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KR0139704B1 - 전동 파워 스티어링 장치부착 충격 흡수식 스티어링 칼럼 장치 - Google Patents

전동 파워 스티어링 장치부착 충격 흡수식 스티어링 칼럼 장치

Info

Publication number
KR0139704B1
KR0139704B1 KR1019940011634A KR19940011634A KR0139704B1 KR 0139704 B1 KR0139704 B1 KR 0139704B1 KR 1019940011634 A KR1019940011634 A KR 1019940011634A KR 19940011634 A KR19940011634 A KR 19940011634A KR 0139704 B1 KR0139704 B1 KR 0139704B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
steering
steering column
shaft
column
housing
Prior art date
Application number
KR1019940011634A
Other languages
English (en)
Inventor
미끼오 야마구찌
사까에 마쯔모또
Original Assignee
아라따 도시오
니뽄 세이꼬 가부시끼 가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 아라따 도시오, 니뽄 세이꼬 가부시끼 가이샤 filed Critical 아라따 도시오
Application granted granted Critical
Publication of KR0139704B1 publication Critical patent/KR0139704B1/ko

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/16—Steering columns
    • B62D1/18—Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable
    • B62D1/19—Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable incorporating energy-absorbing arrangements, e.g. by being yieldable or collapsible
    • B62D1/192—Yieldable or collapsible columns
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
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    • B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
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    • B62D1/19—Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable incorporating energy-absorbing arrangements, e.g. by being yieldable or collapsible
    • B62D1/195—Yieldable supports for the steering column

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering Controls (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

[목적]
전동 모터(11)를 지지하기 위한 하우징(12)의 존재에도 불구하고 2차 충돌시에 있어서의 변위량을 확보한다.
[구성]
스티어링 샤프트(1)와 스티어링 칼럼(4)은 2차 충돌시에 전장이 줄어든다. 스티어링 칼럼(4)의 전단부에 고정한 하우징(12)을 에너지 흡수부재(19)에 의해 차체(9)에 지지한다. 2차 충돌시에는 이 에너지 흡수부재(19)가 소성 변형하면서 상기-스티어링 샤프트(1)와 스티어링 칼럼(4)의 전방으로의 변위를 허용한다. 변위에 따라서 제1, 제2 유니버설 조이트(24, 28)의 거리가 줄어들며 전달축(25)의 전장이 줄어든다. 이것과 전후해서, 상기 스티어링 샤프트(1) 및 스티어링 칼럼(4)의 전장이 줄어진다.

Description

전동 파워 스티어링 장치 부착 충격 흡수식 스티어링 칼럼 장치
제1도는 본 발명의 제1실시예를 도시하는 부분 종단 측면도.
제2도는 제1도의 확대 A-A단면도.
제3a도 및 제3b도는 에너지 흡수부재의 변형전 및 변형후의 상태를 제1도의 위쪽으로부터 본 도면.
제4a도 및 제4b도는 스티어링 칼럼의 수축전 및 수축후의 상태를 도시하는 제1도의 B부의 확대도.
제5도는 2차 충돌시에 있어서의 경과 시간과 운전자의 몸에 가해지는 충격의 크기 및 상기 스티어링 휠의 변위량과의 관계를 도시하는 선도.
제6도는 본 발명의 제2실시예를 도시하는 요부의 평면도.
제7도는 본 발명의 제3실시예를 도시하는 요부의 평면도.
제8도는 본 발명의 제4실시예를 도시하는 요부의 평면도.
제9도는 본 발명의 제5실시예를 도시하는 요부의 평면도.
제10도는 제9도의 아래쪽에서 본 도면.
제11도는 본 발명의 제6실시예를 도시하는 요부의 평면도.
제12도는 본 발명의 제7실시예를 도시하는 요부의 평면도.
제13도는 본 발명의 제8실시예를 도시하는 요부의 평면도.
