KR20030077179A - 차량용 스티어링 컬럼의 충격흡수장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 스티어링 컬럼의 충격흡수장치에 관한 것으로서, 그 목적은 스티어링 컬럼과 이의 틸팅시 힌지점으로 작용하는 힌지볼트 사이에 충격흡수구조를 마련하여 하나의 튜브로 스티어링 컬럼을 구성하는 차량용 스티어링 컬럼의 충격흡수장치를 제공하는 것이며, 스티어링 컬럼(10)의 상단측을 차체에 분리 가능하게 연결하는 마운팅브라켓(30)과, 상기 스티어링 컬럼(10)의 하단을 지지할 수 있도록 상기 차체에 고정 설치되는 로워브라켓(40)과, 상기 로워브라켓(40)의 내부에 설치되되 상기 스티어링 컬럼(10)의 외주면과 결합되는 이너브라켓(50)과, 상기 이너브라켓(50)과 로워브라켓(40)에 양측면에 서로 연통되도록 마련되는 이너홀(51) 및 로워홀(41)과, 상기 이너홀(51)과 로워홀(41)에 관통하여 상기 스티어링 컬럼(10)의 틸팅시 힌지점으로 작용하는 힌지볼트(60)를 구비한 차량용 스티어링 컬럼의 충격흡수장치에 있어서, 상기 스티어링 컬럼(10)은 하나의 튜브로 일체 형성되고, 상기 힌지볼트(60)와 스티어링 컬럼(10)은 마찰력을 발생시켜 충격 에너지를 흡수할 수 있도록 밀착 설치되며, 상기 힌지볼트(60)의 이동을 안내하도록 상기 이너홀(51)에는 안내부(52)가 연장 형성되는 구성이다.

Description

차량용 스티어링 컬럼의 충격흡수장치 {SHOCK ABSORBING DEVICE OF STEERING COLUMN FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 스티어링 컬럼의 충격흡수장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스티어링 컬럼과 이의 틸팅시 힌지점으로 작용하는 힌지볼트 사이에 마찰력에 의한 충격흡수구조를 마련하여 하나의 튜브로 스티어링 컬럼을 구성하는 차량용 스티어링 컬럼의 충격흡수장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 스티어링 시스템은 스티어링 휠의 하부에 연결되는 스티어링 컬럼과, 이의 하단에 교축되도록 설치되는 기어박스 등을 구비하는 것으로서, 스티어링 컬럼의 내부에는 스티어링 휠의 회전력을 기어박스에 전달하도록 스티어링 샤프트가 설치된다.

한편, 스티어링 샤프트 및 스티어링 컬럼은 외부의 충격 전달시 축방향으로 수축 가능하도록 에너지 흡수(Energy Absorbing) 구조가 마련되어, 외부의 충격 전달시에는 축방향으로 수축되어 운전자가 스티어링 휠에 의해 부상되는 정도를 약화시켜주는 완충기능을 한다.

도 1은 이러한 종래의 스티어링 컬럼을 보인 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 스티어링 컬럼(1)은 스티어링 휠측으로는 설치되는 아웃터튜브(2, Outter Tube)와 기어박스측으로 설치되는 이너튜브(3, Inner Tube)가 삽착되어 형성되는 것으로서, 그 내부에는 스티어링 샤프트(4)가 설치된다.

그리고, 이러한 스티어링 컬럼(1)을 차체에 고정시킬 수 있도록 이너튜브(3)와 아웃터튜브(2)의 외측으로는 그 중간단이 이들을 감싸며 양단이 차체의 밀착되는 로워브라켓(6)과 마운팅브라켓(5)이 설치되는데, 이때 마운팅브라켓(5)은 외부의 충격 전달시 차체에서 분리되도록 캡슐(미도시)을 개재하여 설치된다.

한편, 아웃터튜브(2)와 이너튜브(3)의 사이에는 조립상태를 유지하는 고정구조가 마련되는데, 이 고정구조는 중공으로 마련된 아웃터튜브(2)의 외부측을 일부 절개하여 이를 내측으로 180도 절곡 형성한 다수개의 커링부(2a)로서, 이렇게 절곡된 커링부(2a)는 이너튜브(3)의 외부면과 밀착되어 아웃터튜브(2)와 이너튜브(3)를 고정하게 된다.

