KR101286712B1

KR101286712B1 - 전동 스티어링 컬럼 장치

Info

Publication number: KR101286712B1
Application number: KR20100073969A
Authority: KR
Inventors: 홍성종; 구상철
Original assignee: 남양공업주식회사
Priority date: 2010-07-30
Filing date: 2010-07-30
Publication date: 2013-07-16
Also published as: KR20120012073A

Abstract

본 발명의 일 실시예는, 틸트 위치 또는 텔레스코픽 위치를 제어하는 전동 스티어링 컬럼 장치로서, 적어도 하나는 은닉형으로 컬럼에 근접 배치된 복수의 모터를 구동하여 복수의 위치를 선택적으로 회전시키는 것으로, 틸트(tilt) 위치 또는 텔레스코픽(telescopic) 위치를 선택적으로 제어하도록 된 것을 특징으로 한다.

Description

전동 스티어링 컬럼 장치{ELECTRIC STEERING COLUMN DEVICE}

본 발명은 스티어링 휠의 위치를 조정하는 전동 스티어링 컬럼 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 운전자의 체격에 따라 적절한 드라이빙 포지션을 획득할 수 있도록, 스티어링 휠의 높이 및 각도를 조정할 수 있는 전동 스티어링 컬럼 장치가 알려져 있다.

종래의 전동 스티어링 컬럼 장치는 운전자의 체격에 따라 적절한 드라이빙 포지션(driving position)을 확보할 수 있도록, 핸들(steering wheel)의 높이 및 각도를 조정할 수 있는 전동 스티어링 컬럼(steering column) 장치가 알려져 있다.

핸들을 신축 가능하게 하는 스티어링 샤프트는, 어퍼 컬럼, 미들 컬럼 및 로우 컬럼을 매개로 회전 가능하게 지지되고, 어퍼 컬럼을 틸트 힌지핀을 지점으로서 적절히 요동시키는 것에 의해, 핸들의 틸트 위치(각도)를 조절할 수 있다.

그러나, 실제로는 틸트(tilt) 위치와 텔레스코픽(telescopic) 위치 및 높이를 조정하기 위해, 전동 틸트 모터의 회전 구동력에 연동하는 별도의 연결체나 체결요소를 길게 연장하여 배치함으로써, 전동 틸트 모터에 연결체나 체결요소를 최대한 은닉하면서도 틸팅 위치로의 작동은 원활하게 수행할 수 있도록 하는 구조적 설계방안이 절실히 대두되어 왔다.

따라서, 소규모의 공간에 적응적(adaptive)으로 대응할 수 있는 전동 틸트 모터 및 전달체의 레이아웃 설계에 대한 연구가 필요하다.

따라서, 모터(motor)를 최대한 스티어링 컬럼에 근접 배치하고, 또 전동 틸트 모터의 구동력을 매개로 회전하는 조정 스핀들을 마운팅 플레이트에 근접하여 회전 가능하게 지지하는 구조 등을 채용하여, 여분의 스페이스(space), 중량 및 비용(cost)을 삭감시킴과 동시에 틸팅 작동을 원활하게 수행할 수 있게 하고자 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예는, 틸트 위치 또는 텔레스코픽 위치를 제어하는 전동 스티어링 컬럼 장치로서,

복수의 모터를 구동하여 복수의 위치를 선택적으로 회전시키는 것으로, 틸트(tilt) 위치 또는 텔레스코픽(telescopic) 위치를 선택적으로 제어하도록 된 것을 특징으로 한다.

