KR100984492B1 - 조향장치의 마운팅 브라켓 충격흡수구조 - Google Patents

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Abstract

개시된 본 발명은 차량의 충돌 및 추돌 사고시 충돌전 차량속도, 운전자조건, 충돌조건 등의 여러가지 충돌상황에 따라 그 충돌상황에 적합한 충격에너지의 흡수가 이루어 질 수 있는 마운팅 브라켓의 충격 흡수구조에 관한 것이다.
그 기술적인 구성은, 마운팅 브라켓 양측에 캡슐이 분리,이탈이 가능토록 결합된 차량용 마운팅 브라켓의 충격에너지 흡수구조에 있어서, 상기 캡슐 일측에는 장방형의 변위 플레이트가 일체로 연장형성되되, 이 변위 플레이트의 중앙부 그 길이방향으로는 변위 발생을 위한 잔공 및 가이드공이 천공되어 이루어 지며, 상기 마운팅 브라켓에는 차량의 센서로 부터 산출된 정보를 근거로 로드가 출몰토록되는 액츄에이터가 설치되어 차량 충돌시 그 충돌상황에 따라 인출되는 액츄에이터의 로드가 변위 플레이트의 가이드공을 확장시키면서 이동하여 충격흡수 하중값을 변화시킬 수 있도록 구성되는 것을 요지로 한다.
마운팅 브라켓, 충격흡수구조, 플레이트, 액츄에이터, 저항하중조절

Description

조향장치의 마운팅 브라켓 충격흡수구조{Mounting braket shock-absorption structure of steering system}
도 1은 종래의 충격흡수구조를 갖는 마운팅 브라켓부를 확대 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예 따른 충격흡수구조를 갖는 마운팅 브라켓부를 도시한 사시도.
도 3은 도 2에 따른 A-A선 단면도.
도 4는 본 발명인 마운팅 브라켓 충격흡수구조의 충격흡수 과정을 나타낸 작동 상태도.
도 5은 본 발명인 마운팅 브라켓 충격흡수구조에 적용된 변위 플레이트의 다른 실시예.
*도면의 주요 부위에 대한 부호 설명*
40...마운팅 브라켓 50...캡슐
52...변위 플레이트 54...잔공
56...가이드공
90...액츄에이터 92...로드
본 발명은 차량용 조향장치의 마운팅 브라켓 충격흡수구조에 관한 것으로, 이는 특히, 차량의 충돌 및 추돌 사고시 다양한 충돌상황 즉, 충돌전 차량속도, 운전자 조건, 충돌조건에 따라 다르게 발생되는 충격하중을 효과적으로 흡수할 수 있도록 한 차량용 조향장치의 마운팅 브라켓 충격흡수구조에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 운전석에는 운전자가 차량의 진행방향을 임의로 변경할 수 있도록 하기 위한 스티어링 장치가 구비되어 있다.
이와 같은 스티어링 장치는 통상적으로 조향장치와 스티어링 기어 및 링크기구로 이루어지는데, 특히 상기 조향장치는, 운전자로 부터 회전토크를 전달받는 스티어링 휠과, 상기 스티어링 휠과 연결된 샤프트와, 상기 샤프트가 삽입된 상태에서 이를 자체에 고정하기 위한 스티어링 컬럼 튜브로 이루어 지며, 상기 스티어링 컬럼 튜브 한쌍의 어퍼·로워 마운팅 브라켓에 의해 차체에 고정되어 있다.
한편, 상기와 같은 스티어링 장치에는 차량 충돌 또는 추돌시 충돌 관성으로 인해 운전자가 조향장치에 부딪혔을때 그 충격력을 흡수, 완화하여 운전자의 상해를 최소화 하도록 하기 위한 충격에너지 흡수구조가 다양하게 마련되어 있다.
