KR101642300B1 - 차량용 스티어링 컬럼의 래치 장치 - Google Patents

Abstract

사용상의 편의성을 제공하기 위하여 본 발명은 차체에 고정되는 마운팅 브라켓에 고정되는 틸트 브라켓 측면의 픽싱기어에 치합 또는 분리되는 무빙기어에 결합된 틸트 볼트를 가동하여 조임작동되는 캠을 포함하는 차량용 스티어링 컬럼의 래치 장치에 있어서, 상기 캠의 회전 캠작동에 연계하여, 상기 픽싱기어의 치산에 대하여 접근 및 이격되는 상기 무빙기어의 치산과의 정상끼리의 맞물림 작동에 기인한 틸트 브라켓의 벌어짐 상태의 유지로 인해, 상기 캠의 조임작동을 저해하는 상황을 회피하도록 상기 치산들의 치합 이전에 치산 사이의 골에 정합되도록 상기 무빙기어의 치합 이동을 안내 정합하는 치간정합부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 스티어링 컬럼의 래치장치를 제공한다.

Description

차량용 스티어링 컬럼의 래치 장치{Latching apparatus of steering column for vehicle}

본 발명은 래치장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량용 스티어링 컬럼의 틸트 및 텔레 작동 시 치 이단 걸림(이하, '치 정상간 맞물림' 이라 함, 일명 tooth-on-tooth)을 방지하여 사용상의 편의성이 향상되는 차량용 스티어링 컬럼의 래치 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 스티어링 컬럼은 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 스티어링 컬럼에 있어서 운전자가 조향휠을 조작함으로써 발생한 조향력은 조향축을 통해 랙 피니언 기구에 전달되고 최종적으로 양쪽 바퀴의 방향을 변화시키게 된다.

또한, 자동차의 스티어링 컬럼은 텔레(Tele) 혹은 틸트(Tilt) 기능을 추가 할 수 있는데, 이러한 기능에 따라 텔레식 또는 틸트식 스티어링 컬럼으로 나누어 지며, 경우에 따라서는 텔레식 스티어링 컬럼에 틸트 기능이 추가될 수 있다. 이러한 기능을 통하여 운전자는 자신의 신장이나 체형에 맞게 조향휠의 돌출 정도 또는 기울임각도를 조절함으로써 원활한 조향 조작을 할 수 있게 된다.

한편, 도 1은 종래의 차량용 스티어링 컬럼을 나타낸 사시도이며, 도 2는 종래의 차량용 스티어링 컬럼의 래치 장치를 나타낸 사시도이다.

도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이, 종래 기술에 의한 일반적인 틸트식 스티어링 컬럼(100)은 조향휠(미도시)이 장착된 조향축(110)을 수용하는 외측 튜브(111), 상기 외측 튜브(111)에 인입되는 내측 튜브(113), 상기 내측 튜브(113)를 차체에 고정시키는 하부 브라켓(115), 상기 외측 튜브(111)의 상측에 설치되어 차체에 고정되는 마운팅 브라켓(117), 상기 조향휠(미도시)의 기울임 각도를 조절할 수 있는 틸트 기구부가 장착된 상부 조향컬럼, 상기 상부 조향컬럼과 일체로 고정되며 틸트홀(미도시)이 형성된 틸트 브라켓(120), 상기 틸트 브라켓(120)의 외측면에 형성되는 고정기어(131), 상기 고정기어(131)에 치합 또는 분리되는 가동기어(133), 상기 틸트홀(미도시)을 관통하며 일단이 상기 가동기어(133)에 결합된 틸트 볼트(미도시), 상기 틸트 볼트(미도시)의 타단에 결합되며 상기 틸트 브라켓(120)의 측면에 결합된 캠(미도시)에 의해 상기 가동기어(133)를 상기 고정기어(131)에 치합 및 분리시키는 레버(151)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 레버(151)가 잠긴 상태에서는 상기 고정기어(131)와 상기 가동기어(133)가 밀착되어 상기 외측 튜브(111)와 상기 조향축(미도시) 등은 고정되지만 상기 레버(151)가 풀리면 상기 캠(미도시)에 의해서 상기 가동기어(133)가 상기 고정기어(131)로부터 분리되어 상기 상부 조향컬럼은 로워 틸트 중심(160)을 기준으로 틸트되는 방향으로 움직일 수 있게 된다.

또한, 상기 레버(151)의 일측면에는 돌출부가 형성되어 상기 레버(151)의 회전에 따라 상기 캠(미도시)에 의해 상기 가동기어(133)를 상기 고정기어(131)로부터 치합 및 분리되게 된다.

