KR20230051875A

KR20230051875A - 전동식 스티어링 장치

Info

Publication number: KR20230051875A
Application number: KR1020210134789A
Authority: KR
Inventors: 박문걸; 임종빈
Original assignee: 주식회사 세원
Priority date: 2021-10-12
Filing date: 2021-10-12
Publication date: 2023-04-19

Abstract

사고 발생 시 스티어링 휠로부터 운전자에게 전달되는 충격량을 최소화 한 전동식 스티어링 장치가 소개된다.
본 발명의 전동식 스티어링 장치는, 차체에 지지된 컬럼 튜브; 상기 컬럼 튜브 내부공간 하부에 고정 설치된 로워 샤프트; 상기 컬럼 튜브의 내부공간 상부에 설치되되, 상기 로워 샤프트 상단에 길이 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 상기 컬럼 튜브에서 일정 길이 외부로 그 일단에는 스티어링 휠이 결합된 어퍼 샤프트; 상기 로워 샤프트 및 상기 어퍼 샤프트를 매개하되, 충격 발생 시 선택적으로 파단되어 상기 어퍼 샤프트의 이동을 허용하는 제1충격 흡수부; 및 충격 발생 시 선택적으로 파단되어 상기 컬럼 튜브의 길이 방향 이동을 선택적으로 허용할 수 있도록 상기 컬럼 튜브와 상기 차체 사이를 매개하되, 상기 제1충격 흡수부와 별도로 형성된 제2충격 흡수부를 포함한다.

Description

전동식 스티어링 장치 {ELECTRIC POWERED STEERING DEVICE}

본 발명은 전동식 스티어링 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 차량에 충격 발생 시 운전자의 상해를 방지할 수 있는 전동식 스티어링 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 조타력을 발생하는 동력 조향 장치는 핸들의 조작력을 가볍고 원활하게 하면서도 신속한 조향이 가능하도록 하기 위해서 유압을 이용하도록 설계되어 작동된다.

이와 같은, 동력 조향 장치는 작은 힘으로 조향 조작을 할 수 있으며 조향 기어비의 조작력에 관계없이 선정할 수 있으며, 노면의 요철에서 오는 충격을 흡수하여 핸들에 전달되는 것을 방지할 수 있는 등의 이점이 있다.

최근에는 차속 센서 및 조향 토크센서 등에서 감지한 차량의 운행조건에 따라 전자제어장치(ECU)에서 모터를 구동시켜 저속 운행 시에는 가볍고 편안한 조향감을 부여하고, 고속 운행 시에는 무거운 조향감과 더불어 양호한 방향 안정성을 부여하며, 비상 상황에서는 급속한 조향이 이루어지도록 하여, 운전자에게 최적의 조향 조건을 제공하는 전동식 조향장치인 EPS(Electric Power Steering)가 적용되고 있다.

이와 같은 EPS는 통상, 센서로부터 조향 정보를 받고, 주행 중 차속과 차량 상태에 대한 정보를 ECU로부터 받아들여 모터 제어신호를 발생시켜, 적정한 보조 조타력(보타력)을 구현하는 방식으로 이루어진다.

이러한 EPS는 차량의 전륜 축 하중 및 주변 부품의 배치에 따라 컬럼 구동방식(C-EPS; Column Assist Type Electric Ppwer Steering), 피니온 구동방식(P-EPS), 랙 구동방식(R-EPS) 등으로 구분되어진다.

한편, EPS 시스템에는 충돌사고 시 운전자 부상을 최소로 하기 위해 충격흡수 구조가 의무적으로 적용되고 있는데, 사고 발생 시 충격에 더욱 취약한 소형차에 다수 적용되고 있는 C-EPS 시스템에서 충격흡수 구조는 더욱 중요한다.

이러한 충격흡수 구조는 차량의 충돌 시 충격을 흡수하는 것을 목적으로 하는 바, EPS 시스템을 구성하는 컬럼 튜브 내부로 스티어링 샤프트가 압입되고, 차량 충돌 시 스티어링 샤프트가 컬럼 튜브 내부에서 축 방향으로 이동하면서 충격을 흡수하기도 하고, 차체에 마운팅 브라켓을 매개로 컬럼 튜브를 고정, 충격을 차체에 전달함으로써 충격을 흡수하기도 한다.

