KR200192427Y1 - 콜랩서블 스티어링 샤프트 - Google Patents

Abstract

본 고안에 따른 콜랩서블 스티어링 샤프트는 종단부(11)에 핀홀(12a)이 형성된 돌출부(12)를 구비한 스티어링샤프트(10), 선단에 핀홀(14a)이 형성된 돌출부(14)를 구비한 분할 샤프트(13), 양단에 상기 돌출부(12,14)들이 삽입될 삽입홈(17)이 형성되고 측면에 삽입홈(17)을 관통하는 핀홀(18)이 형성된 경사부(16)를 구비한 쇄기부재(15), 쇄기부재(15)의 경사부(16)에 형성된 핀홀(18)과 돌출부(12,14)에 형성된 핀홀(12a,14a)에 삽입고정되는 핀(19), 및 스티어링 샤프트(10)를 지지하는 로워브라켓(31)과 어퍼 브라켓(32) 사이에 원추형의 벨로우즈(20)를 설치하여, 엔진부대장치가 실내로 밀려들어 오는 1차충돌시 핀(19)이 파단되어 스티어링 샤프트(10)가 상승하는 것을 방지하며, 2차충돌시 스티어링샤프트(10,35)의 붕괴거리를 증가시켜 운전자에게 가해지는 충돌력을 경감한다.

Description

콜랩서블 스티어링 샤프트

본 고안은 자동차의 조향장치에 관한 것이며, 특히는 콜랩스로드를 흡수할 수 있는 구조의 콜랩서블 스티어링 컬럼에 관한 것이다.

조향장치의 조작기구인 스티어링 휠과 조향기어기구를 연결하는 스티어링 샤프트(steering shaft)에는 자동차가 장해물에 충돌하였을 때, 운전자의 신체를 보호하기 위한 안전장치로서, 충격 에너지흡수용 안전기구가 사용되고 있다. 이들의 안전기구는, 충돌시에, 운전자가 스티어링휠과 부딪힐 때의 충격을 완화하기 위해, 스티어링샤프트의 일부에 충격이나 에너지를 흡수하는 콜랩시블 스티어링 컬럼이 조립된다.

핸들에 의한 신체의 상해를 방지하기 위해 의무화되어 있는 종래의 충격 흡수식 스티어링 컬럼은 스티어링 샤프트와 튜브형의 컬럼을 조합하여 운전자가 핸들에 충돌하였을 때 스티어링 컬럼이 축방향을 따라 하방으로 밀려나도록 구성된다. 이러한 충격흡수식 핸들(collapsible steering post)은 스티어링샤프트의 상승을 방지하기 위해 축이나 컬럼의 변형을 이용하는 방식이 주로 사용되고 있다.

이러한 두가지 방식의 콜랩서블 스티어링 샤프트의 구성이 도 1에 도시되어 있다.

컬럼의 변형을 이용하는 방식도 다양한 형태로 구성되나 핀의 파괴를 이용하는 방식과 컬럼의 일부를 압착하여 변형에너지를 이용하는 방식이 이용되고 있으며, 도 1의 상,하 스티어링 샤프트(1,2)를 연결하는 인너튜브(3)는 스티어링 샤프트(1,2)에 홈을 형성하여 인너튜브(3)와 플라스틱핀(4)으로 연결되어, 스티어링휠(9)을 통해 상부 스티어링 샤프트(1)에 충격이 가해지면 플라스틱핀(4)이 파손되면서 충격력을 흡수하도록 구성된다.

한편, 도 1의 스티어링 샤프트(1,2) 외부에 설치된 아우터튜브의 어퍼컬럼(5)과 로워컬럼(6)의 연결에 사용된 방법이 압착방식으로 컬럼(5,6)간의 연결부를 원주방향으로 압착하여 압축돌기(7,8)를 형성하므로써, 스티어링 어퍼컬럼(5)에 충격력이 작용한 경우, 컬럼이 변형되는 것을 이용하여 충격력을 흡수하는 방식이다.

