KR101987154B1 - 자동차의 조향장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 자동차의 조향 장치는, 마운팅 브래킷과 캡슐 사이의 전단면에 사출물이 삽입된 후 고형화되어 형성된 사출 지지부가 구비됨으로써, 충돌 사고 발생으로 캡슐의 이탈시 사출 지지부에 의해 잔압이 유지될 수 있고, 그에 따라 조향 컬럼에 걸리는 하중이 급격히 저하되는 것이 방지되어 조향 컬럼의 횡방향 변위가 최소화되므로, 조향 컬럼의 종방향 수축이 보다 원활하게 이루어질 수 있는 효과가 있다.

Description

자동차의 조향장치{Steering system of automobile}
본 발명은 자동차의 조향장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외부 충격에 의해 조향 컬럼이 축방향으로 보다 신속하게 수축하여 안정성이 향상될 수 있는 자동차의 조향장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 조향 장치는, 자동차의 진행 방향을 운전자 임의대로 바꾸기 위한 장치로 조향 시스템이라고도 한다. 상기 조향장치는 조향 핸들과 조향 컬럼을 포함한 조향 조작기구와, 상기 조향 조작기구에서 전달된 조향력의 방향을 바꿈과 동시에 회전력을 증대시키는 조향 기어기구와, 상기 조향 기어기구의 작동을 양쪽 바퀴에 전달하는 조향 링크기구를 포함한다.
상기 조향 장치는, 운전자의 신장이나 체형에 맞게 조향 휠의 위치 및 각도를 조절하기 위한 텔레스코픽(Telescopic) 또는 틸트(Tilt) 기능을 포함하는 추세이다. 상기 텔레스코픽 기능은, 운전자의 체형에 맞게 조향 컬럼의 길이를 길게 또는 짧게 하여 조향 휠과 운전자 사이를 조절하는 것이다. 상기 틸트 기능은 운전자의 체형이나 자세에 맞게 조향 휠의 경사 각도를 조절하는 것이다.
상기 조향장치는, 차체에 고정되어 상기 조향 컬럼을 지지하는 마운팅 브래킷을 포함한다. 상기 마운팅 브래킷에는 과도한 충격에 의해 파손되는 캡슐이 구비된다. 따라서, 차량의 급제동이나 충돌 사고 발생시 상기 캡슐이 파손되어 이탈되면서 상기 조향 컬럼이 축방향으로 수축되어, 운전자를 보호하게 된다.
그러나, 종래의 조향장치는 충돌사고 발생시 조향 컬럼의 횡방향 변형으로 인해 조향 컬럼의 축방향 수축이 원활히 이루어지지 못하여 운전자의 상해위험이 증가하는 문제점이 있다.
한국공개특허 제2002-0001136호에서는 차량용 스티어링의 마운팅 장치에 대해 개시하고 있다.
본 발명의 목적은, 조향 컬럼의 축방향 수축이 원활이 이루어져 안정성이 향상될 수 있는 자동차의 조향장치를 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 자동차의 조향장치는, 조향 컬럼을 지지하고, 차체에 맞대어지는 플랜지부와, 상기 플랜지부에서 일방향으로 개구되게 형성된 개구홀을 포함하는 마운팅 브래킷과, 상기 개구홀에 슬라이딩 결합되고 충돌사고 발생시 상기 개구홀로부터 이탈되는 캡슐과, 상기 캡슐과 상기 플랜지부 사이의 전단면에 사출물이 삽입된 후 고형화되어 형성되며, 상기 캡슐과 상기 플랜지부 사이를 고정시키고 충돌사고 발생시 전단되는 사출 지지부를 포함한다.
또한, 상기 사출 지지부는, 상기 캡슐이 슬라이딩되는 상기 개구홀의 좌,우 양측에 각각 구비될 수 있다.
또한, 상기 플랜지부에는, 상기 캡슐이 슬라이딩되는 상기 개구홀의 좌,우 양측면을 따라 상기 사출물이 삽입되도록 단차부가 형성될 수 있다. 여기서, 상기 단차부 주변에는 상기 단차부와 연결되어 상기 사출물들이 삽입되도록 복수의 삽입홀들이 서로 소정간격 이격되게 형성될 수 있다.
