KR20080008906A - 자동차 스티어링 칼럼의 충격 흡수 구조 - Google Patents

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KR20080008906A
KR20080008906A KR1020060068744A KR20060068744A KR20080008906A KR 20080008906 A KR20080008906 A KR 20080008906A KR 1020060068744 A KR1020060068744 A KR 1020060068744A KR 20060068744 A KR20060068744 A KR 20060068744A KR 20080008906 A KR20080008906 A KR 20080008906A
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wire
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vehicle
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shock absorbing
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오희동
왕점근
이진웅
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한국델파이주식회사
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Abstract

본 발명은 자동차용 스티어링 칼럼의 충격 흡수 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 로워 샤프트(10)의 이면 형상부(17) 및 어퍼 샤프트(20)의 이면 형상부(27)의 일측 및 타측에 형성된 플라스틱 인젝션 몰딩부(30)에 의해 결합 및 고정되어 충격 흡수 가능하도록 이루어지는 자동차용 스티어링 칼럼(1)의 충격 흡수 구조에 있어서, 상기 로워 샤프트(10) 이면 형상부(17) 및 상기 어퍼 샤프트(20) 이면형상(27)의 일측 및 타측에 와이어홀(15,25)이 각각 관통 형성되고, 상기 각 와이어홀(15,25)에 스틸 재질의 와이어(50)가 바람직하게 삽입 및 관통되도록 구비됨으로써, 자동차 충돌시 충격에 의해 플라스틱 인젝션 몰딩부의 파단으로 충격 흡수가 이루어지며 플라스틱 인젝션 몰딩부의 파단과 동시에 상기 와이어가 변형되면서 컬랩스가 진전됨에 따라 계속적인 충격 흡수가 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 스티어링 칼럼의 충격 흡수 구조에 관한 것이다.
스티어링 칼럼, 로워 샤프트, 어퍼 샤프트, 이너 가이드, 아우터 가이드, 와이어, 와이어 홀, 그루브, 플라스틱 인젝션 몰딩부, 충격 흡수

Description

자동차 스티어링 칼럼의 충격 흡수 구조{Impact Absorption Structure of Steering Coloumn for a Vehicle}
도 1은 종래 기술에 따른 스티어링 칼럼을 개략적으로 나타내는 요부 단면도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 스티어링 칼럼의 컬랩스 전 상태를 나타내는 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 스티어링 칼럼을 개략적으로 나타내는 요부 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 로워 샤프트를 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 어퍼 샤프트를 개략적으로 나타내는 요부 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 스티어링 칼럼의 가이드를 개략적으로 나타내는 요부 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 이너 가이드를 개략적으로 나타내는 단면도 및 정면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 아우터 가이드를 개략적으로 나타내는 단면도 및 정면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 스티어링 칼럼 10 : 로워 샤프트
11 : 인젝션홈 13 : 그루브
15 : 와이어홀 17 : 이면 형상부
20 : 어퍼 샤프트 21 : 인젝션홀
25 : 와이어홀 27 : 이면 형상부
30 : 인젝션 몰딩부 40 : 이너 가이드
41 : 결합편 60 : 아우터 가이드
61 : 조립홈
본 발명은 자동차 스티어링 칼럼의 충격 흡수 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 로워 샤프트의 이면 형상부 및 어퍼 샤프트의 이면 형상부의 일측 및 타측에 관통 형성된 플라스틱 인젝션 몰딩부에 의해 결합 및 고정되어 충격 흡수 가능하도록 이루어지는 자동차용 스티어링 칼럼의 충격 흡수 구조에 있어서, 상기 로워 샤프트 및 어퍼 샤프트의 이면형상에 각각 와이어홀이 관통 형성되며, 상기 각 와이어홀에 삽입 및 관통되도록 스틸 재질의 와이어를 바람직하게 구비하여 자 동차 충돌시 상기 와이어의 변형에 의해 충격 흡수가 가능한 것을 특징으로 하는 자동차용 스티어링 칼럼의 충격 흡수 구조에 관한 것이다.
