KR100738408B1 - 충격 에너지 흡수장치를 구비한 조향장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 충격 에너지 흡수장치를 구비한 조향장치에 관한 것이다.
본 발명은 충격 이동 방향으로 움직이면서 충격 에너지를 흡수하는 충격 에너지 흡수용 컬럼에 있어서, 상기 충격 이동 방향으로 움직이는 상부 브라켓에 고정되고, 가이드 홀이 형성된 가이드; 및 상기 가이드 홀에 삽입되는 슬리퍼 플레이트를 포함하되, 상기 슬리퍼 플레이트의 일단에 슬리퍼 플레이트 연결홀을 구비하여 차체에 고정하며, 상기 슬리퍼 플레이트의 좌측면과 우측면에 돌기를 형성하여 충돌시 상기 슬리퍼 플레이트가 상기 가이드 홀을 통과하면서 상기 돌기의 마찰 및 소성 변형에 의해 충격을 흡수하는 것을 특징으로 하는 충격 에너지 흡수용 컬럼을 제공한다.
본 발명에 의하면, 충격 이동 방향으로 움직이는 가이드가 고정된 슬리퍼 플레이트에 구비된 돌기를 소성 변형시키면서 충격 에너지 흡수하는 슬리퍼 플레이트 충격 에너지 흡수장치를 구비한 조향장치를 제공한다.
자동차, 조향, 충격, 플레이트

Description

충격 에너지 흡수장치를 구비한 조향장치{Steering System Equipped with Collision Energy Absorptive Apparatus}
도 1은 종래의 슬릿 플레이트를 구비한 충격 에너지 흡수 조향장치의 일부 개략도,
도 2는 종래의 슬릿 플레이트를 구비한 충격 에너지 흡수 조향장치의 일부 사시도,
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 슬리퍼 플레이트를 구비한 충격 에너지 흡수 조향장치의 일부 사시도,
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 슬리퍼 플레이트를 구비한 충격 에너지 흡수 조향장치의 일부 평면도,
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 슬리퍼 플레이트를 구비한 충격 에너지 흡수 조향장치의 일부 사시도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100: 상부 조향축 102: 상부 컬럼
104: 캡슐 106: 볼트
108: 상부 브라켓 112: 하부 컬럼
114: 하부 조향축 116: 하부 브라켓
120: 리벳 122: 슬릿 플레이트
124: 슬릿 플레이트 연장부 126: 차체
200: 슬릿 300: 슬리퍼 플레이트
302: 제 1 가이드 304: 돌기
306: 슬리퍼 플레이트 연결홀 308: 가이드 홀
400: 소성 변형치 402: 제 1 연결부
404: 제 2 가이드 500: 제 3 가이드
502: 제 2 연결부 504: 제 3 연결부
본 발명은 충격 에너지 흡수장치를 구비한 조향장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 충격 이동 방향으로 움직이면서 충격 에너지를 흡수하는 가이드가 슬리퍼 플레이트의 일측면에 튀어나온 돌기를 소성 변형시키면서 안정적으로 충격 에너지를 흡수하는 슬리퍼 플레이트를 구비한 충격 에너지 흡수 조향장치에 관한 것이다.
자동차의 안전성을 향상시키고 운전자의 조작 편의성을 위해서 자동차에는 다양한 장치가 설치되는데, 그 중에서 조향장치는 운전자가 조향 핸들을 돌려 자동차의 진행 방향을 자유로이 바꿀 수 있게 하는 장치로서, 자동차의 앞 바퀴가 선회하는 회전 중심을 임의로 변경하여 운전자가 의도한 방향으로 자동차를 진행시킬 수 있도록 보조하는 장치다.
조향장치는 일반적으로 운전자로부터 회전력을 받는 조향 휠, 이 조향 휠로부터 회전력을 전달받는 조향축, 조향축이 삽입된 상부/하부 컬럼을 포함하여 이루어지는데, 이러한 상부/하부 컬럼은 각각 상부/하부 브라켓에 의해 차체에 고정되게 된다.
