KR19990061202A - 조향컬럼의 충격흡수 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 좌굴길이 확보에 제한을 받지 않도록 하여 다양한 구조의 조향컬럼 제작이 가능하도록 함은 물론 장착조건의 제약을 최소화시킬 수 있도록 하고 전체구조를 단순화시켜 제작성을 향상시킬 수 있도록 하는 조향컬럼의 충격흡수 구조에 관한 것으로서, 충돌시 조향축의 상부축을 감싸는 조향컬럼의 상부재킷과 하부축을 감싸는 하부재킷의 좌굴을 이용하여 조향컬럼에 전달되는 충격을 흡수하는 구조에 있어서 상기 하부재킷의 상단부가 절개되어 축방향으로 돌출된 다수개 돌출편이 형성되고 상기 상부재킷의 하부를 지지하는 스트랩 가이드링이 상기 돌출편의 상단부에 굴곡지게 결합되는 것을 특징으로 한다.

Description

조향컬럼의 충격흡수 구조(impact absorption structure steering column)

본 발명은 자동차의 진행방향을 조절하기 위한 조향장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 충돌사고시 조향축의 외곽에 설치되는 조향컬럼(steering column)의 충격을 흡수할 수 있도록 하는 충격흡수 구조에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 조향장치는 진행방향을 바꾸기 위하여 조작력을 조향기어 및 링크 등에 전달하는 조작기구와, 조향축의 회전을 감속하여 조작력을 증대함과 아울러 조작기구의 운동방향을 바꾸는 기어기구와, 그 기어기구의 작동을 전륜에 전달하고 좌우륜의 관계위치를 바르게 지지하는 링크기구들을 포함하여 이루어지고 있으며, 또한 조작기구의 조향축 및 그 조향축을 감싸는 조향컬럼에는 충돌사고시 조향휠에 의한 운전자의 부상을 막아주는 보호구조 및 장치를 구비하고 있다.

상기한 보호구조는 차체의 충돌시 조향축과 조향컬럼의 변형으로 충격 에너지를 흡수되도록 하는 충격흡수 구조로서, 이는 대체적으로 크게 나누어 그물 모양의 조향컬럼을 이용한 메시식(mesh type)과, 벨로우즈관을 이용한 벨로우즈식(bellows type) 및, 볼과 슬리브를 이용한 볼 슬리브식(ball-sleeve type)으로 구분되어 있으며, 이중에서 볼 슬리브식은 가장 널리 사용되고 있다.

그럼, 여기서 상기한 볼 슬리브 방식의 조향컬럼 충격흡수 구조의 전형적인 한 예를 도 1에 도시하였는 바, 이를 간단히 살펴보면 다음과 같다.

도시되는 바와 같이, 볼 슬리브식 조향컬럼 충격흡수 구조는, 조향축(110)의 상부축(111)(upper shaft)을 감싸는 조향컬럼(120)의 상부재킷(121)(upper jacket)의 외주면과 하부축(115)(lower shaft)을 감싸는 하부재킷(125)(lower jacket)의 사이에 다수개의 볼들(130)이 삽입되어 있고, 그 볼들(130)은 원통형의 슬리브(135)에 의해 지지되는 구조를 가지고 있다.

이에 따라, 충돌사고에 의해 충격력이 전달될 경우, 조향축(110)의 상부축(111)과 하부축(115)의 결합을 유지하는 핀(112)이 1차적으로 파괴되어 상하축이 수축되면서 충격력을 흡수하고, 조향컬럼(120)의 하부재킷(125)이 상부재킷(121)으로 중첩 이동된다. 이때, 슬리브(135)에 의해 고정된 볼들(130)은 하부재킷(125)의 외주면과 상부재킷(121)의 내주면을 동시에 긁고 지나가면서 소성변형 즉, 좌굴(buckling)을 일으켜 조향컬럼(120)에 작용하는 충격력을 흡수함과 동시에, 조향휠이 운전석측으로 튀어나가는 것을 방지함으로써 운전자가 조향휠에 의해 부상당하는 것을 방지할 수 있도록 한다.

그러나, 상기와 같은 볼 슬리브식 조향컬럼 충격흡수 구조에 있어서, 충돌 사고시 기대 이상의 충격량을 흡수하기 위해서는 슬리브의 길이 즉, 볼에 의한 좌굴길이를 그 충격량에 상응하도록 확보해야 하는데 조향컬럼의 형상에 따라 좌굴길이의 확보가 상당히 제한적이므로 다양한 구조의 조향컬럼을 제작할 수 없게 됨은 물론 조향컬럼의 장착환경에 많은 제약을 받게 되는 문제점이 있으며, 또한 조향컬럼에 볼과 슬리브의 추가 개재로 인해 전체적인 구조가 복잡해지므로 제작성을 저하시키게 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 좌굴길이 확보에 제한을 받지 않으로 하여 다양한 구조의 조향컬럼 제작이 가능하도록 함은 물론 장착조건의 제약을 최소화시킬 수 있도록 하고 전체구조를 단순화시켜 제작성을 향상시킬 수 있도록 하는 조향컬럼의 충격흡수 구조를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 볼 슬리브식 조향컬럼의 충격흡수 구조를 보인 단면도

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 조향컬럼의 충격흡수 구조를 보인 단면도로서, 충격을 받기 전의 상태도

도 3은 도 4의 A-A선 단면도

도 4는 도 2와 같은 상태에서 충격을 받은 후의 상태를 보인 예시도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

