KR20160111617A - 스티어링 컬럼의 충격흡수 유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스티어링 컬럼의 충격흡수 유닛에 관한 것으로, 스티어링 컬럼을 카울에 고정시키는 마운팅 브라켓과; 상기 마운팅 브라켓에 연결되며, 차량의 충돌 시 컬랩스(Collapse)되어 스티어링 컬럼에 전달되는 충격에너지를 흡수하는 컬링 플레이트와; 상기 마운팅 브라켓과 컬링 플레이트를 서로 밀착 고정시킴과 아울러, 차량의 충돌 시 상기 컬링 플레이트를 컬랩스시켜 스티어링 컬럼의 충격에너지를 유지 및 조절하는 고정핀을 포함하여 제공함으로써, 차량의 충돌 시, 컬럼의 충격에너지를 유지 및 조절하여 운전자 흉부 변위 상해를 줄일 수 있으며, 부수적으로 종래 컬럼 마운팅을 위한 캡슐을 삭제함으로 제조원가 및 중량을 절감할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

Description

스티어링 컬럼의 충격흡수 유닛{Shock absorbing unit of the steering column}
본 발명은 스티어링 컬럼의 충격흡수 유닛에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 충돌 시 스티어링 컬럼의 충격에너지를 일정하게 유지 및 조절할 수 있어 흉부 변위 감소를 할 수 있고, 종래 캡슐을 삭제함에 따라 제조원가 및 중량을 절감할 수 있는 스티어링 컬럼의 충격흡수 유닛에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 스티어링 컬럼은 수축 가능하도록 상,하측으로 분리 형성되어 운전자와 스티어링 휠이 밀착될 때 그 충격으로 인해 운전자가 부상되는 정도를 약화시켜주는 충격에너지 흡수기능이 기본적으로 구비된다.
예를 들면, 차량의 충돌 시 발생된 충격력에 의해 운전자의 흉부가 스티어링 휠에 부딪치게 되면, 어퍼 컬럼이 로어 컬럼쪽으로 신속하게 이동되면서 스티어링 컬럼의 전체 길이가 수축되고, 이러한 스티어링 컬럼의 수축 작용이 운전자 상체가 스티어링 휠에 부딪칠 때의 충격을 흡수하는 작용을 함으로써, 운전자를 안전하게 보호할 수 있다.
이러한 스티어링 컬럼의 수축 작용을 이용하는 충격흡수장치는 대한민국 등록특허 10-0986552호, 등록특허 10-0706998호 등에 여러 형태의 것들이 개시되어 있다.
상기한 종래의 경우, 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 카울(미도시)측의 로워 컬럼(13)과 스티어링 휠(미도시)측의 어퍼 컬럼(11)이 신축 가능한 구조로 결합되고, 상기 어퍼 컬럼(11)의 상부에는 마운팅 브라켓(17)이 배치되며, 카울에는 캡슐(15)이 설치되는 동시에 이 캡슐(15)을 매개로 상기 마운팅 브라켓(17)을 고정하여 스티어링 컬럼(10)이 마운팅 된다.
그리고, 마운팅 볼트(미도시)의 체결을 통해 상기 캡슐(15)이 카울에 설치되며, 이 캡슐(15)에는 실질적으로 어퍼 컬럼(11)의 완충 기능을 수행하는 컬링 플레이트(20)가 연결 설치된다.
따라서, 차량의 충돌 시 어퍼 컬럼(11)의 틸트 이동으로 상기 캡슐(15)이 파단되면서 연결되어 있던 컬링 플레이트(20)가 컬랩스하여 어퍼 컬럼(11)의 수축 하중을 유지하는 것이다.
도 3은 종래 스티어링 컬럼의 마운팅 구조에서 차량의 충돌 시 충격에너지(F)에 따른 컬럼변형량(D)을 도시한 그래프이다.
그러나, 종래는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 캡슐(15)의 파단 시 충격에너지(F)이 급격하게 감소하는 현상이 발생하고, 이로 인해 컬링 플레이트(20)의 하중 유지력이 부족하여 조기에 수축 작용함에 따라 차량의 충돌 시 후반부에 들어서 흉부 변위 증가로 운전자의 상해가 증가되는 문제점이 있다.
