KR20020078283A - 자동차의 스티어링휠 진동 저감구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 스티어링휠 진동 저감구조에 관한 것으로, 스티어링컬럼과 카울 크로스 멤버(1)를 연결하는 스티어링 브라켓(5)의 전방과 후방에 각각 파이프(6,7)가 삽입되어 스티어링 브라켓(5)을 구성하는 어퍼 스티어링 브라켓(5a)과 로워 스티어링 브라켓(5b)에 용접되어 이들을 연결하며, 상기 파이프(6,7)에는 볼트와 너트(8,9)체결이 이루어지는 구조로 이루어진다.

따라서, 스티어링 시스템의 고유진동수를 높여주어 엔진의 공회전 진동수와 공진되지 않게 함으로써 스티어링휠에 큰 진동이 발생하지 않게 되며, 이에 의해 운전자의 불쾌감이 해소되고, 차량성능에 대한 신뢰감이 향상되는 효과가 있다.

Description

자동차의 스티어링휠 진동 저감구조{a decreasing structure of steering wheel vibration for vehicles}

본 발명은 자동차의 스티어링휠 진동 저감구조에 관한 것으로, 특히 엔진 공회전시 스티어링휠이 엔진의 진동에 공진되는 것을 방지하여 스티어링휠의 진동을저감시킬 수 있도록 된 자동차의 스티어링휠 진동 저감구조에 관한 것이다.

일반적으로 차량을 운전중인 운전자가 느끼는 차량의 진동은 자신이 앉아 있는 시트와 바닥면을 통해 전달되는 차체진동과 스티어링 시스템을 통해 전달되는 스티어링휠 진동이다.

그 중 상기 스티어링휠 진동은 특히 차량이 주행중 정지하여 엔진이 공회전상태에 있을 때 증폭되어 크게 느껴지게 되는데, 이 현상은 엔진의 공회전시 발생되는 엔진의 회전주파수(25 ∼ 29 Hz)와 스티어링 시스템의 고유진동수가 서로 일치되어 발생되는 공진현상에 의하여 발생된다.

이와 같은 공진현상에 의해 증폭된 스티어링휠의 진동은 공회전시 스티어링휠 그립감을 격감시켜 운전자로 하여금 불쾌감을 느끼게 하며, 이는 차량의 전반적인 성능에 대한 불신감으로 확대되어 차량의 상품성을 저하시키는 결과를 초래한다.

그러나, 상기 공진현상을 방지하기 위하여 엔진의 진동 성능을 향상시키는 것은 막대한 비용이 요구됨은 물론 차량 개발 초기에 설정된 레이아웃을 전체적으로 변경해야 하기 때문에 상당한 어려움이 있었다.

따라서, 종래에는 이를 해결하기 위하여 도 1에 도시된 바와 같이, 스티어링컬럼과 카울 크로스 멤버(1)를 연결하는 스티어링 브라켓(5)에 카울 브라켓(2)을 신설하거나, 차체 하단의 터널부를 상기 카울 크로스 멤버(1)에 연결하는 레그 브라켓(3)의 두께를 증가시키거나, 또는 상기 카울 크로스 멤버(1)가 차체 측면과 연결되는 부분에 바디 브라켓(4)을 추가하는 등 다양한 방안이 적용되었으나, 이러한변경구조를 적용한 결과 작업공정이 크게 늘어나고, 중량의 증가가 상당하다는 문제점이 있었다.

그럼에도 불구하고 상기와 같은 구조를 실차에 적용하였을 때 스티어링 시스템의 고유진동수 증가량은 약 0.5 Hz 에도 미치지 못할 정도로 미미하였다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 스티어링 시스템의 고유진동수를 보다 높여주어 엔진의 공회전진동수와 공진이 일어나지 않게 함으로써 스티어링휠의 진동 성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 또한 중량이 크게 증가되지 않고, 실시에 있어서 비용의 소모도 줄어들도록 된 자동차의 스티어링휠 진동 저감구조를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 자동차의 스티어링휠 진동 저감구조를 도시한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 자동차의 스티어링휠 진동 저감구조를 도시한 도면,

도 3은 본 발명에 따라 진동이 저감된 스티어링휠의 진동특성을 나타내는 그래프이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 카울 크로스 멤버,2 : 카울 브라켓,

3 : 레그 브라켓,4 : 바디 브라켓,

5 : 스티어링 브라켓,5a : 어퍼 스티어링 브라켓,

5b : 로워 스티어링 브라켓,6,7 : 파이프,

8,9 : 볼트와 너트,S : 스티어링휠.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 스티어링컬럼과 카울 크로스 멤버를 연결하는 스티어링 브라켓의 전방과 후방 2개소에 각각 중공의 파이프가 설치되고, 이 파이프에 볼트와 너트가 삽입체결되는 구조로 이루어져 있다.

