KR20140065844A - 자동차의 스티어링 컬럼 장치 - Google Patents

자동차의 스티어링 컬럼 장치 Download PDF

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KR20140065844A KR1020120132793A KR20120132793A KR20140065844A KR 20140065844 A KR20140065844 A KR 20140065844A KR 1020120132793 A KR1020120132793 A KR 1020120132793A KR 20120132793 A KR20120132793 A KR 20120132793A KR 20140065844 A KR20140065844 A KR 20140065844A
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박준모
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Abstract

본 발명은 차량 충돌시 강건한 충돌 성능을 확보하여 상품성을 개선하기 위한 자동차의 스티어링 컬럼 장치에 관한 것이다.
이에 본 발명은, 차체에 고정되게 결합되는 어퍼 마운팅 브라켓; 상기 어퍼 마운팅 브라켓의 하부에 고정되게 결합되고, 좌우 양편에 레일 구조를 가지는 슬라이딩 가이드; 상기 슬라이딩 가이드를 통해 상기 어퍼 마운팅 브라켓과 연결되어 후방 이동가능하게 안내 및 지지되고, 스티어링 컬럼의 어퍼하우징에 결합되는 디스턴스 브라켓;을 포함하여 구성됨으로써 컬랩스 시 상기 스티어링 컬럼의 좌우 유동을 방지할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 컬럼 장치를 제공한다.

