KR100366989B1 - 자동차 운전대의 높이 및 경사각 조절멤버 잠금장치 - Google Patents

자동차 운전대의 높이 및 경사각 조절멤버 잠금장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차 운전대의 높이 및 경사각을 조절하기 위하여 서로 대향하여 상대운동을 하는 2개의 멤버들을 결합/고정시키는 잠금장치에 관한 것으로서, 1개의 멤버는 자동차의 차체에 견고히 장치된 고정대에 착설되며, 다른 1개의 멤버는 운전대가 장착될 케이싱에 장치되는 구성품으로서, 상기 잠금장치는 상기 대향 이동 멤버에 각각 고정되어 서로 결합할 수 있도록 되어있는 최소 2개의 치상표면을 가지고 있으며, 이때 상기 치상표면들은 각각 다수의 이(齒)들이 나란히 배치된 최소 1개 이상의 치열을 가지고 있고, 상기 양쪽 치열 상에서 서로 대향하는 치선들은 자기력에 의하여 서로 반발작용을 하도록 되어있다.

Description

자동차 운전대의 높이 및 경사각 조절멤버 잠금장치{LOCKING DEVICE FOR A HEIGHT AND TILT ADJUSTABLE STEERING COLUMN IN A MOTOR VEHICLE}
승용차 및 트럭의 자동차 제조업에서는 상기와 같은 종류의 특징을 갖는 잠금장치들이 운전대를 고정시키기 위하여 사용되고 있으며, 운전자들은 자신의 취향에 맞게 운전대의 높이와 경사각도를 미리 조절하는 것이다. 상기 잠금장치가 장금상태에서 충돌사고의 발생시에 운전대에 대한 높은 충격력에도 불구하고 운전대 케이싱과 차체 사이에 아무런 상대적 변위가 일어나지 않도록 운전대의 케이싱을 차체에 고정된 고정대에 고정시킬 수 있게 설계되어야 한다. 왜냐하면 그러한 상대적 변위는 최근 일반적으로 장착된 에어백-승객보호 시스템의 작동기능을 손상시킬 수 있기 때문이다. 확실결합 부재(確實結合部材), 특히 치상표면으로 형성되어 서로형상결합(形狀結合)하도록 되어있는 톱니판들로 이루어진 잠금장치는 요구되는 파지력을 갖는 확실하고 저렴한 체결 방법을 제공한다. 물론 상기 한 쌍의 톱니판을 사용하면 상기 운전대 케이싱과 차체에 견고히 고정된 고정대 사이에는 각각의 구성멤버에 장치된 톱니판들이 서로 결합할 때 서로 "치선(齒先)-대-치선-위치"에 놓이는 위치가 생기는 단점이 있다. 이와 같이 특수 위치에 놓이는 경우, 운전자에 의하여 확인/수정될 수도 있지만, 운전대 케이싱과 차체의 고정대 사이의 실질적인 체결이 이루어지지 않으므로, 사고 발생시 운전대 구성멤버들 사이에 제어할 수 없는 상대운동에 의하여 운전자에 대한 위험을 피할 수 없다.
본 발명은 높이와 경사각의 조절이 가능한 자동차 운전대에 장착되어 서로 대향이동 가능한 2개의 시프팅 멤버를 서로 결합시켜 고정하기 위한 잠금장치에 관한 것으로서, 이때, 1개의 멤버는 자동차의 차체에 견고히 장치된 고정대에 고정되고, 다른 1개의 멤버는 상기 운전대가 장착될 운전대 케이싱에 착설되며, 상기 양쪽의 시프팅 멤버에는 각각 적어도 2개의 치상표면(齒狀表面)을 형성시켜 서로 결합하여 고정될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 잠금장치의 제1실시예를 보여주는 측면도이다.
도 2는 도 1의 B-B선을 연하는 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 제1도의 점선으로 표시한 원(D)안에 치선이 서로 대향하고있는 부분을 2개의 상이한 실시예로서 각각 보여주는 부분 확대 측면도이다.
도 4는 도 1의 점선으로 표시한 원(D)부분 및 제3b도의 부분 확대도에서 서로 대향하고 있는 톱니판의 결합 상태를 보여주는 상세도이다.