그러나, 충돌사고에 대한 연구결과에 따르면, 충돌사고시 먼저 엔진부대장치가 실내로 진입하게 되어 로워브라켓에 1차적인 충돌력이 작용하여 스티어링샤프트와 컬럼이 상승하게 되고 이어 운전자가 스티어링 휠에 충돌하는 2차충돌이 발생하게 된다.

따라서, 종래의 컬럼 연결방식의 콜랩서블 스티어링 컬럼은 1차 충돌력을 효과적으로 흡수할 수 없으며 운전자와의 2차충돌시 스티어링컬럼이 상승하므로 운전자에게 큰 상해를 줄 우려가 크다.

본 고안은 차량의 충돌사고시 운전자에게 전달되는 충돌력을 용이하게 흡수하기 위한 콜랩서블 스티어링 샤프트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 종래의 콜랩서블 스티어링 컬럼의 구성을 도시하는 단면도이다.

도 2는 본 고안에 따른 콜랩서블 스티어링 샤프트의 구성을 도시하는 사시도이다.

도 3은 본 고안에 따른 스티어링샤프트와 쇄기부재의 연결부의 사시도이다.

도 4는 1차충돌시 본 고안에 따른 쇄기부재의 작용을 설명하기 위한 작동 상태도이다.

도 5는 2차충돌시 본 고안에 따른 벨로우즈의 붕괴상태를 도시하는 작동 상태도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 스티어링샤프트 11 : 종단부

12,14 : 돌출부 13 : 분할 샤프트

15 : 쇄기부재 20 : 벨로우즈

상술한 목적을 달성하기 위해, 본 고안에 따른 콜랩서블 스티어링 샤프트는 종단부에 핀홀이 형성된 돌출부를 구비한 스티어링샤프트, 선단에 핀홀이 형성된 돌출부를 구비한 분할 샤프트, 양단에 상기 돌출부들이 삽입될 삽입홈이 형성되고 측면에 삽입홈을 관통하는 핀홀이 형성된 경사부를 구비한 쇄기부재, 및 쇄기부재의 경사부에 형성된 핀홀과 돌출부에 형성된 핀홀에 삽입고정되는 핀으로 구성되어, 엔진부대장치가 실내로 밀려들어 오는 1차충돌시 핀이 파단되어 스티어링 샤프트가 상승하는 것을 방지한다.

또한, 본 고안에 따른 콜랩서블 스티어링 샤프트는 스티어링 샤프트를 지지하는 로워브라켓과 어퍼 브라켓 사이에 원추형의 벨로우즈를 설치하여, 2차충돌시 스티어링샤프트의 붕괴거리를 증가시켜 운전자에게 가해지는 충돌력을 경감하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 고안에 따른 콜랩서블 스티어링 샤프트의 일 실시예에 대해 상세히 설명한다.

도 2에 본 고안에 따른 콜랩서블 스티어링 샤프트의 구성이 도시되어 있으며, 도 3에는 본 고안에 따른 쇄기부재와 스티어링샤프트의 분리사시도가 도시되어 있다.

도시된 바와같이, 본 고안에 따른 콜랩서블 스티어링 샤프트는 스티어링샤프트(10)의 종단부를 쇄기부재(15)로 연결하고, 로워브라켓(21)과 어퍼 브라켓(22) 사이를 원추형의 벨로우즈(30)로 연결하여 구성된다.

본 고안에 따른 스티어링 샤프트(10)는 종단부가 분할되어 분할종단부(11)와 분할 샤프트(13)를 구비한 것이다. 분할종단부(11)와 분할 샤프트(13)의 선단에는 이후 설명할 쇄기부재(15)와 결합할 돌출부(12,14)가 형성되고, 돌출부(12,14)에는 핀홀(12a,14a)가 형성된다.

한편, 본 고안에 따른 쇄기부재(15)는 양측에 경사부(16)가 형성되어 경사부(16)의 정면 중앙에는 분할된 스티어링샤프트(10)의 종단부(11)와 분할 샤프트(13)의 선단에 형성된 돌출부(12,14)를 삽입고정하기 위한 삽입홈(17)이 형성된 것이다. 또한, 경사부(16)면의 측면에는 경사부(16)의 삽입홈(17)을 관통하여 핀홀(18)이 형성되어 있다.

