KR20170130172A - 자동차의 스티어링 컬럼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 스티어링 컬럼에 관한 것으로, 마운팅브래킷; 상기 마운팅브래킷의 내부에서 틸팅가능하되도록 설치되는 컬럼하우징; 상기 마운팅브래킷과 상기 컬럼하우징을 관통하여 설치되는 틸트볼트; 상기 컬럼하우징 내부에 축방향으로 이동 가능하게 설치되는 이너튜브; 상기 이너튜브의 측면에 설치되어 상기 컬럼하우징 내부에서 축방향으로 이동되되, 소정 구간 이상 인입될 시 상기 컬럼하우징 내부면과 맞닿는 고정기어; 상기 틸트볼트에 고정 설치되어 상기 고정기어와 마주하는 가동기어; 상기 틸트볼트에 설치되어 상기 가동기어를 상기 고정기어에 선택적으로 치합시키는 가압부재; 및 상기 고정기어의 일단에 설치되어 상기 고정기어가 상기 컬럼하우징 내부면과 맞닿을 시 상기 고정기어가 받는 충격을 완화시키는 탄성부재를 포함하여 구성된다.
이로 인해, 반복적인 텔레스코픽 동작에도 고정기어에 전달되는 충격량이 낮아 고정기어를 지지하는 리벳이 손상되지 않는다. 이에 따라 이너튜브의 고정상태를 유지할 수 있어 안정적인 텔레스코픽 동작이 수행될 수 있다.

Description

자동차의 스티어링 컬럼 {Steering column assembly for a car}

본 발명은 자동차의 스티어링 컬럼에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고정기어의 측면에 탄성부재가 설치되어 반복적인 텔레스코픽 동작에도 고정기어에 전달되는 충격량이 낮아 고정기어를 지지하는 리벳이 손상되지 않는 자동차의 스티어링 컬럼에 관한 것이다.

자동차에는 운전자의 신체 조건이나 자세에 맞게 스티어링 휠(Steering wheel)의 높이 및 전·후 거리를 조절할 수 있는 스티어링 컬럼이 있다.

스티어링 컬럼은 운전자가 잠금 레버를 조작하여 잠금 상태를 해제한 뒤, 조향휠을 일정한 각도로 틸팅시킬 수 있는 틸트 조정장치와, 운전자가 조향휠을 조향축으로부터 인출하거나 인입시켜 조향휠과 운전자 사이의 거리를 조정할 수 있는 텔레스코픽 조정장치로 이루어진다.

한편, 스티어링 컬럼에는 차량의 충돌로 인해 스티어링 휠에 충격이 가해졌을 경우, 상기 충격을 완화시키기 위한 충격흡수장치가 설치되는데, 이러한 스티어링 컬럼의 충격흡수장치가 ‘특허문헌 1’에 개시되어 있다. 도 1은 종래의 스티어링 컬럼의 충격흡수장치를 일부 도시한 사시도이다. 종래의 스티어링 컬럼의 충격흡수장치는 도 1에 도시된 바와 같이 하우징(미도시)을 관통하여 설치되는 틸트볼트(1)와, 내부에 조향축(미도시)이 설치되고 하우징에 대해 축방향으로 신장 및 수축되는 이너튜브(2)가 구비된다. 그리고 이너튜브(2)의 외측에는 고정기어(3)가 리벳(4)을 통해 고정되고, 틸트볼트(1)에는 가동기어(5)가 설치되어 고정기어(3)에 대해 선택적으로 치합된다. 이때, 리벳(4)은 소정 크기 이상의 충격이 가해졌을 시 파손된다. 또한, U자 형태로 이루어지는 밴딩 플레이트(6)가 고정기어(3)의 외측면을 감싸도록 위치되어 이너튜브(40)에 고정된다.

