KR20220088483A - 클러치 메커니즘, 조향 시스템 및 자동차 - Google Patents

Abstract

클러치 메커니즘(100), 조향 시스템 및 자동차. 클러치 메커니즘(100)은 활주 블록(14)-활주 블록(14)은 동축으로 배열되고 반경방향으로 이격된 제1 엔드 샤프트(1)와 제2 엔드 샤프트 사이의 반경방향 간격 내에 수용될 수 있고 제1 엔드 샤프트(1)와 제2 엔드 샤프트가 커플링 해제되거나 커플링되도록, 제1 엔드 샤프트(1) 및 제2 엔드 샤프트의 축방향을 따라 병진하도록 구성됨; 및 제1 엔드 샤프트(1) 및 제2 엔드 샤프트의 축방향을 따라 병진하도록 활주 블록(14)을 구동하기 위해 사용되는 구동 컴포넌트를 포함한다.

Description

클러치 메커니즘, 조향 시스템 및 자동차

관련 출원에 대한 교차 참조

본 개시내용은 발명의 명칭을 "클러치 메커니즘, 조향 시스템 및 자동차(CLUTCH MECHANISM, STEERING SYSTEM, AND AUTOMOBILE)"로 하여 2019년 10월 25일자로 출원된 중국 특허 출원 번호 201911023715.8호에 대한 우선권을 주장한다.

본 개시내용은 자동차 분야에 관한 것으로, 구체적으로는, 클러치 메커니즘, 조향 시스템, 및 자동차에 관한 것이다.

과학 및 기술의 진보에 따라, 자동차 게임 엔터테인먼트의 기능들에 대한 사람들의 요구가 점점 더 증가하고 있다. Need For Speed 및 QQ Speed와 같은 레이싱 게임은 사람들이 엄청난 운전 재미를 경험하게 하고, 따라서 수많은 팬을 갖고 있다. 현재, 상기 게임 기능들은 일반적으로 종래의 키보드를 조작하거나 PC 측에서 전용 게임 조향 휠을 조작함으로써 경험된다. 종래의 키보드는 운전 중에 조향 휠을 회전시키는 조작 촉감을 현실적으로 시뮬레이션할 수 없고, 전용 게임 조향 휠은 체적이 크며 사용자가 사용을 위해 구매하기에는 비용면에서 효과적이지 않다. 사용자가 전용 게임 조향 휠을 조작하기 위해 관련 엔터테인먼트 장소에 가는 경우, 제한된 장소로 인해 사용자의 사용 요구들은 항상 모든 장소에서 만족될 수 없다.

자동차의 조향 휠을 사용하여 상기 게임들을 직접 경험하기 위해 자동차 내의 좌석에 착석하는 것이 바람직한 해결책이다. 본 개시내용의 발명자는 실제로, 시장에 현재 존재하는 모든 자동차들의 조향 시스템들, 조향 휠들, 및 조향 장치 엔드 샤프트들이 장시간 동안 맞물린 상태에 있다는 것을 발견하였다. 조향 휠이 4개의 방향, 예를 들어 상향, 하향, 전방 및 후방으로 조정되는 경우에도, 토크를 전달하기 위한 구조(예를 들어, 스플라인)는 결합 해제되지 않는다. 그 결과, 조향 휠을 회전시키는 것은 필연적으로 축방향으로 이동하도록 타이어들을 구동하여, 타이어들과 지면 사이의 반복된 정지 마찰을 초래한다. 결과적으로, 타이어들은 심각하게 마모되고, 소비자들은 이를 수용할 수 없다.

본 개시내용의 목적들 중 하나는 관련 기술 분야에서 상기한 문제점들을 해결하기 위한 클러치 메커니즘을 제공하는 것이다. 클러치 메커니즘은 조향 시스템의 커플링 해제 또는 커플링을 실현할 수 있고, 이에 의해 자동차 게임 시나리오에서의 해결책들의 구현을 용이하게 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 개시내용의 제1 양태는 클러치 메커니즘을 제공한다. 클러치 메커니즘은:

동축으로 배열되고 서로로부터 반경방향으로 이격되는 제1 엔드 샤프트와 제2 엔드 샤프트 사이의 반경방향 간격 내에 수용되고, 상기 제1 엔드 샤프트와 상기 제2 엔드 샤프트 사이의 커플링 해제 또는 커플링을 실현하기 위해 상기 제1 엔드 샤프트 및 상기 제2 엔드 샤프트의 축방향을 따라 병진하도록 구성되는, 활주 가능 블록; 및

상기 제1 엔드 샤프트 및 상기 제2 엔드 샤프트의 축방향을 따라 병진하도록 상기 활주 가능 블록을 구동하게 구성된 구동 컴포넌트를 포함한다.

선택적으로, 제1 엔드 샤프트는 조향 휠 엔드 샤프트이고, 제2 엔드 샤프트는 조향 장치 엔드 샤프트이고, 및/또는 제1 엔드 샤프트와 제2 엔드 샤프트 중 하나는 중공 구조이고, 축방향으로의 제1 엔드 샤프트와 제2 엔드 샤프트 중 다른 하나의 일부는 상기 중공 구조 내로 연장되고; 상기 일부의 외주 표면은 상기 중공 구조의 내주 표면으로부터 반경방향으로 이격되어 활주 가능 블록을 수용한다.

선택적으로, 축방향으로의 제1 엔드 샤프트와 제2 엔드 샤프트 중 상기 다른 하나의 상기 일부는 제1 축방향 섹션과 제2 축방향 섹션을 갖는다. 제1 축방향 섹션의 외주 표면과 중공 구조의 내주 표면 사이의 반경방향 간격은 제2 축방향 섹션의 외주 표면과 중공 구조의 내주 표면 사이의 반경방향 간격보다 작다. 커플링 위치에서, 활주 가능 블록의 외부 측벽이 중공 구조의 내주 표면과 결합되고, 활주 가능 블록의 내부 측벽은 제1 축방향 섹션의 외주 표면과 결합된다.

선택적으로, 활주 가능 블록은 정상적으로는(normally) 중공 구조와 스플라인 연결되고, 커플링 위치에서 제1 축방향 섹션과 스플라인 연결된다.

선택적으로, 활주 가능 블록은 슬리브이다. 슬리브는 제1 엔드 샤프트 및 제2 엔드 샤프트와 동축으로 배열된다.

선택적으로, 구동 컴포넌트는 중공 구조의 외부 측에 위치한다. 구동 컴포넌트를 활주 가능 블록과 연결시키기 위해 중공 구조의 측벽 상에 개구부가 형성된다.

선택적으로, 베어링이 중공 구조의 외부 측 상에 동축으로 배치된다. 활주 가능 블록은 베어링의 내부 림과 고정 연결된다. 베어링의 외부 림이 구동 컴포넌트와 연결된다.

선택적으로, 장착 부재가 활주 가능 블록의 외부 측벽 상에 형성된다. 장착 부재는 구동 컴포넌트와 연결되도록 중공 구조의 측벽 상의 개구부를 통해 중공 구조 외부로 연장된다. 베어링의 내부 림의 2개의 단부 표면에 각각 맞닿는 제한 구조가 장착 부재 상에 배치된다.

선택적으로, 베어링은 베어링 장착 링에 장착된다. 구동 컴포넌트와 연결되도록 구성된 연결 부분이 베어링 장착 링의 외주 표면 상에 형성된다. 베어링의 외부 림의 하부 단부 표면에 맞닿도록 구성되는 반경방향 단차부가 원주 방향을 따라 베어링 장착 링의 내주 표면 상에 형성된다.

선택적으로, 구동 컴포넌트는 전기 구동 컴포넌트이다.

전기 구동 컴포넌트는,

구동력을 제공하도록 구성된, 동력 요소;

동기 회전(synchronous rotation)을 위해 동력 요소의 출력 샤프트와 연결된, 스크류 로드; 및

스크류 로드와 나사식으로 연결되고, 활주 가능 블록과 연결되며, 스크류 로드의 회전을 활주 가능 블록의 축방향 병진으로 변환하도록 구성된 나선형 트랜스미션 메커니즘을 포함한다.

클러치 메커니즘은 클러치 메커니즘 하우징을 포함한다. 중공 구조는 클러치 메커니즘 하우징에 축방향으로 회전 가능하게 장착된다. 구동 컴포넌트는 클러치 메커니즘 하우징의 외부 측에 장착되고 클러치 메커니즘 하우징에 고정된다.

선택적으로, 원주 방향을 따라 서로 이격된 다수의 아치형 플레이트가 중공 구조의 하부 부분 상에 형성된다. 축방향으로의 제1 엔드 샤프트와 제2 엔드 샤프트 중 상기 다른 하나의 상기 일부는 복수의 아치형 플레이트에 의해 형성된 원형 공간 내로 연장된다. 클러치 메커니즘은 베이스를 더 포함한다. 아치형 플레이트들의 구조들에 대응하는 아치형 구멍들이 베이스 상에 형성된다. 복수의 아치형 플레이트의 저단부들은 아치형 구멍들을 통해 베이스에 삽입되고 베이스에 고정된다. 제1 베어링이 베이스와 클러치 메커니즘 하우징 사이의 반경방향 간격 내에 동축으로 장착된다. 제2 베어링이 중공 구조의 상부 부분과 클러치 메커니즘 하우징 사이의 반경방향 간격 내에 동축으로 장착된다.

선택적으로, 반경방향 외측으로 돌출되는 연결 부분들은 클러치 메커니즘 하우징의 2개의 축방향 측면 상의 대향 위치들에 배치되고; 동력 요소의 동력 요소 하우징이 클러치 메커니즘 하우징의 축방향 측면들 중 하나 상의 연결 부분에 고정 장착되고; 스크류 로드는 클러치 메커니즘 하우징의 축방향 측면들 중 다른 하나 상의 연결 부분에 축방향으로 회전 가능하게 장착되고; 및/또는

클러치 메커니즘 하우징을 차량 본체에 고정하도록 구성된 어댑터가 클러치 메커니즘 하우징 상에 추가로 배치된다.

본 개시내용의 제1 양태에서 제공되는 클러치 메커니즘에 기초하여, 본 개시내용의 제2 양태는 조향 시스템을 제공한다. 조향 시스템은 제1 엔드 샤프트, 제2 엔드 샤프트, 및 제1 엔드 샤프트와 제2 엔드 샤프트 사이의 커플링 해제 또는 커플링을 실현하도록 구성된 클러치 메커니즘을 포함한다. 클러치 메커니즘은 본 개시내용의 제1 양태에서의 클러치 메커니즘이다.

선택적으로, 조향 시스템은 토크 피드백 메커니즘을 더 포함한다. 토크 피드백 메커니즘은, 커플링 해제된 상태에서 제1 엔드 샤프트의 비틀림 토크에 따라 제1 엔드 샤프트에 역방향 피드백 토크를 인가하도록 구성되어, 제1 엔드 샤프트와 트랜스미션 방식으로(in a transmission way) 연결된 조향 휠의 조작감을 향상시킨다.

