KR101143649B1 - 조향칼럼의 틸팅장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조향칼럼의 틸팅장치에 관한 것으로, 이는 차체에 조향칼럼을 장착시키는 마운팅브라켓으로부터 양측으로 연장된 틸트브라켓과; 상기 조향칼럼에 고정되게 부착된 디스턴스부재 및; 이 디스턴스부재와 상기 틸트브라켓을 관통해 끼워지고서 틸트레버가 캠 상에서 회동가능하게 설치되어 있는 조절볼트;를 포함하는 조향칼럼의 틸팅장치에 있어서, 상기 조절볼트의 중간에는 힌지가 구비됨과 더불어, 이 조절볼트의 머리부 반대쪽에는 반구(半球)형 볼록부가 형성된 반구너트 및, 이 반구너트의 볼록부가 안착되도록 상응하게 형성된 반구형 오목부에 구멍을 갖춘 지지블록을 구비하는 것을 특징으로 하여서, 차량의 충돌 사고시 운전자의 상체가 조향휠에 부딪치는 경우에 조향칼럼이 팝업되는 것을 방지하도록 됨과 더불어, 간단한 구조이면서도 조향칼럼의 틸팅시 운전자가 틸트레버의 잠금 및 풀림을 더욱 작은 힘으로 이행할 수 있게 된다.

Description

조향칼럼의 틸팅장치 {Tilting assembly of steering column}

본 발명은 차량 등에 사용되는 조향칼럼에 관한 것으로, 특히 차량의 충돌 사고시 운전자의 상체가 조향휠에 부딪치는 경우에 조향칼럼이 팝업(pop-up)되는 것을 방지하도록 됨과 더불어, 제조 및 조립이 간단한 구조이면서도 조향칼럼의 틸팅시 운전자가 틸트레버의 잠금 및 풀림을 더욱 작은 힘으로 이행할 수 있도록 한 조향칼럼의 틸팅장치에 관한 것이다.

차량의 조향장치는 차량의 진행방향을 임의로 바꾸기 위해 조향을 하는 장치로서, 운전자가 차량의 진행방향을 바꾸기 위해 직접 조향 조작을 하는 조향휠과 이 조향휠에 일체로 회전되게 연결되어 상기 조향휠의 회전력을 전달하는 조향축 및 이 조향축을 차체에 장착시키기 위한 조향칼럼 등으로 구성된 조작기구와; 상기 조향축의 회전을 감속하여 조작력을 크게 함과 동시에 조작기구의 운동방향을 바꾸어 링크기구에 전달하는 기어장치나, 유압으로 작동되어 운전자의 조향휠의 조작력을 보조해주는 동력실린더 및; 이 기어장치나 동력실린더의 작동을 앞바퀴에 전달하고 바퀴의 관계 위치를 바르게 지지하기 위해 피트먼 암과, 드래그 암, 너클 암, 타이 로드 등으로 구성된 링크기구;로 이루어져 있다.

또한, 조향장치에는 운전자의 체형에 따라 보다 편리한 조향휠의 조작환경을 마련해 주기 위해 조향칼럼이 상하로 소정의 각도만큼 경사지게 할 수 있도록 하는 틸팅 기능이 구비되어 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 조향칼럼의 틸팅장치의 사시도로서, 조향칼럼(1)에 대략 U형상을 한 디스턴스부재(2)가 용접되어 부착되고, 조향칼럼(1)을 차체에 장착시키는 마운팅브라켓(3)으로부터 연장된 틸트브라켓(4)이 조향칼럼(1)과 디스턴스부재(2)를 감싸는 형태로 배치되며, 틸트브라켓(4)과 디스턴스부재(2)를 관통하는 조절볼트(5)에 틸트레버(6)가 회동가능하게 설치되어 있는 한편, 디스턴스부재(2)에는 탄성 복원력을 제공하는 스프링(7)이 연결되어 있다.

