KR100764207B1 - 차량용 스티어링 칼럼의 충격 흡수구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 스티어링 칼럼의 충격 흡수구조에 관한 것으로서, 그 기술적인 구성은, 아우터 튜브와 이너 튜브로 이루어진 차량용 스티어링 칼럼에 있어서, 상기 이너 튜브(10b)의 단부 외주에는 적어도 두개 이상의 착설홈(100)이 요입 형성되며, 상기 착설홈(100)에는 일측이 절개된 링 스프링(40)이 설치되고, 상기 링 스프링(40)이 설치된 이너 튜브(10b) 단부를 아우터 튜브(10a) 내측 단부에 압입토록 한 후, 아우터 튜브(10a) 외측에서 코킹하여 이너 튜브(10b)와 아우터 튜브(10a) 사이에 링 스프링(40)이 삽입 고정토록 구성되는 것을 요지로 한다.

이와 같은 본 발명은, 차량 충돌 또는 추돌시 상기 스티어링 칼럼이 길이 방향으로 컬랩스(collapse)되면서 링 스프링의 마찰력에 의해 그 충격에너지를 효과적으로 흡수할 수 있게 되므로서 운전자에게 전달되는 충격에너지를 최소화하여 운전자의 안전을 도모할 수 있는 효과가 있다.

스티어링 칼럼, 아우터 튜브, 이너 튜브, 링 스프링

Description

차량용 스티어링 칼럼의 충격 흡수구조{A Shock Absorbing structure of Steering column for an automobile}

도 1은 종래의 일반적인 스티어링 시스템의 전체적인 구성을 나타낸 개략 구성도.

도 2는 종래의 스티어링 칼럼의 충격 흡수구조를 도시한 조립 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 차량용 스티어링 칼럼을 나타낸 분해 사시도.

도 4는 도 3에 따른 A-A선 단면을 나타낸 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 스티어링 칼럼의 충격 흡수구조를 나타낸 조립 단면도.

도 6은 도 5에 따른 작동 상태를 도시한 작동상태 단면도.

*도면의 주요 부위에 대한 부호 설명*

1...스티어링 칼럼

10a...아우터 튜브

10b...이너 튜브

40...링 스프링

100...착설홈

본 발명은 차량용 스티어링 칼럼의 충격 흡수구조에 관한 것으로, 이는 특히, 아우터 튜브 단부 내측으로 이너 튜브가 끼워져 이루어진 스티어링 칼럼에 있어, 상기 아우터 튜브와 이너 튜브 사이에 링 스프링을 삽입하여 차량 충돌 또는 추돌시 상기 스티어링 칼럼이 길이 방향으로 컬랩스(collapse)되면서 링 스프링의 마찰력에 의해 그 충격에너지를 효과적으로 흡수토록 하므로서, 운전자에게 전달되는 충격에너지를 최소화하여 운전자의 안전을 도모할 수 있도록 한 차량용 스티어링 칼럼의 충격 흡수구조에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 스티어링 시스템은 운전자가 운전석에 마련된 스티어링 휠을 조작하여 차량을 원하는 방향으로 선회시킬 수 있도록 하기 위해 차량에 구비되는 장치이다.

이와 같은 차량용 스티어링 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 차량의 운전석에 마련되는 스티어링 휠(5)과, 상기 스티어링 휠(5) 하부에 연결되는 조향축(3)과, 이 조향축을 내설한 상태에서 한쌍의 마운팅 브라켓을 통해 이를 차체(2)에 고정토록 하는 스티어링 칼럼(1)과, 조향축(3) 하단에는 유니버셜 조인트(6)를 통해 이와 교축되도록 설치되는 기어박스(7) 등을 구비되어 일정각 경사진 상태에서 조향축의 회전력이 전달토록 구성된다.

여기서, 상기 조향축(3)은 외부의 충격 에너지 전달시 축방향으로 수축 가능하도록 다양한 에너지 흡수(Energy Absorbing) 구조가 마련되는데, 그 외부측에 설치되는 스티어링 칼럼(1) 역시 이와 함께 축방향으로 수축 가능하도록 마련된다.

즉, 상기 스티어링 칼럼(1)은 평상시에는 조립상태를 유지하고 외부의 충격 에너지 전달시에는 축방향으로 수축되어 완충기능을 함으로써, 차량 충돌 또는 추돌시 그 충격력에 의해 조향장치가 운전자측으로 돌출하여 위해를 가하는 것을 방지함과 아울러, 충돌 관성으로 인해 운전자가 조향장치에 부딪혔을때 그 충격력을 흡수, 완화하여 운전자의 상해를 최소화 하게 된다.

도 2에서 보이는 바와 같이, 상기 스티어링 칼럼(1)은 충격 에너지를 흡수할 수 있도록 두 개의 중공관을 삽입토록한 것으로서, 차량의 스티어링 휠 측으로는 아웃터 튜브(10a, Outter Tube)가 배치되고, 기어박스 측으로는 이보다 작은 지름의 이너 튜브(10b, Inner Tube)가 배치되는데, 이때 이너 튜브(10b)의 일단은 이와 마주하는 아웃터 튜브(10a)의 일단 내부로 그 일부가 삽입된다.

