KR20070020741A - 마찰 와이어를 구비한 충격 에너지 흡수구조 조향컬럼 - Google Patents

마찰 와이어를 구비한 충격 에너지 흡수구조 조향컬럼 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마찰 와이어를 구비한 충격 에너지 흡수구조 조향컬럼에 관한 것이다.
본 발명은 자동차의 전방 충돌 시 관성으로 인하여 운전자의 상체가 조향장치에 충격을 가했을 때 충격 이동 방향으로 움직이면서 충격 에너지를 흡수하는 조향컬럼에 있어서, 상기 조향장치의 일측에 형성되고, 상기 충격 이동 방향으로 움직이는 이동부; 상기 이동부의 일측에 돌출된 걸림 단턱부; 와이어 형상으로 가운데 부분이 상기 걸림 단턱부에 걸려있어 상기 이동부가 상기 충격 이동 방향으로 움직일 때 함께 움직이며 일단과 타단은 상기 충격 이동 방향의 반대 방향으로 늘어져 있는 마찰 와이어; 및 상기 마찰 와이어와 밀착되어 있되 상기 자동차에 고정되어 있으며 상기 이동부 및 상기 마찰 와이어가 함께 상기 충격 이동 방향으로 움직일 때 상기 마찰 와이어와 마찰되어 상기 충격 에너지를 흡수하는 고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰 와이어를 구비한 조향컬럼을 제공한다.
본 발명에 의하면, 충격 이동 방향으로 움직이면서 충격 에너지를 흡수하는 조향장치에서 이동부와 고정부 사이에 마찰 와이어를 구비하여 충격 에너지 흡수구조를 간단하게 하는 효과를 준다.
충격, 조향, 컬럼, 자동차

Description

마찰 와이어를 구비한 충격 에너지 흡수구조 조향컬럼{Collision-Energy Absorptive Steering-column Having Friction Wire}
도 1a는 종래의 슬릿 플레이트를 이용한 충격 에너지 흡수구조 조향장치의 일부 개략도,
도 1b는 종래의 슬릿 플레이트를 이용한 충격 에너지 흡수구조 조향장치의 일부 사시도,
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 마찰 와이어를 이용한 충격 에너지 흡수구조 조향장치의 일부 개략도,
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 마찰 와이어를 이용한 충격 에너지 흡수구조 조향장치의 A-A' 단면도,
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 2 마찰 와이어를 보여주는 일부 단면도,
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 제 3 마찰 와이어를 보여주는 일부 단면도,
도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 제 4 마찰 와이어를 이용한 충격 에너지 흡수구조 조향장치의 일부 단면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100: 상부 조향 축 101: 상부 컬럼
102: 하부 컬럼 103: 하부 조향 축
104: 상부 브라켓 105: 캡슐
106: 차체 107: 볼트
108: 슬릿 플레이트 109: 리벳
110: 슬릿 111: 하부 브라켓
112: 슬릿 플레이트 연장부 200: 고정부
201: 이동부 202: 제 1 마찰 와이어
203: 걸림 단턱부 300: 고정부 마찰면
301: 와이어 마찰면 400: 돌기
401: 제 2 마찰 와이어 500: 제 3 마찰 와이어
600: 고정부 홈 601: 이동부 홈
602: 제 4 마찰 와이어
본 발명은 마찰 와이어를 이용한 충격 에너지 흡수구조 조향컬럼에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 이동부와 고정부 사이에 마찰 와이어를 구비하여 충격 에너지 흡수구조가 간단하고 추가 기능을 가지는 마찰 와이어를 구비한 충격 에너지 흡수구조 조향컬럼에 관한 것이다.
자동차의 안전성을 향상시키고 운전자의 조작 편의성을 위해서 자동차에는 다양한 장치가 설치되는데, 그 중에서 조향장치는 운전자가 조향 핸들을 돌려 자동차의 진행 방향을 자유로이 바꿀 수 있게 하는 장치로서, 자동차의 앞 바퀴가 선회하는 회전 중심을 임의로 변경하여 운전자가 의도한 방향으로 자동차를 진행시킬 수 있도록 보조하는 장치다.
