KR101046186B1 - 조향장치의 마운팅 브라켓 충격 흡수구조 - Google Patents

Abstract

개시된 본 발명은 차량에 충돌 또는 추돌 사고가 발생할 경우에 조향핸들의 충격을 흡수하는 마운팅 브라켓의 충격 흡수구조에 관한 것으로, 그 기술적인 구성은, 차량 충돌 또는 추돌시 캡슐로 부터 마운팅브라켓의 이탈에 의한 저항력과 상기 마운팅브라켓 이탈에 따른 장치의 변위에 의해 추가적인 충격에너지 흡수가 이루어 지는 충격에너지 흡수구조에 있어서, 소정의 형상으로 절곡되어 그 일측은 캡슐 저면에 부착되어 마운팅 볼트를 통해 상기 캡슐과 함께 차체에 볼팅 고정되며 그 중앙부에는 장공이 형성됨과 동시에 이 장공으로 부터 장공이 길이방향으로 연장 형성된 밴딩플레이트와, 마운팅 브라켓 일측에 볼팅 고정되어 차량 충돌 또는 추돌시 상기 밴딩플레이트의 변위를 가이드 하는 가이드 브라켓과, 상기 가이드 브라켓에 고정되어 유압 또는 공압에 의해 충돌상황에 따라 상기 장공 내측에 위치하게 되는 로드를 갖는 액츄에이터를 포함하여 구성되는 되는 것을 요지로 한다.

이와 같은 본원 발명에 의하면, 차량의 충돌 및 추돌 사고시 충돌전 차량속도, 운전자조건, 충돌조건 등의 여러가지 충돌상황에 따라 그 충돌상황에 적합한 충격에너지 흡수가 이루어 질 수 있는 효과가 발현된다.

조향장치, 마운팅 브라켓, 밴딩플에이트, 액츄에이터

Description

조향장치의 마운팅 브라켓 충격 흡수구조{A shock-absorption structure of steering system}

도 1은 종래의 조향장치를 나타낸 사시도.

도 2는 도 1에 따른 마운팅 브라켓부 충격 흡수구조를 도시한 확대 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 마운팅 브라켓 충격 흡수구조를 나타낸 분리 사시도.

도 4는 도 3에 따른 결합상태를 도시한 결합 사시도.

도 5,6은 본 발명에 따른 마운팅 브라켓의 충격 흡수과정을 보인 작동상태도.

*도면의 주요 부위에 대한 부호 설명*

40...마운팅 브라켓 50...캡슐

60...밴딩플레이트 70...가이드 브라켓

80...액츄에이터 62...볼팅공

64...장공 66...슬릿

72...브라켓 74...가이드구

82...로드

본 발명은 차량용 조향장치의 마운팅 브라켓 충격 흡수구조에 관한 것으로, 이는 특히, 차량의 충돌 및 추돌 사고시 충돌상황 즉, 충돌전 차량속도, 운전자 조건, 충돌조건에 따라 다르게 발생되는 충격하중을 효과적으로 흡수할 수 있도록 한 차량용 조향장치의 마운팅 브라켓 충격 흡수구조에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 운전석에는 운전자가 차량의 진행방향을 임의로 변경할 수 있도록 하기 위한 스티어링 장치가 구비된다.

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 내삽토록 되며 조향장치를 자체에 고정토록 하기 위한 스티어링 컬럼으로 구성되며, 상기 스티어링 컬럼은 한쌍의 어퍼·로워 마운팅 브라켓에 의해 차체에 고정된다.

여기서, 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 마련된다.

이와 같은 충격에너지 흡수구조는 일반적으로, 스티어링 컬럼 튜브의 변형에 의한 충격을 흡수하는 구조와, 상기 스티어링 컬럼 튜브 내측에 삽입된 스티어링 샤프트의 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 이와 같은 종래의 조향장치의를 나타낸 사시도 로서, 이에 도시된 바와 같이, 중공관 형상의 아우터튜브(1a) 단부 내측에 이너튜브(1b) 일단부가 삽입되어 외부 충격 전달시 축방향으로 컬랩싱(Collapsing)이 이루어 지는 스티어링칼럼(1)이 구비되고, 상기 스티어링칼럼(1)내부에는 스티어링휠(미도시)과 연결되는 스티어링 샤프트(2)가 설치되는데, 이와 같은 스티어링 샤프트(2) 역시 스티어링칼럼(1)과 같이 축방향으로 수축 가능하게 마련된다.