이러한 조향장치에는 자동차의 전방 충돌 시 충돌 관성으로 인해 운전자가 조향 휠에 부딪쳤을 때 그 충격력을 흡수하거나 완화하여 충격량을 감소시켜서 운전자의 상해를 최소화하도록 하기 위한 충격 에너지 흡수 구조 등이 개발되어 설치되고 있다.
자동차의 충돌 시 운전자를 보호하기 위한 구조는 조향장치에도 적용되는데, 향장치의 충격 에너지 흡수 구조는 일반적으로 상부 및 하부 컬럼의 변형에 의한 것과 조향축의 수축에 의한 것이 병행되어 왔으나, 최근에는 이와 더불어 더 효과적으로 충격 에너지를 흡수하기 위해 컬럼을 차체에 고정하는 상/하부 브라켓에도 충격 흡수 장치를 마련하여 운전자에게 가해지는 상해를 최소화하도록 하는 경향이다.
도 1은 종래의 슬릿 플레이트를 구비한 충격 에너지 흡수 조향장치의 일부 개략도, 충격 에너지 흡수 조향장치는 상부 조향축(100), 상부 컬럼(102), 볼트(106), 하부 컬럼(112), 하부 조향축(114), 상부 브라켓(108), 캡슐(104), 차체(126), 볼트(106), 슬릿 플레이트(122), 리벳(120) 및 하부 브라켓(116), 슬릿 플레이트 연장부(124)를 포함하여 구성된다.
상부 브라켓(108)에는 판 형상의 슬릿 플레이트(122)가 리벳(120) 고정되고 슬릿 플레이트(122)에는 하부 조향축(114) 방향으로 뻗어나온 슬릿 플레이트 연장부(124)가 구성되는데, 이 슬릿 플레이트 연장부(124)는 180도 구부려져서 볼트(106)로 차체와 고정된다. 즉, 슬릿 플레이트(122)는 저면이 차체(126)에 고정되고 슬릿 플레이트 연장부(124)는 상부 브라켓(108)에 고정된다.
따라서, 자동차의 전방 충돌 시 관성에 의해 운전자의 상체가 조향 휠에 충격을 가하면 상부 조향축(100), 상부 컬럼(102), 상부 브라켓(108)이 차체(126)와 분리가 되어 충격 이동 방향(X)으로 움직인다.
상부 브라켓(108)과 차체(126) 사이에 구성되는 캡슐(104)의 기능은 평상시에는 상부 브라켓(108)과 차체(126)를 연결하여 고정하는 것이지만, 일정 이상의 충격이 상부 브라켓(108)에 가해질 경우 차체(126)와 상부 브라켓(108)이 분리될 수 있도록 하는 것이다.
결국, 차체(126)에서 상부 브라켓(108)이 분리된 후 슬릿 플레이트(122)가 충격 에너지를 흡수하여 운전자에게 가해지는 충격을 완화하게 되는 것이다.
도 2는 종래의 슬릿 플레이트를 구비한 충격 에너지 흡수 조향장치의 일부 사시도이다.
도시한 것과 같이 슬릿 플레이트(122)는 얇은 판 형상으로 상부 브라켓(108)에 리벳(120)으로 고정되어 있으며, 볼트(106)가 슬릿 플레이트 연장부(124)를 차체(126)에 고정되게 된다. 또한, 슬릿 플레이트(122)에는 슬릿(200)이 형성되어 있는데, 슬릿(200)은 슬리 플레이트(122)가 힘을 받으면 쉽게 찢어지도록 슬릿 플레 이트(122)의 일부를 얇게 형성시킨 부분을 말한다.
따라서, 상부 브라켓(108)이 하부 브라켓(116) 방향으로 이동할 경우에 슬릿 플레이트 연장부(124)는 볼트(106)에 의해 고정되지만, 슬릿 플레이트(122)는 하부 브라켓(116) 방향 즉, 충격 이동 방향(X)으로 이동하게 된다. 결국, 슬릿 플레이트 연장부(124)가 슬릿 플레이트(122)를 당기면서 슬릿 플레이트(122)가 슬릿(200)을 따라 찢어지게 된다. 이때, 슬릿 플레이트(122)가 찢어지게 되는 힘으로 충격 에너지를 흡수하게 되는 것이다.
