KR20210076361A - 오버랩 최적화를 갖는 튜브 인 튜브 구조의 컬럼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오버랩 최적화를 갖는 튜브 인 튜브 구조의 컬럼에 관한 것으로, 차량용 스티어링 컬럼에 있어서, 상기 차량용 컬럼은 이너자켓과 아웃자켓을 포함하여 구성되고, 상기 이너자켓은 상기 아웃자켓과 결합되는 끝단으로는 외측으로 돌출되어 접힘 가공되는 제 1압입돌기가 이너자켓 끝단으로 구비되고, 상기 아웃자켓은 상기 이너자켓과 결합되는 끝단으로 내측으로 돌출되어 접힘 가공되는 제 2압입돌기가 아웃자켓 끝단으로 구비되며, 상기 이너자켓을 감싸며 끼움 결합되는 아웃자켓과 결합 시 상기 제 1압입돌기는 아웃자켓 내측면을 지지하고, 상기 제 2압입돌기는 이너자켓 외측면을 지지하면서 끼움 결합되고, 상기 제 1압입돌기와 제 2압입돌기는 끼움 결합 시 끼움 압력을 받아 굽힘 작용에 의해 결합되는 것을 특징으로 한다.

Description

오버랩 최적화를 갖는 튜브 인 튜브 구조의 컬럼{Column of tube-in-tube structure with overlap optimization}

본 발명은 오버랩 최적화를 갖는 튜브 인 튜브 구조의 컬럼에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 컬럼의 조립 구조에서 오버랩 최적화와 조립 우수성, 충돌 에너지 흡수성을 향상시킨 튜브 인 튜브 방식의 컬럼에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 조향장치는 자동차의 진행 방향을 운전자의 의지대로 변경할 수 있도록 하기 위한 장치로서 자동차의 앞바퀴가 선회하는 회전 중심을 임의로 변경하여 운전자가 원하는 방향으로 자동차를 진행시킬 수 있도록 보조하는 장치이다. 이러한 조향장치에 있어서 운전자가 조향휠을 조작함으로써 발생한 조향력은 조향축을 통해 하단의 랙-피니언 기구에 전달되고 최종적으로는 양쪽 바퀴의 방향을 변화시키게 된다.

일반적으로 차량용 조향장치는 스티어링 휠에서 발생되는 회전력을 조향륜에 전달 할 수 있도록 그 사이에 설치되어 있는 것으로, 스티어링 휠과 연결된 컬럼과, 이 컬럼과 연결된 유니버셜 조인트과 유니버셜 조인트와 결합된 랙 피니언 기어박스와, 그리고 기어박스의 양측에 볼조인트로 결합된 타이로드 및 엔드로 연동되어진다. 따라서, 스티어링 휠의 조타 시 유니버샬 조인트는 랙 피니언기어 박스와 연결되고 랙은 랙바를 직선운동으로 슬라이딩시켜 타이로드 엔드를 좌우로 이동시킴으로서 차륜을 조향하게 되는 것이다.

또한, 스티어링 컬럼은 크게 이너튜브와 아웃튜브 구성되며, 그 내측으로는 운전자에 조향력을 전달하는 동력부품이 구성되는데, 상기 이너튜브와 아웃튜브를 조립하는 과정에서 압입 조립 시 강성 확보와 충돌에 따른 성능 확보가 중요시 되고 있다.

이러한 결합 방식의 컬럼에서 기존에는 별도의 플라스틱 부재를 이용하여 조립하는 것을 채택하여 적용하고 있는데, 이는 치수산포 및 상승 압입 구조로 하중관리가 어려운 문제점이 있었다.

