KR102321908B1 - 차량의 충격 흡수식 스티어링 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 차량의 충격 흡수식 스티어링 장치는 조향축을 감싸는 중공 형상의 아우터 튜브와, 상기 아우터 튜브가 삽입되도록 중공으로 형성되며, 외주면으로 돌출되는 텔레스가이드가 구비되는 하우징과, 상기 텔레스가이드에 설치되어 스티어링 장치의 텔레스코프 또는 틸트 작동이 이루어지도록 조임과 해제 동작을 수행하는 조작레버와, 상기 하우징의 일측에 구비되어 자체에 고정부착되는 마운팅 브라켓을 구비하고, 상기 하우징에는 상기 조향축의 축방향으로 형성되는 복수개의 체결부재홀이 구비되고, 상기 아우터 튜브의 외주면에는 상기 체결부재홀에 대응되는 위치에 구비되어 상기 체결부재홀을 관통하는 복수개의 체결부재가 구비된다.

Description

차량의 충격 흡수식 스티어링 장치{Steering Wheel Apparatus for damping collision type of Vehicles}

본 발명은 차량의 충격 흡수식 스티어링 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단가를 낮출 수 있으며 완만한 충격 흡수 매커니즘을 구현할 수 있는 차량의 충격 흡수식 스티어링 장치에 관한 것이다.

일반적으로 스티어링 컬럼은 운전자의 스티어링 휠 조작에 의해 발생한 회전력을 랙-피니언 기구부로 전달하는 조향축을 둘러싸도록 형성되어 조향축의 회전을 지지하는 한편 브라켓을 통해 차체에 결합됨으로써 조향축의 위치를 고정하는 장치이다.

이러한 스티어링 컬럼은 운전자의 편의를 위하여 텔레스코프(Telescope) 또는 틸트(Tilt) 기능을 추가할 수 있는데, 틸트는 스티어링 휠의 고정각도를 조절하기 위한 것이고, 텔레스코프는 축 방향으로 신장 및 수축이 가능하도록 두 개의 중공 관을 삽입하여 형성한 것으로 자동차의 충돌시 조향축 및 조향 컬럼이 컬랩스(Collapse)되면서 충격 에너지를 흡수하는 기능도 갖는다. 따라서, 스티어링 컬럼은 전술한 기능에 따라 텔레스코프식 또는 틸트식으로 나누어지기도 하고, 경우에 따라서는 텔레스코프식 스티어링 컬럼에 틸트 기능이 추가될 수도 있다. 따라서 운전자는 이러한 기능을 통하여 자신의 신장이나 체형에 맞게 스티어링 휠의 돌출 정도 또는 기울임 각도를 조절함으로써 원활한 조작을 할 수 있게 된다.

이러한 차량의 스티어링 컬럼의 충격흡수는 캡슐의 몰딩력과 아우터 튜브와 하우징의 마찰력 및 휠 변형으로 분산되어 인체 상해치를 줄여주게 된다. 도 1은 종래 기술에 따른 스티어링 컬럼의 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 스티어링 컬럼(1)은, 외부의 충격 발생시에 하우징(3)에 마운팅 브라켓(5)으로 장착되는 캡슐(7)의 마운팅력으로 1차 충격을 흡수한다. 그리고, 아우터 튜브(9)와 하우징(3)의 마찰력을 통해 2차 충격 흡수가 이루어진다. 즉, 기존의 스티어링 컬럼(1)의 충격 흡수구조는 충돌 사고 발생 후, 운전자가 관성에 의하여 앞으로 밀려들어가면서 스티어링 휠(미도시)에 충돌하여 충격력이 운전자로부터 스티어링 컬럼(1)을 거쳐 스티어링 휠에 다시 전달되고 그 충격력으로 인해 스티어링 컬럼(1)은 종방향으로 후퇴하게 된다. 이때, 마운팅 브라켓(5)을 통하여 스티어링 컬럼(1)을 고정시켜 주는 역할을 하는 캡슐(7)의 몰딩력과, 이너튜브(9)가 하우징(3)로 밀려들어가는 마찰력이 작용하여 충격력을 흡수하게 된다.

여기서, 인체가 스티어링 휠에 충돌하여 상황이 종료될 때까지 인체가 스티어링 휠로부터 받는 충격력은 초기에는 큰 충격력이 인체에 전해지게 되고, 상황 종료에 가까워질수록 인체가 받는 충격력은 적어지게 된다.

