KR102440516B1 - 스티어링 휠과 컬럼의 결합 구조 - Google Patents

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Abstract

조향 시스템의 스티어링 휠과 컬럼의 결합 구조가 개시된다. 스티어링 휠과 컬럼의 결합 구조는, 일측에 삽입홀이 형성되는 스티어링 휠, 상기 삽입홀에 삽입되어 상기 스티어링 휠과 상기 컬럼을 연결하는 세레이션을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

스티어링 휠과 컬럼의 결합 구조{Structure for combining steering wheel and steering column}
본 발명은 차량의 조향 시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 스티어링 휠과 스티어링 컬럼을 결합하는 구조에 대한 것이다.
일반적으로 조향 시스템은 스티어링 휠, 컬럼, 유조인트, 스티어링 기어 등으로 구성된다. 그런데, 이러한 구성품들의 회전축들이 같은 직선상에 있지 않기 때문에 조립 및/또는 부품 산포에 따라 스티어링휠 옵셋, 스티어링휠 풀턴 각도 차이, 조향 토크 변동 등 성능 비대칭이 발생한다.
부연하면, 스티어링 휠과 스티어링 컬럼의 체결 부위, 스티어링 컬럼과 유조인트의 체결부위, 유조인트와 스티어링 기어의 연결 부위에 세레이션(serration)을 이용하므로, 설계적으로도 성능 비대칭을 허용할 수 밖에 없다.
이를 해결하기 위하여 차량 조립 공정에서는 연결 부위의 세레이션부에 합치/결치, 가이드핀 등을 써서 각 부품들이 설계적으로 정해진 각도대로 조립되도록 하여 조립 산포를 없애려고 한다.
그러나, 이는 설계적으로는 가장 이상적인 결합 구조로서 실제 적용이 어렵다는 문제점이 있다. 또한, 각 부품 산포의 누적으로 인하여 또 다른 품질 문제가 나타날 수 있다.
부연하면, 합결치를 맞춰 조립 후 스티어링 휠을 기준으로 휠 얼라인먼트를 맞출 경우 부품 산포 누적으로 인하여 스티어링 기어랙 센터의 위치가 변경되어 최대 스트로크 좌우차가 발생한다. 이 경우 풀턴시 타이어가 주변부와 간섭이 발생할 수 있다.
반대로 스티어링 기어의 좌우 풀턴 후 센터를 잡고 휠 얼라인먼트를 맞출 경우 직진 상태에서 스티어링 휠 옵셋이 발생한다. 그러나, 세레이션에 합결치가 있어서 스티어링 휠을 재장착하는 등의 수정 작업은 불가능하다. 따라서, 이 누적 산포를 줄이기 위해서는 각 단품의 공차를 줄이는 방법은 있으나 각 부품의 원가가 크게 상승한다.
이에 스티어링 휠과 컬럼의 연결부만 세레이션에 합결치를 하지 않는데, 이 경우 스티어링휠 장착시 센터를 찾아주는 락 투 락(LOCK TO LOCK) 공정이 추가되고, 스티어링 휠 조립 공정에서는 작업자의 산포가 여전히 존재하므로 세레이션에 합결치한 효과가 반감된다.
1. 한국공개특허번호 제10-2006-0004180호 2. 한국공개특허번호 제10-1997-0004152호
본 발명은 위 배경기술에 따른 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로서, 전 구간 합결치를 유지하면서 일부 산포가 큰 차량에 대하여 수정이 용이하게 하는 스티어링 휠과 컬럼의 결합 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 스티어링 휠 옵셋시 스티어링 휠 재장착 작업을 가능하게 하는 스티어링 휠과 컬럼의 결합 구조를 제공하는데 다른 목적이 있다.
본 발명은 위에서 제시된 과제를 달성하기 위해, 전 구간 합결치를 유지하면서 일부 산포가 큰 차량에 대하여 수정이 용이하게 하는 스티어링 휠과 컬럼의 결합 구조를 제공한다.
상기 스티어링 휠과 컬럼의 결합 구조는,
일측에 삽입홀이 형성되는 스티어링 휠; 및
상기 삽입홀에 삽입되어 상기 스티어링 휠과 상기 컬럼을 연결하는 세레이션;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 세레이션은, 세레이션 링; 및 상기 세레이션 링의 상단면에 단차를 두고 형성되는 세레이션 코어;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 세레이션 코어의 내측에 상기 컬럼의 세레이션 합치에 대응하는 결치가 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 세레이션 코어의 외측에 상기 스티어링 휠의 삽입홀에 대응하는 나사산 형상이 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 세레이션 링과 세레이션 코어는 코킹, 본딩, 접착 테이프 중 어느 하나에 의해 분리가능하게 접착되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 세레이션 코어 및 세레이션 링은 원형 형상인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 세레이션 코어의 지름은 상기 세레이션 링의 지름보다 작은 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 세레이션 코어의 외측에 상기 삽입홀 내측에 대응하는 나사산 형상이 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 스티어링 컬럼과 스티어링 휠 사이에 세레이션 링을 추가하여 전 구간 합결치를 유지하면서 일부 산포가 큰 차량에 대하여 수정이 용이하다.
