KR20230015018A - 레일 스토어블 전동 컬럼 - Google Patents
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Abstract
스티어링 컬럼 어셈블리 전체를 축방향으로 이동시켜서, 자율 주행 기술 발달의 요구에 따라 운전자의 공간 확보에 따른 스티어링 컬럼의 텔레량 확보와 함께 구조적 강성을 확보할 수 있는 레일 방식의 텔레스코픽 구동 구조를 가지는 레일 스토어블 전동 컬럼이 제공된다.
이를 위해, 본 발명에 따른 레일 스토어블 전동 컬럼은, 차체에 설치되는 레일 베이스, 상기 레일 베이스에 축방향으로 슬라이드 가능하게 설치되는 스티어링 컬럼 및 상기 스티어링 컬럼을 축방향으로 슬라이드시키는 구동력을 제공하는 구동수단을 포함하고, 상기 레일 베이스의 양측에는 각각 축방향으로 길게 고정 레일이 설치되고, 상기 스티어링 컬럼의 양측에는 각각 상기 고정 레일에 지지되어 상기 구동수단의 구동력에 의해 상기 스티어링 컬럼이 축방향으로 슬라이드될 시 축방향으로 이동되는 이동 레일이 설치되며, 상기 고정 레일 및 상기 이동 레일 사이에는 상기 이동 레일의 상기 고정 레일에 대한 유격을 방지하는 어저스트 블록이 설치된다.
이를 위해, 본 발명에 따른 레일 스토어블 전동 컬럼은, 차체에 설치되는 레일 베이스, 상기 레일 베이스에 축방향으로 슬라이드 가능하게 설치되는 스티어링 컬럼 및 상기 스티어링 컬럼을 축방향으로 슬라이드시키는 구동력을 제공하는 구동수단을 포함하고, 상기 레일 베이스의 양측에는 각각 축방향으로 길게 고정 레일이 설치되고, 상기 스티어링 컬럼의 양측에는 각각 상기 고정 레일에 지지되어 상기 구동수단의 구동력에 의해 상기 스티어링 컬럼이 축방향으로 슬라이드될 시 축방향으로 이동되는 이동 레일이 설치되며, 상기 고정 레일 및 상기 이동 레일 사이에는 상기 이동 레일의 상기 고정 레일에 대한 유격을 방지하는 어저스트 블록이 설치된다.
Description
본 발명은 레일 스토어블 전동 컬럼에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스티어링 컬럼의 텔레량 증대를 확보하면서 구조적 안정성을 가질 수 있는 레일 스토어블 전동 컬럼에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 조향장치는 자동차의 진행 방향을 운전자의 의지대로 변경하기 위한 장치로서, 자동차의 좌우바퀴를 좌측 또는 우측으로 회전시켜서, 운전자가 원하는 방향으로 자동차를 진행시킬 수 있도록 하는 장치이다.
이러한 조향장치에 있어서 운전자가 스티어링 휠을 조작함으로써 발생한 조향력은 스티어링 샤프트를 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 상기 스티어링 휠의 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 상기 스티어링 휠을 축 방향으로 운동시키거나 힌지축을 중심으로 상기 스티어링 휠을 회전시켜야 하는 수동 조작 방식이었으나 이후에는 모터를 이용한 자동 조작 방식이 개발되었다.
대한민국 공개특허공보 제10-2018-0112231호(2018.10.12. 공개일)(이하, '종래 기술'이라 함)에는, 상기 모터를 이용한 자동 조작 방식인'자동차용 전동식 스티어링 컬럼 장치'가 개시되어 있다.
상기 종래 기술은, 중공 파이프 형태의 하우징과, 상기 하우징의 내경부에 삽입되는 텔레스코픽용 파이프와, 상기 텔레스코픽용 파이프에 삽입되는 스티어링 샤프트를 포함하여 구성된다. 상기 스티어링 샤프트에는 스티어링 휠이 연결되고, 상기 텔레스코픽용 파이프는 상기 하우징에 설치된 구동장치에 의해 축방향으로 이동되어서 상기 텔레스코프 기능을 수행하게 된다.
한편, 최근 자율주행의 차량 개발의 급격한 발전에 따라 자율주행 모드에서 운전자의 공간 확보가 화두로 떠오르고 있다. 그런데, 상기 종래 기술은 상기 텔레스코픽용 파이프가 축방향으로 이동되는 것에 의해서만 상기 텔레스코프 기능을 수행하기 때문에, 텔레량이 적어서 상기 운전자의 공간 확보가 어려운 문제점이 있었다.
본 발명이 해결하려는 과제는, 스티어링 컬럼 어셈블리 전체를 축방향으로 이동시켜서, 자율 주행 기술 발달의 요구에 따라 운전자의 공간 확보에 따른 스티어링 컬럼의 텔레량 확보와 함께 구조적 강성을 확보할 수 있는 레일 방식의 텔레스코픽 구동 구조를 가지는 레일 스토어블 전동 컬럼을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 레일 스토어블 전동 컬럼은, 차체에 설치되는 레일 베이스, 상기 레일 베이스에 축방향으로 슬라이드 가능하게 설치되는 스티어링 컬럼 및 기 스티어링 컬럼을 축방향으로 슬라이드시키는 구동력을 제공하는 구동수단을 포함하고, 상기 레일 베이스의 양측에는 각각 축방향으로 길게 고정 레일이 설치되고, 상기 스티어링 컬럼의 양측에는 각각 상기 고정 레일에 지지되어 상기 구동수단의 구동력에 의해 상기 스티어링 컬럼이 축방향으로 슬라이드될 시 축방향으로 이동되는 이동 레일이 설치되며, 상기 고정 레일 및 상기 이동 레일 사이에는 상기 이동 레일의 상기 고정 레일에 대한 유격을 방지하는 어저스트 블록이 설치된다.
