KR20090123210A - 스티어링 칼럼의 충격흡수장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스티어링 칼럼의 충격흡수장치에 관한 것으로, 차체 변형 등의 외부에서 전달되는 힘에 의한 스티어링 칼럼의 수축 성능에 영향이 없는 강건한 구조로서 스티어링 칼럼에 전달된 충격을 적절히 흡수하여 완화시킬 수 있고, 스티어링 칼럼에 전달되는 진동을 흡수하여 시미 및 져더 현상을 경감시킬 수 있으며, 차량의 중량 및 원가 절감에도 기여할 수 있도록 외측 튜브 및 내측 튜브를 구비한 스티어링 칼럼의 상기 내측 튜브와 미끄럼 마찰운동을 일으키도록 상기 외측 튜브에 설치된 판스프링을 갖추고 있다.

스티어링 칼럼, 판스프링, 외측 튜브, 내측 튜브

Description

스티어링 칼럼의 충격흡수장치{Impact absorbing device for steering column}

본 발명은 차량에 사용되는 스티어링 칼럼에 관한 것으로, 특히 스티어링 칼럼의 외측 튜브에 판스프링이 장착된 스티어링 칼럼의 충격흡수장치에 관한 것이다.

종래 차량의 스티어링 장치는 운전자가 직접 파지하여 조작하는 스티어링 핸들과, 이 스티어링 핸들의 회전운동을 기어박스에 전달하도록 스티어링 핸들에 일체로 회전되게 연결된 스티어링 샤프트 및, 이 스티어링 샤프트의 외주를 감싸서 차체에 고정되는 스티어링 칼럼 등을 구비하고 있다.

또한 종래의 스티어링 장치에는 차량의 충돌사고 발생시에 운전자의 신체가 스티어링 핸들에 부딪칠 때에 스티어링 핸들에 가해지는 충격을 흡수해서 완화시켜 운전자의 신체가 받는 반발 충격을 저감시키는 여러 종류의 충격흡수장치가 구비되어 있다.

도 1에는 상기와 같은 종래의 다양한 충격흡수장치가 설치된 스티어링 칼럼이 도시되어 있는 바, 즉 스티어링 샤프트의 회전운동을 기어박스로 전달하는 유니 버설 조인트(1)의 내측 샤프트(2)가 외측 샤프트(3)에 미끄럼이동 가능하게 끼워져 삽입되어, 상기 내측 샤프트가 충격을 받으면 외측 샤프트의 내부로 미끄럼 이동하면서 삽입되어 충격을 흡수하도록 되어 있다.

또한 스티어링 핸들에 일체 회전되게 연결되는 스티어링 샤프트(4)가 충격을 받으면 그 길이가 축소되면서 충격을 흡수하여 완충하게 되어 있고, 상기 스티어링 샤프트를 감싸서 차체에 고정되는 스티어링 칼럼은 외측 튜브(5)에 내측 튜브(6)가 끼워져 미끄럼 이동가능하게 삽입되어, 상기 내측 튜브가 충격을 받으면 외측 튜브의 내부로 미끄럼 이동하면서 삽입되어 충격을 흡수하도록 되어 있다.

그리고 상기 외측 튜브(5)를 차체에 고정시키기 위한 마운팅브라켓(7)에는 캡슐(8)이 설치되어, 충격을 받으면 상기 캡슐이 마운팅브라켓으로부터 이탈하면서 충격을 흡수하게 되며, 상기 충격을 받으면 굽힘 변형을 일으키면서 충격을 흡수하는 스티어링 칼럼에 컬링(curling) 플레이트가 설치되어 있다.

그런데 상기와 같은 여러 종류의 충격흡수장치가 제기능을 적절히 발휘하려면 스티어링 칼럼의 수축 방향이 중요하게 되는 데, 스티어링 칼럼이 충격을 받아서 수축될 때에 차체의 변형에 의한 굽힘 및 부가적인 외부 힘의 작용으로 최대 효과를 기대할 수 있는 설계 수축 방향의 고정이 어려웠다.

그리고 스티어링 칼럼의 충돌에너지 흡수기능을 보조하기 위해 추가적으로 컬링 플레이트와 캡슐 등을 사용함에 따라 스티어링 칼럼의 구조가 복잡해지고 차량의 중량 및 원가를 상승시키는 결점이 있었다.

또한 종래의 스티어링 장치에서는 차량의 주행시 타이어와 휠이 회전할 때에 타이어와 휠의 중량 분포나 브레이크 시스템의 마찰면의 밸런스 불균형 등에 의해 발생한 진동이 스티어링 핸들과 차체에 전달되어 일으키는 시미 및 져더 현상을 적절히 경감시키기가 어려웠다.

이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로, 차체 변형 등의 외부에서 전달되는 힘에 의한 스티어링 칼럼의 수축 성능에 영향이 없는 강건한 구조로서 스티어링 칼럼에 전달된 충격을 적절히 흡수하여 완화시킬 수 있고, 스티어링 칼럼에 전달되는 진동을 흡수하여 시미 및 져더 현상을 경감시킬 수 있으며, 차량의 중량 및 원가 절감에도 기여할 수 있는 스티어링 칼럼의 충격흡수장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 외측 튜브 및 내측 튜브를 구비한 스티어링 칼럼의 상기 내측 튜브와 미끄럼 마찰운동을 일으키도록 상기 외측 튜브에 설치된 판스프링을 갖추고 있다.