또한, 상기 캡슐에는, 상기 플랜지부에 맞대어지는 면을 따라 서로 소정간격 이격되게 복수의 사출홀들이 형성되고, 상기 복수의 사출홀들을 통해 상기 사출물이 삽입될 수 있다.
또한, 상기 사출홀들에는, 사출물이 삽입된 후 고형화되어, 상기 캡슐과 상기 사출지지부를 고정시키고, 충돌사고 발생시 전단되는 사출 핀이 형성될 수 있다.
또한, 상기 개구홀의 좌,우 양측은 8°내지 12°사이의 각도로 벌어지도록 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 자동차의 조향 장치는, 마운팅 브래킷과 캡슐 사이의 전단면에 사출물이 삽입된 후 고형화되어 형성된 사출 지지부가 구비됨으로써, 충돌 사고 발생으로 캡슐의 이탈시 사출 지지부에 의해 잔압이 유지되기 때문에 조향 컬럼에 걸리는 하중이 급격히 저하되는 것이 방지되어 조향 컬럼의 횡방향 변위가 최소화되므로, 조향 컬럼의 종방향 수축이 보다 원활하게 이루어질 수 있는 효과가 있다.
또한, 사출 핀의 직경을 최소화하더라도 사출 지지부에 의해 주행 중에 캡슐과 마운팅 브래킷의 지지력이 충분히 확보될 수 있는 이점이 있을 뿐만 아니라, 사출 핀의 직경 최소화로 인해 초기에 조향 컬럼에 걸리는 하중을 줄일 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 자동차의 조향장치와, 마운팅 브래킷으로부터 캡슐이 분해된 상태가 도시된 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 마운팅 브래킷과 캡슐이 결합된 도시된 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 마운팅 브래킷이 도시된 사시도이다.
도 4는 도 2에 도시된 마운팅 브래킷으로부터 캡슐이 이탈되는 상태가 도시된 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 하중 변화를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 자동차의 조향장치가 도시된 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 마운팅 브래킷과 캡슐이 결합된 도시된 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 마운팅 브래킷이 도시된 사시도이다.
도 9는 도 7에 도시된 마운팅 브래킷으로부터 캡슐이 이탈되는 상태가 도시된 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 조향장치에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 자동차의 조향장치와, 마운팅 브래킷으로부터 캡슐이 분해된 상태가 도시된 도면이다. 도 2는 도 1에 도시된 마운팅 브래킷과 캡슐이 결합된 도시된 사시도이다. 도 3은 도 2에 도시된 마운팅 브래킷이 도시된 사시도이다. 도 4는 도 2에 도시된 마운팅 브래킷으로부터 캡슐이 이탈되는 상태가 도시된 사시도이다. 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 하중 변화를 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 조향장치(10)는, 조향 컬럼(12), 마운팅 브래킷(20), 캡슐(30), 사출 지지부(40) 및 사출핀(43)을 포함한다.
마운팅 브래킷(20)은, 조향 컬럼(12)을 감싸도록 형성되고, 일측에 틸트 브래킷(21)이 돌출 형성된다. 마운팅 브래킷(20)은 조향 컬럼(12)을 감싸는 부분을 중심으로 좌,우 양측에 차체(미도시)에 맞대어지도록 플랜지부(22)가 형성된다. 플랜지부(22)에는 일방향으로 개구된 개구홀(24)이 형성된다. 개구홀(24)의 좌,우 양측은 캡슐(30)의 이탈이 용이하도록 약 8°내지 12°사이의 각도로 벌어지게 형성되는 것이 바람직하며, 본 실시예에서는 10°로 벌어진 것으로 예를 들어 설명한다.
플랜지부(22)에는 캡슐(30)이 슬라이딩되는 개구홀(24)의 좌,우 양측면을 따라 후술하는 사출물이 삽입되도록 단차부(26)가 형성된다. 단차부(26)는 개구홀(24)의 좌,우 양측에서 상면과 내측면에 형성된다. 즉, 도 3을 참조하면, 단차부(26)는 'ㄱ'자 형상으로 이루어진다. 단차부(26)는 개구홀(24)의 좌,우 양측면 중 적어도 일부분에만 형성되는 것으로 예를 들어 설명하나, 이에 한정되지 않고 개구홀(24)의 좌,우 양측면 길이에 대응되는 길이로 형성되는 것도 가능하다.
