KR100599481B1

KR100599481B1 - 조향컬럼의 충격흡수장치

Info

Publication number: KR100599481B1
Application number: KR1020040070738A
Authority: KR
Inventors: 이병훈
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2004-09-06
Filing date: 2004-09-06
Publication date: 2006-07-12
Also published as: US20060049620A1; KR20060021997A; US7300071B2

Abstract

본 발명의 조향컬럼의 충격흡수장치는, 상부 플레이트와, 하부 플레이트, 상기 상부 플레이트의 일단과 상기 하부 플레이트의 일단을 연결하는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 전술한 구성에서, 상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트 사이에 스토퍼가 배치되되, 상기 스토퍼는 브라켓의 결합홈에 배치되는 것을 특징으로 하며, 상기 상부 플레이트는 가장자리가 절곡된 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 스토퍼의 두께(t)는 상기 결합홈의 두께(T)보다 얇게 형성되며, 상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트의 연장선이 어느 한점에서 만나도록 배치되는 것을 특징으로 한다.

조향컬럼, 충격 흡수 장치, 캡슐

Description

조향컬럼의 충격흡수장치{SHOCK ABSORBING DEVICE FOR STEERING COLUMN}

도 1: 종래의 충격흡수장치를 장착한 조향 장치 정면도

도 2: 종래 충격흡수장치의 분해 사시도

도 3: 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 충격흡수장치의 분해 사시도

도 4: 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 충격흡수장치의 차체 조립 전 단면도

도 5: 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 충격흡수장치의 차체 조립 후 단면도

도 6: 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 충격흡수장치의 중요부분 조립도

** 도면의 중요 부분에 대한 간단한 설명 **

123a, 150a, 125a : 장공 123, 150 : 캡슐

120 : 브라켓 120a : 결합홈

140 : 차체 125 : 스토퍼

151 : 상부 플레이트 152 : 하부 플레이트

153 : 연결부 154 : 절곡부

155 : 홈

본 발명은 조향컬럼의 충격흡수장치에 관한 것이다.

종래의 조향컬럼의 충격흡수장치로서, 예컨데 한국 공개특허 공개번호 제2000-10034호의 공보에 개시된 것이 제안되어 있다.

일반적으로 자동차의 조향장치에는 진행방향을 바꾸기 위하여 조작력을 조향기어 및 링크 등에 전하는 조작기구와, 조향축의 회전을 감속하여 조작력을 증대함과 아울러 조작기구의 운동방향을 바꾸는 기어기구가 포함되어 있다. 또한, 기어기구의 작동을 전륜에 전달하고 좌우륜의 관계위치를 바르게 지지하는 링크기구들을 포함하여 이루어지며, 조작기구의 조향축 및 그 조향축을 감싸는 조향컬럼에는 충돌사고시 조향휠에 의한 운전자의 부상을 막아주는 충격 흡수 장치를 구비하고 있다.

상기 충격흡수장치는 차체의 충돌시 조향축과 조향컬럼의 변형으로 충격에너지가 흡수되도록 하는 장치로서, 이는 대체적으로 크게 그물 모양의 조향컬럼을 이용하여 충격이 전달될 경우 수축되면서 충격을 흡수하는 메시식과, 벨로우즈관을 이용한 벨로우즈식 및 볼과 슬리브를 이용한 볼 슬리브식이 있다.

상기와 같은 충격흡수장치는 수축을 통한 좌굴을 이용해 충격을 흡수하는 장치이다. 이에 더해에 조향 컬럼의 외곽부에는 캡슐을 이용한 충격흡수장치가 더 구비되어 있다.

상기와 같이 캡슐을 이용한 조향컬럼의 충격흡수장치는 도 1과 도2에 도시된 바와 같이, 브라켓(120)의 양단에 결합홈(120a)이 관통 형성 되어 있고, 브라켓(120)의 결합홈(120a)과 알루미늄 재의 캡슐(123)에 형성된 장공(123a)에 볼트(124)가 끼워져 차체(140)에 장착된다. 캡슐(123)과 브라켓(120)은 플라스틱 핀(160)이 끼워져 임시고정되는 구조로 이루어져 있다. 상기 플라스틱 핀(160)은 절단되면서 충격흡수 기능을 하기도 하고, 캡슐(123)과 브라켓(120)을 임시고정하는 기능도 한다.

