KR20060067660A

KR20060067660A - 스티어링 컬럼 구조

Info

Publication number: KR20060067660A
Application number: KR1020040106506A
Authority: KR
Inventors: 김경철
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2004-12-15
Filing date: 2004-12-15
Publication date: 2006-06-20
Also published as: KR101028216B1

Abstract

본 발명은 스티어링 컬럼 구조에 관한 것으로 차량의 바퀴에 연결되는 기어박스 측에 배치되는 중공의 인너튜브(10)와, 차량의 스티어링 휠(2) 측에 배치되며, 상기 인너튜브(10)의 일단이 삽입되어 결합되도록 이 인너튜브(10)보다 큰 내직경을 가지는 중공형으로 형성되며, 하단부에 상기 인너튜브(10)가 끼워져 결합되는 압입부(21)가 구비된 아웃터튜브(20)로 구성된 스티어링 컬럼에 있어서, 상기 인너튜브(10)에는 차량의 전자제어장치용컴퓨터(50)에 연계되어 충돌 사고 시 아웃터튜브(20)의 슬립율을 감지하여 이 신호를 전자제어장치용컴퓨터(50)로 전달하는 이동감지센서(30)를 설치하고, 상기 아웃터튜브(20)에는 상기 아웃터튜브(20)에는 전자제어장치용컴퓨터(50)에 연계되어 이 전자제어장치용컴퓨터(50)에 의해 작동되어 압입부(21)를 밀어 인너튜브(10)에 밀착시키는 가압구(41)를 작동시키는 엑츄에이터(40)가 장착되어 스티어링 컬럼(1)이 함몰되는 동안 이동감지센서(30)에 의해 감지된 신호로 아웃터튜브(20)와 인너튜브(10)의 마찰이 적절한 저항력을 갖고 일정하게 유지되도록 엑츄에이터(40)가 작동하여 가압구(41)로 압입부(21)를 적절하게 밀어 인너튜브로 밀착시키게 되는 것이다.

따라서 스티어링 컬럼(1)은 충돌사고 시 발생하는 함몰이 운전자의 흉부 이동 완료시점보다 먼저 종료되지 않고 흉부 이동이 완료될 때 까지 지속적으로 흉부를 지지하면서 이루어져 흉부에 발생되는 충격을 최소화할 수 있는 것이다.

그러므로 운전자의 상해를 최소화하고 차량의 안전성과 상품성을 동시에 증 대시킬 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

스티어링 컬럼 구조{Steering Column Structure}

도 1 은 종래의 스티어링 컬럼의 단면을 요부확대하여 도시한 개략도

도 2 는 일반적인 스티어링 컬럼을 도시한 측면도

도 3 은 본 발명인 스티어링 컬럼의 단면을 요부확대하여 도시한 개략도

*도면 중 주요 부호에 대한 설명*

1 : 스티어링 컬럼 2 : 스티어링 휠

10 : 인너튜브 20 : 아웃터튜브

21 : 압입부 30 : 이동감지센서

40 : 엑츄에이터 41 : 가압구

50 : 전자제어장치용컴퓨터

본 발명은 스티어링 컬럼 구조에 관한 것으로 더 상세하게는 충돌사고 발생 시 스티어링 컬럼이 일정한 마찰력을 받으면서 함몰되도록 하여 운전자의 흉부에 가해지는 충격과 상해치를 감소시킬 수 있도록 발명된 것이다.

일반적으로, 자동차의 조향장치는 자동차의 진행방향을 임의로 변경하기 위한 장치로서, 운전자가 직접 잡고 조작할 수 있는 스티어링 휠, 이 스티어링 휠과 결합되어 회전되는 스티어링 샤프트, 상기 스티어링 샤프트의 적소에 장착되어 운전에 필요한 부가 편의 시설을 위한 틸팅 장치 및 텔레스코픽 장치 등이 설치되는 스티어링 컬럼 등을 포함하는 조작기구와 기어기구 및 링크기구 등이 포함된다.

그리고 상기 스티어링 컬럼은 통상적으로 수축 가능하도록 상, 하측으로 분리 형성되어 충돌사고 발생 시 운전자와 스티어링 휠이 밀착될 때 그 충격으로 인해 운전자가 부상디는 정도를 약화시켜 주는 것으로 운전자의 안전을 도모하기 위하여 기본적으로 함몰되면서 충격에너지를 흡수하도록 되어 있다.

