KR102080602B1

KR102080602B1 - 자동차 조향 컬럼

Info

Publication number: KR102080602B1
Application number: KR1020180104612A
Authority: KR
Inventors: 박성헌
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2018-09-03
Filing date: 2018-09-03
Publication date: 2020-02-24

Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 운전자의 조향휠 조작 시 조작력을 전달하는 조향축을 포함하는 조향 컬럼으로서, 상기 조향축에 결합된 컬럼 하우징; 상기 조향 컬럼의 텔레스코프 작동 또는 틸트 작동을 수행하는 하나 이상의 액추에이터 및 상기 액추에이터를 상기 컬럼 하우징의 일측면에 결합시키되, 상기 액추에이터의 축방향 유동은 방지하고 피벗 회전은 가능한 형태로 결합시키는 마운팅부를 포함하는 자동차 조향 컬럼이 제공된다.

Description

자동차 조향 컬럼{STEERING COLUMN FOR VEHICLE}

본 발명은 자동차 조향 컬럼에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 조향 컬럼의 텔레스코프(Telescope) 작동 또는 틸트(Tilt) 작동을 수행하는 액추에이터가 축방향 유동은 제한되는 한편 피벗 회전은 가능한 형태로 조향 컬럼의 컬럼 하우징에 결합됨으로써 부품 간 공차의 흡수가 가능하여 액추에이터의 작동이 부드럽게 이루어지는 자동차 조향 컬럼에 관한 것이다.

자동차의 조향 컬럼에는 운전자의 편의를 위하여 텔레스코프(Telescope) 및 틸트(Tilt) 기능이 포함될 수 있다. 운전자는 텔레스코프 및 틸트 기능을 통해 조향 컬럼의 돌출 정도 및 각도를 조절함으로써 조향휠의 위치를 자신의 신장이나 체형에 맞게 조정할 수 있다.

근래에는 조향 컬럼의 텔레스코프 및 틸트 작동이 전동식으로 수행될 수 있도록 자동차 조향 컬럼에 텔레스코프 및 틸트 작동을 위한 액추에이터가 결합되는 것이 일반적이다. 종래에는 액추에이터의 조향축 방향으로의 유격을 축소하기 위하여 유격이 발생하지 않는 볼트 조립 구조를 통해 액추에이터를 조향 컬럼의 컬럼 하우징에 고정시켰다.

그러나 이러한 볼트 조립 구조를 통하여 액추에이터의 축방향 유격은 없앨 수 있으나 상대품의 조립 공차를 흡수할 수 있는 회전 방향 유동성 부족 및 축방향 틀어짐 등으로 인하여 텔레스코프 및 틸트 작동 시 액추에이터의 부하가 증가되고, 이음이 발생하는 것이 문제점으로 지적되고 있는 실정이다.

한국등록특허 제10-1083938호 “조향 컬럼의 틸트 앤 텔리스코프 장치”, 2011. 11. 15 공고

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로,

본 발명의 목적은, 조향 컬럼의 텔레스코프 작동 또는 틸트 작동을 수행하는 액추에이터가 축방향 유동은 제한되는 한편 피벗 회전은 가능한 형태로 조향 컬럼의 컬럼 하우징에 결합됨으로써 부품 간 공차의 흡수가 가능하여 액추에이터의 작동이 부드럽게 이루어지는 자동차 조향 컬럼을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이때, 상기 마운팅부는, 상기 액추에이터의 일측에 연결되는 하우징; 상기 하우징에 삽입 결합되는 피벗 부시 및 상기 피벗 부시를 관통하여 상기 컬럼 하우징에 고정되는 피벗 볼트를 포함할 수 있다.

또한, 상기 피벗 부시는 상기 하우징 내에서 회전 가능하되 측방으로는 유동이 제한될 수 있다.

또한, 상기 피벗 부시는, 상기 하우징 내에 고정되는 외측 링부 및 상기 외측 링부의 내주면에 회전 가능하게 결합되는 내측 링부를 포함할 수 있다.

이 경우, 상기 외측 링부의 내주면은 중앙 부분이 양단부 보다 경방향으로 함입되어 형성되고, 상기 내측 링부의 외주면 중 상기 외측 링부의 내주면에 결합되는 부분은 상기 외측 링부의 내주면에 상보적인 형상을 가질 수 있다.

