KR101129068B1 - 전자석 부시를 구비한 텔레스코픽 조향장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 텔레스코픽 조향장치에 관한 것이다.

본 발명은 조향 컬럼의 텔레스 작동시 플레이트 브라켓과 함께 내측 튜브를 따라서 슬라이딩되며, 외주면에 관통홀이 형성되어 있는 중공 원통 형상의 외측 튜브와; 상기 외측 튜브에 삽입되고 하부 마운팅 브라켓에 의해 차체에 고정되며 자성을 갖는 중공 원통 형상의 내측 튜브와; 상기 외측 튜브와 상기 내측 튜브 사이에 삽입되어 텔레스 작동시 상기 외측 튜브와 함께 슬라이딩되며, 중공 원통형의 내주면과 외주면 사이에 나선형의 도체가 일체로 삽입 형성되어 있는 전자석 부시; 및 상기 외측 튜브의 관통홀을 통해 전자석 부시의 도체와 연결되어 전류를 공급하는 전기 공급 배선;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자석 부시를 구비한 텔레스코픽 조향장치를 제공한다.

본 발명에 의하면, 서로 같은 자기장의 방향을 갖는 텔레스 부시와 내측 튜브와의 간극이 일정하게 유지되어 운전자의 텔레스 작동력이 줄어들고, 어느 정도 내구가 진행된 후에도 텔레스 작동력이 일정하게 유지되어 운전자의 편의성을 높이게 되는 효과가 있다.

텔레스코픽 조향장치, 텔레스 부시, 외측 튜브, 내측 튜브, 전자석 부시

Description

전자석 부시를 구비한 텔레스코픽 조향장치{The Telescopic Steering Apparatus having The Electromagnetic Bush}

본 발명은 텔레스코픽 조향장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 서로 같은 자기장의 방향을 갖는 텔레스 부시와 내측 튜브와의 간극이 일정하게 유지되어 운전자의 텔레스 작동력이 줄어들고, 어느 정도 내구가 진행된 후에도 텔레스 작동력이 일정하게 유지되어 운전자의 편의성을 높일 수 있는 전자석 부시를 구비한 텔레스코픽 조향장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 조향장치는 자동차의 진행방향을 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 자동차의 조향장치에 있어서 운전자가 조향휠을 조작함으로써 발생한 조향력은 조향축을 통해 랙 피니언 기구에 전달되고 최종적으로 양쪽 바퀴의 방향을 변화시키게 된다.

또한, 자동차의 조향장치는 운전자의 편의를 위하여 텔레스코픽(Telescopic) 장치 또는 틸트(Tilt) 장치를 추가할 수 있는데, 틸트 장치는 조향휠의 고정각도를 조절하기 위한 장치이고, 텔레스코픽 장치는 축 방향으로 신장 및 수축이 가능하도록 두 개의 중공 관을 삽입하여 형성한 것으로, 자동차의 충돌시 조향축 및 조향 컬럼이 컬랩스(Collapse)되면서 충격 에너지를 흡수하는 기능도 갖는다.

따라서 조향장치는 이러한 기능에 따라 텔레스코프식 또는 틸트식 조향장치로 나뉘어 지며, 경우에 따라서는 텔레스코프식 조향장치에 틸트 기능이 추가될 수 있다. 이러한 기능을 통하여 운전자는 자신의 신장이나 체형에 맞게 조향휠의 돌출 정도 또는 기울임 각도를 조절함으로써 원활한 조향 조작을 할 수 있게 된다.

도 1은 종래의 기술에 의한 틸트 앤 텔레스코픽 조향장치의 사시도이다.

틸트 앤 텔레스코픽 조향장치(100)는 조향축을 감싸는 내측 튜브(170), 내측 튜브를 감싸는 외측 튜브(180), 내측 튜브(170)의 외주면과 외측 튜브(180)의 내주면 사이에 삽입되는 텔레스 부시(173), 외측 튜브의 외주면에 부착되어 충돌시 캡슐(107)의 몰딩 파단을 유도하는 스토퍼 브라켓(185), 외측 튜브에 고정되는 디스턴스 브라켓(155), 외측 튜브를 지지하고 차체에 고정되는 상부 마운팅 브라켓(105) 및 하부 마운팅 브라켓(165)을 포함하여 구성된다.

틸트 장치는 조절 레버(115)의 조작으로 조향휠(미도시)의 각을 변화시키는 장치로서 틸트 스프링(113)이 틸트 동작을 용이하게 이루어지도록 한다. 틸트 스프링(113)은 조향휠이 중력에 의해서 급격하게 아래 방향으로 이동하는 것을 방지하여 주며 운전자가 조향휠을 위로 올릴 경우는 운전자의 힘을 덜어주게 된다.

