KR20110051753A - 스티어링 컬럼 조절장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스티어링 컬럼 조절장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스티어링 컬럼의 틸팅 조절위치를 견고하게 유지하는 유지력(버팀력)을 향상시킴으로써 충돌 시에 스티어링 컬럼의 에너지 충격흡수 성능을 최적화시킬 수 있는 스티어링 컬럼 조절장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 스티어링 컬럼 조절장치는, 스티어링 컬럼; 상기 스티어링 컬럼의 일측 외주면에 고정된 텔레스코프 브라켓; 상기 텔레스코프 브라켓을 포위하고, 제1 및 제2 측벽을 가지며, 제1측벽에는 경사진 레이크 슬롯이 형성되고, 상기 레이크 슬롯의 상부 및 하부에는 상부 레이크 랙 및 하부 레이크 랙이 상하 대칭적으로 배치되며, 상기 상부 및 하부 레이크 랙은 복수의 톱니를 가지는 레이크 브라켓; 상기 레이크 브라켓의 제1 및 제2 측벽을 가로질러 회전가능하게 설치되고, 일단에 조작레버가 고정된 레이크볼트; 및 상기 레이크볼트의 일단에 설치되고, 상기 레이크볼트와 함께 회전함에 따라 상기 레이크 브라켓의 톱니들 사이에 맞물림가능한 복수의 끼움돌기를 가지는 록플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
스티어링, 컬럼, 텔레스코프, 레이크, 록플레이트, 끼움돌기

Description

스티어링 컬럼 조절장치{APPARATUS FOR ADJUSTING THE STEERING COLUMN}
본 발명은 스티어링 컬럼 조절장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스티어링 컬럼의 틸팅 조절위치를 견고하게 유지하는 유지력(버팀력)을 향상시킴으로써 충돌 시에 스티어링 컬럼의 에너지 충격흡수 성능을 최적화시킬 수 있는 스티어링 컬럼 조절장치에 관한 것이다.
널리 주지된 바와 같이, 차량에는 그 진행방향을 조절하기 위한 조향장치(steering)가 설치되고, 이러한 조향장치는 운전자가 직접 조향조작을 하여 그 조작력을 조향기어 및 링크 등으로 전달하기 위한 장치로서, 스티어링 휠, 스티어링 샤프트, 스티어링 컬럼 등으로 구성된다.
특히, 스티어링 휠의 위치가 운전자의 신체조건, 운전자세 등에 적합하도록 조절하는 스티어링 컬럼 조절장치가 설치되어 있다. 이러한 스티어링 컬럼 조절장치는 조작레버를 조작함으로써 스티어링 컬럼의 경사각도 내지 높이를 조절하도록 구성되어 있다.
종래의 스티어링 컬럼 조절장치는 스티어링 컬럼의 일측에 설치된 조작레버, 조작레버에 의해 스티어링 컬럼의 경사각을 조절(틸팅)하는 레이크 브라켓(rake bracket), 조작레버에 의해 스티어링 컬럼의 상하 높이를 조절(텔레스코핑)하는 텔레스코핑 브라켓(telescoping bracket) 등을 포함하고, 레이크 브라켓 및 텔레스코핑 브라켓은 마찰력에 의해 스티어링 컬럼의 조절된 위치를 유지하도록 구성되어 있다.