한편, 상기 피벗 볼트는 상기 마운팅부에 상기 피벗 볼트의 길이 방향으로의 유동을 허용할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 자동차 조향 컬럼의 텔레스코프 또는 틸트 작동을 수행하는 액추에이터가 축방향 유동은 제한되는 한편 피벗 회전은 가능한 형태로 조향 컬럼의 컬럼 하우징에 결합됨으로써 부품 간 공차의 흡수가 가능하여 텔레스코프 또는 틸트 작동 시 액추에이터의 작동이 부드럽게 이루어지게 된다.

이에 따라 자동차 조향 컬럼의 텔레스코프 또는 틸트 작동을 위해 액추에이터가 작동될 때 이음의 발생을 방지할 수 있으며, 액추에이터의 수명을 증가시킬 수 있다.

또한, 자동차 조향 컬럼이 전동식으로 텔레스코프 또는 틸트 작동을 수행할 때, 액추에이터가 상대 조립품의 가공 공차를 흡수할 수 있어 자동차 조향 컬럼의 제작 비용을 절감하고, 조립성을 개선할 수 있게 된다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 조향 컬럼의 사시도이다.
도 2는 도 1의 A 부분을 확대하여 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2의 C-C' 단면도이다.
도 4는 도 1의 A 부분을 확대하여 나타낸 분해 사시도이다.
도 5는 도 4의 피벗 부시에 대한 D-D' 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 조향 컬럼의 측면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 도면에서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 조향 컬럼의 사시도가 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 조향 컬럼은 조향축(110), 컬럼 튜브(120), 컬럼 하우징(130), 액추에이터(140a, 140b) 및 마운팅부(150a, 150b)를 포함한다.

조향축(110)은 운전자의 조향휠(미도시) 조작 시 조작력을 전달하는 부분이다. 조향축(110)은 컬럼 튜브(120)를 통해 컬럼 하우징(130)에 결합될 수 있다.

컬럼 튜브(120)는 운전자의 조향휠 조작 시 조향력을 전달하는 조향축(110)을 감싸며 조향축(110)의 외측에 결합된다. 컬럼 튜브(120)는 중공 형상을 가지며 축방향으로 텔레스코프 운동이 가능하게 이루어진다. 또한, 컬럼 튜브(120)는 자동차의 충돌 시 컬럼 하우징(130) 쪽으로 컬랩스되면서 충돌 에너지를 흡수하여 운전자를 보호하는 구조를 가질 수 있다.

컬럼 하우징(130)은 중공 형상을 가지며, 내측에 삽입되는 컬럼 튜브(120)를 감싸며 그 외주면에 결합된다. 컬럼 하우징(130)은 자동차의 충돌 시 컬럼 뷰트(120)와 컬랩스 운동을 하면서 충돌 에너지를 흡수할 수 있도록 충돌 에너지 흡수 구조를 가질 수 있다. 컬럼 하우징(130)은 차체에 마운팅 브라켓(131) 등을 통해 결합될 수 있다.

액추에이터(140a, 140b)는 상기 조향 컬럼의 텔레스코프 작동 또는 틸트 작동을 수행하는 부분이다. 액추에이터(140a, 140b)는 마운팅부(150a, 150b)를 통하여 컬럼 하우징(130)의 일측면에 결합된다. 도 1에 나타난 본 발명의 일 실시예에서, 위쪽의 액추에이터(140a)는 상기 조향 컬럼의 틸트 작동을 위한 것이고, 아래쪽의 액추에이터(140b)는 상기 조향 컬럼의 텔레스코프 작동을 위한 것이다.

마운팅부(150a, 150b)는 액추에이터(140a, 140b)를 컬럼 하우징(130)의 일측면에 결합시키되, 액추에이터(140a, 140b)의 축방향 유동은 방지하고 피벗 회전은 가능한 형태로 결합시켜 준다.