조향장치는 일반적으로 운전자로부터 회전력을 받는 조향 휠, 이 조향 휠로부터 회전력을 전달받는 조향 축, 조향 축이 삽입된 상부/하부 컬럼으로 이루어지는데, 이러한 상부/하부 컬럼은 각각 상부/하부 브라켓에 의해 차체에 고정되게 된다.
이러한 조향장치에는 자동차의 전방 충돌 시 충돌 관성으로 인해 운전자가 조향 휠에 부딪쳤을 때 그 충격력을 흡수하거나 완화하여 충격량을 감소시켜서 운전자의 상해를 최소화하도록 하기 위한 충격 에너지 흡수구조가 다양하게 개발되어 설치되고 있다.
한편, 충돌시 운전자 보호 장치의 하나인 에어백은 차체의 전면이나 소정 부위에 충돌 감지 센서를 장치하여 충돌을 감지함으로써 차내의 대쉬보드, 천장, 또는 조향 휠 등에 설치된 에어백이 확장 전개되도록 하여 운전자를 보호하는 기능을 한다.
자동차의 충돌 시 운전자를 보호하기 위한 구조는 조향장치에도 적용되는데, 조향장치의 충격 에너지 흡수구조는 일반적으로 상부 및 하부 컬럼의 변형에 의한 것과, 조향 축의 수축에 의한 것이 병행되어 왔으나, 최근에는 이와 더불어 더 효 과적으로 충격 에너지를 흡수하기 위해 컬럼을 차체에 고정하는 상/하부 브라켓에도 충격 흡수 장치를 마련하여 운전자에게 가해지는 상해를 최소화하도록 하는 경향이다.
도 1a는 종래의 슬릿 플레이트를 이용한 충격 에너지 흡수구조 조향컬럼의 개략도로서, 조향컬럼은 상부 조향 축(100), 상부 컬럼(101), 하부 컬럼(102), 하부 조향 축(103), 상부 브라켓(104), 캡슐(105), 차체(106), 볼트(107), 슬릿 플레이트(108), 리벳(109) 및 하부 브라켓(111), 슬릿 플레이트 연장부(112)를 포함하여 구성된다.
상부 브라켓(104)에는 판 형상의 슬릿 플레이트(108)가 리벳(109) 고정되고 슬릿 플레이트(108)에는 하부 조향 축(103) 방향에서 뻗어나온 슬릿 플레이트 연장부(112)가 구성되는데, 이 슬릿 플레이트 연장부(112)는 180도 구부려져서 볼트(107)로 차체와 고정된다. 즉, 슬릿 플레이트(108)는 일측이 차체(106)에 고정되고 타측은 상부 브라켓(104)에 고정되는 것이다.
자동차의 전방 충돌 시 관성에 의해 운전자의 상체가 조향 휠에 충격을 가하면 상부 조향 축(100), 상부 컬럼(101) 및 상부 브라켓(104)이 차체(106)와 분리가 되게 된다. 평상시에는 상부 브라켓(104)과 차체(106) 사이에 구성되는 캡슐(105)은 상부 브라켓(104)과 차체(106)를 연결하는 기능을 하는 것이지만, 일정 이상의 충격이 상부 브라켓(104)에 가해질 경우 차체(106)와 상부 브라켓(104)이 쉽게 분리되도록 하는 기능도 있다.
결국, 차체(106)에서 상부 브라켓(104)이 분리된 후 충격 이동 방향(X)으로 움직이면서 슬립 플레이트(108)가 충격 에너지를 흡수함으로써 운전자에게 가해지는 충격을 완화한다.
도 1b는 종래의 슬릿 플레이트를 이용한 충격 에너지 흡수구조 조향컬럼의 사시도로서, 조향컬럼은 상부 조향 축(100), 상부 컬럼(101), 하부 컬럼(102), 하부 조향 축(103), 상부 브라켓(104), 캡슐(105), 볼트(107), 슬릿 플레이트(108), 리벳(109), 슬릿(110), 하부 브라켓(111) 및 슬릿 플레이트 연장부(112)를 포함하여 구성된다.