여기서, 상기 고정 레일은, 가운데의 선단부가 외측으로 돌출 형성되고, 상기 선단부를 기준으로 상측부를 형성하는 외측 상면이 내측 방향으로 상향 경사진 형태로 구비된 상부 경사면 및 상기 선단부를 기준으로 하측부를 형성하는 외측 하면이 내측 방향으로 하향 경사진 형태로 구비된 하부 경사면을 포함하고, 상기 어저스트 블록은, 상기 이동 레일 중 상기 고정 레일의 상기 선단부, 상기 상부 경사면 및 상기 하부 경사면을 외측에서 감싸는 형태로 마련된 형합홈에 상기 고정 레일 측으로 이동 가능하게 배치될 수 있다.
또한, 상기 이동 레일은 상기 고정 레일의 상기 상부 경사면에 슬라이드 가이드판을 매개로 안착되고, 상기 어저스트 블록은 상기 고정 레일의 상기 하부 경사면에 상기 슬라이드 가이드판을 매개로 밀착되며, 상기 어저스트 블록이 상기 고정 레일 측으로 이동되어 상기 유격을 방지할 수 있다.
또한, 상기 이동 레일에는, 상기 어저스트 블록을 상기 형합홈 내에서 이동시키는 어저스트 볼트가 설치될 수 있다.
또한, 상기 어저스트 볼트는, 상기 이동 레일에 관통되게 형성된 볼트 설치홀에 관통 설치되되, 선단이 상기 어저스트 블록에 코니컬 스프링을 매개로 접촉될 수 있다.
또한, 상기 구동수단은, 상기 스티어링 컬럼에 설치되고, 내부에는 웜기어와 상기 웜기어에 외주면이 치합되는 웜휠기어가 회전가능하게 배치되는 기어박스, 상기 기어박스에 설치되고, 회전축에 상기 웜기어가 결합되는 구동모터, 상기 레일 베이스에 축방향으로 길게 설치되어 상기 웜휠기어 및 상기 기어박스를 관통하고, 상기 웜휠기어의 내주면에 형성된 나사산과 맞물리는 나사산이 외주면에 형성된 스크류 바를 포함하고, 상기 구동모터의 구동 시, 상기 웜휠기어는 회전되면서 상기 기어박스와 함께 상기 스크류 바의 길이를 따라 이동되어, 상기 스티어링 컬럼은 축방향으로 슬라이드될 수 있다.
또한, 상기 구동모터의 회전축과, 상기 스크류 바는, 서로 직교되게 배치될 수 있다.
또한, 상기 기어박스는 상기 레일 베이스의 양측에 각각 설치된 상기 고정 레일 중 어느 하나에 가깝게 배치되고, 상기 구동모터는 상기 레일 베이스의 양측에 각각 설치된 상기 고정 레일 중 다른 하나에 가깝게 배치될 수 있다.
또한, 상기 스크류 바의 일단은 상기 레일 베이스에 힌지 결합될 수 있다.
본 발명에 따른 레일 스토어블 전동 컬럼은, 스티어링 컬럼 어셈블리 전체를 축방향으로 이동시켜서 텔레량을 확보할 수 있고, 레일 방식의 구동 메커니즘과 체결 구조를 가지기 때문에 강성에 매우 우수한 이점이 있으며, 조립 구조를 간소화시키고 이에 따른 생산성을 높일 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 레일 스토어블 전동 컬럼의 텔레 아웃 상태를 나타내는 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 레일 스토어블 전동 컬럼의 텔레 인 상태를 나타내는 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 레일 스토어블 전동 컬럼의 정면도,
도 4는 도 1에서 레일 베이스를 제외하고 나타내는 사시도,
도 5는 도 4에 도시된 구동수단을 나타내는 분해 사시도,
도 6은 도 5에 도시된 기어박스 내부구조를 나타내는 사시도,
도 7은 도 3에 도시된 고정 레일, 이동 레일을 나타낸 분해 사시도,
도 8은 도 3에 도시된 고정 레일, 이동 레일 및 슬라이드 가이드판을 나타내는 종단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 레일 스토어블 전동 컬럼의 텔레 인 상태를 나타내는 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 레일 스토어블 전동 컬럼의 정면도,
도 4는 도 1에서 레일 베이스를 제외하고 나타내는 사시도,
도 5는 도 4에 도시된 구동수단을 나타내는 분해 사시도,
도 6은 도 5에 도시된 기어박스 내부구조를 나타내는 사시도,
도 7은 도 3에 도시된 고정 레일, 이동 레일을 나타낸 분해 사시도,
도 8은 도 3에 도시된 고정 레일, 이동 레일 및 슬라이드 가이드판을 나타내는 종단면도이다.
이하, 본 발명의 실시예에 의한 레일 스토어블 전동 컬럼을 도면들을 참고하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 레일 스토어블 전동 컬럼의 텔레 아웃 상태를 나타내는 사시도, 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 레일 스토어블 전동 컬럼의 텔레 인 상태를 나타내는 사시도이다. 여기서, 텔레 아웃(Tele Out)은 레일 스토어블 전동 컬럼(1) 전체의 축방향의 길이가 길어지는 것을 의미할 수 있고, 텔레 인(Tele In)은 레일 스토어블 전동 컬럼(1) 전체의 축방향의 길이가 짧아지는 것을 의미할 수 있다. 이하 설명에서 텔레(Tele)의 의미는 축방향의 이동을 의미할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 레일 스토어블 전동 컬럼(1)은, 레일 베이스(100) 및 스티어링 컬럼 어셈블리(200)를 포함할 수 있다.
