KR20100024681A - 전동식 스티어링 칼럼 - Google Patents

전동식 스티어링 칼럼 Download PDF

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Abstract

본 발명은 모터의 구동에 의해 스티어링 칼럼의 틸트 및 텔레스코픽 기능이 구현되게 하여 스티어링 칼럼의 틸트 및 텔레스코픽 조작이 극히 용이해져 차량의 상품성을 향상시키고, 차량의 충돌사고 발생시에 스티어링 칼럼에 전달된 충격을 적절히 흡수해서 운전자의 충돌 상해를 효과적으로 경감시키도록 한 전동식 스티어링 칼럼을 제공하기 위해 구동모터와, 차체에 장착된 마운팅 브래킷에 틸트 힌지를 매개로 회동가능하게 설치된 칼럼 내측튜브, 이 칼럼 내측튜브에 축방향으로 이동가능하게 결합된 칼럼 외측튜브 및, 상기 구동모터의 회전력을 상기 칼럼 외측튜브에 전달하여 상기 칼럼 외측튜브가 축방향 이동 및 회동되게 하는 동력전달수단을 구비한다.
틸트 모터, 텔레스코픽 모터, 틸트 바아, 틸트 스크류

Description

전동식 스티어링 칼럼{Motor driven steering column}
본 발명은 차량의 스티어링 칼럼에 관한 것으로, 특히 틸트 모터와 텔레스코픽 모터를 이용하여 스티어링 칼럼에 틸트 및 텔레스코픽 기능을 구현하도록 한 전동식 스티어링 칼럼에 관한 것이다.
종래 차량의 스티어링 장치는 운전자가 직접 차량의 진행방향을 선택하여 조작하는 스티어링 핸들과, 이 스티어링 핸들의 회전운동을 스티어링 기어박스에 전달하는 스티어링 칼럼, 상기 스티어링 기어박스의 운동을 차륜에 전달하는 타이로드와 너클 등을 구비한다.
상기 스티어링 칼럼을 운전자와 가까워지게 혹은 멀어지게 경사각도를 조절하는 틸트 기능과 상기 스티어링 칼럼의 높이를 조절하는 텔레스코픽 기능이 구비되어 운전자가 자신의 체형에 맞게 스티어링 핸들의 위치를 적절히 조절할 수 있게 되어 있다.
상기와 같은 종래의 스티어링 칼럼의 틸트 및 텔레스코픽 기능을 구현하기 위해 틸트 브래킷과 텔레스코픽 브래킷, 틸트 볼트와 텔레스코픽 볼트, 틸트 및 텔레스코픽 레버와 고정 너트 등을 스티어링 칼럼이 구비한다.
그러나 상기와 같이 각종 브래킷을 구비한 기계식 스티어링 칼럼에서는 운전자가 틸트 및 텔레스코픽 레버를 직접 조작하여 스티어링 핸들을 잡아당기거나 밀어서 스티어링 핸들의 위치를 자신의 신체에 맞게 조절해야 하므로, 그 조절 작업이 번거롭고 구조가 복잡한 단점이 있었다.
이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로, 모터의 구동에 의해 스티어링 칼럼의 틸트 및 텔레스코픽 기능이 구현되게 하여 스티어링 칼럼의 틸트 및 텔레스코픽 조작이 극히 용이해져 차량의 상품성을 향상시키고, 차량의 충돌사고 발생시에 스티어링 칼럼에 전달된 충격을 적절히 흡수해서 운전자의 충돌 상해를 효과적으로 경감시키도록 한 전동식 스티어링 칼럼을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 구동모터와, 차체에 장착된 마운팅 브래킷에 틸트 힌지를 매개로 회동가능하게 설치된 칼럼 내측튜브, 이 칼럼 내측튜브에 축방향으로 이동가능하게 결합된 칼럼 외측튜브 및, 상기 구동모터의 회전력을 상기 칼럼 외측튜브에 전달하여 상기 칼럼 외측튜브가 축방향 이동 및 회동되게 하는 동력전달수단을 구비한다.
바람직하기로는 상기 구동모터가 틸트 모터이고, 상기 동력전달수단이 상기 틸트 모터에 일체로 회전되게 연결된 웜 샤프트와, 이 웜 샤프트에 치합되는 웜 휠기어, 이 웜 휠기어에 일체로 회전되게 연결된 틸트 스크류, 이 틸트 스크류의 회 전력을 상기 칼럼 외측튜브에 전달하는 링크수단을 구비한다.
