KR20180060320A - 차량용 클락스프링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중립 상태에서만 락(lock) 상태가 되어 중립 위치를 보장하고, 스티어링 휠 체결 시 락 해제되는 새로운 구조의 차량용 클락스프링을 제공하기 위한 것이다. 본 발명에 따른 차량용 클락스프링은, 차량에 고정 장착되는 스테이터와, 스테이터와 동축을 이루며 상대 회동 가능하게 배치되는 로터와, 로터를 중립 위치에 고정시키기 위한 오토락 기구를 포함한다. 오토락 기구는, 스테이터에 로터의 회전 방향을 따라 마련되는 나선 트랙과, 나선 트랙의 중간에 구비되는 고정부와, 적어도 일부분이 나선 트랙에 삽입되고, 로터의 회전 시 나선 트랙을 따라 이동 가능하여 고정부와 맞물릴 수 있도록 로터에 배치되는 락커와, 로터에 배치되고 락커에 탄성력을 제공하는 탄성부재와, 락커를 스테이터로부터 이격시키는 방향으로 가압할 수 있도록 로터에 설치되는 작동 레버를 구비한다.

Description

차량용 클락스프링{CLOCK SPRING FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 클락스프링에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 클락스프링의 중립 상태를 임의 고정부품의 탈거 없이 유지함으로써 플랫 케이블의 단선을 방지할 수 있는 차량용 클락스프링에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 스티어링 휠에는 전원을 공급하기 위한 와이어하니스와 연결된 에어백 모듈과 혼 스위치, 기타 전자장치들이 설치된다.

이와 같은 스티어링 휠은 항상 조향을 위하여 회전 조작되는 것이므로, 단순히 보통의 와이어하니스로 이들을 배선한다면, 시간이 경과함에 따라 와이어하니스가 꼬이고 단선되며 접점이 떨어져, 에어백이나 혼, 전자장치들이 정상적으로 작동할 수 없는 현상이 발생한다.

이러한 이유로 스티어링 휠이 회전되더라도 와이어하니스에 꼬임이나 이의 누적에 의한 단선 및 접속불량 등의 현상이 일어나지 않도록 스티어링 휠과 스티어링 칼럼 사이에 클락스프링이 장착된다.

클락스프링은 고정체(스테이터)와 이에 대해 회전 가능하도록 장착된 회전체(로터) 간을 플랫 케이블로 연결한 것으로서, 스티어링 휠의 회전 작동에도 불구하고 그 부위에 장착된 여러 주변장치들의 와이어하니스 접속 상태가 안정적으로 유지될 수 있도록 한다. 클락스프링은 스티어링 칼럼에 끼워진 상태로 스테이터 등의 고정체가 스티어링 칼럼 차체 측에 고정되고, 로터 등의 회전체가 스티어링 휠과 일체로 회전되므로, 어느 경우에라도 외부 전원을 스티어링 휠에 공급할 수 있는 안정성이 무엇보다 중요하다.

이러한 클락스프링은 통상 내부 부품을 보호하면서 플랫 케이블의 수납공간을 형성하는 케이스와, 스티어링 휠측과 일체 회전되도록 조립되는 로터와, 케이스와 일체로 조립되어 스티어링 칼럼 차체 측에 고정되는 하우징을 형성하는 스테이터와, 오토 캔슬(auto cancel)을 위한 캠 형상이 구비되고 로터에 일체 회전되도록 조립되는 슬리브와, 외부 전원을 연결하기 위한 케이블로서 터미널에 접속되어 회전 가능하도록 케이스 안쪽에 수용되는 플랫 케이블과, 플랫 케이블이 연결되는 로터측 터미널이 인서트되어 로터에 조립되는 터미널 몰드블록 등을 포함한다.

클락스프링의 교환, 스티어링 휠의 교환 등에 의해 클락스프링과 스티어링 휠을 분리한 뒤 재조립해야 할 경우, 스티어링 휠의 회전 조작 시 플랫 케이블이 지나치게 감기면서 접속부분이 끊어지거나 꼬이는 현상이 발생할 수 있다. 따라서 클락스프링은 플랫 케이블이 스티어링 횔의 회전량을 수용할 수 있는 적절한 양으로 감긴 상태로 조립이 이루어져야 한다.

이와 같이, 클락스프링은 조립 시 그 중립위치를 정확히 맞추어주는 것이 반드시 요구되는데, 작업자가 클락스프링을 정해진 횟수만큼 정확히 회전시켜 중립위치를 맞추어 주어야 한다. 예컨대, 경고 라벨에 게시된 우 또는 좌로 풀(full) 회전(전회 회전)한 뒤 좌로 3 회전시키는 등의 조작으로 중립 셋팅하는 것이 필요하다.

중립의 육안 확인 또는 비탈거식 중립 고정구조를 가지지 않는 클락스프링은 일반적으로 탈거식 부품인 스토퍼를 구비한다.

도 1은 스토퍼를 구비하는 종래의 클락스프링을 나타낸 평면도이다.

도 1에 나타낸 것과 같이 종래의 클락스프링은 스토퍼(13)로 중립 고정 및 로터(11) 및 케이스(12)에 마련되는 마크(14)(15)로 중립을 확인할 수 있다. 로터(11)를 좌우로 회전시켜 로터(11)의 마크(14)를 케이스(12)의 마크(15)에 일치시켜 로터(11)를 중립 위치에 놓은 상태에서 스토퍼(13)로 중립 상태를 유지시킬 수 있다.

그런데 이러한 종래의 클락스프링은 중립 셋팅을 위한 로터(11) 회전 시 작업자의 실수로 로터(11)가 설정된 회전수를 초과하거나 미달하여 불량이 발생할 우려가 있으며, 스토퍼(13) 이탈 후 클락스프링의 중립 보증이 어렵다.

