KR102553548B1 - car steering apparatus - Google Patents
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Abstract
차량용 스티어링 장치가 개시된다. 본 발명의 차량용 스티어링 장치는, 칼럼하우징 내부에 마련되어 스티어링 휠의 회전력을 전달받는 제1 스티어링 축; 상기 스티어링 휠과 결합되며, 상기 스티어링 휠의 회전력을 상기 제1 스티어링 축으로 전달하도록 상기 스티어링 휠과 상기 제1 스티어링 축 사이에 개재되되, 상기 제1 스티어링 축과 직접적으로 축 결합되는 제2 스티어링 축; 및 전원 인가를 통해 상기 제2 스티어링 축에 회전력을 제공하여 상기 제1 스티어링 축과 상기 제2 스티어링 축이 동시에 자동 회전하도록 하는 스티어링 자동조작유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 스티어링 휠을 자동으로 조작하기 위한 스티어링 연결유닛의 외부 노출이 최소화된 상태로 이루어짐으로써 운전자가 스티어링 휠을 수동 조작함에 있어 불편함이 발생하는 것을 월등히 저감시킬 수 있다.A vehicle steering device is disclosed. A steering device for a vehicle of the present invention includes a first steering shaft provided inside a column housing and receiving rotational force of a steering wheel; A second steering shaft coupled to the steering wheel and interposed between the steering wheel and the first steering shaft to transmit rotational force of the steering wheel to the first steering shaft, and directly shaft-coupled with the first steering shaft ; and an automatic steering operation unit configured to automatically rotate the first steering shaft and the second steering shaft simultaneously by providing rotational force to the second steering shaft through power application. According to the present invention, since the external exposure of the steering connection unit for automatically operating the steering wheel is minimized, it is possible to significantly reduce the driver's inconvenience in manually operating the steering wheel.
Description
본 발명은 차량의 스티어링 휠을 수동 또는 자동으로 조작할 수 있는 차량용 스티어링 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a steering device for a vehicle capable of manually or automatically manipulating a steering wheel of a vehicle.
일반적으로 자동차에는 운전자가 자동차의 진행방향을 조절하기 위하여 조향장치가 제공된다. 자동차의 조향장치는 운전석 전방에 설치되어 운전자의 조작에 의해 자동차의 진행방향을 바꾸기 위한 스티어링 휠과, 스티어링 휠의 하부에 설치되는 스티어링 칼럼과, 스티어링 휠의 회전운동을 직진운동으로 전환시킴과 동시에 조향력을 증대시켜 타이어의 방향을 변경시키는 기어박스와, 스티어링 칼럼에 전달된 회전력을 기어박스로 전달하기 위한 유니버설 조인트를 포함한다.In general, a steering device is provided in a vehicle so that a driver can control the driving direction of the vehicle. The vehicle's steering system includes a steering wheel installed in front of the driver's seat to change the driving direction of the vehicle by the driver's operation, a steering column installed below the steering wheel, and converting the rotational motion of the steering wheel into straight-line motion. It includes a gearbox that changes the direction of the tire by increasing steering force, and a universal joint that transmits rotational force transmitted to the steering column to the gearbox.
현재, 운전자가 수동으로 스티어링 휠을 조작하도록 함과 더불어 필요에 따라서는 자동으로 스티어링 휠을 조작할 수 있도록 하는 조향장치가 개발되어 사용되고 있다.Currently, a steering device that allows a driver to manually operate a steering wheel and automatically, if necessary, has been developed and used.
이러한 종래의 조향장치는 스티어링 휠의 수동/자동 동작이 선택적으로 가능하도록 순정 핸들을 배제한 채 새로운 구조로 설계하여 적용하거나, 순정 핸들의 상측(전방) 또는 하측(후방)에 별도의 구성품을 설치한 구조로 이루어져 있다.This conventional steering device is designed and applied in a new structure without a genuine steering wheel so that manual / automatic operation of the steering wheel is selectively possible, or a separate component is installed on the upper (front) or lower (rear) side of the genuine steering wheel. consists of a structure
첫번째, 새로운 구조로 설계하여 적용하는 경우, 스티어링 휠, 클럭 스프링, 스티어링 축 등 다수 부품의 새로운 설계가 요구되는 단점이 있다.First, in the case of designing and applying a new structure, there is a disadvantage in that a new design of many parts such as a steering wheel, a clock spring, and a steering shaft is required.