일반적으로 자동차용 스티어링 시스템(steering system)은 스티어링 휠(steering wheel)의 하부에 연결되는 스티어링 칼럼(steering column)과, 이의 하단에 교축되도록 설치되는 슬라이딩 기어박스 등을 구비하는 것으로서, 스티어링 칼럼의 내부에는 스티어링 휠의 회전력을 슬라이딩 기어박스에 전달하도록 스티어링 샤프트(steering shaft)가 설치된다.
여기서, 상기 스티어링 샤프트는 외부의 충격 에너지 전달시 축방향으로 수축 가능하도록 다양한 에너지 흡수 구조가 마련되는데, 그 외부측에 설치되는 스티어링 칼럼 역시 이와 함께 축방향으로 수축 가능하도록 마련된다.
이로써, 스티어링 칼럼은 평상시에는 조립상태를 유지하고 외부의 충격 에너지 전달시에는 축방향으로 수축되어 완충기능을 함으로써, 자동차 충돌 또는 추돌시 그 충격력에 의해 스티어링 시스템이 운전자 측으로 돌출하여 위해를 가하는 것을 방지함과 아울러, 충돌 관성으로 인해 운전자가 스티어링 시스템에 부딪혔을 때 그 충격력을 흡수, 완화하여 운전자의 상해를 최소화하게 된다.
이러한 종래의 스티어링 칼럼은 일측에서 타측으로 회전 토크를 전달하는 스티어링 샤프트와, 그 외부에 설치되는 중공의 칼럼 자켓인 어퍼 자켓(upper jacket) 및 로워 자켓(lower jacket)과, 이러한 칼럼 자켓을 차체에 고정시키는 어퍼 브라켓(upper bracket) 및 로워 브라켓(lower bracket)으로 구비된다.
상기 칼럼 자켓은 자동차의 스티어링 휠 측으로는 어퍼 자켓이 배치되고, 슬라이딩 기어박스 측으로는 이보다 작은 직경의 로워 자켓이 배치되는데, 이때 로워 자켓의 일단은 이와 마주하는 어퍼 자켓의 일단 내부로 그 일부가 삽입된다.
여기서 상기 스티어링 칼럼의 하단에는 랙바가 연결되고, 상단에는 스티어링 휠이 장착되는데, 여기에는 운전자의 신체조건이나 운전자세에 맞게 스티어링 휠의 위치를 높게 또는 낮게 조절할 수 있도록 하기 위한 텔레스코픽 기능이 자동차 스티어링 칼럼에서 이루어진다.
상술한 종래의 스티어링 칼럼은 도 1에 도시된 바와 같이, 로워 샤프트(110)의 이면형상의 일단부에 어퍼 샤프트(120)와의 고정 및 결합을 위해 상기 어퍼 샤프트(120)의 일단 외주면에 서로 대응되는 위치에 홀을 형성하여 플라스틱 인젝션 공정(plastic injection process)을 통한 플라스틱 인젝션 몰딩부(130)가 형성되도록 하여 상기 로워 샤프트(110) 및 어퍼 샤프트(120) 간의 고정 및 결합된다.
이와 같이 형성된 상기 스티어링 칼럼(100)은 도 2 에 도시된 바와 같이, 자동차 충돌시 컬랩스(collapse)되면서 플라스틱 인젝션 몰딩부(130)의 파단으로 인해 일정한 충격흡수 성능을 가지고 있어 운전자의 상해를 최소화한다.
