KR101157774B1 - 스티어링 컬럼의 변형방지구조 - Google Patents

Abstract

스티어링 컬럼의 변형방지구조가 제공된다. 개시된 스티어링 컬럼의 변형방지구조는 스티어링 컬럼의 상부에 배치되어 차량 본체의 일부를 형성하며, 강성 증가를 위해 주름진 형상의 구조를 취함으로 인하여 소정의 요홈이 형성되는 타이 로드(tie rod), 상기 타이 로드와 상기 스티어링 컬럼 사이에 배치되며, 상기 스티어링 컬럼의 일부분을 둘러싸는 지지 브라켓, 상기 타이 로드의 상기 요홈에 배치되는 가이드 플레이트, 및 상기 지지 브라켓의 상단에 장착되는 슬라이딩 플레이트를 포함하며, 상기 슬라이딩 플레이트가 상기 가이드 플레이트 내에서 병진운동하도록 배치된 상태에서 차량의 스티어링 휠에 가해진 충격에 의해 발생하는 스티어링 컬럼의 처짐을 방지함으로써 상기 스티어링 컬럼의 수축이 원활히 이루어질 수 있게 하는 것을 특징으로 한다.

Description

스티어링 컬럼의 변형방지구조{The structure for preventing transformation of steering column}

본 발명은 스티어링 컬럼의 변형방지구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량 운전자에 의해 핸들에 충격이 가해지는 경우에 핸들에 연결된 스티어링 컬럼의 처짐이 방지된 상태에서 안정된 방향으로 수축을 가능하게 하는 스티어링 컬럼의 변형방지구조에 관한 것이다.

자동차의 조향장치는 자동차의 진행방향을 임의로 바꾸기 위하여 조향을 하는 장치로서 조작기구, 기어장치, 및 링크기구 등으로 구성된다. 이중에서 조작기구는 운전자가 직접 스티어링 휠에 대해 조향 조작을 실시하여 그 조작력을 기어장치와 링크기구에 전달을 하게 된다. 상기 조향장치는 일반적으로 핸들(steering wheel), 조향축(steering shaft), 및 컬럼(column) 등을 구비한다.

컬럼은 운전자의 핸들 조작에 의해 발생한 회전력을 랙-피니언 기구부로 전달하는 조향축을 둘러싸도록 형성되어 조향축의 회전을 지지하는 한편, 브라켓을 통해 차체에 결합됨으로써 조향축의 위치를 고정하는 장치이다. 일반적으로, 자동차는 충돌 사고 등의 경우에 운전자의 상체가 핸들에 부딪혀서 운전자가 큰 부상을 당하는 것을 방지하기 위해 컬럼 및 조향축이 모두 축 방향으로 수축되는 함몰(Collapse, 컬랩스) 기능을 갖는다. 즉, 자동차의 운행 중 충돌 사고가 발생하면 운전자의 상체는 관성에 의해 핸들에 부딪히는데, 운전자의 상체가 핸들에 부딪히면 핸들의 하측부에 형성되어 있는 컬럼과 조향축이 핸들축과 동일한 방향으로 수축함으로써 운전자가 받는 충격을 최소화시켜 주는 것이다.

컬럼이 수축되는 함몰(Collapse) 기능을 수행하는 방식에는 2가지 타입이 있을 수 있는데, 가이드 레일(guide rail) 타입과 캡슐(capsule) 타입이 있게 된다. 가이드 레일 타입은 차량의 충격시에 상부 컬럼이 연결된 플레이트 브라켓이 차체에 고정된 가이드 레일을 따라 이동 가능하게 되는데, 이 경우에 상기 상부 컬럼에 고정된 핸들이 하부 방향으로의 수축이 일어나게 되는 것이다.

