KR101286322B1 - 자동차의 틸트식 또는 텔레스코프식 조향컬럼 - Google Patents

자동차의 틸트식 또는 텔레스코프식 조향컬럼 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차의 틸트식 또는 텔레스코프식 조향컬럼에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예는 조정 레버의 작동시 서로 마주보는 고정기어와 가동기어의 치합으로 틸트 또는 텔레스코프 작동되는 자동차의 틸트식 또는 텔레스코프식 조향컬럼에 있어서, 상기 고정기어는 양측 끝단에 형성되는 최외곽치산의 높이가 인접된 치산의 높이보다 높게 형성되어, 상기 조정 레버의 작동시 상기 가동기어의 최외곽치산이 상기 고정기어의 최외곽치골의 외측 경사면에 접촉되어 미끄러지면서 치합되는 것을 특징으로 하는 자동차의 틸트식 또는 텔레스코프식 조향컬럼을 제공한다.
본 발명에 의하면, 가동기어와 고정기어의 오버런을 방지하고, 오버런이 발생되어도 가동기어와 고정기어가 항상 치합이 이루어지게 되어 치걸림 현상을 방지할 수 있게 되어, 조향컬럼이 운전자 쪽으로 튀어 오르는 팝업 현상으로 운전자에게 큰 상해를 입히거나 조향컬럼의 조향 안전성이 떨어지는 것을 방지할 수 있는 효과가 있게 된다.
조향컬럼, 틸트, 텔레스코프, 가동기어, 고정기어, 조정 스프링

Description

자동차의 틸트식 또는 텔레스코프식 조향컬럼{Tilt or Telescopic Type Steering Apparatus for Vehicle}
본 발명의 일실시예는 자동차의 틸트식 또는 텔레스코프식 조향컬럼에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 가동기어와 고정기어의 오버런을 방지하고, 오버런이 발생되어도 가동기어와 고정기어가 항상 치합이 이루어지게 되어 치걸림 현상을 방지할 수 있게 되어, 조향컬럼이 운전자 쪽으로 튀어 오르는 팝업 현상으로 운전자에게 큰 상해를 입히거나 조향컬럼의 조향 안전성이 떨어지는 것을 방지할 수 있는 자동차의 틸트식 또는 텔레스코프식 조향컬럼에 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, 자동차 조향장치는 텔레스코프(Telescope) 또는 틸트(Tilt) 기능을 추가할 수 있는데 이러한 기능에 따라 텔레스코프식 또는 틸트식 조향장치로 나누어 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 자동차의 틸트식 또는 텔레스코프식 조향컬럼의 일부를 나타내는 사시도이고, 도 2는 종래 기술에 의한 자동차의 틸트식 또는 텔레스코프식 조향컬럼 중 고정기어와 가동기어가 틸트 작동 거리의 어느 한쪽 끝에서 치합된 상태를 나타내는 단면도이다.
도시된 바와 같이 종래 기술에 의한 일반적인 틸트식 또는 텔레스코프식 조향컬럼(180)은 조향축(175)을 수용하는 외측 튜브(100), 외측 튜브에 인입되는 내측 튜브(170), 내측 튜브를 차체에 고정시키는 하부 브라켓(165), 외측 튜브(100)의 상측에 설치되어 차체에 고정되는 마운팅 브라켓(105), 조향휠(103)의 기울임 각도를 조절할 수 있게 조향컬럼과 일체로 고정되며 틸트홀(110)이 형성된 틸트 브라켓(150), 상기 틸트 브라켓의 외측면에 형성되는 고정기어(145), 상기 고정기어(145)에 치합 또는 분리되는 가동기어(140), 틸트홀(110)을 관통하는 틸트 볼트(130), 가동기어(140)와 결합되는 캠(135), 상기 캠(135)과 조정 레버(115)를 고정시키는 부시(125)와 너트(120)를 포함하여 구성된다.
