KR100993764B1

KR100993764B1 - 틸트 앤드 텔레스코픽 스티어링 칼럼 장치

Info

Publication number: KR100993764B1
Application number: KR1020040083548A
Authority: KR
Inventors: 정영석; 김동근
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2004-10-19
Filing date: 2004-10-19
Publication date: 2010-11-12
Also published as: KR20060034799A

Abstract

본 발명은, 단일 모터에 의해 스티어링 휠의 틸트 기능과 텔레스코픽 기능이 모두 수행됨으로써 비용과 설계면에서 유리한 틸트 앤드 텔레스코픽 스티어링 칼럼 장치를 개시한다.

본 발명의 주요 구성은, 회전 동력을 발생시키는 단일의 모터; 상기 모터에 의해 회전하는 모터 구동 기어; 상기 모터 구동 기어와 연동하는 모터 종속 기어; 상기 모터 종속 기어의 축중심을 관통하여 슬라이딩할 수 있도록 세레이션이 가공된 로드를 구비한 솔레노이드; 상기 솔레노이드의 로드에 결합된 틸트 종속 기어; 상기 틸트 종속 기어와 치합되어 스티어링 휠을 틸팅시키는 틸트 구동 기어; 상기 솔레노이드의 로드 끝에 결합되어 상기 솔레노이드의 작동에 따라 상기 틸트 종속 기어와 선택적으로 맞물리는 클러치 부재; 상기 솔레노이드의 작동에 따라 상기 클러치 부재와 선택적으로 맞물려 스티어링 휠을 텔레스코픽 작동시키는 텔레스코픽 구동 부재; 상기 클러치 부재와 상기 텔레스코픽 구동 부재의 사이에 개재되어 텔레스코픽 기능의 해제시 상기 클러치 부재를 상기 틸트 종속 기어와 맞물리도록 복귀시키는 탄성부재; 상기 모터와 상기 솔레노이드의 작동을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진다.

스티어링, 칼럼, 틸트, 텔레스코픽, 단일, 모터, 솔레노이드, 스프링, 베어링

Description

틸트 앤드 텔레스코픽 스티어링 칼럼 장치 {Tilt and Telescopic Steering Column Apparatus}

도 1 : 종래의 틸트 앤드 텔레스코픽 스티어링 장치를 개략적으로 나타낸 도면

도 2 : 본 발명에 따른 틸트 앤드 텔레스코픽 스티어링 칼럼 장치를 개략적으로 나타낸 도면

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 모터 2 : 모터 구동 기어

3 : 모터 종속 기어 4 : 솔레노이드

4a : 로드 4b : 세레이션

4c : 나사 5 : 틸트 종속 기어

6 : 틸트 구동 기어 7 : 클러치 부재

8 : 텔레스코픽 구동 부재 9 : 탄성부재

10 : 베어링 11 : 제어부

본 발명은 자동차의 스티어링 칼럼 장치에 관련된 기술로서, 보다 상세하게는, 틸트 앤드 텔레스코픽 기능을 갖는 스티어링 칼럼 장치가 하나의 모터에 의해 구동되는 방식으로 이루어지는 틸트 앤드 텔레스코픽 스티어링 칼럼 장치에 관한 것이다.

자동차의 스티어링 장치는 자동차의 진행방향을 운전자가 원하는 바대로 변경할 수 있도록 하는 장치로서, 대체로 조작수단과 기어수단 및 링크수단으로 이루어져 있다.

특히, 조작수단은 운전자가 직접 조향조작을 행하여 그 조작력이 기어수단과 링크수단으로 전달되도록 하는 기구로서, 스티어링 휠, 스티어링 샤프트, 스티어링 칼럼 등으로 이루어진다.

이 가운데, 스티어링 칼럼은 스티어링 샤프트를 지지함과 동시에 이를 차체에 고정시키는 부품으로서, 현행 차량에서는 운전자의 신체조건에 따라 스티어링 휠의 위치를 조절할 수 있도록 틸트 및 텔레스코픽 기능을 갖춘 스티어링 칼럼이 각광을 받고 있다.

즉, 틸트 기능은 스티어링 휠의 각도를 운전자의 체격 및 자세에 맞도록 경사방향으로 조절되도록 하는 것이고, 텔레스코픽 기능은 스티어링 샤프트가 축방향으로 슬라이딩되도록 하여 축방향 조절이 가능케 하는 것으로서, 운전자의 체형에 적합한 바른 운전 자세를 유지하는 데에 매우 유용한 기능들이다.

