KR100814756B1 - 자동차의 전동 틸트 조향장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 전동 틸트 조향장치에 관한 것이다.

본 발명은, 자동차의 조향휠에 연결되는 조향축; 상기 조향축을 둘러싸는 컬럼 하우징; 상기 컬럼 하우징의 후단에 형성되는 연결 부재; 상기 연결 부재의 외주면에 회전 가능하게 결합되는 틸트 브라켓; 상기 틸트 브라켓의 내측에 회전 가능하게 결합되되 내측에 암나사를 구비하는 구동축 결합부; 상기 컬럼 하우징의 일측에 형성되는 틸트 모터; 상기 틸트 모터에 의해 구동되는 웜축; 및 전단에는 웜휠이 형성되어 상기 웜축과 맞물리고 후단에는 수나사가 형성되어 상기 구동축 결합부에 삽입되는 틸트 구동축을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 전동 틸트 조향장치를 제공한다.

본 발명에 의하면, 틸트 모터에 의해 직접 구동되는 틸트 구동축이 틸트 브라켓을 회전시키며, 구동축 결합부 및 틸트 브라켓을 힌지 볼트로 체결하고, 스토퍼 부재를 연결 부재에 형성함으로써 부품 수가 줄어들어 제작 기간이 단축되고 제작 단가가 감축되는 효과가 있다.

틸트, 전동, 스토퍼, 모터, 조향장치

Description

자동차의 전동 틸트 조향장치{Steering Apparatus for Automotive Vehicle Equipped with Motor Driven Tilting Column}

도 1은 종래 기술에 따른 자동차의 전동 틸트 조향장치를 나타내는 저면부 부분 확대 사시도,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차의 전동 틸트 조향장치를 나타내는 저면부 사시도,

도 3은 제 1 힌지 볼트를 통해 틸트 브라켓이 연결 부재에 결합된 모습을 나타내는 단면도,

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 틸트 구동축 및 구동축 결합부를 나타내는 요부 분해 사시도,

도 5a 및 5b는 각각 틸트 구동축 및 구동축 결합부의 동작에 따른 틸트 작동을 나타내는 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

101: 조향축103: 컬럼 하우징

105: 틸트 브라켓109: 틸트 구동축

111: 틸트 모터117: 구동축 결합부

121: 스토퍼 부재201: 연결 부재

203: 웜축205: 웜휠

207: 수나사209: 상부 브라켓

211: 하부 브라켓213: 걸림부

215: 제 1 힌지 볼트216: 제 2 힌지 볼트

301: 머리부303: 나사부

305: 암나사307: 관통 구멍

403: 결합턱

본 발명은 자동차의 전동 틸트 조향장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 틸트 모터에 의해 직접 구동되는 틸트 구동축이 틸트 브라켓을 회전시키며, 구동축 결합부 및 틸트 브라켓을 힌지 볼트로 체결하고, 스토퍼 부재를 연결 부재에 형성함으로써 부품 수가 줄어들어 제작 기간이 단축되고 제작 단가가 감축되는 자동차의 전동 틸트 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 틸트 조향장치를 나타내는 저면부 부분 확대 사시도이다.

도 1에서 도시하는 바와 같이 종래 기술에 따른 자동차의 전동 틸트 조향장치는, 자동차의 조향휠(미도시)에 연결되는 조향축(101), 조향축(101)을 둘러싸는 컬럼 하우징(103), 컬럼 하우징(103)의 후단에 형성되는 틸트 브라켓(105), 틸트 브라켓(105)의 내측에 회전 가능하게 결합되는 회동 부재(107), 틸트 브라켓(107)의 상측에 회전 가능하게 결합되는 틸트 구동축(109), 컬럼 하우징(103)의 일측에 형성되는 틸트 모터(111), 틸트 모터(111)에 의해 구동되는 구동 기어(113), 구동 기어(113) 및 틸트 구동축(109)에 동시에 맞물리는 매개 기어(115)를 포함하여 구성된다.