어드저스트 볼트(130)와 너트(120)로 고정되는 조절 레버(115)가 잠긴 상태에서는 외측 튜브(180)와 조향축(175)등이 고정되지만 조절 레버(115)가 풀리면 조 향 컬럼은 로워 틸트 중심(160)을 기준으로 틸트되는 방향으로 움직일 수 있게 된다.

또한, 텔레스코프 장치는 조절 레버(115)의 조작으로 조향 컬럼(100)을 신장 및 수축시키는 장치로서 디스턴스 브라켓(155)의 텔레스 가이드 홀(157) 상에서 조향 컬럼이 슬라이딩 가능하도록 중공으로 형성된 외측 튜브(180)와 이 외측 튜브(180)의 내부에 삽입되어 슬라이딩하는 내측 튜브(170) 및 내측 튜브(170)가 축 방향으로 슬라이딩되어 조향 컬럼의 변위가 조절될 때, 슬라이딩을 원활히 하기 위해 내측 튜브(170)의 외주면과 외측 튜브(180)의 내주면 사이에 삽입되는 텔레스 부시(173)로 구성된다.

플레이트 브라켓(150)은 상부 마운팅 브라켓(105)과 일체로 차체에 고정되며 양측에 마주보도록 틸트 가이드 홀(110)이 형성되어 있고, 디스턴스 브라켓(155)의 좌우 양측에 위치하며, 디스턴스 브라켓(155)과 플레이트 브라켓(150)은 텔레스 가이드 홀(157)과 틸트 가이드 홀(110)을 관통하는 어드저스트 볼트(130)와 너트(120)에 의해 결합된다.

그러나, 이렇게 텔레스 부시와 내측 튜브와의 마찰력에 의해 텔레스 작동을 하는 경우 플라스틱 재질의 텔레스 부시와 내측 튜브와의 간극이 일정하지 않아 마찰력의 기복이 심하여 운전자의 텔레스 작동력 편차가 커지는 문제점이 있었고, 특히 어느 정도 내구가 진행된 후에는 이물질 등의 유입과 텔레스 부시의 마모 등으로 텔레스 작동력이 증가하는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 서로 같은 자기장의 방향을 갖는 텔레스 부시와 내측 튜브와의 간극이 일정하게 유지되어 운전자의 텔레스 작동력이 줄어들고, 어느 정도 내구가 진행된 후에도 텔레스 작동력이 일정하게 유지되어 운전자의 편의성을 높일 수 있는 전자석 부시를 구비한 텔레스코픽 조향장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 조절 레버의 잠금과 풀림 작동에 의하여 어드저스트 볼트가 외측 튜브와 일체로 결합된 플레이트 브라켓에 압력을 부가하거나 해제하여 텔레스 작동을 구현하는 텔레스코픽 조향장치에 있어서, 조향 컬럼의 텔레스 작동시 플레이트 브라켓과 함께 내측 튜브를 따라서 슬라이딩되며, 외주면에 관통홀이 형성되어 있는 중공 원통 형상의 외측 튜브와; 상기 외측 튜브에 삽입되고 하부 마운팅 브라켓에 의해 차체에 고정되며 자성을 갖는 중공 원통 형상의 내측 튜브와; 상기 외측 튜브와 상기 내측 튜브 사이에 삽입되어 텔레스 작동시 상기 외측 튜브와 함께 슬라이딩되며, 중공 원통형의 내주면과 외주면 사이에 나선형의 도체가 일체로 삽입 형성되어 있는 전자석 부시; 및 상기 외측 튜브의 관통홀을 통해 전자석 부시의 도체와 연결되어 전류를 공급하는 전기 공급 배선;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자석 부시를 구비한 텔레스코픽 조향장치를 제공한다.