도시한 것과 같이 슬릿 플레이트(108)는 얇은 판 형상으로 리벳(109)으로 상부 브라켓(104)에 고정되어 있으며, 하부 조향 축(103) 방향으로 슬릿 플레이트 연장부(112)가 길게 형성되어 있는데, 이 슬릿 플레이트 연장부(112)에는 볼트(107)가 삽입되는 볼트 홀이 형성되게 된다. 이러한 볼트 홀을 포함하는 슬릿 플레이트 연장부(112)는 상부 조향 축(100) 방향으로 180도 굽혀진 후 볼트(107)로 차체(106)에 고정되게 된다. 또한, 슬릿 플레이트(108)에는 슬릿(110)이 형성되어 있다. 이 슬릿(110)은 슬릿 플레이트(108)를 얇게 한 부분으로 슬립(110)을 따라 쉽게 찢어질 수 있는 구조를 가진다.
따라서, 상부 브라켓(104)이 충격 이동 방향(X)으로 이동할 때 슬릿 플레이트 연장부(112)는 볼트(107)에 의해 고정되지만, 슬릿 플레이트(108)는 하부 브라켓(111) 방향으로 이동하게 된다. 결국, 슬릿 플레이트 연장부(112)가 슬릿 플레이트(108)를 당기게 되어 슬릿 플레이트(108)는 슬릿(110)을 따라 찢어지게 된다. 이때, 슬릿 플레이트(108)가 찢어지게 되는 에너지로 운전자가 조향 휠에 가하는 충 격 에너지를 흡수하게 되는 것이다.
이와 같이 종래의 슬릿 플레이트를 이용한 충격 에너지 흡수구조 조향컬럼은 충격 에너지를 흡수하기 위한 구조가 복잡하여 제작에 어려움이 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 이동부와 고정부 사이에 마찰 와이어를 구비하여 충격 에너지 흡수구조가 간단하고 추가 기능을 가지는 마찰 와이어를 구비한 충격 에너지 흡수구조 조향컬럼을 제공하는 것이 그 목적이다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 자동차의 전방 충돌 시 관성으로 인하여 운전자의 상체가 조향장치에 충격을 가했을 때 충격 이동 방향으로 움직이면서 충격 에너지를 흡수하는 조향컬럼에 있어서, 상기 조향장치의 일측에 형성되고, 상기 충격 이동 방향으로 움직이는 이동부; 상기 이동부의 일측에 돌출된 걸림 단턱부; 와이어 형상으로 가운데 부분이 상기 걸림 단턱부에 걸려있어 상기 이동부가 상기 충격 이동 방향으로 움직일 때 함께 움직이며 일단과 타단은 상기 충격 이동 방향의 반대 방향으로 늘어져 있는 마찰 와이어; 및 상기 마찰 와이어와 밀착되어 있되 상기 자동차에 고정되어 있으며 상기 이동부 및 상기 마찰 와이어가 함께 상기 충격 이동 방향으로 움직일 때 상기 마찰 와이어와 마찰되어 상기 충격 에너지를 흡수하는 고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰 와이어를 구비한 조향컬럼을 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 마찰 와이어를 이용한 충격 에너지 흡수구조 조향장치의 일부 개략도이다. 도시한 것과 같이 조향장치는 고정부(200), 이동부(201), 제 1 마찰 와이어(202) 및 걸림 단턱부(203)를 포함하여 구성된다.
자동차의 전방 충돌 시 운전자가 조향 휠에 충격을 가하여 운전자가 조향 휠에 부딪힐 경우, 조향장치는 충격 이동 방향(X)으로 움직이면서 충격을 흡수하여 운전자의 부상을 최소화한다.
조향장치의 일측에 형성된 이동부(201)는 충격 이동 방향(X)으로 움직이는 부분으로 이동부(201)의 일측에는 충격 에너지를 흡수하기 위한 충격 에너지 흡수구조를 구비하여 운전자에게 가해지는 충격을 최소화한다.
