KR102036870B1

KR102036870B1 - 차량용 스티어링 컬럼의 래치 장치

Info

Publication number: KR102036870B1
Application number: KR1020140095035A
Authority: KR
Inventors: 홍성종; 정관택; 김병준
Original assignee: 남양넥스모 주식회사
Priority date: 2013-07-25
Filing date: 2014-07-25
Publication date: 2019-10-28
Also published as: KR20150014391A

Abstract

본 발명은 차량용 스티어링 컬럼의 래치 장치에 관한 것으로, 차체에 장착된 마운팅브래킷에 고정된 틸트브래킷을 관통하는 어저스트볼트의 일단에 설치되어 상기 어저스트볼트의 조임 동작에 따라 위치가 고정 및 해제되는 차량용 스티어링 컬럼의 래치 장치에 있어서, 상기 틸트브래킷 외면에 설치되고, 중심에 장홀이 형성되어 상기 어저스트볼트가 관통되며, 상기 장홀 양측에 길이방향을 따라 랙이 형성되는 틸트고정기어; 상기 랙에 치합되어 상기 어저스트볼트의 승강에 연동하여 상기 랙을 따라 회전 이동되는 제1 기어; 상기 제1 기어에 치합되고, 상기 어저스트볼트의 승강에 따라 상기 제1 기어와 연동되어 회전하는 제2 기어; 및 상기 제1, 제2 기어를 상기 랙 측으로 가압하되, 상기 어저스트볼트의 조임 동작에 따라 상기 제2 기어를 상기 랙에 치합시키는 가이드부재를 포함하여 구성된다.
이에 따라, 제1 기어가 어저스트볼트의 위치에 관계없이 틸트고정기어 및 제2 기어와 치합된 상태를 유지함으로써 제2 기어가 틸트고정기어와 치합될 시 산과 산이 접촉되는 현상을 방지할 수 있다.

Description

차량용 스티어링 컬럼의 래치 장치 {LATCH APPARATUS OF STEERING COLUMN FOR CAR}

본 발명은 차량용 스티어링 컬럼의 래치 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 한 쌍의 기어가 구비되어 스티어링 컬럼의 위치를 고정시킬 시 산과 산이 접촉되는 것을 방지하는 차량용 스티어링 컬럼의 래치 장치에 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.

이와 같은 종래의 조향휠 조정장치가 '특허문헌 1'에 게재되어 있다. 도 1은 종래의 조향휠 조정장치를 도시한 분해 사시도 및 도 2는 종래의 지지기어 및 가동기어의 측면도로서, 튜브(10); 상기 튜브(10) 하단에 설치되어 튜브(10)와 연결되는 디스턴스브래킷(20); 상기 디스턴스브래킷(20) 양측에 설치되는 틸트브래킷(30); 차체에 설치되고, 상기 틸트브래킷(30)이 고정되는 마운팅브래킷(40); 상기 틸트브래킷(30)을 관통하는 어저스트볼트(50); 상기 어저스트볼트(50) 끝단에 설치되는 레버(60) 및 캠(70); 상기 틸트브래킷(30)에 설치되는 지지기어(80); 및 상기 어저스트볼트(50) 끝단에 설치되어 상기 지지기어(80)에 대해 선택적으로 치합되는 가동기어(90)로 이루어진다.

그러나 종래의 조향휠 조정장치는 레버(60)의 작동으로 가동기어(90)가 지지기어(80)에 치합될 시 도 2에 도시된 바와 같이 산(Tooth)과 산이 만남으로써 가동기어(90)가 지지기어(80)에 완전히 치합되지 못하는 문제점이 있다. 또한, 상기 상태에서 어저스트볼트(50)에 힘이 가해져 마주하고 있는 산이 어긋날 시 순간적으로 운전자에게 충격이 발생할 수 있으며, 상기 과정이 반복되어 산에 마모가 발생되는 2차적인 문제점도 있다.

KR 10-1027034 B1 (2011. 4. 11.)

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 한 쌍의 기어가 구비되어 스티어링 컬럼의 잠금 해제 시에는 제1 기어가 틸트고정기어에 치합되어 회전되다가, 스티어링 컬럼의 잠금 시 제2 기어가 제1 기어 및 틸트고정기어에 치합됨으로써 스티어링 컬럼이 잠금되는 차량용 스티어링 컬럼의 래치 장치를 제공하는 것이다.

