KR20060091487A - 텔레스코픽 스티어링컬럼의 충격흡수장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 텔레스코픽 스티어링컬럼의 충격흡수장치에 관한 것으로, 상부스티어링샤프트(1)의 내주면(1a)에 정상적인 텔레스코픽 작동이 가능한 길이로 돌기홈(1b)을 형성하고, 이 돌기홈(1b)에 삽입되는 돌기(4a)가 외주면에 형성된 원판형 돌기링(4)을 상기 내주면(1a)으로 삽입하며, 상기 돌기홈(1b)의 단부 즉, 상기 내주면(1a)과의 단차부(1c)에는 절단날(1d)을 형성한 구조로 이루어진다.

따라서, 충돌사고가 발생하여 운전자의 상체나 안면이 스티어링휠을 강타할 때 상기 절단날(1d)에 의해 돌기(4a)가 절단되면서 충격력이 감소하게 됨으로써 운전자의 상해 정도를 감소시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

Description

텔레스코픽 스티어링컬럼의 충격흡수장치{shock absorbing system of telescopic steering column}

도 1은 틸트 시스템이 적용된 스티어링컬럼의 사시도,

도 2는 텔레스코픽 시스템이 적용된 스티어링컬럼의 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 충격흡수장치가 적용된 텔레스코픽 스티어링컬럼의 단면도,

도 4는 본 발명의 일 구성인 돌기링의 사시도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 상부스티어링샤프트, 1a : 내주면,

1b : 돌기홈, 1c : 단차부,

1d : 절단날, 2 : 하부스티어링샤프트,

2a : 세레이션 성형부, 4 : 돌기링,

4a : 돌기, 4b : 통공.

본 발명은 자동차의 스티어링컬럼에 관한 것으로, 특히 텔레스코픽 시스템이 적용된 스티어링컬럼에서도 충돌시 충격흡수가 이루어질 수 있도록 된 텔레스코픽 스티어링컬럼의 충격흡수장치에 관한 것이다.

일반적으로 스티어링휠을 조작하는 회전력은 기어박스에서 직선운동으로 변환되어 너클에 연결된 타이로드를 밀거나 당김으로써 차륜의 방향이 조향되도록 되어 있으며, 상기 스티어링휠은 스티어링컬럼을 통해 기어박스에 연결되어 있다.

상기 스티어링컬럼은 스티어링휠을 기어박스의 입력축과 직접 연결하는 스티어링샤프트와 이를 둘러싸서 카울크로스멤버에 장착된 마운팅브라켓트에 고정할 수 있도록 하는 컬럼튜브로 이루어진다.

상기 스티어링컬럼에는 운전자의 신체 조건에 따라 스티어링휠의 위치를 상하 및 전후(스티어링컬럼 축방향)로 조절하기 위하여 틸트(tilt) 시스템 및 텔레스코픽(telescopic) 시스템이 적용된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 틸트 시스템만 적용된 스티어링컬럼의 경우, 상부스티어링샤프트(1)와 하부스티어링샤프트(2)의 연결 부분에 이들을 관통하는 몰딩핀(3)을 설치하여 충돌시 운전자의 상체가 스티어링휠에 충돌할 때 상기 몰딩핀(3)이 파단되면서 상/하부스티어링샤프트(1,2)가 겹쳐지도록 함으로써 충격을 흡수할 수 있도록 하고 있다.

그런데, 도 2에 도시된 바와 같이, 상부스티어링샤프트(1)와 하부스티어링샤프트(2)가 세레이션(serration) 결합되어 텔레스코픽 기능이 구현된 경우에는 이들의 사이에 상기 몰딩핀(3)을 적용할 수 없으므로 스티어링휠과 운전자의 충돌시 스 티어링컬럼에서 충격을 흡수할 수 없어, 이에 대한 대책이 요구되고 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 텔레스코픽 시스템이 적용된 스티어링컬럼에서도 충돌시 충격을 흡수할 수 있게 됨으로써 스티어링휠과의 충돌에 의한 운전자의 상해 정도를 경감시킬 수 있도록 된 텔레스코픽 스티어링컬럼의 충격흡수장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 상부스티어링샤프트의 내부로 하부스티어링샤프트가 삽입되어 세레이션 결합된 텔레스코픽 스티어링컬럼에 있어서, 상기 상부스티어링샤프트의 내주면에 하단으로부터 상방으로 다수의 돌기홈이 텔레스코픽 작동을 위한 상부스티어링샤프트의 승강량을 허용하는 길이로 형성되고, 이 돌기홈에 삽입되는 돌기를 갖춘 돌기링이 상기 상부스티어링샤프트의 내주면으로 삽입되며, 상기 돌기홈과 상부스티어링샤프트의 내주면 사이의 단차부 모서리에는 절단날이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 돌기링은 원판형의 몸체 외주면에 상기 돌기홈과 동수의 돌기가 반경방향으로 형성되어 이루어지며, 상기 돌기들은 등간격으로 형성되고, 몸체의 중앙에는 통공이 형성된다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 충격흡수장치가 적용된 텔레스코픽 스티어링컬럼의 단면도로서, 종래와 동일하게 상부스티어링샤프트(1)의 내주면으로 하부스티어링샤 프트(2)가 삽입되어 세레이션(serration) 결합되어 있다.

