KR20120037073A - 충격 흡수 마운팅 브라켓 및 이를 구비한 자동차의 조향 컬럼 - Google Patents

충격 흡수 마운팅 브라켓 및 이를 구비한 자동차의 조향 컬럼 Download PDF

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KR20120037073A KR1020100098608A KR20100098608A KR20120037073A KR 20120037073 A KR20120037073 A KR 20120037073A KR 1020100098608 A KR1020100098608 A KR 1020100098608A KR 20100098608 A KR20100098608 A KR 20100098608A KR 20120037073 A KR20120037073 A KR 20120037073A
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Abstract

본 발명의 일실시예는 충격 흡수 마운팅 브라켓 및 이를 구비한 자동차의 조향 컬럼에 관한 것으로 본 발명에 의하면, 별도의 틸트 작동 부품이 없어도 조향컬럼의 마운팅 브라켓이 틸트 작동을 수행할 수 있고, 동시에 자동차의 충돌에 의한 충격을 흡수할 수 있게 되어 자동차의 충돌 안정성을 향상시키고, 부품수 감소와 제조 및 조립 공정을 단축시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

Description

충격 흡수 마운팅 브라켓 및 이를 구비한 자동차의 조향 컬럼{Crash Energy Absorbing Mounting Bracket and Steering Column for Vehicle having The Same}
본 발명은 충격 흡수 마운팅 브라켓 및 이를 구비한 자동차의 조향 컬럼에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 별도의 틸트 작동 부품이 없어도 조향컬럼의 마운팅 브라켓이 틸트 작동을 수행할 수 있고, 동시에 자동차의 충돌에 의한 충격을 흡수할 수 있게 되어 자동차의 충돌 안정성을 향상시키고, 부품수 감소와 제조 및 조립 공정을 단축시킬 수 있게 되는 충격 흡수 마운팅 브라켓 및 이를 구비한 자동차의 조향 컬럼에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 조향장치는 자동차의 진행방향을 운전자의 의지대로 변경할 수 있도록 하기 위한 장치로서, 자동차의 앞바퀴가 선회하는 회전 중심을 임의로 변경하여 운전자가 원하는 방향으로 자동차를 진행시킬 수 있도록 보조하는 장치이다. 이러한 자동차의 조향장치에 있어서 운전자가 조향휠을 조작함으로써 발생한 조향력은 조향 컬럼의 조향축을 통해 랙 피니언 기구에 전달되고 최종적으로 양쪽 바퀴의 방향을 변화시키게 된다.
또한, 자동차의 조향장치는 운전자의 편의를 위하여 조향컬럼에 텔레스코프(Telescope) 기능 또는 틸트(Tilt) 기능과 같은 편의 기능을 추가할 수 있는데, 틸트 장치는 조향휠의 고정 각도를 조절하기 위한 장치이고, 텔레스코프 장치는 축 방향으로 신장 및 수축이 가능하도록 두 개의 중공 관을 삽입하여 형성한 것으로 자동차의 충돌시 조향축 및 조향컬럼이 컬랩스(Collapse)되면서 충격 에너지를 흡수하는 기능도 갖는다.
따라서 조향컬럼은 이러한 편의 기능이 없는 일반적인 조향컬럼과, 이러한 편의 기능에 따라 텔레스코프식 또는 틸트식 조향컬럼으로 나뉘어 지며, 경우에 따라서는 텔레스코프식 조향컬럼에 틸트 기능이 추가될 수도 있다. 이러한 편의 기능을 통하여 운전자는 자신의 신장이나 체형에 맞게 조향휠의 돌출 정도 또는 기울임 각도를 조절함으로써 원활한 조향 조작을 할 수 있게 된다.
도 1은 일반적인 자동차의 조향장치를 나타내는 개략도로서, 일반적인 자동차의 조향장치에서는 조향축(130)의 하단을 기어박스(180)와 연결하되, 조향축(130)은 자동차 구조의 여건상 임의의 각도로 기울어진 채 기어박스(180)와 연결하도록 되어 있기 때문에 이러한 조건을 만족하기 위해서, 유니버설 조인트를 매개로 연결되고 튜브(100)와 샤프트(110)로 구성되는 중간축(120: Intermediate Shaft)을 사용하게 된다.
중간축(120)은 일측이 조향휠(170)과 연결된 조향축(130)에 연결되고, 타측이 기어박스(180)에 연결되어 조향휠(170)에서 발생하는 회전력을 기어박스(180)를 통해 차륜에 전달하는 장치이다.
조향컬럼(150)은 컬럼 튜브(147)와, 상부 마운팅 브라켓(160) 및 하부 마운팅 브라켓(165)을 포함하여 구성되며, 여기서 컬럼 튜브(147)는 아우터 튜브(145)와 이너 튜브(140)로 구성될 수 있는데, 아우터 튜브(145)는 조향휠(170) 측에 형성되고 내부에는 아우터 튜브(145)보다 직경이 작아 충격시 내부로 삽입 가능한 이너 튜브(140)가 마련된다. 아우터 튜브(145)와 이너 튜브(140)는 중공 형태의 튜브로 형성되어 조향축(130)이 원활하게 회전할 수 있게 된다.
더스트 커버(105)는 대시 패널(115)에 고정되어 엔진룸을 통해 실내측으로 유입되는 소음 등을 차단하기 위해 사용된다.
그러나, 이러한 종래 기술에 의한 일반적인 자동차의 조향장치는, 틸트 기능을 추가하기 위해서는 상부 마운팅 브라켓과 하부 마운팅 브라켓 외에 조향컬럼을 회전시키며 지지할 수 있는 별도의 부품을 추가로 제작하여 조립하여야 하는 문제점이 있었다.
