KR910004515B1 - 자동차의 조향기둥(Steering Column) 부착구조물 - Google Patents

자동차의 조향기둥(Steering Column) 부착구조물 Download PDF

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KR910004515B1 KR1019880004933A KR880004933A KR910004515B1 KR 910004515 B1 KR910004515 B1 KR 910004515B1 KR 1019880004933 A KR1019880004933 A KR 1019880004933A KR 880004933 A KR880004933 A KR 880004933A KR 910004515 B1 KR910004515 B1 KR 910004515B1
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요시미 야마모또
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후지기꼬오 가부시끼가이샤
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Abstract

내용 없음.

Description

자동차의 조향기둥(Steering Column) 부착구조물
제 1 도는 통상의 조향기둥의 측면도.
제 2 도는 제 1 도의 통상의 조향기둥의 부착구조물의 사시도.
제 3 도는 제 2 도의 부착구조물의 단면도.
제 4 도는 이 발명의 일실시예에 따른 조향기둥 부착구조물의 전체 사시도.
제 5 도는 제 4 도에서의 X-X선에 따른 단면도.
제 6 도는 조립될 때의 부착구조물의 사시도.
제 7 도는 이 발명의 다른 실시예에 따른 조향기둥 부착구조물의 전체 사시도.
제 8 도는 제 7 도에서의 X-X선에 따른 단면도.
제 9 도는 제 7 도에서의 Y-Y선에 따른 단면도.
제 10a 도는 보울트를 체결한 상태를 나타내는 제 8 도에 대응하는 단면도.
제 10b 도는 보울트를 체결한 상태를 나타내는 제 9 도에 대응하는 단면도.
제 11 도는 작은 돌기들이 홈들에서 이탈된 상태를 나타내는 제 9 도에 대응하는단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 자켓 2 : 조향축기둥
3 : 브라켓 4 : 차체
5 : 조향휘일 6 : 보울트
7 : 플랜지부분 8 : 절결부
9 : 구멍 10 : 캡슐
11 : 보울트구멍 12 : 플랜지부분
13 : 구멍 14 : 전단핀
L : 간격 t : 두께
S : 틈새 103 : 브라켓
104 : 차체 106 : 보울트
107 : 플랜지부분 108 : 절결부
110 : 캡슐 111 : 보울트구멍
115 : 절결부 116 : 금속슬라이더
117 : 수지슬라이더 118 : 돌출부
119 : 기부 120 : 구멍
121 : 돌기 210 : 브라켓
212 : 플랜지부분 214 : 절결부
216 : 금속슬라이더 218 : 수지슬라이더
220 : 플랜지부분 222,228 : 돌출부
224, 226 : 구멍 230 : 돌기
232 : 홈 234 : 차체
이 발명은 조향기둥(Steering Column)의 부착구조물에 관한 것으로써, 더 구체적으로는, 자동차의 충돌시 조향자켓(Steering Jacket)이 차체의 부착부로 부터 분리되어 조향축의 축방향으로 수축되도록 한 조향기둥 부착구조물에 관한 것이다.
자동차의 조향기둥은 상부 샤프트와 하부 샤프트로 분할되어 있고, 충돌등에 의해 운전자의 흉부등이 조향휘일에 부딛쳐 충격력이 그흉부에 가해진 때 조향축의 방향으로 수축하여 충격력을 완화시킬 수 있는 구조로 되어 있다.
제 1 도는 통상의 조향기둥의 부착구조를 나타내는 것으로서, 조향축기둥(2)은 자켓(1)내에서 상부 샤프트와 하부 샤프트로 분할되어 있다. 조향휘일(5)이 화살표(A) 방향으로 압박되면, 상부 샤프트가 자켓(1)내의 완충부를 압축하고 자켓(1)과 함께 화살표(A)의 방향으로 이동되어 조향축기둥(2)을 수축시킨다. 그 자켓(1)은 보울트(6)에 의해 차체(4)에 고정된 브라켓(3)에 의해 지지되어 있다.