또한 클락스프링의 중립 상태를 정확히 맞추는 작업은 정해진 횟수만큼 정확히 로터(11)를 회전시켜 표시된 마크(14)(15)를 일치시켜 주어야만 하지만, 정해진 횟수만큼 정확히 회전시키지 않은 상태에서도 마크(14)(15)가 서로 일치될 수 있어 조립 시 작업자의 큰 주의가 요구된다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 마크 대신 자동 중립이탈방지 구조가 적용된 클락스프링이 사용되고 있다. 이러한 클락스프링의 일예가 미국등록특허공보 US6,364,676 (2002. 04. 02)에 개시되어 있다.

도 2에 나타낸 것과 같이, 종래의 클락스프링은 슬라이드(29)와, 락킹 부재(30)와, 스프링(31)으로 구성되는 오토락 구조를 갖는다. 락킹 부재(30)가 스테이터의 홈과 일치할 경우 걸리면서 로터와 스테이터를 일체로 락(lock)시키게 된다. 이렇게 로터와 고정체가 함께 락 된 상태에서는 클락스프링이 회전하지 않으므로, 이 상태에서 스티어링 휠을 조립하여 중립 고정시킬 수 있다. 그리고 스티어링 휠 체결 시에는 락이 자동 해제 되어야 하므로, 락킹 부재(30)가 스티어링 휠에 조립에 의해 스테이터의 홈에서 이탈되면서 자동으로 락 해제가 된다.

이러한 구조의 클락스프링은 스테이터와 로터의 락(lock) 및 언락(unlock)이 오토락 구조에 의해 자동으로 이루어지고, 특히 스티어링 휠의 체결 시 중립 유지를 위한 부품의 탈거가 없으므로, 중립 위치 이탈로 인한 오조립의 문제를 줄일 수 있다. 또한 중립 위치에서 스티어링 휠 탈거 시 클락스프링이 자동 중립 위치 고정되는 이점이 있다.

그런데 이러한 클락스프링은 A/S 또는 작업자가 임의로 클락스프링을 이탈시켜 중립 상태를 새로 맞추기 위해 임의로 클락스프링을 회전시킬 때, 360도 회전 시 마다 클락스프링 자동으로 락 상태가 되어 작업자의 불편을 가져오는 문제가 있다. 또한 회전수가 초과 또는 미달될 경우, 클락스프링의 중립 위치 이탈로 인한 플랫 케이블의 단선 불량을 개선하기 어려운 문제가 있다.

미국등록특허공보 US6,364,676 (2002. 04. 02)

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 중립 상태에서만 락(lock) 상태가 되어 중립 위치를 보장하고, 스티어링 휠 체결 시 락 해제되는 새로운 구조의 차량용 클락스프링을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 차량용 클락스프링은, 차량에 고정 장착되는 스테이터; 상기 스테이터와 동축을 이루며 상대 회동 가능하게 배치되는 로터; 및 상기 로터를 중립 위치에 고정시키기 위한 오토락 기구;를 포함하고, 상기 오토락 기구는, 상기 스테이터에 상기 로터의 회전 방향을 따라 마련되는 나선 트랙과, 상기 나선 트랙의 중간에 구비되는 고정부와, 적어도 일부분이 상기 나선 트랙에 삽입되고, 상기 로터의 회전 시 상기 나선 트랙을 따라 이동 가능하여 상기 고정부와 맞물릴 수 있도록 상기 로터에 배치되는 락커와, 상기 로터에 배치되고, 상기 락커에 탄성력을 제공하는 탄성부재와, 상기 락커를 상기 스테이터로부터 이격시키는 방향으로 가압할 수 있도록 상기 로터에 설치되는 작동 레버를 구비한다.

상기 오토락 기구의 락커는, 상기 작동 레버에 의해 움직일 수 있도록 상기 로터에 슬라이드 이동 가능하게 결합되는 지지부재와, 한쪽 끝단이 상기 나선 트랙에 삽입되어 상기 나선 트랙을 따라 이동할 수 있도록 상기 지지부재에 상대 회동 가능하게 배치되는 걸림부재를 포함할 수 있다.

상기 오토락 기구의 걸림부재는, 상기 지지부재에 회전 가능하게 결합되는 회전부와, 상기 나선 트랙에 삽입되는 삽입부와, 상기 삽입부가 상기 회전부와 편심된 위치에서 상기 회전부와 평행하게 배치되도록 상기 회전부와 상기 삽입부를 연결하는 연결부를 포함할 수 있다.

상기 지지부재는, 상기 로터의 회전 중심축과 평행하게 형성되고 상기 걸림부재의 회전부가 상대 회전 가능하게 삽입되는 관통구를 구비할 수 있다.

상기 회전부의 외주에는 상기 지지부재의 관통구 하단 측으로 상기 관통구의 내경보다 큰 유효 반경을 갖는 회전부 로워 스토퍼가 구비될 수 있다.

상기 회전부의 외주에는 상기 지지부재의 관통구의 상단 측으로 상기 관통구의 내경보다 큰 유효 반경을 갖는 회전부 어퍼 스토퍼가 구비될 수 있다.

상기 오토락 기구의 작동 레버는, 상기 로터에 회전 가능하게 결합되는 회전 결합부와, 차량의 스티어링 칼럼의 결합을 위해 상기 로터에 마련되는 결합구멍 중으로 돌출되도록 상기 회전 결합부로부터 일측으로 연장되는 누름부와, 상기 락커의 지지부재와 접하여 상기 지지부재를 가압할 수 있도록 상기 회전 결합부로부터 상기 누름부의 반대 방향으로 연장되는 가압부를 포함할 수 있다.

상기 작동 레버의 가압부는 상기 지지부재의 외면에 접하는 곡면형의 가압면을 구비할 수 있다.

