KR20020040345A - 스티어링휠의 진동저감을 위한 카울 크로스 멤버 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 스티어링휠의 스티어링칼럼을 카울 크로스바에 지지하는 데에 사용되는 지지플레이트의 구조에 관한 것으로서, 카울 크로스바에 스티어링칼럼을 고정지지하기 위해 어퍼플레이트와 로워플레이트로 이루어진 지지플레이트를 사용하는 카울 크로스 멤버의 구조에 있어서; 상기 어퍼플레이트의 상측면으로 어퍼플레이트가 상기 카울 크로스바에 연결되는 부위로부터 스티어링칼럼이 연결되는 부위까지 소정의 높이만큼 돌출된 비드를 형성한 스티어링휠의 진동저감을 위한 카울 크로스 멤버 구조를 제공하여, 비드가 형성된 어퍼플레이트를 이용한 지지플레이트가 스티어링칼럼의 상하방향의 진동에 대해 충분한 강성을 제공할 수 있도록 하여 스티어링휠의 진동을 크게 저감시킴으로써, 운전자는 쾌적한 운전상태를 확보할 수 있으며, 파워스티어링 부품 등 관련 구성부품들의 내구성 향상에도 크게 기여할 수 있다.

Description

스티어링휠의 진동저감을 위한 카울 크로스 멤버 구조{A STRUCTURE OF COWL CROSS MEMBER FOR REDUCING VIBRATION}

본 발명은 자동차 스티어링휠의 진동을 저감하도록 하는 카울 크로스 멤버의 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스티어링휠의 스티어링칼럼을 카울 크로스바에 지지하는 데에 사용되는 지지플레이트의 구조에 관한 것이다.

일반적으로 카울 크로스 멤버는 도 1에 도시된 바와 같이 카울 크로스바(100)와, 이를 차체에 고정시키기 위한 좌우의 브라켓(102)과, 스티어링칼럼(104)을 고정지지하기 위해 설치되는 지지플레이트(106)로 구성되는데, 상기 지지플레이트(106)는 어퍼플레이트(108)와 로워플레이트(110)의 두 개가 상기 카울 크로스바(100)를 감싸면서 겹쳐진 구조이고(도 2참조) 상기 로워플레이트(110)의 하측으로 스티어링칼럼(104)이 고정되는 구조이다.

한편, 스티어링칼럼(104)은 그 설치구조가 대략 하측의 기어박스에 단부가 연결된 상태에서 상측으로 비스듬하게 운전자쪽으로 향하는 상태로 설치되므로 차량의 주행중이나 엔진 공회전과같이 차체에 진동이 발생되는 상황에서는 상하방향으로 진동하기 쉬운 상태에 있어서 스티어링칼럼(104)의 개방단에 해당하는 부위에 스티어링휠(112)이 설치되어 마치 외팔보와 같이 그 진폭이 도 1에 도시된 것처럼 확대되는 양상을 보이게 된다.

이러한 스티어링칼럼(104)의 진동을 억제하면서 지지하여주는 것이 상기 카울 크로스바(100)에 스티어링칼럼(104)을 연결고정하는 지지플레이트(106)로서, 충분한 강성을 가져야만 스티어링칼럼(104)의 진동을 억제하여 운전자에게 쾌적한 운전상태를 제공할 수 있으며 관련부품의 충분한 내구성을 확보할 수 있다.

그러나, 현재 사용되고 지지플레이트(106)를 살펴보면 그 구조상 스티어링칼럼(104)의 진동을 효과적으로 억제할 수 있는 충분한 강성을 제공하기에는 곤란한 구조를 가지고 있다.

즉, 지지플레이트(106)의 어퍼플레이트(108)와 로워플레이트(110)는 카울 크로스바(100)에 일단이 지지된 상태에서 개방단 부분에 스티어링휠(112)의 하중을 부하받고 있는 외팔보의 형태로서 상하방향의 강성을 충분히 가져야함에도 불구하고 상기 어퍼플레이트(108)와 로워플레이트(110)의 결합형태는 단순하게 두 개의 판을 겹쳐놓은 것에 불과한 상태로서 특히 도 2는 상기 지지플레이트(106)의 굽힘모드 형상을 도시한 것으로서 상기 카울 크로스바(100)와 어퍼플레이트(108)가 만나는 부분(P)이 접히는 구조로 형성되어 있어 상하방향으로의 강성이 매우 취약하므로 스티어링칼럼(104)의 진동을 효과적으로 억제할 수 없는 구조인 것이다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 차량이 스티어링칼럼을 카울 크로스바에 고정지지하는 지지플레이트가 상하방향의 진동에 대해 충분한 강성을 제공할 수 있도록 한 스티어링휠의 진동저감을 위한 카울 크로스 멤버 구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 스티어링휠의 진동저감을 위한 카울 크로스 멤버 구조는 카울 크로스바에 스티어링칼럼을 고정지지하기 위해 어퍼플레이트와 로워플레이트로 이루어진 지지플레이트를 사용하는 카울 크로스 멤버의 구조에 있어서; 상기 어퍼플레이트의 상측면으로 어퍼플레이트가 상기 카울크로스바에 연결되는 부위로부터 스티어링칼럼이 연결되는 부위까지 소정의 높이만큼 돌출된 비드를 형성한 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 기술에 의한 카울 크로스 멤버와 스티어링장치의 결합상태에서의 고유진동모드 형상을 도시한 도면,

