KR101955431B1 - 스티어링 컬럼 - Google Patents

Abstract

본 발명의 스티어링 컬럼은, 마운팅 브라켓; 상기 마운팅 브라켓에 대해 상하 회전하도록 설치된 하우징; 상기 하우징의 중공에 설치되어 축 방향으로 신장 및 수축이 이루어지며 조항축을 감싸도록 중공형상으로 형성된 이너튜브; 상기 마운팅 브라켓과 하우징을 관통하는 조절볼트에 설치되어 조절볼트를 회전시키는 조작레버; 상기 마운팅 브라켓과 하우징의 사이에 구비되어 상기 조절볼트의 회전에 의해 상기 하우징의 틸팅을 조절하는 틸팅 어셈블리; 및 상기 이너튜브에 설치되는 고정기어와, 상기 조절볼트에 체결되는 구동캠 및 상기 구동캠의 회전에 의해 상기 이너튜브의 축 방향에 대해 수직 이동이 발생하며 상기 고정기어와 치합하는 가동기어가 구비된 가동부재로 구성되는 텔레스 어셈블리;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

스티어링 컬럼{STEERING COLUMN}

본 발명은 스티어링 컬럼에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 충돌시 초기 하중을 높여 운전자에게 가해지는 충격을 적절히 흡수하는 스티어링 컬럼에 관한 것이다.

일반적으로 스티어링 컬럼은 운전자의 스티어링 휠 조작에 의해 발생한 회전력을 랙-피니언 기구부로 전달하는 조향축을 둘러싸도록 형성되어 조향축의 회전을 지지하는 한편 브라켓을 통해 차체에 결합됨으로써 조향축의 위치를 고정하는 장치이다.

이러한 스티어링 컬럼은 운전자의 편의를 위하여 텔레스코프(Telescope) 또는 틸트(Tilt) 기능을 추가할 수 있는데, 틸트는 스티어링 휠의 고정각도를 조절하기 위한 것이고, 텔레스코프는 축 방향으로 신장 및 수축이 가능하도록 두 개의 중공 관을 삽입하여 형성한 것으로 자동차의 충돌시 조향축 및 스티어링 컬럼이 컬랩스(Collapse)되면서 충격 에너지를 흡수하는 기능도 갖는다.

따라서, 스티어링 컬럼은 전술한 기능에 따라 텔레스코프식 또는 틸트식으로 나누어 지기도 하고, 경우에 따라서는 텔레스코프식 스티어링 컬럼에 틸트 기능이 추가될 수도 있으며, 운전자는 이러한 기능을 통하여 자신의 신장이나 체형에 맞게 스티어링 휠의 돌출 정도 또는 기울임 각도를 조절함으로써 원활한 조작을 할 수 있게 된다.

이와 같은 스티어링 컬럼의 텔레스코프 또는 틸트 작동은 조작레버의 조임과 해제 동작에 따라 하우징을 압박 또는 압박이 해제됨에 의해 이루어지는 것이 일반적이였다.

특히, 스티어링 컬럼의 텔레스코프는 하우징을 압박 또는 압박을 해제함에 따라 이루어지는 것이 대부분이였다.

이러한 스티어링 컬럼에 관한 그 대표적인 예가 도 1 내지 도 2에 개시되어 있으며, 도 1 내지 도 2를 참조하여 종래기술에 따른 스티어링 칼럼 틸팅장치에 대해 개략적으로 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 종래기술 1의 스티어링 컬럼은, 차량에 설치되는 마운팅 브라켓(10)과, 상기 마운팅 브라켓(10)에 설치되는 하우징(20)과, 상기 틸트 브라켓(10)과 하우징(20)을 압박 또는 압박을 해제하는 조작레버(30)로 구성된다.

또한, 상기 하우징(20)에는 이너튜브(40)를 압박하기 위한 슬릿(21)과 조작레버(30)의 조절볼트(31)가 관통하여 슬라이딩 이동하는 텔레스 가이드(22)가 형성된다.

그러나, 종래기술의 1의 스티어링 컬럼은 슬릿(21)과 텔레스 가이드(22)에 의해 하우징(20)의 변형량이 상이하여 조작레버(30)의 작동력 편차가 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 차량의 충돌시에 조절볼트(31)가 텔레스 가이드(22)의 텔레 인(tele-in, 도 1 기준 우측) 위치까지 이동해야만 스티어링 컬럼이 컬랩스(Collapse)되면서 에너지 흡수구조가 전개됨에 따라 텔레 위치별 에너지 흡수 특성이 상이하게 된다.