레일 스토어블 전동 컬럼(1)은 스티어링 컬럼 어셈블리(200) 전체를 레일 베이스(100)에 축방향으로 슬라이드시켜서 텔레(Tele)량을 확보할 수 있다.
레일 베이스(100)는 플레이트 형상의 금속 부재로써 차체에 고정 설치될 수 있고, 스티어링 컬럼 어셈블리(200)는 레일 베이스(100)의 하측에 배치될 수 있다. 스티어링 컬럼 어셈블리(200)는 레일 베이스(100)에 축방향으로 슬라이드 가능하게 설치될 수 있다. 전동 컬럼(1)은 스티어링 컬럼 어셈블리(200)가 레일 베이스(100)에 대해 축방향으로 슬라이드되는 것에 의해 텔레 아웃 또는 텔레 인 될 수 있다.
물론, 스티어링 컬럼 어셈블리(200)는 그 자체에 텔레 아웃 및 텔레 인 기능을 수행할 수 있는 구성을 포함할 수 있다. 구체적으로, 스티어링 컬럼 어셈블리(200)는 스티어링 샤프트(210), 스티어링 하우징(220) 및 스티어링 컬럼(230)을 포함할 수 있다.
스티어링 컬럼 어셈블리(200)의 구성에 대해 보다 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
스티어링 샤프트(210)의 일단부에는 운전자가 자동차의 진행방향을 조향하기 위해 손으로 잡는 구성인 스티어링 휠(미도시)이 설치될 수 있다.
스티어링 하우징(220)은 스티어링 샤프트(210)의 타단부가 삽입되는 원통형으로 형성될 수 있다. 스티어링 하우징(220)은 이너 튜브(221)와 아우터 튜브(222)를 포함할 수 있다. 스티어링 샤프트(210)의 타단부는 이너 튜브(221)의 내부로 삽입되어 이너 튜브(221)의 일단부를 통해 이너 튜브(221)의 외부로 돌출 배치될 수 있다. 이너 튜브(221)의 타단부는 아우터 튜브(222)의 내부로 삽입될 수 있고, 아우터 튜브(222)의 일단부를 통해 아우터 튜브(222)의 외부로 돌출 배치될 수 있다.
스티어링 샤프트(210)는 이너 튜브(221)에 축방향으로 이동되지 않게 락킹될 수 있다. 스티어링 샤프트(210)는 볼베어링을 통해 이너 튜브(221)에 원주방향으로 회전 가능하게 결합될 수 있다.
이너 튜브(221)는 아우터 튜브(222)에 축방향 이동되지 않고 원주방향으로도 회전되지 않게 락킹될 수 있다. 자동차의 충돌 사고 시에 스티어링 컬럼 어셈블리(200)에 가해지는 충돌력에 의해 이너 튜브(221)는 아우터 튜브(222)에 대해 락킹이 해제되면서 아우터 튜브(222)의 내부로 삽입되어 운전자의 상해를 방지할 수 있다.
아우터 튜브(222)는 스티어링 컬럼(230)에 축방향으로 슬라이드 가능하게 설치될 수 있다.
스티어링 컬럼(230)은 스티어링 컬럼 어셈블리(200)의 하중을 지지할 수 있다. 즉, 스티어링 컬럼 어셈블리(200)는 스티어링 샤프트(210), 스티어링 하우징(220) 및 스티어링 컬럼(230)을 포함하여 구성되는데, 스티어링 컬럼(230)을 제외한 스티어링 컬럼(230)을 제외한 스티어링 컬럼 어셈블리(200)의 하중을 스티어링 컬럼(230)이 지지할 수 있다.
스티어링 컬럼(230)은 레일 베이스(100)에 축방향으로 슬라이드 가능하게 설치될 수 있다. 레일 베이스(100)에는 양측의 고정 레일(110) 사이에 축방향으로 길게 가이드홀(130)이 형성될 수 있다. 가이드홀(130)은 양측의 고정 레일(110) 사이의 중앙에 형성될 수 있다.
스티어링 컬럼(230)에는 양측의 이동 레일(250) 사이에 가이더(233)가 돌출 형성될 수 있다. 가이더(233)는 스티어링 컬럼(230) 중 레일 베이스(100)를 향하는 면에 돌출 형성될 수 있다. 가이더(233)는 양측의 이동 레일(250) 사이의 중앙에 형성될 수 있다. 가이더(233)는 레일 베이스(100)에 형성된 가이드홀(130)을 관통하여 축방향으로 슬라이드 가능할 수 있다.
가이더(233)의 끝단에는 축방향과 직교되는 방향으로 돌출 배치되어 레일 베이스(100)에 지지되는 볼베어링(235)이 설치될 수 있다.
볼베어링(235)은 내륜 및 외륜 사이에 복수개의 볼이 구비되어, 상기 외륜이 회전이 상기 내륜에 대해 회전 가능한 통상의 볼베어링 구조로 형성될 수 있다. 볼베어링(235)의 내륜은 가이더(233)의 끝단에 볼트를 통해 고정 설치될 수 있고, 볼베어링(235)의 외륜은 레일 베이스(100)의 표면에 접촉 배치되어, 스티어링 컬럼(230)이 구동수단(300)의 구동력에 의해 축방향으로 슬라이드될 시 레일 베이스(100)의 표면에 지지된 채로 회전되면서 축방향으로 이동될 수 있다.
스티어링 컬럼(230)은, 가이더(233)에 의해 축방향과 직교되는 방향인 수평방향으로 하중이 지지될 수 있고, 가이더(233)에 설치된 볼베어링(235)에 의해 축방향과 직교되는 방향인 수직방향으로 하중이 지지될 수 있다.
