JP2014037225A - 自動車の操向コラム - Google Patents

Abstract

【課題】運転者の操作便宜性を高め、部品数の減少と製造コストを削減する自動車の操向コラムの提供。
【解決手段】空圧又は油圧を用いてチルトまたはテレスコープ作動を実現する。調整レバーを要することなくアクチュエータの作動力等を自動車の車種によって調整できるようにする。
【選択図】図２

Description

本発明は自動車の操向コラムに関し、より詳しくは、自動車の操向コラムにおいて、調整レバーを必要とせず、空気またはオイルの圧力を用いてチルトまたはテレスコープ作動できるようになって、運転者の操作便宜性を高めるようになり、また、空気またはオイルの圧力を用いるアクチュエータの作動力とレバーの作動力を自動車の車種によって容易に調整することができるようになって、部品数の減少と製造コストを大幅に減らすことができる自動車の操向コラムに関する。

一般に、操向コラムは、運転者の操向ホイール操作により発生した回転力をラック−ピニオン機構部に伝達する操向軸を囲むように形成されて操向軸の回転を支持する一方、ブラケットを通じて車体に結合されることによって、操向軸の位置を固定する装置である。

このような操向コラムは、運転者の便宜のためにテレスコープ（Telescope）またはチルト（Tilt）機能を追加することができるが、チルト装置は操向ホイールの固定角度を調節するための装置であり、テレスコープ装置は軸方向に伸張及び収縮が可能であるように２つの中空管を挿入して形成したものであって、自動車の衝突時、操向軸及び操向コラムがコラップス（Collapse）されながら衝撃エネルギーを吸収する機能も有する。

したがって、操向装置は、このような機能に従ってテレスコープ式またはチルト式操向装置に分けられることもあり、場合によってはテレスコープ式操向装置にチルト機能が追加されることもあり、運転者はこのような機能を通じて自身の身長や体型に合うように操向ホイールの突出程度または傾き角度を調節することによって、円滑な操向操作ができるようになる。

図１は、従来の技術による自動車操向コラムの一部を示す分解斜視図である。

図１に示すように、従来技術による自動車の操向コラムは、操向軸１７５を収容する外側チューブ１００、外側チューブ１００に引き込まれる内側チューブ１７０、内側チューブ１７０を車体に固定させる下部マウンティングブラケット１６５、外側チューブ１００の上側に設けられて車体に固定される上部マウンティングブラケット１０５、外側チューブ１００と一体に固定され、テレス長孔１８５が形成されているディスタンスブラケット１８０、上部マウンティングブラケット１０５と一体に形成され、チルト長孔１１０が長く形成されているプレートブラケット１５０、プレートブラケット１５０の外側面に形成される固定ギア１４５、固定ギア１４５と噛合または分離される可動ギア１４０、チルト長孔１１０を貫通するチルトボルト１３０、可動ギア１４０と結合されるカム１３５、カム１３５と調整レバー１１５とを固定させるワッシャー１２５とナット１２０、可動ギア１４０と固定ギア１４５との間に位置するギアスプリング１４２を含んで構成される。

チルトまたはテレスコープ作動は全て調整レバー１１５の締めと緩めにより印加されるが、調整レバー１１５を締めれば、プレートブラケット１５０が狭くなるにつれて外側チューブ１００に圧迫力を加えて外側チューブ１００と内側チューブ１７０とが圧迫力により密着してチルトまたはテレスコープ作動がなされず、反対に、調整レバー１１５を緩めば、外側チューブ１００と内側チューブ１７０との圧迫力が消えて、チルトまたはテレスコープ作動が可能になる原理である。

テレスコープ作動は、調整レバー１１５を緩めた後、ディスタンスブラケット１８０に形成されたテレス長孔１８５に沿ってチルトボルト１３０の位置を変更した後、調整レバー１１５を締めて完了するようになる。

