KR20060098259A - 차량용 조향컬럼의 충격흡수구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 조향컬럼의 충격흡수구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일부분이 오버랩된 내부자켓, 외부자켓의 사이에 다수개의 볼이 삽입된 볼슬리브를 압입설치한 볼슬리브식 조향컬럼에 있어서, 볼슬리브는 이너슬리브와 아우터슬리브로 이루어져, 이너슬리브의 외주면과 아우터슬리브의 내주면이 슬라이드결합에 의해 볼슬리브의 전체길이가 조절되도록 함으로써 조향컬럼 설계시 스트로크가 충분하지 않은 경우에도 볼슬리브를 적용할 수 있는 차량용 조향컬럼의 충격흡수구조에 관한 것이다.

조향컬럼, 자켓, 볼슬리브

Description

차량용 조향컬럼의 충격흡수구조{Collapse Absorption Structure of a Steering Column for a Vehicle}

도 1은 종래 기술에 따른 볼슬리브를 구비한 조향컬럼을 나타내는 요부 단면도이다.

도 2는 종래 기술에 따른 볼슬리브를 발췌한 일부 절개 사시도이다.

도 3은 종래 기술에 따른 볼슬리브를 나타내는 단면도이다.

도 4는 종래 기술에 따른 볼슬리브를 나타내는 일부 절개 단면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 볼슬리브를 구비한 조향컬럼을 나타내는 요부 단면도이다.

도 6은 본 발명에 따른 볼슬리브를 발췌한 일부 절개 사시도이다.

도 7은 본 발명에 따른 이너슬리브를 나타내는 일부 절개 단면도이다.

도 8은 본 발명에 따른 아우터슬리브를 나타내는 일부 절개 단면도이다.

도 9는 본 발명에 따른 볼슬리브의 슬라이딩 전 모습을 나타내는 일부 절개 단면도이다.

도 10은 본 발명에 따른 볼슬리브의 슬라이딩 후 모습을 나타내는 일부 절개 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 조향컬럼 12 : 내부자켓

13 : 외부자켓 14 : 볼슬리브

14a : 이너슬리브 14b : 아우터슬리브

17 : 가이드돌기 l9 : 가이드슬롯

21, 21' : 돌기

본 발명은 차량용 조향컬럼의 충격흡수구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일부분이 오버랩된 내부자켓, 외부자켓의 사이에 다수개의 볼이 삽입된 볼슬리브를 압입설치한 볼슬리브식 조향컬럼에 있어서, 볼슬리브는 이너슬리브와 아우터슬리브로 이루어져, 이너슬리브의 외주면과 아우터슬리브의 내주면이 슬라이드결합에 의해 볼슬리브의 전체길이가 조절되도록 함으로써 조향컬럼 설계시 스트로크가 충분하지 않은 경우에도 볼슬리브를 적용할 수 있는 차량용 조향컬럼의 충격흡수구조에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 조향장치는 진행방향을 바꾸기 위하여 조작력을 조향기어 및 링크등에 전달하는 조작기구와, 조향축의 회전을 감속하여 조작력을 증대함 과 아울러 조작기구의 운동방향을 바꾸어 주는 기어기구와, 상기 기어기구의 작동을 전륜에 전달하고 좌·우륜의 관계위치를 바르게 지지하는 링크기구들을 포함하고 있으며, 상기 조작기구의 조향축 및 상기 조향축을 감싸는 조향컬럼(Steering Column)에는 충돌사고시 조향휠에 의한 운전자의 부상을 방지할 수 있도록 충격흡수장치를 구비하고 있다.

상기한 차량의 충격흡수장치는 차체의 충돌시 조향축과 조향컬럼의 변형으로 충격에너지가 흡수되도록하는 충격흡수장치로서, 차량 충돌 및 사고로 인한 큰 충격 전달시 그물모양의 자켓(Jacket)이 수축하면서 충격을 흡수하는 메시타입(Mesh Type)과, 벨로우즈관을 이용한 벨로우즈타입(Bellows Type)과, 볼과 슬리브를 이용한 볼슬리브타입(Ball - Sleeve Type)으로 구분되어 있다.

한편, 조향 컬럼의 외곽 부에는 상술한 바와 같은 메시타입, 벨로우즈타입 및 볼슬리브타입에서와 같이 수축을 통한 좌굴을 이용하는 것과는 달리, 외곽부에 설치되는 브라켓을 이용한 충격흡수장치가 구비되어 있으며, 이러한 브라켓식 충격흡수 장치는, 대부분 볼슬리브타입에 적용되어 사용되고 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 볼슬리브를 구비한 조향컬럼을 나타내는 요부 단면도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 볼슬리브를 발췌한 일부 절개 사시도이다.

