KR101170259B1

KR101170259B1 - 자동차의 조향 컬럼

Info

Publication number: KR101170259B1
Application number: KR20100096879A
Authority: KR
Inventors: 박주열
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2009-10-20
Filing date: 2010-10-05
Publication date: 2012-07-31
Also published as: DE102010048952A1; KR20110043443A; DE102010048952B4

Abstract

본 발명은 자동차의 조향 컬럼에 관한 것으로, 본 발명에 의하면 자동차의 조향 컬럼에 있어서, 틸트 또는 텔레스코프 작동을 위해 조정 레버의 조임과 해제시 일정한 조정 레버 작동력과 외측 튜브와 내측 튜브의 지지력을 유지할 수 있고, 조향 컬럼 전체의 강성을 증대시켜 운전자의 조향휠 조작시 조향 컬럼의 변형과 파손을 방지하는 효과가 있게 된다.

Description

자동차의 조향 컬럼{Steering Column for Vehicle}

본 발명은 자동차의 조향 컬럼에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 자동차의 조향 컬럼에 있어서, 틸트 또는 텔레스코프 작동을 위해 조정 레버의 조임과 해제시 일정한 조정 레버 작동력과 외측 튜브와 내측 튜브의 지지력을 유지할 수 있고, 조향 컬럼 전체의 강성을 증대시켜 운전자의 조향휠 조작시 조향 컬럼의 변형과 파손을 방지하는 자동차의 조향 컬럼에 관한 것이다.

일반적으로 조향 컬럼은 운전자의 조향휠 조작에 의해 발생한 회전력을 랙-피니언 기구부로 전달하는 조향축을 둘러싸도록 형성되어 조향축의 회전을 지지하는 한편 브라켓을 통해 차체에 결합됨으로써 조향축의 위치를 고정하는 장치이다.

이와 같은 조향 컬럼은, 운전자의 편의를 위하여 텔레스코프(Telescope) 또는 틸트(Tilt) 기능을 추가할 수 있는데, 틸트 장치는 조향휠의 고정각도를 조절하기 위한 장치이고, 텔레스코프 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 나누어지기도 하고, 경우에 따라서는 텔레스코프식 조향장치에 틸트 기능이 추가될 수도 있으며, 운전자는 이러한 기능을 통하여 자신의 신장이나 체형에 맞게 조향휠의 돌출 정도 또는 기울임 각도를 조절함으로써 원활한 조향 조작을 할 수 있게 된다.

도 1은 종래 기술에 의한 자동차 조향 컬럼의 일부를 나타내는 분해 사시도이다.

도 1에서 도시된 바와 같이 종래 기술에 의한 자동차의 조향 컬럼은 조향축(175)을 수용하는 외측 튜브(100), 외측 튜브에 인입되는 내측 튜브(170), 내측 튜브를 차체에 고정시키는 하부 마운팅브라켓(165), 외측 튜브(100)의 상측에 설치되어 차체에 고정되는 상부 마운팅브라켓(105), 외측 튜브(100)와 일체로 고정되고 텔레스코프 장공(185)이 형성되어 있는 디스턴스 브라켓(180), 상부 마운팅브라켓(105)과 일체로 형성되며 틸트 장공(110)이 길게 형성되어 있는 틸트 브라켓(150), 틸트 브라켓(150)의 외측면에 형성되는 고정기어(145), 고정기어(145)와 치합 또는 분리되는 가동기어(140), 틸트 장공(110)을 관통하는 틸트 볼트(130), 가동기어(140)와 결합되는 캠(135), 캠(135)과 조정 레버(115)를 고정시키는 와셔(125)와 너트(120), 가동기어(140)와 고정기어(145) 사이에 위치하는 기어 스프링(142)을 포함하여 구성된다.