틸트구동유닛(240)은, 스티어링 컬럼(230)에 고정 설치된 기어박스(241)와, 기어박스(241)에 고정 설치된 모터(242)와, 기어박스(241)에 원주방향으로 회전 가능하게 설치된 스크류 바(243)와, 아우터 튜브(222)에 고정 설치된 너트 설치 브라켓(244)과, 너트 설치 브라켓(244)에 설치된 너트부재(245)를 포함하여 구성된다.
모터(242)의 회전축은 스크류 바(243)과 동일한 방향인 축방향으로 배치될 수 있다. 너트부재(245)는 내주면에 나사산이 형성될 수 있고, 너트부재(245)의 내주면에 형성된 나사산은 스크류 바(243)의 외주면에 형성된 나사산과 맞물릴 수 있다. 기어박스(241)의 내부에는 웜기어 및 웜휠기어가 회전 가능하게 배치될 수 있다. 여기서, 상기 웜기어는 모터(242)의 회전축에 결합될 수 있고, 상기 웜휠기어는 상기 웜기어와 치합될 수 있다. 또한, 상기 웜휠기어의 중심에는 스크류 바(243)이 결합될 수 있다. 따라서, 모터(242)가 구동될 시 스크류 바(243)가 원주방향으로 회전될 수 있고, 이에 따라 너트부재(245)가 스크류 바(243)의 길이방향인 축방향으로 이동되는 것에 의해 스티어링 컬럼 어셈블리(200) 자체는 틸트 기능을 수행할 수 있다.
이하, 구동수단(300)의 구동력에 의한 스티어링 컬럼 어셈블리(200) 전체의 텔레 기능을 위한 구성에 대해 도 3 내지 도 8을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 레일 스토어블 전동 컬럼의 정면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 레일 베이스(100)의 양측에는 각각 축방향으로 길게 고정 레일(110)이 설치될 수 있다. 고정 레일(110)은 레일 베이스(100)에 복수개의 볼트를 통해 체결되어, 레일 베이스(100)의 양측에 각각 축방향으로 길게 고정 배치될 수 있다. 고정 레일(110)은 복수번 절곡된 판형으로 형성될 수 있고, 스티어링 컬럼(230)의 측면을 향하는 면이 개구될 수 있다.
스티어링 컬럼(230)의 양측에는 각각 이동 레일(250)이 설치될 수 있다. 이동 레일(230)은 고정 레일(110)에 지지되어 구동수단(300)의 구동력에 의해 스티어링 컬럼(230)이 축방향으로 슬라이드될 시 축방향으로 이동될 수 있다.
스티어링 컬럼(230)이 구동수단(300)의 구동력에 의해 축방향으로 슬라이드 이동될 시, 이동 레일(250)이 고정 레일(110)을 따라 축방향으로 이동되기 때문에, 전동 컬럼(1)의 텔레 조작 시 소음을 저감시킬 수 있고, 전동 컬럼(1)의 조립 강성을 향상시키고 안정적인 텔레량을 제어할 수 있다.
도 4는 도 1에서 레일 베이스를 제외하고 나타내는 사시도, 도 5는 도 4에 도시된 구동수단을 나타내는 분해 사시도, 도 6은 도 5에 도시된 기어박스 내부구조를 나타내는 사시도이다.
도 1 및 도 2와, 도 4 내지 도 6을 참조하면, 구동수단(300)은 스티어링 컬럼(230)을 축방향으로 슬라이드시키는 구동력을 제공할 수 있다. 즉, 구동수단(300)의 구동력에 의해, 전동 컬럼(1)은 도 1에 도시된 바와 같이 텔레 아웃 상태가 되거나 도 2에 도시된 바와 같이 텔레 인 상태가 될 수 있다.
구동수단(300)은 기어박스(310), 구동모터(320) 및 스크류 바(330)로 구성될 수 있다. 기어박스(310) 및 구동모터(320)는 스티어링 컬럼(230) 중 레일 베이스(100)를 향하는 면에 배치될 수 있다. 기어박스(310)는 스티어링 컬럼(310)에 설치될 수 있고, 구동모터(320)는 기어박스(310)에 설치될 수 있다. 스크류 바(330)는 레일 베이스(100)에 축방향으로 길게 설치될 수 있다. 구동모터(320)의 회전축(321)과 스크류 바(330)는 서로 직교되게 배치될 수 있다. 즉, 구동모터(320)의 회전축(321)은 축방향과 직교되는 방향으로 길게 배치될 수 있다.
기어박스(310)는 스티어링 컬럼(230)에 복수개의 볼트를 통해 체결될 수 있다. 기어박스(310)는 박스 베이스(311) 및 박스 커버(312)를 포함할 수 있다. 박스 베이스(311)는 기어박스(310)의 하부를 형성할 수 있고, 박스 커버(312)는 기어박스(310)의 상부를 형성할 수 있다. 박스 베이스(311)는 복수개의 볼트를 통해 체결될 수 있고, 박스 커버(312)는 박스 베이스(311)에 복수개의 볼트를 통해 체결될 수 있다. 박스 베이스(311) 및 박스 커버(312)는 서로 결합되어 내부에 공간을 형성할 수 있다.
기어박스(310)의 내부에는 웜기어(313) 및 웜휠기어(314)가 회전 가능하게 배치될 수 있다. 웜기어(313) 및 윔휠기어(314)는 서로 치합될 수 있다. 웜휠기어(314)의 외주면은 웜기어(313)이 외주면에 치합될 수 있다.
구동모터(320)는 복수개의 볼트를 통해 기어박스(310)에 체결될 수 있다. 구동모터(320)의 회전축(321)에는 웜기어(313)가 결합될 수 있다. 따라서, 구동모터(320)가 구동되어 구동모터(320)의 회전축(321)이 회전되면, 웜기어(313) 및 웜휠기어(314)가 회전될 수 있다.