위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 차량용 스티어링 컬럼의 래치 장치는 차체에 장착된 마운팅브래킷에 고정된 틸트브래킷을 관통하는 어저스트볼트의 일단에 설치되어 상기 어저스트볼트의 조임 동작에 따라 위치가 고정 및 해제되는 차량용 스티어링 컬럼의 래치 장치에 있어서, 상기 틸트브래킷 외면에 설치되고, 중심에 장홀이 형성되어 상기 어저스트볼트가 관통되며, 상기 장홀 양측에 길이방향을 따라 랙이 형성되는 틸트고정기어; 상기 랙에 치합되어 상기 어저스트볼트의 승강에 연동하여 상기 랙을 따라 회전 이동되는 제1 기어; 상기 제1 기어에 치합되고, 상기 어저스트볼트의 승강에 따라 상기 제1 기어와 연동되어 회전하는 제2 기어; 및 상기 제1, 제2 기어를 상기 랙 측으로 가압하되, 상기 어저스트볼트의 조임 동작에 따라 상기 제2 기어를 상기 랙에 치합시키는 가이드부재를 포함하여 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.

본 발명에 따른 차량용 스티어링 컬럼의 래치 장치는 제1 기어가 어저스트볼트의 위치에 관계없이 틸트고정기어 및 제2 기어와 치합된 상태를 유지함으로써 제2 기어가 틸트고정기어와 치합될 시 산과 산이 접촉되는 현상을 방지할 수 있다.

도 1은 종래의 조향휠 조정장치를 도시한 분해 사시도
도 2는 종래의 지지기어 및 가동기어의 측면도
도 3은 본 발명에 따른 차량용 스티어링 컬럼의 래치 장치가 적용된 스티어링 컬럼의 저면 사시도
도 4는 도 3의 일부 분해 사시도
도 5는 본 발명에 따른 차량용 스티어링 컬럼의 래치 장치를 도시한 사시도
도 6은 도 5의 분해 사시도
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 차량용 스티어링 컬럼의 래치 장치의 작동상태를 도시한 측면도

아래에서는 본 발명에 따른 차량용 스티어링 컬럼의 래치 장치를 첨부된 도면을 통해 더욱 상세히 설명한다.

본 발명은 차량용 스티어링 컬럼의 래치 장치에 관한 것으로, 도 3은 본 발명에 따른 차량용 스티어링 컬럼의 래치 장치가 적용된 스티어링 컬럼의 저면 사시도 및 도 4는 도 3의 일부 분해 사시도이다.

본 발명에 따른 차량용 스티어링 컬럼의 래치 장치를 설명하기에 앞서 아래에서는 기술내용의 이해를 위해 차량용 스티어링 컬럼의 구조에 대하여 설명한다.

튜브(100)는 도 3에 도시된 바와 같이 조향축(W)이 수용된다. 일반적으로 튜브(100)와 조향축(W)을 통틀어 스티어링 컬럼이라 부른다.

디스턴스브래킷(110)은 튜브(100) 외측에 설치되는데, 본 발명의 디스턴스브래킷(110)은 튜브(100)와 일체형으로 형성된다.

어저스트볼트(112)는 긴 원기둥 형상으로, 디스턴스브래킷(110)을 관통하되, 도 4에 도시된 바와 같이 튜브(100)에 대해 수직으로 관통한다. 어저스트볼트(112)는 조향축(W)의 틸트 동작 및 텔레스코핑 동작을 수행하는데 필수적인 구성요소다.

마운팅브래킷(120)은 차체에 고정되어 튜브(100)를 지지하는 구성요소다.

틸트브래킷(130)은 마운팅브래킷(120)에 고정되어 튜브(100)와 디스턴스브래킷(110)을 감싸는 구성요소다. 틸트브래킷(130)은 플레이트 형상으로 각각이 마운팅브래킷(120)에 대해 수직으로 고정되고, 디스턴스브래킷(110) 양측면과 맞닿아 후술할 틸트레버(140)의 작동에 따라 마운팅브래킷(120)에 대해 탄성변형되어 디스턴스브래킷(110)을 가압함으로써 조향컬럼의 위치를 고정시킨다. 틸트브래킷(130)에는 길이방향을 따라 장홀이 형성되어 어저스트볼트(112)가 관통된다.

틸트레버(140)는 틸트브래킷(130)의 외측에 위치하고, 어저스트볼트(112)의 일단에 고정되어 후술할 캠(142)을 조작함으로써 어저스트볼트(112)를 이동시키는 구성요소다.

