KR20220053315A - Shock Absorbing Structure of Vehicle Columns - Google Patents

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KR20220053315A
KR20220053315A KR1020200137620A KR20200137620A KR20220053315A KR 20220053315 A KR20220053315 A KR 20220053315A KR 1020200137620 A KR1020200137620 A KR 1020200137620A KR 20200137620 A KR20200137620 A KR 20200137620A KR 20220053315 A KR20220053315 A KR 20220053315A
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vehicle
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absorption
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KR1020200137620A
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홍성종
홍진용
김병희
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남양넥스모 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a shock absorbing structure of a vehicle column and, more specifically, to a shock absorbing structure of a vehicle steering column, which comprises a housing constituting a steering wheel column for a vehicle and a jacket installed through the inside of the housing to absorb shock transmitted to the column due to an external collision. The structure comprises: an inner jacket inserted into the housing constituting the column; an absorption groove provided on one side of the surface of the inner jacket; a longitudinal flexing gear provided with an absorption key tightly coupled to correspond to the absorption groove, and having linear gear teeth on an outer surface to be engaged with gear teeth formed on the inner surface of the housing; and a fracture member which is bound to fix the flexing gear to the surface of the inner jacket, and is broken when the inner jacket is separated from the housing by a predetermined distance due to a vehicle collision after being fixed to both sides of the flexing gear. The present invention can secure the safety of a driver.

Description

차량용 컬럼의 충격흡수 구조{Shock Absorbing Structure of Vehicle Columns}Shock Absorbing Structure of Vehicle Columns

본 발명은 차량용 컬럼의 충격흡수 구조에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 차량 충돌 발생에 따른 컬럼의 충격흡수 기능을 가지는 구조가 간소화된 차량용 컬럼에 관한 것이다.The present invention relates to a shock absorption structure of a vehicle column, and more particularly, to a vehicle column having a simplified structure having a shock absorption function of the column according to the occurrence of a vehicle collision.

일반적으로, 자율주행 자동차는 운전자의 개입 없이 주변 환경을 인식하고, 주행 상황을 판단하여 차량을 제어함으로써 스스로 주어진 목적지까지 주행하는 자동차를 말한다. 최근에는 이러한 자율주행 자동차가 교통사고를 줄이고, 교통 효율성을 높이며 연료절감과 운전을 대신해 줌으로써 편의를 증대시킬 수 있는 미래 개인교통수단으로 주목 받고 있다.In general, an autonomous vehicle refers to a vehicle that autonomously drives to a given destination by recognizing a surrounding environment, judging a driving situation, and controlling the vehicle without driver intervention. Recently, these autonomous vehicles are attracting attention as future personal transportation means that can reduce traffic accidents, increase traffic efficiency, save fuel and increase convenience by replacing driving.

이러한 자율주행 자동차는 아직까지는 인간이 정상적으로 운전하는 것처럼 완벽하지 않아, 부분적으로 돌발 상황이 발생할 수 있다. 예를 들면, 카메라 센서 전원이 불안정하여 입력이 일정 시간 동안 들어오지 않을 수도 있고 레이저 센서 표면에 나뭇잎 등의 물체가 붙어서 정보 취득에 실패할 수도 있다. 이러한 돌발 상황이 발생되는 경우, 자율주행 자동차는 즉시 차량 제어권을 운전자에게 전환하여 운전자의 안전을 보장하도록 해야 한다.These self-driving cars are still not as perfect as humans normally drive, so there could be some unexpected situations. For example, an input may not be received for a certain period of time because the power of the camera sensor is unstable, or an object such as a leaf may be attached to the surface of the laser sensor, which may cause information acquisition to fail. In the event of such an emergency, the autonomous vehicle must immediately transfer control of the vehicle to the driver to ensure the driver's safety.

이에 따라, 현재까지 자율주행 자동차는 자율 주행 도중 주기적으로 운전자가 스티어링 휠을 파지하고 있는지 여부를 체크해야 한다. 즉, 돌발 상황이 발생되었는데, 운전자가 잠을 자고 있거나, 뒤를 돌아보고 있으면, 차량 제어권을 운전자에게 빠르게 전환할 수 없으므로, 자율주행 자동차는 주기적으로 운전자가 스티어링 휠을 파지하고 있는지를 체크하여 돌발 상황 발생 시 운전자에 차량 제어권을 신속하게 전환하도록 대비해야 한다.Accordingly, up to now, autonomous vehicles have to periodically check whether the driver is holding the steering wheel during autonomous driving. In other words, an unexpected situation has occurred, and if the driver is sleeping or looking back, control of the vehicle cannot be quickly transferred to the driver, so the autonomous vehicle periodically checks whether the driver is holding the steering wheel and In the event of an incident, the driver should be prepared to quickly transfer control of the vehicle.

한편, 자동차의 조향 시 운전자의 조타력을 저감시키기 위한 동력 보조 조향장치로는, 유압펌프에서 유압을 형성하여 조타력을 보조하는 유압식 조향장치(Hydraulic Power Steering)와, 전동모터의 구동토크(회전력)를 이용하여 조타력을 보조하는 전동식 조향장치(Motor Driven Power Steering, 이하 'MDPS'라 함)가 널리 알려져 있다.On the other hand, as a power assist steering device for reducing the driver's steering force when steering a vehicle, a hydraulic power steering device that assists the steering force by forming hydraulic pressure in a hydraulic pump, and the driving torque (rotational force) of the electric motor ), a motor driven power steering (hereinafter referred to as 'MDPS') that assists with steering force is widely known.

