KR20060053293A - 조향장치의 충격에너지 흡수구조 - Google Patents

Abstract

개시된 본 발명은 차량에 충돌 또는 추돌 사고가 발생할 경우에 운전자의 안전을 도모하기 위하여 조향 핸들의 충격을 흡수하는 조향장치의 충격에너지 흡수구조에 관한 것이다.

본 발명의 그 기술적인 구성은, 차량 충돌 또는 추돌시 차체에 고정된 캡슐로 부터의 마운팅 브라켓 이탈에 따른 저항력을 이용하여 충격에너지의 흡수가 이루어 지는 조향장치의 충격에너지 흡수구조에 있어서, 상기 캡슐 저면에 위치하여 그 일측이 캡슐과 함께 차체에 고정설치되며 타측에는 충돌시 소성변형이 이루어 지는 밴딩부가 구비된 밴딩 플레이트; 상기 밴딩부가 삽입되어 가이드 될 수 있도록 내측 중앙에 가이드 홈과 가이드구가 구비된 채로 마운팅 브라켓 저면에 설치되어 차량 충돌시 상기 밴딩부의 소성변형을 유도토록하는 가이드;를 포함하여 구성되는 것을 요지로 한다.

이와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 차량 충돌시 캡슐로 부터 마운팅 브라켓의 이탈저항으로 인해 1차적인 충격에너지 흡수가 이루어 지며, 캡슐 이탈과 함께 밴딩 플레이트의 소성변형으로서 추가적인 충격에너지 흡수가 이루어져 운전자의 안전을 도모할 수 있다.

Description

조향장치의 충격에너지 흡수구조{Shock-absorption structure of steering system}

도 1은 종래 충격에너지 흡수구조를 갖는 조향장치를 나타낸 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 조향장치의 충격에너지 흡수구조를 나타낸 사시도.

도 3은 도 2에 따른 저면 분리사시도.

도 4는 본 발명에 따른 조향장치의 충격에너지 흡수구조의 충격흡수 과정을도시한 작동 상태 사시도.

*도면의 주요 부위에 대한 부호 설명*

10...스티어링칼럼

20...마운팅 브라켓

30...캡슐

40...밴딩 플레이트 42...밴딩부 44...밴딩 유도부

50...가이드 52...가이드 홈 54...가이드구

본 발명은 차량에 충돌 또는 추돌 사고가 발생할 경우에 운전자의 안전을 도모하기 위하여 조향 핸들의 충격을 흡수하는 조향장치의 충격에너지 흡수구조에 관한 것으로, 이는 특히, 충돌 및 추돌 사고시 발생되는 충격 에너지를 1,2차에 걸쳐 효과적으로 흡수할 수 있도록 한 스티어링 시스템의 충격 흡수장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 운전석에는 운전자가 차량의 진행방향을 임의로 변경할 수 있도록 하기 위한 스티어링 장치가 마련되어 있다.

이와 같은 스티어링 장치는 통상적으로 조향장치와 스티어링 기어 및 링크기구로 이루어지는데, 특히 상기 조향장치는 운전자로 부터 회전토크를 전달받는 스티어링 휠과, 상기 스티어링 휠과 연결된 샤프트와, 상기 샤프트가 내삽토록 되며 조향장치를 자체에 고정토록 하기 위한 스티어링 컬럼을 포함하여 이루어 지며, 상기 스티어링 컬럼은 한쌍의 어퍼·로워 마운팅 브라켓에 의해 차체에 고정되어 있다.

한편, 상기와 같은 스티어링 장치에는 차량 충돌 또는 추돌시 충돌 관성으로 인해 운전자가 조향장치에 부딪혔을때 그 충격력을 흡수, 완화하여 운전자의 상해를 최소화 하기 위한 충격에너지 흡수구조가 다양하게 마련되어 있다.

