KR100686997B1 - 전동 스티어링 록 장치 - Google Patents

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KR100686997B1 KR1020050043149A KR20050043149A KR100686997B1 KR 100686997 B1 KR100686997 B1 KR 100686997B1 KR 1020050043149 A KR1020050043149 A KR 1020050043149A KR 20050043149 A KR20050043149 A KR 20050043149A KR 100686997 B1 KR100686997 B1 KR 100686997B1
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다카히로 오카다
데츠유키 츠카노
류이치 요시다
요시오 와타누키
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가부시키가이샤 알파
닛산 지도우샤 가부시키가이샤
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Abstract

전동 스티어링 록 장치는, 모터 유닛을 구동함으로써 록 해제 방향과 록 방향으로 회전되는 캠판, 및 캠판의 슬라이딩 면에 따라서 스티어링 샤프트의 회전이 방지되는 록 위치와 스티어링 샤프트의 회전이 허용되는 록 해제 위치 사이에서 변이하는 록 샤프트를 포함하고, 록 샤프트가 록 해제 위치에 위치하는 캠판의 위치에서, 캠판의 자기 무게로 인한 회전 토크가 록 해제 방향으로 작용하도록 캠판의 회전 중심이 캠판의 무게 중심의 위치에 대하여 편심 위치에 설정되고, 록 샤프트로부터 캠판에 작용하는 외력으로 인한 회전 토크가 록 해제 방향으로 작용하도록 캠판의 슬라이딩 면이 록 샤프트의 캠판의 캠 당접면과 접촉하게 되는 접촉 위치가 설정된다.

Description

전동 스티어링 록 장치{ELECTRIC STEERING LOCK APPARATUS}
도 1은 본 발명의 실시예의 전동 스티어링 록 장치를 도시하는 평면도이고;
도 2는 록 샤프트가 록 해제 위치에 있을 때 도 1에 도시된 본 발명의 실시예의 전동 스티어링 록 장치의 II-II 선 단면도이고;
도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 실시예의 전동 스티어링 록 장치의 III-III 선 단면도이고;
도 4는 본 발명의 실시예에서 록 샤프트와 캠판이 록 해제 위치에 배치된 상태를 도시한 개략 확대도이고;
도 5는 록 샤프트가 록 위치에 있을 때 도 1에 도시된 본 발명의 실시예의 전동 스티어링 록 장치의 V-V 선 단면도이고;
도 6은 도 5에 도시된 본 발명의 실시예의 전동 스티어링 록 장치의 VI-VI 선 단면도이고;
도 7은 본 발명의 실시예에서 록 샤프트와 캠판이 록 위치에 배치된 상태를 도시한 개략 확대도이다.
본 발명은 차량의 스티어링 샤프트를 록 하기 위한 전동 스티어링 록 장치에 관한 것이다.
종래의 전동 스티어링 록 장치로서, 예컨대 일본 특개 제2002-205622호 공보에 개시된 바와 같이 각종 장치가 제안되어 있다. 전동 스티어링 록 장치가 캠 부재를 이용하여 구성될 때, 그 장치는, 구동원에 의해 구동되는 회전축과, 회전축에 고정되어 회전축과 일체로 록 해제 방향과 록 방향으로 회전하는 캠 부재와, 캠 부재의 슬라이딩 면에 당접하는 캠 당접면을 갖고, 캠 부재의 슬라이딩 면을 따라서 스티어링 샤프트의 회전이 록 되는 록 위치와 스티어링 샤프트의 회전이 허용되는 록 해제 위치 사이에서 변이하는 록 부재와, 록 위치로 록 부재를 가압하는 스프링을 주요 구성 부품으로 한다.
상기 구성에서, 차량이 주차중 일때, 록 부재가 록 위치에 위치하여 스티어링 샤프트를 록 한다. 이러한 구성으로, 주차중 일때 차량 도난을 방지할 수 있다.
