KR20040037403A - collapse type steering shaft - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차량의 사고시에 자체적으로 그 전체적인 길이가 축소되면서 운전자가 앞으로 쏠리면서 받게 되는 충격을 흡수할 수 있도록 된 충격 흡수식 스티어링샤프트에 관한 것이다.The present invention relates to a shock absorbing steering shaft that is capable of absorbing a shock received by the driver while moving forward while reducing its overall length in the event of a vehicle accident.
도 1과 도 2에는 종래의 충격 흡수식 스티어링칼럼이 도시되어 있는바, 스티어링샤프트는 로워샤프트(100)와 어퍼샤프트(102)가 플라스틱 몰딩(104)에 의해 연결되어 있어서, 이 플라스틱 몰딩(104)이 파손되면 로워샤프트(100)가 어퍼샤프트(102)의 내부로 들어가면서 전체적인 길이가 축소되도록 되어 있고, 그 외측에는 로워튜브(106)와 어퍼튜브(108)가 상기와 같은 스티어링샤프트의 길이가 축소될 때 서로 겹쳐져서 마찰에 의해 하중을 지지할 수 있도록 결합되어 있으며, 상기 어퍼튜브(108)는 어퍼브라켓(110)에 의해 카울크로스멤버에 고정되는바, 상기 어퍼브라켓(110)은 상기와 같이 스티어링샤프트의 길이가 축소될 때 도 3에 도시된 바와 같이 컬링플레이트(112)를 변형시키면서 충격을 흡수할 수 있도록 되어 있다.1 and 2 show a conventional shock absorbing steering column. The steering shaft has a lower shaft 100 and an upper shaft 102 connected to each other by a plastic molding 104. If this is damaged, the lower shaft 100 enters the inside of the upper shaft 102 so that the overall length is reduced, and the outer tube 106 and the upper tube 108 are reduced in length as described above. When overlapped with each other when coupled to support the load by friction, the upper tube 108 is fixed to the cowl cross member by the upper bracket 110, the upper bracket 110 as described above When the length of the steering shaft is shortened, as shown in FIG. 3, the curling plate 112 is deformed to absorb shocks.
즉, 스티어링휠쪽으로부터 충격력이 가해지면, 상기 플라스틱 몰딩(104)이 파손되면서 스티어링샤프트는 그 길이가 축소될 수 있도록 되고, 이때 상기 로워튜브(106)와 어퍼튜브(108) 사이에서 발생되는 마찰력과, 상기 어퍼브라켓(110)과 컬링플레이트(112)에 의해 발생되는 변형력에 의해 가해지는 충격을 흡수하도록 하는 것이다.That is, when an impact force is applied from the steering wheel side, the plastic molding 104 is broken and the length of the steering shaft can be reduced, and at this time, the friction force generated between the lower tube 106 and the upper tube 108. And, to absorb the shock applied by the deformation force generated by the upper bracket 110 and the curling plate 112.
그런데, 상기한 바와 같은 충격 흡수식 스티어링칼럼은 상기 충격을 흡수하는 주요한 역할을 하는 로워튜브(106)와 어퍼튜브(108) 사이의 마찰력이 마찰초기에는 최대 정지마찰력에 의해 비교적 큰 하중을 지탱할 수 있지만, 일단 로워튜브(106)와 어퍼튜브(108) 사이에 상대적인 움직임이 시작되면 마찰력이 크게 저감되고 관성력이 작용하여 도 4에 도시된 바와 같이 지지할 수 있는 하중이 시간의 경과에 따라 크게 변화하게 되며, 또한 이와 같은 방식의 스티어링칼럼의 지지하중은 상기와 같은 구조적 이유로 제조되는 스티어링칼럼마다 크게 차이가 발생하고 그 관리가 용이하지 않기 때문에, 각 스티어링칼럼에서 제공하는 지지하중이 크게 차이가 나는 문제점이 있다.By the way, the shock absorbing steering column as described above, although the frictional force between the lower tube 106 and the upper tube 108, which plays a major role in absorbing the impact, can support a relatively large load due to the maximum static friction at the initial stage of friction. Once the relative movement between the lower tube 106 and the upper tube 108 begins, the frictional force is greatly reduced and the inertial force acts so that the load that can be supported as shown in FIG. 4 varies greatly over time. In addition, since the support load of the steering column in this manner is greatly different for each steering column manufactured for the above structural reasons and is not easy to manage, the support load provided by each steering column is significantly different. There is this.
