KR20030003859A - 자동차용 조향장치의 충격흡수구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 조향장치의 충격흡수구조에 관한 것으로, 상단브라켓트(30)와 일정간격으로 이격되어 조향칼럼(22)의 외주면에 결합되는 하단브라켓트(40)가 상기 조향칼럼(22)에 의해 관통되면서 외주면에 강제끼워맞춤으로 결합되는 조향칼럼충돌흡수부재(41)와, 일단이 상기 조향칼럼충돌흡수부재(41)의 양단부에 각각의 조립핀(43)을 매개로 결합되면서 타단이 카울크로스멤버쪽으로 결합되어 설치되는 한 쌍의 카울크로스멤버마운팅부재(45)로 이루어지는데, 상기 조향칼럼충돌흡수부재(41)가 원호모양으로 굴곡지게 형성되면서 중앙부위가 상기 조향칼럼(22)에 의해 관통되어 외주면에 결합되는 조향칼럼결합부(41a)와, 이 조향칼럼결합부(41a)의 양단에서 선단이 차체의 전방쪽을 향하도록 일체로 연장 형성되고 상기 카울크로스멤버마운팅부재(45)가 조립핀(43)에 의해 결합되는 한 쌍의 마운팅부재결합부(41b)로 이루어져, 충돌 및 추돌사고 발생시 상기 조향칼럼충돌흡수부재(41)가 마운팅부재결합부(41b)에 형성된 슬롯(41c)의 길이만큼 차체의 전방쪽으로 이동되면서 운전석쪽으로 전달되는 충격력의 일부를 일차적으로 흡수함과 더불어, 상기 조향칼럼충돌흡수부재(41)의 조향칼럼결합부(41a)가 양측면쪽으로 찌그러지면서 나머지의 충격력을 이차적으로 흡수하게 되어, 운전석쪽으로 전달되는 충격력이 최대한 감소되게 되고, 이로 인해 운전자의 안전이 최대한 보호되도록 된 것이다.

Description

자동차용 조향장치의 충격흡수구조{impact absorption structure of steering system for vehicle}

본 발명은 자동차용 조향장치의 충격흡수구조에 관한 것으로, 특히 충돌 및추돌사고 발생시 충돌에너지의 흡수효과를 향상시켜 운전자의 안전을 최대한 보호할 수 있도록 된 자동차용 조향장치의 충격흡수구조에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차에 구비된 조향장치는 주행중인 차량의 진행방향을 운전자의 의지대로 전환시키도록 하는 것인 바, 이를 위해 상기 조향장치는 운전자가 직접 조향조작을 하여 그 조작력을 각 기구로 전달하기 위해 조향핸들과 조향축 및 칼럼 등으로 이루어진 조작기구와, 상기 조향축의 회전을 감속함으로써 조작력을 증대시킴과 동시에 조작기구의 운동방향을 바꾸어 링크기구에 전달하는 기어기구 및, 이 기어기구의 움직임을 앞바퀴에 전달함과 동시에 좌우 바퀴의 관계위치를 올바르게 유지하기 위해 조향기어박스 및 타이로드와 너클암 등으로 구성된 링크기구를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 조향칼럼(1)은 도 1에 도시된 바와 같이 조향축(2)을 감싸고 있는 통상의 튜브로서 충격에 대해 축방향으로 오므라들면서 충격력을 흡수하도록 된 것인 바, 상기 조향칼럼(1)은 도 1에 도시된 바와 같이 조향축(2)의 상측 외주면을 감싸는 상단튜브(1a)와, 일단이 상기 상단튜브(1a)의 안쪽으로 삽입되도록 설치되면서 상기 조향축(2)의 하측 외주면을 감싸는 하단튜브(1b)로 구성되어 있다.

그리고, 상기 상단튜브(1a)에는 소정형상의 상단브라켓트(3)가 결합되어 있고, 이 상단브라켓트(3)에는 조향핸들(도시않됨)의 각도를 조절할 수 있는 틸트레버(4)가 결합되어 있으며, 상기 하단튜브(1b)에는 소정형상의 하단브라켓트(5)가 결합되어 있다.

여기서, 상기 상단브라켓트(3)와 하단브라켓트(5)는 카울크로스멤버(도시않됨)에 설치된 마운팅플레이트와 볼트에 의해 나사결합됨으로써 설치되는 구조로 되어 있다.

한편, 상기 하단튜브(1b)와 서로 중첩을 이루는 상단튜브(1a)에는 충돌 및 추돌사고 발생시 그 충격력에 의해 상기 상단튜브(1a)와 하단튜브(1b)가 서로 오므라들때 그 충격력을 흡수하면서 감쇄시키도록 된 복수개의 충격흡수돌기(1c)가 형성되어 있다.

