KR100475922B1

KR100475922B1 - 자동차의 스티어링 컬럼

Info

Publication number: KR100475922B1
Application number: KR10-2002-0079043A
Authority: KR
Inventors: 이동한
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2002-12-12
Filing date: 2002-12-12
Publication date: 2005-03-10
Also published as: KR20040051168A

Abstract

본 발명은 자동차의 스티어링 컬럼에 관한 것으로, 틸팅레버(18)를 조작하여 상부마운팅브라켓트(12)측 회동기어(15)를 컬럼튜브(10)측 고정기어(13)에 치합 또는 치합해제시킴으로써 스티어링휠의 경사각도를 고정 또는 조절할 수 있도록 된 틸팅구조와, 단부에 캠(24)이 일체형성된 텔레스코핑레버(25)를 조절하여, 하부 마운팅브라켓트(20)의 가이드부(20a,20a') 내측에 내장되고 연결로드(22)에 의해 연결된 고무재질의 테이퍼블록(21,21')들에 의한 컬럼튜브(10) 가압력을 조절함으로써 상기 하부 마운팅브라켓트(20)내 컬럼튜브(10)의 위치를 고정 또는 조절할 수 있도록 된 텔레스코핑 구조가 적용된다.

따라서, 종래와 같이 틸팅 및 텔레스코핑용 전용 모터들을 구비할 필요가 없게 되어, 구조가 매우 단순해지고, 중량이 감소하며, 비용이 절약되는 효과가 있게 된다.

아울러, 외관이 단순해짐으로써 취급성이 향상될 뿐만 아니라, 단순한 구조와 상기 테이퍼블록(21,21')들에 의한 컬럼튜브(10) 고정으로 스티어링휠로 전달되는 진동 및 소음을 저감시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

Description

자동차의 스티어링 컬럼{a streeing column of vehicles}

본 발명은 자동차의 스티어링 컬럼에 관한 것으로, 특히 단순한 구조로써 틸팅 및 텔레스코핑 작동이 수동으로 이루어질 수 있도록 된 자동차의 스티어링 컬럼에 관한 것이다.

자동차의 스티어링 컬럼은 상단에 스티어링휠이 장착되고 하단은 유니버설조인트를 매개로 기어박스에 연결되어 있어서 운전자의 조향 조작력을 양측 차륜에 전달할 수 있도록 되어 있으며, 사고시 일정 강도 이상의 큰 충격이 전달되면 축방향 하측으로 수축될 수 있도록 되어 있어 운전자의 상해 정도를 감소시킬 수 있도록 되어 있다.

또한, 운전자마다 자신의 체형에 알맞은 위치로 스티어링휠의 위치를 조절하여 가장 편한 자세로 조향조작을 행할 수 있도록 스티어링휠의 상하 경사도를 조절하는 틸팅 구조와 전후 높낮이를 조절하는 텔레스코핑 구조가 적용된다.

특히, 고급 차량에 있어서는 이러한 작동들이 룸 미러, 시트 등의 위치와 연계하여 적절히 조절되도록, 도 1에 도시된 바와 같이, 각각 전용의 틸팅용 모터(1)와 텔레스코핑용 모터(2)를 사용하여 IMS(Initial Memory Seat) 기능을 구현하고 있는 바, 때문에 스티어링 컬럼의 구조가 복잡해지고, 중량이 상승되며, 소음 및 진동 저감에도 불리한 문제점이 있었다.