KR 10-0998561호 KR 10-1040017호 KR 10-0610064호

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 차량의 컬럼 조립 구조에 있어서, 오버랩 최적화가 용이하고 충돌에너지 흡수 능력이 우수한 컬럼 조립 구조를 제공하고자 하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 튜브의 오버랩 구간의 하중 산포를 최소화시키고 경방향 지지를 크게 확보함으로써 충돌 흡수성이 뛰어난 컬럼 조립 구조를 제공하고자 하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차량용 스티어링 컬럼에 있어서, 상기 차량용 컬럼은 이너자켓과 아웃자켓을 포함하여 구성되고, 상기 이너자켓은 상기 아웃자켓과 결합되는 끝단으로는 외측으로 돌출되어 접힘 가공되는 제 1압입돌기가 이너자켓 끝단으로 구비되고, 상기 아웃자켓은 상기 이너자켓과 결합되는 끝단으로 내측으로 돌출되어 접힘 가공되는 제 2압입돌기가 아웃자켓 끝단으로 구비되며, 상기 이너자켓을 감싸며 끼움 결합되는 아웃자켓과 결합 시 상기 제 1압입돌기는 아웃자켓 내측면을 지지하고, 상기 제 2압입돌기는 이너자켓 외측면을 지지하면서 끼움 결합되고, 상기 제 1압입돌기와 제 2압입돌기는 끼움 결합 시 끼움 압력을 받아 굽힘 작용에 의해 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 1압입돌기와 제 2압입돌기는, 90도 간격으로 4개 방향에 각각 형성되며, 상기 이너자켓과 아웃자켓 결합 시 각각 동일 간격을 갖도록 조립된다.

또한, 상기 제 1압입돌기와 제 2압입돌기는, 상기 이너자켓과 아웃자켓 끝단을 임의의 폭만큼 절개 후 굽힘 가공하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이너자켓과 아웃자켓은, 압입을 통한 조립 후 상기 제 1압입돌기와 제 2압입돌기가 45도 간격으로 교차되도록 조립되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명은 튜브 인 튜브 결합 구조의 컬럼을 가지는 것으로, 압입돌기의 결합 구조를 통해 오버랩을 최적화시킬 수 있으며, 압입 조립 과정에서 동심 교정과 길들임을 달성함에 따라 오버랩 구간의 하중산포를 최소화시킬 수 있는 이점이 있다.

이에 따라 본 발명은 압입돌기의 결합 견고력을 통해 충돌 에너지 흡수 능력을 향상시킬 수 있으며, 조립 내구성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 오버랩 최적화를 갖는 튜브 인 튜브 구조의 컬럼의 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 오버랩 최적화를 갖는 튜브 인 튜브 구조의 컬럼의 이너자켓과 아웃자켓의 분리도,
도 3은 본 발명에 따른 오버랩 최적화를 갖는 튜브 인 튜브 구조의 컬럼의 부분 확대도,
도 4는 본 발명에 따른 오버랩 최적화를 갖는 튜브 인 튜브 구조의 컬럼의 조립 전 상태를 나타낸 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 오버랩 최적화를 갖는 튜브 인 튜브 구조의 컬럼의 조립 직전 상태를 나타낸 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 오버랩 최적화를 갖는 튜브 인 튜브 구조의 컬럼의 조립 후 상태를 나타낸 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 오버랩 최적화를 갖는 튜브 인 튜브 구조의 컬럼의 완전 결합 상태를 나타낸 단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 오버랩 최적화를 갖는 튜브 인 튜브 구조의 컬럼을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 오버랩 최적화를 갖는 튜브 인 튜브 구조의 컬럼은, 차량용 스티어링 컬럼에 있어서, 차량용 스티어링 컬럼에 있어서, 상기 차량용 컬럼은 이너자켓과 아웃자켓을 포함하여 구성되고, 상기 이너자켓은 상기 아웃자켓과 결합되는 끝단으로는 외측으로 돌출되어 접힘 가공되는 제 1압입돌기가 이너자켓 끝단으로 구비되고, 상기 아웃자켓은 상기 이너자켓과 결합되는 끝단으로 내측으로 돌출되어 접힘 가공되는 제 2압입돌기가 아웃자켓 끝단으로 구비되며, 상기 이너자켓을 감싸며 끼움 결합되는 아웃자켓과 결합 시 상기 제 1압입돌기는 아웃자켓 내측면을 지지하고, 상기 제 2압입돌기는 이너자켓 외측면을 지지하면서 끼움 결합되고, 상기 제 1압입돌기와 제 2압입돌기는 끼움 결합 시 끼움 압력을 받아 굽힘 작용에 의해 결합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 오버랩 최적화를 갖는 튜브 인 튜브 구조의 컬럼은, 컬럼 구조체를 조립하는 과정에서 압입 돌기를 통해 끼움 결합하는 구조를 채택함으로써, 압입돌기를 통한 오버랩 최적화를 실현하고, 이와 더불어 하중산포를 최소화시킬 수 있는 컬럼 조립 구조를 제안하고자 한다.