최근 미국 연방 자동차 안전기준(FMVSS 203)에 따르면, 차량 사고 발생 시 운전자에게 가해지는 충격력을 11KN 미만으로 제한하고 있는 바, 종래 EPS 시스템에 적용되고 있는 단수의 충격 흡수 구조만으로 점차 강화되고 있는 자동차 안전기준을 충족시키기에는 무리가 있다.

본 발명자는 이러한 문제점을 인식하고, 충격량에 따라 단계적으로 충격을 흡수함으로써, 사고 발생 시 운전자에게 전해지는 충격량을 최소화할 수 있는 EPS 시스템을 개발하기에 이르렀다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것을 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여서는 안 될 것이다.

KR

10-1014032

B1 (2011.02.01)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 사고 발생 시 단계적으로 충격량을 흡수하여 운전자에게 전달되는 충격량을 최소화할 수 있는 전동식 스티어링 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 스티어링 장치는, 차체에 지지된 컬럼 튜브; 상기 컬럼 튜브 내부공간 하부에 고정 설치된 로워 샤프트; 상기 컬럼 튜브의 내부공간 상부에 설치되되, 상기 로워 샤프트 상단에 길이 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 상기 컬럼 튜브에서 일정 길이 외부로 그 일단에는 스티어링 휠이 결합된 어퍼 샤프트; 상기 로워 샤프트 및 상기 어퍼 샤프트를 매개하되, 충격 발생 시 선택적으로 파단되어 상기 어퍼 샤프트의 이동을 허용하는 제1충격 흡수부; 및 충격 발생 시 선택적으로 파단되어 상기 컬럼 튜브의 길이 방향 이동을 선택적으로 허용할 수 있도록 상기 컬럼 튜브와 상기 차체 사이를 매개하되, 상기 제1충격 흡수부와 별도로 형성된 제2충격 흡수부를 포함한다.

상기 어퍼 사프트 하부에는 그 길이 방향으로 제1끼움홈이 형성되고, 그 직경 방향으로 제1투입홀이 형성되며, 상기 로어 샤프트 상단부는 상기 제1끼움홈에 끼움 결합되되, 상기 제1충격 흡수부는 상기 제1투입홀에 설치되어 상기 어퍼 샤프트와 로어 샤프트를 매개할 수 있다.

상기 제1충격 흡수부는, 상기 제1투입홀에 폴리 아세틸을 투입하여 사출된 수지핀일 수도 있다.

상기 제2충격 흡수부는, 상기 컬럼 튜브의 외측에 설치된 튜브 브라켓과, 상기 튜브 브라켓 및 차체를 매개하는 마운팅 블록과, 상기 튜브 브라켓 및 상기 마운팅 블록을 매개하는 몰드핀을 포함할 수 있다.

상기 튜브 브라켓에는 상기 마운팅 블록이 설치될 수 있도록 그 상단이 개방된 제2끼움홈이 형성되고, 상기 마운팅 블록에는 제2투입홀이 형성되며, 상기 몰드핀은 상기 제2투입홀에 수지를 투입하여 사출된 수지핀일 수 있다.

상기 마운팅 블록은 상기 제2끼움홈에 슬라이딩 체결될 수 있도록 측면부에 슬롯이 형성되고, 상기 제2투입홀은 상기 슬롯 형성 방향에 수직하게 형성되며,

상기 몰드핀은 제2투입홀과, 상기 제2투입홀에 대응될 수 있도록 상기 튜브 브라켓에 형성된 홀을 관통하여 형성될 수도 있다.

상기 제1충격 흡수부에서 소정의 충격을 1차로 흡수한 후, 상기 스티어링 휠이 상기 컬럼 튜브에 간섭되어 전달되는 충격을 상기 제2충격 흡수부가 2차로 흡수하는 것이 바람직하다.

상기 컬럼 튜브의 하방 이동거리를 제한하면서 충격을 흡수하는 제3충격 흡수를 더 포함하며, 상기 제3충격 흡수부는 제2충격 흡수부보다 더 하방에 별도로 설치될 수 있다.