그러나 상기와 같은 충격 흡수 구조는 추가 부품을 필요로 하고 이너튜브(9)가 하우징(3)로 밀려들어가는 마찰력 등을 조절하는데 있어 어려움이 있었다.

대한민국 등록특허 10-0996125호(2010. 11. 23. 공고)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 충격 흡수 구조의 제조 단가를 낮출 수 있는 차량의 충격 흡수식 스티어링 장치를 제공한다.

또한, 차량 충돌 시 거시적으로 완만한 충격 흡수 매커니즘을 구현할 수 있는 차량의 충격 흡수식 스티어링 장치를 제공한다.

또한, 충돌하중에 따라 충격 흡수 구조의 설계가 용이한 차량의 충격 흡수식 스티어링 장치를 제공한다.

본 발명의 일 측면에 따른 차량의 충격 흡수식 스티어링 장치는 조향축을 감싸는 중공 형상의 아우터 튜브와, 상기 아우터 튜브가 삽입되도록 중공으로 형성되며, 외주면으로 돌출되는 텔레스가이드가 구비되는 하우징와, 상기 텔레스가이드에 설치되어 스티어링 장치의 텔레스코프 또는 틸트 작동이 이루어지도록 조임과 해제 동작을 수행하는 조작레버와, 상기 하우징의 일측에 구비되어 자체에 고정부착되는 마운팅 브라켓을 구비하고, 상기 하우징에는 상기 조향축의 축방향으로 형성되는 복수개의 체결부재홀이 구비되고, 상기 아우터 튜브의 외주면에는 상기 체결부재홀에 대응되는 위치에 구비되어 상기 체결부재홀을 관통하는 복수개의 체결부재가 구비된다.

상기 복수개의 체결부재홀은 가장자리에 구비되는 한쌍의 원형 체결부재홀과, 상기 한쌍의 원형 체결부재홀 사이에서 상기 조향축의 축방향으로 긴 복수개의 타원형 체결부재홀을 구비한다.

상기 복수개의 타원형 체결부재홀은 상기 조향축의 축방향으로 서로 길이가 다르게 형성된다.

상기 한쌍의 원형 체결부재홀에 삽입되는 체결부재의 굵기는 상기 복수개의 타원형 체결부재홀에 삽입되는 체결부재의 굵기보다 얇게 형성될 수 있다.

상기 체결부재홀은 상기 하우징에 복수개 산재 형성될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 차량의 충격 흡수식 스티어링 장치에 의하면, 체결부재를 사용하여 충격 흡수 구조를 구현할 수 있기 때문에 차량의 스티어링 장치의 제조 단가를 낮출 수 있다.

또한, 체결부재의 순차적인 전단을 이용하여 거시적으로 완만한 충격 흡수 매커니즘을 구현할 수 있다.

또한, 규격품의 체결부재를 사용함으로써 체결부재 굵기에 따라 충돌하중을 설계할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 스티어링 컬럼의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 충격 흡수식 스티어링 장치의 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 차량의 충격 흡수식 스티어링 장치의 측면도.
도 4는 도 3에서 A부분의 확대도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 충격 흡수식 스티어링 장치에서 차량이 충돌된 경우 충돌 흡수 매커니즘을 도시한 도면.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 변형될 수 있음은 물론이다.

도면에서는 본 발명을 명확하고 간략하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분의 도시를 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 참조부호를 사용한다. 그리고 도면에서는 설명을 좀 더 명확하게 하기 위하여 두께, 넓이 등을 확대 또는 축소하여 도시하였는바, 본 발명의 두께, 넓이 등은 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.

그리고 명세서 전체에서 어떠한 부분이 다른 부분을 "포함"한다고 할 때, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 부분을 배제하는 것이 아니며 다른 부분을 더 포함할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 차량의 충격 흡수식 스티어링 장치를 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 충격 흡수식 스티어링 장치의 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 차량의 충격 흡수식 스티어링 장치의 측면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 차량의 충격 흡수식 스티어링 장치는 조향축(110)을 감싸는 중공형상의 아우터 튜브(100)와, 아우터 튜브(100)가 삽입되도록 중공으로 형성되며 외주면으로 돌출되는 한쌍의 텔레스가이드(210)가 구비되는 하우징(200)와, 텔레스가이드(210)에 설치되어 스티어링 장치의 텔레스코프 또는 틸트 작동이 이루어지도록 조임과 해제 동작을 수행하는 조작레버(300) 및 상기 하우징(200)의 일측에 구비되어 자체에 고정부착되는 마운팅 브라켓(미도시)을 구비한다.

