KR101648471B1 - 자동차의 조향 컬럼장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 조향 컬럼장치에 관한 것으로, 조향축이 삽입된 튜브의 외주면에 결합되는 컬럼하우징; 상기 컬럼하우징과 맞닿도록 배치되고, 차체에 장착되는 마운팅브래킷; 상기 컬럼하우징의 양측에 결합되고, 각각의 일단이 상기 마운팅브래킷에 고정되는 한 쌍의 틸트브래킷; 상기 틸트브래킷을 가압하여 상기 컬럼하우징을 선택적으로 구속시키는 가압부재; 및 양단이 상기 한 쌍의 틸트브래킷의 타단에 고정되고, 가운데 부분이 상기 컬럼하우징에 지지되어 상기 컬럼하우징의 위치에 따라 탄성변형됨으로써 상기 컬럼하우징을 상기 마운팅브래킷 방향으로 가압하는 틸트스프링을 포함하여 구성된다.
이에 따라, 틸트스프링이 균일한 힘으로 컬럼하우징을 지탱할 수 있고, 이에 따라 튜브(100)의 틸팅동작에 따라 발생될 수 있는 진동 및 소음을 최소화시킬 수 있다.

Description

자동차의 조향 컬럼장치 {STEERING COLUMN ASSEMBLY FOR CAR}

본 발명은 자동차의 조향 컬럼장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단일 틸트스프링을 이용하여 스티어링컬럼을 탄성적으로 지지하는 자동차의 조향 컬럼장치에 관한 것이다.

자동차에는 운전자의 신체 조건이나 자세에 맞게 조향휠(STEERING WHEEL)의 높이 및 전·후 거리를 조절할 수 있는 조향휠 조정장치가 있다.

조향휠 조정장치는 운전자가 잠금 레버를 조작하여 잠금 상태를 해제한 뒤, 조향휠을 일정한 각도로 틸팅시킬 수 있는 틸트 조정장치와, 운전자가 조향휠을 조향축으로부터 인출하거나 인입시켜 조향휠과 운전자 사이의 거리를 조정할 수 있는 텔레스코픽 조정장치로 이루어진다.

이러한 종래의 조향휠 조정장치가 '특허문헌 1'에 개시되어 있다. 도 1은 종래의 조향휠 조정장치를 도시한 사시도이다. 종래의 조향휠 조정장치는 튜브(1); 튜브(1)를 감싸는 마운팅브래킷(2); 및 상기 튜브(1)와 상기 마운팅브래킷(2) 사이에 설치되어 상기 튜브(1)의 틸팅 위치를 구속하는 한 쌍의 코일스프링(3)으로 구성된다.

그러나 종래의 조향휠 조정장치는 틸팅 동작 시 조향휠의 위치를 한쪽 방향으로 구속하는 코일스프링(3)이 두 개로 구성되어 탄성력 불균형으로 인한 진동 및 소음이 발생되는 문제점이 있다.

KR 10-0247336 B1 (2000. 4. 1.)

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 단일 틸트스프링을 이용하여 스티어링컬럼을 탄성적으로 지지하는 자동차의 조향 컬럼장치를 제공하는 것이다.

위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 자동차의 조향 컬럼장치는 조향축이 삽입된 튜브의 외주면에 결합되는 컬럼하우징; 상기 컬럼하우징과 맞닿도록 배치되고, 차체에 장착되는 마운팅브래킷; 상기 컬럼하우징의 양측에 결합되고, 각각의 일단이 상기 마운팅브래킷에 고정되는 한 쌍의 틸트브래킷; 상기 틸트브래킷을 가압하여 상기 컬럼하우징을 선택적으로 구속시키는 가압부재; 및 양단이 상기 한 쌍의 틸트브래킷의 타단에 고정되고, 가운데 부분이 상기 컬럼하우징에 지지되어 상기 컬럼하우징의 위치에 따라 탄성변형됨으로써 상기 컬럼하우징을 상기 마운팅브래킷 방향으로 가압하는 틸트스프링을 포함하여 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.

본 발명에 따른 자동차의 조향 컬럼장치는 틸트스프링이 일체형으로 형성되어 균일한 힘으로 컬럼하우징을 지탱할 수 있고, 이에 따라 튜브의 틸팅동작에 따라 발생될 수 있는 진동 및 소음을 최소화시킬 수 있다.