또한, 자동차의 충돌시 충격을 흡수하여 운전자의 안전을 보호하는 기능을 추가하기 위해서도 역시 충격을 흡수할 수 있는 별도의 부품을 추가로 제작하여 조립하여야 하는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 배경에서 안출된 것으로, 별도의 틸트 작동 부품이 없어도 조향컬럼의 마운팅 브라켓이 틸트 작동을 수행할 수 있고, 동시에 자동차의 충돌에 의한 충격을 흡수할 수 있게 되어 자동차의 충돌 안정성을 향상시키고, 부품수 감소와 제조 및 조립 공정을 단축시킬 수 있게 되는 충격 흡수 마운팅 브라켓 및 이를 구비한 자동차의 조향 컬럼을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예는, 중심부에 조향컬럼이 관통되는 컬럼 관통홀이 구비된 제1플레이트와, 상기 제1플레이트의 단부를 절곡하여 형성되며 중심부에 중간축이 관통되는 중간축 관통홀이 구비된 제2플레이트, 및 상기 제2플레이트의 단부를 절곡하여 형성되는 연결부와, 상기 연결부를 절곡하여 형성하되 양측 단부가 서로 대향되게 형성되는 지지부를 구비한 힌지 플레이트를 포람하여 형성되는 충격 흡수 마운팅 브라켓을 제공한다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 별도의 틸트 작동 부품이 없어도 조향컬럼의 마운팅 브라켓이 틸트 작동을 수행할 수 있고, 동시에 자동차의 충돌에 의한 충격을 흡수할 수 있게 되어 자동차의 충돌 안정성을 향상시키고, 부품수 감소와 제조 및 조립 공정을 단축시킬 수 있게 되는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 자동차의 조향장치를 나타내는 개략도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 충격 흡수 마운팅 브라켓을 나타내는 사시도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 충격 흡수 마운팅 브라켓 중 힌지관과 부시를 나타내는 사시도,
도 4와 도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 충격 흡수 마운팅 브라켓을 나타내는 정면도와 측면도,
도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 충격 흡수 마운팅 브라켓을 구비한 자동차의 조향컬럼을 나타내는 측면도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 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.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 충격 흡수 마운팅 브라켓을 나타내는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 충격 흡수 마운팅 브라켓 중 힌지관과 부시를 나타내는 사시도, 도 4와 도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 충격 흡수 마운팅 브라켓을 나타내는 정면도와 측면도이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 충격 흡수 마운팅 브라켓을 구비한 자동차의 조향컬럼을 나타내는 측면도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 충격 흡수 마운팅 브라켓(200)은, 중심부에 조향컬럼이 관통되는 컬럼 관통홀(223)이 구비된 제1플레이트(220)와, 상기 제1플레이트(220)의 단부를 절곡하여 형성되며 중심부에 중간축이 관통되는 중간축 관통홀(215)이 구비된 제2플레이트(210), 및 상기 제2플레이트(210)의 단부를 절곡하여 형성되는 연결부(237)와 상기 연결부(237)를 절곡하여 형성하되 양측 단부가 서로 대향되게 형성되는 지지부(239)를 구비한 힌지 플레이트(230)를 포함하여 형성된다.
본 발명의 일실시예에 의한 충격 흡수 마운팅 브라켓(200)은, 조향컬럼이 차체(260)와의 조립 및 틸트 작동이 가능하게 충격 흡수 마운팅 브라켓(200)이 틸트 작동을 수행함과 동시에 자동차의 충돌에너지를 흡수하는 구조를 갖추고 있는 특징이 있다.
충격 흡수 마운팅 브라켓(200)은, 크게 제1플레이트(220)와 제2플레이트(210) 및 힌지 플레이트(230)가 일체로 절곡 형성되어 자동차의 차체(260)에 회전 가능하게 결합된다.
제1플레이트(220)는 중심부에 조향컬럼이 관통되는 컬럼 관통홀(223)과 컬럼 체결홀이 구비되어 있고, 제1플레이트(220)의 단부를 절곡하여 형성되는 제2플레이트(210)는 중심부에 중간축이 관통되는 중간축 관통홀(215)이 구비되어 있으며, 제2플레이트(210)의 단부를 절곡하여 형성되는 힌지 플레이트(230)는 자동차의 차체(260)에 회전가능하게 결합된다.
제1플레이트(220)와 제2플레이트(210)는 대략 20° ~ 70°정도로 절곡되어 있는데, 컬럼 관통홀(223)과 중간축 관통홀(215)이 서로 연통되게 절곡되어 있어서 조향컬럼과, 이 조향컬럼의 하측에 유니버설 조인트로 연결되는 중간축이 관통되어 결합된다.
