KR100746673B1 - 차량용 스티어링 시스템의 충격흡수장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 스티어링 시스템의 충격흡수장치에 관한 것으로서, 그 목적은 하나의 튜브로 스티어링 컬럼을 구성함과 동시에 외부의 충격 전달시 점진적인 충격흡수가 가능하도록, 스티어링 컬럼을 로워 브라켓의 내부에서 슬라이딩 이동 가능하도록 설치하고, 그 사에는 마찰력을 발생시키는 탄성체를 삽입 설치한 차량용 스티어링 시스템의 충격흡수장치를 제공하는 것이며, 내부에 스티어링 샤프트(10)가 삽입되도록 중공으로 마련된 스티어링 컬럼(20)과, 상기 스티어링 컬럼(20)의 상단측을 차체에 연결하되 외부의 충격 전달시 차체와 분리되도록 마련된 마운팅 브라켓(30)과, 상기 스티어링 컬럼(20)의 하단측을 상기 차체에 연결하는 로워 브라켓(40)을 구비한 차량용 스티어링 시스템의 충격흡수장치에 있어서, 상기 스티어링 컬럼(20)은 하나의 튜브로 일체 형성되고, 이 스티어링 컬럼(20)과 상기 로워 브라켓(40)의 사이에는 반경방향으로 탄성력을 발생시킬 수 있도록 탄성체가 구비되는 구성이다.

스티어링 컬럼, 일체형 튜브, 로워 브라켓, 탄성체, 와이어 스프링

Description

차량용 스티어링 시스템의 충격흡수장치 {ENERGY ABSORBING APPARATUS OF STEERING SYSTEM FOR VEHICLE}

도 1은 종래 스티어링 컬럼의 설치상태를 개략적으로 보인 측면도이다.

도 2는 종래 스티어링 컬럼의 분해상태 사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 스티어링 컬럼의 설치상태를 보인 사시도이다.

도 4는 본 발명에 따른 스티어링 컬럼의 분해상태 사시도이다.

도 5는 본 발명에 따른 스티어링 컬럼의 결합상태 사시도이다.

도 6은 본 발명에 따른 스티어링 컬럼의 결합상태 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10: 스티어링 샤프트 20: 스티어링 컬럼

21: 고정가이드홈 22: 마찰가이드홈

30: 마운팅 브라켓 31: 캡슐

40: 로워 브라켓 41: 고정홈

42: 마찰홈 50: 와이어 스프링

51: 고정부 52: 마찰부

본 발명은 차량용 스티어링 시스템의 충격흡수장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하나의 튜브로 스티어링 컬럼을 구성함과 동시에 외부의 충격 전달시 점진적인 충격흡수가 가능하도록, 스티어링 컬럼과 이를 차체에 고정하는 로워 브라켓 사이에 충격흡수구조를 마련한 차량용 스티어링 시스템의 충격흡수장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 스티어링 시스템은 스티어링 휠의 하부에 연결되는 스티어링 컬럼과, 이의 하단에 교축되도록 설치되는 기어박스 등을 구비하는 것으로서, 스티어링 컬럼의 내부에는 스티어링 휠의 회전력을 기어박스에 전달하도록 스티어링 샤프트가 설치된다.

한편, 스티어링 샤프트는 외부의 충격 에너지 전달시 축방향으로 수축 가능하도록 에너지 흡수(Energy Absorbing) 구조가 마련되고, 그 외부측에 설치되는 스티어링 컬럼 역시 이와 함께 축방향으로 수축 가능하도록 마련된다.

이로써, 스티어링 컬럼은 평상시에는 조립상태를 유지하고 외부의 충격 에너지 전달시에는 축방향으로 수축되어 완충기능을 하여 운전자가 스티어링 휠에 의해 부상되는 정도를 약화시켜준다.

도 1은 이러한 종래 스티어링 컬럼의 설치상태 측면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 스티어링 컬럼(4)은 두 개의 중공관을 삽착하여 마련되는 것으로서, 스티어링 휠(2)측으로는 아웃터 튜브(5, Outter Tube)가 배치되고, 기어박스(미도시)측으로는 이보다 작은 지름의 이너 튜브(6, Inner Tube)가 배치되며, 내부에는 스티 어링 휠(2)과 기어박스(미도시) 사이를 연결하는 스티어링 샤프트(3)가 설치된다.

