KR101031055B1 - 차량용 조향장치의 스티어링 칼럼 - Google Patents

차량용 조향장치의 스티어링 칼럼 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 스티어링 컬럼에 관한 것으로, 특히 차량의 충돌시 충돌상황이 엔진제어유닛에 전달되면 상황에 따라 충돌에너지 흡수구조를 선택적으로 진행하므로써 운전자의 안전을 극대화 시킬 수 있도록 된 차량용 조향장치의 스티어링 칼럼에 관한 것이다.
본 발명의 구성은, 칼럼튜브(110)가 고정되는 브라켓트(120)와, 상기 브라켓트(120)의 양측 면에 밀착된 캡슐(130)과, 상기 캡슐(130)의 상부면에 일단이 밀착되어 차체에 보울트와 너트등의 고정수단(140)으로 캡슐(130)과 함께 일단이 고정된 컬링플레이트(150)와, 상기 컬링플레이트(150)는 분할된 단부가 브라켓트(120)의 소정위치에 고정수단(160)으로 고정된 차량용 조향장치의 스티어링 칼럼에 있어서, 상기 고정수단(160)이 양단부에 끼워져 상기 컬링플레이트(150)의 분할된 일단부와 일측이 밀착되어 고정되고, 타측이 상기 브라켓트에 고정되며, 상기 컬링플레이트(150)의 분할된 타단부가 엔진콘트롤유니트의 신호를 받아 하부로 선택적으로 돌출하는 핀(171b)에 의해 지지되도록 된 엑츄에이터(170)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
차량, 흡수, 스티어링, 컬럼, 엑츄에이터, 핀

Description

차량용 조향장치의 스티어링 칼럼{ Tilting ass'y of Steering coulmn for vehicles }
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 조향장치의 스티어링 칼럼의 요부를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 컬링플레이트의 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 엑츄에이터와 컬링플레이트가 브라켓트에 조립된 상태를 나타내는 요부의 일측단면도,
도 4는 도 3의 평면도,
도 5는 도 3의 저면도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 엑츄에이터에 설치된 폼핀이 브라켓고정부의 관통구멍에서 빠지는 상태를 설명하는 설명도,
도 7은 종래 차량용 조향장치의 스티어링 칼럼에 충격흡수를 위해 컬링플레이트가 설치된 상태를 나타내는 사시도,
도 8은 도 7의 A방향에서 본 단면도로, 컬링플레이트가 설치된 상태를 나타내는 요부 설명도,
도 9는 도 8의 저면도이다.
<도면의 주요부위에 대한 부호 설명>
110 칼럼튜브 120 브라켓트
130 캡슐 140,160 고정수단
150 컬링플레이트 170 엑츄에이터
본 발명은 차량의 충돌시 운전자의 안전보호를 극대화하기 위한 차량용 조향장치의 스티어링 칼럼에 관한 것으로, 특히 차량의 충돌시 충돌상황이 엔진제어유닛에 전달되면 상황에 따라 충돌에너지 흡수구조를 선택적으로 진행하므로써 운전자의 안전을 극대화 시킬 수 있도록 된 차량용 조향장치의 스티어링 칼럼에 관한 것이다.
일반적으로 차량용 조향장치는 스티어링 휠에서 발생되는 회전력을 조향륜에 전달할 수있도록 그 사이에 설치되어 있는 것으로, 스티어링 휠과 연결된 컬럼과, 이 컬럼과 연결된 유니버셜 조인트와 결합된 랙 피니언 기어박스와, 그리고 기어박스의 양측에 볼조인트로 결합된 타이로드 및 엔드로 연동되어진다. 따라서, 스티어링 휠의 조타시 유니버샬 조인트는 랙 피니언기어 박스와 연결되고 랙은 랙바를 직선운동으로 슬라이딩시켜 타이로드 엔드를 좌우로 이동시킴으로서 차륜을 조향하게 되는 것이다.
그러나 차량의 충돌시 외부의 충격에 의해 차체가 심하게 파손되는 경우 그 충격에 의해 차체가 밀려들어 오면서 컬럼 역시 운전석 쪽으로 밀려들어와 운전자 가 다치는 경우가 생길 수 있기 때문에 그 외부 충격을 스티어링 휠과 연결된 컬럼에서 그 충격을 완충시키는 것이 요구되었다. 이에 종래에는 컬럼에 가해지는 충격을 완충시키기 위하여 볼부시를 컬럼의 인너 튜브와 아웃터 튜브 사이에 개입시켜 충격을 완충시키거나 인너 튜브와 아웃터 튜브의 끝단을 둥글게 말아 이를 서로 연결한 컬링공법을 이용한 완충구조가 시행되어 왔다. 이러한 구조들은 자동차 완성시 외부 충격시 인너 튜브가 아웃터 튜브속으로 슬라이드 되어지면서 충격을 흡수할 수 있도록 조립시에는 컬럼이 충분히 연장된 상태로 조립되어져 있다.