한편, 상기 캠(미도시)은 회전하지 않기 때문에 운전자가 상기 레버(151)를 회전 시키면 상기 캠(미도시)과 상기 레버(151) 사이에는 회전 차이가 생기게 된다. 이때, 상기 레버(151)와 상기 캠(미도시)은 밀착되어 있기 때문에 상기 레버(151)의 회전력이 가해진다.

따라서, 상기 캠(미도시)과 상기 가동기어(133))는 상기 레버(151)의 회전 방향에 따라서 미세하게 움직이며 결국 상기 가동기어(133)와 상기 고정기어(131)가 치합할때 치가 엇갈려 맞물리게 되는 경우 결합되지 않는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 차량용 스티어링 컬럼의 틸트 및 텔레 작동 시 치 이단 걸림을 방지하여 사용상의 편의성이 향상되는 차량용 스티어링 컬럼의 래치 장치를 제공하는 것을 해결과제로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 차체에 고정되는 마운팅 브라켓에 고정되는 틸트 브라켓 측면의 픽싱기어에 치합 또는 분리되는 무빙기어에 결합된 틸트 볼트를 가동하여 조임작동되는 캠을 포함하는 차량용 스티어링 컬럼의 래치 장치에 있어서, 상기 캠의 회전 캠작동에 연계하여, 상기 픽싱기어의 치산에 대하여 접근 및 이격되는 상기 무빙기어의 치산과의 정상끼리의 맞물림 작동에 기인한 틸트 브라켓의 벌어짐 상태의 유지로 인해, 상기 캠의 조임작동을 저해하는 상황을 회피하도록 상기 치산들의 치합 이전에 치산 사이의 골에 정합되도록 상기 무빙기어의 치합 이동을 안내 정합하는 치간정합부재를 포함하고, 상기 치간정합부재는, 상기 픽싱기어와 무빙기어의 치 물림을 가이드 하기 위하여 상기 픽싱기어의 치산에 접하도록 상기 무빙기어에 장착되는 가이드핀과, 상기 가이드핀의 이동을 탄성적으로 제어하기 위하여 상기 무빙기어에 장착되되, 상기 가이드 핀을 상기 픽싱기어 측으로 가압하도록 상기 무빙기어의 상측에 절곡 형성되는 스프링과, 상기 가이드 핀이 무빙기어에 축 결합된 상태에서 픽싱기어와 무빙기어가 치합될 때 가이드 핀이 유동 가능케 하기 위하여 상기 무빙기어의 양 측면에 타공된 가이드홀을 포함하여 구비하며, 상기 가이드홀은 상기 가이드핀이 상기 픽싱기어의 치산에 맞닿아 치산 사이 골로의 탄력적인 회피 이동이 수행되도록 일방향으로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 는 것을 특징으로 하는 차량용 스티어링 컬럼의 래치장치를 제공한다.

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상기의 해결 수단을 통해서, 본 발명의 차량용 스티어링 컬럼의 래치 장치는 픽싱 기어와 무빙 기어의 치산이 상호 맞물려 엇갈린 경우에도 가이드 스프링 및 가이드 핀에 의해 상기 픽싱 기어와 상기 무빙 기어의 걸림 위치가 먼저 선정되어 레버 잠금 시, 기어 치산이 맞물리는 현상을 현저히 개선할 수 있다.

도 1은 종래의 차량용 스티어링 컬럼을 나타낸 사시도.
도 2는 종래의 차량용 스티어링 컬럼의 래치 장치를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 스티어링 컬럼을 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 스티어링 컬럼을 나타낸 분해 사시도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 스티어링 컬럼의 래치 장치의 무빙기어를 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 스티어링 컬럼의 래치 장치의 무빙기어를 나타낸 분해 사시도.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 스티어링 컬럼의 래치 장치의 무빙기어의 작동 상태를 나타낸 단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 스티어링 컬럼의 래치 장치를 상세히 설명한다.

여기서, 하기 도면의 좌측부분을 전단으로 도면의 우측부분을 후단으로 그리고, 도면의 윗부분을 상단으로 도면의 아랫부분을 하단으로 하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 스티어링 컬럼을 나타낸 사시도, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 스티어링 컬럼을 나타낸 분해 사시도이다.

도 3 및 도 4에서 보는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 스티어링 컬럼(200)의 래치장치는 스티어링 휠이 장착된 조향축(210)을 수용하는 외측 튜브(221), 상기 외측 튜브(221)에 인입되는 내측 튜브(223), 상기 내측 튜브(223)를 차체에 고정시키는 하부 브라켓(225), 상기 외측 튜브(221)의 상측에 설치되어 차체에 고정되는 마운팅 브라켓(227), 상기 마운팅 브라켓(227)에 고정되는 틸트 브라켓(230), 상기 틸트 브라켓(230)의 외측면에 고정되는 픽싱기어(231), 상기 픽싱기어(231)에 치합 또는 분리되는 무빙기어(233), 상기 틸트 브라켓(230)을 관통하며 일단이 상기 무빙기어(233)에 결합된 틸트 볼트(235), 상기 틸트 볼트(235)의 타단에 결합되며 상기 틸트 브라켓(230)의 측면에 결합된 캠(237)에 의해 일종의 가동기로서의 레버(240)를 포함하여 구성된다.