상기 링크수단이 상기 틸트 스크류에 치합되어 틸트 스크류의 회전에 따라 전진 혹은 후퇴 운동을 하는 틸트 바아와, 이 틸트 바아의 양단에 일단이 연결되면서 타단은 상기 칼럼 외측튜브에 연결된 틸트 브리지를 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 구동모터가 텔레스코픽 모터이고, 상기 동력전달수단이 상기 칼럼 외측튜브에 연결된 텔레스코픽 블록과, 이 텔레스코픽 블록에 나사로 결합되는 텔레스코픽 스크류, 이 텔레스코픽 스크류에 일단이 연결되면서 타단은 웜 휠기어에 연결된 텔레스코픽 케이블 및, 상기 웜 휠기어를 회전시키기 위해 웜 휠기어에 연결된 텔레스코픽 모터를 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 칼럼 외측튜브에는 충격을 받아서 칼럼 내측튜브 쪽으로 이동할 때에 상기 마운팅 브래킷에 의해 파단되는 파단띠를 구비한 충격흡수판이 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 마운팅 브래킷에 그 길이방향을 따라 2개의 가이드 홀이 관통해서 형성되고, 상기 2개의 가이드 홀에 상기 칼럼 외측튜브와 결합된 가이드 블록이 미끄럼 이동 가능하게 끼워져 결합되며, 상기 가이드 블록의 상면에는 상기 충격흡수판이 일체로 고정되게 장착되고, 상기 충격흡수판의 선단부에는 상기 파단띠가 일체로 연장된 다음에 Ｕ자 형상으로 구부러져서 상기 가이드 블록의 이면에 고정되며, 상기 파단띠의 파단을 유도하기 위해 파단유도돌기가 상기 마운팅 브래킷에 파단띠를 향해 돌출해서 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전동식 스티어링 칼럼에 의하면, 운전자의 간단한 스위치 조작에 의한 틸트 모터와 텔레스코픽 모터의 작동에 따라 스티어링 칼럼의 틸트 및 텔레스코픽 기능이 구현되어 스티어링 칼럼의 틸트 및 텔레스코픽 조작이 용이해져 차량의 상품성을 향상시킬 수 있고, 차량의 충돌사고 발생시에 스티어링 칼럼에 가해진 충격은 스티어링 칼럼에 부착된 충격흡수브래킷의 파단으로 적절히 흡수되어 저감됨에 따라 운전자의 충돌 상해를 효과적으로 경감시켜 운전자를 보다 안전하게 보호할 수 있는 등의 효과가 있다.
이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.
도 1에는 본 발명에 따른 전동식 스티어링 칼럼의 사시도로 도시되어 있는 바, 즉 차체에 고정되게 부착되는 마운팅 브래킷(1)에 칼럼 내측튜브(2)가 틸트 힌지(2a)를 매개로 회동가능하게 설치되고, 상기 칼럼 내측튜브(2)의 선단에는 플라스틱 소재의 부시(3a)를 일단에 장착한 칼럼 외측튜브(3)가 축방향으로 이동가능하게 끼워져 지지된다.
상기 칼럼 외측튜브(3)와 칼럼 내측튜브(2)를 관통해서 칼럼 샤프트(4)가 삽입되어 회전가능하게 지지되고, 상기 칼럼 샤프트(4)에는 도시되지 않은 스티어링 핸들이 일체로 회전되게 연결된다.
상기 마운팅 브래킷(1)에는 조립구멍을 가진 허브(1a)가 일체로 돌출해서 형성되어, 상기 허브(1a)의 조립구멍을 통해 상기 칼럼 외측튜브(3)가 관통해서 끼워 져서 상기 칼럼 내측튜브(2)와 결합된다.
상기 허브(1a)에는 실린더 형상의 돌기부(1b)가 돌출해서 형성되고, 상기 돌기부(1b)의 내부에 웜 휠기어(5)가 끼워져서 회전가능하게 지지되며, 상기 웜휠기어(5)는 웜 샤프트(6)에 의해 회전가능하게 치합되며, 상기 웜 샤프트(6)는 정회전 및 역회전이 가능한 틸트 모터(7)에 의해 회전되게 결합된다.
도 2에 자세히 도시한 바와 같이 상기 웜 휠기어(5)의 기어축(5a)은 연장되게 형성되어 그 연장부에 틸트 스크류(8)가 일체로 형성되고, 상기 기어축(5a)에는 2군데에서 베어링(9)이 끼워져서 상기 기어축(5a)을 회전가능하게 지지한다.
상기 틸트 스크류(8)는 틸트 바아(10)를 관통해서 돌출되게 틸트 바아(10)와 결합하는 데, 상기 틸트 바아(10)의 관통구멍에는 나사가 형성되어 상기 스크류와 치합하게 된다.
상기 틸트 바아(10)의 양단에는 틸트 브리지(11)의 일단이 끼워져서 볼트(12)로 조립되고, 상기 틸트 브리지(11)의 타단은 상기 칼럼 외측튜브(3)에 연결된다.
이에 따라 도 3에 도시한 바와 같이 운전자가 도시되지 않은 스위치를 일방향으로 조작하여 상기 틸트 모터(7)가 일방향으로 회전하면, 상기 웜 샤프트(6)가 일체로 회전하면서 상기 웜 휠기어(5)가 회전하며, 상기 웜 휠기어(5)의 회전운동은 기어축을 통해 틸트 스크류(8)로 전달되어, 틸트 스크류(8)가 일체로 회전하게 된다.
상기 틸트 스크류(8)가 일방향으로 회전하면 상기 틸트 바아(10)가 전진 운 동을 하고, 이로 인해 상기 틸트 브리지(11)가 반시계 방향으로 회동운동을 하여 상기 칼럼 외측튜브(3)와 칼럼 샤프트(4)가 상방향으로 틸트되게 된다.