캠(142)은 틸트레버(140)와 틸트브래킷(130) 사이에 설치되어 틸트레버(140)의 회전에 따라 캠(142)이 틸트레버(140)를 틸트브래킷(130)으로부터 멀어지게 하거나, 가까워지도록 함으로써 어저스트볼트(112)의 위치를 이동시킨다. 구체적으로, 캠(142)은 작동캠(142a)과 고정캠(142b)으로 이루어지는데, 작동캠(142a)은 틸트레버(140)에 고정되고, 고정캠(142b)은 틸트브래킷(130)에 고정된다. 따라서 틸트레버(140)를 한쪽 방향으로 회전시키면 작동캠(142a)이 고정캠(142b)으로부터 멀어져 어저스트볼트(112)가 도면의 F방향으로 이동{이하 '어저스트볼트(112)의 조임 동작'이라 한다}되고, 틸트레버(140)를 반대쪽 방향으로 회전시키면 작동캠(142a)이 고정캠(142b)에 가까워져 어저스트볼트(112)가 B방향으로 이동{이하 '어저스트볼트(112)의 해제 동작'이라 한다}된다.

본 발명에 따른 차량용 스티어링 컬럼의 래치 장치는 틸트브래킷 외면에 설치되고, 중심에 장홀이 형성되어 어저스트볼트가 관통되며, 장홀 양측에 길이방향을 따라 랙이 형성되는 틸트고정기어; 랙에 치합되어 어저스트볼트의 승강에 연동하여 랙을 따라 회전 이동되는 제1 기어; 제1 기어에 치합되고, 어저스트볼트의 승강에 따라 제1 기어와 연동되어 회전하는 제2 기어; 및 제1, 제2 기어를 랙 측으로 가압하되, 어저스트볼트의 조임 동작에 따라 제2 기어를 랙에 치합시키는 가이드부재를 포함하여 구성된다.

도 5는 본 발명에 따른 차량용 스티어링 컬럼의 래치 장치를 도시한 사시도 및 도 6은 도 5의 분해 사시도이다.

아래에서는 본 발명에 따른 차량용 스티어링 컬럼의 래치 장치의 각 구성요소에 대하여 상세히 설명한다.

틸트고정기어(200)는 플레이트 형상으로, 도 5에 도시된 바와 같이 중심에 장홀(202)이 형성되어 어저스트볼트(112)가 관통되고, 장홀(202) 양측으로는 길이방향을 따라 랙(204)이 형성된다. 틸트고정기어(200)는 틸트브래킷(130) 외면에 설치되되, 랙(204)이 외부에 노출되도록 설치된다.

제1 기어(210)는 틸트고정기어(200)의 랙(204)에 치합되어 어저스트볼트(112)의 상승 및 하강에 의해 랙(204)의 길이방향을 따라 회전 이동되는 것으로, 랙(204)에 치합되는 한 쌍의 제1 피니언(212); 및 상기 제1 피니언(212) 사이에 연결되는 제1 축(214)으로 이루어진다.

제2 기어(220)는 제1 기어(210)에 치합되어 제1 기어(210)에 연동되어 회전되는 것으로, 한 쌍의 제1 피니언(212)에 각각 치합되는 한 쌍의 제2 피니언(222); 및 제2 피니언(222) 사이에 연결되는 제2 축(224)으로 이루어진다. 본 발명의 제2 기어(220)는 어저스트볼트(112)의 조임 또는 해제 동작에 따라 틸트고정기어(200)의 랙(204)에 치합되거나 치합되지 않는데, 이와 관련한 사항은 후술한다.

가이드부재(230)는 제1, 제2 기어(210, 220)가 회전 가능하게 결합되고, 어저스트볼트(112)와 연결되어 어저스트볼트(112)의 조임 동작에 따라 상기 제2 기어(220)를 상기 랙(204)에 치합시키고, 제1, 제2 기어(210, 220)를 랙(204) 측으로 가압하여 어저스트볼트(112)의 위치를 고정시키는 구성요소다.

구체적으로 가이드부재(230)는 제1, 제2 축(214, 224)이 각각 나란하게 수용되는 두 개의 가이드장홈(232)이 형성되는 제1 기어가이드(231); 어저스트볼트(112)가 관통되고, 제2 축(224)이 수용되어 제2 축(224)을 매개로 제1 기어가이드(231)와 연결되는 제2 기어가이드(234); 및 어저스트볼트(112)에 결합되어 어저스트볼트(112)의 조임 동작에 따라 제1, 제2 기어가이드(231, 234)를 틸트고정기어(200) 측으로 가압하는 가압플레이트(238)로 이루어진다.