또한, 마운팅브라켓(5)에는 그 내부에서 아웃터튜브(2)가 상,하측으로 틸팅될 수 있도록 이를 지지하는 틸팅장치(7)가 마련되고, 로워브라켓(6)에는 이를 차체에 고정시킴과 동시에 스티어링 컬럼(1)의 틸팅시 힌지점으로 작용할 수 있도록 양측면을 관통하는 힌지볼트(8)가 설치된다.

그러나, 이러한 종래의 차량용 스티어링 컬럼은, 아웃터튜브와 이너튜브를 각각 마련하여 이를 삽착하고, 그 삽착되는 사이에는 평상시 고정되고 외부 충격 전달시 마찰력을 발생시키도록 커링부를 형성해야하므로 스티어링 컬럼의 제작 및 조립 공정이 복잡해지는 문제점이 있었다.

그리고, 커링부가 변형되도록 아웃터튜브의 내부에 이너튜브를 압입하여 이들 사이를 밀착시키는데, 이 커링부에 굽힘 하중이 작용하는 경우에는 커링부가 변형되어 탄성력을 쉽게 잃어버리게됨으로써, 에너지 흡수 능력이 저하되는 문제점이 있었다.

아울러, 외부의 충격 전달시 커링부가 변형되고 이로 인해 커링부에 의해 지지되는 아웃터튜브와 이너튜브가 일시에 수축되는데, 이 스티어링 컬럼에 여러 차례의 충격 에너지가 전달될 때는 이를 흡수할 수 있는 별도의 장치가 마련되어 있질 않아 추가적으로 전달되는 충격을 흡수할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 스티어링 컬럼과 이의 틸팅시 힌지점으로 작용하는 힌지볼트 사이에 마찰력에 의한 충격흡수구조를 마련하여 하나의 튜브로 스티어링 컬럼을 구성하는 차량용 스티어링 컬럼의 충격흡수장치를 제공하는 것이다.

도 1은 종래 스티어링 컬럼을 보인 측면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 스티어링 컬럼을 보인 평면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 스티어링 컬럼과 힌지볼트를 보인 측면도이다.

도 4는 도 3의 A-A선을 보인 단면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 다른 실시예를 보인 사시도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10: 스티어링 컬럼 20: 스티어링 샤프트

30: 마운팅브라켓 40: 로워브라켓

41: 로워홀 50: 이너브라켓

51: 이너홀 52: 안내부

60: 힌지볼트 61: 힌지너트

70,90: 슬롯 71: 고정홈

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량용 스티어링 컬럼의 충격흡수장치는, 스티어링 컬럼의 상단측을 차체에 분리 가능하게 연결하는 마운팅브라켓과, 상기 스티어링 컬럼의 하단을 지지할 수 있도록 상기 차체에 고정 설치되는 로워브라켓과, 상기 로워브라켓의 내부에 설치되되 상기 스티어링 컬럼의 외주면과 결합되는 이너브라켓과, 상기 이너브라켓과 로워브라켓에 양측면에 서로 연통되도록 마련되는 이너홀 및 로워홀과, 상기 이너홀과 로워홀에 관통하여 상기 스티어링 컬럼의 틸팅시 힌지점으로 작용하는 힌지볼트를 구비한 차량용 스티어링 컬럼의 충격흡수장치에 있어서, 상기 스티어링 컬럼은 하나의 튜브로 일체 형성되고, 상기 힌지볼트와 스티어링 컬럼은 마찰력을 발생시켜 충격 에너지를 흡수할 수 있도록 밀착 설치되며, 상기 힌지볼트의 이동을 안내하도록 상기 이너홀에는 안내부가 연장 형성된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 스티어링 컬럼의 충격흡수장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 스티어링 컬럼을 보인 평면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 중공의 스티어링 컬럼(10) 내부에는 운전석에 설치된 스티어링 휠과 차량의 바퀴와 연결되는 기어박스 사이로 회전력을 전달시킬 수 있도록 스티어링 샤프트(20)가 설치된다.

한편, 본 발명의 스티어링 컬럼(10)은 그 구조 및 조립공정이 단순해질 수 있도록 하나의 튜브로 일체 형성되는 원피스 타입(One Piece Type)이며, 이 스티어링 컬럼(10)의 상, 하측에는 마운팅브라켓(30)과 로워브라켓(40)이 설치된다.