두번째와 세번째, 도 1에 도시한 바와 같이, 순정 핸들의 상측 또는 하측에 별도의 구성품을 설치하는 경우, 이러한 구성품들의 외부 노출로 인해 운전자가 스티어링 휠을 수동으로 조작함에 있어 상당한 불편함이 발생하고 있다.Second and third, as shown in FIG. 1, when a separate component is installed on the upper or lower side of the genuine steering wheel, considerable inconvenience occurs in manually operating the steering wheel by the driver due to the external exposure of these components. there is.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 스티어링 휠을 자동으로 조작하기 위한 구성들이 외부로 노출되는 것을 최소화하고 운전자의 수동 조작에 불편이 발생하는 것을 최소화할 수 있는 차량용 스티어링 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and a vehicle steering device capable of minimizing external exposure of components for automatically operating a steering wheel and minimizing inconvenience in manual operation of a driver. It aims to provide
본 발명의 일 측면에 따르면, 칼럼하우징 내부에 마련되어 스티어링 휠의 회전력을 전달받는 제1 스티어링 축; 상기 스티어링 휠과 결합되며, 상기 스티어링 휠의 회전력을 상기 제1 스티어링 축으로 전달하도록 상기 스티어링 휠과 상기 제1 스티어링 축 사이에 개재되되, 상기 제1 스티어링 축과 직접적으로 축 결합되는 제2 스티어링 축; 및 전원 인가를 통해 상기 제2 스티어링 축에 회전력을 제공하여 상기 제1 스티어링 축과 상기 제2 스티어링 축이 동시에 자동 회전하도록 하는 스티어링 자동조작유닛을 포함하는 차량용 스티어링 장치가 제공된다.According to one aspect of the present invention, the first steering shaft provided inside the column housing to receive the rotational force of the steering wheel; A second steering shaft coupled to the steering wheel and interposed between the steering wheel and the first steering shaft to transmit rotational force of the steering wheel to the first steering shaft, and directly shaft-coupled with the first steering shaft ; and a steering automatic operation unit configured to automatically rotate the first steering shaft and the second steering shaft simultaneously by providing rotational force to the second steering shaft through power application.
상기 제2 스티어링 축은, 일측에는 상기 스티어링 휠과 결합되도록 치형이 마련되고 타측에는 상기 제1 스티어링 축의 단부가 축방향으로 삽입되도록 삽입홈이 마련되며, 상기 삽입홈으로의 상기 제1 스티어링 축의 단부 삽입시, 상기 스티어링 휠의 회전력은 상기 제2 스티어링 축 및 상기 제1 스티어링 축으로 동시 전달될 수 있다.The second steering shaft has teeth formed on one side to be coupled with the steering wheel and an insertion groove to insert the end of the first steering shaft in the axial direction on the other side, and the end of the first steering shaft is inserted into the insertion groove. In this case, rotational force of the steering wheel may be simultaneously transmitted to the second steering shaft and the first steering shaft.
상기 제1 스티어링 축의 단부에는 그 원주방향을 따라 제1 결합치형이 마련되고, 상기 삽입홈의 내면에는, 상기 제1 스티어링 축과 상기 제2 스티어링 축의 축방향 결합시 상기 제1 결합치형이 대응 결합하도록 그 원주방향을 따라 제2 결합치형이 마련될 수 있다.A first engagement tooth profile is provided at an end of the first steering shaft along the circumferential direction, and on an inner surface of the insertion groove, when the first steering shaft and the second steering shaft are coupled in the axial direction, the first engagement tooth profile corresponds to engagement. A second engagement tooth shape may be provided along the circumferential direction so as to do so.
상기 제1 스티어링 축의 단부에는 상기 제1 결합치형과 인접하도록 외면이 테이퍼진 제1 테이퍼부가 마련되고, 상기 삽입홈의 내면에는 상기 제2 스티어링 축의 삽입 깊이를 제한하도록 단턱이 마련되고, 상기 삽입홈의 개구측 방향으로 상기 단턱 주변에 상기 제2 결합치형이 마련되며, 상기 삽입홈의 개구에는 상기 제1 테이퍼부와 면접촉 가능하도록 제2 테이퍼부가 마련될 수 있다.A first tapered portion having an outer surface tapered to be adjacent to the first coupling tooth is provided at an end of the first steering shaft, and a stepped portion is provided on an inner surface of the insertion groove to limit an insertion depth of the second steering shaft, and the insertion groove The second coupling tooth profile is provided around the step in the direction of the opening of the side, and a second taper portion may be provided at the opening of the insertion groove to be in surface contact with the first taper portion.
상기 스티어링 자동조작유닛은, 정역 회전제어가 가능한 구동모터; 및 상기 구동모터의 구동력을 상기 제2 스티어링 축으로 전달하되, 치형 결합을 통해 구동력을 전달하도록 복수의 기어를 갖는 동력전달부를 포함할 수 있다.The automatic steering operation unit includes a drive motor capable of normal and reverse rotation control; And it transmits the driving force of the driving motor to the second steering shaft, it may include a power transmission unit having a plurality of gears to transmit the driving force through tooth engagement.