또한, 차량의 충돌 시 마운팅 브라켓(17)과 어퍼 컬럼(11)의 이음을 끊기 위해 구비되는 캡슐(15)을 더 구비해야 하므로 이에 따른 제조원가와 중량이 증가되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 종래 캡슐을 삭제함과 아울러, 마운팅 브라켓에 컬링 플레이트를 배치하는 구조만으로 스티어링 컬럼의 충격을 흡수하는 방식을 구현함으로써, 차량의 충돌 시 스티어링 컬럼의 충격에너지를 유지 및 조절하여 운전자 흉부 변위 상해를 줄일 수 있고, 제조원가 및 중량을 절감할 수 있는 스티어링 컬럼의 충격흡수 유닛을 제공하는데 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 스티어링 컬럼을 카울에 고정시키는 마운팅 브라켓과; 상기 마운팅 브라켓에 연결되며, 차량의 충돌 시 컬랩스(Collapse)되어 스티어링 컬럼에 전달되는 충격에너지를 흡수하는 컬링 플레이트와; 상기 마운팅 브라켓과 컬링 플레이트를 서로 밀착 고정시킴과 아울러, 차량의 충돌 시 상기 컬링 플레이트를 컬랩스시켜 스티어링 컬럼의 충격에너지를 유지 및 조절하는 고정핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 스티어링 컬럼의 충격흡수 유닛을 제공한다.
여기서, 상기 컬링 플레이트에는 길이 방향을 따라 장공형상으로 관통되어 상기 고정핀에 의해 상기 마운팅 브라켓에 고정되며, 차량의 충돌 시 상기 컬링 플레이트의 이동으로 상기 고정핀에 의해 컬랩스되어 상기 스티어링 컬럼의 충격에너지를 유지 및 조절하는 컬랩스홀이 더 형성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 컬링 플레이트의 한쪽 부분에는 마운팅 볼트의 체결을 통해 상기 스티어링 컬럼에 고정할 수 있는 체결홀이 관통 형성되고, 다른 한 쪽 부분에는 상기 마운팅 브라켓에 걸 수 있는 컬링부가 절곡 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 컬링 플레이트의 체결홀에 대응되는 상기 마운팅 브라켓의 한쪽 부분에는 상기 마운팅 볼트의 의해 상기 컬링 플레이트에 고정됨과 아울러, 차량의 충돌 시 상기 컬링 플레이트의 이동에 의해 상기 마운팅 볼트와 서로 분리되는 고정홈이 더 형성된 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명을 제공함으로써, 차량의 충돌 시, 스티어링 컬럼의 충격에너지를 유지 및 조절하여 운전자 흉부 변위 상해를 줄일 수 있다.
또한, 스티어링 컬럼의 마운팅을 위해 종래에 사용하던 캡슐을 삭제함에 따라 제조원가 및 중량을 절감할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
도 1 및 도 2는 종래 스티어링 컬럼의 마운팅 구조 나타내는 사시도.
도 3은 종래 스티어링 컬럼의 마운팅 구조에서 차량의 충돌 시 컬럼변화량에 따라 충격에너지의 변화를 나타내는 그래프.
도 4는 본 발명에 따른 스티어링 컬럼의 충격흡수 유닛을 나타내는 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 스티어링 컬럼의 충격흡수 유닛을 나타내는 분해도.
도 6은 본 발명에 따른 스티어링 컬럼의 충격흡수 유닛의 작동상태도.
도 7은 본 발명에 따른 스티어링 컬럼의 충격흡수 유닛을 통해 차량의 충돌 시 컬럼변화량에 따라 충격에너지의 변화를 도시한 그래프.
이하, 본 발명에 대하여 동일한 기술분야에 속하는 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 첨부도면을 참조하여 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 스티어링 컬럼의 충격흡수 유닛은 차량의 충돌 시 스티어링 컬럼의 충격에너지를 일정하게 유지 및 조절하여 운전자 흉부 변위 상해를 줄일 수 있으며, 부수적으로 캡슐을 삭제함으로 제조원가 및 중량을 절감할 수 있도록 한 구조로 이루어진다.
