KR100817481B1 - 자동차 스티어링 샤프트용 잠금 장치 - Google Patents

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Abstract

전동기(13)에 의해 양 방향으로 회전 가능하고 회전 위치 검출기(17)와 연동하는 제어 요소에 의해 잠금 위치와 해제 위치 사이를 왕복 이동할 수 있는 잠금 볼트(2)를 스티어링 샤프트(1)의 잠금 리세스(3)와 연동시킴으로써 자동차의 스티어링 샤프트(1)를 회전하지 않게 잠그는 장치를 개시한다. 가능한 한 콤팩트한 구조를 얻기 위해, 제어 요소는 일 측면(15)에서 잠금 볼트(2)와 연동하고 타 측면(16)에서 회전 위치 검출기(17)와 연동하는 원형 제어 디스크(14)로서 구성된다.
Figure 112005063322656-pct00001
스티어링 샤프트, 잠금 볼트, 제어 디스크, 잠금 리세스, 전동기, 회전 위치 검출기, 나선형 리브, 나선형 홈

Description

자동차 스티어링 샤프트용 잠금 장치{BLOCKING DEVICE FOR A MOTOR VEHICLE STEERING SHAFT}
본 발명은 전동기에 의해 양 방향으로 회전 가능하고 회전 위치 검출기와 연동하는 제어 디스크에 의해 잠금 위치와 해제 위치 사이를 왕복 이동할 수 있는 잠금 볼트를 스티어링 샤프트의 잠금 리세스와 연동시킴으로써 자동차의 스티어링 샤프트를 회전하지 않게 잠그는 장치에 관한 것이다.
자동차의 스티어링 샤프트가 더 이상 회전할 수 없도록 스티어링 샤프트를 잠그는 그러한 장치는 각종의 구성으로 공지되어 있다.
그와 같이 자동차의 스티어링 샤프트를 회전하지 않게 잠그는 공지의 장치에서는, 제어 디스크가 압축 코일 스프링에 의해 스티어링 샤프트 잠금 위치로 채워진 잠금 볼트와 연동하기 위한 편심륜을 구비하고, 전동기의 하류에 배치된 감속 기어 유닛의 출력 기어와 토크 전달 없게 결합된다. 잠금 볼트의 스티어링 샤프트 잠금 위치 내지 스티어링 샤프트 해제 위치에 각각 대응하는 제어 디스크의 2개의 회전 위치는 전자 제어 회로에 속하면서 감속 기어 유닛의 출력 기어와 연동하는 2개의 무접촉 스위치 또는 2개의 마이크로 스위치에 의해 확인되는데, 제어 회로는 전동기, 잠금 볼트가 잠금 위치로부터 해제 위치로 부적절하게 이동할 경우에 작동 하는 경보 장치, 및 자동차 엔진의 점화 장치와 시동 장치를 제어한다(US-A-4 643 009).
자동차의 스티어링 샤프트를 회전하지 않게 잠그는 논제의 유형의 또 다른 공지의 장치에서는, 제어 디스크가 그 제어 디스크의 회전 축과 평행하게 연장된 잠금 볼트를 이동시키는 나선형으로 뻗은 외부 캠을 구비한다. 또한, 제어 디스크는 스티어링 샤프트의 반대쪽을 향한 잠금 볼트 단부의 배후에 원주 방향 톱니부를 구비하는데, 그 원주 방향 톱니부에는 전동기의 출력 축 상에 장착된 웜이 맞물린다. 원주 방향 톱니부를 구비하는 이외에도, 제어 디스크는 캠과 잠금 볼트 쪽을 향한 원주 방향 톱니부 측에서 제어 디스크를 회전 후에 멈추기 위한 전기 리미트 스위치와 연동한다(DE-A-100 22 830).