한편, 종래의 스티어링 컬럼 조절장치는 마찰력에 의해 스티어링 컬럼의 조절위치를 유지하도록 구성됨에 따라 차량의 충돌사고 발생시에 운전자의 상체 또는 머리가 스티어링 휠 또는 에어백과 충돌할 경우 스티어링 컬럼의 유지력(버팀력)이 상대적으로 취약하여 스티어링 컬럼 내지 스티어링 휠이 상부방향으로 올라가고, 이와 동시에 운전자 상체 또는 머리가 회전함에 따라 설계시 의도된 에어백 및 스티어링 컬럼의 충돌 에너지 흡수성능을 현저히 저하시킬 수 있는 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 스티어링 컬럼의 틸팅 조절위치를 견고하게 유지하는 유지력(버팀력)을 향상시킴으로써 충돌 시에 스티어링 컬럼의 에너지 충격흡수 성능을 최적화시킬 수 있는 스티어링 컬럼 조절장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
스티어링 컬럼;
상기 스티어링 컬럼의 일측 외주면에 고정된 텔레스코프 브라켓;
상기 텔레스코프 브라켓을 포위하고, 제1 및 제2 측벽을 가지며, 제1측벽에는 경사진 레이크 슬롯이 형성되고, 상기 레이크 슬롯의 상부 및 하부에는 상부 레이크 랙 및 하부 레이크 랙이 상하 대칭적으로 배치되며, 상기 상부 및 하부 레이크 랙은 복수의 톱니를 가지는 레이크 브라켓;
상기 레이크 브라켓의 제1 및 제2 측벽을 가로질러 회전가능하게 설치되고, 일단에 조작레버가 고정된 레이크볼트; 및
상기 레이크볼트의 일단에 설치되고, 상기 레이크볼트와 함께 회전함에 따라 상기 레이크 브라켓의 톱니들 사이에 맞물림가능한 복수의 끼움돌기를 가지는 록플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 록플레이트는 그 중심부에 관통공이 형성되고, 상기 레이크볼트는 상기 록플레이트의 관통공 내에 회전방향으로 고정되며, 상기 록플레이트는 상기 레이크볼트에 대해 길이방향으로 이동가능하게 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 관통공의 내경면에는 복수의 세레이션 홈이 형성되며, 상기 레이크볼트의 일단 외주면에는 복수의 세레이션 돌기가 형성되고, 상기 레이크볼트의 세레이션 돌기들이 상기 록플레이트의 세레이션 홈들에 개별적으로 끼워지는 것을 특징으로 한다.
상기 록플레이트는 끼움돌기의 반대편에 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부는 각형 구조로 형성되며, 상기 록플레이트의 돌출부는 상기 조작레버가 조립되는 것을 특징으로 한다.
상기 레이크 볼트의 체결너트와 레이크 브라켓의 제2측벽 사이에는 캠플레이트가 설치되고, 상기 캠플레이트의 일면에는 복수의 제1캠경사면이 형성되며, 상기 체결너트는 제1캠경사면과 대응하는 복수의 제2캠경사면이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 록플레이트의 관통공 주변에는 포켓부가 형성되고, 상기 포켓부와 텔레코핑 브라켓의 일측벽 사이에 탄성체가 개재되는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 본 발명에 의하면, 레이크 브라켓의 레이크 랙 측에 록플레이트가 회전가능하게 설치되고, 록플레이트의 끼움돌기가 레이크 랙의 톱니들 사이에 물림가능한 구조를 적용함으로써 스티어링 컬럼의 틸팅 조절위치를 견고하게 유지하는 유지력(버팀력)을 향상시키고, 이에 따라 충돌 시에 스티어링 컬럼의 에너지 충격흡수 성능을 최적화시킬 수 있는 장점이 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어링 컬럼 조절장치를 도시한다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 스티어링 컬럼 조절장치는 스티어링 컬럼(10)의 경사각 및 상하 높이를 조절하도록 구성된다.
스티어링 컬럼(10)은 길이방향으로 길게 연장되고, 그 내부에는 스티어링 축(11)이 회전가능하게 배치되며, 스티어링 축(11)의 상단에는 스티어링 휠(미도시)이 결합되어 운전자에 의해 조작된다.
스티어링 컬럼(10)은 텔레스코핑(telescoping, 서로에 대해 상대적으로 이동가능함)가능하게 설치된 상부 자켓(12) 및 하부 자켓(14)을 가지고, 상부 자켓(12)에는 텔레스코핑 브라켓(110)이 고정되며, 하부 자켓(14)은 하부 브라켓(14a)측에 피벗가능하게 설치되고, 하부 브라켓(14a)은 차체 측에 고정된다.
