KR20060044035A

KR20060044035A - 단일 모터 구동식 조향 칼럼의 2축 제어 장치

Info

Publication number: KR20060044035A
Application number: KR1020040091819A
Authority: KR
Inventors: 박정식
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2004-11-11
Filing date: 2004-11-11
Publication date: 2006-05-16

Abstract

본 발명은 자동차의 조향 장치 중에서 전동으로 구동되는 조향 칼럼에 관한 것으로, 특히, 틸트 방향의 제어와 텔레스코픽 방향의 제어를 단일모터로 수행하는 단일 모터 구동식 조향 칼럼의 2축 제어 장치에 관한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 단일 모터 구동식 조향 칼럼의 2축 제어 장치는 구동축이 구비된 단일의 모터와; 제1결합부가 일측에 구비된 제1회전축과; 제2결합부가 일측에 구비된 제2회전축과; 상기 구동축을 감속하는 감속기어부와;

상기 감속기어부의 기어와 치합되는 외측기어부가 외주면에 형성되어 있고, 일측단에는 상기 제1결합부와 결합되어 제1클러치를 형성하는 제3결합부가 구비되어 있으며, 타측단에는 상기 제2결합부와 결합되어 제2클러치를 형성하는 제4결합부가 구비되어 있고, 내부에는 솔레노이드코일이 구비되어 있고, 중심부에는 솔레노이드코일에 전기가 공급되는 상태에서 상기 제1결합부와 상기 제3결합부가 결합되도록 전진하는 로드가 구비된 솔레노이드와;

상기 솔레노이드코일에 전기공급이 중단된 상태에서 상기 제2결합부와 상기 제4결합부가 결합할 수 있는 탄성력을 주기 위하여 상기 제2결합부의 일측에 설치되는 스프링과; 상기 감속기어부 ·솔레노이드 ·제1회전축 ·제2회전축을 수용하는 기어박스로 구성된다.

단일 모터 구동식 조향 칼럼, 틸트, 텔레스코프, 2축 제어

Description

단일 모터 구동식 조향 칼럼의 2축 제어 장치{2-SHAFT CONTROLLING APPARATUS OF SINGLE MOTOR DRIVEN STEERING COLUMN}

도 1은 종래의 모터 구동식 조향 칼럼 장치의 구조를 나타낸 개략도 이다.

도 2는 본 발명의 일실시예의 구성요소를 보여주기 위한 단면도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예의 2축 제어장치가 틸트 작동만 하였을 경우의 부분 단면도이다.

도 4는 본 발명의 일실시예의 2축 제어장치가 텔레스코프 작동만 하였을 경우의 부분 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11 : 모터 12 : 제1회전축

13 : 제2회전축 14 : 감속기어부

20 : 솔레노이드 21 : 로드

22 : 외측기어부 23 : 솔레노이드코일

30 : 제1클러치 31 : 제1결합부

32 : 제3결합부 40 : 제2클러치

41 : 제2결합부 42 : 제4결합부

43 : 스프링 50 : 링

60 : 기어박스

일반적으로 자동차의 조향장치는 자동차의 진행방향을 임의로 변경하기 위한 장치로서, 조작기구, 기어기구 및 링크기구로 구성되어 있다.

이러한 조향장치에서 조작기구는 운전자가 직접 조향조작을 실시하여 그 조작력을 기어기구와 링크기구로 전달하는 부분으로서 조향 휠, 조향 축, 조향 칼럼등으로 이루어져 있다.

자동차 시장의 경쟁이 치열해지고 각국의 자동차 회사와의 경쟁이 본격화됨에 따라 운전자 중심의 지능형 자동차에 대한 개발이 이루어지고 있다. 이런 추세 의 하나로 운전자가 운전을 편안하게 할 수 있게 하고, 승ㆍ하차를 용이하게 할 수 있도록 조향휠을 움직일 수 있게 하는 모터 구동식 조향 칼럼 장치(Motor Driven Steering Column : MDSC)의 개발도 점차 확대되고 있다.

