KR101040017B1 - 스티어링컬럼의 충격흡수 향상구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스티어링컬럼의 충격흡수 향상구조에 관한 것으로, 어퍼브라켓트(17)와 중첩을 이루는 카울크로스멤버(20)의 하단에서 상기 조향축(11)의 길이방향을 따라 연장되도록 형성되는 가이드홈(21)과, 일단은 상기 어퍼브라켓트(17)에 고정되도록 결합되고 타단은 상기 가이드홈(21)내에 삽입된 상태에서 상기 카울크로스멤버(20)를 지지하도록 설치되어 상기 어퍼브라켓트(17)가 캡슐(31)로부터 이탈되더라도 상기 어퍼브라켓트(17)와 상기 카울크로스멤버(20)사이에 존재하는 갭(G)을 지속적으로 유지시키도록 하는 간격유지수단(50)을 포함하도록 구성되어져, 충돌사고시 운전자의 상체가 조향휠(1)에 부딪치고 어퍼브라켓트(17)가 캡슐(31)로부터 이탈된 상태에서 조향축(11)에 틸트업되는 현상이 발생하더라도, 상기 어퍼브라켓트(17)와 카울크로스멤버(20)사이에 존재하던 갭(G)이 지속적으로 유지되어짐으로써, 스티어링휠에 의한 운전자의 부상을 최소화시킬 수 있도록 된 것이다.

스티어링컬럼, 어퍼브라켓트, 카울크로스멤버

Description

스티어링컬럼의 충격흡수 향상구조{structure of reinforcing impact absorption of steering column}

도 1은 일반적인 스티어링컬럼의 사시도,

도 2는 충돌사고 발생전 스티어링컬럼과 카울크로스멤버와의 결합상태를 보여주기 위한 사시도,

도 3은 충돌사고 발생후 스티어링컬럼의 충격흡수 구조를 보여주기 위한 사시도,

도 4는 도 2와 도 3의 상태를 단면도로서 보충 설명하기 위한 도면,

도 5는 도 2에 대응하는 도면으로서, 본 발명에 따른 충격흡수 구조를 구비한 스티어링컬럼의 사시도,

도 6은 도 4에 대응하는 도면으로서, 본 발명에 따른 충격흡수 구조를 설명하기 위한 단면도,

도 7과 도 8은 도 3과 도 4에 대응하는 도면으로서, 충돌사고 발생후 본 발명에 따른 스티어링컬럼의 충격흡수 구조를 보여주기 위한 사시도 및 단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

11 - 조향축 13 - 어퍼컬럼튜브

17 - 어퍼브라켓트 20 - 카울크로스멤버

21 - 가이드홈 31 - 캡슐

50 - 간격유지수단 51 - 로드부재

53 - 힌지축 55 - 롤러부재

본 발명은 스티어링컬럼의 충격흡수 향상구조에 관한 것으로, 특히 차량의 충돌사고 발생시 컬럼튜브의 수축작용이 원활하게 진행될 수 있도록 함으로써 운전자의 상해치를 최소화시킬 수 있도록 하는 스티어링컬럼의 충격흡수 향상구조에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 스티어링컬럼(steering column)은 도 1에 도시된 바와 같이 상단측에 스티어링휠(1)이 장착되고 하단측은 유니버설조인트를 매개로 기어박스에 연결되는 조향축(11)과, 상기 조향축(11)을 감싸는 어퍼컬럼튜브(13) 및 로어컬럼튜브(15)와, 상기 어퍼컬럼튜브(13)와 상기 로어컬럼튜브(15)에 각각 결합되어지는 어퍼브라켓트(17) 및 로어브라켓트(19)등으로 구성된다.

여기서, 상기 어퍼브라켓트(17)와 상기 로어브라켓트(19)는 도 2에 도시된 바와 같이 차체측에 해당하는 카울크로스멤버(20)의 상하단부에 각각 결합되어진다.