선택적으로, 토크 피드백 메커니즘은:

커플링 해제된 상태에서 제1 엔드 샤프트의 비틀림 토크를 검출하도록 구성된, 토크 검출 요소;

구동력을 제공하도록 구성된, 동력 요소;

상기 제1 엔드 샤프트에 상기 역방향 피드백 토크를 인가하기 위해 상기 구동력을 상기 제1 엔드 샤프트에 전달하도록 구성된, 트랜스미션 메커니즘; 및

토크 검출 요소에 의해 검출된 비틀림 토크에 따라, 구동력을 제공하도록 동력 요소를 제어하게 구성된, 제어기를 포함한다.

선택적으로, 조향 시스템은 리셋 메커니즘을 더 포함한다. 리셋 메커니즘은 커플링 해제의 완료 후에 제1 엔드 샤프트를 리셋되게 구동하도록 구성되어, 클러치 메커니즘이 제1 엔드 샤프트와 제2 엔드 샤프트를 커플링할 수 있다.

선택적으로, 리셋 메커니즘은:

상기 커플링 해제 전 상기 제1 엔드 샤프트의 조향 각도 및 상기 커플링 해제의 완료 후 상기 제1 엔드 샤프트의 조향 각도를 검출하도록 구성된, 각도 검출 요소;

구동력을 제공하도록 구성된, 동력 요소;

상기 제1 엔드 샤프트를 상기 커플링 해제 전의 상기 조향 각도로 리셋되게 구동하기 위해 상기 구동력을 상기 제1 엔드 샤프트에 전달하도록 구성된 트랜스미션 메커니즘; 및

각도 검출 요소에 의해 검출된 조향 각도에 따라, 구동력을 제공하기 위해 동력 요소를 제어하도록 구성된 제어기를 포함한다.

선택적으로, 동력 요소는 모터이다. 트랜스미션 메커니즘은 동기 회전을 위해 모터의 출력 샤프트에 연결된 제1 기어, 및 동기 회전을 위해 제1 엔드 샤프트에 연결된 제2 기어를 포함한다. 제1 기어는 제2 기어와 맞물린다. 제1 기어의 외경은 제2 기어의 외경보다 작다.

선택적으로, 제2 기어는 제1 엔드 샤프트에 동축으로 고정된다. 제2 기어의 2개의 축방향 단부 표면에 각각 맞닿는 유지 구조가 제1 엔드 샤프트의 외부 측벽 상에 배치된다. 돌출부가 제1 엔드 샤프트의 외부 측벽 상에 형성된다. 돌출부에 대응하는 제2 기어의 내부 림의 에지 부분에 노치가 형성된다. 돌출부는 노치 내에 수용된다.

선택적으로, 커플링 해제된 상태에서 제1 엔드 샤프트의 조향 각도의 범위를 제한하도록 구성된 제한 메커니즘이 조향 시스템에 추가로 배치된다.

선택적으로, 제1 엔드 샤프트는 중공 구조이다. 축방향으로의 제2 엔드 샤프트의 일부는 상기 중공 구조 내로 연장된다. 제한 메커니즘은 상기 중공 구조 내에 위치된 제2 엔드 샤프트의 일 단부와 나사식으로 연결되는 제한 너트를 포함하고; 상기 중공 구조의 내주 표면 상의 스플라인과 정합되는 외부 스플라인이 제한 너트의 외주 표면 상에 형성된다. 제한 너트의 2개의 축방향 측면의 변위를 제한하도록 구성된 제한 부분이 상기 중공 구조의 내주 표면 및/또는 제2 엔드 샤프트의 외주 표면 상에 추가로 배치된다.

선택적으로, 제2 엔드 샤프트는 동축으로 배치된 조향 슬리브 및 조향 샤프트를 포함한다. 조향 샤프트는 조향 슬리브 내로 연장되고, 동기 회전을 위해 조향 슬리브와 연결된다. 조향 슬리브는 상기 중공 구조 내에 위치된다. 제한 너트와 나사식으로 연결되도록 구성된 외부 나사부 및 제1 엔드 샤프트를 제2 엔드 샤프트에 커플링하기 위해 활주 가능 블록과 스플라인 연결되도록 구성된 외부 스플라인은 조향 슬리브의 외주 표면 상에 기계가공된다.

선택적으로, 조향 슬리브는 슬리브 베어링을 사용하여 제1 엔드 샤프트 내에 지지된다. 슬리브 베어링의 내부 림의 2개의 단부 표면에 맞닿도록 각각 구성된 제한 구조가 조향 슬리브의 외주 표면 상에 형성된다. 슬리브 베어링의 외부 림이 제1 엔드 샤프트와 고정 연결된다.

선택적으로, 제1 엔드 샤프트는 조향 휠 엔드 샤프트이고, 제2 엔드 샤프트는 조향 장치 엔드 샤프트이다.

본 개시내용의 제2 양태에서 제공되는 조향 시스템에 기초하여, 본 개시내용의 제3 양태는 자동차를 제공한다. 자동차는 본 개시내용의 제2 양태에서의 조향 시스템을 포함한다.

본 개시내용의 기술적 해결책들은 다음의 유익한 효과들을 갖는다.

본 개시내용에 따르면, 제1 엔드 샤프트와 제2 엔드 샤프트는 동축으로 배열되고 서로 반경방향으로 이격되며, 클러치 메커니즘은 활주 가능 블록과 구동 컴포넌트를 포함하고, 활주 가능 블록은 제1 엔드 샤프트와 제2 엔드 샤프트 사이의 반경방향 간격 내에 수용되고 제1 엔드 샤프트와 제2 엔드 샤프트 사이의 커플링 해제 또는 커플링을 실현하기 위해 제1 엔드 샤프트와 제2 엔드 샤프트의 축방향을 따라 이동하도록 구동 컴포넌트에 의해 구동되도록 구성된다. 클러치 메커니즘은 자동차의 조향 시스템에 적용 가능하다. 이 경우, 제1 엔드 샤프트는 조향 휠 엔드 샤프트로서 사용될 수 있고, 제2 엔드 샤프트는 조향 장치 엔드 샤프트로서 사용될 수 있다. 제1 엔드 샤프트와 제2 엔드 샤프트가 커플링될 때, 자동차는 정상 주행 모드에 진입하고, 사용자가 조향 휠을 조작할 때 타이어들이 회전하도록 구동된다. 제1 엔드 샤프트와 제2 엔드 샤프트가 커플링 해제될 때, 자동차는 게임 모드에 진입하고, 사용자가 조향 휠을 조작할 때 타이어들은 회전하도록 구동되지 않는다. 이러한 방식으로, 자동차가 게임 모드에 진입한 후에 타이어들과 지면 사이의 반복된 정지 마찰에 의해 야기되는 타이어 마모가 방지될 수 있고, 이에 의해 자동차 게임 시나리오에서 해결책들의 구현이 용이해진다.

도 1은 종래의 자동차 조향 시스템이다.
도 2는 부분 단면 구조를 갖는 종래의 자동차 조향 시스템의 개략적인 구조도이다.
도 3은 본 개시내용의 실시예에 따른 클러치 메커니즘이 장착된 자동차의 조향 시스템의 개략적인 구조도이다.
도 4는 본 개시내용의 실시예에 따른 클러치 메커니즘, 조향 휠 엔드 샤프트, 및 조향 장치 엔드 샤프트의 분해도이다.
도 5는 본 개시내용의 실시예에 따른 조향 시스템의 종단면도이다.
도 6은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 조향 시스템의 다른 종방향 단면도이다.
도 7은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 자동차의 블록도이다.

1-조향 휠 엔드 샤프트; 2-제2 기어; 3-제한 링; 4-제2 베어링; 5-제2 제한 링; 6-제한 너트; 7-샤프트 핀; 11-제한 링; 12-베어링; 13-베어링 장착 링; 14-활주 가능 블록; 21-제1 기어; 22-중간 어댑터 브래킷; 23-모터; 31-모터; 32-중간 어댑터 브래킷; 33-스크류 로드; 34-나선형 트랜스미션 메커니즘; 41-클러치 메커니즘 하우징; 42-어댑터; 43-베어링; 51-제한 링; 52-슬리브 베어링; 53-조향 슬리브; 54-제1 축방향 섹션; 55-제2 축방향 섹션; 61-베이스; 62-제1 베어링; 63-제1 제한 링; 70-조향 샤프트; 100-클러치 메커니즘; 200-조향 칼럼 장착 하우징.

본 개시내용의 특정 구현예들이 첨부 도면들을 참조하여 하기에 상세히 설명된다. 본 명세서에 설명된 특정 구현예들은 단지 본 개시내용을 기술하고 설명하기 위해 사용되고, 본 개시내용을 제한하기 위해 사용되지 않는다는 것을 이해해야 한다.

본 개시내용에서, 달리 언급되지 않는다면, "위", "아래", "좌측", 및 "우측"과 같은 방향 용어들은 일반적으로 도면들을 참조하여 위, 아래, 좌측, 및 우측이다. "내측/내부 측" 및 "외측/외부 측"은 컴포넌트의 윤곽에 대한 내측 및 외측을 의미한다.

자동차 조향 시스템이 조향 휠과 바퀴들 사이의 구동 연결을 달성하도록 구성된다. 사용자가 조향 휠을 회전시킬 때, 자동차 조향 시스템을 사용하여 타이어들이 편향 구동될 수 있고, 이에 의해 자동차의 주행 방향을 제어한다.

도 1 내지 도 2는 관련 기술 분야의 자동차 조향 시스템의 개략적인 구조도이다. 자동차 조향 시스템은 조향 휠 엔드 샤프트(A) 및 조향 장치 엔드 샤프트(B)를 포함한다. 조향 휠 엔드 샤프트(A)는 트랜스미션 방식으로 조향 휠과 연결된 회전 샤프트이다. 조향 장치 엔드 샤프트(B)는 트랜스미션 방식으로 휠과 연결된 회전 샤프트이다. 조향 휠 엔드 샤프트(A)는 조향 장치 엔드 샤프트(B)와 고정 연결되고, 커플링 해제될 수 없다. 게임 모드에서, 사용자가 조향 휠을 회전시킬 때, 바퀴들은 편향하도록 구동되어, 타이어들의 심각한 마모를 초래한다.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 이러한 기술적 문제를 해결하기 위해, 본 개시내용의 실시예들의 제1 양태는 클러치 메커니즘(100)을 제공한다. 클러치 메커니즘(100)은 조향 휠 엔드 샤프트(1)와 조향 장치 엔드 샤프트 사이에 장착되고, 조향 휠 엔드 샤프트(1)와 조향 장치 엔드 샤프트 사이의 커플링 해제 또는 커플링을 실현하도록 구성된다. 조향 휠 엔드 샤프트(1)와 조향 장치 엔드 샤프트 사이의 커플링 해제 또는 커플링을 실현하기 위해, 종래의 조향 휠 엔드 샤프트(A) 및 종래의 조향 장치 엔드 샤프트(B)의 구조들은 개선이 필요하다. 본 개시내용의 일 실시예에서, 조향 휠 엔드 샤프트(1)와 조향 장치 엔드 샤프트는 동축으로 배열되고 서로 반경방향으로 이격된다. 클러치 메커니즘(100)은 활주 가능 블록(14) 및 구동 컴포넌트를 포함한다. 활주 가능 블록(14)은 조향 휠 엔드 샤프트(1)와 조향 장치 엔드 샤프트 사이의 반경방향 간격 내에 수용되고, 조향 휠 엔드 샤프트(1)와 조향 장치 엔드 샤프트의 축방향을 따라 이동하도록 구동 컴포넌트에 의해 구동되도록 구성되어, 조향 휠 엔드 샤프트(1)와 조향 장치 엔드 샤프트 사이의 커플링 해제 또는 커플링을 실현한다. 조향 휠 엔드 샤프트(1)와 조향 장치 엔드 샤프트가 커플링될 때, 자동차는 정상 주행 모드에 진입하고, 사용자가 조향 휠을 회전시킬 때 바퀴들은 회전하도록 구동된다. 조향 휠 엔드 샤프트(1)와 조향 장치 엔드 샤프트가 커플링 해제될 때, 자동차는 게임 모드에 진입하고, 사용자가 조향 휠을 회전시킬 때 바퀴들은 회전하도록 구동되지 않는다. 이러한 방식으로, 자동차가 게임 모드에 진입한 후에 타이어들과 지면 사이의 반복된 정지 마찰에 의해 야기되는 타이어 마모가 방지될 수 있고, 이에 의해 자동차 게임 시나리오에서 해결책들의 구현이 용이해진다.