상기 조절볼트(5)는 디스턴스부재(2) 및 틸트브라켓(4)을 관통하여 소정 길이로 연장하고, 이 연장된 조절볼트(5)의 일측 단부에는, 디스턴스부재(2) 및 틸트브라켓(4) 사이의 조임력을 증대시키거나 조임력을 해제시킬 수 있도록 하여 궁극적으로 조향칼럼의 틸팅각을 조절하기 위해, 경사부를 갖는 캠(도시되지 않음)과 틸트레버(6)가 설치되되, 조절볼트(5)가 관통되는 틸트레버(6)의 끝부분에는 캠의 경사부에 대응되는 구조가 형성되어 있다.

이에 따라, 운전자 자신의 체형에 맞게 조향칼럼(1)을 틸팅시키고자 할 경우에는, 상기 틸트레버(6)를 조작하여 디스턴스부재(2)와 틸트브라켓(4) 사이의 조임력이 풀어지게 하면, 이들 상호 간의 구속이 해제되어 조향칼럼(1)을 상하로 이동시키면서 적절히 틸팅할 수 있게 되고, 그 다음에 틸트레버(6)를 반대로 회동시켜 주면, 캠의 경사부로 인해 캠 자신이 조절볼트(5)의 축방향으로 이동하게 되어 디 스턴스부재(2)와 틸트브라켓(4)을 서로 면착되게 가압하면서 이들 사이에 발생하는 마찰력으로 틸팅된 조향칼럼(1)을 적절히 지지할 수 있게 된다.

그런데, 상기와 같은 종래의 틸팅 기능을 구비한 조향장치에서, 차량의 충돌 사고시 운전자의 상체가 조향휠에 부딪쳐서 조향칼럼에 충격이 가해지게 되면, 소정의 각도로 틸팅된 상태에서 유지된 조향칼럼의 틸트유지력보다 충격력이 크게 되어, 조향칼럼(조향휠도 함께)이 위로 팝업되면서 설계시 예측했던 상해치를 기대할 수 없는 결점이 있었다.

이러한 결점을 해소하기 위해 팝업방지수단이 조향칼럼에 구비되어 있는바, 즉 도 2에 도시된 바와 같이 조향칼럼(1)을 차체에 장착시키는 마운팅브라켓으로부터 연장된 틸트브라켓(4)에 치형브라켓(12)이 고정되게 부착되고, 이 치형브라켓(12)과 치합되는 걸림브라켓(13)이 조절볼트에 설치되어, 이들 치형브라켓(12)과 걸림브라켓(13) 사이의 치합구조로 조향칼럼(1)이 외부로부터의 충격에 의해 팝업되는 것을 방지하도록 되어 있다.

그러나, 이와 같은 구조로 이루어진 팝업방지수단을 갖춘 종래의 틸팅장치에서는, 전술한 바와 같이 캠의 경사부를 따라 틸트레버가 회전하면서 조임력을 가하거나 해제시키는 방식을 이용하고 있는데, 근본적으로 일정 수준 이상의 틸트유지력을 부여하도록 하기 위해서는 틸트레버를 작동시키기 위한 힘이 크게 되어야 하는, 즉 운전자가 큰 힘을 들여 레버를 회전시켜야 하는 문제점이 있었다.

더구나, 상기한 팝업방지수단을 갖춘 종래의 틸팅장치에서는, 치형브라켓과 걸림브라켓의 치들 간에 간섭이 발생하여 작동불량 내지 소음발생의 우려가 상당히 크게 되어 있으며, 부품 및 공정의 수가 많아 제조 및 조립이 번거롭고 불편하게 되면서 생산성이 떨어지는 문제점이 있었다.

