KR20120025792A - 스티어링 칼럼의 텔레스코픽 록킹 구조 - Google Patents

스티어링 칼럼의 텔레스코픽 록킹 구조 Download PDF

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Abstract

텔레스코픽 기능을 가지는 스티어링 칼럼의 텔레스코픽 기능을 선택적으로 록킹(locking)하는 텔레스코픽 록킹 구조는, 상기 스티어링 칼럼의 아웃터 자켓에 고정되며 제1 세레이션(serration)을 구비하는 텔레스코픽 블록, 텔레스코픽 방향으로는 이동이 되지 않도록 고정되며 상기 제1 세레이션과 선택적으로 치합될 수 있는 제2 세레이션을 구비하는 텔레스코픽 록킹 블록, 상기 텔레스코픽 록킹 블록이 상기 텔레스코픽 블록에 대해 상기 제2 세레이션이 상기 제1 세레이션으로부터 분리되는 방향으로 이동하도록 작용하는 탄성력을 상기 텔레스코픽 록킹 블록에 제공하는 탄성 부재, 그리고 상기 탄성 부재의 탄성력을 극복하고 상기 제2 세레이션이 상기 제1 세레이션에 선택적으로 치합되도록 상기 텔레스코픽 록킹 블록에 선택적으로 힘을 가할 수 있도록 형성되는 텔레스코픽 조절 부재를 포함한다.

Description

스티어링 칼럼의 텔레스코픽 록킹 구조{Structure for locking telescopic of steering column}
본 발명은 차량의 스티어링 칼럼에 관한 것으로, 보다 상세하게는 텔레스코픽(telescopic) 기능을 가지는 스티어링 칼럼의 텔레스코픽 록킹 구조에 관한 것이다.
차량의 조향 장치에 적용되는 스티어링 칼럼은 스티어링 휠(steering wheel)에 연결되어 조향력을 전달하는 부분이다.
스티어링 칼럼은 운전자가 신체 조건에 따른 적합한 운전 자세를 잡을 수 있도록 축 방향으로 이동이 가능한 구조를 가지도록 형성되는 경우가 있으며, 이와 같이 스티어링 칼럼이 축 방향으로 이동하는 것을 텔레스코픽 기능이라고 부른다.
통상적으로 텔레스코픽 기능을 갖는 스티어링 칼럼은 두 개의 자켓(jacket)을 구비하는 구조를 가지며 운전석에 구비된 텔레스코픽 레버를 작동하여 자켓이 서로 겹쳐지는 방향으로 이동하여 전체 거리가 늘어나거나 줄어드는 효과를 가지도록 구현된다.
이와 같은 텔레스코픽 기능을 가지는 스티어링 칼럼은 차량 충돌 사고 발생 시에 스티어링 칼럼의 축 방향 거동이 발생하여 기대되는 최적의 충격 흡수 성능이 발휘되지 못하게 되는 경우가 있을 수 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명이 해결하려는 과제는 간단한 구조를 통해서 텔레스코픽 기능을 갖는 스티어링 칼럼의 텔레스코픽 록킹 및 언 록킹 기능을 구현할 수 있는 텔레스코픽 록킹 구조를 제공하는 것이다.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 텔레스코픽 기능을 가지는 스티어링 칼럼의 텔레스코픽 기능을 선택적으로 록킹(locking)하는 텔레스코픽 록킹 구조는, 상기 스티어링 칼럼의 아웃터 자켓에 고정되며 제1 세레이션(serration)을 구비하는 텔레스코픽 블록, 텔레스코픽 방향으로는 이동이 되지 않도록 고정되며 상기 제1 세레이션과 선택적으로 치합될 수 있는 제2 세레이션을 구비하는 텔레스코픽 록킹 블록, 상기 텔레스코픽 록킹 블록이 상기 텔레스코픽 블록에 대해 상기 제2 세레이션이 상기 제1 세레이션으로부터 분리되는 방향으로 이동하도록 작용하는 탄성력을 상기 텔레스코픽 록킹 블록에 제공하는 탄성 부재, 그리고 상기 탄성 부재의 탄성력을 극복하고 상기 제2 세레이션이 상기 제1 세레이션에 선택적으로 치합되도록 상기 텔레스코픽 록킹 블록에 선택적으로 힘을 가할 수 있도록 형성되는 텔레스코픽 조절 부재를 포함한다.