한편 상기 스위치를 타방향으로 조작하면 상기 틸트 모터가 타방향으로 회전함과 더불어 상기 웜 샤프트와 웜 휠기어 및 스크류도 타방향으로 회전하게 되며, 이로 인해 상기 틸트 바아(10)가 후퇴 운동을 하면서 상기 틸트 브리지(11)는 반시계 방향으로 회전운동을 하여 상기 칼럼 외측튜브(3)와 칼럼 샤프트(4)가 하방향으로 틸트되게 된다.
그리고 상기 칼럼 외측튜브(3)에는 실린더 형상을 하고서 내주면에는 나사가 형성된 텔레스코픽 블록(12)이 연결되고, 상기 텔레스코픽 블록(12)에는 텔레스코픽 스크류(13)가 관통해서 끼워져서 나사로 결합되며, 상기 텔레스코픽 스크류(13)에는 텔레스코픽 케이블(14)의 일단이 일체로 연결된다.
상기 텔레스코픽 케이블(14)의 타단은 텔레스코픽 모터(15)에 회전되게 결합된 웜 휠기어(15)에 일체로 회전되게 연결된다.
이에 따라 운전자가 도시되지 않은 스위치를 일방향으로 조작하여 상기 텔레스코픽 모터(15)가 일방향으로 회전하면, 상기 웜 휠기어(16)가 일체로 회전하면서 상기 텔레스코픽 케이블(14)을 회전시키고, 상기 텔레스코픽 스크류(13)도 함께 회전하면서 상기 텔레스코픽 블록(12)을 전진시켜 칼럼 외측튜브(3)가 칼럼 내측튜브(2)로부터 멀어지는 신장 운동을 한다.
한편 상기 스위치를 타방향으로 조작하면 상기 텔레스코픽 모터가 타방향으로 회전함과 더불어 상기 웜 휠기어 및 텔레스코픽 케이블 및 스크류도 타방향으로 회전하게 되며, 이로 인해 상기 텔레스코픽 블록이 후퇴 운동을 하여 상기 칼럼 외측튜브(3)가 칼럼 내측튜브(2) 쪽으로 수축 운동을 하게 된다.
도 4에는 본 발명에 따른 전동식 스티어링 칼럼의 충격흡수기능이 도시되어 있는 바, 즉 상기 마운팅 브래킷(1)에는 그 길이방향을 따라 2개의 가이드 홀(1c)이 관통해서 형성되고, 상기 2개의 가이드 홀(1c)에 상기 칼럼 외측튜브(3)와 결합된 가이드 블록(17)이 미끄럼 이동 가능하게 끼워져 결합된다.
상기 가이드 블록(17)의 상면에는 직사각 평판 형상을 한 충격흡수판(18)이 일체로 고정되게 장착되고, 상기 충격흡수판(18)의 선단부에는 폭이 좁고 두께가 얇은 파단띠(18a)가 일체로 연장된 다음에 Ｕ자 형상으로 구부러져서 상기 가이드 블록(17)의 이면에 고정된다.
그리고 상기 파단띠(18a)의 파단을 유도하기 위해 파단유도돌기(1d)가 상기 마운팅 브래킷(1)에 파단띠(18a)를 향해 돌출해서 형성된다.
이에 따라 스티어링 칼럼이 충돌사고로 인해 충격을 받아서 그 칼럼 외측튜브(3)가 도 5에 도시한 바와 같이 상기 마운팅 브래킷(1)에 대해 하방으로 상대 이동할 때에 칼럼 외측튜브(3)에 결합된 충격흡수판(18)과 그 파단띠(18a)도 함께 이동하게 되어 상기 파단띠(18a)가 상기 파단유도돌기(1d)에 닿게 된다. 이 상태에서 충격이 계속 가해지면 상기 파단띠(18a)가 파단유도돌기(1d)에 의해 파단되면서 충격을 적절히 흡수해서 저감시키게 된다.
상기 파단띠(18)는 도 6에 도시한 바와 같이 그 폭이 좁아지는 테이퍼부(18b)를 형성하면, 상기 파단띠가 충격을 받을 때에 상기 테이퍼부(18b)가 신장 되면서 충격을 흡수하여 저감시키므로 충격흡수효율이 향상되게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 전동식 스티어링 칼럼의 사시도,
도 2는 도 1의 요부 확대 상세도,
도 3은 본 발명에 따른 전동식 스티어링 틸트 기능 설명도,
도 4는 본 발명에 따른 전동식 스티어링 칼럼의 저부 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 전동식 스티어링 칼럼의 충격흡수 설명도,
도 6은 본 발명에 따른 충격흡수브래킷의 변형 실시예이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
1-마운팅 브래킷 2-칼럼 내측튜브
3-칼럼 외측튜브 4-칼럼 샤프트
5-웜 휠기어 6-웜 샤프트
7- 틸트 모터 8-틸트 스크류
9-베어링 10-틸트 바아
11-틸트 브리지 12-텔레스코픽 블록
13-텔레스코픽 스크류 14-텔레스코픽 케이블
15-텔레스코픽 모터 16-웜 휠기어
17-가이드 블록 18-충격흡수판