여기서, 플랜지부(22)의 단차부(26) 주변에는 복수의 삽입홀들(28)이 형성된다. 삽입홀들(28)은 단차부(26)와 연결되게 형성되고, 삽입홀들(28)에 사출물들이 삽입된다. 삽입홀들(28)은 서로 소정간격 이격되게 복수개가 형성되는 바, 본 실시예에서는, 좌,우 양측 각각에 2개씩 형성되고, 2개의 삽입홀들(28)은 캡슐(30)의 슬라이딩 방향을 따라 서로 소정간격 이격된 위치에 형성된 것으로 예를 들어 설명한다.
캡슐(30)에는 개구홀(24)에 슬라이딩 결합되도록 좌,우 양측면에 슬라이딩 홈(34)이 형성된다. 또한, 캡슐(30)에는 차체에 체결부재(미도시)등으로 결합되도록 체결홀(32)이 형성된다. 또한, 캡슐(30)에는 플랜지부(22)에 맞대어지는 면을 따라 서로 소정간격 이격되게 복수의 사출홀들(31)이 형성되며, 복수의 사출홀들(31)을 통해 사출물이 삽입되어 단차부(26)에 채워진다. 사출홀들(31)의 직경은 종래에는 2.2mm 이상이었으나, 본 실시예에서는 종래의 직경보다 축소하여 약 1.1mm인 것으로 예를 들어 설명한다. 여기서, 사출홀들(31)의 직경은 후술하는 사출핀(43)의 직경이 된다.
한편, 사출 지지부(40)는, 캡슐(30)이 마운팅 브래킷(20)에 결합된 상태에서, 사출물이 사출홀들(31)을 통해 삽입되어 단차부(26)에 채워진 후 고형화되어 형성된다. 사출물은 플라스틱 등이 사용된다. 사출 지지부(40)는 캡슐(30)이 슬라이딩되는 개구홀(24)의 좌,우 양측에 각각 구비된다. 사출 지지부(40)는 단차부(26)에 채워진 제1지지부(41)와, 삽입홀(28)에 채워진 제2지지부(42)로 이루어진다. 도 1에서는 본 발명의 이해를 돕기 위해, 사출 지지부(40)가 분리된 형상을 도시하고 있으나, 실제로는 캡슐(30)이 마운팅 브래킷(20)에 결합된 상태에서 사출물이 삽입되어 고형화되기 때문에, 사출 지지부(40)는 캡슐(30)과 플랜지부(22) 사이에 일체화되어 이루어진다. 사출 지지부(40)는 캡슐(30)과 플랜지부(22)사이를 고정시키다가 충돌사고 발생시 가해지는 충격에 의해 전단된다.
사출 핀(43)은, 사출홀들(31)에 삽입된 사출물이 고형화되어 형성된 것으로 핀 형상으로 이루어진다. 사출 핀(43)은 캡슐(30)과 사출 지지부(40)와 일체화되어 캡슐(30)과 사출 지지부(40)를 고정시키다가 충돌사고 발생시 가해지는 충격에 의해 전단된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 제1실시예에 따른 사출 지지부의 제작방법은 다음과 같다.
먼저, 마운팅 브래킷(20)의 개구홀(24)에 캡슐(30)을 슬라이딩 결합시킨다.
이후, 캡슐(30)의 사출홀들(31)을 통해 액상의 사출물들을 삽입하면, 사출물들이 사출홀들(31)을 통해 단차부(26)와 삽입홀들(28)에 채워진다. 단차부(26)와 삽입홀들(28)에 채워진 후, 사출물이 사출홀들(31)까지 채워진다.
단차부(26)와 삽입홀들(28)에 채워진 후 고형화된 사출물은, 사출 지지부(40)를 형성하게 된다. 사출홀들(31)에 채워져 고형화된 사출물은 사출핀(43)을 형성한다.