Description

자동차의 스티어링 컬럼 장치 {steering column device of vehicles}
본 발명은 자동차의 스티어링 컬럼 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 충돌시 강건한 충돌 성능을 확보하여 상품성을 개선하기 위한 자동차의 스티어링 컬럼 장치에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 차량에는 그 진행방향을 조절하기 위한 조향장치(steering)가 설치되고, 이러한 조향장치는 운전자가 직접 조향 조작을 하여 그 조작력을 조향기어 및 링크 등으로 전달하기 위한 장치로서, 스티어링 휠, 스티어링 샤프트, 스티어링 컬럼 등으로 구성된다.
그리고, 상기 조향장치에는 스티어링 휠의 위치가 운전자의 신체조건, 운전자세 등에 적합하도록 조절하는 스티어링 컬럼 조절장치가 설치되어 있다. 스티어링 컬럼 조절장치는 조작레버를 조작함으로써 스티어링 컬럼의 경사각도 내지 높이를 조절할 수 있도록 구성되어 있다.
도 1은 종래의 스티어링 컬럼 조절장치를 나타낸 것으로, 차량 충돌시 컬랩스(collapse) 발생으로 인한 스티어링 컬럼의 처짐 및 회전 상태가 도시되어 있다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 종래의 스티어링 컬럼 조절장치는 마운팅 브라켓(2), 틸트 브라켓(3), 캡슐(4)을 구비한 구조로 이루어지며, 상기 캡슐(4)에 의해 스티어링 컬럼(1)이 차체 카울(5)에 고정되어 있다.
상기 스티어링 컬럼(1)은 상호 고정되게 결합된 마운팅 브라켓(2)과 틸트 브라켓(3)이 일측에 결합되어 있는데, 상기 캡슐(4)이 파손됨에 의해 캡슐(4)과 결합되어 있던 상기 마운팅 브라켓(2)이 캡슐(4)과 분리됨에 따라 스티어링 컬럼(1)의 컬랩스가 발생하게 되며, 이때 스티어링 컬럼(1)의 처짐 및 회전이 발생하게 됨과 더불어 스티어링 컬럼(1)의 좌우 유동이 가능하게 된다.
이와 같은 종래 스티어링 컬럼의 경우 차량의 충돌 발생시 운전자에 의해 스티어링 휠 쪽으로부터 충격력이 가해지면 스티어링 컬럼의 내부 파손이 발생하면서 어퍼샤프트가 후방 이동하게 되고 이에 스티어링 컬럼의 전체적인 길이가 축소되는 컬랩스가 발생하게 되는데, 특히 차량이 스몰 오버랩 방식으로 충돌하게 될 때에는 차체 사이드 측의 변형이 크게 발생하면서 운전자가 좌측으로 과하게 치우치게 되고, 이렇게 좌측으로 치우친 운전자에 의해 스티어링 휠에 충격력이 가해지게 됨에 따라 스티어링 휠의 측방향 밀림이 증가하게 되고, 결국 에어백이 운전자를 보호해줄 수 없게 되어 운전자 상해치가 증가하게 되는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 개선하기 위해 고안한 것으로서, 스티어링 컬럼의 컬랩스 발생시 스티어링 컬럼의 좌우 유동을 방지하여 스티어링 휠의 측방향 이동량을 최소화함으로써 운전자 상해치를 감소시킬 수 있는 자동차의 스티어링 컬럼 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 차체에 고정되게 결합되는 어퍼 마운팅 브라켓; 상기 어퍼 마운팅 브라켓의 하부에 고정되게 결합되고, 좌우 양편에 레일 구조를 가지는 슬라이딩 가이드; 상기 슬라이딩 가이드를 통해 상기 어퍼 마운팅 브라켓과 연결되어 후방 이동가능하게 안내 및 지지되고, 스티어링 컬럼의 어퍼하우징에 결합되는 디스턴스 브라켓;을 포함하여 구성됨으로써 컬랩스 시 상기 스티어링 컬럼의 좌우 유동을 방지할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 컬럼 장치를 제공한다.
상기의 스티어링 컬럼 장치에서, 상기 디스턴스 브라켓은 후단부 좌우 양편에 관통홀을 가지며, 후단부가 감겨서 말린 구조를 가지는 컬링 플레이트의 전단부가 상기 관통홀을 관통하여서 디스턴스 브라켓 및 어퍼 마운팅 브라켓과 동시 결합되어 구성된다.
이때, 상기 컬링 플레이트는 스티어링 컬럼의 컬랩스 시 파단 가능한 고정핀을 통해 어퍼 마운팅 브라켓 및 디스턴스 브라켓과 결합된다.
또한 본 발명의 구현예에서, 상기 슬라이딩 가이드는 내측에 디스턴스 브라켓의 슬라이딩 방향으로 결을 가지는 엠보싱 구조가 형성되어 있으며, 그 레일 구조의 전단에 후진 이동을 방지하기 위한 후진방지 플레이트를 가진다.
또한 본 발명의 구현예에서, 상기 스티어링 컬럼의 로워튜브는 원통형 외주면의 하부를 평면으로 가공한 평면형 홈이 형성되어 있고, 상기 로워튜브 하방에서 레버축에 결합되어 구성된 로워튜브 회전방지 플레이트의 일단이 상기 평면형 홈에 면접촉하고 있다.
또한 본 발명의 구현예에서, 상기 스티어링 컬럼의 로워튜브와 어퍼하우징 사이에는 일측이 개구되어 있는 원통형의 압입용 플레이트가 삽입되어 있다.
