KR19990037985U - 스트랩을 이용한 조향컬럼의 충격흡수 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 조립이 보다 용이하도록 함은 물론 충분한 충격흡수력을 얻을 수 있도록 하는 조향컬럼의 충격흡수 장치에 관한 것으로서, 조향컬럼의 상부재킷 외주면에 일체로 고정되는 상부 브라켓과, 상단이 차체에 고정되며 하단부에 굴곡부를 가지며 상기 상부 브라켓으로 뻗은 스트랩과, 상기 상부 브라켓에 일체로 형성되어 상기 굴곡부을 하단에 두고 가이드 홀을 가지는 가이드 브라켓을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

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

본 고안은 자동차의 진행방향을 조절하기 위한 조향장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 충돌시 스트랩의 소성변형을 이용하여 조향축의 외곽에 설치된 조향컬럼(steering column)의 충격을 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 조향휠의 반력에 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 알루미늄 재의 캡슐(120)을 플라스틱으로 인잭션 몰딩(injection molding)하여 조향컬럼의 상부재킷에 고정된 상부 브라켓(110)에 고정시켜야 하는 작업의 어려움으로 인해 조립성이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 캡슐(120)과 브라켓(110)의 분리로 인한 충격흡수력은 캡슐(120)의 플라스틱 인잭션 몰딩에 의해 결정되므로 균일한 충격 흡수 성능을 확보할 수 없게 됨은 물론 순간적으로 플라스틱의 붕괴를 통해 충격을 흡수하게 되므로 충격력을 충분히 흡수할 수 없는 문제점이 있다.

따라서, 본 고안은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 조립이 보다 용이하도록 함은 물론 균일하면서도 충분한 충격흡수력을 얻을 수 있도록 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 일 실시예에 따른 조향컬럼의 충격흡수 장치를 보인 것으로서, 도 3a는 정면충돌사고 전의 상태를 보인 정면도

도 3b는 도 3a의 측면도

도 3c는 정면 충돌사고시의 상태를 보인 정면도

도 3d는 도 3c의 측면도

도 4는 본 고안의 다른 실시예에 따른 조향컬럼의 충격흡수 장치를 보인 것으로서, 도 4a는 정면충돌사고 전의 상태를 보인 정면도

도 4는 본 고안의 다른 실시예에 따른 조향컬럼의 충격흡수 장치를 보인 것으로서, 도 4a는 정면충돌사고 전의 상태를 보인 정면도

도 4b는 도 4a의 측면도

도 4c는 정면 충돌사고시의 상태를 보인 정면도

도 4d는 도 4c의 측면도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 조향컬럼 1a : 상부재킷

10 : 상부 브라켓 20 : 스트랩

21 : 고정홀 22, 22' : 굴곡부

30 : 가이드 브라켓 31 : 가이드 홀

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 조향컬럼의 상부재킷 외주면에 일체로 고정되는 상부 브라켓과, 상단이 차체에 고정되며 하단부에 굴곡부를 가지며 상기 상부 브라켓으로 뻗은 스트랩과, 상기 상부 브라켓에 일체로 형성되어 상기 굴곡부을 하단에 두고 가이드 홀을 가지는 가이드 브라켓을 포함하는 조향컬럼의 충격흡수 장치를 제공하고자 하는 것이다.

한편, 상기한 굴곡부는 원활한 소성변형을 위해 스파이럴 또는 웨이브형으로 굴곡지게 형성되는 특징이 있다.

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

본 고안의 일 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, 상단이 차체에 고정되고 하단부에 굴곡부(22)를 가지며 상부 브라켓(10)의 양측 날개(11)로 뻗은 2개의 스트랩(20)과, 상부 브라켓(10)의 양측 날개(11)에 일체로 형성되어 평상시 굴곡부(22)를 하단에 둔 각각의 가이드 홀(31)을 가지는 2개의 가이드 브라켓(30)으로 구성된다.

즉, 가이드 브라켓(30)의 가이드 홀(31)은 충돌사고 전 굴곡부(22)보다 상단부인 스트랩(20)의 중단에 위치되어 외곽과 밀착된 상태를 유지하여 스트랩(20)이 상하로 안내되도록 한다.