틸트 또는 텔레스코프 작동은 모두 조정 레버(115)의 조임과 해제에 의해 인가되는데, 조정 레버(115)를 조이면 틸트 브라켓(150)이 좁아지면서 외측 튜브(100)에 압박력을 가해 외측 튜브(100)와 내측 튜브(170)가 압박력에 의해 밀착되어 틸트 또는 텔레스코프 작동이 이루어지지 않고, 반대로 조정 레버(115)를 해제하면 외측 튜브(100)와 내측 튜브(170)의 압박력이 사라져 틸트 또는 텔레스코프 작동이 가능하게 되는 원리이다.

텔레스코프 작동은 조정 레버(115)를 해제한 후 디스턴스 브라켓(180)에 형성된 텔레스코프 장공(185)을 따라 틸트 볼트(130)의 위치를 변경한 후 조정 레버(115)를 조여서 완료하게 된다.

틸트 작동은 조정 레버(115)를 해제한 후 틸트 장공(110)을 따라 틸트 볼트(130)의 위치를 변경한 후 조정 레버(115)를 조여서 완료하게 된다.

조정 레버(115)가 잠긴 상태에서는 외측 튜브(100)와 조향축(175) 등은 고정되지만 조정 레버(115)가 해제되면 캠(135)에 의해서 외측 튜브(100)와 내측 튜브(170) 등이 틸트 중심(160)을 기준으로 틸트되거나 축방향으로 조향 컬럼이 신장 및 수축할 수 있게 된다.

그러나 이와 같은 종래의 자동차의 조향 컬럼은 틸트 볼트와 조정 레버로 조향 컬럼을 조이는 틸트 브라켓과 디스턴스 브라켓 부위에 하중이 집중되어 컬럼 지지력과 컬럼 자체의 강성에 취약한 문제점이 있었다.

특히, 틸트 브라켓과 디스턴스 브라켓의 강성이 낮아 운전자가 조정 레버를 잠글 때 텔레스코프 장공의 위치에 따라서 조정 레버의 작동력이 달라지게 되어 운전자에게 틸트 또는 텔레스코프 작동감을 저하시키는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 자동차의 조향 컬럼에 있어서, 틸트 또는 텔레스코프 작동을 위해 조정 레버의 조임과 해제시 일정한 조정 레버 작동력과 외측 튜브와 내측 튜브의 지지력을 유지할 수 있고, 조향 컬럼 전체의 강성을 증대시켜 운전자의 조향휠 조작시 조향 컬럼의 변형과 파손을 방지하는 데에 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예는 조향축을 감싸는 중공 형상의 내측 튜브와; 상기 내측 튜브가 삽입 결합되는 중공 형상의 외측 튜브; 및 상기 외측 튜브가 삽입 결합되는 중공 형상으로 조향축 방향으로 절개형성되되 일측 단부쪽이 개구되는 슬릿이 구비되며, 상기 일측 단부쪽의 내주면에 내경이 축소 형성되는 소경부가 구비되어 있는 디스턴스 브라켓;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향 컬럼을 제공한다.

이와 같은 본 발명에 의하면 자동차의 조향 컬럼에 있어서, 틸트 또는 텔레스코프 작동을 위해 조정 레버의 조임과 해제시 일정한 조정 레버 작동력과 외측 튜브와 내측 튜브의 지지력을 유지할 수 있고, 조향 컬럼 전체의 강성을 증대시켜 운전자의 조향휠 조작시 조향 컬럼의 변형과 파손을 방지하는 효과가 있게 된다.