여기서 종래 차량용 조향장치의 스티어링 칼럼은 도 7 내지 도 9에 도시된 것과 같이, 칼럼튜브(1)가 고정되는 브라켓트(2)와, 상기 브라켓트(2)의 양측 면에 밀착된 캡슐(3)과, 상기 캡슐(3)의 상부면에 일단이 밀착되어 차체에 보울트와 너트등의 고정수단(4)으로 캡슐(3)과 함께 고정된 컬링플레이트(5)와, 상기 캡슐(3)이 밀착된 브라켓트(2)의 소정위치에 상기 컬링플레이트(5)의 분할된 단부가 보울트와 너트로 이루어진 고정수단(6)으로 고정된 구조로 되어 있다.
상기 컬링플레이트(5)는 일단이 상기 캡슐(3)에 고정되도록 관통구멍이 형성된 캡슐고정부(51)와, 이 캡슐고정부(51)의 관통구멍이 형성된 반대쪽 단부에서 양측면으로 각각 갈라져 상기 고정수단(6)으로 각각 고정된 브라켓고정부(52)를 포함하고, 상기 캡슐고정부(51)와 브라켓고정부(52)는 절곡되어 풀어지면서 찢어지는 충격흡수절곡부(53)가 형성되어 있다. 본 실시예에서는 ㄷ자 형상으로 벤딩되어 있다.
따라서 충돌시 상기 칼럼튜브(1)와 함께 브라켓트(2)가 도시되지 않은 조향 핸들의 반대쪽으로 이동하게 되면 상기 캡슐고정부(51)는 캡슐(3)과 함께 고정수단(4)으로 차체에 고정되어 있고, 상기 브라켓고정부(52)는 고정수단(6)에 의해 브라켓트(2)에 고정되어 이동하게 되므로, 상기 충격흡수절곡부(53)가 양쪽으로 길이방향으로 풀리면서 찢어지면서 충격을 흡수하게 된다.
그러나 이러한 종래의 구조들은 충격을 흡수하기 위한 컬럼의 단면적 조절이 어렵고 또, 조립성이 불편하고 컬럼의 제작비용이 많이 드는 문제점이 있어 왔다. 또한 종래의 정해진 충돌 구조는 운전자의 체형이나, 위치, 차량의 속도등 충돌시 발생할 수 있는 다양한 조건과 관계 없이 정해진 방식으로 충돌 에너지를 흡수하므로써 운전자의 안전을 도모하는데 부족한 측면을 갖는 문제점이 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 차량의 충돌시 외부 충격이 운전자에게 미치지 않도록 차체의 캡슐에 컬링플레이트의 일단을 고정하고 타단의 일측을 브라켓에 고정하며 타단의 남은 일측은 엑츄에이터의 핀에 의해 선택적으로 구속하도록 하면서 충격을 흡수하는 구조로 된 차량용 조향장치의 스티어링 칼럼을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로서 본 발명은, 칼럼튜브가 고정되는 브라켓트와, 상기 브라켓트의 양측 면에 밀착된 캡슐과, 상기 캡슐의 상부면에 일단이 밀착되어 차체에 고정수단으로 캡슐과 함께 일단이 고정된 컬링플레이트와, 상기 컬링플레이트는 분할된 단부가 브라켓트의 소정위치에 고정 수단으로 고정된 차량용 조향장치의 스티어링 칼럼에 있어서, 상기 고정수단이 양단부에 끼워져 상기 컬링플레이트의 분할된 일단부와 일측이 밀착되어 고정되고, 타측이 상기 브라켓트에 고정되며, 상기 컬링플레이트의 분할된 타단부가 엔진콘트롤유니트의 신호를 받아 하부로 선택적으로 돌출하는 핀에 의해 지지되도록 된 엑츄에이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 차량용 조향장치의 스티어링 칼럼은, 상기 엑츄에이터는, 상기 컬링플레이트의 분할된 브라켓고정부 상부에 밀착됨과 더불어 타단은 상기 브라켓트의 상부면에 밀착되어 보울트와 너트로 이루어진 고정수단으로 고정되는 가이드와, 이 가이드의 중앙에 관통형성된 구멍으로 출입하는 핀과 이 핀의 상부에 핀머리를 갖춘 고정핀과, 상기 고정핀을 수용하도록 상기 가이드의 상부에 밀봉되어 설치된 제1캡과, 상기 제1캡에 수직으로 설치되어 화약을 수용한 상태로 신호에 의해 폭발하도록 콘넥터로 엔진콘트롤유니트와 연결된 제2캡으로 이루어진 하우징을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 차량용 조향장치의 스티어링 칼럼은, 상기 컬링플레이트는 일단이 상기 캡슐에 고정되도록 관통구멍이 형성된 캡슐고정부와, 이 캡슐고정부의 관통구멍이 형성된 반대쪽 단부에서 양측면으로 각각 갈라져 상기 고정수단으로 각각 고정된 브라켓고정부를 포함하고, 상기 캡슐고정부와 브라켓고정부는 절곡되어 풀어지면서 찢어지는 형상의 충격흡수절곡부가 형성되고, 상기 브라켓고정부는 각각 관통구멍이 형성된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음 과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 조향장치의 스티어링 칼럼의 요부를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 컬링플레이트의 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따라 엑츄에이터와 컬링플레이트가 브라켓트에 조립된 상태를 나타내는 요부의 일측단면도이고, 도 4는 도 3의 평면도이며, 도 5는 도 3의 저면도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 엑츄에이터에 설치된 폼핀이 브라켓고정부의 관통구멍에서 빠지는 상태를 설명하는 설명도이다.