이와 같은 구조에 의해, 충돌 사고시 충격력이 상부로부터 전달될 경우, 조향 컬럼(110)의 상부 재킷(111)은 충격력에 의해 하부 재킷(113)의 외곽을 따라 하부로 이동되면서 수축을 통한 좌굴을 이용해 충격을 흡수하게 된다. 이때, 차체(140)에 고정된 캡슐(123)은 상부 재킷(111)과 같이 이동되는 브라켓(120)과 이탈 분리된다. 따라서, 캡슐(123)과 상부 브라켓(120)의 고정체 역할을 하던 플라스틱 핀(160)이 절단되면서 충격력을 이차적으로 흡수함으로써, 충격력에 의한 운전자의 상해를 줄일 수 있도록 한다.

그러나, 상기 캡슐(123)은 그 조립 방법(플라스틱 사출)을 만족시키기 위해 다양한 외형을 가지고 있으며 이에 만족키 위해 알류미늄 다이캐스팅 제품을 대부분 사용하고 있으나 소재 특성상 차체 조립 또는 진동부하시 파손되는 경우도 있어 안정성면에서 취약하다. 또한, 상기 캡슐(123)은 알류미늄 다이캐스팅 후 일부분 후가공이 필요하므로 단가가 높아지게 된다. 한편, 브라켓(120)과의 고정체 역할을 하는 플라스틱 핀(160)의 사출조립의 경우 사출설비의 안정화 여부에 따라 사출 조건이 크게 달라지게 된다. 따라서, 상기 플라스틱 핀(160)은 이탈하중의 산포가 과 다하게 되어 충격 흡수 기능을 안정적으로 할 수 없게 된다. 또한, 상기 캡슐(123)은 차량 주행시 쉽게 이탈되거나 충돌시 너무 큰 충격이 가해질 경우에는 정상적인 흡수기능을 할 수 없게된다. 또한, 상기 캡슐(123)은 구조가 복잡하여 제조비도 많이 들게 되고, 조립 과정 또한 복잡하다.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 구조와 그 성형이 단순하고 큰 충격을 흡수할 수 있는 조향컬럼의 충격흡수장치를 제공하는데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 조향컬럼의 충격흡수장치는, 상부 플레이트와, 하부 플레이트, 상기 상부 플레이트의 일단과 상기 하부 플레이트의 일단을 연결하는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 전술한 구성에서, 상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트 사이에 스토퍼가 배치되되, 상기 스토퍼는 브라켓의 결합홈에 배치되는 것을 특징으로 하며, 상기 상부 플레이트는 가장자리가 절곡된 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 스토퍼의 두께(t)는 상기 결합홈의 두께(T)보다 얇게 형성되며, 상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트의 연장선이 어느 한점에서 만나도록 배치되는 것을 특징으로 한다.

이 구성에 의하면, 상기 충격흡수장치는 구성이 단순해지고, 흡수할 수 있는 충격의 크기도 커지게 된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 설명하는데, 종래의 것과 동일한 것은 동일한 참조부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 충격흡수장치의 분해 사시도이다.

조향컬럼에 가해지는 충격을 흡수하기 위한 충격흡수장치는 브라켓(120)에 끼워져 차체(140)에 장착되는 캡슐(150)을 포함하여 이루어지며, 상기 캡슐(150)은 상부 플레이트(151)와 하부 플레이트(152) 및 상기 상부 플레이트(151)의 일단과 상기 하부 플레이트(152)의 일단을 연결하는 연결부(153)로 이루어진다. 또한, 상기 캡슐(150)에는 장공(150a)이 관통 형성된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 전술한 구성에 의해, 상기 캡슐(150)은 브라켓(120)을 ㄷ형상으로 감싸게 된다. 따라서, 상부 플레이트(151)와 하부 플레이트(152) 사이에는 결합홈(120a)이 형성된 브라켓(120)이 배치되고, 상기 캡슐(150)은 중앙에 형성된 장공(150a)과 브라켓(120)의 결합홈(120a)으로 볼트(124)를 삽입하여 차체(140)에 체결하게된다. 이와 같은 구성에 의해 상기 캡슐(150)과 브라켓(120)에는 마찰면이 생성된다. 이때 상기 캡슐(150)이 압착되도록 조임력을 주어 볼트(124) 체결함으로써, 마찰면에 작용하는 마찰력이 더 커지도록 한다. 이와 같이 상기 브라켓(120)은 상부 플레이트(151)와 하부 플레이트(152)와의 마찰면에 작용하는 정지 마찰력에 의해 캡슐(150)에 고정된다.