따라서, 충돌 및 추돌사고시 발생된 충격력은 도 1에 도시된 화살표 F와 같이 차체의 전방쪽에서부터 운전석쪽으로 전달되게 되고, 이때 조향휠을 잡고 있던 운전자에 의해 반력이 발생되는데, 이 반력은 도시된 화살표 R과 같이 차체의 전방쪽으로 발생되게 된다.

이로 인해, 상기 상단튜브(1a)와 하단튜브(1b)는 충격력과 반력에 의해 서로 오므라들게 되며, 이때 상기 상단튜브(1a)에 형성된 충격흡수돌기(1c)가 하단튜브(1b)의 외주면과 마찰력에 의한 간섭을 일으키면서 충격력의 일부분을 흡수하여 운전자의 안전을 보호하게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 조향장치는 충돌사고 발생시 상단튜브(1a) 및 하단튜브(1b)가 단순히 서로 오므라들면서 충격력을 흡수하도록 되어 있으며, 이로 인해 비교적 큰 충격하중이 전달되게 되면 충격력의 대부분이 운전자에게로 직접 전달되어 운전자의 안전이 효과적으로 보호되지 못하는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 이중흡수구조를 갖춘 하단브라켓트를 하단튜브에 장착하여 충돌 및 추돌사고 발생시 조향장치의 전체적인 흡수기능을 향상시킴으로써, 운전자의 안전을 최대한 보호할 수 있도록 된 자동차용 조향장치의 충격흡수구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 조향축의 외주면에는 조향칼럼이 감싸여져 결합되고, 이 조향칼럼에는 조향칼럼을 카울크로스멤버쪽으로 결합시키기 위한 상단브라켓트 및 하단브라켓트가 결합된 자동차용 조향장치에 있어서, 상기 하단브라켓트가 조향칼럼에 의해 관통되면서 조향칼럼의 외주면에 강제끼워맞춤으로 결합되는 조향칼럼충돌흡수부재와, 일단이 상기 조향칼럼충돌흡수부재의 양단부에 각각의 조립핀을 매개로 결합되면서 타단이 카울크로스멤버쪽으로 결합되어 설치되도록 된 한 쌍의 카울크로스멤버마운팅부재로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래구조에 따른 조향장치의 충격흡수구조를 설명하기 위한 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 조향장치의 충격흡수구조를 설명하기 위한 사시도,

도 3은 본 발명에 따라 조향칼럼충돌흡수부재에 형성된 슬롯을 설명하기 위한 개략적인 정면도,

도 4는 본 발명에 따른 조향장치의 충격흡수과정을 설명하기 위한 사시도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

21 - 조향축 22 - 조향칼럼

30 - 상단브라켓트 40 - 하단브라켓트

41 - 조향칼럼충돌흡수부재 41a - 조향칼럼결합부

41b - 마운팅부재결합부 41c - 슬롯

43 - 조립핀 45 - 카울크로스멤버마운팅부재

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 조향장치의 충격흡수구조를 설명하기 위한 사시도로서, 본 발명에 따라 자동차에 구비된 조향장치는 운전자가 직접 조향조작을 하여 그 조작력을 각 기구로 전달하기 위해 조향핸들과 조향축 및 칼럼 등으로 이루어진 조작기구와, 상기 조향축의 회전을 감속함으로써 조작력을 증대시킴과 동시에 조작기구의 운동방향을 바꾸어 링크기구에 전달하는 기어기구 및, 이 기어기구의 움직임을 앞바퀴에 전달함과 동시에 좌우 바퀴의 관계위치를 올바르게 유지하기 위해 조향기어박스 및 타이로드와 너클 암 등으로 구성된 링크기구를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 조향휠(도시않됨)과 결합되는 조향축(21)의 외주면에는 도 2에 도시된 바와 같이 일체로 된 한 개의 부재로 이루어진 조향컬럼(22)이 감싸여져 결합되어 있고, 상기 조향칼럼(22)에는 조향축(21)과 조향칼럼(22)을 동시에 카울크로스멤버(도시않됨)쪽으로 결합시키기 위한 상단브라켓트(30) 및 하단브라켓트(40)가 일정간격으로 이격된 부위에 결합되어 있으며, 상기 상단브라켓트(30)에는 조향핸들의 각도를 조절할 수 있는 틸트레버(31)가 결합되어 있다.