Claims (6)

  1. 구동모터와, 차체에 장착된 마운팅 브래킷에 틸트 힌지를 매개로 회동가능하게 설치된 칼럼 내측튜브, 이 칼럼 내측튜브에 축방향으로 이동가능하게 결합된 칼럼 외측튜브 및, 상기 구동모터의 회전력을 상기 칼럼 외측튜브에 전달하여 상기 칼럼 외측튜브가 축방향 이동 및 회동되게 하는 동력전달수단을 구비한 전동식 스티어링 칼럼.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 구동모터가 틸트 모터이고, 상기 동력전달수단이 상기 틸트 모터에 일체로 회전되게 연결된 웜 샤프트와, 이 웜 샤프트에 치합되는 웜 휠기어, 이 웜 휠기어에 일체로 회전되게 연결된 틸트 스크류, 이 틸트 스크류의 회전력을 상기 칼럼 외측튜브에 전달하는 링크수단을 구비한 것을 특징으로 하는 전동식 스티어링 칼럼.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 링크수단이 상기 틸트 스크류에 치합되어 틸트 스크류의 회전에 따라 전진 혹은 후퇴 운동을 하는 틸트 바아와, 이 틸트 바아의 양단에 일단이 연결되면서 타단은 상기 칼럼 외측튜브에 연결된 틸트 브리지를 구비한 것을 특징으로 하는 전동식 스티어링 칼럼.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 구동모터가 텔레스코픽 모터이고, 상기 동력전달수 단이 상기 칼럼 외측튜브에 연결된 텔레스코픽 블록과, 이 텔레스코픽 블록에 나사로 결합되는 텔레스코픽 스크류, 이 텔레스코픽 스크류에 일단이 연결되면서 타단은 웜 휠기어에 연결된 텔레스코픽 케이블 및, 상기 웜 휠기어를 회전시키기 위해 웜 휠기어에 연결된 텔레스코픽 모터를 구비한 것을 특징으로 하는 전동식 스티어링 칼럼.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 칼럼 외측튜브에는 충격을 받아서 칼럼 내측튜브 쪽으로 이동할 때에 상기 마운팅 브래킷에 의해 파단되는 파단띠를 구비한 충격흡수판이 설치된 것을 특징으로 하는 전동식 스티어링 칼럼.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 마운팅 브래킷에 그 길이방향을 따라 2개의 가이드 홀이 관통해서 형성되고, 상기 2개의 가이드 홀에 상기 칼럼 외측튜브와 결합된 가이드 블록이 미끄럼 이동 가능하게 끼워져 결합되며, 상기 가이드 블록의 상면에는 상기 충격흡수판이 일체로 고정되게 장착되고, 상기 충격흡수판의 선단부에는 상기 파단띠가 일체로 연장된 다음에 Ｕ자 형상으로 구부러져서 상기 가이드 블록의 이면에 고정되며, 상기 파단띠의 파단을 유도하기 위해 파단유도돌기가 상기 마운팅 브래킷에 파단띠를 향해 돌출해서 형성된 것을 특징으로 하는 전동식 스티어링 칼럼.
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