KR100814754B1 - 자동차의 전동 텔레스코프 조향장치 - Google Patents

자동차의 전동 텔레스코프 조향장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차의 전동 텔레스코프 조향장치에 관한 것이다.
본 발명은, 자동차의 조향휠에 연결되는 조향축; 상기 조향축을 둘러싸는 컬럼 하우징; 상기 컬럼 하우징에 축 방향으로 슬라이딩 가능하게 삽입되는 슬라이드부; 상기 슬라이드부의 후단에 형성되는 이동 부재; 상기 이동 부재의 외주측에 결합되되 내주면에 암나사가 형성되는 텔레스코픽 종동축; 상기 컬럼 하우징의 일측에 형성되는 텔레스코픽 모터; 상기 텔레스코픽 모터에 의해 구동되는 웜축; 및 전단에는 웜휠이 형성되어 상기 웜축과 맞물리고 후단에는 수나사가 형성되어 상기 텔레스코픽 종동축에 삽입되는 텔레스코픽 구동축을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 전동 텔레스코프 조향장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 텔레스코픽 구동축의 작동시 작동 저항 및 소음이 감소하고, 조향장치의 부품 수 및 제작 기간이 감소하여 제작비용이 감축되는 효과가 있다.
텔레스코프, 전동, 스토퍼, 모터, 조향장치

Description

자동차의 전동 텔레스코프 조향장치{Steering Apparatus for Automotive Vehicle Equipped with Motor Driven Telescopic Column}
도 1은 종래 기술에 따른 자동차의 전동 텔레스코프 조향장치를 나타내는 저면부 사시도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차의 전동 텔레스코프 조향장치를 나타내는 저면부 사시도,
도 3a 및 3b는 각각 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 슬라이드부를 나타내는 사시도 및 단면도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 텔레스코픽 구동축을 나타내는 요부 분해 사시도,
도 5a 및 5b는 각각 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조향장치의 텔레스코프 작동 전과 작동 후의 상태를 나타내는 부분 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
101: 조향축103: 컬럼 하우징
105: 슬라이드부107: 이동 부재
109: 텔레스코픽 구동축111: 텔레스코픽 모터
201: 텔레스코픽 종동축203: 웜축
205: 웜휠207: 상부 브라켓
209: 하부 브라켓211: 결합 핀
301: 장공303: 스토퍼 부재
305: 너트307: 스토퍼 부재 결합구
309: 탄성 부재401: 수나사
403: 암나사
본 발명은 자동차의 전동 텔레스코프 조향장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 텔레스코픽 모터에 의해 직접 구동되는 텔레스코픽 구동축이 텔레스코픽 종동축을 통해 이동 부재를 운동시키도록 하여 작동 저항 및 소음이 감소되는 자동차의 전동 텔레스코프 조향장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 조향장치는 자동차의 진행 방향을 운전자의 의지대로 변경할 수 있도록 하기 위한 장치로서 자동차의 앞바퀴가 선회하는 회전 중심을 임의로 변경하여 운전자가 원하는 방향으로 자동차를 진행시킬 수 있도록 보조하는 장치이다.
이러한 조향장치에 있어서 운전자가 조향휠을 조작함으로써 발생한 조향력은 조향축을 통해 하단의 랙-피니언 기구에 전달되고 최종적으로는 양쪽 바퀴의 방향을 변화시키게 된다.
한편, 조향장치에는 텔레스코프(Telescope) 및 틸트(Tilt) 기능이 포함되는데, 이러한 기능을 통해 운전자는 자신의 신장이나 체형에 맞게 조향휠의 돌출 정도 및 기울임 각도를 조절할 수 있게 되어 원활한 조향 조작을 할 수 있다.
또한, 이러한 텔레스코프 및 틸트 기능은 초기에는 운전자가 직접 조절 레버를 조작하여 조향휠을 축 방향으로 운동시키거나 힌지축을 중심으로 조향휠을 회전시켜야 하는 수동 조작 방식이었으나 이후에는 모터를 이용한 자동 조작 방식이 개발되었다.
도 1은 종래 기술에 따른 자동차의 전동 텔레스코프 조향장치를 나타내는 저면부 사시도이다.
도 1에서 도시하는 바와 같이 종래 기술에 따른 자동차의 전동 텔레스코프 조향장치는 자동차의 조향휠(미도시)에 연결되는 조향축(101), 조향축(101)을 둘러싸는 컬럼 하우징(103), 컬럼 하우징(103)에 축 방향으로 슬라이딩 가능하게 삽입되는 슬라이드부(105), 슬라이드부(105)의 후단에 형성되는 이동 부재(107), 이동 부재(105)의 외주측에 결합되는 텔레스코픽 구동축(109), 컬럼 하우징(103)의 일측에 형성되는 텔레스코픽 모터(111), 텔레스코픽 모터(111)에 의해 구동되는 구동 기어(113), 구동 기어(113) 및 텔레스코픽 구동축(109)에 동시에 맞물리는 매개 기어(115)를 포함하여 구성된다.