이를 위하여 스티어링 컬럼(10)의 전방 측에는 카울 등을 포함한 카울 어셈블리에 로워 컬럼(13)을 연결 설치하고, 스티어링 휠(미도시)측과 조립되는 어퍼 컬럼(11)이 길이방향으로 텔레(tele)이동 가능한 구조로 결합된다.
이때, 로워 컬럼(13)과 어퍼 컬럼(11)의 결합구조는 일반적인 기술과 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
그리고, 상기와 같이 설치되는 마운팅 브라켓(17)은 차량의 충돌 시 상기 스티어링 컬럼(10)이 이동할 때, 스티어링 컬럼(10)과 함께 이동되지 않고 카울에 고정되며, 상기 스티어링 컬럼(10)과 마운팅 브라켓(17)의 사이에 구비된 컬링 플레이트(20)가 실질적으로 충격에너지를 감쇠시켜 운전자가 스티어링 휠에 부딪히는 충격에너지를 줄일 수 있다.
여기서, 상기 마운팅 브라켓(17)에 상부에 마운팅 볼트(40)의 체결을 통해 연결되며, 차량의 충돌 시 컬랩스(Collapse)되어 스티어링 컬럼(10)에 전달되는 충격에너지를 흡수하는 컬링 플레이트(20)가 구비된다.
한편, 상기 마운팅 브라켓(17)과 컬링 플레이트(20)의 사이에는 서로 밀착 고정시킴과 아울러, 차량의 충돌 시 상기 컬링 플레이트(20)를 컬랩스시켜 스티어링 컬럼(10)의 충격에너지를 유지 및 조절하는 고정핀(30)이 더 구비된다.
즉, 상기 컬링 플레이트(20)에는 길이 방향을 따라 장공형상으로 관통되어 상기 고정핀(30)에 의해 상기 마운팅 브라켓(17)에 고정되며, 차량의 충돌 시 상기 컬링 플레이트(20)의 이동으로 상기 고정핀(30)에 의해 컬랩스되어 상기 스티어링 컬럼(10)의 충격에너지를 유지 및 조절하는 컬랩스홀(25)이 더 형성된다.
이때, 상기 고정핀(30)은 리벳결합을 통해 양단부에 이탈을 방지하는 플랜지(31)가 더 형성될 수 있다.
또한, 리벳결합 외에 다양한 방식으로 고정핀(30)을 형성할 수 있다.
그리고, 상기 컬링 플레이트(20)의 한쪽 부분에는 마운팅 볼트(40)의 체결을 통해 상기 스티어링 컬럼(10)에 고정할 수 있는 체결홀(21)이 관통 형성되고, 다른 한 쪽 부분에는 상기 마운팅 브라켓(17)에 걸 수 있는 컬링부(23)가 절곡 형성된다.
여기서, 상기 컬링부(23)를 포함한 컬링 플레이트(20)의 전체적인 재질은 상기 마운팅 브라켓(17)에 비해 상대적으로 연질의 금속재로 이루어지는 것이 바람직하다.
한편, 상기 컬링 플레이트(20)의 체결홀(21)에 대응되는 상기 마운팅 브라켓(17)의 한쪽 부분에는 상기 마운팅 볼트(40)의 의해 상기 컬링 플레이트(20)에 고정됨과 아울러, 차량의 충돌 시 상기 컬링 플레이트(20)의 이동에 의해 상기 마운팅 볼트(40)와 서로 분리되는 고정홈(18)이 더 형성된다.
이는 종래 캡슐(15)이 파단되면서 마운팅 브라켓(17)과 컬링 플레이트(20)의 구속을 해제하는 것과 같은 원리로서 충격에너지가 어느 정도 임계점을 벗어나기 전까지지는 마운팅 볼트(40)에 의해 마운팅 브라켓(17), 컬링 플레이트(20), 스티어링 컬럼(10)을 모두 구속하고 있다.
여기서, 상기 마운팅 볼트(40)와 고정홈(18)의 마찰 임계점보다 높은 충격에너지가 작용할 시 상기 마운팅 브라켓(17)은 상기 마운팅 볼트(40)로부토 탈락되면서 상기 스티어링 컬럼(10) 및 컬링 플레이트(20)가 진행하는 방향과 반대방향으로 이동하게 되면, 상기 컬링 플레이트(20)의 컬링부(23)를 가압하는 힘이 작용하는 것이다.