상기 제2 스티어링 축은, 일측에는 상기 스티어링 휠과 결합되도록 제1 치형이 마련되고 타측에는 상기 제1 스티어링 축의 단부가 축방향으로 삽입되도록 삽입홈이 마련되는 축 베이스; 및 상기 축 베이스의 단부에 일체로 마련되며 상기 동력전달부와 치형 결합가능하도록 가장자리 원주방향을 따라 제2 치형이 마련되는 플랜지를 포함할 수 있다.The second steering shaft may include: a shaft base on one side of which a first tooth is provided to be coupled with the steering wheel and on the other side of which an insertion groove is provided to insert the end of the first steering shaft in an axial direction; and a flange integrally provided at an end of the shaft base and provided with second teeth along an edge circumferential direction so as to be tooth-coupled with the power transmission unit.
상기 플랜지와 상기 동력전달부는 하나의 하우징 내에 모두 마련되고 상기 구동모터는 상기 하우징에 일체로 연결됨으로써, 상기 제2 스티어링 축과 상기 스티어링 자동조작유닛은 하나의 모듈화된 형태를 가질 수 있다.Since the flange and the power transmission unit are both provided in one housing and the drive motor is integrally connected to the housing, the second steering shaft and the automatic steering operation unit may have a modular form.
상기에서 설명한 본 발명의 차량용 스티어링 장치에 의하면, 스티어링 휠을 자동으로 조작하기 위한 스티어링 연결유닛의 외부 노출이 최소화된 상태로 이루어짐으로써 운전자가 스티어링 휠을 수동 조작함에 있어 불편함이 발생하는 것을 월등히 저감시킬 수 있다.According to the vehicle steering device of the present invention described above, the external exposure of the steering connection unit for automatically operating the steering wheel is minimized, thereby significantly reducing the occurrence of inconvenience in manually operating the steering wheel by the driver. can make it
또한, 기존 순정 스티어링 휠, 클럭 스프링, 스티어링 축 등을 최대한 변형없이 사용할 수 있는바, 기존 차량에 스티어링 연결유닛을 설치함에 있어 효율적으로 적용할 수 있다.In addition, since the existing genuine steering wheel, clock spring, steering shaft, etc. can be used without deformation as much as possible, it can be efficiently applied when installing a steering connection unit in an existing vehicle.
또한, 스티어링 자동조작유닛과 제2 스티어링 축이 하나의 모듈화된 형태를 가짐으로써, 작업자가 제1 스티어링 축을 스티어링 자동조작유닛과 제2 스티어링 축과 결합할 때 신속하면서 용이한 결합, 연결 작업을 진행시킬 수 있다.In addition, since the automatic steering operation unit and the second steering shaft have a modularized form, when the operator combines the first steering shaft with the automatic steering operation unit and the second steering shaft, quick and easy coupling and connection work is performed. can make it
또한, 차량 모델에 따라 제2 스티어링 축을 대응하도록 별도로 설계 적용한 모듈을 제조한 후, 이를 각각의 차량에 적용할 수 있으므로 부품 교체방식을 통한 차량 모델별 범용성을 확보할 수 있다.In addition, since a module separately designed and applied to correspond to the second steering shaft according to the vehicle model can be manufactured and then applied to each vehicle, versatility for each vehicle model can be secured through a parts replacement method.
도 1은 종래기술에 따른 차량 조향장치가 설치된 상태를 나타내는 사진,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 스티어링 장치를 나타내는 사시도,
도 3은 도 2의 분해 사시도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 스티어링 장치를 나타내는 단면도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 스티어링 장치에서 상부 칼럼하우징과 하부 칼럼하우징을 나타내는 도면이다.1 is a photograph showing a state in which a vehicle steering device according to the prior art is installed;
2 is a perspective view showing a steering device for a vehicle according to an embodiment of the present invention;
Figure 3 is an exploded perspective view of Figure 2;
4 is a cross-sectional view showing a steering device for a vehicle according to an embodiment of the present invention;
5 is a view showing an upper column housing and a lower column housing in a steering device for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, only these embodiments will complete the disclosure of the present invention, and will fully cover the scope of the invention to those skilled in the art. It is provided to inform you. Like reference numerals designate like elements in the drawings.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 스티어링 장치는 스티어링 휠의 회전력을 스티어링 축을 통해 조향장치로 전달하도록 마련되는 것으로서, 운전자에 의해 스티어링 휠이 수동으로 회전하는 경우, 외부 전원인가를 통해 스티어링 축을 자동으로 회전시키는 경우 모두 조향장치로 동력을 전달 가능하다.A steering device for a vehicle according to a preferred embodiment of the present invention is provided to transmit rotational force of a steering wheel to a steering device through a steering shaft, and when the steering wheel is manually rotated by a driver, the steering shaft is automatically turned by applying external power. In case of rotation, power can be transmitted to the steering device in all cases.