즉, 스티어링 컬럼은 상, 하측으로 분리 형성되어 이들을 서로 삽착하여 설치하며, 삽착된 상태를 유지하기 위해 결합부위의 단면을 변형시키거나, 그 사이에 별도의 부재를 사용하여 평상시에는 조립된 상태를 지지하다가, 외부의 충격이 전달될 때 축 방향으로 그 길이가 줄면서 완충기능을 하게 되는 것이다.

도 1에서 도시한 바와 같이 상기 스티어링 컬럼(1)은 차량의 스티어링 휠 측에 배치되는 중공의 아웃터튜브(20)와, 이 아웃터튜브(20)의 하단측 내부로 일부가 삽입될 수 있도록 이보다 작은 지름으로 형성되어 기어박스 측에 배치되는 중공의 인너튜브(10)로 구성된다.

그리고 인너튜브(10)가 결합되는 아웃터튜브(20)의 단부는 내측으로 소정의 길이를 가지고 굴곡되어 삽입되는 압입부(21)를 구비하고, 이 압입부(21)에 인너튜브(10)의 외측면이 탄성적으로 지지된 상태로 억지 끼움되어 평상 시에는 아웃터튜브(20)와 인너튜브(10)의 결합상태를 지지하다가, 외부의 충격이 가해질 경우 아웃터튜브(20)가 인너튜브(10)로 밀리면서 함몰되어 그 충격을 흡수하게 되는 것이다.

그러나 상기한 바와 같은 종래의 스티어링 컬럼은 충돌사고 시 아웃터튜브의 압입부와 인너튜브의 외주면 사이에 발생되는 마찰력에 의해 충격을 흡수하기 위한 적절한 저항을 가지고 함몰되도록 되어 있으나, 충돌사고 시 발생되는 충격에 의해 압입부가 변형되므로 스티어링 컬럼이 함몰되면서 압입부와 인너튜브의 마찰력이 일정하게 유지되지 못하는 문제점이 발생하였던 것이다.

또 충돌 사고 시 아웃터튜브의 압입부가 변형되면서 인너튜브와의 마찰력이 저하되면 스티어링 컬럼이 운전자의 흉부를 지지하는 힘이 급격히 감소하게 되는 것이다.

또한 이와 같이 아웃터튜브와 인너튜브 사이의 마찰력이 저하되면 스티어링 컬럼이 급격히 함몰되어 그 함몰 완료 시점이 운전자의 흉부 이동 종료 시점보다 빠르기 때문에 스티어링 컬럼의 함몰이 끝나더라도 운전자의 흉부는 계속 진행하려하기 때문에 운전자의 흉부상해가 증가하는 문제점이 있었던 것이다.

본 발명의 목적은 충돌 사고 시 아웃터튜브와 인너튜브 사이의 마찰력을 일정하게 유지시켜 운전자의 흉부 이동이 종료될 때까지 스티어링 컬럼의 함몰이 절 절한 저항력을 가지고 일정하게 유지되면서 진행되도록 하는 스티어링 컬럼의 구조를 제공하는 데 있다.

이러한 본 발명의 목적은 차량의 바퀴에 연결되는 기어박스 측에 배치되는 중공의 인너튜브(10)와;

차량의 스티어링 휠(2) 측에 배치되며, 상기 인너튜브(10)의 일단이 삽입되어 결합되도록 이 인너튜브(10)보다 큰 내직경을 가지는 중공형으로 형성되며, 하단부에 상기 인너튜브(10)가 끼워져 결합되는 압입부(21)가 구비된 아웃터튜브(20)로 구성된 스티어링 컬럼에 있어서,

상기 인너튜브(10)에는 차량의 전자제어장치용컴퓨터(50)에 연계되어 충돌 사고 시 아웃터튜브(20)의 슬립율을 감지하여 이 신호를 전자제어장치용컴퓨터(50)로 전달하는 이동감지센서(30)를 설치하고, 상기 아웃터튜브(20)에는 상기 아웃터튜브(20)에는 전자제어장치용컴퓨터(50)에 연계되어 이 전자제어장치용컴퓨터(50)에 의해 작동되어 압입부(21)를 밀어 인너튜브(10)에 밀착시키는 가압구(41)를 작동시키는 엑츄에이터(40)가 장착됨으로써 달성된다.

