KR101359802B1 - 조향 컬럼의 마운팅 브라켓 - Google Patents

조향 컬럼의 마운팅 브라켓 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일실시예는 조향 컬럼의 마운팅 브라켓에 관한 것으로 본 발명에 의하면, 별도의 틸트 작동 부품이 없어도 조향 컬럼의 마운팅 브라켓이 틸트 작동을 수행할 수 있고, 동시에 자동차의 충돌에 의한 충격을 흡수할 수 있게 되어 자동차의 충돌 안정성을 향상시키고, 부품수 감소와 제조 및 조립 공정을 단축시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

Description

조향 컬럼의 마운팅 브라켓{Mounting Bracket of Steering Column}
본 발명은 조향 컬럼의 마운팅 브라켓에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 별도의 틸트 작동 부품이 없어도 조향 컬럼의 마운팅 브라켓이 틸트 작동을 수행할 수 있고, 동시에 자동차의 충돌에 의한 충격을 흡수할 수 있게 되어 자동차의 충돌 안정성을 향상시키고, 부품수 감소와 제조 및 조립 공정을 단축시킬 수 있게 되는 조향 컬럼의 마운팅 브라켓에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 조향장치는 자동차의 진행방향을 운전자의 의지대로 변경할 수 있도록 하기 위한 장치로서, 자동차의 앞바퀴가 선회하는 회전 중심을 임의로 변경하여 운전자가 원하는 방향으로 자동차를 진행시킬 수 있도록 보조하는 장치이다. 이러한 자동차의 조향장치에 있어서 운전자가 조향휠을 조작함으로써 발생한 조향력은 조향 컬럼의 조향축을 통해 랙 피니언 기구에 전달되고 최종적으로 양쪽 바퀴의 방향을 변화시키게 된다.
또한, 자동차의 조향장치는 운전자의 편의를 위하여 조향 컬럼에 텔레스코프(Telescope) 기능 또는 틸트(Tilt) 기능과 같은 편의 기능을 추가할 수 있는데, 틸트 장치는 조향휠의 고정 각도를 조절하기 위한 장치이고, 텔레스코프 장치는 축 방향으로 신장 및 수축이 가능하도록 두 개의 중공 관을 삽입하여 형성한 것으로 자동차의 충돌시 조향축 및 조향 컬럼이 컬랩스(Collapse)되면서 충격 에너지를 흡수하는 기능도 갖는다.
따라서 조향 컬럼은 이러한 편의 기능이 없는 일반적인 조향 컬럼과, 이러한 편의 기능에 따라 텔레스코프식 또는 틸트식 조향 컬럼으로 나뉘어 지며, 경우에 따라서는 텔레스코프식 조향 컬럼에 틸트 기능이 추가될 수도 있다. 이러한 편의 기능을 통하여 운전자는 자신의 신장이나 체형에 맞게 조향휠의 돌출 정도 또는 기울임 각도를 조절함으로써 원활한 조향 조작을 할 수 있게 된다.
도 1은 일반적인 자동차의 조향장치를 나타내는 개략도로서, 일반적인 자동차의 조향장치에서는 조향축(130)의 하단을 기어박스(180)와 연결하되, 조향축(130)은 자동차 구조의 여건상 임의의 각도로 기울어진 채 기어박스(180)와 연결하도록 되어 있기 때문에 이러한 조건을 만족하기 위해서, 유니버설 조인트를 매개로 연결되고 튜브(100)와 샤프트(110)로 구성되는 중간축(120: Intermediate Shaft)을 포함하여 구성된다.
중간축(120)은 일측이 조향휠(170)과 연결되고, 타측이 기어박스(180)에 연결되어 조향휠(170)에서 발생하는 회전력을 기어박스(180)를 통해 차륜에 전달하는 장치이다.
