KR101489589B1 - 자동차의 조향 컬럼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 조향 컬럼에 관한 것으로, 본 발명에 의하면 별도의 추가 부품이 필요없이 자동차 충돌시 조향 컬럼의 충돌 에너지 흡수가 가능하게 되며 동시에 자동차의 종류별 충돌 특성에 맞추어 컬랩스 하중을 조절함으로써 충돌 성능이 좋아지게 되고, 부품수 감소와 조립 공정 및 비용을 절감할 수 있는 효과가 있게 된다.

Description

자동차의 조향 컬럼{Steering Column for Vehicle}

본 발명은 자동차의 조향 컬럼에 관한 것이다. 보다 상세하게는 자동차의 조향 컬럼에 있어서, 별도의 추가 부품이 필요없이 자동차 충돌시 조향 컬럼의 충돌 에너지 흡수가 가능하게 되며 동시에 자동차의 종류별 충돌 특성에 맞추어 컬랩스 하중을 조절함으로써 충돌 성능이 좋아지게 되고, 부품수 감소와 조립 공정 및 비용을 절감할 수 있는 자동차의 조향 컬럼에 관한 것이다.

도 1은 종래의 조향 컬럼을 나타내는 사시도이다.

도 1에서 도시된 바와 같이 종래 기술에 따른 조향 컬럼은 조향축(101)을 둘러싸되 상대적으로 슬라이딩 가능한 이너 튜브(103) 및 아우터 튜브(105), 틸트 앤 텔레스코프 조향장치(100)를 차체에 고정시키기 위한 마운팅 브라켓(107) 및 하부 브라켓(160), 마운팅 브라켓(107)과 일체로 형성되는 틸트 브라켓(130), 틸트 브라켓(130)과 조절볼트(140)로 결합되는 디스턴스 브라켓(120)을 포함하여 구성된다.

조향축(101)은 상단이 조향휠(미도시)에 연결되어 있으며 운전자가 조향휠을 조작함으로써 발생한 회전력을 하단의 랙-피니언 기구부(미도시)에 전달한다.

이너 튜브(103)는 직경이 일정한 원통 형상으로 형성되며 조향축(101)의 하단을 둘러싼다.

하부 브라켓(160)은 이너 튜브(103)의 하단 외주면에 형성되어 있는데, 하부 브라켓(160)을 자동차의 차체에 고정함으로써 이너 튜브(103)의 위치를 고정할 수 있다.

아우터 튜브(105)는 이너 튜브(103)의 외경보다 큰 내경을 가져서 아우터 튜브(105)가 이너 튜브(103)의 외주면을 따라 축 방향으로 슬라이딩 운동한다. 즉, 텔레스코프 작동이 가능하게 되는 것이다. 한편 아우터 튜브(105)는 조향축(101)의 중간부를 둘러싼다.

마운팅 브라켓(107)에는 틸트 브라켓(130)과 디스턴스 브라켓(120)이 일체로 형성되고 양단에는 캡슐(110)이 형성되어 아우터 튜브(105)를 차체에 고정시키는 역할을 한다.

틸트 브라켓(130)의 측면에는 장공(150)이 형성되어 있어서 조절레버(109)의 조작에 따라 틸트 작동이 가능하게 된다.

도 2는 종래 이너 튜브와 아우터 튜브 사이의 충돌 에너지 흡수 구조를 도시한 단면도이다.

도 2에서 도시된 바와 같이 종래 이너 튜브(103)와 아우터 튜브(105) 사이의 충격 흡수 구조로 아우터 튜브(105)의 일단부에 컬링(Curling, 도 2에서 "W"로 표시)을 형성하였다.

즉, 아우터 튜브(105)의 일단부 일부분을 안쪽으로 말아넣어 그 직경이 이너 튜브(103)의 외경보다 다소 작은 컬링(W)을 형성한 후, 이너 튜브(103)를 컬링(W)에 압입함으로써 차량 충돌시 이너 튜브(103)가 아우터 튜브(105) 내로 컬랩스될 때 컬링(W)과 이너 튜브(103)의 외주면 사이 마찰력에 의해 충격을 흡수하는 구조로 형성되었다.

그러나, 이러한 종래의 충격 흡수 구조는 컬링과 이너 튜브 외주면 사이의 마찰력 변동이 심하게 작용하므로 차량 충돌시 이너 튜브가 아우터 튜브 안으로 컬랩스되는 과정에서 하중 흡수량이 균일하지 못하게 되는 문제점이 있었다.

또한, 이너 튜브와 아우터 튜브를 별도로 제작하여 조립하기 위한 부품수 증가와 작업 공정의 증가와 같은 문제점이 있었다.