도 5는 본 발명 잠금장치의 제2 변형 실시예를 보여주는 측면도이다.
도 6은 도 5의 C-C선을 연하는 단면도이다.
도 7a 및 도 7b는 각각 도 5의 화살표(A)로 표시한 잠금장치 부분의 잠금 및 열림 상태를 보여주는 정면도이다.
따라서, 본 발명의 과제는 상기 잠금장치에 사용되는 톱니판들의 치선-대-치선 사이의 대치 현상을 간단하고 저렴한 방법으로 확실하게 제거할 수 있도록 종래의 잠금장치를 개선하는 것이다.
본 발명에 따라, 상기 치상표면에 다수의 이빨들이 나란히 형성된 최소 하나 이상의 치열을 각각 형성시키고, 양쪽 치상표면에서 서로 대향하는 이빨들이 자기력에 의하여 서로 반발하도록 하므로 써 본 발명의 과제를 해결한다.
이러한 본 발명에 따른 구조에 의하여, 예를 들어 서로 결합될 양쪽 치상표면들의 2개의 치선(齒先)들이 서로 대치하는 경우, 한쪽 톱니판의 치선들이 옆으로 변위하므로 써, 차체고정대에 고정되어 있는 맞은편 톱니판의 치간(齒間) 사이로 자동적으로 슬립 결합을 이룬다. 따라서 서로 대향하는 양쪽의 톱니판 내지 치상표면들 사이의 치선-대-치선-대치상태는 자기력에 의하여 치선들 사이의 상호 반발작용으로 방지될 수 있다.
본 발명에 따른 장치의 다른 특수 장치들은 후술하는 종속 청구범위들의 특징에 나타나 있다. 서로 대향하는 치열들의 치선들은 필요에 따라 동일한 자북성(磁北性) 또는 자남성(磁南性)을 띄울 수 있으며, 이것은 본 발명에 따른 기능에 결정적인 것으로서, 자기학에서 공지된 동일 극성을 갖는 자극들 사이의 반발작용에 의하여 동일한 극성을 갖는 상기 치선들은 서로 반발한다.
또한 서로 대향하는 양쪽 치열의 자유 치선들 사이에 위치하는 치곡(齒谷)들은 각각 상기 치선들에 대하여 반대의 극성을 띄우는 것이 장점이 될 수 있다. 이와 같은 본 발명의 방법에 따라 서로 대향하는 치열들의 결합작용은 자기흡인력에 의하여 강화된다. 이와 같은 현상은 서로 대향하는 치열들의 치선들이 서로 반발하여 인접된 치간 사이로 슬립 결합하자마자 서로 반대의 자기극성을 갖는 치선들과 치곡들 사이의 자기흡인력에 의하여 양쪽 치열들의 결합력이 강화된다. 상기 치열들의 치선들이 자북성을 띄우게 하면, 치열들을 결합시킬 때 그와 반대의 극성인 자남성에 대하여 흡인력을 작용하게 된다.
그 뿐만 아니라, 작용기능의 분리에 있어서 치열들의 결합작용과 이때 발생하는 소요 파지력과 치선들의 상호 대치 현상을 간단/저렴한 방법으로 방지하는 기능을 분리하는 것이 바람직하다. 이러한 구조는 본 발명에 따라 가동멤버와 차체에 장치된 운전대의 고정대에 각각 착설되어 서로 결합하도록 되어있는 양쪽 치상표면에 인접하여 각각 다수의 개별 자석들이 부착된 2개의 자석봉들을 장치하므로 써 이루어질 수 있으며, 이때 상기 개별 자석들은 상기 톱니판들 위에 나란히 배치된이빨들의 1/2피치에 해당하는 거리를 띄우고 배치되며, 이들 개별 자석들은 동일한 자기극성을 갖는다. 이와 같은 본 발명 장치의 특수 구조는 매우 저렴하게 실현시킬 수 있다. 상기 톱니판들 옆에 착설되는 자석봉들은 시중에서 구입할 수 있는 소형 자석들을 부착하여 사용할 수 있다. 상기 개별 자석들을 배치할 때 주의할 점은 오직 양쪽에서 동일한 자기극성을 가지고 서로 대향하는 자석봉들의 개별 자석들은 상기 톱니판들이 치선-대-치선-대치 위치에 놓이는 순간에 대향(대치) 하도록 하는 것이다. 그러한 위치에서, 상기 개별 자석들은 동일한 자기극성에 의하여 서로 반발하며, 따라서 동시에 이들의 측방향 상대운동에 의하여 상기 톱니판들을 서로 변위시키므로 써, 상기 치선들의 정점-대-정점-대치 상태가 방지된다. 상기 자석봉들 위에 부착된 개별 자석들을 일정한 간격을 두고 배치하므로 써, 본 발명의 장금장치를 작동(잠금)시킬 때 치열들이 서로 결합하는 것과 마찬가지로 상기 개별 자석들의 상호 삽입/결합을 가능케 하므로 잠금 조작이 끝나면 상기 톱니판들의 확실한 결합을 보장하게 된다.
