KR102111357B1 - 차량의 조향 컬럼 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 차량의 조향 컬럼에 있어서, 조향축; 상기 조향축이 내부에 삽입 결합되고 길이 방향으로 이동 시 상기 조향축을 신축시키는 내측 튜브; 길이 방향으로 이동 시 상기 내측 튜브와 함께 이동하고, 상기 내측 튜브의 독립적인 길이 방향으로의 이동도 가능하게 상기 내측 튜브의 외측에 결합되는 외측 튜브; 상기 외측 튜브를 길이 방향으로 이동시키는 외측 튜브 구동부 및 상기 내측 튜브를 길이 방향으로 이동시키는 내측 튜브 구동부를 포함하는 차량의 조향 컬럼이 제공된다.

Description

차량의 조향 컬럼{STEERING COLUMN FOR VEHICLE}
본 발명은 차량의 조향 컬럼에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 조향 컬럼의 텔레스코프(Telescope) 작동의 속도 및 범위를 증가시켜 주는 차량의 조향 컬럼에 관한 것이다.
차량의 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.
이와 같은 차량의 전동식 조향 컬럼에 있어서 텔레스코프 작동은 틸트 작동에 비하여 긴 작동 시간을 가진다. 이것은 틸트에 비하여 텔레스코프 작동의 범위가 크지만 그에 비례하여 큰 작동 속도를 갖는 것은 아니기 때문이다. 이러한 문제의 해결을 위해서는 텔레스코프 작동 속도의 향상이 필요하다.
한편, 텔레스코프의 작동의 스트로크 즉, 작동 범위는 통상적으로 50mm 수준인데, 차량에 자율주행 기능 등이 채택되기 시작하면서 텔레스코프 작동 범위의 확장이 200~300mm 수준까지 요구되고 있는 실정이다.
그러나 현재 차량의 전동식 조향 컬럼에는 텔레스코프 작동을 수행하는 튜브 및 상기 튜브의 이동을 위한 액추에이터가 하나씩 배치되고 있으며, 액추에이터 스크류의 길이 한계 및 컬럼의 강성 저하 문제 등이 존재하여 텔레스코프 작동 속도의 향상 및 작동 범위의 확장은 쉽지 않은 과제로 인식되고 있다.
한국 공개특허 제10-2016-0106236호 “자동차의 조향컬럼”, 2016. 09. 12 공개
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로,
본 발명의 목적은, 내측 튜브와 외측 튜브의 이중 구조 및 개별 구동을 통해서 텔레스코프 작동 속도의 향상 및 작동 범위의 확장을 가능하게 해주는 차량의 조향 컬럼을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 차량의 조향 컬럼에 있어서, 조향축; 상기 조향축이 내부에 삽입 결합되고 길이 방향으로 이동 시 상기 조향축을 신축시키는 내측 튜브; 길이 방향으로 이동 시 상기 내측 튜브와 함께 이동하고, 상기 내측 튜브의 독립적인 길이 방향으로의 이동도 가능하게 상기 내측 튜브의 외측에 결합되는 외측 튜브; 상기 외측 튜브를 길이 방향으로 이동시키는 외측 튜브 구동부 및 상기 내측 튜브를 길이 방향으로 이동시키는 내측 튜브 구동부를 포함하는 차량의 조향 컬럼이 제공된다.
이때, 상기 외측 튜브의 적어도 일부분을 감싸며 결합되는 하우징을 더 포함하고, 상기 외측 튜브 구동부는 상기 하우징 상에 설치되고, 상기 내측 튜브 구동부는 상기 외측 튜브 상에 설치될 수 있다.
또한, 이 경우 상기 외측 튜브 구동부는, 상기 하우징 상에 설치되는 제1 액추에이터 및 상기 제1 액추에이터에 의해 작동되며 상기 외측 튜브를 길이 방향으로 이동시키는 제1 이동부재를 포함할 수 있다.
또한, 이 경우 상기 하우징은 길이 방향을 따라 형성된 제1 관통홀을 포함하고, 상기 제1 이동부재는 상기 제1 관통홀을 통해 상기 외측 튜브에 결합될 수 있다.
한편, 상기 내측 튜브 구동부는, 상기 외측 튜브 상에 설치되는 제2 액추에이터 및 상기 제2 액추에이터에 의해 작동되며 상기 내측 튜브를 길이 방향으로 이동시키는 제2 이동부재를 포함할 수 있다.