또한, 스트랩(20)의 굴곡부(22)는 원통형 즉, 스파이럴 스프링(spiral spring) 형태로 감겨져 가이드 브라켓(30)의 가이드 홀(31)로 통과할 경우 소성변형을 일으키도록 이루어지며, 스트랩(20)의 상단부에는 차체와 볼트로 결합시키기 위한 고정홀(21)이 형성된다. 도면중 미설명 부호 1b는 조향축의 하부축을 감싸는 조향컬럼(1)의 하부재킷이고, 40은 스트랩(20)의 고정홀(21)을 볼트와 같이 차체에 체결시키기 위한 캡슐이다.

이와 같이 구성되는 본 고안의 일 실시예에 따른 작용을 살펴보면, 충돌사고 등에 의해 충격력이 재차 도 3a에 도시되는 바와 같이, F방향으로 전달될 경우 조향컬럼(1)의 상부재킷(1a)은 상부 브라켓(10)과 같이 충격력에 의해 하부로 이동하게 된다.

이때, 스트랩(20)의 상단부가 볼트 및 고정홀(21)에 의해 차체에 계속적으로 고정된 상태를 유지하게 됨에 따라 하부로 이동하는 상부 브라켓(10)에 고정된 가이드 브라켓(30)의 가이드 홀(31)은 도 3c 및 도 3d에 도시되는 바와 같이 스트랩(20)의 굴곡부(22)를 통과하게 되는 바, 이때의 굴곡부(22)는 가이드 홀(31)에 의해 직선형태로 펴지면서 소성변형을 일으키게 되므로 조향컬럼(1)의 상부재킷(1a)에 작용하는 충격력을 흡수하게 된다.

도 4a 및 도 4b는 본 고안의 다른 실시예에 따른 조향컬럼의 충격흡수 장치를 도시한 것으로서, 스트랩(20)의 굴곡부(22')가 일 실시예에서의 굴곡부(22) 처럼 스파이럴 스프링 형태로 굴곡되지 않고 다수의 주름형태과 유사한 웨이브 형태로 굴곡 형성되며, 그 외의 구성 및 작용은 일 실시예와 동일하다. 다만, 작용에서 도 4c 및 도 4d에 도시되는 바와 같이, 정면 충돌사고시 가이드 브라켓(30)의 가이드 홀(31)에 의해 스트랩(20)의 웨이브 형태의 굴곡부(22')가 직선형태로 펴지면서 소성변형을 일으키는 차이를 가지고 있다.

이에 따라, 본 고안은 스트랩(20)의 굴곡부(22)(22')가 펴지면서 균일하게 소성변형되는 작용을 이용하여 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 단순히 스트랩(20)을 가이드 브라켓(30)의 가이드 홀(31)로 삽입시킨 상태에서 볼트로 차체에 고정시키는 구조로서, 종래 알루미늄 캡슐의 2개와 금속재의 상부 브라켓을 플라스틱으로 인잭션 몰딩하여 고정하던 것에 비해 조립작업을 보다 용이하게 할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 고안은 균일하면서 충분히 충격력을 흡수할 수 있도록 함으로써 비교적 안정적인 충격을 흡수성능을 발휘할 수 있도록 하는 동시에, 조립을 공정을 단순화시켜 생산성을 향상시킬 수 킬 수 있도록 하는 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 (3)

1. 조향컬럼(1)의 상부재킷(1a) 외주면에 일체로 고정되는 상부 브라켓(10)과, 상단이 차체에 고정되며 하단부에 굴곡부(22)를 가지며 상기 상부 브라켓(10)으로 뻗은 스트랩(20)과, 상기 상부 브라켓(10)에 일체로 형성되어 상기 굴곡부(22)(22')을 하단에 두고 가이드 홀(31)을 가지는 가이드 브라켓(30)을 포함하는 것을 특징으로 하는 조향컬럼 충격흡수 장치.
2. 제1 항에 있어서, 상기 굴곡부(22)는 스파이럴 스프링 형태로 굴곡되는 것을 특징으로 하는 조향컬럼 충격흡수 장치.
3. 제1 항에 있어서, 상기 굴곡부(22')는 웨이브 형태로 굴곡되는 것을 특징으로 하는 조향컬럼 충격흡수 장치.