KR101923882B1 - 스티어링컬럼의 락킹 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 관 형상의 하우징 및 상기 하우징 내에 삽입된 샤프트를 포함한 스티어링컬럼의 락킹 구조에 있어서, 샤프트 내에서 상기 샤프트의 길이방향을 따라 활주가능하게 장착된 락바;와 상기 락바를 활주시키는 액추에이터; 및 스프링과 결합되어 샤프트에 장착되는 락핀;을 포함하고, 상기 락핀은 락바의 활주에 따라 스프링의 탄성력을 극복하고 샤프트의 외주면에서 돌출되되, 돌출된 락핀이 하우징에 형성된 고정홀에 삽입되면 샤프트의 축회전이 방지되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성의 본 발명은 스티어링컬럼 외부에 장착되던 ESCL 을 삭제할 수 있으므로 생산원가 및 제품 중량을 줄일 수 있으며 스티어링컬럼 근방의 레이아웃 설계시 더 큰 자유도를 제공한다.

Description

스티어링컬럼의 락킹 구조{Locking-structure of steering column}

본 발명은 스티어링컬럼의 락킹 구조에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 별도의 ESCL 장치를 추가하지 않고도 스티어링컬럼 내에서 샤프트의 회전이 잠겨질 수 있도록 구성된 스티어링컬럼의 락킹 구조에 관한 것이다.

차량의 시동장치는 종래의 키 삽입 방식에서 전자식으로 조작되는 스마트 시동키 방식으로 발전되고 있다.

종래의 기계식 키 삽입 방식에서는, 시동을 걸기 위해 차량의 각부에 전원을 인가하도록 off 위치에서 키가 삽입됐을 때 키 정보와 키 실린더의 정보가 정당하면 키의 회전이 가능하도록 구성된다.

이때, 키의 회전은 안전을 위해 변속기가 주차위치(P)에 있을 때나 클러치를 밟은 상태에서만 시동이 걸릴 수 있도록 구성되며, 키가 삽입되지 않은 상태에서는 차량의 도난 방지를 위해 (스티어링) 샤프트의 회전이 단속되는 락(lock) 기능이 추가되는 것이 일반적이다.

ESCL(ELECTRIC STEERING COLUMN LOCK)은 기계식 키 삽입 방식에서 수행되던 샤프트의 락킹 기능이 스마트 시동키 방식을 갖는 차량에서 수행되도록 개발된 것으로서 (스마트 시동키 또는 차량의) PCM 작동신호에 따라서 스티어링휠과 연결된 샤프트의 회전을 단속함으로서 상기 스티어링휠 잠금과 해제가 전자적으로 작동되도록 구성된다.

일반적인 ESCL 은 내부에 모터 및 ECU 등이 장착되고, 상기 모터에 의해 활주하는 락바(lock bar)가 (샤프트 또는 하우징에 장착된) 락링(lock ring)이 맞물리면서 샤프트의 회전을 방지하는 구조이다.

하지만, 상기 ESCL 은 생산원가가 높은 문제점이 있고 스티어링컬럼 근방에 장착되어 일정한 공간을 차지한다.

본 발명은 ESCL 를 삭제하여 생산원가 및 중량을 절감하고 스티어링컬럼의 설계공간에 여유를 부여하되, ESCL 의 기능을 대신할 수 있는 스티어링컬럼의 락킹 구조를 제공하는 것에 주목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 관 형상의 하우징 및 상기 하우징 내에 삽입되어 스티어링휠의 회전력을 스티어링기어박스로 전달하는 샤프트를 포함한 스티어링컬럼의 락킹 구조에 있어서, 샤프트 내에서 상기 샤프트의 길이방향을 따라 활주가능하게 장착된 락바;와 상기 락바를 활주시키는 액추에이터; 및 스프링과 결합되어 샤프트에 장착되는 락핀;을 포함하고, 상기 락핀은 락바의 활주에 따라 스프링의 탄성력을 극복하고 샤프트의 외주면에서 돌출되되, 돌출된 락핀이 하우징에 형성된 고정홀에 삽입되면 샤프트의 축회전이 방지되는 것을 특징으로 한다.