고정기어(145)와 가동기어(140)는 서로 치합될 수 있게 동일한 피치와 산높이로 형성되어 조정 레버(115)가 잠긴 상태에서는 고정기어(145)와 가동기어(140) 가 치합되어 외측 튜브(100)와 조향축(175)등은 고정되지만 조정 레버(115)가 풀리면 캠(135)에 의해서 가동기어(140)가 고정기어(145)로부터 분리되어 상부 조향컬럼(180)은 로워 틸트 중심(160)을 기준으로 틸트되는 방향으로 회전할 수 있게 된다.
캠(135)에는 가동기어(140)가 부착되고 캠(135)의 일측면에는 돌출부가 형성되어 조정 레버(115)의 회전에 따라 돌출부가 조정 레버의 홈에 인입되거나 홈으로 부터 인출되어 고정기어(145)가 결합 또는 분리되게 된다.
그러나, 이러한 종래의 틸트식 또는 텔레스코프식 조향컬럼의 경우에는 조정 레버 작동시 오버런이 발생되거나, 가동기어가 원래의 틸트 작동 거리를 초과하는 오버런이 발생되는 경우, 가동기어가 고정기어와 서로 치합이 이루어지지 않아 조향컬럼이 고정되지 않는 치걸림 현상이 발생되어 조향컬럼이 운전자 쪽으로 튀어 오르는 팝업 현상이 발생되며, 운전자의 신체에 부딛쳐서 운전자에게 큰 상해를 입히거나, 조향컬럼이 비틀림 방향으로 회전하여 조향 안전성이 크게 떨어지는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 가동기어와 고정기어의 오버런을 방지하고, 오버런이 발생되어도 가동기어와 고정기어가 항상 치합이 이루어지게 되어 치걸림 현상을 방지할 수 있게 되어, 조향컬럼이 운전자 쪽으로 튀어 오르는 팝업 현상으로 운전자에게 큰 상해를 입히거나 조향컬럼의 조향 안전성이 떨어지는 것을 방지할 수 있는 자동차의 틸트식 또는 텔레스코프식 조향컬럼을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예는 조정 레버의 작동시 서로 마주보는 고정기어와 가동기어의 치합으로 틸트 또는 텔레스코프 작동되는 자동차의 틸트식 또는 텔레스코프식 조향컬럼에 있어서, 상기 고정기어는 양측 끝단에 형성되는 최외곽치산의 높이가 인접된 치산의 높이보다 높게 형성되어, 상기 조정 레버의 작동시 상기 가동기어의 최외곽치산이 상기 고정기어의 최외곽치골의 외측 경사면에 접촉되어 미끄러지면서 치합되는 것을 특징으로 하는 자동차의 틸트식 또는 텔레스코프식 조향컬럼을 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 일실시예는 조정 레버의 작동시 서로 마주보는 고정기어와 가동기어의 치합으로 틸트 또는 텔레스코프 작동되는 자동차의 틸트식 또는 텔레스코프식 조향컬럼에 있어서, 서로 치합되는 상기 고정기어와 가동기어의 치산과 치골을 연결하는 수직선과 상기 가동기어의 최외곽치산의 외측 경사면이 이루는 각도가 상기 수직선과 상기 가동기어의 최외곽치산의 내측 경사면이 이루는 각도보다 작게 형성되고, 상기 고정기어의 최외곽치골의 외측 경사면과 내측 경사면이 각 각 상기 가동기어의 최외곽치산의 외측 경사면 및 내측 경사면과 치합되며 결합되는 것을 특징으로 하는 자동차의 틸트식 또는 텔레스코프식 조향컬럼을 제공한다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 가동기어와 고정기어의 오버런을 방지하고, 오버런이 발생되어도 가동기어와 고정기어가 항상 치합이 이루어지게 되어 치걸림 현상을 방지할 수 있게 되어, 조향컬럼이 운전자 쪽으로 튀어 오르는 팝업 현상으로 운전자에게 큰 상해를 입히거나 조향컬럼의 조향 안전성이 떨어지는 것을 방지할 수 있는 효과가 있게 된다.