모터 구동식 조향장치의 조향휠의 위치조정에는 틸트 조정과 텔레스코프 조정이 있다. 틸트 조정은 운전석에 착석하는 운전자의 자세에 맞게 조향휠의 고정각도를 조정하며, 텔레스코프 조정은 운전자의 체형에 맞게 스티어링 칼럼의 축길이를 길게 늘이거나 짧게 하여 조향휠의 위치를 조절하는 것이다.

종래 기술에 따른 모터 구동식 전동 조향 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 차체에 고정된 칼럼브래킷(1)과; 그 칼럼브래킷(1)에 결합되는 동시에, 유한한 각도로 회전되는 틸트 작동이 가능하게 유니버설 조인트(3)로 결합되고, 축방향으로 신장되는 텔레스코프 작동이 가능하게 구성된 조향 칼럼(2)과; 그 조향 칼럼(2)에 운전자의 회전력을 전달하는 조향 휠(4)과; 그 조향 휠(4)과 조향 칼럼(2)의 각각의 틸트 작동과 텔레스코프 작동에 필요한 구동력을 제공하는 제1모터(5)와 제2모터(6)와; 그 제1모터와 제2모터를 전자적으로 제어하기 위한 제1위치센서(7)와 제2위치센서(8)를 구비한 제어시스템으로 구성되어 있다.

그러나, 상기와 같은 종래기술의 모터 구동식 전동장치는 상기와 같이 틸트 작동과 텔레스코프 작동을 하기 위하여 틸트 작동용 모터와 텔레스코프 작동용 모 터 각 1개씩, 모두 2개가 필요하기 때문에 시스템이 복잡하고, 시스템의 단가를 높이는 단점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래의 발명의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 단일의 모터를 사용하여 구동하면서 틸팅과 텔레스코프 작용을 수행할 수 있는 단일 모터 구동식 조향 칼럼의 2축 제어 장치를 제공하는 것이다.

상기 감속기어부의 기어와 치합되는 외측기어부가 외주면에 형성되어 있고, 일측단에는 상기 제1결합부와 결합되어 제1클러치를 형성하는 제3결합부가 구비되어 있으며, 타측단에는 상기 제2결합부와 결합되어 제2클러치를 형성하는 제4결합부가 구비되어 있고, 내부에는 솔레노이드코일이 구비되어 있고, 중심부에는 솔레노이드코일에 전기가 공급되는 상태에서 상기 제1결합부와 상기 제3결합부가 결합되도록 전진하는 로드가 구비된 솔레노이드와; 상기 솔레노이드코일에 전기 공급이 중단된 상태에서 상기 제2결합부와 상기 제4결합부가 결합할 수 있는 탄성력을 주기 위하여 상기 제2결합부의 일측에 설치되는 스프링과; 상기 감속기어부 ·솔레노이드 ·제1회전축 ·제2회전축을 수용하는 기어박스로 구성된다.

또한, 상기 솔레노이드의 외측면에는 상기 솔레노이드코일에 전기공급을 위하여 원통형의 링을 구비할 수 있으며, 그러한 링의 구성은 상기 솔레노이드가 회전하더라도 상기 솔레노이드코일에 전기를 공급할 수 있게끔 한다.

상기 감속기어부는 스퍼 기어(Spur gear), 헬리컬기어(Helical gear), 웜 기어(worm gear)등 모든 종류의 기어로 전용이 가능하다.

상기 제1클러치를 이루는 상기 제1결합부 및 상기 제3결합부와 상기 제2클러치를 이루는 상기 제2결합부 및 상기 제4결합부는 클로 클러치(Claw clutch)로 결합되게끔 가공하되, 클로 클러치의 결합부의 형상은 삼각형, 사각형, 사다리형 등 다각형의 형상으로 구성될 수 있다.