도 2에 도시한 바와 같이, 종래기술 2의 스티어링 컬럼은, 차량에 설치되는 틸트 브라켓(10')과, 상기 틸트 브라켓(10')에 설치되는 하우징(20')과, 상기 틸트 브라켓(10')과 상기 하우징(20')을 압박 또는 압박을 해제하는 조작레버(30') 및 상기 하우징(20')의 중공에 삽입되는 이너튜브(40)로 구성된다.

또한, 상기 이너튜브(40')에는 조작레버(30')의 조절볼트(31')가 관통하여 슬라이딩 이동하는 텔레스 가이드(41')가 형성된다.

종래기술 2의 스티어링 컬럼에 따르면, 하우징(20')이 고정되어 있어 조작레버(30')의 조작력 편차는 발생하지 않게 된다.

그러나, 종래기술 2의 스티어링 컬럼 또한 차량의 충돌시에 조절볼트(31')가 텔레스 가이드(41')의 텔레 인(tele-in, 도 2 기준 우측) 위치까지 이동해야만 스티어링 컬럼이 컬랩스(Collapse)되면서 에너지 흡수구조가 전개됨에 따라 텔레 위치별 에너지 흡수 특성이 상이하게 되는 문제점이 있었다.

또한, 도 1 내지 2의 종래기술의 스티어링 컬럼은 조작레버를 잠금 상태에서 운전자가 스티어링 휠을 강제로 당기거나 밀어내는 힘이 조작레버의 고정하는 힘을 넘어서면 텔레 인 또는 텔레 아웃 동작이 원치않게 발생하는 문제점이 있다. 이는 조작레버가 이너튜브를 압박에 의해서만 고정하고 압박 외에는 물리적인 고정수단이 없기 때문이다.

따라서, 텔레위치별 조작레버의 작동력 및 에너지 흡수 특성이 동일한 스티어링 컬럼의 개발이 요구되고 있는 실정이다.

한국공개특허 제2006-0081095호 (2006. 07. 12. 공개)

본 발명은 전술한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 텔레위치별 조작레버의 작동력 및 에너지 흡수 특성이 동일한 스티어링 컬럼을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스티어링 컬럼은, 마운팅 브라켓; 상기 마운팅 브라켓에 대해 상하 회전하도록 설치된 하우징; 상기 하우징의 중공에 설치되어 축 방향으로 신장 및 수축이 이루어지며 조항축을 감싸도록 중공형상으로 형성된 이너튜브; 상기 마운팅 브라켓과 하우징을 관통하는 조절볼트에 설치되어 조절볼트를 회전시키는 조작레버; 상기 마운팅 브라켓과 하우징의 사이에 구비되어 상기 조절볼트의 회전에 의해 상기 하우징의 틸팅을 조절하는 틸팅 어셈블리; 및 상기 이너튜브에 설치되는 고정기어와, 상기 조절볼트에 체결되는 구동캠 및 상기 구동캠의 회전에 의해 상기 이너튜브의 축 방향에 대해 수직 이동이 발생하며 상기 고정기어와 치합하는 가동기어가 구비된 가동부재로 구성되는 텔레스 어셈블리;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가동부재에는 상기 구동캠이 수용되는 작동공간이 형성되며, 상기 구동캠에는 노즈가 형성되고, 상기 작동공간에는 상기 노즈의 정·역회전에 대응하는 상부 밀착면과 하부 밀착면이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하우징에는 가이드 홈이 형성되며, 상기 가동부재에는 상기 가이드 홈을 따라 이동하는 가이드 돌기가 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하우징에는 고정기어를 노출시키는 슬릿이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고정기어와 가동기어의 이는 일단부터 타단으로 갈수록 단면적이 작아지도록 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 조절볼트의 외주면과 구동캠의 내주면은 서로 대면하도록 편평면이 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 스티어링 컬럼에 따르면, 고정기어와 가동기어의 치합에 의해 텔레 위치별 작동력 편차가 발생하지 않는 효과가 있다.

즉, 조작레버의 작동력 편차를 최소화함에 따라 조작레버의 사용감이 일관되게 유지되어 사용자의 감성품질을 향상시킨다.

또한, 이너튜브로 축방향 충격이 가해지면 고정기어와 가동기어의 치합에 의해 에너지 흡수 기능이 곧바로 작동하여 텔레 위치별 에너지 흡수 특성이 동일하게 된다.

즉, 이너튜브가 충격에 의해 텔레 인 위치로 강제 슬라이딩이 이루어진 후 에너지를 흡수하는 종래기술과는 달리 본 발명은 고정기어와 가동기어의 치물림에 의해 텔레 인 위치로 이동하지 않은 상태로 컬랩스가 이루어지기 때문이다.

또한, 고정기어와 가동기어가 물리적으로 치합하여 스티어링 컬럼의 잠금 상태에서 운전자가 스티어링 휠을 강제로 당기거나 밀어내어도 텔레 인 또는 텔레 아웃이 발생하지 않게 된다.