본 개시내용의 이 실시예에서 제공된 클러치 메커니즘은 커플링 해제 또는 커플링이 필요한 다른 경우들에 추가로 적용 가능하고, 자동차의 조향 시스템으로 제한되지 않는다는 것에 유의해야 한다. 즉, 클러치 메커니즘은 커플링 해제 또는 커플링이 필요한 임의의 제1 엔드 샤프트와 제2 엔드 샤프트를 커플링 해제 또는 커플링하도록 구성될 수 있다. 본 개시내용의 다음의 실시예들에서, 클러치 메커니즘 및 조향 시스템의 특정 구조들 및 작동 원리들은 조향 휠 엔드 샤프트인 제1 엔드 샤프트 및 조향 장치 엔드 샤프트인 제2 엔드 샤프트를 예로서 사용하여 설명된다.

구체적으로, 조향 휠 엔드 샤프트(1)와 조향 장치 엔드 샤프트 중 하나는 중공 구조이다. 축방향으로의 조향 휠 엔드 샤프트와 조향 장치 엔드 샤프트 중 다른 하나의 일부는 중공 구조 내로 연장된다. 이러한 축방향으로의 일부의 외주 표면 및 중공 구조의 내주 표면은 활주 가능 블록(14)을 수용하기 위해 서로 반경방향으로 이격된다. 이러한 축방향으로의 조향 휠 엔드 샤프트 및 조향 장치 엔드 샤프트 중 다른 하나의 상기 일부는 제1 축방향 섹션(54)과 제2 축방향 섹션(55)을 갖는다. 제1 축방향 섹션(54)의 외주 표면과 중공 구조의 내주 표면 사이의 반경방향 간격은, 제2 축방향 섹션(55)의 외주 표면과 중공 구조의 내주 표면 사이의 반경방향 간격과 상이하다.

예를 들어, 제1 축방향 섹션(54)의 외주 표면과 중공 구조의 내주 표면 사이의 반경방향 간격은 제2 축방향 섹션(55)의 외주 표면과 중공 구조의 내주 표면 사이의 반경방향 간격보다 작다. 활주 가능 블록(14)이 조향 휠 엔드 샤프트(1) 및 조향 장치 엔드 샤프트의 축방향을 따라 제1 축방향 섹션(54)과 중공 구조 사이의 반경방향 간격으로 이동될 때, 활주 가능 블록(14)의 내부 측벽이 제1 축방향 섹션(54)의 외주 표면과 결합되고, 활주 가능 블록(14)의 외부 측벽이 중공 구조의 내주 표면과 결합된다. 이러한 방식으로, 조향 휠 엔드 샤프트(1)와 조향 장치 엔드 샤프트가 커플링되고, 자동차는 정상 주행 모드에 진입한다. 활주 가능 블록(14)이 조향 휠 엔드 샤프트(1) 및 조향 장치 엔드 샤프트의 축방향을 따라 제2 축방향 섹션(55)과 중공 구조 사이의 반경방향 간격으로 이동될 때, 활주 가능 블록은 제2 축방향 섹션(55) 및 중공 구조 중 단지 하나와 결합되고 제2 축방향 섹션(55) 및 중공 구조 중 다른 하나와 분리된다. 이러한 방식으로, 조향 휠 엔드 샤프트(1)와 조향 장치 엔드 샤프트는 커플링 해제되고, 자동차는 게임 모드에 진입한다.

활주 가능 블록(14)은 많은 방식으로, 예를 들어, 홈과 돌출부 사이의 정합에 의해 또는 스플라인에 의해 중공 구조, 제1 축방향 섹션(54) 또는 제2 축방향 섹션(55)과 결합될 수 있다. 선택적 실시예에서, 활주 가능 블록(14)은 중공 구조, 제1 축방향 섹션(54) 또는 제2 축방향 섹션(55)과 스플라인 연결된다.

구체적으로, 예를 들어, 제1 축방향 섹션(54)의 반경방향 치수는 제2 축방향 섹션(55)의 반경방향 치수보다 크다. 중공 구조와 제1 축방향 섹션(54) 사이의 반경방향 간격은 중공 구조와 제2 축방향 섹션(55) 사이의 반경방향 간격보다 작다. 활주 가능 블록(14)이 제1 축방향 섹션(54)과 중공 구조 사이의 반경방향 간격으로 이동될 때, 활주 가능 블록(14)의 외부 측벽은 중공 구조의 내주 표면과 스플라인 연결되고, 활주 가능 블록(14)의 내부 측벽은 제1 축방향 섹션(54)의 외주 표면과 스플라인 연결된다. 이 경우, 조향 휠 엔드 샤프트(1) 및 조향 장치 엔드 샤프트는 커플링 상태에 있다. 활주 가능 블록(14)이 제2 축방향 섹션(55)과 중공 구조 사이의 반경방향 간격으로 이동될 때, 활주 가능 블록(14)의 내부 측벽은 제2 축방향 섹션(55)의 외주 표면으로부터 이격되고, 활주 가능 블록의 내부 측벽과 제2 축방향 섹션의 외주 표면은 분리된 상태에 있으며, 활주 가능 블록(14)의 외부 측벽은 중공 구조의 내주 표면과 스플라인 연결된다. 이 경우, 조향 휠 엔드 샤프트(1) 및 조향 장치 엔드 샤프트는 커플링 해제된 상태에 있고, 조향 휠의 회전 토크는 조향 장치 엔드 샤프트로 전달되지 않는다. 즉, 활주 가능 블록(14)의 외부 측벽은 통상적으로 스플라인들을 사용함으로써 중공 구조의 내주 표면과 결합되고, 활주 가능 블록(14)의 내부 측벽은 커플링 상태에서만 제1 축방향 섹션(54)의 외주 표면과 스플라인 연결된다.

상기 기능을 구현하기 위해, 스플라인은 활주 가능 블록(14)의 외부 측벽 및 내부 측벽 양자 모두에 형성된다. 스플라인들은 중공 구조의 내주 표면 및 제1 축방향 섹션(54)의 외주 표면 상에 추가로 형성된다. 활주 가능 블록(14)의 내부 측벽은 조향 장치 엔드 샤프트와 대면하는 활주 가능 블록(14)의 일 측의 측벽이고, 활주 가능 블록의 외부 측벽은 중공 구조와 대면하는 활주 가능 블록(14)의 일 측의 측벽인 것에 유의한다.

활주 가능 블록(14)의 구조는 변할 수 있다. 예를 들어, 중공 구조는 중공 실린더이고, 제1 축방향 섹션(54) 및 제2 축방향 섹션(55)은 양자 모두 실린더 축이다. 활주 가능 블록(14)은 슬리브일 수 있다. 슬리브는 조향 휠 엔드 샤프트(1) 및 조향 장치 엔드 샤프트와 동축으로 배열된다. 즉, 슬리브는 제1 축방향 섹션(54) 및 제2 축방향 섹션(55) 외측에서 슬리브 연결된다. 스플라인들은 슬리브의 내주 표면 및 외주 표면 상에 형성된다. 외부 스플라인들이 슬리브의 내주 표면 상의 스플라인들에 대응하는 제1 축방향 섹션(54)의 외주 표면 상에 형성된다. 내부 스플라인들이 슬리브의 외주 표면 상의 스플라인들에 대응하는 중공 실린더의 내주 표면 상에 형성된다. 이러한 방식으로, 축방향 병진 중에, 슬리브는 제1 축방향 섹션(54)과 스플라인 연결되거나 그로부터 분리되어, 조향 휠 엔드 샤프트(1)와 조향 장치 엔드 샤프트 사이의 커플링 또는 커플링 해제를 실현할 수 있다.

구동 컴포넌트는 활주 가능 블록(14)과 연결되고, 활주 가능 블록(14)을 축방향으로 병진하도록 구동하게 구성된다. 선택적으로, 구동 컴포넌트는 중공 구조의 외부 측에 장착된다. 구동 컴포넌트와 활주 가능 블록 사이의 연결을 실현하기 위해, 중공 구조의 외부 측벽 상에 개구부가 형성된다. 개구부를 통해 중공 구조 외부로 돌출하는 장착 부재가 활주 가능 블록(14) 상에 형성된다. 장착 부재는 구동 컴포넌트와 연결되도록 구성된다.

조향 휠 엔드 샤프트(1)와 조향 장치 엔드 샤프트가 커플링될 때, 활주 가능 블록(14)은 조향 휠 엔드 샤프트(1)와 동기하여 회전한다. 예를 들어, 구동 컴포넌트는 예로서 전기 구동 컴포넌트이다. 구동 컴포넌트는 제어기와 전기적으로 연결될 필요가 있다. 구동 컴포넌트가 또한 활주 가능 블록과 함께 회전하는 경우, 구동 컴포넌트와 연결된 전기 배선이 파손되는 것을 방지하기 위해 통상적으로 클럭 스프링이 장착될 필요가 있다. 이 경우, 클러치 메커니즘의 장착 난이도 및 비용이 모두가 증가된다.

클럭 스프링은 회전 커넥터, 에어백 헤어스프링 또는 나선형 하니스인 나선형 케이블로도 지칭된다는 점에 유의한다. 클럭 스프링은 특정 길이를 갖는 하니스로서 구성되며, 권선 배열 내에 존재한다. 조향 휠 엔드 샤프트(1)와의 회전 중에, 하니스는 순응적으로 역방향으로 느슨해지거나 더 긴밀하게 권취될 수 있고, 조향 휠 엔드 샤프트(1)가 완전히 좌측 또는 우측으로 회전될 때 파손되지 않는다. 클럭 스프링은 차량에서 자주 사용되는 하니스이며, 이는 본 명세서에서 상세히 설명되지 않는다.