그리고, 이러한 스티어링 컬럼(4)을 차체(1)에 고정시킬 수 있도록 이너 튜브(6)와 아웃터 튜브(5)의 외측으로는 그 중간단이 이들을 감싸며 양단이 차체(1)의 밀착되는 로워 브라켓(8)과 마운팅 브라켓(7)이 설치되는데, 이때 마운팅 브라켓(7)은 외부의 충격 전달시 차체(1)에서 분리되도록 캡슐(7a)을 개재하여 설치된다.

한편, 아웃터 튜브(5)와 이너 튜브(6)의 사이에는 조립상태를 유지할 수 있도록 고정구조가 마련되는데, 이 고정구조는 볼부시 타입(Ball Bush Type)과 스태킹 타입(Stacking Type) 등 여러 가지가 있으나, 도 2에서는 커링 타입(Curling Type)의 고정구조를 예로 든다.

이 커링 타입의 고정구조는 중공으로 마련된 아웃터 튜브(5)의 외부측을 일부 절개하여 이를 내측으로 180도 절곡시킨 커링부(5a)를 다수개 구비하는 것으로서, 이렇게 절곡된 커링부(5a)는 이너 튜브(6)의 외부면과 밀착되어 아웃터 튜브(5)와 이너 튜브(6)를 고정하게 된다.

즉, 아웃터 튜브(5)의 내부측으로 돌출되는 커링부(5a)와 이의 내부측에 압입 설치되는 이너 튜브(6)의 외부면 사이에는 밀착력이 발생됨으로 인해 아웃터 튜브(5)와 이너 튜브(6) 사이에는 축방향에 대한 일정한 하중이 발생된다.

그러나, 이러한 종래의 차량용 스티어링 컬럼은, 외부의 충격 전달시 수축 가능하도록 아웃터튜브와 이너튜브를 각각 마련하여 이를 삽착 설치하고, 서로 삽착되는 사이에는 평상시 고정되고 외부 충격 전달시 마찰력을 발생시키도록 커링부 를 형성해야하므로 그 구조 및 조립 공정이 복잡해지는 문제점이 있었다.

그리고, 커링부가 변형되도록 아웃터 튜브의 내부에 이너 튜브를 압입하여 이들 사이를 밀착시키는데, 이 커링부에 굽힘 하중이 작용하는 경우에는 커링부가 변형되어 탄성력을 쉽게 잃어버리게됨으로써, 에너지 흡수 능력이 저하되는 문제점이 있었다.

아울러, 외부의 충격 전달시 커링부가 변형되고 이로 인해 커링부에 의해 지지되는 아웃터 튜브와 이너 튜브가 일시에 수축되는데, 스티어링 컬럼에 여러 차례의 충격에너지가 전달될 때는 이를 흡수할 수 있는 별도의 장치가 마련되어 있질 않아 추가적으로 전달되는 충격을 흡수할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 하나의 튜브로 스티어링 컬럼을 구성함과 동시에 외부의 충격 전달시 점진적인 충격흡수가 가능하도록, 스티어링 컬럼을 로워 브라켓의 내부에서 슬라이딩 이동 가능하도록 설치하고, 그 사에는 마찰력을 발생시키는 탄성체를 삽입 설치한 차량용 스티어링 시스템의 충격흡수장치를 제공하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량용 스티어링 시스템의 충격흡수장치는, 내부에 스티어링 샤프트가 삽입되도록 중공으로 마련된 스티어링 컬럼과, 상기 스티어링 컬럼의 상단측을 차체에 연결하되 외부의 충격 전달시 차체와 분리되도록 마련된 마운팅 브라켓과, 상기 스티어링 컬럼의 하단측을 상기 차체에 연결하는 로워 브라켓을 구비한 차량용 스티어링 시스템의 충격흡수장치에 있어서, 상기 스티어링 컬럼은 하나의 튜브로 일체 형성되고, 이 스티어링 컬럼과 상기 로워 브라켓의 사이에는 반경방향으로 탄성력을 발생시킬 수 있도록 탄성체가 설치된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 스티어링 시스템의 충격흡수장치의 구성과 작용효과를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 스티어링 컬럼의 설치상태를 보인 사시도이다. 이에 도시된 바와 같이, 중공의 스티어링 컬럼(20) 내부에는 운전석에 설치된 스티어링 휠(미도시)과 차량의 바퀴와 연결되는 기어박스(미도시) 사이로 회전력을 전달시킬 수 있도록 스티어링 샤프트(10)가 설치된다.

