KR20210112808A - 자동차의 조향컬럼 - Google Patents

자동차의 조향컬럼 Download PDF

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KR20210112808A
KR20210112808A KR1020200028306A KR20200028306A KR20210112808A KR 20210112808 A KR20210112808 A KR 20210112808A KR 1020200028306 A KR1020200028306 A KR 1020200028306A KR 20200028306 A KR20200028306 A KR 20200028306A KR 20210112808 A KR20210112808 A KR 20210112808A
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KR1020200028306A
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이권호
박성헌
구상철
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주식회사 만도
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Abstract

본 실시예들에 의하면, 높은 충격하중에 대하여도 부품의 변형이 방지되며 원활한 컬랩스 동작이 이루어질 수 있고, 벤딩플레이트의 조립 및 교체가 용이하여 차종별 요구사양을 간편하게 만족시킬 수 있으며, 부품 및 공정 수가 감소되어 원가를 절감할 수 있으며, 텔레스 스트로크 및 텔레스 스피드가 증가되고 텔레스 동작 시 노이즈가 저감되며, 조립성 및 양산성이 개선될 수 있다.

Description

자동차의 조향컬럼{STEERING COLUMN FOR VEHICLE}
본 실시예들은 자동차의 조향컬럼에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 높은 충격하중에 대하여도 부품의 변형이 방지되며 원활한 컬랩스 동작이 이루어질 수 있고, 벤딩플레이트의 조립 및 교체가 용이하여 차종별 요구사양을 간편하게 만족시킬 수 있으며, 부품 및 공정 수가 감소되어 원가를 절감할 수 있으며, 텔레스 스트로크 및 텔레스 스피드가 증가되고 텔레스 동작 시 노이즈가 저감되며, 조립성 및 양산성이 개선되는 자동차의 조향컬럼에 관한 것이다.
일반적으로 조향컬럼은 운전자의 조향휠 조작에 의해 발생한 회전력을 랙-피니언 기구부로 전달하는 조향축을 둘러싸도록 형성되어 조향축의 회전을 지지하는 한편 브라켓을 통해 차체에 결합됨으로써 조향축의 위치를 고정하는 장치이다.
이와 같은 조향컬럼은 자동차의 충돌 사고 등의 경우에 운전자의 상체가 조향휠에 부딪혀서 큰 부상을 당하는 것을 방지하기 위해 조향컬럼과 조향축이 모두 축 방향으로 수축되는 컬랩스(Collapse) 기능이 추가된 충격 흡수식 조향컬럼이 적용되고 있다. 즉, 자동차의 운행 중 충돌 사고가 발생하면 운전자의 상체는 관성에 의해 조향휠에 부딪히게 되고, 운전자의 상체가 조향휠에 부딪히면 조향휠의 하부에 구비되어 있는 조향컬럼과 조향축이 수축함으로써 운전자가 받는 충격을 저감시켜 주는 것이다.
그런데, 종래의 조향컬럼은 충격하중이 가해지는 하중부여점과 충격하중을 지지하는 하중지지점이 동축으로 배치되지 않아 조향컬럼에 충격하중에 의한 토크가 발생하게 되고, 그로 인해 충격하중을 지지하는 부품에 벤딩이 발생하여 컬랩스 동작이 불가능한 문제가 있었다.
또한, 컬랩스 스트로크, 벤딩플레이트의 지지하중 등 차종별 요구사양을 만족시키기 위해 샘플 시험이 필요한데 종래의 조향컬럼은 벤딩플레이트가 조향컬럼의 내측에 조립되어 있어 조립에 필요한 부품 및 공정 수가 많고 교체가 번거로운 문제가 있었으며, 특히 부품에 벤딩이 발생한 경우 또는 벤딩플레이트의 일단이 용접된 경우에는 조향컬럼을 전부 새로 제작하여야 하는 불편함이 있었다.
한편, 최근에 들어, 운전자가 핸들과 가속페달, 브레이크 등을 조작하지 않아도 스스로 목적지까지 찾아갈 수 있는 자동차의 개발이 이루어지고 있는데, 자율주행 중 운전석에 앉은 운전자의 편의를 위해 보다 넓은 공간을 확보하려는 요구가 있다.
이를 위해 조향축의 텔레스 인 스트로크를 증가시키는 방안이 시도되고 있는데, 종래의 스크류를 이용하여 텔레스 동작을 수행하는 조향컬럼에 있어서 스크류의 길이 또는 리드를 증가시켜 텔레스 스트로크를 증가시키는 방안은 차량 내 공간 및 나사의 자립조건 등을 고려할 때 실현하기 어려운 문제가 있었다.
또한, 텔레스 스트로크를 증가시킴에 따라 텔레스 스피드가 증가될 것이 요구되는데, 모터의 출력을 증가시켜 텔레스 스피드를 증가시키는 방안은 노이즈 및 모터의 중량, 크기 등의 측면에서 불리한 문제가 있었다.
본 실시예들은 전술한 배경에서 안출된 것으로서, 높은 충격하중에 대하여도 부품의 변형이 방지되며 원활한 컬랩스 동작이 이루어질 수 있고, 벤딩플레이트의 조립 및 교체가 용이하여 차종별 요구사양을 간편하게 만족시킬 수 있으며, 부품 및 공정 수가 감소되어 원가를 절감할 수 있으며, 텔레스 스트로크 및 텔레스 스피드가 증가되고 텔레스 동작 시 노이즈가 저감되며, 조립성 및 양산성이 개선되는 자동차의 조향컬럼에 관한 것이다.
본 실시예들에 의하면, 볼트스크류에 결합되는 너트스크류, 너트스크류와 결합되며, 너트스크류의 폭방향으로 대향되는 한 쌍의 제 1 돌출부를 포함하는 브라켓, 내주면에는 조향축이 결합되고, 외주면 일측에는 브라켓이 결합되는 어퍼튜브, 너트스크류의 후방면에 결합되는 결합부 및 결합부의 폭방향 양측에 구비되는 한 쌍의 벤딩부를 포함하고, 벤딩부는 결합부에서 전방으로 절곡되는 제 1 플레이트 및 제 1 플레이트의 전단에서 후방으로 절곡되는 제 2 플레이트를 포함하여, 제 1 플레이트와 제 2 플레이트 사이에 제 1 돌출부가 구비되는 벤딩플레이트를 포함하는 자동차의 조향컬럼이 제공될 수 있다.
본 실시예들에 의하면, 나사방향이 서로 반대로 형성되는 제 1 볼트부와 제 2 볼트부를 포함하는 볼트스크류, 볼트스크류를 회전시키는 텔레스구동부, 제 1 볼트부에 결합되는 제 1 너트스크류, 제 1 너트스크류와 결합되며, 제 1 너트스크류의 폭방향으로 대향되는 한 쌍의 돌출부를 포함하는 브라켓, 내주면에는 조향축이 결합되고 외주면 일측에는 브라켓이 결합되는 어퍼튜브, 제 1 너트스크류의 후방면에 결합되는 결합부 및 결합부의 폭방향 양측에 구비되는 한 쌍의 벤딩부를 포함하고, 벤딩부는 결합부에서 전방으로 절곡되는 제 1 플레이트 및 제 1 플레이트의 전단에서 후방으로 절곡되는 제 2 플레이트를 포함하여, 제 1 플레이트와 제 2 플레이트 사이에 돌출부가 구비되는 벤딩플레이트, 내주면에 어퍼튜브가 결합되는 로워튜브, 로워튜브가 결합되고, 제 2 볼트부와 맞물리는 너트블록이 전단부에 결합되는 마운팅브라켓을 포함하는 자동차의 조향컬럼이 제공될 수 있다.