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 3은 본 발명의 일실시예에 의한 자동차의 틸트식 또는 텔레스코프식 조향컬럼 일부를 나타내는 분해 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 자동차의 틸트식 또는 텔레스코프식 조향컬럼 중 고정기어와 가동기어가 작동 거리의 어느 한쪽 끝에서 치합된 상태를 나타내는 단면도, 도 5는 도 4에 도시된 가동기어가 치합되기 전의 오버런 상태를 나타내는 단면도이며, 도 6은 가동기어와 고정기어의 치산과 치골의 형상을 나타낸 단면도이다.
자동차의 틸트식 또는 텔레스코프식 조향컬럼은, 조향축(175)을 수용하는 외측 튜브(100), 외측 튜브에 인입되는 내측 튜브(170), 내측 튜브를 차체에 고정시키는 하부 브라켓(165), 외측 튜브(100)의 상측에 설치되어 차체에 고정되는 마운팅 브라켓(105), 조향휠(103)의 기울임 각도를 조절할 수 있게 조향컬럼과 일체로 고정되며 틸트홀(110)이 형성된 틸트 브라켓(150), 상기 틸트 브라켓의 외측면에 형성되는 고정기어(310), 상기 고정기어(310)에 치합 또는 분리되는 가동기어(320), 틸트홀(110)을 관통하는 틸트 볼트(130), 가동기어(320)와 결합되는 캠(135), 상기 캠(135)과 조정 레버(115)를 고정시키는 부시(125)와 너트(120)를 포함하여 구성된다.
조정 레버(115)의 작동시 서로 마주보는 고정기어(310)와 가동기어(320)의 치합으로 틸트 또는 텔레스코프 작동되는 자동차의 틸트식 또는 텔레스코프식 조향컬럼에 있어서, 본 발명의 일실시예는, 고정기어(310)의 양측 최외곽치골의 끝단에 형성되는 최외곽치산의 높이가 인접된 치산의 높이보다 높게 형성되어, 조정 레 버(115)의 작동시 가동기어(320)가 오버런이 되는 경우, 가동기어(320)의 최외곽치산이 고정기어(310)의 최외곽치골의 외측 경사면에 접촉되어 미끄러지면서 치합되는 것을 특징으로 한다.
오버런이란 가동기어(320), 고정기어(310), 틸트 브라켓(150) 등의 제작 오차와 조립 오차 등으로 발생되는 것으로, 가동기어(320)의 위치가 정상적인 틸트 작동 거리의 양쪽 끝의 위치를 벗어나게 되는 것을 말한다.
여기서, 고정기어(310)의 최외곽치골의 외측경사면(315)은 최외곽치산에서 인접된 치산 방향으로 경사지는 제1경사면(311)과 제2경사면(313)으로 형성되는데, 서로 치합되는 고정기어(310)와 가동기어(320)의 치산과 치골을 연결하는 수직선과 제1경사면(311)이 이루는 각도(A)가, 이 수직선과 제2경사면(313)이 이루는 각도(B)보다 크게 형성되어 있다.
여기서, 고정기어(310)와 가동기어(320)의 치산과 치골을 연결하는 수직선과 제1경사면(311)이 이루는 각도(A)는 1°~ 89°의 범위에서 형성되며, 바람직하게는 10°~ 80°의 값을 가지며, 이 수직선과 제2경사면(313)이 이루는 각도(B)는 각도(A)보다 작게 형성된다.
즉, 제1경사면(311)은 제2경사면(313)보다 완만한 기울기로 형성되어 있어서, 운전자가 조정 레버(115)를 풀고 조향컬럼을 틸트 또는 텔레스코프 작동시킬 때, 가동기어(320)가 작동 거리의 양쪽 끝을 넘는 오버런이 발생되는 경우 가동기어(320)의 끝단에 형성되는 최외곽치산이 고정기어(310)의 제1경사면(311)에 접촉되게 되고, 운전자가 조정 레버(115)를 잠그게 되면 조정 레버(115)에 의해 전달되 는 가압력으로 제1경사면(311)에서 미끄러지면서 제2경사면(313)으로 이동하게 되고, 기울기가 큰 제2경사면(313)에 의해 인접된 고정기어(310)의 최외곽치골 쪽으로 가이드되면서 고정기어(310)와 치합하게 된다.