또한, 본 발명의 다른 효과로서는 스티어링 컬럼과 스티어링 휠 사이에 세레이션 링을 추가하여 스티어링 휠 옵셋시 스티어링 휠 재장착 작업을 가능하게 한다는 점을 들 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스티어링 휠의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 스티어링 휠과 세레이션의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 세레이션의 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 스티어링 휠에 컬럼을 조립하는 공정 라인 작업을 보여주는 사시도이다.
도 5는 도 4에 의해 조립된 후 스티어링 휠을 탈거하는 탈거 작업을 보여주는 사시도이다.
도 6은 도 4에 의해 탈거된 후 스티어링 휠을 재조립하는 재조립 작업을 보여주는 사시도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다.
제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 스티어링 휠과 컬럼의 결합 구조스티어링 휠과 컬럼의 결합 구조를 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스티어링 휠의 정면 사시도이다. 도 1을 참조하면, 스티어링 휠(110)에 컬럼을 결합하기 위한 세레이션(120)이 삽입되어 있는 상태이다. 즉, 스티어링 휠(110)의 중앙 전면과 후면을 관통하도록 형성되는 삽입홀(미도시)에 세레이션(120)이 삽입되어 있는 정면도이다.
이 삽입홀에 삽입되어 상기 스티어링 휠(110)에 컬럼이 연결 조립된다.
도 2는 도 1에 도시된 스티어링 휠과 세레이션의 분해 사시도이다. 도 2를 참조하면, 세레이션(120)이 스티어링 휠(110)에 형성되는 돌출부(210)의 내측 삽입홀(211)에 조립된다.
도 3은 도 2에 도시된 세레이션(120)의 사시도이다. 도 3을 참조하면, 세레이션(120)은, 세레이션 링(310), 상기 세레이션 링(310)의 상단면에 단차를 두고 형성되는 세레이션 코어(320) 등을 포함하여 구성된다.
세레이션 코어(320)의 내측에는 컬럼과의 조립을 위해 결치(311)가 형성된다. 즉, 컬럼(미도시)의 외측에는 세레이션 코어(320)의 내측에 고정 체결되기 위해 세레이션 합치가 형성되는데, 이 세레이션 합치에 대응하여 서로 교합하도록 세레이션 코어(320)의 내측에 결치(311)가 형성된다.
전체 세레이션을 합결치한 것과 동일한 효과를 볼 수 있고, 일부 수정 작업이 필요한 경우는 스티어링 휠(110)만 탈거 후 타이어 좌우차를 맞춘 후 스티어링휠(110)을 재조립하면 된다.
즉, 스티어링 휠(110)을 체결하면서 임시로 결합된 세레이션 링(310)은 탈거시 스티어링 휠과 분리가 된다. 스티어링 휠을 탈거한 후 중심에 맞추어 컬럼에 고정된 세레이션 코어(320)의 외측과 스티어링 휠(110)의 세레이션을 맞추어 조립하면 된다.
물론, 세레이션 코어(320)의 외측 및/또는 외측에는 나사산 형상이 형성된다. 이 나사산 형상에 합치되게 컬럼의 외측 및/또는 스티어링 휠(110)의 내측에 도 나사산 형상이 형성될 수 있다.
세레이션 링(310)과 세레이션 코어(320)는 코킹, 본딩, 접착 테이프 등의 다양한 접착 수단에 의해 임시적으로 일체형이 된다. 따라서, 세레이션 코어(320)가 스치어링 휠(110)의 삽입홀(211)에 삽입되면 세레이션 링(310)을 세레이션 코어(320)로부터 분리가능하다.
세레이션 링(310)의 재질은 주로 합성수지, 플라스틱 등이 사용될 수 있으나, 금속, 비금속도 가능하다.
또한, 세레이션 코어(320) 및/또는 세레이션 링(310)은 원형 형상이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다각형도 가능하다.
또한, 상기 세레이션 코어(320)의 지름은 상기 세레이션 링(310)의 지름보다 작다. 따라서, 세레이션 링(310)은 스티어링 휠(110)에 형성되는 돌출부(도 2의 210)에 걸리게 된다. 즉, 세레이션 링(310)은 세레이션 코어(320)가 삽입홀(211)에 안정적으로 안착되도록 하는 기능을 한다.
도 4는 도 1에 도시된 스티어링 휠에 컬럼을 조립하는 공정 라인 작업을 보여주는 사시도이다. 도 4를 참조하면, 컬럼 유닛(460)의 말단에 구성되는 컬럼(410)을 스티어링 휠(110)에 조립된 세레이션(120)에 맞추어 장착한다. 이때, 세레이션 링은 스티어링 휠(110)에 임시 고정된 상태이다.
도 5는 도 4에 의해 조립된 후 스티어링 휠을 탈거하는 탈거 작업을 보여주는 사시도이다. 도 5를 참조하면, 컬럼(410)과 조립되어 있는 세레이션(120)으로부터 스티어링 휠(110)을 탈거한다. 이때, 세레이션(120)은 컬럼(410)에 잔류한다. 탈거 작업시 탈거 지그나 세레이션에 형성되는 나사산 형상(테이퍼 형상) 등을 이용한다.
도 6은 도 4에 의해 탈거된 후 스티어링 휠을 재조립하는 재조립 작업을 보여주는 사시도이다. 도 6을 참조하면, 타이어의 좌우 풀턴 후 중심을 잡고 스티어링 휠(110)을 컬럼(410)에 고정된 세레이션에 재조립하고, 볼트(610)로 체결 고정한다.
110: 스티어링 휠
120: 세레이션
210: 돌출부
211: 삽입홀
310: 세레이션 링
320: 세레이션 코어