도 1은 종래의 조향휠 조정장치를 도시한 사시도
도 2는 본 발명에 따른 자동차의 조향 컬럼장치를 도시한 사시도
도 3은 틸트스프링이 제외된 본 발명에 따른 자동차의 조향 컬럼장치를 도시한 측면도
도 4는 도 3의 A부분을 확대 도시한 측면도
도 5는 도 3의 정면도
도 6은 도 5의 실시예
도 7은 틸트스프링을 도시한 사시도
도 8은 본 발명에 따른 자동차의 조향 컬럼장치의 작동상태를 도시한 측면 개념도

아래에서는 본 발명에 따른 자동차의 조향 컬럼장치를 첨부된 도면을 통해 더욱 상세히 설명한다.

본 발명은 자동차의 조향 컬럼장치에 관한 것으로, 도 2는 본 발명에 따른 자동차의 조향 컬럼장치를 도시한 사시도, 도 3은 틸트스프링이 제외된 본 발명에 따른 자동차의 조향 컬럼장치를 도시한 측면도, 도 5는 도 3의 정면도, 도 6은 도 5의 실시예, 도 7은 틸트스프링을 도시한 사시도 및 도 8은 본 발명에 따른 자동차의 조향 컬럼장치의 작동상태를 도시한 측면 개념도이다.

본 발명에 따른 자동차의 조향 컬럼장치는 조향축이 삽입된 튜브(100)의 외주면에 결합되는 컬럼하우징(110); 컬럼하우징(110)과 맞닿도록 배치되고, 차체에 장착되는 마운팅브래킷(120); 컬럼하우징(110)의 양측에 결합되고, 각각의 일단이 마운팅브래킷(120)에 고정되는 한 쌍의 틸트브래킷(130); 틸트브래킷(130)을 가압하여 컬럼하우징(110)을 선택적으로 구속시키는 가압부재(140); 및 양단이 한 쌍의 틸트브래킷(130)의 타단에 고정되고, 가운데 부분이 컬럼하우징(110)에 지지되어 컬럼하우징(110)의 위치에 따라 탄성변형됨으로써 컬럼하우징(110)을 마운팅브래킷(120) 방향으로 가압하는 틸트스프링(150)을 포함하여 구성된다.

아래에서는 각 구성요소에 대하여 상세히 설명한다.

튜브(100)는 조향축(미도시)이 수용되는 것으로서, 일반적으로 튜브(100)와 조향축을 통틀어 조향컬럼이라 부른다.

컬럼하우징(110)은 튜브(100) 외측에 설치되고, 필요에 따라 튜브(100) 일체형으로 형성될 수도 있다. 컬럼하우징(110)에는 튜브(100)의 길이방향과 나란하게 텔레스코픽홀(112)이 형성된다.

어저스트볼트(114)는 긴 원기둥 형상으로, 텔레스코픽홀(112) 및 후술할 틸트브래킷(130)의 틸팅홀을 관통하도록 설치된다. 따라서 어저스트볼트(114)는 텔레스코픽홀(112)의 길이방향을 따라 전·후 이동될 수 있고, 틸팅홀의 길이방향을 따라 상·하 이동될 수 있다.

마운팅브래킷(120)은 차체에 고정되어 튜브(100)를 지지한다.

틸트브래킷(130)은 도 6에 도시된 바와 같이 한 쌍이 구비되고, 마운팅브래킷(120)에 대해 수직으로 고정되어 마운팅브래킷(120)과 함께 튜브(100) 및 컬럼하우징(110)을 감싸는 구성요소이다.

틸트브래킷(130)은 구체적으로 일단이 마운팅브래킷(120)에 고정되는 베이스플레이트부(132); 베이스플레이트부(132) 타단에 형성되고, 고정홀(135)이 형성되는 고정부(134); 베이스플레이트부(132) 타단에 형성되고, ㄷ자 형태의 지지홈(137)이 형성되는 이탈방지부(136)를 포함하여 구성된다.

베이스플레이트부(132)는 도 3에 도시된 바와 같이 틸트브래킷(130)의 기초가 되는 부분으로서, 마운팅브래킷(120)에 고정되고, 컬럼하우징(110)과 맞닿아 있어 후술할 가압부재(140)에 의해 탄성변형되어 컬럼하우징(110)을 선택적으로 가압한다. 그리고 베이스플레이트부(132)에는 길이방향을 따라 어저스트볼트(114)가 관통되는 틸팅홀(미도시)이 형성된다.

고정부(134)는 베이스플레이트부(132) 중 마운팅브래킷(120)과 연결된 끝단의 반대쪽 끝단에 형성된다. 고정부(134)에는 도 3에 도시된 바와 같이 고정홀(135)이 형성되어 후술할 틸트스프링(150)이 결합된다.