조향 컬럼(150)은 컬럼 튜브(147)와, 상부 마운팅 브라켓(160) 및 하부 마운팅 브라켓(165)을 포함하여 구성되며, 여기서 컬럼 튜브(147)는 아우터 튜브(145)와 이너 튜브(140)로 구성될 수 있는데, 아우터 튜브(145)는 조향휠(170) 측에 형성되고 내부에는 아우터 튜브(145)보다 직경이 작아 충격시 내부로 삽입 가능한 이너 튜브(140)가 마련된다. 아우터 튜브(145)와 이너 튜브(140)는 중공 형태의 튜브로 형성되어 조향축(130)이 원활하게 회전할 수 있게 된다.
더스트 커버(105)는 대시 패널(115)에 고정되어 엔진룸을 통해 실내측으로 유입되는 소음 등을 차단하기 위해 사용된다.
그러나, 이러한 종래 기술에 의한 일반적인 자동차의 조향장치는, 틸트 기능을 추가하기 위해서는 상부 마운팅 브라켓과 하부 마운팅 브라켓 외에 조향 컬럼을 회전시키며 지지할 수 있는 별도의 부품을 추가로 제작하여 조립하여야 하는 문제점이 있었다.
또한, 자동차의 충돌시 충격을 흡수하여 운전자의 안전을 보호하는 기능을 추가하기 위해서도 역시 충격을 흡수할 수 있는 별도의 부품을 추가로 제작하여 조립하여야 하는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 배경에서 안출된 것으로, 별도의 틸트 작동 부품이 없어도 조향 컬럼의 마운팅 브라켓이 틸트 작동을 수행할 수 있고, 동시에 자동차의 충돌에 의한 충격을 흡수할 수 있게 되어 자동차의 충돌 안정성을 향상시키고, 부품수 감소와 제조 및 조립 공정을 단축시킬 수 있게 되는 조향 컬럼의 마운팅 브라켓을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예는, 일측에 제1관통홀이 구비된 제1플레이트와, 상기 제1플레이트와 대향되며 제2관통홀이 형성되어 있는 제2플레이트와, 상기 제1플레이트와 제2플레이트를 연결하는 제3플레이트와, 상기 제2플레이트의 단부에서 상기 제3플레이트와 대향되게 형성되며 양측면에 지지부가 절곡되어 형성되어 있는 제4플레이트를 구비하는 제1브라켓; 상기 지지부의 양측면과 힌지부재로 결합되는 힌지부와, 상기 힌지부와 절곡되어 형성되며 차체에 고정되는 고정부와, 상기 힌지부와 고정부의 단부를 연결하는 연결부를 구비하는 제2브라켓을 포함하여 구성되는 조향 컬럼의 마운팅 브라켓을 제공한다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 별도의 틸트 작동 부품이 없어도 조향 컬럼의 마운팅 브라켓이 틸트 작동을 수행할 수 있고, 동시에 자동차의 충돌에 의한 충격을 흡수할 수 있게 되어 자동차의 충돌 안정성을 향상시키고, 부품수 감소와 제조 및 조립 공정을 단축시킬 수 있게 되는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 자동차의 조향장치를 나타내는 개략도,
도 2는 본 발명에 의한 마운팅 브라켓이 장착된 조향컬럼을 나타내는 사시도,
도 3은 본 발명에 의한 조향 컬럼의 마운팅 브라켓을 나타내는 분해사시도,
도 4와 도 5는 본 발명에 의한 조향 컬럼의 마운팅 브라켓을 나타내는 정면도와 측면도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 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.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 2는 본 발명에 의한 마운팅 브라켓이 장착된 조향컬럼을 나타내는 사시도, 도 3은 본 발명에 의한 조향 컬럼의 마운팅 브라켓을 나타내는 분해사시도, 도 4와 도 5는 본 발명에 의한 조향 컬럼의 마운팅 브라켓을 나타내는 정면도와 측면도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 조향 컬럼의 마운팅 브라켓(203)은, 일측에 제1관통홀(214)이 구비된 제1플레이트(211)와, 상기 제1플레이트(211)와 대향되며 제2관통홀(212)이 형성되어 있는 제2플레이트(213)와, 상기 제1플레이트(211)와 제2플레이트(213)를 연결하는 제3플레이트(215)와, 상기 제2플레이트(213)의 단부에서 상기 제3플레이트(215)와 대향되게 형성되며 양측면에 지지부(219)가 절곡되어 형성되어 있는 제4플레이트(217)를 구비하는 제1브라켓(210); 상기 지지부(219)의 양측면과 힌지부재(230)로 결합되는 힌지부(221)와, 상기 힌지부(221)와 절곡되어 형성되며 차체에 고정되는 고정부(223)와, 상기 힌지부(221)와 고정부(223)의 단부를 연결하는 연결부(225)를 구비하는 제2브라켓(220)을 포함하여 구성된다.
