KR100794964B1 - 자동차의 충격 흡수식 조향 컬럼 - Google Patents

자동차의 충격 흡수식 조향 컬럼 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차의 충격 흡수식 조향 컬럼에 관한 것이다.
본 발명은 일측이 조향 컬럼의 상부 브라켓에 구비되는 캡슐에 고정되고, 타측이 상기 상부 브라켓에 고정되는 테어링 플레이트를 구비하는 자동차의 충격 흡수식 조향 컬럼에 있어서, 상기 캡슐과 고정되기 위한 체결공이 형성된 플레이트부가 구비되고 상기 플레이트부의 중간 상측에 이격되게 구비되는 고정판이 형성되며, 상기 고정판의 일면과 일체로 절곡 형성되고 선단부가 상기 플레이트부의 내면에 일체로 형성되는 충격 조절판이 구비되며, 일측은 상기 고정판 및 상기 충격 조절판의 양측면에 일체로 연장되게 형성되고 타측은 상기 플레이트부와 일체로 형성되며 선단부에 절개부가 형성되되 일정 길이만큼 경사진 경사부를 구비한 테어링 그루브(Tearing Groove)를 형성한 테어링 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 충격 흡수식 조향 컬럼을 제공한다.
본 발명에 의하면, 테어링 플레이트에 형성된 테어링 그루브에 최초의 충격이 전해지는 선단부를 완전히 찢고, 일정 길이만큼 경사면을 형성함으로써, 초기 하중의 증대로 인하여 불균일하게 찢어지는 현상은 물론, 충격 흡수 기능이 저하되는 것을 방지하는 효과가 있다.
조향 컬럼, 충격 흡수, 테어링 플레이트

Description

자동차의 충격 흡수식 조향 컬럼{Collision Energy Absorbing Steering Column for Motor Vehicle}
도 1은 종래 자동차의 충격 흡수식 조향 컬럼을 나타낸 도면,
도 2a는 종래 자동차의 충격 흡수식 조향 컬럼의 테어링 플레이트를 나타낸 사시도,
도 2b는 종래 자동차의 충격 흡수식 조향 컬럼의 테어링 플레이트를 나타낸 측면도,
도 3a는 본 발명에 따른 자동차의 충격 흡수식 조향 컬럼의 테어링 플레이트를 나타낸 사시도,
도 3b는 본 발명에 따른 자동차의 충격 흡수식 조향 컬럼의 테어링 플레이트를 나타낸 측면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
300: 테어링 플레이트 310: 플레이트부
312: 체결공 320: 고정판
322: 고정홀 330: 테어링 그루브(Tearing Groove)
332: 절개부 334: 경사부
340: 충격 조절판
본 발명은 자동차의 충격 흡수식 조향 컬럼에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 테어링 플레이트에 형성된 테어링 그루브에 최초의 충격이 전해지는 선단부를 완전히 찢고, 일정 길이만큼 경사면을 형성함으로써, 초기 하중의 증대로 인하여 불균일하게 찢어지는 현상은 물론, 충격 흡수 기능이 저하되는 것을 방지하는 자동차의 충격 흡수식 조향 컬럼에 관한 것이다.
일반적으로 조향 컬럼은 운전자의 조향휠 조작에 의해 발생한 회전력을 랙-피니언 기구부로 전달하는 조향축을 둘러싸도록 형성되어 조향축의 회전을 지지하는 한편 브라켓을 통해 차체에 결합됨으로써 조향축의 위치를 고정하는 장치이다. 이와 같은 조향 컬럼은 자동차의 충돌 사고 등의 경우에 운전자의 상체가 조향휠에 부딪혀서 큰 부상을 당하는 것을 방지하기 위해 조향 컬럼과 조향축은 모두 축 방향으로 수축되는 컬랩스(Collapse) 기능을 갖는다. 즉, 자동차의 운행 중 충돌 사고가 발생하면 운전자의 상체는 관성에 의해 조향휠에 부딪히게 되고, 운전자의 상체가 조향휠에 부딪히면 조향휠의 하부에 구비되어 있는 조향 컬럼과 조향축이 수축함으로써 운전자가 받는 충격을 저감시켜 주는 것이다.