제 2 도 및 제 3 도는 브라켓(3)과 그의 체결부의 확대 사시도 및 단면도를 각각 나타낸다. 상기 브라켓(3)의 플랜지부분(7)에 절결부(8)가 형성되어 있고, 전단핀(Shear Pin)들을 수용하기 위한 작은 구멍들(9)이 그 절결부(8) 주위에 형성되어 있다. H형 단면을 가지는 캡슐(10)이 절결부(8)내에 끼워져 설치되고 그의 중앙부에는 보울트구멍(11)을 가지고 있다. 그 캡슐(10)의 플랜지부분(12)에는 전단핀들(14)을 수용하기 위한 작은 구멍들(13)이 형성되어 있다. 상기 합성수지로 만들어진 전단핀들(14)이 그 작은 구멍들(9,13)내에 끼워져 고정된다.
전술한 바와같은 구조에서는, 자켓(1)이 브라켓(13) 및 캡슐(10)을 통하여 차체(4)에 보울트(6)에 의해 체결되어 그 자켓(1)이 차체(4)에 완전히 고정된다. 그러나, 브라켓(3) 및 캡슐(10)은 전단핀들(14)과 그들 사이의 끼움 마찰력에 의해 서로 고정되기 때문에, 화살표(A)의 방향으로 강한 충격력이 조향휘일(5)에 가해질 때 그 전단핀들(14)이 절단되고 브라켓(3)이 자켓(1)을 보유한 채 캡슐(10)로부터 이탈되어, 그 자켓내의 수축기구에 의해 조향축기둥(2)을 수축시키고 충격력을 완화시킨다. 그러나, 전술한 조향기둥 부착구조는 다음과 같은 문제들을 가진다.
충돌시의 브라켓(3)의 이탈을 용이하게 하기위해, 캡슐(10)의 상, 하부 플랜지부분들(12) 사이의 간격(L)을 브라켓(3)의 플랜지부분(7)의 두께(t)보다 크게하여 틈새(S)를 형성하는 것이 필요한데, 이와같이하면 조향휘일이 덜커덕거려 자동차의 운전에 문제를 야기한다. 또한, 캡슐(10)과 브라켓(3)이 서로 밀접히 설치되면 그들사이의 마찰력이 증가되어 캡슐(10)로부터 브라켓(3)을 원활하게 이탈시키는 것이 쉽지 않다. 특히, 조향휘일(5)로부터의 압박력이 통상 수평방향으로 가해지기 때문에 브라켓(3)의 플랜지부분(7)의 상부면과 캡슐(10)의 상부 플랜지부분(12)의 하부면 사이의 마찰력이 문제가 되고, 그들이 철, 알루미늄 등과 같은 금속으로 만들어진 때 그의 마찰계수가 매우 높기 때문에 비상시에 브라켓(3)이 캡슐(10)로부터 이탈되지 않을 수도 있다. 또한, 자동차의 충돌이 그의 정면에서만 일어나는 것으로 한정되지 않고 비스듬한 방향으로부터의 충격력이 자동차에 가해지는 일이 많다. 그러한 경우, 조향휘일(5)로부터의 2차 충격력은 비스듬한 방향이어서, 절결부(8)의 측면과 캡슐(10)의 측면 사이의 마찰력도 문제가 된다.
전술한 문제들을 해결하기 위해, 캡슐을 합성수지로 만드는 것이 고려되지만, 합성수지로 만들어진 캡슐이 보울트로 체결될 때 크리이프(Creep)가 발생되어 부착구조물의 내구성이 감소되고 안전면에서 문제가 된다.
이 발명은 이와 같은 점들을 감안하여 된 것으로서, 이 발명의 목적은, 충격력이 조향기둥에 가해진 때 캡슐로부터 자켓을 원활하게 이탈시킬 수 있고, 평상시에는 자켓을 캡슐에 신뢰성있게 고정시키는 조향기둥 부착구조물을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 이 발명은 조향축을 수용하고 조향자켓을 차체에 부착하기 위해 조향자켓이 고정되고, 금속 접촉면들을 통하여 차체에 부착되는 브라켓과, 차체에 부착되는 상기 브라켓의 부착부에 배치되고, 브라켓을 통과하여 서로 중첩되어 브라켓이 금속접촉면과 수지(Resin) 접촉면을 통하여 금속 및 수지슬라이더로부터 이탈될 수 있도록 브라켓을 차체에 부착하는 금속 및 수지슬라이더들을 가진 캡슐을 포함하는 조향기둥 부착구조물을 제공한다.