도 1은 종래 기술에 의한 자동차 조향 컬럼의 일부를 나타내는 분해 사시도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 자동차의 조향 컬럼 일부를 나타내는 사시도,
도 3는 도 2의 단면도,
도 4은 본 발명의 일실시예에 의한 자동차의 조향 컬럼 중 디스턴스 브라켓을 나타내는 사시도,
도 5와 도 6 및 도 7은 본 발명의 일실시예에 의한 자동차의 조향 컬럼 중 디스턴스 브라켓을 나타내는 단면도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 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 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 자동차의 조향 컬럼 일부를 나타내는 사시도이고, 도 3는 도 2의 단면도이며, 도 4은 본 발명의 일실시예에 의한 자동차의 조향 컬럼 중 디스턴스 브라켓을 나타내는 사시도, 도 5와 도 6 및 도 7은 본 발명의 일실시예에 의한 자동차의 조향 컬럼 중 디스턴스 브라켓을 나타내는 단면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 자동차의 조향 컬럼(200)은, 조향축(260)을 감싸는 중공 형상의 내측 튜브(235)와; 상기 내측 튜브(235)가 삽입 결합되는 중공 형상의 외측 튜브(205); 및 상기 외측 튜브(205)가 삽입 결합되는 중공 형상으로 일측 단부쪽이 개구되며 조향축(260) 방향으로 절개형성되는 슬릿(280)이 구비되되, 상기 슬릿(280)이 개구된 일측 단부쪽의 내주면에 내경이 축소 형성되는 소경부(290)가 구비되어 있는 디스턴스 브라켓(210);을 포함하여 구성된다.

본 발명의 일실시예에 의한 자동차의 조향 컬럼(200)은, 내측 튜브(235)가 외측 튜브(205)에 삽입되어 디스턴스 브라켓(210)의 텔레스홀(215)에 결합되는 틸트 볼트(240)와 조정 레버(230)의 조임 또는 해제시, 디스턴스 브라켓(210)이 경방향 즉, 조향축(260)과 수직방향으로 수축되거나 이완되면서 외측 튜브(205)와 내측 튜브(235)를 압박 또는 해제하여 틸트 또는 텔레스코프 기능을 수행할 수 있게 되어 있다.

내측 튜브(235)는 조향축(260)을 감싸는 중공 형상으로 하부 마운팅브라켓(도 1의 165 참조)을 매개로 차체에 고정되며, 틸트 기능 작동시에는 하부 마운팅브라켓에 구비된 힌지축(도 1의 160 참조)을 축으로 회전하게 되고, 텔레스코프 기능 작동시에는 외측 튜브(205)가 내측 튜브(235)를 따라서 조향축(260) 방향으로 슬라이딩되도록 가이드 역할을 하게 되어 있다.

차체에 고정된 내측 튜브(235)에는 조향축(260) 방향으로 외삽되는 중공 형상의 외측 튜브(205)가 결합되고, 이 외측 튜브(205)에는 슬릿(280)이 구비된 중공 형상의 디스턴스 브라켓(210)이 결합된다.

디스턴스 브라켓(210)은 외측 튜브(205)가 삽입 결합되는 중공 형상으로 일측 단부쪽이 개구되며 조향축(260) 방향으로 길게 절개되어 형성되는 슬릿(280)이 구비되어 있는데, 슬릿(280)이 개구되어 있는 일측 단부쪽의 내주면에는 내경이 축소 형성되는 소경부(290)가 구비되어 있다.

슬릿(280)은 운전자가 틸트 또는 텔레스코프 작동을 위해 조정 레버(230)를 풀어 조향 컬럼을 운전자에 맞추어 셋팅한 후 다시 조정 레버(230)를 조일 때 디스턴스 브라켓(210)을 수축시켜 외측 튜브(205)를 압박하기 용이하게 한다.

그리고, 슬릿(280)이 개구된 일측 단부의 반대쪽 단부는 슬릿(280)이 형성되어 있지 않아 컬럼의 강성을 유지할 수 있게 되어 있어서, 운전자의 조향휠 조작시 조향 컬럼에 발생되는 비틀림 하중으로 디스턴스 브라켓(210)이나 외측 튜브(205)가 파손되거나 변형되는 것을 방지하게 되어 있다.

슬릿(280)의 양측으로 이격된 위치에는 조정 레버(230)의 조임시 이를 지지하는 가이드부(270)가 구비되는데, 이 가이드부(270)는 디스턴스 브라켓(210)의 슬릿(280) 양측 외주면에서 경방향으로 연장되어 형성되며 서로 이격되며 대향되도록 형성된다.