이를 해결하기 위한 해결수단으로서는, ,

마운팅 플레이트를 매개로 차체에 지지되는 스티어링 샤프트의 틸트 조정을 위한 전기 구동형 조절장치를 포함하고,

상기 조절장치는,

틸트 모션을 위해 상기 마운팅 플레이트에 지지부를 매개로 회전 가능하게 지지된 틸트 조정 스핀들과,

상기 틸트 조정 스핀들을 회전 구동하기 위한 전동 틸트 모터와,

상기 틸트 조정 스핀들에 배열되고, 상기 틸트 조정 스핀들의 축방향에서 가동되는 틸트 조절유닛을 구비하며,

상기 틸트 조절유닛은,

상기 스티어링 샤프트의 틸팅 모션으로의 상하 회동 운동이 이루어지도록, 상기 틸트 조정 스핀들에 나사결합된 제1 이송캐리어블록을 구비한 제1 조정 레버와,

상기 제1 조정레버의 타단부는 상기 로우 컬럼에 형성된 지지블록에 회동 가능하게 힌지결합된 것을 특징으로 하는 전동 스티어링 컬럼 장치를 일예로 들 수 있다.

또, 상기 제1 조정레버와 일정 거리 이격된 위치의 상기 단일체의 조정 스핀들에 일단부가 나사결합된 제2 이송캐리어블록을 구비한 제2 조정 레버를 추가로 구비하여 상기 틸트 조정 스핀들에 대하여 2절 링크로 동시 이송 가능한 구성으로 됨이 바람직하다.

또한, 상기 조정 스핀들은 양쪽이 다른 방향의 나사로 가공된 양방 나사산부를 구비하는 구성으로 됨이 바람직하다.

또, 상기 제1 및 제2 이송캐리어블록은 이송 너트를 이용함이 바람직하다.

또한, 상기 제1 및 제2 조정레버의 타단부는 상기 지지블록에 회동 가능하게 1점 힌지결합되는 구성으로 됨이 바람직하다.

또, 상기 지지부에는 베어링이 매입설치되는 구성을 채용함이 바람직하다.

또한, 상기 제1 및 제2 조정레버는 그 일단부가 상기 제1 및 제2 이송캐리어블록을 매개로 대향하여 배치되는 쌍 구조로서의 포크 형상으로 이루어짐이 바람직하다.

상기한 구성적 특징을 구비한 본 발명은, 마운팅 플레이트에 회전 가능하게 지지된 틸트 조정 스핀들에 대하여 2절 링크로 이송되는 제1 및 제2 조정 레버에 의해 상하로 틸팅 작동이 가능하게 구성될 수 있게 됨으로써, 용이한 경사 회동 및 길이방향으로의 이동이 원활히 수행되게 되는 등의 장점을 구현 가능하다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 전동 스티어링 컬럼 장치의 각전체 구성요소를 분해하여 예시한 분해 조립도이다.
도 2는 도 1의 전동 스티어링 컬럼 장치의 각 구성요소가 조립된 상태를전체 예시한 정면 구조도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동차 전동 스티어링 컬럼 장치의 각전체 구성요소를 분해하여 예시한 분해 조립도이다.
도 4는 도 2의 전동 스티어링 컬럼 장치의 각 구성요소가 조립된 상태를전체 예시한 정면 구조도이다.
도 5는 도 3의 자동차 전동 스티어링 컬럼 장치의 전체 저면 사시 구조도이다.
도 6은 도 3의 자동차 전동 스티어링 컬럼 장치의 저면 구조도이다.
도 7은 도 3의 자동차 전동 스티어링 컬럼 장치에 상응하되, 마운팅 플레이트를 일부 투명하게 처리한 전체 조립 사시도이다.
도 8은 지지블록 부위의 횡단면 구조도이다.

이하, 본 발명인 구성을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

여기서, 하기의 모든 도면에서 동일한 기능을 갖는 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 반복적인 설명은 생략하며, 아울러 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이것은 고유의 통용되는 의미로 해석되어야 함을 명시한다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 일 실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자동차 전동 스티어링 컬럼 장치의 각전체 구성요소를 분해하여 예시한 분해 조립도이고, 도 2는 도 1의 전동 스티어링 컬럼 장치의 각 구성요소가 조립된 상태를전체 예시한 정면 구조도이다.

