KR20220001565A - 레일 스토어블 전동 컬럼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레일 스토어블 전동 컬럼에 관한 것으로, 차량의 스티어링휠 텔레량을 제어하기 위한 컬럼의 구조를 구성하는 전동 컬럼에 있어서, 차체에 고정되는 레일 베이스, 상기 레일 베이스의 일측면에 결합되어 슬라이딩 구동에 따른 스티어링휠의 텔레량을 제어하는 컬럼 어셈블리;를 포함하여 구성되고, 상기 레일 베이스의 양단으로 볼베어링 레일이 각각 구성되고, 상기 컬럼 어셈블리 양측으로 구성되는 구동 볼베어링이 상기 볼베어링 레일에 지지되어 구동되면서 컬럼의 텔레량을 제어하며, 운전자의 조작에 따라 컬럼의 텔레인/텔레아웃을 제어하기 위해 상기 컬럼 어셈블리를 레일 베이스에 따라 구동하기 위한 구동력을 제공하는 구동수단 및 상기 컬럼 어셈블리 양측에 구성되어 상기 볼베어링 레일을 지지하면서 슬라이딩되는 슬라이드 지지부를 포함하여 구성된다.

Description

레일 스토어블 전동 컬럼{Rail Storeable Electric Column}

본 발명은 레일 스토어블 전동 컬럼에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 텔레량의 증대를 확보하면서 구조적 안정성을 가질 수 있는 레일 스토어블 전동 컬럼 구조에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 조향장치는 자동차의 진행 방향을 운전자의 의지대로 변경할 수 있기 위한 장치로서 자동차의 앞바퀴가 선회하는 회전 중심을 임의로 변경하여 운전자가 원하는 방향으로 자동차를 진행시킬 수 있도록 보조하는 장치이다.

이러한 조향장치에 있어서 운전자가 조향휠을 조작함으로써 발생한 조향력은 조향축을 통해 하단의 랙-피니언 기구에 전달되고 최종적으로는 양쪽 바퀴의 방향을 변화시키게 된다.

한편, 조향장치에는 텔레스코프(Telescope) 및 틸트(Tilt) 기능이 포함되는데, 이러한 기능을 통해 운전자는 자신의 신장이나 체형에 맞게 조향휠의 돌출 정도 및 기울임 각도를 조절할 수 있게 되어 원활한 조향 조작을 할 수 있다.

또한, 텔레스코프 및 틸트 기능은 초기에는 운전자가 직접 조절 레버를 조작하여 조향휠을 축 방향으로 운동시키거나 힌지축을 중심으로 조향휠을 회전시켜야 하는 수동 조작 방식이었으나 이후에는 모터를 이용한 자동 조작 방식이 개발되었다.

종래 기술에 따른 자동차의 전동식 조향 컬럼은, 자동차의 조향휠에 연결되는 조향축, 조향축을 둘러싸는 컬럼 하우징, 컬럼 하우징에 축방향으로 슬라이딩 가능하게 삽입되는 슬라이딩 하우징, 슬라이딩 하우징의 후단에 형성되는 너트 고정부, 너트 고정부의 외주측에 결합되되 내주면에 암나사가 형성되는 텔레스코프 너트, 컬럼 하우징의 일측에 형성되는 텔레스코프 모터, 텔레스코프 모터에 의해 구동되는 웜축 및 전단에는 웜휠이 형성되어 웜축과 맞물리고 후단에는 수나사가 형성되어 상기 텔레스코프 너트에 삽입되는 텔레스코프 스크류를 포함하여 구성된다.

조향축은 상단이 조향휠에 연결되어 운전자의 조향휠 조작에 따라 회전함으로써 하단의 랙-피니언 기구부를 통해 양쪽 바퀴에 조향력을 전달한다.

또한, 조향축은 서로 슬라이딩 가능하도록 형성된 상부 조향축 및 하부 조향축으로 구성됨으로써 텔레스코프 작동이 가능한 구조이다.

컬럼 하우징은 조향축을 둘러싸도록 형성되며, 상측에 형성된 상부 브라켓 및 하측에 형성된 하부 브라켓을 통해 자동차의 차체에 고정됨으로써 조향축을 지지한다. 슬라이딩 하우징은 조향축을 둘러싸면서 컬럼 하우징의 상단에 슬라이딩 가능하도록 삽입된다. 슬라이딩 하우징은 원통 형상으로 이루어지며 후단에는 너트 고정부가 결합된다.