본 발명의 차량용 조향장치의 스티어링 칼럼은 도 1에 도시된 것과 같이, 칼럼튜브(110)가 고정되는 브라켓트(120)와, 상기 브라켓트(120)의 양측 면에 밀착된 캡슐(130)과, 상기 캡슐(130)의 상부면에 일단이 밀착되어 차체에 보울트와 너트등의 고정수단(140)으로 캡슐(130)과 함께 일단이 고정된 컬링플레이트(150)와, 상기 캡슐(130)이 밀착된 브라켓트(120)의 소정위치에 상기 컬링플레이트(150)의 분할된 일단부와 일체로 밀착되어 보울트와 너트로 이루어진 고정수단(160)으로 고정됨과 더불어, 타단부가 브라켓트(120)에 직접 고정되는 한편, 내부의 핀이 선택적으로 입출되도록 되어 상기 컬링플레이트(150)의 타단부를 선택적으로 하부로 돌출된 핀이 지지되도록 된 엑츄에이터(170)를 포함하는 구조로 되어 있다.
여기서 상기 컬링플레이트(150)는 일단이 상기 캡슐(130)에 고정되도록 관통구멍(151a)이 형성된 캡슐고정부(151)와, 이 캡슐고정부(151)의 관통구멍이 형성된 반대쪽 단부에서 양측면으로 각각 갈라져 상기 고정수단(160)으로 각각 고정된 브라켓고정부(152)를 포함하고, 상기 캡슐고정부(151)와 브라켓고정부(152)는 절곡되 어 풀어지면서 찢어지는 ㄷ자 형상의 충격흡수절곡부(153)가 형성되어 있다. 또한 상기 브라켓고정부(152)는 각각 관통구멍(152a)이 형성되어 있다.
그리고 상기 엑츄에이터(170)는 도 3 내지 도 6에 도시된 것과 같이, 상기 컬링플레이트(150)의 분할된 브라켓고정부(152) 상부에 밀착됨과 더불어 타단은 상기 브라켓트(120)의 상부면에 밀착되어 보울트와 너트로 이루어진 고정수단(160)으로 고정되는 가이드(171)와, 이 가이드의 중앙에 관통형성된 구멍(171a)으로 출입하는 핀(172a)과 이 핀의 상부에 핀머리(172b)를 갖춘 고정핀(172)과, 상기 고정핀을 수용하도록 상기 가이드의 상부에 밀봉되어 설치된 제1캡(173a)과, 상기 제1캡에 수직으로 설치되어 화약을 수용한 상태로 신호에 의해 폭발하도록 도시되지 않은 콘넥터로 엔진콘트롤유니트와 연결된 제2캡(173b)으로 이루어진 하우징(173)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서 충돌시 상기 칼럼튜브(110)와 함께 브라켓트(120)가 도시되지 않은 조향핸들의 반대쪽으로 이동하게 되면 상기 캡슐고정부(151)는 캡슐(130)과 함께 보울트등의 고정수단(140)으로 차체에 고정되어 있고, 상기 고정수단(160)에 의해 가이드(171)와 밀착되어 브라켓트(120)에 고정된 브라켓고정부(152)의 일측은 칼럼튜브(110)와 함께 이동하는 브라켓트(120)와 이동하면서 충격흡수절곡부(153)를 당기면서 찢게 되어 충격을 흡수하게 된다.