チルト作動は、調整レバー１１５を緩めた後、チルト長孔１１０に沿ってチルトボルト１３０の位置を変更した後、調整レバー１１５を締めて完了するようになる。

調整レバー１１５が締められた状態では外側チューブ１００と操向軸１７５などは固定されるが、調整レバー１１５が緩まればカム１３５により外側チューブ１００と内側チューブ１７０などがチルト中心１６０を基準にチルトされるか、軸方向に操向コラムが伸張及び収縮できるようになる。

しかしながら、このような従来の自動車の操向コラムは、運転者の力で調整レバーを緩んだり締めることで、チルトまたはテレスコープ作動ができるようになって運転者の操作便宜性が落ちる問題点があった。

また、チルトボルト１３０と調整レバー１１５により操向コラムを締めるプレートブラケット１５０とディスタンスブラケット１８０部位に荷重が偏向されてコラム支持力とコラム自体の剛性に脆弱な問題点があった。

また、このような従来の自動車の操向コラムは、チルトまたはテレスコープ作動時、テレスコープ位置、即ち、チルトボルト１３０がテレス長孔１８５のどの位置で固定されるかによって、調整レバー１１５の作動力ばらつきがが格段に変わる問題点があった。

本発明はこのような問題点を解決するために案出したものであって、操向コラムに伝達される荷重が操向コラムの一部分に集中することを防止し、調整レバーの作動力ばらつきを均一にし、チルトまたはテレスコープ作動のために調整レバーの締めと緩めの時、外側チューブと内側チューブの支持力を維持しながら操向コラム全体の剛性を増大させて運転者の操向ホイール操作時、操向コラムの変形と破損を防止することにその目的がある。

このような目的を達成するために、本発明は、操向軸が内蔵される中空の形状に第１ヒンジ部と第２ヒンジ部が備えられているアッパーコラム、互いに対向する側面部が上記第１ヒンジ部と結合され、テレスコープ作動時、長手方向にスライディングされるスライディングブラケット、上記スライディングブラケットが安着され、長手方向に第１スロットが備えられている支持ブラケット、一側は上記第２ヒンジ部と結合されるヒンジホールが備えられ、他側は第２スロットが備えられているヒンジプレート、上記第１スロットと第２スロットを貫通する支持軸、上記支持軸の外周側に結合されて上記スライディングブラケットの側面部の両側を支持し、２つに分離形成されているサポートチューブ、一端は上記サポートチューブの分離された間を通じて上記支持軸に結合され、他端は下記アクチュエータに結合されるレバー、上記スライディングブラケットに結合され、上記レバーの他端を移動させるアクチュエータを含んで構成されることを特徴とする、自動車の操向コラムを提供する。

このような本発明によれば、自動車の操向コラムにおいて、調整レバーの必要無しで空気またはオイルの圧力を用いてチルトまたはテレスコープ作動ができるようになって、運転者の操作便宜性を高める効果がある。

また、空気またはオイルの圧力を用いるアクチュエータの作動力とレバーの作動力を自動車の車種によって容易に調整できるようになって、部品数の減少と製造コストを大幅に減らすことができる効果がある。

図１は、従来の自動車操向コラムの一部を示す分解斜視図である。 図２は、本発明の一実施形態による自動車の操向コラムを示す斜視図である。 図３は、本発明の一実施形態による自動車の操向コラムのチルト作動状態を示す側面図である。 図４は、本発明の一実施形態による自動車の操向コラムのうち、アクチュエータを示す断面図である。 図５は、本発明の一実施形態による自動車の操向コラムのうち、レバーを示す分解斜視図である。

以下、本発明の一部の実施形態を添付した図面を参照しつつ詳細に説明する。各図面の構成要素に参照符号を付加するに当たって、同一な構成要素に対してはたとえ他の図面上に表示されても、できる限り同一な符号を有するようにしていることに留意しなければならない。また、本発明を説明するに当たって、関連した公知構成または機能に対する具体的な説明が本発明の要旨を曖昧にすることができると判断される場合にはその詳細な説明は省略する。