이와 같은 충격에너지 흡수구조는 일반적으로, 스티어링 컬럼 튜브의 변형에 의한 충격을 흡수하는 구조와, 상기 스티어링 컬럼 튜브 내측에 삽입된 스티어링 샤프트의 충격 변형에 의한 충격 흡수구조가 병행되어 사용되고 있으며, 이에 더하 여 상기 스티어링 컬럼을 차체에 고정하는 마운팅 브라켓에까지 충격 흡수구조가 마련되어 운전자에게 가해지는 상해를 최소화 하도록 하고 있다.

도 1은 상기와 같은 종래의 충격 흡수구조를 갖는 조향장치를 나타낸 사시도 로서, 이에 도시된 바와 같이, 중공관 형상의 아우터튜브(1a) 단부 내측에 이너튜브(1b) 일단부가 삽입되어 외부 충격 전달시 축방향으로 수축(Collapsing)되는 스티어링칼럼(1)이 구비되고, 상기 스티어링칼럼(1)내부의 스티어링 샤프트(2) 역시 스티어링칼럼(1)과 같이 축방향으로 수축 가능하게 마련된다.

그리고, 상기 스티어링칼럼(1) 외주면 일측에는 이 스티어링칼럼을(1) 차체에 고정시키는 마운팅브라켓(4)이 설치되는데, 이와 같은 마운팅브라켓(4) 역시 차량 충돌 또는 추돌시 발생되는 충격에너지를 흡수할 수 있도록 충격에너지 흡수구조를 구비하고 있다.

즉, 도 1에서 보이는 바와 같이, 마운팅브라켓(4)의 양측에는 이 마운팅브라켓(4)을 차체에 고정토록하는 캡슐(5)이 분리 가능하게 결합되어 있고, 이 캡슐(5) 저면에는 차량 충돌시 캡슐 이탈과 동시에 추가적인 충격 에너지를 흡수할 수 있도록 파단부(6a)가 형성된 커링 플레이트(Curling plate;6)가 마련되는데, 이 커링 플레이트(6)의 일측은 마운팅 볼트(미도시)를 통해 상기 캡슐과 함께 차제에 볼팅고정 되며, 타측은 마운팅 브라켓(4)의 저면 일측에 리벳팅(7)된 구성으로 이루어져 있다.

따라서, 상기와 같은 구성의 종래의 충격에너지 흡수구조는, 차량 충돌 또는 추돌시 그 충돌관성에 의해 스티어링 칼럼(1)을 지지하고 있는 마운팅 브라켓(4)이 차체에 볼팅 고정되어 있는 캡슐(5)로 부터 이탈되면서 이들을 상호 연결하는 핀의 전단에 의해 1차적인 충격흡수가 이루어 지고, 그 후, 계속되는 충격관성에 의해 마운팅 브라켓(4)에 리벳팅된 커링 플레이트(6)의 파단부(6a)가 리벳팅점을 기준으로 찢겨지면서 2차적인 충격을 흡수하게 된다.

그러나, 종래에는 상기와 같이 커링 플레이트(6)가 마운팅 브라켓(4)에 리벳팅된 리벳팅점을 기점으로 파단부(6a)의 단순 절개에 따른 찢겨지는 힘을 이용하기 때문에, 충돌시 급작스런 충격하중에 대항하는 저항하중이 약해 충돌 흡수성능이 떨어졌으며, 상기와 같이 리벳팅점을 기준으로 밴딩과 동시에 찢겨지므로서, 2차 충격에너지 흡수시 상기 커링 플레이트가 뒤틀리거나 밴딩되어 충격흡수방향이 일정치 않게 되므로서 효과적인 충격흡수가 이루어 지지 못 한다는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 충격에너지 흡수구조의 문제점을 감안하여 이를 개선시키고자 안출한 것으로서, 가이드와 이 가이드 내측에서 소성변형이 이루어지는 밴딩플레이트를 포함한 충격에너지 흡수구조를 마운팅 브라켓 측에 캡슐과 함께 구비하여, 차량 충돌시 소재의 변형에 의해 발생되는 응력을 이용하여 충격에너지에 저항할 수 있도록 하므로써, 급작스런 충격하중에 효과적으로 대응하여 충돌 흡수성능을 가일층 향상 시킬 수 있으며, 아울러, 2차 충격에너지 흡수시 상기 밴딩 플레이트가 가이드를 따라 진행하기 때문에, 충격흡수방향이 일정하여 효과적인 충격흡수가 이루어 질 수 있는 조향장치의 충격에너지 흡수구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로서 본 발명은, 차량 충돌 또는 추돌시 차체에 고정된 캡슐로 부터의 마운팅 브라켓 이탈에 따른 저항력을 이용하여 충격에너지의 흡수가 이루어 지는 조향장치의 충격에너지 흡수구조에 있어서,