이러한 구성을 가지는 종래 기술에 따른 자동차의 전동 텔레스코프 조향장치에 있어서는, 운전자가 텔레스코프 스위치(미도시)를 작동하면 텔레스코픽 모터(111)가 구동하고, 텔레스코픽 모터(111)의 구동력은 구동 기어(113) 및 매개 기어(115)의 구동을 통해 텔레스코픽 구동축(109)을 회전시키는데, 텔레스코픽 구동축(109)은 회전하면서 축 방향으로 전진 또는 후진을 하게 되므로 텔레스코픽 구동축(109)에 결합된 이동 부재(107) 역시 이에 연동하여 전진 또는 후진을 함으로써 텔레스코프 기능을 수행한다.
한편, 텔레스코프 작동시 이동 부재(107)가 컬럼 하우징(103)의 후단에 부딪혀서 충격을 주는 것을 방지하도록 이동 부재(107)의 전단 및 컬럼 하우징(103)의 후단에는 각각 스토퍼 부재(117)가 결합된다.
그런데, 이러한 종래 기술에 의하는 경우 다음과 같은 문제점이 있었다.
첫째, 텔레스코픽 모터(111)의 구동 기어(113)와 텔레스코픽 구동축(109) 사이에 매개 기어(115)가 추가되므로 부품 수가 많아지고 그에 따라 조향장치의 제작 기간이 늘어나고 제작비용이 상승하는 문제점이 있었다.
둘째, 텔레스코픽 구동축(109)이 이동 부재(107)에 직접 결합되므로 텔레스코프 작동시 작동 저항이나 소음이 많이 발생하는 한편, 결합 수단으로서 볼트 및 너트를 사용하였으므로 부품의 수가 늘어나는 문제점이 있었다.
셋째, 이동 부재(107) 및 컬럼 하우징(103)에 스토퍼 부재(117)를 장착하는 경우 볼트 및 너트를 사용함으로써 부품 수가 증가하고 제작 기간이 늘어나는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 텔레스코픽 구동축이 직접 텔레스코픽 모터에 의해 구동되도록 함으로써 부품 수를 감소시키고 조향장치의 제작비용을 감축하는 데 그 주된 목적이 있다.
또한, 본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 텔레스코픽 구동축과 이동 부재 사이에 텔레스코픽 구동축이 삽입되는 텔레스코픽 종동축을 구비하고 이동 부재에 결합 핀으로 체결함으로써 구동 저항 및 소음을 감소시키는 한편 부품 수를 감소시키는 데 그 주된 목적이 있다.
또한, 본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 슬라이드부의 외주면에 장공 및 스토퍼 부재를 구비함으로써 부품 수를 감소시키고 조향장치의 제작비용을 감축하는 데 그 주된 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 자동차의 조향휠에 연결되는 조향축; 상기 조향축을 둘러싸는 컬럼 하우징; 상기 컬럼 하우징에 축 방향으로 슬라이딩 가능하게 삽입되는 슬라이드부; 상기 슬라이드부의 후단에 형성되는 이동 부재; 상기 이동 부재의 외주측에 결합되되 내주면에 암나사가 형성되는 텔레스코픽 종동축; 상기 컬럼 하우징의 일측에 형성되는 텔레스코픽 모터; 상기 텔레스코픽 모터에 의해 구동되는 웜축; 및 전단에는 웜휠이 형성되어 상기 웜축과 맞물리고 후단에는 수나사가 형성되어 상기 텔레스코픽 종동축에 삽입되는 텔레스코픽 구동축을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 전동 텔레스코프 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 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차의 전동 텔레스코프 조향장치를 나타내는 저면부 사시도이다.
도 2에서 도시하는 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차의 전동 텔레스코프 조향장치는, 자동차의 조향휠(미도시)에 연결되는 조향축(101), 조향축(101)을 둘러싸는 컬럼 하우징(103), 컬럼 하우징(103)에 축 방향으로 슬라이딩 가능하게 삽입되는 슬라이드부(105), 슬라이드부(105)의 후단에 형성되는 이동 부재(107), 이동 부재(107)의 외주측에 결합되되 내주면에 암나사가 형성되는 텔레스코픽 종동축(201), 컬럼 하우징(103)의 일측에 형성되는 텔레스코픽 모터(111), 텔레스코픽 모터(111)에 의해 구동되는 웜축(203) 및 전단에는 웜휠(205)이 형성되어 웜축(203)과 맞물리고 후단에는 수나사가 형성되어 상기 텔레스코픽 종동축(201)에 삽입되는 텔레스코픽 구동축(109)을 포함하여 구성된다.