이 중에서 MDPS는 차량의 주행조건에 따라 전동모터가 자동으로 제어되어 운전자 스티어링 휠 조작에 따른 조타력 보조 기능을 수행하므로 유압식 조향장치에 비해 더욱 향상된 조타성능과 조타감을 제공한다.Among them, the MDPS automatically controls the electric motor according to the driving conditions of the vehicle and performs a steering force assistance function according to the driver's steering wheel operation, thus providing improved steering performance and steering feel compared to the hydraulic steering system.

상기 MDPS는 차속 등에 따라 스티어링 휠의 조작력을 줄여주어 가볍고 신속한 조향 조작이 가능하도록 하는바, 이를 위한 기본 구성으로 토크센서, 조향각 센서, 차속센서 등의 센서류와 제어기(ECU), 전동모터를 포함하며, 제어기가 전동모터의 구동을 제어하기 위해 상기한 센서들로부터 조향정보(조향각, 스티어링 휠 토크 등의 조향 입력정보)와 차량의 주행정보(차속 등의 차량정보)를 수신하도록 되어 있다.The MDPS reduces the operating force of the steering wheel according to vehicle speed to enable light and rapid steering operation. For this purpose, the basic configuration includes sensors such as a torque sensor, a steering angle sensor, and a vehicle speed sensor, a controller (ECU), and an electric motor. , the controller is configured to receive steering information (steering input information such as steering angle and steering wheel torque) and driving information (vehicle information such as vehicle speed) of the vehicle from the above-described sensors to control the driving of the electric motor.

이때, 제어기는 조향정보와 주행정보에 기초하여 결정된 토크 값에 해당하는 만큼의 전류치를 튜닝된 대로 연산하여 전동모터에 공급하고, 전동모터의 회전 및 회전 감속을 통해 운전자 조타력을 보조하기 위한 힘을 발생시킨다.At this time, the controller calculates the current value corresponding to the torque value determined based on the steering information and the driving information as tuned and supplies it to the electric motor, and a force to assist the driver's steering force through rotation and rotation deceleration of the electric motor causes

이러한 MDPS의 기구적 구성을 살펴보면, 조향축(steering shaft)에 결합되어 있는 MDPS 축상의 웜휠(worm wheel)과, 상기 웜휠에 치합되어 결합된 웜축(worm shaft)과, 상기 웜축의 일단에 연결된 상태로 제어기(이하, 'MDPS 제어기'라 칭함)의 제어에 의해 구동하여 웜축에 동력을 전달하는 전동모터(이하, 'MDPS 모터'라 칭함)를 포함하고, 상기 MDPS 모터 및 이에 연결된 웜축이 MDPS 축의 웜휠(worm wheel)을 회전시켜 조타력을 보조하게 된다.Looking at the mechanical configuration of the MDPS, a worm wheel on the MDPS shaft coupled to a steering shaft, a worm shaft meshed with and coupled to the worm wheel, and a state connected to one end of the worm shaft It includes an electric motor (hereinafter referred to as 'MDPS motor') that drives under the control of a furnace controller (hereinafter referred to as 'MDPS controller') to transmit power to the worm shaft, and the MDPS motor and the worm shaft connected thereto A worm wheel is rotated to assist the steering force.

이러한 차량용 컬럼은 계속적으로 기능성 측면과 안전성 측면이 요구되고 있으며, 특히, 컬럼의 경우 에어백 전개 시 발생되는 컬럼의 충격 에너지를 흡수하기 위하여 다양한 연구가 시도되고 있는데, 충격 에너지를 흡수할 때 구조물에 가해지는 에너지에 의해 파손이나 변형의 문제를 최소화시킬 수 있는 개선된 구조가 필요한 실정이다.These vehicle columns are continuously required in terms of functionality and safety, and in particular, in the case of columns, various studies are being attempted to absorb the impact energy of the column generated when the airbag is deployed. There is a need for an improved structure that can minimize the problem of damage or deformation due to the energy that is lost.

하지만, 컬럼의 충격 흡수를 위한 기존의 다양한 기술들이 개발되고 있으나, 구조가 매우 복잡할 뿐만 아니라 이에 따른 부품수 증가, 생산비용 증대 등 사업화 특성에 부합되기에 부족함이 많은 실정이다. However, although various existing technologies for absorbing the shock of the column have been developed, the structure is not only very complicated, but also lacks in meeting the characteristics of commercialization, such as an increase in the number of parts and an increase in production cost.