그러나, 자동차 충돌시 컬랩스(collapse)가 진전됨에 따라 계속적인 충격흡수 성능을 발휘하지 못하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 로워 샤 프트의 이면 형상 및 어퍼 샤프트의 이면 형상의 일측 및 타측에 형성된 플라스틱 인젝션 몰딩부에 의해 결합 및 고정되어 충격 흡수 가능하도록 이루어지는 자동차용 스티어링 칼럼의 충격 흡수 구조에 있어서, 상기 로워 샤프트 이면 형상 및 상기 어퍼 샤프트 이면형상의 일측 및 타측에 와이어홀이 각각 관통 형성되고, 상기 각 와이어홀에 스틸 재질의 와이어가 바람직하게 삽입 및 관통되도록 구비됨으로써, 자동차 충돌시 와이어의 변형에 의해 충격 흡수가 가능하여 지속적인 충격 흡수 기능을 수행할 수 있으며, 추가적인 충격 흡수 부재가 필요 없어 원가절감의 이점이 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 스티어링 칼럼의 충격 흡수 구조를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명은 자동차용 스티어링 칼럼의 충격 흡수 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 로워 샤프트의 이면 형상 및 어퍼 샤프트의 이면 형상의 일측 및 타측에 형성된 플라스틱 인젝션 몰딩부에 의해 결합 및 고정되어 충격 흡수 가능하도록 이루어지는 자동차용 스티어링 칼럼의 충격 흡수 구조에 있어서, 상기 로워 샤프트 이면 형상 및 상기 어퍼 샤프트 이면형상의 일측 및 타측에 와이어홀이 각각 관통 형성되고, 상기 각 와이어홀에 스틸 재질의 와이어가 바람직하게 삽입 및 관통되도록 구비됨으로써, 자동차 충돌시 상기 와이어의 변형에 의해 충격 흡수가 가능한 것을 특징으로 한다.
그리고, 로워 샤프트의 외주면 와이어홀로부터 소정 거리에 그루브를 형성하 여 자동차 충돌시 와이어가 그루브에 안착 가능하다.
또한, 어퍼 샤프트의 외주면 소정 위치에 이너 가이드를 구비하고, 이너 가이드의 외측면에 와이어가 접하도록 구비하고, 와이어의 외측에 아우터 가이드를 구비 가능하며, 이너 가이드 일측 외주면에 각각 길이 방향으로 소정 높이를 갖도록 조립부 형성하고, 아우터 가이드 내측 소정 위치에 조립부에 대응되는 형상의 조립홈을 형성하여 이너 가이드 및 아우터 가이드가 고정된다.
그리고, 와이어는 하나 이상 다수개 더 구비가능 하며, 와이어 대신에 소정 두께 및 너비를 갖는 스틸 재질의 스트랩을 구비 가능하다.
이하, 첨부 도면에 의거하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 스티어링 칼럼을 개략적으로 나타내는 요부 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 로워 샤프트를 개략적으로 나타내는 정면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 어퍼 샤프트를 개략적으로 나타내는 요부 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 스티어링 칼럼의 가이드를 개략적으로 나타내는 요부 단면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 이너 가이드를 개략적으로 나타내는 단면도 및 정면도이고, 도 8은 본 발명에 따른 아우터 가이드를 개략적으로 나타내는 단면도 및 정면도이다.
본 발명에 따른 스티어링 칼럼의 충격 흡수 구조는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 로워 샤프트(10), 어퍼 샤프트(20), 로워 샤프트(10 및 어퍼 샤프트(20) 각각의 이면 형상부(17,27), 와이어 홀(15,25), 그리고 와이어(50)를 포함하여 이루어진다.
상기 로워 샤프트(10)의 이면 형상부(17)의 일단은 어퍼 샤프트(20)의 이면 형상부(27)의 일단과 플라스틱 인젝션 몰딩부(30)에 의해 결합 및 고정된다.
그리고, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 로워 샤프트(10)의 이면 형상부(17)로부터 소정 거리 이격되는 위치에 인젝션 홈(11)이 각각 형성되고, 상기 인젝션 홈(11)에 대응되게 상기 이면 형상부(27)의 외주면에 인젝션 홀(21)이 각각 형성된다.
또한, 상기 로워 샤프트(10)의 이면 형상부(17) 소정 위치에 와이어홀(15)이 관통 형성되고, 상기 어퍼 샤프트(20)의 이면형상(27) 상기 와이어홀(15)에 대응되는 위치에 와이어홀(25)이 관통 형성된다.