또한, 단가가 높기 때문에 상기와 같은 스티어링컬럼은 중, 저가의 차량에는 적용하기 어렵다는 단점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 스티어링 컬럼의 구조도 단순해지며, 중량도 감소하고, 소음 및 진동 저감에 효과적이며, 저비용으로서 중, 저가의 차량에도 적용할 수 있도록 된 자동차의 스티어링 컬럼을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 컬럼튜브에 힌지축을 매개로 회동가능하게 연결되는 상부마운팅브라켓트와, 이 상부마운팅브라켓트의 내부에 위치되는 상기 컬럼튜브 상단 하측의 원호부에 장착되는 고정기어와, 이 고정기어의 하측에 위치되고 상기 상부마운팅브라켓트에 고정되는 핀을 중심으로 회동가능하게 장착되는 회동기어와, 이 회동기어의 하면에 접촉되고 상기 상부마운팅브라켓트 몸체 내측 바닥면에 형성된 가이드면에서 앞뒤로 슬라이딩 이동되는 슬라이더와, 이 슬라이더에 일체로 형성되고 상부마운팅브라켓트의 내벽면에 고정된 압축스프링에 의해 탄지되며 상부마운팅브라켓트의 외측으로 연장된 단부에 손잡이가 형성된 틸팅레버를 포함하여 구성되어, 상기 압축스프링에 의해 틸팅레버가 전진되어 있을때는 슬라이더에 의해 회동기어가 상방으로 회동되어 고정기어에 치합됨으로써 컬럼튜브에 대한 상부마운팅브라켓트의 경사각도가 고정된 상태를 유지하고, 상기 틸팅레버가 당겨졌을때는 슬라이더의 후퇴에 의해 회동기어가 하방으로 회동되어 고정기어와의 치합상태가 해제됨으로써 컬럼튜브에 대한 상부마운팅브라켓트의 경사각도를 조절할 수 있도록 된 틸팅구조를 갖춘다.

또한, 본 발명은 상기 컬럼튜브가 삽입되고 하부 양단에 상호 마주보는 방향으로 상향 경사형성된 가이드부가 형성되며 이 중 상단측 가이드부에 연장단이 형성된 하부마운팅브라켓트와, 상부면은 평면이고 하부면은 상기 가이드부와 동일한 경사면으로 형성되어 각각 가이드부에 내장되는 테이퍼블록과, 이 테이퍼블록을 관통하는 연결로드와, 이 연결로드의 하단에 조여지는 너트와, 상기 연결로드의 상단에 회동가능하게 연결되고 상기 연장단에 회동가능하게 장착되는 캠과, 이 캠에 일체로 형성되고 단부에 손잡이가 형성된 텔레스코핑레버로 구성되어, 이 텔레스코핑레버가 당겨진 상태에서는 캠의 장경부가 상단측 테이퍼블록을 가압하여 양측 테이퍼블록이 가이드부를 따라 상승함으로써 컬럼튜브를 가압하여 하부마운팅브라켓트에 대한 컬럼튜브의 위치를 고정시키고, 상기 텔레스코핑레버가 밀려진 상태에서는 캠의 단경부가 상단측 테이퍼블록에 접촉되어 양측 테이퍼블록이 가이드부를 따라 하강함으로써 컬럼튜브를 가압하지 못하여 하부마운팅브라켓트에 대한 컬럼튜브의 위치를 조절할 수 있도록 된 텔레스코핑 구조를 갖춘다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 틸팅 및 텔레스코핑 구조가 모두 적용된 스티어링 컬럼의 사시도로서, 도시된 외관에서와 같이, 운전자가 수동으로 틸팅 및 텔레스코핑 조작을 행할 수 있도록 틸팅 레버(18)와 텔레스코핑 레버(25)가 설치되어 있다.

또한, 본 발명 스티어링 컬럼은 기본적으로, 틸팅이 가능하도록 컬럼튜브(10)와 상부마운팅브라켓트(12)가 힌지축(11)을 매개로 연결되어 있고, 텔레스코핑이 가능하도록 컬럼튜브(10)는 차체에 고정된 하부마운팅브라켓트(20)에 삽입되어 있다.

참고로 도면부호 US는 상부스티어링샤프트이고, LS는 하부스티어링샤프트이다.

먼저, 도 3과 도 4를 참조하여 본 발명에 적용된 틸팅구조를 설명한다.

상부마운팅브라켓트(12)의 내측에 위치된 컬럼튜브(10)의 상단 하측에는 하부면이 원호형상으로 형성된 원호부(10a)가 형성되며, 이 원호부(10a)에는 동일 곡률의 고정기어(13)가 장착된다.

상기 고정기어(13)의 하측으로는 일단이 상부마운팅브라켓트(12)에 핀(14)으로 고정되어 이 핀(14)을 중심으로 회동가능한 회동기어(15)가 장착되는데, 이 회동기어(15)의 상부면에는 상기 고정기어(13)에 치합되는 치형이 형성되어 있으며, 하부면에는 경사면(15a)이 형성된다.

상기 회동기어(15)의 하측으로는 상부면에 반원형의 돌출부(16a)가 형성된 슬라이더(16)가 설치되는데, 이 슬라이더(16)는 상부마운팅브라켓트(12)의 내측 바닥에 형성된 가이드면(12a)에서 앞뒤로 슬라이딩 이동될 수 있으며, 상기 돌출부(16a)는 항상 회동기어(15)의 경사면(15a)에 접촉되어 이를 지지한다.