주차된 차량이 구동될 때, 구동원에 의해 캠 부재가 록 해제 방향으로 회전되어, 록 부재가 록 해제 위치로 이동하여, 스티어링 샤프트가 회전 자유롭게 된다.
그런데, 전동 스티어링 록 장치에서, 주차중 이외에는 록 부재가 항상 록 해제 위치를 유지하여야 하지만, 캠 부재의 회전 위치와 무게 중심 위치의 관계 및 캠 부재가 록 부재와 접촉하게 되는 접촉 위치와 캠 부재의 회전 중심의 관계가 고려되지 않아서, 다음과 같은 문제가 발생한다.
즉, 록 부재가 록 해제 위치에 위치하는 캠 부재의 위치에서, 캠 부재의 무게 중심의 위치가 회전 중심에 대하여 편심하고, 캠 부재의 자기 무게로 인한 회전 토크가 록 방향으로 작용할 때, 캠 부재의 자기 무게로 인한 회전 토크에 의해 캠 부재가 록 방향으로 회전하고, 록 부재가 록 위치로 이동할 가능성이 있다. 또한, 록 부재가 록 해제 위치에 위치하는 캠 부재의 위치에서, 록 부재가 캠 부재와 접촉하게 되는 접촉 위치가 캠 부재의 회전 중심에 대하여 편심하여, 록 부재로부터의 외력으로 인한 회전 토크가 록 방향으로 작용할 때, 외력으로 인한 회전 토크에 의해 캠 부재가 록 방향으로 회전하고, 록 부재가 록 위치로 이동할 가능성이 있다.
본 발명은 그러한 점을 염두에 두고 이루어진 것이다.
따라서, 본 발명은, 록 부재가 록 해제 위치에 위치할 때, 캠 부재가 그것에 작용하는 회전 토크에 의해 록 방향으로 회전하지 않고, 록 부재의 록 해제 위치를 확실히 유지할 수 있는 전동 스티어링 록 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
그 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제1 측면에 따르면, 구동원에 의해서 록 해제 방향과 록 방향으로 회전되는 캠 부재 및 상기 캠 부재의 슬라이딩 면에 당접하는 캠 당접면을 갖고, 상기 캠 부재의 슬라이딩 면을 따라서 스티어링 샤프트의 회전이 방지되는 록 위치와 상기 스티어링 샤프트의 회전이 허용되는 록 해제 위치 사이에서 변이하는 록 부재를 포함하고, 상기 록 부재가 록 해제 위치에 위치하는 상기 캠 부재의 위치에서, 상기 캠 부재의 자기 무게로 인한 회전 토크가 록 해제 방향으로 작용하도록, 상기 캠 부재의 회전 중심이 상기 캠 부재의 무게 중심의 위치에 대해 편심하는 위치에 설정되는 전동 스티어링 록 장치가 제공된다.
본 발명의 제1 측면에 따른 구조에서는, 록 부재가 록 해제 위치에 위치하는 캠 부재의 위치에서, 캠 부재의 자기 무게로 인한 회전 토크가 록 해제 방향으로 작용한다. 따라서, 캠 부재는 자기 무게로 인한 회전 토크에 의해 록 방향으로 회전되지 않아서, 록 부재의 록 해제 위치가 확실히 유지될 수 있다.
본 발명의 제2 측면에 따르면, 제1 측면에 따른 전동 스티어링 록 장치에서, 상기 록 부재가 록 해제 위치에 위치하는 상기 캠 부재의 위치에서, 상기 록 부재로부터 상기 캠 부재에 작용하는 외력으로 인한 회전 토크가 록 해제 방향으로 작용하도록, 상기 캠 부재의 슬라이딩 면이 상기 록 부재의 캠 당접면과 접촉하게 되는 접촉 위치가 상기 캠 부재의 무게 중심 측으로 편심된 위치로 되도록, 상기 캠 부재 및 록 부재가 구성된다.