KR 10-1338645호KR 10-1338645 KR 10-2015-0017508호KR 10-2015-0017508 KR 10-1208890호KR 10-1208890 KR 10-0962804호KR 10-0962804

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 차량용 컬럼에 가해지는 충돌 에너지 흡수의 효율성을 위하여 에너지 흡수 시 발생할 수 있는 구조물의 손상과 같은 물리적 안정성을 확보할 수 있는 충격흡수 구조를 제안하여 차량용 컬럼의 내구성과 더불어 운전자 안정성을 확보할 수 있는 컬럼 충격흡수 구조를 제공하고자 하는데 목적이 있다. In order to solve the above problems, the present invention proposes a shock absorbing structure that can secure physical stability such as damage to structures that may occur during energy absorption for the efficiency of absorbing collision energy applied to a vehicle column. The purpose is to provide a column shock absorption structure that can secure driver stability as well as durability.

또한, 본 발명은 충돌흡수 장치의 구조를 개선하여 공정상 조립 편의성을 향상시킬 수 있는 차량용 컬럼을 제공하고자 하는데 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a column for a vehicle capable of improving assembly convenience in a process by improving the structure of a crash absorbing device.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차량용 스티어링 휠 컬럼을 구성하는 하우징과, 상기 하우징 내측으로 관통 설치되는 자켓을 구비하고, 외부 충돌에 따라 컬럼으로 전해지는 충격을 흡수하는 차량용 스티어링 컬럼의 충격흡수 구조에 있어서, 상기 컬럼을 구성하는 상기 하우징 내측으로 삽입 설치되는 이너자켓, 상기 이너자켓 표면 일측으로 마련되는 흡수홈, 상기 흡수홈에 대응하여 밀착 결합되는 흡수키를 구비하며, 상기 하우징 내측면에 형성된 기어치와 치합되는 선형의 기어치가 외측 표면으로 구비되는 길이형상의 플랙싱 기어 및 상기 플랙싱 기어를 상기 이너자켓 표면으로 고정시키기 위해 결속되는 것으로, 상기 플랙싱 기어 양측에 고정 설치된 후 차량 충돌에 따라 상기 이너자켓이 하우징에서 소정 거리 이탈되면 파단 동작되는 파단부재를 포함하여 구성된다.The present invention for achieving the above object includes a housing constituting a steering wheel column for a vehicle, a jacket installed through the inside of the housing, and a steering column for a vehicle that absorbs shock transmitted to the column according to an external collision. In the shock absorption structure, an inner jacket inserted and installed into the housing constituting the column, an absorption groove provided on one side of the surface of the inner jacket, and an absorption key closely coupled to the absorption groove are provided in the housing; A longitudinal flexing gear having a linear gear tooth meshing with the gear teeth formed on the side surface as an outer surface and binding to fix the flexing gear to the inner jacket surface, after being fixedly installed on both sides of the flexing gear and a breaking member that is operated to break when the inner jacket is separated from the housing by a predetermined distance according to a vehicle collision.

또한, 상기 흡수키는, 평면상 원형 또는 타원형 형상을 갖도록 구성되며, 상기 흡수키의 형상에 대응하여 상기 흡수홈의 형상도 대응되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the absorption key is configured to have a circular or oval shape in plan view, and the shape of the absorption groove is formed to correspond to the shape of the absorption key.

또한, 상기 흡수키는, 차량 충돌에 따라 상기 이너자켓이 이탈되는 방향으로 곡면 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.In addition, the absorption key is characterized in that it has a curved shape in a direction in which the inner jacket is separated according to a vehicle collision.

또한, 상기 흡수키는, 원형 또는 반원형 형상에 해당하는 흡수키의 높이 치수가 상기 이너자켓을 구성하는 강관의 두께 치수보다 작은 것을 특징으로 한다.In addition, the absorption key is characterized in that the height dimension of the absorption key corresponding to the circular or semi-circular shape is smaller than the thickness dimension of the steel pipe constituting the inner jacket.

또한, 상기 플랙싱 기어는, 상기 이너자켓의 외주면 곡률에 대응하는 표면 곡률을 갖고 상기 파단부재를 통해 고정 설치된다.In addition, the flexing gear has a surface curvature corresponding to the curvature of the outer circumferential surface of the inner jacket and is fixedly installed through the breaking member.

또한, 상기 파단부재는, 상기 플랙싱 기어와 이너자켓을 결속 고정시키며, 플랙싱 기어와 이너자켓이 결속되는 경계선으로 노치가 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the breaking member is characterized in that the flexing gear and the inner jacket are bound and fixed, and a notch is formed as a boundary line where the flexing gear and the inner jacket are bound.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명은 충격 에너지 흡수를 채택함으로써 스티어링 휠의 충돌 발생 시 에너지를 흡수하여 운전자의 안전성을 확보할 수 있는 이점이 있다.The present invention constructed and operated as described above has the advantage of absorbing energy when a steering wheel crash occurs by adopting shock energy absorption to ensure driver safety.