상기 오토락 기구의 락커는, 상기 작동 레버에 의해 움직일 수 있도록 상기 로터에 슬라이드 이동 가능하게 결합되는 지지부재와, 상기 나선 트랙의 반경 방향으로 이동할 수 있게 상기 지지부재에 연결되어 한쪽 끝단이 상기 나선 트랙에 삽입되는 걸림부재를 포함할 수 있다.

상기 지지부재는 상기 나선 트랙의 반경 방향으로 배치되는 가이드홈을 구비하고, 상기 걸림부재는 상기 가이드홈을 따라 슬라이딩될 수 있도록 상기 가이드홈에 삽입되는 슬라이딩부 및 상기 나선 트랙에 삽입되도록 상기 슬라이딩부에 연결되는 삽입부를 구비할 수 있다.

상기 걸림부재의 슬라이딩부는 상기 지지부재의 가이드홈에서 회전할 수 있도록 볼 형상으로 마련될 수 있다.

상기 고정부는 상기 락커의 끝단이 삽입될 수 있도록 상기 나선 트랙의 중간에 상기 나선 트랙보다 깊게 마련되는 고정홈인 것이 바람직하다.

상기 오토락 기구의 나선 트랙은 상기 락커가 상기 로터의 회전 중심축 둘레를 3회 이상 회전할 수 있는 개수의 원형 트랙을 갖는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 차량용 클락스프링은, 상기 스테이터의 일측에 마련되는 제 1 마커; 및 상기 제 1 마커에 대응하도록 상기 로터의 일측에 마련되어 상기 스테이터와 상기 로터의 상대 회전 상태를 확인 가능하도록 하는 제 2 마커;를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 클락스프링은 로터와 함께 회전하는 락커가 스테이터에 마련되는 나선 트랙을 따라 이동하다가 로터가 중립 위치에 도달하면 락커가 나선 트랙 중간의 고정홈에 삽입됨으로써, 로터를 스테이터에 락(lock)시킬 수 있다. 따라서 작업자가 로터의 상대 회전 위치를 육안으로 확인하지 않고도 로터를 쉽게 중립 위치에 고정할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 클락스프링은 단순히 마크로 스테이터에 대한 로터의 상대 회전 위치를 표시하는 종래의 클락스프링에 비해 로터를 안정적으로 중립 위치에 고정할 수 있어 오조립에 의한 불량 발생을 줄여줄 수 있고, 차량 부품의 조립성과 차량의 생산성을 높여줄 수 있다.

도 1은 스토퍼를 구비하는 종래의 클락스프링을 나타낸 평면도이다.
도 2는 종래의 다른 클락스프링을 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 종래 클락스프링의 일부 구성을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 클락스프링을 나타낸 분해 사시도이다.
도 5는 발명의 일실시예에 따른 차량용 클락스프링의 스테이터를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 클락스프링을 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 클락스프링의 오토락 기구의 일부 구성을 나타낸 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 클락스프링의 오토락 기구의 락커와 작동 레버를 나타낸 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 클락스프링의 오토락 기구의 중립 위치 고정 상태를 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 클락스프링의 오토락 기구의 중립 위치 고정 해제 상태를 나타낸 것이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 클락스프링의 오토락 기구의 작용을 설명하기 위한 것이다.
도 13은 본 발명에 따른 차량용 클락스프링의 오토락 기구의 변형예를 나타낸 것이다.

이하, 본 발명에 따른 차량용 클락스프링을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 클락스프링을 나타낸 분해 사시도이고, 도 5는 발명의 일실시예에 따른 차량용 클락스프링의 스테이터를 나타낸 것이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 클락스프링을 나타낸 사시도이다.

도 4 내지 도 6에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 클락스프링(100)은 차량에 고정 장착되는 스테이터(110)와, 스테이터(110)와 동축을 이루며 상대 회동 가능하게 배치되는 로터(120)와, 로터(120)와 함께 회전할 수 있도록 로터(120)와 결합되는 슬리브(125)와, 로터(120)를 중립 위치에 고정시키기 위한 오토락 기구(130)를 포함한다. 스테이터(110)는 스테이터 바디(111)와 케이스(112)를 포함한다. 스테이터(110)와, 슬리브(125)는 차량의 스티어링 칼럼이 끼움 결합될 수 있도록 중앙이 뚫린 형상을 갖는다. 로터(120) 역시 스티어링 칼럼의 결합을 위한 결합구멍(121)을 갖는다.

본 발명에 따른 클락스프링(100)은 차량의 스티어링 칼럼에 끼워진 상태로 스테이터(110) 등의 고정체가 차체 측에 고정되고, 로터(120) 등의 회전체가 스티어링 휠과 일체로 회전하도록 되어 있어 어느 경우에라도 외부 전원을 스티어링 휠에 공급할 수 있다. 스테이터(110) 내측의 공간에는 외부 전원을 연결하기 위한 케이블로서 터미널에 접속되는 플랫 케이블(미도시)이 배치된다.

이러한 클락스프링(100)은 오토락 기구(130)가 로터(120)를 스테이터(110)에 락(lock)시키거나 언락(unlock)시킬 수 있다. 여기에서, 락 상태는 로터(120)가 스테이터(110)에 고정되어 로터(120)의 회전이 억제되는 경우이고, 언락 상태는 로터(120)가 스테이터(110)에 대해 회전할 수 있는 경우이다. 클락스프링(100)은 오토락 기구(130)에 의해 스테이터(110)와 로터(120)가 자동으로 락(lock) 또는 언락(unlock) 될 수 있어, 스티어링 휠의 체결 시 로터(120)의 중립 위치 유지를 위한 부품의 탈거가 없다. 따라서 중립 상태를 벗어남으로 인한 오조립의 문제를 줄일 수 있고, 중립 상태에서 스티어링 휠 탈거 시 클락스프링(100)을 중립 상태로 고정할 수 있다. 여기에서, 중립 상태는 스테이터(110) 및 로터(120)에 각각 연결된 플랫 케이블이 어느 한 쪽 방향으로 치우쳐 감기지 않고, 플랫 케이블이 스티어링 횔의 양쪽 방향 회전량을 모두 수용할 수 있도록 균형 있게 감긴 상태이다.