본 발명의 제2 측면에 따른 구조에서는, 본 발명의 제1 측면의 이점에 추가하여, 록 부재가 록 해제 위치에 위치하는 캠 부재의 위치에서, 록 부재로부터의 외력으로 인한 회전 토크가 록 해제 방향으로 작용한다. 따라서, 록 부재의 외력으로 인한 회전 토크에 의해 캠 부재가 록 방향으로 회전하지 않으므로, 록 부재의 록 해제 위치가 확실히 유지될 수 있다.
본 발명의 제3 측면에 따르면, 제1 또는 제2 측면에 따른 전동 스티어링 록 장치에서, 록 해제 위치에 위치하는 상기 록 부재의 이동을 방지하는 스티어링 록 방지 수단을 더 포함한다.
본 발명의 제3 측면에 따른 구조에서는, 본 발명의 제1 및 제2 측면의 이점 에 추가하여, 록 부재의 록 위치로의 이동이 또한 스티어링 록 방지 수단에 의해 방지될 수 있어, 록 부재의 록 해제 위치가 더욱 확실히 유지될 수 있다.
(실시예)
이하에서 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상술한다. 유사한 부재는 유사한 참조 부호로 나타내었다.
도 1 내지 도 7은 본 발명의 전동 스티어링 록 장치를 도시하는데, 도 1은 전동 스티어링 록 장치(1)의 평면도이고, 도 2는 록 샤프트(8)가 록 해제 위치에 있을 때 도 1에 도시된 전동 스티어링 록 장치(1)의 II-II 선 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 전동 스티어링 록 장치(1)의 III-III 선 단면도이고, 도 4는 록 샤프트(8)와 캠판(5)이 록 해제 위치에 배치된 상태를 도시한 개략 확대도이고, 도 5는 록 샤프트(8)가 록 위치에 있을 때 도 1에 도시된 전동 스티어링 록 장치(1)의 V-V 선 단면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 전동 스티어링 록 장치(1)의 VI-VI 선 단면도이고, 도 7은 록 샤프트(8)와 캠판(5)이 록 위치에 배치된 상태를 도시한 개략 확대도이다.
도 1, 도 2 및 도 5에 도시한 바와 같이, 전동 스티어링 록 장치(1)는 프레임(2)과 프레임(2)의 상부를 덮는 커버(3)를 구비하고, 구동원으로서 모터 유닛(4)이 커버(3)로 덮인 프레임(2) 상에 고정되어 있다. 모터 유닛(4)은 감속 기구를 내장하고, 캠 부재로서 캠판(5)이 유닛 케이스로부터 돌출한 도시되지 않은 회전축에 고정되어 있다. 도 2는 스티어링 샤프트가 록 해제되었을 때 전동 스티어링 록 장치(1)의 구성(상태)을 나타내고, 도 5는 스티어링 샤프트가 록 되었을 때 그 구성( 상태)을 도시한다.
캠판(5)은 회전축의 회전에 의해 록 해제 방향(R1)과 록 해제 방향(R1)의 반대인 록 방향(R2)으로 회전된다. 캠판(5)은 그 외주면 상에 형성된 슬라이딩 면(6)을 가진다. 슬라이딩 면(6)은 슬라이딩 면(6)으로부터 캠판(5)의 회전 중심(O)까지의 거리가 회전각의 변화에 따라 점차 변하도록 형성된다. 그리고, 후술할 록 샤프트(8)가 록 위치(도 7 참조)에 위치하는 접촉 위치(P)에서 슬라이딩 면(6)으로부터 캠판(5)의 회전 중심(O)까지의 거리가 최소이고, 록 샤프트(8)가 록 해제 위치(도 4 참조)에 위치하는 접촉 위치(P)에서 슬라이딩 면(6)으로부터 캠판(5)의 회전 중심(O)까지의 거리가 최대가 되도록 슬라이딩 면(6)이 형성된다.