한편, 종래의 틸트 앤드 텔레스코픽 스티어링 칼럼은, 첨부도면 도 1의 틸트 앤드 텔레스코픽 스티어링 장치에 도시된 구성에 나타나 있다. 즉, 이 스티어링 장치는, 차체측에 고정되는 칼럼 브래킷(100), 이 칼럼 브래킷(100)에 결합되는 동시에 일정 각도로 회전되는 틸트 기능이 가능하도록 유니버설 조인트(300)로 결합되면서 축방향으로 신장되는 텔레스코픽 기능이 가능하게 구성된 스티어링 칼럼(200), 이 스티어링 칼럼(200)에 운전자의 회전 조작력을 전달하는 스티어링 휠(400), 이 스티어링 휠(400)과 스티어링 칼럼(200)의 틸트 기능과 텔레스코픽 기능에 필요한 구동력을 각각 제공하는 제1모터(500) 및 제2모터(600), 그리고 이들 제1모터(500)와 제2모터(600)를 전자적으로 제어하는 제1위치센서(700) 및 제2위치센서(800)로 구성되어 있다.

그런데, 상기와 같은 스티어링 장치에 개시된 틸트 앤드 텔레스코픽 스티어링 칼럼은, 틸트 기능과 텔레스코픽 기능의 수행을 위하여 틸트 기능용 모터(500)와 텔레스코픽 기능용 모터(600)가 각 1개씩 모두 2개가 필요하기 때문에, 비용이 과다하게 소요되고, 설계면에서도 시스템의 크기와 중량이 증가하면서 복잡하게 되는 문제가 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, 단일 모터에 의해 스티어링 휠의 틸트 기능과 텔레스코픽 기능이 모두 수행됨으로써 비용과 설계면에서 유리한 틸트 앤드 텔레스코픽 스티어링 칼럼 장치를 제공하는 데에 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 틸트 앤드 텔레스코픽 스티어링 칼럼 장치는, 회전 동력을 발생시키는 단일의 모터; 상기 모터에 의해 회전하는 모터 구동 기어; 상기 모터 구동 기어와 연동하는 모터 종속 기어; 상기 모터 종속 기어의 축중심을 관통하여 슬라이딩할 수 있도록 세레이션이 가공된 로드를 구비한 솔레노이드; 상기 솔레노이드의 로드에 결합된 틸트 종속 기어; 상기 틸트 종속 기어와 치합되어 스티어링 휠을 틸팅시키는 틸트 구동 기어; 상기 솔레노이드의 로드 끝에 결합되어 상기 솔레노이드의 작동에 따라 상기 틸트 종속 기어와 선택적으로 맞물리는 클러치 부재; 상기 솔레노이드의 작동에 따라 상기 클러치 부재와 선택적으로 맞물려 스티어링 휠을 텔레스코픽 작동시키는 텔레스코픽 구동 부재; 상기 클러치 부재와 상기 텔레스코픽 구동 부재의 사이에 개재되어 텔레스코픽 기능의 해제시 상기 클러치 부재를 상기 틸트 종속 기어와 맞물리도록 복귀시키는 탄성부재; 상기 모터와 상기 솔레노이드의 작동을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진 것을 요지로 한다.

여기서, 상기 솔레노이드의 로드 끝에 나사가 형성되어 상기 클러치 부재가 이 나사에 결합되는 구조로 이루어질 수 있다. 또, 상기 클러치 부재의 상기 탄성부재가 접하는 부위에는 클러치 부재의 회전시 탄성부재와의 마찰저항을 줄이 기 위한 베어링이 설치될 수 있다. 특히, 상기 베어링의 클러치 부재와 접하는 부위는 클러치 부재와의 마찰저항을 저감하기 위하여 구형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