자동차의 스티어링 샤프트를 회전하지 않게 잠그는 서두에 언급된 유형의 또 다른 2개의 공지의 장치에서는, 제어 디스크가 그 제어 디스크의 회전 축과 동축상으로 또는 평행하게 배치된 잠금 볼트를 이동시키는 나선형으로 뻗은 내부 캠 내지 외부 캠과, 전동기의 출력 축 상에 장착된 웜 또는 전동기의 하류에 배치된 평기어 전동 장치의 출력 기어가 맞물리는 원주 방향 톱니부를 구비한다. 그 중의 하나의 장치에서는, 제어 디스크에 있는 해당 캠에 의해 작동되어 제어 디스크의 여러 회전 위치를 검출하는 전기 리미트 스위치가 원주 방향 톱니부와 제어 디스크의 타 단부 사이에 제어 디스크의 회전 축 둘레를 둘러 분포된다. 다른 장치에서는, 제어 디스크에 있는 해당 캠에 의해 작동되어 제어 디스크의 여러 회전 위치를 검출하는 전기 회로 소자(스냅 스위치 및/또는 마이크로 스위치)가 원주 방향 톱니부와 제어 디스크의 외부 캠 사이에 제어 디스크의 회전 축 둘레를 둘러 분포된다(DE-A-101 33 408).
본 발명의 목적은 가능한 한 높은 간결성을 갖고, 그에 따라 적은 장소를 소요하는 것을 그 특징으로 하는 서두에 언급된 유형의 장치를 제공하는 것이다.
그러한 목적은 본 발명에 따라 청구항 1의 특징부에 기재된 특징들에 의해 달성되게 된다. 본 발명에 따른 장치의 바람직한 구성들은 나머지 특허 청구항들에 규정되어 있다.
이하, 자동차의 스티어링 샤프트를 회전하지 않게 잠그는 본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시 양태를 첨부 도면에 의거하여 예시적으로 설명하기로 한다. 첨부 도면 중에서,
도 1은 잠금 볼트가 그 잠금 위치에 있는 상태에서의 도 2의 Ⅰ-Ⅰ선을 따른 종단면도이고;
도 2는 하우징, 하우징 커버, 인쇄 회로 기판, 및 스티어링 샤프트를 제외한 상태에서의 도 1의 화살표 Ⅱ의 방향으로 바라본 도면, 특히 사시도이며;
도 3은 잠금 볼트가 그 해제 위치에 있는 상태에서의 도 1에 따른 종단면도이고;
도 4는 하우징, 하우징 커버, 인쇄 회로 기판, 및 스티어링 샤프트를 제외한 상태에서의 도 3의 화살표 Ⅳ의 방향으로 바라본 도면이고;
도 5는 나선형 홈을 구비한 제어 디스크의 측면의 사시도이고;
도 6은 나선형 리브를 구비한 제어 디스크의 측면의 사시도이다.
자동차의 스티어링 샤프트(1)를 회전하지 않게 잠그는 도시된 장치는 스티어링 샤프트(1) 상에 고정된 잠금 슬리브(4)의 홈형 잠금 리세스(3)와 연동하는 잠금 볼트(2)를 구비한다. 스티어링 샤프트(1)와 잠금 슬리브(4)는 잠금 볼트(2)용 관통 개구부를 구비한 스티어링 칼럼 재킷에 의해 둘러싸인다.
잠금 볼트(2)는 직사각형 횡단면을 갖고, 그에 상응하는 횡단면을 갖는 하우징(6)의 채널(5) 내에 축 방향으로 이동 가능하게 장착된다. 채널(5)의 넓은 쪽 양 측면(7, 8)은 스티어링 샤프트(1)와 그와 동축상인 스티어링 칼럼 재킷의 공통의 종 방향 축(9)에 수직한 평면으로 연장된다. 하우징(6)은 채널(5)로부터 떨어진 측면에 커버(10)에 의해 폐쇄된 조립 개구부(11)를 구비하고, 스티어링 칼럼 재킷에 고정된다.
잠금 볼트(2)는 스티어링 샤프트(1) 쪽을 향한 그 단부(12)로써 잠금 슬리브(4)의 잠금 리세스(3)에 맞물려 스티어링 샤프트(1)가 더 이상 회전할 수 없게 하는 도 1 및 도 2로부터 알 수 있는 잠금 위치와, 잠금 볼트(2)의 단부(12)가 잠금 슬리브(4)의 잠금 리세스(3)에 맞물리지 않아 스티어링 샤프트(1)를 해제함으로 해서 그 스티어링 샤프트(1)가 회전할 수 있는 도 3 및 도 4로부터 알 수 있는 해제 위치 사이를 왕복 이동할 수 있다.