또한, 상기 고정핀(30)에 대응되는 상기 마운팅 브라켓(17)의 다른 한쪽 부분에는 고정핀(30)에 의해 상기 컬링 플레이트(20)가 컬랩스되는 동안, 상기 컬링 플레이트(20)이동방향의 반대방향으로 상기 고정핀(30)이 이동할 수 있게 가이드홈(19)이 더 형성된다.
즉, 충격에너지에 상기 마운팅 브라켓(17)이 컬링부(23)를 밀게 되면, 상기 마운팅 브라켓(17)에 비해 연질인 컬링 플레이트(20)의 컬링부(23)가 변형되면서 상기 컬링 플레이트(20)는 신장되면서 컬링부(23)가 점점 줄어든다.
이때, 상기 컬링부(23)를 관통하는 고정핀(30) 역시 상기 컬링부(23)에 의해 상기 마운팅 브라켓(17)의 가이드홈(19)을 따라 컬링부(23)의 진행 방향과 동일 방향으로 이동하여 상기 컬링 플레이트(20)를 컬랩스시켜 충격에너지를 유지하게 된다.
상기와 같이, 구성된 본 발명에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적인 작용 및 작동을 상세히 설명한다.
도 6에 의하면, 주행 중에 차량의 충돌 시 상기 카울에 고정된 마운팅 브라켓(17)과 스티어링 컬럼(10)에 체결된 컬링 플레이트(20)가 충격에너지에 의해 서롤 반대방향으로 이동하려는 힘이 작용한다.
이때, 상기 스티어링 컬럼(10)과 컬링 플레이트(20)를 체결한 마운팅 볼트(40)가 상기 마운팅 브라켓(17)의 고정홈(18)으로부터 이탈되어 더 이동하게 된다.
한편, 상기 컬링 플레이트(20)의 반대 쪽에 상기 마운팅 브라켓(17)을 걸고 있는 컬링부(23)가 마운팅 브라켓(17)의 바깥쪽으로 점차 이동하면서 상기 컬랩스홀(25)과 가이드홈(19)을 관통하여 상기 마운팅 브라켓(17)과 컬링 플레이트(20)를 서로 밀착 고정하는 고정핀(30)을 상기 가이드홈(19)을 따라 상기 컬링부(23)의 땅기는 힘에 의해 바깥쪽으로 이동하면서, 상기 고정핀(30)에 의해 상기 컬랩스홀(25)이 인위적으로 벌어지는 등 컬랩스된다.
즉, 상기 고정핀(30)과 컬링 플레이트(20)에 서로 작용하는 마찰저항과 상기 컬링 플레이트(20)의 신장력에 의해 상기 스티어링 컬럼(10)에 작용하여 컬럼변형량(D)에 비해 충격에너지는 일정하게 유지할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 주행 중에 차량의 충돌 시 상기 스티어링 컬럼(10)의 로워 컬럼(13)과 어퍼 컬럼(11)이 상호 텔레이동으로 변형하면서 충격에너지(F, 수축하중)을 동일하게 유지하다가 텔레이동이 끝나는 시점에서 충격에너지가 점차 증가하다가 상기 마운팅 볼트(40)와 마운팅 브라켓(17)의 임계저항을 벗어나게 되면 상기 마운팅 브라켓(17)의 고정홈(18)으로부터 마운팅 볼트(40)가 이탈되는 시점이 발생하며 다기 충격에너지가 다시 초기위치에 가깝게 감소한다.
이때, 상기 컬링 플레이트(20)는 상기 마운팅 브라켓(17)의 반대방향으로 이동하려 하기 때문에 마운팅 브라켓(17)을 걸고 있는 컬링부(23)가 늘어나게 되면서 충격에너지를 흡수하게 된다.
즉, 상기 마운팅 브라켓(17)에 비해 상기 컬링 플레이트(20)가 상대적으로 연질의 금속 재질이므로 신장력이 발생하게 된다.