본 발명에 따르면 아래와 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 순차적으로 충격을 흡수함으로써 충격 흡수량을 최대화할 수 있는 이점이 있다.

둘째, 서로 다른 위치에서 충격을 흡수함으로써 흡수된 충격이 특정 위치가 아닌 다양한 위치로 분산되는 이점이 있다.

셋째, 스티어링 휠이 하강하는 길이를 최대화함으로써, 운전자에게 전해지는 충격을 최소화할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 전동식 스티어링 장치의 구성도,
도 2는 본 발명의 전동식 스티어링 장치의 단면도,
도 3은 본 발명의 일요부인 제1충격 흡수부를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 일요부인 제2충격 흡수부를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 일요부인 제3충격 흡수부의 분해 사시도,
도 6은 본 발명의 일요부인 제3충격 흡수부의 사시도,
도 7은 본 발명의 일요부인 제3충격 흡수부의 작동 과정을 나타낸 도면이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.

본 발명은 자동차의 충돌 사고 시, 스티어링 휠에 의해 운전자에게 전달되는 충격을 최소화 할 수 있는 전동식 스티어링 장치에 관한 것이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전동식 스티어링 장치는, 컬럼 튜브(100), 로워 샤프트(210), 어퍼 샤프트(220), 제1충격 흡수부(300) 및 제2충격 흡수부(400)를 포함한다.

컬럼 튜브(100)는 후술하는 로어 샤프트(210) 및 어퍼 샤프트(220)가 내장되는 구성으로, 중공의 긴 파이프 형상으로 형성되며, 차체(미도시)에 지지된다. 컬럼 튜브(100)의 주변에는 다양한 구성요소(모터, 감속기 등)이 설치된다.

컬럼 튜브(100)는 스티어링 샤프트(200)를 내장하는 바, 스티얼링 샤프트(200)는 로어 샤프트(210) 및 어퍼 샤프트(220)를 포함한다.

로어 샤프트(210)는 컬럼 튜브(100)의 내부 공간 하부에 고정 설치되고, 어퍼 샤프트(220)는 컬럼 튜브(100)의 내부 공간 상부에 설치된다. 어퍼 샤프트(220)의 하단은 로워 샤프트(210)의 상단에 길이 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 그 상부 중 일부는 컬럼 튜브(100) 외부로 소정 길이 노출되는 바, 그 상단에는 스티어링 휠(W)이 결합된다.

어퍼 샤프트(220)의 하부에는 그 길이 방향으로 제1끼움홈(220a)이 형성되고, 그 직경 방향으로 제1투입홀(220b)이 형성된다. 로워 샤프트(210) 상단부는 제1끼움홈(220a)에 끼움 결합되고, 제1충격 흡수부(300)는 제1투입홀(220b)에 설치되어 어퍼 샤프트(220)와 로워 샤프트(210)를 매개한다.

제1충격 흡수부(300)는 로워 샤프트(210) 및 어퍼 샤프트(220)를 매개하는 바, 어퍼 샤프트(220) 및 로워 샤프트(210)의 연결부에 해당한다. 이러한 제1충격 흡수부(300)는 충격 발생 시 선택적으로 파단되어 어퍼 샤프트(220)의 하강을 허용한다. 제1충격 흡수부(300)가 선택적으로 파단된다는 의미는 제1충격 흡수부(300)의 파단 여부가 전달되는 충격량에 의해 결정된다는 의미이다. 즉, 제1충격 흡수부(300)는 전달되는 충격량이 기준 충격량 이상이면 파단되고, 그 이하이면 충격을 흡수한 채 파단되지 않는다.

제1충격 흡수부(300)는, 제1투입홀(220b)에 폴리 아세틸을 투입하여 사출된 수지핀일 수 있다.