본 발명에 의하면 서로 같은 자기장의 방향을 갖는 텔레스 부시와 내측 튜브와의 간극이 일정하게 유지되어 운전자의 텔레스 작동력이 줄어들고, 어느 정도 내 구가 진행된 후에도 텔레스 작동력이 일정하게 유지되어 운전자의 편의성을 높이게 되는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 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 발명에 의한 전자석 부시를 구비한 텔레스코픽 조향장치의 일부를 나타내는 사시도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 전자석 부시를 구비한 텔레스코픽 조향장치(200)는 조절 레버(도 1의 115 참조)의 잠금과 풀림 작동에 의하여 어드저스트 볼트(130)가 외측 튜브와 일체로 결합된 플레이트 브라켓(150)에 압력을 부가하거나 해제하여 텔레스 작동을 구현하는 텔레스코픽 조향장치에 있어서, 조향 컬럼의 텔레스 작동시 플레이트 브라켓(150)과 함께 내측 튜브(220)를 따라서 슬라이딩되며, 외주면에 관통홀(215)이 형성되어 있는 중공 원통 형상의 외측 튜브(210)와; 상기 외측 튜브(210)에 삽입되고 하부 마운팅 브라켓에 의해 차체에 고정되며 자성을 갖는 중공 원통 형상의 내측 튜브(220)와; 상기 외측 튜브(210)와 상기 내측 튜브(220) 사이에 삽입되어 텔레스 작동시 상기 외측 튜브(210)와 함께 슬라이 딩되며, 중공 원통형의 내주면과 외주면 사이에 나선형의 도체(도 3의 310 참조)가 일체로 삽입 형성되어 있는 전자석 부시(230); 및 상기 외측 튜브의 관통홀(215)을 통해 전자석 부시(230)의 도체와 연결되어 전류를 공급하는 전기 공급 배선(240);을 포함하여 구성된다.

또한, 이에 추가적으로 상기 외측 튜브(210)의 외주면에 결합되어 있는 상기 플레이트 브라켓(150)과 상기 어드저스트 볼트(130) 사이에 삽입되어 운전자의 조절 레버 작동시 상기 어드저스트 볼트(130)가 상기 플레이트 브라켓(150)을 누르는 압력을 감지하여 전자 제어 장치에 신호를 전달하는 텔레스 감지 센서(250); 및 상기 텔레스 감지 센서(250)로부터 텔레스 작동 신호를 받아 상기 전자석 부시(230)에 전류 공급을 인가하는 전자 제어 장치(미도시);를 추가로 포함하여 구성될 수 있다.

도 3은 본 발명에 의한 전자석 부시를 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명에 의한 전자석 부시가 외측 튜브 및 내측 튜브와 결합된 상태를 나타내는 단면도이다.

도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 전자석 부시(230)는 플라스틱 재질의 중공 원통 형상으로 내주면과 외주면 사이에 도체(310)가 솔레노이드 도선과 같이 와선형으로 삽입되어 일체로 형성되어 있어서, 전자 제어 장치로부터 신호를 받은 축전지나 발전기에서 전류를 공급받으면, 같은 자기장의 방향을 갖는 내측 튜브(220)와 척력이 발생되어 일정한 간극이 유지되어 텔레스 작동력을 저감시키게 된다.

즉, 내측 튜브(220)의 일측은 N극으로, 타측은 S극으로 자성을 띄도록 형성되어 있고, 전자석 부시(230)는 내측 튜브(220)의 한쪽을 감싸도록 되어 있어서 전자석 부시(230)에 솔레노이드 도선처럼 형성된 도체(310)에 전류가 흐르게 되면 전자석 부시(230)의 내주면에 자기장이 형성된다.

여기서, 자기장은 전류가 흐르는 도체(310)에 수직 방향으로 형성되며 자기장의 방향은 도 4에 도시된 도체(310)를 중심으로 동심원을 이루면서 전류의 방향에 따라 시계 방향 또는 반시계 방향으로 형성된다.

한편, 내측 튜브(220)는 N극으로 형성된 일측에서 S극으로 형성된 타측 방향(즉, 도면상 좌측 또는 우측 방향)으로 자기장의 방향이 형성된다.

이렇게 전자석 부시(230)의 내주면에 형성되는 자기장과 내측 튜브(220)의 외주면에 형성되는 자기장이 서로 보강되는 경우(즉, 자기장의 방향이 같아지는 경우)에는 내측 튜브(220)와 전자석 부시(230)간에 척력이 발생되고, 이때 도체(310)에 흐르는 전류량이 증가되면 척력도 증가하게 되는 것이다.

따라서, 자성을 갖는 내측 튜브(220)와 전자석 부시(230) 사이에 자기장의 방향이 같게 되도록 전자석 부시의 도체(310)에 전류를 공급하게 되면, 이들 내측 튜브(220)와 전자석 부시(230) 사이에 척력이 발생되어 내측 튜브(220)와 전자석 부시(230) 사이에 간극이 일정하게 유지되어 텔레스 작동력이 줄어들게 되며 도체(310)에 흐르는 전류량을 증감함으로써 텔레스 작동력의 조절도 가능하게 되는 것이다.

한편, 이러한 전자석 부시(230)에 텔레스 작동시에만 전류의 공급을 인가할 수 있도록 텔레스 감지 센서(250)와 전자 제어 장치를 추가로 구성할 수 있는데, 전류의 공급을 인가하는 전자 제어 장치는 텔레스 감지 센서(250)로부터 텔레스 작동시에만 전자석 부시(230)에 전류를 공급하도록 되어 있다.