이에 따라, 틸트레버의 작동력도 줄이면서 충돌시의 팝업방지를 만족시키는 개선된 구조의 틸팅장치가 필요하게 되었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 차량의 충돌 사고시 운전자의 상체가 조향휠에 부딪치는 경우에 조향칼럼이 팝업되는 것을 방지하도록 됨과 더불어, 제조 및 조립이 간단한 구조이면서도 조향칼럼의 틸팅시 운전자가 틸트레버의 잠금 및 풀림을 더욱 작은 힘으로 이행할 수 있도록 한 조향칼럼의 틸팅장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차체에 조향칼럼을 장착시키는 마운팅브라켓으로부터 양측으로 연장된 틸트브라켓과; 상기 조향칼럼에 고정되게 부착된 디스턴스부재 및; 이 디스턴스부재와 상기 틸트브라켓을 관통해 끼워지고서 틸트레버가 캠 상에서 회동가능하게 설치되어 있는 조절볼트;를 포함하는 조향칼럼의 틸팅장치에 있어서, 상기 조절볼트의 중간에는 힌지가 구비됨과 더불어, 이 조절볼트의 머리부 반대쪽에는 반구(半球)형 볼록부가 형성된 반구너트 및, 이 반구너트의 볼록부가 안착되도록 상응하게 형성된 반구형 오목부에 구멍을 갖춘 지지블록을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 따른 조향칼럼의 틸팅장치에 의하면, 차량의 충돌 사고시 조향칼럼이 상하방향으로 이동하면 일직선의 형태로 된 조절볼트가 꺾어지게 되며, 이에 따라 틸트브라켓의 폭이 줄어들면서 마찰력 내지 지지력이 크게 높아지게 되므로, 조향칼럼의 팝업이 방지되는 효과를 얻게 된다.

또한, 본 발명에 의하면, 제조 및 조립이 간단한 구조이면서도 조향칼럼의 틸팅시 운전자가 틸트레버의 잠금 및 풀림을 종래보다 작은 힘으로 이행할 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명한다. 여기서, 본 명세서와 도면에 사용된 전, 후, 좌, 우, 내, 외, 상, 하 등의 방향성은 본 발명에 대한 설명을 잘 이해할 수 있도록 하기 위한 것으로, 본 발명의 범주는 이에 한정되지 않고 반대방향 혹은 임의의 각도를 가진 다른 방향도 포함됨을 미리 밝혀둔다. 또, 도면에서는, 유사하거나 동일한 기능 및 구조를 갖는 구성요소에 동일한 참조부호를 부여하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 조향칼럼의 틸팅장치를 거꾸로 도시한 사시도이며, 도 4는 도 3의 단면도이되 일부 부품을 별도의 사시도로 나타낸 도면이고, 도 5a 및 도 5b는 부하에 따른 조절볼트의 변화를 나타낸 도면들이다.

우선, 도 3 및 도 4를 참조하면, 차체에 예컨대 볼트 등으로 고정되는 마운팅브라켓(3)에는, 관통슬릿(도시되지 않음)을 구비하고서 한 쌍의 다리부(41,42)를 갖춘 틸트브라켓(4)이 일체로 형성되며, 이 틸트브라켓(4)의 다리부(41,42)들 사이에는 조향축(도시되지 않음)이 내부에 설치되는 조향칼럼(1)과 함께, 이 조향칼럼(1)의 외주면에 고정되는 대략 U형상의 디스턴스부재(2)가 배치된다.

이 디스턴스부재(2)는 관통구멍(21)이 형성되어 있는 한 쌍의 다리부를 갖추고서, 조향칼럼(1)의 외주면에 용접으로 고정되어 있다. 또한, 디스턴스부재(2)는 그 관통구멍(21)과 상기 관통슬릿을 관통하는 조절볼트(5)를 통해 틸트브라켓(4)의 내측에 장착되어, 틸팅시 관통슬릿을 따라 이동되는 조절볼트(5)와 함께 상하로 이 동하면서 조향칼럼(1) 즉 조향축의 틸팅각을 변화시키게 된다. 한편, 디스턴스부재(2)와 마운팅브라켓(3) 사이에는 탄성 복원력을 제공하는 스프링(7)이 연결될 수 있다.