이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 운전자의 충격을 흡수할 수 있는 적절한 지지하중을 안정된 상태로 지속적으로 제공할 수 있으며, 각 제품마다의 지지하중의 편차를 현저히 축소시킬 수 있도록 한 충격 흡수식 스티어링샤프트를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the problems described above, it is possible to continuously provide a suitable support load that can absorb the impact of the driver in a stable state, significantly reducing the deviation of the support load for each product The purpose is to provide a shock-absorbing steering shaft that can be used.
도 1은 종래의 일반적인 충격 흡수식 스티어링칼럼을 도시한 도면,1 is a view showing a conventional general shock absorbing steering column,
도 2는 도 1의 충격 흡수식 스티어링칼럼의 구조를 도시한 단면도,Figure 2 is a cross-sectional view showing the structure of the shock absorbing steering column of Figure 1,
도 3은 어퍼브라켓의 충격 흡수구조를 설명한 도면3 is a view for explaining the shock absorbing structure of the upper bracket
도 4는 종래 기술에 의한 충격 흡수성능을 도시한 것으로서 시간의 경과에 따른 지지하중의 변화를 도시한 그래프,4 is a graph showing a shock absorbing performance according to the prior art, showing a change in the supporting load over time,
도 5는 본 발명에 따른 충격 흡수식 스티어링샤프트의 구조를 도시한 것으로서, 수축 이전의 상태를 도시한 도면,5 is a view illustrating a structure of an impact absorbing steering shaft according to the present invention, which shows a state before contraction;
도 6은 도 5의 스티어링샤프트가 수축되는 상태를 도시한 도면,6 is a view illustrating a state in which the steering shaft of FIG. 5 is contracted;
도 7은 본 발명에 따른 충격 흡수식 스티어링샤프트의 충격 흡수성능을 도시한 것으로서 시간의 경과에 따른 지지하중의 변화를 도시한 그래프이다.FIG. 7 is a graph illustrating a shock absorbing performance of the shock absorbing steering shaft according to the present invention and showing a change in support load over time.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명><Brief description of symbols for the main parts of the drawings>
1; 로워샤프트3; 중공실린더One; Lower shaft 3; Hollow Cylinder
5; 어퍼샤프트7; 피스톤5; Upper shaft 7; piston
9; 플라스틱 몰딩11; 유체9; Plastic molding 11; Fluid
15; 밸브바디17; 밸브피스톤15; Valve body 17; Valve piston
19; 스프링21; 배출유로19; Spring 21; Discharge path
23; 단면축소부25; 스토퍼블록23; Section reduction section 25; Stopper Block
27; 스토퍼로드27; Stopper rod
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 충격 흡수식 스티어링샤프트는 중공실린더를 구비한 로워샤프트와;The present invention, the shock absorbing steering shaft for achieving the above object is a lower shaft having a hollow cylinder;
상기 로워샤프트의 중공실린더에 삽입되는 피스톤을 구비한 어퍼샤프트와;An upper shaft having a piston inserted into the hollow cylinder of the lower shaft;
상기 로워샤프트와 어퍼샤프트의 상호 길이방향 운동을 제한하는 제한수단과;Limiting means for limiting mutual longitudinal movement of the lower shaft and the upper shaft;
상기 피스톤과 중공실린더가 형성하는 공간에 충전된 유체와;A fluid filled in a space formed by the piston and the hollow cylinder;
상기 유체의 배출상태를 제어하는 밸브수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.Characterized in that the valve means for controlling the discharge state of the fluid.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 5는 본 발명에 따른 충격 흡수식 스티어링샤프트의 구조를 도시한 것으로서, 도시된 상태는 사고 발생 이전의 정상적으로 조향 조작을 할 수 있는 상태이다.5 is a view illustrating a structure of an impact absorbing steering shaft according to the present invention, in which the illustrated state is a state in which steering operation is normally performed before an accident occurs.
전체적인 구성을 보면, 로워샤프트(1)가 중공실린더(3)를 구비하고 있고, 어퍼샤프트(5)는 상기 중공실린더(3)에 삽입되는 피스톤(7)을 구비하고 있으며, 상기 로워샤프트(1)와 어퍼샤프트(5)의 사이에는 상호 길이방향 운동을 제한하는 제한수단인 플라스틱 몰딩(9)이 로워샤프트(1)와 어퍼샤프트의 피스톤(7)을 관통하여 설치된 구조이다.In the overall configuration, the lower shaft 1 has a hollow cylinder 3, the upper shaft 5 has a piston 7 inserted into the hollow cylinder 3, and the lower shaft 1 Between the upper shaft 5 and the upper shaft 5, a plastic molding 9, which is a limiting means for restricting mutual longitudinal movements, is installed through the lower shaft 1 and the piston 7 of the upper shaft.