또한, 조향컬럼에 결합되는 제1플레이트(220)에는 컬럼 관통홀(223)의 주위에 스크류나 볼트 등으로 조향컬럼과 체결이 가능하도록 컬럼 체결홀(225)이 구비되어 있다.
제2플레이트(210)에는 중간축 관통홀(215)이 형성되어 있고, 제2플레이트(210)의 양측 단부에는 제2플레이트(210)의 면과 소정의 각도로 절곡되어 형성되는 보강 플랜지(213)가 형성되어 있어서, 자동차의 차체(260)에 조립시 마운팅 브라켓(200) 전체의 강성을 보완하게 되어 있다.
이렇게 소정의 각도로 절곡되어 있는 제1플레이트(220)와 제2플레이트(210)는 자동차의 충돌시, 조향컬럼과 결합된 제1플레이트(220)는 자동차의 앞쪽인 제2플레이트(210) 방향으로 힘을 받게 되고, 힌지 플레이트(230)를 매개로 자동차의 차체(260)와 결합되는 제2플레이트(210)는 상대적으로 자동차의 뒷쪽인 제1플레이트(220) 방향으로 힘을 받게 되어, 이들 제1플레이트(220)와 제2플레이트(210)의 절곡부가 접히는 소성 변형을 하면서 충격을 흡수하게 된다.
힌지 플레이트(230)는 제2플레이트(210)의 단부를 절곡하여 형성되는데, 자동차의 차체(260)와 회전가능하게 결합되어 조향컬럼의 틸트 작동을 가능하게 한다.
이러한 힌지 플레이트(230)는 제2플레이트(210)의 단부를 절곡하여 형성되는 연결부(237)와, 연결부(237)를 절곡하여 형성되되 양측 단부가 서로 대향되게 절곡 형성되는 지지부(239)를 구비하는데, 지지부(239)에는 조향컬럼의 틸트축 방향으로 관통되는 힌지홀(235)이 형성되어 있어서 체결부재에 의해 자동차의 차체(260)에 회전가능하게 결합된다.
힌지 플레이트(230)의 연결부(237)는 제2플레이트(210)의 단부를 제1플레이트(220) 쪽으로 대략 10° ~ 50°정도로 절곡하여 형성되고, 연결부(237)를 절곡하여 형성되는 지지부(239)는 양측 단부가 틸트축 방향으로 서로 대향되며 마주보도록 형성되어 있다.
이렇게 양측 단부가 서로 대향되게 형성되는 지지부(239)에는 힌지홀(235)이 구비되고, 틸트축 역할을 하는 체결부재가 이 힌지홀(235)을 통해 마운팅 브라켓(200)을 자동차의 차체(260)에 결합시킨다.
여기서 체결부재는 자동차의 차체(260)가 지지부(239)의 양측을 조이도록 결합되는 볼트와 너트로 구성되어 조향컬럼의 틸트 작동시 볼트가 틸트축 역할을 하게 된다.
그리고, 지지부(239)의 끝단부에는 소정의 각도로 절곡 형성된 보강부(233)가 구비되어 있어서 조향컬럼의 틸트 작동시 힌지 플레이트(230)의 강성을 보완하도록 되어 있다.
또한, 지지부(239)의 힌지홀(235)에는 중공의 파이프 형상인 힌지관(250)이 결합되어 힌지관(250)의 내측으로 관통되는 체결부재에 의해 차체(260)에 결합될 수 있으며, 힌지홀(235)과 힌지관(250)의 사이에는 부시(240)가 결합될 수 있다.
부시(240)는 힌지홀(235)에 삽입되는 몸통부(247)와, 몸통부(247)로부터 외경이 확대되게 형성되어 힌지홀(235)과 이탈을 방지하는 대경부(245)가 형성되어 있으며, 힌지관(250)이 삽입되는 내주면에는 요철부(243)가 형성되어 있어서 힌지관(250)이 압입될 때 압입력을 줄여주게 되어 있다.
이와 같이 부시(240)를 매개로 힌지홀(235)에 결합되는 경우에는 틸트 작동시 부시(240)가 힌지홀(235)에서 회전하며 틸트축 역할을 하게 되며 볼트와 너트로 구성되는 체결부재에 의해 자동차의 차체(260)에 결합된다.
그리고, 부시(240)에는 내주면으로부터 외주면까지 경방향으로 절개된 절개부(249)가 형성되어 있어서 힌지홀(235)에 결합시 원주방향으로 벌어지는 탄성력에 의해 힌지홀(235)에 견고하게 결합된다.
이와 같은 부시(240)는 내마모성과 저마찰성뿐만 아니라 소정의 휨과 강성을 구비하며 열에 의한 신축성이 적은 재질로 형성될 것이 요구되므로, 폴리 아세탈(POM), 폴리 아미드(PA), 폴리 카보네이트(PC), 폴리 이미드(PI), 폴리 부틸렌 테레프 탈레이트(PBT) 등과 같은 엔지니어링 플라스틱계열 재질 등으로 형성된다.
한편, 전술한 바와 같은 충격 흡수 마운팅 브라켓(200)은, 조향휠(도 1의 170 참조)과 연결되는 조향축(130)과, 조향축(130)이 내장되어 회전이 가능하게 결합되며 충격 흡수 마운팅 브라켓(200)이 결합되는 컬럼튜브(147)와, 컬럼튜브(147)에 결합되어 조향컬럼을 차체에 고정시키는 상부 마운팅 브라켓(160) 등과 구성되어 자동차의 조향컬럼을 구성하게 된다.
이와 같은 구조와 형상을 갖는 본 발명에 의하면, 별도의 틸트 작동 부품이 없어도 조향컬럼의 마운팅 브라켓이 틸트 작동을 수행할 수 있고, 동시에 자동차의 충돌에 의한 충격을 흡수할 수 있게 되어 자동차의 충돌 안정성을 향상시키고, 부품수 감소와 제조 및 조립 공정을 단축시킬 수 있게 되는 효과가 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
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.
200: 본 발명의 일실시예에 의한 충격 흡수 마운팅 브라켓
210: 제2플레이트 213: 보강 플랜지
215: 중간축 관통홀 220: 제1플레이트
223: 컬럼 관통홀 225: 컬럼 체결홀
230: 힌지 플레이트 233: 보강부
237: 연결부 239: 지지부
240: 부시 250: 힌지관