또한, 상기 슬라이더(16)에는 틸팅레버(18)가 일체로 형성되는데, 이 틸팅레버(18)는 일단이 상부마운팅브라켓트(12)의 내측 벽면에 고정된 압축스프링(17)에 의해 탄지되어 항상 스티어링컬럼 하방으로 밀려지는 힘을 받으며, 상부마운팅브라켓트(12)의 외측으로 절곡연장된 단부에는 조작 편이를 위하여 손잡이(18a)가 형성된다.

따라서, 평소에는 상기 압축스프링(17)에 의해 틸팅레버(18)가 밀려져서 이와 일체로 전진되는 슬라이더(16)에 의해 회동기어(15)가 상방으로 회전되어 고정기어(13)에 치합됨으로써 컬럼튜브(10)에 대해 힌지축(11)을 중심으로 상부마운팅브라켓트(12)가 회동하지 못하고 고정상태에 있게 된다. 즉, 스티어링휠이 운전자가 조절해 놓은 임의의 경사각도를 유지하게 되는 것이다.

그러나, 도 4에 도시된 바와 같이, 운전자가 틸팅레버(18)를 당기면(이때 압축스프링(17)은 압축된다.) 슬라이더(16)가 후퇴하여 회동기어(15)가 하방으로 회동되면서 고정기어(13)와의 치합상태가 해제됨으로써 상기 힌지축(11)을 중심으로 컬럼튜브(10)에 대해 상부마운팅브라켓트(12)가 자유로이 회동될 수 있는 상태가 되며, 따라서 운전자는 원하는 각도로 스티어링휠의 경사각을 조절할 수 있게 된다.

이어, 스티어링휠의 경사각을 조절한 후에는 상기 손잡이(18a)를 놓으면 압축스프링(17)의 복원력에 의해 틸팅레버(18),슬라이더(16), 회동기어(15)가 원위치되면서 회동기어(15)와 고정기어(13)가 다시 치합됨으로써 조절된 경사각이 유지된다.

한편, 상기 컬럼튜브(10)와 상부마운팅브라켓트(12)의 상부는 인장스프링(19)으로 연결되어 상부마운팅브라켓트(12)가 항상 컬럼튜브(10)쪽 즉, 힌지축(11)을 중심으로 반시계방향으로 당겨지는 힘을 받도록 되어 있다.

따라서, 상기와 같은 틸팅 각도 조절 중에 상기 인장스프링(19)은 회동기어(15)와 고정기어(13)의 치합상태 해제시 스티어링휠이 갑자기 아래로(무릎쪽으로) 떨어져 내리는 것을 방지하고, 스티어링휠을 상방으로 들어올리는 것을 보조해주는 역할을 하게 된다.

이제, 도 5와 도 6을 참조하여 본 발명에 적용된 텔레스코핑 구조를 설명한다.

도시된 바와 같이, 컬럼튜브(10)를 감싸고 있는 하부마운팅브라켓트(20)의 하부면 양단에는 소정거리 이격되고 상호 마주보는 방향으로 상향 경사형성된 가이드부(20a,20a')가 형성되며, 이 가이드부(20a,20a')중 상단측 즉, 상부마운팅브라켓트(12)측 가이드부(20a')에는 연장단(20b)이 형성된다.

상기 가이드부(20a,20a')에는 하부면이 이 가이드부(20a,20a')와 동일한 경사각을 가지며 상부면은 평면으로 형성된 고무재질의 테이퍼블록(21,21')이 내장되며, 이 두 테이퍼블록(21,21')들은 연결로드(22)에 의해 관통되어진다.

상기 연결로드(22)는 하단측 테이퍼블록(21)을 관통한 단부에 너트(23)가 체결되어 하단측 테이퍼블록(21)이 연결로드(22)로부터 빠지지 않도록 되어 있으며, 상단측 테이퍼블록(21')을 관통한 단부는 상기 연장단(20b)에 보울트 등의 체결수단을 매개로 회동가능하도록 고정된 캠(24)의 중간부분에 핀을 매개로 힌지고정된다.

그리고, 상기 캠(24)에는 텔레스코핑레버(25)가 일체로 형성되며, 이 텔레스코핑레버(25)의 단부에도 조작 편이를 위한 손잡이(25a)가 형성된다.