이러한 구성을 가지는 종래 기술에 따른 자동차의 전동 틸트 조향장치에 있어서는, 운전자가 틸트 스위치(미도시)를 작동하면 틸트 모터(111)가 구동하고, 틸트 모터(111)의 구동력은 구동 기어(113) 및 매개 기어(115)의 구동을 통해 틸트 구동축(109)을 회전시키는데, 틸트 구동축(109)이 회전하면 구동축 결합부(117)가 전진 또는 후진을 하려 하지만 회동 부재(107)가 틸트 브라켓(105)의 힌지축(119)에 결합되어 있으므로 회동 부재(107)는 결국 힌지축(119)을 중심으로 소정 각도로 회전함으로써 틸트 기능을 수행한다. 또한, 이 과정에서 구동축 결합부(117)는 회동 부재(107)에 대해 소정 각도로 회전함으로써 틸트 작동이 원활하게 이루어지도록 한다.

한편, 틸트 작동시 틸트 구동축(109)의 후단이 구동축 결합부(117)의 후면에 부딪혀서 충격을 주는 것을 방지하도록 틸트 구동축(109)의 후단에는 스토퍼 부재(121)가 결합된다.

그런데, 이러한 종래 기술에 의하는 경우 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 틸트 모터(111)의 구동 기어(113)와 틸트 구동축(109) 사이에 매개 기어(115)가 추가되므로 부품 수가 많아지고 그에 따라 조향장치의 제작 기간이 늘어나고 제작비용이 상승하는 문제점이 있었다.

둘째, 구동축 결합부(117)가 회동 부재(107)에 결합될 때 니들 베어링을 사용하여 구동축 결합부(117)의 회전을 지지하였으므로 구조가 복잡하고 부품 수가 많이 필요한 문제점이 있었다.

셋째, 힌지축(119)으로 사용되는 볼트를 틸트 브라켓(105)에 체결함에 있어서 틸트 브라켓(105)의 내측으로부터 외측으로 돌출되게 한 후 볼트의 단부에 너트를 결합하였으므로 공정이 복잡하고 부품 수가 많이 필요한 문제점이 있었다.

넷째, 틸트 구동축(109)에 스토퍼 부재(121)를 장착하는 경우 고무, 볼트 및 너트를 사용함으로써 부품 수가 증가하고 제작 기간이 늘어나는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 틸트 구동축이 직접 틸트 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, 구동축 결합부가 틸트 브라켓에 결합될 때 니들 베어링 대신 힌지 볼트를 사용함으로써 부품 수를 감소시키는 데 그 주된 목적이 있다.

또한, 본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 힌지 볼트를 틸트 브라켓에 체결함에 있어서 틸트 브라켓의 외측으로부터 내측으로 삽입되게 함으로써 부품 수를 감소시키는 데 그 주된 목적이 있다.

또한, 본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 틸트 구동축이 아닌 연결 부재에 스토퍼 부재를 형성함으로써 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 하우징의 후단에 형성되는 연결 부재; 상기 연결 부재의 외주면에 회전 가능하게 결합되는 틸트 브라켓; 상기 틸트 브라켓의 내측에 회전 가능하게 결합되되 내측에 암나사를 구비하는 구동축 결합부; 상기 컬럼 하우징의 일측에 형성되는 틸트 모터; 상기 틸트 모터에 의해 구동되는 웜축; 및 전단에는 웜휠이 형성되어 상기 웜축과 맞물리고 후단에는 수나사가 형성되어 상기 구동축 결합부에 삽입되는 틸트 구동축을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 전동 틸트 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 틸트 조향장치를 나타내는 저면부 사시도이다.

