KR101142662B1 - 자동차의 조향 컬럼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 조향 컬럼에 관한 것이다.

본 발명은 유니버설 조인트를 매개로 상호 연결되는 상부 조향축 및 하부 조향축으로 구성되는 조향축, 상기 조향축을 둘러싸는 컬럼 하우징, 상기 컬럼 하우징의 하측에 형성되는 하부 브라켓, 상기 컬럼 하우징의 중간측에 형성되는 상부 브라켓을 포함하는 자동차의 조향 컬럼에 있어서, 상기 하부 브라켓은 컬럼 하우징의 하측에 구비되어 차체에 고정되는 고정 플레이트; 상기 고정 플레이트와 결합되는 충격흡수 부재; 상기 충격흡수 부재의 하부에 구비되어 상기 하부 조향축이 삽입되는 베어링 하우징; 및 상기 충격흡수 부재와 상기 베어링 하우징을 결합시키는 연결 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향 컬럼을 제공한다.

본 발명에 의하면, 조향 컬럼의 하부 브라켓에 하부 조향축이 고정되는 베어링 하우징을 구비하여 충돌시 조향 컬럼이 수축할 때 조향축 및 유니버설 조인트의 변위를 방지하는 효과가 있다.

조향 컬럼, 로우 샤프트, 조향축, 베어링, 고정

Description

자동차의 조향 컬럼{Steering Column for Automotive Vehicle}

도 1은 종래 기술에 따른 조향 컬럼을 나타낸 측면도,

도 2는 종래 기술에 따른 조향 컬럼이 수축되는 상태를 나타낸 상태도,

도 3은 본 발명에 따른 조향 컬럼의 하부 조향축 고정 구조를 나타낸 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 조향 컬럼이 수축되는 상태를 나타낸 상태도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

300: 조향 컬럼 304: 하부 조향축

310: 컬럼 하우징 320: 하부 브라켓

330: 고정 플레이트 332: 고정홀

340: 충격흡수 부재 342: 연결 부재

344: 가이드홈 346: 가이드편

350: 연결 수단 360: 베어링 하우징

362: 베어링 364: 안착면

366: 리브

본 발명은 자동차의 조향 컬럼에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 조향 컬럼의 하부 브라켓에 하부 조향축이 고정될 수 있도록 베어링 하우징을 구비하여 충돌시 조향 컬럼이 수축할 때 하부 조향축의 변위를 방지하는 자동차의 조향 컬럼에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 조향 컬럼은 운전자의 조향휠 조작에 의해 발생한 회전력을 랙-피니언 기구부로 전달하는 조향축을 둘러싸도록 형성되어 조향축의 회전을 지지하는 한편 브라켓을 통해 차체에 결합됨으로써 조향축의 위치를 고정하는 장치이다. 이와 같은 자동차의 조향 컬럼은 자동차의 충돌 사고 등의 경우에 운전자의 상체가 조향휠에 부딪혀서 큰 부상을 당하는 것을 방지하기 위해 조향 컬럼과 조향축은 모두 축 방향으로 수축되는 컬랩스(Collapse) 기능을 갖는다.

즉, 자동차의 운행 중 충돌 사고가 발생하면 운전자의 상체는 관성에 의해 조향휠에 부딪히는데, 운전자의 상체가 조향휠에 부딪히면 조향휠의 하측에 형성되어 있는 조향 컬럼과 조향축이 수축하여 운전자가 받는 충격을 흡수함으로써 운전자의 부상을 최소화시켜 주는 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 조향 컬럼을 나타낸 측면도이다. 도시된 바와 같이, 조향 컬럼(100)은 조향축(104)을 둘러싸는 컬럼 하우징(110), 컬럼 하우징(110)의 하측에 형성되는 하부 브라켓(120), 컬럼 하우징(110)의 중간측에 형성되는 상부 브라켓(130), 상부 브라켓(130)의 좌우 양측에 구비되는 캡슐(132)을 포함하여 구성된다.

조향축(104)은 상단이 조향휠(102)에 연결되고 하단이 랙-피니언 기구부(미도시)에 연결되어 있어서 운전자가 조향휠(102)을 조작하여 발생하는 회전력을 하단의 랙-피니언 기구부(미도시)에 연결하는 장치이다. 이와 같은 조향축(104)은 조향휠(102)에 가까운 상부 조향축(104a)과 그 반대편의 하부 조향축(104b)으로 나뉘는데, 상부 조향축(104a)과 하부 조향축(104b)은 유니버설 조인트(미도시)를 매개로 하여 서로 연결되어 있기 때문에 소정 각도로 굴절된 상태에서 랙-피니언 기구부(미도시)에 회전력을 전달한다.

컬럼 하우징(110)은 상부 조향축(104a) 및 하부 조향축(104b)을 둘러싸도록 형성되며 하측의 하부 브라켓(120)과 중간측의 상부 브라켓(130)을 구비한다.

