KR20180109355A - 차량 조향장치의 틸트 레버 장치 - Google Patents

차량 조향장치의 틸트 레버 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량 조향장치의 틸트 레버 장치에 관한 것으로, 상세하게는 틸트 레버의 잠금 및 해제 작동 시 절도감 있는 레버 작동감을 구현할 수 있는 구조를 구성함으로써 사용자가 감각적으로 인지가능한 수준의 레버 작동감을 제공할 수 있는 차량 조향장치의 틸트 레버 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

Description

차량 조향장치의 틸트 레버 장치 {Tilt lever apparatus of vehicle steering device}
본 발명은 차량 조향장치의 틸트 레버 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 틸트 레버의 잠금 및 해제 작동 시 절도감 있는 레버 작동감을 제공하기 위한 차량 조향장치의 틸트 레버 장치에 관한 것이다.
차량의 조향장치는 차륜을 회동시켜 차량의 진행방향으로 변경시켜주는 장치로서, 조향휠을 회전시킴에 따라 조향휠과 결합되어 있는 스티어링 샤프트가 회전되고, 상기 스티어링 샤프트가 소정의 링크수단과 스티어링 기어를 통해 차륜을 회동시키게 되어 있다.
상기 스티어링 샤프트는 그 양단에 각각 스티어링 휠(조향휠)과 스티어링 기어과 연결되므로 차체에 견고하게 지지되어야만 원활한 스티어링 작동이 수행되며, 이를 위해 스티어링 컬럼이 스티어링 샤프트를 감싸서 차체에 지지해주게 된다.
상기 스티어링 컬럼은 컬럼 브라켓에 의해 차체측에 결합되며, 운전자의 체형에 맞게 스티어링 휠의 높낮이를 조절 가능하게 하기 위해 스티어링 컬럼의 기울기를 조절하는 틸트 장치를 가지며 이의 작동을 위하여 틸트 레버를 구비하고 있다.
종래의 틸트 장치는 스티어링 컬럼의 일부를 감싸는 컬럼 브라켓 내에 상하로 이동가능하게 설치된 지지부재가 구성되고, 이 지지부재가 스티어링 컬럼을 받쳐서 지지하며, 컬럼 브라켓의 외측에 볼트 등의 체결수단으로 결합된 틸트 레버의 잠금 해제 상태에서 상기 지지부재를 이동시킨 뒤 상기 틸트 레버를 잠금 상태로 전환함으로써 스티어링 컬럼의 기울기 즉, 틸팅 각도를 조절할 수 있게 된다.
이러한 틸트 장치는 스티어링 컬럼의 틸팅 각도를 조절할 때에는 틸트 레버를 잠금 해제 상태로 작동하여 지지부재를 고정하는 컬럼 브라켓의 가압력을 해제하고, 스티어링 컬럼의 틸팅 각도를 조절하지 않을 때에는 틸트 레버를 잠금 상태로 작동하여 지지부재를 컬럼 브라켓으로 가압하여 컬럼 브라켓과 지지부재 간에 마찰력에 의해 지지부재를 고정하게 된다.
그런데, 종래의 틸트 장치는 단순 구조의 저가형 구조를 적용함에 따라 비용 절감이 가능한 이점이 있기는 하나, 틸트 레버의 잠금 및 해제 작동 시 절도감 있는 작동이 불가하여 사용자가 틸트 레버의 잠금 및 해제에 따른 작동감을 느끼기 어려운 단점이 있으며, 이에 사용자가 스티어링 컬럼의 틸팅 각도를 변경한 후에 틸트 레버를 잠금 위치에 정확하게 위치시키지 못하는 문제를 초래할 수 있다.
이러한 저가형 틸트 장치의 문제점을 개선하기 위해, 캠을 이용하여 틸트 레버의 절도감 있는 작동감을 제공하는 틸트 장치가 사용되고 있으나, 캠을 이용한 틸트 장치의 경우 비용 상승에 의해 고급형으로 분류되어 전차종에 적용하기 어려운 단점이 존재한다.