한편, 본 발명의 스티어링 컬럼(20)은 그 구조 및 조립공정이 단순해질 수 있도록 하나의 튜브로 마련되고, 이의 상, 하측단에는 마운팅 브라켓(30)과 로워 브라켓(40)이 설치되는데, 먼저 마운팅 브라켓(30)은 일측이 차체에 밀착되고 타측이 스티어링 컬럼(20)을 감싸도록 마련되는 것으로서, 외부의 충격 전달시 차체에서 분리되도록 그 사이에 캡슐(31)을 개재하여 설치된다.

또한, 로워 브라켓(40)은 일측이 차체에 고정 설치되고 타측이 스티어링 컬럼(20)을 감싸도록 마련되는데, 외부의 충격 전달시 그 내부에서 스티어링 컬럼(20)이 슬라이딩 가능하도록 이보다 큰 지름으로 마련되며, 그 내부에는 반경방향으로 탄성력을 발생시킬 수 있도록 탄성체가 설치된다.

도 4, 도 5, 도 6은 이러한 스티어링 컬럼의 충격흡수구조를 보인 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 로워 브라켓(40)의 내부에 설치되는 탄성체는 하나의 와이어를 절곡하여 반경방향으로 탄성력을 발생시키도록 그 내부에 고정 설치되는 와이어 스프링(50)이며, 로워 브라켓(40)과 스티어링 컬럼(20)에는 이를 지지함과 동시에 안내할 수 있도록 지지구조 및 안내구조가 마련된다.

즉, 와이어 스프링(50)은 양단이 이격되는 대략 원형의 링으로서 그 중간측에는 축방향으로 연장 형성되되 마운팅 브라켓(30)의 내부에서 외부측으로 걸쳐질 수 있도록 그 끝단이 절곡됨과 동시에 확장된 고정부(51)가 형성되고, 양측 선단에는 스티어링 컬럼(20)과의 밀착면적이 증대되도록 축방향으로 연장 형성된 마찰부(52)가 각각 마련된다.

또, 로워 브라켓(40)의 내부에는 고정부(51)와 마찰부(52)의 외주 일부가 삽입되어 견고히 지지되도록 고정부(51)와 마찰부(52)에 대응되는 위치에 반경방향 외측으로 함몰 형성되는 고정홈(41)과 마찰홈(42)이 마련되고, 스티어링 컬럼(20)의 외주면에는 고정부(51)와 마찰부(52)가 삽입되어 이를 따라 이동될 수 있도록 축방향으로 길게 고정가이드홈(21)과 마찰가이드홈(22)이 형성된다.

이와 같이 구성된 본 발명 차량용 스티어링 시스템의 충격흡수장치는, 스티어링 컬럼(20)의 상단측 외부에 마운팅 브라켓(30)을 결합한 후, 캡슐(31)을 개재하여 이 마운팅 브라켓(30)을 차체에 연결한다. 그리고 스티어링 컬럼(20)의 하단측에는 로워 브라켓(40)과 탄성체인 와이어 스프링(50)을 설치한다.

이때, 와이어 스프링(50)의 고정부(51)와 마찰부(52)를 로워 브라켓(40)의 고정홈(41)과 마찰홈(42)에 삽입한 상태에서, 와이어 스프링(50)의 내측으로 스티 어링 컬럼(20)을 삽입하여, 고정부(51)와 마찰부(52)가 스티어링 컬럼(20)에 형성된 고정가이드홈(21)과 마찰가이드홈(22)에 삽입됨으로써, 스티어링 컬럼(20)은 와이어 스프링(50)에 의해 로워 브라켓(40)에 고정된다.