이에 따라, 이너튜브(2)가 텔레스코픽 동작될 시에는 가동기어(5)가 고정기어(3)와 치합되지 않은 상태에서 이동된 뒤, 조작레버(미도시)를 조작하여 가동기어(5)가 고정기어(3)에 치합되도록 함으로써 이너튜브(2)의 위치를 고정시킨다. 그리고 외부 충격에 의해 이너튜브(2)가 축방향으로 힘이 가해지면, 가동기어(5)와 치합된 고정기어(3)로 인해 리벳(4)에 전단력이 가해짐으로써 리벳(4)이 파손되어 이너튜브(2)는 축방향으로 이동된다. 이때 고정기어(3)는 고정된 위치를 유지하므로 이너튜브(2)에 고정된 밴딩 플레이트(6)가 고정기어(3)에 의해 변형됨으로써 상기 충격을 탄성적으로 흡수한다.

종래의 스티어링 컬럼의 충격장치는, 이너튜브(2)가 텔레스코픽 동작되는 상태에서 한계 구간에 위치될 시 고정기어(3)가 하우징에 걸림으로써 이너튜브(2)의 텔레스코픽 구간을 제한한다. 이 과정에서 리벳(4)에 충격이 가해져 조금씩 손상되면 고정기어(3)와 리벳(4) 사이에 유격이 발생되어 이너튜브(2)가 흔들리고, 이에 스티어링이 앞뒤로 움직이는 문제가 발생한다.

나아가 텔레스코픽 동작이 반복됨에 따라 리벳(4)이 파손되면, 이너튜브(2)가 고정된 상태를 유지하지 못하여 운전 중 큰 사고로 이어질 수 있는 문제점이 있다.

KR 10-1559821 B1 (2015. 10. 15.)

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 고정기어의 측면에 탄성부재가 설치되는 자동차의 스티어링 컬럼을 제공하는 것이다.

위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 자동차의 스티어링 컬럼은 마운팅브래킷; 상기 마운팅브래킷의 내부에서 틸팅 가능하도록 설치되는 컬럼하우징; 상기 마운팅브래킷과 상기 컬럼하우징을 관통하여 설치되는 틸트볼트; 상기 컬럼하우징 내부에 축방향으로 이동 가능하게 설치되는 이너튜브; 상기 이너튜브의 측면에 설치되어 상기 컬럼하우징 내부에서 축방향으로 이동되되, 소정 구간 이상 인입될 시 상기 컬럼하우징 내부면과 맞닿는 고정기어; 상기 틸트볼트에 고정 설치되어 상기 고정기어와 마주하는 가동기어; 상기 틸트볼트에 설치되어 상기 가동기어를 상기 고정기어에 선택적으로 치합시키는 가압부재; 및 상기 고정기어의 일단에 설치되어 상기 고정기어가 상기 컬럼하우징 내부면과 맞닿을 시 상기 고정기어가 받는 충격을 완화시키는 탄성부재를 포함하여 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.

본 발명에 따른 자동차의 스티어링 컬럼은 반복적인 텔레스코픽 동작에도 고정기어에 전달되는 충격량이 낮아 고정기어를 지지하는 리벳이 손상되지 않는다. 이에 따라 이너튜브의 고정상태를 유지할 수 있어 안정적인 텔레스코픽 동작이 수행될 수 있다.

도 1은 종래의 스티어링 컬럼의 충격흡수장치를 일부 도시한 사시도
도 2는 본 발명에 따른 자동차의 스티어링 컬럼을 도시한 사시도
도 3은 컬럼하우징을 도시한 사시도
도 4는 고정기어 삽입홀이 위치한 측면이 잘린 컬럼하우징을 도시한 사시도
도 5는 컬럼하우징의 고정기어 삽입홀이 위치한 측면이 잘린 상태의 본 발명에 따른 자동차의 스티어링 컬럼을 도시한 측면도
도 6 및 7은 고정기어 및 탄성부재를 도시한 분해 사시도
도 8은 탄성부재를 도시한 사시도
도 9는 탄성부재의 실시예를 도시한 사시도
도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 자동차의 스티어링 컬럼의 텔레스코픽 동작을 도시하되, 컬럼하우징의 고정기어 삽입홀이 위치한 측면이 잘린 상태를 도시한 작동 상태도

아래에서는 본 발명에 따른 자동차의 스티어링 컬럼을 첨부된 도면을 통해 더욱 상세히 설명한다.