도면에서 하부스티어링샤프트(2)의 상단(오른쪽 단부)에 2a로 지시된 부분이 세레이션 결합을 위해 하부스티어링샤프트(2)의 외주면에 형성된 삼각돌기 부분이며, 이에 대응되는 삼각홈들이 상부스티어링샤프트(1)의 내주면(1a)에 축방향으로 형성되어 있다.

한편, 상기와 같이 삼각홈들이 축방향으로 형성되어 있는 상부스티어링샤프트(1)의 내주면(1a) 하단에는 다수의 돌기홈(1b)들이 등간격으로 상부스티어링샤프트(1)의 하단으로부터 상방으로 형성되는데, 이 돌기홈(1b)들은 상부스티어링샤프트(1)와 하부스티어링샤프트(2)의 텔레스코픽 작동량을 충분히 허용하는 길이로 형성된다.

이는 상기 돌기홈(1b)에 끼워지는 돌기(4a)를 갖춘 후술할 돌기링(4)에 의하여 텔레스코픽 스티어링컬럼의 텔레스코픽 기능이 방해받지 않고 정상적으로 이루어질 수 있도록 하기 위함이다.

상기 돌기홈(1b)에 의하여 상부스티어링샤프트(1)의 내주면(1a)에는 단차부(1c)가 형성된다.

상기 단차부(1c)의 상부스티어링샤프트(1) 내주면(1a)측 모서리에는 상부스티어링샤프트(1)의 하단부를 향하는 절단날(1d)이 돌출 형성된다.

상기 절단날(1d)의 내측면은 상부스티어링샤프트(1)의 내주면(1a)과 동일면을 이루고, 반대쪽면은 내측면에 대해 예각의 경사면으로 형성된다.

또한, 상기 돌기홈(1b)들은 도 4에 도시된 돌기링(4)의 외주면에 형성된 돌 기(4a)와 같은 수 형성되며, 대응되는 위치에 형성된다.

도시된 바와 같이, 상기 돌기링(4)은 상부스티어링샤프트(1)의 내주면(1a)과 같은 지름의 원판형 몸체 외주면에 반경방향으로 돌출된 다수의 돌기(4a)들이 형성되어 이루어진다. 상기 돌기(4a)들은 몸체의 외주면 상에서 등간격으로 형성되며, 전술한 바와 같이 상기 돌기홈(1b)과 대응되는 위치에 같은 개수로 형성된다.

또한, 상기 돌기링(4)의 몸체 중앙에는 원형의 통공(4b)이 형성된다.

상기와 같은 형상의 돌기링(4)은 상부스티어링샤프트(1)의 내주면(1a)으로 삽입된다. 즉, 원판형의 몸체가 내주면(1a)으로 삽입될 때 몸체의 각 돌기(4a)는 상부스티어링샤프트(1) 내주면(1a)의 대응되는 돌기홈(1b)에 일치되어 삽입된다.

따라서, 상기 돌기링(4)은 돌기(4a)들이 대응되는 단차부(1c), 정확히는 단차부(1c)의 모서리에 형성된 절단날(1d)에 밀착되는 위치까지 삽입되어 그 위치를 유지하고 있게 된다. 이를 위해 돌기링(4)의 몸체와 각 돌기(4a)들은 상부스티어링샤프트(1)의 내주면(1a) 및 돌기홈(1b)에 딱 맞게 형성되어 압입되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 돌기링(4)의 설치가 완료된 후, 상부스티어링샤프트(1)의 내주면(1a) 하단으로 하부스티어링샤프트(2)의 상단의 세레이션 성형부(2a)가 삽입되어, 상호 세레이션 결합된다.

이제, 본 발명의 작용 및 효과를 설명한다.

차량이 주행되는 보통의 상태에서 상부스티어링샤프트(1)의 회전력은 세레이션 결합에 의하여 하부스티어링샤프트(2)로 원활하게 전달되므로, 운전자의 스티어 링휠 조작력이 기어박스로 안정적으로 입력되어 정상적인 조향작용이 이루어지게 된다.

또한, 상기 돌기홈(1b)이 상부스티어링샤프트(1)와 하부스티어링샤프트(2)의 텔레스코픽 작동량을 충분히 허용하는 수준의 길이로 형성되어 있으므로 텔레스코픽 기능도 정상적으로 수행된다.

