KR20000010034A - 조향 컬럼의 충격흡수 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 조향 컬럼의 충격흡수 구조에 관한 것으로서, 특히 캡슐과 결합되는 상부 브라켓이 조향 컬럼의 상부 재킷 상단부에 위치되는 서포트 하우징에 일체로 형성되고 그 서포트 하우징의 하부에는 체결공이 하부로부터 관통 형성되어 상부 재킷과 억지끼움 결합되며 조향 컬럼의 상부 재킷이 하부 재킷의 내측으로 결합되는 특징이 있으며, 이러한 본 발명에 의하면 충돌시 보다 긴 붕괴 또는 좌굴거리를 확보하여 충격 흡수력을 증대시킬 수 있도록 하고 전체 구조를 간소화시켜 제작성 및 조립성을 향상시킬 수 있도록 함은 물론 조립불량을 방지할 수 있도록 한다.

Description

조향 컬럼의 충격흡수 구조(impact absorption structure of steering column)

본 발명은 자동차의 진행방향을 조절하기 위한 조향장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 조향컬럼의 상부 재킷을 하부 재킷 내측으로 삽입시키고 캡슐이 결합되는 상부 브라켓을 서포트 하우징에 일체로 형성함으로써 충돌시 보다 긴 붕괴 또는 좌굴거리를 확보하여 충격 흡수력을 증대시킴으로 물론 전체적인 구조를 단순화시킬 수 있도록 하는 조향 컬럼의 충격흡수 구조에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 조향장치는 진행방향을 바꾸기 위하여 조작력을 조향기어 및 링크 등에 전할 하는 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 조향 컬럼에는 충돌사고시 조향휠에 의한 운전자의 부상을 막아주는 보호구조를 구비하고 있다.

상기한 보호구조는 차체의 충돌시 조향축과 조향 컬럼의 변형으로 충격 에너지가 흡수되도록 하는 충격흡수 구조로서, 이는 대체적으로 크게 그물 모양의 조향 컬럼을 이용하여 충격이 전달될 경우 수축되면서 충격을 흡수하는 메시식(mesh type)과, 벨로우즈관을 이용한 벨로우즈식(bellows type) 및, 볼과 슬리브를 이용한 볼 슬리브식(ball-sleeve type)으로 구분되어 있다.

한편, 조향 컬럼의 외곽부에는 상기와 같은 메시식, 벨로우즈식 및 볼 슬리브식에서와 같이 수축을 통한 좌굴을 이용하는 것과는 달리 별도의 브라켓을 이용한 충격흡수 구조가 구비되어 있다.

이와 같이 브라켓을 이용한 조향 컬럼의 충격흡수 구조는 도 1 및 도 2에 도시되는 바와 같이, 양측단에 상부로부터 요입된 2개의 결합홈(120a)을 갖는 상부 브라켓(120)이 조향 컬럼(110)의 상부 재킷(111) 외곽에 일체로 고정되어 있고, 그 상부 브라켓(120)의 결합홈(120a)에는 체결공(123a)을 통해 차체에 볼팅(bolting)된 알루미늄 재의 캡슐(capsule; 123)이 상부로부터 끼워져 있으며, 캡슐(123)과 상부 브라켓(120) 사이에는 이들을 서로 고정시키는 폴리 아세탈(polyacetal)의 플라스틱 핀(plastic pin; 125)이 설치되어 있는 구조로 이루어져 있다.

이에 따라, 충돌사고 등에 의해 충격력이 상부로부터 전달될 경우, 조향 컬럼(110)의 상부 재킷(111)은 충격력에 의해 하부 재킷(113)의 외곽을 따라 하부로 이동되고, 차체에 고정된 캡슐(123)은 상부 재킷(111)과 같이 이동되는 상부 브라켓(120)에서 이탈 분리된다. 이때, 캡슐(123)과 상부 브라켓(120)의 고정체 역할을 하던 플라스틱 핀(125)은 절단되면서 충격력을 흡수하게 됨으로써 충격력에 의한 운전자의 상해를 줄일 수 있도록 한다.

그런데, 상기와 같이 종래 충격흡수 장치는 조향 컬럼(110)의 상부 재킷(111)이 하부 재킷(113)의 외측에 끼워져 있어 충돌사고시 하부로 이동하는 상부 재킷(111)이 하부 재킷(113)에 고정된 하부 브라켓(130)에 부딪쳐 더 이상 하부로 붕괴되거나 내부의 볼 슬리브 구조 등에 의해 좌굴될 수 없으며, 이러한 상부 재킷(111)의 이동거리 제한은 충분한 충격 흡수력을 발휘할 수 없는 문제점이 있다.