이러한 기술적 문제를 해결하기 위해, 본 개시내용의 일부 실시예들에서, 베어링(12)은 중공 구조의 외부 측 상에 동축으로 배치된다. 활주 가능 블록(14)은 베어링(12)의 내부 림과 고정 연결된다. 베어링(12)의 외부 림은 구동 컴포넌트와 연결된다. 이러한 방식으로, 구동 컴포넌트는 중공 구조의 축방향을 따라 병진하도록 베어링(12)을 구동하여 중공 구조의 축방향을 따라 병진하도록 활주 가능 블록(14)을 구동할 수 있고, 이에 의해 조향 휠 엔드 샤프트(1)와 조향 장치 엔드 샤프트 사이의 커플링 또는 커플링 해제를 실현한다. 또한, 활주 가능 블록(14)이 중공 구조와 동기하여 회전할 때, 베어링(12)의 내부 림은 활주 가능 블록(14)과 함께 회전하고, 베어링(12)의 외부 림은 영향을 받지 않는다. 구동 컴포넌트가 베어링(12)의 외부 림과 연결되기 때문에, 구동 컴포넌트는 활주 가능 블록(14)의 회전에 의해 영향을 받지 않는다. 즉, 베어링(12)에 의해, 활주 가능 블록(14)의 축방향 회전은 구동 컴포넌트로 전달되지 않는다. 이러한 방식으로, 구동 컴포넌트는 활주 가능 블록(14)에 의해 회전하도록 구동되는 것이 방지될 수 있다. 따라서, 구동 컴포넌트는 자동차 내의 다른 상대적으로 고정된 컴포넌트들에 장착될 수 있고, 구동 컴포넌트와 연결된 클럭 스프링(다르게는 나선형 케이블로도 지칭될 수 있음)은 제공될 필요가 없다. 이러한 방식으로, 클러치 메커니즘(100)의 장착 어려움, 설계 어려움, 및 비용이 감소된다.

활주 가능 블록(14)을 베어링(12)의 내부 림과 고정 연결하기 위해, 장착 부재가 활주 가능 블록(14)의 외부 측벽 상에 형성된다. 장착 부재는 중공 구조의 측벽 상의 개구부를 통해 중공 구조 외부로 연장된다. 베어링(12)의 내부 림의 2개의 단부 표면들에 각각 맞닿는 유지 구조가 장착 부재 상에 배치된다. 구체적으로, 베어링의 내부 림의 하부 단부 표면에 맞닿는 제한 표면이 베어링의 내부 림과 대면하는 장착 부재의 일 측에 형성된다. 또한, 베어링의 내부 림과 대면하는 장착 부재 측에 홈이 추가로 형성된다. 제한 링(11)이 홈에 삽입된다. 제한 링(11)은 베어링(12)의 내부 림의 상부 단부 표면에 맞닿는다. 이러한 방식으로, 베어링(12)의 내부 림은 활주 가능 블록(14)에 고정될 수 있고, 활주 가능 블록(14)에 대한 베어링(12)의 축방향 변위가 방지될 수 있다.

베어링(12)은 구동 컴포넌트와 연결된다. 베어링(12)과 구동 컴포넌트 사이의 연결의 어려움을 감소시키기 위해, 베어링(12)은 베어링 장착 링(13)에 장착되고, 베어링 장착 링(13)을 사용하여 구동 컴포넌트와 연결된다. 구체적으로, 반경방향 외측으로 돌출되는 연결 부분이 베어링 장착 링(13)의 외주 표면 상에 형성된다. 연결 부분에는 관통 구멍이 제공될 수 있다. 연결 부분과 정합되는 결합 부재가 연결 부분에 대응하는 구동 컴포넌트 상에 형성된다. 장착 구멍이 결합 부재 상에 형성된다. 이러한 방식으로, 베어링 및 구동 컴포넌트는 관통 구멍 및 장착 구멍을 통해 연장되는 볼트와 같은 연결 부재를 사용하여 함께 고정된다.

베어링(12)은 간섭 끼워맞춤에 의해 베어링 장착 링(13) 내에 조립될 수 있다. 일부 선택적 실시예에서, 반경방향 단차부가 베어링 장착 링(13)의 내주 표면 상에 형성될 수 있다. 반경방향 단차부는 베어링(12)의 외부 림의 하부 단부 표면에 맞닿는다. 이러한 방식으로, 베어링 장착 링(13) 내의 베어링(12)의 장착 안정성이 향상될 수 있다.

구동 컴포넌트는 수동 구동 컴포넌트일 수 있거나, 전기 구동 컴포넌트일 수 있다. 클러치 메커니즘의 자동화 레벨을 개선하기 위해, 본 개시내용의 일부 실시예들에서, 구동 컴포넌트는 전기 구동 컴포넌트이다. 구체적으로, 전기 구동 컴포넌트는, 구동력을 제공하도록 구성되는 동력 요소; 동기 회전을 위해 동력 요소의 출력 샤프트와 연결되는 스크류 로드(33); 및 스크류 로드(33)와 나사식으로 연결되고, 활주 가능 블록(14)과 연결되며, 스크류 로드(33)의 회전을 활주 가능 블록(14)의 축방향 병진으로 변환하도록 구성되는 나선형 트랜스미션 메커니즘(34)을 포함한다.

더 구체적으로, 동력 요소는 모터(31)일 수 있다. 스크류 로드(33)는 모터(31)의 출력 샤프트와 동축으로 고정될 수 있다. 예를 들어, 장착 홈이 모터의 출력 샤프트에 근접한 스크류 로드(33)의 단부에 형성된다. 모터(31)의 출력 샤프트는 장착 홈에 삽입되고 고정된다. 나선형 트랜스미션 메커니즘(34)은 스크류 너트일 수 있다. 스크류 너트는 스크류 로드(33)에 나사식으로 장착되고, 활주 가능 블록(14)과 고정 연결된다. 선택적으로, 스크류 너트는 베어링 장착 링(13) 상의 연결 부분과 고정 연결될 수 있다.

스크류 로드(33)의 축방향이 조향 휠 엔드 샤프트(1)와 조향 장치 엔드 샤프트의 축방향에 평행하다. 모터(31)는 자동차의 제어기와 연결된다. 자동차의 제어기는 자동차 상의 전기 컴포넌트의 신호를 수신하도록 구성되고, 전기 컴포넌트에 제어 명령을 송신할 수 있어, 전기 컴포넌트로 하여금 대응하는 조치를 수행하게 한다. 구체적으로, 제어기는 커플링 해제 또는 커플링 신호를 수신하고, 커플링 해제 또는 커플링 신호에 따라 모터(31)를 회전하도록 제어할 수 있다. 모터(31)가 회전될 때, 스크류 로드(33)는 모터와 동기하여 회전하고, 스크류 로드(33)의 축방향을 따라 병진하도록 스크류 너트(34)를 구동한다. 스크류 너트(34)가 축방향으로 병진할 때, 활주 가능 블록(14)은 축방향으로 병진하도록 구동되고, 이에 의해 조향 휠 엔드 샤프트(1)와 조향 장치 엔드 샤프트 사이의 커플링 해제 또는 커플링을 실현한다.

구동 컴포넌트를 편리하게 장착하기 위해, 선택적 실시예에서, 클러치 메커니즘은 클러치 메커니즘 하우징(41)을 더 포함한다. 중공 구조는 클러치 메커니즘 하우징(41)에 축방향으로 회전 가능하게 장착된다. 구동 컴포넌트는 클러치 메커니즘 하우징(41)의 외부 측에 장착된다.

구체적으로, 클러치 메커니즘 하우징은 중공 실린더 구조일 수 있다. 반경방향 외측으로 돌출하는 연결 부분들은 클러치 메커니즘 하우징(41)의 2개의 축방향 측면 상에 배치된다. 동력 요소의 동력 요소 하우징이 중공 실린더 구조의 축방향 측면들 중 하나 상의 연결 부분에 고정 장착된다. 스크류 로드(33)는 중공 실린더 구조의 다른 축방향 측면들 중 다른 하나 상의 연결 부분에 축방향으로 회전 가능하게 장착된다.

도 4를 참조하면, 제1 장착 블록은 클러치 메커니즘 하우징의 상단부 상의 외주 에지 부분 상에 배치되고, 제2 장착 블록은 클러치 메커니즘 하우징의 하단부의 외부 측 상에 배치된다. 본 개시내용의 일부 선택적 실시예들에서, 제1 장착 블록과 제2 장착 블록은 상이한 구조들을 가질 수 있고, 수직 방향에서 서로 대향할 수 있다.

제1 장착 블록에는 제1 관통 구멍이 제공된다. 모터(31)와 같은 동력 요소의 동력 요소 하우징은 중간 어댑터 브래킷(32)을 사용하여 제1 장착 블록에 고정된다. 구체적으로, 도 4를 참조하면, 중간 어댑터 브래킷(32)은 실질적으로 직육면체 형상일 수 있다. 비교적 큰 장착 구멍이 두께 방향을 따라 중간 어댑터 브래킷의 중간에 형성된다. 모터(31)의 출력 샤프트가 장착 구멍을 통해 연장되고 스크류 로드(33)의 상단부와 고정 연결된다. 장착 구멍 주위에 다수의 비교적 작은 위치설정 구멍이 추가로 형성된다. 스크류들과 같은 연결 부재들을 모터(31)의 동력 요소 하우징과 나사식으로 연결되도록 위치설정 구멍들을 통해 연장시켜서, 모터(31)의 동력 요소 하우징을 중간 어댑터 브래킷(32)과 고정적으로 연결한다. 제2 관통 구멍이 제1 장착 블록 상의 제1 관통 구멍에 대응하는 중간 어댑터 브래킷(32)의 측벽 상에 형성된다. 중간 어댑터 브래킷(32)은 제1 관통 구멍 및 제2 관통 구멍을 통해 연장하는 볼트와 같은 연결 부재를 사용함으로써 제1 장착 블록과 고정 연결될 수 있다.

관통 구멍이 제2 장착 블록 상에 형성된다. 회전 베어링(43)이 관통 구멍 내에 고정된다. 스크류 로드(33)의 하단부는 회전 베어링(43)에 삽입되고 고정된다. 이러한 방식으로, 모터(31)의 출력 샤프트가 회전할 때, 스크류 로드(33)는 출력 샤프트와 동기하여 회전할 수 있지만, 클러치 메커니즘 하우징(41)을 회전하도록 구동하지 않는다.

특정 구현예에서, 클러치 메커니즘 하우징(41)은 조향 칼럼 장착 하우징(200)과 같은 자동차 내의 다른 고정된 컴포넌트들에 고정된다. 클러치 메커니즘 하우징(41)과 다른 컴포넌트들 사이의 연결을 용이하게 하기 위해, 어댑터(42)가 클러치 메커니즘 하우징 상에 추가로 형성된다. 클러치 메커니즘 하우징(41)은 어댑터(42)를 사용하여 다른 고정된 컴포넌트들과 연결될 수 있다.