이때, 상기 하우징은 길이 방향을 따라 형성된 제2 관통홀을 포함하고, 상기 외측 튜브는 상기 제2 관통홀과 대응되는 부분에 길이 방향으로 형성된 제3 관통홀을 포함하며, 상기 제2 액추에이터는 상기 제2 관통홀을 통해 상기 외측 튜브에 설치되고, 상기 제2 이동부재는 상기 제2 관통홀 및 제3 관통홀을 통해 상기 내측 튜브에 결합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 내측 튜브와 외측 튜브의 이중 구조를 통해 차량의 조향 컬럼의 텔레스코프 작동 범위를 확대할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 내측 튜브가 외측 튜브의 이동과 별개로 독립적인 길이 방향 이동을 할 수 있어 차량의 조향 컬럼의 텔레스코프 작동 속도를 향상시킬 수 있다.
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 차량의 조향 컬럼의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 조향 컬럼의 주요 구성을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 조향 컬럼의 주요 구성의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 조향 컬럼의 텔레스코프 작동 중 외측 튜브의 이동을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 조향 컬럼의 텔레스코프 작동 중 내측 튜브의 이동을 나타낸 도면이다.
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 차량의 조향 컬럼의 사시도가 나타나 있고, 도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 조향 컬럼의 주요 구성을 나타낸 사시도가 도시되어 있으며, 도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 조향 컬럼의 주요 구성의 분해 사시도가 나타나 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 조향 컬럼(100)은 하우징(110), 조향축(120), 내측 튜브(130), 외측 튜브(140), 외측 튜브 구동부(150) 및 내측 튜브 구동부(160)를 포함한다.
하우징(110)은 중공 형상을 가지며, 하우징(110)의 내측에는 조향축(120), 내측 튜브(130) 및 외측 튜브(140)가 삽입된다. 하우징(110)은 외측 튜브(140)의 적어도 일부분을 감싸며 결합된다. 하우징(110)은 마운팅 브라켓(101) 등을 통해 차체에 결합될 수 있다. 또한, 하우징(110)은 외측 튜브(140)와 컬랩스 운동을 하면서 충돌 에너지를 흡수할 수 있도록 충돌 에너지 흡수 구조를 가질 수도 있다.
하우징(110)은 길이 방향을 따라 형성된 제1 관통홀(111) 및 길이 방향을 따라 형성된 제2 관통홀(112)을 포함한다. 뒤에서 살펴보는 바와 같이, 제1 관통홀(111)을 통해서 외측 튜브 구동부(150)의 제1 이동부재(152)가 결합될 수 있고, 제2 관통홀(112)을 통해서 내측 튜브 구동부(160)의 제2 액추에이터(161)가 외측 튜브(140)에 설치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 제1 관통홀(111)은 하우징(110)의 일측면에 형성되어 있고, 제2 관통홀(112)은 하우징(110)의 상부에 형성되어 있다.
조향축(120)은 운전자의 조향휠(미도시) 조작 시 조작력을 전달하는 부분이다. 조향축(120)은 내측 튜브(130) 및 외측 튜브(140)를 통해 하우징(110)에 결합될 수 있다.
조향축(120)은 신축이 가능한 구조를 가지며, 내측 튜브(130)에 결합되어 내측 튜브(130)의 길이 방향 이동에 따라 신축됨으로써 차량의 조향 컬럼(100)의 텔레스코프 작동이 이루어지게 된다. 구체적으로 조향축(120)은 상부축과 하부축을 포함하고, 상기 상부축과 상기 하부축 중 어느 하나가 나머지 하나에 삽입되고 상호 축방향을 따라 슬라이딩 가능한 형태로 이루어짐으로써 신축이 가능한 구조를 형성할 수 있다.
내측 튜브(130)는 조향축(120)이 내부에 삽입 결합되는 부분으로 내측 튜브(130)의 길이 방향 이동 시 조향축(120)의 신축이 이루어진다. 내측 튜브(130)는 외측 튜브(140)의 길이 방향 이동에 따라 외측 튜브(140)와 함께 이동하되 외측 튜브(140)와 별개로 독립적으로 길이 방향 이동을 할 수 있는 형태로 외측 튜브(140)에 결합된다.
내측 튜브(130)는 내측 튜브 구동부(160)의 제2 이동부재(162)와의 결합을 위한 제1 결합부(131)를 갖는다. 제1 결합부(131)는 내측 튜브(130)의 길이 방향을 따라 형성된 장공으로 이루어질 수 있다.
외측 튜브(140)는 내측 튜브(130)의 외측에 결합된다. 더욱 상세하게, 외측 튜브(140)는 길이 방향으로 이동 시 내측 튜브(130)를 함께 이동시키는 한편, 내측 튜브(130)의 독립적인 길이 방향으로의 이동도 가능한 형태를 갖고 내측 튜브(130)의 외측에 결합된다.