텔레스코핑 브라켓(110)의 주변에는 레이크 브라켓(120)이 설치되고, 레이크 브라켓(120)은 제1 및 제2 측벽(121, 122)을 가지며, 제1 및 제2 측벽(121, 122)은 텔레스코핑 브라켓(110)의 측벽과 인접한다.
레이크 브라켓(120)의 일측이 차체의 프레임 측에 고정되고, 레이크 브라켓(120)의 제1측벽(121)에는 수평선 상에서 소정반경으로 곡률진 각도로 경사지게 연장된 레이크 슬롯(123)이 형성된다. 레이크 슬롯(123)의 상부 및 하부에는 상부 및 하부 레이크 랙(124, 125; rake tooth rack)이 배치되고, 상부 및 하부 레이크 랙(124, 125)에는 도 1 및 도 8과 같이 복수의 톱니(124a, 125a)가 형성된다.
스티어링 컬럼(10)은 레이크 브라켓(120)의 레이크 슬롯(123) 및 레이크 랙(124, 125)을 따라 틸팅할 수 있고, 이에 스티어링 컬럼(10)은 그 경사각도가 조절될 수 있다.
레이크 브라켓(120) 및 텔레스코핑 브라켓(110)을 관통하여 레이크 볼트(130, rake bolt)가 설치되고, 특히 레이크 볼트(130)는 레이크 브라켓(120)의 제1 및 제2 측벽(121, 122)을 가로질러 회전가능하게 설치된다. 텔레스코핑 브라켓(110) 내에는 가이드관(134)이 설치되고, 레이크 볼트(130)는 가이드관(134)에 의해 회전가능하게 지지될 수 있다.
레이크 볼트(130)의 일단에는 헤드부(131)가 형성되고, 이 헤드부(131)에 근접하여 조작레버(135)가 설치되며, 레이크 볼트(130)의 타단에는 체결너트(132)가 결합된다. 레이크 볼트(115)는 레이크 슬롯(123)을 따라 이동함으로써 스티어링 컬럼(10)이 텔레스코핑 내지 틸팅될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이 레이크 볼트(130)의 헤드부(131)에 근접하여 록플레이트(140)가 설치되고, 록플레이트(140)는 그 일면에 복수의 끼움돌기(140a)를 가지며, 록플레이트(140)의 회전에 의해 복수의 끼움돌기(140a)들은 톱니(124, 125)들 사이의 틈새에 끼워져 물리거나 이탈될 수 있다. 록플레이트(140)는 그 중심부에 관통공(141)이 형성되고, 이 관통공(141)에는 레이크 볼트(130)가 관통하여 설치된다. 특히, 록플레이트(140)는 레이크 볼트(130)의 외주면에 회전방향으로 고정됨과 더불어 레이크 볼트(130)의 길이방향으로 이동가능하게 설치된다. 예컨대, 록플레이트(140)의 관통공(141) 내주면에는 세레이션 홈(141a)이 형성되고, 레이크 볼트(130)의 일단 외주면에는 세레이션 돌기(130a)가 형성되며, 이에 록플레이트(140)의 세레이션 홈(141a)과 레이크 볼트의 세레이션 돌기(130a)가 서로 끼움결합된다.
록플레이트(140)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 끼움돌기(140a)의 반대측에 돌출부(143)를 가지고, 이 돌출부(143)는 사각형, 오각형 등과 같은 각형 구조로 형성되며, 조작레버(135)는 록플레이트(140)의 돌출부(143)에 대응하는 장착공(135a)을 가지고, 이러한 조작레버(135)의 장착공(135a)과 록플레이트(140)의 돌출부(143)가 서로 끼움결합됨으로써 조작레버(135)는 록플레이트(140)측에 견고하고 안정적으로 결합된다. 이에 조작레버(135)의 회전력이 록플레이트(140) 및 레이크 볼트(130)로 전달될 수 있고, 록플레이트(140) 및 레이크 볼트(130)는 동일방향으로 함께 회전할 수 있다.
