KR100738407B1 - 고정 기어와 가동 기어를 구비한 조향장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고정 기어와 가동 기어를 구비한 조향장치에 관한 것이다.
본 발명은 텔레스 방향으로 움직이는 텔레스 튜브에 고정된 고정 기어; 상기 고정 기어와 결합 혹은 분리되고, 상기 고정 기어 측으로 개방된 홀을 구비한 가동 기어; 상기 홀에 삽입된 탄성체; 및 상기 탄성체에 의해서 상기 고정 기어 측으로 탄지되는 볼을 포함하는 것을 특징으로 하는 고정 기어와 가동 기어를 구비한 조향장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 텔레스코프 튜브를 구속하는 가동 기어와 고정 기어에 있어서 홀에 탄성체와 볼을 장착하여 볼이 고정 기어의 기어 골에 안착하도록 함으로써 고정 기어와 가동 기어의 결합을 용이하게 하는 효과가 있다.
텔레스코프, 조향

Description

고정 기어와 가동 기어를 구비한 조향장치{Steering System Having Fixed Gear and Movable Gear}
도 1은 종래의 텔레스코프 조향장치의 일부 개략도,
도 2는 종래의 텔레스코프 조향장치의 제 1 일부 상세도,
도 3은 종래의 텔레스코프 조향장치의 제 2 일부 상세도,
도 4는 종래의 텔레스코프 조향장치의 제 1 일부 사시도,
도 5은 종래의 텔레스코프 조향장치의 제 2 일부 사시도,
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 텔레스코프 조향장치의 제 1 일부 단면도,
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 텔레스코프 조향장치의 제 2 일부 단면도,
도 8는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 텔레스코프 조향장치의 제 3 일부 단면도,
도 9은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 텔레스코프 조향장치의 제 4 일부 단면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100: 내측 튜브 110: 텔레스 튜브
120: 텔레스 구속부 130: 레버
140: 차체 고정부 150: 조향축
200: 가동 기어 210: 고정 기어
220: 가동 기어 가이드 400: 가동 기어 나사산
410: 고정 기어 나사산 500: 기어산 교차점
510: 오차 길이 600: 탄성체
610: 볼 620: 기어 골
910: 조임 볼트 920: 중간 부재
본 발명은 고정 기어와 가동 기어를 구비한 조향장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 텔레스코프 기능을 갖는 조향장치에 있어서 텔레스코프 튜브를 구속하는 가동 기어와 고정 기어 사이의 용이한 결합과 분리를 위한 고정 기어와 가동 기어를 구비한 조향장치에 관한 것이다.
자동차 시장의 경쟁이 치열해지고 안정성 및 편리성에 대한 소비자의 욕구가 증대됨에 따라 보다 운전자 중심의 지능형 자동차에 대한 고급화가 이루어지고 있는데, 이런 추세의 하나로 운전자가 용이하게 조향휠을 잡고 편안하게 운전을 할 수 있도록 운전자에 대한 조향휠의 상대 위치를 조정하는 구동 모터를 이용한 틸트 앤 텔레스코프 조향 장치의 장착이 점차 확대되고 있다.
여기에서, 틸트 앤 텔레스코프(Tilt and Telescope)란 자동차의 조향휠의 위치를 조정하는 것을 의미하며, 이런 조향 장치의 위치 조정에는 틸트 조작과 텔레스코프 조작이 포함된다.
먼저, 틸트 조작은 운전석에 착석하는 운전자의 자세에 맞게 조향휠의 고정각도(즉 조향 컬럼과 조향휠의 상대각도)를 조정하는 것이고, 텔레스코프 조작은 운전자의 체형에 맞게 조향 컬럼의 길이를 길게 또는 짧게 하여 조향휠과 운전자 사이의 거리를 조절하는 것이다.
도 1은 종래의 텔레스코프 조향장치의 일부 개략도이다. 도시한 것과 같이 텔레스코프 조향장치는 내측 튜브(100), 텔레스 튜브(110), 텔레스 구속부(120), 레버(130), 차체 고정부(140) 및 조향축(150)을 포함하여 구성된다.