また、本発明の構成要素を説明するに当たって、第１、第２、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）などの用語を使用することができる。このような用語はその構成要素を他の構成要素と区別するためのものであり、その用語により当該構成要素の本質や回順序または順序などが限定されない。どの構成要素が他の構成要素に“連結”、“結合”、または“接続”されると記載された場合、その構成要素はその他の構成要素に直接的に連結、または接続できるが、各構成要素の間に更に他の構成要素が“連結”、“結合”、または“接続”されることもできると理解されるべきである。

図２は本発明の一実施形態による自動車の操向コラムを示す斜視図、図３は本発明の一実施形態による自動車の操向コラムのチルト作動状態を示す側面図、図４は本発明の一実施形態による自動車の操向コラムのうち、アクチュエータを示す断面図、図５は本発明の一実施形態による自動車の操向コラムのうち、レバーを示す分解斜視図である。

これら図面に図示したように、本発明の一実施形態による自動車の操向コラム２００は、操向軸２０１が内蔵される中空の形状に第１ヒンジ部２０７と第２ヒンジ部２０９が備えられているアッパーコラム２０３、互いに対向する側面部２３１が上記第１ヒンジ部２０７と結合され、テレスコープ作動時、長手方向にスライディングされるスライディングブラケット２３０、上記スライディングブラケット２３０が安着し、長手方向に第１スロット２２１が備えられている支持ブラケット２２０、一側は上記第２ヒンジ部２０９と結合されるヒンジホールが備えられ、他側は第２スロット２１５が備えられているヒンジプレート２１０、上記第１スロット２２１と第２スロット２１５を貫通する支持軸２４１、上記支持軸２４１の外周側に結合されて上記スライディングブラケット２３０の側面部２３１の両側を支持し、２つに分離形成されているサポートチューブ２４０、一端は上記サポートチューブ２４０の分離された間を通じて上記支持軸２４１に結合され、他端は下記アクチュエータ２６０に結合されるレバー２５０、上記スライディングブラケット２３０に結合され、上記レバー２５０の他端を移動させるアクチュエータ２６０を含んで構成される。

本発明の一実施形態による自動車の操向コラム２００は、空気またはオイルのような流体の圧力により作動されるアクチュエータ２６０により、レバー２５０がサポートチューブ２４０を両側に力を加えてスライディングブラケット２３０と支持ブラケット２２０とが締められる圧力の有無によって操向コラムのチルトまたはテレスコープ機能を遂行することができるようになっている。

アッパーコラム２０３は、操向軸２０１が内蔵される中空の形状に第１ヒンジ部２０７と第２ヒンジ部２０９とが備えられているので、第１ヒンジ部２０７を軸にしてアッパーコラム２０３のチルト作動がなされるが、この際、アッパーコラム２０３の下段に備えられている第２ヒンジ部２０９と結合されているヒンジプレート２１０の第２スロット２１５に沿ってチルト回転運動を収容するようになっている。

第１ヒンジ部２０７は、アッパーコラム２０３のチューブ形状部の一側外周面に形成され、第１ヒンジ部２０７の下段には互いに対向するフランジ２０５が形成されて、このフランジ２０５の両側に第２ヒンジ部２０９が備えられ、第２ヒンジ部２０９にはヒンジプレート２１０が締結部材として回転可能に結合される。

スライディングブラケット２３０は、概略的に互いに対向する側面部２３１が備えられるように一側が開放された長方形に形成され、両側面部２３１がアッパーコラム２０３の第１ヒンジ部２０７と結合されてテレスコープ作動時、対応する形状を有する支持ブラケット２２０に支持され、長手方向にスライディングするようになる。