상기 조작레버(300)의 회전에 따라 상기 하우징(200)와 아우터 튜브(100)의 조임과 해제 및 하우징(200)와 마운팅 브라켓(미도시)의 조임과 해제를 수행하게 된다. 조작레버의 회전에 따라 조임이 해제되면 스티어링 장치는 텔레스코핑(Telescope) 기능과 틸팅(Tilting) 기능을 행할 수 있다. 이와 같은 기능은 스티어링 장치에서 일반적으로 나와 있는 것으로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에서는 차량의 충돌 사고 시 운전자에게 가해지는 충격을 흡수할 수 있는 충격 흡수구조를 구비한다. 이하에서 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 충격 흡수식 스티어링 장치에 구비되는 충격 흡수구조에 대해 상세히 설명한다.

도 4는 도 3에서 A부분의 확대도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 충격 흡수구조는 외부의 충격 에너지 전달시 축방향으로 수축 가능하도록 다양한 에너지 흡수구조가 마련되는데, 하우징(200)와 아우터 튜브(100)에도 이와 같은 구조가 마련된다.

구체적으로 하우징(200)에는 조향축(110)의 축방향으로 형성되는 복수개의 체결부재홀(220: 220a,220b,220c,220d)이 구비되고, 아우터 튜브(100)의 외주면에는 체결부재홀(220)에 대응되는 위치에 구비되어 체결부재홀(220)을 관통하는 복수개의 체결부재(120: 120a,120b,120c,120d)이 구비된다.

복수개의 체결부재홀(220a,220b,220c,220d)은 가장자리에 구비되는 한쌍의 원형 체결부재홀(220a,220d)과, 한쌍의 원형 체결부재홀(220a,220d) 사이에서 조향축(110)의 축방향으로 긴 복수개의 타원형 체결부재홀(220b,220c)을 구비한다.

구체적으로 가장자리에 구비되는 한쌍의 원형 체결부재홀(220a,220d)은 서로 동일한 형상을 가진다. 반면, 한쌍의 원형 체결부재홀(220a,220d) 사이에 구비되는 타원형 체결부재홀(220b,220c)은 조향축(110)의 축방향으로 서로 길이가 다르게 형성된다. 도 4를 참조하면, 타원형 체결부재홀(220b,220c) 중에서 스티어링 휠과 먼 쪽의 체결부재홀(220b)의 길이(L1)가 스티어링 휠과 가까운 쪽의 체결부재홀(220c)의 길이(L2)보다 길게 형성된다. 물론 이와 반대로, 타원형 체결부재홀(220b,220c) 중에서 스티어링 휠과 먼 쪽의 체결부재홀(220b)의 길이(L1)가 스티어링 휠과 가까운 쪽의 체결부재홀(220c)의 길이(L2)보다 짧게 형성될 수도 있을 것이다.

한편, 복수개의 체결부재홀(220a,220b,220c,220d)에 삽입되는 복수개의 체결부재(120)은 한쌍의 원형 체결부재홀(220a,220d)에 삽입되는 체결부재(120a,120d)의 굵기는 복수개의 타원형 체결부재홀(220b,220c)에 삽입되는 체결부재(120b,120c)의 굵기보다 얇게 형성된다. 따라서, 가장자리에 구비되는 한쌍의 원형 체결부재홀(220a,220d)에 삽입되는 체결부재(120a,120d)이 전단에 의해 먼저 파괴된다.

그리고, 차량이 충돌 전에는 체결부재(110)은 가장자리에 구비되는 한쌍의 원형 체결부재홀(220a,220d)에는 홀의 크기에 맞게 체결되어 있으며, 한쌍의 원형 체결부재홀(220a,220d) 사이에 구비되는 타원형 체결부재홀(220b,220c)에는 스트어링 휠과 먼 쪽 단부에 체결되어 있다. 따라서 원형 체결부재홀(220a,220d)에 삽입되는 체결부재(120a,120d)과 타원형 체결부재홀(220b,220c)에 삽입되는 체결부재(120b,120c) 간의 거리보다 타원형 체결부재홀(220b,220c)에 삽입되는 체결부재(120b,120c)간의 거리보다 가깝게 형성된다.

다음으로, 상술한 충격 흡수구조의 동작에 대해 설명한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 충격 흡수식 스티어링 장치에서 차량이 충돌된 경우 충돌 흡수 매커니즘을 도시한 도면이다.

