KR100349254B1 - 스티어링 칼럼 샤프트의 충격흡수 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스티어링 칼럼 샤프트의 충격흡수 구조로서, 튜브와 샤프트의 충격흡수 구조를 강화시켜, 차량충돌로 인해 발생되는 다량의 충격에너지가 지속적으로 흡수 될 수 있게 하며, 생산 공정을 단순화하여 생산성 향상 및 원가절감을 도모할 수 있도록 한 것이다.

이를 위한 특징적인 수단으로는, 연결부위가 각각 세레이션 가공된 튜브와 샤프트에 있어서, 길이방향으로 복수의 직경축소부가 구비된 샤프트를 튜브와 끼워 연결하고, 직경축소부 위치상의 튜브를 샤프트의 축중심을 향하도록 축의 직교방향으로 펀칭하여 샤프트쪽으로 밀어넣어 형성시킨 펀칭돌기와 샤프트의 모서리사이의 공간차가 모두 상이하도록 복수개의 펀칭돌기를 튜브의 길이방향으로 형성하여, 튜브와 샤프트의 세레이션 유격은 조립 후 함몰부분의 코킹 때 샤프트와 튜브를 같이 프레스로 눌러서 구성된 것이다.

Description

스티어링 칼럼 샤프트의 충격흡수 구조{SHOCK ABSORBING STRUCTURE FOR STEERING COLUMN SHAFT}

본 발명은 자동차용 조향장치의 충격흡수구조로서, 차량 충돌로 인한 차체파손시에 조향장치가 운전자쪽으로 돌출되어 운전자에게 위해를 주는 것을 방지함과 동시에 운전자가 관성으로 조향장치에 부딪칠 때 운전자가 받는 충격을 완화하도록 사용되는 것이다.

일반적으로 사용되는 조향장치용 충격흡수구조의 종래기술은 아래와 같다.

종래의 샤프트(1)와 튜브(2)의 결합구조도인 도 1에서 도시된 바와 같이, 샤프트(1)는 일끝단에 복수개의 직경축소부(5)가 구비되고, 외주면이 세레이션(7a) 가공되며, 튜브(2)는 내주면이 세레이션(7b) 가공된다.

큰 토크를 전달할 수 있도록 세레이션 가공된 샤프트와 튜브를 연결시킨다.

도 2에서 나타난 바와 같이, 튜브와 끼워서 연결된 샤프트에 있어서, 샤프트의 직경축소부 위치상의 튜브(2)에 핀 구멍을 형성한다.

튜브와 샤프트연결부의 유격이 없어지도록, 튜브와 샤프트의 가공면 사이를 플라스틱으로 몰딩시키면, 튜브(2)의 핀구멍을 통해 튜브와 샤프트의 직경축소부 사이의 빈 공간에 플라스틱 핀(3b)이 형성된다.

상기 플라스틱 핀(3b)은 차량충돌로 인하여 발생된 충격에너지에 의해 샤프트(1)가, 운전자를 보호할 수 있도록 길이방향으로 이동되면, 샤프트의 모서리(11)에 의해 파단됨으로써, 충격에너지에 대향되는 마찰력이 발생되고, 이 마찰력에 의해 충격에너지가 흡수된다.

샤프트(1)의 모서리(11)가 플라스틱 핀(3b)을 파단시키면서 길이방향으로 압입되고,

동시에 칼럼 튜브(2) 또한 길이방향으로 압축됨으로서, 조향휠이 운전석쪽으로 돌출되는 것이 방지되고, 관성에 의하여 운전자의 신체가 조향휠에 부딪쳐, 다시 충격

에너지가 발생되면, 칼럼 브래킷의 캡슐이 파괴되고, 튜브의 선단이 이동 되어, 또 다시 칼럼 튜브와 샤프트가 길이방향으로 압축 축소되면서, 2차 충격에너지가 흡수되도록 한다.

상기와 같은 종래의 기술은 초기의 충격은 샤프트에 의해 흡수될 수 있으나, 관성에 의해 운전자가 조향휠에 부딪치므로서 발생되는 충격에너지는 샤프트가 흡수하지 못하고 다른 부품의 충격 흡수의 가이드하는 역할만을 수행하게 되므로, 샤프트가 줄어들 수 있는 한계에 도달되면, 큰하중이 다시 발생되어 지속적인 충격흡수가 이루어지지 않는다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 튜브와 샤프트의 충격흡수구조를 개선함으로서, 간단한 구조만으로도 차량충돌시 발생되는 충격에너지가 단계적으로 흡수 되게 하여, 원가절감 및 생산성 향상과 운전자의 안전을 도모한 것이다.