텔레스코프 너트는 텔레스코프 스크류의 회전에 따라 축 방향으로 전진 또는 후진함으로써 텔레스코프 작동이 되도록 하는 장치로서 너트 고정부의 외주측에 압입되되 컬럼 하우징의 축 방향으로 연장 형성된다.

상술한 바와 같이 일반적인 전동식 컬럼의 개략적인 구조를 설명하였다. 최근 자율주행의 차량 개발의 급격한 발전에 따라 자율주행 모드에서 운전자의 공간 확보가 화두로 떠오르고 있다.

KR 10-2018-0112231호 KR 10-0992713호 KR 10-1208890호 KR 10-1305837호

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 자율 주행 기술 발달의 요구에 따라 운전자의 공간 확보에 따른 텔레량 확보와 함께 구조적 강성을 확보할 수 있는 레일 방식의 텔레스코픽 구동 구조를 가지는 레일 스토어블 전동 컬럼 구조를 제공하고자 하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차량의 스티어링휠 텔레량을 제어하기 위한 컬럼의 구조를 구성하는 전동 컬럼에 있어서, 차체에 고정되는 레일 베이스, 상기 레일 베이스의 일측면에 결합되어 슬라이딩 구동에 따른 스티어링휠의 텔레량을 제어하는 컬럼 어셈블리를 포함하여 구성되고, 상기 레일 베이스의 양단으로 볼베어링 레일이 각각 구성되고, 상기 컬럼 어셈블리 양측으로 구성되는 구동 볼베어링이 상기 볼베어링 레일에 지지되어 구동되면서 컬럼의 텔레량을 제어하며, 운전자의 조작에 따라 컬럼의 텔레인/텔레아웃을 제어하기 위해 상기 컬럼 어셈블리를 레일 베이스에 따라 구동하기 위한 구동력을 제공하는 구동수단 및 상기 컬럼 어셈블리 양측에 구성되어 상기 볼베어링 레일을 지지하면서 슬라이딩되는 슬라이드 지지부를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 레일 베이스는, 중앙으로 가이드 홈이 형성되고, 상기 컬럼 어셈블리는 본체 상부측이 상기 레일 베이스의 가이드 홈에 결합되어 슬라이딩 지지되는 센터 가이드;를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 구동수단은, 구동력을 발생시키는 구동모터, 상기 구동모터에 결합되는 웜휠; 및 상기 웜휠과 치합되어 상기 컬럼 어셈블리는 상기 레일 베이스로부터 슬라이딩 구동시키기 위한 스크류;를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 슬라이드 지지부는, 상기 볼베어링 레일과 마찰 지지되는 제 1지지부와, 상기 제 1지지부를 지지하며 하부측을 지지하기 위하여 상기 컬럼 어셈블리와 고정되는 제 2지지부를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 구동 볼베어링은, 복수의 볼베어링으로 구성되고, 상기 복수의 구동 볼베어링은 상기 볼베어링 레일의 두 접점에 지지되도록 각각 두 개의 베어링이 한 쌍으로 구성된다.