특히, 본 발명은 구조가 매우 간소화고 이에 따른 조립 용이성을 갖는 컬럼 충격 흡수 구조를 제공함에 따라 생산성 향상과 제품 품질 안정성을 만족시킬 수 있는 장점이 있다.In particular, the present invention has the advantage of being able to satisfy productivity improvement and product quality stability by providing a column shock absorbing structure having a very simple structure and easy assembly.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 컬럼의 충격흡수 구조의 개략적인 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 차량용 컬럼의 충격흡수 구조에서 이너자켓의 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 차량용 컬럼의 충격흡수 구조에서 이너자켓과 플랙싱 기어의 분해 사시도 및 플랙싱 기어의 저면도,
도 4는 본 발명에 따른 차량용 컬럼의 충격흡수 구조에서 플랙싱 기어의 다른 실시예를 나타낸 분해 저면도,
도 5는 본 발명에 따른 차량용 컬럼의 충격흡수 구조에서 이너자켓과 플랙싱 기어, 파단부재의 분해도,
도 6은 본 발명에 따른 차량용 컬럼의 충격흡수 구조에서 플랙싱 기어의 충격 흡수 후의 상태도,
도 7은 본 발명에 따른 차량용 컬럼의 충격흡수 구조에서 파단부재의 상세도.1 is a schematic configuration diagram of a shock absorption structure of a column for a vehicle according to the present invention;
2 is a perspective view of an inner jacket in the shock absorption structure of the vehicle column according to the present invention;
3 is an exploded perspective view of an inner jacket and a flexing gear and a bottom view of the flexing gear in the shock absorbing structure of the vehicle column according to the present invention;
4 is an exploded bottom view showing another embodiment of the flexing gear in the shock absorption structure of the vehicle column according to the present invention;
5 is an exploded view of the inner jacket, the flexing gear, and the breaking member in the shock absorption structure of the vehicle column according to the present invention;
6 is a state diagram after shock absorption of the flexing gear in the shock absorption structure of the vehicle column according to the present invention;
7 is a detailed view of the breaking member in the shock absorption structure of the vehicle column according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 컬럼의 충격흡수 구조를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the shock absorption structure of the column for a vehicle according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 차량용 컬럼의 충격흡수 구조는, 차량용 스티어링 휠 컬럼을 구성하는 하우징과, 상기 하우징 내측으로 관통 설치되는 자켓을 구비하고, 외부 충돌에 따라 컬럼으로 전해지는 충격을 흡수하는 차량용 스티어링 컬럼의 충격흡수 구조에 있어서, 상기 컬럼을 구성하는 상기 하우징 내측으로 삽입 설치되는 이너자켓, 상기 이너자켓 표면 일측으로 마련되는 흡수홈, 상기 흡수홈에 대응하여 밀착 결합되는 흡수키를 구비하며, 상기 하우징 내측면에 형성된 기어치와 치합되는 선형의 기어치가 외측 표면으로 구비되는 길이형상의 플랙싱 기어 및 상기 플랙싱 기어를 상기 이너자켓 표면으로 고정시키기 위해 결속되는 것으로, 상기 플랙싱 기어 양측에 고정 설치된 후 차량 충돌에 따라 상기 이너자켓이 하우징에서 소정 거리 이탈되면 파단 동작되는 파단부재를 포함하여 구성된다.The shock absorbing structure of the vehicle column according to the present invention includes a housing constituting a vehicle steering wheel column, a jacket installed through the housing, and absorbing shock transmitted to the column according to an external collision. In the shock absorption structure, an inner jacket inserted and installed into the housing constituting the column, an absorption groove provided on one side of the surface of the inner jacket, and an absorption key closely coupled to the absorption groove are provided in the housing; A longitudinal flexing gear having a linear gear tooth meshing with the gear teeth formed on the side surface as an outer surface and binding to fix the flexing gear to the inner jacket surface, after being fixedly installed on both sides of the flexing gear and a breaking member that is operated to break when the inner jacket is separated from the housing by a predetermined distance according to a vehicle collision.

본 발명에 따른 차량용 컬럼의 충격흡수 구조는, 부품수 절감, 조립 구조 간소화, 그리고 이에 따른 생산 용이성을 한번에 만족시킬 수 있는 컬럼의 충격흡수 구조를 제안하는 것으로, 컬럼의 구성하는 이너자켓으로 컬럼 하우징과 지지하는 플랙싱 기어를 배치하고 상기 플랙싱 기어에 형성된 흡수키의 구성을 통해 차량 충돌 발생 시 충돌 에너지를 흡수키에 의해 이너자켓으로 물리적 흡수를 구현하는 충격흡수 구조에 관한 것이다.The shock absorption structure of the column for a vehicle according to the present invention proposes a shock absorption structure of the column that can satisfy the reduction in the number of parts, the simplification of the assembly structure, and thus the ease of production at once. It relates to a shock absorbing structure for arranging a flexing gear supporting the flexing gear and realizing physical absorption of collision energy into the inner jacket by the absorbing key when a vehicle crash occurs through the configuration of an absorption key formed on the flexing gear.