도시한 것과 같이 이동부(201)의 외주면에는 걸림 단턱부(203)가 구성되는데, 걸림 단턱부(203)에는 제 1 마찰 와이어(202)가 감겨있다. 제 1 마찰 와이어(202)의 중간 부분이 걸림 단턱부(203)에 걸려있으며 제 1 마찰 와이어(202)의 일단과 타단은 충격 이동 방향(X)의 반대 방향으로 늘어진 상태이다.
결국, 이동부(201)가 충격 이동 방향(X)으로 움직일 때 걸림 단턱부(203)에 걸려 있는 제 1 마찰 와이어(202)도 걸림 단턱부(203)을 따라 충격 이동 방향(X)으로 움직이는 구조를 가지게 된다.
한편, 고정부(200)는 충격 이동 방향(X)으로 움직이지 않고 차체에 고정된다. 따라서, 제 1 마찰 와이어(202)는 이동부(201)와 함께 충격 이동 방향(X)으로 움직이는 반면에 고정부(200)는 움직이지 않기 때문에 고정부(200)와 제 1 마찰 와이어(202) 사이에는 상대 운동이 발생한다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 마찰 와이어를 이용한 충격 에너지 흡수구조 조향장치의 A-A' 단면도이다.
도시한 것과 같이 고정부(200)와 제 1 마찰 와이어(202)는 밀착되어 있어서 이동부(201)와 함께 제 1 마찰 와이어(202)가 충격 이동 방향(X)으로 움직일 경우에는 고정부 마찰면(300)과 와이어 마찰면(301) 사이에는 강한 마찰력이 발생한다. 결국, 제 1 마찰 와이어(202)는 충격으로 인한 이동부(201)의 운동 에너지를 흡수한다.
한편, 제 1 마찰 와이어(202)는 단순히 충격으로 인한 운동 에너지를 흡수할 뿐만 아니라 차체에 고정된 고정부(200)와 조향컬럼에 구비된 이동부(201) 사이에 설치되어 진동과 소음을 흡수하는 기능도 수행한다.
따라서, 제 1 마찰 와이어(202)의 재질은 마찰을 위하여 일정한 강도를 가져야 할 뿐만 아니라 완충을 위하여 소음과 진동을 흡수해야 하므로 고강도 스틸보다는 연한 재질의 금속이나 플라스틱 재질이 적합할 것이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 2 마찰 와이어를 보여주는 일부 단 면도이다.
이동부(201)와 제 2 마찰 와이어(401) 사이에 마찰을 증가시켜 큰 충격 에너지를 용이하게 흡수하기 위해서 제 2 마찰 와이어(401)에 돌기(400)를 구성하였다. 돌기(400)는 고정부 마찰면(300)을 소성 변형시키면서 큰 충격 에너지를 흡수하도록 한다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 제 3 마찰 와이어를 보여주는 일부 단면도이다.
도시한 것과 같이 이동부(201)와 제 3 마찰 와이어(500) 사이에 마찰을 점차 증가시키고, 이동부(201)의 이동량에 따라 충격 에너지 흡수량을 증가하기 위해서 충격 이동 방향(X)의 반대 방향으로 점차 지름이 커지는 제 3 마찰 와이어(500)를 도시한다. 이동부(201)와 함께 충격 이동 방향(X)으로 움직이고, 점차 지름이 커지는 제 3 마찰 와이어(500)는 고정부 마찰면(300)과의 마찰력이 점차로 증가한다. 결국, 충격 에너지의 흡수를 점차 증가시킨다.
도 6은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 제 4 마찰 와이어를 이용한 충격 에너지 흡수구조 조향장치의 일부 단면도이다.
도시한 것과 같이 고정부(200)는 이동부(201)의 외주면을 감싸는 구조로 되어 있으며 고정부(200)와 이동부(201) 사이에 제 4 마찰 와이어(602)가 구비된다.
도 3에서 설명한 바와 같이 이동부가 충격 이동 방향(X)으로 움직일 때 제 4 마찰 와이어(602)는 이동부(201)에 구비된 걸림 단턱부(203)에 고정되어 이동부(201)와 함께 움직이는 구조를 가지되, 고정부(200)는 차체에 고정되어 움직이지 않는다.