제14도는 종래 구조의 한 예를 도시하는 요부의 평면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1:스티어링 샤프트 1a:전단부
2:내측샤프트 3:외측 샤프트
4:스티어링 칼럼 5:외측 칼럼
6:내측 칼럼 7:상부지지 브래킷
8:하부지지 브래킷 9:차체
10:걸기부재 11:전동 모터
12:하우징 13:웜
14:웜 휠 15:접속원통부
16:소경부 17:관통구멍
18:합성수지 19:에너지 흡수부재
20:기부 21:소성 변형부
22:부착부 23:노치
24:제1유니버설 조인트 25:전달축
26:내측샤프트 27:외측샤프트
28:제2유니버설 조인트 29:입력축
30:가이드 판 31:만곡부
32:횡축 33:관통구멍
34:단부
[산업상의 이용분야]
본 발명에 따른 전동 파워 스티어링 장치가 부착된 충격 흡수식 스티어링 칼럼 장치(impact absorbing type steering column apparatus with a motorized power steering device)는, 전동 모터의 회전력을 이용하므로써 조타력의 경감을 도모하는 동시에 스티어링 칼럼을 충돌시의 충격을 흡수할 수 있는 구조로 하므로써 충돌시에 있어서의 승무원의 생명 보호를 도모하는 것이다.
진로 변경시에 스티어링 휠을 돌리는데 필요한 힘(조타력)을 경감하기 위해, 파워 스티어링 장치라 불리는 조타력 보조장치가 널리 사용되고 있다. 또, 경 자동차 등의 소형의 자동차에 있어선 파워 스티어링 장치의 동력원으로서 전동 모터가 일반적으로 이용되고 있다.
한편, 자동차의 충돌시에는 자동차가 다른 자동차 등과 충돌하는 소위 1차 충돌에 이어서 운전자가 스티어링 휠에 충돌하는 소위 2차 충돌이 발생한다. 이 2차 충돌시에 운전자가 받는 충격을 적게 억제하여, 운전자의 생명 보호를 도모하는 것을 목적으로 하고, 2차 충돌시에 스티어링 휠이 충격을 흡수하면서 전방으로 이동하는 충격 흡수식인 것으로 하는 것이 일반적으로 행해지고 있다.
이같은 목적으로 사용되는 충격 흡수식의 스티어링 칼럼 장치로서 종래로부터 예컨대, 일본 특개소 48-87528호, 동 61-57462호, 특개평 1-249571호, 실개소 57-200478호등, 많은 공보에 기재된 것이 제안되어 있고, 또한 일부는 실제로 사용되고 있다. 또, 전동 파워 스티어링과 조합시키는 장치로서, 종래로부터 제14도에 도시하는 것 같은 구조의 것이 생각되어 왔다.
상단부에 스티어링 휠(도시생략)을 고정하고 이 스티어링 휠의 조작에 의해서 비틀림 방향으로 회전되어지는 스티어링 샤프트(1)는, 내측 샤프트(2)와 외측 샤프트(3)가 스플라인 걸어맞춤부에 의해서 회전력의 전달이 자유롭게 조합되서 이뤄진다. 이 스티어링 샤프트(1)는, 상기 내측 샤프트(2)와 외측 샤프트(3)와의 결합부에 짜넣어진 콜랩시블(collapsibel)구조에 의해서, 축방향의 충격이 가해진 경우에 이 충격에 의한 에너지를 흡수하면서 전장(全長)이 줄어든다.
상기 스티어링 샤프트(1)를 끼워넣은 원통형 스티어링 칼럼(4)은 외측 칼럼(5)dp 내측칼럼(6)을 끼워넣은 형(telescopic manner)으로 조합되어 있으며, 역시 축방향의 충격이 가해진 경우엔 이 충격에 의한 에너지를 흡수하면서 저장이 줄어드는 소위 콜랩시블구조로 되어 있다. 이같은 스티어링 칼럼(4)은 그 중간부와 하단부를 상부지지 브래킷(7)과 하부지지 브래킷(8)에 의해서 대시보드의 하면 등, 차체(9)의 일부에 지지되어 있다.
금속판을 구부려서 형성되어 있으며 상기 스티어링 칼럼(4)을 구성하는 외측 칼럼(5)의 중간부 외주면에 용접등으로 고정된 상부지지 브래킷(7)은, 미끄러지기 쉬운 재료로 만들어진 걸기부재(10)를 거쳐서 차체(9)에 지지된다.