외측 튜브(140)는 외측 튜브 구동부(150)의 제1 이동부재(152)와의 결합을 위한 제2 결합부(141)를 갖는다. 제2 결합부(141)는 하우징(110)의 제1 관통홀(111)과 대응되는 위치에 형성된다. 제2 결합부(141)는 제1 이동부재(152)와 나사 결합되는 나사홀로 이루어질 수 있다.
또한, 외측 튜브(140)는 하우징(110)의 제2 관통홀(112)과 대응되는 부분에 길이 방향으로 형성된 제3 관통홀(142)을 포함한다. 제3 관통홀(142)을 통해 내측 튜브 구동부(160)의 제2 이동부재(162)가 내측 튜브(130)에 결합될 수 있다.
외측 튜브 구동부(150)는 외측 튜브(140)를 길이 방향으로 이동시킨다. 외측 튜브 구동부(150)는 하우징(110) 상에 설치된다. 외측 튜브 구동부(150)는 제1 액추에이터(151) 및 제1 이동부재(152)를 포함한다.
제1 액추에이터(151)는 외측 튜브(140)의 길이 방향 이동을 위한 구동력을 생성한다. 본 발명의 일 실시예에서, 제1 액추에이터(151)는 모터로 이루어진다. 또한, 제1 액추에이터(151)는 하우징(110) 상에 설치된다.
제1 이동부재(152)는 제1 액추에이터(151)에 의해 작동되며 외측 튜브(140)를 길이 방향으로 이동시킨다. 제1 이동부재(152)는 제1 액추에이터(151)의 회전 구동력을 전달받아 직선 운동하는 로드(1521) 및 로드(1521)에 결합되어 로드(1521)와 외측 튜브(140)를 연결하는 이동체(1522)를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 제1 이동부재(1521)는 제1 관통홀(111)을 통해 외측 튜브(140)에 결합될 수 있는데, 구체적으로 로드(1521)에 결합된 이동체(1522)가 제1 관통홀(111)을 통해 외측 튜브(140)의 제2 결합부(141)에 결합된다.
내측 튜브 구동부(160)는 내측 튜브(130)를 길이 방향으로 이동시킨다. 내측 튜브 구동부(160)는 외측 튜브(140) 상에 설치된다. 내측 튜브 구동부(160)는 제2 액추에이터(161) 및 제2 이동부재(162)를 포함한다.
제2 액추에이터(161)는 내측 튜브(130)의 길이 방향 이동을 위한 구동력을 생성한다. 본 발명의 일 실시예에서, 제2 액추에이터(161)는 모터로 이루어진다. 또한, 제2 액추에이터(161)는 외측 튜브(140) 상에 설치된다. 구체적으로, 제2 액추에이터(161)는 외측 튜브(140)의 외주면에 결합되는 설치부재(163)를 통해 외측 튜브(140)에 결합될 수 있는데, 설치부(163)는 하우징(110)의 제2 관통홀(112)을 통해 외측 튜브(140)에 결합될 수 있다.
제2 이동부재(162)는 제2 액추에이터(161)에 의해 작동되며 내측 튜브(130)를 길이 방향으로 이동시킨다. 제2 이동부재(162)는 볼 스크류로 이루어질 수 있는데, 제2 액추에이터(161)의 회전 구동력을 전달받아 회전하는 스크류(1621) 및 스크류(1621)의 회전에 따라 직선 운동하는 너트 이동체(1622)를 포함할 수 있다. 너트 이동체(1622)는 하우징(110)의 제2 관통홀(112) 및 외측 튜브(140)의 제3 관통홀(142)을 통해 내측 튜브(130)와 결합할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 너트 이동체(1622)와 내측 튜브(130)와의 결합은 끼움, 조임 결합만을 의미하는 것은 아니며, 너트 이동체(1622)의 돌출부가 내측 튜브(130)의 길이 방향을 따라 장공 형태로 형성된 제1 결합부(131)의 일단에 걸림으로써 너트 이동체(1622)의 이동에 따라 내측 튜브(130)가 이동되는 형태의 연결을 의미할 수도 있다.
도 4에는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 조향 컬럼의 텔레스코프 작동 중 외측 튜브의 이동을 나타낸 도면이 도시되어 있고, 도 5에는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 조향 컬럼의 텔레스코프 작동 중 내측 튜브의 이동을 나타낸 도면이 도시되어 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면서 차량의 조향 컬럼(100)의 텔레스코프 작동을 살펴보면 다음과 같다.