자동차가 정상 주행 모드인지 게임 모드인지에 관계없이, 클러치 메커니즘 하우징(41)은 자동차에 대해 고정된다(stationary). 그러나, 조향 휠 엔드 샤프트(1)와 조향 장치 엔드 샤프트는 회전 상태에 있을 수 있다. 따라서, 중공 구조는 클러치 메커니즘 하우징(41)에 축방향으로 회전 가능하게 장착되도록 요구된다. 이러한 기능을 구현하기 위해, 베어링은 클러치 메커니즘 하우징(41) 내로 연장되는 중공 구조의 일부의 상부 및 하부 측 상에 각각 배치되고, 중공 구조는 베어링의 내부 림과 고정 연결되고, 베어링의 외부 림은 클러치 메커니즘 하우징과 고정 연결된다.

특정 실시예에서, 원주 방향을 따라 서로 이격된 다수의 아치형 플레이트가 중공 구조의 하부 부분 상에 형성된다. 축방향으로의 조향 휠 엔드 샤프트와 조향 장치 엔드 샤프트 중 다른 하나의 상기 일부는 복수의 아치형 플레이트에 의해 형성된 원형 공간으로 연장된다.

설명의 편의를 위해, 예를 들어, 중공 구조는 조향 휠 엔드 샤프트(1)이고, 조향 휠 엔드 샤프트 및 조향 장치 엔드 샤프트 중 다른 하나는 조향 장치 엔드 샤프트이다.

구체적으로, 활주 가능 블록(14)은 아치형 플레이트의 내부 측벽과 조향 장치 엔드 샤프트의 외주 표면 사이에 수용된다. 활주 가능 블록(14) 상의 장착 부재는 인접한 2개의 아치형 플레이트 사이의 간격을 통해 중공 구조 외부로 돌출하여, 중공 구조의 외부 측 상의 구동 컴포넌트와 연결된다.

활주 가능 블록과 스플라인 연결되도록 구성된 내부 스플라인들은 아치형 플레이트들의 내부 측벽들 상에 형성된다. 중공 구조 내에 위치된 조향 장치 엔드 샤프트의 일부의 하부 부분의 반경방향 치수가 조향 장치 엔드 샤프트의 일부의 상부 부분의 반경방향 치수보다 크다. 활주 가능 블록과 스플라인 연결되도록 구성된 외부 스플라인들은 하부 부분의 외주 표면 상에 형성된다.

복수의 아치형 플레이트의 저단부들은 베이스(61)에 삽입되어 고정된다. 제1 베어링(62)이 베이스(61)와 클러치 메커니즘 하우징(41) 사이의 반경방향 간격 내에 동축으로 장착된다. 제2 베어링(4)이 클러치 메커니즘 하우징(41)과 중공 구조의 상부 부분 사이의 반경방향 간격 내에 동축으로 장착된다. 구체적으로, 베이스(61)는, 예를 들어 원통형 구조일 수 있다. 아치형 구멍들은 아치형 플레이트들에 대응하는 원통형 구조의 상부 단부 플레이트 상에 형성된다. 아치형 플레이트들은 아치형 구멍들을 통해 베이스(61) 내로 삽입될 수 있다. 관통 구멍들은 아치형 플레이트들의 하단부들 상에 추가로 형성된다. 관통 구멍들에 대응하는 장착 구멍들은 원통형 구조의 측벽 상에 형성된다. 아치형 플레이트들이 원통형 구조 내로 삽입된 후에, 아치형 플레이트들은 원통형 구조의 내부 측벽에 부착될 수 있다. 이 경우, 아치형 플레이트들 상의 관통 구멍들은 원통형 구조의 측벽 상의 장착 구멍들과 연통하게 된다. 그러므로, 아치형 플레이트들은 예를 들어, 스크류들을 사용함으로써 베이스와 고정될 수 있다.

제1 베어링(62)은 베이스(61)의 외주 표면에 장착된다. 구체적으로, 제1 베어링(62)은, 예를 들어, 억지 끼워맞춤에 의해 베이스(61)의 외주 표면 상에 조립될 수 있다. 또한, 제1 베어링(62)의 장착 안정성을 개선하기 위해, 제1 베어링(62)의 내부 림의 2개의 단부 표면들에 각각 맞닿는 제1 제한 구조가 베이스(61)의 외주 표면 상에 형성될 수 있다.

도 5 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 구체적으로는, 제1 제한 구조는 베이스(61)의 외주 표면 상에 형성된 제1 제한 표면을 포함한다. 제1 제한 표면은 제1 베어링(62)의 내부 림의 상부 단부 표면에 맞닿도록 구성된다. 또한, 제1 제한 구조는 베이스(61)의 외부 측벽에 장착된 제1 제한 링(63)을 포함한다. 제1 제한 링(63)은 제1 베어링(62)의 내부 림의 하부 단부 표면에 맞닿는다.

제1 제한 링(63)을 장착하기 위해, 원주 방향을 따라 베이스(61)의 외주 표면 상에 홈이 형성된다. 제1 제한 링(63)은 홈에 장착될 수 있다.

마찬가지로, 중공 구조의 상부 부분에 제2 베어링(4)을 안정적으로 장착하기 위해, 제2 베어링(4)의 내부 림의 2개의 단부 표면에 각각 맞닿는 제2 제한 구조가 중공 구조의 상부 부분의 외주 표면 상에 형성될 수 있다. 구체적으로, 제2 제한 구조는 중공 구조의 외주 표면 상에 형성된 제2 제한 표면을 포함한다. 제2 제한 표면은 제2 베어링(4)의 내부 림의 상부 단부 표면에 맞닿도록 구성된다. 또한, 제2 제한 구조는 중공 구조의 외부 측벽에 장착된 제2 제한 링(5)을 포함한다. 제2 제한 링(5)은 제2 베어링(4)의 내부 림의 하부 단부 표면에 맞닿는다.

제2 제한 링(5)을 장착하기 위해, 홈이 원주 방향을 따라 중공 구조의 외주 표면 상에 형성된다. 제2 제한 링(5)은 홈에 장착될 수 있다.

제1 베어링(62) 및 제2 베어링(4)의 외부 림들은 모두 클러치 메커니즘 하우징(41)과 고정 연결된다.

본 개시내용의 실시예들의 제1 양태에서 제공된 클러치 메커니즘에 기초하여, 본 개시내용의 실시예들의 제2 양태는 조향 시스템을 제공한다. 조향 시스템은 조향 휠 엔드 샤프트(1), 조향 장치 엔드 샤프트, 및 조향 휠 엔드 샤프트(1)와 조향 장치 엔드 샤프트 사이의 커플링 해제 또는 커플링을 실현하도록 구성된 클러치 메커니즘(100)을 포함한다. 클러치 메커니즘(100)은 본 개시내용의 실시예들의 제1 양태에서의 클러치 메커니즘이다.

조향 휠 엔드 샤프트(1)와 조향 장치 엔드 샤프트가 상기 클러치 메커니즘에 의해 커플링 해제된 후, 자동차는 게임 모드에 진입한다. 게임 모드에서는, 사용자가 조향 휠을 조작할 때 저항을 받지 않으며, 이는 조향 휠의 조작감에 영향을 미치고 사용자의 엔터테인먼트 경험을 저하시킨다.

기술적 문제를 해결하기 위해, 본 개시내용의 실시예들은 조향 시스템을 추가로 개선한다. 구체적으로, 조향 시스템은 토크 피드백 메커니즘을 더 포함한다. 토크 피드백 메커니즘은 커플링 해제된 상태에서 조향 휠 엔드 샤프트(1)의 비틀림 토크에 따라 조향 휠 엔드 샤프트(1)에 역방향 피드백 토크를 인가하도록 구성되어, 조향 휠 엔드 샤프트(1)가 회전하는 것을 방지하고, 그에 의해 조향 휠의 조작감을 향상시킨다.

역방향 피드백 토크는 비틀림 토크에 따른 토크 피드백 메커니즘을 이용하여 조향 휠에 인가된다. 이러한 방식으로, 사용자가 조향 휠을 회전하도록 조작할 때, 조향 휠에 특정 저항이 인가되고, 사용자는 조향 휠을 게임 모드에서 회전하도록 조작할 때 실제 도로 상의 운전과 동등한 "무거운(heavy)" 느낌을 받으며, 이에 의해 게임 엔터테인먼트를 위해 자동차를 사용할 때 사용자의 조작 경험을 개선한다.

피드백 토크와 검출된 비틀림 토크 사이의 대응관계는 실험을 사용하여 확립되고 제어기에 미리 저장된다. 제어기는, 검출된 비틀림 토크에 따라, 토크 피드백 메커니즘에 의해 출력된 피드백 토크의 크기를 제어한다. 이러한 방식으로, 최적의 게임 경험이 사용자에게 제공될 수 있다.

토크 피드백 메커니즘의 구조가 달라질 수 있다. 선택적 실시예에서, 토크 피드백 메커니즘은, 커플링 해제된 상태에서 조향 휠 엔드 샤프트(1)의 비틀림 토크를 검출하도록 구성된 토크 검출 요소; 구동력을 제공하도록 구성된 동력 요소; 조향 휠 엔드 샤프트(1)에 구동력을 전달하여 역방향 피드백 토크를 조향 휠 엔드 샤프트(1)에 인가하도록 구성된 트랜스미션 메커니즘; 및 토크 검출 요소에 의해 검출된 비틀림 토크에 따라, 구동력을 제공하도록 동력 요소를 제어하도록 구성된 제어기를 포함한다.

구체적으로, 토크 검출 요소는, 예를 들어, 토크 센서일 수 있다. 동력 요소는 예를 들어 모터(23)일 수 있다. 제어기는, 예를 들어, 단일-칩 마이크로컴퓨터, 프로그램 가능한 로직 제어기 등일 수 있다. 제어기는 검출된 비틀림 토크의 크기에 따라 모터의 입력 전류를 제어함으로써, 모터(23)에 의해 출력된 구동력을 변경할 수 있다.

상기 모터(23)는 모터 모드에서 동작함으로써 조향 휠 엔드 샤프트(1)에 역방향 피드백 토크를 인가한다. 선택적으로, 모터(23)는 대안적으로 조향 휠 엔드 샤프트(1)에 역방향 피드백 토크를 인가하도록 발전기 모드에서 제어될 수 있다. 구체적으로, 사용자가 조향 휠을 회전시킬 때, 조향 휠 엔드 샤프트(1)는 회전하도록 구동되고, 트랜스미션 방식으로 모터(23)의 회전자와 연결된다. 이러한 방식으로, 모터(23)의 회전자가 회전하도록 구동되고, 그에 의해 모터(23)가 발전기 모드가 되게 한다.

구동력은 트랜스미션 메커니즘에 의해 조향 휠 엔드 샤프트(1)에 전달된다. 트랜스미션 메커니즘은 예를 들어 컨베이어 벨트일 수 있다. 예를 들어, 제1 롤러가 모터의 출력 샤프트에 장착될 수 있고, 제2 롤러가 조향 휠 엔드 샤프트(1)에 장착될 수 있다. 제1 롤러 및 제2 롤러는 제1 롤러 및 제2 롤러에 장착된 컨베이어 벨트들에 의해 트랜스미션 방식으로 서로 연결된다.