어퍼 샤프트(220)의 하단 측면에는 제1투입홀(220b)이 내부의 중공과 연통되도록 관통 형성되어 있고, 로워 샤프트(210)의 상단 측면에는 링 형상의 오목부가 형성되어 있는데, 어퍼 샤프트(220)의 제1투입홀(220b)과, 로워 샤프트(210)의 오목부의 위치를 일치시킨 후, 어퍼 샤프트(220)의 제1투입홀(220b)을 통해 액체 상태의 수지를 흘려 넣으면, 수지가 제1투입홀(220b) 및 오목부를 채우면서, 경화되어 어퍼 샤프트(220)와 로워 샤프트(210)를 고정시키는 수지핀이 형성된다.

따라서, 스티어링 휠(W)에 충격이 가해지면, 어퍼 샤프트(220)를 하방으로 누르면서 그 힘이 수지핀에 전달되고, 그 힘이 기준 충격량을 초과하게 되면 수지핀이 파단되어, 어퍼 샤프트(220)가 하강하게 되는 바, 어퍼 사프트(220) 하단에 형성된 제1끼움홈()은 로워 샤프트(210) 상단을 향하여 이동하게 되고, 로워 사프트(210) 상단을 수용하게 된다.

이 과정에서, 수지핀 파단, 어퍼 샤프트(220)의 하강 스트로크 등에 의해 스티어링 휠(W)을 통해 운전자에게 전달되는 충격량은 1차 감쇄된다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전동식 스티어링 장치는 제2충격 흡수부(400)를 포함한다. 제2충격 흡수부(400)는 제1충격 흡수부(300)와 별도의 위치에 개별적인 구성으로 형성되어 충격을 흡수한다.

이러한 제2충격 흡수부(400)는 충격 발생 시 선택적으로 파단되어 컬럼 튜브(100)의 길이 방향 이동을 선택적으로 허용하는 바, 이러한 제2충격 흡수부(400)은 상술한 컬럼 튜브(100)와 차체 사이를 매개하는 연결부에 해당한다.

제2충격 흡수부(400)는 컬럼 튜브(100)의 외측에 설치된 튜브 브라켓(110)과, 튜브 브라켓(110) 및 차체를 매개하는 마운팅 블록(410)과, 튜브 브라켓(110) 및 마운팅 블록(410)을 매개하는 몰드핀을 포함한다.

튜브 브라켓(110)에는 마운팅 블록(410)이 설치될 수 있도록 그 상단이 개방된 제2끼움홈(110a)이 형성되고, 마운팅 블록(410)에는 제2투입홀(410a)이 형성되며, 몰드핀은 제2투입홀(410a)에 수지를 투입하여 사출하는 방식으로 제조된다.

마운팅 블록(410)은 제2끼움홈(110a)에 슬라이딩 체결될 수 있도록 측면부에 슬롯이 형성되고, 제2투입홀(410a)은 슬롯 형성 방향에 수직하게 형성되며, 몰드핀은 제2투입홀(410a)과, 제2투입홀(410a)에 대응될 수 있도록 튜브 브라켓(110)에 형성된 홀을 관통하여 형성된다.

즉, 마운팅 블록(410)에 형성된 제2투입홀(410a)이 튜브 브라켓(110)에 형성된 홀과 일치하여 내통할 수 있도록 마운팅 블록(410)을 튜브 브라켓(110)에 슬라이딩 체결한 상태에서, 플라스틱 재질의 수지핀을 투입하여 몰드핀을 사출하게 되면, 튜브 브라켓(110)과 마운팅 블록(410)이 결합되는 것이다.

상술한 바와 같이, 제1충격 흡수부(300)의 수지핀이 파단되면 어퍼 샤프트(220)가 하강하게 되는데, 어퍼 샤프트(220)가 소정 길이 하강하게 되면 스티어링 휠(W)의 저면이 컬럼 튜브(100) 상단에 걸리면서 더 이상의 하강이 제한됨과 동시에, 스티어링 휠(W)의 하강하려는 힘은 컬럼 튜브(100) 및 튜브 브라켓(110)을 통해 제2충격 흡수부(400)의 몰드핀으로 전달된다.

몰드핀에 전달된 압력이 기준치를 초과하게 되면, 마운팅 블록(410)과 튜브 브라켓(110)을 연결하는 몰드핀이 파단되면서, 차체에 고정된 마운팅 블록(410)을 남겨둔 채 튜브 브라켓(110) 및 컬럼 튜브(100)가 일체로 하강한다.