첨부도면 도 2는 본 발명에 따른 틸트 앤드 텔레스코픽 스티어링 칼럼 장치를 개략적으로 나타낸 도면으로서, 틸트 기능과 텔레스코픽 기능을 수행하기 위하여 회전 동력을 발생시키는 모터(1)가 하나만 구비되어 있다. 그리고, 이 모터(1)의 회전축에는 모터(1)에 의해 회전하는 모터 구동 기어(2)가 연결되어 있으며, 이 모터 구동 기어(2)의 회전에 연동하는 모터 종속 기어(3)가 모터 구동 기어(2)와 맞물려 있다. 또, 상기 모터(1)와는 별도로 솔레노이드(4)가 구비되어 있는데, 이 솔레노이드(4)에는 모터 종속 기어(3)의 축중심을 관통하는 로드(4a)가 마련되어 있으며, 모터 종속 기어(3)와 접하는 로드(4a)의 외주면에는 모터 종속 기어(3)의 축중심을 슬라이딩할 수 있도록 세레이션(4b)이 가공되어 있다. 또한, 솔레노이드(4)의 로드(4a)에는 틸트 종속 기어(5)가 설치되어 있는데, 이 틸트 종속 기어(5)에는 스티어링 휠(미도시)을 틸틸 구동하기 위한 틸트 구동 기어(6)가 치합되어 있다. 그리고, 솔레노이드(4)의 로드(4a) 끝부분에는 클러치 부재(7)가 결합되어 있는데, 솔레노이드(4)의 로드(4a) 끝에 나사(4c)가 형성되어 있어서 이 나사(4c)에 클러치 부재(7)가 체결된다. 특히, 클러치 부재(7)와 틸트 종속 기어(5)는 예컨대 도면에 나타난 바와 같이 클로 클러치(claw clutch)로 맞물리는 구조로 이루어져 있으며, 솔레노이드(4)의 작동에 따라 로드(4a)가 후퇴하거나 전진할 때 클러치 부재(7)가 틸트 종속 기어(5)와 맞물리거나 맞물림이 해제된다. 그리고, 클러치 부재(7)와 마주보는 위치에 스티어링 휠을 텔레스코픽 구동하기 위한 텔레스코픽 구동 부재(8)가 구비되어 있는데, 이 텔레스코픽 구동 부재(8)와 클러치 부재(7)의 대향면이 서로 클러칭되는 구조로 이루어져 있어서, 솔레노이드(4)의 작동에 따라 클러치 부재(7)가 전진 또는 후퇴할 때 텔레스코픽 구동 부재(8)와 클러치 부재(7)가 서로 맞물리거나 맞물림이 해제된다. 또, 클러치 부재(7)와 텔레스코픽 구동 부재(8)의 사이에는 코일 스프링과 같은 탄성부재(9)가 개재되어 있는데, 이 탄성부재(9)는 텔레스코픽 기능의 해제시에 클러치 부재(7)가 텔레스코픽 구동 부재(8)와의 맞물림 상태로부터 해제되어 틸트 종속 기어(5)와 맞물리도록 후퇴시키는 탄성복원력을 제공하게 된다. 특히, 클러치 부재(7)의 탄성부재(9)가 접하는 부위에는 클러치 부재(7)의 회전시에 탄성부재(9)와의 마찰저항을 줄일 수 있도록 베어링(10)이 설치되며, 베어링(10)의 클러치 부재(7)와 접하는 부위는 접촉에 의한 마찰저항을 저감할 수 있도록 도면에 10a로 표시된 부분과 같이 구형상으로 이루어지는 것이 바람직하다. 한편, 운전자가 스티어링 휠의 틸트 기능과 텔레스코픽 기능을 원하는 대로 실현할 수 있도록 모터(1)와 솔레노이드(4)의 작동을 제어하는 제어부(11)가 마련되어 있다.

이하에서는 전술한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 틸트 앤드 텔레 스코픽 스티어링 칼럼 장치에 대한 작동 관계를 설명한다.

먼저, 스티어링 휠의 틸트 기능을 수행하기 위해서는 다음과 같이 작동된다. 제어부(11)의 제어 신호에 의해 모터(1)가 회전 구동되면, 이 모터(1)에 연결된 모터 구동 기어(2)가 회전하게 되고, 아울러 모터 구동 기어(2)와 치합되어 있는 모터 종속 기어(3)가 연동하게 된다. 이 때에는 솔레노이드(4)가 작동하지 않는 대신, 솔레노이드(4)의 로드(4a)에 형성되어 있는 세레이션(4b)에 의해 모터 종속 기어(3)가 로드(4a)를 회전시키게 됨으로써, 로드(4a)의 끝에 결합되어 있는 클러치 부재(7)도 회전하게 된다. 특히, 클러치 부재(7)는 틸트 종속 기어(5)와 클러칭 되어 있도록 기본 세팅이 이루어져 있는 상태이기 때문에, 클러치 부재(7)가 회전하게 되면 클러치 부재(7)와 클러칭 되어 있는 틸트 종속 기어(5)도 회전하게 된다. 이에 따라, 틸트 종속 기어(5)와 치합되어 있는 틸트 구동 기어(6)도 연동하여 회전하게 됨으로써, 스티어링 휠의 틸트 구동이 이루어지게 된다.