복수의 톱니(124a, 125a)들은 도 9 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 각 모서리 부분에 모따기(124b, 125b)가 형성되거나(도 9 참조), 각 모서리 부분에 라운드부(124c, 125c)가 형성(도 10 참조)될 수 있고, 이에 록플레이트(140)의 끼움돌 기(140a)들이 톱니(124a, 125a) 사이의 틈새로 용이하게 끼움 내지 이탈될 수 있다. 또한, 복수의 톱니(124a, 125a)들은 도 11에 도시된 바와 같이, 테이퍼진 단면으로 이루어질 수도 있다.
이러한 구성에 의해, 도 5에 도시된 바와 같이, 조작레버(135)를 풀림위치로 돌리면, 록플레이트(140)의 끼움돌기(140a)들이 상부 및 하부 레이크 랙(124, 125)의 톱니(124a, 125a)들 사이로부터 이탈되어 끼움돌기(140a)들이 톱니(124a, 125a)들과 맞물려지지 않은 상태가 된다. 이런 상태에서, 스티어링 컬럼(10)을 레이크 슬롯(121)을 따라 틸팅 업(tilt-up, 도 6참조) 또는 틸팅 다운(tilt-down, 도 7참조)위치로 조절할 수 있다. 그외에도 스티어링 컬럼(10)의 상부자켓(12) 및 하부 자켓(14)을 텔레스코핑함으로써 스티어링 컬럼(10)의 상하 높이도 조절될 수 있다.
그 후에, 도 6 또는 도 7에 도시된 바와 같이 스티어링 컬럼(10)이 틸팅 업 또는 틸팅 다운 조절된 후에는 조작레버(135)를 록킹위치로 돌린다. 이렇게 조작레버(135)를 록킹위치로 돌리면, 록플레이트(140)가 조작레버(135)와 함께 회전하고, 이러한 록플레이트(140)의 회전에 의해 끼움돌기(140a)들은 상부 및 하부 레이크 랙(124, 125)의 톱니(124a, 125a)들 사이에 견고하게 끼워짐으로써 스티어링 컬럼(10)은 그 조절된 위치가 안정적으로 유지될 수 있다.
한편, 레이크 볼트(130)의 체결너트(132)와 레이크 브라켓(120)의 제2측벽(122) 사이에는 캠플레이트(150)가 설치된다. 캠플레이트(150)는 그 일면에 복수의 제1캠경사면(151)이 형성되고, 캠플레이트(150)의 타면은 레이크 브라켓(120)의 제2측벽(122)에 고정된다. 그리고, 체결너트(132)는 캠플레이트(150)의 제1캠경사 면(151)과 마주보는 면에 복수의 제2캠경사면(132a)을 가진다. 제1캠경사면(151)들과 제2캠경사면(132a)들은 산부분 및 골부분이 원주방향으로 연속된 구조로 구성되고, 이에 레이크 볼트(130)의 회전에 의해 제1캠경사면(151)의 산부분과 제2캠경사면(132a)의 산부분이 접촉할 경우에는 체결너트(132) 및 레이크 볼트(130)가 화살표 K방향으로 이동하여 록플레이트(140)가 레이크 브라켓(120)의 제1측벽(121)에 밀착될 수 있고, 제1캠경사면(151) 및 제2캠경사면(132a)의 산부분 및 골부분이 접촉할 경우에는 체결너트(132) 및 레이크 볼트(130)가 화살표 M방향으로 이동하여 록플레이트(140)는 레이크 브라켓(120)의 제1측벽(121)에서 이격될 수 있다.