먼저, 마운팅브라켓(30)은 그 중간측이 스티어링 컬럼(10)의 상단측을 감쌀 수 있도록 마련되는 것으로서, 양단측은 반경방향 외측으로 넓게 형성되어 차체에 밀착 설치되는데, 이 양단측은 외부의 충격전달시 분리 가능하도록 캡슐을 개재하여 차체에 밀착 설치된다.

다음, 로워브라켓(40)은 그 중간측이 스티어링 컬럼(10)의 하단측을 감쌀 수 있도록 상향 개구되어 형성되고, 이에 연장되어 절곡되는 양단측은 차체와 밀착될 수 있도록 넓게 형성되어 스크류 등을 통해 차체에 고정 설치되는데, 그 내부에는 이와는 반대로 하향 개구되도록 절곡된 이너브라켓(50)이 삽입 설치된다.

이때, 이너브라켓(50)의 양측 선단은 스티어링 컬럼(10)의 외주 양측과 용접 등으로 결합되어 연동 가능하게 마련되고, 이너브라켓(50)의 양측면과 이에 대응되는 로워브라켓(40)의 양측면에는 서로 연통되도록 이너홀(51)과 로워홀(41)이 형성되며, 이 이너홀(51)과 로워홀(41)의 내부에는 이들을 관통하는 힌지볼트(60)가 설치된다.

즉, 힌지볼트(60)는 스티어링 컬럼(10)의 틸팅시 이의 하단에 이와 연동되도록 마련된 이너브라켓(50)이 로워브라켓(40)을 기준으로 회동될 수 있도록 힌지작용을 하는 것으로서, 그 머리는 로워브라켓(40) 일단측에 배치되고 그 중간측에는 나사가 형성되며 로워브라켓(40)의 타단측으로 연장된 선단에는 힌지너트(61)가 체결된다.

또한, 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 일체 형성된 스티어링 컬럼(10)이 외부의 충격 전달로 하향 이동될 때 저항력을 발생시켜 충격 에너지를 흡수할 수 있도록 스티어링 컬럼(10)의 하단측과 힌지볼트(60)를 밀착시키고, 이너브라켓(50)의 이너홀(51)에는 힌지볼트(60)의 이동을 안내하도록 안내부(52)가 연장 형성된다.

즉, 스티어링 컬럼(10)의 힌지점으로 작용하며 로워브라켓(40)을 통해 차체에 고정되는 힌지볼트(60)와, 로워브라켓(40)의 내부에 이너브라켓(50)을 개재하여 설치되며 축방향으로 하향 이동 가능하도록 마련된 스티어링 컬럼(10)을 밀착시킴으로써, 외부 충격 전달시 그 사이에서 발생되는 마찰력으로 인해 충격 에너지를 흡수하는 것이다.

아울러, 스티어링 컬럼(10)의 하단측 외주면에는 힌지볼트(60)의 중간측 외주면과 탄력적으로 밀착될 수 있도록 축방향을 따라 길게 슬롯(70)이 형성되는데, 이 슬롯(70)은 외부의 충격 전달시 힌지볼트(60)와 밀착되는 구간에 축방향으로 길게 절개 형성되는 것이다.

또, 이 슬롯(70)이 힌지볼트(60)의 중간측 외주면과 밀착시 슬롯(70)의 폭이용이하게 가변되어 보다 탄력적인 밀착이 가능해지도록 이 슬롯(70)의 양단측에는 대략 직사각형의 반경방향으로 확장된 고정홈(71)이 형성되는데, 힌지볼트(60)는 이 고정홈(71) 중 스티어링 컬럼(10)의 하단측으로 형성된 고정홈(71)의 내측으로 삽입되어 평상시 결합상태를 유지한다.

그리고 도 5는 본 발명에 따른 다른 실시예를 보인 사시도로서, 이에 도시된 바와 같이, 일측의 고정홈(71)에 삽입된 힌지볼트(60)가 스티어링 컬럼(10)이 하향 이동될 때 슬롯(90)에 걸쳐지는 것을 방지함과 동시에 슬롯(90)에 보다 용이하게 진입할 수 있도록, 슬롯(90)은 힌지볼트(60)와 이격된 측에서부터 인접된 측으로 그 폭이 점차 확장 형성된다.