이를 위한 특징적인 수단으로는, 연결부위가 각각 세레이션 가공된 튜브와 샤프트에 있어서, 길이방향으로 복수의 직경축소부가 구비된 샤프트를 튜브와 끼워 연결하고, 직경축소부상의 튜브를 샤프트의 축중심을 향하도록 축의 직교방향으로 펀칭하

여 샤프트쪽으로 밀어넣어 형성한 펀칭돌기와 샤프트의 모서리사이의 공간차가 모두 상이하도록 복수개의 펀칭돌기를 튜브의 길이방향으로 형성하고, 튜브와 샤프트의 세레이션 유격은 조립 후 함몰부분의 코킹 때 샤프트와 튜브를 같이 프레스로 눌러서 구성한 것이다.

이하에서 본 발명을 첨부도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 스티어링 칼럼 샤프트의 충격흡수구조의 결합 단면도

도 2는 종래의 스티어링 칼럼 샤프트의 정면도

도 3은 본 고안의 스티어링 칼럼 샤프트의 사시도

도 4는 본 고안의 스티어링 칼렁 샤프트의 충격흡수구조의 결합 단면도

<도면 부호의 설명>

1 : 샤프트 2 : 칼럼튜브

3a : 플라스틱 몰딩부 4 : 펀칭부

5 : 직경축소부 7a, 7b : 세레이션가공부

8 : 코킹원 3b : 플라스틱 핀

11 : 모서리 L1, L2, L3 : 간격

22 : 펀칭돌기

도 3에서 도시된 바와 같이 본 발명은 일끝단부에 복수개의 직경축소부(5)를 구비하고, 상기 일끝단부의 외주면이 스플라인 가공(7a)된 샤프트(1)와 내주면의 일끝단이 스플라인 가공(7b)된 튜브(2)로 구성된다.

튜브와 샤프트가 헛돌지 않고, 함께 움직이도록 하며, 큰 동력이 전달 될 수 있도록 튜브와 샤프트의 일끝단부가 스플라인 성형되는 것은 종래와 같다.

그러나, 도 4에서 도시된 바와 같이 본 발명은 샤프트와 끼워서 연결된 튜브의 핀 구멍사이로 플라스틱 몰딩하여 샤프트(1)의 직경축소부(5) 주위에 플라스틱 핀(3)을 형성시키지 않고, 샤프트의 직경축소부상의 튜브를 샤프트의 축중심을 향하도록 축의 직교방향으로 펀칭하여, 펀칭돌기(22)가 직경축소부와 튜브사이의 빈공간에 위치되게 한다.

그리고, 튜브의 길이방향으로 복수의 펀칭돌기(22)를 형성하되, 펀칭돌기(22)와 샤프트의 모서리간의 간격(L1, L2, L3)을 모두 다르게 형성시킨다. 그 후 튜브와 샤프트

의 세레이션 유격은 함몰부위의 코킹때 샤프트와 튜브를 같이 프레스로 눌러 없애준다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 샤프트가 길이방향으로 이동되면, 샤프트의 모서리(11)가 튜브의 펀칭돌기(22)를 치고 지나감으로써, 마찰력이 발생되어, 충격에너지가 흡수되고, 역학적으로 코킹부위에서 코킹 원(8)의 외접선에서 최대 응력이 발생되고, 단면상 축과 직교방향으로 갈수록 최소응력이 발생되어 충격에너지의 경로가 흐트러져 충격에너지가 튜브에 이르는 시간이 늘어나게 된다.

또, 펀칭돌기(22)와 샤프트의 모서리 사이의 간격(L1, L2, L3)이 모두 다르게 형성되어 있어, 샤프트의 축이동에 시간차를 주게 되므로, 다단계의 충격에너지 흡수가 가능하다.

상기와 같이 본고안은 스플라인 결합된 샤프트와 튜브에, 샤프트의 직경축소부상의 튜브를 펀칭작업하여 형성된 펀칭돌기가 직경축소부 상에 위치되게 하고, 펀칭돌기와 샤프트의 모서리의 간격이 모두 다르게 구성된 펀칭돌기를 길이방향으로 복수개 형성함으로서, 다단계에 걸쳐 충격에너지가 흡수될 수 있게 하여, 운전자의 안전을 도모하고, 공정을 단순화 시켜, 제조원가 또한 감소되게 한 것이다.

Claims (2)

1. 샤프트를 튜브속으로 끼워 연결한 스티어링 칼럼 샤프트에 있어서, 상기한 샤프트는 복수의 직경축소부를 형성하고, 상기한 튜브는 직경축소부가 있는 위치에서 내향진 펀칭돌기를 구비하는 것을 특징으로 하는 스티어링 칼럼 샤프트의 충격흡수 구조.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 튜브의 펀칭돌기와 상기 샤프트의 모서리는 각각 복수개를 형성하되, 충격에너지 흡수에 시간차가 주어지도록, 그 각각의 간격(L1, L2, L3)이 모두 상이하게 형성되는 것을 특징으로 하는 스티어링 칼럼 샤프트의 충격흡수 구조.