KR19990037706U - 웨이브 스트랩을 이용한 조향컬럼의 충격흡수 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 균일하면서도 충분한 충격흡수력을 얻을 수 있도록 함은 물론 충격흡수력 변경이 용이하도록 하는 조향컬럼의 충격흡수 장치에 관한 것으로서, 조향컬럼의 상부재킷 외주면에 일체로 고정되는 상부 브라켓과, 상기 상부 브라켓의 상부에 위치되어 차체에 고정되는 시어 캡슐과, 종방향으로 굴곡 형성되며 하단부가 상기 상부 브라켓에 고정되고 상단부가 상기 시어 캡슐에 고정되는 웨이브 스트랩을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

웨이브 스트랩을 이용한 조향컬럼의 충격흡수 장치(impact absorption device of steering column using wave strap)

본 고안은 자동차의 진행방향을 조절하기 위한 조향장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 충돌시 웨이브 스트랩을 이용하여 조향축의 외곽에 설치된 조향컬럼(steering column)의 충격력을 흡수할 수 있도록 하는 충격 흡수 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 조향장치는 진행방향을 바꾸기 위하여 조작력을 조향기어 및 링크 등에 전할 하는 조작기구와, 조향축의 회전을 감속하여 조작력을 증대함과 아울러 조작기구의 운동방향을 바꾸는 기어기구와, 그 기어기구의 작동을 전륜에 전달하고 좌우륜의 관계위치를 바르게 지지하는 링크기구들을 포함하여 이루어지고 있으며, 또한 조작기구의 조향축 및 그 조향축을 감싸는 조향컬럼에는 충돌사고시 조향휠에 의한 운전자의 부상을 막아주는 보호장치를 구비하고 있다.

상기한 보호장치는 차체의 충돌시 조향축과 조향컬럼의 변형으로 충격 에너지를 흡수되도록 하는 충격흡수 장치로서, 이는 대체적으로 크게 그물 모양의 조향컬럼을 이용하여 충격이 전달될 경우 수축되면서 충격을 흡수하는 메시식(mesh type)과, 벨로우즈관을 이용한 벨로우즈식(bellows type) 및, 볼과 슬리브를 이용한 볼 슬리브식(ball-sleeve type)으로 구분되어 있다.

한편, 도 1 및 도 2에 도시되는 바와 같이, 조향컬럼(101)의 외곽에는 상기와 같은 메시식, 벨로우즈식 및 볼 슬리브식에서와 같이 수축을 통한 좌굴을 이용하는 것과는 달리 별도의 브라켓(110)을 이용한 충격흡수 장치가 구비되어 있다.

상기한 조향컬럼(101)의 충격흡수 장치는, 상부로 요입된 2개의 결합홈(111)을 가지며 상기 조향컬럼(101)의 상부재킷 외곽에 일체로 고정된 금속재의 상부 브라켓(110)과, 폴리 아세탈(poly acetal)의 플라스틱(plastic)을 통해 상기 상부 브라켓(110)의 결합홈(111)에 고정되면서 체결홀(121)을 통해 차체에 볼팅(bolting)되는 알루미늄 재의 캡슐(120)(capsule)로 구성되어 있다.

이에 따라, 충돌사고 등에 의해 충격력이 재차 도 2에 도시되는 바와 같이 F방향으로 전달될 경우, 조향컬럼(101)의 상부재킷은 충격력에 의해 하부로 이동되고, 차체에 고정된 캡슐(120)은 상기 상부재킷과 같이 이동되는 상부 브라켓(110)에서 이탈 분리된다. 이때, 캡슐(120)과 상부 브라켓(110)의 고정체 역할을 하던 플라스틱은 절단되면서 충격력을 흡수하게 됨으로써 충격력에 의한 운전자의 상해를 줄일 수 있도록 한다.

그런데, 상기와 같이 브라켓(110)을 이용한 조향컬럼(101)의 충격흡수 장치는 캡슐(120)과 브라켓(110)의 분리로 인한 충격흡수력이 캡슐(120)의 플라스틱 인잭션 몰딩에 의해 결정되므로 균일한 충격 흡수 성능을 확보할 수 없게 됨은 물론 순간적으로 플라스틱의 붕괴를 통해 충격을 흡수하게 되므로 충격력 흡수를 충분히 발휘할 수 없는 문제점이 있다.

따라서, 본 고안은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 균일하면서도 충분한 충격흡수력을 얻을 수 있도록 함은 물론 충격흡수력 변경이 용이하도록 하는 조향컬럼의 충격흡수 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 브라켓을 이용한 조향컬럼의 충격흡수 장치를 보인 단면도

도 2는 도 1의 A부 상태에서, 충격력에 의해 캡슐과 브라켓이 서로 분리된 상태를 보인 예시도

도 3은 본 고안의 실시예에 따른 웨이브 스트랩을 이용한 조향컬럼의 충격흡수 장치를 보인 정면도

도 4는 도 3의 측면도

도 5는 본 고안의 실시예에 따른 조향컬럼의 충격흡수 장치에서 웨이브 스트랩은 발췌한 정면도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 조향컬럼 10 : 상부 브라켓

20 : 시어 캡슐 30 : 웨이브 스트랩

31 : 상측 고정편 32 : 하측 고정편

33 : 굴곡편

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 조향컬럼의 상부재킷 외주면에 일체로 고정되는 상부 브라켓과, 상기 상부 브라켓의 상부에 위치되어 차체에 고정되는 시어 캡슐과, 종방향으로 굴곡 형성되며 하단부가 상기 상부 브라켓에 고정되고 상단부가 상기 시어 캡슐에 고정되는 웨이브 스트랩을 포함하는 조향컬럼 충격흡수 장치를 제공하고자 하는 것이다.