이 조향기둥 부착구조물은 조향축기둥을 지지하기 위해 차체에 조향휘일을 부착하는 브라켓과, 그 브라켓을 끼워지지하도록 서로 결합되는 금속 및 수지슬라이더들과, 수지슬라이더와 브라켓 사이의 상대적인 운동을 방지하기 위한 부재와, 수지슬라이더와 브라켓 사이의 상대적인 운동이 방지되는 상태에서 금속슬라이더와 수지슬라이더를 통하여 브라켓을 차체에 부착하기 위한 체결부재를 포함할 수 있다.
이 발명은 첨부도면들과 관련하여 이 발명의 바람직한 실시예들의 하기 설명으로부터 더욱 명백하게 될 것이다.
이 발명의 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 이하 상세히 설명한다.
제 4∼6 도에 도시된 바와같이, 조향휘일측으로 향하여 폭이 점차 증가하는 사다리꼴의 절결부(108)가 브라켓(103)의 플랜지부분(107)에 형성되어 있고, 그 절결부(108)의 양측부에는 작은 절결부(115)가 형성되어 있다. 또한, 캡슐(110)은 금속슬라이더(116)와 수지슬라이더(117)로 나누어져 있고, 금속슬라이더(116)는 그의 중앙부에 돌출부(118)을 가지고 있으며, 그 돌출부(118)의 중앙부에는 보울트구멍(111)이 형성되어 있다.
금속슬라이더(116)의 기부(119)는 조향휘일으로 향하여 두께가 점차 얇게 되도록 경사져있고, 돌출부(118)는 조향휘일측으로 향하여 두께가 점차 두껍게 되도록 되어 있다. 그 돌출부(118)의 상면은 기부(119)의 사다리꼴 형태와 동일한 평면형태를 가진다.
수지슬라이더(117)의 외형은 금속슬라이더(116)의 기부(119)의 것과 동일하고, 그의 중앙부에는 구멍(120)이 형성되어 있다. 그 구멍(120)에 금속슬라이더(116)의 돌출부(118)가 수용된다. 수지슬라이더(117)는 또한, 구멍(120)양측의 하부면에 작은 돌기(121)(제 6 도에서 한쪽만 도시됨)를 가지고 있다.
캡슐(110)을 브라켓(103)에 부착할 때는, 먼저 금속슬라이더(116)의 돌출부(118)를 브라켓(103)의 하측으로부터 절결부(108)에 끼우고, 상방으로 돌출하는 그 돌출부(118)를 수지슬라이더(117)의 구멍(120)에 끼운다. 그 결과, 브라켓(103)의 절결부(108)의 주변부분이 금속슬라이더(116)와 수지슬라이더(117)사이에서 그들에 의해 보유되고, 제 6 도에 나타낸 바와같은 수지슬라이더(117)의 작은 돌기(121)가 브라켓(103)의 작은 절결부(115)에 동일 두께로 끼워져 결합된다. 다음, 보울트(106)를 보울트구멍(111)에 삽입하고 그 보울트(106)에 너트를 끼워 브라켓(103)을 차체(104)에 체결시킨다. 이 상태에서 보울트(106)의 체결력이 금속슬라이더(116)에만 가해지게 되므로 그 구조물에 크리이프를 발생시키지 않고 브라켓(103)을 차체(104)에 확실하게 고정시킬 수 있다.
충돌등에 의해 2차 충격력이 조향휘일로부터 그 구조물에 화살표(A) 방향으로 가해질 때, 금속으로된 브라켓(103)이 제 4 도에서 화살표(A) 방향으로 압박되므로, 수지로된 슬라이더(117)의 작은 돌기(121)가 브라켓(103)에 형성된 작은 절결부(115)를 통하여 절단됨과 브라켓(103)이 금속슬라이더(116)와 수지슬라이더(117) 사이의 틈새에서 이탈된다. 이때, 수평방향으로 압박력이 그 구조물에 가해지고, 철 또는 알루미늄으로 통상 만들어진 브라켓(103)의 상부면과 수지슬라이더(117)의 하부면에 가장 강한 마찰력이 가해진다. 그러나, 수지와 금속사이의 마찰계수가 낮기 때문에 브라켓(103)이 서로로부터 쉽게 이탈된다. 또한, 철결부(108)가 사다리꼴 형태이고 금속슬라이더(116) 및 수지슬라이더(117)가 제 5 및 6도에 도시된 바와같이 그의 두께 방향으로 경사져있어 브라켓(103)과 캡슐(110)은 더 쉽게 서로로부터 이탈된다.