그리고, 상기 아웃터 튜브(10a)와 이너 튜브(10b)의 사이에는 조립상태를 유지할 수 있도록 고정구조가 마련되는데, 이와 같은 고정구조에는 볼부시 타입(Ball Bush Type)과 커링 타입(Curing Type) 및, 스태킹 타입(Stacking Type) 등 여러 가지가 있으나, 도 2에서와 같은 볼부시 타입(Ball Bush Type)의 고정구조를 예를 들어 설명하면 다음과 같다.

즉, 이 볼부시 타입의 고정구조는 이너 튜브(10b)와 아우터 튜브(10a)의 사이에 다수의 볼(8)들을 개입시키되, 이들 볼(8)의 위치를 합성수지재 부시(9)로써 한정하여 평상시에는 조립상태가 유지되고, 차량의 충돌 또는 추돌시에는 이너 튜브가 아우터 튜브 내측으로 볼 부시의 마찰력을 이기고 길이가 줄어들면서 그 충격 에너지를 흡수토록 하는 구조 이다.

그러나, 이와 같은 종래 스티어링 칼럼의 충격 흡수구조는, 마찰력에 의한 작용효과가 떨어진다든가 혹은, 볼(8) 및 부시(9)를 제작하기 위한 제조공정이 추가되어야 하므로 생산성이 떨어지고, 제조원가가 높아지므로 불합리한 것이었다.

또한, 충격 발생시 그 저항 하중의 관리가 용이하지 못 해 차량 종류에 따른 하중 조절이 어렵다는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 개선시키기 위해 안출한 것으로서, 그 목적은, 스티어링 칼럼의 아우터 튜브와 이너 튜브 사이에 링 스프링을 삽입하여 차량 충돌 또는 추돌시 이와 같은 링 스프링의 마찰력에 의해 그 충격에너지를 흡수할 수 있도록 하므로서, 간단한 구조이면서 제품의 생산성은 향상시키며 차량의 충격흡수 효과는 가일층 배가시켜 운전자에게 전달되는 충격에너지를 최소화할 수 있는 차량용 스티어링 칼럼의 충격 흡수구조를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 이너 튜브와 아우터 튜브 사이에 마찰부재로서 삽입되는 상 링 스프링의 설치 간격 및 갯수의 조정에 따라, 차량 종류에 따른 효율적인 하중 관리가 이루어 질 수 있도록 하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로서 본 발명은, 조향축이 내설된 상태에서 이를 차체에 고정시킬 수 있도록 중공관 형태의 이너 튜브와 아우터 튜브로 이루어 지며, 상기 이너 튜브의 일단이 아우터 튜브의 내측 단부에 삽입되어 이루어진 차량용 스티어링 칼럼에 있어서;

상기 이너 튜브의 단부 외주에는 적어도 두개 이상의 착설홈이 요입 형성되며, 상기 착설홈에는 일측이 절개된 링 스프링이 설치되고, 상기 링 스프링이 설치된 이너 튜브 단부를 아우터 튜브 내측 단부에 압입토록 한 후, 아우터 튜브 외측에서 코킹작업하여 이너 튜브와 아우터 튜브 사이에 링 스프링이 삽입 고정토록 구성됨을 특징으로 하는 차량용 스티어링 칼럼의 충격 흡수구조를 마련함에 의한다.

본 발명은, 상기 링 스프링의 설치되는 착설홈이 차량 하중에 따라 그 설치간격 및 설치갯수가 달리 구성될 수 도 있는 것이 특징이다.

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

본 실시예에서 앞서 도시된 종래의 구성과 동일한 부분에 대해서는 동일한 도면참조부호 및 명칭을 사용하며 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

첨부도면 도 3은 본 발명에 따른 차량용 스티어링 칼럼을 나타낸 분리 사시도 이며, 도 4는 도 3에 도시된 링 스프링의 A-A선 단면을 나타낸 단면도 이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명인 차량용 스티어링 칼럼의 충격 흡수구조는, 조향축(미도시)이 내설된 상태에서 이를 차체에 고정시킬 수 있도록 중공관 형태의 스티어링 칼럼(1)이 마련되는데, 이와 같은 스티어링 칼럼(1)은 이너 튜브(10b)와 아우터 튜브(10a)로 이루어 지며, 상기 이너 튜브(10b)의 일단은 아우터 튜브(10a)의 내측 단부에 일부 삽입토록 구성된다.

특히 본 발명은, 상기 이너 튜브(10b)의 단부 외주에는 적어도 두개 이상의 착설홈(100)이 요입 형성되며, 상기 착설홈(100)에는 일측이 절개된 링 스프링(40)이 설치되어 차량 충돌시 아우터 튜브(10a) 내측으로 이너 튜브(10b)가 밀려들어가면서 상기 링 스프링(40)과의 마찰력에 의해 그 충격에너지를 흡수 또는 완화토록 하는 것이 특징이다.

