KR20090047923A - Steering column having auto tilting and telescopic fuction - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전동식 틸트 및 텔레스코픽 기능을 가진 조향칼럼에 관한 것으로, 특히 차량에서 운전자의 체격이나 운전자세에 맞도록 전동식 틸트 및 텔레스코픽 기능을 가능하게 하는 텔레스코픽 모터 및 틸트 모터가 각각 가변모터로 이루어져 있어서, 정격전압이 공급되는 시간을 강제적으로 지연시켜서 부드러운 기동이 일어나게 되며, 이에 따라 방향이 바뀔 때 생기는 소음이 현저히 감소하게 된다. The present invention relates to a steering column having an electric tilt and a telescopic function, and in particular, the telescopic motor and the tilt motor, which enable the electric tilt and the telescopic function to fit the driver's physique or the driver's posture in the vehicle, are each made of a variable motor, By forcibly delaying the time that the rated voltage is supplied, a smooth start occurs, which significantly reduces the noise generated when the direction is changed.

Description

전동식 틸트 및 텔레스코픽 기능을 가진 조향칼럼 {Steering column having auto tilting and telescopic fuction}Steering column with auto tilting and telescopic function {Steering column having auto tilting and telescopic fuction}

본 발명은 전동식 틸트 및 텔레스코픽 기능을 가진 조향칼럼에 관한 것으로, 특히 차량에서 운전자의 체격이나 운전자세에 맞도록 전동식 틸트 및 텔레스코픽 기능을 가능하게 하는 모터들이 가변모터로 이루어져 소음을 감소하도록 된 것을 특징으로 하는 전동식 틸트 및 텔레스코픽 기능을 가진 조향칼럼에 관한 것이다.The present invention relates to a steering column having an electric tilt and telescopic functions, and in particular, motors that enable the electric tilt and telescopic functions to fit the driver's physique or driver's position in a vehicle are made of variable motors to reduce noise. The present invention relates to a steering column having an electric tilt and a telescopic function.

일반적으로 조향칼럼의 전동식 틸트 및 텔레스코픽 기능은, 차량에서 운전자의 편의를 위해 스위치를 누르면 모터를 동력원으로 하여 자동으로 틸트 및 텔레스코픽 기능이 이루어지는 것으로, 여기서 틸트 기능은 조향휠의 각도를 변경시켜 운전자의 체격 및 운전자의 자세에 맞춰 조절하는 기능이고, 텔레스코픽 기능은 조향축을 2중으로 하고서 축방향으로 슬라이드시켜 조향축의 길이를 신축할 수 있도록 하는 기능이다. 이러한 틸트 및 텔레스코픽 기능을 종래에는 수동으로 수행하였으나, 작동 상 번거로움이 있어 점차 전동식으로 대체되고 있다. In general, the electric tilt and telescopic function of the steering column, when the switch is pressed for the driver's convenience in the vehicle, the tilt and telescopic function is automatically performed by using the motor as a power source, and the tilt function changes the angle of the steering wheel to change the driver's angle. It is a function that adjusts to the physique and the driver's posture, and the telescopic function allows the steering shaft to be stretched by sliding in the axial direction with the steering shaft doubled. Such tilt and telescopic functions have been performed manually in the related art, but they are gradually replaced by electric motors due to the inconvenience of operation.