이러한 차량용 스티어링 장치는 자율주행 차량 개발을 위해 현재 시판중인 차량에 적용하여 주행감지센서 신호의 감지값을 전달받아 차량을 안전하게 자동 조향하기 위한 용도로 사용할 수 있으며, 이외 다양한 용도로 적용 가능하다.Such a steering device for a vehicle can be applied to a vehicle currently on the market for the development of an autonomous vehicle and used for safe and automatic steering of a vehicle by receiving a detected value of a driving detection sensor signal, and can be applied for various other purposes.
이하, 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 스티어링 장치는 제1 스티어링 축(1000), 제2 스티어링 축(2000) 및 스티어링 자동조작유닛(3000)을 포함한다.As shown in FIG. 2 , the vehicle steering apparatus according to an embodiment of the present invention includes a
먼저, 도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 제1 스티어링 축(1000)은 칼럼하우징(1100) 내부에 마련되어 스티어링 휠(10)의 회전력을 전달받는다. 제1 스티어링 축(1000)의 회전력은 스티어링 기어(미도시)로 전달되고 스티어링 기어(미도시)는 제1 스티어링 축의 회전력을 직선 운동으로 변환하여 타이로드(미도시) 등으로 전달한다.First, as shown in FIGS. 2 to 4 , the
다음, 제2 스티어링 축(2000)은 스티어링 휠(10)과 결합되며, 스티어링 휠(10)의 회전력을 제1 스티어링 축(1000)으로 전달하도록 스티어링 휠(10)과 제1 스티어링 축(1000) 사이에 개재된다. Next, the
도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 제2 스티어링 축(2000)은 제1 스티어링 축(1000)과 마찬가지로 부분적으로 칼럼하우징(1100) 내부에 마련되며, 상기 칼럼하우징(1100) 주변에 클럭 스프링(미도시)이 마련되고 제2 스티어링 축(2000)의 단부에 스티어링 휠(10)이 결합된다.As shown in FIGS. 2 to 4 , the
본 발명의 실시예에서, 도 3 및 도 5에 도시한 바와 같이, 칼럼하우징(1100)은 제2 스티어링 축(2000)의 단부를 둘레방향으로 감싸도록 마련되는 상부 칼럼하우징(1101)과 제1 스티어링 축(1000)의 단부를 둘레방향으로 감싸도록 마련되는 하부 칼럼하우징(1102)을 포함한다.In the embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 3 and 5, the
여기서, 도 5에 도시한 바와 같이, 하부 칼럼하우징(1102)은 도 3에 도시된 상부 칼럼하우징(1101)과 동일한 플랜지 형태를 포함하며, 하부 칼럼하우징(1102)의 상단 부위에는 핸들의 다기능 스위치 장착부가 마련된다. 하부 칼럼하우징(1102)은 차량의 순정 칼럼 하우징이고, 상부 칼럼하우징(1101)은 대상 차량의 순정 스티어링 칼럼과 동일한 형상으로 제작된다.Here, as shown in FIG. 5, the
본 발명의 실시예에서, 제1 스티어링 축(1000)은 순정핸들에 마련되고 스티어링 휠에 단부가 직접적으로 연결되도록 이루어진 것으로 적용 가능하다. In an embodiment of the present invention, the
또한, 제2 스티어링 축(2000)은 제1 스티어링 축(1000)과 별도로 이루어지는 것으로서, 단부에는 스티어링 휠(10)의 회전력을 안정적으로 전달받기 위한 나사산, 치형 구조가 마련되어 있다.In addition, the
본 발명은, 제1 스티어링 축(1000)과 제2 스티어링 축(2000)이 상호간에 직접적으로 축 결합되는 구조로 이루어져 제2 스티어링 축(2000)의 회전력이 직접적으로 제1 스티어링 축(1000)으로 전달되는 구조를 갖는다.According to the present invention, the
구체적으로, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 제2 스티어링 축(2000)의 일측에는 스티어링 휠(10)과 결합되도록 제1 치형(2100)이 마련되고 타측에는 제1 스티어링 축(1000)의 단부가 축방향으로 삽입되어 상호 결합되록 삽입홈(2200)이 마련된다.Specifically, as shown in FIGS. 3 and 4, a