고정홀(135)은 장홀 형태로 형성되는데, 바람직하게는 마운트브래킷(120)을 향하는 쪽으로부터 반대쪽으로 갈수록 폭이 좁아지도록 형성된다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이 도면을 기준으로 고정홀(135)의 하부(135a)는 반원 형태로 형성되고, 상부(135b)는 상단으로 갈수록 폭이 좁아지게 연장 형성된다.

이탈방지부(136)는 후술할 틸트스프링(150)이 고정부(134)로부터 이탈되지 않도록 지지하는 것으로, 고정부(134)와 마찬가지로 베이스플레이트부(132) 중 마운팅브래킷(120)과 연결된 끝단의 반대쪽 끝단 중 고정부(134)의 옆에 위치된다. 이탈방지부(136)는 바깥쪽에 지지홈(137)이 형성되어 'ㄷ'자 형태를 이룬다.

지지홈(137)은 도 5에 도시된 바와 같이 이탈방지부(136)의 바깥쪽에 형성되고, 안쪽에 마운팅브래킷(120)을 향하는 방향으로 제1 안착홈(137a)이 형성된다.

또한, 실시예로서 도 6에 도시된 바와 같이 제1 안착홈(137a)과 대향하는 위치에 제2 안착홈(137b)이 형성될 수도 있으며, 제1 안착홈(137a)에는 안착 상태에서의 이탈 방지를 위해 컬럼 내측방향으로 개방단이 경사형성된 이탈방지돌기(137c)가 형성되어 후술할 틸트스프링(150)의 이탈을 더욱 효율적으로 방지할 수 있다.

가압부재(140)는 틸트브래킷(130)을 가압하여 컬럼하우징(110)을 구속함으로써 조향휠의 위치를 고정시키는 구성요소로서, 틸트고정기어(142); 틸트가동기어(145); 틸트레버(146); 및 캠(147)으로 이루어진다.

틸트고정기어(142)는 플레이트 형상으로, 틸트브래킷(130) 외측면에 고정되고, 길이방향을 따라 다수 개의 톱니(143)가 형성된다. 톱니(143)는 2열로 형성되고, 그 사이에 장홀(144)이 형성된다.

틸트가동기어(145)는 플레이트 형상으로, 틸트브래킷(130)의 외측에 위치하고, 어저스트볼트(114)의 일단에 고정된다. 그리고 내측면에는 다수 개의 톱니(미도시)가 2열로 형성되어 후술할 틸트레버(146)의 작동에 의해 틸트가동기어(145)가 틸트고정기어(142)에 선택적으로 맞물리고, 이에 따라 틸트가동기어(145)가 틸트고정기어(142)에 치합됨으로써 틸트가동기어(145)가 틸트고정기어(142)와 견고하게 결합된다.

틸트레버(146)는 틸트브래킷(130)의 외측에 위치하고, 어저스트볼트(114)의 타단에 고정된다.

그리고 틸트레버(146)와 틸트브래킷(130) 사이에는 캠(147)이 설치되어 틸트레버(146)의 회전에 따라 캠(147)이 작동하여 어저스트볼트(114)를 이동시킨다. 구체적으로, 캠(147)은 작동캠과 고정캠으로 이루어지는데, 작동캠은 틸트레버(146)에 고정되고, 고정캠은 틸트브래킷(130)에 고정된다. 따라서 틸트레버(146)의 회전에 따라 작동캠이 고정캠으로부터 가까워지거나 멀어짐으로써 어저스트볼트(114)가 이동된다.

아래에서는 튜브(100)가 고정되는 과정을 간략하게 설명한다.

틸트레버(146)가 잠금 방향으로 회전되면, 작동캠이 고정캠으로부터 멀어지면서 고정캠을 밀기 때문에 틸트브래킷(130)이 탄성변형되어 컬럼하우징(110)을 가압하게 되고, 이와 동시에 어저스트볼트(114)는 틸트브래킷(130)의 일측에서 타측으로 이동되면서 어저스트볼트(114)의 일단에 고정된 틸트가동기어(145)가 틸트고정기어(142)에 맞물려 어저스트볼트(114)의 위치가 고정된다.

따라서 운전자는 틸트레버(146)의 조작으로 튜브(100)를 고정 해제시킨 상태에서 튜브(100)와 연결된 조향휠을 상·하로 이동시켜 원하는 위치에 두고, 다시 틸트레버(146)를 조작하여 튜브(100)를 고정시킴으로써 조향휠(미도시)의 위치를 고정시킬 수 있다.