파워 스티어링 장치의 동력원이 되는 전동 모터(11)는 상기 스티어링 칼럼(4)의 전단부에 연결된 하우징(12)에 지지되어 있다. 그리고, 이 전동 모터(11)의 출력축에 고정된 웜(13)(제2도)과 상기 스티어링 샤프트(1)의 전단부 외주면에 고정한 웜 휠(14)(제2도)을 맞물리므로써, 상기 전동 모터(11)로의 통전시에 상기 스티어링 샤프트(1)에 회전방향의 힘을 부여할 수 있게 되어 있다.
또한, 상기 하우징(12)의 후단부에는 접속원통부(15)가 형성되어 있어서 상기 스티어링 칼럼(14)을 구성하는 내측 칼럼(6)의 전단부를 상기 접속 원통부(15)의 바깥쪽으로 끼움으로써 상기 스티어링 칼럼(4)과 하우징(12)를 접속하고 있다. 또한, 상기 내측 칼럼(6)의 전단부는 접속원통부(15)의 바깥쪽으로 끼워지기 때문에 지름이 크게 확장되어 있다. 또, 상기 하부지지 브래킷(8)은 상기 하우징(12)과 차체(9)와의 사이에 설치되어 있다.
충돌사고에 의한 2차 충돌에 따라서 스티어링 휠에 충격이 가해진 경우, 이 충격이 곧 스티어링 샤프트(1)와 스티어링 칼럼(4)에 전달되며 양부재(1, 4)가 그 축 방향으로 강하게 밀린다.
이같이 스티어링 샤프트(1)와 스티어링 칼럼(4)과의 축방향으로 가하는 충격력이, 상기 내측 샤프트(4)과의 축방향으로 가하는 충격력이, 상기 내측 샤프트(2)와 외측 샤프트(3)와 결합력, 상기 내측 칼럼(6)과 외측 칼럼(5)과의 결합력, 상기 내측 칼럼(6)과 외측 칼럼(5)과의 결합력, 및 상부지지 브래킷(7)과 걸기 부재(10)와의 결합력이 총계보다 커지면, 이 상기지지 브래킷(7)이 걸기 부재(10)로부터 빠져나와 스티어링 샤프트(1)와 스티어링 칼럼(4)의 변위가 자유롭게 된다.
이 결과, 스트이링 샤프트(1)와 스티어링 칼럼(4)이 상기 충격력에 기인하여 축방향 전방(제14도의 좌하쪽)으로 변위한다. 이 변위시, 스티어링 샤프트(11)를 구성하는 내측 칼럼(6)과 외측 칼럼(5)과의 결합 마찰력과 외측 칼럼(5)과 걸기 부재(10)와의 사이에 설치된 에너지 흡수부재(도시생략)의 소성 변형으로 운전자의 몸체로부터 스티어링 휠을 거쳐서 스티어링 샤프트(1)와 스티어링 칼럼(4)에 가해진 충격을 흡수한다.
[발명이 해결하려는 과제]
본 발명의 전동 파워 스트어링 장치 부착 충격 흡수식 스티어링 칼럼 장치는, 스티어링 칼럼의 강성을 확보하면서 충돌 사고시에 있어서의 스티어링 훨의 변위량, 즉 스티어링 샤프트(1)와 스티어링 칼럼(4)과의 수축량을 많게 하므로써 안전성 확보를 위한 설계의 용이화를 도모하는 것이다.
제14도에 도시된 종래 구조의 경우, 외측 칼럼(5)과 더블어 스티이렁 칼럼(4)을 구성하는 내측칼럼(6)의 전단부의 지름이 확장되어 있으며 이 내측칼럼(6)의 전단근처 부분에 단부(段部)(34)가 형성되어 있기 때문에, 충돌사고에 따라서 이 스티어링 칼럼(4)의 전장이 줄어드는 경우에 있어서도 상기 외측 칼럼(5)의 전단 연부(全段연緣部)가 상기 단부(34)에 맞부딪힐 때까지의 제14도의 거리 S분 밖에 상기 스티어링칼럼(4)의 전장을 줄일 수 없다.