스크류 바(330)는 원형 단면을 가지고 축방향으로 곧게 형성된 직선 바로 형성될 수 있다. 스크류 바(330)는 웜휠기어(314) 및 기어박스(310)를 관통할 수 있다. 웜휠기어(314)의 중심과 기어박스(310)의 박스 커버(312) 각각에는 스크류 바(330)가 관통하는 홀이 형성될 수 있다. 스크류 바(330)의 외주면에는 스크류 바(330)는 웜휠기어(314)의 내주면에 형성된 나사산과 맞물리는 나사산이 형성될 수 있다. 따라서, 구동모터(320)의 구동 시, 웜휠기어(314)는 회전되면서 기어박스(310)와 함께 스크류 바(330)의 길이를 따라 이동되기 때문에, 스티어링 컬럼(230)은 축방향으로 슬라이드될 수 있고, 이동 레일(250)은 고정 레일(110)에 지지된 채로 축방향으로 이동될 수 있다.
구동모터(320)의 구동력에 의해 기어박스(310)가 스크류 바(330)의 길이를 따라 이동될 수 있도록, 레일 베이스(100)에는 스크류 바(330)가 설치되는 부분에 기어박스(310)가 이동될 수 있는 공간이 형성되는 것이 바람직하다.
기어박스(310) 및 웜휠기어(314)가 스크류 바(330)의 외주면을 감싼 채로 이동되기 때문에, 스티어링 컬럼(230)은 축방향과 직교되는 모든 방향으로의 흔들림이 발생되지 않는다. 따라서, 양측의 이동 레일(250)이 양측의 고정 레일(110)의 길이를 따라 원활하게 이동되어 소음이 발생되지 않을 수 있다.
기어박스(310)는 레일 베이스(100)의 양측에 각각 설치된 고정 레일(110) 중 어느 하나에 가깝게 배치될 수 있고, 구동모터(320)는 레일 베이스(100)의 양측에 각각 설치된 고정 레일(110) 중 다른 하나에 가깝게 배치될 수 있다.
구체적으로, 기어박스(310)는 양측의 이동 레일(250) 중 어느 하나와 가이더(233)사이에 배치될 수 있고, 구동모터(320)는 양측의 이동 레일(250) 중 다른 하나와 가이더(233) 사이에 배치될 수 있다.
따라서, 기어박스(310)의 하중과 구동모터(320)의 하중이 스티어링 컬럼(230)의 양측에 설치된 이동 레일(250)에 고르게 분산될 수 있고, 양측의 이동 레일(250)이 양측의 고정 레일(110)의 길이를 따라 원활하게 이동되어 소음이 발생되지 않을 수 있다.
스크류 바(330)의 일단은 레일 베이스(100)에 힌지 결합될 수 있다. 구체적으로, 스크류 바(330)의 일단에는 힌지돌기(331)가 양측에 돌출 형성될 수 있고, 각각의 힌지돌기(331)의 외주면에는 부시(332)가 설치될 수 있다. 각각의 부시(332)는 통형으로 형성되어 각각의 힌지돌기(331)는 각각의 부시(332)로 삽입될 수 있다. 각각의 부시(332)는 한 쌍의 부시 브라켓(333)에 회전 가능하게 삽입 배치될 수 있고, 각각의 부시 브라켓(333)은 볼트를 통해 레일 베이스(100)에 고정 설치될 수 있다.
이와 같이, 스크류 바(330)의 일단이 레일 베이스(100)에 힌지 결합되기 때문에, 구동모터(320)의 구동력에 의해, 기어박스(310) 및 웜휠기어(314)가 스크류 바(330)의 길이를 따라 이동될 시, 스크류 바(330)는 각각의 힌지돌기(331)를 회전 중심으로 약간 회전되므로, 기어박스(310) 및 웜휠기어(314)가 원활하게 이동될 수 있으며 소음이 발생되지 않을 수 있다.
여기서, 각각의 부시(332)는 각각의 힌지돌기(331)가 각각의 부시 브라켓(333)에 직접 마찰되는 것을 방지하여, 스크류 바(330)가 각각의 힌지돌기(331)를 회전 중심으로 약간 회전될 때, 스크류 바(330)의 회전을 원활하게 하고 소음을 방지할 수 있다.
도 7은 도 3에 도시된 고정 레일, 이동 레일 및 슬라이드 가이드판을 나타내는 분해 사시도, 도 8은 도 3에 도시된 고정 레일, 이동 레일 및 슬라이드 가이드판을 나타내는 종단면도이다.
도 4, 도 7 및 도 8을 참조하면, 레일 베이스(100)의 양측에는 각각 축방향으로 길게 고정 레일(110)이 설치되고, 스티어링 컬럼(230)의 양측에는 각각 고정 레일(110)에 지지되어 구동수단(300)의 구동력에 의해 스티어링 컬럼(230)이 축방향으로 슬라이드될 시 축방향으로 이동되는 이동 레일(250)이 설치될 수 있다.
여기서, 고정 레일(110) 및 이동 레일(250) 사이에는 어저스트 블록(270)이 구비될 수 있다. 어저스트 블록(270)은, 이동 레일(250)의 고정 레일(110)에 대한 결착력을 조정할 수 있도록 하기 위한 구성일 수 있다. 고정 레일(110)에 대한 이동 레일(250)의 결착력은 후술하는 슬라이드 가이드판(260)의 구성 중 하부 가이드판(262)고정 레일(110)에 대한 유격이 방지되는 것과 동일한 의미를 가진다.
보다 상세하게는, 고정 레일(110)은, 도 7에 참조된 바와 같이, 가운데의 선단부(111)가 외측으로 돌출 형성되고, 선단부(111)를 기준으로 상측부를 형성하는 외측 상면이 내측 방향으로 상향 경사진 형태로 구비된 상부 경사면(112) 및 선단부(111)를 기준으로 하측부를 형성하는 외측 하면이 내측 방향으로 하향 경사진 형태로 구비된 하부 경사면(113)을 포함할 수 있다.