여기에서, 본 발명에 따른 래치장치는, 상기 캠(237)의 회전 캠작동에 연계하여, 상기 픽싱기어(231)의 치산에 대하여 접근 및 이격되는 상기 무빙기어(233)의 치산과의 정상끼리의 맞물림 작동에 기인한 틸트 브라켓(230)의 벌어짐 상태의 유지로 인해, 상기 캠(237)의 조임작동을 저해하는 상황을 회피하도록 상기 치산들의 치합 이전에 치산 사이의 골에 정합되도록 상기 무빙기어(233)의 치합 이동을 안내 정합하는 치간정합부재를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 틸트 브라켓(230)은 차체에 고정되되, 상기 차량의 스티어링 휠의 기울임 각도가 조절되도록 측면에 제1틸트홀이 형성된다. 즉, 상기 틸트 볼트(235)가 관통하며, 상기 스티어링 휠이 상기 하부 브라켓(225)의 중심을 기준으로 틸트되도록 상기 틸트 브라켓(230)의 양측면에 각각 제1틸트홀이 형성됨이 바람직하다. 그리고, 상기 틸트 브라켓(230)은 상기 마운팅 브라켓(227)과 일체로 형성될 수도 있다.

또한, 상기 틸트 브라켓(230)의 측면에는 상기 픽싱기어(231)가 고정된다. 상세히, 상기 픽싱기어(231)는 상기 제1틸트홀에 대응되는 제2틸트홀이 형성되며, 상기 제2틸트홀의 측부에 치산이 형성되어 상기 틸트 브라켓(230)의 측면에 고정됨이 바람직하다.

덧붙여, 상기 제1틸트홀 및 상기 제2틸트홀에는 상기 레버(240)의 회전에 의해 상기 무빙기어(233)의 가동을 제어하는 상기 틸트 볼트(235)가 관통한다.

그리고, 상기 무빙기어(233)는 상기 픽싱기어(231)에 치합 또는 분리 되도록 상기 픽싱기어(231)의 치산에 대응되는 치산이 형성된다. 상세히, 상기 무빙기어(233)는 상기 틸트 브라켓(230) 및 상기 픽싱기어(231)의 상기 제1틸트홀 및 상기 제2틸트홀을 관통하는 상기 틸트 볼트(235)의 일단에 결합되며, 상기 틸트 볼트(235)의 타단에 결합된 상기 레버(240)의 회전에 의해 가동에 제어됨이 바람직하다.

한편, 상기 무빙기어(233)에는 상기 치간정합부재가 결합되는 바, 이 치간정합부재는 가이드 핀(250) 및 가이드 스프링(260)을 포함한다. 여기에서, 치간정합부재는, 무빙기어와 픽싱기어의 치산정합을 조력하기 위해, 사전에 치간을 정합 정렬하는 기능을 수행하는 의미로 사용되었다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 스티어링 컬럼의 래치 장치의 무빙기어를 나타낸 사시도이며, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 스티어링 컬럼의 래치 장치의 무빙 기어를 나타낸 분해 사시도이고, 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 스티어링 컬럼의 래치 장치의 무빙기어의 작동 상태를 나타낸 단면도이다.

도 5 내지 도 7에서 보는 바와 같이, 상기 가이드 핀(250)은 상기 픽싱기어(231)의 치산에 접하여, 상기 무빙기어(233)의 치산과 상기 픽싱기어(231)의 치산과의 치물림을 가이드 하도록 상기 무빙기어(233)에 이동 가능하게 구비된다. 또한, 상기 가이드 스프링(260)은 상기 가이드 핀(250)의 이동을 탄성적으로 제어하도록 상기 무빙기어(233)에 구비된다.

여기서, 상기 무빙기어(233)에는 상기 가이드 핀(250)이 상기 픽싱기어(231)와의 치합에 의해 이동되도록 양측면에 가이드홀(233a)이 형성됨이 바람직하다. 그리고, 상기 가이드 스프링(260)은 상기 가이드 핀(250)을 상기 픽싱기어(231) 측으로 가압하도록 상기 무빙기어(233)의 상측에 고정됨이 바람직하다.