이와 같은 충격에너지 흡수구조는 일반적으로, 스티어링 컬럼 튜브의 수축변형에 의해 충격을 흡수하는 구조와, 상기 스티어링 컬럼 튜브 내측에 삽입되는 스티어링 샤프트 어셈블리부의 충격 변형에 의한 충격 흡수구조가 병행되어 사용되고 있으며, 최근에는 가일층 효과적인 충격 흡수를 위해 상기 스티어링 컬럼을 차체에 고정토록 하는 마운팅 브라켓에까지 충격 흡수장치를 마련하여 운전자에게 가해지는 상해를 최소화 하도록 하고 있다.
도 1은 종래의 충격흡수구조를 갖는 조향장치를 나타낸 사시도 로서, 이에 도시된 바와 같이, 중공관 형상의 아우터튜브(1a) 단부 내측에 이너튜브(1b) 일단부가 삽입된 스티어링 칼럼 튜브(1)가 구비되고, 상기 스티어링 칼럼 튜브(1) 내부에는 스티어링 휠(미도시)과 연결되는 스티어링 샤프트(2)가 설치되는데, 이와 같은 스티어링 샤프트(2) 역시 스티어링 칼럼 튜브(1)와 같이 축방향으로 수축 가능하게 마련되어 있다.
그리고, 상기 스티어링 칼럼 튜브(1) 외주면 일측에는 이 스티어링 칼럼 튜브(1)를 차체에 고정시키기 위한 마운팅 브라켓(4)이 설치되는데, 이와 같은 마운팅 브라켓(4) 역시 차량 충돌 또는 추돌시 발생되는 충격에너지를 흡수할 수 있도록 충격흡수구조를 구비하고 있다.
종래 상기한 마운팅 충격흡수구조는 도 1의 부분 확대도에서 보이는 바와 같이, 마운팅 브라켓(4)의 양측에 캡슐(5)이 마운팅 브라켓(4)과 분리 가능토록 플라스틱 몰딩핀 또는 돌기-홈 결합으로서 결합되어 차량 충돌 또는 추돌시 스티어링 칼럼 튜브(1)를 지지하고 있는 마운팅 브라켓(4)이 그 충돌 관성에 의해 차체에 고정된 캡슐(5)로 부터 이탈하게 되고, 이 이탈과정 중 돌기-홈의 결합부위에 발생하는 마찰력을 이용해 충돌시 발생된 충격에너지를 흡수 또는 완화할 수 있도록 이루 어져 있다.
그러나, 상기와 같은 종래의 충격흡수구조의 경우에는 제품 초기제작 당시 부터 임의의 충격흡수 하중(전단핀의 파단하중 또는 돌기-홈 결합의 압압정도)이 설정되어 있기 때문에 운전자의 특성과는 무관하게 다양한 충돌상황에서 항상 동일한 충격하중만을 흡수할 수 밖에 없었다. 때문에, 속도가 큰 충돌 상황이나 운전자의 중량이 큰 경우, 또는 운전자가 시트벨트를 미 착용한 경우 등의 여러가지 충돌상황에서 그 상황에 적합한 충격에너지의 흡수가 효과적으로 이루어 지지 못 해 운전자의 안전을 도모하는데는 무리가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 감안하여 이를 개선시키고자 안출한 것으로서, 그 목적은, 차량의 각센서들로 부터 얻은 정보를 근거로 산출된 작동명령에 따라 구동되는 액츄에이터를 이용하여 차량 충돌 또는 추돌시 그 충격력에 대응하는 저항하중값을 다양하게 구현할 수 있도록 하므로서, 차량의 충돌 및 추돌 사고시 충돌전 차량속도, 운전자조건, 충돌조건 등의 여러가지 충돌상황시 그 상황에 적합한 충격에너지 흡수성능을 발휘하여 운전자의 상해치를 최소화 함은 물론, 안전을 도모할 수 있는 조향장치의 마운팅 브라켓 충격흡수구조를 제공하는데에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로서 본 발명은,
마운팅 브라켓 양측에 캡슐이 분리,이탈이 가능토록 결합된 차량용 마운팅 브라켓의 충격에너지 흡수구조에 있어서, 상기 캡슐 일측에는 장방형의 변위 플레이트가 일체로 연장형성되되, 이 변위 플레이트의 중앙부 그 길이방향으로는 변위 발생을 위한 잔공 및 가이드공이 천공되어 이루어 지며, 상기 마운팅 브라켓에는 차량의 센서로 부터 산출된 정보를 근거로 로드가 출몰토록되는 액츄에이터가 설치되어 차량 충돌시 그 충돌상황에 따라 인출되는 액츄에이터의 로드가 변위 플레이트의 가이드공을 확장시키면서 이동하여 충격흡수 하중값을 변화시킬 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 조향장치의 마운팅 브라켓 충격흡수구조를 마련함에 의한다.