한국공개특허 제2002-0047950호
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 틸트 레버의 잠금 및 해제 작동 시 절도감 있는 레버 작동감을 구현할 수 있는 구조를 구성함으로써 사용자가 감각적으로 인지가능한 수준의 레버 작동감을 제공할 수 있는 차량 조향장치의 틸트 레버 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이에 본 발명에서는, 스티어링 컬럼의 일측을 감싼 형태로 차체측에 고정되는 컬럼 브라켓의 외측에 형성된 레버 잠금용 걸림턱과 레버 잠금유지용 걸림턱, 및 상기 컬럼 브라켓의 외측에 잠금 및 해제 방향으로 회전가능하게 결합된 틸트 레버를 포함하고, 상기 틸트 레버는 잠금 방향으로 회전 시 상기 레버 잠금용 걸림턱에 걸리는 걸림돌기와 상기 레버 잠금유지용 걸림턱을 가압하게 되는 슬라이딩면부를 가지는 것을 특징으로 하는 차량 조향장치의 틸트 레버 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 레버 잠금유지용 걸림턱은 틸트 레버의 해제 작동 시 틸트 레버의 해제 방향으로 이동하는 슬라이딩면부와 선접촉 상태를 유지하는 경사면부를 가지며, 상기 슬라이딩면부는 일정 기울기를 갖는 경사면으로서 형성되고, 상기 레버 잠금유지용 걸림턱의 경사면부는 슬라이딩면부보다 낮은 기울기를 갖는다.
본 발명에 따른 차량 조향장치의 틸트 레버 장치에 의하면, 틸트 레버의 잠금 및 해제 작동 시 레버 작동감이 개선되어 틸트 레버의 잠금 및 해제 동작이 절도감 있게 구현되고 그에 따른 틸트 레버의 감성품질을 확보 가능한 이점이 있으며, 틸트 레버의 걸림 구조를 통해 레버 작동감을 개선함으로써 종래 캠을 이용한 고급형 구조의 레버 작동감에 상응하는 수준의 레버 작동감을 만족하는 동시에 종래 캠을 이용한 고급형 구조 대비 원가 절감이 가능하여 전차종에 적용 가능한 이점이 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 조향장치의 틸트 레버 장치를 보여주는 도면
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 조향장치의 틸트 레버 장치를 보여주는 도면
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량 조향장치의 틸트 레버 장치를 보여주는 도면
도 5는 도 4의 A-A에서 절개하여 본 도면
도 6은 도 5의 B 부분을 확대하여 본 도면
도 7은 도 4에 도시된 틸트 레버의 잠금 해제 상태를 보여준 도면
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예에 대해 상세하게 설명하도록 한다.
도 1에 도시된 스티어링 컬럼(10)은 차체측에 고정된 컬럼 브라켓(20)과 이 컬럼 브라켓(20)의 내측에 상하로 이동가능하게 설치되는 지지부재(30)에 의해 둘러싸인 형태로 구성되며, 상기 지지부재(30)는 스티어링 컬럼(10)의 하측 외주면을 받쳐서 지지해주게 된다.
틸트 레버(40)는 상기 컬럼 브라켓(20)의 외측에 잠금 및 해제 방향으로 회전가능하게 결합되어 장착되며, 상기 틸트 레버(40)가 잠금 해제 상태로 작동함에 의해 지지부재(30)가 상하로 이동가능하게 될 때 상기 스티어링 컬럼(10)의 틸팅 각도 조절이 가능하게 되고, 이후 틸트 레버(40)가 잠금 상태로 작동함에 의해 상기 지지부재(30) 및 스티어링 컬럼(10)이 이동된 위치 및 상태로 고정되어진다.
도 1 및 도 2에 나타낸 실시예를 보면, 상기 틸트 레버(40)를 잠금 작동 상태로 고정시키기 위해, 틸트 레버(40)의 일측에는 걸림돌기(42)가 돌출 형성되고, 지지부재(30)의 일측에는 상기 걸림돌기(42)의 단부가 걸림가능한 홀 또는 홈 형태의 잠금홀(34)을 갖는 걸림 브라켓(32)이 돌출 형성된다.
상기 걸림 브라켓(32)은 지지부재(30)의 일측에서 컬럼 브라켓(20)의 외측에 결합되어 있는 틸트 레버(40)측으로 연장되게 형성되고, 상기 걸림돌기(42)는 틸트 레버(40)의 잠금 및 해제 작동 시 회전방향을 고려하여 틸트 레버(40)의 잠금 작동 시 상기 걸림 브라켓(32)의 잠금홀(34)에 걸릴 수 있도록 형성된다.