한편, 차량의 충돌 및 추돌로 인해 운전자가 스티어링 휠에 밀착되면, 이에 연결된 스티어링 컬럼(20)과 이의 상단측에 연결된 마운팅 브라켓(30)이 함께 하향 이동되고, 이로 인해 마운팅 브라켓(30)은 차체와의 사이에 연결된 캡슐(31)과 분리된다.

이와 동시에 스티어링 컬럼(20)의 하단측은 로워 브라켓(40)에 고정된 와이어 스프링(50)에 의해 마찰 이동됨으로써 충격력을 흡수하게 되는데, 고정가이드홈(21)과 마찰가이드홈(22)의 내부에 고정부(51)와 마찰부(52)가 삽입됨으로 인해 회전되지 않고 지속적으로 마찰력을 발생시켜 점진적으로 이동되므로 여러 차례에 걸쳐 충격력이 전달될 때 이를 모두 흡수하게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명 차량용 스티어링 시스템의 충격흡수장치는 스티어링 컬럼이 하나의 튜브로 마련됨으로 인해 이의 제작 및 조립이 용이해지져 제조단가를 절감할 수 있는 이점이 있다.

그리고, 와이어 스프링은 자체적인 탄성력을 가지고 있는 탄성체로서 굽힘 하중에 대한 변형이 없어 지속적인 탄성력의 유지가 가능하므로 스티어링 시스템의 신뢰성을 향상시켜주는 이점이 있다.

아울러, 이 스티어링 컬럼과 로워브라켓의 사이에 설치되는 와이어 스프링으로 인해 스티어링 컬럼의 하향 이동시 그 사이에서 점진적인 충격흡수가 발생되므로 여러 차례의 충격에너지가 전달될 때는 이를 모두 흡수할 수 있어 스티어링 시스템의 안전성을 향상시켜주는 이점이 있다.

Claims (5)

1. 삭제
2. 내부에 스티어링 샤프트가 삽입되도록 중공으로 마련된 스티어링 컬럼과, 상기 스티어링 컬럼의 상단측을 차체에 연결하되 외부의 충격 전달시 차체와 분리되도록 마련된 마운팅 브라켓과, 상기 스티어링 컬럼의 하단측을 상기 차체에 연결하는 로워 브라켓을 구비한 차량용 스티어링 시스템의 충격흡수장치에 있어서,

   상기 스티어링 컬럼은 하나의 튜브로 일체 형성되고, 이 스티어링 컬럼과 상기 로워 브라켓의 사이에는 반경방향으로 탄성력을 발생시킬 수 있도록 탄성체가 설치되며,

   상기 탄성체는 상기 로워 브라켓의 내부에 고정되어 상기 스티어링 컬럼의 외주면을 가압하여 마찰력을 발생시키는 와이어 스프링인 것을 특징으로 하는 차량용 스티어링 시스템의 충격흡수장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 와이어 스프링은 하나의 와이어를 절곡하여 형성되는 것으로서 그 중간측에는 축방향으로 연장 형성되되 상기 로워 브라켓에 걸쳐질 수 있도록 그 끝단이 절곡된 고정부가 형성되고, 양측 선단에는 상기 스티어링 컬럼과의 밀착면적이 증대되도록 축방향으로 연장된 마찰부가 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 스티어링 시스템의 충격흡수장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 로워 브라켓의 내부에는 상기 고정부와 마찰부를 견고히 지지할 수 있도록 이들의 외주 일부가 삽입되는 고정홈과 마찰홈이 마련된 것을 특징으로 하는 차량용 스티어링 시스템의 충격흡수장치.
5. 제 3항에 있어서,

   상기 스티어링 컬럼의 외주면에는 상기 고정부와 마찰부의 이동을 안내할 수 있도록 축방향으로 길게 고정가이드홈과 마찰가이드홈이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 스티어링 시스템의 충격흡수장치.

Images