이때, 상기 마운팅 브라켓(17)의 가이드홈(19)과 컬링 플레이트(20)의 컬랩스홀(25)을 관통하여 삽입된 고정핀(30)이 서로의 이음을 고정한 상태이므로 상기 컬링 플레이트(20)의 컬랩스홀(25)이 상기 고정핀(30)에 의해 컬랩스되면서 상기 고정핀(30)을 상기 마운팅 브라켓(17)의 가이드홈(19)을 따라 바깥쪽으로 점차 이동시키게 되므로 스티어링 컬럼(10)의 위치가 변경(즉, 흉부 변위)되는 동안 충격에너지를 일정하게 유지하게 된다.
상기와 같이 구성된 본 발명을 제공함으로써, 차량의 충돌 시, 컬럼의 충격에너지를 유지 및 조절하여 운전자 흉부 변위 상해를 줄일 수 있으며, 부수적으로 종래 컬럼 마운팅을 위한 캡슐을 삭제함으로 제조원가 및 중량을 절감할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
이상에 설명한 본 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어 및 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 도면 및 실시 예에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 컬랩스 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
10: 스티어링 컬럼 11: 어퍼 컬럼
13: 로워 컬럼 15: 캡슐
17: 마운팅 브라켓 18: 고정홈
19: 가이드홈 20: 컬링 플레이트
21: 체결홀 23: 컬링부
25: 컬랩스홀 30: 고정핀
40: 마운팅 볼트 F : 충격에너지
D : 컬럼변형량(D)

Claims (6)

  1. 스티어링 컬럼(10)을 카울에 고정시키는 마운팅 브라켓(17)과;
    상기 마운팅 브라켓(17)에 연결되며, 차량의 충돌 시 컬랩스(Collapse)되어 스티어링 컬럼(10)에 전달되는 충격에너지를 흡수하는 컬링 플레이트(20)와;
    상기 마운팅 브라켓(17)과 컬링 플레이트(20)를 서로 밀착 고정시킴과 아울러, 차량의 충돌 시 상기 컬링 플레이트(20)를 컬랩스시켜 스티어링 컬럼(10)의 충격에너지를 유지 및 조절하는 고정핀(30)을 포함하는 것을 특징으로 하는 스티어링 컬럼의 충격흡수 유닛.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 컬링 플레이트(20)에는 길이 방향을 따라 장공형상으로 관통되어 상기 고정핀(30)에 의해 상기 마운팅 브라켓(17)에 고정되며, 차량의 충돌 시 상기 컬링 플레이트(20)의 이동으로 상기 고정핀(30)에 의해 컬랩스되어 상기 스티어링 컬럼(10)의 충격에너지를 유지 및 조절하는 컬랩스홀(25)이 더 형성된 것을 특징으로 하는 스티어링 컬럼의 충격흡수 유닛.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 컬링 플레이트(20)의 한쪽 부분에는 마운팅 볼트(40)의 체결을 통해 상기 스티어링 컬럼(10)에 고정할 수 있는 체결홀(21)이 관통 형성되고, 다른 한 쪽 부분에는 상기 마운팅 브라켓(17)에 걸 수 있는 컬링부(23)가 절곡 형성된 것을 특징으로 하는 스티어링 컬럼의 충격흡수 유닛.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 컬링 플레이트(20)의 체결홀(21)에 대응되는 상기 마운팅 브라켓(17)의 한쪽 부분에는 상기 마운팅 볼트(40)의 의해 상기 컬링 플레이트(20)에 고정됨과 아울러, 차량의 충돌 시 상기 컬링 플레이트(20)의 이동에 의해 상기 마운팅 볼트(40)와 서로 분리되는 고정홈(18)이 더 형성된 것을 특징으로 하는 스티어링 컬럼의 충격흡수 유닛.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 고정핀(30)에 대응되는 상기 마운팅 브라켓(17)의 다른 한쪽 부분에는 고정핀(30)에 의해 상기 컬링 플레이트(20)가 컬랩스되는 동안, 상기 컬링 플레이트(20)이동방향의 반대방향으로 상기 고정핀(30)이 이동할 수 있게 가이드홈(19)이 더 형성된 것을 특징으로 하는 스티어링 컬럼의 충격흡수 유닛.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 컬링 플레이트(20)의 재질은 상기 마운팅 브라켓(17)에 비해 상대적으로 연질의 금속재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스티어링 컬럼의 충격흡수 유닛.
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