잠금 볼트(2)를 축 방향을 따라 해제 위치로, 그리고 그 반대 방향인 잠금 위치로 이동시키는 역할을 하는 것은 전동기(13)에 의해 가역적인 회전 방향으로, 즉 양 방향으로 회전 가능한 원형 제어 디스크(14)로서, 그 제어 디스크(14)는 일 측면(15)에서 잠금 볼트(2)와 연동하고, 타 측면(16)에서 회전 위치 검출기(17)와 연동하며, 전동기(13)에 의해 구동되는 웜(19)이 맞물리는 원주 방향 톱니부(18)를 구비한다.
제어 디스크(14)는 하우징 커버(10) 쪽을 향한 잠금 볼트(2)의 측면에서 스티어링 샤프트(1)로부터 떨어진 잠금 볼트(2)의 단부(20)의 옆에 배치되고, 하우징(6) 내에서 하우징(6)의 원통형 돌출부(21) 상에 장착되는데, 그 돌출부(21)는 제어 디스크(14)의 중심 베어링 구멍(22)에 맞물리고, 잠금 볼트(2)를 안내하는 하우징(6)의 채널(5)의 넓은 쪽 양 측면(7, 8)에 수직하게 연장된다. 제어 디스크(14)는 직경이 좀더 큰 하우징 커버(10)의 원통형 돌출부(23)에 의해 직경이 좀더 작은 원통형 돌출부(21) 상에 축 방향으로 고정된다.
제어 디스크(14)는 잠금 볼트(2)에 인접한 측면(15)에 제어 디스크(14)의 베어링 구멍(22)의 둘레를 휘감는 나선형 홈(24)을 구비하는데, 그 나선형 홈(24)에는 잠금 볼트(2)의 스티어링 샤프트 측 단부(20)에서 잠금 볼트(2)로부터 옆으로 돌출된 핀(25)이 맞물리고, 그에 따라 제어 디스크(14)가 일 방향 또는 타 방향으로 회전할 때에 잠금 볼트(2)가 하우징 돌출부(21)에 의해 정해진 제어 디스크(14)의 회전 축에 대해 반경 방향으로 일 방향 또는 타 방향으로 축 방향 이동을 하게 된다.
제어 디스크(14)의 원주 방향 톱니부(18)에 맞물리는 웜(19)은 전동기(13)의 출력 축(26) 상에 고정된다. 전동기(13)는 하우징(6) 내에서 그 출력 축(26)이 잠금 볼트(2)의 좁은 쪽 양 측면(27, 28)과 평행하게 연장되도록 잠금 볼트(2)의 옆에 배치된다.
제어 디스크(14)는 잠금 볼트(2)의 반대쪽을 향한 측면(16)에 돌출된 나선형 리브(29)를 구비하는데, 그 나선형 리브(29)는 제어 디스크(14)의 베어링 구멍(22)의 둘레를 휘감고, 회전 위치 검출기(17)와 연동한다. 즉, 나선형 리브(29)는 하우징(6) 내에서 하우징 돌출부(21)와 평행한 축(30)을 중심으로 선회 가능한 2암 선회 레버(31)를 매개로 하여 전기 스위치(32)와 연동함으로써, 잠금 볼트(2)의 해제 위치에 대응하는 제어 디스크(14)의 회전 위치에서는 물론 잠금 볼트(2)의 잠금 위치에 대응하는 제어 디스크(14)의 회전 위치에서 스위치(32)를 작동시킨다. 잠금 볼트(2)가 그 해제 위치를 차지하면, 잠금 볼트(2)의 옆쪽 핀형 돌출부(34)에 의해 추가의 전기 스위치(33)가 작동된다. 양자의 전기 스위치(32, 33)는 하우징 커버(10)와 평행하게 하우징(6)에 고정된 인쇄 회로 기판(35)에 배치된다.
스티어링 샤프트(1)를 회전하지 않게 잠그는 전술된 장치의 작동 방식은 도 2 및 도 4로부터 특히 명확하게 파악된다.