이를 위하여 본 발명은, 차량용 컬럼(100)을 구성하는 하우징(110) 내측으로 이너자켓(200)을 구비하고, 상기 이너자켓 일측 표면으로 충격흡수 역할을 담당하는 플랙싱 기어(210)가 하우징 내측면과 지지하다가 외부로부터 충격이 발생하면 상기 플랙싱 기어에 구성된 흡수키(211)가 이너자켓 표면으로는 충격에너지를 전달하면서 흡수하는 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.To this end, in the present invention, the inner jacket 200 is provided inside the housing 110 constituting the vehicle column 100, and the flexing gear 210, which serves as a shock absorbing surface on one side of the inner jacket, is installed in the housing. When an impact occurs from the outside while supporting the side surface, the absorption key 211 configured in the flexing gear has a structure for absorbing impact energy while transferring the impact energy to the surface of the inner jacket.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 컬럼의 충격흡수 구조의 개략적인 구성도이다. 일반적으로 차량용 칼럼(100)은 스티어링휠의 조향력을 전달받아 구동바퀴로 조향력을 전달하는 구조체로써, 하우징(110)을 구비하고, 상기 하우징 내측으로 조향력을 전달하는 샤프트를 내입하기 위한 자켓이 구성된다. 자켓의 구조도 전동컬럼에서는 다단 조립 구조를 갖거나 조립 형태도 매우 다양하지만, 본 발명에서의 충격흡수 구조의 기술적 요지를 설명하기 위하여 하나의 이너자켓(200)의 구성을 예로 설명하기로 한다.1 is a schematic configuration diagram of a shock absorption structure of a column for a vehicle according to the present invention. In general, the vehicle column 100 is a structure that receives the steering force of the steering wheel and transmits the steering force to the driving wheels, and includes a housing 110, and a jacket for introducing a shaft that transmits the steering force into the housing is configured. . Although the structure of the jacket also has a multi-stage assembly structure or the assembly form is very diverse in the electric column, the configuration of one inner jacket 200 will be described as an example in order to explain the technical gist of the shock-absorbing structure in the present invention.

상기 이너자켓(200)은 하우징 내측으로 삽입 설치되며, 이너자켓 내부에 구동 샤프트(미부호)가 내입 설치된다.The inner jacket 200 is inserted and installed inside the housing, and the drive shaft (unsigned) is installed inside the inner jacket.

도 2는 본 발명에 따른 차량용 컬럼의 충격흡수 구조에서 이너자켓의 사시도이다. 도 2는 상기 이너자켓(200)만을 분리하여 설명하는 도면으로써, 상기 이너자켓(200)은 원통형상의 구조체를 이루며 그 내부에서는 조향력을 전달하는 샤프트가 내입 설치된다.2 is a perspective view of the inner jacket in the shock absorption structure of the vehicle column according to the present invention. FIG. 2 is a view for explaining only the inner jacket 200 separately. The inner jacket 200 forms a cylindrical structure, and a shaft for transmitting steering force is installed inside the inner jacket 200 .

본 발명에 따른 차량 충돌에 따른 충격 흡수를 위하여 적용되는 플랙싱 기어(210)가 충돌흡수를 위한 구성으로써, 금속재의 길이형상을 갖고 상기 이너자켓 외측 표면에 고정 설치된다.The flexing gear 210 which is applied to absorb the shock according to the vehicle collision according to the present invention is a configuration for absorbing the collision, has a metal length shape and is fixedly installed on the outer surface of the inner jacket.

상기 플랙싱 기어(210)의 외측면으로 기어이가 형성되고 있으며, 이 기어이는 칼럼(100)을 구성하는 하우징 내측면에 형성되어 지지를 위한 기어와 결합된다. 이때, 상기 플랙싱 기어는 텔레스코픽 구동을 위한 동작체 역할을 수행할 수 있는데, 본 발명에서는 플랙싱 기어의 충격 흡수 동작 원리에 대해서만 구체적으로 설명하기로 한다.Gear teeth are formed on the outer surface of the flexing gear 210 , and the gear teeth are formed on the inner surface of the housing constituting the column 100 and are coupled with a gear for support. At this time, the flexing gear may serve as a moving body for telescopic driving, and in the present invention, only the shock absorbing operation principle of the flexing gear will be described in detail.

도 3은 본 발명에 따른 차량용 컬럼의 충격흡수 구조에서 이너자켓과 플랙싱 기어의 분해 사시도 및 플랙싱 기어의 저면도이다. 3 is an exploded perspective view of an inner jacket and a flexing gear and a bottom view of the flexing gear in the shock absorbing structure of the vehicle column according to the present invention.

앞서 도 2에서는 상기 플랙싱 기어(210)가 조립된 상태를 나타낸 것이며, 도 3에서는 플랙싱 기어의 분해도와 배면도를 도시하고 있다. 플랙싱 기어의 분리 상태에서 살펴보면, 상기 이너자켓(200)의 표면으로는 상기 플랙싱 기어가 접하는 면으로 흡수홈(201)이 마련되고 이에 대응하는 플랙싱 기어 내측면으로는 흡수키(211)가 형성되어 있다. Previously, FIG. 2 shows the assembled state of the flexing gear 210, and FIG. 3 shows an exploded view and a rear view of the flexing gear. Looking at the separated state of the flexing gear, an absorption groove 201 is provided on the surface of the inner jacket 200 as a surface in contact with the flexing gear, and an absorption key 211 on the inner surface of the corresponding flexing gear. is formed.

이때, 플랙싱 기어가 상기 이너자켓(200)에 조립될 때 흡수키(211)가 흡수홈(201)에 위치하도록 구성된다. 상기 흡수홈(201)은 소정 크기의 홈 형태를 갖는데, 이는 이너자켓을 관통하는 홀 형태 또는 관통되지 않는 홈 형태로 구성될 수 있다. At this time, when the flexing gear is assembled to the inner jacket 200 , the absorption key 211 is configured to be positioned in the absorption groove 201 . The absorption groove 201 has a groove shape of a predetermined size, which may be configured in the form of a hole penetrating the inner jacket or a groove form that does not penetrate through the inner jacket.