본 발명의 일실시예에 의한 조향 컬럼의 마운팅 브라켓(203)은, 틸트 작동을 수행함과 동시에 자동차의 충돌에너지를 흡수하는 구조를 갖추고 있다.
본 발명의 일실시예에 의한 조향 컬럼의 마운팅 브라켓(203)은, 크게 조향 컬럼(200)에 장착되어 조향 컬럼(200)을 지지하는 역할을 하는 제1브라켓(210)과, 이 제1브라켓(210)과 회전 가능하게 결합되어 틸트 작동을 가능하게 하며 조향 컬럼(200)을 차체에 고정시키는 역할을 하는 제2브라켓(220)으로 구성된다.
제1브라켓(210)은, 조향 컬럼(200)에 결합되며 중심부에 조향축(201)이 관통되는 제1관통홀(214)이 형성된 제1플레이트(211)와, 이 제1플레이트(211)와 대향되며 제1플레이트(211)의 단부를 절곡하여 형성되며 중심부에 조향축(201)이 관통되는 제2관통홀(212)이 형성된 제2플레이트(213), 제1플레이트(211)와 제2플레이트(213)를 연결하는 제3플레이트(215), 제2플레이트(213)의 단부에서 제3플레이트(215)와 대향되게 형성되며 양측면에 지지부(219)가 절곡되어 형성되어 있는 제4플레이트(217) 등으로 구성된다.
제1플레이트(211)와 제2플레이트(213)는 서로 대향되며 마주 보게 되어 있는데, 제1관통홀(214)과 제2관통홀(212)이 서로 축방향으로 연통되게 제2플레이트(213)를 통해 절곡되어 있어서 조향 컬럼(200)과, 이 조향 컬럼(200)의 하측에 유니버설 조인트로 연결되는 조향축(201)이 관통되어 결합된다.
또한, 제4플레이트(217)는 제2플레이트(213)의 단부에서 제3플레이트(215)와 대향되며 서로 마주 보게 형성되며 양측면에 지지부(219)가 절곡 형성되어 있어서, 제2브라켓(220)과 힌지부재(230)로 회전 가능하게 결합된다.
이와 같은 제1브라켓(210)은 제1플레이트(211), 제2플레이트(213), 제3플레이트(215), 제4플레이트(217)를 각각 별개로 형성하여 결합할 수도 있으나, 하나의 판형 부재를 절곡하여 제1플레이트(211), 제2플레이트(213), 제3플레이트(215), 제4플레이트(217)를 형성하여 각각의 절곡 부위에 반복되는 굽힘 하중이 전달되어도 탄성 변형이 지속되면서 파손이 발생되는 것을 방지하게 되어 있다.
또한, 조향 컬럼(200)에 결합되는 제1플레이트(211)에는 제1관통홀(214)의 주위에 스크류나 볼트 등으로 조향 컬럼(200)과 체결이 가능하도록 컬럼 체결홀(216)이 구비되어 있다.
제2플레이트(213)에는 양측 단부를 제1플레이트(211) 방향으로 절곡한 연장부(213a)가 형성되어 있고, 제3플레이트(215)에도 양측 단부를 제4플레이트(217) 방향으로 절곡한 연장부(215a)가 형성되어 있어서, 제1플레이트(211)와 제3플레이트(215)의 연결부위와 제2플레이트(213)와 제3플레이트(215)의 연결부위에 반복되는 굽힘 하중이 전달될 때 이들 연장부(213a, 215a)에 의해 강성을 유지하게 되어 있다.