이동 레일(250)에는, 도 7 및 도 8에 참조된 바와 같이, 고정 레일(110)의 선단부(111), 상부 경사면(112) 및 하부 경사면(113)을 외측에서 감싸는 형태의 형합홈(255)이 마련될 수 있다. 이동 레일(250)은, 일단부가 스티어링 컬럼(230) 측에 볼트와 같은 체결부재에 의하여 고정되어 스티어링 컬럼(230)과 함께 축방향으로 슬라이드될 수 있다.
이동 레일(250)과 고정 레일(110)의 하부 경사면(113)과의 사이의 공간인 상술한 형합홈(255)에는, 도 7 및 도 8에 참조된 바와 같이, 상술한 어저스트 블록(270)이 배치될 수 있다.
어저스트 블록(270)은, 이동 레일(250)의 외측 단부에 마련된 볼트 설치단(252)의 볼트 설치홀(251)에 관통 설치된 어저스트 블록(270)의 선단이 접촉되는 어저스트 볼트(290)에 의하여 형합홈(255) 내에서 이동 가능하게 구비될 수 있다.
보다 상세하게는, 도 7을 참조하면, 어저스트 블록(270)은, 고정 레일(110)의 하부 경사면(113)과 평행한 경사면이 형성되어, 고정 레일(110)의 하부 경사면(113)에 지지되는 지지 블록(271)과, 지지 블록(271)에 일체로 형성되고, 이동 레일(250)의 외측 단부에 내부가 비어 있는 형상으로 마련된 볼트 설치단(252)의 내측으로 형합 설치되는 볼트 접촉 블록(272)을 포함할 수 있다.
이때, 어저스트 볼트(290)의 선단은, 어저스트 블록(270)과의 사이에 개재된 코니컬 스프링(280)을 매개로 어저스트 블록(270) 중 볼트 접촉 블록(272)의 외측면을 고정 레일(110) 측으로 탄성 지지할 수 있다.
여기서, 이동 레일(250)이 형성하는 형합홈(255) 중 상측의 경사면(도면부호 미표기)과 고정 레일(110)의 상부 경사면(112) 및 어저스트 블록(270) 중 지지 블록(271)의 경사면과 고정 레일(110)의 하부 경사면(113) 사이에는 각각 슬라이드 가이드판(260)이 구비될 수 있다.
보다 상세하게는, 슬라이드 가이드판(260)은, 이동 레일(250)의 형합홈(255) 중 상측의 경사면에 결합되고, 외부의 노출면이 고정 레일(110)의 상부 경사면(112)에 직접 접촉되도록 안착되는 상부 가이드판(261)과, 이동 레일(250)의 형합홈(255) 중 하측에 형합 설치되는 어저스트 블록(270) 중 지지 블록(271)의 경사면에 결합되고, 외부의 노출면이 고정 레일(110)의 하부 경사면(113)에 밀착되는 하부 가이드판(262)를 포함할 수 있다.
상부 가이드판(261)에는 다수의 상부 고정 돌기(263)가 외측으로 돌출되게 형성되고, 도 7 및 도 8에 참조된 바와 같이, 이동 레일(250)의 형합홈(255) 중 상측의 경사면에 형성되되 외부면과 관통되게 구비된 다수의 고정홀(253)에 다수의 상부 고정 돌기(263)가 삽입 고정될 수 있다.
이때, 미도시 되었으나, 다수의 고정홀(253)을 통해 체결부재가 다수의 상부 고정 돌기(263) 각각에 체결되도록 함으로써 상부 가이드판(261)이 이동 레일(250)에 견고하게 고정될 수 있다. 그러나, 반드시 상부 가이드판(261)의 이동 레일(250)에 대한 결합을 위하여 다수의 체결부재를 이용할 필요는 없고, 다수의 고정홀(253)에 다수의 상부 고정 돌기(263)를 억지 끼움 결합시킬 수 있음음 당연하다.
상부 가이드판(261)은, 스티어링 컬럼 어셈블리(200)의 전체 하중을 고정 레일(110)에 실질적으로 부가하는 매개 구성일 수 있다.
하부 가이드판(262)에는 다수의 하부 고정 돌기(264)가 외측으로 돌출되게 형성되고, 도 7 및 도 8에 참조된 바와 같이, 어저스트 블록(270) 중 지지 블록(271)의 경사면에 홈 형상으로 가공된 다수의 고정홈(274)에 다수의 하부 고정 돌기(264)가 삽입 고정될 수 있다. 이때, 하부 가이드판(262)은, 다수의 고정홈(274)에 다수의 하부 고정 돌기(264)를 억지 끼움 결합 방식으로 결합시킬 수 있다.
하부 가이드판(262)은, 상부 가이드판(261)과 함께 스티어링 컬럼 어셈블리(200)의 전체 하중을 고정 레일(110)에 대하여 분산하는 매개 구성일 수 있다.
이와 같은 슬라이드 가이드판(260)은, 고정 레일(110)의 상부 경사면(112) 및 하부 경사면(113)에 대하여 상시 접촉에 따른 마모가 커질 수 있는 구성인 점에서, 폴리아세탈 레진과 같은 내마모성이 우수한 합성재료로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 이상적으로 슬라이드 가이드판(260)을 이용하여 스티어링 컬럼 어셈블리(200)의 전체 하중을 고정 레일(110)에 대해 분산하기 위한 조건으로는, 하부 가이드판(262)이 고정 레일(110)의 하부 경사면(113)에 대하여 직접 접촉된 상태를 유지하는 것이 바람직하다.