본 실시예들에 의하면, 높은 충격하중에 대하여도 부품의 변형이 방지되며 원활한 컬랩스 동작이 이루어질 수 있고, 벤딩플레이트의 조립 및 교체가 용이하여 차종별 요구사양을 간편하게 만족시킬 수 있으며, 부품 및 공정 수가 감소되어 원가를 절감할 수 있으며, 텔레스 스트로크 및 텔레스 스피드가 증가되고 텔레스 동작 시 노이즈가 저감되며, 조립성 및 양산성이 개선될 수 있다.
도 1은 본 실시예들에 의한 자동차의 조향컬럼의 분해사시도이다.
도 2 내지 도 3은 도 1의 결합상태에 대한 사시도이다.
도 4 내지 도 5는 본 실시예들에 의한 자동차의 조향컬럼의 작동상태를 보여주는 평면도 및 측면도이다.
도 6은 본 실시예들에 의한 자동차의 조향컬럼의 분해사시도이다.
도 7은 도 6의 결합상태에 대한 사시도이다.
도 8 내지 도 9는 도 7의 단면도이다.
도 10은 본 실시예들에 의한 자동차의 조향컬럼의 일부에 대한 측면도이다.
도 11은 본 실시예들에 의한 자동차의 조향컬럼의 작동상태를 보여주는 측면도이다.
도 12는 본 실시예들에 의한 자동차의 조향컬럼의 일부에 대한 측면도이다.
도 13은 본 실시예들에 의한 자동차의 조향컬럼의 작동상태를 보여주는 측면도이다.
도 14는 본 실시예들에 의한 자동차의 조향컬럼의 일부에 대한 분해사시도이다.
도 15는 본 실시예들에 의한 자동차의 조향컬럼의 단면도이다.
도 16 내지 도 17은 본 실시예들에 의한 자동차의 조향컬럼의 일부에 대한 단면도이다.
이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 실시예들을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 기술 사상의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다. 본 명세서 상에서 언급된 "포함한다", "갖는다", "이루어진다" 등이 사용되는 경우 "~만"이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별한 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함할 수 있다.
또한, 본 개시의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다.
구성 요소들의 위치 관계에 대한 설명에 있어서, 둘 이상의 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속" 등이 된다고 기재된 경우, 둘 이상의 구성 요소가 직접적으로 "연결", "결합" 또는 "접속" 될 수 있지만, 둘 이상의 구성 요소와 다른 구성 요소가 더 "개재"되어 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 여기서, 다른 구성 요소는 서로 "연결", "결합" 또는 "접속" 되는 둘 이상의 구성 요소 중 하나 이상에 포함될 수도 있다.
구성 요소들이나, 동작 방법이나 제작 방법 등과 관련한 시간적 흐름 관계에 대한 설명에 있어서, 예를 들어, "~후에", "~에 이어서", "~다음에", "~전에" 등으로 시간적 선후 관계 또는 흐름적 선후 관계가 설명되는 경우, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
한편, 구성 요소에 대한 수치 또는 그 대응 정보(예: 레벨 등)가 언급된 경우, 별도의 명시적 기재가 없더라도, 수치 또는 그 대응 정보는 각종 요인(예: 공정상의 요인, 내부 또는 외부 충격, 노이즈 등)에 의해 발생할 수 있는 오차 범위를 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
도 1은 본 실시예들에 의한 자동차의 조향컬럼의 분해사시도, 도 2 내지 도 3은 도 1의 결합상태에 대한 사시도, 도 4 내지 도 5는 본 실시예들에 의한 자동차의 조향컬럼의 작동상태를 보여주는 평면도 및 측면도, 도 6은 본 실시예들에 의한 자동차의 조향컬럼의 분해사시도, 도 7은 도 6의 결합상태에 대한 사시도, 도 8 내지 도 9는 도 7의 단면도, 도 10은 본 실시예들에 의한 자동차의 조향컬럼의 일부에 대한 측면도, 도 11은 본 실시예들에 의한 자동차의 조향컬럼의 작동상태를 보여주는 측면도, 도 12는 본 실시예들에 의한 자동차의 조향컬럼의 일부에 대한 측면도, 도 13은 본 실시예들에 의한 자동차의 조향컬럼의 작동상태를 보여주는 측면도, 도 14는 본 실시예들에 의한 자동차의 조향컬럼의 일부에 대한 분해사시도, 도 15는 본 실시예들에 의한 자동차의 조향컬럼의 단면도, 도 16 내지 도 17은 본 실시예들에 의한 자동차의 조향컬럼의 일부에 대한 단면도이다.
먼저, 도 1 내지 도 5를 참고하여 살펴본다.
본 실시예들에 의한 자동차의 조향컬럼(100)은, 볼트스크류(110)에 결합되는 너트스크류(120), 너트스크류(120)와 결합되며, 너트스크류(120)의 폭방향으로 대향되는 한 쌍의 제 1 돌출부(131)를 포함하는 브라켓(130), 내주면에는 조향축(101)이 결합되고, 외주면 일측에는 브라켓(130)이 결합되는 어퍼튜브(102), 너트스크류(120)의 전방면에 결합되는 결합부(151) 및 결합부(151)의 폭방향 양측에 구비되는 한 쌍의 벤딩부(153)를 포함하고, 벤딩부(153)는 결합부(151)에서 후방으로 절곡되는 제 1 플레이트(154) 및 제 1 플레이트(154)의 후단에서 전방으로 절곡되는 제 2 플레이트(155)를 포함하여, 제 1 플레이트(154)와 제 2 플레이트(155) 사이에 제 1 돌출부(131)가 구비되는 벤딩플레이트(150)를 포함한다.
본 실시예들에 대한 상세한 설명에 있어서, 전방은 조향축(101)을 기준으로 피니언축(미도시)를 항햐는 방향이고 후방은 조향축(101)을 기준으로 조향휠(미도시)를 향하는 방향으로 설명하기로 한다.
본 실시예들에 의한 자동차의 조향컬럼(100)은 스크류를 이용하여 조향축(101)의 텔레스 동작이 수행되는 조향컬럼에 관한 것으로서, 즉, 볼트스크류(110)의 회전에 의해 어퍼튜브(102)가 슬라이딩되며 조향축(101)의 텔레스 동작이 수행된다.
도 1 내지 도 5에는 볼트스크류(110)를 회전시키는 구동부가 도시되어 있지 않으나, 구동부는 예를 들어 모터 및 감속기를 포함하는 것일 수 있으며, 구동부는 볼트스크류를 회전시킬 수 있는 것이면 족하고 본 실시예들을 제한하지 않는다.
볼트스크류(110)에는 너트스크류(120)가 결합되는데, 너트스크류(120)는 볼트스크류(110)의 후단부에 결합되고 볼트스크류(110)의 전단부는 예를 들어 마운팅브라켓에 의해 차체에 대해 고정되어 있다.
너트스크류(120)는 브라켓(130)에 의해 어퍼튜브(102)에 결합되는데, 따라서 볼트스크류(110)의 회전에 의해 너트스크류(120)가 축방향으로 슬라이딩되며 어퍼튜브(102)에 결합된 조향축(101)의 텔레스 동작이 수행되는 것이다.
너트스크류(120)와 결합되는 브라켓(130)은 한 쌍의 제 1 돌출부(131)를 포함하며, 제 1 돌출부(131)는 너트스크류(120)의 폭방향으로 대향되게 구비된다.
브라켓(130)은 어퍼튜브(102)의 외주면에 지지되는 베이스부(134)를 포함하며, 베이스부(134)는 대략 사각판 형태로 형성될 수 있다.