상기 캡슐 저면에 위치하여 그 일측이 캡슐과 함께 차체에 고정설치되며 타측에는 충돌시 소성변형이 이루어 지는 밴딩부가 구비된 밴딩 플레이트와, 이 밴딩 플레이트의 밴딩부가 삽입되어 가이드 될 수 있도록 내측 중앙에 가이드 홈이 구비된 채로 마운팅 브라켓 저면에 설치되어 차량 충돌시 상기 밴딩부의 소성변형을 유도하는 가이드를 포함하여 이루어진 조향장치의 충격 에너지 흡수구조를 마련함에 의한다.

이하, 첨부도면에 의거하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도면 도 2는 본 발명에 따른 조향장치의 충격에너지 흡수구조를 나타낸 사시도 이다.

이에 도시된 바와 같이, 중공관으로서 마련되는 스티어링 칼럼(10)은 아우터 튜브(10a)의 단부 내측에 이너튜브(10b)의 일단부가 삽입되어 축방향으로 수축(Collapsing)이 가능하게 연결되어 있고, 상기 스티어링 칼럼(10)내부에는 스티어링 휠(미도시)과 연결되는 스티어링 샤프트(미도시)가 설치되는데, 이러한 스티어링 샤프트 역시 스티어링 칼럼(10)과 동일하게 수축 가능하게 마련되어 있다.

그리고, 상기 스티어링칼럼(10) 외주면 일측에는 이 스티어링 칼럼(10)을 지지고정하는 마운팅브라켓(20)이 마련되며, 이와 같은 마운팅브라켓(20)의 양측에는 이를 차체에 고정토록하는 캡슐(30)이 분리,이탈이 가능토록 핀 또는 돌기로서 체결되어 차량 충돌시 차체에 볼트로서 고정되는 상기 캡슐(30)로 부터 마운팅 브라켓이 이탈되면서 1차적으로 충격에너지를 흡수하게 되는데, 이러한 구성은 전술한 종래의 구성과 동일하다.

본 발명에서는 특히, 상기와 같은 캡슐의 이탈과 동시에 추가적인 충격에너지를 흡수하기 위해, 전술한 캡슐과 마운팅 브라켓 저면에 2차 충격에너지 흡수구조가 더 부가되는 것이 특징이다.

이와 같은 2차 충격에너지 흡수구조는 도 2내지 도 3에서 보이는 바와 같이, 상기 1차 충격흡수 구조인 캡슐(30) 저면에 마련되어 일측이 상기 캡슐과 함께 차제에 볼팅고정되는 밴딩 플레이트(40)와, 마운팅 브라켓(20) 저면에 볼팅고정되어 차량 충돌시 그 충돌 관성에 의해 상기 밴딩 플레이트(40)를 소성변형 시키는 가이드(50)를 포함하여 이루어 진다.

여기서 상기 밴딩 플레이트(40)의 일측은 캡슐(30)저면에 밀착토록 설치되어 이 캡슐(30)과 함께 차제에 볼트로서 고정되고, 타측에는 장방형의 긴 플레이트 형상의 밴딩부(42)가 연장형성되는데, 이 밴딩부(42)가 시작되는 부분에는 그 측면부가 내향으로 절곡된 밴딩유도부(44)가 형성되어 상기한 가이드(50) 내측에 형성되는 가이드 홈(52) 및 가이드구(54)에 내삽된다.