또한, 이너 튜브와 아우터 튜브의 조립시 어느 한쪽이 회전하며 조립되어 정위치를 맞추기 어려워 자동차의 충돌시 충돌 에너지 흡수 특성이 다르게 나타나는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 전술한 배경에서 안출된 것으로 자동차의 조향 컬럼에 있어서, 별도의 추가 부품이 필요없이 자동차 충돌시 조향 컬럼의 충돌 에너지 흡수가 가능하게 되며 동시에 자동차의 종류별 충돌 특성에 맞추어 컬랩스 하중을 조절함으로써 충돌 성능이 좋아지게 하고, 부품수 감소와 조립 공정 및 비용을 절감하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예는 조향휠과 결합되는 조향축; 상기 조향축을 감싸며 마운팅 브라켓을 매개로 차체에 고정되되, 자동차의 충돌시 충돌 하중을 흡수할 수 있도록 축방향으로 수축되는 벤딩부가 형성되어 있는 컬럼 튜브를 포함하는 자동차의 조향 컬럼을 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 별도의 추가 부품이 필요없이 자동차 충돌시 조향 컬럼의 충돌 에너지 흡수가 가능하게 되며 동시에 자동차의 종류별 충돌 특성에 맞추어 컬랩스 하중을 조절함으로써 충돌 성능이 좋아지게 되고, 부품수 감소와 조립 공정 및 비용을 절감할 수 있는 효과가 있게 된다.

도 1은 종래의 조향 컬럼을 나타내는 사시도,
도 2는 종래 이너 튜브와 아우터 튜브 사이의 충돌 에너지 흡수 구조를 도시한 단면도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 자동차의 조향 컬럼을 나타내는 사시도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 자동차의 조향 컬럼 중 컬럼 튜브를 나타내는 단면도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 자동차의 조향 컬럼을 나타내는 단면도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 자동차의 조향 컬럼을 나타내는 사시도, 도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 자동차의 조향 컬럼 중 컬럼 튜브를 나타내는 단면도, 도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 자동차의 조향 컬럼을 나타내는 단면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 자동차의 조향 컬럼(300)은, 조향휠과 결합되는 조향축(301), 조향축(301)을 감싸며 마운팅 브라켓(315)을 매개로 차체에 고정되되, 자동차의 충돌시 충돌 하중을 흡수할 수 있도록 축방향으로 수축되는 벤딩부(321)가 형성되어 있는 컬럼 튜브(320)를 포함하여 구성된다.

본 발명의 일실시예에 의한 자동차의 조향 컬럼(300)은 별도의 부품없이 조향 컬럼(300)의 구성부품인 컬럼 튜브(320)에 조향 컬럼(300)의 컬랩스 하중을 흡수할 수 있는 구조를 구비한 것을 특징으로 한다.

종래에는 인너 튜브(도 1의 103 참조)가 운전자의 조향휠 조작시 조향력을 전달하는 조향축(301)을 감싸며 자동차의 충돌시 아우터 튜브(도 1의 105 참조)와 슬라이딩되는 컬랩스 작동이 될 수 있도록 아우터 튜브에 삽입되어 있으나 본 발명에서는 컬럼 튜브(320) 자체에 충돌 에너지 흡수 구조가 구비되어 있다.

조향축(301)은 조향휠과 결합되어 운전자의 회전 방향으로 회전하며 조향력을 전달하고, 중공 형상으로 형성되는 컬럼 튜브(320)는 조향축(301)을 감싸며 마운팅 브라켓(315)과 결합된다.

컬럼 튜브(320)의 중앙부에는 틸트 브라켓(311)이 결합되어 마운팅 브라켓(315)과 결합되며, 틸트 브라켓(311)에는 어드져스트 볼트(313)가 어드져스트 레버(309)와 결합되어 있어서 어드져스트 레버(309)의 작동시 차체에 고정되는 힌지부재(305)에 의해 조향 컬럼(300)이 틸트 회전하게 되어 있다.

조향 컬럼(300)의 하단부에는 체결 브라켓(213)이 감속기 하우징(303)과 결합되어 있고 감속기 하우징(303)에는 조향축(301)의 조향력을 보조하는 웜-웜휠 감속기(미도시)가 내장된다.

이러한 조향 컬럼(300)은 하단부가 힌지부재(305)를 매개로 자동차의 차체에 고정되고 중앙부는 마운팅 브라켓(315)에 결합된 캡슐(317)을 매개로 자동차의 차체에 고정되며, 자동차의 충돌시에는 캡슐(317)이 파손되면서 마운팅 브라켓(315)이 자동차의 차체와 분리되어 조향 컬럼(300)이 축방향으로 수축되는 컬랩스 운동을 하면서 충돌에너지를 흡수할 수 있도록 충돌에너지 흡수 구조를 구비하고 있다.

컬럼 튜브(320)에는 자동차의 충돌시 충돌 하중을 흡수할 수 있도록 축방향으로 수축되는 벤딩부(321)가 형성되어 있는데, 컬럼 튜브(320)를 축방향으로 평행하게 절개하여 벤딩부(321)가 형성되어 있다.