따라서, 틸트 레버(40)의 잠금 작동 시 걸림돌기(42)가 잠금홀(34)에 걸림으로써 틸트 레버(40)가 더 회전하지 않고 잠금 상태를 유지하게 되고, 상기 걸림돌기(42)가 잠금홀(34)에 빠져나오면서 틸트 레버(40)의 잠금 상태가 해제되고 지지부재(30)가 컬럼 브라켓(20)의 내측에서 상하로 이동가능하게 된다.
상기 걸림돌기(42)는 잠금홀(34)에 삽입되는 끝단부가 구형으로 이루어지며, 걸림돌기(42)의 구형 끝단부의 곡률에 따라 걸림돌기(42)가 잠금홀(34)에 걸릴 때 느껴지는 걸림감이 달라지게 되므로 상기 구형 끝단부의 곡률을 변경하여 걸림감을 조정함으로써 틸트 레버(40)의 작동감을 조정 가능하다.
한편, 도 3에 도시된 다른 실시예를 보면, 컬럼 브라켓(50)의 양측 측면부 중 한쪽 측면부(즉, 틸트 레버(60)가 회전가능하게 결합되는 컬럼 브라켓(50)의 한쪽 측면부)의 외측 표면에는 걸림턱(52)이 형성되어 있고, 틸트 레버(60)의 일측에는 틸트 레버(60)가 잠금 방향으로 회동 시 상기 걸림턱(52)에 걸리게 되는 걸림돌기(62)가 형성되어 있다.
따라서, 틸트 레버(60)의 잠금 작동 시 걸림돌기(62)가 걸림턱(52)에 걸림으로써 틸트 레버(60)가 더 회전하지 않고 잠금 상태를 유지하게 되고, 틸트 레버(60)가 잠금 해제 방향으로 회동시 상기 걸림돌기(62)가 걸림턱(52)으로부터 분리되게 된다.
도 3에 도시된 걸림돌기(62) 역시 걸림턱(52)에 걸리는 끝단부가 구형으로 이루어지며, 이 걸림돌기(62)의 구형 끝단부의 곡률에 따라 걸림돌기(62)가 걸림턱(52)에 걸릴 때 느껴지는 걸림감이 달라지게 되므로 상기 구형 끝단부의 곡률을 변경하여 걸림감을 조정함으로써 틸트 레버(60)의 작동감을 조정 가능하다.
그리고, 도 4 내지 7에 도시된 또 다른 실시예를 보면, 스티어링 컬럼(100)의 일측을 감싼 형태로 차체측에 고정되는 컬럼 브라켓(110)과 이 컬럼 브라켓(110)의 외측에 잠금 및 해제 방향으로 회전가능하게 결합되어 장착된 틸트 레버(120) 사이에, 틸트 레버(120)의 잠금 및 해제 시의 작동감(즉, 레버 작동감)을 개선하기 위한 걸림 구조가 구성되어 있다.
상기 걸림 구조로서, 컬럼 브라켓(110)의 외측에는 레버 잠금용 걸림턱(116)과 레버 잠금유지용 걸림턱(118)이 형성되어 있고, 틸트 레버(120)의 내측에는 잠금 방향으로 회전 시 상기 레버 잠금용 걸림턱(116)에 걸리는 걸림돌기(122)와 상기 레버 잠금유지용 걸림턱(118)을 선접촉식으로 가압하게 되는 슬라이딩면부(124)가 형성되어 있다.
구체적으로, 상기 컬럼 브라켓(110)은 차체측에 결합되어 고정되는 마운팅 브라켓(112)과 이 마운팅 브라켓(112)의 저면 양측에 결합되어 지지부재(130)의 좌우 양측에 위치하게 되는 한 쌍의 고정 브라켓(114)으로 이루어지며, 상기 한 쌍의 고정 브라켓(114) 중 틸트 레버(120)가 결합되는 한쪽의 고정 브라켓에 상기 틸트 레버(120)의 잠금 작동 시 걸림을 위한 구조가 구비된다.
다시 말해, 틸트 레버(120)의 잠금 작동 시 컬럼 브라켓(110)을 지지부재(130) 측으로 가압하는 한 쌍의 고정 브라켓(114) 중 한쪽의 고정 브라켓에 상기 레버 잠금용 걸림턱(116)과 레버 잠금유지용 걸림턱(118)이 구비된다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 컬럼 브라켓(110)의 외측 즉, 한쪽 고정 브라켓(114)의 외측 표면은 레버 잠금용 걸림턱(116)과 레버 잠금유지용 걸림턱(118)을 포함하는 3단 구조로 이루어진다. 최고 높이를 가지는 레버 잠금용 걸림턱(116)은 틸트 레버(120)의 잠금 작동 시 걸림돌기(122)가 걸림에 의해 틸트 레버(120)가 잠금 방향으로 더 회전하는 것을 방지하고, 중간 높이를 가지는 레버 잠금유지용 걸림턱(118)은 틸트 레버(120)의 작금 작동 시 슬라이딩면부(124)의 선접촉에 의해 작용하는 가압력에 의해 사용자에게 레버 작동감을 제공하게 된다.