본 발명 장치의 2개 실시예를 첨부도면을 이용하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시한 본 발명에 따른 장금 장치는 자동차 운전대의 높이와 경사각을 조절하기 위하여 상기 운전대에 장치되어 서로 마주 향하여 시프팅이 가능한 2개의 멤버(2, 3)를 가지고 있으며, 이때 상기 멤버(2)는 본 명세서에서는 상세히 기술하지 않은 운전대 케이싱에 고정되어 있고, 상기 운전대 케이싱 속에는 조절가능한 자동차운전대가 장착되어 있으며, 따라서 이하 시프팅멤버(2)라고 칭한다. 상기 멤버(3)는 본 명세서의 개요에서 상세히 설명하지 않은 자동차 차체에 견고히 형성된 고정대에 장치되어 있으며, 따라서 이하 고정멤버(3)라고 칭한다. 상기 양쪽 멤버(2, 3)들은 서로 대향하는 치상표면(齒狀表面)(4, 5)을 형성하여, 종래의 기술에서 공지된 잠금장치의 레버 메커니즘에 의하여 서로 맞물리므로 써, 가변 운전대와 차체에 형성된 고정대 사이에 견고한 확실결합(確實結合)이 이루어질 수 있다.
도 2에서 명확하게 알 수 있는 바와 같이, 상기 치상표면(4, 5)들은 각각 두 줄씩의 치열(14a, 14b) 및 (15a, 15b)들로 형성되어 있다. 이 치열(14a, 14b) 및 (15a, 15b)들은 각각 표면에 이빨들이 나란히 형성되어 있다. 본 발명의 장금장치가 잠기지 않은 상태에서는 서로 대향하는 치열(14a, 14b) 및 (15a, 15b)들은 코일스프링 형태의 스프링장치(7)에 의하여 서로 벌려져 있다. 상기 운전대의 시프팅멤버(2)를 상기 고정멤버(3)에 대하여 조절하는 과정에서, 상기 치상표면(4, 5)들의 대향하는 치열(14a, 14b) 및 (15a, 15b)들이 개개의 치선(齒先)들을 서로 정면으로 대치하는 경우가 일어날 수 있다. 그와 같은 치선들의 정면대치 상태에서는 상기 시프팅멤버(2)와 고정멤버(3) 사이에 적절한 파지력을 발생시키는 것을 불가능하다. 그와 같은 상태를 방지하기 위한 본 발명의 장치는 각 치선들이 동일한 자극성을 띄도록 장치한다. 이러한 구조를 제3도에 도식적으로 도시하였으며, 이때 개개의 치선들은 자북(磁北)을 나타내는 기호(N)로 표시하였다. 상기 치선들은 동일한 자극들의 자기반발력에 의하여 서로 반발하므로 써, 잠금 과정에서 상기 치열(14a, 14b) 및 (15a, 15b)들이 서로 접근할 때 이미 상기 시프팅멤버(2)의 가동식 치상표면(4)이 상기 고정멤버(3)의 고정식 치상표면(5)의 치간(齒間) 속으로 결합하게 된다. 상기 각각의 이 사이의 치곡저면(齒谷底面)을 상기 치선들의 극성과 반대되는 자극성을 띄게 하므로 써, 상기 치상표면의 치선들이 대향하는 치상표면의 치간들 속으로 삽입되는 작용효과를 추가적으로 강화시킬 수 있다. 이와 같은 구조를 도 3b 및 도 4에서 도식으로 도시하였다. 