KR100610104B1 - 조향 칼럼의 완충장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조향 칼럼의 완충장치에 관한 것으로, 외측 튜브와, 이 외측 튜브에 축방향으로 이동가능하게 끼워지는 내측 튜브 및, 상기 내측 튜브가 충격을 받아서 외측 튜브 속으로 이동될 때에 내측 튜브와 외측 튜브 사이에 개재되어 마찰력을 발생시켜 내측 튜브에 가해진 충격을 흡수하는 마찰링을 구비하여, 신축 기능을 가진 조향 칼럼에서 내측 튜브와 외측 튜브 사이에 개재되는 마찰링을 이용하여 내측 튜브가 충격을 받아서 외측 튜브의 속으로 축방향을 따라 이동될 때에 상기 마찰링과 외측 튜브의 내주면과 내측 튜브의 외주면 사이에 발생하는 마찰력을 이용하여 충격을 흡수해서 완충시켜주게 되어, 구조가 간단하여 제작 및 충격흡수능력의 설계가 용이하면서 충격흡수효과도 우수한 것이다.

Description

조향 칼럼의 완충장치{Device for absorbing impact to steering column}

도 1은 본 발명에 따른 완충장치의 분리사시도이고,

도 2는 본 발명에 따른 완충장치를 구비한 조향 칼럼에 충격이 가해진 경우의 작동을 설명하기 위한 단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 - 외측 튜브 2 - 내측 튜브

3 - 고정링 4 - 마찰링

a - 간격

본 발명은 차량 등에 사용되는 조향 컬럼에 관한 것으로, 특히 마찰링을 이용하여 조향 컬럼에 가해진 충격을 적절히 흡수해서 운전자의 상해를 줄여줄 수 있도록 된 조향 컬럼의 완충장치에 관한 것이다.

차량의 조향 장치는 차량의 진행방향을 임의로 바꾸기 위해 조향을 하는 장치로서, 운전자가 차량의 진행방향을 바꾸기 위해 직접 조향 조작을 하는 조향휠과 이 조향휠에 일체로 회전되게 연결되어 상기 조향휠의 회전력을 전달하는 조향축 및 이 조향축을 차체에 장착시키기 위한 조향 컬럼 등으로 구성된 조작기구와, 상기 조향축의 회전을 감속하여 조작력을 크게 함과 동시에 조작기구의 운동방향을 바꾸어 링크기구에 전달하는 기어장치나 혹은 유압으로 작동되어 운전자의 조향휠의 조작력을 보조해주는 동력실린더 및, 이 기어장치나 동력실린더의 작동을 앞바퀴에 전달하고 또 좌우 바퀴의 관계 위치를 바르게 지지하기 위해 피트먼 아암과 드래그 아암, 너클 아암 및 타이 로드 등으로 구성된 링크기구로 이루어져 있다.

상기와 같은 조향 장치를 장착한 차량에 충돌이나 혹은 추돌 사고가 발생하면, 운전자의 상체가 조향휠에 직접 부딪쳐서 심각한 상해를 입게 되는데, 이러한 운전자의 상해를 줄여주기 위해 예컨대 조향축이나 조향 컬럼에 설치되는 여러 가지의 완충장치나 완충구조가 제안되어 있다.

또한, 종래의 조향 장치에는 운전자의 체형에 따라 보다 편리한 조향휠의 조작환경을 마련해 주기 위해 조향축이 차체의 전후방향으로 소정 각도만큼 경사지게 할 수 있도록 하는 틸트 기능이나, 혹은 조향휠을 운전자의 신체쪽으로 가까이 당기거나 멀어지도록 아래로 밀어줄 수 있는 신축(telescopic)기능 등이 구비되어 있다.

여기서, 틸트 기능만을 구비한 조향 장치에서는 조향 컬럼을 차체에 장착하는 부위에 설치되어 소정치 이상의 충격이 가해지면 차체로부터 이탈되면서 충격을 흡수하는 캡슐이나, 내측 튜브가 끼워지는 외측 튜브의 소정 부위를 따내어서 내측 튜브와 밀착되게 접어 넣음으로써 튜브간의 상대이동시에 마찰력을 발생시켜 충격을 흡수하는 압입 마찰구조, 혹은 조향축에 설치되어 조향축이 충격을 받아서 축방 향으로 이동할 때에 파단되어 충격을 흡수하는 몰딩핀과 같은 완충장치나 완충구조가 제안되어 있다.