그리고, 상기 스티어링칼럼(1) 외주면 일측에는 이 스티어링칼럼을(1) 차체에 고정시키는 마운팅브라켓(4)이 설치되되, 이와 같은 마운팅브라켓(4) 역시 차량 충돌 또는 추돌시 발생되는 충격에너지를 흡수할 수 있도록 충격 흡수구조를갖는다.

도 2는 상기와 같은 마운팅 브라켓의 충격 흡수구조의 대표적인 일실시예를 나타낸 도면으로서, 마운팅브라켓(4)의 양측에는 이 마운팅브라켓(4)을 차체에 고정토록하는 캡슐(5)이 분리 가능토록 핀 또는 돌기결합 되고, 상기 캡슐(5) 하면에는 차량 충돌시 2차적인 충격 에너지를 흡수할 수 있도록 파단부(6a)가 형성된 커링 플레이트(Curling plate;6)의 일단부가 마운팅 볼트를 통해 볼팅 고정되며, 이 커링 플레이트(6)의 타단부는 마운팅 브라켓 일측에 리벳팅 되어 고정된다.

따라서, 차량 충돌 또는 추돌시 그 충돌관성에 의해 스티어링칼럼을 지지하 고 있는 마운팅 브라켓(4)으로 부터 캡슐(5)이 이탈되면서 1차적인 충격흡수가 이루어 지고, 계속되는 충돌관성으로 마운팅 브라켓(4) 일측에 리벳팅된 커링 플레이트(6)의 파단부(6a)가 찢겨지면서 2차적인 충격을 흡수하게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 충격 흡수구조는 제품 생산당시 설정된 임의의 충격하중 범위내에서만 밴딩 플레이트의 파단부가 찢겨지면서 제기능을 발휘할 수 있게끔 구성되므로, 속도가 큰 충돌 상황이나 운전자의 중량이 큰 경우, 또는 운전자가 시트벨트를 미 착용한 경우 등의 여러가지 충돌상황에서 발생되는 충격하중에 적절히 대응하지 못하며, 2차 충격에너지 흡수시에도 컬랩싱 되는 스티어링칼럼의 좌굴(buckling)을 지탱하지 못해 효과적인 충격흡수가 이루어 지지 못 하는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 충격 흡수구조의 문제점을 감안하여 이를 개선시키고자 안출한 것으로서, 차량의 충돌 및 추돌 사고시 충돌전 차량속도, 운전자조건, 충돌조건 등의 여러가지 충돌상황에 대응하여 그 상황에 알맞는 충격에너지 흡수성능을 발휘할 수 있으며, 스티어링칼럼의 컬랩싱에 따른 좌굴을 지탱하여 보다 효과적인 충격흡수가 이루어 질 수 있는 조향장치의 마운팅 브라켓 충격 흡수구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로서 본 발명은, 차량 충돌 또는 추돌시 캡슐로 부터 마운팅브라켓의 이탈에 의한 저항력과 상기 마운팅브라켓 이탈에 따른 장치의 변위에 의해 추가적인 충격에너지 흡수가 이루어 지는 충격에너지 흡수구조에 있어서, 절곡된 판재로서 볼팅공이 천공된 그 일측은 캡슐 저면에 부착되어 마운팅 볼트를 통해 상기 캡슐과 함께 차체에 고정되며 그 중앙부에는 장공이 형성됨과 동시에 이 장공으로 부터 슬릿이 길이방향으로 연장 형성된 밴딩플레이트와, 마운팅 브라켓 일측에 볼팅 고정되어 차량 충돌 또는 추돌시 상기 밴딩플레이트의 변위를 가이드 하는 가이드 브라켓과, 상기 가이드 브라켓에 고정되며 유압 또는 공압에 의해 충돌상황에 따라 상기 장공 내측에 위치하게 되는 로드를 갖는 액츄에이터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 조향장치의 마운팅 브라켓 충격 흡수구조를 마련함에 의한다.

본 발명에 적용된 상기 밴딩플레이트는 "

"형상으로 절곡되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 적용된 상기 가이드 브라켓은, 마운팅 브라켓 일측에 볼팅 고정되는 브라켓과, 밴딩플레이트의 굽힘을 유도토록 라운딩 처리된 가이드구가 일체로 형성되어 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면에 의거하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도면 도 3은 본 발명에 따른 마운팅 브라켓 충격 흡수구조를 보인 장치의 분리 사시도 이며, 도 4는 도 3에 따른 결합상태를 도시한 결합 사시도 이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명인 마운팅 브라켓 충격 흡수구조는, 소정의 형상으로 절곡된 밴딩플레이트(60)와, 상기 밴딩플레이트(60)의 변위를 가이드 하는 가이드 브라켓(70)과, 상기 가이드 브라켓(70)에 고정되는 액츄에이터(80)로 이루어 진다.