전술한 바와같이, 이 발명에 따른 조향기둥 부착구조물은 아래와 같은 효과들을 가진다. (1) 금속으로 만들어진 브라켓이 금속면들을 통하여 차체에 고정되기 때문에, 이 구조물에 크리이프가 발생하지 않고 이 구조물이 견고하게 구성되고 안전하다. (2) 브라켓이 캡슐로부터 이탈될 때, 브라켓과 캡슐이 금속면 및 수지면을 통하여 서로 마찰 접촉하고 그의 마찰계수가 낮기 때문에 브라켓과 캡슐이 서로로부터 쉽게 이탈될 수 있다.
제 7 도 내지 제 11 도는 이 발명의 다른 실시예를 나타낸다.
이들 도면에서, 브라켓(210)의 플랜지부분들(212) 각각에 사다리꼴의 절결부(214)가 형성되어 있고, 그 절결부(214)의 폭은 조향휘일측으로 향하여 축방향으로 증가하여 있다. 그 절결부(214)의 하측에 금속슬라이더(216)가 배치되고 그 절결부(214)의 상측에는 수지슬라이더(218)가 배치되어, 절결부(214)의 주변부분이 그 슬라이더들(216,218) 사이에서 그들에 의해 지지된다.
금속슬라이더(216)는 예를들어 알루미늄으로 만들어진 블록으로 이루어져있고, 절결부(214)의 크기보다 더 큰 크기를 가진 사다리꼴의 플랜지부분(220)과, 그 플랜지부분(220)의 중앙부로부터 일체로 돌출된 사다리꼴의 돌출부(222)와, 그 돌출부(222)를 관통하여, 상,하방향으로 연장하는 긴 보울트구멍(224)을 가지고 있다.
수지슬라이더(218)는 상기한 플랜지부분(220)과 동일한 사다리꼴 형태를 가지며, 그 수지슬라이더(218)의 중앙부에는 상기한 돌출부(222)가 수용되는 사다리꼴의 구멍(226)이 형성되어 있다. 이 수지슬라이더(218)의 4개의 상부 모서리에는 돌출부들(228)이 배치되어 있고, 그 돌출부들(228)은 수지슬라이더(218)가 브라켓(210)을 통과한 금속슬라이더(216)의 돌출부(222)에 끼워져 설치된 상태에서 금속슬라이더의 돌출부(222)로부터 약간 돌출한다.
제 8 도에 도시된 바와같이, 양측부의 돌출부들(228) 사이의 연결부들 하측면에 1쌍의 작은 돌기(230)가 형성되어 있다. 그 작은 돌기(230)는 브라켓(210)의 플랜지부분(212)의 절결부들(214) 각각의 양측에 형성된 홈(232)에 대응하여 배치되어 있어, 양 슬라이더(216, 218)가 브라켓(210)을 통과하여 중첩된 상태에서 상기 홈(232)에 끼워진다.
상기 부착구조물에서, 브라켓(210)의 플랜지부분(212)이 양 슬라이더들(216,218) 사이에서 그 슬라이더들(216,218)에 의해 지지된 상태에서 보울트(B)가 보울트구멍(224)에 삽입된 다음, 차체(234)에 나사결합된다. 그리하여, 각 돌출부(228)가 차체(234)에 접촉학, 제 10a 도 및 제 10b 도에 도시한 바와같이 그 돌출부(228)가 보울트(B)가 체결력에 의해 평편한 형태로 탄력적으로 변형된 상태에서 금속슬라이더(216)의 돌출부(222)의 상면이 차체(234)와 접촉하여, 금속부분들 사이의 접촉에 의해 확고한 결합상태를 제공한다. 그러한 결합상태에서, 작은 돌기(230)가 홈(232)에 끼워져 결합된다. 차체(234)에 대면하는 돌출부(228)를 제외한 수지슬라이더(218)의 연결부들과 차체(234)사이에 미리 정해진 간격(d1)이 형성된다. 그 간격(d1)은 작은 돌기(230)의 삽입된 깊이(d2)보다 더 크도록 설정된다.