선택적 실시예에서, 토크 피드백 메커니즘을 편리하게 장착하도록 토크 피드백 메커니즘의 크기를 감소시키기 위해, 트랜스미션 메커니즘은 동기 회전을 위해 모터의 출력 샤프트에 연결된 제1 기어(21) 및 동기 회전을 위해 조향 휠 엔드 샤프트(1)에 연결된 제2 기어(2)를 포함한다. 제1 기어(21)는 제2 기어(2)와 맞물린다. 제1 기어(21)는 모터(23)의 출력 샤프트에 동축으로 고정될 수 있다. 제2 기어(2)는 조향 휠 엔드 샤프트(1)에 동축으로 고정될 수 있다. 모터(23)의 출력 샤프트는 조향 휠 엔드 샤프트(1)에 평행하다. 모터(23)에 의해 출력된 구동력은, 제1 기어(21) 및 제2 기어(2)에 의해 조향 휠 엔드 샤프트(1)에 전달될 수 있고, 이에 의해 조향 휠 엔드 샤프트(1)에 피드백 토크를 가할 수 있다.

선택적으로, 제1 기어(21)의 직경이 제2 기어(2)의 직경보다 작다. 트랜스미션 메커니즘에 의한 트랜스미션에 의해, 속력이 감소될 수 있고 토크가 증가될 수 있다. 즉, 트랜스미션 메커니즘은 회전 속력 출력을 감소시키고 토크 출력을 증가시킨다. 이러한 방식으로, 비교적 작은 모터(23)가 비교적 큰 토크를 피드백하도록 선택될 수 있다. 따라서, 토크 피드백 메커니즘의 점유 공간 및 크기가 감소될 수 있다.

선택적 실시예에서, 제2 기어(2)는 다음의 방식으로 조향 휠 엔드 샤프트(1)에 동축으로 고정된다. 구체적으로, 제2 기어(2)는 환형 링 기어이다. 환형 링 기어는 조향 휠 엔드 샤프트(1)의 외부에 슬리브 연결된다. 제2 기어(2)의 2개의 축방향 단부 표면에 각각 맞닿을 수 있는 유지 구조는 조향 휠 엔드 샤프트(1)의 외부 측벽에 배치된다.

도 5 내지 도 6을 참조하면, 더 구체적으로, 유지 구조는 조향 휠 엔드 샤프트(1)의 외주 표면 상에 형성된 유지 표면을 포함한다. 유지 표면은 제2 기어(2)의 상부 단부 표면에 맞닿아서, 조향 휠 엔드 샤프트(1)에 대한 제2 기어(2)의 축방향 상향 변위를 방지한다. 또한, 유지 구조는 조향 휠 엔드 샤프트(1)의 외부 측벽에 동축으로 장착된 유지 링(3)을 더 포함한다. 유지 링(3)은 제2 기어(2)의 하부 단부 표면에 맞닿아, 조향 휠 엔드 샤프트(1)에 대한 제2 기어(2)의 축방향 하향 변위를 방지한다. 유지 링(3)을 장착하기 위해, 원주 방향을 따라 조향 휠 엔드 샤프트(1)의 외부 측벽 상에 홈이 형성된다. 유지 링(3)은 홈 내에 삽입되고 긴밀하게 고정된다.

전술한 바와 같이, 제2 기어(2)는 동기 회전을 위해 조향 휠 엔드 샤프트(1)와 연결된다. 이러한 기능을 달성하기 위해서, 조향 휠 엔드 샤프트(1)의 외부 측벽에는 돌출부가 형성되고, 이 돌출부에 대응하는 제2 기어(2)의 내부 림의 에지 부분에는 노치가 형성된다. 돌출부는 노치 내에 수용된다. 이러한 방식으로, 제2 기어(2)는 조향 휠 엔드 샤프트(1)에 대하여 원주 방향으로 변위하는 것이 방지될 수 있다.

자동차 게임 모드의 완료 후에, 자동차를 정상 주행 모드에 진입시키기 위해, 조향 휠 엔드 샤프트(1)와 조향 장치 엔드 샤프트가 커플링될 필요가 있다. 클러치 메커니즘의 사용에 의한 조향 휠 엔드 샤프트(1)와 조향 장치 엔드 샤프트 사이의 커플링 중, 조향 휠 엔드 샤프트(1)와 조향 장치 엔드 샤프트는 서로 정렬될 필요가 있다. 예를 들어, 클러치 메커니즘은 조향 휠 엔드 샤프트(1) 및 조향 장치 엔드 샤프트와 스플라인 연결된다. 슬리브(14)의 내부 스플라인의 돌출 부분이 조향 장치 엔드 샤프트의 외부 스플라인의 리세스된 부분과 대향할 때, 슬리브(14)의 이동은 조향 휠 엔드 샤프트(1)와 조향 장치 엔드 샤프트 사이의 커플링을 실현할 수 있다. 그렇지 않으면, 슬리브(14)는 조향 휠 엔드 샤프트(1)와 조향 장치 엔드 샤프트 사이의 커플링을 실현할 수 없다.

그러나, 조향 휠 엔드 샤프트(1)와 조향 장치 엔드 샤프트가 커플링 해제된 후에, 사용자는 게임 중 회전하도록 조향 휠을 조작하기 때문에, 게임의 완료 후에, 조향 휠은 더 이상 커플링 해제 전의 조향 각도에 위치되지 않을 수 있다. 조향 휠의 편향은 조향 휠 엔드 샤프트(1)가 편향되게 한다. 조향 휠 엔드 샤프트(1)와 조향 장치 엔드 샤프트가 더 이상 서로 정렬되지 않을 때, 조향 휠 엔드 샤프트(1)와 조향 장치 엔드 샤프트는 게임 후에 재커플링을 실현할 수 없으며, 이는 자동차의 정상적인 사용에 영향을 미친다.

이러한 기술적 문제를 해결하기 위해, 본 개시내용의 일부 실시예들에서, 조향 시스템은 리셋 메커니즘을 더 포함한다. 리셋 메커니즘은 게임 모드의 완료 후에 조향 휠 엔드 샤프트(1)를 리셋되게 구동하도록 구성되어, 클러치 메커니즘이 조향 휠 엔드 샤프트(1)와 조향 장치 엔드 샤프트 사이의 커플링을 실현할 수 있게 한다. 조향 휠 엔드 샤프트(1)의 리셋은, 조향 휠 엔드 샤프트(1)가 커플링 해제 전의 조향 각도로 리셋되고 조향 휠 엔드 샤프트의 커플링 해제 전에 조향 휠 엔드 샤프트(1)와 조향 장치 엔드 샤프트(1)는 서로 정렬된다는 것을 의미한다.

구체적으로, 리셋 메커니즘은: 게임 모드의 완료 전 조향 휠 엔드 샤프트(1)의 조향 각도 및 게임 모드의 완료 후 조향 휠 엔드 샤프트(1)의 조향 각도를 검출하도록 구성된 각도 검출 요소; 구동력을 제공하도록 구성된 동력 요소; 조향 휠 엔드 샤프트(1)를 커플링 해제 전의 조향 각도로 리셋되게 구동하기 위해 구동력을 조향 휠 엔드 샤프트(1)로 전달하도록 구성된 트랜스미션 메커니즘; 및 각도 검출 요소에 의해 검출된 조향 각도에 따라, 구동력을 제공하도록 동력 요소를 제어하게 구성된 제어기를 포함한다.

더 구체적으로는, 각도 검출 요소는 각도 센서일 수 있다. 각도 센서는 전술한 토크 센서와 통합될 수 있다. 즉, 조향 휠 엔드 샤프트(1)의 비틀림 토크 및 조향 휠 엔드 샤프트(1)의 조향 각도는 토크-각도 센서를 이용하여 검출될 수 있다. 이러한 방식으로, 토크 피드백 메커니즘의 전체 크기가 감소되고, 이에 의해 시스템의 장착을 용이하게 한다. 토크-각도 센서는 조향 휠 엔드 샤프트(1)에 장착될 수 있거나, 모터(23)에 통합될 수 있다. 조향 휠 엔드 샤프트(1)의 비틀림 토크 및 조향 각도는 모터(23)의 출력 샤프트의 비틀림 토크 및 조향 각도를 검출함으로써 간접적으로 검출된다. 제어기는 게임의 완료 후에 커플링 해제 전의 초기 각도로 조향 휠 엔드 샤프트(1)를 리셋시키기 위해 모터(23)의 출력 회전 속력 및 회전량을 정밀하게 제어한다.

조향 휠 엔드 샤프트(1)를 커플링 해제 전의 초기 각도로 리셋시키는 모터(23)의 대응하는 출력 회전 속력 및 회전량은 각도 검출 요소에 의해 검출된 조향 각도에 따라 획득될 수 있다. 제어기가 대응하는 구동력을 제공하도록 동력 요소를 제어할 때, 구동력은 모터(23)의 출력 회전 속력 및 회전량에 따라 계산된다.

리셋 메커니즘의 하드웨어 구조가, 출력된 구동력들의 크기들이 상이하다는 점을 제외하고는, 전술된 토크 피드백 메커니즘의 하드웨어 구조와 동일할 수 있다. 토크 피드백 메커니즘에 의해 출력되는 구동력은 일반적으로 비교적 작고, 사용자의 조작 경험을 개선하기 위해서만 사용된다. 리셋 메커니즘에 의해 출력되는 구동력은 일반적으로 비교적 크며, 게임 완료 후 조향 휠 엔드 샤프트(1)를 회전 및 리셋되게 구동하기 위한 것이다.

리셋 메커니즘 또는 토크 피드백 메커니즘의 동력 요소는 클러치 메커니즘의 클러치 메커니즘 하우징에 고정될 수 있다.

도 3 내지 도 4를 참조하면, 본 개시내용의 선택적 실시예에서, 리셋 메커니즘 또는 토크 피드백 메커니즘의 동력 요소는 클러치 메커니즘 하우징의 제1 장착 블록에 고정될 수 있다. 구체적으로, 장착 구멍이 리셋 메커니즘 또는 토크 피드백 메커니즘의 동력 요소에 대응하는 제1 장착 블록 상에 형성된다. 일반적으로, 동력 요소는 모터(23)이다. 모터(23)의 동력 요소 하우징은 중간 어댑터 브래킷(22)을 사용하여 제1 장착 블록에 장착된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 중간 어댑터 브래킷(22)은 플레이트 구조 내에 있다. 비교적 큰 관통 구멍이 플레이트 구조 상에 형성된다. 모터(23)의 출력 샤프트는 관통 구멍을 통해 연장된다. 다수의 작은 위치설정 구멍이 관통 구멍 주위에 형성된다. 위치설정 구멍들에 대응하는 모터(23)의 동력 요소 하우징의 단부 부분 상에 다수의 장착 구멍들이 형성된다. 모터(23)의 동력 요소 하우징은 위치설정 구멍들 및 장착 구멍들을 통해 연장되는 스크류들과 같은 연결 부재들을 사용함으로써 중간 어댑터 브래킷(22)에 고정된다. 또한, 다수의 작은 구멍이 제1 장착 블록 상의 장착 구멍에 대응하는 중간 어댑터 브래킷(22) 상에 추가로 형성된다. 중간 어댑터 브래킷(22)은 장착 구멍들 및 작은 구멍들을 통해 연장하는 볼트와 같은 연결 부재를 사용함으로써 제1 장착 블록에 고정된다.