바람직하기로는 상기 외측 튜브에는 절개홀이 형성되어 상기 절개홀을 통해 상기 판스프링이 외측 튜브의 내부로 돌출하도록 설치된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 스티어링 칼럼의 충격흡수장치에 의하면, 스티어링 칼럼의 외측 튜브에 내측 튜브와 미끄럼 마찰을 일으키는 판스프링이 설치되어, 스티어링 칼럼이 충격을 받아서 내측 튜브가 외측 튜브의 내부로 수축될 때에 상기 판스프링이 내측 튜브와 미끄럼 마찰을 일으켜서 변형되면서 충격을 효과적으로 흡수하여 완화시키므로, 기존에 스티어링 칼럼의 충격흡수를 보조하기 위해 컬링 플레이트나 캡슐 등을 설치할 필요가 없어서 차량의 중량 및 원가 절감을 도모할 수 있고, 스티어링 칼럼의 수축 하중 설계시에 판스프링의 강성만으로 간단하게 튜닝할 수 있으며, 차체 변형 등의 외부에서 전달되는 힘에 의해 칼럼의 수축 성능에 영향을 받지 않는 강건한 구조로서 충격흡수성능이 우수하며, 스티어링 칼럼의 외측 튜브와 내측 튜브가 서로 접촉되게 하여 충격을 흡수하도록 할 필요가 없으므로 내측 튜브의 사이즈를 감소시켜 차량의 중량 및 원가를 절감시키고, 스티어링 칼럼에 가해지는 진동 및 충격을 판스프링이 적절히 흡수하여 완화시키므로 시미 및 져더 현상의 완화를 위한 다이나믹 댐퍼나 매스를 적용할 필요가 없기 때문에 차량의 중량 및 원가를 한층 더 절감할 수 있는 등의 효과가 있다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 1과 도 2는 각각 본 발명에 따른 스티어링 칼럼의 충격흡수장치의 구성이 분해 사시도와 결합 평면도를 도시하고 있는 바, 즉 스티어링 칼럼의 외측 튜브(11)에는 그 길이방향을 따라 직사각 형상으로 절개홀(11a)이 형성되고, 이 절개홀(11a)은 스티어링 칼럼의 원주 방향으로 180도의 각도를 두고 2군데에 형성되게 된다.

그리고 상기 각 절개홀(11a)에는 완만하게 굽혀진 판스프링(12)이 삽입되어 고정되게 장착되는 데, 상기 판스프링(12)은 완만한 경사로 굽혀져 상기 절개홀을 통해 외측 튜브의 내부로 돌출하도록 삽입되어서 내측 튜브(13)의 외주면과 접촉하는 스프링바디(12a)와, 이 스프링바디(12a)의 양단에 수평하게 절곡되어 상기 외측 튜브에 고정되게 부착되는 플랜지(12b)를 각각 구비하고 있다.

이에 따라 스티어링 칼럼에 차량의 충돌사고로 충격이 가해지면 상기 내측 튜브가 외측 튜브를 따라 외측 튜브의 내부로 수축하게 되는 데, 이 때에 내측 튜브의 외주면과 밀착하고 있는 판스프링과 내측 튜브 사이에는 미끄럼 마찰운동이 발생하면서 내측 튜브에 전달된 충격을 흡수하여 효과적으로 저감시키고, 상기 판스프링은 내측 튜브를 통해 충격을 전달받아 굽힘 변형을 일으키면서 충격을 흡수하여 저감시키게 된다.

한편 차량의 충돌사고 발생시에 차체의 변형과 밀림으로 인해 도 4에 도시한 바와 같이 스티어링 칼럼의 수축 방향이 설계 방향과 일치하지 않고 변형되어도 상기 판스프링(12)에 의해 내측 튜브가 밀착되어 지지되므로 스티어링 칼럼의 수축이 설계 방향으로 이루어져서 충격흡수성능이 향상되게 된다.

그리고 차량의 주행시 타이어와 휠이 회전할 때에 타이어와 휠의 중량 분포나 브레이크 시스템의 마찰면의 밸런스 불균형 등에 의해 발생한 진동이 스티어링 칼럼에 전달될 때에 상기 외측 튜브에 설치된 판스프링이 적절히 변형되면서 진동과 충격을 흡수하여 효과적으로 경감시키므로, 시미 및 져더 현상의 감소로 차량의 상품성이 향상되게 된다.

도 1은 종래 기술에 따른 충격흡수장치를 구비한 스티어링 칼럼의 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 충격흡수장치의 분해 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 충격흡수장치가 스티어링 칼럼에 설치된 상태의 평면도,

도 4는 충돌사고 발생시의 차체 변형 및 밀림에 의한 스티어링 칼럼의 수축 방향의 변형 설명도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

11-외측 튜브 12-판스프링

13-내측 튜브

Claims (4)

1. 외측 튜브 및 내측 튜브를 구비한 스티어링 칼럼의 상기 내측 튜브와 미끄럼 마찰운동을 일으키도록 상기 외측 튜브에 설치된 판스프링을 갖춘 스티어링 칼럼의 충격흡수장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 외측 튜브에는 절개홀이 형성되어 상기 절개홀을 통해 상기 판스프링이 외측 튜브의 내부로 돌출하도록 설치된 것을 특징으로 하는 스티어링 칼럼의 충격흡수장치.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 절개홀이 상기 외측 튜브의 원주방향으로 180도의 각도를 두고 2군데에 형성되어, 상기 각 절개홀이 상기 각 판스프링이 설치된 것을 특징으로 하는 스티어링 칼럼의 충격흡수장치.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 판스프링이 완만한 경사로 굽혀져 상기 절개홀을 통해 외측 튜브의 내부로 돌출하도록 삽입되어서 상기 내측 튜브의 외주면과 접촉하는 스프링바디와, 이 스프링바디의 양단에 수평하게 절곡되어 상기 외측 튜브에 고정되게 부착되는 플랜지를 각각 구비한 것을 특징으로 하는 스티어링 칼럼의 충격흡수장치.

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