조향축(101)은 상단이 조향휠(미도시)에 연결되어 운전자의 조향휠(미도시) 조작에 따라 회전함으로써 하단의 랙-피니언 기구부(미도시)를 통해 양쪽 바퀴(미도시)에 조향력을 전달한다.
또한, 조향축(101)은 서로 슬라이딩 가능하도록 형성된 상부 조향축(101a) 및 하부 조향축(101b)으로 구성됨으로써 텔레스코프 작동이 가능한 구조이다.
컬럼 하우징(103)은 조향축(101)을 둘러싸도록 형성되며, 상측에 형성된 상부 브라켓(207) 및 하측에 형성된 하부 브라켓(209)을 통해 자동차의 차체에 고정됨으로써 조향축(101)을 지지한다.
슬라이드부(105)는 조향축(101)을 둘러싸면서 컬럼 하우징(103)의 상단에 슬라이딩 가능하도록 삽입된다. 슬라이드부(105)는 원통 형상으로 이루어지며 후단에는 이동 부재(107)가 결합된다.
도 3a 및 3b는 각각 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 슬라이드부를 나타내는 사시도 및 단면도이다.
도 3a 및 3b에서 각각 도시하는 바와 같이 슬라이드부(105)의 외주면에는 소정 길이의 장공(301)이 형성되고, 장공(301)에는 스토퍼 부재(303)가 삽입된다.
한편, 스토퍼 부재(303)는 컬럼 하우징(103)의 외주면에 형성된 스토퍼 부재 결합구(307)를 관통하여 슬라이드부(105)의 장공(301)에 삽입된다. 스토퍼 부재(307)로는 플라스틱이 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 스토퍼 부재(303)의 끝단에는 너트(305)가 결합된다.
이렇게 슬라이드부(105)의 장공(301)에 스토퍼 부재(303)가 삽입되기 때문에 텔레스코프 작동시 슬라이드부(105)는 축 방향의 이동 한계를 가지게 된다.
또한, 스토퍼 부재(303)가 장공(301)에 삽입된 후 슬라이드부(105)의 외주면에 압력을 가하는 상태로 있기 때문에 슬라이드부(105)와 컬럼 하우징(103) 사이의 유격을 보상하는 효과도 있다.
한편, 스토퍼 부재(303)의 끝단과 너트(305) 사이에 탄성 부재(309)를 구비하여 슬라이드부(105)의 외주면에 직경 방향으로 일정한 하중을 가하도록 함으로써 텔레스코프 작동 하중을 조절할 수도 있다.
이와 같이 본 발명은 스토퍼 부재(303)를 슬라이드부(105)의 장공(301)에 너트(305)로 고정하는 방식을 취하기 때문에 종래 기술에 비해 부품 수가 절감되고 제작비용 역시 감축되는 효과가 있다.
텔레스코픽 종동축(201)은 텔레스코픽 구동축(109)의 회전에 따라 축 방향으로 전진 또는 후진함으로써 텔레스코프 작동이 되도록 하는 장치로서 이동 부재(107)의 외주측에 압입되되 컬럼 하우징(103)의 축 방향으로 연장 형성된다.
한편, 이동 부재(107)에는 텔레스코픽 종동축(201) 및 이동 부재(107)를 동시에 관통하는 결합 핀(211)이 구비된다.
결합 핀(211)은 텔레스코픽 종동축(201) 및 이동 부재(107)를 관통하되 텔레스코픽 종동축(201)이나 이동 부재(107)에 완전히 고정되는 것은 아니므로 텔레스코픽 종동축(201)이 결합 핀(211)을 중심으로 소정 각도로 회전할 수도 있고, 결합 핀(211)을 따라 상하로 소정 거리만큼 이동할 수도 있다.
이러한 구성에 의하여 텔레스코픽 종동축(201)을 따라 전달되는 진동이 흡수될 수 있으며, 조립 공차를 흡수할 수도 있다. 또한, 볼트 및 너트를 사용하였던 종래 기술과 달리 본 발명에 의하는 경우 결합 핀(211)을 사용하여 텔레스코픽 종동축(201)과 이동 부재(107)를 연결하기 때문에 부품의 수가 줄어들게 된다.
웜축(203)은 텔레스코픽 모터(111)에 의해 구동력을 받아서 회전함으로써 텔레스코픽 구동축(109)을 구동하는 장치이다.