그리고, 상기 틸트브라켓(4)의 한쪽 다리부(41)의 외측에는, 조절볼트(5)의 머리부(51)가 위치되는데, 이 조절볼트(5)의 머리부(51) 근처에는 조절볼트(5)의 축방향에 대해 직각인 방향으로 틸트레버(6)가 뻗어 있으며, 이 틸트레버(6)와 틸트브라켓(4)의 다리부(41) 사이에는 이들 사이의 조임력을 증대시키거나 조임력을 해제시킬 수 있도록 하여 궁극적으로 조향축의 틸팅각을 조절하기 위한, 경사부를 갖는 캠(8)이 설치되고, 조절볼트(5)가 관통되는 틸트레버(6)의 끝부는 캠(8)의 경사부에 대응되는 구조로 형성되어 상기 캠(8) 상에서 회동가능하게 되어 있다.

본 발명에 따른 조향칼럼의 틸팅장치의 주요 특징은, 상기 조절볼트(5)가 그 중간에 힌지(52)를 구비하여 링크기구처럼 이루어짐과 더불어, 이 조절볼트(5)의 일측 즉 머리부의 반대쪽에는 반구형 볼록부(53a)가 형성된 반구너트(53) 및, 이 반구너트(53)와 틸트브라켓(4)의 다른 한쪽 다리부(42) 사이에 위치되고서 반구너트(53)의 볼록부(53a)와 상응하게 형성된 반구형 오목부(54a)에 구멍(54b)을 갖춘 지지블록(54)이 끼워져 설치된다는 것이다.

반구너트(53)는 암나사산을 갖춘 너트의 일측면에 반구형상의 볼록부(53a)를 구비한 것이며, 이 볼록부(53a)를 수용할 수 있도록 지지블록(54)에는 일측면에 반구형상의 오목부(54a)를 구비하고 있는 한편, 지지블록(54)의 반대쪽 측면은 조립시 틸트브라켓(4)의 다리부(42)에 면착되어 마찰력이 생기도록 평탄면으로 되어 있 다. 또, 지지블록(54)의 오목부(54a)에는 조절볼트(5)가 통과할 수 있는 구멍(54b)이 형성되어 있되, 이 구멍(54b)의 내경은 조절볼트(5)의 외경 또는 반구너트(53)의 내경보다 훨씬 크게 되어 있는 것이 바람직하다.

이상과 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 조향칼럼의 틸팅장치의 작동에 대해 설명한다.

도 3과 도 4는 본 발명에 따른 조향칼럼의 틸팅장치가 고정되게 조여진 상태를 나타낸 도면들로서, 운전자가 틸트레버(6)를 조임위치로 회동시킴으로써 캠(8)의 경사부로 인해 캠(8) 자신이 조절볼트(5)의 축방향으로 이동하게 되어 디스턴스부재(2)와 틸트브라켓(4)을 서로 면착되게 가압하면서 이들 사이에 발생하는 마찰력으로 틸팅된 조향칼럼(1)을 적절히 지지하고 있는 상황을 도시하고 있다.

이때의 조절볼트(5)는 도 5a에 도시된 바와 같이 일직선의 형태로 되며, 당연히 반구너트(53)의 축중심도 수평하게 유지된다.

이러한 상태에서, 차량의 충돌 사고시 조향칼럼(1)이 상하방향으로 이동하게 되면, 틸트브라켓(4)과 지지블록(54) 사이의 마찰력보다 반구너트(53)와 지지블록(54) 사이의 마찰력이 현저히 낮기 때문에, 일직선으로 된 조절볼트(5)가 도 5b에 도시된 바와 같이 힌지(52)에서 꺾어지게 된다. 또한, 반구너트(53)의 축중심도 수평으로부터 소정의 각도로 경사지게 된다.

