KR19980058889A

KR19980058889A - 차량용 스티어링 칼럼의 충격흡수장치

Info

Publication number: KR19980058889A
Application number: KR1019960078225A
Authority: KR
Inventors: 김지열; 박영문
Original assignee: 오상수; 만도기계 주식회사
Priority date: 1996-12-30
Filing date: 1996-12-30
Publication date: 1998-10-07
Also published as: MY126416A; US6109652A; JPH10258745A

Abstract

본 발명은 차량용 스티어링 칼럼의 충격흡수장치에 관한 것으로, 상부 칼럼(200)의 둘레에 피어싱 가공에 마찰편(220)을 형성하여 그 내주면에 밀착되도록 하고, 하부 칼럼(300)을 상부 칼럼(200)을 통해 압입함과 동시에 하부 칼럼(300)의 외주면이 마찰편(220)에 압착되도록하여, 차량의 충돌사고시 마찰편(220)과 하부 칼럼(300)의 마찰변위에 의해 충돌하중을 초기에 흡수함으로써 운전자의 사상사고를 미연에 방지하도록 된 것이다.

Description

차량용 스티어링 칼럼의 충격흡수장치

본 발명은 차량용 스티어링 칼럼의 충격흡수장치(impact absorption device of steering column for vehicles)에 관한 것으로, 특히 차량의 충돌시 발생하는 충격 에너지(impact energy)를 초기에 스티어링 칼럼으로부터 원활하게 흡수하고, 이와 동시에 충격력이 스티어링 휠(steering wheel)에 전달되는 것을 차단하여 운전자의 사상사고(死傷事故)를 적극적으로 방지할 수 있도록 된, 차량용 스티어링 칼럼의 충격흡수장치에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 스티어링 칼럼의 부분 종단면도이고, 도 2는 일반적인 스티어링 칼럼의 부분 횡단면도이다.

일반적인 스티어링 칼럼은 도 1,2와 같이, 원통체로 된 상부 칼럼(column upper)(500)을 통해 하부 칼럼(column lower)(600)이 압입(indent)되어 있고, 하부 칼럼(600)의 둘레부에 다수의 선형돌기(線形突起)(linear lug)(610)가 등간격으로 형성되어 상부 칼럼(500)의 내면에 그 길이방향으로 압착되어 있으며, 선형돌기(610)는 프레스 가공(press working)에 의해 형성된다.

상기 상,하부 칼럼(500)(600)은 마운팅 브래킷(mounting bracket)을 통해 차체의 상측과 하측에 각각 용접,고정되며, 상부 칼럼(500)의 내면과 하부 칼럼(600)의 선형돌기(610)는 차량의 충돌사고시 상호간 마찰 변위(friction displacement)에 의해 충돌하중(impact load)을 흡수한다.

도 3은 일반적인 스티어링 칼럼에 의한 충격흡수특성을 보인 그래프로서, 충돌직후 200kgf의 하중값을 약간 벗어나면서 초기에 급격한 하중 피크값(peak value)이 존재하고 있으며, 이 피크값을 지나면서 하중값은 일정해진다.

또한 그래프에서와 같이 피크 하중이 존재하는 시점에서 상,하부 칼럼(500)(600)의 상호 변위량은 극히 적게 나타나고 있으며, 이처럼 상,하부 칼럼(500)(600)의 변위량이 적다는 것은 곧 충돌하중이 스티어링 칼럼을 통해 스티어링 휠에 그대로 전달되는 것을 의미한다.

충돌초기에 하부 칼럼(600)과 상부 칼럼(500)의 변위량이 극소한 것은 하부 칼럼(600)의 선형돌기(610)와 상부 칼럼(500)의 내면 사이에 응력집중이 나타나기 때문이다.

따라서 피크 하중값은 충돌사고와 동시에 충격력을 신속히 흡수하지 못함과 아울러 초기 충격력이 하부 칼럼과 상부 칼럼을 통해 스티어링 휠에 대부분 전달됨으로써 운전자의 상해사고를 초래할 위험성이 있다.