즉, 충돌 사고 발생 시 아웃터튜브(20)의 압입부(21)가 변형되어 아웃터튜브(20)와 인너튜브(10)와의 마찰력이 저하되어 아웃터튜브(20)가 빠르게 이동하려할 경우 이동감지센서(30)가 이를 감지하고 이 감지된 신호에 의해 전자제어장치용컴퓨터(50)에서 엑츄에이터(40)의 작동 범위를 결정하여 작동시킴으로써 이 엑츄에이 터(40)가 아웃터튜브(20)와 인너튜브(10) 사이에 적절한 마찰력을 유지하도록 압입부(21)를 밀게 되는 것이다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2 는 일반적인 스티어링 컬럼을 도시한 측면도로서, 스티어링 컬럼이 차체에 장착된 상태를 개략적으로 나타내고 있다.

도 3 은 본 발명인 스티어링 컬럼의 단면을 요부확대하여 도시한 개략도로서, 이동감지센서와 엑츄에이터가 차량의 전자제어장치용컴퓨터에 각각 연계되어 작동되는 것을 나타내고 있다.

이하, 도 2 에서 도시한 바와 같이 스티어링 컬럼(1)은 차량의 스티어링 휠(2) 측에 배치되는 아웃터튜브(20)와, 이 아웃터튜브(20)의 하단에 인너튜브(10)가 결합되어 구성된다.

아웃터튜브(20)는 스티어링 휠(2)의 각도 조절이 가능하도록 하는 틸팅브라켓트(4)에 장착되어 차체에 고정되며, 인너튜브(10)는 차체에 고정되는 고정브라켓트(5)에 회동가능하게 결합되어 고정된다.

또 이 스티어링 컬럼(1)의 내부에는 운전석에 배치되는 스티어링 휠(2)과 차량의 바퀴에 연결되는 기어박스 사이의 회전력을 전달함과 동시에 축방향으로 수축 가능한 스티어링 샤프트(3)가 결합된다.

한편, 상기 아웃터튜브(20)의 하단에는 도 3에서 도시한 바와 같이 소정의 길이를 가지고 내측으로 일체로 굴곡되어 인너튜브(10)가 결합될 경우 압입되어 인 너튜브(10)의 위치를 고정하는 압입부(21)가 형성된다.

인너튜브(10)는 상기 압입부(21)에 억지끼움으로 결합되어 이 압입부(21)를 가압하면서 끼워 결합할 수 있는 직경을 가져 아웃터튜브(20)의 하단에 결합될 경우 압입부(21)를 밀어 가압하면서 결합되어 이 압입부(21)에 의해 탄성적으로 지지된 상태로 그 위치가 고정된다.

그리고 상기 인너튜브(10)에는 차량의 전자제어장치용컴퓨터(50)(ECU)에 연계되어 충돌 사고 발생으로 아웃터튜브(20)가 함몰되어 이동할 경우 발생되는 이동 거리를 감지하여 그 전기적 신호를 전자제어장치용컴퓨터(50)로 전달하는 이동감지센서(30)가 장착된다.

또 상기 아웃터튜브(20)에는 전자제어장치용컴퓨터(50)에 연계되어 이 전자제어장치용컴퓨터(50)에 의해 작동되어 압입부(21)를 밀어 인너튜브(10)에 밀착시키는 가압구(41)를 작동시키는 엑츄에이터(40)가 장착된다.

전자제어장치용컴퓨터(50)는 이동감지센서(30)에서 전달된 전기신호를 이용하여 아웃터튜브(20)의 슬립율과, 아웃터튜브(20)를 함몰시키는 하중을 계산하여 이를 통하여 가압구(41)를 이동시키는 엑츄에이터(40)의 작동범위를 결정한다.

즉, 차량이 주행 중 충돌사고가 발생되면 스티어링 컬럼(1)은 운전자로 부터 받은 충격을 흡수하기 위하여 함몰되는데 이 저항으로는 틸팅브라켓트(4)와의 인젝션 몰딩의 파단 시 발생하는 힘과, 아웃터튜브(20)와 인너튜브(10) 사이의 마찰력, 인너튜브(10)와 아웃터튜브(20) 간의 인젝션 몰딩의 파단 시 발생하는 힘이 있다.