단순히 외측 칼럼(5)의 전단 연부를 후방으로 이동시키는 것은, 이 외측 칼럼(5)과 내측 칼럼(6)과의 끼워지는 길이가 짧아져서 스티어링 칼럼(4)의 구부림 강성이 저하되는 원인으로 되기 때문에 채용할 수 없다. 또, 상기 상부 지지 브래킷(7)과 상기 접속 원통부(15)와의 거리(L)가 커지면 상기 스티어링 칼럼(4)의 구부림 강성을 확보하면서 상기 거리 S를 길게할 수 있는데 상기 거리(L)는 차량 각부의 칫수에 의해서 어느정도 한정되기 때문에 이 거리(L)를 길게 하는 것도 설계상 어렵다.
본 발명의 전동 파워 스티어링 장치 부착 충격 흡수식 스티어링 칼럼 장치는 이같은 문제를 해소하는 것이다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
본 발명의 전동 파워 스티이렁 장치 부착 충격 흡수식 스티어링 칼럼 장치는 후단에 스티어링 휠의 고정을 자유롭게 한 스티어링 샤프트와, 이 스티어링 샤프트의 끼워넣음이 자유로운 스티어링 칼럼과, 이 스티어링 칼럼의 전단부에 결합된 하우징과, 이 하우징에 지지되어 통전에 따라서 상기 스티어링 샤프트에 회전방향의 힘을 부여하는 전동 모터와, 소성 변형이 자유로운 재료로 만들어지며 상기 하우징과 차체와의 사이에 건너지른 상태로 설치되므로써 상기 스티어링 칼럼의 전단부를 차체에 지지하는 에너지 흡수 부재와, 상기 스티어링 샤프트의 전단부에서 상기 하우징의 전단부로부터 돌출한 부분에 그 한측을 결합한 제1유니버셜 조인트(universal joint)와, 그 일단을 상기 제1유니버설 조인트의 타측에 결합한 전달축과, 이 전단축의 타단에 그 일단을 결합한 제2유니버설 조인트를 구비하고 있다. 그리고, 상기 스티어링 샤프트의 전단부에서 상기 하우징으로부터 돌출한 부분과 상기 전달축중의 적어도 한쪽을 신장 및 수축이 자유롭고 회전력의 전달이 자유로운 구조로 하는 동시에 상기 스티어링 샤프트 및 상기 스티어링 칼럼을 축방향으로 가해지는 충격에 기인해서 각각의 전장을 줄이는 구조로 하고 있다.
[작용]
상술된 형태로 구성되는 본 발명의 전동 파워 스티어링 장치 부착 충격 흡수식 스티어링 칼럼 장치의 경우, 충돌사고에 따르는 2차 충돌에 의해서 스티어링 샤프트 및 스티어링 칼럼을 앞쪽으로 미는 충격력이 가해진 경우에는, 에너지 흡수 부재가 소성 변형하는 것과 스티어링 샤프트 및 스티어링 칼럼이 수축하는 것에 의해서 상기 스티어링 샤프트 및 스티어링 칼럼이 앞쪽으로 변위하는 것을 허용한다.
이같이 스티어링 샤프트 및 스티어링 칼럼이 앞쪽으로 변위하도록 상기 에너지 흡수 부재가 소성변형할 때, 이 스티어링 샤프트의 전단부와 전달축 가운데 적어도 한쪽의 전장이 줄어들어서 상기 제2유니버설 조인트의 변위를 흡수한다.
본 발명의 전동 파워 스티어링 장치 부착 충격 흡수식 스티어링 칼럼 장치에 의하면, 2차 충돌시에 있어서의 스티어링 샤프트 및 스티어링 칼럼의 변위량이 하우징의 존재에 관계없이 정해지며 충분한 변위량을 확보하기 위한 설계가 용이해진다.
[실시예]
제1도~제4B도는 본 발명의 제1실시예를 도시하고 있다. 본 발명의 전동 파워 스티어링 장치 부착 충격 흡수식 스티어링 장치를 구성하는 스티어링 샤프트(11)는, 상술한 종래 구조의 경우와 마찬가지로 후단에 스티어링 휠의 고정이 자유로우며 충돌시의 충격에 의해 수축이 자유로운 구조로 되어 있다.