도 1은 본 발명에 따른 오버랩 최적화를 갖는 튜브 인 튜브 구조의 컬럼의 사시도이다. 도시된 바와 같이 차량용 컬럼은 스티어링 휠의 주요 구성품으로써, 사용자의 조타력을 바퀴로 전달하기 위한 동력 전달용 구조체에 해당한다.

본 발명에서는 차량 스티어링 휠 컬럼을 생산할 때 발생되는 조립 내구성, 충돌 흡수성, 오버랩 확보, 하중 지지력 등의 기계적 품질 측면에서 기존의 컬럼에서 발생되는 조립 부재(플라스틱 부재)의 추가 사용이나 조립 후 발생되는 물리적 결합 성능 등의 문제를 해소하기 위하여 제안한다.

아래 도 2 내지 도 7을 통해서 본 발명을 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 오버랩 최적화를 갖는 튜브 인 튜브 구조의 컬럼의 이너자켓과 아웃자켓의 분리도이다. 본 발명에 따른 컬럼은 원통형 이너자켓(200)과 상기 이너자켓을 감싸면서 결합되는 아웃자켓(300)을 포함하여 구성되며, 본 발명의 주요 기술적 요지에 따른 조립 구조에 대한 설명 외에 컬럼을 구성하는 다양한 부품 구조에 대해서는 생략하기로 한다.

상기 이너자켓(200)과 아웃자켓(300)이 결합되는 구조에서 아웃자켓이 이너자켓을 완전 감싸면서 끼움 결합되는 구조를 갖는데, 컬럼의 자켓 결합에 있어서 기존에는 별도의 조립부재를 사용하였으나, 본 발명에서는 압입돌기를 통해 우수한 조립성을 만족시키고자 하는 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 오버랩 최적화를 갖는 튜브 인 튜브 구조의 컬럼의 부분 확대도이다. 도시된 바와 같이 아웃자켓과 결합되는 방향의 이너자켓(200) 끝단으로는 제 1압입돌기(210)가 구비된다.

상기 제 1압입돌기는 이너자켓의 파이프 끝단을 소정 폭으로 절개한 후 절개된 부위를 외측으로 굽힘 가공하여 용이한 가공성을 가질 수 있다. 따라서, 별도의 조립 부재가 필요없이 상기 이너자켓(200) 끝단을 절개 가공한 후 외측으로 굽힘 가공하여 결합의 필요한 제 1압입돌기(210)를 구성한다. 이때, 상기 제 1압입돌기(210)는 90도 간격으로 4방향에 각각 형성되는데, 이것은 후술할 제 2압입돌기와의 적절한 간격을 확보하기 위해서다.

또한, 상기 아웃자켓(300)으로는 마찬가지로 이너자켓과 결합되는 방향의 끝단으로 절개 후 굽힘 가공처리한 제 2압입돌기(310)가 구성된다. 상기 제 2압입돌기(310)는 제 1압입돌기와 다르게 내측으로 굽힘 가공 처리된 형태를 유지한다. 이것도 마찬가지로 4방향 90도 간격을 가지고 구비된다.

따라서, 상기 이너자켓을 감싸고 상기 아웃자켓(300)이 끼움 결합을 하면, 제 1압입돌기는 아웃자켓의 내측면을 지지하게 되며, 제 2압입돌기는 이너자켓의 외측면을 지지하게 된다.

또한, 조립 과정에서 4방향으로 각각 구비된 제 1압입돌기와 제 2압입돌기가 지그재그 형태로 교차될 수 있도록 마주한 상태에 끼움 결합시키고, 소정의 압력을 가하게 되면 제 1압입돌기는 제 2압입돌기는 압력을 받아 굽힘 작용하면서 결합된다.