또한, 상기 흡수키는 곡면을 갖는 돌출 형태를 가지며, 차량 충돌에 따른 충격이 발생할 경우 상기 흡수키(211)가 흡수홈을 이탈하면서 이탈방향을 따라 이너자켓 표면을 가압하도록 하여 충격에너지를 흡수한다.In addition, the absorption key has a protruding shape having a curved surface, and when an impact occurs due to a vehicle collision, the absorption key 211 leaves the absorption groove and presses the surface of the inner jacket along the departure direction to absorb the impact energy. .

상기 흡수키는 이탈과 동시에 충격 에너지 흡수의 용이성을 위하여 곡면을 갖도록 구성하며, 도 3에서는 반원형태(단면상)를 갖거나 아래 도 4에서는 원형(평면상)을 갖도록 구성할 수 있다.The absorption key is configured to have a curved surface for ease of absorbing shock energy at the same time as separation, and may be configured to have a semicircular shape (cross-sectional shape) in FIG.

한편, 상기 플랙싱 기어(210)는 이너자켓에 결합될 때 파단부재(300)를 통해 결합되는데, 이너자켓에 형성된 결속홈(202)을 통해 파단부재가 플랙싱 기어를 고정 결합시키게 된다. 상기 파단부재(300)는 플랙싱 기어 양단을 고정하도록 구성되며, 충돌 발생 시 상기 파단부재(300)가 파단되는 것이다.On the other hand, the flexing gear 210 is coupled through the breaking member 300 when coupled to the inner jacket, and the breaking member fixes the flexing gear through the binding groove 202 formed in the inner jacket. The breaking member 300 is configured to fix both ends of the flexing gear, and the breaking member 300 is broken when a collision occurs.

도 4는 본 발명에 따른 차량용 컬럼의 충격흡수 구조에서 플랙싱 기어의 다른 실시예를 나타낸 분해 저면도이다. 앞서 도 3에서는 흡수키의 단면 구조가 반원형상을 갖는 것이며, 도 4는 도시된 바와 같이 평면상 원형 형상을 갖도록 구성될 수 있다.4 is an exploded bottom view showing another embodiment of the flexing gear in the shock absorption structure of the vehicle column according to the present invention. In FIG. 3 above, the cross-sectional structure of the absorption key has a semicircular shape, and FIG. 4 may be configured to have a planar circular shape as shown.

따라서, 상기 플랙싱 기어(211)가 파단부재에 의해 이너자켓 표면에 결합되어 있으며, 외부 충돌이 발생하였을 경우에는 고정 상태에 놓여있는 상기 파단부재(300)가 파단되며 이와 동시에 충돌 흡수 방향을 따라 플랙싱 기어가 이탈 이동한다. 상기 플랙싱 기어는 이너자켓이 하우징(110)에 결합되어 있을 때 하우징 내측면에 밀착 고정되기 때문에 이너자켓이 충격 에너지 흡수방향으로 이동해도 플랙싱 기어는 고정된 상태를 유지하거나 일정 간격만큼 유동될 수 있다.Therefore, the flexing gear 211 is coupled to the surface of the inner jacket by a breaking member, and when an external collision occurs, the breaking member 300 in a fixed state is broken, and at the same time, along the collision absorption direction The flexing gear moves away. Since the flexing gear is closely fixed to the inner surface of the housing when the inner jacket is coupled to the housing 110, even if the inner jacket moves in the shock energy absorption direction, the flexing gear may remain fixed or flow by a certain interval. can

도 5는 본 발명에 따른 차량용 컬럼의 충격흡수 구조에서 이너자켓과 플랙싱 기어, 파단부재의 분해도이다.5 is an exploded view of an inner jacket, a flexing gear, and a breaking member in the shock absorption structure of the vehicle column according to the present invention.

도 5는 충돌 에너지 흡수에 따라서 이너자켓의 형태를 나타낸 것으로, 충격과 동시에 상기 파단부재(300)가 파단되며 플랙싱 기어의 흡수키는 최초 흡수홈에 위치하고 있다가 여기를 이탈하면서 이너자켓 표면을 가압하며 발생되는 압력에 의해 소성 변형된다. 즉, 흡수키의 돌출 높이에 따라 이너자켓에 가해지는 압력을 높아지기 때문에 상기 흡수키의 높이를 설정하여 흡수 범위를 조절할 수 있다. 충돌 에너지 흡수에 따라 이너자켓의 흡수 거리만큼 표면으로 흡수키가 충돌 에너지 흡수 범위만큼 소성변형하게 된다. 5 shows the shape of the inner jacket according to the absorption of the collision energy. The breaking member 300 is broken at the same time as the impact. It is plastically deformed by the pressure generated by pressurization. That is, since the pressure applied to the inner jacket increases according to the protrusion height of the absorption key, the absorption range can be adjusted by setting the height of the absorption key. According to the absorption of the collision energy, the absorption key to the surface as much as the absorption distance of the inner jacket is plastically deformed as much as the absorption range of the collision energy.