하지만, 운전자의 상태와 자동차의 상태에 따라서 운전자가 조향휠에 가하는 충격은 다를 수밖에 없다. 예를 들어, 자동차의 속도가 빠른 경우에는 충격이 크고, 자동차의 속도가 느린 경우에는 충격이 미약할 수도 있다. 또한, 운전자의 안 전 벨트 착용 여부 및 에어백의 작동 여부 등 여러 상황에 따라 조향휠에 가하는 충격량은 다를 것이다. 이에 따라 현실에 대처하기 위해서 테어링 플레이트(Tearing Plate)를 구비한 조향장치가 개발되었다.
도 1은 종래 기술에 따른 자동차의 충격 흡수식 조향 컬럼을 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이 종래 기술에 따른 자동차의 충격 흡수식 조향 컬럼(100)은 상단이 조향휠(미도시)에 연결되고 하단이 랙-피니언 기구부(미도시)에 연결되는 조향축(102), 조향축(102)을 둘러싸는 내측 튜브(110) 및 내측 튜브(110)보다 큰 직경을 가지는 외측 튜브(120), 외측 튜브(120)의 외주면을 지지하되 캡슐(140)을 통해 차체에 결합되는 상부 브라켓(130), 일단은 캡슐(140)에 고정되고 타단은 상부 브라켓(130)에 구비되는 고정 수단(134)을 통해 고정되는 테어링 플레이트(160)를 포함하여 구성된다.
이와 같은 조향 컬럼(100)은 자동차의 전방 충돌시 운전자의 상체가 조향휠에 충격을 가하여 조향 컬럼(100)이 충격 이동 방향으로 수축하게 될 경우에 차체에 고정된 캡슐(140)로부터 상부 브라켓(130)이 외측 튜브(120)와 함께 하향으로 이동된다. 즉, 충격이 가해지면 상부 브라켓(130)은 캡슐(140)로부터 분리되며 상부 브라켓(130)이 차체로부터 용이하게 이탈되어 충격 이동 방향으로 움직이면서 조향 컬럼(100)이 수축되는 것이다.
도 2a는 종래 자동차의 충격 흡수식 조향 컬럼의 테어링 플레이트를 나타낸 도면이고, 도 2b는 종래 자동차의 충격 흡수식 조향 컬럼의 테어링 플레이트를 나타낸 측면도이다. 도시된 바와 같이 테어링 플레이트(160)는 캡슐(140)과 고정될 수 있도록 일측에는 고정홀(202)이 형성되어 고정 부재(150)를 통해 결합되며, 타측에는 삽입홈(204)이 형성되어 상부 브라켓(130)에 구비된 고정 수단(134)에 삽입되어 고정된다. 그리고 테어링 플레이트(160)에는 테어링 그루브(Tearing Groove: 210)가 구비된다. 이와 같은 테어링 그루브(210)는 도 2b에 도시된 바와 같이, 충돌시 충격 흡수가 시작되는 초입부부터 끝까지 일정한 깊이의 홈(T)을 형성하고 있다.
또한, 조향 컬럼(100)이 수축하여 상부 브라켓(130)과 캡슐(140)이 서로 상대 이동하여 상부 브라켓(130)이 하향으로 이동할 경우, 테어링 플레이트(160)는 캡슐(140)과 상부 브라켓(130)으로부터 서로 반대 방향의 힘을 받게 된다. 이에 따라 테어링 플레이트(160)에 형성된 테어링 그루브(210)가 상부 브라켓(130)의 이동 방향을 따라 찢어지면서 충격을 흡수하는 것이다. 즉, 상부 브라켓(130)에 구비된 고정 수단(134)이 테어링 플레이트(160)를 변형시키게 되고, 변형된 테어링 플레이트(160)는 변형되는 정도에 따라 충격 에너지를 흡수하게 되는 것이다.