도 1에서 마운팅부(150a, 150b)는 A 부분과 B 부분에 나타나 있는데, B 부분은 A 부분과 좌우가 바뀐 것을 빼고는 동일한 구성 및 구조를 가지므로 도 1의 A 부분에 나타난 마운팅(150a)의 구성 및 효과와 관련된 설명은 도 1의 B 부분에 나타난 구성 및 효과와 동일하다. 따라서 이하에서는 상기 조향 컬럼의 틸트 작동을 위한 액추에이터(140a)를 컬럼 하우징(130)에 결합시켜 주는 도 1의 A 부분에 나타난 마운팅부(150a)에 관해서 상세히 설명하고, 도 1의 B 부분에 나타난 마운팅부(150b)에 대한 설명은 생략하도록 한다.

도 2에는 A 부분의 확대 사시도가 나타나 있고, 도 3에는 도 2의 C-C' 단면도가 도시되어 있으며, 도 4에는 도 1의 A 부분을 확대하여 나타낸 분해 사시도가 나타나 있다. 도 2 내지 도 4를 참조하면, 마운팅부(150a)는 하우징(151a), 피벗 부시(152a) 및 피벗 볼트(153a)를 포함한다.

하우징(151a)은 액추에이터(140a)의 일측에 연결되는 부분이다. 하우징(151a)은 피벗 부시(152a)가 삽입되어 지지될 수 있는 지지체로서 기능한다. 즉, 하우징(151a)은 피벗 부시(152a)가 결합되는 결합 인터페이스를 제공한다.

피벗 부시(152a)는 하우징(151a)에 삽입 결합되는 부재이다. 피벗 부시(152a)는 하우징(151a) 내에서 회전 가능하되 측방으로는 유동이 제한되는 형태로 고정된다. 도 3을 통해 확인할 수 있는 바와 같이, 피벗 부시(152a)는 하우징(151a) 내에 고정되는 외측 링부(1521a) 및 외측 링부(1521a)의 내주면에 회전 가능하게 결합되는 내측 링부(1522a)를 포함할 수 있다.

도 5에는 도 4의 피벗 부시(152a)에 대한 D-D' 단면도가 나타나 있는데, 외측 링부(1521a)는 단면으로 표시되어 있고, 내측 링부(1522a)는 측면이 그대로 나타나 있다. 도 5를 참조하면, 외측 링부(1521a)의 내주면은 중앙 부분이 양단부 보다 경방향으로 함입되어 형성되어 있고, 내측 링부(1522a)의 외주면 중 외측 링부(1521a)의 내주면에 결합되는 부분은 외측 링부(1521a)의 내주면에 상보적인 형상을 가지고 있다. 이와 같은 형태로 피벗 부시(152a)의 외측 링부(1521a) 및 내측 링부(1522a)가 결합됨으로써 내측 링부(1522a)는 외측 링부(1521a) 내에서 높은 회전 자유도를 가질 수 있게 된다.

피벗 볼트(153a)는 피벗 부시(152a)를 관통하여 컬럼 하우징(130)에 고정된다. 피벗 볼트(153a)는 컬럼 하우징(130)에 고정된 상태에서 마운팅부(150a)에 피벗 볼트(153a)의 길이 방향으로의 유동을 허용할 수 있다. 구체적으로, 컬럼 하우징(130)에 삽입되는 피벗 볼트(153a)의 일단부는 컬럼 하우징(130) 내에 고정되며, 피벗 볼트(153a) 중 컬럼 하우징(130) 외부로 드러나는 부분은 하우징(151a)이 유동할 수 있는 경로를 제공할 수 있다.

도 6에는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 조향 컬럼의 측면도가 도시되어 있다. 도 6을 참조하면, 액추에이터(140a)가 마운팅부(150a)에 의해 상기 조향 컬럼의 컬럼 하우징(130)의 일측면에 결합된 모습을 확인할 수 있다. 이와 같은 상태에서 액추에이터(140a)가 가동되어 상기 조향 컬럼의 틸트 작동이 이루어지면, X축을 기준으로 상기 조향 컬럼의 각도가 변경된다.