상기 텔레스코픽 조절 부재는, 회전 가능한 텔레스코픽 샤프트, 그리고 상기 텔레스코픽 샤프트에 구비되며 회전 위치에 대응하여 상기 탄성 부재의 탄성력을 극복하고 상기 제2 세레이션이 상기 제1 세레이션에 선택적으로 치합되도록 상기 텔레스코픽 록킹 블록에 선택적으로 힘을 가할 수 있도록 형성되는 캠(cam)을 포함할 수 있으며, 상기 텔레스코픽 록킹 블록은 상기 캠의 회전에 대응하여 위치가 가변되도록 상기 캠과 접촉하는 가압면을 구비할 수 있다.
상기 가압면은 경사지게 형성될 수 있다.
상기 탄성 부재는 상기 텔레스코픽 록킹 블록이 상기 캠에 항상 접촉하도록 작용할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 텔레스코픽 록킹 구조는 상기 캠의 작동을 가이드(guide)하는 캠 가이드 블록을 더 포함할 수 있다.
상기 가압면에 접촉하는 상기 캠의 끝단부는 평면 부분을 가질 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 텔레스코픽 록킹 구조가 적용된 스티어링 칼럼의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 텔레스코픽 록킹 구조의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 텔레스코픽 록킹 구조에서 텔레스코픽 록킹 상태를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 텔레스코픽 록킹 구조에서 텔레스코픽 언 록킹 상태를 보여주는 도면이다.
이하에서 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 텔레스코픽 록킹(telescopic locking) 구조는 텔레스코픽 기능을 가지는 스티어링 칼럼에 적용될 수 있으며, 텔레스코픽 기능 및 틸트(tilt) 기능을 동시에 가지는 스티어링 칼럼에도 적용될 수 있음은 물론이다. 본 발명의 실시예에 따른 텔레스코픽 록킹 구조는 텔레스코픽 기능을 선택적으로 록킹하는 기능을 가지며, 운전자가 스티어링 칼럼을 축 방향으로 이동시키기 위해 텔레스코픽 레버를 작동시킨 경우 언 록킹(unlocking) 상태가 되어 텔레스코픽 작동이 수행될 수 있도록 하며 그렇지 않은 경우에는 록킹 상태가 되어 스티어링 칼럼이 축 방향으로 이동하는 것을 제한한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 텔레스코픽 록킹 구조가 적용된 스티어링 칼럼(100)의 개략도이다.
먼저, 스티어링 칼럼(100)은 이중 자켓 구조를 가질 수 있으며, 예를 들어 아웃터 자켓(outer jacket)(101)과 인너 자켓(inner jacket)(103)을 구비할 수 있다. 아웃터 자켓(101)은 중공 관의 형태를 가질 수 있으며, 인너 자켓(103)은 아웃터 자켓(101)에 삽입될 수 있다. 아웃터 자켓(101)은 스티어링 휠(steering wheel)에 연결될 수 있으며, 인너 자켓(103)은 조향 시스템의 인텀 샤프트 등에 연결될 수 있다. 아웃터 자켓(101)과 인너 자켓(103)이 서로 중첩되는 거리가 조절되도록 상대 운동을 함으로써 결과적으로 스티어링 휠의 축 방향 위치가 조절될 수 있으며 이에 따라 텔레스코픽 기능이 구현될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 텔레스코픽 록킹 구조의 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 텔레스코픽 록킹 구조에서 텔레스코픽 록킹 상태를 보여주는 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 텔레스코픽 록킹 구조에서 텔레스코픽 언 록킹 상태를 보여주는 도면이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 텔레스코픽 블록(telescopic block)(10)이 스티어링 칼럼(100)의 아웃터 자켓(101)에 고정된다. 이때, 텔레스코픽 블록(10)은 아웃터 자켓(101)에 고정되는 압축 브라켓(107)에 압입 설치됨으로써 아웃터 자켓(101)에 고정 설치될 수 있다.