도 2는 종래 기술에 의한 카울 크로스 멤버의 구성품인 어퍼 및 로워플레이트의 굽힘모드 형상을 도시한 도면,

도 3은 본 발명 스티어링휠의 진동저감을 위한 카울 크로스 멤버 구조를 도시한 것으로서 어퍼플레이트를 도시한 사시도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1, 108: 어퍼플레이트3: 비드

5: 플랜지7: 점용접부위

100: 카울 크로스바104: 스티어링칼럼

106: 지지플레이트110: 로워플레이트

112: 스티어링휠

P: 카울 크로스바와 어퍼플레이트가 만나는 부분

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다. 아울러 종래 기술의 설명에서 사용되었던 부품과 동일한 부품의 명칭 및 부호는 동일하게 사용하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명 스티어링휠의 진동저감을 위한 카울 크로스 멤버 구조를 도시한 것으로서, 카울 크로스바(100)에 스티어링칼럼(104)을 고정지지하기 위해 어퍼플레이트와 로워플레이트로 이루어진 지지플레이트 중 본 발명의 구성이 표현된 상기 어퍼플레이트(1)만을 도시하고 있다.

즉, 상기 어퍼플레이트(1)의 상측면에는 어퍼플레이트(1)가 상기 카울 크로스바(100)에 연결되는 부위로부터 스티어링칼럼(104)이 연결되는 부위까지 소정의 높이만큼 돌출된 비드(3)가 형성되어 있다.

상기 비드(3)는 어퍼플레이트(1)의 상측면에 카울 크로스바(100) 연결부위로부터 스티어링칼럼(104)이 연결되는 부위까지 어퍼플레이트(1)의 양측으로 두 개가 형성되어 있는데, 그 개수 및 형성위치는 스티어링칼럼(104) 등 인접 관련 부품의 모델에 따라서 달라질 수 있으며, 본 실시예에서 상기 비드(3)의 소정 높이란 약 0.5cm 내지 2cm의 높이를 말하는 것으로 이는 인접한 관련부품들과의 간섭 등을 고려하여 그 높이를 조정할 수 있는 바, 그 높이를 크게 할수록 보다 큰 수직방향의 강성을 확보할 수 있을 것이다.

아울러, 상기 비드(3)의 형성과 더불어 상기 비드(3)가 끝나는 스티어링칼럼(104)이 연결되는 부위에는 플랜지(5)가 형성되어 있는데, 이는 종래에도 형성되어 있는 구조였으나 이것의 폭을 약 1cm 정도 확대하면 보다 높은 강성을 확보하는 데에 유리하며, 로워플레이트와의 연결은 양쪽의 비드(3) 사이에 종래에는 구멍이 형성되었던 위치를 메우고 점용접(7: 점용접부위)에 의해 이루어지도록 하고 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 어퍼플레이트(1)를 사용하여 스티어링칼럼(104)을 지지하는 지지플레이트를 포함하는 카울 크로스 멤버는 상기 어퍼플레이트(1)에 새로이 형성된 비드(3)에 의해 그 수직방향의 강성이 크게 증대되는 바, 이는 상기 비드(3)가 카울 크로스바(100)에 연결되는 부위로부터 스티어링칼럼(104)이 연결되는 부위까지에 걸쳐서 형성되어 있기 때문이다.

즉, 종래에 카울 크로스바(100)에 연결되는 부위(P)가 어퍼플레이트(108)가 접힌 형상만으로 이루어졌던 데에 비하여 본 발명에 따른 어퍼플레이트(1)의 비드(3)는 어퍼플레이트의 카울 크로스바에 연결되는 부위(P)의 강성을 효과적으로 증대시켜 이 부분에서 변형이 쉽게 발생하지 못하도록 하는 것이다.

이러한 비드(3)가 형성된 어퍼플레이트(1)를 사용한 카울 크로스 멤버를 채용한 실차상태의 측정결과를 살펴보면, 스티어링휠(112)의 고유진동수를 3.5Hz 증가시켰고, 진동감도도 15~25Hz의 주파수 영역에서 약 5~10dB 저감시켰다. 이로써, 공회전시 진동을 N단 최대 8dB, D단 최대 3dB 감소시킬 수 있었고, 거친 노면 주행시 스티어링휠(112)의 진동도 관심 주파수 대역인 10~30Hz에서 약 10dB 가량 감소시켰다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 비드가 형성된 어퍼플레이트를 이용한 지지플레이트가 스티어링칼럼의 상하방향의 진동에 대해 충분한 강성을 제공할 수 있도록 하여 스티어링휠의 진동을 크게 저감시킴으로써, 운전자는 쾌적한 운전상태를 확보할 수 있으며, 파워스티어링 부품 등 관련 구성부품들의 내구성 향상에도 크게 기여할 수 있다.

Claims (2)

1. 카울 크로스바(100)에 스티어링칼럼(104)을 고정지지하기 위해 어퍼플레이트와 로워플레이트로 이루어진 지지플레이트를 사용하는 카울 크로스 멤버의 구조에 있어서,

   상기 어퍼플레이트(1)의 상측면으로 어퍼플레이트(1)가 상기 카울 크로스바(100)에 연결되는 부위로부터 스티어링칼럼(104)이 연결되는 부위까지 소정의 높이만큼 돌출된 비드(3)를 형성한 것을 특징으로 하는 스티어링휠의 진동저감을 위한 카울 크로스 멤버 구조.
2. 제1항에 있어서,

   상기 비드(3)는 어퍼플레이트(1)의 상측면에 카울 크로스바(100) 연결부위로부터 스티어링칼럼(104)이 연결되는 부위까지 어퍼플레이트(1)의 양측으로 두 개가 형성된 것을 특징으로 하는 스티어링휠의 진동저감을 위한 카울 크로스 멤버 구조.