즉, 상기 스티이링 샤프트(1)는 상기 종래 구조의 경우와 마찬가지로 제4A도와 제4B도에 상세히 도시된 바와 같이, 상기 내측 샤프트(2)와 외측 샤프트(3)와의 결합부에 조합된 콜랩시블 구조에 의해서 축방향의 충격이 가해진 경우에 이 충격에 의한 에너지를 흡수하면서 전장이 줄어드는 구조로 되어 있다. 상기 콜랩시블 구조는 상기 내측 샤프트(2)의 외주면에 형성된 소경부(小經部)(16)와 상기 외측 샤프트(3)의 일부로 각 소경부(16)와 정합하는 위치에 형성된 관통구멍(17)과, 이들 각 소경부(16) 및 관통구멍(17)에 충전된 합성수지(18)로 이뤄진다.
상기 내측 샤프트(2) 및 외측 샤프트(3)는 통상시에는 상기 합성 수지(18)의 결합력에 의거해서 서로 변위하는 일은 없으나 충돌사고에 따라서 축방향으로 큰 충격력이 가해진 경우엔, 합성수지(18)가 열단(裂斷)되며 상기 양 샤프트(2, 3)낄 축방향으로 변위하여 상기 스티어링 샤프트(1)의 전장이 축소된다.
또, 스티어링 칼럼(4)은 상기 스티어링 샤프트(1)를 끼워넣음이 자유롭게 깊은 홈 보울 베어링(도시안됨)에 의해서 이 스티어링 샤프트(1)를 회전만이 자유롭게 지지하고 있다. 그리고, 이 스티어링 칼럼(4)도 충돌시의 충격에 의해 수축이 자유로운 콜랩시블 구조로 되어 있다. 즉, 이 스티어링 칼럼(4)은, 상술한 종래 구조의 경우와 마찬가지로 제4A도 및 재4B도에 상세히 도시된 바와 같이 외측 칼럼(5)과 내측 칼럼(6)을 끼워넣은 형으로 조합해서 이룬다. 통상시에는 상기 외측 칼럼(5)의 내주면과 상기 내측 칼럼(6)의 외주면과의 사이에 작용하는 마찰력등에 의거해서 이들 양 칼럼(5, 6)이 변위하지 않으나 충돌 사고에 따라서 축방향의 충격이 가해진 경우에는 이 충격에 의한 에너지를 흡수하면서 전장이 줄어든다.
상기 스티어링 칼럼(4)의 전단(제 1, 4A 및 4B도의 좌하단)부분에는 하우징(12)이 연결되어 있고, 이 하우징(12)은 파워 스티어링 장치의 동력원이 되는 전동 모터(11)를 지지하고 있다. 그리고, 이 전동 모터(11)에 의해서 상기 스티어링 샤프트(1)에 윔(13) 및 웜 휠(14)을 통하여 회전방향의 힘을 부여하는 것이 자유롭게 되어 있다.
또, 상기 하우징(12)의 전단면에는 에너지 흡수부재(19)의 기부(基部)(20)를 결합하고 있다. 이 에너지 흡수부재(19)는 연강판 등, 소성 변형이 자유로운 재료의 금속판으로 만들어지며 상기 기부(20)의 좌우 양측에 설치된 소성 변형부(21)의 선단부에 부착부(22)를 설치하고 있다. 이중에서 소성변형부(21)는, 제2도 및 제3A도에 도시된 바와 같이 상기 금속판에 형성된 따형상 부분을 U자형으로 되접으므로써 상기 하우징(12)이 축방향으로 변위할 때, 제3A도의 상태에서 동 제 3B도의 상태로 소성 변형이 자유롭게 되어 있다.
한편, 상기 각 소성 변형부(21)의 선단부에 설치된 부착부(22)에는 각 부착부(22)를 차체(9)의 하면에 고정하는 나사를 끼워 관통시키기 위한 노치(23)를 형성하고 있다.