도 1 및 도 2에 예시된, 본 발명의 일실시예에 따른 전동 스티어링 컬럼 장치는, 로우 컬럼(600)에 신축 가능하게 접속된 미들 컬럼(500) 및 스티어링 샤프트(300)를 차체에 지지하는 마운팅 플레이트(100)와, 스티어링 샤프트(300)의 길이방향 조정과 틸트 조정을 위한 전기 구동형 조절장치를 포함하여 이루어져서, 복수의 모터를 구동하여 복수의 위치를 선택적으로 회전시키는 것으로, 틸트(tilt) 위치 또는 텔레스코픽(telescopic) 위치를 선택적으로 제어하는, 틸트 위치 또는 텔레스코픽 위치를 제어하는 전동 스티어링 컬럼 장치의 일환으로서 안출되었다.

또, 조절장치는, 스티어링 샤프트(300)의 틸트 모션을 위해, 마운팅 플레이트(100)에 돌출 형성된 링형상의 지지부(113)를 매개로 회전 가능하게 지지된 틸트 조정 스핀들(720)과, 틸트 조정 스핀들(720)을 회전 구동하도록 틸트 조정 스핀들(720)의 단부에 결합되는 구동축을 갖는 전동 틸트 모터(700)와, 틸트 조정 스핀들(720)에 배열되고, 틸트 조정 스핀들(720)의 축방향에서 가동되는 틸트 조절유닛을 구비하는 구성으로 되어 있다.

또한, 틸트 조절유닛은, 도 2에 예시된 바와 같이, 스티어링 샤프트(300)의 경사 위치 설정을 위한 틸팅 모션으로의 상하 회동 운동이 이루어지도록, 틸트 조정 스핀들(720)에 나사결합된 제1 이송캐리어블록(731)을 구비한 제1 조정 레버(730)를 구비하는 구성으로 되어도 본 발명의 일실시예에 따른 틸트 조정이 하나의 조정 레버를 통해 제1 이송캐리어블록(731)이 진퇴이동하면서 마운팅 플레이트(100)을 틸팅 작동시키는 구성을 채용해도 좋다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동차 전동 스티어링 컬럼 장치의 각전체 구성요소를 분해하여 예시한 분해 조립도이고, 도 4는 도 2의 전동 스티어링 컬럼 장치의 각 구성요소가 조립된 상태를 전체 예시한 정면 구조도이다.

상술한 일실시예에 더하여, 틸트 조절유닛은, 제2 실시예로서, 도 3에 예시된 바와 같이, 제1 및 제2 조정 레버(730, 740)를 2절 링크 형식으로 구성하여, 스티어링 샤프트(300)의 경사 위치 설정을 위한 틸팅 모션으로의 원활한 상하 회동 운동이 이루어지도록, 틸트 조정 스핀들(720)에 나사결합된 제1 이송캐리어블록(731)을 구비한 제1 조정 레버(730)와, 제1 조정 레버(730)와 일정 거리 이격된 위치의 틸트 조정 스핀들(720)에 일단부가 나사결합된 제2 이송캐리어블록(741)을 구비한 제2 조정 레버(740)를 구비하는 구성을 포함한다.

제2 실시예의 구성을 채용할 경우, 상기한 일실시예 보다 더 빠른 상하 틸트 위치 조정이 가능하다. 이는 하나의 틸트 조정 스핀들(720)에 도 4에 예시된 바와 같이, 2절 링크 형식으로 구성됨으로써, 퀵 모션이 가능함과 동시에, 모터 구동력을 감소시킬 수 있다는 특장점을 구현할 수 있게 된다.

또, 제1 및 제2 조정 레버(730, 740)의 타단부는 로우 컬럼(600)에 형성된 지지블록(111)에 힌지 회동 가능하게 핀결합되어 있다.

도 8은 지지블록 부위의 횡단면 구조도이다.

여기에서, 도 8의 지지블록 부위의 횡단면 구조도에 예시되어 있는 바와지지블같이, 지지블록(111)의 중앙부에는 장공(111a)이 형성되어 있기 때문에, 제1 및 제2 조정 레버(740)의 타단부가 소정거리 길이방향으로 요동 가능한 상태로 지지됨으로써, 보다 탄력적으로 틸팅 작동 상의 변위를 흡수할 수 있도록 구성되어 있다.