상기 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 치선들은 각각 자북성(磁北性)을 띄고, 그와 반대로 각 치간들 사이의 치곡저면은 자남성(磁南性)을 띄게 된다. 상기 치선들의 동일한 극성은 도 3a와 같이 서로 반발작용을 일으킨다. 이와 같은 반발작용은 자동적으로 서로 대향하는 치상표면(4, 5)들 사이에 변위(變位)를 일으키므로 써, 각 이들이 서로 엇갈려 결합할 수 있게 된다. 치상표면들이 상호 결합할 때 상기 삽입/결합효과는 치선들의 자북성과 치곡저면들의 자남성 사이이의 자기흡인력에 의하여 보강된다. 도 4에서는, 가동식 치상표면(4)과 고정식 치상표면(5)이 서로 결합한 상태를 도시하고 있으며, 이때 치곡저면과 치선들의 자남성과 자북성 사이의 흡인력은 물론 가장 큰 상태이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 제2 변형 실시예(이하 "제2실시예"라고 칭함)를 도시하고 있다. 제2 실시예의 구성부품들이 제1 내지 5도에 도시된 제1 실시예의 구성부품들과 동일하면, 상기 양쪽 실시예에서 동일한 참조번호를 부여하였다.
마찬가지로 도 5에 도시한 잠금장치는 상기 제1 실시예와 동일하게 자동차 운전대의 시프팅멤버(2)에 착설된 가동식 치상표면(4)을 가지고 있다. 통상 운전대 고정대로서 차체에 고정되어 있는 상기 고정멤버(3)에는 고정식 치상표면(5)이 형성되어 있다. 상기 두 치상표면(4, 5)은 각각 다시 두 개씩의 나란히 형성된 치열(14a, 14b) 와 (15a, 15b)로 분할되어 있으며, 종래 기술에서 공지된 작동장치에 의하여 상기 두 치상표면(4, 5)들이 서로 결합될 수 있다.
도 5 및 도 6에서 명백한 바와 같이, 치열(14a) 및 (15a)에 인접하여 2개의 자석봉(磁石棒)(8, 9)이 착설되어 있으며, 이때 자석봉(8)은 시프팅멤버(2)에 고정되어 있고, 한편 자석봉(9)은 차체에 고정된 고정멤버(3)에 부착/고정되어 있다.제7a 및 7b도에서 명백한 바와 같이, 상기 두 자석봉(8, 9)들은 각각 개별 자석(10, 11)들로 이루어져 있으며, 이 개별 자석(10)과 (11)들은 각각 서로 대향하여 배치되어 있다. 상기 개별 자석(10 및 11)들은 시중에서 구입할 수 있는 길다란 막대자석들로 이루어져 있으며, 이때 상기 시프팅멤버(2)에 속하는 자석봉(8)의 개별 자석(10)들의 하부면이 자북성을 띄게 하고, 한편 차체에 고정되어 시프팅멤버(2) 쪽으로 대향하고 있는 고정멤버(3)에 속하는 자석봉(9)의 개별 자석(11)들의 상부면이 마찬가지로 자북성을 띄도록 구성된다. 상기 자석봉(8, 9)들의 개별 자석(10, 11)들 사이의 간격은 치열(14a 및 15a) 위에 나란히 배치된 이빨들의 1/2피치에 해당하는 간격이 되도록 선택한다.