이때, 가장 바람직한 실시예로 상기 흡수키(211)의 돌출 높이는 이너자켓의 두께보다 작은 것이 바람직한데, 이것은 상기 흡수키의 돌출 높이가 이너자켓의 두께보다 클 경우 흡수홈에서 이탈할 때 발생되는 힘이 크기 때문이다. 따라서, 흡수키의 돌출 높이는 적절히 설계하여 충격 발생 시 최적화된 에너지 흡수 메커니즘을 갖도록 구성하는 것이 바람직하다. 또한, 도면에 도시하지는 않았지만, 흡수키와 흡수홈을 복수개 구성하여 충격 에너지의 분산과 함께 효율적인 흡수력을 갖도록 기구적으로 설계할 수 있음은 물론이다.At this time, in the most preferred embodiment, it is preferable that the protrusion height of the absorption key 211 is smaller than the thickness of the inner jacket. because of this size. Therefore, it is desirable to appropriately design the protrusion height of the absorption key to have an optimized energy absorption mechanism when an impact occurs. In addition, although not shown in the drawings, it is of course possible to mechanically design a plurality of absorbing keys and absorbing grooves to have effective absorbing power while dispersing impact energy.

도 6은 본 발명에 따른 차량용 컬럼의 충격흡수 구조에서 플랙싱 기어의 충격 흡수 후의 상태도이다. 외부 충돌 발생 시 상기 이너자켓(200)이 내측으로 이동하고 그와 반대로 충격 흡수 방향에 대하여 플랙싱 기어에 형성된 흡수키가 흡수홈을 이탈하여 상기 이너자켓(200) 표면을 가압하면서 에너지를 흡수한다. 6 is a state diagram after shock absorption of the flexing gear in the shock absorption structure of the vehicle column according to the present invention. When an external collision occurs, the inner jacket 200 moves inward, and on the contrary, the absorption key formed on the flexing gear in the direction of shock absorption leaves the absorption groove to absorb energy while pressing the surface of the inner jacket 200 .

도 7은 본 발명에 따른 차량용 컬럼의 충격흡수 구조에서 파단부재의 상세도이다. 앞서 도 3에서 설명했듯이 상기 플랙싱 기어(210)를 이너자켓 표면에 고정시키기 위한 파단부재(300)는 평상 시 플랙싱 기어를 견고히 고정하고 있다가 충돌 발생 시 파단되는 부재에 해당한다. 이때 충돌 발생에 따른 빠른 에너지 흡수를 도모하기 위하여 상기 파단부재(300)는 플랙싱기어와 이너자켓의 경계선으로 노치(310)가 형성될 수 있다. 상기 노치는 일정한 깊이의 홈에 해당하는 것으로, 파단이 일어날 때 보다 유연한 충돌 에너지 흡수를 돕기 위해 구성된다. 상기 노치(310)는 파단부재 소재를 이루는 물질의 금속 결정 구조에서 파단 위치를 결정하는 역할을 하며, 노치에 의해 충격파괴 힘을 낮춰준다. 7 is a detailed view of the fracture member in the shock absorption structure of the vehicle column according to the present invention. As described above in FIG. 3 , the breaking member 300 for fixing the flexing gear 210 to the inner jacket surface corresponds to a member that normally fixes the flexing gear firmly and breaks when a collision occurs. In this case, in order to promote rapid energy absorption due to collision, the breaking member 300 may have a notch 310 formed as a boundary line between the flexing gear and the inner jacket. The notch corresponds to a groove of a certain depth, and is configured to help absorb collision energy more flexible when fracture occurs. The notch 310 serves to determine the fracture location in the metal crystal structure of the material constituting the fracture member material, and lowers the impact fracture force by the notch.

따라서, 충격 발생시 흡수키에 의한 충격 에너지 흡수가 빠르게 일어날 수 있도록 상기 파단부재(300)에 노치(310)를 구성할 수 있다.Accordingly, the notch 310 may be configured in the breaking member 300 so that shock energy absorption by the absorbing key can occur quickly when an impact occurs.

이와 같이 구성되는 본 발명은 매우 간소한 부품과 구조 설계를 통해 차량 외부 충돌시 칼럼으로 전해지는 충격 에너지를 흡수함으로써 조립 용이성과 생산 효율성 그리고, 차량의 안정성을 도모할 수 있는 이점이 있다. The present invention configured in this way has the advantage of absorbing the impact energy transmitted to the column during an external collision of the vehicle through a very simple component and structural design, thereby promoting assembly easiness, production efficiency, and vehicle stability.

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.Although the foregoing has been described and illustrated in connection with preferred embodiments for illustrating the principles of the present invention, the present invention is not limited to the construction and operation as so shown and described. Rather, it will be apparent to those skilled in the art that many changes and modifications can be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, all such suitable alterations and modifications and equivalents are to be considered as being within the scope of the present invention.