본 발명은 자동차의 스티어링 컬럼에 관한 것으로, 도 2는 본 발명에 따른 자동차의 스티어링 컬럼을 도시한 사시도이다.

본 발명에 따른 자동차의 스티어링 컬럼은 마운팅브래킷(10); 마운팅브래킷의 내부에서 틸팅가능하도록 설치되는 컬럼하우징(20); 마운팅브래킷(10)과 컬럼하우징(20)을 관통하여 설치되는 틸트볼트(30); 컬럼하우징(20) 내부에 축방향으로 이동 가능하게 설치되는 이너튜브(40); 이너튜브(40)의 측면에 설치되어 컬럼하우징(20) 내부에서 축방향으로 이동되되, 소정 구간 이상 인입될 시 컬럼하우징(20) 내부면과 맞닿는 고정기어(50); 틸트볼트(30)에 고정 설치되어 고정기어(50)와 마주하는 가동기어(60); 틸트볼트(30)에 설치되어 가동기어(60)를 고정기어(50)에 선택적으로 치합시키는 가압부재(70); 및 고정기어(50)의 일단에 설치되어 고정기어(50)가 컬럼하우징(20) 내부면과 맞닿을 시 고정기어(50)가 받는 충격을 완화시키는 탄성부재(80)로 구성된다.

아래에서는 각 구성요소에 대하여 상세히 설명한다.

마운팅브래킷(10)은 차체에 고정 설치되어 본 발명에 따른 자동차의 스티어링 컬럼을 고정시키는 역할을 한다.

도 3은 컬럼하우징을 도시한 사시도, 도 4는 고정기어 삽입홀이 위치한 측면이 잘린 컬럼하우징을 도시한 사시도 및 도 5는 컬럼하우징의 고정기어 삽입홀이 위치한 측면이 잘린 상태의 본 발명에 따른 자동차의 스티어링 컬럼을 도시한 측면도이다.

컬럼하우징(20)은 후술할 이너튜브(40)의 외주면을 커버하고, 마운팅브래킷(10)에 틸팅되도록 설치되어 본 발명에 따른 자동차의 스티어링 컬럼이 틸팅 동작될 수 있도록 한다. 구체적으로 컬럼하우징(20)은, 이너튜브(40)가 삽입되도록 길이방향을 따라 관통형성된 이너튜브 삽입홀(22); 이너튜브 삽입홀(22)의 측면 길이방향을 따라 연통되고, 고정기어(50)가 삽입되어 이동되는 고정기어 삽입홀(23); 고정기어 삽입홀(23)을 외부와 연통시키도록 고정기어 삽입홀(23)의 측면에 형성되고, 가동기어(60)가 위치되는 가동기어 설치홀(24); 및 고정기어 삽입홀(23) 내에 설치되어 고정기어(50)의 추가적인 인입을 방지하는 리미터(26)를 포함하여 구성된다.

이너튜브 삽입홀(22)은 도 3에 도시된 바와 같이 컬럼하우징(20)의 내부에 형성되고, 컬럼하우징(20)의 길이방향을 따라 형성된다. 이너튜브 삽입홀(22)로는 후술할 이너튜브(40)가 설치되어 컬럼하우징(20)을 관통한다.

고정기어 삽입홀(23)은 컬럼하우징(20)의 내부에 형성되되, 도 3에 도시된 바와 같이 이너튜브 삽입홀(22)의 옆에 위치한다. 고정기어 삽입홀(23)에는 후술할 고정기어(50)가 설치된다.

가동기어 설치홀(24)은 도 3에 도시된 바와 같이 컬럼하우징(20)의 측면을 관통하는 형태로 형성되어 고정기어 삽입홀(23)과 연통된다. 가동기어 설치홀(24)은 후술할 가동기어(60)가 설치된다.