운전자가 조작하는 조향휠의 회전력을 전달하는 조향축(150)은 환봉 형상으로 조향휠의 회전력을 기어박스(미도시)에 전달하여 바퀴(미도시)를 조향시킨다. 한편, 조향축(150)의 일측은 텔레스 튜브(110) 및 내측 튜브(100)가 감싸는 구조를 가지고 있으며, 내측 튜브(100)가 텔레스 튜브(110)로 삽입되는 구조를 가진다.
텔레스 튜브(110)의 일측은 텔레스 구속부(120)에 연결되어 있으며, 텔레스 구속부(120)는 차체 고정부(140)에 연결된다. 또한, 텔레스 구속부(120)에는 운전자가 조작하는 레버(130)가 구비된다.
즉, 운전자가 레버(130)를 조작하여 풀어주면 텔레스 구속부(120)는 텔레스 튜브(110)를 놓아주어 텔레스 튜브(110)는 텔레스 방향(X)으로 움직일 수 있으며, 레버(130)를 조작하여 잠그면 텔레스 구속부(120)는 텔레스 튜브(110)를 고정시켜 움직이지 못하도록 한다.
따라서, 운전자가 조작하는 조향휠은 텔레스 튜브(110)를 따라서 텔레스 방향(X)으로 움직이거나 혹은 고정되게 되는 것이다.
도 2는 종래의 텔레스코프 조향장치의 제 1 일부 상세도이다. 도시한 것과 같이 텔레스코프 조향장치는 텔레스 튜브(110), 가동 기어(200), 고정 기어(210) 및 가동 기어 가이드(220)를 포함하여 구성된다.
텔레스 튜브(110)의 외주면 일측에는 고정 기어(210)가 장착되며, 텔레스 구속부(120)에는 가동 기어(200)가 구비된다. 한편, 가동 기어(200)는 가동 기어 이동방향(Y)으로 움직이는 구조로서, 운전자가 레버(130)를 잠그면 도시한 것과 같이 가동 기어(200)와 고정 기어(210)가 치합된다. 이때 가동 기어 가이드(220)는 가동 기어(200)가 텔레스 방향(X)으로 움직이지 못하도록 한다.
도 3은 종래의 텔레스코프 조향장치의 제 2 일부 상세도이다.
가동 기어(200)는 가동 기어 이동방향(Y)으로 움직이는 구조로서, 운전자가 레버(130)를 풀면 도시한 것과 같이 가동 기어(200)와 고정 기어(210)가 분리되는데, 이때 텔레스 튜브(110)는 텔레스 방향(X)으로 움직일 수 있으며 운전자의 의도대로 텔레스 작동이 이루어지게 된다.
도 4는 종래의 텔레스코프 조향장치의 제 1 일부 사시도이다. 도시한 것과 같이 텔레스코프 조향장치는 텔레스 튜브(110), 가동 기어(200), 고정 기어(210), 가동 기어 가이드(220) 및 가동 기어 나사산(400)을 포함하여 구성된다.
가동 기어(200)는 가동 기어 나사산(400)이 포함되는데, 가동 기어 나사산 (400)은 텔레스 튜브(110)의 텔레스 방향(X)과 수직방향으로 형성되는 것이 일반적이다.
고정 기어(210)는 고정 기어 나사산(410)을 포함하는데, 고정 기어 나사산(410)은 텔레스 튜브(110)의 텔레스 방향(X)과 수직방향으로 형성되며, 가동 기어(200)와 고정 기어(210)는 치합하는 구조로 되어 있다.
도 5은 종래의 텔레스코프 조향장치의 제 2 일부 사시도이다. 도시한 것과 같이 텔레스코프 조향장치는 가동 기어(200), 고정 기어 나사산(410), 기어산 교차점(500) 및 오차 길이(510)를 포함하여 구성된다.