상기 장공(150a)은 볼트(124)를 끼울수 있는 볼트공 역할을 하는 동시에, 충격시 브라켓(120)이 이탈될 때 장공(150a)의 길이 만큼 캡슐(150)도 차체에서 이탈되면서 일차적인 흡수효과를 준다. 브라켓(120)이 장공(150a)의 길이 이상 이탈될 경우 이차적으로 브라켓(120)이 캡슐(150)로부터 완전 이탈되면서 브라켓(120)과 캡슐(150)의 마찰면에 작용하는 마찰력으로 인해 충격을 흡수하게 된다. 따라서, 상기 캡슐(150)은 기존의 플라스틱 핀이 절단되면서 흡수하는 충격력보다 더 큰 충격력을 흡수할 수 있게 된다.

또한, 상기 캡슐(150)의 상부 플레이트(151)와 하부 플레이트(152) 사이에는 스토퍼(125)가 더 배치된다. 상기 스토퍼(125)의 중앙에는 볼트(124)가 끼워질 수 있는 장공(125a)이 형성되어 있다. 상기 스토퍼(125)는 상기 브라켓(120)의 결합홈(120a)에 배치되는데, 이때 상기 결합홈(120a)에 상기 스토퍼(125)를 끼워넣음으로써, 스토퍼(125)의 측면과 결합홈(120a)의 측면 사이에 작용하는 마찰력으로 충격흡수 할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 상기 스토퍼(125)는 장공(125a)에 볼트(124)를 끼워 상기 캡슐(150)과 함께 차체(140)에 장착되게 된다. 한편, 상기 스토퍼(125)는 결합홈(120a)에 끼워지기 쉽도록 사다리꼴 형상으로 하는 것이 바람직하다.

상기 캡슐(150)은 브라켓(120)과의 접촉면에 더 큰 마찰력을 주기 위해 조임력을 주어 볼트(124)로 장착하게 되는데, 이때 과다하게 조임력을 주는 경우 상기 캡슐(150)의 이탈력이 과다해지고, 플레이트의 형상에 변형이 가해져 상기 캡슐(150)과 브라켓(120)의 접촉면적이 줄어들게 된다. 이때, 두 플레이트 사이에 위치한 상기 스토퍼(125)는, 플레이트가 어느 정도 이상 조여질 경우 두 플레이트를 지지 함으로써, 더이상 조여지지 않도록하여 플레이트에 가해지는 조임력이 과다해지지 않도록 방지한다. 따라서, 상기 캡슐(150)과 상기 브라켓(120)은 밀착 접촉하게 된다.

한편, 상기 스토퍼(125)의 두께(t)는 결합홈(120a)의 두께(T)보다 얇게 형성 하여 어느정도의 조임력은 허용하면서 허용 조임력 이상이 되면 더이상 조여지지 않도록 할 수 있다. 또한, 상기 스토퍼(125)의 두께(t)를 조절함으로써, 상기 캡슐(150)에 가해지는 조임력을 조정할 수 있게 된다. 결과적으로 조임력을 조정함으로써, 캡슐(150)과 브라켓(120) 사이에 작용하는 마찰력을 조정할 수 있게 된다.

전술한 구성에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 장착시 차체(140)에 의해 압착되는 상부 플레이트(151)가 하부 플레이트(152)에 대해 경사지게 형성되는 것이 바람직하다. 전술한 바와 같이, 경사진 형상에 의해 상기 캡슐(150)은 상기 브라켓(120)에 쉽게 끼워지므로 가조립하는 것이 용이해진다. 도 5는 캡슐(150)이 차체(140)에 조립된 형상의 단면을 보여주고 있다. 도면에서 보이는 바와 같이, 상기 캡슐(150)은 중심에 관통 형성된 장공(150a)으로 볼트(124)를 삽입하여 차체(140)에 체결하게 되면, 상기 볼트(124)의 체결력에 의해 경사지게 형성된 상부 플레이트(151)는 압착된다. 따라서, 상기 캡슐(150)은 차체(140)와 밀착 조립되게 된다.

한편, 상부 플레이트(151)와 하부 플레이트(152)의 연결부(153)는 목 형상으로 함으로써, 경사진 상부 플레이트(151)를 압착할 때 과도한 힘이 필요하지 않도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 상부 플레이트(151)는 가장자리가 절곡되어 있다. 이때, 상기 상부 플레이트(151)는 테두리에 홈(155)을 형성하여 홈(155)과 홈(155) 사이의 테두리를 절곡시켜 절곡부(154)를 형성함으로써, 가장자리만 쉽게 절곡되도록 할 수 있 다. 또한, 상기 절곡부(154)는 상기 상부 플레이트(151)의 좌우측에 형성될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 절곡부(154)는 그 끝단이 브라켓(120)을 향하도록 절곡되며, 차체조립시 차체(140)와 밀착되면서 변형됨으로써, 상기 절곡부(154)의 반력이 차체(140)와 브라켓(120)에 작용하게 되어 상기 차체(140)와 브라켓(120)과 상기 캡슐(150)은 강하게 접촉하게 된다. 따라서, 브라켓(120)과 캡슐(150) 및 차체(140)는 일체로 형성된 것과 같은 효과를 가진다.