도 1은 종래기술 1에 따른 스티어링 컬럼을 도시한 도면이다.
도 2는 종래기술 2에 따른 스티어링 컬럼을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 스티어링 컬럼을 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 측면도이다.
도 5는 도 3의 텔레스 어셈블리의 작동상태를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 스티어링 컬럼을 도시한 사시도이며, 도 4는 도 3의 측면도이고, 도 5는 도 3의 텔레스 어셈블리의 작동상태를 도시한 도면이다.

도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 스티어링 컬럼(A)은, 차량에 고정 부착되는 마운팅 브라켓(100)과, 상기 마운팅 브라켓(100)의 내측에 설치되어 상기 마운팅 브라켓(100)에 대해 회전되는 하우징(200)과, 상기 하우징(200)의 중공에 설치되어 축 방향으로 신장 및 수축이 이루어지며 조항축(310)을 감싸도록 중공형상으로 형성된 이너튜브(300) 및 상기 마운팅 브라켓(100)과 하우징(200)을 관통하는 조절볼트(410)에 설치되어 스티어링 컬럼(A)의 텔레스코프 또는 틸트 작동이 이루어지도록 조임과 해제 동작을 수행하는 조작레버(400)로 구성된다.

또한, 상기 마운팅 브라켓(100)과 하우징(200)의 사이에는 하우징(200)의 틸팅을 조절하는 틸팅 어셈블리(500)가 더 구비된다. 상기 틸팅 어셈블리(500)는 치물림에 의해 스티어링 컬럼의 틸팅을 조절하게 된다.

그리고, 상기 조작레버(400)와 연결된 조절볼트(410)는 틸팅 어셈블리(500)를 관통한 후 너트(420)에 의해 고정된다.

한편, 상기 조작레버(400)와 조절볼트(410)에는 산형부와 골형부가 반복 형성된 구동캠과 종동캠이 설치되어 상기 조작레버(300)의 회전에 의해 조절볼트(410)는 길이방향으로 선단 운동을 하며 틸팅 어셈블리(500)의 조임과 해제를 수행하게 된다.

또한, 상기 마운팅 브라켓(100)과 하우징(200)의 사이에는 리턴스프링(110)이 설치된다.

그리고, 상기 조절볼트(410)의 회전에 따라 상기 이너튜브(300)의 축 방향 이동을 고정 또는 해제하는 텔레스 어셈블리(600)가 더 구비된다.

스티어링 컬럼의 그 밖의 구조는 공지된 종래의 다양한 구성이 채용될 수 있으므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

이하, 본 발명에 따른 텔레스 어셈블리(600)를 설명한다.

본 발명에 따른 텔레스 어셈블리(600)는, 상기 이너튜브(300)에 설치되는 고정기어(610)와, 상기 조절볼트(410)에 체결되는 구동캠(620) 및 상기 구동캠(620)의 회전에 의해 상기 이너튜브(300)의 축 방향에 대해 수직 이동이 발생하며 상기 고정기어(610)와 치합하는 가동기어(631)가 구비된 가동부재(630)로 구성된다.

또한, 상기 가동부재(630)에는 상기 구동캠(620)이 내측으로 수용되는 작동공간(632)이 형성되며, 상기 구동캠에는 돌출된 노즈(621)가 형성되고, 상기 작동공간(632)에는 상기 노즈(621)의 정·역회전에 대응하는 상부 밀착면(633)과 하부 밀착면(634)이 형성된다.

이에 따라, 도 4에 도시와 같이 조작레버(400)의 회전에 의해 고정기어(610)와 가동기어(631)가 맞물리거나 맞물림이 해제되어 텔레스코프 조정이 이루어지게 된다.

그리고, 상기 하우징(200)에는 가이드 홈(640)이 형성되며, 상기 가동부재(630)에는 상기 가이드 홈(640)을 따라 이동하는 가이드 돌기(635)가 형성되어 있어 상기 구동캠(620)의 회전에 의한 가동부재(630)의 선단 이동을 안내하게 된다.

한편, 상기 하우징(240)에는 고정기어(610)를 노출시키는 슬릿(650)이 형성되어 고정기어(610)와 가동기어(631)가 서로 맞물리도록 상기 고정기어(610)를 하우징 외부로 노출시키게 된다.

또한, 상기 고정기어(610)와 가동기어(631)의 이는 일단부터 타단으로 갈수록 단면적이 작아지도록 형성되어 치걸림을 예방하게 된다.

뿐만 아니라 고정기어(610)와 가동기어(631)는 삼각형 단면으로 형성되어 치걸림이 방지된다.