텔레스코픽 블록(10)은 제1 세레이션(serration)(11)을 구비한다. 예를 들어, 텔레스코픽 블록(10)은 대략 가운데가 비어 있는 사각형 틀의 형태를 가질 수 있으며, 텔레스코픽 블록(10)의 아래 부분(13)의 위 면에 제1 세레이션(11)이 형성될 수 있다. 이때, 도 1을 참조하면, 압축 브라켓(107)은 차체에 고정되는 마운팅 브라켓(109)에 삽입되는 형태로 배치될 수 있으며, 아웃터 자켓(101)과 그에 고정된 압축 브라켓(107)은 스티어링 칼럼(100)의 축 방향으로 이동 가능하도록 설치된다.
한편, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 텔레스코픽 록킹 블록(telescopic locking block)(20)이 구비된다. 텔레스코픽 록킹 블록(20)은 텔레스코픽 블록(10)의 제1 세레이션(11)과 선택적으로 치합될 수 있는 제2 세레이션(21)을 구비하며, 텔레스코픽 방향, 즉 스티어링 칼럼(100)의 축 방향으로는 이동이 되지 않도록 고정된다.
예를 들어, 텔레스코픽 록킹 블록(20)은 텔레스코픽 블록(10)의 가운데 빈 공간, 즉 텔레스코픽 블록(10)의 아래 부분(13)의 상부에 배치될 수 있으며, 상하 방향으로 이동할 수 있도록 설치된다. 제2 세레이션(21)은 텔레스코픽 록킹 블록(20)의 바닥면에 형성될 수 있다.
한편, 텔레스코픽 록킹 블록(20)이 텔레스코픽 블록(10)에 대해 제2 세레이션(21)이 제1 세레이션(11)으로부터 분리되는 방향으로 이동하도록 작용하는 탄성력을 텔레스코픽 록킹 블록(20)에 제공하는 탄성 부재(30)가 구비된다. 예를 들어, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 탄성 부재(30)는 텔레스코픽 록킹 블록(20)이 위 방향으로 이동하도록 작용하는 탄성력을 텔레스코픽 록킹 블록(20)에 제공한다.
예를 들어, 탄성 부재(30)는 도면에 도시된 바와 같이, 텔레스코픽 록킹 블록(20)을 위 방향으로 들어 올리는 탄성력을 제공하는 플레이트 스프링(plate spring)일 수 있다. 한편, 탄성 부재(30)는 플레이트 스프링에 한정되지 않으며 텔레스코픽 록킹 블록(20)을 위 방향으로 들어 올릴 수 있는 코일 스프링 등으로 구현될 수도 있다.
탄성 부재(30)의 탄성력을 극복하고 제2 세레이션(21)이 제1 세레이션(11)에 선택적으로 치합되도록 텔레스코픽 록킹 블록(20)에 힘을 가할 수 있도록 형성되는 텔레스코픽 조절 부재(40)가 구비된다.
예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 텔레스코픽 조절 부재(40)는 텔레스코픽 샤프트(telescopic shaft)(41)와 캠(cam)(43)을 포함할 수 있다.
캠 가이드 블록(cam guide block)(50)이 구비되어 캠(43)의 작동을 가이드(guide)할 수 있다.
텔레스코픽 샤프트(41)는 압축 브라켓(107) 캠 가이드 블록(50) 등에 회전 가능한 상태로 설치될 수 있다. 그리고 텔레스코픽 샤프트(41)는 텔레스코픽 레버(telescopic lever)(111)(도 1 참조)에 연결되어 텔레스코픽 레버(111)와 함께 회전된다.
캠(43)은 텔레스코픽 샤프트(41)에 설치될 수 있으며, 회전 위치에 대응하여 탄성 부재(30)의 탄성력을 극복하고 제2 세레이션(21)이 제1 세레이션(11)에 선택적으로 치합될 수 있도록 텔레스코픽 록킹 블록(20)에 선택적으로 힘을 가할 수 있도록 형성된다. 예를 들어, 캠(43)은 대략 아래로 돌출되는 돌출부(45)를 구비하며, 텔레스코픽 샤프트(41)의 회전 위치에 따른 캠(43)의 회전에 대응하여 이 돌출부(45)가 텔레스코픽 록킹 블록(20)을 누르게 된다.