본 발명에 따른 스티어링 컬럼 장치에 의하면 차량 충돌로 인한 스티어링 컬럼의 컬랩스 발생시 스티어링 컬럼의 좌우 유동을 방지하여 스티어링 휠의 측방향 이동량을 최소화함으로써 에어백이 제 기능을 발휘할 수 있도록 하여 운전자 상해치를 감소시킬 수 있으며, 이에 강건한 충돌 성능을 확보하여 상품성을 개선할 수 있다.
도 1은 종래의 스티어링 컬럼 조절장치를 나타낸 도면
도 2는 본 발명에 따른 스티어링 컬럼 장치를 나타낸 분해 사시도
도 3은 본 발명에 따른 스티어링 컬럼 장치를 나타낸 결합 사시도
도 4는 도 2의 스티어링 컬럼 장치에 사용된 슬라이딩 가이드를 나타낸 도면
도 5는 본 발명에 따른 스티어링 컬럼 장치를 나타낸 배면도
도 6은 본 발명에 따른 스티어링 컬럼 장치의 일부 구성요소를 생략하고 나타낸 사시도
도 7은 본 발명에 따른 스티어링 컬럼 장치의 컬랩스 시 작동형태를 나타낸 사시도
도 8은 본 발명에 따른 스티어링 컬럼 장치의 컬랩스 시 작동형태를 나타낸 평면도
이하, 본 발명을 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다.
본 발명은 차량 충돌로 인해 컬랩스 발생시 스티어링 컬럼의 좌우 유동을 방지할 수 있는 스티어링 컬럼 장치에 관한 것으로, IIHS(Insurance Institute for Highway Safety)의 스몰 오버랩 충돌조건을 포함한 다양한 충돌조건에 대응가능한 강건한 충돌 성능을 확보할 수 있는 스티어링 컬럼 장치를 제공한다.
도 2는 본 발명에 따른 스티어링 컬럼 장치를 나타낸 것으로 컬랩스 시 스티어링 컬럼의 좌우 유동을 방지하기 위한 구성요소들을 도시하고 있고, 도 3은 도 2의 스티어링 컬럼 장치의 결합형태를 도시하고 있다.
도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 스티어링 컬럼 장치는 스티어링 컬럼(100)에 연결된 형태로 조립되는 어퍼 마운팅 브라켓(110), 슬라이딩 가이드(120), 디스턴스 브라켓(130), 컬링 플레이트(140) 등을 포함하여 구성된다.
상기 어퍼 마운팅 브라켓(110)은 볼팅을 통해 차체 측에 결합되어 고정되는 것으로, 도면으로 나타내지는 않았으나, 차체 카울에 고정가능하게 결합되며, 내측면의 좌우 양측에 슬라이딩 가이드(120)를 조립하기 위한 레일 구조를 가진다.
상기 슬라이딩 가이드(120)는 디스턴스 브라켓(130)의 후방 이동을 안내 및 지지하기 위한 것으로, 디스턴스 브라켓(130)의 슬라이드 이동이 가능하도록 좌우 양편에 디스턴스 브라켓(130)의 슬라이드 이동을 안내 및 지지하기 위한 레일 구조를 가지며, 어퍼 마운팅 브라켓(110)의 하부에 고정되게 결합된다.
도 4는 슬라이딩 가이드의 구조를 나타낸 것으로, 전단부의 후진방지 플레이트(121)와 내부의 엠보싱 구조가 도시되어 있다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 슬라이딩 가이드(120)는 차량 충돌 등에 의한 컬랩스 시 디스턴스 브라켓(130)만 후방 이동하도록 하기 위하여, 그 레일 구조의 전단에 슬라이딩 가이드(120)의 후진 이동을 방지하기 위한 후진방지 플레이트(121)를 일체로 가진다.
또한, 상기 슬라이딩 가이드(120)는 좌우 양편의 레일 구조를 포함한 내벽면 전체에 디스턴스 브라켓(130)의 슬라이딩 방향으로 결을 가지는 엠보싱 구조가 형성되어 있다.
이러한 슬라이딩 가이드(120)는 조립시 디스턴스 브라켓(130)과 맞닿는 면에 컬랩스 방향으로 엠보싱 구조를 가짐으로 컬랩스 시 하중뿐만 아니라 비틀림 외력을 받을 때에도 컬랩스가 유연하게 발생하도록 해줄 수 있게 된다.
디스턴스 브라켓(130)은 상단에 슬라이딩 가이드(120)의 레일 구조에 조립되는 평판 구조를 가지는 것으로, 컬랩스 시 슬라이딩 가이드(120)를 통해 컬랩스 방향(혹은 후방)으로 이동가능하게 슬라이딩 가이드(120)와 결합되어 구성된다.
즉, 상기 디스턴스 브라켓(130)은 차량 충돌 발생시 스티어링 컬럼(100)의 컬랩스가 가능하도록 슬라이딩 가이드(120)를 통해 어퍼 마운팅 브라켓(110)과 연결되게 구성되며, 좌우 양측면을 관통하는 레버축(151)을 포함한 레버조립체(150)를 통해 스티어링 컬럼(100)과 결합되어 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 디스턴스 브라켓(130)은 스티어링 컬럼(100)의 어퍼하우징(101)에 결합되어 있어 스티어링 컬럼(100)의 컬랩스 시 상기 어퍼하우징(101)과 함께 컬랩스 방향으로 이동하게 된다.
상기 디스턴스 브라켓(130)은 후단부 좌우 양편에(혹은 좌우 양편의 측면에서 직각방향으로 돌출된 부위에) 각각 컬링 플레이트(140)가 관통하는 관통홀(131)을 가진다.
상기 컬링 플레이트(140)는 후단부가 감겨서 말린 구조를 가지는 것으로, 전단부가 상기 관통홀(131)을 관통한 형태로 고정핀(132)을 이용하여 디스턴스 브라켓(130) 및 어퍼 마운팅 브라켓(110)과 동시에 결합된다.