상기 각 와이어홀(15,25)에 삽입 및 관통되도록 스틸 재질의 와이어(50)를 바람직하게 구비하고 자동차의 충돌시 충격에 의해 상기 와이어(50)의 변형으로 충격 흡수가 가능하다.
그리고, 상기 로워 샤프트(10)의 외주면에 상기 와이어홀(15)로부터 소정 거리에 그루브(13)를 형성하여 상기 와이어(50)가 상기 그루브(13)에 안착 가능하다.
상술한 본 발명의 일실시예에 따른 충격흡수 과정을 설명하면 다음과 같다.
자동차 충돌에 의한 스티어링 칼럼(1)의 컬랩스(collapse)시, 로워 샤프트(10)가 어퍼 샤프트(20)의 내측으로 밀려들어 오면서 상기 로워 샤프트(10) 및 어 퍼 샤프트(20) 사이에 형성된 플라스틱 인젝션 몰딩부(30)가 파단됨에 따라, 상기 인젝션 몰딩부(30) 파단시 충격을 흡수하여 충격 흡수 에너지를 조절 가능하여 충격 흡수 성능을 발휘할 수 있다.
그와 동시에, 컬랩스가 더욱 진전됨에 따라 스틸 재질의 상기 와이어(50)가 상기 로워 샤프트(10) 및 어퍼 샤프트(20)의 각 와이어 홀(15,25)을 통해 변형됨에 따라 상기 각 와이어 홀(15,25) 및 와이어(50) 사이에 발생하는 마찰력에 의해 추가적인 충격 흡수 성능을 발휘 가능하다.
본 발명의 다른 실시예로는 도 6 에 도시된 바와 같은 스티어링 칼럼의 충격 흡수 구조는 로워 샤프트(10), 어퍼 샤프트(20), 각각의 이면 형상부(17,27), 와이어 홀(15,25), 와이어(50), 이너 가이드(40) 그리고 아우터 가이드(60)로 구비되어 이루어진다.
그리고, 상기 로워 샤프트(10)의 이면 형상부(17)로부터 소정 거리 이격되는 위치에 인젝션 홈(11)이 각각 형성되고, 상기 인젝션 홈(11)에 대응되게 상기 이면 형상부(27)의 외주면에 인젝션 홀(21)이 각각 형성된다.
또한, 상기 로워 샤프트(10)의 이면 형상부(17) 소정 위치에 와이어홀(15)이 관통 형성되고, 상기 어퍼 샤프트(20)의 이면형상(27) 상기 와이어홀(15)에 대응되는 위치에 와이어홀(25)이 관통 형성된다.
그리고, 상기 어퍼 샤프트(20)의 외주면 소정 위치에 이너 가이드(40)를 구비하고, 상기 이너 가이드(40)의 외측면에 와이어(50)가 접하도록 구비하며, 상기 와이어(50)의 외측에 아우터 가이드(60)를 구비한다.
상기 각 와이어홀(15,25)과, 상기 이너 가이드(40) 및 아우터 가이드(60)의 사이에 삽입 및 관통되도록 스틸 재질의 와이어(50)를 바람직하게 구비하고 자동차의 충돌시 충격에 의해 상기 와이어(50)의 변형으로 충격 흡수가 가능하며, 상기 와이어(50)가 변형궤적을 의도에 맞게 유지시킬 수 있다.
상술한 본 발명의 다른 실시예에 따른 충격흡수 과정을 설명하면 다음과 같다.
자동차 충돌에 의한 스티어링 칼럼(1)의 컬랩스(collapse)시, 로워 샤프트(10)가 어퍼 샤프트(20)의 내측으로 밀려들어 오면서 상기 로워 샤프트(10) 및 어퍼 샤프트(20) 사이에 형성된 플라스틱 인젝션 몰딩부(30)가 파단됨에 따라, 상기 인젝션 몰딩부(30) 파단시 충격을 흡수하여 충격 흡수 에너지를 조절 가능하여 충격 흡수 성능을 발휘할 수 있다.