그리고, 상기 하단브라켓트(40)는 차체의 전방쪽을 향하는 조향칼럼(22)의 일단에 의해 관통되면서 조향칼럼(22)의 외주면에 강제끼워맞춤으로 결합되는 조향칼럼충돌흡수부재(41)와, 일단이 상기 조향칼럼충돌흡수부재(41)의 양단부에 각각의 조립핀(43)을 매개로 결합되면서 타단이 카울크로스멤버쪽으로 결합되어 설치되도록 된 한 쌍의 카울크로스멤버마운팅부재(45)로 구성되어 있다.

한편, 상기 상단브라켓트(30) 및 카울크로스멤버마운팅부재(45)는 도시되지 않은 볼트에 의해 카울크로스멤버쪽으로 나사결합됨으로써 설치되는 구조로 되어 있다.

그리고, 상기 조향칼럼충돌흡수부재(41)는 원호의 모양을 갖도록 굴곡지게 형성되면서 중앙부위가 상기 조향칼럼(22)의 일단에 의해 관통되어 외주면에 강제끼워맞춤으로 결합되는 조향칼럼결합부(41a)와, 이 조향칼럼결합부(41a)의 양단에서 선단이 차체의 전방쪽을 향하도록 일체로 연장 형성되고 일정한 사이간격을 유지하도록 형성되며 상기 카울크로스멤버마운팅부재(45)가 조립핀(43)에 의해 결합되는 한 쌍의 마운팅부재결합부(41b)로 이루어져 있다.

또한, 상기 마운팅부재결합부(41b)에는 상기 조립핀(43)이 관통되는 슬롯(41c)이 조향칼럼(22)의 길이방향으로 형성되는 구조로 되어 있다.

그리고, 상기 슬롯(41c)은 도 3에 도시된 바와 같이 그 중앙부위의 폭(d₂)이 양단의 폭(d₁)보다 작게(d₁〉d₂) 형성되는 구조로 되어 있다.

따라서, 차량의 주행중 충돌 및 추돌사고가 발생되면 그 충격력은 도 4에 도시된 화살표 F와 같이 차체의 전방쪽에서부터 운전석쪽으로 전달되게 되고, 아울러 조향휠을 잡고 있던 운전자에 의해 반력이 발생되는데, 이 반력은 도시된 화살표 R과 같이 차체의 전방쪽으로 발생되게 된다.

이때, 상기 조향칼럼충돌흡수부재(41)는 마운팅부재결합부(41b)에 형성된 슬롯(41c)의 길이만큼 차체의 전방쪽으로 이동되면서 운전석쪽으로 전달되는 충격력의 일부를 일차적으로 흡수하게 된다.

즉, 상기 슬롯(41c)에는 조립핀(43)이 관통되어 카울크로스마운팅부재(45)와 결합되고, 상기 카울크로스마운팅부재(45)는 카울크로스멤버와 고정되도록 결합되어 있는 바, 이상태에서 조향장치에 충돌사고에 의한 충격력 및 이에 대한 운전자의 반력이 발생되면 상기 상단브라켓트(30)가 카울크로스멤버로부터 이탈되면서 조향칼럼충돌흡수부재(41)는 차체의 전방쪽으로 이동되는 힘을 받게되고, 이로 인해 상기 조향칼럼충돌흡수부재(41)는 조립핀(43)을 고정축으로 하여 슬롯(41c)의 길이만큼 차체의 전방쪽으로 이동되면서 운전석쪽으로 전달되는 충격력의 일부를 흡수하게 된다.

한편, 상기 슬롯(41c)을 관통하는 조립핀(43)은 도 3에 도시된 바와 같이 최초 차체의 전방쪽을 향하는 끝단(A)에 위치되어 있다가 충격력 및 반력에 의해 슬롯의 중간부(B)를 통과하면서 실내쪽을 향하는 슬롯(41c)의 끝단(C)으로 이동되게 된다.

이에 따라, 상기 조향칼럼충돌흡수부재(41)가 슬롯(41c)의 길이만큼 전체적으로 차체의 전방쪽으로 이동되게 되며, 이 과정상에서 충격력의 일부를 일차적으로 흡수하게 된다.

이후, 충돌사고시 발생된 충격력과 운전자에 의한 반력에 의해 상기 조향칼럼충돌흡수부재(41)가 차체의 전방쪽으로 이동되는 힘을 지속적으로 받게 되면, 상기 조향칼럼충돌흡수부재(41)의 이동은 조립핀(43)에 의해 차단되게 되고, 이로 인해 상기 조향칼럼결합부(41a)가 양측면쪽으로 찌그러지는 변형이 발생되면서 운전석쪽으로 전달되는 나머지의 충격력을 이차적으로 흡수하게 된다.