따라서, 가동기어(320)가 틸트 작동 거리의 양쪽 끝을 넘는 오버런이 발생되더라도, 가동기어(320)와 고정기어(310)가 항상 치합되어 치걸림 현상을 방지할 수 있게 되는 것이다.
더욱이, 가동기어(320)가 오버런이 된 경우, 운전자가 조정 레버(115)를 잠그면서 힘을 서서히 가할 때 가동기어(320)의 일측 끝단에 형성되는 최외곽치산이 고정기어(310)의 제1경사면(311)을 타고 서서히 미끄러지면서 제2경사면(313)으로 이동하게 되어 운전자가 조정 레버(115)를 잠그는 작동감이 좋아지게 된다.
즉, 운전자에 의해 조정 레버(115)에 가해지는 힘이 서서히 증가함에 따라 가동기어(320)도 동일한 패턴으로 서서히 움직이다가 조정 레버(115)가 완전히 잠기는 시점에 기울기가 큰 제2경사면(313)을 타고 일시에 고정기어(310)와 치합함으로써, 운전자가 느끼는 조정 레버(115)의 작동감이 향상되게 된다.
한편, 본 발명의 다른 일실시예는, 서로 치합되는 고정기어(310)와 가동기어(320)의 치산과 치골을 연결하는 수직선과 가동기어(320)의 최외곽치산의 외측 경사면(321)이 이루는 각도가 이 수직선과 가동기어(320)의 최외곽치산의 내측 경사면(323)이 이루는 각도보다 작게 형성되고, 고정기어(310)의 최외곽치골의 외측 경사면(315)과 내측 경사면(317)이 각각 가동기어(320)의 최외곽치산의 외측 경사면(321) 및 내측 경사면(323)과 치합되며 결합되는 것을 특징으로 한다.
즉, 고정기어(310)와 가동기어(320)의 치산과 치골을 연결하는 수직선과 가동기어(320)의 최외곽치산의 외측 경사면(321)이 이루는 각도(B)가, 이 수직선과 가동기어(320)의 최외곽치산의 내측 경사면(323)이 이루는 각도(C)보다 작게 형성된다.
여기서, 고정기어(310)와 가동기어(320)의 치산과 치골을 연결하는 수직선과 가동기어(320)의 최외곽치산의 내측 경사면(323)이 이루는 각도(C)는 1°~ 89°의 범위에서 형성되며, 바람직하게는 10°~ 80°의 값을 가지며, 고정기어(310)와 가동기어(320)의 치산과 치골을 연결하는 수직선과 가동기어(320)의 최외곽치산의 외측 경사면(321)이 이루는 각도(B)는 각도(C)보다 작게 형성된다.
따라서, 고정기어(310)와 가동기어(320)의 작동시 오버런이 발생된다 하여도 가동기어(320)의 최외곽치산이 고정기어(310)의 최외곽치골의 외측 경사면(315)을 타고 미끄러지게 되어, 고정기어(310)의 치산과 가동기어(320)의 치산이 물리면서 치산과 치골의 치합이 이루어지지 않게 되는 치걸림 현상을 방지할 수 있게 되어 있다.
또한, 이에 추가적으로 상기 고정기어(310)는 양측 끝단에 형성되는 최외곽치산의 높이가 인접된 치산의 높이보다 높게 형성되어 있어서, 조정 레버(115)의 작동시 가동기어(320)의 최외곽치산이 고정기어(310)의 최외곽치골의 외측 경사면(315)에 접촉되어 미끄러지면서 치합되어 오버런도 방지하게 된다.
그리고, 본 발명의 일실시예와 같이, 상기 고정기어(310)의 최외곽치골의 외측경사면(315)은 최외곽치산에서 인접된 치골 방향으로 경사지는 제1경사면(311)과 제2경사면(313)으로 형성되되, 서로 치합되는 고정기어(310)와 가동기어(320)의 치산과 치골을 연결하는 수직선과 제1경사면(311)이 이루는 각도(A)가 수직선과 제2경사면(313)이 이루는 각도(B)보다 크게 형성될 수 있다.
따라서, 가동기어(320)와 고정기어(310)의 오버런을 방지하고, 오버런이 발생되어도 치걸림을 방지할 수 있게 된다.