가동 기어(200)와 고정 기어(210)가 치합될 경우, 일반적으로 가동 기어(200)에 형성된 가동 기어 나사산(400)과 고정 기어(210)에 형성된 고정 기어 나사산(410)이 부딪치지는 않는다. 하지만, 가동 기어(200)와 고정 기어(210)를 정밀가공하여 가동 기어 나사산(400)과 고정 기어 나사산(410)을 평행하게 유지할지라도 제작공차 등으로 오차 길이(510)는 발생되기 마련이다. 따라서 고정 기어 나사산(410)과 가동 기어 나사산(400)은 평행하지 않다. 결국 고정 기어 나사산(410)과 가동 기어 나사산(400)이 교차되어 고정 기어(210)와 가동 기어(200)가 용이하게 치합되지 못하여 텔레스 작동이 원할하게 이루어지지 못하는 단점이 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 텔레스코프 기능을 갖는 조향장치에 있어서 텔레스코프 튜브를 구속하는 가동 기어와 고정 기어 사이에 용이한 결합과 분리를 위한 고정 기어와 가동 기어를 구비한 조향장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 자동차의 조향장치에 있어서, 텔레스 방향으로 움직이는 텔레스 튜브에 고정된 고정 기어; 상기 고정 기어와 결합 혹은 분리되고, 상기 고정 기어 측으로 개방된 홀을 구비한 가동 기어; 상기 홀에 삽입된 탄성체; 및 상기 탄성체에 의해서 상기 고정 기어 측으로 탄지되는 볼을 포함하는 것을 특징으로 하는 고정 기어와 가동 기어를 구비한 조향장치를 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 텔레스코프 조향장치의 제 1 일부 단면도이다. 도시한 것과 같이 텔레스코프 조향장치는 텔레스 튜브(110), 가동 기어(200), 고정 기어(210), 가동 기어 가이드(220), 가동 기어 나사산(400), 고정 기어 나사산(410), 탄성체(600), 볼(610) 및 기어 골(620)을 포함하여 구성된다.
가동 기어(200)의 나사산이 형성된 면의 가운데 부분에서 내부로 가동 기어 홀(202)이 구비되는데, 가동 기어 홀(202)에는 탄성체(600)가 삽입된다. 또한, 탄성체(600)에 밀착되도록 구형의 볼(610)이 추가로 삽입된다. 따라서, 탄성체(600)가 볼(610)을 고정 기어(210) 방향으로 탄지하는 구조를 가진다.
가동 기어(200)는 가동 기어 이동방향(Y)으로 움직이는 구조인 한편, 고정 기어(210)와 가동 기어(200)는 서로 치합되어 있는 구조이며, 구형의 볼(610)이 고정 기어(210)의 기어 골(620) 사이로 일부 안착되는 구조를 가진다. 탄성체(600)가 볼(610)을 밀어내는 힘 때문에 구 형상의 볼(610)은 고정 기어 나사산(410)에 머물기보다는 기어 골(620)에 안착된다. 볼(610)의 직경은 고정 기어 나사산(410) 간의 거리보다는 크게 제작된다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 텔레스코프 조향장치의 제 2 일부 단면도이다.
도시한 것과 같이 고정 기어(210)와 가동 기어(200)는 서로 분리되어 있는 구조인 한편, 가동 기어(200)가 고정 기어(210)에 치합되기 위해서 고정 기어(210) 방향으로 움직인다면 도시한 것과 같이 고정 기어 나사산(410)과 가동 기어 나사산(400)이 교차되어 가동 기어(200)와 고정 기어(210)가 치합되지 못할 수도 있으나, 탄성체(600)가 볼(610)을 고정 기어(210)방향으로 밀어내는 힘 때문에 볼(610)은 고정 기어의 기어 골(620)로 안착되려고 한다. 따라서, 고정 기어(210)는 탄성체(600)의 탄성 복원력으로 인하여 텔레스 방향(X)으로 이동하게 된다.
탄성체(600)는 탄성 복원력을 용이하게 유지하고, 볼(610)을 고정 기어(210) 측으로 강하게 탄지하기 위해서 고강성 금속 재질을 사용할 수 있다. 또한, 탄성체(600)는 코일 스프링을 사용할 수도 있을 것이다.
도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 텔레스코프 조향장치의 제 3 일부 단 면도이다. 도시한 것과 같이 텔레스코프 조향장치는 텔레스 튜브(110), 가동 기어(200), 고정 기어(210), 가동 기어 가이드(220), 가동 기어 나사산(400) ,고정 기어 나사산(410), 탄성체(600), 볼(610) 및 기어 골(620)을 포함하여 구성된다.
가동 기어(200)는 가동 기어 이동방향(Y)으로 움직이는 구조로서, 도 7에서 설명한 것과 같이 볼(610)은 고정 기어의 기어 골(620)로 안착되려고 하기 때문에 볼(610)은 텔레스 튜브(110)를 텔레스 방향(X)으로 이동시켜 볼(610)이 고정 기어의 기어 골(620)에 안착된다.