즉, 조향축(260) 방향으로 긴 슬릿(280) 형상으로 형성되는 슬릿(280)을 양측에서 수축시킬 수 있도록, 소정의 두께를 갖는 플랜지 형상의 가이드부(270)가 디스턴스 브라켓(210)의 외주면에서 조향축(260)과 직각 방향으로 형성되며, 이 가이드부(270)에는 틸트 볼트(240)가 관통되어 텔레스코프 작동시 슬라이딩 되는 텔레스홀(215)이 조향축(260) 방향으로 길게 형성되어 있다.

또한, 도 5에 도시된 것처럼 가이드부(270)는 슬릿 양측의 디스턴스 브라켓(210) 외주면에서 경방향쪽으로 두께가 두꺼워지게 테이퍼지는 형상으로 형성되어 있어서 조정 레버의 조작시 슬릿의 수축과 이완이 매끄럽게 일어나면서도 틸트 볼트(240)가 관통되는 텔레스홀(215)의 주위는 강성이 높아 디스턴스 브라켓 전체의 비틀림 강성을 유지할 수 있게 되어 있다.

즉, 가이드부(270)는 디스턴스 브라켓(210) 외주면 부위의 그 두께(A)가 얇고, 경방향쪽인 끝단부쪽으로 갈수록 그 두께(B)가 두껍게 형성되어 있다.

이러한 가이드부(270)는 틸트 브라켓(255)과 마운팅 브라켓(220)에 의해 차체에 결합되고 틸트 브라켓(255)과 텔레스홀(215)을 관통하는 틸트 볼트(240)와 조정 레버(230)에 의해 구속되어, 조정 레버(230)의 조작시 수축과 이완을 하며 틸트 또는 텔레스코프 기능을 가능하게 한다.

한편, 슬릿(280)이 개구되어 있는 일측 단부쪽의 내주면에는 내경이 축소 형성되는 소경부(290)가 구비되어 있는데, 여기서 소경부(290)는 디스턴스 브라켓(210)의 내주면과 단차지게 형성되며, 경우에 따라서는 소경부(290)가 디스턴스 브라켓(210)의 내주면으로부터 슬릿(280)이 개구된 일측 단부쪽으로 점차로 내경이 축소되도록 테이퍼지게 형성될 수도 있다.

즉, 디스턴스 브라켓의 소경부(290)는 도 6에 도시된 것처럼 텔레스홀(215)의 양단부 중에 슬릿(280)이 개구된 방향에 위치되는 단부의 내주면에서 단차지게 내경이 축소 형성될 수 있다.

따라서, 소경부(290)가 단차지게 형성되는 구간은 텔레스홀(215)의 양단부 중에 슬릿(280)이 개구된 방향에 위치되는 텔레스홀(215) 단부의 내주면으로부터 디스턴스 브라켓(210)의 일측 끝단부까지 형성된다.

또한, 디스턴스 브라켓의 소경부(290)는 도 7에 도시된 것처럼 텔레스홀(215)의 양단부 중에 슬릿(280)이 개구된 방향과 반대쪽에 위치되는 타측 단부의 내주면으로부터 슬릿(280)이 개구된 일측 단부쪽으로 점차로 내경이 축소되며 테이퍼지게 형성되어 있어서, 소경부(290)의 테이퍼 형상이 시작되는 타측 단부와 테이퍼 형상이 끝나는 일측 단부의 내경이 차이(d)가 나도록 형성될 수도 있다.

이 경우에는 소경부(290)가 테이퍼지게 형성되는 구간은 텔레스홀(215)의 양단부 중에 슬릿(280)이 개구된 방향과 반대쪽에 위치되는 타측 단부의 내주면으로부터 슬릿(280)이 개구된 일측 단부쪽으로 형성된다.