또한, 제4플레이트(217)의 끝단부에도 제3플레이트(215) 방향으로 절곡된 연장부(217a)가 형성되어 있어서, 조향 컬럼(200)과 결합된 제1브라켓(210)이 제2브라켓(220)에 지지되며 틸트 작동될 때 브라켓의 강성을 유지하게 되어 있다.
또한, 제2플레이트(213)에도 제2관통홀(212)의 둘레를 따라서 제1플레이트(211) 방향으로 절곡된 연장부(213a)가 형성되어 있어서, 제1브라켓(210)과 제2브라켓(220)이 틸트 작동되거나 자동차의 주행중 외부로부터 전달되는 비틀림 하중이 전달될 때 브라켓의 변형을 방지하면서 강성을 유지하게 되어 있다.
특히, 제1브라켓(210)과 제2브라켓(220)에 비틀림 하중이 전달되는 경우 제1플레이트(211)와 제3플레이트(215)의 연결부위와 제2플레이트(213)와 제3플레이트(215)의 연결부위, 제2플레이트(213)와 제4플레이트(217)의 연결부위는 파단 가능성이 높아지는데, 이들 연장부들(213a, 215a, 217a)이 각각 구비됨으로써 이들 연결부위에 걸리는 최대 응력을 낮추어 주게 된다.
그리고, 제3플레이트(215)로 연결되어 서로 대향되며 마주보는 제1플레이트(211)와 제2플레이트(213)는 자동차의 충돌시, 조향 컬럼(200)과 결합된 제1플레이트(211)는 자동차의 앞쪽인 제2플레이트(213) 방향으로 힘을 받게 되고, 제4플레이트(217)를 매개로 제2브라켓(220)과 함께 자동차의 차체와 결합되는 제2플레이트(213)는 상대적으로 자동차의 뒷쪽인 제1플레이트(211) 방향으로 힘을 받게 되어, 이들 제1플레이트(211)와 제3플레이트(215)의 연결부위와 제2플레이트(213)와 제3플레이트(215)의 연결부위, 제2플레이트(213)와 제4플레이트(217)의 연결부위가 접히는 소성 변형을 하면서 충격을 흡수하게 된다.
한편, 이와 같은 제1브라켓(210)과 결합되는 제2브라켓(220)은 서로 이격되어 있는 지지부(219)의 양측면과 밀착 결합되는 힌지부(221)가 형성되어 있어서, 힌지부재(230)를 매개로 지지부(219)와 회전가능하게 결합된다.
지지부(219)와 힌지부(221)는 리벳이나 핀, 볼트 등과 같은 회전이 가능한 힌지부재(230)로 결합되어 조향 컬럼(200)과 연결된 제1브라켓(210)이 제2브라켓(220)과 틸트 회전이 가능하게 한다.
힌지부(221)와 수직으로 절곡되는 고정부(223)는 제3플레이트(215)와 평행한 면으로 형성되어 자동차의 차체에 고정되고 힌지부(221)와 고정부(223)의 단부는 연결부(225)에 의해 연결되게 되어 있다.
이와 같은 제2브라켓(220)은 힌지부(221)와, 고정부(223), 연결부(225)가 각각 별개로 형성하여 결합할 수도 있으나, 하나의 판형 부재를 절곡하여 힌지부(221)와, 고정부(223), 연결부(225)를 형성하여 각각의 절곡 부위에 반복되는 굽힘 하중이 전달되어도 탄성 변형이 지속되면서 파손이 발생되는 것을 방지하게 되어 있다.
그리고, 고정부(223)에는 스크류나 볼트 등으로 자동차의 차체와 체결이 가능하도록 차체 고정홀(229)이 구비되어 있고, 힌지부(221)와 지지부(219)에도 각각 힌지부재(230)가 결합되는 체결홀(227, 218)이 구비된다.
또한, 힌지부(221)와 연결부(225)가 맞닿는 부위는 용접(W)으로 메워지게 되어 있어서, 힌지부(221)와 고정부(223), 연결부(225)의 맞닿는 부위를 3축으로 연결하게 되어 차체에 고정되어 자동차의 주행시 제2브라켓(220)에 전달되는 비틀림 하중을 지탱하여 강성을 유지하게 되어 있다.
