KR200166640Y1 - 차량 조향장치의 샤프트 - Google Patents

Abstract

본 고안은 차량 조향장치의 샤프트에 관한 것으로, 종래 샤프트의 로어샤프트와 쟈켓을 결합함에 있어, 핀의 사출 성형으로 상기 부재간에 결합됨으로 인해 그 조립이 까다롭고, 작업시간이 과도하게 소요되며, 생산원가가 높음에도 불구하고 충격저감효과는 그다지 효과적이지 않은 문제점이 있었으며, 로어샤프트의 외주에 압입된 스틸볼 역시 상기 이유와 마찬가지였다.

이에 본 고안은 예시도면 도 4 및 도 5와 같이 자켓(10)의 내부에 주름완충통(16)이 설치되고 주름완충통(16)에 우레탄재의 완충재(18)가 삽입되는 한편, 상기 주름완충통(16)은 충격시 변형이 유도되도록 완충통(20)이 변형곡면(22)으로 이어지도록 되고, 완충통(20)의 외면에 다수의 변형홈(24)이 형성된 것이다.

따라서, 차량충격시 이러한 주름완충통(16)과 완충재(18)가 변형되면서 이에 상당하는 충격에너지를 더욱 저감시켜줄 뿐더러, 핀이나 스틸볼에 비해 구조가 간단하여 차량의 생산성향상에 기여하는 것이다.

Description

차량 조향장치의 샤프트

본 고안은 차량 조향장치의 샤프트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스틸볼이나 핀의 사출성형을 삭제하여 구조를 간단히 하고, 충격대응성을 향상시킨 차량 조향장치의 샤프트에 관한 것이다.

차량의 진행방향을 임의로 변경시켜주기 위한 조향장치는 일반적으로, 운전자의 조작력을 각 기구로 전달하는 샤프트와, 조작력을 증대시키는 기어기구와, 상기 기어기구의 움직임을 타이어로 전달하는 링크기구로 구성되어 있음은 주지된 바와 같다.

예시도면 도 1 은 이러한 조향장치중 조작기구를 도시한 사시도로서, 조작기구는 조향휠(1), 샤프트(2) 등으로 구성되어 있다.

또한, 상기 샤프트(2)는 충격사고 등의 경우에 운전자의 부상을 경감시키는 구조를 갖추고 있으며, 이는 충돌시 차체파손(제 1 차 충격)시에 샤프트가 운전자측으로 돌출하여 운전자에게 위해를 주는 것을 방지함과 동시에 운전자가 관성으로 조향휠에 접촉(제 2 차 충격)했을 때의 충격을 완화시키기 위함이다.

이를 좀더 상세히 설명하면, 예시도면 도 2 는 컬럼변형에 의한 샤프트를 나타낸 도 1 의 A-A 단면도로서, 샤프트(2)는 어퍼샤프트(3)와 로어샤프트(4)로 분리되고, 어퍼샤프트(3)의 쟈켓(5)에 핀(6)으로 상기 로어샤프트(4)가 결합되어 있다.

또한, 상기 로어샤프트(4)는 인너튜브에 베어링(7)으로 결합 내장되어 있고 어퍼샤프트(3)는 아웃튜브에 베어링(7)으로 결합 내장되어 있어 인너-아웃튜브는 고정되고 로어-어퍼샤프트가 회전되면서 조작력을 전달하도록 되어 있다.

여기서, 상기 로어샤프트(4)의 외주에는 스틸볼(8)이 압입되어 있어, 충격시 로어샤프트(4)가 쟈켓(5)내로 압입될때 상기 스틸볼(8)이 쟈켓(5) 내주면을 긁고 지나가면서 쟈켓(5)을 소성 변형시키고, 이에 상당하는 충격에너지가 감소되도록 되어 있다.

따라서, 충격시 점선으로 도시된 바와 같이 그 충격은 1차적으로 상기 핀(6)을 파괴시키고, 2차적으로 상기 스틸볼(8)로 인한 쟈켓(5)을 변경시키는 것이다.

여기서, 상기 핀(6)은 수지재로서, 로어샤프트(4)가 쟈켓(5)에 삽입된 후 일체로 사출 성형된다.