그와 동시에, 컬랩스가 더욱 진전됨에 따라 스틸 재질의 상기 와이어(50)가 상기 로워 샤프트(10) 및 어퍼 샤프트(20)의 각 와이어 홀(15,25)과, 상기 이너 가이드(40) 및 아우터 가이드(60)를 통해 변형됨에 따라 상기 각 이너 가이드(40) 및 아우터 가이드(60)는 상기 와이어(50) 사이에 발생하는 마찰력에 의해 추가적인 충격 흡수 성능을 발휘 가능하며, 상기 와이어(50)가 변형궤적을 의도에 맞게 유지시킬 수 있다.
또한, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 상기 이너 가이드(40) 일측 외주면에 각각 길이 방향으로 소정 높이를 갖도록 조립부(41) 형성하고, 상기 아우터 가이드(60) 내측 소정 위치에 상기 조립부(41)에 대응되는 형상의 조립홈(61)을 형성하여 상기 조립부(41)와 조립홈(61)이 고정되어 상기 이너 가이드(40) 및 아우터 가이드(60)가 충돌시 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
그리고, 상기 와이어(50)는 하나 이상 다수개 더 구비 가능하며, 상기 와이어(50) 대신에 소정 두께 및 너비를 갖는 스틸 재질의 스트랩을 구비 가능하다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 자동차용 스티어링 칼럼의 충격 흡수 구조는 로워 샤프트의 이면 형상부 및 어퍼 샤프트의 이면 형상부의 일측 및 타측에 관통 형성된 플라스틱 인젝션 몰딩부에 의해 결합 및 고정되어 충격 흡수 가능하도록 이루어지는 자동차용 스티어링 칼럼의 충격 흡수 구조에 있어서, 상기 로워 샤프트 이면 형상부 및 상기 어퍼 샤프트 이면형상의 일측 및 타측에 와이어홀이 각각 관통 형성되고, 상기 각 와이어홀에 스틸 재질의 와이어가 바람직하게 삽입 및 관통되도록 구비됨으로써, 자동차 충돌에 의한 스티어링 칼럼의 컬랩스(collapse)시, 로워 샤프트가 어퍼 샤프트의 내측으로 밀려들어 오면서 상기 로워 샤프트 및 어퍼 샤프트 사이에 형성된 플라스틱 인젝션 몰딩부가 파단됨에 따라, 상기 인젝션 몰딩부 파단시 충격을 흡수하여 충격 흡수 에너지를 조절 가능하여 충격 흡수 성능을 발휘할 수 있다. 그와 동시에, 컬랩스가 더욱 진전됨에 따라 스틸 재질의 상기 와이어가 상기 로워 샤프트 및 어퍼 샤프트의 각 와이어 홀을 통해 변 형됨에 따라 상기 각 와이어 홀 및 와이어 사이에 발생하는 마찰력에 의해 추가적인 충격 흡수 성능을 발휘 가능한 이점이 있다.
또한, 상기 어퍼 샤프트의 외주면 소정 위치에 이너 가이드를 구비하고, 상기 이너 가이드의 외측면에 와이어가 접하도록 구비하고,상기 와이어의 외측에 아우터 가이드를 구비함으로써, 자동차 충돌에 의한 스티어링 칼럼의 컬랩스(collapse)시, 로워 샤프트가 어퍼 샤프트의 내측으로 밀려들어 오면서 상기 로워 샤프트 및 어퍼 샤프트 사이에 형성된 플라스틱 인젝션 몰딩부가 파단됨에 따라, 상기 인젝션 몰딩부 파단시 충격을 흡수하여 충격 흡수 에너지를 조절 가능하여 충격 흡수 성능을 발휘할 수 있다. 그리고, 컬랩스가 더욱 진전됨에 따라 스틸 재질의 상기 와이어가 상기 로워 샤프트 및 어퍼 샤프트의 각 와이어 홀과, 상기 이너 가이드 및 아우터 가이드를 통해 변형됨에 따라 상기 각 이너 가이드 및 아우터 가이드는 상기 와이어 사이에 발생하는 마찰력에 의해 추가적인 충격 흡수 성능을 발휘 가능하며, 상기 와이어가 변형궤적을 의도에 맞게 유지시킬 수 있는 이점이 있다.