상기와 같이 플라스틱 몰딩(9)에 의해 고정된 로워샤프트의 중공실린더(3)와 어퍼샤프트의 피스톤(7) 사이 공간에는 유체(11)가 충전되어 있고, 상기 로워샤프트(1)에는 상기 유체의 배출상태를 제어하는 밸브수단이 구비되어 있다.The fluid 11 is filled in the space between the hollow cylinder 3 of the lower shaft fixed by the plastic molding 9 and the piston 7 of the upper shaft as described above, and the lower shaft 1 of the fluid Valve means for controlling the discharge state is provided.
여기서, 상기 밸브수단은 사고시에 어퍼샤프트(5)로부터 가해지는 충격에 의해 상기 플라스틱 몰딩(9)이 파손되고 상기 피스톤(7)이 중공실린더(3) 내측으로 진행하면 적절한 속도로 상기 유체(11)를 배출시켜서 충격을 흡수하면서도 적절한 지지하중을 안정적으로 발생시키도록 하기 위한 것이다.Here, the valve means is the fluid 11 at an appropriate speed if the plastic molding (9) is damaged by the impact applied from the upper shaft (5) in the event of accident and the piston (7) proceeds inside the hollow cylinder (3) To absorb the shock and to stably generate the proper supporting load.
본 실시예에서 상기 밸브수단은 상기 중공실린더(3)에 삽입되며 상기 어퍼샤프트(5)를 향한 개구부(13)를 가진 밸브바디(15)와, 상기 밸브바디(15) 내에서 로워샤프트(1)의 길이방향으로 섭동 가능하게 설치된 밸브피스톤(17)과, 상기 밸브피스톤(17)을 어퍼샤프트(5)쪽으로 탄지하는 스프링(19)과, 상기 밸브피스톤(17)이 어퍼샤프트(5)쪽으로 이동되는 범위를 제한하는 스토퍼수단과, 상기 밸브피스톤(17)이 로워샤프트(1)쪽으로 이동됨에 의해 상기 유체를 로워샤프트(1)의 외부로 배출시킬 수 있도록 상기 로워샤프트(1)와 밸브바디(15)를 관통하여 형성된 배출유로(21)로 구성하였다.In this embodiment, the valve means is inserted into the hollow cylinder (3) has a valve body (15) having an opening (13) towards the upper shaft (5), and the lower shaft (1) in the valve body (15) Valve piston 17, which is perturbably installed in the longitudinal direction of the < RTI ID = 0.0 >), < / RTI > Stopper means for limiting the range of movement, and the lower shaft 1 and the valve body so that the valve piston 17 is discharged to the lower shaft 1 to discharge the fluid to the outside of the lower shaft 1. A discharge passage 21 formed through the 15 was configured.
아울러, 상기 배출유로(21)는 그대로 로워샤프트(1)의 외부로 배출시킬 수도 있으나, 본 실시예에서는 로워샤프트(1) 외부로 배출된 유체를 다시 로워샤프트의 중공실린더(3) 내측으로 수용하기 위해 상기 배출유로(21)를 어퍼샤프트(5)의 피스톤(7) 후방의 로워샤프트의 중공실린더(3) 내측으로 연결되도록 하고, 상기 어퍼샤프트(5)는 상기 피스톤(7) 후방에 단면축소부(23)를 구비하여 상기 배출유로(21)를 통해 배출되는 유체(11)를 수용할 수 있는 수용공간을 형성하도록 하였다.In addition, the discharge passage 21 may be discharged to the outside of the lower shaft 1 as it is, but in this embodiment, the fluid discharged to the outside of the lower shaft 1 is received inside the hollow cylinder 3 of the lower shaft again. In order to connect the discharge passage 21 into the hollow cylinder (3) of the lower shaft behind the piston (7) of the upper shaft (5), the upper shaft (5) has a cross section behind the piston (7) The reduction unit 23 is provided to form an accommodation space for accommodating the fluid 11 discharged through the discharge passage 21.
한편, 상기 스토퍼수단은 일단이 상기 밸브바디(15)에 고정되고 타단에 스토퍼블록(25)이 형성된 스토퍼로드(27)로 구성하여, 상기 밸브피스톤(17)의 직선운동을 가이드하는 역할을 겸하도록 하였다.On the other hand, the stopper means is composed of a stopper rod 27 having one end fixed to the valve body 15 and a stopper block 25 formed at the other end, and serves to guide linear movement of the valve piston 17. It was made.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention configured as described above are as follows.
먼저, 도 5에 도시된 바와 같은 상태에서는 사고가 발생하기 전의 상태로서 정상적으로 운전자의 조향 조작력이 상기 어퍼샤프트(5)로부터 플라스틱 몰딩(9) 및 로워샤프트(1)를 통해 기어박스로 전달되어 원활한 조향 조작이 이루어지게 된다.First, in the state as shown in FIG. 5, the steering operation force of the driver is normally transmitted from the upper shaft 5 to the gear box through the plastic molding 9 and the lower shaft 1 as a state before an accident occurs. Steering operation is made.