본 발명의 실시예에서, 제1 스티어링 축(1000)의 단부가 삽입홈(2200)으로 삽입되어 제1 스티어링 축(1000)과 제2 스티어링 축(2000)이 상호 결합된 상태에서, 스티어링 휠(10)의 회전력은 제2 스티어링 축(2000) 및 제1 스티어링 축(1000)으로 동시 전달 가능하다.In the embodiment of the present invention, in a state in which the end of the
즉, 제1 스티어링 축(1000)과 제2 스티어링 축(2000)은 용접이나 스크루 결합 등을 통해 서로 일체로 결합되는 것이 아니라, 단순 삽입 결합을 통해 스티어링 휠(10)의 회전시 동시에 회전되도록 일체화되며, 이에 따라 제조시 제1 스티어링 축과 제2 스티어링 축의 결합 공정을 단순화하여 결합 공정 효율을 증대시킬 수 있다.That is, the
보다 구체적으로, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 제1 스티어링 축(1000)의 단부에는 그 원주방향을 따라 제1 결합치형(1200)이 연속적으로 마련되고, 복수의 제1 결합치형(1200)은 각각 제1 스티어링 축(1000)의 길이방향을 따라 길게 연장된 형태로 이루어진다.More specifically, as shown in FIGS. 3 and 4, first
또한, 삽입홈(2200)의 내면에는, 제1 스티어링 축(1000)과 제2 스티어링 축(2000)의 축방향 결합시 제1 결합치형(1200)이 대응 결합하도록 그 원주방향을 따라 제2 결합치형(2300)이 마련된다. 이와 같이 제1 결합치형(1200)과 제2 결합치형(2300) 간의 치형 결합구조를 통해 제1 스티어링 축과 제2 스티어링 축은 외력이 작용할 경우 동시에 동일한 방향으로 회전이 가능하다.In addition, on the inner surface of the
본 발명의 실시예에서, 도 4에 도시한 바와 같이, 제1 스티어링 축(1000)의 단부에는 제1 결합치형(1200)과 인접하도록 외면이 테이퍼진 제1 테이퍼부(1300)가 마련된다. 여기서, 제1 테이퍼부(1300)는 제1 스티어링 축(1000)의 길이방향, 구체적으로 후방 단부에서 제1 결합치형(1200)이 마련된 전방 단부를 향할수록 횡단면적이 점차 감소하도록 이루어진다.In an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 4 , a first tapered
또한, 삽입홈(2200)의 개구에는 제1 테이퍼부(1300)와 면접촉 가능하도록 제2 테이퍼부(2400)가 마련된다. 여기서, 제2 테이퍼부(2400)는 삽입홈(2200)의 개구 부위에서 삽입홈(2200)의 바닥면 측으로 갈수록 삽입홈(2200)의 직경이 점차 감소하도록 이루어진다.In addition, a
본 발명의 실시예에서, 제1 스티어링 축(1000)이 삽입홈(2200) 내측으로 설정된 깊이까지 삽입되면 제1 테이퍼부(1300)와 제2 테이퍼부(2400)가 서로 면접촉하는 상태가 되며, 이러한 면접촉을 통해 제1 및 제2 스티어링 축(1000,2000)의 길이방향에 대해 경사진 방향으로 외력이 작용하더라도 제1 및 제2 스티어링 축(1000,2000)이 상호간에 일직선 상태를 유지하면서 안정적으로 축결합된 상태를 유지할 수 있다.In the embodiment of the present invention, when the
또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 삽입홈(2200)의 내면에는 제2 스티어링 축(2000)의 삽입 깊이를 제한하도록 단턱(2500)이 마련되고, 삽입홈(2200)의 개구측 방향으로 단턱(2500) 주변에 제2 결합치형(2300)이 마련된다. 제1 결합치형(1200)이 마련된 제1 스티어링 축(1000)의 일부분은 전방 단부 영역과 제1 테이퍼부(1300) 사이에서 상기 전방 단부 영역에 비해 돌출된 형태, 즉 외경이 확장된 형태로 이루어진다.In addition, as shown in FIG. 4, a
본 발명의 실시예에서, 제2 스티어링 축(2000)의 삽입홈(2200) 내측으로 제1 스티어링 축(1000)을 일정이상 삽입시, 제1 스티어링 축(1000)의 제1 결합치형(1200)이 마련된 돌출부분의 전방 단부는 단턱(2500)에 걸려 더 이상의 삽입이 제한되며 이때 제1 결합치형(1200)과 제2 결합치형(2300) 간의 정위치 치형 결합이 이루어진다. 부연하자면, 제1 스티어링 축(1000)이 단턱(2500)에 걸려서 더이상의 삽입이 제한된 위치에서 제1 결합치형(1200)과 제2 결합치형(2300) 간에 정위치 치형 결합이 이루어지도록 상기 결합치형들과 단턱 등의 위치를 포함한 외관 설계 요소가 기설정되어 있다.In the embodiment of the present invention, when the
