KR19990031612U - 조향 장치의 충격 흡수 구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 차체에 고정되는 메인 브라켓트와 칼럼 몸체를 복수개의 밴딩부를 구비하는 충격 흡수 플레이트로 체결하여 충격하중을 흡수하는 과정에서 충격 흡수 플레이트의 밴딩부가 순차적으로 인장되면서 충격을 흡수하는 작용을 실시하는 것으로, 이러한 특성에 의하여 충격하중에 비례하여 해당 충격에너지만큼 충격 흡수 플레이트 밴딩부가 펴지면서 소성변형이 발생됨으로써 충격량만큼만 칼럼이 중첩되도록 한 조향 장치의 충격 흡수 구조에 관한 것이다.

Description

조향 장치의 충격 흡수 구조

본 고안은 자동차의 조향 장치 중에서 조향 칼럼의 충격 흡수 구조에 관한 것으로, 특히 차체에 고정되는 메인 브라켓트와 칼럼 몸체를 복수개의 밴딩부를 구비하는 충격 흡수 플레이트로 체결하여 외부의 하중을 흡수하도록 한 조향 장치의 충격 흡수 구조에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 조향장치는 자동차의 진행방향을 임의로 변경하기 위한 장치로서, 조작기구, 기어기구 및 링크기구로 구성되어 있다.

이러한 조향장치에서 조작기구는 운전자가 직접 조향조작을 실시하여 그 조작력을 기어기구와 링크기구로 전달하는 부분으로서 도 1에 도시한 바와 같이, 조향 휠(1), 조향 축(2) 및 조향 칼럼(3) 등으로 이루어져 있다.

이와 같은 조작기구에서 충격사고 발생시 운전자의 부상을 경감시키는 구조는 충동시의 차체가 파손되면서 조향 장치가 운전자측으로 돌출하여 운전자에게 위해를 주는 것을 방지함과 동시에 운전자가 관성으로 조향 장치에 부딪혔을 때의 충경을 완화하려는 구조가 채용되고 있다.

충돌시에는 조향축 또는 칼럼이 축방향으로 압축되어 변형함으로써 충격에너지를 흡수하도록 하고 있다.

이와 같은 충격에너지의 흡수방식 중에서 조향 칼럼의 변형에 의하여 에너지를 흡수하는 방식은 크게 메시 타입과 볼 타입이 있다.

메시 타입은 칼럼 튜브의 일부를 그물 모양으로 제작하여 충격을 받았을 때는 길이 방향으로 변형하기 쉽도록 되어 있고, 브라켓트는 캡슐을 사용하여 충격으로 캡슐의 플라스틱이 파괴되면서 칼럼 튜브가 전방으로 이동되도록 되어 있다.

즉, 자동차가 장해물과 충돌하여 기어 복스측에서 주축으로 힘이 가해지면 그 제1차 충격에 의해 주축의 플라스틱 핀이 파괴되어 로어 메인 축내에 어퍼 메인 축이 압입됨과 동시에 칼럼 튜브가 축방향으로 압축되어 조향휠이 운전석측으로 돌출하는 것을 방지하게 된다.

또한, 운전자의 신체가 조향휠에 부딪히게 되는 제2차 충격이 발생되면 칼럼 브라켓트의 캡슐을 파괴하여 칼럼 튜브의 선단이 이동되어 또다시 칼럼 튜브와 메인 축이 축방향으로 압축되어 축소되고, 그 충격을 흡수하게 된다.

다음으로 볼 타입의 경우에는 칼럼 튜브를 2분할하여 수지제의 게이지로 유지되는 다수 개의 스틸 볼이 압입되어 있는 것으로, 주축은 메시 타입과 마찬가지로 2분할 되어 있다.

따라서 충격발생시에 칼럼 튜브에 압축력이 가해지면 스틸 볼이 칼럼 홈을 만들면서 전동함으로써 칼럼 튜브가 압축되어 충돌에너지를 흡수하게 된다.

한편, 또 다른 조향 칼럼의 충격 흡수 구조에 의하면, 도 2에 도시한 바와 같이, 차체에 고정되는 메인 브라켓트(10)에 칼럼 몸체(20)를 U자형 고정플레이트로(30) 체결하는 방법이 있다.

이러한 충격 흡수 구조는 충격발생시에 칼럼 몸체(20)가 메인 브라켓트(10)로부터 빠져나갈 때 고정플레이트(30)가 하방향으로 잡아당겨져 고정플레이트(30)에서 소성 변형이 발생되면서 고정플레이트(30)는 찢어지게 되어 외부의 충격하중이 고정플레이트(30)의 소성변형 하중으로 전환되면서 충격이 흡수되는 것이다.

그러나 상기한 바와 같은 충격흡수구조는 고정플레이트(30)가 소성변형함에 있어 소성 변형 에너지가 일정한 범위 내에서 이루어져야만이 안정적으로 충격 흡수 기능을 수행하도록 하는 것인데 반하여 실제 고정플레이트(30)는 연속적으로 변형이 이루어지기 때문에 도 3에 도시한 바와 같이 충격력에 대하여 단계적으로 발생하는 변형 곡선 특성을 나타내지 못하는 단점이 있다.

이와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 고안의 목적은 칼럼의 가해지는 충격에 대해 순차적으로 충격을 흡수하도록 하여 안정적인 충격 흡수 기능을 수행하도록 한 조향 장치의 충격 흡수 구조를 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 자동차 조향 장치의 구성을 보인 사시도.