또한, 상기 캠(24)은 텔레스코핑레버(25)가 도 5에 도시된 바와 같이 당겨진 상태에 있을 때 상단측 테이퍼블록(21')을 장경(長徑)부가 가압하고, 도 6에 도시된 바와 같이 밀려진 상태에 있을 때 단경(短徑)부가 접촉되는 상태로 설치된다.

따라서, 도 5에 도시된 바와 같이 텔레스코핑레버(25)가 당겨진 평소 상태에서는 상단측 테이퍼블록(21')은 캠(24)의 장경부에 의해 밀려지고 하단측 테이퍼블록(21)은 연결로드(22)상에 고정된 상기 너트(23)에 의해 당겨져서 두 테이퍼블록(21,21')이 각각 가이드부(20a,20a')의 경사면을 따라 밀려 올라가면서(양자간의 거리가 가까워지는 방향) 컬럼튜브(10)의 하부면을 강하게 밀어 붙임으로써 컬럼튜브(10)가 하부 마운팅브라켓트(20)내에서 위치 고정된 상태를 유지하게 된다.

반면, 운전자가 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 텔레스코핑레버(25)를 앞(스티어링 컬럼의 하측방향)으로 밀면 상기 캠(24)이 회동하여 단경부가 상단측 테이퍼블록(21')에 접촉하게 되고, 이에 캠(24)과 너트(23)에 의한 가압력이 작용하지 않게 되어 양측 테이퍼블록(21,21')이 가이드부(20a,20a')의 상부로 밀려 올라가지 못하게 되며, 따라서 테이퍼블록(21,21')들이 컬럼튜브(10)를 상측으로 가압하지 못하게 되어 하부마운팅브라켓트(20)내에서 컬럼튜브(10)의 고정상태가 해제됨으로써 운전자는 스티어링휠을 전/후로 밀어 넣거나 잡아 당겨서 그 높이를 조절할 수 있게 된다.

이후, 스티어링휠의 위치를 원하는 높이로 조절한 후에는 다시 도 5의 상태와 같이 텔레스코핑레버(25)를 잡아 당겨 테이퍼블록(21,21')들이 컬럼튜브(10)를 상방으로 가압하도록 하면, 조절된 높이를 유지할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 스티어링 컬럼에는 간단한 기구적 구조로 이루어져 스티어링휠의 경사각도와 높낮이를 조절할 수 있는 틸팅 및 텔레스코핑 구조가 적용되어 있다.

이와 같이, 수동 조작에 의한 간단한 기구 작동에 의해 틸팅과 텔레스코핑 작동이 이루어질 수 있게 됨으로써 종래 고가의 틸팅용 모터와 텔레스코핑용 모터를 사용하는 경우에 비하여 스티어링 컬럼의 전체 구조가 매우 단순해지고, 중량이 감소되며, 비용도 절감되는 효과가 있다.

또한, 상기와 같은 작용을 가능케 하는 기구들이 모두(운전자가 조작하기 위한 레버 제외) 상/하부 마운팅브라켓트의 내부에 설치되어지므로 외관이 매우 단순해짐으로써 취급하기가 간편할 뿐만 아니라 주변의 간섭 및 충격에 대하여 내구성이 향상되는 장점이 있다.

또한, 단순한 구조로 이루어짐과 더불어 특히 소정 거리 이격된 고무재질의 두 테이퍼블록에 의해 컬럼튜브의 상/하부가 안정적으로 고정됨으로써 주행 및 아이들 운전시 컬럼튜브를 통해 스티어링휠로 전달되는 진동 및 소음이 감소하게 되는 효과도 있다.

도 1은 종래의 스티어링 컬럼을 아래쪽에서 도시한 개략 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 스티어링 컬럼을 위쪽에서 도시한 사시도,

도 3과 도 4는 본 발명에 적용된 틸팅 구조를 설명하기 위한 도면,

도 5와 도 6은 본 발명에 적용된 텔레스코핑 구조를 설명하기 위한 도면이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 컬럼튜브, 10a : 원호부,

11 : 힌지축, 12 : 상부마운팅브라켓트,

13 : 고정기어, 14 : 핀,

15 : 회동기어, 16 : 슬라이더,

17 : 압축스프링, 18 : 틸팅레버,

19 : 인장스프링, 20 : 하부마운팅브라켓트,

20a,20a' : 가이드부, 20b : 연장단,

21,21' : 테이퍼블록, 22 : 연결로드,

23 : 너트, 24 : 캠,

25 : 텔레스코핑레버.