즉, 본 발명은 단턱(2500) 구조를 통해 제1 스티어링 축(1000)이 삽입홈(2200) 내측으로 더이상 삽입이 불가한 상태가 되면 제1 결합치형(1200)과 제2 결합치형(2300) 간의 정위치 결합이 이루어지도록 마련됨에 따라, 작업자가 제1 스티어링 축(1000)과 제2 스티어링 축(2000)의 정상 또는 불량 결합 상태를 신속, 용이하게 확인할 수 있다.That is, in the present invention, when the
다음, 도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 스티어링 자동조작유닛(3000)은 전원 인가를 통해 제2 스티어링 축(2000)에 회전력을 제공하여 제1 스티어링 축(1000)과 제2 스티어링 축(2000)이 동시에 자동 회전하도록 이루어진다.Next, as shown in FIGS. 2 to 4 , the automatic
한편, 기존 핸들을 포함하는 조향장치의 사용성과 기능성 유지를 위해, 스티어링 휠(10)의 회전시 제1 스티어링 축(1000), 제2 스티어링 축(2000) 모두 연동하여 회전해야 하는바, 이러한 원리로 인해 스티어링 자동조작유닛(3000)을 통해 제2 스티어링 축(2000)에 회전력을 제공하는 경우 제1 스티어링 축(1000) 또한 동시에 회전이 이루어진다.On the other hand, in order to maintain the usability and functionality of a steering device including an existing handle, both the
도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 스티어링 자동조작유닛(3000)은 구동모터(3100) 및 동력전달부(3200)를 포함한다.As shown in FIGS. 3 and 4 , the automatic
구동모터(3100)의 회전력은 동력전달부(3200)를 통해 제2 스티어링 축(2000)으로 전달되고 결국 제1 스티어링 축(1000)이 동시에 시계 또는 시계반대 방향으로 회전하면서 차량의 조향이 이루어지며, 이를 위해 구동모터는 정역 회전 제어가 용이한 서보모터로 적용되는 것이 바람직하다.The rotational force of the
동력전달부(3200)는 구동모터(3100)의 구동력을 제2 스티어링 축(2000)으로 전달하되, 치형 결합을 통해 구동력을 전달하도록 복수의 기어(3210)를 갖도록 이루어진다.The
본 발명의 실시예에서, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 제2 스티어링 축(2000)은 축 베이스(2600)와 플랜지(2700)를 포함한다.In an embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 3 and 4 , the
전술한 바와 같이, 축 베이스(2600)는 그 일측에 스티어링 휠(10)과 결합되도록 제1 치형(2100)이 마련되고 타측에는 제1 스티어링 축(1000)의 단부가 축방향으로 삽입되도록 삽입홈(2200)이 마련된다.As described above, the
플랜지(2700)는 축 베이스(2600)의 단부에 결합되며 동력전달부(3200)와 치형 결합가능하도록 가장자리 원주방향을 따라 제2 치형(2710)이 마련된다. 구동모터(3100)의 회전력은 동력전달부(3200)를 통해 회전토크가 적절하게 감소된 상태로 플랜지(2700)로 전달되어 제2 스티어링 축(2000)의 회전을 유도하고 전술한 제1 결합치형(1200)과 제2 결합치형(2300) 간의 결합을 통해 제1 스티어링 축(1000)의 자동 회전이 이루어진다. 여기서, 플랜지(2700)는 축 베이스(2600)와 스크루를 이용한 플랜지 결합을 통해 상호 일체로 결합된다.The
본 발명의 실시예에서, 제2 스티어링 축(2000)의 플랜지(2700)와 동력전달부(3200)는 하나의 하우징(3300) 내에 모두 마련되고 구동모터(3100)는 하우징(3300)에 일체로 연결되는 구조로 이루어지고, 제2 스티어링 축(2000)의 축 베이스(2600)는 하우징(3300) 외부로 노출되지만 플랜지(2700)와 일체로 결합된 상태를 갖는다. 즉, 제2 스티어링 축(2000)과 스티어링 자동조작유닛(3000)은 하나의 모듈화된 형태를 갖도록 이루어진다.In the embodiment of the present invention, the
이하, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 스티어링 장치를 설치하면서 튜닝하는 과정을 설명한다.Hereinafter, a process of tuning while installing the steering device for a vehicle according to an embodiment of the present invention will be described.