그리고, 틸트 기능과 신축 기능을 동시에 구비한 조향 장치에서는 상부 조향축과 하부 조향축간의 상대이동이 가능한 구조로 되어야 하므로 상기와 같은 몰딩핀을 사용할 수 없고, 내측 튜브가 끼워지는 외측 튜브의 소정 부위에 튜브의 축방향을 따라 다수개의 절개홈을 만들어서 내측 튜브를 끼운 다음에 고정 레버로 내측 튜브와 외측 튜브간의 축방향 상대이동을 제어하여 신축기능을 구현하도록 되어 있는 바, 이러한 구조에서는 충격흡수장치를 설치하기가 용이하지 않으므로, 상기 내측 튜브에 충격이 가해지면 내측 튜브가 외측 튜브에 밀착된 상태에서 외측 튜브의 축방향을 따라 미끄럼 이동하는 과정에 마찰 저항력을 발생시켜 충격을 흡수하게 되어 있다.

그러나, 상기와 같은 충격흡수구조에서는 단지 외측 튜브와 내측 튜브 사이의 마찰력만을 이용하여 충격을 흡수함에 따라 충격흡수능력이 미흡하고, 또한 외측 튜브에 형성된 절개홈을 제외하고 외측 튜브와 내측 튜브가 밀착됨에 따라 외측 튜브와 내측 튜브사이의 충격흡수하중의 정확한 예측을 위한 마찰면의 일정 조도를 맞추기가 어려운 등의 결점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 신축 기능을 가진 조향 칼럼에서 내측 튜브와 외측 튜브 사이에 개재되는 마찰링을 이용하여 내측 튜브가 충격을 받아서 외측 튜브의 속으로 축방향을 따라 이동될 때에 상기 마찰링과 외측 튜브의 내주면과 내측 튜브의 외주면 사이에 발생하는 마찰력을 이용하여 충격을 흡수해서 완충시켜주게 되어, 구조가 간단하여 제작 및 충격흡수능력의 설계가 용이하면서 충격흡수효과도 우수한 조향 칼럼의 완충장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 외측 튜브와, 이 외측 튜브에 축방향으로 이동가능하게 끼워지는 내측 튜브 및, 상기 내측 튜브가 충격을 받아서 외측 튜브 속으로 이동될 때에 내측 튜브와 외측 튜브 사이에 개재되어 마찰력을 발생시켜 내측 튜브에 가해진 충격을 흡수하는 마찰링을 구비하고 있다.

바람직하기로는, 상기 마찰링은 상기 내측 튜브가 외측 튜브에 끼워지는 결합부위에서 상기 외측 튜브의 선단부에 장착되고, 상기 내측 튜브에는 상기 마찰링을 내측 튜브와 외측 튜브사이로 밀어 넣기 위한 돌출부가 형성되며, 상기 마찰링은 상기 외측 튜브와 내측 튜브 사이의 간격보다 큰 두께를 가진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 외측 튜브의 선단부에는 상기 내측 튜브가 외측 튜브에 끼워진 경우에 내측 튜브와 외측 튜브사이의 상대위치를 잡아주기 위한 고정링이 설치되고, 상기 고정링은 상기 간격과 동일한 두께를 가진 링몸체와, 이 링몸체로부터 일체로 연장되면서 상기 외측튜브의 외경과 동일한 외경 및 상기 외측 튜브의 두께와 동일한 두께를 가지고서 상기 외측 튜브의 선단부에 걸려지는 걸림턱을 구비하며, 상기 마찰링이 상기 걸림턱과 링몸체 사이에 압입된 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 완충장치의 분리사시도인 바, 즉 외측 튜브(1)에는 축방향을 따라 소정 길이로 절개홈(1a)이 형성되고, 상기 외측 튜브(1)에 내측 튜브(2)가 축방향으로 이동가능하게 끼워져 결합되며, 상기 외측 튜브(1)와 내측 튜브(2) 사이의 결합길이를 조절해서 조향 칼럼의 신축기능을 구현하게 되어 있다.

그리고, 상기 외측 튜브(1)의 상단부에는 외측 튜브(1)의 상기 절개홈(1a)과 동일한 절개홈(3a)을 가진 고정링(3)이 끼워져 결합되어 있는 데, 이 고정링(3)은 상기 외측튜브(1)의 내경과 동일한 외경을 가지면서 외측 튜브(1)에 내측 튜브(2)가 끼워진 상태에서 외측 튜브(1)와 내측 튜브(2)의 간격(a)과 동일한 두께를 가진 링몸체(3b)를 가지고 있어서, 내측 튜브(2)가 외측 튜브(1)에 끼워진 상태에서 이들 튜브사이의 간격(a)의 일부를 상기 링몸체(3b)가 메꾸어 주게 될 뿐만 아니라 내측 튜브와 외측 튜브사이의 상대위치를 잡아주게 된다.

상기 링몸체(3b)의 선단부에는 상기 외측 튜브(1)의 외경과 거의 동일한 외경을 가진 걸림턱(3c)이 형성되어, 이 걸림턱(3c)이 외측 튜브(1)의 상단부에 걸려져서 고정링(3)이 외측 튜브(1)에 지지되게 된다.