이와 같이, 몰드핀의 파단, 컬럼 튜브(100) 및 튜브 브라켓(110)의 하강 스트로크 등에 의해 스티어링 휠(W)을 통해 운전자에게 전달되는 충격량은 2차 감쇄된다.

한편 본 발명의 전동식 스티어링 장치는, 제3충격 흡수부(500)를 더 포함할 수 있다.

도 1 및 도 2, 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 제3충격 흡수부(500)는 제2충격 흡수부(400)에서 몰드핀이 파단되어 컬럼 튜브(100)가 하강할 때, 컬럼 튜브(100)의 최대 하강 스트로크를 제한하면서 컬럼 튜브(100)의 하강 속도를 감소시키기 위해 마련된다.

구체적으로 제3충격 흡수부(500)는, 컬럼 튜브(100)에 일체로 결합되고, 서로 대면되는 양 측면에 상하 방향으로 긴 가이드 홀(514)이 형성된 가이드 브라켓(510)과, 차체에 고정 설치되고 컬럼 튜브(100)의 하강 시 가이드 브라켓(510)의 가이드 홀(514)을 따라 이동하는 가이드 로드(520) 및 일단이 가이드 브라켓(510)에 고정되고 중앙부가 가이드 로드(520)의 상측을 감싸도록 절곡된 형태로 형성되며 컬럼 튜브(100)의 하강 시 가이드 로드(520)와 충돌하면서 변형되어 충격을 흡수하는 충격흡수 브라켓(530)을 포함하여 구성된다.

또한 컬럼 튜브(100)의 외주면을 감싸도록 고정 설치되고 컬럼 튜브(100)의 일측면 방향으로 연장되는 튜브 플랜지(540)와, 가이드 로드(520)의 양단부에 각각 설치되어 가이드 로드(520)를 가이드 브라켓(510)에 회전 가능하게 매개하는 회전 와셔(521)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

제3충격 흡수부(500)의 가이드 브라켓(510)은 튜브 플랜지(540)를 매개로 하여 컬럼 튜브(100)에 고정 결합되는 바, 컬럼 튜브(100)가 하강하면 튜브 플랜지(540) 및 가이드 브라켓(510)이 함께 하강하게 된다.

가이드 로드(520)는 차체에 고정 설치되는 구성으로서, 자유 회전이 가능한 원통 형상으로 마련되는 것이 바람직하다. 이러한 가이드 로드(520)는 차체에 고정되어 그 위치가 일정하게 유지된다.

가이드 브라켓(510)은 잔넬 형상(또는 "ㄷ"자 형상)으로 형성된다.

구체적으로 가이드 브라켓(510)은 그 일측 단부에 마련된 제1측면(511)과, 그 타측 단부에 마련된 제2측면(512)과, 제1측면(511)과 제2측면(512) 사이를 연결하는 중앙면(513)으로 구분된다.

제1측면(511)는 상하로 길게 제1가이드 홀(514a)이 형성되고, 제2측면(512)에는 상하로 길게 제2가이드 홀(514b)이 형성되는데, 이러한 제1가이드 홀(514a)과 제2가이드 홀(514b)은 서로 대응되는 위치에 대면될 수 있도록 형성된다.

가이드 로드(520)는 그 양단이 각각 제1가이드 홀(514a) 및 제2가이드 홀(514b)에 회전 가능하게 지지되며, 제1가이드 홀(514a) 및 제2가이드 홀(514b)을 따라 상하로 이동 가능하게 설치된다.

이러한 가이드 브라켓(510)은 컬럼 튜브(100)가 하강함에 따라 함께 하강하면서, 고정된 가이드 로드(520)에 제1가이드 홀(514a) 및 제2가이드 홀(514b)의 상단이 걸림으로써 가이드 브라켓(510)의 하강이 정지되고, 이에 따라 컬럼 튜브(100)의 하강도 정지됨으로써, 컬럼 튜브(100)의 최대 하강 길이가 제한되는 것이다.