리미터(26)는 컬럼하우징(20) 내부에 형성되되, 고정기어 삽입홀(23)에 형성된다. 리미터(26)는 도 4에 도시된 바와 같이 컬럼하우징(20) 내부에 단차가 형성되는 구조에 의해 형성된다. 리미터(26)는 후술할 고정기어(50)의 이동 범위를 제한하는 역할을 한다.

틸트볼트(30)는 원기둥 형태로 형성되어 마운팅브래킷(10)과 컬럼하우징(20)의 고정홀(21)을 관통하여 설치된다.

이너튜브(40)는 원기둥 형태로 형성되어 내부에 조향축이 설치된다. 이너튜브(40)는 컬럼하우징(20)의 이너튜브 삽입홀(22)을 관통하여 설치되고, 이너튜브(40) 내부에서 축방향을 따라 이동이 가능하다.

도 6 및 7은 고정기어 및 탄성부재를 도시한 분해 사시도, 도 8은 탄성부재를 도시한 사시도 및 도 9는 탄성부재의 실시예를 도시한 사시도

고정기어(50)는 이너튜브(40)의 위치를 고정시키는 구성요소로서, 구체적으로, 전면에 다수 개의 기어(53)가 형성되고, 이너튜브(40)에 고정되는 기어부(52); 기어부(52)와 일체로 나란하게 형성되고, 내측으로 삽입홈(56)이 형성되며, 길이방향을 따라 가이드슬릿(57)이 형성되는 몸체부(55)로 이루어진다.

기어부(52)는 도 6에 도시된 바와 같이 긴 플레이트 형상으로 이루어지고, 전면에 다수 개의 기어(53)가 기어부(52)의 길이방향을 따라 형성된다. 기어부(52)는 이너튜브(40)의 측면에 위치되고, 리벳(51)에 의해 고정된다.

몸체부(55)는 긴 플레이트 형상으로 이루어지고, 기어부(52)와 일체로 형성된다. 몸체부(55)의 내측면{이너튜브(40)를 향하는 면}으로는 삽입홈(56)이 형성되고, 길이방향을 따라 가이드슬릿(57)이 형성된다. 이때 가이드슬릿(57)은 도 6에 도시된 바와 같이 제1 가이드슬릿(57a), 제2 가이드슬릿(57b) 및 제3 가이드슬릿(57c)으로 각각 구분되어 형성된다.

가동기어(60)는 내측면에 다수 개의 기어(미도시)가 형성되고, 틸트볼트(30)에 고정되며, 컬럼하우징(20)의 가동기어 설치홀(24)에 위치된다. 가동기어(60)는 가동기어 설치홀(24)을 통해 고정기어(50)와 치합됨으로써 이너튜브(40)의 위치를 고정시킨다. 즉, 가동기어(60)에 형성된 기어가 고정기어(50)의 기어(53)와 맞물림으로써 고정기어(50)의 위치가 고정되고, 이와 연결된 이너튜브(40) 역시 고정된다.

가압부재(70)는 틸트볼트(30)에 설치되어 가동기어(60)를 고정기어(50)에 선택적으로 치합시키는 구성요소이다.

탄성부재(80)는 이너튜브(40)의 텔레스코픽 동작 과정에서 고정기어(50)가 받는 충격을 완화시키는 구성요소로서, 도 5 및 6에 도시된 바와 같이 고정기어(50)의 일측에 설치된다. 구체적으로, 탄성부재(80)는 고정기어(50)의 일단에 위치되고, 내부에 탄성홀(83)이 형성되는 탄성부(82); 탄성부(82)의 일측에 형성되어 삽입홈(56)에 삽입되는 삽입부(84); 삽입부(84)에 돌출 형성되고, 가이드슬릿(57)에 삽입되어 탄성부재(80)의 이탈을 방지하는 이탈방지부(86)로 이루어진다.

탄성부(82)는 도 6에 도시된 바와 같이 높이가 고정기어(50)의 높이에 대응하도록 형성된다. 탄성부(82)는 도 8에 도시된 바와 같이 내부에 탄성홀(83)이 형성되어 외부로부터 충격이 가해졌을 시 탄성홀(83)의 공간으로 탄성부(82)가 압축됨으로써 상기 충격을 흡수한다.