오토락 기구(130)는 스테이터(110)의 스테이터 바디(111)에 마련되는 나선 트랙(131)과, 로터(120)에 가동형으로 설치되는 락커(136)와, 락커(136)에 탄성력을 제공하는 스프링(150)과, 스프링(150)과 반대 방향으로 락커(136)에 힘을 가하기 위한 작동 레버(152)를 포함한다.

나선 트랙(131)은 스테이터 바디(111)의 중간에 마련되는 구멍 둘레에 로터(120)의 회전 방향을 따라 마련된다. 로터(120)의 회전 시 로터(120)에 배치되는 락커(136)가 그 일부분이 나선 트랙(131)에 삽입된 상태로 나선 트랙(131)을 따라 움직일 수 있다. 나선 트랙(131)을 구성하는 원형 트랙(132)의 수는 다양하게 변경될 수 있다. 로터(120)의 회전수는 락커(136)가 나선 트랙(131)을 따라 움직일 수 있는 이동 거리로 제한될 수 있으므로, 나선 트랙(131)은 락커(136)가 로터(120)의 회전 중심축 둘레를 3회 이상 회전할 수 있는 개수의 원형 트랙(132)을 갖는 것이 좋다. 물론, 나선 트랙(131)의 원형 트랙(132) 수는 2개, 3개 또는 그 이상의 다양한 개수로 구비될 수 있다.

나선 트랙(131)의 중간에는 고정홈(134)이 마련된다. 고정홈(134)은 락커(136)가 맞물려 고정되는 고정부를 형성한다. 고정홈(134)의 위치는 로터(120)가 중립 위치에 있을 때 락커(136)가 삽입되는 위치이다. 즉, 로터(120)가 회전하여 중립 위치에 도달할 때 락커(136)가 나선 트랙(131)을 따라 이동하다가 고정홈(134)에 삽입되며, 이때 로터(120)는 스테이터(110)와 락(lock) 상태가 된다.

도 4, 도 6 내지 도 8을 참조하면, 오토락 기구(130)의 락커(136)는 적어도 일부분이 나선 트랙(131)에 삽입되도록 로터(120)에 배치된다. 락커(136)는 로터(120)의 회전 시 나선 트랙(131)을 따라 이동하게 되며, 로터(120)가 중립 위치에 도달할 때 나선 트랙(131) 중간의 고정홈(134)에 삽입된다.

락커(136)는 로터(120)에 마련되는 락커 수용부(122; 도 9 참조)에 일부분이 수용되도록 로터(120)에 설치된다. 락커(136)는 작동 레버(152)에 의해 움직일 수 있도록 로터(120)에 배치되는 지지부재(137)와, 한쪽 끝단이 나선 트랙(131)에 삽입되어 나선 트랙을 따라 이동할 수 있도록 지지부재(137)에 상대 회동 가능하게 배치되는 걸림부재(140)를 포함한다. 지지부재(137)는 스티어링 휠이 로터(120)에 결합되는 방향과 평행한 방향으로 이동할 수 있도록 로터(120)에 설치된다. 지지부재(137)의 중간에는 걸림부재(140)가 삽입되는 관통구(138)가 마련된다. 관통구(138)는 지지부재(137)가 로터(120)에 대해 상대 이동하는 방향과 평행한 방향으로 마련된다. 따라서 걸림부재(140)는 지지부재(137)의 이동 방향과 같은 방향으로 지지부재(137)에 대해 상대 이동할 수 있다.

걸림부재(140)는 지지부재(137)에 회전 가능하게 결합되는 회전부(141)와, 나선 트랙(131)에 삽입되는 삽입부(142)와, 회전부(141)와 삽입부(142)를 연결하는 연결부(143)를 포함한다. 회전부(141)는 지지부재(137)의 관통구(138)에 삽입되어 지지부재(137)에 대해 360도 회전할 수 있다. 회전부(141)는 그 일부가 로터(120)의 락커 수용부(122)에 수용될 수 있다. 삽입부(142)는 그 끝단이 나선 트랙(131)에 삽입될 수 있도록 지지부재(137)의 이동 방향과 평행한 방향으로 배치된다. 삽입부(142)는 그 끝단이 나선 트랙(131) 중간의 고정홈(134)에 삽입될 수 있도록 나선 트랙(131)의 깊이보다 긴 길이를 갖는다. 연결부(143)는 삽입부(142)가 회전부(141)와 편심된 위치에서 회전부(141)와 평행하게 배치되도록 회전부(141)와 삽입부(142)를 연결한다.

나선 트랙(131)을 구성하는 복수의 원형 트랙(132)은 로터(120)의 회전 중심축으로부터의 반경 방향 거리가 모두 다르고, 지지부재(137)는 로터(120)의 회전 중심축으로부터 반경 방향으로는 움직이지 않는다. 따라서 락커(136)가 나선 트랙(131)의 모든 원형 트랙(132)을 따라 이동할 수 있으려면, 락커(136)는 지지부재(137)에 대해 360도 회전할 수 있어야 하며, 나선 트랙(131)에 삽입되는 삽입부(142)는 지지부재(137)에 회전 가능하게 결합되는 회전부(141)로부터 편심된 위치에 배치되어야 하는 것이다. 삽입부(142)의 회전부(141)로부터의 편심 거리는 나선 트랙(131)의 형상 등에 따라 다양하게 설정될 수 있으며, 이에 따라 연결부(143)의 길이나 구조도 다양하게 변경될 수 있다.