조향 휠 엔드 샤프트(1)와 조향 장치 엔드 샤프트가 클러치 메커니즘(100)을 이용하여 커플링 해제된 후, 조향 휠은 한 방향으로 무한히 회전될 수 없고, 그렇지 않다면 실제 상황에 대응하지 않아서, 좋지 못한 운전 경험을 초래한다. 더 중요하게는, 조향 휠 내의 클럭 스프링이 파손되어, 조향 휠 상의 많은 전자 버튼의 고장을 초래할 수 있다. 그러므로, 커플링 해제 후에는, 통상적으로 제한이 필요하다.

이러한 기능을 실현하기 위해, 본 개시내용의 일부 실시예들에서, 커플링 해제된 상태에서 조향 휠 엔드 샤프트(1)의 조향 각도의 범위를 제한하도록 구성된 제한 메커니즘이 조향 시스템에 추가로 배치된다.

구체적으로, 조향 휠 엔드 샤프트(1)는 중공 구조이다. 축방향으로의 조향 장치 엔드 샤프트의 일부가 중공 구조 내로 연장된다. 제한 메커니즘은 중공 구조에 위치된 조향 장치 엔드 샤프트의 단부(56)와 나사식으로 연결된 제한 너트(6)를 포함한다. 중공 구조의 내주 표면 상의 스플라인과 정합되는 외부 스플라인이 제한 너트(6)의 외주 표면 상에 형성된다. 제한 너트의 2개의 축방향 측면 상의 변위를 제한하도록 구성된 제한 부분이 중공 구조의 내주 표면 및/또는 조향 장치 엔드 샤프트의 외주 표면 상에 배치된다.

더 구체적으로, 예를 들어, 내부 사다리꼴 나사부가 제한 너트(6)의 내주 표면 상에 기계가공되고, 외부 사다리꼴 나사부가 조향 장치 엔드 샤프트의 상부 단부 부분의 외주 표면 상에 기계가공된다. 내부 사다리꼴 나사부는 외부 사다리꼴 나사부와 정합된다. 외부 직사각형 스플라인들이 제한 너트(6)의 외주 표면 상에 기계가공되고, 내부 직사각형 스플라인들이 대응하여 조향 휠 엔드 샤프트(1)의 내주 표면 상에 기계가공된다. 외부 직사각형 스플라인들은 내부 직사각형 스플라인들과 정합된다. 제한 너트(6)의 2개의 축방향 측면 상의 변위를 제한하도록 구성된 제한 부분은 예를 들어 제한 포스트일 수 있다.

조향 휠 엔드 샤프트(1)와 조향 장치 엔드 샤프트가 커플링 해제된 후, 즉, 자동차가 게임 모드에 진입한 후, 조향 휠이 회전하여 조향 휠 엔드 샤프트(1)를 회전하게 구동하도록 회전될 때, 제한 너트(6)는 회전을 선형 이동으로 변환하여 축방향을 따라 위 또는 아래로 병진한다. 조향 휠 엔드 샤프트(1)의 대응하는 구조에 따라 상사점이 결정될 수 있다. 조향 장치 엔드 샤프트의 대응하는 구조에 따라 하사점이 결정될 수 있다. 조향 휠 엔드 샤프트(1) 및 조향 장치 엔드 샤프트가 축방향으로 이동되지 않기 때문에, 상사점 및 하사점의 위치들은 정확하고 신뢰적이다. 내부 사다리꼴 트랜스미션 나사부의 리드들은 조향 휠의 극단적 회전 각도(extreme rotation angle)를 정밀하게 제어하기 위해, 제한 너트(6)의 스트로크에 따라 조정된다. 상사점 및 하사점은 대안적으로 조향 휠 엔드 샤프트(1) 또는 조향 장치 엔드 샤프트 상에 형성될 수 있다는 것이 이해될 수 있다. 대안적으로, 상사점은 조향 장치 엔드 샤프트 상에 형성되고, 하사점은 조향 휠 엔드 샤프트(1) 상에 형성된다. 본 명세서에서 상사점 및 하사점은 상기 제한 포스트들의 위치들이다.

제한 너트(6)의 실제 장착 동안, 일반적으로, 제한 너트(6)는 먼저 조향 휠 엔드 샤프트(1) 내에 위치될 필요가 있고, 그 후 조향 장치 엔드 샤프트는 제한 너트(6)에 삽입되어 그에 나사식으로 연결된다. 제한 너트(6)의 장착 동안 제한 너트(6)의 위치설정을 용이하게 하기 위해, 관통 구멍이 너트(6)의 측벽 상에 형성된다. 장착 중에, 우선 샤프트 핀(7)이 조향 휠 엔드 샤프트(1) 내에 제한 너트(6)를 위치설정하기 위해 관통 구멍을 통해 연장되고, 이후 조향 장치 엔드 샤프트가 제한 너트(6)와 나사식으로 연결되어, 샤프트 핀이 제거된다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 선택적 실시예에서, 조향 장치 엔드 샤프트의 장착 및 제조 어려움을 감소시키기 위해, 조향 장치 엔드 샤프트는 동축으로 배치된 조향 슬리브(53) 및 조향 샤프트(70)를 포함한다. 조향 샤프트(70)는 조향 슬리브(53) 내로 연장되고 조향 슬리브(53)와 스플라인 연결된다. 조향 슬리브(53)는 조향 휠 엔드 샤프트(1)의 내부 측에 위치된다. 활주 가능 블록(14)과 스플라인 연결될 수 있는 외부 스플라인들이 조향 슬리브의 하부 부분의 외주 표면 상에 기계가공된다. 제한 너트와 나사식으로 연결될 수 있는 외부 나사부가 조향 슬리브의 상단부의 외주 표면 상에 기계가공된다. 조향 샤프트와 스플라인 연결된 내부 스플라인들이 조향 슬리브의 내주 표면 상에서 기계가공된다.

또한, 조향 휠 엔드 샤프트(1) 내의 조향 장치 엔드 샤프트의 장착 안정성을 개선하기 위해, 조향 슬리브(53)의 상단부는 슬리브 베어링(52)을 사용하여 조향 휠 엔드 샤프트(1) 내에 지지된다. 구체적으로, 조향 휠 엔드 샤프트(1)의 내주 표면은 슬리브 베어링(52)의 외부 림과 긴밀하게 정합되고, 슬리브 베어링(52)의 내부 림이 조향 슬리브(53)의 외주 표면과 긴밀하게 정합된다. 이러한 방식으로, 조향 장치 엔드 샤프트는 조향 휠 엔드 샤프트(1)에 안정적으로 장착될 수 있다.

선택적으로, 조향 슬리브(53) 상의 슬리브 베어링(52)의 장착 안정성을 개선하기 위해, 슬리브 베어링(52)의 내부 림의 상부 및 하부 단부 표면에 각각 맞닿을 수 있는 제한 구조가 조향 슬리브(53)의 외주 표면 상에 형성된다. 제한 구조는, 조향 슬리브(53)의 외주 표면 상에 형성되고 베어링의 하부 단부 표면에 맞닿을 수 있는 제한 표면 및 조향 슬리브(53)의 외주 표면에 장착된 제한 링(51)을 포함한다. 제한 링(51)은 슬리브 베어링(52)의 상부 단부 표면에 맞닿는다.

제한 링(51)을 장착하기 위해, 제한 링(51)을 장착하도록 구성된 홈이 조향 슬리브(53)의 외주 표면 상에 기계가공될 수 있다.

도 7을 참조하면, 본 개시내용의 실시예들의 제2 양태에서 제공되는 조향 시스템에 기초하여, 본 개시내용의 실시예들의 제3 양태는 자동차를 제공한다. 자동차는 본 개시내용의 실시예들의 제2 양태의 조향 시스템을 포함한다.

본 개시내용의 선택적 구현예들이 첨부 도면들을 참조하여 위에 상세히 설명되지만, 본 개시내용은 이에 제한되지 않는다. 특정 기술적 특징들의 임의의 적절한 조합을 포함하는 다양하고 간단한 수정들이 본 개시내용의 기술적 개념의 범위 내에서 본 개시내용의 기술적 해결책들에 대해 이루어질 수 있다. 불필요한 반복을 피하기 위해, 다양한 잠재적 조합들은 본 개시내용에서 추가로 설명되지 않는다. 그러나, 이러한 간단한 수정들 및 조합들은 또한 본 개시내용에 개시된 내용으로서 간주되어야 하며, 이들 모두는 본 개시내용의 보호 범위 내에 속한다.

Claims (26)