그러나, 상부 가이드판(261) 및 하부 가이드판(262) 중 스티어링 컬럼 어셈블리(200)의 전체 하중을 실질적으로 지지하는 구성은 상부 가이드판(261)인 한편, 상부 가이드판(261)은 하부 가이드판(262)에 비하여 사용 빈도에 따른 마모가 더 쉽게 발생함은 물론, 상부 가이드판(261)에 일정량의 마모가 발생할 경우 하부 가이드판(262)은 고정 레일(110)의 하부 경사면(113)으로부터 유격되어 하중 분산 기능을 할 수 없게 되고, 일단 하부 가이드판(262)에 의한 하중 분산 기능이 사라지면 상부 가이드판(261)의 마모가 더욱 빨라지는 문제점으로 이어진다.
여기서, 본 발명의 실시예에 의한 스토어블 전동 컬럼(1)은, 사용자에 의하여 하부 가이드판(262)과 고정 레일(110)의 하부 경사면(113)에 대한 유격을 방지 조정할 수 있도록, 상술한 어저스트 블록(270) 및 어저스트 볼트(290)를 포함할 수 있다.
미도시 되었으나, 어저스트 볼트(290)의 외주면에는 수나사산이 가공되고, 어저스트 볼트(290)가 결합되는 볼트 설치홀(251)의 내주면에는 어저스트 볼트(290)의 수나사산이 치합되는 암나사산이 가공 형성될 수 있다.
사용자는, 상부 가이드판(261)의 일정 마모에 따라 하부 가이드판(262)이 고정 레일(110)의 하부 경사면(113)과 유격될 가능성이 있는 경우, 어저스트 볼트(290)의 외측 중심부에 형성된 렌치홈(291)에 육각 렌치 또는 사각 렌치와 같은 공구를 이용하여 어저스트 볼트(290)를 회전시키고, 코니컬 스프링(280)을 매개하여 어저스트 블록(270)을 형합홈(255) 내에서 고정 레일(110) 측으로 이동시켜 하부 가이드판(262)의 외부로 노출된 면을 고정 레일(110)의 하부 경사면(113)에 밀착시켜 유격을 해소함으로써, 상부 가이드판(261)과 함께 스티어링 컬럼 어셈블리(200)의 전체 하중을 분산할 수 있다.
여기서, 코니컬 스프링(280)은 항상 소정의 탄성 범위에서 어저스트 블록(270)을 고정 레일(110) 측으로 탄성 지지함으로써, 상부 가이드판(261)의 미세 마모가 발생한 경우에도 일정 마모 범위 내에서는 사용자가 별도의 유격 조정을 할 필요가 없다. 코니컬 스프링(280)의 탄성력이 발휘되지 않을 정도로 상부 가이드판(261)이 마모할 경우, 사용자는 상술한 바와 같은 어저스트 볼트(290)를 이용한 유격 조정을 수행하면 족하다.
상기와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 레일 스토어블 전동 컬럼(1)은, 스티어링 컬럼 어셈블리(200) 전체를 축방향으로 이동시켜서 텔레량을 확보할 수 있고, 레일 방식의 구동 메커니즘과 체결 구조를 가지기 때문에 강성에 매우 우수한 이점이 있으며, 조립 구조를 간소화시키고 이에 따른 생산성을 높일 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1 : 레일 스토어블 전동 컬럼
100 : 레일 베이스
110 : 고정 레일 111 : 제2 곡면부
112 : 제3 경사면부 113 : 제4 경사면부
114 : 제1 그루브 115 : 제2 그루브
130 : 가이드홀 230 : 스티어링 컬럼
233 : 가이더 235 : 볼베어링
250 : 이동 레일 251 : 볼트 설치홀
252 : 볼트 설치단 253 : 다수의 고정홀
255 : 형합홈 260 : 슬라이드 가이드판
261 : 상부 가이드판 262 : 하부 가이드판
263 : 상부 고정 돌기 264: 하부 고정 돌기
270: 어저스트 블록 271: 지지 블록
272: 볼트 접촉 블록 280: 코니컬 스프링
290: 어저스트 볼트 291: 렌치홈
300 : 구동수단 310 : 기어박스
313 : 웜기어 314 : 웜휠기어
320 : 구동모터 321 : 구동모터의 회전축
330 : 스크류 바
110 : 고정 레일 111 : 제2 곡면부
112 : 제3 경사면부 113 : 제4 경사면부
114 : 제1 그루브 115 : 제2 그루브
130 : 가이드홀 230 : 스티어링 컬럼
233 : 가이더 235 : 볼베어링
250 : 이동 레일 251 : 볼트 설치홀
252 : 볼트 설치단 253 : 다수의 고정홀
255 : 형합홈 260 : 슬라이드 가이드판
261 : 상부 가이드판 262 : 하부 가이드판
263 : 상부 고정 돌기 264: 하부 고정 돌기
270: 어저스트 블록 271: 지지 블록
272: 볼트 접촉 블록 280: 코니컬 스프링
290: 어저스트 볼트 291: 렌치홈
300 : 구동수단 310 : 기어박스
313 : 웜기어 314 : 웜휠기어
320 : 구동모터 321 : 구동모터의 회전축
330 : 스크류 바
Claims (9)
- 차체에 설치되는 레일 베이스;
상기 레일 베이스에 축방향으로 슬라이드 가능하게 설치되는 스티어링 컬럼; 및
상기 스티어링 컬럼을 축방향으로 슬라이드시키는 구동력을 제공하는 구동수단;을 포함하고,
상기 레일 베이스의 양측에는 각각 축방향으로 길게 고정 레일이 설치되고,
상기 스티어링 컬럼의 양측에는 각각 상기 고정 레일에 지지되어 상기 구동수단의 구동력에 의해 상기 스티어링 컬럼이 축방향으로 슬라이드될 시 축방향으로 이동되는 이동 레일이 설치되며,
상기 고정 레일 및 상기 이동 레일 사이에는 상기 이동 레일의 상기 고정 레일에 대한 유격을 방지하는 어저스트 블록이 설치된 레일 스토어블 전동 컬럼. - 청구항 1에 있어서,
상기 고정 레일은, 가운데의 선단부가 외측으로 돌출 형성되고, 상기 선단부를 기준으로 상측부를 형성하는 외측 상면이 내측 방향으로 상향 경사진 형태로 구비된 상부 경사면 및 상기 선단부를 기준으로 하측부를 형성하는 외측 하면이 내측 방향으로 하향 경사진 형태로 구비된 하부 경사면을 포함하고,