고정 기어 나사산(410)과 가동 기어 나사산(400)이 교차될 수 있는 경우 볼(610)이 텔레스 튜브(110)를 텔레스 방향(X)으로 이동시켜 고정 기어 나사산(410)과 가동 기어 나사산(400)이 교차되지 않도록 한다. 따라서, 고정 기어 나사산(400)과 가동 기어 나사산(410)이 교차되는 경우를 감소시킴으로써 더욱 안전한 텔레스 작동이 이루어지도록 한다.
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 텔레스코프 조향장치의 제 4 일부 단면도이다. 도시한 것과 같이 텔레스코프 조향장치는 텔레스 튜브(110), 가동 기어(200), 고정 기어(210), 탄성체(600), 볼(610), 조임 볼트(910) 및 중간 부재(920)를 포함하여 구성된다.
가동 기어(200)에 형성된 가동 기어 홀(202)에서 고정 기어(210)와 접하는 볼(610)과 탄성체(600) 사이에 중간 부재(920)를 구비한다. 중간 부재(920)는 볼(610)과 탄성체(600) 사이에 직접적인 접촉을 막는다.
탄성체(600)와 볼(610)의 재질이 금속성일 경우, 가동 기어(200)가 고정 기 어(210)와 분리된 후에 텔레스 튜브(110)가 텔레스 방향(X)으로 움직이면서 볼(610)은 고정 기어에 형성된 고정 기어 나사산(410)과 기어 골(620)을 따라서 움직이게 되고 결국 반복적으로 상하방향으로 움직이게 되어 탄성체와 볼 사이에 진동과 소음을 발생시킬 수 있다.
따라서, 중간 부재(920)의 재질을 금속성이 아닌 플라스틱과 같은 연한 재질을 사용하여 발생할 수 있는 진동과 소음을 저감한다. 또한, 중간 부재(920)는 볼(610)이 고정 기어 나사산(410)과 기어 골(620)을 따라 움직이면서 회전할 때 중간 부재(920)와 볼(610)과의 마찰을 줄일 수 있도록 마찰이 적은 재질을 적용한다.
또한, 가동 기어 홀(202)의 타단에는 조임 볼트(910)가 구비되는데, 조임 볼트(910)를 조일 경우 탄성체(600)를 압축하게 된다. 볼(610)이 고정 기어(210)에 안착되는 힘을 조절할 수 있다.
볼(610)의 형상은 본 실시예에서는 구형으로 묘사하였다. 하지만 경우에 따라서는 반구형상을 가질 수 있다. 즉, 반구형상의 평평한 면(미도시)이 탄성체(600)와 접하도록 설치될 수 있다.
또한, 볼(610)의 구조를 단면이 원형인 환봉 형상으로 하고 고정 기어(210)의 기어골(620)이 형성된 방향으로 설치할 수도 있을 것이다. 뿐만 아니라, 단면이 반원형인 축 형상으로 하고 평평한 면(미도시)이 탄성체(600)와 접하도록 설치될 수도 있을 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질 적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 텔레스코프 튜브를 구속하는 가동 기어와 고정 기어에 있어서 홀에 탄성체와 볼을 장착하여 볼이 고정 기어의 기어 골에 안착하도록 함으로써 고정 기어와 가동 기어의 결합을 용이하게 하는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 자동차의 조향장치에 있어서,
    텔레스 방향으로 움직이는 텔레스 튜브에 고정된 고정 기어;
    상기 고정 기어와 치합되게 나사산이 형성되며, 상기 나사산의 가운데 부분에 가동 기어 홀이 형성되는 가동 기어;
    상기 가동기어 홀에 삽입된 탄성체; 및
    상기 탄성체에 의해서 상기 고정 기어 측으로 탄지되는 볼
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 고정 기어와 가동 기어를 구비한 조향장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄성체와 상기 볼 사이에 구비되어 진동 및 소음을 저감시키는 중간부재; 및
    상기 가동 기어 홀에 구비되어 상기 탄성체를 압축시키는 조임 볼트
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 고정 기어와 가동 기어를 구비한 조향장치.
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