KR100764203B1 - 자동차용 스티어링 칼럼의 충격에너지 흡수구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 스티어링 칼럼의 충격에너지 흡수구조에 관한 것으로서, 그 목적은, 차량 충돌사고시에 스티어링 칼럼의 컬랩싱 속도를 적절하게 조절할 수 있게 함으로써 운전자에 대한 상해치를 저감하게 되는 자동차용 스티어링 칼럼의 충격에너지 흡수구조를 제공하는 데에 있다.

위와 같은 목적을 이루기 위한 본 발명은, 스티어링 샤프트를 둘러싸는 이너 튜브와 아우터 튜브의 컬랩싱에 의해 차량 충돌시의 충격에너지를 흡수하는 스티어링 칼럼에 있어서, 중앙에 마름모꼴의 홀이 형성된 마름모꼴의 철판 완충재가 구비되고, 이 완충재의 장축방향 양단이 각각 상기 이너 튜브와 아우터 튜브에 고정되어, 스티어링 칼럼의 컬랩싱에 따라 상기 완충재의 장축 및 단축방향 양단이 변형되면서 충격에너지를 흡수하게 되는 것을 특징으로 한다.

스티어링 칼럼, 컬랩싱, 완충재, 변형, 속도, 충격에너지, 흡수

Description

자동차용 스티어링 칼럼의 충격에너지 흡수구조{Impact-Energy Absorbing Structure of Steering Column for Automobile}

도 1은 종래의 충격에너지 흡수구조를 갖춘 스티어링 칼럼을 나타낸 평면도,

도 2는 본 발명에 따른 충격에너지 흡수 구조가 적용된 스티어링 칼럼을 나타낸 평면도,

도 3은 본 발명의 완충재를 나타낸 평면도로서, (a)는 수축변형전 상태, (b)는 수축변형후 상태를 나타낸다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 스티어링 샤프트 2 : 이너 튜브

3 : 아우터 튜브 3a : 컬링부

4 : 마운팅 브래킷 5 : 완충재

본 발명은 자동차의 스티어링 칼럼에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동 차의 충돌 사고시에 운전자측으로 충격에너지가 전달되는 것을 완화하기 위하여 스티어링 칼럼의 붕괴시 충격에너지를 흡수하는 자동차용 스티어링 칼럼의 충격에너지 흡수구조에 관한 것이다.

자동차의 진행방향을 운전자의 의도대로 변경할 수 있도록 하기 위해 구비되는 스티어링장치는, 운전석에 구비되는 스티어링 휠과, 그 하측에 설치되는 스티어링 샤프트를 포함한 칼럼, 그리고 스티어링 샤프트에 연결되어 동력전달방향을 전환시키는 스티어링 기어 등으로 이루어져 있다.

특히, 상기 스티어링 칼럼은, 차량의 충돌 사고시 차체 파손에 의해 스티어링장치가 운전자측으로 돌출하여 운전자에게 위해를 주는 것을 방지함과 아울러 관성에 의해 운전자가 스티어링장치에 부딪혔을 때의 충격을 완화할 목적으로 충격에너지 흡수구조로 제조되고 있다.

이와 같은 충격에너지 흡수를 위한 구조는, 스티어링 칼럼이 축방향으로 압축 변형되도록 하는 것을 기본적인 메카니즘으로 하고 있으며, 그 예로서, 첨부도면 도 1과 같은 구조가 사용되고 있다.

즉, 통상적인 스티어링 칼럼은, 스티어링 샤프트(1)를 둘러싸고 있는 이너 튜브(2)와 아우터 튜브(3)가 차량 충돌사고시 컬랩싱을 일으켜 충격에너지를 흡수하게 되는데, 이너 튜브(2)는 마운팅 브래킷(4)에 의해 차체측에 고정되면서 일단부가 아우터 튜브(3)의 내주면에 결합되며, 아우터 튜브(3)의 내주면에는 그 원주면을 따라 다수의 컬링부(curling;3a)가 형성되어 있다.

특히, 상기 컬링부(3a)의 성형은, 아우터 튜브(3)에 여러 개의 피어싱을 한 후에 남아 있는 부분을 아우터 튜브(3)의 내측으로 말아 넣은 형태로 이루어지게 되며, 이 컬링부(3a)가 이너 튜브(2)의 단부와 조립된다.

이에 따라, 스티어링 샤프트(1)를 통해 차량 충돌시의 충격에너지가 전달되면, 이너 튜브(2)의 단부가 아우터 튜브(3)로 압입되어 컬링부(3a)와 마찰을 일으키면서 컬랩싱이 진행됨으로써 충격에너지가 완화되는 것이다.