즉, 베이스부(134)의 경방향 내측면이 어퍼튜브(102)의 외주면에 지지되고, 제 1 돌출부(131)는 베이스부(134)의 경방향 외측면에서 돌출형성될 수 있다.
브라켓(130)은 예를 들어 베이스부(134) 및 어퍼튜브(102)를 경방향으로 관통하는 리벳(142)에 의해 결합될 수 있다.
컬랩스 동작 시 제 1 돌출부(131)가 벤딩플레이트(150)에 축방향으로 지지되며 벤딩부(153)를 소성변형시켜 충격이 흡수되게 되는데, 자세한 내용은 후술한다.
너트스크류(120)와 브라켓(130)의 결합형태는, 텔레스 동작 시에는 서로 고정되어 일체로 슬라이딩되고, 컬랩스 동작 시에는 결합이 해제되어 너트스크류(120)는 볼트스크류(110)에 결합된 상태로 고정되고 브라켓(130)은 어퍼튜브(102)와 함께 슬라이딩될 수 있으면 족하며 본 실시예들을 제한하지 않는다.
일례로, 도면에 도시된 바와 같이 브라켓(130)은 너트스크류(120)의 폭방향 양측면에 지지되는 제 2 돌출부(132)를 포함하고, 제 2 돌출부(132)를 관통하며 너트스크류(120)에 결합되는 결합부재(141)에 의해 너트스크류(120)가 브라켓(130)에 결합될 수 있다.
즉, 텔레스 동작 시에는 결합부재(141)에 의해 너트스크류(120)와 브라켓(130)가 서로 고정되되 컬랩스 동작 시에는 결합부재(141)가 충격에 의해 파단되며 너트스크류(120)와 브라켓(130)의 결합이 해제될 수 있으며(도 4 참조), 결합부재(141)는 예를 들어 플라스틱 재질로 형성될 수 있다.
벤딩플레이트(150)는 결합부(151) 및 벤딩부(153)를 포함하며, 결합부(151)는 너트스크류(120)의 후방면, 즉 조향휠을 향하는 면에 결합되고 벤딩부(153)는 한 쌍으로 구비되어 결합부(151)의 폭방향 양측에 각각 구비된다.
너트스크류(120)의 후방면에는 삽입부(121)가 돌출형성되고, 결합부(151)에는 삽입부(121)가 삽입되는 결합홀(152)이 형성되어 결합부(151)가 삽입부(121)의 외주면으로 끼워지며 벤딩플레이트(150)가 너트스크류(120)와 결합될 수 있다.
너트스크류(120)에는 볼트스크류(110)가 삽입되는 나사공이 형성되어 있는데, 도면에 도시된 바와 같이 삽입부(121)는 너트스크류(120)의 후방면에서 나사공의 둘레를 따라 대략 원형으로 형성될 수 있다.
즉, 용접, 나사조립 등을 거치지 않고 결합부(151)를 삽입부(121)에 끼움으로써 간편하게 벤딩플레이트(150)를 너트스크류(120)에 결합할 수 있으므로 부품 및 공정 수가 감소된다.
또한, 종래의 조향장치는 벤딩플레이트가 어퍼튜브의 내측에 구비되고 볼트스크류가 어퍼튜브의 외측에 구비되며 벤딩플레이트의 일단이 어퍼튜브에 결합되고 타단이 어퍼튜브를 관통하는 부품들에 의해 볼트스크류에 고정되는 구조였는데, 이러한 구조에서는 충격에 따른 컬랩스 스트로크, 운전자에게 가해지는 충격 등의 요구사양을 차종별로 만족시키기 위해 샘플을 제작하고 컬랩스 동작을 시험하는 경우, 충격에 의해 소성변형된 벤딩플레이트를 교체하고 시험을 다시 수행하기 위해서는 조향컬럼을 분해하고 다시 조립하여야 하여 다수의 시험을 수행하기가 매우 번거로웠다.
특히, 종래의 조향장치에 있어서 벤딩플레이트의 일단이 어퍼튜브에 용접으로 결합되는 경우에는, 샘플 시험을 다시 수행하기 위해 조향컬럼을 전부 새로 제작하여야 하는 문제가 있었다.
그러나, 본 실시예들에 의한 자동차의 조향컬럼(100)에 의하면, 벤딩플레이트(150)가 어퍼튜브(102)의 외측에 구비되고 탈착이 용이하여 조향컬럼을 분해하지 않고도 손쉽게 교체할 수 있으므로, 차종별 요구사양을 만족시키기 위한 샘플 시험을 수행하기가 매우 간편해지게 된다.
또한, 종래의 조향컬럼은 볼트스크류와 벤딩플레이트의 타단을 연결하기 위해 어퍼튜브에 슬릿이 가공되고, 컬랩스 동작 시 볼트스크류와 벤딩플레이트의 타단을 연결하는 부품과 어퍼튜브의 외주면 사이에서의 슬라이딩이 원활하게 이루어지기 위해 어퍼튜브의 외주면에 밀링가공이 수행되었다.
그러나, 본 실시예들에 의한 자동차의 조향컬럼(100)에 의하면, 벤딩플레이트(150)가 어퍼튜브(102)의 외측에 구비되므로 어퍼튜브(102)에 슬릿을 가공할 필요가 없으며, 컬랩스 동작 시 브라켓(130)과 너트스크류(120) 사이에 슬라이딩이 발생하되 브라켓(130)과 어퍼튜브(102)의 사이에는 슬라이딩이 발생하지 않으므로 어퍼튜브(102)의 외주면에 밀링가공을 수행할 필요도 없어지므로 가공공정이 단순화된다.
벤딩부(153)는 제 1 플레이트(154) 및 제 2 플레이트(155)를 포함하며, 제 1 플레이트(154)는 결합부(151)에서 전방으로 절곡되고 제 2 플레이트(155)는 제 1 플레이트(154)의 전단에서 후방으로 절곡된다.
즉, 양 벤딩부(153)는 볼트스크류(110) 및 너트스크류(120)를 사이에 두고 폭방향으로 대향되게 구비된다.
벤딩플레이트(150)가 너트스크류(120)에 결합될 때 제 1 플레이트(154)와 제 2 플레이트(155)의 사이에 제 1 돌출부(131)가 구비되게 되는데, 즉 제 1 돌출부(131)는 제 1 플레이트(154)의 폭방향 외측면과 제 2 플레이트(155)의 폭방향 내측면 사이에 구비된다.
따라서, 전술한 바와 같이, 컬랩스 동작이 이루어질 때 제 1 돌출부(131)가 제 1 플레이트(154)와 제 2 플레이트(155) 사이의 절곡된 부위에 축방향으로 지지되고, 제 1 플레이트(154)가 길어지고 제 2 플레이트(155)가 짧아지게 벤딩부(153)가 소성변형되며 충격이 흡수되게 된다.
한편, 너트스크류(120)에는 폭방향으로 돌출되어 결합부(151)와 제 1 플레이트(154)에 지지되는 지지부(122)가 구비될 수 있는데, 지지부(122)는 결합부(151)와 제 1 플레이트(154) 사이의 절곡된 부위를 지지하여 벤딩부(153)의 소성변형이 원활하게 이루어질 수 있게 한다.
또한, 지지부(122)에는 제 1 플레이트(154)가 안착되는 홈부(123)가 폭방향으로 함몰되어 형성될 수 있는데, 즉 홈부(123)는 지지부(122)의 단부에서 폭방향으로 함몰되게 형성된다.
따라서, 벤딩플레이트(150)가 너트스크류(120)에 결합될 때 제 1 플레이트(154)가 홈부(123)에 안착되며 벤딩플레이트(150)의 결합을 안내하여 결합이 용이해질 수 있다.