상기 가변식 자동차 운전대를 조절할 때, 만약 서로 결합될 치상표면(4, 5)들이 각각 대향하는 이들이 이른바 "치선-대-치선-대치위치"에 놓이는 경우가 발생할 때는 마찬가지로 서로 인접된 자석봉들의 개별 자석(10, 11)들도 서로 직접 대향하는 위치에 놓이게 된다. 위, 아래에서 서로 대향하여 위치하고 있는 자석봉(8, 9)들 사이에 자북성 반발력이 작용하여, 상기 가변식 시프팅멤버(2)가 차체에 고정된 고정멤버(3)에 대하여 측방으로 이동하므로 써, 상기 치상표면(4, 5)들의 "치선-대-치선-대치위치"가 제거된다. 따라서 상기 상하 치열들은 서로 삽입/결합할 수 있게 되며, 이때 동시에 개별 자석(10, 11)들을 일정한 간격으로 배열하므로 써, 마찬가지로 자석봉(8, 9)들의 상호결합도 가능케 한다. 도 7b에는 명확하게 이해하기 위하여, 본 발명의 잠금장치의 잠금 상태를 도시하고 있으며, 이때 가동식 치상표면(4)과 고정식 치상표면(5)이 서로 확실결합으로 결합되어 있는 것을 알 수있다. 따라서 상기 실시예 1 및 2에서 여러 가지 형태로 발생하는 자기력에 의하여 종래의 잠금장치에서 발생할 수 있는 치선-대-치선-대치 현상을 간단하고 확실한 방법으로 방지할 수 있다. 상기 실시예 2에서 사용된 개별 자석들은 생산기술 및 경제적 관점에서 볼 때 본 발명 장치의 매우 효과적인 변형 장치이다.
※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※
기호(N) 시프팅멤버(2)
고정멤버(3) 가동식 치상표면(4)
고정식 치상표면(5) 스프링장치(7)
자석봉(8) 자석봉(9)
개별 자석(10) 개별 자석(11)
치열(14a, 14b) 및 (15a, 15b)

Claims (7)

  1. 운전대의 높이와 경사각의 조절이 가능한 자동차 운전대에 장착되어 서로 대향이동을 하는 2개의 시프팅 멤버로 구성되어 있고, 그중 1개의 멤버는 자동차의 차체에 견고히 장치된 고정대에 고정되며, 다른 1개의 멤버는 상기 운전대가 장착될 운전대 케이싱에 착설되어, 이때 적어도 2개의 치상표면이 각각 상기 2개의 시프팅 멤버에 고정되어 서로 결합하므로 써 상기 2개의 시프팅 멤버를 서로 고정시키기 위한 잠금장치에 있어서,
    상기 치상표면(4, 5)에는 각각 다수의 이(齒)들이 나란히 형성된 최소 1개 이상의 치열(14a, 15a)을 가지고 있으며, 이때 양쪽 치열(14a, 15a)의 서로 대향하는 치선(齒先)들은 자기력에 의하여 서로 반발작용을 하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차 운전대 높이 및 경사각 조절멤버 잠금장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 양쪽 치열의 서로 대향하는 치선들은 각각 동일한 자북성(磁北性)을 띄우고 있는 것을 특징으로 하는 자동차 운전대 높이 및 경사각 조절멤버 잠금장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 양쪽 치열의 서로 대향하는 치선들은 각각 동일한 자남성(磁南性)을 띄우고 있는 것을 특징으로 하는 자동차 운전대 높이 및 경사각 조절멤버 잠금장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 양쪽 치열의 치선들 사이에 있는 치곡(齒谷)들은 치선의 극성에 반대되는 자기극성을 갖는 것을 특징으로 하는 자동차 운전대 높이 및 경사각 조절멤버 잠금장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 양쪽 치열의 서로 대향하는 치선들은 각각 동일한 자북성을 띄우고, 상기 치선들 사이에 위치하는 치곡들은 각각 동일한 자남성을 띄우는 것을 특징으로 하는 자동차 운전대 높이 및 경사각 조절멤버 잠금장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 양쪽 치열의 서로 대향하는 치선들은 각각 동일한 자남성을 띄우고, 상기 치선들 사이에 위치하는 치곡들은 각각 동일한 자북성을 띄우는 것을 특징으로 하는 자동차 운전대 높이 및 경사각 조절멤버 잠금장치.
  7. 제4항에 있어서, 상기 가동멤버(2)와 고정대(3)에 장치되어 서로 결합하게 되어있는 치상표면(4, 5)에 인접하여 각각 다수의 개별 자석(10, 11)들이 부착된 2개의 자석봉(8, 9)을 장치하고, 이때 상기 개별 자석(10, 11)들은 상기 나란히 배치된 이(齒)들의 1/2피치(pitch)에 해당하는 거리를 띄우고 배치되며, 이들 개별 자석(10, 11)들은 동일한 자기극성을 띄우는 것을 특징으로 하는 자동차 운전대 높이 및 경사각 조절멤버 잠금장치.
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