여기서 상기 밴딩플레이트(60)는, "

"형상으로 절곡된 판재로서 이 밴딩플레이트(60)의 일측단부에는 볼팅공(62)이 천공되며, 이와 같이 볼팅공(62)이 천공된 밴딩플레이트(60) 일측은 캡슐(50) 저면에 부착되어 마운팅 볼트(B)를 통해 상기 캡슐(50)과 함께 차체에 볼팅 고정된다.

그리고, 상기 절곡된 밴딩플레이트(60) 중앙부에는 장공(64)이 형성되며, 이 장공(64) 일측에는 슬릿(66)이 밴딩플레이트(60)의 길이방향으로 길게 연장 형성된다.

한편, 본 발명의 구성요소 중 상기한 밴딩플레이트(60)의 변위를 가이드 하는 가이드 브라켓(70)은, 마운팅 브라켓(40) 저면 일측에 볼팅 고정되는 브라켓(72)과, 상기 브라켓(72) 일측에 일체로 형성되어 브라켓(72) 내측으로 내향 절곡되는 가이드구(74)로 이루어 진다.

이때, 상기 절곡된 가이드구(74)와 브라켓(70) 사이에는 상기 밴딩플레이트 의 중앙부가 위치하여 충돌시 이 밴딩플레이트(60)가 상기 가이드구(74)를 따라 이동하면서 변위가 발생될 수 있도록 구성된다.

여기서, 상기 가이드구(74)의 상단부는 차량 충돌 또는 추돌시 이 밴딩플레이트(60)가 가이드구(74)를 따라 밴딩될 수 있도록 라운딩 처리된다.

다른 한편, 본 발명에 적용된 액츄에이터(80)는, 충돌조건에 따라 ECU로 부터 작동명령을 인가받아 유압 또는 공압에 의해 로드(82)가 출몰되도록 구성되는 것으로서, 이와 같은 액츄에이터(80)는 전술한 가이드 브라켓(70)에 고정 설치되되, 상기 로드(82)는 충돌상황에 따라 돌출되어 밴딩플레이트(60)의 장공(64) 내측에 위치할 수 있도록 구성된다.

따라서, 상기와 같이 구성된 본 발명인 마운팅 브라켓 충격 흡수구조의 작동 및 효과에 대해 살펴보면 다음과 같다.

도 5, 6은 본 발명에 적용된 마운팅 브라켓의 충격흡수 과정을 도시한 측면도 이다.

먼저, 도 5는 충돌상황에 따라 액츄에이터 비작동시 충돌과정을 도시한 것으로서 이를 참조하여 설명하면, 차량 충돌 또는 추돌시 스티어링칼럼의 컬랩싱(Collapsing)과 동시에 이 스티어링칼럼을 지지하고 있는 마운팅 브라켓(40)이 그 충돌관성에 의해 차체에 볼팅 고정된 캡슐(50)로 부터 이탈되면서 1차적인 충격흡수가 이루어 진다.

이와 같은 충격 흡수는, 상기 마운팅 브라켓(40)과 캡슐(50)이 핀 또는 돌기 치합에 의해 결합토록 구성되어 충격발생시 상기 핀 전단시 발생되는 전단응력 또는 돌기간에 마찰로 인한 마찰저항으로 인해 충격에너지의 흡수가 이루어 지는 것으로 이는 종래의 캡슐 분리에 의한 1차 충격 흡수구조와 동일하다.

본 발명에서는 특히, 상기 캡슐(50)과 함께 밴딩플레이트(60)의 일측이 차체에 볼팅고정되므로서, 전술한 1차 충격흡수에 이은 계속되는 충격하중에 의해 이 밴딩플레이트(60)가 변위되게 되고, 이 변위과정 중에 발생된 저항력을 이용해 추가적인 충격에너지를 흡수할 수 있게 된다.

상세하게는, 상기 밴딩플레이트(60)가 소정각 절곡형성된 상태에서 가이드 브라켓(70)의 가이드구(74) 내측에 위치하게끔 구성되므로서, 충돌관성에 의해 캡슐(50)로 부터 분리된 마운팅 브라켓(40)이 일측으로 밀릴때, 상기 밴딩플레이트(60)의 일측은 차체에 고정된 상태에서 타측이 도 5의 파선과 같이 가이드구 내측을 따라 밴딩되어 변위가 발생하게 되고, 이 변위시 발생하는 밴딩 저항력에 의해 발생된 충격에너지를 추가적으로 흡수할 수 있게 되는 것이다.