하지만, 전술한 바와 같이 여러 상황에 따라 달라지는 충격량 및 초기 하중의 증대로 인하여 테어링 그루브(210)가 원활하게 찢어지지 못하여 충격 흡수가 제대로 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 테어링 플레이트에 형성된 테어링 그루브에 최초의 충격이 전해지는 선단부를 완전히 찢고, 일정 길이만큼 경사면을 형성함으로써, 초기 하중의 증대로 인하여 불균일하게 찢어지는 현상은 물론, 충격 흡수 기능이 저하되는 것을 방지하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적으로는 충격 흡수량을 조절할 수 있음은 물론, 테어링 그루브가 균일하게 찢어질 수 있도록 가이드의 역할을 수행하는 데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 일측이 조향 컬럼의 상부 브라켓에 구비되는 캡슐에 고정되고, 타측이 상기 상부 브라켓에 고정되는 테어링 플레이트를 구비하는 자동차의 충격 흡수식 조향 컬럼에 있어서, 상기 캡슐과 고정되기 위한 체결공이 형성된 플레이트부가 구비되고 상기 플레이트부의 중간 상측에 이격되게 구비되는 고정판이 형성되며, 상기 고정판의 일면과 일체로 절곡 형성되고 선단부가 상기 플레이트부의 내면에 일체로 형성되는 충격 조절판이 구비되며, 일측은 상기 고정판 및 상기 충격 조절판의 양측면에 일체로 연장되게 형성되고 타측은 상기 플레이트부와 일체로 형성되며 선단부에 절개부가 형성되되 일정 길이만큼 경사진 경사부를 구비한 테어링 그루브(Tearing Groove)를 형성한 테어링 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 충격 흡수식 조향 컬럼을 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 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 3a는 본 발명에 따른 자동차의 충격 흡수식 조향 컬럼의 테어링 플레이트를 나타낸 사시도이고, 도 3b는 본 발명에 따른 자동차의 충격 흡수식 조향 컬럼의 테어링 플레이트를 나타낸 측면도이다. 도시된 바와 같이, 테어링 플레이트(300)는 플레이트부(310), 상부 브라켓과 고정되는 고정판(320), 테어링 그루브(330) 및 테어링 그루브(330)와 연결되는 충격 조절판(340)을 포함하여 구성된다.
플레이트부(310)는 하측 내부가 충격 조절판(340)과 일체로 형성되며 테어링 그루브(330)와 연결된다. 또한, 플레이트부(310)의 중간측에는 상부 브라켓(130)과 고정되는 고정판(320)이 구비된다. 아울러 플레이트부(310)의 상측에는 고정판(320)과 대향되게 형성되며 캡슐(140)에 고정될 수 있도록 체결공(312)이 형성된다.
고정판(320)은 일면에 고정홀(322)이 형성되어 상부 브라켓(130)에 구비된 고정 수단(134)에 삽입되어 고정된다. 여기서, 고정 수단(134)으로는 일반적으로 볼트 체결, 핀 결합 등 다양한 방법을 사용하여 체결 및 결합을 할 수 있겠으나 본 발명에서는 리벳으로 고정됨이 바람직하다. 하지만 이에 한정하는 것은 아니다.
또한, 고정판(320)의 일면에는 하향으로 연장되게 절곡 형성되며 양측면을 따라 플레이트부(310)에 형성되는 테어링 그루브(330)와 연결된다. 즉, 테어링 그루브(330)의 일측으로는 플레이트부(310)가 형성되며 타측으로는 고정판(320)과 연결되어 충돌시 고정판(320)과 플레이트부(310)가 서로 벌어지면서 고정판(320)과 플레이트부(310) 사이에 형성되는 테어링 그루브(330)가 찢어지면서 충격을 흡수하 는 것이다. 아울러, 테어링 그루브(330)는 충격 흡수에 용이하도록 'V' 홈의 형상을 취함은 물론이다.
그리고 하향 절곡 형성되는 고정판(320)의 선단부에는 충격 조절판(340)이 연결된다. 여기서, 고정판(320)과 충격 조절판(340)은 일체로 형성됨이 바람직하다.