튜브 플랜지(540)는 컬럼 튜브(100)와 가이드 브라켓(510) 사이를 매개하는 구성으로서, 중앙에 컬럼 튜브(100)의 외주면과 대응되는 크기의 홀이 형성된 평판 형상의 제1플랜지(541)와, 제1플랜지(541)로부터 측면으로 연장되는 제2플랜지(542)와, 제2플랜지(542)의 단부로부터 하방으로 절곡 형성된 제3플랜지(543)를 포함한다.

측면에서 바라볼 때, 제1플랜지(541) 및 제2플랜지(542)는 연속적인 평면과 유사하게 배열되고, 제3플랜지(543)는 제2플랜지(542)에 대해 수직으로 절곡된 꺽쇠 형상으로 마련되며, 제3플랜지(543)와 가이드 브라켓(510)의 중앙면(513)이 서로 고정 결합되게 된다.

이에 따라, 가이드 브라켓(510)의 제1가이드 홀(514a) 및 제2가이드 홀(514b)이 상하로 길게 설치될 수 있다.

충격흡수 브라켓(530)은 거꾸로 뒤집힌 U자 형상으로 마련된다.

이러한 충격흡수 브라켓(530)은 가이드 브라켓(510)의 제1측면(511)과 제2측면(512)의 내측면 사이에 고정 설치되는 제1부분(531)과, 가이드 브라켓(510)의 중앙면(513)과 연결된 제3플랜지(543)의 내측면에 지지되는 제2부분(532)과, 제1부분(531)과 제2부분(532)의 사이에 곡면 형상으로 절곡된 제3부분(533)을 포함한다.

이때 제2부분(532) 및 제3부분(533)은 중앙면(513) 및 제3플랜지(543) 등의 주변 구성과 직접적인 결합 관계를 갖지 않고, 후술할 변형 과정에서 제2부분(532)이 외측으로 이탈하지 않도록 구성된다.

이를 위하여, 제1부분(531)의 폭은 제1측면(511)과 제2측면(512)의 내측면 사이 간격과 대응되게 형성되어 상호 결합되지만, 제2부분(532) 및 제3부분(533)의 폭은 제1부분(531)보다 좁게 형성되어 제1측면(511) 및 제2측면(512)과 상호 간섭되지 않도록 형성되는 것이 바람직하다.

가이드 브라켓(510)이 하강하면서 이와 결합된 충격흡수 브라켓(530)이 하강하게 되면, 제3부분(533)이 가이드 로드(520)의 상측면에 접촉하고, 이후 가이드 브라켓(510)이 더욱 하강하면 제3부분(533)의 일측이 제1부분(531) 방향으로 이동하면서 제1부분(531)과 평행하도록 펼쳐지고, 제2부분(532)의 일측이 제3부분(533) 방향으로 이동하면서 제3부분(533)의 곡률로 휘어지도록 변형된다.

결과적으로, 제1부분(531)은 가이드 브라켓(510)과 함께 하강하면서, 제1부분(531)을 이루는 평면의 면적이 증가하고, 제2부분(532)은 상승하면서 제2부분(532)을 이루는 평면의 면적이 감소하며, 제3부분(533)은 충격흡수 브라켓(530)의 중앙부에서 제2부분(532)의 단부에 가까운 방향으로 이동하여 곡면 형태를 유지하게 된다.

이 과정 중에, 가이드 로드(520)는 제2부분(532)에서 제1부분(531) 방향으로 회전하면서 충격흡수 브라켓(530)의 형상 변형을 가이드한다.

이를 위하여, 가이드 로드(520)의 양단부에 설치된 회전 와셔(521)는 가이드 로드(520)와 제1가이드 홀(514a) 및 제2가이드 홀(514b)의 내측면 사이의 마찰을 감소시킬 수 있도록 저마찰 소재로 형성되는 것이 바람직하다.