이와 같은 구조와 형상을 갖는 본 발명에 의하면, 가동기어와 고정기어의 오버런을 방지하고, 오버런이 발생되어도 가동기어와 고정기어가 항상 치합이 이루어지게 되어 치걸림 현상을 방지할 수 있게 되어, 조향컬럼이 운전자 쪽으로 튀어 오르는 팝업 현상으로 운전자에게 큰 상해를 입히거나 조향컬럼의 조향 안전성이 떨어지는 것을 방지할 수 있는 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.
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. 따 라서, 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.
도 1은 종래 기술에 의한 자동차의 틸트식 또는 텔레스코프식 조향컬럼 일부를 나타내는 사시도;
도 2는 종래 기술에 의한 자동차의 틸트식 또는 텔레스코프식 조향컬럼 중 고정기어와 가동기어가 치합된 상태를 나타내는 단면도;
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 자동차의 틸트식 또는 텔레스코프식 조향컬럼 일부를 나타내는 분해 사시도;
도 4는 도 3에 도시된 자동차의 틸트식 또는 텔레스코프식 조향컬럼 중 고정기어와 가동기어가 작동 거리의 어느 한쪽 끝에서 치합된 상태를 나타내는 단면도;
도 5는 도 4에 도시된 가동기어가 치합되기 전의 오버런 상태를 나타내는 단면도;
도 6은 가동기어와 고정기어의 치산과 치골의 형상을 나타낸 단면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100: 외측 튜브 115: 조정 레버
130: 틸트 볼트 150: 틸트 브라켓
310: 고정기어 311: 제1경사면
313: 제2경사면 320: 가동기어

Claims (4)

  1. 조정 레버의 작동시 서로 마주보는 고정기어와 가동기어의 치합으로 틸트 또는 텔레스코프 작동되는 자동차의 틸트식 또는 텔레스코프식 조향컬럼에 있어서,
    상기 고정기어는 양측 끝단에 형성되는 최외곽치산의 높이가 인접된 치산의 높이보다 높게 형성되어, 상기 조정 레버의 작동시 상기 가동기어의 최외곽치산이 상기 고정기어의 최외곽치골의 외측 경사면에 접촉되어 미끄러지면서 치합되는 것을 특징으로 하는 자동차의 틸트식 또는 텔레스코프식 조향컬럼.
  2. 조정 레버의 작동시 서로 마주보는 고정기어와 가동기어의 치합으로 틸트 또는 텔레스코프 작동되는 자동차의 틸트식 또는 텔레스코프식 조향컬럼에 있어서,
    서로 치합되는 상기 고정기어와 가동기어의 치산과 치골을 연결하는 수직선과 상기 가동기어의 최외곽치산의 외측 경사면이 이루는 각도가 상기 수직선과 상기 가동기어의 최외곽치산의 내측 경사면이 이루는 각도보다 작게 형성되고,
    상기 고정기어의 최외곽치골의 외측 경사면과 내측 경사면이 각각 상기 가동기어의 최외곽치산의 외측 경사면 및 내측 경사면과 치합되며 결합되는 것을 특징으로 하는 자동차의 틸트식 또는 텔레스코프식 조향컬럼.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 고정기어는 양측 끝단에 형성되는 최외곽치산의 높이가 인접된 치산의 높이보다 높게 형성되어, 상기 조정 레버의 작동시 상기 가동기어의 최외곽치산이 상기 고정기어의 최외곽치골의 외측 경사면에 접촉되어 미끄러지면서 치합되는 것을 특징으로 하는 자동차의 틸트식 또는 텔레스코프식 조향컬럼.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 고정기어의 최외곽치골의 외측경사면은 최외곽치산에서 인접된 치골 방향으로 경사지는 제1경사면과 제2경사면으로 형성되되, 서로 치합되는 상기 고정기어와 가동기어의 치산과 치골을 연결하는 수직선과 상기 제1경사면이 이루는 각도가 상기 수직선과 상기 제2경사면이 이루는 각도보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 틸트식 또는 텔레스코프식 조향컬럼.
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