또한, 록플레이트(140)의 일면에는 포켓부(146)가 형성되고, 이 포켓부(146)는 관통공(141)의 가장자리에 형성된다. 포켓부(146)와 텔레스코핑 브라켓(110)의 일측벽 사이에는 탄성체(148)가 개재된다. 이에, 록플레이트(140)는 탄성체(148)의 탄성력에 의해 레이크 브라켓(120)의 제1측벽(121)에 대해 이격 또는 밀착이 용이하게 이루어질 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 캠플레이트(150)와 체결너트(132)의 캠작용 및 탄성체(148)의 탄성력 등에 의해 보다 용이하고 정밀하게 록플레이트(140)를 레이크 브라켓(120)의 제1측벽(121)으로 밀착 내지 이격시킬 수 있고, 이에 록플레이트(140)의 끼움돌기(140a)들은 상부 및 하부 레이크 랙(124, 125)의 톱니(124a, 125a)들 사이에 매우 원활하게 결합 내지 해제될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어링 컬럼 조절장치를 도시한 측면도이다.
도 2는 도 1의 A-A부분을 따라 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2의 화살표 B부분을 확대하여 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 스티어링 컬럼 조절장치의 록플레이트를 도시한 평면도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 스티어링 컬럼 조절장치의 작동상태를 도시한 도면이다.
도 8은 도 7의 C-C선을 따라 도시한 단면도이다.
도 9 내지 도 11은 도 8의 변형실시예를 도시한 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 *
10: 스티어링 컬럼 11: 스티어링 축
100: 록유닛 110: 텔레스코핑 브라켓
120: 레이크 브라켓 121, 122: 제1 및 제2 측벽
123: 레이크 슬롯 130: 레이크 볼트
140: 록플레이트 141: 관통공
150: 캠플레이트

Claims (6)

  1. 스티어링 컬럼;
    상기 스티어링 컬럼의 일측 외주면에 고정된 텔레스코프 브라켓;
    상기 텔레스코프 브라켓을 포위하고, 제1 및 제2 측벽을 가지며, 제1측벽에는 경사진 레이크 슬롯이 형성되고, 상기 레이크 슬롯의 상부 및 하부에는 상부 레이크 랙 및 하부 레이크 랙이 상하 대칭적으로 배치되며, 상기 상부 및 하부 레이크 랙은 복수의 톱니를 가지는 레이크 브라켓;
    상기 레이크 브라켓의 제1 및 제2 측벽을 가로질러 회전가능하게 설치되고, 일단에 조작레버가 고정된 레이크볼트; 및
    상기 레이크볼트의 일단에 설치되고, 상기 레이크볼트와 함께 회전함에 따라 상기 레이크 브라켓의 톱니들 사이에 맞물림가능한 복수의 끼움돌기를 가지는 록플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스티어링 컬럼 조절장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 록플레이트는 그 중심부에 관통공이 형성되고, 상기 레이크볼트는 상기 록플레이트의 관통공 내에 회전방향으로 고정되며, 상기 록플레이트는 상기 레이크볼트에 대해 길이방향으로 이동가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 스티어링 컬럼 조절장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 관통공의 내경면에는 복수의 세레이션 홈이 형성되며, 상기 레이크볼트의 일단 외주면에는 복수의 세레이션 돌기가 형성되고, 상기 레이크볼트의 세레이션 돌기들이 상기 록플레이트의 세레이션 홈들에 개별적으로 끼워지는 것을 특징으로 하는 스티어링 컬럼 조절장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 록플레이트는 끼움돌기의 반대편에 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부는 각형 구조로 형성되며, 상기 록플레이트의 돌출부는 상기 조작레버가 조립되는 것을 특징으로 하는 스티어링 컬럼 조절장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 레이크 볼트의 체결너트와 레이크 브라켓의 제2측벽 사이에는 캠플레이트가 설치되고, 상기 캠플레이트의 일면에는 복수의 제1캠경사면이 형성되며, 상기 체결너트는 제1캠경사면과 대응하는 복수의 제2캠경사면을 가지는 것을 특징으로 하는 스티어링 컬럼 조절장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 록플레이트의 관통공 주변에는 포켓부가 형성되고, 상기 포켓부와 텔레스코핑 브라켓의 일측벽 사이에 탄성체가 개재되는 것을 특징으로 하는 스티어링 컬럼 조절장치.
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