상기 락바의 끝단은 직경이 점차적으로 작아지도록 제1경사면이 형성되고, 상기 락핀에는 제1경사면의 진입에 따라 상기 스프링의 탄성력을 극복하고 돌출되도록 제2경사면이 끝단에 형성된다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 락핀은 두 개 이상이 장착되어 샤프트의 둘레를 따라 방사형으로 돌출된다.

그리고, 상기 액추에이터는 전류인가에 따라 자기화(磁氣化)되는 솔레노이드이고, 상기 락바는 솔레노이드의 전류인가에 따라서 활주하도록 구성된다.

상기와 같은 구성의 본 발명은 스티어링컬럼 외부에 장착되던 ESCL 을 삭제할 수 있으므로 생산원가 및 제품 중량을 줄일 수 있으며 스티어링컬럼 근방의 레이아웃 설계시 더 큰 자유도를 제공한다.

종래의 ESCL 에서는 한개의 락바와 락링의 걸림 구조로 샤프트의 회전을 방지하는 반면 본 발명에서는 다수 개의 락핀이 방사형의 배치되어 샤프트의 잠금을 더욱 강건하고 유지할 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스티어링컬럼의 종단면도,
도 2 는 도 1 에 표시된 A-A 부분의 횡단면도,
도 3 은 락바가 활주하여 락핀이 돌출된 모습을 도시한 스티어링컬럼의 종단면도,
도 4 는 도 3 에 표시된 B-B 부분의 횡단면도.

본 발명에 따른 스티어링컬럼(100)은, 관(pipe) 형상을 가지며 차체에 장착되는 하우징(20)과 상기 하우징(20) 내에 삽입되는 샤프트(10)로 구성된다.

상기 샤프트(10)의 일측은 운전자가 조작하는 스티어링휠과 연결되되 타측은 스티어링 기어박스와 연결되어 상기 스티어링휠의 회전력이 차량 양측의 전륜을 선회시키는 스티어링 기어박스로 전달되도록 장착된다. 따라서, 상기 샤프트(10)는 끝단에 세레이션(serration)이 형성되어 스티어링기어박스와 연결된 다른 샤프트 또는 로드 등과 연결된다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스티어링컬럼(100)의 락킹 구조를 더욱 상세히 설명한다.

도 1 을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 샤프트(10)에는 락바(30)와 액츄에이터(40) 및 락핀(50)이 장착된다.

상기 락바(30)는 샤프트(10) 내에서 샤프트(10)의 길이방향을 따라 활주가능하게 장착되며, 일측 끝단은 직경이 점차적으로 작아지도록 제1경사면(31)이 형성된다.

샤프트(10) 내부에서 상기 락바(30)의 타측 끝단에는 락바(30)를 활주시키는 액추에이터가 장착된다. 유압 또는 공압을 이용할 수도 있으나 본 발명에 따른 액추에이터는 상대적으로 작은 크기로서 샤프트(10) 내부에 장착될 수 있도록 전류인가에 따라 자기화(磁氣化)되는 솔레노이드(40)가 사용된다.

상기 솔레노이드(40)는 와이어(41)를 통하여 샤프트(10)의 외부에서 전기를 공급받아 작동된다(자화된다).

한편, 상기 샤프트(10)에는 샤프트(10)의 외주면에서 돌출가능하도록 락핀(50)이 장착된다. 상기 락핀(50)은 스프링(51)과 결합되어 상기 스프링(51)의 탄성력에 의하여 샤프트(10)의 외주면에서 소정의 깊이로 내측을 향하여 삽입된 상태로 장착된다.

그리고, 상기 락핀(50)의 끝단에는 제2경사면(50)이 형성된다. 상기 제2경사면(50)은 제1경사면(31)의 진입에 따라 락핀(51)이 스프링(51)의 탄성력을 극복하고 돌출될 수 있도록 락바(30)가 진입하는 방향에 형성된다.