スライディングブラケット２３０が安着され、結合される支持ブラケット２２０は、スライディングブラケット２３０の側面部２３１と結合される両側面部に長手方向に第１スロット２２１が備えられているので、アッパーコラム２０３がスライディングブラケット２３０、ヒンジプレート２１０、支持軸２４１などと共にテレスコープ作動される時、第１スロット２２１に沿って作動するようになっている。

また、支持ブラケット２２０には第１スロット２２１と離隔した位置に長手方向でに第３スロット２２３が備えられており、スライディングブラケット２３０の側面部の他側にはガイド部２７０が備えられているので、テレスコープ作動時、ガイド部２７０が第３スロット２２３に沿って移動してアッパーコラム２０３とスライディングブラケット２３０のテレスコープ運動をガイドし、支持するようになっている。

ヒンジプレート２１０は、一側がアッパーコラム２０３の第２ヒンジ部２０９と結合されるヒンジホールが備えられており、他側にはアッパーコラム２０３のチルト回転運動を収容する第２スロット２１５が備えられている。

そして、支持軸２４１が第１スロット２２１と第２スロット２１５を貫通して締結部材により結合されているので、アッパーコラム２０３のチルト作動時には支持軸２４１がヒンジプレート２１０の第２スロット２１５に沿って移動し、テレスコープ作動時には支持軸２４１が第１スロット２２１に沿って移動するようになる。

一方、このようなチルトまたはテレスコープ作動が特別な場合、即ち、運転者が意図する場合のみにチルトまたはテレスコープ作動がなされるように、平常時にはサポートチューブ２４０がアクチュエータ２６０によりスライディングブラケット２３０とヒンジプレート２１０を支持ブラケット２２０の両側面部と密着させる力を加え、反対に、チルトまたはテレスコープ作動時には加える力を除去するようになっている。

２つ（２４０ａ、２４０ｂ）に分離形成されるサポートチューブ２４０は、支持軸２４１の外周側に結合され、分離された間にはレバー２５０が挿入されて両側サポートチューブ２４０が各々広がりながらスライディングブラケット２３０の側面部の両側を支持するようになっている。

そして、レバー２５０の一端はサポートチューブ２４０の分離された間を通じて支持軸２４１に結合され、レバー２５０の他端はアクチュエータ２６０のピストン２６５に結合されているので、アクチュエータ２６０によりピストン２６５がどの一側に直線運動するにつれて両側サポートチューブ２４０を広げたり縮むようになる。

アクチュエータ２６０は、スライディングブラケット２３０に結合されて固定され、アクチュエータ２６０の内部に沿って直線運動するピストン２６５がレバー２５０の他端に結合されてレバー２５０を動くようになっている。

アクチュエータ２６０は、ハウジング２６１の一側に空気またはオイルが流出入されるノズル２７０と結合される結合部２６３が備えられており、ハウジング２６１の内側にはピストン２６５により一側と他側とに分割される２つの空間が備えられるが、そのうち、ノズル２７０と連通するシリンダー室２６０ａにはノズル２７０により空気またはオイルが充填され、他の１つには弾性部材２６８が内蔵される。

ピストン２６５はロッド２６７に支持されて結合され、ピストン２６５の一側にはレバー２５０が結合されて弾性部材２６８の弾性力、または空気またはオイルの圧力によりピストンがハウジング２６１の内側でスライディングするようになり、ハウジング２６１とピストン２６５との段差部の間には空気またはオイルの漏れを防止するようにシーリング部材２６５ａが挿入できる。

また、アクチュエータ２６０の一側空間にはピストン２６５の一側面を支持する弾性部材２６８が備えられ、弾性部材２６８の他側にはハウジング２６１の内側面に結合されて弾性部材２６８を支持する支持板２６９が結合される。

そして、ハウジング２６１の一端内側面と支持板２６９の外周面にはねじ部が形成されているので、支持板２６９がねじ結合されながらハウジング２６１と固定される位置に従って弾性部材２６８の弾性力、即ち、サポートチューブ２４０がスライディングブラケット２３０の側面部の両側を支持する力を調整することができるようになっている。