지금까지 설명한 슬릿 플레이트(122)를 이용한 충격 에너지 흡수 구조에 있어서, 슬릿 플레이트(122)에 슬릿(200)을 형성하는 것이 어려울 뿐만 아니라 슬릿 플레이트(122)가 슬릿(122)을 따라서 찢어지지 않는 경우도 발생하여 충격 에너지 흡수에 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 충격 이동 방향으로 움직이면서 충격 에너지를 흡수하는 가이드가 슬리퍼 플레이트의 일측면에 튀어나온 돌기를 소성 변형시키면서 안정적으로 충격 에너지를 흡수하는 슬리퍼 플레이트를 구비한 충격 에너지 흡수 조향장치를 제공하는 것이 그 목적이다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 충격 이동 방향으로 움직이면서 충격 에너지를 흡수하는 충격 에너지 흡수용 컬럼에 있어서, 충격 이동 방향으로 움직이는 상부 브라켓에 고정되고, 가이드 홀이 형성된 가이드; 및 가이드 홀에 삽입되는 슬리퍼 플레이트를 포함하되, 슬리퍼 플레이트의 일단에 슬리퍼 플레이트 연결홀을 구비하여 차체에 고정하며, 슬리퍼 플레이트의 좌측면과 우측면에 돌기를 형성하여 충돌시 슬리퍼 플레이트가 가이드 홀을 통과하면서 돌기의 마찰 및 소성 변형에 의해 충격을 흡수하는 것을 특징으로 하는 충격 에너지 흡수용 컬럼을 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 슬리퍼 플레이트를 구비한 충격 에너지 흡수 조향장치의 일부 사시도이다. 도시한 것과 같이 충격 에너지 흡수 조향장치는 슬리퍼 플레이트(300), 제 1 가이드(302), 돌기(304), 슬리퍼 플레이트 연결홀(306) 및 가이드 홀(308)을 포함하여 구성된다.
슬리퍼 플레이트(300)는 대략 긴 판 형상으로 되어 있고, 일단은 차체에 고정된다. 도시한 것과 같이 슬리퍼 플레이트(300)의 일단에는 슬리퍼 플레이트 연결홀(306)이 구비되며, 이 슬리퍼 플레이트 연결홀(306)이 차체 일부에 고정된다.
슬리퍼 플레이트(300)에는 돌기(304)가 형성되어 있는데, 본 실시예에서는 슬리퍼 플레이트(300)의 우측면과 좌측면에 돌기(304)가 구성되는데, 돌기(304)의 개수와 구성 위치에는 특별한 제한이 없을 것이다.
제 1 가이드(302)는 슬리퍼 플레이트(300)의 가운데 부분 즉, 돌기가 형성된 부분과 슬리퍼 플레이트 연결홀(306) 사이에 구비된다. 제 1 가이드(302)에는 슬리퍼 플레이트(300)가 삽입되는 가이드 홀(308)이 구비된다. 제 1 가이드(302)는 자동차의 충돌 시 충격 이동 방향(X)으로 움직이는 부분 즉, 이동부에 설치된다.
자동차의 전방 충돌 시 슬리퍼 플레이트(300)는 차체에 견고하게 고정되어 있는 반면에 제 1 가이드(302)는 관성에 의하여 충격 이동 방향(X)으로 움직이려 한다. 따라서, 슬리퍼 플레이트(300)에 형성된 돌기(304)는 가이드 홀(308)을 지나게 되며 결국 돌기(304)는 소성 변형된다. 슬리퍼 플레이트(300)에 형성된 돌기(304)와 제 1 가이드(302) 사이에 발생하는 마찰 및 소성 변형 에너지 형태로 자동차의 충돌로 인한 충격 에너지는 흡수되게 된다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 슬리퍼 플레이트를 구비한 충격 에너지 흡수 조향장치의 일부 평면도이다. 도시한 것과 같이 도 4는 슬리퍼 플레이트(300), 돌기(304), 슬리퍼 플레이트 연결홀(306), 가이드 홀(308), 소성 변형치(400), 제 1 연결부(402) 및 제 2 가이드(404)를 포함하여 도시한다.