따라서, 본 고안에 따른 스티어링 샤프트(10)와 분할샤프트(13)는 쇄기부재(15)의 삽입홈(17)에 삽입되어 핀(19)으로 체결되어 조립된다.

한편, 본 고안에 따른 벨로우즈(20)는 스티어링샤프트(10,35)를 지지하는 어퍼브라켓(32)과 로워브라켓(21) 사이에 설치되어 스티어링샤프트(10)와 어퍼샤프트(35)를 연결하며, 하방을 향하여 직경이 증가하는 원추형의 벨로우즈(20)를 사용한다.

벨로우즈(20)의 형상을 원추형으로 하는 것은 운전자와 스티어링휠의 충돌로 스티어링샤프트(35)가 붕괴할 때 소경부가 대경부내로 함몰되게 하므로서 스티어링샤프트의 붕괴거리를 증가시키기 위한 것이다.

상술한 바와 같이 구성된 본 고안에 따른 콜랩서블 스티어링 샤프트의 작동에 대해 설명한다.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 고안에 따른 쇄기부재(15)는 차량의 충돌시 1차충돌에 의해 엔진부대장치가 차량의 실내로 밀려들어올 경우 스티어링샤프트(10)의 상승을 방지하기 위한 구성이며, 엔진부대장치에 의해 충돌력(F)이 작용하는 경우 쇄기부재(15)의 경사부(16)에 의해 분할샤프트(13)나 스티어링샤프트 종단부(11) 혹은 양자가 경사면을 따라 상승하며 핀(19)을 파단하며 분리되므로써 스티어링샤프트(10)의 상승이 방지되게 된다.

또한, 쇄기부재(15)의 경사부(16)의 경사각(θ)이 크면 쇄기부재(15)와 스티어링샤프트(11,13)와 파단이 보다 용이하게 이루어지게 된다. 따라서, 사용하는 핀(19)의 강도와 쇄기부재(15)의 경사각을 조합하여 차량에 따라 적절한 파단시기를 결정할 수 있게 된다.

한편, 2차충돌시 운전자가 스티어링 휠에 충돌하게 되면, 도 5에 도시된 바와 같이, 벨로우즈(20)가 압축되면서 스티어링샤프트(10,35)에 의해 운전자에게 가해지는 충격량을 흡수하게 된다.

이 때, 본 고안에 따른 원추형 벨로우즈(20)는 소직경부가 대직경부내로 함몰되므로써 원통형의 벨로우즈를 사용하는 경우에 비해 스티어링샤프트(35)의 이동거리를 증대시켜 운전자에게 가해지는 충격량을 보다 경감할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 구성된 본 고안에 따른 콜랩서블 스티어링 샤프트를 사용하므로써, 1차 충돌시 스티어링 샤프트의 상승을 방지하고, 2차 충돌시 운전자에게 가해지는 충격량을 흡수하여 충돌사고시 운전자의 상해를 경감할 수 있게 된다.

이상에서 본 고안은 실시예를 통해 상세히 설명하였으나 본 고안은 이에 한정되는 것은 아니며 당해분야의 통상의 지식을 가진자라면 본 고안의 기술적 사상을 바탕으로 다양한 변형이나 수정이 가능할 것이며, 그러한 변경이나 수정은 다음의 청구범위에 포함되는 것이다.

Claims (2)

1. 종단부에 핀홀이 형성된 돌출부를 구비한 스티어링샤프트, 선단에 핀홀이 형성된 돌출부를 구비한 분할 샤프트, 양단에 상기 돌출부들이 삽입될 삽입홈이 형성되고 측면에 삽입홈을 관통하는 핀홀이 형성된 경사부를 구비한 쇄기부재, 및 쇄기부재의 경사부에 형성된 핀홀과 돌출부에 형성된 핀홀에 삽입고정되는 핀으로 구성되는 콜랩서블 스티어링 샤프트.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 스티어링 샤프트를 지지하는 로워브라켓과 어퍼 브라켓 사이에 원추형의 벨로우즈를 설치한 것을 특징으로 하는 콜랩서블 스티어링 샤프트.