프레임(2)은 수직 방향으로 관통하는 슬라이드 구멍(7)을 갖고, 록 부재로서 록 샤프트(8)가 슬라이드 구멍(7) 내에 이동 가능하게 배치된다. 행거(hanger) 유닛(9)이 록 샤프트(8)의 상단에 고정된다. 캠 당접면(10)이 행거 유닛(9)의 하면에 형성되고, 캠판(5)의 슬라이딩 면(6)에 당접한다. 스프링력이 행거 유닛(9)의 상면에 작용하여 록 샤프트(8)를 록 위치로 가압함과 동시에 캠 당접면(10)을 캠판(5)에 당접하게 한다.
록 샤프트(8)는 그 하단에 배치된 록 핀(11)을 갖는다. 록 샤프트(8)는 캠판(5)의 슬라이딩 면(6)을 따라서 이동하여, 도 5 내지 도 7에 도시된 록 위치와 도 2 내지 도 4에 도시된 록 해제 위치 사이에서 변이한다. 록 위치에서, 록 핀(11)이 스티어링 샤프트(12)의 돌기(12a) 사이에 들어가(도 6에 도시된 상태) 스티어링 샤프트(12)의 회전을 방지한다. 록 해제 위치에서는, 록 핀(11)이 스티어링 샤프트 (12)의 돌기(12a)의 회전 궤적 외부에 위치하여(도 3에 도시된 상태) 스티어링 샤프트(12)의 회전을 허용한다.
다음, 록 샤프트(8)가 록 해제 위치에 위치하는 캠판(5)의 위치에서, 캠판(5)의 회전 중심(O)과 무게 중심 위치(G) 사이의 관계 및 캠판(5)이 록 샤프트(8)와 접촉하는 접촉 위치(P)와 캠판(5)의 회전 중심(O) 사이의 관계를 설명한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 록 샤프트(8)가 록 해제 위치에 위치하는 캠판(5)의 위치에서, 캠판(5)의 자기 무게로 인한 회전 토크가 록 해제 방향(R1)으로 작용하도록, 캠판(5)의 회전 중심(O)은 캠판(5)의 무게 중심(G)에 대하여 편심하는 위치에 설정된다. 또, 록 샤프트(8)가 잠금 해제 위치에 위치하는 캠판(5)의 위치에서, 캠판(5)의 슬라이딩 면(6)이 록 샤프트(8)의 캠 당접면(10)과 접촉하게 되는 접촉 위치(P)가, 록 샤프트(8)로부터 캠판(5)에 작용하는 외력(F)으로 인한 회전 토크가 록 해제 방향(R1)으로 작용하도록 설정된다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 접촉 위치(P)는 회전 중심(O)에 대하여 편심량(S) 만큼 편심되어 있다.
도 1, 도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 전동 스티어링 록 장치(1)는 스티어링 록 방지 수단(20)을 포함한다. 스티어링 록 방지 수단(20)은 커버(3)로 덮인 프레임(2) 상에 고정된 전자(電磁) 솔레노이드(21)를 구비하고, 록 플레이트(22)의 일단이 전자 솔레노이드(21)의 확장 로드(21a)에 고정되어 있다. 록 플레이트(22)의 타단은 록 샤프트(8)의 근방 위치로 연장된다. 록 샤프트(8)가 록 해제 위치에 위치하고 전자 솔레노이드(21)가 오프(off) 일때, 스프링(24)이 록 플레이트(22)를 록 샤프트(8)의 걸림 홈(23)으로 들어가게 하여, 록 샤프트(8)의 이동을 방지한다. 전자 솔레노이드(21)가 온(on) 일때에는, 록 플레이트(22)가 록 샤프트(8)의 걸림 홈(23)으로부터 퇴출하여 록 샤프트(8)의 이동을 허용한다.
상기 구성에서, 차량이 주차중 일때, 록 샤프트(8)가 도 5 내지 도 7에 도시된 록 위치에 위치하여, 스티어링 샤프트(12)의 회전이 록 된다. 이러한 작동으로, 차량의 도난이 방지될 수 있다.