제1 기어가이드(231)는 도 6에 도시된 바와 같이 전면에 두 개의 가이드장홈(232)이 형성되어 제1 기어(210)의 제1 축(214)과 제2 기어(220)의 제2 축(224)이 각각 삽입된다. 가이드장홈(232)은 깊은 홈 형상으로 형성되어 제1 축(214)과 제2 축(224)이 가이드장홈(232)의 길이방향을 따라 이동 가능한데, 이는 어저스트볼트(112)의 길이방향을 기준으로 제1 축(214)과 제2 축(224)의 전·후 위치에 차이를 두기 위함이다. 즉, 제1 기어(210)는 랙(204)과 항상 치합된 상태를 유지해야 하고, 제2 기어(220)는 어저스트볼트(112)의 위치에 따라 랙(204)에 치합되거나 치합되지 않기 때문에 제1 기어(210)는 상대적으로 제2 기어(220)보다 F방향으로 전진 위치된다.

제2 기어가이드(234)는 ∩형상으로 형성되어 저면으로 제2 기어(220)가 수용되는 수용장홈(235)이 형성되고, 중심에 관통홀(236)이 형성되어 어저스트볼트(112)가 관통된다. 구체적으로 수용장홈(235)에는 제1 기어가이드(231)와 연결되는 제2 축(224)이 삽입되어 제2 축(224)을 매개로 제2 기어가이드(234)가 제1 기어가이드(231)와 연결되고, 제2 기어가이드(234)는 제2 기어(220)를 가이드장홈(232) 내에서 F, B 방향으로 이동시킨다.

가압플레이트(238)는 어저스트볼트(112)의 끝단에 설치되고, 후방으로 조임너트(114)가 설치되어 틸트레버(140)의 조작에 의해 어저스트볼트(112)가 F방향으로 이동되면, 조임너트(114)에 의해 가압플레이트(238) 역시 F방향으로 이동되고, 제1, 제2 기어가이드(231, 234)를 F방향으로 가압하게 된다.

제1 스프링(240)은 제1 기어가이드(231)와 가압플레이트(238) 사이에 설치되어 제1 피니언(212)을 랙(204)에 탄성적으로 밀착시키는 구성요소다. 바람직하게는 제1 스프링(240)이 제1 기어가이드(231) 중 제1 기어(210)가 설치된 가이드장홈(232)에 대응되는 위치의 제1 기어가이드(231)와 가압플레이트(238) 사이에 설치되어 제1 피니언(212)이 랙(204)에 항상 치합된 상태를 유지하도록 상기 위치를 F방향으로 가압한다.

한편, 제1 스프링(240)은 후술할 제2 스프링(250)과는 달리 특정부위에 끼워진 상태가 아니므로, 이탈될 수 있는 문제가 있는데, 이를 방지하기 위해 가압플레이트(238) 전면 및 제1 기어가이드(231) 후면에는 각각 스프링 수용홈이 형성된다.

제2 스프링(250)은 틸트고정기어(200)와 제2 기어가이드(234) 사이에 설치되어 제2 피니언(222)을 랙(204)으로부터 탄성적으로 이격시키는 구성요소다. 바람직하게는 제2 스프링(250)이 어저스트볼트(112)에 끼워지도록 설치되어 제2 피니언(222)이 랙(204)으로부터 이격된 상태를 유지할 수 있도록 한다. 따라서 가압플레이트(238)가 제1, 제2 기어가이드(231, 234)를 가압할 경우 압축되어 있다가, 가압이 풀리면 탄성복원력에 의해 제2 기어가이드(234)를 B방향으로 밀어냄으로써 제2 피니언(222)을 랙(204)으로부터 이격시킨다.

도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 차량용 스티어링 컬럼의 래치 장치의 작동상태를 도시한 측면도이다.

아래에서는 본 발명에 따른 차량용 스티어링 컬럼의 래치 장치의 작동상태를 도면을 참조하여 설명한다.

먼저, 도 7과 같이 어저스트볼트(112)의 해제 동작된 상태는 제1 피니언(212)이 랙(204)에 치합된 상태이고, 제2 피니언(222)은 제1 피니언(212)과만 치합된 상태이다. 이 상태에서는 어저스트볼트(112)가 조향축(W)의 틸트동작을 위해 장홀(202)의 길이방향을 따라 승강되고, 어저스트볼트(112)의 승강에 따라 랙(204)과 치합된 제1 피니언(212)이 회전되어 랙(204)의 길이방향을 따라 이동된다.