제 1 연결부(402)는 제 2 가이드(404)를 조향장치의 이동부에 고정하여 제 2 가이드(404)가 충격 이동 방향(X)으로 움직일 수 있도록 한다.
한편, 제 2 가이드(404)가 충격 이동 방향(X)으로 움직일 때 슬리퍼 플레이트(300)의 좌우측에 구성된 돌기(304)가 가이드 홀(308)을 통과할 때 돌기(304)는 소성 변형치(400)만큼 변형된다. 따라서, 돌기(304)의 크기를 크게 하면 돌기(304)의 소성 변형치(400)를 증가시킬 수 있으며, 충격 에너지 흡수량을 증가시킬 수 있다.
또한, 슬리퍼 플레이트(300)는 제 2 가이드(404)보다 연한 재질을 사용하여 슬리퍼 플레이트(300)가 용이하게 소성 변형될 수 있도록 하며, 충격 에너지의 흡수량을 증가시키기는 위해서 좀 더 강성이 큰 재질을 사용할 수도 있을 것이다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 슬리퍼 플레이트를 구비한 충격 에너지 흡수 조향장치의 일부 사시도이다. 도시한 것과 같이 충격 에너지 흡수 조향장치는 상부 브라켓(108), 슬리퍼 플레이트(300), 제 3 가이드(500), 돌기(304), 슬리퍼 플레이트 연결홀(306), 가이드 홀(308), 제 2 연결부(502) 및 제 3 연결부(504)를 포함하여 구성된다.
제 3 가이드(500)는 조향장치의 상부 브라켓(108)에 설치된다. 제 2 연결부(502)는 슬리퍼 플레이트(300)를 차체의 일측에 고정시키며 제 3 연결부(504)는 제 3 가이드(500)를 상부 브라켓(108)에 고정시킨다.
따라서, 조향장치에 구비된 상부 브라켓(108)이 충격 이동 방향(X)으로 움직일 때 제 3 가이드(500)는 슬리퍼 플레이트(300)에 형성된 돌기(304)를 소성 변형시키면서 충격 에너지를 용이하게 흡수한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석 되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 충격 이동 방향으로 움직이는 가이드가 고정된 슬리퍼 플레이트에 구비된 돌기를 소성 변형시키면서 충격 에너지 흡수하는 슬리퍼 플레이트 충격 에너지 흡수장치를 구비한 조향장치를 제공한다.

Claims (1)

  1. 충격 이동 방향으로 움직이면서 충격 에너지를 흡수하는 충격 에너지 흡수용 컬럼에 있어서,
    상기 충격 이동 방향으로 움직이는 상부 브라켓에 고정되고, 가이드 홀이 형성된 가이드; 및
    상기 가이드 홀에 삽입되는 슬리퍼 플레이트
    를 포함하되, 상기 슬리퍼 플레이트의 일단에 슬리퍼 플레이트 연결홀을 구비하여 차체에 고정하며, 상기 슬리퍼 플레이트의 좌측면과 우측면에 돌기를 형성하여 충돌시 상기 슬리퍼 플레이트가 상기 가이드 홀을 통과하면서 상기 돌기의 마찰 및 소성 변형에 의해 충격을 흡수하는 것을 특징으로 하는 충격 에너지 흡수용 컬럼.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH08295249A (ja) * 1995-04-28 1996-11-12 Toyota Motor Corp 衝撃吸収ステアリング装置
JP2002337699A (ja) * 2001-05-15 2002-11-27 Koyo Seiko Co Ltd 衝撃吸収式ステアリング装置

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