100 : 컬럼
110 : 하우징
200 : 이너자켓
201 : 흡수홈
202 : 결속홈
210 : 플랙싱 기어
211 : 흡수키
300 : 파단부재
310 : 노치100: column
110: housing
200: inner jacket
201: absorption groove
202: binding groove
210: flexing gear
211: absorption key
300: breaking member
310: notch

Claims (8)

차량용 스티어링 휠 컬럼을 구성하는 하우징과, 상기 하우징 내측으로 관통 설치되는 자켓을 구비하고, 외부 충돌에 따라 컬럼으로 전해지는 충격을 흡수하는 차량용 스티어링 컬럼의 충격흡수 구조에 있어서,
상기 컬럼을 구성하는 상기 하우징 내측으로 삽입 설치되는 이너자켓;
상기 이너자켓 표면 일측으로 마련되는 흡수홈;
상기 흡수홈에 대응하여 밀착 결합되는 흡수키를 구비하며, 상기 컬럼의 텔레스코픽 구동을 위한 선형의 기어치가 외측 표면으로 구비되는 길이형상의 플랙싱 기어; 및
상기 플랙싱 기어를 상기 이너자켓 표면으로 고정시키기 위해 결속되는 것으로, 상기 플랙싱 기어 양측에 고정 설치된 후 차량 충돌에 따라 상기 이너자켓이 하우징에서 소정 거리 이탈되면 파단 동작되는 파단부재;를 포함하여 구성되는 차량용 컬럼의 충격흡수 구조.In the shock absorption structure of a steering column for a vehicle comprising a housing constituting a steering wheel column for a vehicle, and a jacket installed through the housing, and absorbing an impact transmitted to the column according to an external collision,
an inner jacket inserted and installed into the housing constituting the column;
an absorption groove provided on one side of the inner jacket surface;
a longitudinal flexing gear having an absorption key closely coupled to the absorption groove and having linear gear teeth for telescopic driving of the column as an outer surface; and
A breaking member that is bound to fix the flexing gear to the surface of the inner jacket, and is fixedly installed on both sides of the flexing gear and then breaks when the inner jacket is separated from the housing by a predetermined distance due to a vehicle collision; Shock absorption structure of column for vehicle. 제 1항에 있어서, 상기 흡수키는,
평면상 원형 또는 타원형 형상을 갖도록 구성되며, 상기 흡수키의 형상에 대응하여 상기 흡수홈의 형상도 대응되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 구성되는 차량용 컬럼의 충격흡수 구조.According to claim 1, wherein the absorption key,
It is configured to have a circular or oval shape in plan view, and the shock absorbing structure of the vehicle column configured to correspond to the shape of the absorption key and to correspond to the shape of the absorption groove. 제 2항에 있어서, 상기 흡수키는,
상기 흡수홈의 길이 형상에 대응하여 배열된 판스프링으로 된 것을 특징으로 하는 차량용 컬럼의 충격흡수 구조.
According to claim 2, wherein the absorption key,
The shock absorbing structure of the column for a vehicle, characterized in that made of plate springs arranged to correspond to the length shape of the absorbing groove.
 제 2항에 있어서, 상기 흡수키는,
상기 플렉싱 기어에 일단부가 삽입되며, 외부로 노출된 타단부는 상기 흡수홈의 형상에 대응되는 볼형상으로 된 것을 특징으로 하는 차량용 컬럼의 충격흡수 구조.According to claim 2, wherein the absorption key,
One end is inserted into the flexing gear, and the other end exposed to the outside has a ball shape corresponding to the shape of the absorption groove. 제 2항에 있어서, 상기 흡수키는,
차량 충돌에 따라 상기 이너자켓이 이탈되는 방향으로 곡면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 구성되는 차량용 컬럼의 충격흡수 구조.According to claim 2, wherein the absorption key,
A shock absorbing structure for a column for a vehicle, characterized in that it has a curved shape in a direction in which the inner jacket is separated according to a vehicle collision. 제 2항 또는 제 4항에 있어서, 상기 흡수키는,
원형 또는 반원형 형상에 해당하는 흡수키의 높이 치수가 상기 이너자켓을 구성하는 강관의 두께 치수보다 작은 것을 특징으로 하는 차량용 컬럼의 충격흡수 구조.According to claim 2 or 4, The absorption key,
The shock absorbing structure of a column for a vehicle, characterized in that the height dimension of the absorption key corresponding to the circular or semicircular shape is smaller than the thickness dimension of the steel pipe constituting the inner jacket. 제 1항에 있어서, 상기 플랙싱 기어는,
상기 이너자켓의 외주면 곡률에 대응하는 표면 곡률을 갖고 상기 파단부재를 통해 고정 설치되는 차량용 컬럼의 충격흡수 구조.According to claim 1, wherein the flexing gear,
A shock absorbing structure for a vehicle column having a surface curvature corresponding to the curvature of an outer circumferential surface of the inner jacket and being fixedly installed through the breaking member. 제 1항에 있어서, 상기 파단부재는,
상기 플랙싱 기어와 이너자켓을 결속 고정시키며, 플랙싱 기어와 이너자켓이 결속되는 경계선으로 노치가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 컬럼의 충격흡수 구조.According to claim 1, wherein the breaking member,
The shock absorbing structure of the vehicle column, characterized in that the flexing gear and the inner jacket are bound and fixed, and a notch is formed at a boundary line where the flexing gear and the inner jacket are bound.
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