즉, 상기 어퍼브라켓트(17)에는 클립모양으로 형성된 한 쌍의 캡슐(31)이 양쪽의 날개부위에 각각 끼워져서 결합되고, 상기 카울크로스멤버(20)의 상단부는 그 밑면이 상기 캡슐(31)상에 얹혀지게 된다.

이후, 볼트나 스크류와 같은 체결부재가 상기 어퍼브라켓트(17)의 하측에서부터 상기 캡슐(31)을 관통하여 카울크로스멤버(20)에 체결되어지면, 상기 어퍼브라켓트(17)와 상기 카울크로스멤버(20)는 서로간에 결합이 이루어지게 된다.(도 4에 도시됨)

또한, 상기 로어브라켓트(19)상에 카울크로스멤버(20)의 하단부 밑면이 엊혀진 후 전술한 바와 같이 체결부재가 체결되어지면, 상기 로어브라켓트(19)와 상기 카울크로스멤버(20)도 서로간에 결합이 이루어지게 되는 것이다.

한편, 상기와 같은 종래의 스티어링컬럼은 차량의 충돌사고 발생시 어퍼컬럼튜브(13)의 수축작용이 원활하게 진행되지 않게 됨으로써 운전자가 심한 부상을 당하게 되는 경우가 종종 발생하였다.

즉, 차량의 충돌사고가 발생되면 운전자의 신체는 관성력에 의해 차체의 전방쪽으로 이동을 하여 그 상체가 스티어링휠(1)에 부딪치게 된다.

이때의 충격력(F)에 의해 상기 어퍼브라켓트(17)는 도 3에 도시된 바와 같이 캡슐(31)로부터 이탈되어지고, 계속해서 상기 어퍼컬럼튜브(13)는 도시된 화살표 M1과 같이 로어컬럼튜브(15)쪽으로 수축되면서 운전자의 충격을 흡수하게 된다.

그러나, 충돌사고시 운전자의 상체가 스티어링휠(1)에 부딪치게 되면 상기 조향축(11)은 도시된 화살표 R과 같이 상방으로 틸트업(tilt up)되는 현상이 동시에 발생하게 된다.

상기 조향축(11)의 틸트업 현상은 운전자의 무릎이 상기 조향축(11)을 타격할 경우 그 힘에 의해 더욱 심하게 발생되어짐은 물론이다.

따라서, 충돌사고 발생시 운전자의 상체가 스티어링휠(1)에 부딪치고 이때의 충격력(F)에 의해 어퍼브라켓트(17)가 캡슐(31)로부터 이탈되어지더라도, 상기 어퍼브라켓트(17)와 상기 카울크로스멤버(20)사이에는 도 2에 도시된 바와 같이 캡슐(31)의 두께만큼에 해당하는 갭(G)이 지속적으로 존재하여야만, 상기 어퍼컬럼튜브(13)의 수축작용이 원활하게 진행되면서 운전자의 충격을 효과적으로 흡수할 수 있으나, 종래의 스티어링컬럼은 전술한 바와 같이 운전자의 상체가 스티어링휠(1)에 부딪칠 때 상방으로 틸트업(tilt up)되는 상기 조향축(11)에 의해 상기 어퍼브라켓트(17)와 상기 카울크로스멤버(20)사이의 갭(G)은 상기 어퍼브라켓트(17)가 캡슐(31)로부터 이탈되어짐과 동시에 없어지게 된다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이 충돌사고 발생전에는 캡슐(31)로 인해 어퍼브라켓트(17)와 카울크로스멤버(20)사이에 갭(G)이 존재하고 있는 상태이나, 충돌사고 발생후 운전자의 충격력(F)에 의해 상기 어퍼브라켓트(17)가 캡슐(31)로부터 이탈되어지게 되면 이와 동시에 조향축(11)의 틸트업(tilt up)현상으로 상기 어퍼브라켓트(17)와 상기 카울크로스멤버(20)사이에 존재하고 있던 갭(G)은 없어지게 되는 것이다.