한편, 차량 주행중 충돌사고가 발생하여 운전자의 상체 또는 안면이 스티어링휠을 강타할 경우, 이 충격에 의하여 상부스티어링샤프트(1)가 하방(화살표 ① 방향)으로 이동된다.

따라서, 상기 돌기링(4)과 하부스티어링샤프트(2)의 상단이 충돌하게 되는데, 이 충격력이 상기 절단날(1d)에 작용하여, 상기 각 돌기(4a)들이 절단날(1d)이 접하는 지점을 중심으로 파단된다.

이와 같이 절단날(1d)에 의해 돌기(4a)들이 파단되는데 힘이 소비되므로 운전자의 상체나 안면이 스티어링휠에 충돌할 때의 충격력이 감소된다.

따라서, 운전자의 스티어링휠과의 충돌에 의한 상해 정도가 감소된다.

한편, 상기 돌기(4a)가 파단된 뒤, 하부스티어링샤프트(2)는 돌기링(4)의 몸체를 밀면서 상부스티어링샤프트(1)의 내주면(1a) 상단쪽(화살표 ②방향)으로 진행하게 되는데, 돌기링(4) 설치부위 위쪽의 내주면(1a)에 형성되는 세레이션 삼각홈들의 폭을 점차 줄어드는 상태로 형성해 주면 하부스티어링샤프트(2)가 상부스티어링샤프트(1)의 내주면(1a)을 따라 진행할 때 마찰력이 크게 증가하게 되므로 진행이 멈출 때까지의 속도를 감속시키면서 충격력도 감소시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명에서는 상기 돌기(4a)의 크기와 수 및 재질, 그리고 절단날의 형태에 따라 충격 흡수량을 조절할 수 있으므로, 최적의 충격 흡수가 이루어지도록 상기 사항들을 설계시 설정하게 된다.

한편, 상기 돌기(4a)의 크기와 수가 최대로 증가될 경우, 결국 돌기링(4)은 완전한 원판형의 플레이트가 되게 된다. 이 경우, 상부스티어링샤프트(1)의 내주면에는 다수의 돌기홈(1b)이 형성되는 것이 아니라 원형의 단차부(1c)를 중심으로 서로 다른 직경의 내주면들이 형성된 형상 즉, 돌기링(4)의 지름과 같은 지름의 내주면과 돌기링(4)의 지름에 비해 단차부(1c)의 길이만큼 작은 지름의 내주면으로 이루어진 형상이 될 것이며, 상기 절단날(1d)의 형상도 링 형상이 될 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 텔레스코픽 시스템이 적용된 스티어링컬럼에 있어서 텔레스코픽 작동이 정상적으로 이루어질 수 있게 됨과 더불어 상/하부스티어링컬럼의 충돌에 의한 컬랩스시 충격력을 흡수할 수 있게 됨으로써 운전자의 상체와 안면을 스티어링휠과의 충돌로부터 보호하여 상해 정도를 경감시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 상부스티어링샤프트(1)의 내부로 하부스티어링샤프트(2)가 삽입되어 세레이션 결합된 텔레스코픽 스티어링컬럼에 있어서,

   상기 상부스티어링샤프트(1)의 내주면(1a)에 하단으로부터 상방으로 다수의 돌기홈(1b)이 텔레스코픽 작동을 위한 상부스티어링샤프트(1)의 승강량을 허용하는 길이로 형성되고, 이 돌기홈(1b)에 삽입되는 돌기(4a)를 갖춘 돌기링(4)이 상기 상부스티어링샤프트(1)의 내주면(1a)으로 삽입되며, 상기 돌기홈(1b)과 상부스티어링샤프트(1)의 내주면(1a) 사이의 단차부(1c) 모서리에는 절단날(1d)이 형성된 것을 특징으로 하는 텔레스코픽 스티어링컬럼의 충격흡수장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 돌기링(4)은 원판형의 몸체 외주면에 상기 돌기홈(1b)과 동수의 돌기(4a)가 반경방향으로 형성되어 이루어지며, 상기 돌기(4a)들은 등간격으로 형성되고, 몸체의 중앙에는 통공(4b)이 형성된 것을 특징으로 하는 텔레스코픽 스티어링컬럼의 충격흡수장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 돌기링(4)이 단순 원판으로 형성되고, 상기 상부스티어링샤프트(1)의 내주면(1a)은 단차부(1c)를 기준으로 돌기링(4)의 지름과 같은 지름의 내주면과 돌기링(4)의 지름에 비해 단차부(1c)의 길이만큼 작은 지름의 내주면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 텔레스코픽 스티어링컬럼의 충격흡수장치.

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