이같은 형상을 갖는 에너지 흡수 부재(19)는, 상기 기부(20)를 상기 하우징(12)의 전단면에 결합 고정하고 상기 각 부착부(22)를 차체(9)에 고정하는 것에 의해서 상기 하우징(12)과 차체(9)와의 사이를 건너지른 상태로 설치되어 상기 스티어링 칼럼(4)의 전단부를 차체(9)에 지지한다.
또한, 상기 스티어링 샤프트(1)의 전단부에서 상기 스티어링 칼럼(4)의 전단으로부터 돌출한 부분에는 제1조인트(24)의 편측이 결합되고, 이 제1유니버설 조인트(24)의 타측이 전달측(25)의 일단에 결합되어 있다. 이 전달측(25)은 내측샤프트(26)의 단부와 외측 샤프트(27)의 단부를 스플라인 등으로 걸어맞춤으로써 신장 및 수축이 자유로우며 회전력의 전달이 자재롭게 구성된 것이며, 그 일단이 상기 제1유니버설 조인트(24)의 타측에 결합되고 동시에 타단이 제2유니버설 조인트(28)의 일단에 결합되어 있다.
또, 이 제2유니버설 조인트(28)의 타단은 스티어링 기어의 입력축(29)에 접촉되어 있다.
상술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 전동 파워 스티어링 장치 부착 충격 흡수식 스티어링 칼럼 장치의 경우, 충돌사고에 따른 2차 충돌에 의해서 스티어링 샤프트(1) 및 스티어링 칼럼(4)을 전방으로 미는 충격력이 가해진 경우엔, 에너지 흡수부재(19)의 소성 변형부(21)가 제3A도에 가해진 경우엔, 에너지 흡수부재(19)의 소성 변형부(21)가 제3A도에 도시한 상태로부터 동 제3B도에 도시한 상태로까지 소성 변형하면서 상기 스티어링 샤프트(1) 및 스티어링 칼럼(4)이 전방으로 변위하는 것을 허용한다.
이같이 스티어링 샤프트(1) 및 스티어링 칼러(4)이 전방으로 변위할 때, 상기 하우징(12)내에 설치된 토션 바아(torsion bar)(도시생략)에 의해서 상기 스티어링 샤프트(1)에 접속된 스티어링 샤프트의 전단부(1a)에 설치된 제1유니버설 조인트(24)가 제1도의 실선위치로부터 이점 쇄선 위치까지 전방으로 변위하고, 이 제1유니버설 조인트(24)와 제2유니버설 조인트(28)와의 거리가 줄어든다. 그래서, 이들 양 유니버설 조인트(24, 28)사이에 설치된 전달측(25)의 전장이 줄어들어서 상기 양 유니버설 조인트(24, 28)의 거리 변화를 흡수한다.
또, 2차 충돌에 따라서 스티어링 칼럼(4)을 전방으로 미는 충격력이 가해진 경우에는 상기 에너지 흡수부재(19)의 소성 변형에 기인하여 이 스티어링 칼럼(4)전체가 전방으로 변위하는 것과 전후해서, 상기 내측 칼럼(6)과 외측 칼럼(5)과의 상대변위, 및 상기 내측 샤프트(2)와 외측 샤프트(3)와의 상대 변위에 기인하여 상기 스티어링 칼럼(4) 및 상기 스티어링 샤프트(1)의 전장이 줄어든다.
이 결과, 2차 충돌에 기인하는 충격에 의해서 상기 스티어링 휠이 전방으로 변위가능한 거리는, 상기 에너지 흡수부재(19)의 소성 변형에 기인하는 스티어링 칼럼(4)의 변위량(L1)과 상기 스티어링 칼럼(4)의 수축량(L2)과 합(L1+L2)으로 된다. 따라서, 상기 스티어링 칼럼(4)의 구부림 강성을 확보하도록 상기 외측 칼럼(5)과 내측칼럼(6)과의 끼워 맞춤 길이를 길게하는 것에 의해 상기 수축량(L2)을 충분히 확보할 수 없어도 상기 스티어링 휠의 변위량 충분히 확보한다.