텔레스코픽 샤프트(41)는 스티어링 칼럼(100)의 축 방향, 즉 텔레스코픽 방향으로는 이동이 되지 않도록 고정된다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 텔레스코픽 록킹 블록(20)은 텔레스코픽 방향으로는 이동이 될 수 없도록 캠 가이드 블록(50)에 의해 텔레스코픽 샤프트(41)에 구속된다.
텔레스코픽 록킹 블록(20)은 캠(43)의 회전 위치에 대응하여 위치가 가변되도록 캠(43)과 접촉하는 가압면(23)을 구비한다. 즉, 도 2를 참조하면, 텔레스코픽 록킹 블록(20)의 상부는 아래 방향으로 함몰된 부분을 포함할 수 있으며, 이 함몰된 부분이 가압면(23)을 형성할 수 있다. 캠(43)의 돌출부(45)가 가압면(21)을 누름으로써 텔레스코픽 록킹 블록(20)이 아래로 이동된다.
이때, 가압면(23)은 경사지게 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 가압면(23)은 일측으로 경사지도록 형성될 수 있다. 가압면(23)이 경사지도록 형성됨으로써 캠(43)에 의해 점진적으로 힘이 가해져서 보다 안정적인 작동이 가능해진다.
한편, 캠(43)의 돌출부(45)는 도면에 도시된 바와 같이 돌출된 곡면 형태를 가지도록 형성될 수도 있으나, 다른 실시예에 따르면 가압면(23)에 접촉하는 캠(43)의 끝단부는 평면 부분을 포함하도록 형성될 수도 있다. 도면에는 도시되지는 않았으며, 캠(43)의 끝단부가 가압면(23)과 면 접촉하는 평면 부분을 가지도록 형성할 수 있다. 이에 따라 캠(43)의 평면 부분이 가압면(23)에 면 접촉하는 순간 사용자가 록킹 상태가 되었음을 느낄 수 있어 사용 편의성을 높일 수 있다.
한편, 탄성 부재(30)는 텔레스코픽 록킹 블록(20)이 캠(43)에 항상 접촉하는 상태를 유지하도록 탄성력을 제공할 수 있다. 이는 탄성 부재(30)의 탄성력 및 변위 등을 조절하여 구현할 수 있다.
도면에 도시된 바와 같이, 탄성 부재(30)인 플레이트 스프링은 대략 아래가 개방된 형태를 가질 수 있으며, 플레이트 스프링의 위 부분은 캠 가이드 블록(50)의 상단부에 고정되고 아래로 연장되는 양측 하단은 텔레스코픽 록킹 블록(20)에 체결됨으로써 텔레스코픽 록킹 블록(20)에 위 방향으로 작용하는 탄성력을 제공할 수 있다.
위에서 설명한 바와 같은 텔레스코픽 록킹 구조의 작동 방식을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 텔레스코픽 조절 부재(40)의 캠(43)이 텔레스코픽 록킹 블록(20)을 아래 방향으로 누르는 상태에서는 텔레스코픽 록킹 블록(20)의 제2 세레이션(21)이 텔레스코픽 블록(10)의 제1 세레이션(11)에 치합되어 서로 물림으로써, 스티어링 칼럼(100)의 아웃터 자켓(101)이 텔레스코픽 방향(축 방향)으로 이동될 수 없게 되어 록킹 상태가 된다. 따라서 도 3의 상태에서는 아웃터 자켓(101)에 고정된 압축 브라켓(107) 및 텔레스코픽 블록(10)이 제1 및 제2 세레이션(11, 21)의 치합에 의해 텔레스코픽 록킹 블록(20)에 구속됨으로써, 아웃터 자켓(101)이 텔레스코픽 방향으로 이동할 수 없게 되어 텔레스코픽 기능이 록킹 상태가 된다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 텔레스코픽 조절 부재(40)의 캠(43)이 회전하여 캠(43)의 끝단이 상대적으로 위로 이동하면 탄성 부재(30)에 의해 텔레스코픽 록킹 블록(20)이 위로 이동하게 되고 그 결과 텔레스코픽 록킹 블록(20)의 제2 세레이션(21)이 텔레스코픽 블록(10)의 제1 세레이션(11)에서 분리됨으로써, 스티어링 칼럼(100)의 아웃터 자켓(101)이 텔레스코픽 방향(축 방향)으로 이동할 수 있게 되어 텔레스코픽 작동이 가능한 언 록킹 상태가 된다. 따라서 도 4의 상태에서 아웃터 자켓(101)이 텔레스코픽 방향(도면에서 좌우 방향)으로 이동 가능하게 되어 텔레스코픽 기능이 구현될 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.