또한, 컬랩스 동작 시 홈부(123)에 안착된 제 1 플레이트(154)가 지지부(122)에 지지되며 너트스크류(120)의 높이방향(도 5의 상하방향)으로 변형되는 것이 방지되므로, 컬랩스 동작이 축방향으로 원활하게 이루어질 수 있다.
이어서, 벤딩부(153)가 한 쌍으로 구비되어 결합부(151)의 폭방향 양측에 구비되고 각각이 컬랩스 동작 시 제 1 돌출부(131)에 지지되며 소성변형됨에 따라, 볼트스크류(110)의 중심과 양 벤딩부(153)의 중심이 일치되며 충격하중이 가해지는 하중부여점과 충격하중을 지지하는 하중지지점이 일치하여, 충격에 의한 볼트스크류(110)의 변형이 방지되게 된다.
즉, 종래의 조향컬럼은 충격하중을 지지하는 볼트스크류가 어퍼튜브의 외측에 구비되는데 반해 충격하중이 가해지는 벤딩플레이트가 어퍼튜브의 내측에 구비되는 구조이므로, 충격하중에 의해 조향컬럼에 토크가 발생하여 특히 볼트스크류의 벤딩이 발생하게 되어 컬랩스 동작이 불가능하게 되는 문제가 있었다.
그러나, 본 실시예들에 의한 자동차의 조향컬럼(100)에 의하면, 컬랩스 동작 시 소성변형되며 충격하중을 흡수하는 벤딩부(153)가 볼트스크류(110)를 사이에 두고 대향되게 구비되므로, 벤딩부(153)에 가해지는 하중의 합이 충격하중을 지지하는 볼트스크류(110)의 중심축으로 가해지게 되므로 조향컬럼에 토크가 발생하지 않게 되고, 특히 볼트스크류(110)의 벤딩이 방지되는 것이다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이 폭방향을 기준으로 한 쌍의 제 1 돌출부(131)가 볼트스크류(110)의 중심축으로부터 동일한 거리에 위치하여(도면부호 h1 참조), 볼트스크류(110)의 폭방향으로의 벤딩이 방지된다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 브라켓(130)이 어퍼튜브(102)에 지지되는 일측방향을 기준으로 벤딩부(153)의 중심과 볼트스크류(110)의 중심축이 일치하여(도면부호 h2 참조), 볼트스크류(110)의 경방향 일측 또는 타측(도 5의 상하방향)으로의 벤딩이 방지된다.
한편, 브라켓(130)은 벤딩플레이트(150)를 사이에 두고 너트스크류(120)의 폭방향으로 대향되는 한 쌍의 제 3 돌출부(133)를 포함할 수 있다.
즉, 제 3 돌출부(133)는 베이스부(134)의 경방향 외측면에서 돌출형성되며, 내측면이 제 2 플레이트(155)의 외측면과 대향되게 구비된다.
제 3 돌출부(133)에 의해, 컬랩스 동작 시 벤딩부(153)가 폭방향 외측(도 4 기준 상하방향)으로 벌어지며 주변 부품과 충돌되는 것이 방지되어 컬랩스 동작이 원활하게 이루어질 수 있다.
제 3 돌출부(133)에는 결합부재(141)의 결합을 용이하게 하도록 도면에 도시된 바와 같이 폭방향으로 관통되는 홈이 형성될 수 있다.
다음으로, 도 6 내지 도 17을 참고하여 살펴본다.
본 실시예들에 의한 자동차의 조향컬럼(600)은, 나사방향이 서로 반대로 형성되는 제 1 볼트부(610a)와 제 2 볼트부(610b)를 포함하는 볼트스크류(610), 볼트스크류(610)를 회전시키는 텔레스구동부(620), 제 1 볼트부(610a)에 결합되는 제 1 너트스크류(120), 제 1 너트스크류(120)와 결합되며, 제 1 너트스크류(120)의 폭방향으로 대향되는 한 쌍의 돌출부(131)를 포함하는 브라켓(130), 내주면에는 조향축(101)이 결합되고 외주면 일측에는 브라켓(130)이 결합되는 어퍼튜브(102), 제 1 너트스크류(120)의 후방면에 결합되는 결합부(151) 및 결합부(151)의 폭방향 양측에 구비되는 한 쌍의 벤딩부(153)를 포함하고, 벤딩부(153)는 결합부(151)에서 전방으로 절곡되는 제 1 플레이트(154) 및 제 1 플레이트(154)의 전단에서 후방으로 절곡되는 제 2 플레이트(155)를 포함하여, 제 1 플레이트(154)와 제 2 플레이트(155) 사이에 돌출부(131)가 구비되는 벤딩플레이트(150), 내주면에 어퍼튜브(102)가 결합되는 로워튜브(630), 로워튜브(630)가 결합되고, 제 2 볼트부(610b)와 맞물리는 너트블록(670)이 전단부에 결합되는 마운팅브라켓(640)을 포함한다.
이해의 편의를 위해, 조향축(101), 어퍼튜브(102), 브라켓(130) 및 벤딩플레이트(150)에 대해서는 도 1 내지 도 5에 도시된 실시예들과 동일한 도면번호를 사용하며, 돌출부(131), 제 1 너트스크류(120) 및 제 1 볼트부(610a)는 도 1 내지 도 5에 도시된 실시예들에서의 제 1 돌출부(131), 너트스크류(120) 및 볼트스크류(110)에 각각 대응된다.
도 1 내지 도 5에 도시된 실시예들과 동일하게, 도 6 내지 도 17에 도시된 실시예들은 브라켓(130)의 돌출부(131)가 벤딩플레이트(150)의 벤딩부(153)에 지지되며 충격하중이 흡수되고 충격하중이 가해지는 하중부여점과 충격하중을 지지하는 하중지지점이 일치하여 컬랩스 동작 시 조향컬럼에 토크가 발생하지 않게 되고, 특히 볼트스크류(610)의 벤딩이 발생하지 않는 구조로서, 벤딩플레이트(150), 브라켓(130)의 형상 및 컬랩스 동작 등에 대하여는 이하 자세한 설명을 생략한다.
마운팅브라켓(640)은 차체에 고정되고 로워튜브(630)는 마운팅브라켓(640)에 결합된다. 로워튜브(630)는 제 1 슬라이드부(631) 및 제 2 슬라이드부(633)를 포함하며 마운팅브라켓(640)에 축방향으로 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있는데, 자세한 내용은 후술한다.
로워튜브(630)는 중공으로 형성되며, 어퍼튜브(102)는 로워튜브(630)의 내주면으로 삽입되며 축방향으로 슬라이딩 가능하게 구비되어, 텔레스구동부(620)에 의해 어퍼튜브(102)가 슬라이딩되며 조향축(101)에 연결된 조향휠이 돌출되거나 인입되는 텔레스 동작이 수행된다.
볼트스크류(610)는 제 1 볼트부(610a) 및 제 2 볼트부(610b)를 포함하고, 텔레스구동부(620)에 의해 볼트스크류(610)가 회전되며 텔레스동작이 수행된다.
텔레스구동부(620)는 볼트스크류(610)를 회전시킬 수 있는 것이면 족하며, 예를 들면 볼트스크류(610)에 결합되는 웜휠(1501), 웜휠(1501)과 맞물리는 웜축(1502) 및 웜축(1502)을 회전시키는 모터(621)를 포함할 수 있다(도 6 및 도 15 참조). 볼트스크류(610)는 웜휠(1501)이 결합되는 웜휠결합부(610c)를 포함하여 텔레스구동부(620)와 결합되며, 웜휠결합부(610c)는 제 1 결합부(641)와 제 2 결합부(642)의 사이에 구비될 수 있다(도 10 및 도 12 참조).