그러나, 상기와 같이 틸트 및 텔레스코픽 기능을 전동식으로 구현할 경우에는, 조향칼럼의 전체적인 구조가 복잡하게 됨과 더불어, 이러한 복잡한 구조로 인 해 소음이 발생하게 되는데, 특히 스크류에 연결된 웜휠과 모터에 직결된 웜 사이의 유격 때문에 백래쉬가 발생하여서 방향이 바뀔 때마다 소음이 심하게 발생하는 문제점이 있었다.However, when the tilt and telescopic functions are electrically implemented as described above, the overall structure of the steering column is complicated and noise is generated by such a complicated structure. In particular, the worm wheel connected to the screw and the worm directly connected to the motor Due to the gap between the backlash occurs, the noise was severely generated every time the direction is changed.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 웜휠과 웜 사이에 유격이 존재함에도 불구하고, 모터의 구동방식을 개선하여 소음이 감소하도록 된 전동식 틸트 및 텔레스코픽 기능을 가진 조향칼럼을 제공하는 데에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and despite the presence of play between the worm wheel and the worm, it provides a steering column having an electric tilt and telescopic function to reduce noise by improving the driving method of the motor. Its purpose is to.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 전동식 틸트 및 텔레스코픽 기능을 가진 조향칼럼은, 차량의 차체에 고정되는 적어도 하나의 브라켓이 형성된 하우징과, 이 하우징에 길이방향으로 이동가능하게 설치되는 튜브와, 상기 하우징에 설치되어 상기 튜브를 하우징에 대하여 신축시키도록 그 축에 웜을 갖춘 텔레스코픽 모터와, 일측이 상기 튜브와 나사연결되고 타측에 웜휠이 설치된 텔레스코픽스크류와, 상기 튜브의 단부에 힌지축을 중심으로 회동될 수 있도록 힌지결합된 틸트브라켓, 상기 하우징에 설치되어 상기 틸트브라켓을 힌지축을 중심으로 하여 회동시키도록 그 축에 웜을 갖춘 틸트 모터와, 일측이 상기 틸트브라켓과 나사연결되고 타측에 웜휠이 설치된 틸트스크류를 포함하는 전동식 틸트 및 텔레스코픽 기능을 가진 조향칼럼에 있어서, 상기 텔레스코픽 모터와 상기 틸트 모터가 가변모터로 이루어진 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the steering column having the electric tilt and telescopic function according to the present invention, the housing is formed with at least one bracket fixed to the vehicle body of the vehicle, and the tube is installed to be movable in the longitudinal direction in the housing And a telescopic motor installed in the housing, the telescopic motor having a worm on its axis to expand and contract the tube with respect to the housing, a telescopic screw on which one side is screwed with the tube, and a worm wheel is installed on the other side, and a hinge shaft at the end of the tube. Tilt bracket hinged to be pivotally pivoted, a tilt motor installed on the housing, the tilt motor having a worm on its axis to pivot the tilt bracket about a hinge axis, and one side screwed to the tilt bracket and the other Steering with electric tilt and telescopic function, including tilt screw with worm wheel In the column, the telescopic motor and the tilt motor is characterized by consisting of the variable motor.

이하, 본 발명에 따른 전동식 틸트 및 텔레스코픽 기능을 가진 조향칼럼이 첨부도면을 참조로 해서 상세히 설명된다.Hereinafter, a steering column having an electric tilt and telescopic function according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 통상의 전동식 틸트 및 텔레스코픽 기능을 가진 조향칼럼의 사시도이 고, 도 2는 도 1에서 텔레스코픽 모터와 텔레스코픽스크류 또는 틸트 모터와 틸트스크류 사이의 결합관계를 개략적으로 나타낸 사시도이다.FIG. 1 is a perspective view of a steering column having a conventional electric tilt and telescopic function, and FIG. 2 is a perspective view schematically illustrating a coupling relationship between a telescopic motor and a telescopic screw or a tilt motor and a tilt screw in FIG. 1.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전동식 틸트 및 텔레스코픽 기능을 가진 조향칼럼은, 기본적으로 차량의 차체에 고정되는 적어도 하나의 브라켓(11,12)이 형성된 하우징(10)과, 이 하우징(10)에 길이방향으로 이동가능하게 설치되는 튜브(20)와, 상기 하우징(10)에 설치되어 상기 튜브(20)를 하우징(10)에 대하여 신축시키도록 그 축에 웜(31)을 갖춘 텔레스코픽 모터(30)와, 일측이 상기 튜브(20)와 나사연결되고 타측에 웜휠(36)이 설치된 텔레스코픽스크류(35)와, 상기 튜브(20)의 단부에 힌지축(h)을 중심으로 회동될 수 있도록 힌지결합된 틸트브라켓(40), 상기 하우징(10)에 설치되어 상기 틸트브라켓(40)이 힌지축(h)을 중심으로 하여 회동되도록 그 축에 웜(61)을 갖춘 틸트 모터(60)와, 일측이 상기 틸트브라켓(40)과 나사연결되고 타측에 웜휠(66)이 설치된 틸트스크류(65)를 포함한다. As shown, the steering column with the electric tilt and telescopic function according to the present invention, the housing 10 is formed with at least one bracket (11, 12) is basically fixed to the vehicle body of the vehicle, the housing 10 Telescopic motor having a tube (20) which is installed to be movable in the longitudinal direction to the housing 10, and a worm (31) on the shaft to expand and contract the tube (20) with respect to the housing (10) 30) and a telescopic screw 35, one side of which is screwed with the tube 20 and the worm wheel 36 is installed on the other side thereof, so as to be rotated about a hinge axis h at the end of the tube 20. Tilt bracket (40) hingedly coupled to the housing (10) and the tilt motor (40) having a worm (61) on the shaft so that the tilt bracket (40) is rotated about the hinge axis (h) and , Tiltsk, one side is screwed with the tilt bracket 40 and the worm wheel 66 is installed on the other side And a 65.