또한, 상기 컬럼 어셈블리는, 상기 레일 베이스와 결합 지지되는 수평 가이드를 포함하여 구성되고, 상기 가이드는 상기 레일 베이스에 구성되는 베이스 지지부에 가이드 되어 수평 방향에 대해 지지력을 가진다.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명은 레일 방식의 구동 메커니즘과 체결 구조를 가지기 때문에 강성에 매우 우수한 이점이 있으며, 조립 구조를 간소화시키고 이에 따른 생산성을 높일 수 있는 전동 컬럼을 제공할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 레일 스토어블 전동 컬럼의 개략적인 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 레일 스토어블 전동 컬럼에서 구동수단의 상세도,
도 3은 본 발명에 따른 레일 스토어블 전동 컬럼의 구동수단에서 스크류를 나타낸 상세도,
도 4는 본 발명에 따른 레일 스토어블 전동 컬럼에서 구동 볼베어링과 가이드를 나타낸 상세도,
도 5는 본 발명에 따른 레일 스토어블 전동 컬럼의 지지부를 나타낸 상세도,
도 6은 본 발명에 따른 레일 스토어블 전동 컬럼의 가이드를 나타낸 사시도,
도 7은 본 발명에 따른 레일 스토어블 전동 컬럼의 수평지지 구조를 나타낸 단면도,
도 8은 본 발명에 따른 레일 스토어블 전동 컬럼의 텔레아웃/텔레인 상태를 나타낸 사시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 레일 스토어블 전동 컬럼을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 레일 스토어블 전동 컬럼은, 차량의 스티어링휠 텔레량을 제어하기 위한 컬럼의 구조를 구성하는 전동 컬럼에 있어서, 차체에 고정되는 레일 베이스, 상기 레일 베이스의 일측면에 결합되어 슬라이딩 구동에 따른 스티어링휠의 텔레량을 제어하는 컬럼 어셈블리를 포함하여 구성되고, 상기 레일 베이스의 양단으로 볼베어링 레일이 각각 구성되고, 상기 컬럼 어셈블리 양측으로 구성되는 구동 볼베어링이 상기 볼베어링 레일에 지지되어 구동되면서 컬럼의 텔레량을 제어하며, 운전자의 조작에 따라 컬럼의 텔레인/텔레아웃을 제어하기 위해 상기 컬럼 어셈블리를 레일 베이스에 따라 구동하기 위한 구동력을 제공하는 구동수단 및 상기 컬럼 어셈블리 양측에 구성되어 상기 볼베어링 레일을 지지하면서 슬라이딩되는 슬라이드 지지부를 포함하여 구성된다.

본 발명에 따른 레일 스토어블 전동 컬럼은, 플레이트 구조의 레일 베이스(100)와 상기 레일 베이스에 결합되어 슬라이딩 구동을 통한 텔레아웃/텔레인 스티어링휠의 텔레량을 구동하는 컬럼 어셈블리(200)로 구성되어 슬라이딩 구동에 따른 볼베어링 결합 방식을 채택하여 조립 강성을 향상시키고 안정적인 텔레량을 제어할 수 있는 레일 스토어블 전동 컬럼 구조를 제안하는 것에 특징이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 레일 스토어블 전동 컬럼의 개략적인 사시도이다. 도면에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 전동 컬럼은 차체에 고정되는 레일 베이스(100)와 상기 레일 베이스(100)의 하부측에 결합되되, 슬라이딩 구동 메커니즘을 갖도록 결합되는 컬럼 어셈블리(200)로 구성된다.

상기 레일 베이스(100)는 플레이트 형상의 금속 부재로써 차체에 고정 결합되는 구조이며, 일측면으로는 컬럼 어셈블리(200)가 슬라이딩 가능하게 결합되어 텔레량 구동에 따른 텔레아웃/텔레인 구동을 한다.

도 2는 본 발명에 따른 레일 스토어블 전동 컬럼에서 구동수단의 상세도, 도 3은 본 발명에 따른 레일 스토어블 전동 컬럼의 구동수단에서 스크류를 나타낸 상세도이다.

상기 컬럼 어셈블리(200)의 텔레량 구동을 위하여 구동수단(300)에 의해 슬라이딩 구동력을 전달하기 위하여 구동모터(310)와 웜휠(320) 그리고 스크류(330)를 포함하여 구성된다.

도 3에 도시된 바와 같이 구동모터(310)에 결합된 웜휠(320)은 스크류(330)에 결합되어 구동모터가 회전을 하면 상기 웜휠(320)과 결합된 상기 스크류(330)를 따라 구동력이 발생하게 되고 구동수단이 컬럼 어셈블리(200)와 고정되어 있기 때문에 슬라이딩 구동하면서 레일 베이스(100)를 따라 텔레인/텔레아웃 구동된다. 이것은 텔레량의 제어에 따라서 슬라이딩 범위를 결정하게 된다.

한편, 상기 스크류(330)는 그 끝단이 힌지(340)에 의해 결합되어 있는데, 이것은 컬럼 어셈블리의 슬라이딩 구동에 따른 스크류의 회동 유연성을 확보하기 위하여 스크류 끝단을 힌지 결합시킴으로써 기계적 유연성을 가질 수 있게 한다.

도 4는 본 발명에 따른 레일 스토어블 전동 컬럼에서 구동 볼베어링과 가이드를 나타낸 상세도이다.