제 1 볼트부(610a)에는 제 1 너트스크류(120)가 결합되고 제 2 볼트부(610b)에는 너트블록(670)이 결합되는데, 제 1 너트스크류(120)는 브라켓(130)에 의해 어퍼튜브(102)와 결합되고 너트블록(670)은 제 1 결합부재(644)에 의해 마운팅브라켓(640)에 결합된다.
제 1 볼트부(610a)와 제 2 볼트부(610b)의 나사방향이 서로 반대방향으로 형성됨에 따라 볼트스크류(610)가 회전될 때 제 1 너트스크류(120) 및 너트블록(670)이 텔레스구동부(620)를 기준으로 서로 가까워지거나 멀어지는 방향으로 슬라이딩되게 되는데, 그에 따라 어퍼튜브(102)가 마운팅브라켓(640)에 대해 슬라이딩되며 텔레스 동작이 수행된다.
종래의 조향컬럼은 마운팅브라켓에 대해 고정된 텔레스구동부에 의해 어퍼튜브가 축방향으로 슬라이딩되며 텔레스 동작이 수행되는 구조인데 반해, 본 실시예들은 텔레스구동부(620)가 마운팅브라켓(640)에 대해 슬라이딩되고 어퍼튜브(102)가 텔레스구동부(620)에 대해 슬라이딩되며 텔레스 동작이 수행되므로 텔레스 스피드가 크게 증가된다.
또한, 조향축(101)의 전체 텔레스 스트로크는 제 1 너트스크류(120)가 제 1 볼트부(610a)에 대해 슬라이딩될 수 있는 거리 및 너트블록(670)이 제 2 볼트부(610b)에 대해 슬라이딩될 수 있는 거리의 합이 되므로, 종래의 조향컬럼과 비교할 때 텔레스 스트로크가 크게 증가된다.
즉, 본 실시예들에 의하면, 모터의 출력을 증가시키지 않더라도 증가된 텔레스 스피드로 신속하게 텔레스 동작을 수행할 수 있으므로 모터의 크기, 원가 등의 측면에서 유리하고, 조향컬럼의 전체 길이를 증가시키지 않으면서 텔레스 스트로크를 증가시킬 수 있으므로 조향컬럼의 설치공간을 용이하게 확보할 수 있는 것이다.
특히, 차량이 자율주행모드로 주행될 경우 운전자의 편의공간을 확보하기 위해 증가된 조향휠의 텔레스 인 스트로크가 요구되는데, 본 실시예들에 의하면 이러한 텔레스 인 스트로크를 만족시킬 수 있으며 또한 신속하게 텔레스 동작을 완료할 수 있다.
컬랩스 동작이 수행될 때에는 제 2 볼트부(610b)와 너트블록(670)의 결합에 의해 볼트스크류(610) 및 텔레스구동부(620)가 마운팅브라켓(640)에 대해 고정되어 있으며, 제 1 너트스크류(120)와 브라켓(130)의 결합이 해제되며 조향축(101) 및 어퍼튜브(102)가 슬라이딩되며, 벤딩부(153)가 제 1 너트스크류(120)의 폭방향 양측에 구비되는 돌출부(131)에 지지되며 벤딩플레이트(150)가 소성변형되고 충격이 흡수되게 된다.
한편, 조향축(101)의 틸팅 동작은 마운팅브라켓(640)의 제 2 결합부(642)에 힌지결합되는 틸트브라켓(660), 마운팅브라켓(640)의 제 3 결합부(643)에 힌지결합되는 틸트구동부(650) 등에 의해 수행되는데, 자세한 내용은 후술하기로 한다.
이어서, 전술한 바와 같이 로워튜브(630)는 마운팅브라켓(640)에 축방향으로 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있는는데, 텔레스구동부(620)가 로워튜브(630)에 결합되어 텔레스 동작 시 텔레스구동부(620)와 로워튜브(630)가 일체로 슬라이딩될 수 있다.
즉, 텔레스구동부(620)가 텔레스 동작 시 안정적으로 슬라이딩될 수 있도록, 마운팅브라켓(640)에 로워튜브(630)가 축방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되고 텔레스구동부(620)가 로워튜브(630)에 결합되어 텔레스구동부(620)와 로워튜브(630)가 일체로 슬라이딩되는 것이다.
텔레스구동부(620)는 웜휠(1501), 웜축(1502) 및 볼트스크류(610)의 웜휠결합부(610c) 등을 수용하고 모터(621)가 결합되는 하우징을 포함할 수 있는데(도 15 참조), 이러한 하우징이 로워튜브(630)에 나사결합되거나 혹은 하우징과 로워튜브(630)가 일체로 형성될 수도 있다.
로워튜브(630)는 마운팅브라켓(640)의 전단부에 축방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되는 제 1 슬라이드부(631) 및 마운팅브라켓(640)의 후단부에 축방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되는 제 2 슬라이드부(633)를 포함한다.
도 6, 도 7 및 도 8을 참고하여 살펴보면, 마운팅브라켓(640)의 전단부에는 너트블록(670)을 사이에 두고 폭방향으로 대향되는 한 쌍의 제 1 결합부(641)가 구비된다.
그리고, 제 1 슬라이드부(631)는 폭방향으로 관통되고 축방향으로 길게 형성되는 제 1 가이드부(632)를 포함하며, 너트블록(670)과 제 1 결합부(641)의 사이에 구비된다.
그리고, 제 1 결합부(641)에는 제 1 가이드부(632)에 삽입되고 단부가 너트블록(670)에 결합되는 제 1 결합부재(644)가 결합된다.
제 1 슬라이드부(631)는 도면에 도시된 바와 같이 로워튜브(630)의 전단부에서 축방향으로 길게 연장형성되며, 한 쌍으로 구비되어 각각 너트블록(670)과 제 1 결합부(641)의 사이로 삽입될 수 있다.
제 1 결합부재(644)가 제 1 결합부(641)를 관통하고 제 1 가이드부(632)에 삽입되며 제 1 결합부(641), 제 1 슬라이드부(631) 및 너트블록(670)이 결합된다.
제 1 가이드부(632)가 축방향으로 길게 형성됨으로써 제 1 슬라이드부(631)는 제 1 결합부재(644)에 결합된 상태에서 축방향으로 슬라이딩 가능하게 되며, 로워튜브(630)의 슬라이딩이 제 1 결합부재(644)에 지지되며 텔레스 동작이 수행된다(도 11 및 도 13 참조).
너트블록(670)은 제 1 결합부재(644)에 결합되는 몸체부(672) 및 몸체부(672)에서 경방향 일측으로 연장형성되는 연장부(671)를 포함하며, 연장부(671)에 제 2 볼트부(610b)가 삽입되는 나사공이 형성되어 너트블록(670)이 볼트스크류(610)와 결합될 수 있다.
한편, 도 14에 도시된 바와 같이 연장부(671)에 가이드홀(1402)이 형성되고 제 2 볼트부(610b)에 결합된 제 2 너트스크류(1401)가 가이드홀(1402)로 삽입될 수 있는데, 자세한 내용은 후술한다.
이어서, 너트블록(670)에는 조향축(101)이 삽입되는 삽입홀(673)이 형성될 수 있는데, 즉 삽입홀(673)은 몸체부(672)를 축방향으로 관통하게 형성될 수 있다.
삽입홀(673)에서 조향축(101)은 베어링을 매개로 너트블록(670)에 지지될 수 있는데, 너트블록(670)은 제 1 결합부재(644)에 의해 제 1 결합부(641)에 힌지결합되어 틸트 동작 시 조향축(101)의 하단부가 너트블록(670)에 지지될 수 있다.