이하, 첨부도면에 의거하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
첨부된 도면을 간략히 설명하면, 첨부도면 도 2는 본 발명의 일 실시예 따른 충격흡수구조를 갖는 마운팅 브라켓부를 도시한 사시도 이며, 도 3은 도 2에 따른 A-A선 단면도 이고, 도 4는 본 발명인 마운팅 브라켓 충격흡수구조의 충격흡수 과정을 나타낸 작동 상태도 이며, 도 5은 본 발명인 마운팅 브라켓 충격흡수구조에 적용된 변위 플레이트의 다른 실시예를 도시한 도면 이다.
도 2내지 도 3을 참조하여 본 발명에 적용된 마운팅 브라켓의 충격흡수구조를 설명하면, 마운팅 브라켓(40) 양측에는 이 마운팅브라켓(40)을 차체에 고정토록하는 캡슐(50)이 설치되는데, 특히, 이 캡슐(50)은 마운팅 브라켓(40)과 몰딩핀 또는 돌기-홈결합으로서 결합되어 차량 충돌 또는 추돌시 그 충돌관성에 의해 상기 마운팅 브라켓(40)이 분리,이탈될 수 있도록 설치된다.
그리고, 상기와 같은 이탈과 연계하여 차량 충돌 또는 추돌시 그 충격력에 대항하는 저항하중값을 변화시키기 위한 수단으로서 상기 캡슐(50) 일측에는 변위 플레이트(52)가 일체로 연장형성되어 이루어 진다.
이때, 상기 변위 플레이트(52)의 중앙 그 길이방향으로는 변위 발생을 위한 잔공(54) 및 가이드공(56)이 연통토록 천공되며, 마운팅 브라켓(40)에는 차량의 센서로 부터 산출된 정보를 근거로 로드(92)가 출몰토록 작동되는 액츄에이터(90)가 설치된다.
여기서, 상기 액츄에이터(90)는 로드(92) 인출시 이 로드(92)가 상기 변위 플레이트(52)의 잔공(54)에 삽입될 수 있는 위치의 마운팅 브라켓(40) 저면에 설치되어, 차량 충돌시 그 충돌상황에 따라 액츄에이터의 로드(92)가 인출되어 충돌관성 방향으로 변위 플레이트(52)의 가이드공(56)을 확장시키면서 이동하여 충격에 저항하는 하중값을 변화시킬 수 있도록 구성된다.
한편, 상기 가이드공(56) 주변에는 이 가이드공(56)의 확장변위시 변위 플레이트(52)의 뒤틀림 방지를 위해 돌기(53)가 마련된다.
따라서, 상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작동 및 효과를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
첨부도면 도 4는 본 발명에 적용된 마운팅 브라켓의 충격흡수 과정을 도시한 사시도 로서, 차량 충돌 또는 추돌이 발생하게 되면 그 충돌관성에 의해 차체에 볼팅 고정된 캡슐(50)로 부터 마운팅 브라켓(40)이 이탈되면서 캡슐(50)과 마운팅 브라켓(40) 돌기-홈 결합부위의 마찰 또는 몰딩핀의 파단에 의해 충격에너지를 흡수하게 된다.
이와 동시에, 캡슐(50) 일측에 연장된 변위 플레이트(52)의 가이드공(56)이 액츄에이터(90)의 로드(92)에 의해 확장변위되어 그 충격하중에 저항하는 저항하중 값을 변화시키게 된다.