캡슐 타입은 차체에 고정된 캡슐과 상부 컬럼에 고정된 플레이트 브라켓이 초기에는 서로 결합되어 있는 상태를 유지하다가, 차량에 충격이 가해지면 서로 반대방향으로 운동하며 충격을 완화하는 구조를 보이게 된다. 이 과정에서 캡슐과 플레이트 브라켓 사이에는 컬럼이 수축하는 경우 소정 방향으로 파단되면서 충격을 흡수하는 테어링 플레이트(tearing plate)가 개재되어져 충격완화에 도움을 주게 된다.

상기의 캡슐 타입은 수축시 충격을 흡수하는 부재인 테어 스트랩(tear strap), 캡슐(capsule), 컬링(curing) 등을 구비하고, 형상이 단순하여 소형차 또는 경차에 쉽게 사용 가능하다는 장점이 있는 반면에, 차량 충돌시 운전자가 스티어링 휠에 부딪힐 때는 스티어링 컬럼의 수축 방향과 평행으로 부딪힐 확률이 그다지 크지 않다는 한계가 있다. 즉, 스티어링 컬럼이 이상적인 방향과는 달리 하측으로 처지는 현상이 발생하여 정상적인 수축을 진행할 수 없게 된다. 상기와 같이 스티어링 컬럼이 수축될 수 있는 최대길이 만큼의 능력을 발휘하지 못함에 따라 충격량의 흡수가 정상적으로 진행되지 않게 된다는 문제점이 있다. 추가적으로, 충돌로 인한 수축 발생시 컬링 부분에서 상부 재킷과 하부 재킷이 간섭되어 수축을 방해한다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해서, 차량 핸들에 충격이 가해지는 경우 상기 핸들에 연결된 스티어링 컬럼의 하방으로의 처짐을 방지함으로써 상기 스티어링 컬럼의 수축이 원활하게 이루어지도록 하는 스티어링 컬럼의 변형방지구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 제공되는 본 발명에 따른 스티어링 컬럼의 변형방지구조는 스티어링 컬럼의 상부에 배치되어 차량 본체의 일부를 형성하며, 강성 증가를 위해 주름진 형상의 구조를 취함으로 인하여 소정의 요홈이 형성되는 타이 로드(tie rod), 상기 타이 로드와 상기 스티어링 컬럼 사이에 배치되며, 상기 스티어링 컬럼의 일부분을 둘러싸는 지지 브라켓, 상기 타이 로드의 상기 요홈에 배치되는 가이드 플레이트, 및 상기 지지 브라켓의 상단에 장착되는 슬라이딩 플레이트를 포함하며, 상기 슬라이딩 플레이트가 상기 가이드 플레이트 내에서 병진운동하도록 배치된 상태에서 차량의 스티어링 휠에 가해진 충격에 의해 발생하는 스티어링 컬럼의 처짐을 방지함으로써 상기 스티어링 컬럼의 수축이 원활히 이루어질 수 있게 하는 것을 특징으로 한다.

상기 타이 로드와 상기 지지 브라켓은 캡슐로 상호 결속되어질 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 스티어링 컬럼의 변형방지구조는 차량 본체 상의 잉여 공간에 설치되는 가이드 플레이트 및 상기 가이드 플레이트 상에서 병진운동 가능한 별도의 슬라이딩 플레이트를 마련하고, 상기 슬라이딩 플레이트에 연결된 스티어링 컬럼에 충격이 가해지는 경우에도 상기 슬라이딩 플레이트가 상기 가이드 플레이트를 따라 이동가능하게 구성되는 것을 통해 수축이 원활하게 일어나게 한다. 즉, 강성이 강한 종래의 캡슐 타입의 스티어링 컬럼에 간단한 플레이드 구조를 채용하고 기존 차량 내의 잉여 공간을 활용함으로써 비용절감 및 부품의 패키지화를 이룰 수 있게 한다.