락커(136)는 지지부재(137)에 대해서 상대 회전할 수 있어야 함과 동시에, 지지부재(137)와 함께 상하 방향 즉, 로터(120)에 스티어링 휠이 결합되는 방향으로 직선 이동할 수 있어야 한다. 이를 위해 회전부(141)의 외주에는 회전부 로워 스토퍼(145)와 회전부 어퍼 스토퍼(146)가 상하 방향으로 이격되도록 마련된다. 회전부 로워 스토퍼(145)는 회전부(141)의 외주에 지지부재(137)의 관통구(138) 하단 측으로 관통구(138)의 내경보다 큰 유효 반경을 갖도록 구비된다. 그리고 회전부 어퍼 스토퍼(146)는 회전부(141)의 외주에 관통구(138) 상단 측으로 관통구(138)의 내경보다 큰 유효 반경을 갖도록 마련된다. 이들 회전부 로워 스토퍼(145)와 회전부 어퍼 스토퍼(146)는 회전부(141)가 지지부재(137)에서 이탈하지 않고 지지부재(137)와 함께 상하 방향으로 이동할 수 있도록 한다.

회전부(141)가 스프링(150)에 의해 하측, 즉 스테이터(110) 쪽으로 힘을 받을 때, 회전부 로워 스토퍼(145)가 지지부재(137)의 하면에 걸림으로써 락커(136)는 지지부재(137)에 의해 밀려 스테이터(110) 쪽으로 움직일 수 있다. 그리고 회전부(141)가 작동 레버(152)에 의해 상측, 즉 스테이터(110)에서 멀어지는 방향으로 힘을 받을 때, 회전부 어퍼 스토퍼(146)가 지지부재(137)의 상면에 걸림으로써 락커(136)는 지지부재(137)에 의해 밀려 스테이터(110)에서 멀어지는 방향으로 움직일 수 있다.

회전부 로워 스토퍼(145)나 회전부 어퍼 스토퍼(146)의 유효 반경이 관통구(138)의 내경보다 크므로, 회전부 로워 스토퍼(145)와 회전부 어퍼 스토퍼(146) 중 적어도 어느 하나를 쐐기형 형상으로 하여 관통구(138)에 회전부 로워 스토퍼(145)나 회전부 어퍼 스토퍼(146)를 억지끼움 결합하는 방식으로 걸림부재(140)를 지지부재(137)에 결합할 수 있다.

지지부재(137)와 걸림부재(140)의 조립을 위해 회전부 로워 스토퍼(145)와 회전부 어퍼 스토퍼(146) 중 적어도 어느 하나를 조립식 구조로 할 수 있다. 이 경우, 걸림부재(140)의 회전부(141)를 관통구(138)에 삽입한 후 회전부 로워 스토퍼(145)나 회전부 어퍼 스토퍼(146)를 회전부(141)에 결합하여 회전부(141)가 관통구(138)에서 벗어나는 것을 막을 수 있다.

이 밖에, 걸림부재(140)를 지지부재(137)에 대해 상대 회전 가능하면서 지지부재(137)로부터 이탈하지 않도록 하는 다양한 결합 구조가 채택될 수 있다.

스프링(150)은 로터(120)에 배치되어 락커(136)에 탄성력을 제공한다. 스프링(150)은 로터(120)의 락커 수용부(122)에 수용되어 락커(136)의 지지부재(137) 상면에 접한다. 이러한 스프링(150)은 락커(136)에 대해 스테이터(110) 쪽으로 탄성력을 가한다. 따라서 락커(136)의 삽입부(142)가 나선 트랙(131)에 삽입된 상태로 이동하다가 고정홈(134)에 도달하면 삽입부(142)는 스프링(150)의 탄성력에 의해 고정홈(134) 속에 삽입된다. 이때, 락커(136)는 스프링(150)에 의해 탄력적으로 지지되므로, 안정적으로 삽입부(142)가 고정홈(134)에 삽입된 상태를 유지할 수 있다.

도 4, 도 6 및 도 7을 참조하면, 작동 레버(152)는 락커(136)를 스테이터(110)로부터 이격시키는 방향으로 가압할 수 있도록 로터(120)에 설치된다. 작동 레버(152)는 로터(120)에 회전 가능하게 결합되는 회전 결합부(153)와, 로터(120)의 결합구멍(121) 중으로 돌출되도록 회전 결합부(153)로부터 일측으로 연장되는 누름부(154)와, 회전 결합부(153)로부터 누름부(154)의 반대 방향으로 연장되는 가압부(155)를 포함한다.

회전 결합부(153)는 락커(136)의 상하 이동 방향과 수직으로 배치되어 로터(120)에 회전 가능하게 결합된다. 작동 레버(152)는 회전 결합부(153)를 회전 중심축으로 하여 로터(120)에 대해 회전할 수 있다. 도면에는 회전 결합부(153)가 축 구조로 로터(120)에 회전 가능하게 결합되는 것으로 나타냈으나, 회전 결합부는 로터(120)에 구비되는 회전축이 삽입되는 홈 형태 등 다양한 다른 구조로 마련될 수 있다.

누름부(154)의 끝단에는 로터(120)의 결합구멍(121)에 삽입되는 스티어링 휠이 접하는 돌출부(156)가 구비된다. 돌출부(156)는 스티어링 휠에 의해 안정적으로 가압될 수 있도록 스티어링 휠과 접하는 외면이 곡면형으로 이루어진다. 가압부(155)는 락커(136)의 지지부재(137) 하면에 접하여 지지부재(137)를 스테이터(110)로부터 멀어지는 방향으로 가압한다. 가압부(155)는 지지부재(137)의 하면에 접하는 곡면형의 가압면(157)을 갖는다. 지지부재(137)와 접하는 가압면(157)을 곡면으로 하면 작동 레버(152)가 로터(120)에 대해 회전하여 지지부재(137)를 가압할 때 지지부재(137)와 작동 레버(152) 사이의 마찰을 줄일 수 있다.

이하에서는 도 9 내지 도 12를 참조하여 오토락 기구(130)의 작용에 대하여 설명한다.