상기 제1회전축은 틸트 작용 또는 텔레스코프 작동을 위한 회전축으로 작동할 수 있고, 상기 제2회전축도 틸트 작용 또는 텔레스코프 작동을 위한 회전축으로 작동할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 일실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도 2에 나타나 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 일실시예는 틸트 작동 및 텔레스코프 작동을 위한 구동축이 구비된 단일의 모터(11)와, 제1결합부(31)가 일측에 구비된 제1회전축(12)을 포함하고 있다. 또한, 상기 일실시예는 제2결합부(41)가 일측에 구비된 제2회전축(13)과 상기 구동축을 감속하는 감속기어부(14)와 솔레노이드(20)를 포함하고 있다.

상기 솔레노이드(20)는 감속기어부(14)의 기어와 치합되는 외측기어부(22)가 외주면에 형성되어 있고, 그 일측단에는 제1결합부(31)와 결합되어 제1클러치(30)를 형성하는 제3결합부(32)가 구비되어 있으며, 타측단에는 제2결합부(41)와 결합되어 제2클러치(40)를 형성하는 제4결합부(42)가 구비되어 있고, 내부에는 솔레노이드코일(23)이 구비되어 있으며, 중심부에는 상기 솔레노이드코일(23)에 전기가 공급되는 상태에서 상기 제1결합부(31)와 상기 제3결합부(32)가 결합되도록 전진하는 로드가 구비되어 있다.

또한, 상기 일실시예는 상기 솔레노이드코일(23)에 전기 공급이 중단된 상태에서 상기 제2결합부(41)와 상기 제4결합부(42)가 결합될 수 있는 탄성력을 주기 위하여 상기 제2결합부(41)의 일측에 설치되는 스프링(43)을 구비하고 있으며,

감속기어부(14)·솔레노이드(20)·제1회전축(12)·제2회전축(13)을 수용하는 기어박스(60)를 구비하고 있다.

또한, 상기 솔레노이드(20)의 로드(21)는 그 일단이 상기 제1결합부(31)에 끼워져 고정되어 있고, 그 타단은 로드(21)의 전진시에 제2결합부(41)를 밀어낼 수 있도록 제2결합부(41)에 밀착되어 구성된다.

또한, 제1클러치(30)와 제2클러치(40)는 결합부의 형상이 4각형인 클로 클러치로 구성한다.

그리고, 상기 일실시예는 솔레노이드(20)가 회전하더라도 솔레노이드코일(23)에 전기를 일정하게 공급할 목적으로 솔레노이드(20)의 외측면에 2개의 원통형의 링(50)을 구성하여, 전원인입선(51)과 링(50)을 통하여 솔레노이드코일(23)에 전기가 공급되도록 구성한다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예에 의한 작용을 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.

제1회전축(12)은 틸트 작동이나 텔레스코프 작동을 위한 축에 임의로 연결할 수 있고, 마찬가지로 제2회전축(12)도 틸트 작동이나 텔레스코프 작동을 위한 축에 임의로 연결할 수 있지만, 우선, 제1회전축(12)은 틸트 작동을 위한 것이고, 제2회전축(13)은 텔레스코프 작동을 위한 것이라고 가정하고 그 작용을 설명한다.

먼저 사용자가 틸트 작동을 하는 경우를 설명하면 다음과 같다.

사용자가 틸트 작동을 위한 제어부의 키를 작동시키면, 링(50)을 통하여 솔레노이드코일(23)에 전기가 공급되면서, 모터(11)가 구동되게 된다.

도 3에서 보이는 바와 같이, 솔레노이드코일(23)에 전기가 공급되면 로드(21)가 전진하고, 로드(21)가 전진하면 로드(21)의 일단측에 결합된 제1결합부(31)도 전진하여 제1결합부(31)는 제3결합부(32)와 결합되게 된다. 한편, 로드(21)의 타단측에는 전진하는 로드(21)의 끝이 제2결합부(41)를 밀어내게 되어 스프링(43)이 압축되는 동시에 결합되어 있던 제2결합부(41)와 제4결합부(42)를 분리시킨다.

따라서, 구동된 모터(11)의 동력은 감속기어부(14)를 통하여 솔레노이드(20)의 외주면에 형성된 외측기어부(22)에 전달되고, 외측기어부(22)에 전달된 동력은 제3결합부(32) 및 제1결합부(31)를 통하여 제1회전축(12)으로 전달된다.