전술한 본 발명에 따른 조향컬럼의 충격흡수장치에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였다. 본 발명은 특허 청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.

본 발명의 조향컬럼의 충격흡수장치는, 상부 플레이트와, 하부 플레이트, 상기 상부 플레이트의 일단과 상기 하부 플레이트의 일단을 연결하는 연결부로 이루어진 캡슐을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의해, 상기 캡슐과 브라켓은 마찰접촉하게 되고, 이로 인한 마찰력으로 조향 컬럼에 작용하는 충격력은 상쇄된다. 이때, 볼트의 조임력을 크게하여 상기 캡슐이 압착됨으로써, 상기 캡슐과 상기 브라켓 사이의 마찰력이 커지게 된다. 결과적으로 캡슐은 큰 충격에너지를 흡수할 수 있게 된다. 한편, 브라켓은 마찰력에 의해 고정지지 되므로, 주행시에도 캡슐로부터 쉽게 이탈되지 않는다. 또한, 상기 캡슐은 구조가 단순해졌으며, 형상이 단순하여 제작 또한 용이하 다. 따라서, 부품 제조비용 및 조립비용이 절감되는 효과가 있다.

또한, 스토퍼가 브라켓의 결합홈에 배치되는 구성에 의해, 상기 스토퍼는 상기 플레이트에 어느 한도 이상의 조임력이 가해질 경우 더이상 조여지지 않도록 두 플레이트를 지지함으로써, 상기 캡슐의 이탈력이 과대해 지는 것을 방지하고, 상기 캡슐의 플레이트 형상이 과도하게 변형되는 것을 방지한다. 따라서, 상기 스토퍼는 캡슐이 브라켓과 밀착접촉 된다. 한편, 상기 스토퍼의 두께(t)를 상기 결합홈의 두께(T)보다 얇게 형성함으로써, 상기 스토퍼는 어느 정도의 조임력을 허용하는 동시에 허용 조임력 이상이 가해지는 것을 방지 할 수 있다. 또한, 상기 스토퍼의 두께를 변화시킴으로써, 상기 캡슐에 가해지는 조임력을 조정할 수 있게 된다. 따라서, 캡슐과 브라켓 사이의 마찰력을 조정할 수 있게 되고, 결과적으로 상기 캡슐이 흡수할 수 있는 충격량을 조절할 수 있게 된다.

또한, 상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트의 연장선이 어느 한점에서 만나도록 배치된 것을 특징으로 한다. 이와 같은 구조에 의해, 상기 캡슐은 가조립이 용이하게 되며, 차체 조립시 벌어져 있는 부분이 볼트의 조임력에 의해 압착되어 차체에 밀착 조립된다. 따라서, 상기 캡슐은 차량 주행시에도 차체에서 쉽게 이탈되지 않고, 안정적으로 충격 에너지를 흡수할 수 있게 된다.

한편, 상기 상부 플레이트는 가장자리가 절곡되어 절곡부가 형성된다. 상기 절곡부는 차체 조립시 변형되어 차체와 브라켓에 반력을 가함으로써, 캡슐이 차체와 브라켓에 강하게 접촉될 수 있도록 한다.

Claims

삭제
상부 플레이트와;

하부 플레이트;

상기 상부 플레이트의 일단과 상기 하부 플레이트의 일단을 연결하는 연결부를 포함하여 이루어지되,

상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트 사이에 스토퍼가 배치되며, 상기 스토퍼는 브라켓의 결합홈에 배치되며, 상기 스토퍼의 두께(t)는 상기 결합홈의 두께(T)보다 얇게 형성된 것을 특징으로 하는 조향컬럼의 충격흡수장치.
제 2항에 있어서,

상기 상부 플레이트는 가장자리가 절곡된 것을 특징으로 하는 조향컬럼의 충격흡수장치.
삭제
제 2항 또는 제 3항에 있어서,

상기 상부 플레이트가 상기 하부 플레이트에 대해 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 조향컬럼의 충격흡수장치.