도 9 내지 도 12는 도 6의 Ⅰ-Ⅰ선을 따라 취한 클락스프링(100)의 단면 중 "A"로 표시한 부분에서 구성 요소의 변화를 나타낸 것이다.

먼저, 도 9는 로터(120)가 중립 위치에 있을 때이다. 이때, 락커(136)의 걸림부재(140)가 나선 트랙(131) 중간의 고정홈(134)에 삽입된다. 락커(136)는 스프링(150)의 탄성력을 받아 그 걸림부재(140)가 고정홈(134) 삽입된 상태를 안정적으로 유지할 수 있다. 이와 같이, 락커(136)가 고정홈(134)에 삽입되어 있으면 로터(120)는 스테이터(110)에 대해 회전할 수 없어 클락스프링(100)은 중립 상태를 유지할 수 있다.

이와 같이 중립 위치에 있는 로터(120)에 스티어링 휠이 결합될 때, 도 10에 나타낸 것과 같이 오토락 기구(130)의 작동 레버(152)가 로터(120)의 결합구멍(121)에 결합되는 스티어링 휠에 의해 눌리게 된다. 이때, 작동 레버(152)가 회동하면서 락커(136)를 스테이터(110)로부터 멀어지는 방향으로 가압하게 된다. 작동 레버(152)에 의해 가압되는 락커(136)는 스프링(150)을 압축시키면서 스테이터(110)로부터 멀어져 그 걸림부재(140)가 고정홈(134)에서 벗어난다. 락커(136)가 고정홈(134)에서 벗어나면 로터(120)을 스테이터(110)에 대해 자유롭게 회전할 수 있게 된다.

한편, 클락스프링(100)의 교환이나, 스티어링 휠의 교환 등 클락스프링(100)을 재설치하는 경우, 작업자는 클락스프링(100)의 로터(120)가 중립 위치에 있는지 육안으로 직접 확인하기 어렵다. 스티어링 휠의 분리 등에 의해 작동 레버(152)에서 외력이 제거되면, 스프링(150)의 탄성력에 의해 락커(136)는 스테이터(110) 쪽으로 가압되어 그 걸림부재(140)가 나선 트랙(131)에 삽입된다. 도 11이나 도 12에 나타낸 것과 같이, 로터(120)가 중립 위치에 있지 않을 때 걸림부재(140)는 고정홈(134)에서 벗어난 위치에 있게 된다. 락커(136)가 고정홈(134)에서 벗어나 있을 때, 로터(120)는 스테이터(110)에 대해 회전할 수 있으므로, 작업자는 로터(120)가 스테이터(110)에 락(lock) 될 때까지 로터(120)를 회전시켜 로터(120)를 중립 위치에 맞출 수 있다.

예컨대, 도 11은 중립 위치에서 벗어난 로터(120)를 시계 방향으로 회전시켜 중립 위치로 움직이는 경우를 나타낸 것이다. 도 11의 (a)에 나타낸 것과 같이 로터(120)가 중립 위치에서 반시계 방향으로 2회전 벗어나 있을 때, 작업자가 로터(120)를 시계 방향으로 1회전 돌리면 도 11의 (b)에 나타낸 것과 같이 로터(120)가 중립 위치에서 반시계 방향으로 1회전 벗어난 위치에 있게 된다. 이때, 락커(136)는 여전히 나선 트랙(131)을 따라 슬라이딩될 수 있으며, 작업자가 로터(120)를 시계 방향으로 1회전시키면 도 9에 나타낸 것과 같이 로터(120)가 중립 위치에 도달하게 된다. 그리고 로터(120)가 중립 위치에 도달하면 락커(136)가 고정홈(134)에 삽입되어 로터(120)는 더 이상 회전할 수 없다. 따라서 작업자는 로터(120)의 회전 위치를 육안으로 확인하지 않고도 로터(120)의 중립 위치를 쉽게 찾을 수 있다.

한편, 도 12는 중립 위치에서 벗어난 로터(120)를 반시계 방향으로 회전시켜 중립 위치로 움직이는 경우를 나타낸 것이다. 도 12의 (a)에 나타낸 것과 같이 로터(120)가 중립 위치에서 시계 방향으로 2회전 벗어나 있을 때, 작업자가 로터(120)를 반시계 방향으로 1회전 돌리면 도 12의 (b)에 나타낸 것과 같이 로터(120)가 중립 위치에서 시계 방향으로 1회전 벗어난 위치에 있게 된다. 이 상태에서 작업자가 로터(120)를 반시계 방향으로 1회전시키면 도 9에 나타낸 것과 같이 로터(120)가 중립 위치에 도달하여 락커(136)가 고정홈(134)에 삽입된다.

본 발명의 일실시예에 따른 클락스프링(100)은 도 4 및 도 6에 나타낸 것과 같이, 스테이터(110)의 외면에 마련되는 제 1 마크(160)와, 제 1 마크(160)에 대응하도록 로터(120)의 외면에 마련되는 제 2 마크(161)를 더 포함할 수 있다. 이들 마크(160)(161)는 스테이터(110)와 로터(120)의 상대 회전 상태를 작업자가 확인할 수 있게 한다. 즉, 로터(120)가 중립 위치에 도달하여 락커(136)가 고정홈(134)에 삽입될 때 제 1 마크(160)와 제 2 마크(161)가 일치하게 된다. 작업자는 로터(120)가 더 이상 회전하지 않고 제 1 마크(160)와 제 2 마크(161)가 서로 일치할 때 로터(120)가 중립 위치에 있음을 확인할 수 있다.

한편, 제 1 마크(160)와 제 2 마크(161)가 서로 일치하지 않은 상태에서 로터(120)가 더 이상 회전하지 않는다면 오토락 기구(130)가 오작동하거나 오토락 기구(130)의 구성 요소에 문제가 있다고 볼 수 있다. 따라서 작업자는 로터(120)의 회전 상태와 제 1 마크(160)와 제 2 마크(161)의 일치 여부를 통해 오토락 기구(130)의 오작동이나 구성 요소의 고장 여부를 파악할 수 있다.