즉, 벤딩부(321)의 축방향 양단(321b)은 컬럼 튜브(320)와 연결되고 원주방향의 양단은 컬럼 튜브(320)와 분리되어 벤딩부(321)의 중심부가 경방향 외측으로 돌출되게 형성되어 자동차의 충돌시 벤딩부(321)의 중심이 외측으로 벤딩되면서 수축되게 되어 있다.

이러한 벤딩부(321)는 자동차의 충돌시 보다 용이하게 벤딩될 수 있도록 축방향의 양단으로부터 중심부 방향으로 갈수록 돌출량이 점차로 커지게 형성되며 컬럼 튜브(320)의 하단부에 둘 이상이 원주방향으로 이격되며 배치되게 형성될 수 있다.

이렇게 벤딩부(321)가 둘 이상 구비되는 경우에는 각각의 벤딩부(321)가 원주방향으로 동일한 간격으로 배치되게 형성됨으로써 충돌 에너지 흡수 특성을 컬럼 튜브(320) 전체에 균일하게 배분할 수 있게 된다.

또한, 자동차의 차종별 충돌 특성에 따라서 벤딩부(321)의 갯수를 변경함으로써 각 차종별 충돌 특성에 따라서 컬랩스 하중의 적절한 튜닝이 용이해지게 된다.

그리고, 도 4에 도시된 것처럼 벤딩부(321)의 중심부에는 자동차의 충돌 초기에 벤딩부(321)의 벤딩을 유도하는 절곡부(321a)가 형성되어 충돌 초기의 하중 흡수가 신속하게 이루어지게 되어 있다.

또한, 벤딩부(321)의 양측 절개된 부위의 축방향 양쪽 끝단부(321c)는 곡면으로 형성되어 자동차의 충돌시 절개부위가 축방향으로 찢어지면서 연장되는 것을 방지하여 충돌 에너지 흡수가 벤딩부(321)쪽으로 균일하게 분포되게 되어 있다.

한편, 벤딩부(321)의 원주방향 사이에는 컬럼 튜브(320)의 축방향 수축이 보다 용이해지도록 원주방향의 슬롯홈(323)이 형성될 수 있으며, 이러한 슬롯홈(323)도 둘이상이 축방향으로 이격되며 배치되게 형성될 수 있다.

또한, 슬롯홈(323)이 축방향으로 동일한 간격으로 배치되게 형성됨으로써 충돌 에너지 흡수 특성을 컬럼 튜브(320) 전체에 균일하게 배분할 수 있게 되며 또한, 자동차의 차종별 충돌 특성에 따라서 슬롯홈(323)의 갯수를 변경함으로써 각 차종별 충돌 특성에 따라서 컬랩스 하중의 적절한 튜닝이 용이해지게 된다.

이와 같은 구조와 형상을 갖는 본 발명에 의하면 별도의 추가 부품이 필요없이 자동차 충돌시 조향 컬럼의 충돌 에너지 흡수가 가능하게 되며 동시에 자동차의 종류별 충돌 특성에 맞추어 컬랩스 하중을 조절함으로써 충돌 성능이 좋아지게 되고, 부품수 감소와 조립 공정 및 비용을 절감할 수 있는 효과가 있게 된다.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 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.

300: 조향 컬럼 301: 조향축
303: 감속기 하우징 305: 힌지부재
309: 어드져스트 레버 311: 틸트 브라켓
313: 어드져스트 볼트 315: 마운팅 브라켓
317: 캡슐 320: 컬럼 튜브
321: 벤딩부 323: 슬롯홈

Claims (8)

1. 조향휠과 결합되는 조향축;
   상기 조향축을 감싸며 마운팅 브라켓을 매개로 차체에 고정되되, 자동차의 충돌시 충돌 하중을 흡수할 수 있도록 축방향으로 수축되는 벤딩부가 형성되어 있는 컬럼 튜브를 포함하며,
   상기 벤딩부는 축방향 양단은 컬럼 튜브와 연결되고 원주방향의 양단은 컬럼 튜브를 절개하여 중심부가 외측으로 돌출되게 형성되고 상기 벤딩부의 원주방향 사이에는 상기 컬럼 튜브의 축방향 수축이 용이하도록 원주방향의 슬롯홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향 컬럼.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 벤딩부는 축방향의 양단으로부터 중심부 방향으로 갈수록 돌출량이 점차로 커지게 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향 컬럼.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 벤딩부는 둘 이상이 원주방향으로 이격되며 배치되게 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향 컬럼.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 벤딩부는 원주방향으로 동일한 간격으로 배치되게 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향 컬럼.
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 슬롯홈은 둘이상이 축방향으로 이격되며 배치되게 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향 컬럼.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 슬롯홈은 축방향으로 동일한 간격으로 배치되게 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향 컬럼.
   

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