또한, 컬링 플레이트(140)는 상기 관통홀(131)을 관통한 전단부가 고정핀(132)의 전방에서 볼팅을 통해 상기 어퍼 마운팅 브라켓(110)에 결합되며, 상기 전단부의 선단이 어퍼 마운팅 브라켓(110)의 일측 가장자리에 걸림되는 걸림 구조를 가진다.
상기 고정핀(132)은 스티어링 컬럼(100)의 컬랩시 시 디스턴스 브라켓(130)이 컬랩스 방향으로 후방 이동함에 의해 파단되게 된다.
도 5는 본 발명에 따른 스티어링 컬럼 장치를 아래쪽에서 바라본 것으로 로워튜브 회전방지 플레이트(160)와 압입용 플레이트(170)를 포함한 구조가 도시되어 있고, 도 6은 본 발명에 따른 스티어링 컬럼 장치의 일부 구성요소를 생략한 것으로 상기 로워튜브 회전방지 플레이트(160)와 압입용 플레이트(170)가 구체적으로 도시되어 있다.
도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 스티어링 컬럼(100)의 로워튜브(102)는 원통형 구조를 가지는 것으로, 곡면구조로 된 외주면의 하단부에 일부 구간이 소정 깊이로 절삭한 형태로 가공되어 평면형 홈(102a)이 마련되어 있다.
그리고, 상기 로워튜브(102)의 하방에는 디스턴스 브라켓(130)의 좌우 측면을 관통한 형태로 연결되어 있는 레버축(151)이 좌우로 가로지르는 형태로 배치되어 있으며, 상기 레버축(151)에는 레버축(150)의 외주면에 끼워진 형태로 고정되어 있는 로워튜브 회전방지 플레이트(160)가 결합되어 있다.
상기 로워튜브 회전방지 플레이트(160)는 평면구조를 가지는 일단면이 상기 로워튜브(102)의 평면형 홈(102a)에 면접촉한 형태로 연결되어 있으며, 이에 의해 조작레버(152)의 해제시 어퍼하우징(101)이 회전하여 스티어링 샤프트(103)가 틀어질 우려를 방지할 수 있고, 이에 따라 스티어링 컬럼(100)의 경사각 조절을 위한 틸트 및 스티어링 컬럼(100)의 상하높이 조절을 위한 텔레스코프 작동을 유연하게 해줄 수 있다.
또한, 상기 로워튜브(102)와 어퍼하우징(102) 사이에는 C자형으로 일측이 개구되어 있는 원통형의 압입용 플레이트(170)가 삽입되어 구성된다.
상기 압입용 플레이트(170)는 로워튜브(102)의 선단부 외주면에 끼워진 형태로 조립되며, 이렇게 압입용 플레이트(170)가 끼워진 로워튜브(102)의 선단부 외주면에 어퍼하우징(101)의 후단부가 끼워짐으로써 로워튜브(102)와 어퍼하우징(101) 사이에 장착된다.
이에 조작레버(152)의 잠금시 잠금력에 의해 고정되는 부분을 압입용 플레이트(170)로 한정하여 조작레버(152)의 고정력을 높일 수 있으며, 조작레버(152)의 해제시 스티어링 샤프트(103)가 틀어짐에 의해 텔레스코프 작동력이 증가하게 되는 현상을 억제할 수 있다.
도 7 및 도 8은 스티어링 컬럼(100)의 컬랩스 시 디스턴스 브라켓(130)의 이동 형태를 나타낸 것으로, 도 7은 비스듬한 방향에서 바라본 형태가 도시되어 있고, 도 8은 위에서 바라본 형태가 도시되어 있다.
차량의 충돌 발생시에는 스티어링 컬럼(100)의 컬랩스가 발생하게 되는바, 도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 디스턴스 브라켓(130)이 상기 스티어링 컬럼(100)의 어퍼하우징(101)과 함께 컬랩스 방향으로 이동하고, 상기 디스턴스 브라켓(130)은 일정 거리 이동 후에 컬링 플레이트(140)의 후단부에 롤처럼 감긴 부분을 밀어서 펼쳐주며 컬랩스 하중을 흡수하게 된다.
이때 상기 디스턴스 브라켓(130)의 이동에 의해 디스턴스 브라켓(130)과 어퍼 마운팅 브라켓(110) 및 컬링 플레이트(140)를 결합해주고 있는 고정핀(132)이 파단되는데, 상기 어퍼 마운팅 브라켓(110)은 볼팅을 통해 차체에 고정되어 있고, 디스턴스 브라켓(130)은 슬라이딩 가이드(120)를 통해 슬라이딩 가능하게 상기 어퍼 마운팅 브라켓(110)과 연결되어 있어서, 컬랩스 발생시 스티어링 컬럼(100)의 어퍼 하우징(101)이 컬랩스 방향으로 후방 이동함에 따라 디스턴스 브라켓(130)만 상기 어퍼하우징(101)과 함께 이동하게 된다.
따라서 상기 디스턴스 브라켓(130)은 슬라이딩 가이드(120)를 통해 후방 이동하게 되며, 이에 의해 스티어링 컬럼(100)의 좌우 유동이 방지되어 컬랩스 시 운전자가 좌측으로 치우치게 되는 현상을 방지할 수 있고, 더불어 스티어링 컬럼(100)의 처짐 및 회전 현상도 방지할 수 있다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
100 : 스티어링 컬럼
101 : 어퍼하우징
102 : 로워튜브
102a : 평면형 홈
103 : 스티어링 샤프트
110 : 어퍼 마운팅 브라켓
120 ; 슬라이딩 가이드
121 : 후진방지 플레이트
130 : 디스턴스 브라켓
131 : 디스턴스 브라켓의 관통홀
140 : 컬링 플레이트
150 : 레버조립체
151 : 레버축
152 : 조작레버
160 : 로워튜브 회전방지 플레이트
170 : 압입용 플레이트