틸트스프링(150)은 컬럼하우징(110)을 탄성적으로 가압하여 가압부재(140)의 구속력이 해제됐을 시 튜브(100)가 위나 아래 중 어느 한쪽 방향으로 이동되도록 하는 구성요소이다.

구체적으로, 틸트스프링(150)은 컬럼하우징(110)에 연결되어 상기 컬럼하우징(110)을 가압하는 중심부(150a); 각각의 일단이 중심부(150a) 양단에 연결되는 한 쌍의 스파이럴부(150b); 일단이 스파이럴부(150b) 타단에 연결되고, 나란하게 배치되는 연장부(150c); 및 연장부(150c) 타단에서 서로 마주하도록 절곡 형성되어 한 쌍의 틸트브래킷(130)에 연결되는 연결부(150d)를 포함하여 구성된다.

중심부(150a)는 도 7에 도시된 바와 같이 틸트스프링(150)의 가운데에 해당되는 부분으로 '∩'자 형태로 돌출되게 형성된다. 중심부(150a)는 컬럼하우징(110)과 접촉하고 있어 컬럼하우징(110)을 마운팅브래킷(120) 방향으로 밀어주는 역할을 한다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이 중심부(150a)와 컬럼하우징(110) 사이에는 슬라이딩플레이트(152)가 더 구비될 수 있다. 슬라이딩플레이트(152)는 플레이트 형상이고, 상면에 끼움홈이 형성되어 틸트스프링(150)의 중심부(150a)가 끼움홈에 끼워져 슬라이딩플레이트(152)와 결합된다. 이와 같은 슬라이딩플레이트(152)는 튜브(100)의 텔레스코픽 동작 또는 틸팅 동작에 따라 컬럼하우징(110)이 전·후 방향으로 이동될 시 중심부(150a)와 컬럼하우징(110) 사이에 발생되는 마찰을 감소시킨다. 즉, 슬라이딩플레이트(152)는 중심부(150a)와 컬럼하우징(110)이 마찰되는 면적을 넓혀 틸트스프링(150)의 탄성력을 분산시킨 상태에서 슬라이딩플레이트(152)와 컬럼하우징(110) 사이에 그리스(GREASE)와 같은 윤활유를 도포하여 마찰계수를 낮춤으로써 마찰력을 감소시킨다.

스파이럴부(150b)는 중심부(150a) 양단 각각으로부터 연장되고, 나선 형태로 감겨있는 형태이다.

연장부(150c)는 스파이럴부(150b) 끝단으로부터 연장되고, 틸트브래킷(130)의 이탈방지부(136)의 지지홈(137)에 삽입된다. 이때, 연장부(150c)는 제1 안착홈(137a)에 안착되고, 이탈방지돌기(137c)에 의해 이탈이 방지된다. 또한, 후술할 연결부(150d)가 외부 충격에 의해 고정홀(135)로부터 이탈되더라도 연장부(150c)는 제2 안착홈(137c)에 안착될 수 있어 지지홈(137) 바깥으로 완전히 이탈되는 것이 방지된다.

연결부(150d)는 연장부(150c) 끝단으로부터 절곡 형성되되, 도 7에 도시된 바와 같이 서로 마주하는 방향으로 절곡된다. 연결부(150d)의 끝단은 틸트브래킷(130)의 고정홀(135)에 삽입된다. 이때, 고정홀(135)은 상단으로 갈수록 폭이 좁아지는 형태의 장홀로 이루어지므로 연결부(150d)는 먼저 고정홀(135)의 하부(135a)에 삽입된 뒤 상부(135b)에 안착된다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이 연결부(150d)가 고정홀(135) 상부(135b)에 안착된 상태에서는 고정부(134)와 접촉하는 면적이 넓으므로 튜브(100)의 틸팅동작에 의해 중심부(150a)로부터 힘이 전달될 경우 고정부(134)에 응력이 집중되는 것을 분산시킬 수 있으며, 이에 따라 고정부(134)가 변형되는 것을 효율적으로 방지할 수 있는 장점이 있다.

위와 같은 틸트스프링(150)의 작동상태를 도면을 참조하여 설명하면, 도 8(a)에 도시된 바와 같이 튜브(100) 및 컬럼하우징(110)이 도면을 기준으로 상향된 상태에서는 틸트스프링(150)의 스파이럴부(150b)가 압축된 상태가 되고, 탄성력에 의해 중심부(150a)가 튜브(100) 및 컬럼하우징(110)을 가압하고 있는 상태이다. 이 상태에서 틸트레버(146)가 해제되어 틸트브래킷(130)이 컬럼하우징(110)을 구속하지 않은 상태가 되면, 도 8(b)에 도시된 바와 같이 틸트스프링(150)의 탄성력으로 인해 튜브(100) 및 컬럼하우징(110)이 도면을 기준으로 하향된다.