도 2에서 도시하는 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차의 전동 틸트 조향장치는, 자동차의 조향휠(미도시)에 연결되는 조향축(101), 조향축(101)을 둘러싸는 컬럼 하우징(103), 컬럼 하우징(103)의 후단에 형성되는 연결 부재(201), 연결 부재(201)의 외주면에 회전 가능하게 결합되는 틸트 브라켓(105), 틸트 브라켓(105)의 내측에 회전 가능하게 결합되되 내측에 암나사(미도시)를 구비하는 구동축 결합부(117), 컬럼 하우징(103)의 일측에 형성되는 틸트 모터(111), 틸트 모터(111)에 의해 구동되는 웜축(203) 및 전단에는 웜휠(205)이 형성되어 웜축(203)과 맞물리고 후단에는 수나사(207)가 형성되어 구동축 결합부(117)에 삽입되는 틸트 구동축(109)을 포함하여 구성된다.

조향축(101)은 후단이 조향휠(미도시)에 연결되어 운전자의 조향휠(미도시) 조작에 따라 회전함으로써 전단의 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 구조로 형성될 수도 있다.

컬럼 하우징(103)은 조향축(101)을 둘러싸도록 형성되며, 중간측에 형성된 상부 브라켓(209) 및 전단에 형성된 하부 브라켓(211)을 통해 자동차의 차체에 고정됨으로써 조향축(101)을 지지한다.

연결 부재(201)는 컬럼 하우징(103)의 후단에 형성되며 연결 부재(201)의 외주면을 틸트 브라켓(105)이 둘러싼다.

또한, 연결 부재(201)의 외주면 일측에는 스토퍼 부재(121)가 원기둥 형상으로 돌출 형성되는데, 틸트 브라켓(105)의 회전에 따라 걸림부(213)가 스토퍼 부재(121)에 접하게 되어 틸트 브라켓(105)이 소정 각도 이상 회전하는 것을 제한한다. 스토퍼 부재(121)는 별도의 부품으로 제작하여 연결 부재(201)에 결합할 수도 있으나 연결 부재(201)와 일체로 형성되도록 함이 바람직하다.

한편, 스토퍼 부재(121)의 외주면 또는 걸림부(213)의 외주면에는 고무를 비롯한 탄성 부재를 결합함으로써 스토퍼 부재(121)와 걸림부(213)의 접촉에 따른 소음이나 충격을 흡수하도록 할 수도 있다. 따라서, 틸트 구동축에 스토퍼 부재를 장착함으로써 볼트나 너트 등의 추가 부품이 요구되었던 종래 기술의 문제점은 이와 같이 해결되었다.

틸트 브라켓(105)은 연결 부재(201)의 외주면을 둘러싸도록 형성되되 제 1 힌지 볼트(215)를 통해 연결 부재(201)에 결합되며 제 1 힌지 볼트(215)를 중심으로 소정 각도로 회전한다.

도 3은 제 1 힌지 볼트를 통해 틸트 브라켓이 연결 부재에 결합된 모습을 나타내는 단면도이다.

도 3에서 도시하는 바와 같이 제 1 힌지 볼트(215)는 외주면이 매끄럽게 형성된 머리부(301) 및 머리부(301)로부터 축 방향으로 연장되되 외주면에 수나사(207)가 형성되어 있는 나사부(303)를 포함하여 구성된다.

또한, 연결 부재(201)에는 제 1 힌지 볼트(215)의 나사부(303)가 삽입되는 암나사(305)가 형성되며, 틸트 브라켓(105)에는 제 1 힌지 볼트(215)가 관통하되 내주면이 매끄럽게 형성된 관통 구멍(307)이 구비된다.

이렇게 제 1 힌지 볼트(215)가 연결 부재(201)에 견고하게 결합되는 동시에 제 1 힌지 볼트(215)의 머리부(301)는 틸트 브라켓(105)의 관통 구멍(307)과 접하기 때문에 틸트 브라켓(105)이 제 1 힌지 볼트(215)를 중심으로 회전할 수 있게 된다.