그리고 이 세가지 힘이 동시에 작용하다가 나중에는 스티어링 컬럼(1)이 함 몰되는 동안 아웃터튜브(20)와 인너튜브(10)와의 마찰력만 남게 된다.

또 스티어링 컬럼(1)이 함몰되면서 인너튜브(10)의 직경은 일정하나, 아웃터튜브(20)의 압입부(21)가 변형되어 압입부(21)와 인너튜브(10) 사이의 마찰면이 줄어들면서 마찰력이 저하되게 된다.

이 경우 전자제어장치용컴퓨터(50)에서 스티어링 컬럼(1)이 함몰되는 중에 이동감지센서(30)를 이용하여 아웃터튜브(20)의 슬립율과 함몰 시 가해지는 하중을 계산하고, 이를 통하여 엑츄에이터(40)를 작동시킨다.

이 엑츄에이터(40)는 전자제어장치용컴퓨터(50)에 의해 그 이동거리가 제어되는 가압구(41)를 밀어 이동시키며, 이 가압구(41)는 엑츄에이터(40)의 작동에 의해 스티어링 컬럼(1)이 함몰되는 동안 아웃터튜브(20)의 압입부(21)가 인너튜브(10)의 표면에 일정한 마찰력을 가지고 밀착되도록 이동된다.

따라서 스티어링 컬럼(1)이 함몰되는 동안 아웃터튜브(20)와 인너튜브(10)의 마찰에 작용하는 하중을 적절한 상태로 일정하게 유지시켜 진행되도록 하는 것이다.

상기한 본 발명에 구성에 의하면 스티어링 컬럼이 함몰되는 동안 이동감지센서에 의해 감지된 신호로 아웃터튜브와 인너튜브의 마찰이 적절한 저항력을 갖고 일정하게 유지되도록 엑츄에이터가 작동하여 가압구로 압입부를 적절하게 밀어 인너튜브로 밀착시키게 되는 것이다.

따라서 스티어링 컬럼은 충돌사고 시 발생하는 함몰이 운전자의 흉부 이동 완료시점보다 먼저 종료되지 않고 흉부 이동이 완료될 때 까지 지속적으로 흉부를 지지하면서 이루어져 흉부에 발생되는 충격을 최소화할 수 있는 것이다.

그러므로 운전자의 상해를 최소화하고 차량의 안전성과 상품성을 동시에 증대시킬 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims

차량의 바퀴에 연결되는 기어박스 측에 배치되는 중공의 인너튜브(10)와;

차량의 스티어링 휠(2) 측에 배치되며, 상기 인너튜브(10)의 일단이 삽입되어 결합되도록 이 인너튜브(10)보다 큰 내직경을 가지는 중공형으로 형성되며, 하단부에 상기 인너튜브(10)가 끼워져 결합되는 압입부(21)가 구비된 아웃터튜브(20)로 구성된 스티어링 컬럼에 있어서,

상기 인너튜브(10)에는 차량의 전자제어장치용컴퓨터(50)에 연계되어 충돌 사고 시 아웃터튜브(20)의 슬립율을 감지하여 이 신호를 전자제어장치용컴퓨터(50)로 전달하는 이동감지센서(30)를 설치하고, 상기 아웃터튜브(20)에는 상기 아웃터튜브(20)에는 전자제어장치용컴퓨터(50)에 연계되어 이 전자제어장치용컴퓨터(50)에 의해 작동되어 압입부(21)를 밀어 인너튜브(10)에 밀착시키는 가압구(41)를 작동시키는 엑츄에이터(40)가 장착되는 것을 특징으로 하는 스티어링 컬럼 구조.
청구항 1에 있어서, 상기 압입부(21)는 상기 아웃터튜브(20)의 하단에 내측으로 일체로 굴곡되어 형성되는 것을 특징으로 하는 스티어링 컬럼 구조.
청구항 1에 있어서, 전자제어장치용컴퓨터(50)는 이동감지센서(30)에서 전달 된 전기신호를 이용하여 아웃터튜브(20)의 슬립율과, 아웃터튜브(20)를 함몰시키는 하중을 계산하여 이를 통하여 가압구(41)를 이동시키는 엑츄에이터(40)의 작동범위를 결정하는 것을 특징으로 하는 스티어링 컬럼 구조.