종래기술에 따른 볼슬리브를 구비한 충격흡수장치가 조립되어 있는 조향장치는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 조향컬럼(steering column, 100)과, 조향컬럼자켓(110)인 내·외부 자켓(120, 130)과, 볼슬리브(Ball - Sleeve, 140)를 포함하고 있다.

여기서, 볼슬리브(140)는, 상·하부 조향축(미도시)을 감싸는 조향컬럼(100)의 조향컬럼자켓(110)인 내부자켓(120)의 외주면과 외부자켓(130)의 외주면 사이에 다수개의 볼(141)이 삽입되는 구조를 이루고 있다.

즉, 조립시 다수의 볼(141)이 삽입된 볼슬리브(140)를 내부자켓(120) 및 외부자켓(130) 사이에 끼우고 프레스로 외부자켓(130)을 가압하여 조립하게 되는 것이다.

도 3은 종래 기술에 따른 볼슬리브를 나타내는 단면도이고, 도 4는 종래 기술에 따른 볼슬리브를 나타내는 일부 절개 단면도이다.

볼슬리브는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 조향컬럼자켓(110)인 내·외부 자켓(120, 130) 사이에 구비되는 다수개의 볼(141)이 삽입된 볼슬리브(140)를 조립하여 충격시 볼슬리브(140)가 내부자켓(120)과 외부자켓(130)에 압입되면서 소성변형을 일으켜 추가적인 충격흡수가 요구될 때 충격 흡수성능을 만족시킬 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

충돌사고 등에 의해 충격력이 조향컬럼(100)의 상부로부터 전달될 경우, 상기 조향컬럼자켓(110)의 외부자켓(130)은 충격력에 의해 내부자켓(120)의 외곽을 따라 내부로 이동되고, 이 때, 외부자켓(130)과 내부자켓(130)사이에 구비된 볼슬리브(140)에 의해 소성변형을 일으켜 충격력을 흡수하게 됨으로써 운전자의 상해를 줄일 수 있도록 하고 있다.

조향컬럼(100)의 충격흡수장치로 플라스틱 슬리브에 볼이 조립되어 있는 볼슬리브를 적용하면 볼의 사이즈(size)에 따라 좌굴 하중을 조절할 수 있는 용이한 점이 있으나, 충분한 스트로크(stroke, 좌굴 길이)를 확보해야 하는 단점이 있다.

아울러, 처음부터 볼 사이의 간격이 작도록 짧은 사이즈의 볼슬리브를 적용할 경우 내부자켓과 외부자켓의 지지점이 짧음으로 인해서 충돌시 조향축의 굽힘 현상이 발생하고 충격 흡수 성능이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 차량용 조향컬럼의 충격흡수구조에 관한 것으로써, 볼슬리브는 이너슬리브와 아우터슬리브로 이루어져, 이너슬리브의 외주면과 아우터슬리브의 내주면이 슬라이드결합에 의해 볼슬리브의 전체길이가 조절되도록 하는 차량용 조향컬럼의 충격흡수구조에 관한 것이다.

본 발명은 차량용 조향컬럼의 충격흡수구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일부분이 오버랩된 내부자켓, 외부자켓의 사이에 다수개의 볼이 삽입된 볼슬리브를 압입설치한 볼슬리브식 조향컬럼에 있어서, 상기 볼슬리브는 이너슬리브와 아우터슬리브로 이루어져, 상기 이너슬리브의 외주면과 상기 아우터슬리브의 내주면이 슬라이드결합에 의해 상기 볼슬리브의 전체길이가 조절되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 조향컬럼의 충격흡수구조에 관한 것이다.

그리고, 이너슬리브와 아우터슬리브의 슬라이드결합을 위해 이너슬리브의 결합부위의 외주면 중앙 단부에 가이드돌기가 형성되는 것이 바람직하며, 이너슬리브 의 가이드돌기에 대응하는 가이드슬롯이 아우터슬리브의 중앙부에 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 이너슬리브와 아우터슬리브의 슬라이드결합시 이너슬리브의 결합부위의 외주면에 연속된 다수의 돌기가 형성되고, 아우터슬리브의 결합부위의 내주면에 연속된 다수의 돌기가 형성되어, 볼슬리브의 길이변화에 따른 위치를 견고하게 유지시키도록 하는 것이 바람직하다.