이와 같이, 상기 어퍼브라켓트(17)와 카울크로스멤버(20)사이에 존재하고 있던 갭(G)이 없어지게 되면, 상기 어퍼브라켓트(17)와 상기 카울크로스멤버(20)에는 서로에 대해 강한 마찰력이 발생하게 되고, 이 결과 상기 어퍼컬럼튜브(13)의 수축작용이 원활하게 진행되지 못하게 됨으로써 운전자는 큰 부상을 당할 수 밖에 없는 문제점이 발생하게 되는 것이다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 충돌사고 발생시 어퍼브라켓트가 캡슐로부터 이탈된 상태에서 조향축에 틸트업되는 현상이 발생하더라도 상기 어퍼브라켓트와 카울크로스멤버사이에 존재하던 갭을 지속적으로 유지시킬 수 있도록 함으로써, 어퍼컬럼튜브의 수축작용이 원활하게 진행될 수 있도록 하고 이 결과 운전자의 부상을 최소화시킬 수 있도록 하는 스티어링컬럼의 충격흡수 향상구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 조향축을 감싸는 어퍼컬럼튜브에 어퍼브라켓트가 결합되고, 상기 어퍼브라켓트에 결합된 캡슐상에 카울크로스멤버의 하단이 중첩된 상태에서 상기 캡슐을 관통하는 체결부재를 통해 상기 어퍼브라켓트와 상기 카울크로스멤버가 결합되어지는 스티어링컬럼에 있어서, 상기 어퍼브라켓트와 중첩을 이루는 카울크로스멤버의 하단에서 상기 조향축의 길이방향을 따라 연장되도록 형성되는 가이드홈과; 일단은 상기 어퍼브라켓트에 고정되도록 결합되고, 타단은 상기 가이드홈내에 삽입된 상태에서 상기 카울크로스멤버를 지지하도록 설치되어, 상기 어퍼브라켓트가 캡슐로부터 이탈되더라도 상기 어퍼브라켓트와 상기 카울크로스멤버사이에 존재하는 갭을 지속적으로 유지시키도록 하는 간격유지수단;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 5와 도 6은 본 발명에 따른 충격흡수 구조를 구비한 스티어링컬럼의 사시 도 및 단면도로서, 종래 구조와 동일한 부위에는 동일한 참조부호를 붙이면서 설명하기로 한다.

본 발명은 차량의 충돌사고 발생시 스티어링컬럼의 충격흡수력을 더욱 증대시킬 수 있도록 하는 기술로서, 상기 스티어링컬럼의 일반적인 구성은 도 1을 참조로 전술하였던 바와 같이, 상단측에 스티어링휠(1)이 장착되고 하단측은 유니버설조인트를 매개로 기어박스에 연결되는 조향축(11)과, 상기 조향축(11)을 감싸는 어퍼컬럼튜브(13) 및 로어컬럼튜브(15)와, 상기 어퍼컬럼튜브(13)와 상기 로어컬럼튜브(15)에 각각 결합되어지는 어퍼브라켓트(17) 및 로어브라켓트(19)등으로 구성된다.

여기서, 상기 어퍼브라켓트(17)와 상기 로어브라켓트(19)는 도 5에 도시된 바와 같이 차체측에 해당하는 카울크로스멤버(20)의 상하단부에 각각 결합되어진다.

즉, 상기 어퍼브라켓트(17)에는 클립모양으로 형성된 한 쌍의 캡슐(31)이 양쪽의 날개부위에 각각 끼워져서 결합되고, 상기 카울크로스멤버(20)의 상단부는 그 밑면이 상기 캡슐(31)상에 얹혀지게 된다.

이후, 볼트나 스크류와 같은 체결부재가 상기 어퍼브라켓트(17)의 하측에서부터 상기 캡슐(31)을 관통하여 카울크로스멤버(20)에 체결되어지면, 상기 어퍼브라켓트(17)와 상기 카울크로스멤버(20)는 서로간에 결합이 이루어지게 된다.(도 6에 도시됨)

또한, 상기 로어브라켓트(19)상에 카울크로스멤버(20)의 하단부 밑면이 엊혀 진 후 전술한 바와 같이 체결부재가 체결되어지면, 상기 로어브라켓트(19)와 상기 카울크로스멤버(20)도 서로간에 결합이 이루어지게 되는 것이다.