먼저, 작업자는 순정 제1 스티어링 축(1000)의 단부가 외부로 노출되도록 순정 스티어링 휠(10)과 클럭 스프링(미도시)을 분리하여 제거한다.First, the worker separates and removes the
이어서, 제1 스티어링 축(1000)의 노출 단부에 하나의 모듈화된 제2 스티어링 축(2000)과 스티어링 자동조작유닛(3000)을 연결한다. 구체적으로, 제1 스티어링 축(1000)의 단부가 제2 스티어링 축(2000)의 삽입홈(2200) 내측으로 삽입되어 제1 결합치형(1200)과 제2 결합치형(2300) 간의 치형 결합이 이루어지도록 하며, 이에 관련된 구체적인 내용은 전술하였으므로 이하 상세한 설명은 생략한다.Next, a modularized
이후, 제1 스티어링 축(1000)과 제2 스티어링 축(2000)을 감싸는 칼럼하우징(1100)을 스티어링 자동조작유닛(3000)의 하우징(3300)에 스크루 결합하여 고정 결합한다.Thereafter, the
이어서, 초기에 분리한 순정 스티어링 휠(10)과 클럭 스프링(미도시)을 재결합하여 마무리한다.Subsequently, the
본 발명은 이와 같이 결합, 연결 작업들을 실시함에 있어, 스티어링 자동조작유닛(3000)과 제2 스티어링 축(2000)이 하나의 모듈화된 형태를 가짐으로써, 작업자가 제1 스티어링 축(1000)을 자동으로 회전시키고자 스티어링 자동조작유닛(3000)과 제2 스티어링 축(2000)과 결합할 때 신속하면서 용이한 결합, 연결 작업을 진행시킬 수 있다.In the present invention, in performing the coupling and connection operations as described above, the automatic
이상 설명한 본 발명은 스티어링 휠(10)을 자동으로 조작하기 위한 스티어링 자동조작유닛(3000)의 외부 노출이 최소화된 상태로 이루어짐으로써 운전자가 스티어링 휠을 수동 조작함에 있어 불편함이 발생하는 것을 월등히 저감시킬 수 있다.The present invention described above is made in a state in which the external exposure of the automatic
또한, 기존 순정 스티어링 휠, 클럭 스프링, 스티어링 축(특히, 제1 스티어링 축), 칼럼하우징 등을 최대한 변형없이 사용할 수 있는바, 기존 차량에 스티어링 자동조작유닛(3000)을 설치함에 있어 효율적으로 적용할 수 있다.In addition, since the existing genuine steering wheel, clock spring, steering shaft (in particular, the first steering shaft), column housing, etc. can be used without deformation as much as possible, it is efficiently applied in installing the automatic steering control unit (3000) in an existing vehicle. can do.
또한, 차량 모델에 따라 제2 스티어링 축(2000)을 대응하도록 별도로 설계 적용한 모듈을 제조한 후, 이를 각각의 차량에 적용할 수 있으므로 부품 교체방식(전술한 하나의 모듈화된 제2 스티어링 축과 스티어링 자동조작유닛)을 통한 차량 모델별 범용성을 확보할 수 있다.In addition, after manufacturing a separately designed and applied module to correspond to the
한편, 본 발명은 기존 순정 제1 스티어링 축(1000)의 별도 가공없이 제2 스티어링 축(2000)을 결합하여 전체적으로 스티어링 축의 길이가 연장되어 결국 스티어링 휠이 운전자 시트 측으로 접근된 형태를 가질 수 있으나, 핸들의 텔레스코픽 기능을 통해 일정부분 상쇄 가능하여 운전자의 핸들 조작성에 악영향으로 작용하지 않는다.On the other hand, in the present invention, the length of the steering shaft is extended as a whole by combining the
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.In the above, the present invention has been shown and described in relation to preferred embodiments for illustrating the principles of the present invention, but the present invention is not limited to the configuration and operation as shown and described. Rather, it will be appreciated by those skilled in the art that many changes and modifications may be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the appended claims.
10: 스티어링 휠 1000: 제1 스티어링 축
1100: 칼럼하우징 1200: 제1 결합치형
1300: 제1 테이퍼부 2000: 제2 스티어링 축
2200: 삽입홈 2300: 제2 결합치형
2400: 제2 테이퍼부 2500: 단턱
2600: 축 베이스 2700: 플랜지
2710: 제2 치형 3000: 스티어링 자동조작유닛
3100: 구동모터 3200: 동력전달부
3300: 하우징10: steering wheel 1000: first steering shaft
1100: column housing 1200: first coupling tooth type
1300: first taper part 2000: second steering shaft
2200: insertion groove 2300: second coupling tooth
2400: second taper part 2500: stepped
2600: shaft base 2700: flange
2710: second tooth shape 3000: automatic steering control unit
3100: drive motor 3200: power transmission unit
3300: housing
Claims (7)
상기 스티어링 휠과 결합되며 상기 스티어링 휠의 회전력을 상기 제1 스티어링 축으로 전달하도록 상기 스티어링 휠과 상기 제1 스티어링 축 사이에 개재되되, 상기 제1 스티어링 축과 직접적으로 축 결합되는 제2 스티어링 축; 및
전원 인가를 통해 상기 제2 스티어링 축에 회전력을 제공하여 상기 제1 스티어링 축과 상기 제2 스티어링 축이 동시에 자동 회전하도록 하는 스티어링 자동조작유닛을 포함하고,
상기 제1 스티어링 축은,
단부에 그 원주방향을 따라 제1 결합치형이 마련되고, 상기 제1 결합치형과 인접하도록 외면이 테이퍼진 제1 테이퍼부가 마련되며,
상기 제2 스티어링 축은,
일측에 상기 스티어링 휠과 결합되도록 치형이 마련되고 타측에 상기 제1 스티어링 축의 단부가 축방향으로 삽입되도록 삽입홈이 마련되며, 상기 삽입홈의 내면에는 상기 제2 스티어링 축의 삽입 깊이를 제한하도록 단턱이 마련되고, 상기 단턱 주변에 상기 제1 스티어링 축과 상기 제2 스티어링 축의 축방향 결합시 상기 제1 결합치형이 대응 결합되도록 그 원주방향을 따라 제2 결합치형이 마련되는 한편,
상기 삽입홈의 개구에는 상기 제1 스티어링 축의 제1 테이퍼부와 면접촉 가능하도록 제2 테이퍼부가 마련되어, 상기 제1 스티어링 축이 상기 삽입홈 내측으로 삽입되면 상기 제1 스티어링 축의 제1 결합치형이 상기 단턱에 걸려 삽입이 제한되면서 상기 제1 테이퍼부와 상기 제2 테이퍼부가 서로 면접촉하는 상태가 되고, 상기 면접촉을 통해 상기 제1, 2 스티어링 축의 길이 방향에 대하여 경사진 방향으로 외력이 작용하더라도 상기 제1, 2 스티어링 축이 상호간 일직선 상태를 유지하면서 안정적으로 축결합 상태를 유지하며,
상기 삽입홈으로 상기 제2 스티어링 축의 단부가 삽입되어 상호 결합된 상태에서, 상기 스티어링 휠의 회전력은 상기 제2 스티어링 축 및 상기 제1 스티어링 축으로 동시 전달 가능한 것을 특징으로 하는 차량용 스티어링 장치.