우선, 도 4에 나타난 바와 같이, 외측 튜브 구동부(150)에 의해 외측 튜브(140)가 전방으로 이동할 수 있다. 이때, 외측 튜브(140)와 결합된 내측 튜브(130)가 함께 전방으로 이동하며, 이에 따라 조향축(120)의 신장이 이루어지게 된다. 한편, 하우징(110)의 제1 관통홀(111)은 외측 튜브 구동부(150)의 제1 이동부재(152)의 이동 범위를 제한한다.
다음으로, 도 5에 나타난 바와 같이, 내측 튜브 구동부(160)에 의해 내측 튜브(130)가 전방으로 이동할 수 있다. 내측 튜브 구동부(160)에 의한 내측 튜브(130)의 이동은 외측 튜브(140)이 이동과 동시에 또는 순차적으로 이루어질 수 있다. 내측 튜브(140)의 이동에 따라 내측 튜브(140)와 결합된 조향축(120)의 신장이 이루어지게 된다. 한편, 하우징(110)의 제2 관통홀(111) 및 외측 튜브(140)의 제3 관통홀(142)은 내측 튜브 구동부(160)의 제2 이동부재(162)의 이동 범위를 제한한다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 의할 경우, 차량의 조향 컬럼(100)이 내측 튜브(130) 및 외측 튜브(140)를 포함하고, 내측 튜브(130)는 외측 튜브(140)와 독립적으로 길이 방향 이동을 할 수 있으므로 텔레스코프 작동 범위의 확대가 가능해진다.
또한, 외측 튜브(140)의 길이 방향 이동 중에 내측 튜브(130)도 내측 튜브 구동부(160)에 의해 독자적인 길이 방향 이동을 할 수 있으므로 텔레스코프 작동 속도를 향상시킬 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.
100: 차량의 조향 컬럼
110: 하우징 120: 조향축
130: 내측 튜브 140: 외측 튜브
150: 외측 튜브 구동부 160: 내측 튜브 구동부

Claims (6)

  1. 차량의 조향 컬럼에 있어서,
    조향축;
    상기 조향축이 내부에 삽입 결합되고 길이 방향으로 이동 시 상기 조향축을 전진 또는 후진시키는 내측 튜브;
    길이 방향으로 이동 시 상기 내측 튜브와 함께 이동하고, 상기 내측 튜브의 독립적인 길이 방향으로의 이동도 가능하게 상기 내측 튜브의 외측에 결합되는 외측 튜브;
    상기 외측 튜브를 길이 방향으로 이동시키는 외측 튜브 구동부
    상기 내측 튜브를 길이 방향으로 이동시키는 내측 튜브 구동부 및
    상기 외측 튜브의 적어도 일부분을 감싸며 결합되는 하우징을 포함하고,
    상기 외측 튜브의 길이 방향 이동 중에 상기 내측 튜브는 상기 내측 튜브 구동부에 의해 독자적인 길이 방향 이동이 가능하되,
    상기 외측 튜브 구동부는 상기 하우징 상에 설치되고,
    상기 내측 튜브 구동부는 상기 외측 튜브 상에 설치되어 텔레스코프 작동이 이루어지는 차량의 조향 컬럼.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 외측 튜브 구동부는,
    상기 하우징 상에 설치되는 제1 액추에이터 및
    상기 제1 액추에이터에 의해 작동되며 상기 외측 튜브를 길이 방향으로 이동시키는 제1 이동부재를 포함하는 차량의 조향 컬럼.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 하우징은 길이 방향을 따라 형성된 제1 관통홀을 포함하고,
    상기 제1 이동부재는 상기 제1 관통홀을 통해 상기 외측 튜브에 결합되는 차량의 조향 컬럼.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 내측 튜브 구동부는,
    상기 외측 튜브 상에 설치되는 제2 액추에이터 및
    상기 제2 액추에이터에 의해 작동되며 상기 내측 튜브를 길이 방향으로 이동시키는 제2 이동부재를 포함하는 차량의 조향 컬럼.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 하우징은 길이 방향을 따라 형성된 제2 관통홀을 포함하고,
    상기 외측 튜브는 상기 제2 관통홀과 대응되는 부분에 길이 방향으로 형성된 제3 관통홀을 포함하며,
    상기 제2 액추에이터는 상기 제2 관통홀을 통해 상기 외측 튜브에 설치되고,
    상기 제2 이동부재는 상기 제2 관통홀 및 제3 관통홀을 통해 상기 내측 튜브에 결합되는 차량의 조향 컬럼.
KR1020180114023A 2018-09-21 2018-09-21 차량의 조향 컬럼 KR102111357B1 (ko)

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