이와 같은 마운팅 브라켓(203)은, 제2브라켓(220)이 자동차의 차체에 고정되어 조향 컬럼(200)의 하중을 지지하면서, 조향 컬럼(200)과 결합된 제1브라켓(210)이 제2브라켓(220)의 힌지부재(230)를 축으로 회전하게 되어 조향 컬럼(200)의 틸트 작동이 가능하게 된다.
한편, 제4플레이트(217)에는 조향 컬럼(200)의 조립시 차체의 홀에 거치되어 지지되는 거치 플랜지(209) 구비되어 있어서, 조향 컬럼(200)을 차체에 조립시 임시로 거치가 가능하게 되어 있어서 조향 컬럼(200)의 조립이 용이하게 된다.
이와 같은 구조와 형상을 갖는 본 발명에 의하면, 별도의 틸트 작동 부품이 없어도 조향 컬럼의 마운팅 브라켓이 틸트 작동을 수행할 수 있고, 동시에 자동차의 충돌에 의한 충격을 흡수할 수 있게 되어 자동차의 충돌 안정성을 향상시키고, 부품수 감소와 제조 및 조립 공정을 단축시킬 수 있게 되는 효과가 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
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.
200: 조향 컬럼 201: 조향축
203: 마운팅 브라켓 210: 제1브라켓
211: 제1플레이트 212: 제2관통홀
213: 제2플레이트 214: 제1관통홀
215: 제3플레이트 217: 제4플레이트
220: 제2브라켓 221: 힌지부
223: 고정부 225: 연결부
230: 힌지부재

Claims (8)

  1. 일측에 제1관통홀이 구비된 제1플레이트와, 상기 제1플레이트와 대향되며 제2관통홀이 형성되어 있는 제2플레이트와, 상기 제1플레이트와 제2플레이트를 연결하는 제3플레이트와, 상기 제2플레이트의 단부에서 상기 제3플레이트와 대향되게 형성되며 양측면에 지지부가 절곡되어 형성되어 있는 제4플레이트를 구비하는 제1브라켓;
    상기 지지부의 양측면과 힌지부재로 결합되는 힌지부와, 상기 힌지부와 절곡되어 형성되며 차체에 고정되는 고정부와, 상기 힌지부와 고정부의 단부를 연결하는 연결부를 구비하는 제2브라켓;
    을 포함하여 구성되는 조향 컬럼의 마운팅 브라켓.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1브라켓은 하나의 판형 부재를 절곡하여 상기 제1플레이트, 제2플레이트, 제3플레이트, 제4플레이트를 형성하는 것을 특징으로 하는 조향 컬럼의 마운팅 브라켓.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1브라켓은 상기 제2플레이트의 양측 단부를 상기 제1플레이트 방향으로 절곡하여 형성되는 연장부가 구비되는 것을 특징으로 하는 조향 컬럼의 마운팅 브라켓.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1브라켓은 상기 제3플레이트의 양측 단부를 상기 제4플레이트 방향으로 절곡하여 형성되는 연장부가 구비되는 것을 특징으로 하는 조향 컬럼의 마운팅 브라켓.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1브라켓은 상기 제4플레이트의 끝단부를 상기 제3플레이트 방향으로 절곡하여 형성되는 연장부가 구비되는 것을 특징으로 하는 조향 컬럼의 마운팅 브라켓.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제2플레이트는 상기 제2관통홀의 둘레를 따라서 상기 제1플레이트 방향으로 절곡되어 형성되는 연장부가 구비되는 것을 특징으로 하는 조향 컬럼의 마운팅 브라켓.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2브라켓은 하나의 판형 부재를 절곡하여 상기 힌지부, 고정부, 연결부를 형성하는 것을 특징으로 하는 조향 컬럼의 마운팅 브라켓.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 힌지부와 연결부가 맞닿는 부위는 용접으로 메워지는 것을 특징으로 하는 조향 컬럼의 마운팅 브라켓.
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