또한, 도 9에 도시된 바와 같이 탄성홀(83)의 내부에는 완충돌부(83a)가 더 형성될 수 있다. 완충돌부(83a)는 탄성부(82)가 변형됨으로써 충격을 흡수하는 과정에서 상기 충격을 추가적으로 완화시키는 선택적인 구성이다. 완충돌부(83a)는 둥글게 돌출된 형태로 이루어져 탄성부(82)의 변형되는 부분을 지지하고, 하나가 형성되어도 무방하나, 충격량에 따라 다수 개가 형성될 수도 있다.

삽입부(84)는 플레이트 형상으로 이루어져 탄성부(82)의 후단에 일체로 형성되고, 도 6에 도시된 바와 같이 고정기어(50)의 삽입홈(56)에 삽입된다.

한편, 탄성부(82)와 삽입부(84)는 도 7에 도시된 바와 같이 이너튜브(40)와 맞닿는 면이 곡선 형상으로 이루어질 수 있다. 이너튜브(40)는 원형 파이프 형태로 이루어지기 때문에 측면이 곡면으로 이루어지고, 탄성부재(80)는 설치됐을 시 탄성부재(80)의 후면과 이너튜브(40)의 측면이 맞닿는다. 만약 탄성부(82)와 삽입부(84)의 후면이 평평하게 형성될 경우, 설치됐을 시 이너튜브(40)로 인해 형태가 변형되고, 이로 인해 탄성부재(80) 내부로 응력이 발생되어 효율적인 탄성변형이 어려운 문제가 발생된다.

이탈방지부(86)는 삽입부(84) 중 고정기어(50)와 맞닿는 면에 일체로 형성되고, 도 6에 도시된 바와 같이 고정기어(50)의 가이드슬릿(57)의 형상에 대응되도록 형성된다. 구체적으로 이탈방지부(86)는 제3 가이드슬릿(57c)에 삽입된다. 이에 따라 이너튜브(40)의 텔레스코픽 동작에 의해 이동되는 탄성부재(80)가 고정기어(50)로부터 이탈되지 않고 안정적으로 결합된 상태를 유지할 수 있다.

그리고 본 발명에 따른 탄성부재(80)는 그 재질이 고무, 실리콘과 같이 연질의 탄성 변형이 가능한 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

밴딩플레이트(90)는 도 5에 도시된 바와 같이 고정기어(50)를 감싸도록 형성된다. 밴딩플레이트(90)는 충격으로 인해 이너튜브(40)가 도 5를 기준으로 오른쪽 방향으로 힘이 가해질 경우, 탄성변형됨으로써 이너튜브(40)에 가해지는 충격을 흡수하는 역할을 한다. 참고적으로 밴딩플레이트(90)가 탄성변형될 시에는 리벳(51)이 파손됨으로써 이너튜브(40)와 고정기어(50)가 분리된 상태이며, 이와 관련하여 자세한 사항은 특허문헌 1에 기재되어 있다.

그리고 밴딩플레이트(90)의 내측면에는 가이드돌기(미도시)가 형성되어 고정기어(50)의 제1 가이드슬릿(57a)에 삽입된다. 이는 밴딩플레이트(90)가 탄성변형될 시 변형되는 형태를 가이드하기 위한 구성이다.

도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 자동차의 스티어링 컬럼의 텔레스코픽 동작을 도시하되, 컬럼하우징의 고정기어 삽입홀이 위치한 측면이 잘린 상태를 도시한 작동 상태도이다.

도 10에 도시된 바와 같이 이너튜브(40)가 위치된 상황에서 사용자가 텔레스코픽 동작을 수행할 경우, 이너튜브(40), 고정기어(50) 및 탄성부재(80)가 함께 이동된다. 그리고 사용자가 스티어링을 차체 방향으로 밀어넣을 시에는 고정기어(50)가 컬럼하우징(20)의 리미터(26)에 걸림으로써 이너튜브(40)의 위치가 제한된다. 본 발명은 도 11에 도시된 바와 같이 탄성부재(80)가 리미터(26)에 맞닿고, 이에 따라 고정기어(50)의 운동에너지에 의해 리미터(26)로부터 받는 충격을 흡수할 수 있다. 더욱이 본 발명의 탄성부재(80)는 내부에 탄성홀(83)이 있어 상기와 같은 충격을 더욱 효율적으로 흡수할 수 있다.