여기서, 상기 링 스프링(40) 및 착설홈(100)은 차량 하중에 따라 그 설치간격 및 설치갯수가 달리 구성될 수 있으며, 상기 링 스프링(40)은 자체 단면 직경방향으로 탄성을 지니도록 링 형상의 단면형상으로 이루어 진다(도 4참조).

계속해서, 도 5는 본 발명에 따른 스티어링 칼럼의 조립된 상태를 나타낸 단면도 로서, 전술한 바와 같이 링 스프링(40)이 설치된 이너 튜브(10b) 단부를 아우터 튜브(10a) 내측 단부에 압입시킨 후 아우터 튜브 외측에서 코킹작업 하므로서, 이너 튜브(10b)와 아우터 튜브(10a) 사이에 링 스프링(40)이 삽입 고정되어 스티어링 칼럼 수축시 마찰력이 발생토록 되는 구성으로 이루어 진다.

따라서, 상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 차량용 스티어링 칼 럼의 충격 흡수구조의 작용 및 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 도 6은 차량 충돌 또는 추돌시 스티어링 칼럼의 작동 상태를 도시한 단면도 로서 도 5와 도 6을 연계하여 설명하면, 본 발명인 차량용 스티어링 칼럼의 충격 흡수구조는, 아우터 튜브(10a)와 이너 튜브(10b) 사이에 적어도 두개 이상의 링 스프링(40)을 압입토록 한 후 코킹(Caulking)을 통해 링 스프링(40)을 고정토록 하므로서, 상기 링 스프링(40)이 평시에는 스티어링 칼럼(1)의 조립상태를 유지시켜 주는 역할을 하게 되며, 유사시 즉, 차량의 충돌 또는 추돌이 발생되었을 경우에는 아우터 튜브(10a)와 이너 튜브(10b)사이에서 마찰을 일으켜 그 충격력을 흡수, 완화하여 운전자의 상해를 최소화 할 수 있도록 하는 것이다.

이는 특히, 도 6에서 보이는 바와 같이, 차량 충돌 또는 추돌시 아우터 튜브(10a) 내측으로 이너 튜브(10b)가 밀려 들어 가는 경우에, 이너 튜브(10b)의 착설홈(100)과 아우터 튜브(10a) 사이에 압입되었던 링 스프링(40)은 자체 탄성 변형을 일으키면서 밀려 들어가는 이너 튜브(10b)의 외주면과 마찰을 일으키게 되고, 이로 인해 운전자에게 가해지는 충격에너지를 흡수 또는 완화 할 수 있게 되는 것이다.

이와 같은 링 스프링(40)은 일측이 절개되어 있어 원주 방향으로 자체탄성을 지니고 있음은 물론, 그 단면 역시 일측이 절개된 링 형상으로 구성되어 단면 직경방향으로도 역시 자체 탄성을 갖게 되므로서, 상술한 바와 같이 스티어링 칼럼의 수축시 단면 및 원주 방향으로 탄성 변형을 일으킬 수 있게 되는 것이다.

한편, 이와 같은 링 스프링(40) 및 이 링 스프링(40)이 설치되는 착설홈(100)은 차량 하중에 따라 그 설치간격 및 설치갯수를 달리하여 효율적인 하중 관리가 이루어 질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명인 차량용 스티어링 칼럼의 충격 흡수구조에 의하면, 스티어링 칼럼의 아우터 튜브와 이너 튜브 사이에 링 스프링을 삽입하여 차량 충돌 또는 추돌시 이와 같은 링 스프링의 마찰력에 의해 그 충격에너지를 흡수할 수 있게 되므로서, 조립이 간단하여 제품의 생산성을 향상시킬 수 있음은 물론, 상기 링 스프링 및 이 링 스프링이 설치되는 착설홈이 차량에 따라 그 설치간격 및 갯수가 달리 구성시킬 수 있어 효율적인 하중 관리가 이루어 질 수 있다는 등의 우수한 효과가 있다.

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. 조향축이 내설된 상태에서 이를 차체에 고정시킬 수 있도록 중공관 형태의 이너 튜브(10b)와 아우터 튜브(10a)로 이루어 지며, 상기 이너 튜브(10b)의 일단이 아우터 튜브(10a)의 내측 단부에 삽입되어 이루어진 차량용 스티어링 칼럼(1)에 있어서;

   상기 이너 튜브(10b)의 단부 외주에는 적어도 두개 이상의 착설홈(100)이 요입 형성되며,

   상기 착설홈(100)에는 일측이 절개된 링 스프링(40)이 설치되고,

   상기 링 스프링(40)이 설치된 이너 튜브(10b) 단부를 아우터 튜브(10a) 내측 단부에 압입토록 한 후, 아우터 튜브(10a) 외측에서 코킹하여 이너 튜브(10b)와 아우터 튜브(10a) 사이에 링 스프링(40)이 삽입 고정토록 구성되며,

   상기 링 스프링(40)은 소재의 단면 직경방향으로 탄성을 지니도록 일부가 절개된 링 형상의 단면형태로 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 스티어링 칼럼의 충격 흡수구조.
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