아울러, 상기 하우징(20)에는 락핀(51)이 돌출됐을 때 끼워질 수 있도록 고정홀(21)이 타공된다.

도 2 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에서 락핀(50)은 (샤프트의 쏠림을 방지하고 보다 안정적으로 샤프트의 회전을 방지하도록) 네 개가 샤프트(10)의 둘레를 따라 방사형으로 배치된다.

따라서, 도 3 과 같이 락바(30)가 활주하게 되면 제1경사면(31)의 끝단이 회전하는 샤프트(10)를 향해 B방향으로 힘을 가한다. 사용자가 락을 시도함에 따라 락핀(50)과 고정홀(21)이 일직선이 아닌 경우 샤프트(10)는 여전히 회전하나, 락바(30)는 계속하여 B방향으로 힘을 가하고 있으므로 락핀(50)과 고정홀(21)이 일직선이 된 순간 락바(30)가 락핀(50)을 미는 힘에 의해 상기 락핀(50)은 스프링(51)의 탄성력을 극복하고 샤프트(10)의 외주면에서 소정의 높이만큼 돌출되어 도 4 에 도시된 바와 같이 하우징(20)에 형성된 각각의 고정홀(21)에 삽입된다. 이와 같은 락핀(50)의 돌출에 따라서 샤프트(10)의 축회전이 방지된다.

본 발명의 액추에이터(40)의 작동 및 제어는 스마트 시동키 또는 차량의 PCM 작동신호에 따라 차량의 시동이 걸리지 않았을 경우에는 락핀(50)을 돌출시키며 차량의 시동이 걸렸을 경우에는 샤프트(10)의 회전이 허용되도록 락핀(50)이 원위치(고정홀에 삽입되지 않는 위치)로 복귀하도록 작동한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 스티어링컬럼(100)은 외부에 별도로 장착되던 종래의 ESCL 을 삭제할 수 있으므로 생산원가의 절감 및 내부 레이아웃 설계의 자유도 향상을 도모할 수 있다.

이상과 같이 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

10 : 샤프트
20 : 하우징
21 : 고정홀
30 : 락바
31 : 제1경사면
40 : 솔레노이드
50 : 락핀
51 : 스프링
52 : 제2경사면

Claims (4)

1. 관 형상의 하우징 및 상기 하우징 내에 삽입된 샤프트를 포함한 스티어링컬럼의 락킹 구조에 있어서,
   샤프트 내에서 상기 샤프트의 길이방향을 따라 활주가능하게 장착된 락바;와
   상기 락바를 활주시키는 액추에이터; 및
   스프링과 결합되어 샤프트에 장착되는 락핀;을 포함하고,
   상기 락핀은 락바의 활주에 따라 락핀을 원위치로 복귀시키는 스프링의 탄성력을 극복하고 샤프트의 외주면에서 돌출되되, 돌출된 락핀이 하우징에 형성된 고정홀에 삽입되면 샤프트의 축회전이 방지되며,
   상기 락바의 끝단은 직경이 점차적으로 작아지도록 제1경사면이 형성되고, 상기 락핀에는 제1경사면의 진입에 따라 상기 스프링의 탄성력을 극복하고 돌출되도록 제2경사면이 끝단에 형성된 것을 특징으로 하는 스티어링컬럼의 락킹 구조.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서, 상기 락핀은 두 개 이상이 장착되어 샤프트의 둘레를 따라 방사형으로 돌출되도록 것을 특징으로 하는 스티어링컬럼의 락킹 구조.
   
4. 청구항 1 또는 3에 있어서, 상기 액추에이터는 전류인가에 따라 자기화(磁氣化)되는 솔레노이드이고, 상기 락바는 솔레노이드의 전류인가에 따라서 활주하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 스티어링컬럼의 락킹 구조.

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