또한, 상기 레버 잠금유지용 걸림턱(118)은 틸트 레버(120)의 잠금 해제 작동 시에도 슬라이딩면부(124)의 선접촉에 의해 작용하는 가압력에 의해 사용자에게 레버 작동감을 제공하게 된다.
틸트 레버(120)의 잠금 및 해제 작동 시 상기 선접촉에 의한 가압력 발생을 위해, 상기 레버 잠금유지용 걸림턱(118)은 틸트 레버(120)의 잠금 및 해제 작동 시 틸트 레버(120)의 회전 방향으로 이동하는 슬라이딩면부(124)와 선접촉의 밀착 상태를 유지하는 경사면부(118a)를 가진다.
상기 슬라이딩면부(124)는 일정 기울기를 갖는 경사면으로서 형성되고, 상기 경사면부(118a)는 슬라이딩면부(124)보다 낮은 기울기 및 낮은 상하 높이(h)를 갖도록 형성된다.
좀더 설명하면, 도 5 및 도 6에 보듯이, 틸트 레버(120)의 잠금 완료 상태에서 경사면부(118a)와 슬라이딩면부(124) 사이에는 0°보다 큰 각도의 사이각(θ)이 존재하고, 슬라이딩면부(124)의 하측 끝단이 경사면부(118a)에 선접촉 상태가 된다. 그리고, 레버 잠금유지용 걸림턱(118)과 고정 브라켓(114)의 외측 표면(최저 높이를 가지는 부분) 사이의 단차에 해당하는 경사면부(118a)의 상하 높이(h)는 슬라이딩면부(124)의 상하 높이(H)보다 낮게(작게) 형성된다.
여기서, 틸트 레버(120)의 잠금 작동 및 잠금 해제 작동 시 레버 작동감이 발생하는 원리를 좀더 설명하도록 한다.
먼저, 도 4 내지 6을 참조하면, 틸트 레버(120)의 잠금 상태일 때, 틸트 레버(120)의 걸림돌기(122)는 컬럼 브라켓(110)의 레버 잠금용 걸림턱(116)에 걸려 틸트 레버(120)의 잠금 방향 회전을 차단한 상태이고, 틸트 레버(120)의 슬라이딩면부(124)는 슬라이딩면부(124)의 하측 끝단이 컬럼 브라켓(110)의 경사면부(118a)에 선접촉 형태로 밀착한 상태이다.
상기 슬라이딩면부(124)는 일정치 이상의 회전력이 틸트 레버(120)에 작용하는 경우에만 레버 잠금유지용 걸림턱(118)의 경사면부(118a)를 타고 슬라이드 이동가능하게 되며, 그 이전에는 슬라이딩면부(124)가 레버 잠금유지용 걸림턱(118)에 걸려 형성되는 잠금 지지력에 의해 틸트 레버(120)의 잠금 상태가 유지된다.
이러한 틸트 레버(120)의 잠금 해제 작동시(즉, 틸트 레버를 잠금 해제 방향으로 회동 시), 도 7에 보듯이, 걸림돌기(122)는 레버 잠금용 걸림턱(116)으로부터 분리되는 방향으로 회전 이동하게 되고, 슬라이딩면부(124)는 경사면부(118a)와 선접촉 상태를 유지하면서 경사면부(118a)를 따라 회전 이동하게 된다. 이때 틸트 레버(120)의 탄성 변형(혹은 벤딩 변형)이 일어나면서 슬라이딩면부(124)가 경사면부(118a)를 가압하게 되고, 이렇게 발생하는 탄성 변형력 및 가압력이 사용자에게 전달되어 레버 작동감(해제 작동감)을 느끼게 한다.