예시도면 도 3 의 (a)(b)는 이러한 핀(6)의 결합방법을 좀더 상세히 설명하기 위한 개요도로서, 어퍼샤프트의 쟈켓(5) 선단은 로어샤프트(4)와의 결합을 용이하게 하고 조향력을 효과적으로 전달시키며 평상시 핀에 무리한 힘을 가하지 않도록 장공형으로 형성되어 있으며, 상 하부에 핀의 사출성형을 위한 관통공이 형성되어 있다.

그리고, 로어샤프트(4)의 선단도 상기 장공형의 쟈켓 선단에 삽입되도록 그 형상이 이루어져 있으며 삽입된 후 관통공의 위치에 핀이 사출 성형되도록 환형요홈(9)이 형성되어 있다.

따라서, 로어샤프트(4)와 쟈켓(5)의 결합 후 상부의 관통공을 통해 수지를 녹여 핀(6)을 사출 성형하며 하부의 관통공에서 사출성형 후 그 찌꺼지를 제거하도록 되어 있다.

이렇게 형성된 핀(6)의 재료 및 강도는 차량의 충돌로 인하여 조향휠에 전해지는 충격에너지나 운전자의 조향휠로의 접촉시 그 충격흡수 등을 고려해 정하여지며, 따라서 이러한 핀(6)의 차량충격시 그 충격에너지가 1차적으로 저감되는 것이다.

상술된 바와 같이 쟈켓(5)과 로어샤프트(4)에 결합된 핀(6)이 그 파괴로 인해 차량충격시 샤프트(2)에 전달되는 충격에너지는 1차로 감소시켜 운전의 상해를 방지하고 있다.

그러나, 상기 핀(6)은 전술된 바와 같이 샤프트의 조립공정 즉. 로어샤프트(4)와 쟈켓(5)을 결합함에 있어 핀(6)이 사출 성형으로 상기 부재간에 결합됨으로 그 조립이 까다롭고, 작업시간이 과도하게 소요되며, 생산원가가 높음에도 불구하고 충격저감효과는 그다지 효과적이지 않은 문제점이 있었으며, 로어샤프트(4)의 외주에 압입된 스틸볼(8) 역시 상기 이유와 마찬가지였다.

이에 본 고안은 상기 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 조립이 불편하고 생산원가가 고가인 스틸볼의 장착이나 핀의 사출성형을 삭제하고, 충돌에 대한 대응성은 향상되는 차량 조향샤프트를 제공함에 본 고안의 목적이 있는 것이다.

이를 위한 본 고안은 쟈켓의 내부에 지지벽과 함께 주름완충통을 설치하되, 이러한 주름완충통은 완충통이 다단계로 변형곡면으로 연결된 것이며 완충통의 외면에 충격에 의한 변형이 유도되는 변형홈이 형성되고, 주름완충통의 내측에는 탄성이 우월한 우레탄재의 완충재가 삽입된 것이다.

따라서, 차량충격시 충격저감효과가 우월할뿐더러 핀이나 스틸볼에 비해 그 구조가 간단하여 차량의 생산성향상에 기여하는 것이다.

제 1 도는 차량 조향장치의 조작기구를 나타낸 사시도,

제 2 도는 종래 샤프트를 나타낸 도 1 의 A-A선 단면도,

제 3 (a)도는 종래 핀의 사출성형을 나타내기 위한 샤프트의 분해사시도,

(b)는 종래 핀의 사출성형을 설명하기 위한 단면개요도,

제 4 도는 본 고안에 따른 샤프트의 분해사시도,

제 5 도는 본 고안에 따른 샤프트를 나타낸 단면설명도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 쟈켓 12 : 지지벽

14 : 로어샤프트 16 : 주름완충통

18 : 완충재 20 : 완충통

22 : 변형곡면 24 : 변형홈

26 : 개구부

이하 첨부된 예시도면과 함께 본 고안을 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 쟈켓(10)의 내측에 지지벽(12)이 형성되고 지지벽(12)과 로어샤프트(14) 사이에 주름완충통(16)이 설치되며, 주름완충통(16)에 완충재(18)가 삽입된 구조인 차량 조향장치의 샤프트이다.