변위 흡수는, 상하 거리를 조정하는 틸트 작동에 기인한 제1 및 제2 조정 레버(730, 740)의 일단부의 회전 이동 시, 그 타단부의 유동 현상이 발발함에 따른 길이방향 슬라이딩에 유연하게 대처하도록, 전후방으로 길게 형성되어 길이방향 변위를 흡수하도록 구성된 유격흡수 기능을 수행하는 것을 의미한다.

도 5 및 도 6은 도 3의 자동차 전동 스티어링 컬럼 장치를 상세히 예시하기 위한 부가 도면이고, 도 7은 도 3의 자동차 전동 스티어링 컬럼 장치에 상응하되, 마운팅 플레이트를 일부 투명하게 처리한 전체 조립 사시도이다.

도면들에서 알 수 있는 바와 같이, 틸트 조정 스핀들(720)은 대략 절반씩 나누어 좌우 양쪽이 상호 다른 방향의 나사로 가공된 양방 나사산부로 구획되어, 제1 조정 스핀들(720)의 일방향 회전 시, 제1 및 제2 이송캐리어블록(731, 741)이 동시에 멀어지거나 가까워지는 동작을 수행함에 따라, 마운팅브라켓(100)으로부터 멀어지거나 가까워지면서 틸팅 작동이 진행되게 되는 것이다.

또, 제1 및 제2 이송캐리어블록(731, 741)은 내부에 서로 다른 암나사산이 치절가공된 제1 및 제2 이송 너트를 포함한다.

또한, 제1 및 제2 조정 레버(730, 740)의 타단부는 지지블록(111)에 복수의 핀결합공을 두어 1점, 2점, 또는 길이방향으로 소정거리 슬라이딩 가능한 의사(pseudo) 1점 힌지결합되도록 구성해도 된다. 바람직하기로는, 슬라이딩 가능하게 1점 힌지결합되도록 함이 바람직하다.

또, 제1 지지부(110)에는 접속공이 형성되고, 이 접속공에 틸트 조정 스핀들(720)이 회전 운동 가능하게 베어링이 매입설치되어 있다.

또한, 제1 및 제2 조정 레버(740)는 그 일단부가 제1 및 제2 이송캐리어블록(731, 741)을 매개로 대향하여 배치되는 쌍 구조로 구성되어, 경사 위치 조정을 위한 회동 상의 지지력을 확보할 수 있도록 구성되게 된다.

상술한 바와 같이, 본원 발명은, 틸트 위치 또는 텔레스코픽 위치를 조정하는 경우에 모터 동력을 낭비하지 않으면서도, 전체적인 스페이스, 중량 및 비용을 삭감할 수 있는 전동 스티어링 컬럼 장치를 제공할 수 있게 되는 것이다.

이로써, 복수의 전동 틸트 모터(700)와 전동 텔레 모터(800)의 회전 방향을 제어하는 것으로, 틸트 위치 또는 텔레스코픽 위치의 한편을 선택하고 제어하는 전동 스티어링 컬럼 장치가 제공되게 되는 것이다.

상술한 구성에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 스티어링 컬럼 장치는, 도 3에 예시된 바와 같이, 스티어링 샤프트(300)를 상하방향으로의 틸트 모션(motion)을 도모하거나, 길이방향으로의 텔레스코픽 모션을 도모할 수 있는 구조로 되는 것이다.

또, 상기한 제1 및 제2 조정 레버(730, 740)는, 도 3 및 도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 단면이 포크 형상으로 강성이 유지되는 구조와 유사하게 되어 있기 때문에, 상기한 틸트 모션에서 제1 및 제2 조정 레버(730, 740)의 회동 상의 지지력을 양측에서 함께 조력하여 보강할 수 있도록 쌍으로 좌우에서 지지되므로, 작동 상의 오류를 저감할 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기한 틸트 조정 스핀들의 대향측에는 미들 컬럼(500)의 선단에 결합된 제2 지지부(120)를 매개로, 미들 컬럼(500)의 후단에 결합된 전동 텔레 모터(800)의 구동력에 연동하여, 텔레 조정 스핀들(820)이 정역 회전 구동되면서 제2 지지부(120)를 길이방향으로 진퇴 이동시킴으로써, 미들 컬럼(500)과 스티어링 샤프트(300)를 텔레스코픽 위치로 작동시킬 수 있게 되는 것이다.