사출물들이 고형화되면, 캡슐(30)과 마운팅 브래킷(20)의 플랜지부(22)는 일체로 고정된 상태를 유지할 수 있다.
이 상태에서, 충돌사고 발생이나 외부 충격이 가해지면, 사출핀(43)이 먼저 파손된 후, 사출 지지부(40)도 전단되어 캡슐(30)이 이탈되고, 캡슐(30)이 이탈되면서 조향 컬럼(12)이 축방향(종방향)으로 수축하게 된다.
이 때, 사출핀(43)의 직경이 종래보다 매우 작아졌기 때문에, 사출핀(43)의 파괴 전단력이 종래보다 감소될 수 있다. 즉, 보다 작은 힘에 의해 쉽게 파손이 가능해질 수 있으므로, 보다 신속하게 캡슐(30)의 이탈에 기여할 수 있다.
또한, 사출핀(43)의 직경이 작아지더라도, 사출 지지부(40)에 의해 주행중에 캡슐(30)과 마운팅 브래킷(20)의 지지력이 충분히 확보될 수 있다. 또한, 일정한 충격 하중에서는 사출 지지부(40)가 전단되기 때문에 캡슐(30)의 슬라이딩 이탈이 가능해진다.
한편, 도 5에서는, 조향 컬럼(12)에 걸리는 하중이 급격히 저하되는 종래의 경우(B)와, 사출 지지부(40)에 의해 조향 컬럼(12)에 걸리는 하중이 서서히 저하되는 본 발명(A)을 비교하여 나타내고 있다. 여기서, 도 5의 가로축은 조향 컬럼(12)의 축방향 수축 거리를 나타내고, 세로축은 조향 컬럼(12)에 가해지는 횡방향 하중을 나타낸다.
본 발명에 의하면, 캡슐(30)의 이탈시 사출 지지부(40)에 의해 잔압이 유지되기 때문에, 조향 컬럼(12)에 걸리는 하중이 급격히 저하되는 것이 방지될 수 있다.
구체적으로 도 5를 참조하여 설명하면, 충돌사고 발생이나 외부 충격에 의해 초기 충격 하중이 가해지면, 캡슐(30)이 이탈되면서 조향 컬럼(12)에 횡방향 하중이 가해지게 된다. 이 경우, 종래 기술에 의하면, 조향 컬럼(12)에 초기 횡방향 하중이 크게 가해진 이후에 급격하게 횡방향 하중이 저하되면서(도 5의 "B"), 조향 컬럼(12)의 횡방향 변위가 커지게 되며, 이로 인해 조향 컬럼(12)의 종방향 수축이 어려워지는 문제가 발생하게 된다.
이에 비해, 본 발명의 실시예에 따르면, 캡슐(30)이 슬라이딩 이탈되면서 조향 컬럼(12)에 횡방향 하중이 가해지면 사출 지지부(40)에 의해 전단응력이 유지되기 때문에, 조향 컬럼(12)에 가해지는 횡방향 하중이 서서히 저하되는 현상이 발생하며(도 5의 "A"), 그로 인해 조향 컬럼(12)의 횡방향 변위가 최소화된다.
전술한 바와 같이, 사출핀(43)의 직경을 최소화하여 사출핀(43)이 보다 쉽게 파손되도록 하여 초기에 조향 컬럼(12)에 걸리는 하중은 줄이되, 사출핀(43) 이외에 사출 지지부(40)를 구비하여 사출 지지부(40)가 서서히 파손되면서 조향 컬럼(12)에 걸리는 하중이 급격히 저하되지 않고 서서히 저하될 수 있다. 따라서, 조향 컬럼(12)의 횡방향 변위가 최소화되고 종방향 수축이 원활하게 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 제1실시예에서는, 사출 지지부(40)가 단차부(26)에 사출물이 채워져 형성된 제1지지부(41)와, 삽입홀(28)에 사출물이 채워져 형성된 제2지지부(42)로 이루어짐으로써, 보다 견고하게 마운팅 브래킷(20)에 고정되어 잔압을 유지하는 데 보다 효과적이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 자동차의 조향장치가 도시된 도면이다. 도 7은 도 6에 도시된 마운팅 브래킷과 캡슐이 결합된 도시된 사시도이다. 도 8은 도 7에 도시된 마운팅 브래킷이 도시된 사시도이다. 도 9는 도 7에 도시된 마운팅 브래킷으로부터 캡슐이 이탈되는 상태가 도시된 사시도이다.