支持板２６９には、外部から工具により回転可能に工具溝２６９ａが備えられているので、弾性部材２６８の弾性力の調整が容易になっている。

このように、アクチュエータ２６０によりチルトまたはテレスコープ作動の印加は従来とは異なり、調整レバー２５０を作動せず、アクチュエータ２６０を作動する別途の作動スイッチを用いることができる。

このようなアクチュエータ２６０の作動を説明すると、平常時には空気またはオイルがノズル２７０を通じて自由に輸出入が可能な状態で圧縮されていた弾性部材２６８の弾性復原力によりシリンダー室２６０ａの体積が小さくなるにつれてピストン２６５がアクチュエータ２６０の外部に押されながらサポートチューブ２４０がスライディングブラケット２３０の側面部の両側を支持する力を大きくするようになる。

反対に、チルトまたはテレスコープ作動時にはノズル２７０を通じて流入される空気またはオイルの圧力が大きくなるにつれてシリンダー室の体積が大きくなりながらピストン２６５がアクチュエータ２６０の内側に押されながらサポートチューブ２４０がスライディングブラケット２３０の側面部の両側を支持する力をなくすようになる。

レバー２５０の一端には上記支持軸２４１が貫通する貫通ホール２５１が備えられており、レバー２５０の他端にはアクチュエータ２６０のピストン２６５に結合される結合溝２５３が備えられているので、アクチュエータ２６０とピストン２６５、支持軸２４１が互いに連動して作動できるようになっている。

また、サポートチューブ２４０の分離された面には支持軸２４１の方向に段差付けた段差部２４５が備えられ、レバー２５０の一端にもサポートチューブ２４０の段差部２４５と対応する段差部２５５が備えられているので、アクチュエータ２６０がロッド２６７を作動させればレバー２５０が挺子の役割をしながらより容易にサポートチューブ２４０を両側に広げるようになっている。

一方、レバー２５０は２つに分離形成され、分離された一側面と他側面のうち、いずれか一方には凹溝に形成される締結溝２５７ａが備えられ、他方には締結溝２５７ａに対応するように突出する締結突起２５７ｂが備えられるが、締結溝２５７ａと締結突起２５７ｂにはねじ部が形成されているので、締結突起２５７ｂがねじ結合されながら固定される位置によってレバー２５０の長さを調整することによって、レバー２５０の作動力を調整することができるようになっている。

このような構造と形状を有する本発明によれば、自動車の操向コラムにおいて調整レバーが必要無しで空気またはオイルの圧力を用いてチルトまたはテレスコープ作動ができるようになって、運転者の操作便宜性を高める効果がある。

また、空気またはオイルの圧力を用いるアクチュエータの作動力とレバーの作動力を自動車の車種によって容易に調整することができるようになって、部品数の減少と製造コストを大幅に減らすことができる効果がある。

以上、本発明の実施形態を構成する全ての構成要素が１つに結合されるか、結合されて動作することと説明されたが、本発明が必ずこのような実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の目的範囲内であれば、その全ての構成要素が１つ以上に選択的に結合して動作することもできる。

また、以上で記載された“含む”、“構成する”、または“有する”などの用語は、特別に反対になる記載がない限り、該当構成要素が内在できることを意味するものであるので、他の構成要素を除外するのでなく、他の構成要素を更に含むことができることと解釈されるべきである。技術的または科学的な用語を含んだ全ての用語は、異に定義されない限り、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者により一般的に理解されることと同一な意味を有する。事前に定義された用語のように、一般的に使われる用語は関連技術の文脈上の意味と一致するものと解釈されるべきであり、本発明で明らかに定義しない限り、理想的であるとか、過度に形式的な意味として解釈されない。

以上の説明は、本発明の技術思想を例示的に説明したことに過ぎないものであって、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で多様な修正及び変形が可能である。したがって、本発明に開示された実施形態は本発明の技術思想を限定するためのものではなく、説明するためのものであるので、このような実施形態により本発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。本発明の保護範囲は請求範囲により解釈されなければならず、それと同等な範囲内にある全ての技術思想は本発明の権利範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