결국 본 발명은 텔레스코픽 동작에서 고정기어(50)가 받는 충격을 완화시켜 리벳(51)이 손상되는 것을 방지할 수 있고, 이로 인해 이너튜브(40)의 안정적인 고정 상태가 유지될 수 있다.

10: 마운팅브래킷 20: 컬럼하우징
21: 고정홀 22: 이너튜브 삽입홀
23: 고정기어 삽입홀 24: 가동기어 설치홀
26: 리미터 30: 틸트볼트
40: 이너튜브 50: 고정기어
51: 리벳 52: 기어부
53: 기어 55: 몸체부
56: 삽입홈 57: 가이드슬릿
57a: 제1 가이드슬릿 57b: 제2 가이드슬릿
57c: 제3 가이드슬릿 60: 가동기어
70: 가압부재 80: 탄성부재
82: 탄성부 83: 탄성홀
83a: 완충돌부 84: 삽입부
86: 이탈방지부 90: 밴딩플레이트

Claims (6)

1. 마운팅브래킷;
   상기 마운팅브래킷의 내부에서 틸팅 가능하도록 설치되는 컬럼하우징;
   상기 마운팅브래킷과 상기 컬럼하우징을 관통하여 설치되는 틸트볼트;
   상기 컬럼하우징 내부에 축방향으로 이동 가능하게 설치되는 이너튜브;
   상기 이너튜브의 측면에 설치되어 상기 컬럼하우징 내부에서 축방향으로 이동되되, 소정 구간 이상 인입될 시 상기 컬럼하우징 내부면과 맞닿는 고정기어;
   상기 틸트볼트에 고정 설치되어 상기 고정기어와 마주하는 가동기어;
   상기 틸트볼트에 설치되어 상기 가동기어를 상기 고정기어에 선택적으로 치합시키는 가압부재 및
   상기 고정기어의 일단에 설치되어 상기 고정기어가 상기 컬럼하우징 내부면과 맞닿을 시 상기 고정기어가 받는 충격을 완화시키는 탄성부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 컬럼.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 컬럼하우징은,
   상기 이너튜브가 삽입되도록 길이방향을 따라 관통형성된 이너튜브 삽입홀;
   상기 이너튜브 삽입홀의 측면 길이방향을 따라 연통되고, 상기 고정기어가 삽입되어 이동되는 고정기어 삽입홀;
   상기 고정기어 삽입홀을 외부와 연통시키도록 상기 고정기어 삽입홀의 측면에 형성되고, 상기 가동기어가 위치되는 가동기어 설치홀 및
   상기 고정기어 삽입홀 내에 설치되어 상기 고정기어의 추가적인 인입을 방지하는 리미터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 컬럼.
   
3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
   상기 탄성부재는 내부에 탄성홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 컬럼.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 탄성부재의 상기 탄성홀 내부에 완충돌부가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 컬럼.
   
5. 청구항 1 또는 2에 있어서,
   상기 고정기어는,
   전면에 다수 개의 기어가 형성되고, 상기 이너튜브에 고정되는 기어부 및
   상기 기어부와 일체로 나란하게 형성되고, 내측으로 삽입홈이 형성되며, 길이방향을 따라 가이드슬릿이 형성되는 몸체부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 컬럼.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 탄성부재는,
   상기 고정기어의 일단에 위치되고, 내부에 탄성홀이 형성되는 탄성부;
   상기 탄성부의 일측에 형성되어 상기 삽입홈에 삽입되는 삽입부 및
   상기 삽입부에 돌출 형성되고, 상기 가이드슬릿에 삽입되어 상기 탄성부재의 이탈을 방지하는 이탈방지부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 컬럼.

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