따라서, 스티어링 시스템의 중량이 변화되고, 주변 부품들과의 연결강도가 향상되어 스티어링 시스템의 고유진동수가 높아짐으로써 엔진 공회전진동수와 공진이 일어나지 않게 된다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 자동차의 스티어링휠 진동 저감구조를 도시한 도면으로서, 본 발명은 스티어링휠(S)이 장착된 스티어링컬럼과 양단이 차체의 양측면에고정된 카울 크로스 멤버(1)를 연결하는 스티어링 브라켓(5)에 파이프(6,7)와, 이 파이프(2,7)에 각각 볼트와 너트(8,9)가 삽입체결되는 구조로 이루어진다.

상기 스티어링 브라켓(5)은 어퍼 스티어링 브라켓(5a)과 로워 스티어링 브라켓(5b)으로 이루어지며, 이 어퍼 스티어링 브라켓(5a)과 로워 스티어링 브라켓(5b)의 사이를 상기 카울 크로스 멤버(1)가 가로지르게 되어 있다.

즉, 상기 어퍼 스티어링 브라켓(5a)과 로워 스티어링 브라켓(5b)의 조합체인 스티어링 브라켓(5)에 스티어링컬럼이 장착됨으로써 카울 크로스 멤버(1)와 스티어링 브라켓(5)과 스티어링컬럼 및 스티어링휠이 동일한 진동체로 구성되어져 있다.

이와 같은 구조에서 스티어링 브라켓(5)에 추가되는 상기 파이프(6,7)는 각각 스티어링 브라켓(5)의 전방 및 후방에 설치되는데, 도시된 바와 같이 상기 어퍼 스티어링 브라켓(5a)과 로워 스티어링 브라켓(5b)을 관통하는 상태로 용접되며, 각 파이프(6,7)에는 하부로부터 볼트가 삽입되고 상부로부터 너트가 조여지는 볼트와 너트(8,9)체결이 이루어진다.

또한, 스티어링 브라켓(5)의 전방에 설치된 파이프(6)에 이루어지는 볼트와 너트(8)체결에 있어서는 추가 적용된 카울 브라켓(2)의 위쪽까지 볼트가 연장되고 이 연장된 부분에 너트가 조여지는 볼트와 너트체결이 이루어질 수도 있다.

상기와 같이 어퍼 스티어링 브라켓(5a)과 로워 스티어링 브라켓(5b)이 상호간에 양단이 용접되는 파이프(6,7)에 의하여 연결되고, 이 파이프(6,7)에 볼트와 너트(8,9)가 추가됨으로써 스티어링 시스템의 고유진동수가 높아지며, 따라서 엔진의 공회전 진동수와 스티어링 시스템의 고유진동수가 일치하지 않게 되므로 엔진과스티어링 시스템 간에 공진이 발생하지 않게 되어 스티어링휠에 발생되는 진동의 양이 저감된다.

도 3은 본 발명에 따라 진동이 저감된 스티어링휠의 진동특성을 나타내는 그래프로서, 이 그래프는 스티어링휠(S)의 하단부를 가진(Z방향으로)하고 그 상단부에 나타나는 가속도 응답을 측정하여 얻어진 진동응답해석(Frequence Response Analysis)의 결과를 나타낸 것이며, 그래프에서 보는 바와 같이 파이프(6,7) 및 볼트와 너트(8,9)를 추가 적용함으로써 스티어링 시스템의 진동수는 29.7Hz에서 30.5Hz로 0.8Hz 증가하였음을 알 수 있다.

이는 종래구조를 적용하였을 경우의 개선량이 0.5Hz에도 미치지 못함을 생각해볼 때 매우 큰 양이며, 이와 같이 개선의 정도가 더욱 우수함에도 불구하고 본 발명을 적용하는데는 비용이 많이 들지 않고, 중량 증가도 크게 일어 나지 않는다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 어퍼 스티어링 브라켓과 로워 스티어링 브라켓을 파이프로 연결하고, 이 파이프에 볼트와 너트를 추가함으로써 적은 비용으로 큰 중량 증가 없이 스티어링 시스템의 고유진동수를 높여줄 수 있게 되며, 이에 따라 엔진 공회전시 스티어링휠에 공진이 발생하지 않게 되어 운전자의 불쾌감을 해소하고, 나아가 차량의 전반적인 성능에 대한 신뢰감을 회복할 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 스티어링컬럼을 카울 크로스 멤버(1)에 연결해 주는 스티어링 브라켓(5)을 갖춘 자동차의 스티어링 시스템에 있어서,

   상기 스티어링 브라켓(5)의 어퍼 스티어링 브라켓(5a)과 로워 스티어링 브라켓(5b)의 전방과 후방에 각각 파이프(6,7)가 삽입·용접된 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링휠 진동 저감구조.
2. 제 1항에 있어서, 상기 파이프(6,7)에 하부로부터 볼트가 삽입되고 이 볼트에 상부로부터 너트가 조여지는 볼트와 너트(8,9)체결이 부가된 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링휠 진동 저감구조.
3. 제 1항에 있어서, 상기 스티어링 브라켓(5)의 전방에 설치된 파이프(6)에 삽입되는 볼트는 카울 브라켓(2)의 위쪽까지 연장되고 이 연장된 부분에 너트가 조여지는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링휠 진동 저감구조.