Claims (7)

  1. 차체에 고정되게 결합되는 어퍼 마운팅 브라켓;
    상기 어퍼 마운팅 브라켓의 하부에 고정되게 결합되고, 좌우 양편에 레일 구조를 가지는 슬라이딩 가이드;
    상기 슬라이딩 가이드를 통해 상기 어퍼 마운팅 브라켓과 연결되어 후방 이동가능하게 안내 및 지지되고, 스티어링 컬럼의 어퍼하우징에 결합되는 디스턴스 브라켓;
    을 포함하여 구성됨으로써 컬랩스 시 상기 스티어링 컬럼의 좌우 유동을 방지할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 컬럼 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 디스턴스 브라켓은 후단부 좌우 양편에 관통홀을 가지며, 후단부가 감겨서 말린 구조를 가지는 컬링 플레이트의 전단부가 상기 관통홀을 관통하여서 디스턴스 브라켓 및 어퍼 마운팅 브라켓과 동시 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 컬럼 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 슬라이딩 가이드는 내측에 디스턴스 브라켓의 슬라이딩 방향으로 결을 가지는 엠보싱 구조가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 컬럼 장치.
  4. 청구항 1 또는 3에 있어서,
    상기 슬라이딩 가이드는 그 레일 구조의 전단에 후진 이동을 방지하기 위한 후진방지 플레이트를 가지는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 컬럼 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 스티어링 컬럼의 로워튜브는 원통형 외주면의 하부를 평면으로 가공한 평면형 홈이 형성되어 있고, 상기 로워튜브 하방에서 레버축에 결합되어 구성된 로워튜브 회전방지 플레이트의 일단이 상기 평면형 홈에 면접촉하고 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 컬럼 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 스티어링 컬럼의 로워튜브와 어퍼하우징 사이에는 일측이 개구되어 있는 원통형의 압입용 플레이트가 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 컬럼 장치.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 컬링 플레이트는 스티어링 컬럼의 컬랩스 시 파단 가능한 고정핀을 통해 어퍼 마운팅 브라켓 및 디스턴스 브라켓과 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 컬럼 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170030281A (ko) 2015-09-09 2017-03-17 덕성인더스트리 주식회사 컬링플레이트 롤링 제조장치
KR20170038777A (ko) 2017-03-29 2017-04-07 덕성인더스트리 주식회사 컬링플레이트 롤링 제조장치
KR102282125B1 (ko) * 2020-04-21 2021-07-28 이래에이엠에스 주식회사 충격 흡수 구조를 구비하는 스티어링 칼럼 어셈블리

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KR20170038777A (ko) 2017-03-29 2017-04-07 덕성인더스트리 주식회사 컬링플레이트 롤링 제조장치
KR102282125B1 (ko) * 2020-04-21 2021-07-28 이래에이엠에스 주식회사 충격 흡수 구조를 구비하는 스티어링 칼럼 어셈블리

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