이때, 앞서 살펴본 바와 같이, 마운팅부(150a)의 피벗 부시(152a)는 하우징(151a) 내에 고정되어 있는데, 하우징(151a) 내에서 회전은 가능하되 측방으로는 유동이 제한되는 형태로 고정되어 있다. 따라서 액추에이터(140a)는 X축 방향으로의 유동이 구속된 상태에서 틸트 작동을 정확하게 수행할 수 있게 되는 한편, X축 및 Y축 상에서 회전이 가능한 회전 방향 자유도를 가지게 된다. 그 결과 액추에이터(140a)의 가동 과정에서 상대 조립품의 가공 공차를 흡수할 수 있어 액추에이터(140a)에 가해지는 부하를 감소시킬 수 있게 된다.

한편, 도 3에 나타난 바와 같이 마운팅부(150a)는 Z축 방향 즉, 피벗 볼트(153a)의 길이 방향으로도 유동이 허용된다. 전술한 바와 같이, 피벗 볼트(153a) 중 컬럼 하우징(130) 외부로 드러나는 부분은 하우징(151a)이 유동할 수 있는 경로를 제공하기 때문이다.

또한, 도 5와 관련하여 살펴본 바와 같이, 피벗 부시(152a)의 외측 링부(1521a)의 내주면은 중앙 부분이 양단부 보다 경방향으로 함입 형성되어 있고, 피벗 부시(152a)의 내측 링부(1522a)의 외주면 중 외측 링부(1521a)의 내주면에 결합되는 부분은 외측 링부(1521a)의 내주면에 상보적인 형상을 가지고 있으므로 내측 링부(1522a)는 외측 링부(1521a) 내에서 높은 회전 자유도를 가진다.

결국, 본 발명에 의할 경우, 마운팅부(150a)는 액추에이터(140a)의 X축 방향으로의 유동은 구속하지만, X축 및 Y축 상에서의 회전, Z축 상에서의 회전 및 유동을 허용한다. 이에 따라 액추에이터(140a)의 가동 시 상대 조립품의 가공 공차를 흡수할 수 있어 자동차 조향 컬럼의 제작 비용을 절감하고, 조립성을 개선할 수 있게 된다.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시예에 의해 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

110: 조향축 120: 컬럼 튜브
130: 컬럼 하우징 140a, 140b: 액추에이터
150a, 150b: 마운팅부
151a: 하우징 152a:피벗 부시
1521a: 외측 링부 1522a: 내측 링부
153a: 피벗 볼트

Claims

운전자의 조향휠 조작 시 조작력을 전달하는 조향축을 포함하는 조향 컬럼으로서,
상기 조향축에 결합된 컬럼 하우징;
상기 조향 컬럼의 텔레스코프 작동 또는 틸트 작동을 수행하는 하나 이상의 액추에이터 및
상기 액추에이터를 상기 컬럼 하우징의 일측면에 결합시키되, 상기 액추에이터의 축방향 유동은 방지하고 피벗 회전은 가능한 형태로 결합시키는 마운팅부를 포함하고,
상기 마운팅부는,
상기 액추에이터의 일측에 연결되는 하우징;
상기 하우징에 삽입 결합되는 피벗 부시 및
상기 피벗 부시를 관통하여 상기 컬럼 하우징에 고정되는 피벗 볼트를 포함하며,
상기 피벗 볼트는 일단부는 상기 컬럼 하우징 내에 고정되며, 상기 컬럼 하우징 외부로 드러나는 부분은 상기 하우징이 유동할 수 있는 경로를 제공함으로써 상기 마운팅부에 상기 피벗 볼트의 길이 방향으로의 유동을 허용하는 자동차 조향 컬럼.
삭제
제1 항에 있어서,
상기 피벗 부시는 상기 하우징 내에서 회전 가능하되 측방으로는 유동이 제한되는 자동차 조향 컬럼.
제1 항에 있어서,
상기 피벗 부시는,
상기 하우징 내에 고정되는 외측 링부 및
상기 외측 링부의 내주면에 회전 가능하게 결합되는 내측 링부를 포함하는 자동차 조향 컬럼.
제4 항에 있어서,
상기 외측 링부의 내주면은 중앙 부분이 양단부 보다 경방향으로 함입되어 형성되고,
상기 내측 링부의 외주면 중 상기 외측 링부의 내주면에 결합되는 부분은 상기 외측 링부의 내주면에 상보적인 형상을 가지는 자동차 조향 컬럼.
삭제