이와 같이, 충돌 및 추돌사고 발생되었을 때 하단브라켓트(40)를 구성하는 조향칼럼충돌흡수부재(41)가 슬롯(41c)의 길이만큼 차체의 전방쪽으로 이동되면서 운전석쪽으로 전달되는 충격력의 일부를 흡수하고, 계속적으로 상기 조향칼럼충돌흡수부재(41)의 조향칼럼결합부(41a)가 양측면쪽으로 찌그러지면서 나머지의 충격력을 이차적으로 흡수하게 되므로, 도 1을 참조로 전술한 바와 같이 상하단튜브(1a,1b)가 서로 오므라들면서 상단튜브(1a)에 형성된 충격흡수돌기(1c)가 하단튜브(1b)의 외주면과 간섭되어 충격력을 흡수시키도록 된 종래의 충격흡수구조보다, 운전자쪽으로 전달되는 충격력을 최소화시킬 수 있음은 물론 이로 인해운전자의 안전도 최대한 보호할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 조향칼럼의 외주면에는 조향칼럼충돌흡수부재가 관통되어 결합되고, 상기 조향칼럼충돌흡수부재에는 조립핀을 매개로 카울크로스멤버마운팅부재가 결합되어져, 충돌 및 추돌사고 발생시 상기 조향칼럼충돌흡수부재가 마운팅부재결합부에 형성된 슬롯의 길이만큼 차체의 전방쪽으로 이동되면서 운전석쪽으로 전달되는 충격력의 일부를 일차적으로 흡수함과 더불어, 상기 조향칼럼충돌흡수부재의 조향칼럼결합부가 양측면쪽으로 찌그러지면서 나머지의 충격력을 이차적으로 흡수하게 되어, 운전석쪽으로 전달되는 충격력이 최대한 감소되게 되고, 이로 인해 운전자의 안전이 최대한 보호되게 됨으로써 소비자의 선호도 및 상품성이 증진되는 효과가 있게 된다.

Claims (7)

1. 조향축의 외주면에는 조향칼럼이 감싸여져 결합되고, 이 조향칼럼에는 조향칼럼을 카울크로스멤버쪽으로 결합시키기 위한 상단브라켓트 및 하단브라켓트가 결합된 자동차용 조향장치에 있어서,

   상기 하단브라켓트(40)가 조향칼럼(22)에 의해 관통되면서 조향칼럼(22)의 외주면에 강제끼워맞춤으로 결합되는 조향칼럼충돌흡수부재(41)와, 일단이 상기 조향칼럼충돌흡수부재(41)의 양단부에 각각의 조립핀(43)을 매개로 결합되면서 타단이 카울크로스멤버쪽으로 결합되어 설치되도록 된 한 쌍의 카울크로스멤버마운팅부재(45)로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 조향장치의 충격흡수구조.
2. 제 1항에 있어서, 상기 조향칼럼충돌흡수부재(41)가 원호모양으로 굴곡지게 형성되면서 중앙부위가 상기 조향칼럼(22)의 일단에 의해 관통되어 외주면에 강제끼워맞춤으로 결합되는 조향칼럼결합부(41a)와, 이 조향칼럼결합부(41a)의 양단에서 선단이 차체의 전방쪽을 향하도록 일체로 연장 형성되고 일정한 사이간격을 유지하도록 형성되며 상기 카울크로스멤버마운팅부재(45)가 조립핀(43)에 의해 결합되는 한 쌍의 마운팅부재결합부(41b)로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 조향장치의 충격흡수구조.
3. 제 2항에 있어서, 상기 마운팅부재결합부(41b)에는 상기 조립핀(43)이 관통되는 슬롯(41c)이 조향칼럼(22)의 길이방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 조향장치의 충격흡수구조.
4. 제 3항에 있어서, 상기 슬롯(41c)의 중앙부위 폭(d₂)이 양단의 폭(d₁)보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 조향장치의 충격흡수구조.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 조향칼럼충돌흡수부재(41)가 충돌사고시 발생된 충격력 및 운전자의 반력에 의해 슬롯(41c)의 길이만큼 차체의 전방쪽으로 이동되면서 운전석쪽으로 전달되는 충격력의 일부를 흡수하도록 된 것을 특징으로 하는 자동차용 조향장치의 충격흡수구조.
6. 제 2항에 있어서, 상기 조향칼럼결합부(41a)가 충돌사고시 발생된 충격력 및 운전자의 반력에 의해 양측면쪽으로 찌그러지는 변형이 발생되면서 운전석쪽으로 전달되는 나머지의 충격력을 이차적으로 흡수하도록 된 것을 특징으로 하는 자동차용 조향장치의 충격흡수구조.
7. 제 1항에 있어서, 상기 조향칼럼(22)이 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 조향장치의 충격흡수구조.