그리고, 이너슬리브와 아우터슬리브에 삽입되는 볼의 위치는 가변가능하게 하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 예시도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 볼슬리브를 구비한 조향컬럼을 나타내는 요부 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 볼슬리브를 발췌한 일부 절개 사시도이고, 도 7은 본 발명에 따른 이너슬리브를 나타내는 일부 절개 단면도이고, 도 8은 본 발명에 따른 아우터슬리브를 나타내는 일부 절개 단면도이고, 도 9는 본 발명에 따른 볼슬리브의 슬라이딩 전 모습을 나타내는 일부 절개 단면도이고, 그리고 도 10은 본 발명에 따른 볼슬리브의 슬라이딩 후 모습을 나타내는 일부 절개 단면도이다.

본 발명은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 조향컬럼자켓(11)중 일부분이 오버랩된 내부자켓(12), 외부자켓(13)의 사이에 다수개의 볼(15)이 삽입된 볼슬리브(10)를 압입설치한 볼슬리브식 조향컬럼(11)에 있어서, 상기 볼슬리브(10)는 이 너슬리브(10a)와 아우터슬리브(10b)로 이루어져, 상기 이너슬리브(10a)의 외주면과 상기 아우터슬리브(10b)의 내주면이 슬라이드결합에 의해 상기 볼슬리브(10)의 전체길이가 조절되도록 이루어지는 것이 특징이다.

도 7 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 볼슬리브(14)의 이너슬리브(14a)와 상기 아우터슬리브(14b)의 슬라이드결합을 위해 상기 이너슬리브(14a)의 결합부위의 외주면 중앙 단부에 가이드돌기(17)가 형성되도록 하고, 상기 가이드돌기(17)에 대응하는 형상으로 상기 아우터슬리브(14b)의 중앙부에 가이드슬롯(19)이 형성된다.

상기 이너슬리브(14a)의 가이드돌기(17)와 아우터슬리브(14b)의 가이드슬롯(19)의 슬라이드결합에 의해 이너슬리브(14a)와 아우터슬리브(14b)의 조립 방향을 유지할 수 있다.

상기 이너슬리브(14a)와 상기 아우터슬리브(14b)의 슬라이드결합시 이너슬리브(14a)의 결합부위 외주면에 연속된 다수의 돌기(21)가 형성되고, 상기 아우터슬리브(14b)의 결합부위 내주면에 연속된 다수의 돌기(21')가 형성되어, 상기 볼슬리브(10)의 길이변화에 따른 위치를 견고하게 유지시키도록 이루어지는 것이 특징이다.

또한, 상기 이너슬리브(14a)와 아우터슬리브(14b)의 각 돌기(21, 21')간의 결합력 및 마찰력으로 자동차의 충돌시 충격력 흡수가 가능하다.

이때, 상기 이너슬리브(14a)와 아우터 슬리브(14b)에 삽입되는 볼(15)의 위치 및 사이즈는 제품장착 차량의 기종에 따라 가변가능한 것이 바람직하다.

상기와 같이 본 발명에 따른 볼슬리브(14)를 구비한 조향컬럼(10)은 자동차의 충돌사고시 조향컬럼(10)이 압축력을 받게되면 우선적으로 상기 볼슬리브(14)의 이너슬리브(14a)와 아우터슬리브(14b)의 각각 다수의 볼(15)이 내부자켓트(12)에 홈을 만들면서 굴러가 내부자켓트(12)가 압축되며, 이때 발생하는 저항력에 의해 충돌에너지가 흡수된다.

이어서, 상기 이너슬리브(14a)와 아우터슬리브(14b)의 각각 가이드돌기(17)와 가이드슬롯(19)간의 슬라이드결합에 의해 상기 이너슬리브(14a)와 아우터슬리브(14b)의 삽입된 다수의 볼(15) 사이의 간격을 충분히 보유할 수 있어 충격력에 의한 굽힘 현상에 저항이 가능해진다.