또한, 상기 전달축(25), 스티어링 샤프트(1), 스티어링 칼럼(4)의 전장은, 2차 충돌에 앞서는 1차 충돌에 의해서 상기 제2유니버설 조인트(28)가 후방으로 이동한 경우에도 줄어든다. 스티어링 칼럼(4)을 구성하는 외측 칼럼(5)의 중간부를 차체(9)에 지지하고 있는 상부지지 브래킷(7)은 이 스티어링 칼럼(4)이 전방으로 변위하는 것만을 가능하게 하고 후방으로의 변위를 저지하는 구조이기 때문에 1차 충돌시에 상기 외측 칼럼(5)이 후방으로 변위하는 일은 없으므로 상기 스티어링 샤프트(1)의 후단부에 고정된 스티어링 휠이 운전자로 향해서 돌출되는 일은 없다.
본 발명의 전동 파워 스티어링 장치 부착 충격 흡수식 스티어링 칼럼 장치에 의하면, 2차 충돌시에 있어서의 스티어링샤프트(1) 및 스티어링 칼럼(4)의 변위량을 전동 파워 스티어링 장치를 구성하기 위한 하우징(12)의 존재에도 불구하고 크게 할 수 있으므로 충분한 변위량을 확보하기 위한 설계가 용이해진다.
또, 에너지 흡수부재(19)의 재질이나 소성 변형부(21)의 칫수를 적당하게 정하므로써 충분히 효과적인 충격 흡수를 행할 수 있다. 예컨대, 상기 재질을 SPHC로 하고 상기 소성 변형부(121)의 판 두께를 2.9mm, 폭 칫수를 26.5~30.0mm(초기 변위에 요하는 하중이 작고 그후로부터 크게되게, 중간부터 폭칫수를 크게 했다)로 하고 본 발명자가 행한 실험에 의하면 2차 충돌시에 있어서의 경과시간과 스티어링 휠에 부딪혔을 때의 운전자의 몸체에 가해지는 충격이 크기 및 상기 스티어링 칼럼의 변위량과의 관계가 제5도와 같이 되었다. 이 제5도에 있어서, 실선(a)은 경과시간과 운전자의 몸체에 가해지는 충격이 크기와의 관계를, 파선(b)은 경과시간과 스티어링 칼럼의 변위량과의 관계를 각각 나타내고 있다. 이 제5도는 FMVSS No. 203에 의거하는 실험으로 구했는데 운전자에 가해지는 충격이 최대값은 850 Kgf이고 안전규격(1134 Kgf이하)에 여유있게 만족한다는 것이 확인되었다. 실험시의 충돌속도는 기존속도의 4/3배인 32.1Km/h로 했다.
또한, 2차 충돌시에 상기 각 소성 변형부(21)가 축방으로 변위하는 것에 의해 충격 흡수 성능에 불균일이 생기는 것을 방지하기 위해서, 제 2~3A도에 이점쇄선으로 도시된 바와 같이 각 소성 변형부(21)의 외측에 가이드 판(30)을 설치할 수도 있다.
다음에, 제6~8도는 본 발명의 제2~5실시예로서, 에너지 흡수부재(9)의 소성 변형부(21)형상의 다른 예를 도시하고 있다. 우선, 제6도에 도시한 제2실시예의 경우, 기부(20)와 부착부(22)와 사이에 만곡부(31)를 3개소 설치하는 것에 의해서 2차 충돌시에 있어서의 상기 소성 변형부(21)의 신장량을 많게 하고 있다. 또, 제7도에 도시한 제3실시예의 경우, 만곡부(31)를 2개소 설치하고 있다.
또한, 제8도에 도시한 제4실시예의 경우, 만곡부(31)의 방향을 제1 제3실시예의 경우와 90도 다르게 하여 역시 2차 충돌시의 신장량을 많게 하고 있다. 신장량을 많게하는 이외의 구성 및 작용은 상술의 제1실시예의 경우와 같다.
다음에 제9~10도는 본 발명의 제5실시예를 도시하고 있다. 본 실시예의 경우, 에너지 흡수부재(19)를 구성하는 소성 변형부(21)의 선단부에 부착부(22)가 횡축(32)에 의해서 중심에 부착되어 있다. 따라서, 본 실시예의 경우, 부착부(22)를 차체에 고정한 상태인채, 상기 소성 변형부(21) 및 하우징(12)과 그 전단부에 고정한 스티어링 칼럼(4)의 경사 각도를 조절할 수 있다. 즉, 본 실시예는 스티어링 휠의 높이 조절을 행하는 소위 틸트(tilt)식 스티어링 장치를 병설하는 경우에 이용할 수 있다.