한편 차량의 충돌이 발생하여 차량에 설치된 도시되지 않은 센서 즉, 차량의 전면에 설치된 센서와 시트에 설치된 센서 등이 속도와 중량등의 신호를 엔진콘트롤유니트에 보내게 되고, 이때의 엔진콘트롤유니트의 판단이 상기 고정핀(172)을 그대로 두어서 브라켓고정부(152)의 관통구멍(152a)에 끼워진 경우에서는 충격흡수절곡부(153)를 변형시키며 충격을 흡수할 수 있게 된다. 즉, 상기 브라켓고정부(152)의 다른 하나는 상기 하우징(173)의 고정핀(172)이 엔진콘트롤유니트에서 신호를 받아도 하부로 내려간 상태가 유지되는 경우에는 브라켓고정부(152)의 관통구멍(152a)에 끼워진 경우에는 상기 고정수단(160)에 의해 고정된 브라켓고정부(152)와 동일하게 브라켓트(120)와 이동하면서 충격흡수절곡부(153)를 당기면서 찢게 되어 충격을 흡수하게 된다.
또한 차량의 충돌시 엔진콘트롤유니트에서 상기 하우징(173)의 제2캡(173b)에 수용된 화약을 폭발하도록 신호를 보내게 되면, 폭발신호에 의해서 화약이 폭발하게 되고 이때 상기 고정핀(172)이 상부로 이동하게 되는바, 이때 상기 가이드(171)의 요홈(171b)에서 핀(172a)이 함몰하게 되므로 브라켓고정부(152)의 변형이 없이 상기 브라켓트(120)가 칼럼튜브(110)와 함께 이동하면서 충격흡수를 하게 된다.
즉, 차량의 충돌시 상황이 엔진콘트롤유니트에 전달되면 상황에 따라서 충돌에너지의 흡수구조를 엔진콘트롤유니트에서 판단하여 상기 충격흡수절곡부(153)의 변형을 통한 충격흡수를 할 것인지, 또는 충격흡수절곡부(153)의 변형을 제외한 캡슐(130)과 각각의 체결력만으로 충격을 흡수할 것인지를 선택적으로 결정함으로써 운전자의 안전을 극대화 시킬 수 있는 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명인 충돌에너지 흡수구조를 갖는 차량용 스티어링 컬럼에 의하면, 충돌시 발생되는 다양한 조건속에서 승객의 안전 극대화를 위해 충돌시 상황이 엔진제어유닛를 통해 입수되면 상황에 따라 충돌에너지의 흡수구조가 선택적으로 진행됨으로써 운전자의 안전을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는, 본 발명을 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

Claims (3)

  1. 칼럼튜브가 고정되는 브라켓트와, 상기 브라켓트의 양측 면에 밀착된 캡슐과, 상기 캡슐의 상부면에 일단이 밀착되어 차체에 보울트와 너트등의 고정수단(140)으로 캡슐과 함께 일단이 고정된 컬링플레이트와, 상기 컬링플레이트는 분할된 단부가 브라켓트의 소정위치에 고정수단(160)으로 고정된 차량용 조향장치의 스티어링 칼럼에 있어서,
    상기 고정수단(160)에 의해 상기 컬링플레이트의 분할된 일단부와 일측이 밀착되어 고정되고 타측이 상기 브라켓트에 고정되며, 상기 컬링플레이트의 분할된 타단부가 엔진콘트롤유니트의 신호를 받아 하부로 선택적으로 돌출하는 핀에 의해 지지되도록 된 엑츄에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 조향장치의 스티어링 칼럼.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 엑츄에이터는, 상기 컬링플레이트의 분할된 브라켓고정부 상부에 밀착됨과 더불어 타단은 상기 브라켓트의 상부면에 밀착되어 상기 고정수단(160)으로 고정되는 가이드와, 이 가이드의 중앙에 관통형성된 구멍으로 출입하는 핀과 이 핀의 상부에 핀머리를 갖춘 고정핀과, 상기 고정핀을 수용하도록 상기 가이드의 상부에 밀봉되어 설치된 제1캡과, 상기 제1캡에 수직으로 설치되어 화약을 수용한 상태로 신호에 의해 폭발하도록 콘넥터로 엔진콘트롤유니트와 연결된 제2캡으로 이루어진 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 조향장치의 스티어링 칼럼.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 컬링플레이트는 일단이 상기 캡슐에 고정되도록 관통구멍이 형성된 캡슐고정부와, 이 캡슐고정부의 관통구멍이 형성된 반대쪽 단부에서 양측면으로 각각 갈라져 상기 고정수단(160)으로 각각 고정된 브라켓고정부를 포함하고, 상기 캡슐고정부와 브라켓고정부는 절곡되어 풀어지면서 찢어지는 형상의 충격흡수절곡부가 형성되고, 상기 브라켓고정부는 각각 관통구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 조향장치의 스티어링 칼럼.
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