또한, 상기와 같은 종래 충격흡수 장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 상부 브라켓(120)이 플랜지(141)를 통해 상부 재킷(111)에 용접되는 동시에 서포트 하우징(140)과 4개의 볼트(143)로 체결되는 구조로 이루어져 있으므로 조립부품의 수를 증가시킴은 물론 조립작업이 복잡하도록 하여 조립성 및 제작성을 저하시키는 문제점이 있다.

더욱이, 상부 브라켓(120)은 조립불량 즉 볼트(143)의 체결이 누락되거나 상부 재킷(111)과 플랜지(141)의 용접불량 또는 조립 후 볼트(143)의 풀림이 발생될 경우 충격 흡수 작용을 정상적으로 발휘할 수 없게 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명의 제1 목적은 충돌시보다 긴 붕괴 또는 좌굴거리를 확보하여 충격 흡수력을 증대시킬 수 있도록 하는 조향 컬럼의 충격흡수 구조를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 제2 목적은 전체 조립구조를 간소화시켜 제작성 및 조립성을 향상시킬 수 있도록 함은 물론 조립불량을 방지할 수 있도록 하는 조향 컬럼의 충격흡수 구조를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 브라켓을 이용한 조향 컬럼의 충격흡수 구조를 보인 정면도

도 2는 종래 브라켓을 이용한 조향 컬럼의 충격흡수 구조를 보인 부분 절개 측면도

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 조향 컬럼의 충격흡수 구조를 보인 정면도

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 조향 컬럼의 충격흡수 구조를 보인 부분 절개 측면도

도 5a는 도 3 및 도 4에 도시된 조향 칼럼의 충격흡수 구조에서 브라켓이 일체화된 서포트 하우징을 보인 정면 단면도

도 5b는 도 5a에 도시된 서포트 하우징의 평면도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 조향 칼럼 11 : 상부 재킷

13 : 하부 재킷 20 : 서포트 하우징

20a : 체결공 21 : 브라켓

21a : 결합홈 23 : 캡슐

25 : 플라스틱 핀 30 : 하부 브라켓

상기 제1 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 조향 컬럼의 충격흡수 구조는 상부 브라켓이 조향 컬럼의 상부 재킷과 같이 상하 이동 가능하게 설치되고, 일단부가 차체에 고정된 캡슐의 외곽부가 소정의 부재를 통해 상기 상부 브라켓에 결합되어 소정의 충격력이 전달될 경우 분리되도록 이루어진 조향 컬럼의 충격흡수 구조에 있어서, 상기 상부 브라켓은 상기 조향 컬럼의 상부 재킷 상단부에 위치되는 서포트 하우징에 일체로 형성되고, 상기 조향 컬럼은 상부 재킷이 하부 재킷의 내측으로 결합되는 특징이 있다.

상기 제2 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 조향 컬럼의 충격흡수 구조는 서포트 하우징의 하부에 조향 컬럼의 상부 재킷 상단이 결합되고, 상부 브라켓이 그 상부 재킷과 같이 상하 이동 가능하게 설치되며, 일단부가 차체에 고정된 캡슐의 외곽부가 소정의 부재를 통해 상기 상부 브라켓에 결합되어 소정의 충격력이 전달될 경우 분리되도록 이루어진 조향 컬럼의 충격흡수 구조에 있어서, 상기 상부 브라켓은 상기 조향 컬럼의 상부 재킷 상단부에 위치되는 서포트 하우징에 일체로 형성되고, 상기 서포트 하우징은 하부에 체결공이 하부로부터 관통 형성되어 상기 상부 재킷과 억지끼움 결합되는 특징이 있다.

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

본 발명의 실시예에 따른 조향 컬럼의 충격흡수 구조는 도 3 및 도 4, 도 5a, 도 5b에 도시되는 바와 같이, 조향 컬럼(10)의 상부 재킷(11) 상단이 결합되는 서포트 하우징(20)의 양측단부에는 상부 브라켓(21)이 일체로 돌출 형성되고, 그 상부 브라켓(21)의 양측부에는 상부로 개방된 사각의 결합홈(21a)이 요입 형성되며, 그 상부 브라켓(21)의 결합홈(21a)에는 체결공(23a)을 통해 차체에 볼팅된 캡슐(23)이 플라스틱 핀(25)을 통해 결합되는 구조로 이루어진다.

조향 컬럼(10)의 상부 재킷(11)은 기존에서와 같이 하부 재킷(13)보다 큰 직경을 가지면서 하부 재킷(13)의 외측에 위치되는 것이 아니라 하부 재킷(13)보다 작은 직경으로 형성되어 하부 재킷(13)의 내측으로 결합된다. 즉, 본 발명에 따른 조향 컬럼(10)은 도 1 및 도 2에 도시된 기존 조향 칼럼(110)에서 상부 재킷(111)과 하부 재킷(113)이 서로 뒤바뀐 상태로 이루어진다.