이동부(201)에는 충격 이동 방향(X)으로 형성된 이동부 홈(601)이 구성되고, 고정부(200)에는 충격 이동 방향(X)으로 형성된 고정부 홈(600)이 구성된다. 도시한 것과 같이 고정부 홈(600)과 이동부 홈(601)에 제 4 마찰 와이어(602)가 밀착 삽입된다.
고정부(200)와 이동부(201)는 직접적으로 맞닿아 있지 않지만, 제 4 마찰 와이어(602)를 매개로 상호 연결된 구조를 가진다. 또한, 이동부(201)가 충격 이동 방향(X)으로 움직일 때에는 이동부 홈(601)과 고정부 홈(600)에 물려있는 제 4 마찰 와이어(602)를 따라서 움직인다.
즉, 제 4 마찰 와이어(602)는 이동부(201)와 고정부 홈(600) 사이에 개재되어 충격 에너지를 흡수할 뿐만 아니라, 이동부(201)와 고정부(200) 사이에 진동과 소음을 흡수하고, 이동부(201)가 고정부 홈(600)과 이동부 홈(601)을 따라 충격 이동 방향(X)으로 용이하게 움직일 수 있도록 가이드 역할도 한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 충격 이동 방향으로 움직이면서 충격 에너지를 흡수하는 조향장치에서 이동부와 고정부 사이에 마찰 와이어를 구비하여 충격 에너지 흡수구조를 간단하게 하는 효과를 준다.

Claims (6)

  1. 자동차의 전방 충돌 시 관성으로 인하여 운전자의 상체가 조향장치에 충격을 가했을 때 충격 이동 방향으로 움직이면서 충격 에너지를 흡수하는 조향컬럼에 있어서,
    상기 조향장치의 일측에 형성되고, 상기 충격 이동 방향으로 움직이는 이동부;
    상기 이동부의 일측에 돌출된 걸림 단턱부;
    와이어 형상으로 가운데 부분이 상기 걸림 단턱부에 걸려있어 상기 이동부가 상기 충격 이동 방향으로 움직일 때 함께 움직이며 일단과 타단은 상기 충격 이동 방향의 반대 방향으로 늘어져 있는 마찰 와이어; 및
    상기 마찰 와이어와 밀착되어 있되 상기 자동차에 고정되어 있으며 상기 이동부 및 상기 마찰 와이어가 함께 상기 충격 이동 방향으로 움직일 때 상기 마찰 와이어와 마찰되어 상기 충격 에너지를 흡수하는 고정부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰 와이어를 구비한 조향컬럼.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 마찰 와이어와 상기 고정부 사이에 마찰을 크게 하기 위하여 상기 마찰 와이어의 외주면 상에 돌기를 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰 와이어를 구비한 조향컬럼.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 마찰 와이어는 상기 충격 이동 방향의 반대 방향으로 점차 굵어지는 것을 특징으로 하는 마찰 와이어를 구비한 조향컬럼.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정부와 상기 이동부 사이에 용이하게 마찰이 일어나도록 하기 위하여, 상기 고정부는 상기 이동부의 일측 외주면을 감싸는 구조를 가지며 상기 이동부 외주면의 일측과 타측에 상기 마찰 와이어가 구비되는 것을 특징으로 하는 마찰 와이어를 구비한 조향컬럼.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정부에 형성되고, 상기 마찰 와이어의 상기 충격 이동 방향으로 형성되며, 상기 마찰 와이어가 안착되는 홈인 고정부 홈을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰 와이어를 구비한 조향컬럼.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동부에 형성되고, 상기 마찰 와이어의 충격 이동 방향으로 형성되며, 상기 마찰 와이어가 안착되는 홈인 이동부 홈을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 마찰 와이어를 구비한 조향컬럼.
KR1020050074958A 2005-08-16 2005-08-16 마찰 와이어를 구비한 충격 에너지 흡수구조 조향컬럼 KR20070020741A (ko)

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