여기서, 상기 주름완충통(16)은 다수의 완충통(20)이 내측으로 오목한 변형곡면(22)으로 일체로 연결된 구조인 것을 특징으로 하며, 또한 주름완충통(16)의 외면에는 다수의 변형홈(14)이 배열형성된 구조인 것을 특징으로 한다.

예시도면 도 4 는 본 고안에 따른 조향샤프트를 나타낸 분해사시도이고, 예시도면 도 5 는 본 고안에 따른 조향샤프트를 나타낸 단면설명도이다.

본 고안은 차량 조향샤프트의 충격흡수장치로서, 종래 스틸볼이나 사출성형되었던 수지재의 핀 대신 구조가 간단하고 충격저함효과가 뛰어난 주름완충통(16)과 우레탄재의 완충재(18)를 채택하였다.

주름완충통(16)은 도시된 바와 같이 다수의 완충통(20)과 이를 연결하는 변형곡면으로 형성되며, 쟈켓(10)에 삽입 설치되어 있다.

이러한 주름완충통(16)이 쟈켓(10)에 설치되어 로어샤프트(14)로부터의 충격에 대응하며, 주름완충통(16)을 지지하기 위하여 쟈켓(10)의 내측에 지지벽(12)이 형성되어 있다.

주름완충통(16)은 쟈켓(10) 내부의 공간에 의해 그 형상의 제약을 받으며 따라서, 쟈켓(10)의 장방형 단면형상에 따라 주름완충통(16)의 완충통(20)은 장방형 단면형상을 나타내고 있다.

이러한 주름완충통(16)은 차량충격시 상기 변형곡면(22)을 중심으로 소성 변형되며, 이러한 소형변형에 상당하는 충격에너지를 흡수하게 된다.

상기 변형곡면(22)은 차량충격시 주름완충통(16)의 압축을 유도하여 소성 변형을 유도하는 한편, 이러한 변형으로 인한 압축시 쟈켓(10)내에서 압축되는 여유공간을 제공하기도 한다.

또한, 이러한 의도로서 주름완충통(16)의 외면에는 다수의 변형홈(24)이 길게 배열 형성되어 있다.

한편, 주름완충통(16)의 내부에는 완충효과가 우월한 우레탄인 완충재(18)가 충전되며, 이를 위해 주름완충통(16)의 후단에 개구부(26)가 형성되어 있다.

이러한 본 고안에 의한 작용을 설명하면 다음과 같다.

차량 전방충격이 있게 되면 로어샤프트(14)가 쟈켓(10) 내부를 따라 압축되면서, 주름완충통(16)의 선단에 접촉된다.

그 후로 로어샤프트(14)는 계속 압축되며, 이로 인해 주름완충통(16) 역시 변형곡면(22)을 중심으로 각각의 완충통(20)이 압축되기 시작한다.

이때, 상기 완충통(20)의 압축에 의한 변형과 우레탄재의 완충재(18)의 압축으로 인해 이에 상당하는 충격에너지가 저감되는 것이다.

상술된 바와 같이 본 고안에 따르면 쟈켓의 내부에 주름왕충통이 설치되고, 주름완충통에 완충재가 삽입되어 차량 충격시 로어샤프트에 전달된 충격을 저감시키므로써, 조립이 불편하고 생산원가가 높은 스틸볼이나 핀의 사출성형이 삭제되는 한편, 그 충격은 더욱 효과적으로 향상되어 차량 생산성 및 안전성이 향상되는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 쟈켓(10)의 내측에 지지벽(12)이 형성되고 지지벽(12)과 로어샤프트(14)사이에는 다수의 완충통(20)이 내측으로 오목한 변형곡면(22)으로 일체로 연결된 주름완충통(16)이 설치되며, 주름완충통(16)에 완충재(18)가 삽입된 차량 조향장치의 샤프트에 있어서,

   상기 주름완충통(16)의 외면에는 다수의 변형홈(24)이 배열 형성된 구조인 것을 특징으로 하는 차량 조향장치의 샤프트.