충격 조절판(340)은 일면이 고정판(320)의 선단부와 일체로 형성되며 양측면이 고정판(320)에 형성되는 테어링 그루브(330)와 연결된다. 또한, 충격 조절판(340)의 선단부는 플레이트부(310)와 일체로 형성됨은 물론이다. 즉, 고정판(320)의 양측면에 형성되는 테어링 그루브(330)가 고정판(320)과 일체로 형성되는 충격 조절판(340)의 선단부까지 연장되게 형성되는 것이다.
여기서, 충격 조절판(340)의 선단부는 플레이트부(310)와 일체로 형성되는 부분을 말하는 것이다.
아울러, 테어링 그루브(330)의 초입부 즉, 자동차의 전방 충돌시 조향 컬럼(100)이 충격 이동 방향으로 수축하여 상부 브라켓(130)이 캡슐(140)로부터 이탈할 때, 충격 하중이 테어링 플레이트(300)에 전해지고 테어링 플레이트(300)에 전해진 최초의 충격 하중을 전달받게 되는 테어링 그루브(330)의 선단부에는 'V' 홈의 형상을 유지하되 일정 길이만큼 완전히 절개시킨 절개부(332)를 형성하여 초기 하중의 증대로 인하여 테어링 그루브(330)의 찢어짐이 원활하지 않았던 종래의 문제점을 극복할 수 있는 것이다.
또한, 절개부(332)가 형성된 테어링 그루브(330)의 선단부에는 절개부를 따 라 일정 구간 경사부(334)를 형성할 수 있다. 이는, 최초의 충격 하중의 증대를 저하하는 한편, 테어링 그루브(330)가 더욱 원활하게 찢어질 수 있도록 가이드의 역할까지 동시에 수행이 가능하다. 즉, 테어링 플레이트(300)에 전해진 최초의 충격 하중이 테어링 그루브(330)의 선단부에 전해지고, 이에 따라 고정판(320)과 플레이트부(310)가 벌어지면서 테어링 그루브(330)는 찢어지게 된다. 여기서, 최초의 충격 하중은 절개부(332)가 형성된 테어링 그루브(330)의 선단부를 따라 조향 컬럼(100)과 함께 이동하는 고정판(320)의 진행 방향으로 진행하게 되고, 아울러 테어링 그루브(330)의 선단부에 일정 구간 형성된 경사부(334)를 통해 충격 하중이 테어링 그루브(330)를 따라 진행할 수 있어 종래의 테어링 그루브(330)를 이탈하거나 불균일하게 찢어지는 등의 현상을 방지할 수 있는 것이다. 여기서, 테어링 그루브(330)에 형성되는 경사부(334)는 경사각 및 경사 길이에 따라 충격 흡수량이 달라짐은 물론이다.
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 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 테어링 플레이트에 형성된 테어링 그루브에 최초의 충격이 전해지는 선단부를 완전히 찢고, 일정 길이만큼 경사면을 형성함으로써, 초기 하중의 증대로 인하여 불균일하게 찢어지는 현상은 물론, 충격 흡수 기능이 저하되는 것을 방지하는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 일측이 조향 컬럼의 상부 브라켓에 구비되는 캡슐에 고정되고, 타측이 상기 상부 브라켓에 고정되는 테어링 플레이트를 구비하는 자동차의 충격 흡수식 조향 컬럼에 있어서,
    상기 캡슐과 고정되기 위한 체결공이 형성된 플레이트부가 구비되고 상기 플레이트부의 중간 상측에 이격되게 구비되는 고정판이 형성되며, 상기 고정판의 일면과 일체로 절곡 형성되고 선단부가 상기 플레이트부의 내면에 일체로 형성되는 충격 조절판이 구비되며, 일측은 상기 고정판 및 상기 충격 조절판의 양측면에 일체로 연장되게 형성되고 타측은 상기 플레이트부와 일체로 형성되며 선단부에 절개부가 형성되되 일정 길이만큼 경사진 경사부를 구비한 테어링 그루브(Tearing Groove)를 형성한 테어링 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 충격 흡수식 조향 컬럼.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 테어링 그루브의 횡단면은 'V' 자 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 충격 흡수식 조향 컬럼.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20030003732A (ko) * 2001-03-24 2003-01-10 이나-쉐플러 카게 자동 조절 방식의 클러치-릴리스 베어링

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