그런데, 실제 충돌사고시, 초기의 순간에는 컬링부(3a)가 이너 튜브(2)의 압입하중에 대응하여 충격에너지를 완화하게 되지만, 변형이 일단 시작되면 충격에너지를 효과적으로 흡수하지 못하고 급격하게 컬랩싱됨으로써 운전자에게 상해를 입히게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, 차량 충돌사고시에 스티어링 칼럼의 컬랩싱 속도를 적절하게 조절할 수 있게 함으로써 운전자에 대한 상해치를 저감하게 되는 자동차용 스티어링 칼럼의 충격에너지 흡수구조를 제공하는 데에 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차용 스티어링 칼럼의 충격에너지 흡수구조는, 스티어링 샤프트를 둘러싸는 이너 튜브와 아우터 튜브의 컬랩싱에 의해 차량 충돌시의 충격에너지를 흡수하는 스티어링 칼럼에 있어서, 중앙에 마름모꼴의 홀이 형성된 마름모꼴의 철판으로서의 완충재가 구비되고, 이 완충재의 장축방향 양단이 각각 상기 이너 튜브와 아우터 튜브에 고정되어, 스티어링 칼럼의 컬랩싱에 따라 상기 완충재의 장축 및 단축방향 양단이 변형되면서 충격에너지를 흡수하게 되는 것을 특징적인 기술적 사상으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명한다.

첨부도면 도 2는 본 발명에 따른 충격에너지 흡수 구조가 적용된 스티어링 칼럼을 나타낸 평면도로서, 종래 기술을 도시한 도 1과 동일한 부위에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하여 설명한다.

도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 스티어링 칼럼은, 스티어링 샤프트(1)를 둘러싸는 이너 튜브(2)와, 이 이너 튜브(2)의 일단부 외측에 연결되는 아우터 튜브(3)로 이루어지되, 이너 튜브(2)는 마운팅 브래킷(4)에 의해 차체측에 고정된다. 특히, 아우터 튜브(3)의 내주면에는 그 원주면을 따라 다수의 컬링부(3a)가 형성되며, 이 컬링부(3a)가 이너 튜브(2)의 단부와 조립된다.

여기서, 본 발명의 특징으로서, 상기 이너 튜브(2)와 아우터 튜브(3)에 양단부가 고정되는 완충재(5)가 설치되는데, 이 완충재(5)는 중앙에 대략 마름모꼴로 천공(穿孔)되어 형성된 홀을 갖는 마름모꼴의 철판재로 구성되어 있다. 특히, 상기 완충재(5)는 충격에너지를 효과적으로 완화할 수 있도록 대략 1.5mm 정도의 두께를 갖는 철판재로 이루어지며, 이너 튜브(2)와 아우터 튜브(3)의 컬랩싱 방향과 일치하는 완충재(5)의 장축방향 양단부가 상기 튜브(2,3)에 각각 고정된다.

이와 같은 구조하에서, 차량 충돌사고가 발생하면, 이너 튜브(2)와 아우터 튜브(3)가 컬랩싱되면서 충격에너지를 흡수하되, 상기 완충재(5)가 도 3의 (a)와 같은 상태로부터 장축방향 양단과 단축방향 양단이 각각 화살표 방향으로 수축 및 이완하여 도 3의 (b)와 같은 상태로 변형됨으로써, 그 변형속도와 변형량에 비례하여 컬랩싱 속도와 충격에너지를 적정한 수준으로 완화시키게 된다.

특히, 완충재(5)의 두께와 길이 및 마름모꼴 형상의 각도를 적절하게 변경함으로써 스티어링 칼럼의 컬랩싱 속도와 충격에너지 흡수량을 조절할 수가 있다. 즉, 완충재(5)의 두께가 두꺼울수록, 장축방향 길이가 단축방향 길이보다 길수록, 그리고 장축방향 양단부의 각도가 작을수록 컬랩싱 속도가 저감되고 충격에너지 흡수량은 증가하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차용 스티어링 칼럼의 충격에너지 흡수구조는, 스티어링 칼럼이 컬랩싱될 때에 완충재의 변형에 의하여 컬랩싱 속도와 충격에너지를 적절하게 완화시킴으로써 운전자를 상해의 위험으로부터 보다 안전하게 보호할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 스티어링 샤프트를 둘러싸는 이너 튜브와 아우터 튜브의 컬랩싱에 의해 차량 충돌시의 충격에너지를 흡수하는 스티어링 칼럼에 있어서,

   중앙에 마름모꼴의 홀을 갖는 마름모꼴의 철판재로 구성된 완충재가 구비되고, 상기 완충재의 장축방향 양단이 각각 상기 이너 튜브와 아우터 튜브에 고정된 것을 특징으로 하는 자동차용 스티어링 칼럼의 충격에너지 흡수구조.

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