또한, 제 1 힌지 볼트(215)가 틸트 브라켓(105)의 외측으로부터 연결 부재(201)에 직접 삽입되기 때문에 제 1 힌지 볼트(215)를 너트로 체결할 필요가 없게 된다. 따라서, 볼트를 틸트 브라켓(105)의 내측으로부터 외측으로 돌출되게 한 후 볼트의 단부에 너트를 체결하여야 했던 종래 기술의 문제점은 이와 같이 해결된다.

틸트 모터(111)는 틸트 구동축(109)의 회전에 필요한 동력을 발생하는 장치이며, 웜축(203)은 틸트 모터(111)의 모터축(미도시)으로부터 연장되어 형성된다. 웜축(203)의 외주면에는 웜이 형성되어 있어서 틸트 구동축(109)의 웜휠(205)과 맞물린다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 틸트 구동축 및 구동축 결합부를 나타내는 요부 분해 사시도이다.

틸트 구동축(109)은 틸트 모터(111)로부터 동력을 전달받아서 틸트 브라켓(105)을 회전시키는데, 도 4에서 도시하는 바와 같이 틸트 구동축(109)의 전단에는 웜축(203)과 맞물리는 웜휠(205)이 형성되며 후단에는 수나사(207)가 형성된다. 따라서, 틸트 모터(111)의 구동에 의해 웜축(203)이 회전하면 틸트 구동축(109)도 웜축(203)에 연동하여 회전하게 된다.

이와 같이 본 발명의 경우 서로 맞물리는 웜축(203) 및 웜휠(205) 구조를 채택함으로써 틸트 구동축의 회전을 위해 별도의 매개 기어를 구비해야만 했던 종래 기술의 문제점을 해결하였다.

한편, 틸트 구동축(109)의 후단에는 수나사(207)가 형성되므로 구동축 결합부(117)의 내측에 형성된 암나사(305)를 통해 구동축 결합부(117)에 삽입된다.

구동축 결합부(117)는 틸트 구동축(109)이 회전하면 전진 또는 후진을 하면서 틸트 브라켓(105)이 소정 각도로 회전되게 하는 장치로서 내측에는 틸트 구동축(109)의 수나사(207)와 맞물리는 암나사(305)가 축 방향으로 형성되며 양측 외주면에는 틸트 브라켓(105)과 결합되도록 결합턱(403)이 소정 길이로 돌출 형성된다.

또한, 결합턱(403)의 내측에는 암나사(305)가 형성되어 제 2 힌지 볼트(216)의 나사부(303)가 삽입되며 제 2 힌지 볼트(215)의 머리부(307)는 틸트 브라켓(105)의 관통 구멍(307)에 회전 가능하도록 접한다. 결국, 구동축 결합부(117)는 제 2 힌지 볼트(216)를 중심으로 틸트 브라켓(105)의 내측에서 회전 가능하게 된다.

이와 같이 본 발명의 경우 제 2 힌지 볼트(216)를 통해 틸트 브라켓(105)과 구동축 결합부(117)가 회전 가능하게 결합되므로 니들 베어링을 비롯한 별도의 부품이 필요하였던 종래 기술의 문제점을 해결하였다.

도 5a 및 5b는 각각 틸트 구동축 및 구동축 결합부의 동작에 따른 틸트 작동을 나타내는 단면도이다.

도 5a 및 5b에서 각각 도시하는 바와 같이 틸트 모터(111)의 구동에 의해 웜축(203)이 일 방향으로 회전하면 웜휠(205)을 통해 웜축(203)에 맞물리는 틸트 구동축(109)도 회전한다. 또한, 틸트 구동축(109)이 회전함에 따라 구동축 결합부(117)가 제 2 힌지 볼트(216)를 중심으로 회전하면서 후진을 하게 되는데, 구동축 결합부(117)가 후진함에 따라 틸트 브라켓(105)이 제 1 힌지 볼트(215)를 중심으로 화살표 방향으로 회전하게 되므로 틸트 기능이 구현된다.