상술한 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 클락스프링(100)은 로터(120)와 함께 회전하는 락커(136)가 스테이터(110)에 마련되는 나선 트랙(131)을 따라 이동하다가 로터(120)가 중립 위치에 도달하면 락커(136)가 나선 트랙(131) 중간의 고정홈(134)에 삽입됨으로써, 로터(120)를 스테이터(110)에 락(lock)시킨다. 따라서 작업자가 로터(120)의 상대 회전 위치를 육안으로 확인하지 않고도 로터(120)를 쉽게 중립 위치에 고정할 수 있다.

또한 본 발명의 일실시예에 따른 클락스프링(100)은 단순히 마크로 스테이터에 대한 로터의 상대 회전 위치를 표시하는 종래의 클락스프링에 비해 로터(120)를 안정적으로 중립 위치에 고정할 수 있어 오조립에 의한 불량 발생을 줄여줄 수 있고, 차량 부품의 조립성과 차량의 생산성을 높여줄 수 있다.

한편, 도 13은 본 발명에 따른 차량용 클락스프링의 오토락 기구의 변형예를 나타낸 것이다.

도 13에 나타낸 오토락 기구(170)는 스테이터(110;도 5 참조)에 마련되는 나선 트랙(131)과, 로터(120;도 4 참조)에 가동형으로 설치되는 락커(171)와, 락커(171)에 탄성력을 제공하는 스프링(150)과, 스프링(150)과 반대 방향으로 락커(171)에 힘을 가하기 위한 작동 레버(152)를 포함한다. 나선 트랙(131)은 앞서 설명한 것과 같은 것으로, 나선 트랙(131)의 중간에 고정홈(134)이 마련된다.

락커(171)는 로터(120)와 함께 회전할 수 있도록 로터(120)에 설치된다. 락커(171)는 작동 레버(152)에 의해 움직일 수 있도록 로터(120)에 배치되는 지지부재(172)와, 한쪽 끝단이 나선 트랙(131)에 삽입되어 나선 트랙을 따라 이동할 수 있도록 지지부재(172)에 가동형으로 결합되는 걸림부재(174)를 포함한다. 지지부재(172)는 스티어링 휠이 로터(120)에 삽입되는 방향과 평행한 방향으로 이동할 수 있도록 로터(120)에 설치된다. 지지부재(172)에는 나선 트랙(131)의 반경 방향으로 배치되는 가이드홈(173)이 마련된다. 락커(171)는 이 가이드홈(173)을 따라 지지부재(172)에 대해 상대 이동할 수 있다.

걸림부재(174)는 나선 트랙(131)의 반경 방향으로 이동할 수 있도록 지지부재(137)에 결합된다. 걸림부재(174)는 지지부재(172)의 가이드홈(173)을 따라 슬라이딩될 수 있도록 가이드홈(173)에 삽입되는 슬라이딩부(175)와, 나선 트랙(131)에 삽입되도록 슬라이딩부(175)에 연결되는 삽입부(176)를 갖는다. 삽입부(176)는 그 끝단이 나선 트랙(131) 중간의 고정홈(134)에 삽입될 수 있도록 나선 트랙(131)의 깊이보다 긴 길이를 갖는다. 슬라이딩부(175)는 지지부재(172)의 가이드홈(173)에서 회전할 수 있도록 볼 형상으로 마련된다.

나선 트랙(131)을 구성하는 복수의 원형 트랙(132)은 로터(120)의 회전 중심축으로부터의 반경 방향 거리가 모두 다르고, 지지부재(172)는 로터(120)의 회전 중심축으로부터 반경 방향으로는 움직이지 않는다. 락커(171)는 그 끝단이 나선 트랙(131)에 삽입되어 나선 트랙(131)을 따라 슬라이딩될 때 가이드홈(173)을 따라 지지부재(172)에 대해 나선 트랙(131)의 반경 방향으로 상대 이동함으로써 나선 트랙(131)의 모든 원형 트랙(132)을 따라 이동할 수 있다.

이 밖에, 스프링(150)과 작동 레버(152)는 앞서 설명한 것과 같으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이러한 오토락 기구(170)는 로터(120)가 중립 위치에 도달하면 락커(171)의 삽입부(176)가 나선 트랙(131) 중간의 고정홈(134)에 삽입됨으로써 로터(120)를 스테이터(110)에 락(lock)시킨다. 그리고 로터(120)에 스티어링 휠이 결합될 때, 작동 레버(152)가 스티어링 휠에 의해 눌리면서 작동 레버(152)가 락커(171)를 스테이터(110)로부터 멀어지는 방향으로 가압하게 되고, 이때 락커(171)가 고정홈(134)에서 벗어나 로터(120)를 회전 가능한 상태가 되게 한다.

이상 본 발명에 대해 바람직한 예를 들어 설명하였으나 본 발명의 범위가 앞에서 설명되고 도시되는 형태로 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 도면에는 나선 트랙(131)을 따라 이동하는 락커(136)가 삽입될 수 있도록 나선 트랙(131)의 깊이보다 깊은 깊이로 형성된 고정홈(134)이 로터(120)의 회전을 억제시키는 고정부를 구성하는 것으로 나타냈으나, 고정부의 구체적인 구조가 이러한 홈 형태로 제한되는 것은 아니다. 즉, 고정부는 로터(120)가 중립 위치에 도달할 때 락커(136)와 맞물릴 수 있는 다양한 다른 형태로 스테이터(110)에 마련될 수 있다.