도 6 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 자동차의 조향장치는, 조향 컬럼(112), 마운팅 브래킷(120), 캡슐(130), 사출 지지부(140) 및 사출핀(143)을 포함하고, 마운팅 브래킷(120)의 플랜지부(122)에 사출물이 삽입되는 단차부(126)가 형성되고, 단차부(126) 주변에 도 1에 도시된 별도의 삽입홀들(28)이 생략된 것이 상기 제1실시예와 상이하다.
본 발명의 제2실시예의 조향 컬럼(112), 마운팅 브래킷(120), 플랜지부(122), 캡슐(130), 사출 지지부(140) 및 사출핀(143)은 제1실시예에 개시된 구성과 동일하거나 대응되는 구성 요소인 바, 설명의 편의상 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 제2실시예에 따르면, 사출핀(143)의 직경을 최소화할 수 있어 사출핀(143)이 보다 쉽게 파손되도록 하여 초기에 조향 컬럼에 걸리는 하중은 줄이되, 사출핀(143)이외에 사출 지지부(140)를 구비하여, 사출 지지부(140)가 서서히 파손되면서 조향 컬럼(112)에 걸리는 하중이 급격히 저하되지 않고 서서히 저하될 수 있다. 따라서, 조향 컬럼(112)의 횡방향 변위가 최소화되고 종방향 수축이 원활하게 이루어질 수 있다.
또한, 도 6을 참조하면, 사출 지지부(126)가 개구홀(124)의 좌,우 양측에서 캡슐(130)의 슬라이딩 방향을 따라 길게만 형성되기 때문에, 제1실시예에 비해 그 구조가 간단하여 제작이 용이한 이점이 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
20, 120:마운팅 브래킷 22,122: 플랜지부
24,124: 개구홀 30,130: 캡슐
31,131: 사출홀 40: 사출 지지부
41: 제1지지부 42: 제2지지부
43,143: 사출핀

Claims (7)

  1. 조향 컬럼을 지지하고, 차체에 맞대어지는 플랜지부와, 상기 플랜지부에서 일방향으로 개구되게 형성된 개구홀을 포함하는 마운팅 브래킷과;
    상기 개구홀에 슬라이딩 결합되고 충돌사고 발생시 상기 개구홀로부터 이탈되는 캡슐과;
    상기 캡슐과 상기 플랜지부 사이의 전단면에 사출물이 삽입된 후 고형화되어 형성되며, 상기 캡슐과 상기 플랜지부 사이를 고정시키고 충돌사고 발생시 전단되는 사출 지지부;를 포함하고,
    상기 플랜지부에는 상기 캡슐이 슬라이딩되는 상기 개구홀의 좌,우 양측면을 따라 상기 사출물이 삽입되도록 단차부가 형성되되, 상기 단차부는 개구홀의 좌우 양측에서 상면과 내측면에 형성되는 자동차의 조향장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 사출 지지부는,
    상기 캡슐이 슬라이딩되는 상기 개구홀의 좌,우 양측에 각각 구비되는 자동차의 조향장치.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 단차부 주변에는 상기 단차부와 연결되어 상기 사출물들이 삽입되도록 복수의 삽입홀들이 서로 소정간격 이격되게 형성된 자동차의 조향장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 캡슐에는, 상기 플랜지부에 맞대어지는 면을 따라 서로 소정간격 이격되게 복수의 사출홀들이 형성되고,
    상기 복수의 사출홀들을 통해 상기 사출물이 삽입되는 자동차의 조향장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 사출홀들에는, 사출물이 삽입된 후 고형화되어, 상기 캡슐과 상기 사출지지부를 고정시키고, 충돌사고 발생시 전단되는 사출 핀이 형성된 자동차의 조향장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 개구홀의 좌,우 양측은 8°내지 12°사이의 각도로 벌어지도록 형성된 자동차의 조향장치.
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