이와 같이 본 발명은 틸트스프링(150)이 일체형으로 형성되어 균일한 힘으로 컬럼하우징(110)을 지탱할 수 있고, 이에 따라 튜브(100)의 틸팅동작에 따라 발생될 수 있는 진동 및 소음을 최소화시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 틸트스프링(150)의 위치를 구속시키는 이탈방지부(136)의 지지홈(137)의 내측에 제1 안착홈(137a)가 형성되어 틸트스프링(150)이 이탈되는 것을 방지할 수 있으며, 고정홀(135)의 폭이 좁아지는 형상으로 인해 틸트스프링(150)을 고정시키는 고정부(134)의 내구성이 향상되는 장점이 있다.

100: 튜브 110: 컬럼하우징
112: 텔레스코픽홀 114: 어저스트볼트
120: 마운팅브래킷 130: 틸트브래킷
132: 베이스플레이트부 134: 고정부
135: 고정홀 136: 이탈방지부
137: 지지홈 137a: 제1 안착홈
137b: 제2 안착홈 137c: 이탈방지돌기
142: 틸트고정기어 143: 톱니
144: 틸트가동기어 146: 틸트레버
147: 캠 150: 틸트스프링
150a: 중심부 150b: 스파이럴부
150c: 연장부 150d: 연결부
152: 슬라이딩플레이트

Claims (6)

1. 조향축이 삽입된 튜브의 외주면에 결합되는 컬럼하우징;
   상기 컬럼하우징과 맞닿도록 배치되고, 차체에 장착되는 마운팅브래킷;
   상기 컬럼하우징의 양측에 결합되고, 각각의 일단이 상기 마운팅브래킷에 고정되는 한 쌍의 틸트브래킷;
   상기 틸트브래킷을 가압하여 상기 컬럼하우징을 선택적으로 구속시키는 가압부재 및
   양단이 상기 한 쌍의 틸트브래킷의 타단에 고정되고, 가운데 부분이 상기 컬럼하우징에 지지되어 상기 컬럼하우징의 위치에 따라 탄성변형됨으로써 상기 컬럼하우징을 상기 마운팅브래킷 방향으로 가압하는 틸트스프링을 포함하여 구성되고,
   상기 틸트스프링은,
   상기 컬럼하우징에 연결되어 상기 컬럼하우징을 상기 마운팅브래킷 방향으로 가압하는 중심부;
   각각의 일단이 상기 중심부 양단에 연결되는 한 쌍의 스파이럴부;
   일단이 상기 스파이럴부 타단에 연결되고, 나란하게 배치되는 연장부 및
   상기 연장부 타단에서 서로 마주하도록 절곡 형성되어 상기 한 쌍의 틸트브래킷에 연결되는 연결부를 포함하여 구성되며,
   상기 틸트브래킷은,
   일단이 상기 마운팅브래킷에 고정되는 베이스플레이트부;
   상기 베이스플레이트부 타단에 형성되고, 상기 틸트스프링의 상기 연결부가 삽입되는 고정홀이 형성되는 고정부 및
   상기 베이스플레이트부 타단에 형성되고, 상기 틸트스프링의 상기 연장부가 삽입되는 지지홈이 형성되는 ㄷ자 형태의 이탈방지부를 포함하여 구성되고,
   상기 이탈방지부는, 상기 지지홈 내측 중 상기 마운팅브래킷을 향하는 부분에 형성되는 제1 안착홈; 상기 지지홈 중 상기 제1 안착홈과 대향하는 위치에 형성되는 제2 안착홈; 및 상기 제1 안착홈 입구에 형성되는 이탈방지돌기를 더 포함하여 상기 연장부가 안착됨으로써 상기 지지홈 바깥으로 이탈되는 것을 방지하며,
   상기 고정홀은 장홀 형태로 형성되고 상기 마운팅브래킷으로부터 멀어질수록 폭이 좁아지게 형성되되, 상기 고정홀의 하부는 반원 형태로 형성되고, 상부는 상단으로 갈수록 폭이 좁아지게 형성되어 상기 틸트스프링의 연결부가 탄력적으로 측방향 이동없이 안정적으로 고정되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향 컬럼장치.
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