상기 어저스트 블록은, 상기 이동 레일 중 상기 고정 레일의 상기 선단부, 상기 상부 경사면 및 상기 하부 경사면을 외측에서 감싸는 형태로 마련된 형합홈에 상기 고정 레일 측으로 이동 가능하게 배치된, 레일 스토어블 전동 컬럼. - 청구항 2에 있어서,
상기 이동 레일은 상기 고정 레일의 상기 상부 경사면에 슬라이드 가이드판을 매개로 안착되고,
상기 어저스트 블록은 상기 고정 레일의 상기 하부 경사면에 상기 슬라이드 가이드판을 매개로 밀착되며,
상기 어저스트 블록이 상기 고정 레일 측으로 이동되어 상기 유격을 방지하는, 레일 스토어블 전동 컬럼. - 청구항 2에 있어서,
상기 이동 레일에는, 상기 어저스트 블록을 상기 형합홈 내에서 이동시키는 어저스트 볼트가 설치된, 레일 스토어블 전동 컬럼. - 청구항 4에 있어서,
상기 어저스트 볼트는, 상기 이동 레일에 관통되게 형성된 볼트 설치홀에 관통 설치되되, 선단이 상기 어저스트 블록에 코니컬 스프링을 매개로 접촉되는, 레일 스토어블 전동 컬럼. - 청구항 1에 있어서,
상기 구동수단은,
상기 스티어링 컬럼에 설치되고, 내부에는 웜기어와 상기 웜기어에 외주면이 치합되는 웜휠기어가 회전가능하게 배치되는 기어박스;
상기 기어박스에 설치되고, 회전축에 상기 웜기어가 결합되는 구동모터;
상기 레일 베이스에 축방향으로 길게 설치되어 상기 웜휠기어 및 상기 기어박스를 관통하고, 상기 웜휠기어의 내주면에 형성된 나사산과 맞물리는 나사산이 외주면에 형성된 스크류 바;를 포함하고,
상기 구동모터의 구동 시, 상기 웜휠기어는 회전되면서 상기 기어박스와 함께 상기 스크류 바의 길이를 따라 이동되어, 상기 스티어링 컬럼은 축방향으로 슬라이드되는 레일 스토어블 전동 컬럼. - 청구항 6에 있어서,
상기 구동모터의 회전축과, 상기 스크류 바는, 서로 직교되게 배치되는 레일 스토어블 전동 컬럼. - 청구항 6에 있어서,
상기 기어박스는 상기 레일 베이스의 양측에 각각 설치된 상기 고정 레일 중 어느 하나에 가깝게 배치되고,
상기 구동모터는 상기 레일 베이스의 양측에 각각 설치된 상기 고정 레일 중 다른 하나에 가깝게 배치되는 레일 스토어블 전동 컬럼. - 청구항 6에 있어서,
상기 스크류 바의 일단은 상기 레일 베이스에 힌지 결합되는 레일 스토어블 전동 컬럼.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210096267A KR102612219B1 (ko) | 2021-07-22 | 2021-07-22 | 레일 스토어블 전동 컬럼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020210096267A KR102612219B1 (ko) | 2021-07-22 | 2021-07-22 | 레일 스토어블 전동 컬럼 |
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| KR20230015018A true KR20230015018A (ko) | 2023-01-31 |
| KR102612219B1 KR102612219B1 (ko) | 2023-12-12 |
Family
ID=85109288
Family Applications (1)
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| KR1020210096267A KR102612219B1 (ko) | 2021-07-22 | 2021-07-22 | 레일 스토어블 전동 컬럼 |
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| KR (1) | KR102612219B1 (ko) |
Citations (7)
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|---|---|---|---|---|
| KR100707285B1 (ko) * | 2005-10-31 | 2007-04-12 | 주식회사 만도 | 텔레스 부시를 구비한 텔레스코프 조향장치 |
| JP4592704B2 (ja) * | 2004-09-08 | 2010-12-08 | Ｔｈｋ株式会社 | リニアガイド装置 |
| US20150375768A1 (en) * | 2013-02-12 | 2015-12-31 | Robert Bosch Automotive Steering Vendôme | Device for stowing a steering column |
| KR20180112231A (ko) | 2017-04-03 | 2018-10-12 | 현대자동차주식회사 | 자동차용 전동식 스티어링 컬럼 장치 |
| JP2019167969A (ja) * | 2018-03-22 | 2019-10-03 | オイレス工業株式会社 | スライド機構 |
| CN112512898A (zh) * | 2018-07-31 | 2021-03-16 | 蒂森克虏伯普利斯坦股份公司 | 用于机动车辆的转向柱的位置检测 |
| KR20210056519A (ko) * | 2019-11-11 | 2021-05-20 | 남양넥스모 주식회사 | 볼리테이너를 활용한 다단구조의 전동식 컬럼 |
-
2021
- 2021-07-22 KR KR1020210096267A patent/KR102612219B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (7)
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