즉, 제 1 결합부재(644)는 제 1 결합부(641)에는 예를 들어 나사결합되고, 중앙부는 제 1 가이드부(632)에 삽입되어 텔레스 동작 시 제 1 슬라이드부(631)가 제 1 결합부재(644)의 중앙부에 지지되며 슬라이딩된다.
그리고, 제 1 결합부재(644)의 단부는 너트블록(670)에 힌지결합되어, 틸트 동작시 조향축(101)과 함께 너트블록(670)이 회전된다.
제 1 결합부재(644)의 중앙부와 단부에는 각각 부시가 구비되어 마찰을 저감할 수 있다.
도 6, 도 7 및 도 9를 참고하여 살펴보면, 마운팅브라켓(640)의 후단부에는 로워튜브(630)의 사이에 두고 폭방향으로 대향되는 한 쌍의 제 2 결합부(642)가 구비된다.
그리고, 제 2 슬라이드부(633)는 폭방향으로 함몰되고 축방향으로 길게 형성되는 제 2 가이드부(634)를 포함하여 제 2 결합부(642)의 내측면과 대향되게 구비된다.
그리고, 제 2 결합부(642)의 외측면에는 틸트브라켓(660)이 힌지결합된다.
그리고, 틸트브라켓(660)에는 단부가 제 2 가이드부(634)에 삽입되는 제 2 결합부재(645)가 결합된다.
제 2 슬라이드부(633)는 로워튜브(630)의 외주면에서 제 2 결합부(642)의 내측면과 대향되게 구비되며, 제 2 가이드부(634)는 로워튜브(630)의 외주면에서 함몰되고 축방향으로 길게 형성된다.
틸트브라켓(660)은 대략 ㄷ자 형으로 형성되어 각 제 2 결합부(642)의 외측면에 결합될 수 있다.
제 2 결합부재(645)가 틸트브라켓(660)을 관통하며 단부가 제 2 가이드부(634)에 삽입되어 틸트브라켓(660) 및 제 2 슬라이드부(633)가 결합된다.
제 2 가이드부(634)가 축방향으로 길게 형성됨으로써 제 2 슬라이드부(633)는 제 2 결합부재(645)에 결합된 상태에서 축방향으로 슬라이딩 가능하게 되며, 로워튜브(630)의 슬라이딩이 제 2 결합부재(645)에 지지되며 텔레스 동작이 수행된다(도 11 및 도 13 참조).
즉, 제 2 결합부재(645)는 예를 들어 틸트브라켓(660)에 나사결합되고, 단부는 제 2 가이드부(634)에 삽입되어 텔레스 동작 시 제 2 슬라이드부(633)가 제 2 결합부재(645)의 단부에 지지되며 슬라이딩된다.
한편, 틸트브라켓(660)의 회전에 의해 조향축(101)의 틸트 동작이 수행되는데, 제 2 결합부(642)에 힌지결합된 틸트브라켓(660)이 제 2 결합부(642)를 기준으로 회전됨에 따라 제 2 결합부재(645)가 제 2 슬라이드부(633)의 내측면에 지지되며 로워튜브(630) 및 어퍼튜브(102)가 제 1 결합부(641)를 기준으로 회전되고 조향축(101)이 틸팅되는 것이다.
틸트 동작 시에는 제 1 결합부재(644)와 제 1 슬라이드부(631) 및 제 2 결합부재(645)와 제 2 슬라이드부(633)에서 상대 회전이 발생하게 된다.
틸트브라켓(670)의 회전은 틸트구동부(650)에 의해 이루어지는데, 틸트브라켓(660)에는 볼트스크류와 결합되는 너트스크류가 힌지결합되고, 마운팅브라켓(640)에는 볼트스크류를 회전시키는 틸트구동부(650)가 힌지결합된다.
틸트구동부(650)는 마운팅브라켓(640)의 제 3 결합부(643)에 결합되며, 제 3 결합부(643)는 도면에 도시된 바와 같이 제 1 결합부(641)와 제 2 결합부(642)의 사이에 구비될 수 있다.
텔레스구동부(620)와 마찬가지로, 틸트구동부(650)는 볼트스크류에 결합되는 웜휠, 웜휠과 맞물리는 웜축 및 웜축을 회전시키는 모터(651)를 포함할 수 있다.
이어서, 도 10을 참고하여 살펴보면, 제 1 볼트부(610a)의 리드와 제 2 볼트부(610b)의 리드는 동일할 수 있다.
제 1 볼트부(610a)와 제 2 볼트부(610b)의 리드가 동일함에 따라 볼트스크류(610)가 회전할 때 텔레스구동부(620)에 대해 제 1 너트스크류(120)와 너트블록(670)이 동일한 거리만큼 슬라이딩되므로, 제 1 볼트부(610a)의 길이와 제 2 볼트부(610b)의 길이는 동일할 수 있다(S1=S2).
예를 들어, 제 1 볼트부(610a)와 제 2 볼트부(610b)를 종래 조향컬럼의 볼트스크류와 동일한 리드로 형성할 수 있으며, 그러한 경우 텔레스 스피드가 두 배로 증가하게 될 것이다.
도 11은 제 1 볼트부(610a)의 리드와 제 2 볼트부(610b)의 리드가 동일한 경우의 텔레스 동작을 보여주는 도면으로서, 텔레스 동작이 수행됨에 따라 어퍼튜브(102)가 상측으로 슬라이딩되거나(도면부호 A1 참조) 하측으로 슬라이딩된다(도면부호 A2 참조).
전술한 바와 같이, 어퍼튜브(102)가 하측으로 슬라이딩되는 거리기 상측으로 슬라이딩되는 거리 보다 크도록(A2>A1) 설정하여 조향휠의 텔레스 인 스트로크를 증대시킬 수 있다.
이어서, 도 12를 참고하여 살펴보면, 제 2 볼트부(610b)의 리드는 제 1 볼트부(610a)의 리드 보다 작을 수 있다.
제 2 볼트부(610b)가 제 1 볼트부(610a) 보다 작은 리드로 형성됨에 따라 볼트스크류(610)가 회전할 때 텔레스구동부(620)에 대해 너트블록(670)이 제 1 너트스크류(120) 보다 작은 거리만큼 슬라이딩되므로, 제 2 볼트부(610b)의 길이는 제 1 볼트부(610a)의 길이 보다 짧을 수 있다(S3<S4).
제 2 볼트부(610b)의 리드를 작게 하거나 제 1 볼트부(610a)의 리드를 크게 형성할 수 있는데, 나사의 자립조건을 고려할 때 제 2 볼트부(610b)의 리드를 작게 형성하는 것이 바람직하다.
도면에는 제 1 볼트부(610a)의 리드와 제 2 볼트부(610b)의 리드가 동일하게 도시되어 있으나 이는 도시의 편의를 위한 것에 불과하다.
예를 들어, 제 1 볼트부(610a)를 종래 조향컬럼의 볼트스크류와 동일한 리드로 형성하고 제 2 볼트부(610b)를 그보다 작은 리드로 형성할 수 있으며, 그러한 경우 제 2 볼트부(610b)에서 너트블록(670)이 슬라이딩되는 속도만큼 텔레스 스피드가 증가될 것이다.
도 13은 제 2 볼트부(610b)의 리드가 제 1 볼트부(610a)의 리드 보다 작은 경우의 텔레스 동작을 보여주는 도면으로서, 텔레스 동작이 수행됨에 따라 어퍼튜브(102)가 상측으로 슬라이딩되거나(도면부호 B1 참조) 하측으로 슬라이딩된다(도면부호 B2 참조).
도 10 내지 도 11에 도시된 실시예와 비교할 때 제 1 볼트부(610a) 및 제 2 볼트부(610b)의 길이의 합을 동일하게 하여(S1+S2=S3+S4), 전체 텔레스 스트로크를 동일하게 할 수 있다(A1+A2=A3+A4).