이하, 본 고안의 실시예를 첨부도면에 의거 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 실시예에 따른 조향컬럼의 충격흡수 장치는 도 3a및 도 3b에 도시되는 바와 같이, 양측으로 펼쳐진 날개(11)를 가지며 조향컬럼(1)의 상부재킷(1a) 외주면에 일체로 고정되는 상부 브라켓(10)과, 상부 브라켓(10)의 날개(11) 상단부에 위치되어 차체에 고정되는 시어 캡슐(20)(shear capsule)과, 하단부가 상기 상부 브라켓(10)에 고정되고 상단부가 상기 시어 캡슐(20)에 고정되는 웨이브 스트랩(30)(wave strap)으로 구성된다.

상기 웨이브 스트랩(30)은 시어 캡슐(20)에 볼트로 고정되는 상측 고정홀(31a)을 갖는 상측 고정편(31)과, 상부 브라켓(10)에 핀(35)으로 고정되는 하측 고정홀(32a)을 갖는 하측 고정편(32)과, 웨이브 형태로 굴곡 형성되어 그 상측 고정편(31)과 하측 고정편(32)을 연결하는 다수개의 굴곡편(33)으로 이루어진다.

또한, 시어 캡슐(20)은 상부 브라켓(10)과 플라스틱 부재(미도시)에 의해 조립되고, 상부재킷(1a)과 하부재킷(1b)은 서로 단순히 끼움 결합상태를 유지하게 되며, 하부재킷(1b)은 플라스틱 부재(미도시)를 사이에 두고 하부 브라켓(40)에 의해 차체에 고정된다.

도면중 미설명 부호 2a는 상부재킷(1a)에 의해 감싸지는 조향축의 상부축이며, 2b는 하부재킷(1b)에 의해 감싸지는 조향축의 하부축이다.

이와 같이 구성되는 본 고안의 실시예에 따른 작용을 살펴보면 다음과 같다.

우선, 충돌사고 등에 의해 충격력이 재차 도 3에 도시되는 바와 같이, 상부로부터 전달될 경우 조향컬럼(1)의 상부재킷(1a)은 상부 브라켓(10)과 같이 충격력에 의해 하부로 이동하게 되며, 시어 캡슐(20)은 플라스틱 부재가 일차적으로 파단됨에 따라 차체에 고정된 상태를 유지하게 된다.

이때, 웨이브 스트랩(30)의 상측 고정부(31)는 볼트 및 상측 고정홀(31a)에 의해 시어 캡슐(20)에 계속적으로 고정된 상태를 유지하게 되고, 하측 고정부(32)는 하측 고정홀(32a) 및 핀(35)에 의해 상부 브라켓(10)에 고정된 상태로 동기 이동하게 되는 바, 그 하측 고정부(32) 및 상측 고정부(31) 사이의 굴곡편(33)은 굴곡이 펴짐과 동시에 인장시편과 같이 인장되면서 소성변형을 일으키게 되므로 조향컬럼(1)의 상부재킷(1a)에 작용하는 충격력을 흡수하게 된다.

이에 따라, 본 고안은 웨이브 스트랩(30)의 굴곡편(33)의 인장 및 굴곡이 펴지면서 균일하게 소성변형되는 작용을 이용하여 조향컬럼에 작용하는 충격력을 흡수하게 됨으로써, 종래 알루미늄 캡슐과 상부 브라켓을 서로 고정하는 플라스틱의 순간적인 전단에 의해 충격을 흡수하던 것에 비해 비교적 균일하고도 충분한 충격 흡수력을 기대할 수 있게 된다.

또한, 본 고안은 웨이브 스트랩(30)의 굴곡편(30)의 수 및 폭, 곡률을 변경함으로써 충격 에너지 흡수량을 용이하게 조절할 수 있게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 고안은 균일하면서 충분히 충격력을 흡수할 수 있도록 함으로써 비교적 안정적인 충격을 흡수성능을 발휘할 수 있도록 하는 동시에, 충격흡수력 변경이 용이해짐에 따라 다양한 환경의 조향컬럼에 용이하게 적용할 수 있는 유용성이 있다.

본 고안은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부 실용신안등록청구범위에 의해 나타난 고안의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

Claims (2)

1. 조향컬럼(1)의 상부재킷(1a) 외주면에 일체로 고정되는 상부 브라켓(10)과, 상기 상부 브라켓(10)의 상부에 위치되어 차체에 고정되는 시어 캡슐(20)과, 종방향으로 굴곡 형성되며 하단부가 상기 상부 브라켓(10)에 고정되고 상단부가 상기 시어 캡슐(20)에 고정되는 웨이브 스트랩(30)을 포함하는 것을 특징으로 하는 조향컬럼 충격흡수 장치.
2. 제1 항에 있어서, 상기 웨이브 스트랩(30)은 상기 시어 캡슐(20)에 고정되는 상측 고정홀(31a)을 갖는 상측 고정편(31)과, 상기 상부 브라켓(10)에 고정되는 하측 고정홀(32a)을 갖는 하측 고정편(32)과, 웨이브 형태로 굴곡 형성되어 상기 상측 고정편(31)과 하측 고정편(32)을 연결하는 다수개의 굴곡편(33)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 조향컬럼 충격흡수 장치.