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, 틸트 구동축이 직접 틸트 모터에 의해 구동되도록 함으로써 부품 수를 감소시키고 조향장치의 제작비용을 감축하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 구동축 결합부가 틸트 브라켓에 결합될 때 니들 베어링 대신 힌지 볼트를 사용함으로써 부품 수를 감소시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 힌지 볼트를 틸트 브라켓에 체결함에 있어서 틸트 브라켓의 외측으로부터 내측으로 삽입되게 함으로써 부품 수를 감소시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 틸트 구동축이 아닌 연결 부재에 스토퍼 부재를 형성함으로써 부품 수를 감소시키고 조향장치의 제작비용을 감축하는 효과가 있다.

Claims (12)

1. 자동차의 조향휠에 연결되는 조향축;

   상기 조향축을 둘러싸는 컬럼 하우징;

   상기 컬럼 하우징의 후단에 형성되는 연결 부재;

   상기 연결 부재의 외주면에 회전 가능하게 결합되는 틸트 브라켓;

   상기 틸트 브라켓의 내측에 회전 가능하게 결합되되 내측에 암나사를 구비하는 구동축 결합부;

   상기 컬럼 하우징의 일측에 형성되는 틸트 모터;

   상기 틸트 모터에 의해 구동되는 웜축; 및

   전단에는 웜휠이 형성되어 상기 웜축과 맞물리고 후단에는 수나사가 형성되어 상기 구동축 결합부에 삽입되는 틸트 구동축을 포함하되,

   상기 연결 부재의 외주면에는 스토퍼 부재가 돌출 형성되고, 상기 틸트 브라켓의 전단에는 상기 스토퍼 부재를 둘러싸는 형상의 걸림부가 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 전동 틸트 조향장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 틸트 브라켓은 힌지 볼트를 통해 상기 연결 부재에 결합되되 상기 힌지 볼트를 중심으로 회전하는 것을 특징으로 하는 자동차의 전동 틸트 조향장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 힌지 볼트는 상기 틸트 브라켓의 외측으로부터 내측을 향해 삽입되는 것을 특징으로 하는 자동차의 전동 틸트 조향장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 힌지 볼트는 외주면이 매끄럽게 형성된 머리부 및 상기 머리부로부터 연장되되 외주면에 수나사가 형성되어 있는 나사부를 포함하고,

   상기 연결 부재에는 상기 힌지 볼트의 상기 나사부가 삽입되는 암나사가 형성되며,

   상기 틸트 브라켓에는 상기 힌지 볼트가 관통하되 내주면이 매끄럽게 형성된 관통 구멍이 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차의 전동 틸트 조향장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 구동축 결합부는 힌지 볼트를 통해 상기 틸트 브라켓에 결합되되 상기 힌지 볼트를 중심으로 회전하는 것을 특징으로 하는 자동차의 전동 틸트 조향장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 힌지 볼트는 상기 틸트 브라켓의 외측으로부터 내측을 향해 삽입되는 것을 특징으로 하는 자동차의 전동 틸트 조향장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 힌지 볼트는 외주면이 매끄럽게 형성된 머리부 및 상기 머리부로부터 연장되되 외주면에 수나사가 형성되어 있는 나사부를 포함하고,

   상기 구동축 결합부에는 상기 힌지 볼트의 상기 나사부가 삽입되는 암나사가 형성되며,

   상기 틸트 브라켓에는 상기 힌지 볼트가 관통하되 내주면이 매끄럽게 형성된 관통 구멍이 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차의 전동 틸트 조향장치.
8. 삭제
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 스토퍼 부재는 상기 연결 부재와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 전동 틸트 조향장치.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 스토퍼 부재는 원통 형상으로 이루어지고,

    상기 걸림부는 반원 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차의 전동 틸트 조향장치.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 걸림부에는 탄성 부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차의 전동 틸트 조향장치.
12. 제 10 항에 있어서,

    상기 스토퍼 부재에는 탄성 부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차의 전동 틸트 조향장치.

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