도 5a를 참조하면, 차량이 충돌한 경우, 스티어링 칼럼은 외부의 충격 에너지 전달시에는 축방향으로 수축(Collapse)되어 완충기능을 하게 된다. 구체적으로, 아우터 튜브(100)의 일단이 하우징(200)의 내측으로 삽입됨으로써 수축된다.

이때, 아우터 튜브(100)에 구비된 복수개의 체결부재(120a,120b,120c,120d) 중에서 한쌍의 원형 체결부재홀(220a,220d)에 대응하는 위치에 설치되는 체결부재(120a,120d)이 가장 먼저 전단력을 받게 된다. 원형 체결부재홀(220a,220d)에 대응하는 위치에 설치되는 체결부재(120a,120d)은 굵기도 얇기 때문에 전단을 받아 파괴되어 체결부재 머리가 떨어져 나가게 된다.

다음으로 도 5b를 참조하면, 한쌍의 원형 체결부재홀(220a,220d) 사이에 구비되는 타원형 체결부재홀(220b,220c) 중에서 길이(L2)가 짧은 체결부재홀(220c)에 구비된 체결부재(120c)이 체결부재홀(220c)의 단부에 걸리게 되어 전단력을 받게 된다. 따라서 길이(L2)가 짧은 체결부재홀(220c)에 구비된 체결부재(120c)이 전단을 받아 파괴되어 체결부재 머리가 떨어져 나가게 된다.

마지막으로 도 5c를 참조하면, 한쌍의 원형 체결부재홀(220a,220d) 사이에 구비되는 타원형 체결부재홀(220b,220c) 중에서 길이(L1)가 긴 체결부재홀(220b)에 구비된 체결부재(120b)이 체결부재홀(220b)의 단부에 걸리게 되어 전단력을 받게 된다. 길이(L1)가 긴 체결부재홀(220b)에 구비된 체결부재(120b)이 전단을 받아 파괴되어 체결부재 머리가 떨어져 나가게 된다.

이와 같이 본 발명의 차량의 충격 흡수식 스티어링 장치에 구비되는 충격 흡수구조에 따르면, 복수개의 체결부재(120a,120b,120c,120d)이 순차적으로 전단이 발생하게 된다. 따라서, 거시적으로 완만한 충격 흡수 메커니즘을 형성하게 된다.

이상에서는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 충격 흡수식 스티어링 장치에 대해 설명하였다. 하지만, 상술한 바에 따른 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 아우터 튜브 110: 조향축
120: 체결부재 200: 하우징
210: 텔레스가이드 220: 체결부재홀
300: 조작레버

Claims (5)

1. 조향축을 감싸는 중공 형상의 아우터 튜브와,
   상기 아우터 튜브가 삽입되도록 중공으로 형성되며, 외주면으로 돌출되는 텔레스가이드가 구비되는 하우징와,
   상기 텔레스가이드에 설치되어 스티어링 장치의 텔레스코프 또는 틸트 작동이 이루어지도록 조임과 해제 동작을 수행하는 조작레버와,
   상기 하우징의 일측에 구비되어 자체에 고정부착되는 마운팅 브라켓을 구비하고,
   상기 하우징에는 상기 조향축의 축방향으로 형성되는 복수개의 체결부재홀이 구비되고,
   상기 아우터 튜브의 외주면에는 상기 체결부재홀에 대응되는 위치에 구비되어 상기 체결부재홀을 관통하는 복수개의 체결부재가 구비되고,
   상기 복수개의 체결부재홀은 가장자리에 구비되는 한쌍의 원형 체결부재홀과, 상기 한쌍의 원형 체결부재홀 사이에서 상기 조향축의 축방향으로 긴 복수개의 타원형 체결부재홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량의 충격 흡수식 스티어링 장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 복수개의 타원형 체결부재홀은 상기 조향축의 축방향으로 서로 길이가 다른 것을 특징으로 하는 차량의 충격 흡수식 스티어링 장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 한쌍의 원형 체결부재홀에 삽입되는 체결부재의 굵기는 상기 복수개의 타원형 체결부재홀에 삽입되는 체결부재의 굵기보다 얇은 것을 특징으로 하는 차량의 충격 흡수식 스티어링 장치.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 체결부재홀은 상기 하우징에 복수개 산재 형성된 것을 특징으로 하는 차량의 충격 흡수식 스티어링 장치.

Images