아울러, 이와는 달리 확장되는 방향을 반대로 하였을 때에는 힌지볼트(60)가 슬롯에 진입될 때, 보다 큰 마찰력을 발생시켜 보다 큰 충격 에너지를 흡수할 수 있으므로, 필요에 의해 슬롯의 확장되는 방향을 변화시켜 충격하중을 조절할 수 있게된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 차량용 스티어링 컬럼의 충격흡수장치는, 원피스 타입으로 일체 형성된 스티어링 컬럼(10)의 상단측에 마운팅브라켓(30)을 설치하는데, 마운팅브라켓(30)은 외부 충격전달시 분리 가능하도록 수지재의 핀으로서 캡슐과 결합되고, 다시 캡슐은 그 중간측을 관통하는 스크류 등을 통해 차체에 연결된다.

또, 스티어링 컬럼(10)의 하단측 외주면에는 용접 등을 통해 이너브라켓(50)을 고정 설치하고, 이들을 차체에 고정되는 로워브라켓(40)의 내부에는 삽입 설치하며, 서로 연통되는 로워홀(41)과 이너홀(51)을 연통시킨 후 그 내부에 힌지볼트(60)를 삽입하여 스티어링 컬럼(10) 하단측에 형성된 고정홈(71)에 힌지볼트(60)를 배치시킨다.

한편, 차량의 충돌 및 추돌로 인해 운전자가 스티어링 휠에 밀착되면, 이에 연결된 스티어링 컬럼(10)이 하향 이동하게되는데, 이때, 마운팅브라켓(30)은 수지재의 핀을 파단시켜 캡슐에서 이탈되고, 이와 동시에 스티어링 컬럼(10)의 하단에 결합된 이너브라켓(50)은 힌지볼트(60)에 의해 하향으로 안내된다.

또한, 스티어링 컬럼(10)의 하향 이동에 따라 이의 하단측 고정홈(71)에 삽입된 힌지볼트(60)는 슬롯(70) 측과 마주하게되고, 이때, 힌지볼트(60)와 슬롯(70) 사이에서는 마찰력이 발생되어 스티어링 컬럼(10)의 이동에 저항을 주게되며, 이 저항으로 인해 충격 에너지를 흡수하게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명 차량용 스티어링 컬럼의 충격흡수장치는, 스티어링 컬럼의 하단과 힌지볼트 사이에서 마찰력에 의한 충격흡수를 이룰 수 있어 스티어링 컬럼을 원피스 타입으로 일체 형성하게 되고, 이로 인해 차량용 스티어링 컬럼의 제작 및 설치가 용이해지고, 그 제조원가를 절감할 수 있는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 스티어링 컬럼의 상단측을 차체에 분리 가능하게 연결하는 마운팅브라켓과, 상기 스티어링 컬럼의 하단을 지지할 수 있도록 상기 차체에 고정 설치되는 로워브라켓과, 상기 로워브라켓의 내부에 설치되되 상기 스티어링 컬럼의 외주면과 결합되는 이너브라켓과, 상기 이너브라켓과 로워브라켓에 양측면에 서로 연통되도록 마련되는 이너홀 및 로워홀과, 상기 이너홀과 로워홀에 관통하여 상기 스티어링 컬럼의 틸팅시 힌지점으로 작용하는 힌지볼트를 구비한 차량용 스티어링 컬럼의 충격흡수장치에 있어서,

   상기 스티어링 컬럼은 하나의 튜브로 일체 형성되고, 상기 힌지볼트와 스티어링 컬럼은 마찰력을 발생시켜 충격 에너지를 흡수할 수 있도록 밀착 설치되며, 상기 힌지볼트의 이동을 안내하도록 상기 이너홀에는 안내부가 연장 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 스티어링 컬럼의 충격흡수장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 스티어링 컬럼의 하단측 외주면에는 상기 힌지볼트의 중간측 외주면과 탄력적으로 밀착될 수 있도록 축방향을 따라 길게 슬롯이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 스티어링 컬럼의 충격흡수장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 슬롯의 폭이 가변되기 용이하도록 이의 양단측에는 반경방향으로 확장 형성된 고정홈이 마련된 것을 특징으로 하는 차량용 스티어링 컬럼의 충격흡수장치.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 힌지볼트의 이동이 보다 원활해지도록 상기 슬롯은 상기 힌지볼트와 이격된 측에서부터 인접된 측으로 그 폭이 점차 확장되는 것을 특징으로 하는 차량용 스티어링 컬럼의 충격흡수장치.