마지막으로, 상기 조절볼트(410)의 외주면과 구동캠(620)의 내주면은 서로 대면하도록 편평면(601)이 형성되어 조절볼트(410)의 회전을 구동캠(620)으로 미끄러짐 없이 전달하게 된다.

본 발명에 따르면, 고정기어(610)와 가동기어(631)의 치합에 의해 텔레 위치별 작동력 편차가 발생하지 않게 된다.

즉, 조작레버(400)의 작동력 편차를 최소화함에 따라 조작레버(400)의 사용감이 일관되게 유지되어 사용자의 감성품질을 향상시킨다.

또한, 이너튜브(300)로 축방향 충격이 가해지면 고정기어(610)와 가동기어(631)의 치합에 의해 에너지 흡수 기능이 곧바로 작동하여 텔레 위치별 에너지 흡수 특성이 동일하게 된다.

즉, 이너튜브(631)가 충격에 의해 텔레 인 위치로 강제 슬라이딩이 이루어진 후 에너지를 흡수하는 종래기술과는 달리 본 발명은 고정기어(610)와 가동기어(631)의 치물림에 의해 텔레 인 위치로 이동하지 않은 상태로 컬랩스가 이루어지기 때문이다.

또한, 고정기어(610)와 가동기어(631)가 물리적으로 치합하여 스티어링 컬럼의 잠금 상태에서 운전자가 스티어링 휠을 강제로 당기거나 밀어내어도 텔레 인 또는 텔레 아웃이 발생하지 않게 된다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 전술한 실시 예에 한정되지 않고 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 이때, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 고려해야 할 것이다.

A - 스티어링 컬럼 100 - 마운팅 브라켓
200 - 하우징 300 - 이너튜브
400 - 조작레버 500 - 틸트 어셈블리
600 - 텔레스 어셈블리 610 - 고정기어
620 - 구동캠 630 - 가동부재
631 - 가동기어

Claims (6)

1. 마운팅 브라켓;
   상기 마운팅 브라켓에 대해 상하 회전하도록 설치되고, 가이드 홈이 형성된 하우징;
   상기 하우징의 중공에 설치되어 축 방향으로 신장 및 수축이 이루어지며 조항축을 감싸도록 중공형상으로 형성된 이너튜브;
   상기 마운팅 브라켓과 하우징을 관통하는 조절볼트에 설치되어 조절볼트를 회전시키는 조작레버;
   상기 마운팅 브라켓과 하우징의 사이에 구비되어 상기 조절볼트의 회전에 의해 상기 하우징의 틸팅을 조절하는 틸팅 어셈블리; 및
   상기 이너튜브에 설치되는 고정기어와, 상기 조절볼트에 체결되는 구동캠 및 상기 구동캠의 회전에 의해 상기 이너튜브의 축 방향에 대해 수직 이동이 발생하며 상기 고정기어와 치합하는 가동기어가 구비된 가동부재로 구성되는 텔레스 어셈블리;를 포함하되,
   상기 가동부재는 상기 하우징의 가이드 홈을 따라 측면이 지지된 상태로 이동하는 가이드 돌기가 형성되고, 상기 가동부재의 일측에는 상기 구동캠이 내측으로 수용되는 작동공간이 형성되며, 상기 구동캠에는 일측으로 돌출된 쐐기형 단면 형상의 노즈가 결합되며, 상기 작동공간에는 상기 노즈의 정·역회전에 대응하여 상기 노즈의 상부측 변 및 하부측 변이 상하 이동하면서 접촉하는 상부 밀착면과 하부 밀착면이 형성되고,
   상기 노즈의 상하부측 변이 접촉하는 상하부 밀착면은 서로 평행한 평면으로 형성되며, 상기 노즈는 상기 평면상의 상하부 밀착면에 의해 회전 각도가 제한되고,
   상기 노즈의 정·역회전에 대응하여 상기 노즈의 상부측 변이 상기 상부 밀착면에 면접촉하면 상기 가이드 돌기가 상기 가이드 홈을 따라 상승하여 상기 고정기어와 상기 가동기어 간의 치합이 해제되고, 상기 노즈의 하부측 변이 상기 하부 밀착면에 면접촉하면 상기 가이드 돌기가 상기 가이드 홈을 따라 하강하여 상기 고정기어와 상기 가동기어 간의 치합이 이루어지며,
   상기 하우징에는 상기 고정기어를 노출시키는 슬릿이 형성되고,
   상기 고정기어와 상기 가동기어의 이는 일단부터 타단으로 갈수록 단면적이 작아지도록 형성되며,
   상기 조절볼트의 외주면과 상기 구동캠의 내주면은 서로 대면하도록 편평면이 형성된 것을 특징으로 하는 스티어링 컬럼.
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