다음, 운전자가 엔진을 시동하기 위해 도시되지 않은 스티어링 록 스위치를 눌렀을 때, 캠판(5)이 록 해제 방향(R1)으로 회전하도록 모터 유닛(4)이 구동된다. 이러한 작동으로, 록 샤프트(8)는 도 2 내지 도 4에 도시된 록 해제 위치로 이동하여 스티어링 샤프트(12)의 회전을 허용한다.
록 샤프트(8)가 록 해제 위치로 이동할 때, 스티어링 록 방지 수단(20)의 전자 솔레노이드(21)에 연결된 록 플레이트(22)가 스프링(24)의 가압력에 의해 록 샤프트(8)의 걸림 홈(23)에 걸린다. 엔진이 시동되고 차량이 주행할 때, 록 샤프트(8)는 록 해제 위치를 유지하여, 스티어링 샤프트(12)가 자유롭게 회전하도록 허용된다.
엔진이 정지하고 ACC 위치에 설정될 때, 스티어링 록 방지 수단(20)의 전자 솔레노이드(21)가 온(on) 되고, 록 플레이트(22)는 록 샤프트(8)의 걸림 홈(23)으로부터 퇴출한다. 이러한 작동으로, 스티어링 샤프트는 록 가능한 상태로 된다.
다음, 운전자가 도시되지 않은 스티어링 록 스위치를 다시 눌렀을 때, 캠판(5)이 록 방향(R2)으로 회전하도록 모터 유닛(4)이 구동된다. 이러한 작동으로, 록 샤프트(8)는 도 5 내지 도 7에 도시된 록 위치로 이동하여, 스티어링 샤프트(12)의 회전이 방지된다.
상기 작동 중에, 록 샤프트(8)가 록 해제 위치에 위치한 캠판(5)의 위치에서, 도 4에서 상세히 설명된 바와 같이, 캠판(5)의 자기 무게로 인한 회전 토크가 록 해제 방향(R1)으로 작용한다. 따라서, 캠판(5)은 자기 무게로 인한 회전 토크에 의해 록 방향(R2)으로 회전하지 않으므로, 록 샤프트(8)가 확실히 록 해제 위치를 유지한다.
이 실시예에서, 록 샤프트(8)가 록 해제 위치에 위치한 캠판(5)의 위치에서, 록 샤프트(8)로부터의 외력(F)(진동, 충격 등)으로 인한 회전 토크가 또한 도 4에 상세히 설명된 바와 같이 록 해제 방향(R1)으로 작용한다. 따라서, 캠판(5)은 외력(F)으로 인한 회전 토크에 의해 록 방향(R2)으로 회전하지 않으므로, 록 샤프트(8)가 확실히 록 해제 위치를 유지할 수 있다.
이 실시예에서, 록 샤프트(8)가 록 해제 위치에 위치할 때, 록 샤프트(8)의 록 위치로의 이동이 또한 스티어링 록 방지 수단(20)에 의해 방지된다.
즉, 이 실시예에서, 상기한 구성의 캠판(5)과 스티어링 록 방지 수단(20)이, 차량이 주행중 등일때 스티어링 샤프트(12)가 록 되는 위험을 방지하기 위한 2중 안전 수단을 확립한다. 특히, 스티어링 록 방지 수단(20)이 어떤 이유 등으로 정상적으로 작동하지 않을 때에, 캠판(5)은 록 샤프트(8)가 스티어링 샤프트(12)를 록 하는 사태를 방지한다. 예를 들어, 모터 유닛(4)의 오작동으로 인해 캠판(5)이 불시에 회전하게 되는 경우와, 차량의 주행중에 격렬한 진동에 의해 록 샤프트(8)가 불시에 캠판(5)으로부터 탈락되는 경우에, 스티어링 록 방지 수단(20)이 스프링 (13)에 의해 가압되는 록 샤프트(8)가 스티어링 샤프트(12)를 록 하는 사태를 방지한다.