또한, 도 1, 도 5 및 도 6에 예시된 바와 같이, 틸트 조정 스핀들이 전동 틸트 모터(700)의 회전구동력에 연동하여 회전하면서, 이 틸트 조정 스핀들에 일단이 나사결합된 제1 및 제2 조정 레버(740)의 2절 링크 작동이 달성됨으로써, 틸트 조정 스핀들(720)의 상하 회동이 이루어지게 되는 것이다.

여기에서, 틸트 조정 스핀들(720)과, 이 틸트 조정 스핀들(720)이 결합된 마운팅 플레이트(100)는, 로우 컬럼(600)의 후단에 힌지결합된 회동지지점(H1)을 중심으로 하는 선회 운동이 발생됨으로써, 상기한 틸트 모션이 도모될 수 있게 되는 것이다.

이로써, 본 발명의 일실시예에 따라, 마운팅 플레이트(100)에 회전 가능하게 지지된 틸트 조정 스핀들(720)에 대하여 2절 링크로 이송되는 제1 및 제2 조정 레버(730, 740)에 의해 상하로 틸팅 작동이 가능하게 구성될 수 있게 됨으로써, 용이한 경사 회동 및 길이방향으로의 이동이 원활히 수행되게 되는 등의 매우 뛰어난 효과가 있는 것이다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명함에 있어 특정형상 및 방향을 위주로 설명하였으나, 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 마운팅 플레이트 110 : 제1 지지부
120 : 제2 지지부 200 : 핸들
300 : 스티어링 샤프트 500 : 미들 컬럼
600 : 로우 컬럼 700 : 전동 틸트 모터
720 : 틸트 조정 스핀들 730 : 제1 조정레버
740 : 제2 조정레버 800 : 전동 텔레 모터

Claims

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로우 컬럼에 신축 가능하게 접속된 미들 컬럼 및 스티어링 샤프트를 차체에 지지하는 마운팅 플레이트와, 상기 스티어링 샤프트의 길이방향 조정과 틸트 조정을 위한 전기 구동형 조절장치를 포함하고,
상기 조절장치는,
틸트 모션을 위해 상기 마운팅 플레이트에 링형상의 지지부를 매개로 회전 가능하게 지지된 틸트 조정 스핀들과,
상기 틸트 조정 스핀들을 회전 구동하기 위한 전동 틸트 모터와,
상기 틸트 조정 스핀들에 배열되고, 상기 틸트 조정 스핀들의 축방향에서 가동되는 틸트 조절유닛을 구비하며,
상기 틸트 조절유닛은,
상기 스티어링 샤프트의 틸팅 모션으로의 상하 회동 운동이 이루어지도록, 상기 틸트 조정 스핀들에 나사결합된 제1 이송캐리어블록을 구비한 제1 조정 레버와,
상기 제1 조정 레버의 타단부는 상기 로우 컬럼에 형성된 지지블록에 회동 가능하게 힌지결합되고,
상기 제1 조정레버와 일정 거리 이격된 위치의 단일체의 상기 틸트 조정 스핀들에 일단부가 나사결합된 제2 이송캐리어블록을 구비한 제2 조정 레버를 구비하며,
상기 제1 또는 제2 조정레버의 타단부는 상기 지지블록에 1점 힌지결합된 것을 특징으로 하는 전동 스티어링 컬럼 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 조정 스핀들은 양쪽이 다른 방향의 나사로 가공된 양방 나사산부를 구비한 것을 특징으로 하는 전동 스티어링 컬럼 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 제1 또는 제2 이송캐리어블록은 이송 너트인 것을 특징으로 하는 전동 스티어링 컬럼 장치.
삭제
청구항 3에 있어서,
상기 지지부에는 베어링이 매입설치된 것을 특징으로 하는 전동 스티어링 컬럼 장치.
삭제