이에 따라 꺾어진 조절볼트(5)의 양끝 사이의 전체 수평거리(D2)는 일직선으로 된 조절볼트(5)의 전체 수평거리(D1)보다 다소 짧게 되며, 동시에 상기 꺾어진 조절볼트(5)의 한쪽 끝에서 힌지(52)까지의 수평거리(d2)가 일직선으로 된 조절볼 트(5)의 한쪽 끝에서 힌지(52)까지의 수평거리(d1)보다 다소 짧게 된다.

상기와 같은 조절볼트(5)의 꺾임 및 수평거리의 감소는 틸트브라켓(4)의 다리부(41,42)들 사이의 간격을 좁히는 결과를 초래하게 되어, 결국 조향칼럼(1)이 위 또는 아래로 이동해 갈수록 틸트브라켓(4)의 폭이 줄어들면서 마찰력 내지 지지력이 크게 높아지게 되므로, 조향칼럼의 팝업이 확실히 방지되게 되는 것이다.

물론, 운전자가 자신의 체형에 맞게 조향칼럼(1)을 틸팅시키고자 할 경우에는, 상기 틸트레버(6)를 조작하여 디스턴스부재(2)와 틸트브라켓(4) 사이의 조임력이 풀어지게 하면, 상호 간의 구속이 해제되어 조향칼럼을 상하로 이동시키면서 적절히 틸팅시킬 수 있게 된다.

한편, 틸트레버(6)를 반대로 회동시켜 주면, 캠(8)의 경사부로 인해 캠 자신이 조절볼트(5)의 축방향으로 이동하게 되어 디스턴스부재(2)와 틸트브라켓(4)을 서로 면착되게 가압하면서 이들 사이에 발생하는 마찰력으로 틸팅된 조향칼럼(1)을 적절히 지지할 수 있게 된다. 이때, 미리 조절볼트(5)가 힌지(52)에서 꺾어지도록 설정해 놓으면, 운전자는 틸트레버(6)의 잠금 및 풀림을 종래보다 훨씬 작은 힘으로 이행할 수 있는 효과가 있게 되는 것이다.

이상으로, 본 발명의 특정한 실시예에 대해 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 기술된 본 발명의 정신이나 범주를 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명은 다양하게 개조 및 변경될 수 있으며, 이러한 개조 및 변경도 본 발명에 포함된다는 사실을 당해 분야의 숙련자들은 쉽게 알 수 있을 것이다.

도 1은 종래기술에 따른 틸팅 기능을 구비한 조향칼럼의 틸팅장치를 나타낸 사시도이다.

도 2는 종래기술에 따른 팝업방지수단을 갖춘 조향칼럼의 틸팅장치를 나타낸 사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 조향칼럼의 틸팅장치를 거꾸로 도시한 사시도이다.

도 4는 도 3의 단면도이되 일부 부품을 별도의 사시도로 나타낸 도면이다.

도 5a 및 도 5b는 부하에 따른 조절볼트의 변화를 나타낸 도면들이다.

Claims (3)

1. 차체에 조향칼럼을 장착시키는 마운팅브라켓으로부터 양측으로 연장된 틸트브라켓과; 상기 조향칼럼에 고정되게 부착된 디스턴스부재 및; 이 디스턴스부재와 상기 틸트브라켓을 관통해 끼워지고서 틸트레버가 캠 상에서 회동가능하게 설치되어 있는 조절볼트;를 포함하는 조향칼럼의 틸팅장치에 있어서,

   상기 조절볼트의 중간에 힌지가 구비되고,

   상기 조절볼트의 머리부 반대쪽에는 반구형 볼록부가 형성된 반구너트 및, 이 반구너트의 볼록부가 안착되도록 상응하게 형성된 반구형 오목부에 구멍을 갖춘 지지블록이 구비되는 것을 특징으로 하는 조향칼럼의 틸팅장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 지지블록의 반구형 오목부에 형성된 구멍은 그 내경이 조절볼트의 외경 또는 반구너트의 내경보다 크게 되어 있는 것을 특징으로 하는 조향칼럼의 틸팅장치.

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