100: 스티어링 칼럼 101: 아웃터 자켓
103: 인너 자켓 107: 압축 브라켓
109: 마운팅 브라켓 111: 텔레스코픽 레버
10: 텔레스코픽 블록 11: 제1 세레이션
20: 텔레스코픽 록킹 블록 21: 제2 세레이션
23: 가압면 30: 탄성 부재
40: 텔레스코픽 조절 부재 41: 텔레스코픽 샤프트
43: 캠 45: 돌출부
50: 캠 가이드 블록

Claims (6)

  1. 텔레스코픽 기능을 가지는 스티어링 칼럼의 텔레스코픽 기능을 선택적으로 록킹(locking)하는 텔레스코픽 록킹 구조로서,
    상기 스티어링 칼럼의 아웃터 자켓에 고정되며 제1 세레이션(serration)을 구비하는 텔레스코픽 블록,
    텔레스코픽 방향으로는 이동이 되지 않도록 고정되며 상기 제1 세레이션과 선택적으로 치합될 수 있는 제2 세레이션을 구비하는 텔레스코픽 록킹 블록,
    상기 텔레스코픽 록킹 블록이 상기 텔레스코픽 블록에 대해 상기 제2 세레이션이 상기 제1 세레이션으로부터 분리되는 방향으로 이동하도록 작용하는 탄성력을 상기 텔레스코픽 록킹 블록에 제공하는 탄성 부재, 그리고
    상기 탄성 부재의 탄성력을 극복하고 상기 제2 세레이션이 상기 제1 세레이션에 선택적으로 치합되도록 상기 텔레스코픽 록킹 블록에 선택적으로 힘을 가할 수 있도록 형성되는 텔레스코픽 조절 부재를 포함하는 텔레스코픽 록킹 구조.
  2. 제1항에서,
    상기 텔레스코픽 조절 부재는
    회전 가능한 텔레스코픽 샤프트, 그리고
    상기 텔레스코픽 샤프트에 구비되며 회전 위치에 대응하여 상기 탄성 부재의 탄성력을 극복하고 상기 제2 세레이션이 상기 제1 세레이션에 선택적으로 치합되도록 상기 텔레스코픽 록킹 블록에 선택적으로 힘을 가할 수 있도록 형성되는 캠(cam)을 포함하며,
    상기 텔레스코픽 록킹 블록은 상기 캠의 회전에 대응하여 위치가 가변되도록 상기 캠과 접촉하는 가압면을 구비하는 텔레스코픽 록킹 구조.
  3. 제2항에서,
    상기 가압면은 경사지게 형성되는 텔레스코픽 록킹 구조.
  4. 제3항에서,
    상기 탄성 부재는 상기 텔레스코픽 록킹 블록이 상기 캠에 항상 접촉하도록 작용하는 텔레스코픽 록킹 구조.
  5. 제2항에서,
    상기 캠의 작동을 가이드(guide)하는 캠 가이드 블록을 더 포함하는 텔레스코픽 록킹 구조.
  6. 제2항에서,
    상기 가압면에 접촉하는 상기 캠의 끝단부는 평면 부분을 가지는 텔레스코픽 록킹 구조.
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