본 발명은 기존의 스티어링 컬럼 구조 상에 간단한 한쌍의 플레이트 구조를 채용함으로써 운전자의 상해에 직접적으로 영향을 주는 중요사항인 충돌 법규를 충족하게 함으로써 자동차의 안전 확보에 일조를 하게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 스티어링 컬럼의 변형방지구조에 대한 부분사시도,
도 2는 본체에 부착되는 가이드 플레이트 및 스티어링 컬럼에 연결부착되는 슬라이딩 플레이트 간의 접속관계를 보이는 도면, 및
도 3은 스티어링 컬럼을 둘러싸는 지지 브라켓과 슬라이딩 플레이트 간의 관계를 보이는 도면이다.

본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 스티어링 컬럼의 변형방지구조를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 외부로부터 스티어링 컬럼에 가해지는 하중에 의한 처짐을 방지하여 스티어링 컬럼의 정상적인 수축을 가능하게 하여 운전자의 안전을 도모한다.

도 1은 본 발명에 따른 스티어링 컬럼의 변형방지구조에 대한 부분사시도, 도 2는 본체에 부착되는 가이드 플레이트 및 스티어링 컬럼에 부착되는 슬라이딩 플레이트 간의 접속관계를 보이는 도면, 및 도 3은 스티어링 컬럼을 지지하는 브라켓과 슬라이딩 플레이트 간의 관계를 보이는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시 예에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

먼저 도 1을 참조하여, 본 발명에 따른 스티어링 컬럼의 변형방지구조(1)에 대해 전체적인 구성을 설명한다.

스티어링 컬럼의 변형방지구조(1)는 소정의 요홈(22)이 형성되는 타이 로드(20,tie rod), 타이 로드(20)와 스티어링 컬럼(10) 사이에 배치되며, 상기 스티어링 컬럼(10)의 일부분을 둘러싸는 지지 브라켓(30), 상기 타이 로드(20)의 요홈(22)에 배치되는 가이드 플레이트(40), 지지 브라켓(30)의 상단에 장착되는 슬라이딩 플레이트(50)를 포함한다.

스티어링 컬럼(10)은 차량의 스티어링 휠(미도시)에 직접 연결되는 스티어링 샤프트(15)를 둘러싸는 구조로서 어퍼컬럼(upper column,미도시)과 로워컬럼(lower column,미도시)으로 이루어질 수 있다.

타이 로드(20)는 스티어링 컬럼(10)의 상부에 배치되어 차량 본체(5)의 일부를 형성하며, 강성 증가를 위해 주름진 형상의 구조를 취하게 된다. 상기 주름진 형상으로 인해서 요홈(22)이 형성된다. 여기에서, 차량 본체(5)는 구체적으로 차량의 엔진룸(미도시)과 스티어링 컬럼(10)의 상부에 전체적으로 위치하는 IP 패널(instrument panel)로 한정이 가능할 수 있다.

본 발명은 슬라이딩 플레이트(50)가 가이드 플레이트(40) 내에서 병진운동하도록 배치된 상태에서 차량의 스티어링 휠(15)에 가해진 충격에 의해 발생하는 스티어링 컬럼(10)의 처짐을 방지함으로써 상기 스티어링 컬럼(10)의 수축(collapse,컬랩스)이 원활히 이루어질 수 있게 한다. 여기에서, 스티어링 컬럼(10)의 수축은 스티어링 컬럼(10)의 축방향을 따라 이루어지는 것이 충격의 효율적인 흡수를 위해 바람직하다(도면부호 17 참조).

도 2 및 도 3을 참조하여, 가이드 플레이트(40)와 슬라이딩 플레이트(50) 간의 결합구조에 대해 보다 구체적으로 설명한다.

슬라이딩 플레이트(50)는 지지 브라켓(30) 상에 용접 등의 결합방식을 통해서 일체화된다. 지지 브라켓(30)은 중간 부분에 상측으로 돌출부(32)가 형성된 판재 구조로 이루어진다.