다음으로, 스티어링 휠의 텔레스코픽 기능은 다음과 같이 이루어진다. 제어부(11)의 제어 신호에 의해 일단 모터(1)는 작동하지 않고 솔레노이드(4)만 작동한다. 솔레노이드(4)의 작동에 의해 솔레노이드(4)의 로드(4a)가 전진하게 되는데, 이 때 로드(4a)와 모터 종속 기어(5)는 서로 세레이션(4b)으로 결합되어 있으므로 모터 종속 기어(5)는 움직이지 않는다. 로드(4a)의 전진에 따라, 클러치 부재(7)는 틸트 종속 기어(5)와의 맞물림 상태로부터 해제되는 대신, 텔레스코픽 구동 부재(8)와 맞물리게 된다. 이 상태에서, 제어부(11)의 제어 신호에 의해 모터(1)가 회전 구동되고, 그 회전력은 모터 구동 기어(2)와 모터 종속 기어 (3)를 거쳐 클러치 부재(7)로 전달되며, 클러치 부재(7)와 맞물려 있는 텔레스코픽 구동 부재(8)를 회전시키게 됨으로써, 스티어링 휠의 텔레스코픽 기능이 수행된다.

한편, 텔레스코픽 기능을 종료하고 원상 복귀하기 위해서는, 제어부(11)의 제어 신호에 의해 모터(1)가 정지된 다음, 솔레노이드(4)의 로드(4a)가 후퇴하여 클러치 부재(7)가 텔레스코픽 구동 부재(8)와의 맞물림 상태를 해제하고 틸트 종속 기어(5)와 다시 맞물려야 하는데, 이는 클러치 부재(7)와 텔레스코픽 구동 부재(8)의 사이에 개재된 상태로 압축되어 있던 탄성부재(9)의 탄성 복원력에 의해 솔레노이드(4)의 로드(4a)가 후퇴함으로써 달성된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 틸트 앤드 텔레스코픽 스티어링 칼럼 장치는, 단일 모터에 의해 스티어링 휠의 틸트 기능과 텔레스코픽 기능이 모두 수행되므로, 종래에 비하여 소요 부품수와 장치 싸이즈 및 중량을 저감할 수 있게 되어 비용과 설계면에서 매우 유리한 효과가 있다.

Claims

회전 동력을 발생시키는 단일의 모터;

상기 모터에 의해 회전하는 모터 구동 기어;

상기 모터 구동 기어와 연동하는 모터 종속 기어;

상기 모터 종속 기어의 축중심을 관통하여 슬라이딩할 수 있도록 세레이션이 가공된 로드를 구비한 솔레노이드;

상기 솔레노이드의 로드에 결합된 틸트 종속 기어;

상기 틸트 종속 기어와 치합되어 스티어링 휠을 틸팅시키는 틸트 구동 기어;

상기 솔레노이드의 로드 끝에 결합되어 상기 솔레노이드의 작동에 따라 상기 틸트 종속 기어와 선택적으로 맞물리는 클러치 부재;

상기 솔레노이드의 작동에 따라 상기 클러치 부재와 선택적으로 맞물려 스티어링 휠을 텔레스코픽 작동시키는 텔레스코픽 구동 부재;

상기 클러치 부재와 상기 텔레스코픽 구동 부재의 사이에 개재되어 텔레스코픽 기능의 해제시 상기 클러치 부재를 상기 틸트 종속 기어와 맞물리도록 복귀시키는 탄성 부재;

상기 모터와 상기 솔레노이드의 작동을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진 틸트 앤드 텔레스코픽 스티어링 칼럼 장치.
제1항에 있어서,

상기 솔레노이드의 로드 끝에 나사가 형성되어 상기 클러치 부재가 이 나사에 결합되는 것을 특징으로 하는 틸트 앤드 텔레스코픽 스티어링 칼럼 장치.
제1항에 있어서,

상기 클러치 부재의 상기 탄성부재가 접하는 부위에는 상기 클러치 부재의 회전시 상기 탄성부재와의 마찰저항을 줄이기 위한 베어링이 설치된 것을 특징으로 하는 틸트 앤드 텔레스코픽 스티어링 칼럼 장치.
제3항에 있어서,

상기 베어링의 상기 클러치 부재와 접하는 부위가 구형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 틸트 앤드 텔레스코픽 스티어링 칼럼 장치.
제1항에 있어서,

상기 탄성부재는 코일 스프링인 것을 특징으로 하는 틸트 앤드 텔레스코픽 스티어링 칼럼 장치.