마찬가지로, 어퍼튜브(102)가 하측으로 슬라이딩되는 거리가 상측으로 슬라이딩되는 거리 보다 크도록(B2>B1) 설정하여 조향휠의 텔레스 인 스트로크를 증대시킬 수 있다.
제 2 볼트부(610b)의 리드 및 길이를 제 1 볼트부(610a)의 리드 및 길이 보다 짧게 형성함으로써, 조향휠이 텔레스 인 될 때 로워튜브(630)가 하측으로 돌출되는 거리를 감소시켜(B3<A3) 텔레스 동작 시 조향컬럼이 차지하는 공간을 최소화하여 설치공간을 용이하게 확보하고 주변 부품과의 간섭을 방지할 수 있다.
로워튜브(630)가 슬라이딩되는 거리가 감소되므로, 제 1 슬라이드부(631) 및 제 2 슬라이드부(633)의 축방향 길이도 감소되게 된다.
또한, 너트블록(670)이 제 2 볼트부(610b)에서 슬라이딩되는 거리가 감소되며 텔레스구동부(620)가 보다 전방에 위치하게 되어(B4<A4), 텔레스 동작 시 운전자에게 전해지는 노이즈를 최소화할 수 있다.
다음으로, 도 14를 참고하여 살펴보면, 제 2 볼트부(610b)에는 제 2 너트스크류(1401)가 결합되고, 너트블록(670)에는 경방향으로 개구되는 가이드홀(1402)이 형성되어 가이드홀(1402)에 제 2 너트스크류(1401)가 삽입될 수 있다.
즉, 전술한 바와 같이 너트블록(670)의 연장부(671)에 가이드홀(1402)이 형성될 수 있으며, 연장부(671)에는 제 2 볼트부(610b)가 안착될 수 있도록 경방향 일측으로 개구되는 홈이 형성될 수 있다.
제 2 볼트부(610b)와 너트블록(670)이 직접 나사결합되지 않고 제 2 너트스크류(1401)를 매개로 결합됨으로써, 텔레스구동부(620), 볼트스크류(610), 제 1 너트스크류(120) 및 제 2 너트스크류(1401)의 모듈화가 가능해진다.
즉, 텔레스구동부(620) 등을 모듈화한 텔레스모듈을 어퍼튜브(102), 로워튜브(630) 등과 별개로 제작하고 조립할 수 있게 되며, 어퍼튜브(102) 등과 텔레스 모듈을 각각 조립하고 제 1 너트스크류(120)가 브라켓(130)에 결합되고 제 2 너트스크류(1401)가 가이드홀(1402)에 삽입되며 텔레스모듈이 어퍼튜브(102)와 마운팅브라켓(640)에 결합되는 것이다.
벤딩플레이트(150)는 텔레스모듈이 장착된 후에 제 1 너트스크류(120)에 결합되게 될 것이다.
이와 같은 구조에 의하면 텔레스구동부(620), 볼트스크류(610), 제 1 너트스크류(120) 및 제 2 너트스크류(1401)에 고장 또는 파손 등이 발생하면 텔레스모듈만을 용이하게 교체할 수 있으며, 또한 조립성 및 양산성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 실시예들에서는 볼트스크류(610)가 제 1 볼트부(610a) 및 제 2 볼트부(610b)를 포함하며 종래의 조향장치에서와 비교할 때 축방향 길이가 길어지게 되는데, 그에 따라 제 1 너트스크류(120)와 제 2 너트스크류(1401)의 동축도 또는 볼트스크류(610)와 조향축(101)의 동축도 중 어느 하나라도 정밀하게 확보하지 못하면 조향컬럼의 조립이 불가능하거나, 조립이 가능하더라도 텔레스 동작 시 마찰 및 소음이 크게 발생하거나 텔레스 동작이 불가능한 경우까지 발생할 우려가 있다.
따라서, 본 실시예들에서는 제 2 너트스크류(1401)가 가이드홀(1402)에 삽입되어 너트블록(670)에 축방향으로는 지지되되 경방향 내지는 폭방향으로는 슬라이딩 가능하게 구비되어, 제 2 너트스크류(1401)의 슬라이딩에 의해 제 1 너트스크류(120)와 제 2 너트스크류(1401)의 동축도 및 볼트스크류(610)와 조향축(101)의 동축도를 용이하게 확보할 수 있다.
즉, 가이드홀(1402)의 경방향 및 폭방향 길이가 제 2 너트스크류(1401)의 경방향 및 폭방향 길이 보다 크게 형성될 수 있다.
도 15에 도시된 바와 같이, 제 1 너트스크류(120)는 브라켓(130)에의해 어퍼튜브(102)에 고정되고, 제 2 너트스크류(1401)가 가이드홀(1402)에서 경방향 내지는 폭방향으로 슬라이딩되며(도면부호 A 참조) 제 1 너트스크류(120)와 동축으로 배치되고 그에 따라 볼트스크류(610)가 조향축(101)과 동축으로 배치될 수 있는 것이다.
또한, 조립 오차 또는 노면 충격 등에 의해 동축도가 저하되더라도, 제 2 너트스크류(1401)가 가이드홀(1402)에서 슬라이딩되며 저하된 동축도가 보정되어 원활하게 텔레스 동작이 수행될 수도 있다.
제 2 볼트부(610b)가 너트블록(670)에 직접 나사결합되는 경우에는 제 1 너트스크류(120)와 제 2 너트스크류(1401)의 동축도 및 볼트스크류(610)와 조향축(101)의 동축도를 확보하기 위해 매우 정밀한 가공이 필요하여 가공난이도가 높은 문제가 있는데 반해, 너트블록(670)의 가이드홀(1402)에 제 2 너트스크류(1401)가 삽입되는 경우에는 제 2 너트스크류(1401)의 슬라이딩에 의해 제 1 너트스크류(120)와 제 2 너트스크류(1401)의 동축도 및 볼트스크류(610)와 조향축(101)의 동축도를 용이하게 확보할 수 있어 가공난이도가 낮아지게 된다.
또한, 도 16을 참고하여 살펴보면, 가이드홀(1402)에는 너트블록(670)의 내측면과 제 2 너트스크류(1401)의 외측면 사이에 지지되는 댐핑부재(1601)가 구비될 수 있다.
즉, 댐핑부재(1601)가 압축 또는 인장되며 제 2 너트스크류(1401)가 가이드홀(1402)에서 슬라이딩되어 제 1 너트스크류(120)와의 동축도가 확보될 수 있고, 슬라이딩 시 발생하는 마찰 및 노이즈를 저감하여 텔레스 동작이 원활히 이루어지게 할 수 있다.
이러한 댐핑부재(1601)는 도면에 도시된 바와 같이 제 2 너트스크류(1401)의 외측면을 둘러싸는 고무재질의 댐퍼일 수 있으며, 또는 제 2 너트스크류(1401)와 너트블록(670) 사이에서 축방향으로 구비되는 웨이브와셔일 수도 있다.
또는, 도 17을 참고하여 살펴보면, 너트블록(670)에는 너트블록(670)을 관통하여 단부가 제 2 너트스크류(1401)에 지지되는 고정부재(1701)가 결합될 수 있다.
제 2 너트스크류(1401)가 가이드홀(1402)에서 슬라이딩되며 제 1 너트스크류(120)와의 동축도가 확보된 후, 고정부재(1701)가 너트블록(670)을 관통하여 제 2 너트스크류(1401)에 지지되며 제 2 너트스크류(1401)가 가이드홀(1402)에서 고정되게 된다.