이와 같이, 본 발명이 전동식 스티어링 장치에 따르면, 사고 발생 시 스티어링 휠로부터 운전자에게 전달되는 충격량을 최소화하고, 차량의 다양한 개소로 흡수된 충격량을 분산시킬 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100 : 컬럼 튜브 110 : 튜브 브라켓
110a : 제2끼움홈 200 : 스티어링 샤프트
210 : 로워 샤프트 220 : 어퍼 샤프트
220a : 제1끼움홈 220b : 제1투입홀
300: 제1충격 흡수부 400: 제2충격 흡수부
410: 마운팅 블록 410a : 제2투입홀
500: 제3충격 흡수부 510: 가이드 브라켓
511: 제1측면 512: 제2측면
513: 중앙면 514: 가이드 홀
514a: 제1가이드 홀 514b: 제2가이드 홀
520: 가이드 로드 521: 회전 와셔
530: 충격흡수 브라켓 531: 제1부분
532: 제2부분 533: 제3부분
540: 튜브 플랜지 541: 제1플랜지
542: 제2플랜지 543: 제3플랜지
W: 스티어링 휠

Claims

차체에 지지된 컬럼 튜브;
상기 컬럼 튜브 내부공간 하부에 고정 설치된 로워 샤프트;
상기 컬럼 튜브의 내부공간 상부에 설치되되, 상기 로워 샤프트 상단에 길이 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 상기 컬럼 튜브에서 일정 길이 외부로 그 일단에는 스티어링 휠이 결합된 어퍼 샤프트;
상기 로워 샤프트 및 상기 어퍼 샤프트를 매개하되, 충격 발생 시 선택적으로 파단되어 상기 어퍼 샤프트의 이동을 허용하는 제1충격 흡수부; 및
충격 발생 시 선택적으로 파단되어 상기 컬럼 튜브의 길이 방향 이동을 선택적으로 허용할 수 있도록 상기 컬럼 튜브와 상기 차체 사이를 매개하되, 상기 제1충격 흡수부와 별도로 형성된 제2충격 흡수부를 포함하는, 전동식 스티어링 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 어퍼 사프트 하부에는 그 길이 방향으로 제1끼움홈이 형성되고, 그 직경 방향으로 제1투입홀이 형성되며, 상기 로어 샤프트 상단부는 상기 제1끼움홈에 끼움 결합되되, 상기 제1충격 흡수부는 상기 제1투입홀에 설치되어 상기 어퍼 샤프트와 로어 샤프트를 매개하는 것을 특징으로 하는, 전동식 스티어링 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 제1충격 흡수부는, 상기 제1투입홀에 폴리 아세틸을 투입하여 사출된 수지핀인 것을 특징으로 하는 전동식 스티어링 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 제2충격 흡수부는, 상기 컬럼 튜브의 외측에 설치된 튜브 브라켓과, 상기 튜브 브라켓 및 차체를 매개하는 마운팅 블록과, 상기 튜브 브라켓 및 상기 마운팅 블록을 매개하는 몰드핀을 포함하는, 전동식 스티어링 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 튜브 브라켓에는 상기 마운팅 블록이 설치될 수 있도록 그 상단이 개방된 제2끼움홈이 형성되고, 상기 마운팅 블록에는 제2투입홀이 형성되며,
상기 몰드핀은 상기 제2투입홀에 수지를 투입하여 사출된 수지핀인 것을 특징으로 하는, 전동식 스티어링 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 마운팅 블록은 상기 제2끼움홈에 슬라이딩 체결될 수 있도록 측면부에 슬롯이 형성되고, 상기 제2투입홀은 상기 슬롯 형성 방향에 수직하게 형성되며,
상기 몰드핀은 제2투입홀과, 상기 제2투입홀에 대응될 수 있도록 상기 튜브 브라켓에 형성된 홀을 관통하여 형성된 것을 특징으로 하는, 전동식 스티어링 장치.
청구항 6에 있어서,
상기 제1충격 흡수부에서 소정의 충격을 1차로 흡수한 후, 상기 스티어링 휠이 상기 컬럼 튜브에 간섭되어 전달되는 충격을 상기 제2충격 흡수부가 2차로 흡수하는 것을 특징으로 하는, 전동식 스티어링 장치.
청구항 7에 있어서,
상기 컬럼 튜브의 하방 이동거리를 제한하면서 충격을 흡수하는 제3충격 흡수를 더 포함하며, 상기 제3충격 흡수부는 제2충격 흡수부보다 더 하방에 별도로 설치된 것을 특징으로 하는, 전동식 스티어링 장치.