텔레스 감지 센서(250)는 감압센서의 일종으로, 운전자가 텔레스 작동을 위해 조절 레버(도 1의 115 참조)를 작동할 때 플레이트 브라켓(150)을 관통하여 플레이트 브라켓(150)에 압력을 가하는 어드저스트 볼트(130)와 플레이트 브라켓(150) 사이에 삽입되어 있다.

따라서, 평상시에는 텔레스 감지 센서(250)가 어드저스트 볼트(130)에 의해 압박되어 있어서 전자 제어 장치가 전자석 부시(230)에 전류를 보내지 않지만, 운전자가 텔레스 작동을 위해 조절 레버를 풀어 어드저스트 볼트(130)에 의한 압력이 없어지게 되면 전자 제어 장치에 신호를 보내어 전류를 공급하게 된다.

한편, 전자 제어 장치는 텔레스 감지 센서(250)에서 신호를 받으면 자동차의 축전지나 발전기로부터 전류를 전기 공급 배선(240)에 인가하게 되는데, 이러한 전기 공급 배선(240)에 흐르는 전류의 양을 조절함으로써, 전자석 부시(230)에서 발생되는 자기장의 세기를 조절하여 텔레스 작동력을 조절할 수 있다.

전자 제어 장치는 텔레스 감지 센서(250)로부터 신호를 받아 전기 공급 배선(240)에 전류를 인가하는 기능을 갖는 것으로 본 발명이 속하는 분야에서 일반적인 제어 장치이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이와 같은 구조와 형상을 갖는 본 발명에 의하면 서로 같은 자성을 갖는 텔레스 부시와 내측 튜브와의 간극이 일정하게 유지되어 운전자의 텔레스 작동력이 줄어들고, 어느 정도 내구가 진행된 후에도 텔레스 작동력이 일정하게 유지되어 운전자의 편의성을 높일 수 있는 효과가 있다.

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 실시예는 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 동일한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 종래의 기술에 의한 틸트 앤 텔레스코픽 조향장치의 사시도;

도 2는 본 발명에 의한 전자석 부시를 구비한 텔레스코픽 조향장치의 일부를 나타내는 사시도;

도 3은 본 발명에 의한 전자석 부시를 나타내는 사시도;

도 4는 본 발명에 의한 전자석 부시가 외측 튜브 및 내측 튜브와 결합된 상태를 나타내는 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 조향 장치 115: 조절 레버

130: 어드저스트 볼트 150: 플레이트 브라켓

155: 디스턴스 브라켓 210: 본 발명의 외측 튜브

215: 관통홀 220: 본 발명의 내측 튜브

230: 전자석 부시 240: 전기 공급 배선

250: 텔레스 감지 센서 310: 도체

Claims (2)

1. 조절 레버의 잠금과 풀림 작동에 의하여 어드저스트 볼트가 외측 튜브와 일체로 결합된 플레이트 브라켓에 압력을 부가하거나 해제하여 텔레스 작동을 구현하는 텔레스코픽 조향장치에 있어서,

   조향 컬럼의 텔레스 작동시 플레이트 브라켓과 함께 내측 튜브를 따라서 슬라이딩되며, 외주면에 관통홀이 형성되어 있는 중공 원통 형상의 외측 튜브와;

   상기 외측 튜브에 삽입되고 하부 마운팅 브라켓에 의해 차체에 고정되며 자성을 갖는 중공 원통 형상의 내측 튜브와;

   상기 외측 튜브와 상기 내측 튜브 사이에 삽입되어 텔레스 작동시 상기 외측 튜브와 함께 슬라이딩되며, 중공 원통형의 내주면과 외주면 사이에 나선형의 도체가 일체로 삽입 형성되어 있는 전자석 부시; 및

   상기 외측 튜브의 관통홀을 통해 전자석 부시의 도체와 연결되어 전류를 공급하는 전기 공급 배선;

   을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자석 부시를 구비한 텔레스코픽 조향장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 전자석 부시를 구비한 텔레스코픽 조향장치는,

   상기 외측 튜브의 외주면에 결합되어 있는 상기 플레이트 브라켓과 상기 어 드저스트 볼트 사이에 삽입되어 운전자의 조절 레버 작동시 상기 어드저스트 볼트가 상기 플레이트 브라켓을 누르는 압력을 감지하여 전자 제어 장치에 신호를 전달하는 텔레스 감지 센서; 및

   상기 텔레스 감지 센서로부터 텔레스 작동 신호를 받아 상기 전자석 부시에 전류 공급을 인가하는 전자 제어 장치;

   를 추가로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자석 부시를 구비한 텔레스코픽 조향장치.

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