A first steering shaft provided inside the column housing to receive rotational force of the steering wheel;
a second steering shaft coupled to the steering wheel and interposed between the steering wheel and the first steering shaft to transmit rotational force of the steering wheel to the first steering shaft, and directly shaft-coupled to the first steering shaft; and
An automatic steering operation unit configured to automatically rotate the first steering shaft and the second steering shaft simultaneously by providing rotational force to the second steering shaft through power application,
The first steering shaft,
A first engagement tooth shape is provided at the end portion along the circumferential direction, and a first taper portion having an outer surface tapered so as to be adjacent to the first engagement tooth shape is provided,
The second steering shaft,
A tooth is provided on one side to be coupled with the steering wheel, and an insertion groove is provided on the other side so that the end of the first steering shaft is axially inserted, and a step is provided on the inner surface of the insertion groove to limit the insertion depth of the second steering shaft. A second coupling tooth shape is provided along the circumferential direction so that the first coupling tooth shape is correspondingly coupled when the first steering shaft and the second steering shaft are coupled in the axial direction around the step, while
A second tapered portion is provided at the opening of the insertion groove to be in surface contact with the first tapered portion of the first steering shaft, and when the first steering shaft is inserted into the insertion groove, the first coupling tooth shape of the first steering shaft is As the insertion is restricted by the step, the first taper part and the second taper part come into surface contact with each other, and even if an external force acts in a direction inclined with respect to the longitudinal direction of the first and second steering shafts through the surface contact The first and second steering shafts maintain a stable shaft coupling state while maintaining a straight state with each other,
In a state in which the ends of the second steering shaft are inserted into the insertion groove and coupled to each other, rotational force of the steering wheel can be simultaneously transmitted to the second steering shaft and the first steering shaft.
상기 스티어링 자동조작유닛은,
정역 회전제어가 가능한 구동모터 및;
상기 구동모터의 구동력을 상기 제2 스티어링 축으로 전달하되 치형 결합을 통해 구동력을 전달하도록 복수의 기어를 갖는 동력전달부를 포함하고,
상기 제2 스티어링 축은,
일측에는 상기 스티어링 휠과 결합되도록 제 치형이 마련되고 타측에는 상기 제1 스티어링 축의 단부가 축방향으로 삽입되도록 삽입홈이 마련되는 축 베이스 및;
상기 축 베이스의 단부에 일체로 마련되며 하우징 내에서 상기 동력전달부와 치형 결합가능하도록 가장자리 원주방향을 따라 제2 치형이 마련되는 플랜지를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 스티어링 장치.
According to claim 1,
The steering automatic operation unit,
A drive motor capable of normal and reverse rotation control;
A power transmission unit having a plurality of gears to transmit the driving force of the driving motor to the second steering shaft and to transmit the driving force through tooth engagement;
The second steering shaft,
a shaft base on one side of which teeth are provided to be coupled with the steering wheel and on the other side of which an insertion groove is provided to insert the end of the first steering shaft in the axial direction;
and a flange integrally provided at an end of the shaft base and provided with second teeth along a circumferential direction so as to be tooth-coupled with the power transmission unit within the housing.
상기 플랜지와 상기 동력전달부는 하나의 하우징 내에 모두 마련되고 상기 구동모터는 상기 하우징에 일체로 연결됨으로써, 상기 제2 스티어링 축과 상기 스티어링 자동조작유닛은 하나의 모듈화된 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 차량용 스티어링 장치.
According to claim 5,
The flange and the power transmission unit are both provided in one housing and the driving motor is integrally connected to the housing, so that the second steering shaft and the automatic steering operation unit have a modular form. steering device.
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- 2021-07-14 KR KR1020210092229A patent/KR102553548B1/en active IP Right Grant
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