그리고, 상기 조향자켓(11)의 내부자켓(12), 외부자켓(13)의 충격력에 의한 좌굴이 진행되면서 볼슬리브(14)가 이너슬리브(14a)와 아우터슬리브(14b)의 슬라이드결합에 의해 자체의 길이가 조절됨으로써 스트로크를 추가적으로 충분히 확보할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 조향컬럼의 충격흡수구조에 의하면, 볼슬리브는 이너슬리브와 아우터슬리브로 이루어져, 이너슬리브의 외주면과 아우터슬리브의 내주면이 슬라이드결합에 의해 볼슬리브의 전체길이가 조절되도록 함으로써 조향컬럼 설계시 스트로크가 충분하지 않은 경우에도 볼슬리브식 충격흡수장치를 적용할 수 있으므로 설계가 용이할 뿐만 아니라, 충돌 직후에는 볼 사이의 간격이 충분해서 굽힘 현상에 저항하고, 이너 자켓과 아우터 자켓의 좌굴이 진행되면서 볼슬리브 자체의 길이가 조절됨으로써 스트로크를 추가적으로 확보할 수 있는 이점이 있다.

아울러 이와 같은 내구성 향상기능에 의해 제품의 사용수명 또한 연장시킬 수 있으며, 조립공정시 불량율을 감소시킬 수 있으며, 이너슬리브와 아우터슬리브의 슬라이드결합시 가이드돌기와 가이드슬롯의 슬라이드결합에 따른 제품조립시 항상 조립 방향을 유지할 수 있는 이점이 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이같은 특정 실시예에만 한정되지 않으며 해당분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위내에 기재된 범주내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 차량용 조향컬럼의 충격흡수구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일부분이 오버랩된 내부자켓, 외부자켓의 사이에 다수개의 볼이 삽입된 볼슬리브를 압입설치한 볼슬리브식 조향컬럼에 있어서, 볼슬리브는 이너슬리브와 아우터슬리브로 이루어져, 이너슬리브의 외주면과 아우터슬리브의 내주면이 슬라이드결합에 의해 볼슬리브의 전체길이가 조절되도록 함으로써 조향컬럼 설계시 스트로크가 충분하지 않은 경우에도 볼슬리브식 충격흡수장치를 적용할 수 있으므로 설계가 용이할 뿐만 아니라, 충돌 직후에는 볼 사이의 간격이 충 분해서 굽힘 현상에 저항하고, 이너 자켓과 아우터 자켓의 좌굴이 진행되면서 볼슬리브 자체의 길이가 조절됨으로써 스트로크를 추가적으로 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 이와 같은 내구성 향상기능에 의해 제품의 사용수명 또한 연장시킬 수 있으며, 조립공정시 불량율을 감소시킬 수 있으며, 이너슬리브와 아우터슬리브의 슬라이드결합시 가이드돌기와 가이드슬롯의 슬라이드결합에 따른 제품조립시 항상 조립 방향을 유지할 수 있다.

Claims (5)

1. 일부분이 오버랩된 내부자켓(12), 외부자켓(13)의 사이에 다수개의 볼(15)이 삽입된 볼슬리브(10)를 압입설치한 볼슬리브식 조향컬럼에 있어서,

   상기 볼슬리브(10)는 이너슬리브(10a)와 아우터슬리브(10b)로 이루어져, 상기 이너슬리브(10a)의 외주면과 상기 아우터슬리브(10b)의 내주면이 슬라이드결합에 의해 상기 볼슬리브(10)의 전체길이가 조절되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 조향컬럼의 충격흡수구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 이너슬리브(14a)와 상기 아우터슬리브(14b)의 슬라이드결합을 위해 상기 이너슬리브(14a)의 결합부위의 외주면 중앙 단부에 가이드돌기(17)가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 조향컬럼의 충격흡수구조.
3. 제1항에 있어서, 상기 이너슬리브(14a)의 가이드돌기(21)에 대응하는 가이드슬롯(19)이 상기 아우터슬리브(14b)의 중앙부에 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 조향컬럼의 충격흡수구조.
4. 제1항에 있어서, 상기 이너슬리브(14a)와 상기 아우터슬리브(14b)의 슬라이드결합시 상기 이너슬리브(14a)의 결합부위 외주면에 연속된 다수의 돌기(21)가 형성되고, 상기 아우터슬리브(14b)의 결합부위의 내주면에 연속된 다수의 돌기(21')가 형성되어, 상기 볼슬리브(10)의 길이변화에 따른 위치를 견고하게 유지시키도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 조향컬럼의 충격흡수구조.
5. 제1항에 있어서, 상기 이너슬리브(14a)와 상기 아우터 슬리브(14b)에 삽입되는 볼(15)의 위치는 가변가능하게 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 조향컬럼의 충격흡수구조.

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