이에 따라, 결합 후 제 1압입돌기와 제 2압입돌기간의 거리가 간격으로 오버랩 구간을 최적화시킬 수 있으며, 조립 후 발생되는 하중 산포를 최소화 시킬 수 있으며, 경방향 지지력을 고르게 분포시킬 수 있는 것이다.

도 4 내지 도 7은 이너자켓과 아웃자켓의 조립과정을 도시한다.

도 4는 조립 전 상태의 단면도를 도시한 것으로, 최초 제 1압입돌기(210)와 제 2압입돌기(310)는 소정 각도로 굽힘 가공된 상태를 유지한다. 도 5와 도 6에서 보면, 최초 압입 후 제 1압입돌기(210)는 바깥쪽으로 굽힘 작용하여 아웃자켓의 내측면과 접촉하여 지지되고, 제 2압입돌기는 안쪽으로 굽힘 작용하여 이너자켓 외측면과 접촉하여 지지되면서 결합된다. 이때, 조립과정에 따른 두 자켓의 동심교정이 구간이 발생된다.

도 7은 완전 결합된 상태로써, 조립 구간까지 결합이 완료되면, 제 1압입돌기와 제 2압입돌기에 의해 이너자켓 외측면과 아웃자켓 내측면을 지지하면서 완전히 결합되어 두 자켓의 조립에 따른 안정화 및 길들이기 구간에 진입한다.

상기 이너자켓과 아웃자켓의 최초 결합 시 초기 압입 피크가 크게 작용한 후 동심교정 구간 이후에는 길들이기 및 안정화 구간을 거쳐 컬럼 조립이 완성된다.

이와 같이 구성되는 본 발명은 압입돌기의 결합 구조를 통해 오버랩을 최적화시킬 수 있으며, 압입 조립 과정에서 동심 교정과 길들임을 달성함에 따라 오버랩 구간의 하중산포를 최소화시킬 수 있으며, 결합 견고력을 통해 충돌 에너지 흡수 능력을 향상시킬 수 있고, 조립 내구성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

이상, 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

100 : 스티어링 컬럼
200 : 이너자켓
210 : 제 1압입돌기
220 : 제 1절개부
300 : 아웃자켓
310 : 제 2압입돌기
320 : 제 2절개부

Claims (4)

1. 차량용 스티어링 컬럼에 있어서,
   상기 차량용 컬럼은 이너자켓과 아웃자켓을 포함하여 구성되고,
   상기 이너자켓은 상기 아웃자켓과 결합되는 끝단으로는 외측으로 돌출되어 접힘 가공되는 제 1압입돌기가 이너자켓 끝단으로 구비되고,
   상기 아웃자켓은 상기 이너자켓과 결합되는 끝단으로 내측으로 돌출되어 접힘 가공되는 제 2압입돌기가 아웃자켓 끝단으로 구비되며,
   상기 이너자켓을 감싸며 끼움 결합되는 아웃자켓과 결합 시 상기 제 1압입돌기는 아웃자켓 내측면을 지지하고, 상기 제 2압입돌기는 이너자켓 외측면을 지지하면서 끼움 결합되고,
   상기 제 1압입돌기와 제 2압입돌기는 끼움 결합 시 끼움 압력을 받아 굽힘 작용에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 오버랩 최적화를 갖는 튜브 인 튜브 구조의 컬럼.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1압입돌기와 제 2압입돌기는,
   90도 간격으로 4개 방향에 각각 형성되며,
   상기 이너자켓과 아웃자켓 결합 시 각각 동일 간격을 갖도록 조립되는 오버랩 최적화를 갖는 튜브 인 튜브 구조의 컬럼.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 제 1압입돌기와 제 2압입돌기는,
   상기 이너자켓과 아웃자켓 끝단을 임의의 폭만큼 절개 후 굽힘 가공하여 형성되는 것을 특징으로 하는 오버랩 최적화를 갖는 튜브 인 튜브 구조의 컬럼.
4. 제 1항에 있어서, 상기 이너자켓과 아웃자켓은,
   압입을 통한 조립 후 상기 제 1압입돌기와 제 2압입돌기가 45도 간격으로 교차되도록 조립되는 것을 특징으로 하는 오버랩 최적화를 갖는 튜브 인 튜브 구조의 컬럼.

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