이때, 틸트브라켓(40)에는 조향휠(미도시)과 연결되는 제1조향축(S1)이 설치되고, 하우징(10)에는 제1조향축(S1)과 별개인 축부재(미도시)와 연결되는 제2조향축(S2)이 설치된다. At this time, the tilt bracket 40 is provided with a first steering shaft S1 connected to a steering wheel (not shown), and the housing 10 has a shaft member (not shown) separate from the first steering shaft S1. A second steering shaft S2 to be connected is installed.

그리고, 하우징(10)에는 차량의 차체에 고정되는 로워브라켓(11)과 어퍼브라켓(12)이 있으며, 튜브(20)는 상기 하우징(10)의 내부에 설치되는 이너튜브(미도시)와, 하우징(10)의 외부로 돌출된 칼럼하우징으로 구성된다.In addition, the housing 10 includes a lower bracket 11 and an upper bracket 12 fixed to the vehicle body of the vehicle, and the tube 20 includes an inner tube (not shown) installed inside the housing 10. It consists of a column housing projecting out of the housing 10.

텔레스코픽 모터(30)는 하우징(10)에 고정되고, 이 텔레스코픽 모터(30)의 축에는 웜(31)이 설치된다. 텔레스코픽 모터(30)의 구동력은 텔레스코픽스크류(35) 를 통하여 튜브(20)로 전달되는데, 이를 위하여 텔레스코픽스크류(35)의 일측은 튜브(20)와 나사결합되고, 타측에는 텔레스코픽 모터(30)의 웜(31)과 나사결합되는 웜휠(36)이 고정되어 있다. 이러한 웜(31)의 축방향과 웜휠(36)의 축방향은 직각을 이루는 직결구동방식을 취한다. 이렇게 결합됨으로써, 별도의 감속기어박스와 같은 구성이 필요 없다. The telescopic motor 30 is fixed to the housing 10, and a worm 31 is provided on the shaft of the telescopic motor 30. The driving force of the telescopic motor 30 is transmitted to the tube 20 through the telescopic screw 35. For this purpose, one side of the telescopic screw 35 is screwed with the tube 20, and the other side of the telescopic motor 30 The worm wheel 36, which is screwed with the worm 31, is fixed. The axial direction of the worm 31 and the axial direction of the worm wheel 36 takes a direct drive method forming a right angle. By this combination, there is no need for a separate gearbox-like configuration.

틸트 모터(60)는 튜브(20)와 함께 움직이는 틸트하우징(50)에 고정되고, 이러한 틸트 모터(60)의 축에는 웜(61)이 설치된다. 틸트 모터(60)의 구동력은 틸트스크류(65)를 통하여 틸트브라켓(40)으로 전달되며, 이를 위하여 틸트스크류(65)의 일측은 힌지축(h)에 대하여 회동되도록 틸트브라켓(40)에 나사결합되고, 타측에는 틸트 모터(60)의 웜(61)과 나사결합되는 웜휠(66)이 고정되어 있다. 이러한 웜(61)의 축방향과 웜휠(66)의 축방향은 직각을 이루는 직결구동방식을 취한다. 이렇게 결합됨으로써, 별도의 감속기어박스와 같은 구성이 필요 없다. The tilt motor 60 is fixed to the tilt housing 50 moving together with the tube 20, and the worm 61 is installed on the shaft of the tilt motor 60. The driving force of the tilt motor 60 is transmitted to the tilt bracket 40 through the tilt screw 65. For this purpose, one side of the tilt screw 65 is screwed to the tilt bracket 40 so as to rotate about the hinge axis h. The worm wheel 66, which is coupled to the worm 61 of the tilt motor 60, is fixed to the other side thereof. The axial direction of the worm 61 and the axial direction of the worm wheel 66 take a direct drive method forming a right angle. By this combination, there is no need for a separate gearbox-like configuration.