그리고 어저스트볼트(112)가 조임 동작되어 가압플레이트(238)가 제1, 제2 기어가이드(231, 234)를 가압하면, 도 8에 도시된 바와 같이 제2 피니언(222)이 랙(204)에 치합되고, 제1 피니언(212)는 랙(204)에 더욱 밀착된다. 따라서 제1 피니언(212), 제2 피니언(222) 및 랙(204)이 동시에 치합됨에 따라 어저스트볼트(112)는 승강되지 않고 고정된 상태를 유지하게 된다.

따라서 본 발명은 산과 산이 마주치는 순간이 제2 피니언(222)이 랙(204)에 치합되는 순간으로 한정되어 있기 때문에, 제2 피니언(222)의 산과 랙(204)의 산이 서로 마주치지 않도록 랙(204)의 피치를 조정함으로써 랙(204) 어느 구간에서도 제1, 제2 피니언(212, 222)의 산과 랙(204)의 산이 접촉되는 현상이 발생하지 않는 장점이 있다.

100: 튜브 110: 디스턴스브래킷
112: 어저스트볼트 114: 조임너트
120: 마운팅브래킷 130: 틸트브래킷
140: 틸트레버 142: 캠
142a: 작동캠 142b: 고정캠
200: 틸트고정기어 202: 장홀
204: 랙 210: 제1 기어
212: 제1 피니언 214: 제1 축
220: 제2 기어 222: 제2 피니언
224: 제2 축 230: 가이드부재
231: 제1 기어가이드 232: 가이드장홈
234: 제2 기어가이드 235: 수용장홈
236: 관통홀 238: 가압플레이트
240: 제1 스프링 250: 제2 스프링

Claims

차체에 장착된 마운팅브래킷에 고정된 틸트브래킷을 관통하는 어저스트볼트의 일단에 설치되어 상기 어저스트볼트의 조임 동작에 따라 위치가 고정 및 해제되는 차량용 스티어링 컬럼의 래치 장치에 있어서,
상기 틸트브래킷 외면에 설치되고, 중심에 장홀이 형성되어 상기 어저스트볼트가 관통되며, 상기 장홀 양측에 길이방향을 따라 랙이 형성되는 틸트고정기어; 상기 랙에 치합되어 상기 어저스트볼트의 승강에 연동하여 상기 랙을 따라 회전 이동되는 제1 기어; 상기 제1 기어에 치합되고, 상기 어저스트볼트의 승강에 따라 상기 제1 기어와 연동되어 회전하는 제2 기어 및 상기 제1, 제2 기어를 상기 랙 측으로 가압하되, 상기 어저스트볼트의 조임 동작에 따라 상기 제2 기어를 상기 랙에 치합시키는 가이드부재를 포함하며,
상기 제1 기어는 상기 랙에 치합되는 한 쌍의 제1 피니언; 및 상기 제1 피니언 사이에 연결되는 제1 축으로 이루어지고,
상기 제2 기어는 상기 한 쌍의 제1 피니언에 각각 치합되는 한 쌍의 제2 피니언; 및 상기 제2 피니언 사이에 연결되는 제2 축으로 이루어지며,
상기 가이드부재는,
상기 제1, 제2 축이 각각 나란하게 수용되는 두 개의 가이드장홈이 형성되는 제1 기어가이드; 상기 어저스트볼트가 관통되고, 상기 제2 축이 수용되어 상기 제2 축을 매개로 상기 제1 기어가이드와 연결되는 제2 기어가이드; 및 상기 어저스트볼트에 결합되어 상기 어저스트볼트의 조임 동작에 따라 상기 제1, 제2 기어가이드를 상기 틸트고정기어 측으로 가압하는 가압플레이트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 스티어링 컬럼의 래치 장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 제1 피니언이 상기 랙에 탄성적으로 밀착되도록 상기 제1 기어가이드와 상기 가압플레이트 사이에 제1 스프링이 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 스티어링 컬럼의 래치 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 어저스트볼트의 조임 및 해제 동작에 따라 상기 제2 피니언이 상기 랙으로부터 탄성적으로 밀착 및 이격되도록 상기 틸트고정기어와 상기 제2 기어가이드 사이에 제2 스프링이 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 스티어링 컬럼의 래치 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 가압플레이트 및 상기 제1 기어가이드에 상기 제1 스프링이 이탈되지 않도록 스프링 수용홈이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 스티어링 컬럼의 래치 장치.