1. 클러치 메커니즘으로서,
   동축으로 배열되고 서로로부터 반경방향으로 이격되는 제1 엔드 샤프트(1)와 제2 엔드 샤프트 사이의 반경방향 간격 내에 수용되고, 상기 제1 엔드 샤프트(1)와 상기 제2 엔드 샤프트 사이의 커플링 해제 또는 커플링을 실현하기 위해 상기 제1 엔드 샤프트(1) 및 상기 제2 엔드 샤프트의 축방향을 따라 병진하도록 구성되는, 활주 가능 블록(14); 및
   상기 제1 엔드 샤프트(1) 및 상기 제2 엔드 샤프트의 상기 축방향을 따라 병진하도록 상기 활주 가능 블록(14)을 구동하게 구성된 구동 컴포넌트를 포함하는, 클러치 메커니즘.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 엔드 샤프트와 상기 제2 엔드 샤프트 중 하나는 중공 구조이고; 상기 축방향으로의 상기 제1 엔드 샤프트와 상기 제2 엔드 샤프트 중 다른 하나의 일부가 상기 중공 구조 내로 연장되고; 상기 일부의 외주 표면이 상기 활주 가능 블록(14)을 수용하기 위해 상기 중공 구조의 내주 표면으로부터 반경방향으로 이격되는, 클러치 메커니즘.
3. 제2항에 있어서, 상기 축방향으로의 상기 제1 엔드 샤프트 및 상기 제2 엔드 샤프트 중 상기 다른 하나의 상기 일부는 제1 축방향 섹션(54) 및 제2 축방향 섹션(55)을 가지며; 상기 제1 축방향 섹션(54)의 외주 표면과 상기 중공 구조의 상기 내주 표면 사이의 반경방향 간격이 상기 제2 축방향 섹션(55)의 외주 표면과 상기 중공 구조의 상기 내주 표면 사이의 반경방향 간격보다 작고; 커플링 위치에서, 상기 활주 가능 블록(14)의 외부 측벽이 상기 중공 구조의 상기 내주 표면과 결합되고, 상기 활주 가능 블록(14)의 내부 측벽이 상기 제1 축방향 섹션(54)의 상기 외주 표면과 결합되는 클러치 메커니즘.
4. 제3항에 있어서, 상기 활주 가능 블록(14)은 상기 중공 구조와 정상적으로는 스플라인 연결되고, 상기 커플링 위치에서 상기 제1 축방향 섹션(54)과 스플라인 연결되는, 클러치 메커니즘.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 활주 가능 블록(14)은 슬리브이고; 상기 슬리브는 상기 제1 엔드 샤프트(1) 및 상기 제2 엔드 샤프트와 동축으로 배열되는, 클러치 메커니즘.
6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동 컴포넌트는 상기 중공 구조의 외부 측 상에 위치되고; 상기 구동 컴포넌트를 상기 활주 가능 블록(14)과 연결되게 하기 위해 상기 중공 구조의 측벽 상에 개구부가 형성되는, 클러치 메커니즘.
7. 제6항에 있어서, 베어링(12)이 상기 중공 구조의 상기 외부 측 상에 동축으로 배치되고, 상기 활주 가능 블록(14)은 상기 베어링(12)의 내부 림과 고정 연결되고, 상기 베어링(12)의 외부 림이 상기 구동 컴포넌트와 연결되는, 클러치 메커니즘.
8. 제7항에 있어서, 상기 활주 가능 블록(14)의 상기 외부 측벽 상에 장착 부재가 형성되고; 상기 장착 부재는 상기 구동 컴포넌트와 연결되도록 상기 중공 구조의 상기 측벽 상의 상기 개구부를 통하여 상기 중공 구조 외부로 연장하고; 상기 베어링(12)의 상기 내부 림의 2개의 단부 표면들에 각각 맞닿는 제한 구조들이 상기 장착 부재 상에 배치되는, 클러치 메커니즘.
9. 제7항에 있어서, 상기 베어링(12)은 베어링 장착 링(13) 내에 장착되고, 상기 구동 컴포넌트와 연결되도록 구성된 연결 부분이 상기 베어링 장착 링(13)의 외주 표면 상에 형성되며, 상기 베어링(12)의 상기 외부 림의 하부 단부 표면에 맞닿도록 구성된 반경방향 단차부가 원주 방향을 따라 상기 베어링 장착 링(13)의 내주 표면 상에 형성되는 클러치 메커니즘.
10. 제2항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동 컴포넌트는 전기 구동 컴포넌트이고;
    상기 전기 구동 컴포넌트는,
    구동력을 제공하도록 구성된, 동력 요소;
    동기 회전을 위해 상기 동력 요소의 출력 샤프트와 연결된 스크류 로드(33); 및
    상기 스크류 로드(33)와 나사식으로 연결되고, 상기 활주 가능 블록(14)과 연결되며, 상기 스크류 로드(33)의 회전을 상기 활주 가능 블록(14)의 축방향 병진으로 변환하도록 구성된 나선형 트랜스미션 메커니즘(34)을 포함하는, 클러치 메커니즘.
11. 제10항에 있어서, 클러치 메커니즘 하우징(41)을 더 포함하고, 상기 중공 구조는 상기 클러치 메커니즘 하우징(41) 내에 축방향으로 회전 가능하게 장착되고; 상기 구동 컴포넌트는 상기 클러치 메커니즘 하우징(41)의 외부 측에 장착되고 상기 클러치 메커니즘 하우징(41)에 고정되는, 클러치 메커니즘.
12. 제11항에 있어서, 원주 방향을 따라 서로 이격된 복수의 아치형 플레이트가 상기 중공 구조의 하부 부분 상에 형성되고, 상기 축방향으로의 상기 제1 엔드 샤프트와 상기 제2 엔드 샤프트 중 상기 다른 하나의 상기 일부는 상기 복수의 아치형 플레이트에 의해 형성된 원형 공간 내로 연장되고; 상기 클러치 메커니즘은 베이스(61)를 더 포함하고; 상기 아치형 플레이트들의 구조들에 대응하는 아치형 구멍들이 상기 베이스(61) 상에 형성되고; 상기 복수의 아치형 플레이트의 저단부들이 상기 아치형 구멍들을 통해 상기 베이스(61) 내로 삽입되고 상기 베이스(61)에 고정되며; 제1 베어링(62)이 상기 베이스(61)와 상기 클러치 메커니즘 하우징(41) 사이의 반경방향 간격 내에 동축으로 장착되고; 제2 베어링(4)이 상기 중공 구조의 상부 부분과 상기 클러치 메커니즘 하우징(41) 사이의 반경방향 간격 내에 동축으로 장착되는, 클러치 메커니즘.
13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 반경방향 외측으로 돌출되는 연결 부분들이 상기 클러치 메커니즘 하우징(41)의 2개의 축방향 측면들 상의 대향 위치들에 배치되고, 상기 동력 요소의 동력 요소 하우징이 상기 클러치 메커니즘 하우징(41)의 상기 축방향 측면들 중 하나 상의 상기 연결 부분에 고정 장착되고, 상기 스크류 로드(33)는 상기 클러치 메커니즘 하우징(41)의 상기 축방향 측면들 중 다른 하나 상의 상기 연결 부분에 축방향으로 회전 가능하게 장착되는, 클러치 메커니즘.
14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 클러치 메커니즘 하우징(41)을 차량 본체에 고정하도록 구성되는 어댑터(42)가 상기 클러치 메커니즘 하우징(41) 상에 추가로 배치되는, 클러치 메커니즘.
15. 조향 시스템으로서, 제1 엔드 샤프트(1), 제2 엔드 샤프트, 및 상기 제1 엔드 샤프트(1)와 상기 제2 엔드 샤프트 사이의 커플링 해제 또는 커플링을 실현하도록 구성된 클러치 메커니즘(100)을 포함하고, 상기 클러치 메커니즘(100)은 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 상기 클러치 메커니즘인, 조향 시스템.
16. 제15항에 있어서, 토크 피드백 메커니즘을 더 포함하고, 상기 토크 피드백 메커니즘은 커플링 해제된 상태에서 상기 제1 엔드 샤프트(1)의 비틀림 토크에 따라 상기 제1 엔드 샤프트(1)에 역방향 피드백 토크를 인가하도록 구성되어, 트랜스미션 방식으로 상기 제1 엔드 샤프트(1)에 연결된 조향 휠의 조작감을 향상시키는, 조향 시스템.
17. 제16항에 있어서, 상기 토크 피드백 메커니즘은
    상기 커플링 해제된 상태에서 상기 제1 엔드 샤프트의 상기 비틀림 토크를 검출하도록 구성된, 토크 검출 요소;
    구동력을 제공하도록 구성된, 동력 요소;
    상기 제1 엔드 샤프트에 상기 역방향 피드백 토크를 인가하기 위해 상기 구동력을 상기 제1 엔드 샤프트에 전달하도록 구성된, 트랜스미션 메커니즘; 및
    상기 토크 검출 요소에 의해 검출된 상기 비틀림 토크에 따라, 상기 구동력을 제공하도록 상기 동력 요소를 제어하게 구성된, 제어기를 포함하는, 조향 시스템.
18. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 리셋 메커니즘을 더 포함하고, 상기 리셋 메커니즘은 상기 커플링 해제의 완료 후에 상기 제1 엔드 샤프트를 리셋되게 구동하도록 구성되어, 상기 클러치 메커니즘이 상기 제1 엔드 샤프트와 상기 제2 엔드 샤프트를 커플링하게 할 수 있는, 조향 시스템.
19. 제18항에 있어서, 상기 리셋 메커니즘은,
    상기 커플링 해제 전의 상기 제1 엔드 샤프트의 조향 각도 및 상기 커플링 해제의 완료 후의 상기 제1 엔드 샤프트의 조향 각도를 검출하도록 구성된, 각도 검출 요소;
    구동력을 제공하도록 구성된, 동력 요소;
    상기 제1 엔드 샤프트를 상기 커플링 해제 전의 상기 조향 각도로 리셋되게 구동하기 위해 상기 구동력을 상기 제1 엔드 샤프트에 전달하도록 구성된 트랜스미션 메커니즘; 및
    상기 각도 검출 요소에 의해 검출된 상기 조향 각도에 따라, 상기 구동력을 제공하기 위해 상기 동력 요소를 제어하게 구성된 제어기를 포함하는, 조향 시스템.
20. 제17항 또는 제19항에 있어서, 상기 동력 요소는 모터(23)이고; 상기 트랜스미션 메커니즘은 동기 회전을 위해 상기 모터(23)의 출력 샤프트에 연결된 제1 기어(21) 및 동기 회전을 위해 상기 제1 엔드 샤프트(1)에 연결된 제2 기어(2)를 포함하고, 상기 제1 기어(21)는 상기 제2 기어(2)와 맞물리고; 상기 제1 기어(21)의 외경은 상기 제2 기어(2)의 외경보다 작은, 조향 시스템.
21. 제20항에 있어서, 상기 제2 기어(2)는 상기 제1 엔드 샤프트(1)에 동축으로 고정되고; 상기 제2 기어(2)의 2개의 축방향 단부 표면들에 각각 맞닿는 유지 구조들이 상기 제1 엔드 샤프트(1)의 외부 측벽 상에 배치되고; 상기 제1 엔드 샤프트(1)의 상기 외부 측벽 상에는 돌출부가 형성되고; 상기 돌출부에 대응하는 상기 제2 기어(2)의 내부 림의 에지 부분 상에는 노치가 형성되고, 상기 돌출부는 상기 노치에 수용되는, 조향 시스템.
22. 제15항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 커플링 해제된 상태에서 상기 제1 엔드 샤프트의 조향 각도의 범위를 제한하도록 구성된 제한 메커니즘이 상기 조향 시스템 내에 추가로 배치되는, 조향 시스템.
23. 제22항에 있어서, 상기 제1 엔드 샤프트(1)는 중공 구조이고; 축방향으로의 상기 제2 엔드 샤프트의 일부가 상기 중공 구조 내로 연장되고; 상기 제한 메커니즘은 상기 중공 구조 내에 위치된 상기 제2 엔드 샤프트의 단부(56)와 나사식으로 연결되는 제한 너트(6)를 포함하고; 상기 중공 구조의 내주 표면 상의 스플라인들과 정합되는 외부 스플라인들이 상기 제한 너트(6)의 외주 표면 상에 형성되고; 상기 제한 너트(6)의 2개의 축방향 측면의 변위들을 제한하도록 구성된 제한 부분이 상기 중공 구조의 상기 내주 표면 및/또는 상기 제2 엔드 샤프트의 외주 표면 상에 추가로 배치되는, 조향 시스템.
24. 제23항에 있어서, 상기 제2 엔드 샤프트는 동축으로 배치된 조향 슬리브(53) 및 조향 샤프트(70)를 포함하고; 상기 조향 샤프트(70)는 상기 조향 슬리브(53) 내로 연장되고 동기 회전을 위해 상기 조향 슬리브(53)와 연결되고; 상기 조향 슬리브(53)는 상기 중공 구조 내에 위치되고; 상기 제한 너트(6)와 나사식으로 연결되도록 구성된 외부 나사부 및 상기 제1 엔드 샤프트를 상기 제2 엔드 샤프트에 커플링하기 위해 상기 활주 가능 블록과 스플라인 연결되도록 구성된 외부 스플라인들이 상기 조향 슬리브(53)의 외주 표면 상에 기계가공되는, 조향 시스템.
25. 제15항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 엔드 샤프트는 조향 휠 엔드 샤프트이고, 상기 제2 엔드 샤프트는 조향 장치 엔드 샤프트인, 조향 시스템.
26. 제15항 내지 제25항 중 어느 한 항에 따른 조향 시스템을 포함하는 자동차.

Images