이후, 제1회전축(12)으로 전달된 동력은 틸트 작동을 위하여 사용된다.

다음은 사용자가 텔레스코프 작동을 하는 경우를 설명한다.

사용자가 텔레스코프 작동을 위한 제어부의 키를 작동시키면, 솔레노이드코일(23)에 전기가 공급되지 않고, 모터(11)가 구동되게 된다.

도 4에서 보이는 바와 같이, 솔레노이드코일(23)에 전기의 공급이 끊기게 되 면 로드(21)에는 어떠한 전자기적인 힘도 작용되지 않고, 압축되어 있던 스프링(43)의 탄성력만 작용한다. 그러한 스프링(43)의 탄성력에 의해 제2결합부(41)는 좌측으로 이동하게 되어 제2결합부(41)와 제4결합부(42)는 결합되게 된다. 그 경우 제2결합부(41)는 밀착되어 있던 로드(21)를 밀어서 후퇴시키기 때문에, 로드(21)와 결합되어 있는 제1결합부(31)도 좌측으로 이동하게 되므로 결과적으로 제1결합부(31)와 제3결합부(32)는 분리되게 된다.

따라서, 구동된 모터(11)의 동력은 감속기어부(14)를 통하여 솔레노이드(20)의 외주면에 형성된 외측기어부(22)에 전달되고, 외측기어부(22)에 전달된 동력은 제4결합부(42) 및 제2결합부(41)를 통하여 제2회전축(13)으로 전달된다.

이후, 제2회전축(13)으로 전달된 동력은 텔레스코프 작동을 위하여 사용된다.

상기한 구성의 본 발명에 따르면, 단일의 모터를 사용하여 원가 및 중량을 낮출 수 있으며, 그 구조 또한 기어박스 외에 조향 칼럼에 새로운 기구적 장치를 특별히 설치해야 하는 것이 아니므로, 부품의 모듈화가 가능하여 조립 및 설치, 수리가 간단한 효과가 있다.

Claims

구동축이 구비된 단일의 모터;

제1결합부가 일측에 구비된 제1회전축;

제2결합부가 일측에 구비된 제2회전축;

상기 구동축을 감속하는 감속기어부;

상기 감속기어부의 기어와 치합되는 외측기어부가 외주면에 형성되어 있고, 일측단에는 상기 제1결합부와 결합되어 제1클러치를 형성하는 제3결합부가 구비되어 있으며, 타측단에는 상기 제2결합부와 결합되어 제2클러치를 형성하는 제4결합부가 구비되어 있고, 내부에는 솔레노이드코일이 구비되어 있고, 중심부에는 상기 솔레노이드코일에 전기가 공급되는 상태에서 상기 제1결합부와 상기 제3결합부가 결합되도록 전진하는 로드가 구비된 솔레노이드;

상기 솔레노이드코일에 전기공급이 중단된 상태에서 상기 제2결합부와 상기 제4결합부가 결합될 수 있는 탄성력을 주기 위하여 상기 제2결합부의 일측에 설치되는 스프링;

상기 감속기어부 ·솔레노이드 ·제1회전축 ·제2회전축을 수용하는 기어박스를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 단일 모터 구동식 조향 칼럼의 2축 제어 장치.
제1항에 있어서,

상기 솔레노이드는 상기 솔레노이드코일에 전기공급을 목적으로 그 외측면에 원통형의 링을 구비한 것을 특징으로 하는 단일 모터 구동식 조향 칼럼의 2축 제어 장치.
제1항에 있어서,

상기 제1클러치를 이루는 상기 제1결합부와 상기 제3결합부는 클로 클러치로 결합되게끔 가공하되, 클로 클러치의 결합부의 형상은 다각형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 단일 모터 구동식 조향 칼럼의 2축 제어 장치.
제1항에 있어서,

상기 제2클러치를 이루는 상기 제2결합부와 상기 제4결합부는 클로 클러치로 결합되게끔 가공하되, 클로 클러치의 결합부의 형상은 다각형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 단일 모터 구동식 조향 칼럼의 2축 제어 장치.