상세하게는, 차량 속도, 운전자 조건, 충돌 조건등을 고려했을때 보다 큰 충격흡수가 요구되는 상황일 경우에, 차량에 설치된 각 센서들로 부터 산출된 정보를 근거로 차량의 ECU(미도시)는 액츄에이터(90)에 작동명령을 인가하여 로드(92)를 인출시키게 되고, 인출된 이 로드(92)는 변위 플레이트(52)의 잔공(54)에 삽입된 상태에서 이탈되는 마운팅 브라켓(40)과 함께 일측으로 이동하면서 가이드공(56)을 확장시키므로서 충격하중에 저항하는 하중값을 변화시킬 수 있게 되는 것이다.
이때, 상기 변위 플레이트(52)의 가이드공(56) 주변에는 돌기(53)가 마련되어 이 가이드공(56) 확장변위시 변위 플레이트(52)의 뒤틀림을 방지하여 정상적인 변위를 유도하게 된다.
물론, 상기와 같이 액츄에이터(90)의 로드(92)가 가이드공(56)을 이동하면서 이를 확장시키기 위해서는 로드(92)의 직경이 가이드공(56)의 폭보다 크게 형성되어야 함은 당연하다.
한편, 도 5는 본 발명에 적용된 상기 변위 플레이트의 다른 실시예를 도시한 도면으로서, 이에 도시된 바와 같이 변위 플레이트의 가이드공(56) 폭을 일측으로 갈수록 좁아지게 구성하면, 로드(92)의 진행에 따라 그 저항력이 점진적으로 증가하여 가일층 효과적인 저항하중값의 변화를 꾀할 수 도 있다.
다른 한편, 도면에는 미도시 되었으나 하중값을 다양하게 구현하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예로서, 가이드공(56)을 확장시키는 액츄에이터 로드(92)의 직경을 그 말단부로 갈수록 작아지도록 테이퍼지게 형성하여 구성할 수 도 있다. 즉, 이와 같이 로드(92)를 테이퍼지게 형성하면, 로드의 인출길이(스트로크;Stroke)에 따라 가이드공의 확장변위 정도가 변화되므로 충격에너지에 대항하는 저항하중값을 다양하게 구현할 수 있게 된다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명인 마운팅 충격흡수구조에 의하면, 충돌상황에 따른 액츄에이터의 로드 인출 여부에 따라 그 충격하중에 저항하는 하중값이 변화되므로 충돌상황에서 최적의 충격에너지 흡수효과를 기대할 수 있어 운전자의 안전도를 가일층 향상 시킬 수 있게 된다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구의 범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims (4)

  1. 차량 충돌 또는 추돌시 차체에 볼팅 고정된 캡슐(50)로 부터 마운팅 브라켓(40)이 이탈되면서 발생하는 저항력을 이용해 충격에너지를 흡수할 수 있도록 구성된 충격에너지 흡수구조에 있어서,
    상기 캡슐(50) 일측에는 장방형의 변위 플레이트(52)가 일체로 연장형되어 이루어지되, 이 변위 플레이트(52)의 중앙부 그 길이방향으로는 변위 발생을 위한 잔공(54) 및 가이드공(56)이 천공되며,
    상기 마운팅 브라켓(40)에는 차량의 센서로 부터 산출된 정보를 근거로 로드(92)가 출몰토록되는 액츄에이터(90)가 설치되어 차량 충돌시 그 충돌상황에 따라 인출되는 상기 액츄에이터의 로드(92)가 변위 플레이트(52)의 가이드공(56)을 확장시키면서 이동하여 충격흡수 하중값을 변화시킬 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 조향장치의 마운팅 브라켓 충격흡수구조.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 변위 플레이트(52)의 가이드공(56)은 일측 으로 갈수록 그 폭이 좁아지도록 구성된 것을 특징으로 하는 조향장치의 마운팅 브라켓 충격흡수구조.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 가이드공(56) 주변을 따라 돌기(53)가 형성된 것을 특징으로 하는 조향장치의 마운팅 브라켓 충격흡수구조.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 로드(92)는 그 말단부로 갈수록 직경이 작아지도록 테이퍼지게 형성되는 것을 특징으로 하는 조향장치의 마운팅 브라켓 충격흡수구조.
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