Claims (9)

  1. 중심부에 조향컬럼이 관통되는 컬럼 관통홀이 구비된 제1플레이트와,
    상기 제1플레이트의 단부를 절곡하여 형성되며 중심부에 중간축이 관통되는 중간축 관통홀이 구비된 제2플레이트, 및
    상기 제2플레이트의 단부를 절곡하여 형성되는 연결부와, 상기 연결부를 절곡하여 형성되되 양측 단부가 서로 대향되게 형성되는 지지부를 구비한 힌지 플레이트를 포함하여 형성되는 충격 흡수 마운팅 브라켓.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지부에는 조향컬럼의 틸트축 방향으로 관통되는 힌지홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 충격 흡수 마운팅 브라켓.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 힌지홀에는 중공의 힌지관이 결합되어 이를 관통하는 체결부재에 의해 자동차의 차체에 회전 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 충격 흡수 마운팅 브라켓.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 힌지홀과 힌지관의 사이에는 부시가 결합되는 것을 특징으로 하는 충격 흡수 마운팅 브라켓.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 부시는 상기 힌지관이 삽입되는 내주면에 요철부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 충격 흡수 마운팅 브라켓.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 부시는 내주면으로부터 외주면까지 절개된 절개부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 충격 흡수 마운팅 브라켓.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지부에는 끝단부를 소정의 각도로 절곡 형성한 보강부가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 충격 흡수 마운팅 브라켓.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2플레이트에는 양측 단부를 소정의 각도로 절곡 형성한 보강 플랜지가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 충격 흡수 마운팅 브라켓.
  9. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항의 충격 흡수 마운팅 브라켓;
    조향휠과 연결되는 조향축;
    상기 조향축이 내장되어 회전이 가능하게 결합되며 상기 충격 흡수 마운팅 브라켓이 결합되는 컬럼튜브; 및
    상기 컬럼튜브에 결합되어 조향컬럼을 차체에 고정시키는 상부 마운팅 브라켓;
    을 포함하여 구성되는 충격 흡수 마운팅 브라켓을 구비한 자동차의 조향컬럼.
KR1020100098608A 2009-10-29 2010-10-11 충격 흡수 마운팅 브라켓 및 이를 구비한 자동차의 조향 컬럼 KR101345081B1 (ko)

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