잠금 볼트(2)를 도 2에 따른 잠금 위치로부터 화살표 A의 방향으로 축 방향을 따라 도 4에 따른 해제 위치로 이동시키려면, 전동기(13)가 켜져서 그 출력 축(26)이 웜(19)을 경유하여 제어 디스크(14)를 화살표 B의 방향으로 회전시키고, 그에 따라 잠금 볼트(2)의 핀(25)이 제어 디스크(14)의 나선형 홈(24)에서 제어 디스크(14)의 회전 축(베어링 구멍(23))에 점점 더 가까이 이동하게 된다. 그와 더불 어, 제어 디스크(14)의 나선형 리브(29)가 선회 레버(31)를 도 2에 따른 위치로부터 화살표 C의 방향으로 도 4에 따른 위치로 선회시켜 하우징(6) 내에서 잠금 볼트(2)와 평행하게 이동 가능한 슬라이더(36)를 통해 전기 스위치(32)를 끄고, 이어서 잠금 볼트(2)가 그 해제 위치에 도달하면 다시 전기 스위치(32)를 켜게 된다.
잠금 볼트(2)를 도 4에 따른 해제 위치로부터 화살표 D의 방향으로 축 방향을 따라 도 2에 따른 잠금 위치로 이동시키려면, 전동기(13)가 켜져서 그 출력 축(26)이 웜(19)을 경유하여 제어 디스크(14)를 화살표 E의 방향으로 회전시키고, 그에 따라 잠금 볼트(2)의 핀(25)이 제어 디스크(14)의 나선형 홈(24)에서 제어 디스크(14)의 회전 축(베어링 구멍(22))으로부터 점점 더 멀리 떨어져 이동하게 된다. 그와 더불어, 제어 디스크(14)의 나선형 리브(29)가 선회 레버(31)를 도 4에 따른 위치로부터 화살표 F의 방향으로 도 2에 따른 위치로 선회시켜 슬라이더(36)를 통해 전기 스위치(32)를 끄고, 이어서 잠금 볼트(2)가 그 잠금 위치에 도달하면 다시 전기 스위치(32)를 켜게 된다.
양자의 전기 스위치(32, 33)는 전기 또는 전자 제어 회로에 접속되는데, 그 제어 회로는 예컨대 전동기(13), 잠금 볼트(2)가 잠금 위치로부터 해제 위치로 부적절하게 이동할 경우 및/또는 잠금 볼트(2)가 해제 위치로부터 잠금 위치로 부적절하게 이동할 경우에 작동하는 광학 및/또는 음향 경보 장치, 스티어링 샤프트(1)를 회전하지 않게 잠그는 장치가 구비된 자동차의 엔진의 점화 장치 및/또는 시동 장치 등을 제어한다.
도시되고 전술된 실시 양태의 변형도 분명 가능하다. 즉, 제어 디스크(14) 는 무조건 웜(19)에 의해 구동되어야 할 필요는 없고, 그 대신에 전동기(13)에 의해 구동되는 피니언이 그에 적절하게 형성된 제어 디스크(14)의 원주 방향 톱니부(18)에 맞물릴 수도 있다. 제어 디스크(14)는 전술된 나선형 홈(24) 대신에 잠금 볼트(2)와 연동하는 돌출된 나선형 리브를, 그리고/또는 돌출된 나선형 리브(29) 대신에 회전 위치 검출기(17)와 연동하는 나선형 홈을 구비할 수도 있거나, 전혀 다른 방식으로 일 측면(15)에서 잠금 볼트(2)와 연동하고 타 측면(16)에서 회전 위치 검출기(17)와 연동할 수도 있다. 회전 위치 검출기(17)는 무조건 잠금 볼트(2)의 잠금 위치와 해제 위치에 대응하는 제어 디스크(14)의 2개의 회전 위치를 탐지해야만 하는 것은 아니고, 제어 디스크(14)의 원하는 어떠한 회전 위치(들)도 확인할 수 있다. 회전 위치 검출기(17)는 다르게 구성될 수도 있고, 다른 구성 요소로 이뤄질 수도 있는데, 예컨대 하나 이상의 푸시 버튼 스위치, 특히 마이크로스위치와 더불어, 또는 그를 대체하여 하나 이상의 전자 제어 스위치 또는 무접촉 스위치(자장 센서, 특히 홀 센서, 광센서)로 이뤄질 수도 있다.