즉, 상기 밴딩부(42) 일측에 형성된 밴딩유도부(44)는 조립후 상기 가이드 홈(52)에 위치하므로서, 차량 충돌시 가이드 홈(52)에 이탈관성에 의해 밴딩부(42)의 소성변형을 유도할 수 있도록 이루어져 있다.

따라서, 상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작동 및 효과에 대해 살펴보면 다음과 같다.

첨부도면 도 4는 본 발명인 조향장치 충격에너지 흡수구조의 충격흡수 과정을 보인 도면으로서 이를 참조하여 설명하면, 차량 충돌이 발생했을 때 그 충돌관성에 의해 먼저 스티어링칼럼(10)을 지지하고 있는 마운팅 브라켓(20)이 볼트로서 차체에 고정되어 있는 캡슐(30)로 부터 이탈되면서 1차 충격에너지의 흡수가 이루어 지고, 이와 같은 1차 충격에너지 흡수와 함께 캡슐(30) 하측에 마련된 밴딩 플레이트(40)의 밴딩부(42)가 가이드(50)에 의해 소성 변형되면서 그 과정 중 발생하는 변형에너지로서 추가적인 충격흡수가 이루어 지게 된다.

즉, 마운팅 브라켓(20) 이탈시 상기 가이드(50)도 함께 관성방향으로 이동하면서 차체에 고정되어 있는 밴딩 플레이트(40)의 밴딩부(42)를 도면에서 보이는 바와같이 소성변형 시키게 되고, 이 소성변형 과정 중 발생되는 저항력은 충격에너지 에 대항하여 이를 흡수 또는 완화시킬 수 있게 된다.

이에 더하여, 본 발명은 전술한 바와 같이 밴딩 파이프(40)의 밴딩부(42)가 가이드(50)에 일부 삽입된 상태에서 이를 따라 이동하면서 변형되기 때문에, 충격발생시 그 충격에너지의 흡수방향을 일정하게 유지할 수 있어 가일층 효과적인 충격에너지 흡수성능 발휘할 수 있게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명인 스티어링 시스템의 충격 흡수장치에 의하면, 밴딩 플레이트의 밴딩부 소성변형에 의한 저항력을 이용해 충격을 흡수할 수 있게 되므로서, 급작스런 충격하중에도 효과적으로 대응하여 충돌 흡수성능을 가일층 향상 시킬 수 있으며, 아울러, 2차 충격에너지 흡수시 상기 밴딩 플레이트가 가이드를 따라 진행하기 때문에 충격흡수방향이 일정하여 효과적인 충격흡수가 이루어 질 수 있어 운전자의 안전을 도모할 수 있게 된다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구의 범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims (3)

1. 차량 충돌 또는 추돌시 차체에 고정된 캡슐로 부터의 마운팅 브라켓 이탈에 따른 저항력을 이용하여 충격에너지의 흡수가 이루어 지는 조향장치의 충격에너지 흡수구조에 있어서,

   상기 캡슐(30) 저면에 위치하여 그 일측이 캡슐(30)과 함께 차체에 고정설치되며 타측에는 충돌시 소성변형이 이루어 지는 밴딩부(42)가 구비된 밴딩 플레이트(40);

   마운팅 브라켓(20) 저면에 설치되어 차량 충돌시 상기 밴딩부(42)의 소성변형을 유도토록하는 가이드(50);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 조향장치의 충격 에너지 흡수구조.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 밴딩부(42)는 장방형으로 긴 플레이트 형상으로서 일측에는 소성변형을 유도하기 위한 밴딩유도부(44)가 마련되어 구성되는 것을 특징으로 하는 조향장치의 충격 에너지 흡수구조.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 가이드(50) 내측에는 밴딩플레이트(40)의 밴딩부(42)가 삽입되어 가이드 될 수 있도록 내측 중앙에 가이드 홈(52)과 가이드구(54)가 구비되는 것을 특징 으로 하는 조향장치의 충격 에너지 흡수구조.

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