２００・・・操向コラム
２０１・・・操向軸
２０３・・・アッパーコラム
２０７・・・第１ヒンジ部
２０９・・・第２ヒンジ部
２１０・・・ヒンジプレート
２２１・・・第１スロット
２２３・・・第３スロット
２３０・・・スライディングブラケット
２４０・・・サポートチューブ
２５０・・・レバー
２６０・・・アクチュエータ
２７０・・・ガイド部

Claims (10)

1. 操向軸が内蔵される中空の形状に第１ヒンジ部と第２ヒンジ部が備えられているアッパーコラムと、
   互いに対向する側面部が前記第１ヒンジ部と結合され、テレスコープ作動時、長手方向にスライディングされるスライディングブラケットと、
   前記スライディングブラケットが安着し、長手方向に第１スロットが備えられている支持ブラケットと、
   一側は前記第２ヒンジ部と結合されるヒンジホールが備えられ、他側は第２スロットが備えられているヒンジプレートと、
   前記第１スロットと第２スロットとを貫通する支持軸と、
   前記支持軸の外周側に結合されて前記スライディングブラケットの側面部の両側を支持し、２つに分離形成されているサポートチューブと、
   一端は前記サポートチューブの分離された間を通じて前記支持軸に結合され、他端は下記アクチュエータに結合されるレバーと、
   前記スライディングブラケットに結合され、前記レバーの他端を移動させるアクチュエータと、
   を含むことを特徴とする、自動車の操向コラム。
2. 前記支持ブラケットには前記第１スロットと離隔した位置に長手方向に第３スロットが備えられ、
   前記スライディングブラケットの側面部の他側にはガイド部が備えられて、
   テレスコープ作動時、前記ガイド部が前記第３スロットに沿ってガイドされることを特徴とする、請求項１に記載の自動車の操向コラム。
3. 前記アクチュエータは、ハウジングの一側に空気またはオイルが流出入されるノズルが備えられ、
   前記ハウジングの内側には前記ノズルと連通するシリンダー室を形成し、
   前記レバーが結合されるピストンが内蔵されることを特徴とする、請求項２に記載の自動車の操向コラム。
4. 前記ハウジングとピストンとの間にはシーリング部材が挿入されることを特徴とする、請求項３に記載の自動車の操向コラム。
5. 前記アクチュエータは、前記ピストンの一側を支持する弾性部材が備えられ、
   前記弾性部材の他側には前記ハウジングの内側面に結合されて前記弾性部材を支持する支持板が結合されることを特徴とする、請求項４に記載の自動車の操向コラム。
6. 前記ハウジングの内側面と前記支持板の外周面にはねじ部が形成されて前記支持板がねじ結合されながら前記弾性部材の弾性力を調整することを特徴とする、請求項５に記載の自動車の操向コラム。
7. 前記サポートチューブの分離された面には前記支持軸方向に段差付けた段差部が備えられることを特徴とする、請求項２に記載の自動車の操向コラム。
8. 前記レバーの一端には前記支持軸が貫通される貫通ホールと前記段差部と対応する段差部が備えられ、
   前記レバーの他端には前記アクチュエータのピストンに結合される結合溝が備えられることを特徴とする、請求項７に記載の自動車の操向コラム。
9. 前記レバーは２つに分離形成され、分離された一側面と他側面のうち、いずれか一方には凹溝に形成される締結溝が備えられ、他方には前記締結溝に対応するように突出する締結突起が備えられることを特徴とする、請求項８に記載の自動車の操向コラム。
10. 前記締結溝と締結突起にはねじ部が形成されて前記締結突起がねじ結合されながら前記レバーの長さを調整することを特徴とする、請求項９に記載の自動車の操向コラム。

Images