20 : 조향컬럼 21 : 상부재킷

25 : 하부재킷 25a : 절개부

25b : 돌출편 30 : 스트랩 가이드링

35 : 경사홈

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 조향컬럼 충격흡수 구조는, 충돌시 조향축의 상부축을 감싸는 조향컬럼의 상부재킷과 하부축을 감싸는 하부재킷의 좌굴을 이용하여 조향컬럼에 전달되는 충격을 흡수하는 구조에 있어서, 상기 하부재킷의 상단부가 절개되어 축방향으로 돌출된 다수개 돌출편이 형성되고, 상기 상부재킷의 하부를 지지하는 스트랩 가이드링이 상기 돌출편의 상단부에 굴곡지게 결합되는 것을 기술적 구성상의 기본적인 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면에 의거 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예에 따른 조향컬럼의 충격흡수 구조는 도 2 및 도 3에 도시되는 바와 같이, 조향축(10)의 하부축(15)을 감싸는 조향컬럼(20)의 하부재킷(25)의 상단부에 축방향으로 절개된 4개의 절개부(25a)가 형성되어 축방향으로 돌출된 4개 돌출편(25b)이 형성되고, 상부축(11)을 감싸는 상부재킷(21)의 하부를 지지하는 스트랩 가이드링(30)이 상기 돌출편(25b)에 굴곡지게 결합된다.

즉, 상기 스트랩 가이드링(30)은 원통형으로 형성되어 원주상에 상기 돌출편(25b)이 굴곡지게 축방향으로 끼워지는 경사홈(35)이 형성되고, 내주면에 상기 상부재킷(21)의 하부면을 지지하는 걸림턱(37)이 형성된다.

또한, 상기 경사홈(35)은 상단부가 축방향으로 곧게 형성되고, 상단부는 내측으로 경사지게 형성됨으로써 돌출편(25b)이 상승될 경우 스트랩 가이드링(30)의 경사홈(35)에 의해 굴곡부위 즉, 좌굴의 위치가 변화하면서 그 경사홈에서 상부로 돌출되는 돌출편(25b)의 부위는 곧게 상부로 뻗도록 한다.

도면중 미설명 부호 12는 조향축(10)의 상부축(11)과 하부축(15)을 연결하는 플라스틱 핀이다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

우선 재차 도 2와 같은 상태에서, 충돌사고에 의해 충격력이 조향컬럼(20)의 하부재킷(25) 및 조향축(10)의 하부축(15)에 전달될 경우, 조향축(10)의 상부축(11)과 하부축(15)의 결합을 유지하는 플라스틱 핀(12)이 1차적으로 파괴되어 상하축이 서로 수축되면서 충격력을 흡수하는 동시에, 조향컬럼(20)의 하부재킷(25)이 상부재킷(21)으로 중첩 이동하게 된다. 이때, 하부재킷(25)의 상단부에 형성된 돌출편(25b)은 도 4에 도시되는 바와 같이 상부재킷(21)을 지지하는 스트랩 가이드링(30)의 경사홈(35)을 따라 상부로 이동되면서 상단의 굴곡부위 즉, 좌굴부위가 하부로 변위되면서 하부재킷(25)에 가해진 충격력을 흡수함은 물론 조향휠이 운전석 측으로 튀어나가는 것을 방지함으로써 운전자가 조향휠에 의해 상해를 입게 되는 것을 방지할 수 있도록 한다.

이에 따라, 충돌시 하부재킷(25)의 돌출편(25b)이 스트랩 가이드링(30)의 경사홈(35)에서 소성변형을 일으키면서 충격을 흡수하게 됨으로써 충격 흡수력은, 스트랩 가이드링(30)의 경사홈(35)의 경사각과 반경(radius) 및 돌출편(25b)의 폭에 따라 조절이 가능하게 된다.

따라서, 본 발명은 조향컬럼(20)의 전반적인 구조와 관계없이 충격 흡수력의 조절이 가능해짐에 따라 좌굴길이 확보에 있어 제한을 받지 않게 되고, 또한 조향컬럼(20)에 스트랩 가이드링(30)만이 추가로 설치됨으로써 종래 슬리브 및 볼이 개재되던 것에 비해 전체구조를 더욱 단순화시킬 수 있게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 좌굴길이 확보에 제한을 받지 않도록 함으로써 다양한 구조의 조향컬럼 제작이 가능하도록 함은 물론 장착조건의 제약을 최소화시킬 수 있도록 하고, 전체구조를 단순화시킬 수 있게 됨으로써 제작성을 향상시켜 결과적으로 생산원가를 절감할 수 있도록 하는 유용성이 있다.

본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

Claims (3)

1. 충돌시 조향축(10)의 상부축(11)을 감싸는 조향컬럼(20)의 상부재킷(21)과 하부축(15)을 감싸는 하부재킷(25)의 좌굴을 이용하여 조향컬럼(20)에 전달되는 충격을 흡수하는 구조에 있어서,

   상기 하부재킷(25)의 상단부가 절개되어 축방향으로 돌출된 다수개 돌출편(25b)이 형성되고, 상기 상부재킷(21)의 하부를 지지하는 스트랩 가이드링(30)이 상기 돌출편(25b)의 상단부에 굴곡지게 결합되는 것을 특징으로 하는 조향컬럼 충격흡수 구조.
2. 제1 항에 있어서, 상기 스트랩 가이드링(30)은 원통형으로 형성되어 원주상에 상기 돌출편(25b)이 굴곡지게 축방향으로 끼워지는 경사홈(35)이 형성되고, 내주면에 상기 상부재킷(21)의 하부면을 지지하는 걸림턱(37)이 형성되는 것을 특징으로 하는 조향컬럼 충격흡수 구조.
3. 제2 항에 있어서, 상기 경사홈(35)은 상단부가 축방향으로 곧게 형성되고 하단부는 내측으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 조향컬럼 충격흡수 구조.