여기서, 상기 가이드구(74)의 상단은 일정반경을 갖도록 라운딩 처리되므로서, 밴딩플레이트(60)의 원활한 밴딩을 유도할 수 있다.

또한, 상기 가이드구(74)에 의해 스티어링칼럼의 컬랩싱 즉, 수축시 발생되는 좌굴하중을 지탱할 수 있어 보다 안정적인 충격 흡수가 이루어 질 수 있게 된다.

한편, 도 6은 충돌상황에 따라 액츄에이터가 작동되었을때 충돌과정을 도시 한 작동상태도 로서, 차량 속도, 운전자 조건, 충돌 조건 등의 충돌상황에 있어서 보다 큰 충격 흡수가 요구되는 상황일 경우에는 ECU로 부터 작동명령을 인가받아 액츄에이터(80)가 작동하여 로드(82)를 전방으로 인출시키게 되고, 인출된 이 로드(82)는 밴딩플레이트(60)의 장공(64)에 내측에 위치하게 되므로서, 차량 충돌 또는 추돌시 이와 같은 충돌상황에서 밴딩플레이트(60)는 앞서 도 5에서와 같이 가이드 브라켓(70)을 따라 이동되면서 동일하게 변위가 이루어 지고, 동시에 상기 액츄에이터(80)의 작동으로 인출된 로드(82)에 의해 장공(64)으로 부터 연장형성된 슬릿(66)이 확장되면서 저항력이 발생하게 된다.

즉, 마운팅 브라켓(40)이 일측으로 밀리면 상기 로드(82)가 밴딩플레이트(60)의 슬릿(66)을 따라 이동되면서 이 슬릿(66)을 확장시키므로서 충격하중에 저항하는 저항력을 발생 시킬 수 있게 되는 것이다.

물론 이때, 상기 슬릿(66)의 폭은 로드(82)의 직경에 비해 작게 형성되어야 함은 당연하다.

따라서, 이와 같은 본 발명은 슬릿(66)에 의한 저항력에 의해 충돌상황에 따라 보다 큰 충격하중을 흡수할 수 도 있는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명인 충격 흡수구조에 의하면, 차량의 충돌 및 추돌 사고시 충돌전 차량속도, 운전자조건, 충돌조건 등의 여러가지 충돌상황에 따라 액츄에이터의 로드가 출몰 되므로서, 그 충돌상황에 적합한 충돌에너지 흡수 가 이루어 질 수 있게 되고, 스티어링칼럼의 수축시 변위가 발생되는 밴딩플레이트를 가이드 브라켓이 지지하게 되므로서 스티어링칼럼의 좌굴하중을 높일 수 있어 보다 안정적이면서 효과적인 충격흡수가 이루어 지게 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 캡슐로 부터 마운팅브라켓의 이탈에 의한 저항력과 상기 마운팅브라켓 이탈에 따른 장치의 변위에 의해 추가적인 충격에너지 흡수가 이루어 지는 충격에너지 흡수구조에 있어서,

   절곡되어 이루어진 판재로서 볼팅공(62)이 천공된 일측단부는 캡슐(50) 저면에 부착되어 마운팅 볼트를 통해 상기 캡슐(50)과 함께 차체에 볼팅 고정되며, 그 중앙부에는 장공(64)이 형성됨과 동시에 이 장공(64)으로 부터 슬릿(66)이 길이방향으로 연장 형성된 밴딩플레이트(60);

   마운팅 브라켓(40) 저면 일측에 볼팅 고정되어 차량 충돌 또는 추돌시 상기 밴딩플레이트(60)의 변위를 가이드 하는 가이드 브라켓(70);

   상기 가이드 브라켓(70)의 측면에 설치되며 충돌상황에 따라 돌출되어 상기 장공(64) 내측에 위치하는 로드(82)를 갖는 액츄에이터(80);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 조향장치의 마운팅 브라켓 충격 흡수구조.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 밴딩플레이트(60)는 "

   

   "형상으로 절곡되어 구성되는 것을 특징으로 하는 조향장치의 마운팅 브라켓 충격 흡수구조.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 가이드 브라켓(70)은, 마운팅 브라켓(40) 저면 일측에 볼팅 고정되는 브라켓(72)과, 상기 브라켓(72) 일측에 일체로 연장 형성되어 브라켓(72) 내측으로 내향 절곡된 가이드구(74)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 조향장치의 마운팅 브라켓 충격 흡수구조.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 가이드구(74)의 상단부는 밴딩플레이트(60)의 굽힘을 유도토록 라운딩 처리된 것을 특징으로 하는 조향장치의 마운팅 브라켓 충격 흡수구조.

Images