가이드 플레이트(40)는 고정쇠(24)를 이용하여 타이 로드(20)의 요홈(22)에 배치되는데, 상기 고정쇠(24)는 가이드 플레이트(40)를 타이로드(20)의 하단으로부터 소정거리 이격된 상태로 유지하게 하는 것과 동시에, 슬라이딩 플레이트(50) 및 가이드 플레이트(40)를 통하여 가해지는 충격이 타이 로드(20)에 원활히 전달될 수 있게 한다. 여기에서, 슬라이딩 플레이트(50)는 평판 형상의 부재로서 가이드 플레이트(40) 내의 슬라이딩공간(42)을 벗어나지 않는 상태에서 병진운동을 행한다(도 1의 도면부호 17은 도 2에서는 도면에 수직한 방향으로 입사하는 방향으로 설정한다.)

한편, 지지 브라켓(30)의 양 끝단은 타이 로드(20)에 직접 접촉하는 구조를 이룰 수 있다. 캡슐(60)은 상기 지지 브라켓(30)과 타이 로드(20)의 일측을 둘러싸는 형태로 배치된다. 도 3을 보면, 지지 브라켓(30)의 일측에 캡슐(60) 및 결속수단(65)이 위치하는데, 스티어링 컬럼(10)을 통해 지지 브라켓(30)에 충격이 가해져 지지 브라켓(30)이 캡슐(60)로부터 분리되는 형태가 이루어질 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 스티어링 컬럼의 변형방지구조는 차량 본체를 이루는 타이로드(20)의 요홈(22)에 설치되는 가이드 플레이트(40) 및 가이드 플레이트(40) 상에서 병진운동하는 슬라이딩 플레이트(50)를 마련하고, 슬라이딩 플레이트(50)에 연결된 스티어링 컬럼(10)에 충격이 가해지는 경우에도 상기 슬라이딩 플레이트(50)가 가이드 플레이트(40)를 따라 스티어링 컬럼(10)의 축방향으로 이동가능하게 구성됨으로써 스티어링 컬럼(10)의 수축이 원활하게 일어나게 된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

1 : 스티어링 컬럼의 변형방지구조 5 : 차량 본체
10 : 스티어링 컬럼 15 : 스티어링 샤프트
20 : 타이로드 22 : 요홈
30 : 지지브라켓 32 : 돌출부
40 : 가이드 플레이트 42 : 슬라이딩공간
50 : 슬라이딩 플레이트 60 : 캡슐
65 : 결속수단

Claims (2)

1. 스티어링 컬럼의 상부에 배치되어 차량 본체의 일부를 형성하며, 강성 증가를 위해 주름진 형상의 구조를 취함으로 인하여 소정의 요홈이 형성되는 타이 로드(tie rod);
   상기 타이 로드와 상기 스티어링 컬럼 사이에 배치되며, 상기 스티어링 컬럼의 일부분을 둘러싸는 지지 브라켓;
   상기 타이 로드의 상기 요홈에 배치되는 가이드 플레이트; 및
   상기 지지 브라켓의 상단 중앙에 단수로 장착되는 평판 형상의 슬라이딩 플레이트;
   를 포함하며,
   상기 슬라이딩 플레이트가 상기 가이드 플레이트 내에서 병진운동하도록 배치된 상태에서 차량의 스티어링 휠에 가해진 충격에 의해 발생하는 스티어링 컬럼의 처짐을 방지함으로써 상기 스티어링 컬럼의 수축이 원활히 이루어지고,
   상기 지지 브라켓의 양측단은 상기 지지 브라켓을 둘러싸는 캡슐과 상기 캡슐에 체결되는 결속체에 의해 상기 타이로드와 상호 결속되고, 상기 결속체는 상기 지지 브라켓과 상기 타이로드의 결합면에 수직으로 관통 배치되는 것을 특징으로 하는 스티어링 컬럼의 변형방지구조.
2. 삭제

Images