상세히, 상기 무빙기어(233)에는 상기 틸트 볼트(235)가 관통되어 체결 볼트(270)와 결합되도록 중심부에 체결홀이 형성되어 있으며, 상기 체결홀의 양측부에 상기 픽싱기어(231)의 치산에 대응되는 치산이 형성됨이 바람직하다. 또한, 상기 무빙기어(233)의 양측면에 형성된 가이드홀(233a)에는 상기 가이드 핀(250)이 이동 가능하게 결합되어 있으며, 상기 가이드 스프링(260)은 상기 가이드 핀(250)을 상기 픽싱기어(231) 측으로 가압하도록 판스프링 형상으로 상기 무빙기어(233)의 체결홀과 대응되는 홀이 형성됨이 바람직하다.

물론, 상기 가이드 스프링(260)은 판스프링 형상에 한정되는 것은 아니고, 상기 가이드 핀(250)을 상기 픽싱기어(231)의 치산 측으로 가압할 수 있는 형상의 탄성재질로 이루어짐이 바람직하다.

한편, 상기 무빙기어(233)와 상기 픽싱기어(231)의 치합 및 분리되는 과정에 대하여 도 7의 (A) 및 (B)를 참고하여 설명하면 다음과 같다.

상기 레버(240)를 회전시키면 상기 캠(237)에 상기 틸트 볼트(235)가 회전하며 상기 무빙기어(233)를 상기 픽싱기어(231) 측으로 가압된다. 여기서, 상기 무빙기어(233)의 치산이 상기 픽싱기어(231)의 치산에 치합될 때 상기 가이드 스프링(260)에 의해 상기 무빙기어(233)의 치산의 높이보다 소정의 거리 만큼 돌출되어 구비된 상기 가이드 핀(250)이 상기 무빙기어(233)와 상기 픽싱기어(231)의 치산이 맞물리기 전에 먼저 상기 픽싱기어(231)의 치산에 안착한다.

이때, 상기 가이드 스프링(260)이 상기 가이드 핀(250)을 픽싱기어(231) 측으로 가압하여 상기 가이드 핀(250)은 상기 가이드홀(233a)을 따라 후측으로 밀려나면서 상기 무빙기어(233)의 치산을 상기 픽싱기어(231)의 치산에 엇갈림 없이 골에 안착되도록 가이드 하여 준다. 즉, 상기 가이드 핀(250)이 상기 가이드 스프링(260) 및 가이드홀(233a)에 의해 상기 픽싱기어(231)의 골에 먼저 안착되면서 상기 무빙기어(233)는 상기 픽싱기어(231)에 치합된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 각 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구항에서 청구하는 범위를 벗어남 없이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형 실시되는 것은 가능하며, 이러한 변형 실시는 본 발명의 범위에 속한다.

200: 스티어링 컬럼 210: 조향축
221: 외측 튜브 223: 내측 튜브
225: 하부 브라켓 227: 마운팅 브라켓
230: 틸트 브라켓 231: 픽싱기어
233: 무빙기어 233a: 가이드홀
235: 틸트 볼트 237: 캠
240: 레버 250: 가이드 핀
260: 가이드 스프링 270: 체결 볼트

Claims (5)

1. 차체에 고정되는 마운팅 브라켓(227)에 고정되는 틸트 브라켓(230) 측면의 픽싱기어(231)에 치합 또는 분리되는 무빙기어(233)에 결합된 틸트 볼트(235)를 가동하여 조임 작동되는 캠을 포함하고, 상기 캠의 작동에 연계하여 상기 픽싱기어의 치산에 대하여 접근 및 이격되는 상기 무빙기어의 치산과의 정상끼리의 맞물림 작동에 기인한 틸트 브라켓의 벌어짐 상태의 유지로 인해 상기 캠의 조임작동을 저해하는 상황을 회피하도록 상기 치산들의 치합 이전에 치산 사이의 골에 정합되도록 상기 픽싱기어와 무빙기어의 치 물림을 가이드 하기 위하여 상기 픽싱기어의 치산에 접하도록 상기 무빙기어에 장착되는 가이드핀(250); 상기 가이드핀(250)의 이동을 탄성적으로 제어하기 위하여 상기 무빙기어에 장착되되, 상기 가이드 핀을 상기 픽싱기어 측으로 가압하도록 상기 무빙기어의 상측에 절곡 형성되는 스프링(260); 으로 이루어진 치간정합부재를 포함하는 차량용 스티어링 컬럼의 래치장치에 있어서,
   상기 가이드 핀이 무빙기어에 축 결합된 상태에서 픽싱기어와 무빙기어가 치합될 때 가이드 핀이 유동 가능케 하기 위하여 상기 무빙기어의 양 측면에 타공된 가이드홀(233a);을 포함하여 구비되고, 상기 가이드홀(233a)은 상기 가이드핀이 상기 픽싱기어의 치산에 맞닿아 치산 사이 골로의 탄력적인 회피 이동이 수행되도록 일 방향으로 경사지며 만곡되게 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 스티어링 컬럼의 래치 장치.
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