스티어링 록 방지 수단(20)이 본 실시예에서 제공되었지만, 스티어링 록 방지 수단(20)을 생략하고도, 차량의 주행중에 스티어링 샤프트(12)가 록 되는 것을 방지할 수 있다. 전동 스티어링 록 장치(1)는 스티어링 록 방지 수단(20)을 생략함으로써 소형화, 경량화 및 저비용화 될 수 있다.
일본 특허 출원 P2004-153598 (2004년 5월 24일 출원)의 모든 내용이 참조로서 여기에 포함되어 있다.
본 발명이 본 발명의 특정 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 상기한 실시예의 변경과 변형이 상기 기술 분야의 당업자에게 일어날 수 있다. 본 발명의 범위는 다음 청구항을 참조하여 정해진다.
본 발명의 제1 측면에 따른 구조에서는, 록 부재가 록 해제 위치에 위치하는 캠 부재의 위치에서, 캠 부재의 자기 무게로 인한 회전 토크가 록 해제 방향으로 작용한다. 따라서, 캠 부재는 자기 무게로 인한 회전 토크에 의해 록 방향으로 회전되지 않아서, 록 부재의 록 해제 위치가 확실히 유지될 수 있다.
본 발명의 제2 측면에 따른 구조에서는, 본 발명의 제1 측면의 이점에 추가하여, 록 부재가 록 해제 위치에 위치하는 캠 부재의 위치에서, 록 부재로부터의 외력으로 인한 회전 토크가 록 해제 방향으로 작용한다. 따라서, 록 부재의 외력으 로 인한 회전 토크에 의해 캠 부재가 록 방향으로 회전하지 않으므로, 록 부재의 록 해제 위치가 확실히 유지될 수 있다.
본 발명의 제3 측면에 따른 구조에서는, 본 발명의 제1 및 제2 측면의 이점에 추가하여, 록 부재의 록 위치로의 이동이 또한 스티어링 록 방지 수단에 의해 방지될 수 있어, 록 부재의 록 해제 위치가 더욱 확실히 유지될 수 있다.

Claims (4)

  1. 구동원에 의해서 록 해제 방향과 록 방향으로 회전되고, 슬라이딩 면을 갖는 캠 부재; 및
    상기 캠 부재의 슬라이딩 면에 당접하는 캠 당접면을 갖고, 상기 캠 부재의 슬라이딩 면을 따라서 스티어링 샤프트의 회전이 방지되는 록 위치와 상기 스티어링 샤프트의 회전이 허용되는 록 해제 위치 사이에서 변이하는 록 부재를 포함하고,
    상기 록 부재가 록 해제 위치에 위치하는 상기 캠 부재의 위치에서, 상기 캠 부재의 자기 무게로 인한 회전 토크가 록 해제 방향으로 작용하도록, 상기 캠 부재의 회전 중심이 상기 캠 부재의 무게 중심의 위치에 대해 편심하는 위치에 설정되는 전동 스티어링 록 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 록 부재가 록 해제 위치에 위치하는 상기 캠 부재의 위치에서, 상기 록 부재로부터 상기 캠 부재에 작용하는 외력에 의해 발생되는 회전 토크가 록 해제 방향으로 작용하도록 상기 캠 부재의 슬라이딩 면이 상기 록 부재의 캠 당접면과 접촉하게 되는 접촉 위치가 상기 캠 부재의 무게 중심 측으로 편심된 위치로 되도록, 상기 캠 부재 및 록 부재가 구성되어 있는 전동 스티어링 록 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    록 해제 위치에 위치하는 상기 록 부재의 이동을 방지하는 스티어링 록 방지 유닛을 더 포함하는 전동 스티어링 록 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    록 해제 위치에 위치하는 상기 록 부재의 이동을 방지하는 스티어링 록 방지 유닛을 더 포함하는 전동 스티어링 록 장치.
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