상부 브라켓(130)의 좌우 양측에는 자동차의 차체에 결합되는 캡슐(132)이 형성되어 있다. 캡슐(132)은 알루미늄이나 합성 수지 등으로 만들어지는데, 충돌 사고 등의 경우 조향 컬럼(100)의 축 방향의 충격에 의해 상부 브라켓(130)으로부터 이탈됨으로써 조향 컬럼(100)의 수축이 일어나도록 한다.

도 2는 종래 기술에 따른 조향 컬럼이 수축되는 상태를 나타낸 상태도이다. 도시된 바와 같이, 조향 컬럼(100)은 자동차의 충돌 사고 등에 의해 발생하는 충격을 수축하면서 완화시킨다. 즉, 상부 브라켓에 구비되는 캡슐(132)이 상부 브라켓(130)에서 이탈된 채 자동차의 차체(202)에만 고정되고 상부 브라켓(130)과 고정되는 컬럼 하우징(110)은 축 방향 하측으로 이동한다. 이때, 컬럼 하우징(110)이 축 방향 하측으로 이동하면서 상부 조향축(104a) 및 하부 조향축(104b) 역시 컬럼 하우징(110)과 함께 이동하게 된다.

하지만, 조향 컬럼(100)의 수축과 함께 상부 조향축(104a) 및 하부 조향축(104b)이 이동할 때 하부 조향축(104b)에 변위가 발생하고 이에 따라 하부 조향축(104b)에 연결되는 유니버설 조인트(미도시) 역시 함께 이동하면서 위치가 변경되어 자동차의 구성 부품(브레이크 페달 등)과 접촉하면서 하부 조향축(104b)의 이동이 원활하게 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.

또한, 하부 조향축(104b)의 원활하지 못한 이동에 의해 조향 컬럼(100)의 수축 또한 원활하게 이루어지지 못하면서 충돌 성능에 매우 불리한 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 조향 컬럼의 하부 브라켓에 하부 조향축이 고정되는 베어링 하우징을 구비하여 충돌시 조향 컬럼이 수축할 때 조향축 및 유니버설 조인트의 변위를 방지하는 데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 유니버설 조인트를 매개로 상호 연결되는 상부 조향축 및 하부 조향축으로 구성되는 조향축, 상기 조향축을 둘러싸는 컬럼 하우징, 상기 컬럼 하우징의 하측에 형성되는 하부 브라켓, 상기 컬럼 하우징의 중간측에 형성되는 상부 브라켓을 포함하는 자동차의 조향 컬럼에 있어서, 상기 하부 브라켓은 컬럼 하우징의 하측에 구비되어 차체에 고정되는 고정 플레이트; 상기 고정 플레이트와 결합되는 충격흡수 부재; 상기 충격흡수 부재의 하부에 구비되어 상기 하부 조향축이 삽입되는 베어링 하우징; 및 상기 충격흡수 부재와 상기 베어링 하우징을 결합시키는 연결 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 차의 조향 컬럼을 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 3은 본 발명에 따른 조향 컬럼의 조향축 고정 구조를 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 조향 컬럼이 수축되는 상태를 나타낸 상태도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 조향 컬럼(300)은 하부 조향축(304)을 둘러싸는 컬럼 하우징(310), 컬럼 하우징(310)의 하측에 형성되는 하부 브라켓(320) 및 하부 브라켓(320)에 체결되어 하부 조향축(304)을 고정하는 베어링 하우징(360)을 포함하여 구성된다.

여기서, 하부 조향축(304)은 조향휠(102)에 가깝게 구비되는 상부 조향축(104a)과 유니버설 조인트를 매개로 하여 서로 연결되어 소정 각도로 굴절된 상태에서 랙-피니언 기구부에 회전력을 전달한다.

하부 브라켓(320)은 컬럼 하우징(310)을 차체에 고정하기 위한 것으로서, 차체(402)에 고정되는 고정 플레이트(330) 및 컬럼 하우징(310)과 결합되어 조향 컬럼(300)의 수축시 충격을 흡수하기 위한 충격흡수 부재(340)를 포함하여 구성된다.

고정 플레이트(330)는 충격흡수 부재(340)와 결합되며 양측면에 고정홀(332) 이 형성되어 차체(402)에 고정됨으로써, 컬럼 하우징(310)이 차체와 결합된다.

충격흡수 부재(340)는 양측에 가이드홈(344)이 형성되어 볼트/너트 체결 방식을 통해 컬럼 하우징(310)과 결합되며 상측 일면에 연결 부재(342)가 구비되어 충격흡수 부재(340)의 하부에 구비되는 베어링 하우징(360)과 결합된다. 여기서, 연결 부재(342)는 베어링 하우징(360)과 연결 수단(350)을 통해서 결합되는 것으로 수직되게 절곡 형성되어 수평면이 충격흡수 부재(340)의 상측 일면에 연결 수단(350)과 체결되며 수직면이 후술할 베어링 하우징(360)의 안착면(364)에 안착된다.