상기와 같이 본 발명은 자동차 충돌시, 플라스틱 인젝션 몰딩부의 파단으로 충격 흡수가 이루어지며 플라스틱 인젝션 몰딩부의 파단과 동시에 이너 가이드와 아우터 가이드 사이의 와이어가 변형되면서 컬랩스가 진전됨에 따라 추가적인 충격 흡수가 이루어지는 효과가 있다.
또한, 부가적인 충격 흡수 부재등을 사용하지 않고도 원하는 충격 흡수 성능을 발휘 가능하며, 1피스(piece) 자켓 타입에 적용하여 강성을 향상시킬 수 있어 부품의 단순화로 원가 절감의 효과가 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이 같은 특정 실시예에서만 한정되지 않으며 해당 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허 청구 범위내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.

Claims (6)

  1. 로워 샤프트(10)의 이면 형상부(17) 및 어퍼 샤프트(20)의 이면 형상부(27)의 일측 및 타측에 관통 형성된 플라스틱 인젝션 몰딩부(30)에 의해 결합 및 고정되어 충격 흡수 가능하도록 이루어지는 자동차용 스티어링 칼럼(1)의 충격 흡수 구조에 있어서,
    상기 로워 샤프트(10) 이면 형상부(17) 및 상기 어퍼 샤프트(20) 이면형상(27)의 일측 및 타측에 와이어홀(15,25)이 각각 관통 형성되고, 상기 각 와이어홀(15,25)에 스틸 재질의 와이어(50)가 바람직하게 삽입 및 관통되도록 구비됨으로써, 자동차 충돌시 상기 와이어(50)의 변형에 의한 추가적인 충격 흡수가 가능하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 스티어링 칼럼의 충격 흡수 구조.
  2. 제1항에 있어서, 상기 로워 샤프트(10)의 외주면 상기 와이어홀(15)로부터 소정 거리에 그루브(13)를 형성하여 자동차 충돌시 상기 와이어(50)가 상기 그루브(13)에 안착 가능한 것을 특징으로 하는 자동차용 스트어링 칼럼의 충격 흡수 구조.
  3. 제1항에 있어서, 상기 어퍼 샤프트(20)의 외주면 소정 위치에 이너 가이드 (40)를 구비하고, 상기 이너 가이드(40)의 외측면에 와이어(50)가 접하도록 구비하고,상기 와이어(50)의 외측에 아우터 가이드(60)를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차용 스티어링 칼럼의 충격 흡수 구조.
  4. 제3항에 있어서, 상기 이너 가이드(40) 일측 외주면에 각각 길이 방향으로 소정 높이를 갖도록 조립부(41) 형성하고, 상기 아우터 가이드(60) 내측 소정 위치에 상기 조립부(41)에 대응되는 형상의 조립홈(61)을 형성하여 상기 이너 가이드(40) 및 아우터 가이드(60)가 고정되는 것을 특징으로 하는 자동차용 스티어링 칼럼의 충격 흡수 구조.
  5. 제1항에 있어서, 상기 와이어(50)는 하나 이상 다수개 더 구비가능한 것을 특징으로 하는 자동차용 스티어링 칼럼의 충격 흡수 구조.
  6. 제1항에 있어서, 상기 와이어(50) 대신에 소정 두께 및 너비를 갖는 스틸 재질의 스트랩을 구비가능한 것을 특징으로 하는 자동차용 스티어링 칼럼의 충격 흡수 구조.
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KR101404594B1 (ko) * 2008-07-23 2014-06-10 한국델파이주식회사 차량용 조향 칼럼

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