도 2는 종래 기술에 의한 조향 장치의 충격 흡수 구조를 보인 사시도.

도 3은 충격력에 대한 바람직한 변형 특선 그래프.

도 4는 본 고안에 의한 조향 장치의 충격 흡수 구조를 보인 정면도.

도 5는 본 고안에 적용된 충격 흡수 플레이트의 사시도.

( 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 )

10 ; 메인 브라켓트 20 ; 칼럼 몸체

100 ; 충격 흡수 플레이트 110 ; 밴딩부

상기한 바와 같은 본 고안의 목적을 달성하기 위한 조향 장치의 충격 흡수 구조는 차체에 고정되는 메인 브라켓트에 칼럼 몸체를 체결하여 충격발생시 칼럼 몸체로 가해지는 하중을 흡수하도록 하는 조향 장치의 충격 흡수 구조에 있어서, 상기 메인 브라켓트와 칼럼 몸체를 복수개의 밴딩부를 구비하는 충격 흡수 플레이트로 체결하는 것을 특징으로 한다.

상기 충격 흡수 플레이트의 폭은 상측에서 하측으로 갈수록 좁아지게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 충격 흡수 플레이트의 밴딩부의 내경이 상측에 형성되는 밴딩부에서 하측에 형성되는 밴딩부로 갈수록 커지는 것이 바람직하다.

상기 충격 흡수 플레이트의 양단부는 절첩되는 것이 바람직하다.

이하에서는 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명한다.

첨부도면 도 4는 본 고안에 의한 조향 장치의 충격 흡수 구조를 보인 정면도이고, 도 5는 본 고안에 적용된 충격 흡수 플레이트의 사시도이다.

이에 도시한 바와 같이, 본 고안 실시예에 의한 조향 장치의 충격 흡수 구조는 차체에 고정되는 메인 브라켓트(10)와 칼럼 몸체(20)를 주름 형태의 밴딩부(110)가 형성된 충격 흡수 플레이트(100)로 연결고정하여 구성한 것이다.

충격 흡수 플레이트(100)는 상측에서 하측으로 갈수로 폭이 작아지도록 형성되어 있고(L₁L₂), 밴딩부(110)는 상측에서 하측으로 갈수록 밴딩부의 밴딩된 길이가 크게 형성되어 있으며(D₂D₁), 밴딩부의 개수는 4개소 형성되어 있다.

충격 흡수 플레이트(100)의 양단부는 절첩되어 단부에서 파단하중을 증가시키도록 한다.

이러한 구조는 충격하중을 흡수하는 과정에서 충격 흡수 플레이트(100)의 밴딩부(110)가 순차적으로 인장되면서 충격을 흡수하는 작용을 실시하는 것으로, 이러한 특성에 의하여 충격하중에 비례하여 해당 충격에너지만큼 충격 흡수 플레이트(100)의 밴딩부(110)가 펴지면서 소성변형이 발생됨으로써 칼럼의 중첩되는 양은 충격량만큼만 발생되는 것이다.

이와 같이 구성되는 본 고안 조향 장치의 충격 흡수 구조의 작용을 설명한다.

운전자가 조향휠에 충돌되면, 칼럼에서 충격을 흡수하는 역할을 수행하는 본 고안 충격 흡수 플레이트(100)는 상부 칼럼 튜브가 하부로 내려가면서 하방향으로 잡아당겨지면서 밴딩부(110)가 펴지게 된다.

이때, 내경이 가장 크고, 폭은 가장 좁은 최상측 밴딩부가 변형을 일으키면서 펴지게 되고, 이어서 순차적으로 두 번째, 세 번째의 밴딩부가 인장되면서 소성 변형됨으로써 충격 하중을 흡수하는 것이다.

이처럼 본 고안에 의한 충격 흡수 플레이트는 가해지는 충격력에 대하여 충격 흡수 플레이트의 밴딩부가 순차적으로 소성 변형되면서 충격을 흡수하여 충격력에 대한 변형이 안정적으로 구현되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안 조향 장치의 충격 흡수 구조는 충격 흡수 플레이트의 밴딩부의 크기 및 폭을 조절하여 충격하중에 대한 변위 특성을 용이하게 조정할 수 있는 효과가 있어 자동차의 안전 장치 부품과 관련되는 부분에 응용하여 적용할 수 있는 여지가 많은 장점이 있다.

Claims (4)

1. 차체에 고정되는 메인 브라켓트에 칼럼 몸체를 체결하여 충격발생시 칼럼 몸체로 가해지는 하중을 흡수하도록 하는 조향 장치의 충격 흡수 구조에 있어서,

   상기 메인 브라켓트와 칼럼 몸체를 복수개의 밴딩부를 구비하는 충격 흡수 플레이트로 체결하는 것을 특징으로 하는 조향 장치의 충격 흡수 구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 충격 흡수 플레이트의 폭은 상측에서 하측으로 갈수록 좁아지게 형성되는 것을 특징으로 하는 조향 장치의 충격 흡수 구조.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 충격 흡수 플레이트의 밴딩부의 내경이 상측에 형성되는 밴딩부에서 하측에 형성되는 밴딩부로 갈수록 커지는 것을 특징으로 하는 조향 장치의 충격 흡수 구조.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 충격 흡수 플레이트의 양단부는 절첩되는 것을 특징으로 하는 조향 장치의 충격 흡수 구조.