뿐만 아니라 하중은 피크값을 지나면서 일정해지나 대부분의 충돌사고시 충격력은 순간적으로 발생하고 또한 순간적으로 소멸되므로 충돌초기에 칼럼의 신속한 변위와 함께 충격력을 흡수하는 것이 바람직하다.

한편 일반적인 스티어링 칼럼은 선형돌기(610)의 정확한 가공이 용이하지 않으며, 선형돌기(610)가 정밀하게 가공되지 못하였을 경우는 상부 칼럼(500)에 대한 접촉면적과 마찰력을 감소시켜 충돌하중의 흡수효과를 보다 저하시킨다.

본 발명의 목적은, 차량의 충돌사고시 스티어링 칼럼을 통해 전달되는 충격력을 초기에 대부분 흡수,완화시킴으로써 운전자의 사상사고를 적극적으로 방지할 수 있는 차량용 스티어링 칼럼의 충격흡수장치를 제공함에 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 상부 칼럼의 방사상으로 등간격의 마찰편을 절곡,성형하고, 마찰편은 상부 칼럼의 내주면에 밀착시켜 마찰면적을 증가시키며, 또한 상부 칼럼을 통해 하부 칼럼을 삽입함과 동시에 마찰편이 하부 칼럼의 외주면에 탄력적으로 압착되도록하여, 충돌하중에 대한 상,하부 칼럼의 마찰변위와 함께 충격하중을 초기에 흡수,완화시키도록 구성한 것이다.

도 1은 일반적인 스티어링 칼럼의 부분 종단면도

도 2는 일반적인 스티어링 칼럼의 부분 횡단면도

도 3은 일반적인 스티어링 칼럼에 의한 충격흡수특성을 보인 그래프

도 4는 본 발명 스티어링 칼럼의 전체구성을 보인 측면도

도 5는 본 발명 스티어링 칼럼의 부분 사시도

도 6은 본 발명 스티어링 칼럼의 부분 종단면도

도 7은 본 발명 스티어링 칼럼의 측면도

도 8은 본 발명 스티어링 칼럼의 충격흡수특성을 보인 그래프

도 9는 본 발명의 다른 실시예로서, 스티어링 칼럼의 부분 종단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 차체 110,120 : 마운팅 브래킷

200,500 : 상부 칼럼 210 : 성형홀

220 : 마찰편 221 : 홈

300,600 : 하부 칼럼 400 : 스티어링 휠

610 : 선형돌기

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.

도 4는 본 발명 스티어링 칼럼의 전체구성을 보인 측면도로서, 차체(100)의 상,하측에 마운팅 브래킷(110)(120)이 각기 용접에 의해 고정되어 있고, 마운팅 브래킷(110)(120)의 하측에 상호 압입된 상,하부 칼럼(200)(300)이 각기 용접에 의해 고정되어 있다.

또한 상부 칼럼(200)에는 스티어링 휠(400)이 연결되어 있다.

도 5는 본 발명 스티어링 칼럼의 부분 사시도로서, 원통체로 된 상부 칼럼(200)의 원주방향(peripheral direction)에 ㄷ형의 성형홀(forming hole)(210)이 등간격으로 형성되도록 피어싱 가공(pierce working)을 행함과 동시에 장방형으로 된 다수의 마찰편(friction plate)(220)을 등간격(等間隔)으로 형성하고, 마찰편(220)을 내측으로 약 180°의 각도로 절곡하면서 그 상부 칼럼(200)의 내면에 밀착시켜 구성한다.

상기 마찰편(220)은 상부 칼럼(200)의 선단부와, 그로부터 길이방향으로 일정 간격의 위치에 동일하게 배열한다.

마찰편(220)의 절곡부 양측에는 곡선형의 홈(groove)(221)을 형성하여 그 마찰편(220)이 원활하게 절곡되도록 하고, 절곡에 따른 크랙(crack) 및 응력집중(stress concentration)을 방지케 하는 것이 바람직하다.