그리고, 상기 틸트 레버(120)의 잠금 작동시(즉, 틸트 레버를 잠금 방향으로 회동 시), 틸트 레버(120)는 걸림돌기(122)가 레버 잠금용 걸림턱(116)에 걸릴 때까지 회전 이동하게 되고, 이때 슬라이딩면부(124)의 하측 끝단이 레버 잠금유지용 걸림턱(118)의 경사면부(118a)를 가압하면서 경사면부(118a)를 타고 회전 이동하게 된다. 상기 슬라이딩면부(124)가 선접촉 상태로 경사면부(118a)를 가압하면서 회전 이동할 때 틸트 레버(120)의 탄성 변형이 일어나게 되고, 이렇게 발생하는 탄성 변형력 및 가압력이 사용자에게 전달되어 레버 작동감(잠금 작동감)을 느끼게 한다.
여기서, 상기와 같이 구성된 컬럼 브라켓(110)과 틸트 레버(120) 간의 걸림 구조에 의해 얻을 수 있는 효과를 설명하면 다음과 같다.
1. 틸트 레버(120)의 잠금 및 해제 작동 시 틸트 레버(120)의 탄성 변형이 일어나는 주요 구간(도 5의 a 참조)의 길이 및 경사면부(118a)의 상하 높이(도 6의 h 참조)에 따라 레버 작동감의 크기(작동력 및 유지력/걸림력)가 결정되고, 경사면부(118a) 및 슬라이딩면부(124)의 기울기(경사 각도)에 따라 레버 작동감의 부드러운 정도(걸림감)가 결정되므로, 구조적으로 튜닝이 매우 용이하여 원하는 레버 작동감을 쉽게 설정할 수 있다.
2. 사용자가 절도감 있는 레버 작동감을 느낄 수 있도록 틸트 레버(120)의 작동감이 개선됨에 의해 틸트 레버의 잠금 및 해제 작동 시 잠금 완료 여부 및 해제 완료 여부를 사용자가 명확하게 느낄 수 있고, 그에 따라 틸트 레버의 잠금 완료 위치 및 해제 완료 위치에 대한 별도의 가이드 없이도 잠금 완료 위치 및 해제 완료 위치에 대한 사용자 유도가 용이한 이점이 있다.
3. 컬럼 브라켓(110)과 틸트 레버(120) 간 걸림 구조의 설계 변경 및 재질 적용을 통해 다양한 레버 작동감을 구현할 수 있으며, 간단한 걸림 구조에 의한 틸트 레버의 작동감 개선이 가능하여 기존 고급형 틸트 장치의 틸트 레버 대비 동등 수준의 레버 작동감을 만족하는 동시에 원가 절감이 가능한 이점이 있다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
10 : 스티어링 컬럼 20 : 컬럼 브라켓
30 : 지지부재 32 : 걸림 브라켓
34 : 잠금홀 40 : 틸트 레버
42 : 걸림돌기
50 : 컬럼 브라켓 52 : 걸림턱
60 : 틸트 레버 62 : 걸림돌기
100 : 스티어링 컬럼 110 : 컬럼 브라켓
112 : 마운팅 브라켓 114 : 고정 브라켓
116 : 레버 잠금용 걸림턱 118 : 레버 잠금유지용 걸림턱
118a : 경사면부 120 : 틸트 레버
122 : 걸림돌기 124 : 슬라이딩면부
130 : 지지부재

Claims (3)

  1. 스티어링 컬럼의 일측을 감싼 형태로 차체측에 고정되는 컬럼 브라켓의 외측에 형성된 레버 잠금용 걸림턱과 레버 잠금유지용 걸림턱, 및 상기 컬럼 브라켓의 외측에 잠금 및 해제 방향으로 회전가능하게 결합된 틸트 레버를 포함하고, 상기 틸트 레버는 잠금 방향으로 회전 시 상기 레버 잠금용 걸림턱에 걸리는 걸림돌기와 상기 레버 잠금유지용 걸림턱을 가압하게 되는 슬라이딩면부를 가지는 것을 특징으로 하는 차량 조향장치의 틸트 레버 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 레버 잠금유지용 걸림턱은 틸트 레버의 해제 작동 시 틸트 레버의 해제 방향으로 이동하는 슬라이딩면부와 선접촉 상태를 유지하는 경사면부를 가지는 것을 특징으로 하는 차량 조향장치의 틸트 레버 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 슬라이딩면부는 일정 기울기를 갖는 경사면으로서 형성되고, 상기 레버 잠금유지용 걸림턱의 경사면부는 슬라이딩면부보다 낮은 기울기를 갖는 것을 특징으로 하는 차량 조향장치의 틸트 레버 장치.
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