Claims

컬럼튜브(10)에 힌지축(11)을 매개로 회동가능하게 연결되는 상부마운팅브라켓트(12)와, 이 상부마운팅브라켓트(12)의 내부에 위치되는 상기 컬럼튜브(10) 상단 하측의 원호부(10a)에 장착되는 고정기어(13)와, 이 고정기어(13)의 하측에 위치되고 상기 상부마운팅브라켓트(12)에 고정되는 핀(14)을 중심으로 회동가능게 장착되는 회동기어(15)와, 이 회동기어(15)의 하부면에 접촉되고 상기 상부마운팅브라켓트(12) 몸체 내측 바닥면에 형성된 가이드면(12a)에서 앞뒤로 슬라이딩 이동되는 슬라이더(16)와, 이 슬라이더(16)에 일체로 형성되고 상부마운팅브라켓트(12)의 내벽면에 고정된 압축스프링(17)에 의해 탄지되며 상부마운팅브라켓트(12)의 외측으로 연장된 단부에 손잡이(18a)가 형성된 틸팅레버(18)를 포함하여 구성되어, 상기 압축스프링(17)에 의해 틸팅레버(18)가 전진되어 있을때는 슬라이더(16)에 의해 회동기어(15)가 상방으로 회동되어 고정기어(13)에 치합됨으로써 컬럼튜브(10)에 대한 상부마운팅브라켓트(12)의 경사각도가 고정된 상태를 유지하고, 상기 틸팅레버(18)가 당겨졌을때는 슬라이더(16)의 후퇴에 의해 회동기어(15)가 하방으로 회동되어 고정기어(13)와의 치합상태가 해제됨으로써 컬럼튜브(10)에 대한 상부마운팅브라켓트(12)의 경사각도를 조절할 수 있도록 된 틸팅구조를 갖춘 자동차의 스티어링 컬럼.
제 1항에 있어서, 상기 컬럼튜브(10)와 상부마운팅브라켓트(12)의 상부에는 상부마운팅브라켓트(12)를 반시계 방향으로 당겨주는 인장스프링(19)이 설치된 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 컬럼.
컬럼튜브(10)가 삽입되고 하부 양단에 상호 마주보는 방향으로 상향 경사형성된 가이드부(20a,20a')가 형성되며 이중 상단측 가이드부(20a')에 연장단(20b)이 형성된 하부마운팅브라켓트(20)와, 상부면은 평면이고 하부면은 상기 가이드부(20a,20a')와 동일한 경사면으로 형성되어 각각 가이드부(20a,20a')에 내장되는 테이퍼블록(21,21')과, 이 테이퍼블록(21,21')을 관통하는 연결로드(22)와, 이 연결로드(22)의 하단에 조여지는 너트(23)와, 상기 연결로드(22)의 상단에 회동가능하게 연결되고 상기 연장단(20b)에 회동가능하게 고정되는 캠(24)과, 이 캠(24)에 일체로 형성되고 단부에 손잡이(25a)가 형성된 텔레스코핑레버(25)로 구성되어, 이 텔레스코핑레버(25)가 당겨진 상태에서는 캠(24)의 장경부가 상단측 테이퍼블록(21')을 가압하여 양측 테이퍼블록(21,21')이 가이드부(20a,20a')를 따라 상승함으로써 컬럼튜브(10)를 가압하여 하부마운팅브라켓트(20)에 대한 컬럼튜브(10)의 위치를 고정하고, 상기 텔레스코핑레버(25)가 밀려진 상태에서는 캠(24)의 단경부가 상단측 테이퍼블록(21')에 접촉되어 양측 테이퍼블록(21,21')이 가이드부(20a,20a')를 따라 하강함으로써 컬럼튜브(10)를 가압하지 못하여 하부마운팅브라켓트(20)에 대한 컬럼튜브(10)의 위치를 조절할 수 있도록 된 텔레스코핑 구조를 갖춘 자동차의 스티어링 컬럼.
제 1항에 기재된 틸팅구조와, 제 2항에 기재된 텔레스코핑 구조를 모두 갖춘 자동차의 스티어링 컬럼.