Claims (8)

  1. 조향 시스템의 스티어링 휠과 컬럼의 결합 구조에 있어서,
    일측에 삽입홀이 형성되는 스티어링 휠; 및
    상기 삽입홀에 삽입되어 상기 스티어링 휠과 상기 컬럼을 연결하는 세레이션;을 포함하며,
    상기 삽입홀은 상기 스티어링 휠의 중앙 전면과 후면을 관통하도록 형성되고,
    상기 컬럼의 외측에는 상기 세레이션의 내측에 고정 체결되기 위한 세레이션 합치가 형성되는 것을 특징으로 하는 스티어링 휠과 컬럼의 결합 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 세레이션은,
    세레이션 링; 및
    상기 세레이션 링의 상단면에 단차를 두고 형성되는 세레이션 코어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스티어링 휠과 컬럼의 결합 구조.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 세레이션 코어의 내측에 상기 컬럼의 세레이션 합치에 대응하는 결치가 형성되는 것을 특징으로 하는 스티어링 휠과 컬럼의 결합 구조.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 세레이션 코어의 외측에 상기 스티어링 휠의 삽입홀에 대응하는 나사산 형상이 형성되는 것을 특징으로 하는 스티어링 휠과 컬럼의 결합 구조.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 세레이션 링과 세레이션 코어는 코킹, 본딩, 접착 테이프 중 어느 하나에 의해 분리 가능하게 접착되는 것을 특징으로 하는 스티어링 휠과 컬럼의 결합 구조.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 세레이션 코어 및 세레이션 링은 원형 형상인 것을 특징으로 하는 스티어링 휠과 컬럼의 결합 구조.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 세레이션 코어의 지름은 상기 세레이션 링의 지름보다 작은 것을 특징으로 하는 스티어링 휠과 컬럼의 결합 구조.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 세레이션 코어의 외측에 상기 삽입홀 내측에 대응하는 나사산 형상이 형성되는 것을 특징으로 하는 스티어링 휠과 컬럼의 결합 구조.
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