고정부재(1701)는 예를 들어 나사일 수 있으며, 도면에 도시된 바와 같이 연장부(671)의 폭방향 양측에 결합되거나 또는 축방향 양측에 결합되어 제 2 너트스크류(1401)를 고정할 수도 있을 것이다.
이와 같은 형상을 가지는 자동차의 조향컬럼에 의하면, 높은 충격하중에 대하여도 부품의 변형이 방지되며 원활한 컬랩스 동작이 이루어질 수 있고, 벤딩플레이트의 조립 및 교체가 용이하여 차종별 요구사양을 간편하게 만족시킬 수 있으며, 부품 및 공정 수가 감소되어 원가를 절감할 수 있으며, 텔레스 스트로크 및 텔레스 스피드가 증가되고 텔레스 동작 시 노이즈가 저감되며, 조립성 및 양산성이 개선될 수 있다.
이상의 설명은 본 개시의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 기술 사상의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 실시예들은 본 개시의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 이러한 실시예에 의하여 본 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 자동차의 조향컬럼 101: 조향축
102: 어퍼튜브 110: 볼트스크류
120: 너트스크류(제 1 너트스크류) 130: 브라켓
131: 제 1 돌출부(돌출부) 141: 결합부재
150: 벤딩플레이트 151: 결합부
153: 벤딩부 600: 자동차의 조향컬럼
610: 볼트스크류 610a: 제 1 볼트부
610b: 제 2 볼트부 620: 텔레스구동부
630: 로워튜브 631: 제 1 슬라이드부
633: 제 2 슬라이드부 640: 마운팅브라켓
641: 제 1 결합부 642: 제 2 결합부
644: 제 1 결합부재 645: 제 2 결합부재
650: 틸트구동부 660: 틸트브라켓
670: 너트블록 1401: 제 2 너트스크류
1402: 가이드홀

Claims (18)

  1. 볼트스크류에 결합되는 너트스크류;
    상기 너트스크류와 결합되며, 상기 너트스크류의 폭방향으로 대향되는 한 쌍의 제 1 돌출부를 포함하는 브라켓;
    내주면에는 조향축이 결합되고, 외주면 일측에는 상기 브라켓이 결합되는 어퍼튜브;
    상기 너트스크류의 후방면에 결합되는 결합부 및 상기 결합부의 폭방향 양측에 구비되는 한 쌍의 벤딩부를 포함하고, 상기 벤딩부는 상기 결합부에서 전방으로 절곡되는 제 1 플레이트 및 상기 제 1 플레이트의 전단에서 후방으로 절곡되는 제 2 플레이트를 포함하여, 상기 제 1 플레이트와 제 2 플레이트 사이에 상기 제 1 돌출부가 구비되는 벤딩플레이트;
    를 포함하는 자동차의 조향컬럼.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 브라켓은 상기 너트스크류의 폭방향 양측면에 지지되는 제 2 돌출부를 포함하고,
    상기 제 2 돌출부를 관통하며 상기 너트에 결합되는 결합부재에 의해 상기 너트스크류가 상기 브라켓에 결합되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향컬럼.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 너트스크류의 후방면에는 삽입부가 돌출형성되고,
    상기 결합부에는 상기 삽입부가 삽입되는 결합홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향컬럼.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 너트에는 폭방향으로 돌출되어 상기 결합부와 제 1 플레이트에 지지되는 지지부가 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향컬럼.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 지지부에는 상기 제 1 플레이트가 안착되는 홈부가 폭방향으로 함몰되어 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향컬럼.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 폭방향을 기준으로, 상기 한 쌍의 제 1 돌출부는 상기 볼트스크류의 중심축으로부터 동일한 거리에 위치하는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향컬럼.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 일측방향을 기준으로, 상기 벤딩부의 중심과 상기 볼트스크류의 중심축이 일치하는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향컬럼.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 브라켓은, 상기 벤딩플레이트를 사이에 두고 상기 너트스크류의 폭방향으로 대향되는 한 쌍의 제 3 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향컬럼.
  9. 나사방향이 서로 반대로 형성되는 제 1 볼트부와 제 2 볼트부를 포함하는 볼트스크류;
    상기 볼트스크류를 회전시키는 텔레스구동부;
    상기 제 1 볼트부에 결합되는 제 1 너트스크류;
    상기 제 1 너트스크류와 결합되며, 상기 제 1 너트스크류의 폭방향으로 대향되는 한 쌍의 돌출부를 포함하는 브라켓;
    내주면에는 조향축이 결합되고 외주면 일측에는 상기 브라켓이 결합되는 어퍼튜브;
    상기 제 1 너트스크류의 후방면에 결합되는 결합부 및 상기 결합부의 폭방향 양측에 구비되는 한 쌍의 벤딩부를 포함하고, 상기 벤딩부는 상기 결합부에서 전방으로 절곡되는 제 1 플레이트 및 상기 제 1 플레이트의 전단에서 후방으로 절곡되는 제 2 플레이트를 포함하여, 상기 제 1 플레이트와 제 2 플레이트 사이에 상기 돌출부가 구비되는 벤딩플레이트;
    내주면에 상기 어퍼튜브가 결합되는 로워튜브;
    상기 로워튜브가 결합되고, 상기 제 2 볼트부와 맞물리는 너트블록이 전단부에 결합되는 마운팅브라켓;
    을 포함하는 자동차의 조향컬럼.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 로워튜브는 상기 마운팅브라켓에 축방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되고, 상기 구동부는 상기 로워튜브에 결합되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향컬럼.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 로워튜브는, 상기 마운팅브라켓의 전단부에 축방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되는 제 1 슬라이드부 및 상기 마운팅브라켓의 후단부에 축방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되는 제 2 슬라이드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향컬럼.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 마운팅브라켓의 전단부에는 상기 너트블록을 사이에 두고 폭방향으로 대향되는 한 쌍의 제 1 결합부가 구비되고,
    상기 제 1 슬라이드부는 폭방향으로 관통되고 축방향으로 길게 형성되는 제 1 가이드부를 포함하며 상기 너트블록과 제 1 결합부의 사이에 구비되고,
    상기 제 1 결합부에는 상기 제 1 가이드부에 삽입되고 단부가 상기 너트블록에 결합되는 제 1 결합부재가 결합되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향컬럼.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 마운팅브라켓의 후단부에는 상기 로워튜브를 사이에 두고 폭방향으로 대향되는 한 쌍의 제 2 결합부가 구비되고,
    상기 제 2 슬라이드부는 폭방향으로 함몰되고 축방향으로 길게 형성되는 제 2 가이드부를 포함하여 상기 제 2 결합부의 내측면과 대향되게 구비되고,
    상기 제 2 결합부의 외측면에는 틸트브라켓이 힌지결합되고,
    상기 틸트브라켓에는 단부가 상기 제 2 가이드부에 삽입되는 제 2 결합부재가 결합되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향컬럼.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 볼트부의 리드와 상기 제 2 볼트부의 리드는 동일한 것을 특징으로 하는 자동차의 조향컬럼.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 볼트부의 리드는 상기 제 1 볼트부의 리드 보다 작은 것을 특징으로 하는 자동차의 조향컬럼.
  16. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 볼트부에는 제 2 너트스크류가 결합되고,
    상기 너트블록에는 경방향으로 개구되는 가이드홀이 형성되어 상기 가이드홀에 상기 제 2 너트스크류가 삽입되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향컬럼.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 가이드홀에는, 상기 너트블록의 내측면과 상기 제 2 너트스크류의 외측면 사이에 지지되는 댐핑부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향컬럼.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 너트블록에는 상기 너트블록을 관통하여 단부가 상기 제 2 너트스크류에 지지되는 고정부재가 결합되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향컬럼.
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