한편, 상기 어퍼브라켓트(17)와 중첩을 이루는 카울크로스멤버(20)의 하단에는 도 5와 도 6에 도시된 바와 같이 하방으로 개구되는 디귿(ㄷ)자 모양의 오목한 가이드홈(21)이 형성된다.

여기서, 상기 가이드홈(21)은 상기 조향축(11)의 길이방향을 따라 연장되는 모양을 갖도록 형성된다.

또한, 상기 카울크로스멤버(20)와 중첩을 이루는 상기 어퍼브라켓트(17)상에는 도 5와 도 6에 도시된 바와 같이 일단은 상기 어퍼브라켓트(17)에 고정되도록 결합되고 타단은 상기 가이드홈(21)내에 삽입된 상태에서 상기 카울크로스멤버(20)를 지지하도록 설치되는 본 발명에 따른 간격유지수단(50)이 구비된다.

여기서, 상기 간격유지수단(50)은 일단은 상기 어퍼브라켓트(17)상에 고정되도록 결합되고 타단은 상기 가이드홈(21)내에 위치하도록 설치되는 로드부재(51)와, 상기 로드부재(51)를 관통하는 힌지축(53)에 의해 자유회전이 가능하도록 결합되면서 그 외주면은 상기 가이드홈(21)의 윗면과 접하도록 설치되는 한 쌍의 롤러부재(55)로 구성된다.

이하, 본 발명에 따른 실시예의 작용 및 효과에 대해 도 5 내지 도 8을 참조로 설명한다.

먼저, 충돌사고가 발생되기 전 정상적인 상태의 차량에서는 어퍼브라켓트(17)와 카울크로스멤버(20)사이에 캡슐(31)의 두께만큼에 해당하는 갭(G)이 존재한 다.(도 5와 도 6에 도시됨)

이후, 주행중 충돌사고가 발생되면 운전자의 신체는 관성력에 의해 차체의 전방쪽으로 이동을 하게 되고, 이에 따라 운전자의 상체는 스티어링휠(1)에 부딪치게 된다.

이때의 충격력(F)에 의해 어퍼브라켓트(17)는 도 7에 도시된 바와 같이 캡슐(31)로부터 이탈되어지고, 계속해서 어퍼컬럼튜브(13)는 도시된 화살표 M1과 같이 로어컬럼튜브(15)쪽으로 수축되면서 운전자의 충격을 흡수하게 된다.

한편, 충돌사고시 운전자의 상체가 스티어링휠(1)에 부딪칠 때 조향축(11)은 도시된 화살표 R과 같이 상방으로 틸트업(tilt up)되는 현상이 동시에 발생하게 된다.

따라서, 충돌사고 발생시 운전자의 상체가 스티어링휠(1)에 부딪치게 되면, 어퍼브라켓트(17)는 캡슐(31)로부터 이탈되어지고 계속해서 어퍼컬럼튜브(13)는 로어컬럼튜브(15)쪽으로 수축되어지며 동시에 조향축(11)은 상방으로 틸트업되는 현상이 발생하게 된다.

이와 같이, 어퍼브라켓트(17)가 캡슐(31)로부터 이탈되어지면서 조향축(11)이 상방으로 틸트업되더라도, 본 발명에 따른 스티어링컬럼은 가이드수단(50)에 의해 어퍼브라켓트(17)와 카울크로스멤버(20)사이에 존재하던 캡슐(31)의 두께만큼에 해당하는 갭(G)을 지속적으로 유지시킬 수 있게 된다.