사고가 발생되어 운전자의 신체가 스티어링휠에 부딪히게 되면서 충격을 가하면, 상기 플라스틱 몰딩(9)은 파손되면서, 상기 어퍼샤프트(5)가 로워샤프트(1)의 내측으로 삽입되면서 운전자의 충격을 흡수할 수 있도록 한다.When an accident occurs and the driver's body hits the steering wheel and the impact is applied, the plastic molding 9 is broken and the upper shaft 5 is inserted into the lower shaft 1 to absorb the driver's shock. Do it.
이때, 상기 어퍼샤프트(5)가 로워샤프트(1)의 내측으로 진행하면, 상기 피스톤(7)이 유체에 압력을 가하게 되고, 상기 유체의 압력은 상기 밸브피스톤(17)을 상기 스프링(19)의 힘을 이기고 로워샤프트(1)쪽으로 이동시키게 되어 상기 배출유로(21)가 개방되도록 한다.At this time, when the upper shaft 5 proceeds to the inside of the lower shaft 1, the piston 7 pressurizes the fluid, and the pressure of the fluid causes the valve piston 17 to move to the spring 19. To overcome the force and move toward the lower shaft (1) to allow the discharge passage (21) to open.
따라서, 상기 피스톤(7)과 로워샤프트의 중공실린더(3) 사이에 충전되었던 유체(11)는 도 6에 도시된 바와 같이 상기 배출유로(21)를 통해 빠져나가 상기 피스톤(7) 후방의 로워샤프트의 중공실린더(3) 내로 보내지게 된다.Accordingly, the fluid 11 that has been filled between the piston 7 and the hollow cylinder 3 of the lower shaft exits through the discharge passage 21 as shown in FIG. 6 and is lowered behind the piston 7. It is sent into the hollow cylinder (3) of the shaft.
이때, 상기 유체(11)가 배출유로(21)를 통해 빠져나가는 속도는 상기 어퍼샤프트(5)가 로워샤프트(1)내로 진입하는 속도를 제어하게 되는바, 상기 배출유로(21)의 직경과 유체의 점성을 조절함에 의해 상기 어퍼샤프트(5)가 이동하는 속도를 조절할 수 있게 된다.At this time, the speed at which the fluid 11 exits through the discharge passage 21 controls the speed at which the upper shaft 5 enters into the lower shaft 1, the diameter of the discharge passage 21 By controlling the viscosity of the fluid it is possible to control the speed at which the upper shaft (5) moves.
현재, 상기와 같이 배출되는 유체의 속도를 조절하는 것은 기술적으로 저렴한 비용으로도 매우 정밀한 수준의 조정이 가능한 실정이므로, 상기 배출되는 유체의 속도를 조절함에 의해, 상기 충격 흡수식 스티어링샤프트가 도 7에 도시된 것과 같이 보다 정확하고 적절한 지지하중을 시간의 경과에 대하여 일정한 상태로 발휘할 수 있도록 할 수 있다.At present, since adjusting the speed of the discharged fluid as described above is possible to adjust a very precise level at a technically low cost, by adjusting the speed of the discharged fluid, the shock absorbing steering shaft is shown in FIG. 7. As shown in the drawing, more accurate and appropriate support loads can be exerted in a constant state over time.
물론, 상기와 같은 구조의 충격 흡수식 스티어링샤프트는 상기와 같은 이유로 제품마다의 편차가 대폭적으로 축소되므로 일정한 수준의 제품을 손쉽게 제작할 수 있어서 양산성이 향상되는 효과를 가져오게 된다.Of course, the shock-absorbing steering shaft of the structure as described above is greatly reduced the deviation for each product for the same reason, it is possible to easily produce a certain level of the product has the effect of improving the mass production.
운전자의 충격을 흡수할 수 있는 적절한 지지하중을 안정된 상태로 지속적으로 제공할 수 있으며, 각 제품마다의 지지하중의 편차를 현저히 축소시킬 수 있도록 하여 양산성을 향상시킨다.Proper support load that can absorb the driver's shock can be continuously provided in a stable state, and mass production can be improved by remarkably reducing the deviation of the support load for each product.
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KR100985722B1 (en) * | 2004-10-27 | 2010-10-06 | 주식회사 만도 | Slip guide structure for universal joint assembly of steering system |
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2002
- 2002-10-28 KR KR10-2002-0065874A patent/KR100489082B1/en not_active IP Right Cessation
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