따라서 틸트 브라켓과 텔레스홀(215)을 관통하는 틸트 볼트(240)를 조일 때 디스턴스 브라켓(210)의 슬릿(280)이 개구된 단부가 조여지면서 소경부(290)가 외측 튜브(205)를 먼저 조이게 되어 틸트 볼트(240)의 조임력이 일정하게 유지될 수 있게 된다.

즉, 틸트 작동이나 텔레스 작동을 위해 조정 레버(230)를 풀고 조향 컬럼을 필요로 하는 임의의 위치에 셋팅시킨 후 조정 레버(230)를 잠글 때, 디스턴스 브라켓(210)의 수축이 이루어지게 되고, 이때 개구된 슬릿(280)이 있는 부위의 강성이 반대쪽 부위보다 작기 때문에 먼저 수축이 일어나게 되며, 이 경우 소경부(290)가 먼저 외측 튜브(205)를 조이게 되어 틸트 볼트(240)의 위치가 텔레스홀(215)의 어느 곳에 위치하여도 운전자의 조정 레버(230) 작동력은 동일하게 유지되게 되는 것이다.

이와 같은 구조와 형상을 갖는 본 발명에 의하면 자동차의 조향 컬럼에 있어서, 틸트 또는 텔레스코프 작동을 위해 조정 레버의 조임과 해제시 일정한 조정 레버 작동력과 외측 튜브와 내측 튜브의 지지력을 유지할 수 있고, 조향 컬럼 전체의 강성을 증대시켜 운전자의 조향휠 조작시 조향 컬럼의 변형과 파손을 방지하는 효과가 있게 된다.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.

또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

205: 외측 튜브 210: 디스턴스 브라켓
215: 텔레스홀 220: 마운팅 브라켓
230: 조정 레버 235: 내측 튜브
240: 틸트 볼트 255: 틸트 브라켓
260: 조향축 270: 가이드부
280: 슬릿 290: 소경부

Claims

조향축을 감싸는 중공 형상의 내측 튜브;
상기 내측 튜브가 삽입 결합되는 중공 형상의 외측 튜브; 및
상기 외측 튜브가 삽입 결합되는 중공 형상으로 조향축 방향으로 절개형성되되 일측 단부쪽이 개구되는 슬릿이 구비되며, 상기 일측 단부쪽의 내주면에 내경이 축소 형성되는 소경부가 구비되어 있는 디스턴스 브라켓;
을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향 컬럼.
제 1 항에 있어서,
상기 디스턴스 브라켓의 소경부는 상기 디스턴스 브라켓의 내주면과 단차지게 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향 컬럼.
제 1 항에 있어서,
상기 디스턴스 브라켓의 소경부는 상기 디스턴스 브라켓의 내주면으로부터 상기 슬릿이 개구된 일측 단부쪽으로 점차로 내경이 축소되며 테이퍼지게 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향 컬럼.
제 1 항에 있어서,
상기 디스턴스 브라켓은 상기 슬릿을 양측에서 수축시킬 수 있도록 소정의 두께를 갖는 플랜지 형상의 가이드부가 형성되되, 상기 가이드부는 상기 슬릿 양측의 외주면에서 경방향으로 두께가 두꺼워지게 테이퍼지는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향 컬럼.
제 4 항에 있어서,
상기 가이드부에는 조향축 방향으로 형성되는 텔레스홀이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향 컬럼.
제 5 항에 있어서,
상기 디스턴스 브라켓의 소경부는 상기 텔레스홀의 양단부 중, 상기 슬릿의 개구된 방향에 위치되는 단부의 내주면에서 단차지게 내경이 축소 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향 컬럼.
제 5 항에 있어서,
상기 디스턴스 브라켓의 소경부는 상기 텔레스홀의 양단부 중, 상기 슬릿의 개구된 방향과 반대쪽에 위치되는 타측 단부의 내주면으로부터 상기 슬릿의 개구된 일측 단부쪽으로 점차로 내경이 축소되며 테이퍼지게 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향 컬럼.