즉, 종래에는 차량의 충돌사고시 어퍼브라켓트(17)가 캡슐(31)로부터 이탈되어지면서 조향축(11)이 상방으로 틸트업되면 어퍼브라켓트(17)와 카울크로스멤버 (20)사이에 존재하던 갭(G)은 상기 조향축(11)의 틸트업 현상으로 인해 자연적으로 없어지게 되어 상기 어퍼브라켓트(17)와 카울크로스멤버(20)가 서로 밀착되는 구조였으나, 본 발명은 조향축(11)이 틸트업되더라도 가이드수단(50)을 구성하는 롤러부재(55)가 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 가이드홈(21)내에서 상기 카울크로스멤버(20)의 하단을 지지하게 됨으로써 어퍼브라켓트(17)와 카울크로스멤버(20)사이에 존재하던 갭(G)을 지속적으로 유지시킬 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기 롤러부재(55)는 어퍼컬럼튜브(13)가 로어컬럼튜브(15)쪽으로 수축되는 이동을 할 때 가이드홈(21)의 윗면과 접하면서 구름운동을 하게 됨으로써, 상기 어퍼컬럼튜브(13)의 수축이동에 큰 도움을 줄 수 있게 된다.

이와 같이, 충돌사고시 어퍼브라켓트(17)가 캡슐(31)로부터 이탈된 상태에서 조향축(11)에 틸트업되는 현상이 발생하더라도 상기 어퍼브라켓트(17)와 카울크로스멤버(20)사이에 존재하던 갭(G)이 가이드수단(50)에 의해 지속적으로 유지되어지면, 상기 어퍼브라켓트(17)와 카울크로스멤버(20)의 밀착현상을 미리 예방할 수 있게 되고, 이 결과 어퍼컬럼튜브(13)의 수축작용이 원활하게 진행되어짐으로써 스티어링휠에 의한 운전자의 부상을 최소화시킬 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 충돌사고시 운전자의 상체가 조향휠에 부딪치고 어퍼브라켓트가 캡슐로부터 이탈된 상태에서 조향축에 틸트업되는 현상이 발생하더라도, 상기 어퍼브라켓트와 카울크로스멤버사이에 존재하던 갭이 지속적으로 유지되어짐으로써, 상기 어퍼브라켓트와 카울크로스멤버의 밀착현상이 예방되어지고, 이 결과 어퍼컬럼튜브의 수축작용이 원활하게 진행되어짐으로써 스티어링휠에 의한 운전자의 부상이 최소화되는 효과가 있게 된다.

Claims (2)

1. 조향축(11)을 감싸는 어퍼컬럼튜브(13)에 어퍼브라켓트(17)가 결합되고, 상기 어퍼브라켓트(17)에 결합된 캡슐(31)상에 카울크로스멤버(20)의 하단이 중첩된 상태에서 상기 캡슐(31)을 관통하는 체결부재를 통해 상기 어퍼브라켓트(17)와 상기 카울크로스멤버(20)가 결합되어지는 스티어링컬럼에 있어서,

   상기 어퍼브라켓트(17)와 중첩을 이루는 카울크로스멤버(20)의 하단에서 상기 조향축(11)의 길이방향을 따라 연장되도록 형성되는 가이드홈(21)과;

   일단은 상기 어퍼브라켓트(17)에 고정되도록 결합되고, 타단은 상기 가이드홈(21)내에 삽입된 상태에서 상기 카울크로스멤버(20)를 지지하도록 설치되어, 상기 어퍼브라켓트(17)가 캡슐(31)로부터 이탈되더라도 상기 어퍼브라켓트(17)와 상기 카울크로스멤버(20)사이에 존재하는 갭(G)을 지속적으로 유지시키도록 하는 간격유지수단(50);

   을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스티어링컬럼의 충격흡수 향상구조.
2. 제 1항에 있어서, 상기 간격유지수단(50)은,

   일단은 상기 어퍼브라켓트(17)상에 고정되도록 결합되고 타단은 상기 가이드홈(21)내에 위치하도록 설치되는 로드부재(51)와;

   상기 로드부재(51)를 관통하는 힌지축(53)에 의해 자유회전이 가능하도록 결 합되면서 그 외주면은 상기 가이드홈(21)의 윗면과 접하도록 설치되는 한 쌍의 롤러부재(55);

   로 구성되는 것을 특징으로 하는 스티어링컬럼의 충격흡수 향상구조.

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