発明の実施形態によれば、射出ピンのほか、マウンティングブラケットとカプセルとを固定する射出支持部が備えられることにより、衝突事故の発生によるカプセルの離脱時、射出支持部によって残圧が維持可能になる。したがって、操向カラムにかかる荷重が急激に低下することが防止され、操向カラムの横方向の変位が最小化され、操向カラムの縦方向の収縮がより円滑になる効果がある。

また、射出ピンの直径を最少化しても、射出支持部によって、走行中にカプセルとマウンティングブラケットとの固定力が十分に確保され得、射出ピンの直径の最小化によって初期に操向カラムにかかる荷重を減少させることができる利点がある。

本発明は、図面に示された実施形態を参照して説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、本技術分野における通常の知識を有する者であれば、これから多様な変形および均等な他の実施形態が可能である点を理解することができる。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、添付した特許請求の範囲の技術的思想によって定められなければならない。

２０、１２０：マウンティングブラケット
２２、１２２：フランジ部
２４、１２４：開口ホール
３０、１３０：カプセル
３１、１３１：射出ホール
４０：射出支持部
４１：第１支持部
４２：第２支持部
４３、１４３：射出ピン

Claims

操向カラムを支持し、車体に接するフランジ部と、前記フランジ部に形成され、一側に向かって開口した開口ホールとを含むマウンティングブラケットと、
前記開口ホールにスライディング結合され、衝突事故の発生時、前記開口ホールから離脱可能なカプセルと、
前記カプセルと前記フランジ部との間を固定させ、衝撃が加えられると、前記カプセルまたはフランジ部から剪断可能な少なくとも１つ以上の射出支持部とを含むことを特徴とする、自動車の操向装置。
前記射出支持部は、液状の射出物を前記カプセルと前記フランジ部との間に満たした後、固形化して形成されることを特徴とする、請求項１に記載の自動車の操向装置。
前記カプセルがスライディングされる前記開口ホールの両側に沿って一対の前記射出支持部が備えられることを特徴とする、請求項１に記載の自動車の操向装置。
前記フランジ部には、前記カプセルがスライディングされる前記開口ホールの側面に沿って液状の射出物が挿入されるように、少なくとも１つ以上の段差部が形成されたことを特徴とする、請求項１に記載の自動車の操向装置。
前記段差部には、前記段差部に連結され、前記液状の射出物が挿入されるように、少なくとも１つ以上の挿入ホールが形成されたことを特徴とする、請求項４に記載の自動車の操向装置。
前記カプセルの前記フランジ部に当接する部分には、少なくとも１つ以上の射出ホールが形成され、前記少なくとも１つ以上の射出ホールを通して液状の射出物が注入されることを特徴とする、請求項１に記載の自動車の操向装置。
前記射出ホールに満たされた液状の射出物が固形化され、前記カプセルおよび前記射出支持部を固定させ、衝撃によって剪断可能な射出ピンが形成されることを特徴とする、請求項６に記載の自動車の操向装置。
前記開口ホールの両側は、８°〜１２°の範囲の角度を形成し、開口ホールの両側の間の間隔は、前記一側にいくほど広くなることを特徴とする、請求項１に記載の自動車の操向装置。
車体に接するフランジ部と、前記フランジ部に形成され、一側に向かって開口した開口ホールとを含むマウンティングブラケットと、
前記開口ホールにスライディング結合され、衝撃が加えられると、前記開口ホールから離脱可能なカプセルと、
前記カプセルと前記フランジ部との間を固定させ、衝撃が加えられると、前記カプセルまたはフランジ部から剪断可能な少なくとも１つ以上の射出支持部と、
前記射出支持部および前記カプセルを固定させ、衝撃によって剪断可能な少なくとも１つ以上の射出ピンとを含むことを特徴とする、自動車の操向装置。
前記フランジ部には、前記カプセルがスライディングされる前記開口ホールの側面に沿って少なくとも１つ以上の段差部が形成され、
前記段差部に挿入された液状の射出物が固形化され、前記射出支持部を形成することを特徴とする、請求項９に記載の自動車の操向装置。
前記段差部には、前記段差部に連結され、前記液状の射出物が挿入されるように、少なくとも１つ以上の挿入ホールが形成されたことを特徴とする、請求項１０に記載の自動車の操向装置。
前記カプセルの前記フランジ部に当接する部分には、液状の射出物が注入可能な少なくとも１つ以上の射出ホールが形成されることを特徴とする、請求項９に記載の自動車の操向装置。
前記射出ホールに満たされた液状の射出物が固形化され、前記射出ピンが形成されることを特徴とする、請求項１２に記載の自動車の操向装置。
前記開口ホールの両側は、８°〜１２°の範囲の角度を形成し、開口ホールの両側の間の間隔は、前記一側にいくほど広くなることを特徴とする、請求項９に記載の自動車の操向装置。