앞서 간략히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 레일 결합 구조의 차량용 전동 컬럼은 기존의 다단 결합 구조의 컬럼이 갖는 기계적 강성 저하의 문제점을 극복하고자 레일 구조의 결합 방식을 채택하는 것으로, 상기 레일 베이스(100)의 양단으로 구동 볼베어링(210)이 슬라이딩 구동로를 제공하는 볼베어링 레일(110)이 양측에 각각 마련되고 여기에 상기 구동 볼베어링(210)이 지지하여 구동하는 구조는 가진다.

상기 볼베어링 레일(110)은 레일 베이스(100)의 양단에 볼트 체결로 고정되며, 상기 구동 볼베어링(210)은 컬럼 어셈블리의 본체에 고정된다. 상기 구동 볼베어링(210)은 복수의 베어링이 구성되어 조립 강성과 텔레 구동에 따른 구동 강성을 확보할 수 있으며, 각각의 베어링은 한 쌍의 베어링 구조는 갖는다.

도 5는 본 발명에 따른 레일 스토어블 전동 컬럼의 지지부를 나타낸 상세도이다. 도면에 도시된 바와 같이 한 쌍의 볼베어링은 볼베어링 레일(110)의 두 접점에 지지되는 구조를 갖는 것이 바람직하다. 이를 위하여 상기 볼베어링 레일(110)은 상기 구동 볼베어링과 접하는 면으로 한 쌍의 볼베어링과 각각 접점을 이룰 수 있도록 곡면으로 가공되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서는 컬럼 어셈블리와 레일 베이스의 우수한 조립 강성을 유지하기 위하여 컬럼 어셈블리에 본체에 결합되어 상기 볼베어링 레일(110)의 하부측을 지지하는 제 1지지부(220)와 제 2지지부(230)를 포함하여 구성된다.

상기 제 1지지부(220)는 상기 볼베어링 레일(110)과 접촉하여 지지력을 발생시키는데, 이때 도면에 나타낸 바와 같이 볼베어링 레일과 3개의 접촉점을 갖도록 지지하여 강성을 확보하는 것이다. 또한, 상기 제 1지지부(220)는 폴리아세탈(POM)과 같은 내마모성이 우수한 합성재료로 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제 2지지부(230)는 제 1지지부(220)의 하부를 지지하여 강성을 확보하는데, 바람직하게 제 2지지부는 컬럼 어셈블리에 고정 결합되는 구조를 가지고, 상기 제 1지지부는 볼베어링 레일과 제 2지지부 사이에 위치하여 슬라이딩 구동력을 유지하면서 지지해주는 지지체 역할을 하는 것이다.

따라서, 본 발명은 레일 베이스(100)의 양측으로 마련되는 볼베어링 레일(110)에 컬럼 어셈블리의 복수의 구동 볼베어링(210)이 지지되면서 구동하기 때문에 텔레아웃/텔레인에 따른 구동 강성을 확보하면서 텔레량을 증대시킬 수 있는 구조는 갖는 것이다.

도 6은 본 발명에 따른 레일 스토어블 전동 컬럼의 가이드를 나타낸 사시도이다.

컬럼 어셈블리의 구동 안정성을 위하여 컬럼 어셈블리 본체의 상부측으로는 센터 가이드(240)가 형성되고 상기 가이드는 레일 베이스(100)에 형성된 가이드 홈(미부호)에 결합되는 구조는 갖는다. 이때 바람직하게는 상기 센터 가이드(240)가 이탈되지 않도록 체결부재를 이용하여 체결함으로써 결속력을 유지한 채로 상기 센터 가이드(240)가 상기 레일 베이스(100)를 따라 직진성을 유지하며 구동하게 되는 것이다.

도 7은 본 발명에 따른 레일 스토어블 전동 컬럼의 수평지지 구조를 나타낸 단면도이다. 상기 레일 베이스(100)와 컬럼 어셈블리(200)가 결합되는 면으로는 수평 가이드(120)를 통해 물리적인 가이드를 형성한다. 상기 레일 베이스(100)에 양단으로 마련된 상기 수평 가이드(120)는 컬럼 어셈블리의 본체가 견고하게 밀착 결합됨에 따라서 수평 방향에 대한 지지력을 확보하여 주게 된다.