또한, 서포트 하우징(20)의 하부에는 상부 재킷(11)의 상단부와 억지끼움 결합되는 체결공(20a)이 하부로부터 관통 형성된다. 그리고, 상부 재킷(11)의 외주면과 하부 재킷(13)의 내주면 사이에는 다수개의 볼들(15) 및 그 볼들(15)을 지지하는 볼 슬리브(17)가 설치된다. 도면중, 미설명 부호 30은 하부 재킷(13)을 차체에 고정하는 하부 브라켓이다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 작용을 살펴보면 다음과 같다.

우선, 충돌사고 등에 의해 충격력이 상부로부터 전달될 경우 조향 컬럼(10)의 상부 재킷(11)은 서포트 하우징(20)과 같이 그 충격력에 의해 하부로 이동하게 되고, 이때의 상부 브라켓(21) 역시 서포트 하우징(20)과 같이 하부로 이동하게 되며, 차체에 고정된 캡슐(23)은 서포트 하우징(20)과 같이 이동되는 상부 브라켓(21)에서 이탈 분리된다. 이때, 캡슐(23)과 상부 브라켓(21)의 고정체 역할을 하던 플라스틱 핀(25)은 절단되면서 충격력을 일차적으로 흡수하게 된다.

이러한 과정에서, 조향 컬럼(10)의 상부 재킷(11)은 하부 재킷(13)의 내측을 따라 중첩 이동하게 되며, 슬리브(17)에 의해 고정된 볼들(15)은 하부 재킷(13)의 내주면과 상부 재킷(11)의 외주면을 동시에 긁고 지나가면서 소성변형 즉, 좌굴(buckling)을 일으켜 조향컬럼(10)에 작용하는 충격력을 2차로 흡수함으로써 충격력에 의한 운전자의 상해를 최소화할 수 있게 된다.

이에 따라, 본 발명은 상부 재킷(11)을 하부 재킷(13) 내측로 삽입시켜 기존에서와 같이 상부 재킷이 하부 재킷에 고정된 하부 브라켓에 부딪치면서 붕괴 또는 좌굴 길이가 제한되는 것을 방지함으로써 충돌시보다 긴 붕괴 또는 좌굴거리를 확보할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 상부 브라켓(21)을 서포트 하우징(20)에 일체로 형성시킴으로써 기존 상부 브라켓이 플랜지를 통해 상부 재킷에 용접되고 서포트 하우징과 4개의 볼트로 체결되는 것에 비하여 조립 부품수를 줄일 수 있게 됨은 물론 조립작업을 간소화할 수 있게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 조향컬럼의 상부 재킷을 하부 재킷 내측로 삽입시키고 캡슐이 결합되는 상부 브라켓을 서포트 하우징에 일체로 형성하여 충돌시보다 긴 붕괴 또는 좌굴거리를 확보할 수 있게 됨으로써 충격 흡수력을 증대시켜 안정성을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 상부 브라켓이 일체화된 서포트 하우징을 직접 상부 재킷에 견고히 결합시킴으로써 전체부품 수를 줄임과 동시에 간소화시켜 제작성 및 조립성을 향상시킬 수 있도록 함은 물론 기존 볼트 및 용접에 따른 조립불량을 방지할 수 있게 되므로 제품의 품질을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 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 (2)

1. 상부 브라켓(21)이 조향 컬럼(10)의 상부 재킷(11)과 같이 상하 이동 가능하게 설치되고, 일단부가 차체에 고정된 캡슐(23)의 외곽부가 소정의 부재를 통해 상기 상부 브라켓(21)에 결합되어 소정의 충격력이 전달될 경우 분리되도록 이루어진 조향 컬럼의 충격흡수 구조에 있어서,

   상기 상부 브라켓(21)은 상기 조향 컬럼(10)의 상부 재킷(11) 상단부에 위치되는 서포트 하우징(20)에 일체로 형성되고, 상기 조향 컬럼(10)은 상부 재킷(11)이 하부 재킷(13)의 내측으로 결합되는 것을 특징으로 하는 조향 컬럼의 충격흡수 구조.
2. 서포트 하우징(20)의 하부에 조향 컬럼(10)의 상부 재킷(11) 상단이 결합되고, 상부 브라켓(21)이 그 상부 재킷(11)과 같이 상하 이동 가능하게 설치되며, 일단부가 차체에 고정된 캡슐(23)의 외곽부가 소정의 부재를 통해 상기 상부 브라켓(21)에 결합되어 소정의 충격력이 전달될 경우 분리되도록 이루어진 조향 컬럼의 충격흡수 구조에 있어서,

   상기 상부 브라켓(21)은 상기 조향 컬럼(10)의 상부 재킷(11) 상단부에 위치되는 서포트 하우징(20)에 일체로 형성되고, 상기 서포트 하우징(20)은 하부에 체결공(20a)이 하부로부터 관통 형성되어 상기 상부 재킷(11)과 억지끼움 결합되는 것을 특징으로 하는 조향 컬럼의 충격흡수 구조.