또한 상부 칼럼(200)을 통해 하부 칼럼(300)을 압입함과 동시에 하부 칼럼(300)의 외주면이 각 마찰편(220)과 압착되도록 구성한 것이다.

따라서 본 발명 차량용 스티어링 칼럼의 충격흡수장치는, 상부 칼럼(200)의 마찰편(220)은 절곡시의 반력에 의해 상시 탄성을 보유하고 있는 상태로 하부 칼럼(300)의 외주면에 탄력적으로 면접촉되어 있으며, 이 마찰편(220)의 탄성은 곧 정상적인 상태에서 하부 칼럼(300)에 대하여 안정된 밀착력을 갖도록 한다.

차량의 충돌하중 발생시는 상부 칼럼(200)의 마찰편(220)과 하부 칼럼(300) 사이의 마찰변위에 의해 초기 충격력을 원활하게 흡수함으로써 충돌하중이 상부 칼럼(200)을 통해 스티어링 휠에 전달되는 것을 차단한다.

상부 칼럼(200) 및 하부 칼럼(300)의 상호간의 마찰변위는 그 길이방향으로 컬랩스(collapse) 형태로 이루어지며, 마찰편(220)과 하부 칼럼(300)의 마찰면적이 대폭 증가됨에 따라 보다 큰 충돌하중의 흡수효과를 기대할 수 있다.

또한 충돌하중의 크기와 형태에 따라 마찰편(220)의 절곡부에 형성된 홈(221)의 여유만큼 마찰편(220)이 길이방향으로 변위되어 2차적인 충돌하중을 흡수,완화한다.

도 8은 본 발명 스티어링 칼럼의 충격흡수특성을 보인 그래프로서, 충돌하중값에 대한 스티어링 칼럼의 스트로크 변화율을 나타낸 것이다.

그래프에서와 같이 하중값은 200kgf을 벗어나는 시점에서 초기에 흡수,완화되었으며, 따라서 초기 피크 하중값은 존재하지 않는다

도 9는 본 발명의 다른 실시예로서, 스티어링 칼럼의 부분 종단면도이다.

여기서는 상부 칼럼(200)에 마찰편(220)과 돌기(230)를 복합적으로 형성하여 하중값 및 충돌하중의 형태에 따라 충돌하중의 흡수효과를 얻을 수 있도록 된 것으로, 마찰편(220)으로부터 1차적인 충격을 흡수하고 돌기(230)로부터 2차적인 충격을 흡수하도록 한 것이다.

이상과 같이 본 발명 차량용 스티어링 칼럼의 충격흡수장치는, 상부 칼럼에 형성된 마찰편을 통해 하부 칼럼을 압착시켜 마찰면적을 증가시키고, 충격하중을 균일하게 분포시킴과 동시에 응력집중을 해소함으로써, 차량의 충돌시 충격하중을 초기에 흡수,완화시킴과 동시에 칼럼으로부터 스티어링 휠을 통한 충격력의 전달을 차단하여 운전자의 사상사고를 적극적으로 방지하는 효과가 있다.

Claims

상부 칼럼의 둘레에 피어싱 가공에 의해 다수의 마찰편을 일체로 형성하여 그 내주면에 절곡,밀착하고, 하부 칼럼을 마찰편에 탄력적으로 압착시켜 충돌하중을 초기에 흡수하도록 된 것을 특징으로 하는 차량용 스티어링 칼럼의 충격흡수장치.
제 1 항에 있어서, 상기 마찰편은 등간격으로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 스티어링 칼럼의 충격흡수장치.
제 1 항에 있어서, 상기 마찰편은 장방형인 것을 특징으로 하는 차량용 스틴어링 칼럼의 충격흡수장치.
제 1 항에 있어서, 상기 상부 칼럼과 마찰편의 절곡부 사이에 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 스티어링 칼럼의 충격흡수장치.
제 1 항 또는 제 4 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 상부 칼럼에 하부 칼럼에 압착되는 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 스티어링 칼럼의 충격흡수장치.