또한, 상기 걸림턱(3c)과 링몸체(3b) 사이에는 마찰링(4)이 압입되어 있는 데, 상기 마찰링(4)은 상기 링몸체(3b)의 두께보다 약간 큰 두께를 가지고 있다. 즉, 상기 마찰링(4)은 외측 튜브와 내측 튜브사이의 간격(a)보다 약간 큰 두께를 가지고 있다.

그리고, 상기 외측 튜브(1)와 내측 튜브(2)의 결합부 위쪽의 내측 튜브(2)의 외주면상에는 환형의 돌출부(2a)가 형성되어 있고, 이 돌출부(2a)의 두께는 상기 간격(a)과 동일하거나 약간 작은 정도로 형성된다.

상기와 같이 구성된 완충장치를 구비한 조향 칼럼에 운전자의 상체가 조향휠에 부딪침에 따른 충격이 가해지게 되면, 상기 내측 튜브(2)가 그 충격을 받아서 상기 외측 튜브(1)의 축방향을 따라 끼워지는 형태로 이동하게 되는 데, 이 과정에 상기 고정링(3)의 내주면과 상기 내측 튜브(2)의 외주면사이에 발생하는 마찰력으로 충격을 1차적으로 흡수하게 된다.

그리고, 충격이 계속해서 가해지게 되면 상기 내측 튜브(2)에 형성된 돌출부(2a)가 상기 고정링(3)의 걸림턱(3c)을 파단시키게 되고, 이러한 파단과정에 상기 충격을 2차적으로 흡수하게 된다. 또한, 상기 걸림턱(3c)이 파단되면 상기 돌출부(2a)가 상기 마찰링(4)을 가압하여 외측 튜브(1)와 내측 뷰트(2)사이로 마찰링(4)을 밀어 넣게 되고, 상기 마찰링(4)은 외측 튜브(1)와 내측 튜브(2)사이의 간격(a)보다 크게 형성되어 있으므로, 마찰링(4)과 외측 튜브(1)의 내주면 및 내측 튜브(2)의 외주면 사이에는 마찰력이 발생하여 상기 충격을 3차적으로 흡수하게 되므로, 운전자가 조향휠에 부딪쳐서 받게 되는 반발 충격력을 효과적으로 줄여서 운전자의 상해를 경감시켜 줄 수 있게 되는 것이다.

상기 마찰링(4)의 형상과 두께, 마찰링(4)이 튜브사이로 들어가는 쪽의 형상과 기울기 혹은 소재를 적절히 변경하면 상기 마찰링에 의한 충격흡수능력을 용이하면서도 정확하게 조절할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 조향 칼럼의 완충장치에 의하면, 고정링과 내측 튜브사이의 마찰력과, 고정링의 파단력 및 마찰링과 외측 튜브사이의 마찰력을 매개로 내측 튜브에 가해진 충격을 적절히 흡수해서 운전자가 입게 되는 상해를 효과적으로 경감시킬 수 있게 되고, 마찰링의 형상이나 소재 등을 조절해서 조향 칼럼의 충격흡수능력을 정확히 예측 및 제어할 수 있을 뿐만 아니라 구조가 간단하여 제작이 용이하게 되는 등의 효과가 있다.

Claims (4)

1. 외측 튜브와,

   상기 외측 튜브에 축방향으로 이동가능하게 끼워지는 내측 튜브 및,

   상기 내측 튜브가 충격을 받아서 외측 튜브 속으로 이동될 때에 내측 튜브와 외측 튜브 사이에 개재되어 마찰력을 발생시켜 내측 튜브에 가해지는 충격을 흡수하기 위해 상기 외측 튜브와 내측 튜브 사이의 간격보다 큰 두께를 갖으며, 상기 내측 튜브가 외측 튜브에 끼워지는 결합부위에서 상기 외측 튜브의 선단부에 장착되고, 상기 내측 튜브에는 상기 마찰링을 내측 튜브와 외측 튜브사이로 밀어 넣기 위한 돌출부가 형성된 마찰링을 구비한 조향 칼럼의 완충장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서, 상기 외측 튜브의 선단부에는 상기 내측 튜브가 외측 튜브에 끼워진 경우에 내측 튜브와 외측 튜브사이의 상대위치를 잡아주기 위한 고정링이 설치되고, 상기 고정링은 상기 간격과 동일한 두께를 가진 링몸체와, 이 링몸체로부터 일체로 연장되면서 상기 외측튜브의 외경과 동일한 외경 및 상기 외측 튜브의 두께와 동일한 두께를 가지고서 상기 외측 튜브의 선단부에 걸려지는 걸림턱을 구비하며, 상기 마찰링이 상기 걸림턱과 링몸체 사이에 압입된 것을 특징으로 하는 조향 칼럼의 완충장치.

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