텔레스코픽 구동축(109)은 텔레스코픽 모터(111) 및 웜축(203)에 의해 구동되어 텔레스코픽 종동축(201) 및 이동 부재(107)를 전진 또는 후진하도록 하는 장치이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 텔레스코픽 구동축을 나타내는 요부 분해 사시도이고, 도 5a 및 5b는 각각 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조향장치의 텔레스코프 작동 전과 작동 후의 상태를 나타내는 부분 단면도이다.
도 4에서 도시하는 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 텔레스코픽 구동축(109)의 전단에는 웜휠(205)이 형성되어 있어서 웜축(203)과 맞물리고 후단에는 수나사(401)가 형성되어 있어서 텔레스코픽 종동축(201)의 내주면에 형성된 암나사(403)와 맞물린다.
이와 같이 텔레스코픽 구동축(109)이 텔레스코픽 종동축(201)에 삽입되는 방식으로 구성됨에 따라 종래 기술에 비해 작동 저항이나 소음이 줄어들게 된다.
또한, 텔레스코픽 구동축(109)이 별도의 매개 기어 없이 웜축(203)을 통해 텔레스코픽 모터(111)로부터 직접 구동력을 전달받는 구조를 가지기 때문에 종래 기술에 의하는 경우에 비해 부품 수가 줄어들게 되고 그에 따라 조향장치의 제작 기간이 단축되고 제작비용이 감축된다.
따라서, 텔레스코픽 모터(111)에 의해 웜축(203)이 회전하면 웜휠(205)을 통해 텔레스코픽 구동축(109)도 회전력을 전달받아서 회전하게 된다. 그리고, 텔레스코픽 구동축(109)이 회전하면 수나사(401) 및 암나사(403)가 맞물려 있는 구조로 인해 텔레스코픽 종동축(201)이 축 방향으로 전진 또는 후진하게 된다.
즉, 도 5a 및 5b에서 각각 도시하는 바와 같이 웜축(203)이 일 방향으로 회전함에 따라 텔레스코픽 구동축(109)이 회전하면 텔레스코픽 종동축(201)이 도 5b의 화살표 방향으로 이동하게 되는 것이다. 또한, 텔레스코픽 종동축(201)의 이동에 따라 이동 부재(107)도 이동하여 텔레스코프 작동이 된다.
한편, 웜축(203)이 반대 방향으로 회전한다면 텔레스코픽 종동축(201) 역시 화살표의 반대 방향으로 이동하게 되고, 이동 부재(107) 역시 반대 방향으로 이동한다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 텔레스코픽 구동축이 직접 텔레스코픽 모터에 의해 구동되도록 함으로써 부품 수를 감소시키고 조향장치의 제작비용을 감축하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 텔레스코픽 구동축과 이동 부재 사이에 텔레스코픽 구동축이 삽입되는 텔레스코픽 종동축을 구비함으로써 구동 저항 및 소음을 감소시키는 한편 결합 핀을 사용함으로써 부품 수가 줄어들게 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 슬라이드부의 외주면에 장공 및 스토퍼 부재를 구비함으로써 부품 수를 감소시키고 조향장치의 제작비용을 감축하는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 자동차의 조향휠에 연결되는 조향축;
    상기 조향축을 둘러싸는 컬럼 하우징;
    상기 컬럼 하우징에 축 방향으로 슬라이딩 가능하게 삽입되는 슬라이드부;
    상기 슬라이드부의 후단에 형성되는 이동 부재;
    상기 이동 부재의 외주측에 결합되되 내주면에 암나사가 형성되는 텔레스코픽 종동축;
    상기 컬럼 하우징의 일측에 형성되는 텔레스코픽 모터;
    상기 텔레스코픽 모터에 의해 구동되는 웜축; 및
    전단에는 웜휠이 형성되어 상기 웜축과 맞물리고 후단에는 수나사가 형성되어 상기 텔레스코픽 종동축에 삽입되는 텔레스코픽 구동축
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 전동 텔레스코프 조향장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬라이드부의 외주면에는 소정 길이의 장공이 형성되고,
    상기 장공에는 스토퍼(Stopper) 부재가 삽입되는 것을 특징으로 하는 자동차의 전동 텔레스코프 조향장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 스토퍼 부재의 끝단에는 너트가 체결되는 것을 특징으로 하는 자동차의 전동 텔레스코프 조향장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 너트 및 상기 스토퍼 부재의 상기 끝단의 사이에는 탄성 부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차의 전동 텔레스코프 조향장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 텔레스코픽 종동축은 상기 이동 부재에 압입되고,
    상기 텔레스코픽 종동축 및 상기 이동 부재를 동시에 관통하는 결합 핀이 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차의 전동 텔레스코프 조향장치.
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