또한 도면에는 오토락 기구(130)(170)의 락커(136)(171)를 그 끝단이 나선 트랙(131) 중간의 고정홈(134)에 삽입된 상태로 유지되도록 하는 구성 요소로 코일 스프링(150)이 이용된 것으로 나타냈으나, 코일 스프링 이외의 다양한 탄성부재가 락커에 탄성력을 가하는 구성 요소로서 이용될 수 있다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

100 : 클락스프링 110 : 스테이터
115 : 케이스 120 : 로터
125 : 슬리브 130, 170 : 오토락 기구
131 : 나선 트랙 132 : 원형 트랙
134 : 고정홈 136, 171 : 락커
137, 172 : 지지부재 140, 174 : 걸림부재
141 : 회전부 142, 176 : 삽입부
143 : 연결부 145 : 회전부 로워 스토퍼
146 : 회전부 어퍼 스토퍼 150 : 스프링
152 : 작동 레버 153 : 회전 결합부
154 : 누름부 155 : 가압부
160, 161 : 제 1, 2 마크 173 : 가이드홈
175 : 슬라이딩부

Claims (14)

1. 차량에 고정 장착되는 스테이터;
   상기 스테이터와 동축을 이루며 상대 회동 가능하게 배치되는 로터; 및
   상기 로터를 중립 위치에 고정시키기 위한 오토락 기구;를 포함하고,
   상기 오토락 기구는,
   상기 스테이터에 상기 로터의 회전 방향을 따라 마련되는 나선 트랙과,
   상기 나선 트랙의 중간에 구비되는 고정부와,
   적어도 일부분이 상기 나선 트랙에 삽입되고, 상기 로터의 회전 시 상기 나선 트랙을 따라 이동 가능하여 상기 고정부와 맞물릴 수 있도록 상기 로터에 배치되는 락커와,
   상기 로터에 배치되고, 상기 락커에 탄성력을 제공하는 탄성부재와,
   상기 락커를 상기 스테이터로부터 이격시키는 방향으로 가압할 수 있도록 상기 로터에 설치되는 작동 레버를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 클락스프링.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 오토락 기구의 락커는,
   상기 작동 레버에 의해 움직일 수 있도록 상기 로터에 슬라이드 이동 가능하게 결합되는 지지부재와,
   한쪽 끝단이 상기 나선 트랙에 삽입되어 상기 나선 트랙을 따라 이동할 수 있도록 상기 지지부재에 상대 회동 가능하게 배치되는 걸림부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 클락스프링.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 오토락 기구의 걸림부재는 ,
   상기 지지부재에 회전 가능하게 결합되는 회전부와,
   상기 나선 트랙에 삽입되는 삽입부와,
   상기 삽입부가 상기 회전부와 편심된 위치에서 상기 회전부와 평행하게 배치되도록 상기 회전부와 상기 삽입부를 연결하는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 클락스프링.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 지지부재는, 상기 로터의 회전 중심축과 평행하게 형성되고 상기 걸림부재의 회전부가 상대 회전 가능하게 삽입되는 관통구를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 클락스프링.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 회전부의 외주에는 상기 지지부재의 관통구 하단 측으로 상기 관통구의 내경보다 큰 유효 반경을 갖는 회전부 로워 스토퍼가 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 클락스프링.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 회전부의 외주에는 상기 지지부재의 관통구의 상단 측으로 상기 관통구의 내경보다 큰 유효 반경을 갖는 회전부 어퍼 스토퍼가 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 클락스프링.
   
7. 제 2 항에 있어서,
   상기 오토락 기구의 작동 레버는,
   상기 로터에 회전 가능하게 결합되는 회전 결합부와,
   차량의 스티어링 칼럼의 결합을 위해 상기 로터에 마련되는 결합구멍 중으로 돌출되도록 상기 회전 결합부로부터 일측으로 연장되는 누름부와,
   상기 락커의 지지부재와 접하여 상기 지지부재를 가압할 수 있도록 상기 회전 결합부로부터 상기 누름부의 반대 방향으로 연장되는 가압부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 클락스프링.
   
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 작동 레버의 가압부는 상기 지지부재의 외면에 접하는 곡면형의 가압면을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 클락스프링.
   
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 오토락 기구의 락커는,
   상기 작동 레버에 의해 움직일 수 있도록 상기 로터에 슬라이드 이동 가능하게 결합되는 지지부재와,
   상기 나선 트랙의 반경 방향으로 이동할 수 있게 상기 지지부재에 연결되어 한쪽 끝단이 상기 나선 트랙에 삽입되는 걸림부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 클락스프링.
   
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 지지부재는 상기 나선 트랙의 반경 방향으로 배치되는 가이드홈을 구비하고,
    상기 걸림부재는 상기 가이드홈을 따라 슬라이딩될 수 있도록 상기 가이드홈에 삽입되는 슬라이딩부 및 상기 나선 트랙에 삽입되도록 상기 슬라이딩부에 연결되는 삽입부를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 클락스프링.
    
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 걸림부재의 슬라이딩부는 상기 지지부재의 가이드홈에서 회전할 수 있도록 볼 형상으로 마련되는 것을 특징으로 하는 차량용 클락스프링.
    
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정부는 상기 락커의 끝단이 삽입될 수 있도록 상기 나선 트랙의 중간에 상기 나선 트랙보다 깊게 마련되는 고정홈인 것을 특징으로 하는 차량용 클락스프링.
    
13. 제 1 항에 있어서,
    상기 오토락 기구의 나선 트랙은 상기 락커가 상기 로터의 회전 중심축 둘레를 3회 이상 회전할 수 있는 개수의 원형 트랙을 갖는 것을 특징으로 하는 차량용 클락스프링.
    
14. 제 1 항에 있어서,
    상기 스테이터의 일측에 마련되는 제 1 마커; 및
    상기 제 1 마커에 대응하도록 상기 로터의 일측에 마련되어 상기 스테이터와 상기 로터의 상대 회전 상태를 확인 가능하도록 하는 제 2 마커;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 클락스프링.

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