다음에 제11도는 본 발명의 제6실시예를 도시하고 있다. 본 실시예의 경우, 소성 변형부(21)가 줄어들면서 충격을 완화하는 상태로 구성되고 있다. 즉, 본 실시예에 있어서의 소성 변형부(21)는 스티어링 칼럼(4) 및 하우징(12)의 축방향에 대해서 지그재로 형성되어 이 축방향으로 큰 충격력이 작용한 경우에 이 충격력을 완화하면서 전장을 줄어들게 하고 있다.
또, 스티어링 샤프트이 전단부(1a)에 있는 상기 하우징(12)으로부터 돌출된 부분이, 축방향의 힘이 가해진 경우에 전장을 줄이는 구조로 되어 있다. 충돌시에는 상기 스티어링 샤프트(1a)가 전달축(25)(제1도)을 대선해서, 또는 이 전달축(25)과 함께 수축한다. 전달축(25)과, 함꼐 수축하는 경우엔 수축 스트로크를 크게할 수 있다. 기타의 구성 및 작용은 상술의 제 1~5실시예의 경우와 같다.
또한, 압축하면서 충격력을 완화하는 소성 변형부(21)의 형상으로선 제12도에 도시한 제7실시예, 제13도에 도시한 제8실시예 같은 것도 채용할 수 있다. 이중에서 제12도에 도시한 것은 상기 제7도에 도시한 형상과 마찬가지로 소성 변형부(21)에 2개소의 만곡부(31)를 형성하고 기부(20)에 대해서 부착부(22)를 전방을 향해 크게 돌출시킨 것이며, 제13도에 도시한 것은 소성 변형부(21)에 다수의 관통구멍(33)을 형성하는 것에 의해서 이 소성 변형부(21)를 압축변형이 자유롭게 한 것이다.
[발명의 효과]
본 발명의 전동 파워 스티어링 장치 부착 충격 흡수식 스티어링 칼럼 장치는, 상술한 바와 같이 구성되어 작용하기 때문에 스티어링 칼럼의 구부링 강성을 확보하면서 충돌사고에 따르는 2차 충돌 때, 운전자의 신체에 큰 충격력이 가해지는 것을 방지하고 운전자가 받는 상해를 최소한으로 억제하도록 스티어링 휠의 스트로크량을 많게 하는 설계의 용이화를 도모할 수 있다.

Claims (1)

  1. 후단에 스티어링 휠의 고정이, 자유롭게 되어 있는 스티어링 샤프트와, 상기 스티어링 샤프트의 끼워넣음이 자유로운 스티어링 칼럼과, 상기 스티어링 칼럼의 전단부에 결합된 하우징과, 상기 하우징에 지지되고 통전에 따라서 상기 스티어링 샤프트에 회전방향의 힘을 부여하는 전동 모터와, 소성 변형이 자유로운 재료로 만들어지고 상기 하우징과 차체와의 사이에 건너지른 상태로 설치되므로써 상기 스티어링 칼럼의 전단부를 차체에 지지하는 에너지 흡수부재와, 상기 스티어링 샤프트의 전단부에서 상기 하우징의 전단에서 돌출한 부분에 그 편측이 결합된 제1유니버설 조인트와, 그 일단이 상기 제1유니버설 조인트의 타측에 결합된 전달축과, 상기 전달축의 타단에 그 일단이 결합된 제2유니버설 조인트율 구비하고, 상기 스티어링 샤프트의 전단부에서 상기 하우징에서 자유로우며 회전력의 전달이 자유로운 구조로 하는 동시에, 상기 스티어링 샤프트 및 상기 스티어링 칼럼이 축방향으로 가해지는 충격에 기인하여 각각의 전장이 줄어드는 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 장치 부착 충격 흡수식 스티어링 칼럼 장치.
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