원주 방향 톱니부(18)와 그 원주 방향 톱니부(18)의 양측에, 즉 깊은 나선형 홈(24)이 마련된 제어 디스크(14)의 측면(15)과 돌출된 나선형 리브(29)가 마련된 제어 디스크(14)의 측면(16) 상에 서로 평행하고 평탄한 2개의 표면(37, 38)을 구비하는, 특히 도 5 및 도 6으로부터 잘 알 수 있는 제어 디스크(14)는 비교적 얇고, 그에 따라 스티어링 샤프트(1)를 회전하지 않게 잠그는 도 1 내지 도 4에 따른 장치를 매우 간결하고 그에 상응하여 장소를 덜 소요하도록 구성하는 것을 가능하게 한다. 잠금 볼트(2)로부터 인쇄 회로 기판(35)까지의 간격은 매우 짧을 수 있 고, 그에 상응하여 하우징(6)이 좁게 유지될 수 있다.
또한, 제어 디스크(14)는 전동기(13)를 잠금 볼트(2)의 옆에 배치하는 것을 가능하게 하여 전동기(13)의 출력 축(26)이 제어 디스크(13)의 원주 방향 톱니부(18)에 맞물리는 웜(20)과 함께 잠금 볼트(2)와 평행하게 연장되도록 하는데, 그것은 하우징(6)을, 그에 따라 스티어링 샤프트(1)를 회전하지 않게 잠그는 도 1 내지 도 4에 따른 장치를 가능한 한 작은 치수로 한다는 측면에서도 유리하다.

Claims (6)

  1. 전동기(13)에 의해 양 방향으로 회전 가능하고 회전 위치 검출기(17)와 연동하는 제어 요소에 의해 잠금 위치와 해제 위치 사이를 왕복 이동할 수 있는 잠금 볼트(2)를 스티어링 샤프트(1)의 잠금 리세스(3)와 연동시킴으로써 자동차의 스티어링 샤프트(1)를 회전하지 않게 잠그는 장치에 있어서,
    제어 요소는 일 측면(15)에서 잠금 볼트(2)와 연동하고 타 측면(16)에서 회전 위치 검출기(17)와 연동하는 원형 제어 디스크(14)로서 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 샤프트(1) 잠금 장치.
  2. 제1항에 있어서, 제어 디스크(14)는 전동기(13)에 의해 구동되는 웜(19) 또는 전동기(13)에 의해 구동되는 피니언과 맞물리는 원주 방향 톱니부(18)를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 샤프트(1) 잠금 장치.
  3. 제1항에 있어서, 잠금 볼트(2)는 제어 디스크(14)의 회전 축(21)에 대해 반경 방향으로 왕복 이동 가능한 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 샤프트(1) 잠금 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    잠금 볼트(2)는 제어 디스크(14)의 회전 축(21)에 대해 반경 방향으로 왕복 이동 가능하고,
    전동기(13)는 잠금 볼트(2)의 옆에 배치되고, 제어 디스크(14)의 원주 방향 톱니부(18)에 맞물리는 웜(19)은 잠금 볼트(2)와 평행하게 연장되는 전동기(13)의 출력 축(26) 상에 고정되는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 샤프트(1) 잠금 장치.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 제어 디스크(14)는 잠금 볼트(2)에 인접한 측면(15) 상에 잠금 볼트(2)와 연동하고 제어 디스크(14)의 회전 축(21)의 둘레를 휘감는 나선형 홈(24) 또는 나선형 리브를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 샤프트(1) 잠금 장치.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 제어 디스크(14)는 회전 위치 검출기(17)에 인접한 측면(16) 상에 회전 위치 검출기(17)와 연동하고 제어 디스크(14)의 회전 축(21)의 둘레를 휘감는 나선형 리브(29) 또는 나선형 홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 샤프트(1) 잠금 장치.
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