특히, 본 발명에서는 상기 텔레스코픽 모터(30)와 상기 틸트 모터(60)가 각각 가변모터로 이루어지는바, 이 가변모터는 초기 전원인가시 발생하는 기동전류 및 토크를 최대한 억제하여 내부 부품의 마모 내지 파손을 방지하고, 소음의 감소를 위해 정격전압이 공급되는 시간을 강제적으로 지연시켜서 부드러운 기동이 일어나게 해준다. 그 회로는 콘덴서와 저항, 다이오드, FET 등의 전자부품으로 구성되며, 콘덴서 및 저항의 시정수에 의해 FET의 작동시간이 결정된다. 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 콘덴서에 충전된 전압이 약 2V가 되면 FET는 작동을 하게 되지만, FET의 채널저항 때문에 정상적인 전류가 흐르지 않고 천천히 작동을 시작하게 되며, 콘덴서에 충전된 전압이 12V가 되면 채널저항이 최소가 되면서 정상적인 작동을 시작한다. 상기와 같이 천천히 작동하게 되는 시간(X초)은 일반적으로 0.1 ~ 0.5초 사이로 되며, 콘덴서 및 저항의 값을 변경하여 그 시간을 조정할 수 있게 되어 있다. Particularly, in the present invention, the telescopic motor 30 and the tilt motor 60 are each made of a variable motor. The variable motor suppresses starting current and torque generated when the initial power is applied to the maximum, thereby abrasion or damage of internal parts. And forcibly delaying the time that the rated voltage is supplied to reduce noise, resulting in a smooth start. The circuit consists of a capacitor, electronic components such as a resistor, a diode, and a FET. The operation time of the FET is determined by the time constant of the capacitor and the resistor. For example, as shown in FIG. 3, when the voltage charged to the capacitor reaches about 2V, the FET operates, but starts to operate slowly without a normal current due to the channel resistance of the FET. At 12V, the channel resistance is minimum and normal operation begins. As described above, the time of slow operation (X second) is generally between 0.1 and 0.5 seconds, and the time can be adjusted by changing the values of the capacitor and the resistor.

다음, 상기와 같은 구조의 전동식 틸트 및 텔레스코픽 기능을 가진 조향컬럼의 동작을 설명한다.Next, the operation of the steering column having the electric tilt and telescopic function of the above structure will be described.

운전자가 자신의 체형이나 운전 자세 또는 그 밖의 원인에 의해 조향휠의 길이방향 위치를 변경시키고자 할 때에는 해당 스위치(미도시)를 조작한다. 그러면 텔레스코픽 모터(30)에 전원이 인가되어 웜(31)이 회전 구동되고, 이 웜(31)과 결합된 웜휠(36)이 회전하면서 텔레스코픽스크류(35)를 회전시켜 이 텔레스코픽스크류(35)에 나사결합된 튜브(20)를 길이방향으로 변경시킨다. 이렇게 함으로써, 튜브(20)와 결합된 틸트브라켓(40)이 함께 움직이고, 틸트브라켓(40)으로부터 돌출된 제1조향축(S1)과 연결된 조향휠의 길이방향의 위치가 변경되는 것이다. When the driver wants to change the longitudinal position of the steering wheel by his or her body shape, driving posture or other causes, the driver operates the switch (not shown). Then, power is applied to the telescopic motor 30 so that the worm 31 is driven to rotate. The worm wheel 36 coupled with the worm 31 rotates to rotate the telescopic screw 35 to the telescopic screw 35. The threaded tube 20 is changed in the longitudinal direction. By doing so, the tilt bracket 40 coupled with the tube 20 moves together, and the position of the steering wheel connected to the first steering shaft S1 protruding from the tilt bracket 40 is changed.

또한, 운전자가 조향휠의 각도 위치를 변경시키고자 할 때에는 해당 스위치를 조작한다. 그러면 틸트 모터(60)에 전원이 인가되어 웜(61)이 회전 구동되고, 이 웜(61)과 결합된 웜휠(66)이 회전하면서 틸트스크류(65)를 회전시켜 이 틸트스크류(65)에 나사결합된 틸트브라켓(40)을 힌지축(h)을 중심으로 소정의 각도로 회동시킨다. 이렇게 함으로써, 제1조향축(S1)과 연결된 조향휠의 각도 위치를 변경시키는 것이다. In addition, when the driver wants to change the angular position of the steering wheel, the driver operates the switch. Then, the power is applied to the tilt motor 60 so that the worm 61 is driven to rotate. The worm wheel 66 coupled with the worm 61 rotates to rotate the tilt screw 65 to the tilt screw 65. The screwed tilt bracket 40 is rotated at a predetermined angle about the hinge axis h. By doing so, the angular position of the steering wheel connected to the first steering shaft S1 is changed.