또한, 연결 수단(350)은 베어링 하우징(360)이 충격흡수 부재(340)와 견고하게 결합될 수 있는 것이라면 용접 등 어떠한 방법을 사용하여도 무방하나 본 발명에서는 볼트로 체결하는 것이 바람직하나, 베어링 하우징(360)과 충격흡수 부재(340)가 일체로 형성되어도 무방하다. 하지만, 이에 한정하는 것은 아니다.

아울러, 충격흡수 부재(340)의 후단에는 가이드편(346)이 형성되어 베어링 하우징(360)이 가이드편(346)을 통해 충격흡수 부재(340)에 가조립되고 연결 수단(350)을 통해서 체결됨으로써, 베어링 하우징(360)과 충격흡수 부재(340)가 결합이 간단하고 안정적으로 이루어질 수 있도록 한다.

베어링 하우징(330)은 중앙으로 하부 조향축(304)이 관통되게 삽입되는 것으로 조향시 베어링 하우징(360)과의 마찰에 의해 조향감이 떨어지지 않도록 내부에 베어링(362)이 구비되어 하부 조향축(304)의 회전 및 이동이 원활하게 이루어질 수 있도록 한다. 또한, 베어링 하우징(360)의 상부에는 안착면(364)이 형성되어 연결 부재(342)의 수직면이 안정적으로 안착되며 외주 양측면에는 자체 강성 증대가 향상됨은 물론 자동차의 충돌시 발생하는 충격을 일부 흡수가 가능하도록 리브(366)가 형성됨이 바람직하다.

이와 같은 베어링 하우징(360)은 차체(402)에 고정된 하부 브라켓(320)과 결합되는 것으로 하부 브라켓(320)의 충격흡수 부재(340)에 형성된 가이드편(346)과 연결 부재(342)의 수직면을 통해서 가조립되고 연결 수단(350)을 통해서 충격흡수 부재(340)와 결합된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 조향 컬럼(300)은 자동차의 충돌 등에 의해 발생하는 충격을 완화시키기 위해 수축한다. 이때, 함께 이동하는 하부 조향축(304)은 베어링 하우징(360)을 통해 축 방향 하측으로 이동함에 따라 조향 컬럼(300)의 수축시 하부 조향축(304)에 발생하는 변위는 베어링 하우징(360)으로 인해서 발생하기 않게 되어 하부 조향축(304)의 원활한 이동이 가능하고 이에 따라 하부 조향축(304)에 연결되는 유니버설 조인트(미도시) 역시 위치의 변동이 없게 되어 자동차의 구성 부품(브레이크 페달 등)과 접촉이 일어나지 않음으로써, 조향 컬럼(300)이 더욱 원활하게 수축할 수 있는 것이다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위 가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 조향 컬럼의 하부 브라켓에 하부 조향축이 고정되는 베어링 하우징을 구비하여 충돌시 조향 컬럼이 수축할 때 조향축 및 유니버설 조인트의 변위를 방지하는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 유니버설 조인트를 매개로 상호 연결되는 상부 조향축 및 하부 조향축으로 구성되는 조향축, 상기 조향축을 둘러싸는 컬럼 하우징, 상기 컬럼 하우징의 하측에 형성되는 하부 브라켓, 상기 컬럼 하우징의 중간측에 형성되는 상부 브라켓을 포함하는 자동차의 조향 컬럼에 있어서,

   상기 하부 브라켓은

   상기 컬럼 하우징의 하측에 구비되어 차체에 고정되는 고정 플레이트;

   상기 고정 플레이트와 결합되는 충격흡수 부재;

   상기 충격흡수 부재의 하부에 구비되어 상기 하부 조향축이 삽입되는 베어링 하우징;

   상기 충격흡수 부재와 상기 베어링 하우징을 결합시키는 연결 수단;

   수직되게 절곡 형성되어 수평면은 상기 충격흡수 부재의 상부에 장착되어 상기 연결 수단과 체결되며 수직면은 상기 베어링 하우징에 안착되는 연결부재;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향 컬럼.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 충격흡수 부재의 후단에는 양측에서 내측으로 절곡되어 상기 베어링 하우징을 지지하는 가이드편이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향 컬럼.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 베어링 하우징은 상기 가이드편에 지지되며 상기 충격흡수 부재에 가조립되고, 상기 연결 수단에 의해 상기 연결부재와 체결되어 고정되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향 컬럼.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 베어링 하우징은 내부에 베어링이 구비되며 일면에 안착면이 형성되고 외주 양측으로 리브가 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향 컬럼.

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