도 8은 본 발명에 따른 레일 스토어블 전동 컬럼의 텔레아웃/텔레인 상태를 나타낸 사시도이다.

도시된 바와 같이 본 발명은 차량용 전동 컬럼의 텔레량 증대를 만족하면서 조립 구조에 따른 강성을 만족할 수 있도록 레일 베이스(100) 부재와 여기에 결합되는 컬럼 어셈블리(200) 형태로 구성되며, 앞서 설명한 바와 같이 볼베어링 레일과 복수개의 구동 볼베어링의 결합 구조로 텔레량 제어에 따른 구조적 안정성을 확보하면서 텔레량을 대폭 증대시킬 수 있는 기술에 해당한다.

이와 같이 구성되는 본 발명은 레일 방식의 구동 메커니즘과 체결 구조를 가지기 때문에 강성에 매우 우수한 이점이 있으며, 조립 구조를 간소화시키고 이에 따른 생산성을 높일 수 있는 전동 컬럼을 제공할 수 있는 이점이 있다.

이상, 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

100 : 레일 베이스
110 : 볼베어링 레일
120 : 수평 가이드
200 : 컬럼 어셈블리
210 : 구동 볼베어링
220 : 제 1지지부
230 : 제 2지지부
240 : 센터 가이드
300 : 구동수단
310 : 구동모터
320 : 웜휠
330 : 스크류
340 : 스크류 힌지

Claims (6)

1. 차량의 스티어링휠 텔레량을 제어하기 위한 컬럼의 구조를 구성하는 전동 컬럼에 있어서,차체에 고정되는 레일 베이스;
   상기 레일 베이스의 일측면에 결합되어 슬라이딩 구동에 따른 스티어링휠의 텔레량을 제어하는 컬럼 어셈블리;를 포함하여 구성되고,
   상기 레일 베이스의 양단으로 볼베어링 레일이 각각 구성되고, 상기 컬럼 어셈블리 양측으로 구성되는 구동 볼베어링이 상기 볼베어링 레일에 지지되어 구동되면서 컬럼의 텔레량을 제어하며,
   운전자의 조작에 따라 컬럼의 텔레인/텔레아웃을 제어하기 위해 상기 컬럼 어셈블리를 레일 베이스에 따라 구동하기 위한 구동력을 제공하는 구동수단; 및
   상기 컬럼 어셈블리 양측에 구성되어 상기 볼베어링 레일을 지지하면서 슬라이딩되는 슬라이드 지지부;를 포함하여 구성되는 레일 스토어블 전동 컬럼.
2. 제 1항에 있어서, 상기 레일 베이스는,
   중앙으로 가이드 홈이 형성되고, 상기 컬럼 어셈블리는 본체 상부측이 상기 레일 베이스의 가이드 홈에 결합되어 슬라이딩 지지되는 센터 가이드;를 포함하여 구성되는 레일 스토어블 전동 컬럼.
3. 제 1항에 있어서, 상기 구동수단은,
   구동력을 발생시키는 구동모터;
   상기 구동모터에 결합되는 웜휠; 및
   상기 웜휠과 치합되어 상기 컬럼 어셈블리는 상기 레일 베이스로부터 슬라이딩 구동시키기 위한 스크류;를 포함하여 구성되는 레일 스토어블 전동 컬럼.
4. 제 1항에 있어서, 상기 슬라이드 지지부는,
   상기 볼베어링 레일과 마찰 지지되는 제 1지지부와, 상기 제 1지지부를 지지하며 하부측을 지지하기 위하여 상기 컬럼 어셈블리와 고정되는 제 2지지부를 포함하여 구성되는 레일 스토어블 전동 컬럼.
5. 제 1항에 있어서, 상기 구동 볼베어링은,
   복수의 볼베어링으로 구성되고, 상기 복수의 구동 볼베어링은 상기 볼베어링 레일의 두 접점에 지지되도록 각각 두 개의 베어링이 한 쌍으로 구성되는 레일 스토어블 전동 컬럼
6. 제 1항에 있어서, 상기 컬럼 어셈블리는,
   상기 레일 베이스와 결합 지지되는 수평 가이드를 포함하여 구성되고,
   상기 가이드는 상기 레일 베이스에 구성되는 베이스 지지부에 가이드 되어 수평 방향에 대해 지지력을 가지는 레일 스토어블 전동 컬럼.

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