특히, 상기 텔레스코픽 모터(30)와 상기 틸트 모터(60)가 각각 가변모터로 이루어져 있어서, 정격전압이 공급되는 시간을 강제적으로 지연시켜 각각 부드러운 기동이 일어나게 되며, 이에 따라 방향이 바뀔 때 생기는 소음이 현저히 감소되게 된다. In particular, since the telescopic motor 30 and the tilt motor 60 are each made of a variable motor, a smooth start occurs by forcibly delaying the time at which the rated voltage is supplied, so that a noise generated when the direction is changed is generated. Will be significantly reduced.

이와 같이 본 발명의 전동식 틸트 및 텔레스코픽 기능을 가진 조향칼럼에 따르면, 운전자가 간단히 스위치를 조작함으로써 자동으로 조향휠의 틸트 및 텔레스코픽을 가능하게 하며, 상기한 바와 같은 구성을 통하여 부드러운 기동이 일어나게 되면서 소음이 현저히 감소하게 되는 효과가 있다.As described above, according to the steering column having the electric tilt and telescopic function of the present invention, the driver can automatically tilt and telescopic the steering wheel by simply operating a switch, and smooth operation occurs through the configuration as described above, and noise is generated. This has the effect of significantly reducing.

이상으로, 본 발명의 특정한 실시예에 대해 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 기술된 본 발명의 정신이나 범주를 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명은 다양하게 개조 및 변경될 수 있으며, 이러한 개조 및 변경도 본 발명에 포함된다는 사실을 당해 분야의 숙련자들은 쉽게 알 수 있을 것이다. While specific embodiments of the invention have been shown and described, it should be understood that the invention can be variously modified and modified without departing from the spirit or scope of the invention as set forth in the claims below. It will be readily apparent to those skilled in the art that modifications and variations are included in the present invention.

도 1은 통상의 전동식 틸트 및 텔레스코픽 기능을 가진 조향칼럼의 사시도이다.1 is a perspective view of a steering column having a conventional electric tilt and telescopic function.

도 2는 도 1에서 텔레스코픽 모터와 텔레스코픽스크류 또는 틸트 모터와 틸트스크류 사이의 결합관계를 개략적으로 나타낸 사시도이다.FIG. 2 is a perspective view schematically illustrating a coupling relationship between a telescopic motor and a telescopic screw or a tilt motor and a tilt screw in FIG. 1.

도 3은 가변모터의 전압인가 및 시간의 관계를 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing a relationship between voltage application and time of a variable motor.

Claims (1)

차량의 차체에 고정되는 적어도 하나의 브라켓이 형성된 하우징과, 이 하우징에 길이방향으로 이동가능하게 설치되는 튜브와, 상기 하우징에 설치되어 상기 튜브를 하우징에 대하여 신축시키도록 그 축에 웜을 갖춘 텔레스코픽 모터와, 일측이 상기 튜브와 나사연결되고 타측에 웜휠이 설치된 텔레스코픽스크류와, 상기 튜브의 단부에 힌지축을 중심으로 회동될 수 있도록 힌지결합된 틸트브라켓, 상기 하우징에 설치되어 상기 틸트브라켓을 힌지축을 중심으로 하여 회동시키도록 그 축에 웜을 갖춘 틸트 모터와, 일측이 상기 틸트브라켓과 나사연결되고 타측에 웜휠이 설치된 틸트스크류를 포함하는 전동식 틸트 및 텔레스코픽 기능을 가진 조향칼럼에 있어서, A telescopic housing having a housing having at least one bracket fixed to a vehicle body, a tube installed in the housing so as to be movable in the longitudinal direction, and a worm installed in the housing so as to stretch the tube with respect to the housing. A telescopic screw, one side of which is screwed with the tube and a worm wheel installed on the other side, a tilt bracket hinged to be rotated about a hinge axis at the end of the tube, and installed on the housing to pivot the tilt bracket. In a steering column having a tilt motor and telescopic function comprising a tilt motor with a worm on its axis to rotate about its center, and a tilt screw with one side screwed with the tilt bracket and a worm wheel installed on the other side. 상기 텔레스코픽 모터와 상기 틸트 모터가 각각 가변모터로 이루어진 것을 특징으로 하는 전동식 틸트 및 텔레스코픽 기능을 가진 조향칼럼.A steering column having an electric tilt and telescopic function, wherein the telescopic motor and the tilt motor are each made of a variable motor.
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