충돌 등에 의해 2차 충격력이 조향휘일로부터 화살표(A) 방향으로 부착구조물에 가해질 때 브라켓(210)이 화살표(A) 방향으로 압박된다. 그 충격력이 작은 돌기(230)와 홈(232) 사이의 결합 강도를 초과할 때, 수지슬라이더(218)의 중앙부가 제11도에 도시된 바와같이 상방으로 이동되어 탄력적으로 변형되어 작은 돌기(230)가 홈(232)에서 빠진다. 이 상태에서, 수지슬라이더(218)의 하면은 주로 플랜지부분(212)가 가장 강하게 마찰 접촉한다. 그러나, 수지와 금속사이의 마찰계수가 낮기 때문에 작은 돌기(230)가 홈(232)에서 쉽게 이탈될 수 있다. 홈(232)으로부터 작은 돌기(230)의 분리는 절결부(214)의 사다리꼴 형태에 의해 더 용이하게 될 수 있다.
전술한 바와같이, 이 발명의 다른 실시예에 따른 부착구조물은 다음과 같은 효과를 가진다. (1)금속슬라이더가 금속 접촉부분들을 통하여 차체에 보울트로 체결되기 때문에, 그 부재들이 서로 확고하게 결합된다. 따라서, 보울트의 체결력에 의해 수지슬라이더에 크리이프가 발생될 때라도 이 구조물이 브라켓 측에 형성된 홈과 작은 돌기의 결합에 의해 덜거덕거리지 않고 보울트의 축방향 힘이 감소되지 않는다. (2) 조향휘일에 충돌이 발생한 때 작은 돌기들이 수지의 탄성에 의해 홈들에서 이탈된다. 이 상태에서 브라켓은 주로 수지와 금속사이의 마찰력에 의해 이동된다. 그 마찰력은 브라켓이 미리 정해진 힘보다 큰 충격력에 의해 차체로부터 확실하게 이탈될 수 있도록 작다.

Claims (8)

  1. 자켓(1)을 지지하는 브라켓(103,210)과, 상기 브라켓을 사이에 끼워 잡기 위하여 서로에 대하여 포개어지는 위치관계로 상호 맞붙임되어 있으며 상기 브라켓에 형성된 절결부(108,214)에 끼워맞춤되는 적어도 한쌍의 금속 및 수지슬라이더(116,117 ; 216,218)와, 충격력이 상기 브라켓에 가해지는 경우 상기 브라켓이 상기 한쌍의 슬라이더로부터 이탈되도록 상기 브라켓에 상기 한 쌍의 슬라이더를 개재하여 차체(104,234)에 지지시키는 적어도 하나의 체결부재(106,B)로 이루어져 자켓내부에 배치되는 조향기둥 부착구조물.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 금속슬라이더(116,216)는 돌출부(118,222)를 가지고 있으며, 상기 수지슬라이더(117,218)는 상기 돌출부가 끼워맞춤될 수 있는 구멍(120,226)을 가지고 있는 조향기둥 부착구조물.
  3. 제 1 항에 있어서, 브라켓(103)의 상기 절결부(108)에는 작은 절결부(115)가 형성되며, 상기 수지슬라이더(117)에는 상기 작은 절결부와 끼워맞춤될 수 있는 작은돌기(121)가 형성되어 충격력이 상기 브라켓에 가해질 때 상기 작은 돌기가 절단되도록 한 조향기둥 부착구조물.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 금속과 수지슬라이더들(116,117)사이의 포개어지는 면이 각각 두께방향으로 경사져 있는 조향기둥 부착구조물.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 금속슬라이더(116)는 조향휘일(5) 방향으로 그 두께가 점차 얇아지도록 경사져 있는 조향기둥 부착구조물.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 수지슬라이더(117)는 조향휘일 방향으로 그 두께가 점치 두꺼워지도록 경사져 있는 조향기둥 부착구조물.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 브라켓(210)에는 작은 홈(232)이 형성되며 상기 수지슬라이더(218)에는 작은 돌기(230)가 형성되어 충격력이 상기 브라켓(210)에 가해지는 경우에 상기 작은 돌기(230)가 상기 홈(232)에서 이격되도록 상기 작은 홈(232)가 끼워맞춤될 수 있는 조향기둥 부착구조물.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 수지슬라이더(218)에는 상기 한쌍의 슬라이더(216,218)가 상기 체결부재에 의하여 차체에 체결될 때 차체에서 편평한 형상으로 탄성적으로 변형할 수 있는 4개의 코너에 돌출부(228)가 형성되는 조향기둥 부착물.
KR1019880004933A 1987-04-30 1988-04-29 자동차의 조향기둥(Steering Column) 부착구조물 KR910004515B1 (ko)

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KR880012421A KR880012421A (ko) 1988-11-26
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