WO2021172865A1 - 자동차의 조향컬럼 - Google Patents

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WO2021172865A1
WO2021172865A1 PCT/KR2021/002310 KR2021002310W WO2021172865A1 WO 2021172865 A1 WO2021172865 A1 WO 2021172865A1 KR 2021002310 W KR2021002310 W KR 2021002310W WO 2021172865 A1 WO2021172865 A1 WO 2021172865A1
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coupled
nut
steering column
bolt
teles
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PCT/KR2021/002310
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구상철
이권호
박성헌
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주식회사 만도
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Definitions

  • the present embodiments relate to a steering column of a vehicle, and more particularly, a telestroke can be increased while easily securing an installation space of the steering column, and a telescoping operation can be performed quickly without increasing the motor output. It relates to a steering column of an automobile in which noise during operation is reduced and the assembling and mass productivity of the steering column are improved.
  • automobile steering column includes telescope and tilt functions. These functions allow the driver to adjust the protrusion and inclination angle of the steering wheel according to his/her height or body shape, allowing smooth steering operation. can do.
  • the present embodiments have been devised in the background described above, the telestroke is increased while easily securing the installation space of the steering column, and the telescopic operation can be performed quickly without increasing the motor output, and the noise during the telescopic operation is reduced. It relates to a steering column of an automobile which is reduced and the assemblability and mass productivity of the steering column are improved.
  • a teles bolt having a first bolt portion and a second bolt portion formed opposite to each other in the screw direction, a first nut coupled to the first bolt portion, a second nut coupled to the second bolt portion, and A teles module including a teles actuating part for rotating a teles bolt, a nut block that is opened to one side in a radial direction to form a guide hole into which the first nut is inserted, a lower tube is coupled, and a mounting bracket to which the nut block is coupled to the lower end, the lower A steering column of an automobile including an upper tube inserted into the tube, the steering shaft is coupled, and the second nut coupled thereto may be provided.
  • the telestroke is increased while easily securing the installation space of the steering column, and the telescopic operation can be quickly performed without increasing the motor output, noise is reduced during the telescopic operation, and the steering column Assemblyability and mass productivity can be improved.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a steering column of a vehicle according to the present embodiments.
  • Figure 2 is a perspective view of the coupled state of Figure 1;
  • FIG. 3 is a perspective view of a portion of FIG. 1 ;
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of FIG. 2 .
  • 5 to 6 are cross-sectional views of a portion of a steering column of a vehicle according to the present embodiments.
  • FIG. 7 is a perspective view of a part of FIG. 2 ;
  • FIG. 8 is a perspective view of a part of a steering column of a vehicle according to the present embodiments.
  • FIG. 9 is a side view of a part of a steering column of a vehicle according to the present embodiments.
  • FIG. 10 is a side view showing an operating state of a steering column of a vehicle according to the present embodiments.
  • FIG. 11 is a side view of a part of a steering column of a vehicle according to the present embodiments.
  • FIG. 12 is a side view showing an operating state of a steering column of a vehicle according to the present embodiments.
  • FIG. 13 to 15 are cross-sectional views of a portion of FIG. 2 .
  • temporal precedence relationship such as "after”, “after”, “after”, “before”, etc.
  • a flow precedence relationship when a flow precedence relationship is described, it may include a case where it is not continuous unless “immediately” or "directly” is used.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a steering column of a vehicle according to the present embodiments
  • FIG. 2 is a perspective view of the coupled state of FIG. 1
  • FIG. 3 is a perspective view of a part of FIG. 1
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of FIG. 2
  • FIG. 5 to 6 is a cross-sectional view of a part of a steering column of a vehicle according to the present embodiments
  • FIG. 7 is a perspective view of a part of FIG. 2
  • FIG. 8 is a perspective view of a part of a steering column of a vehicle according to the present embodiments
  • 9 is a side view of a part of a steering column of a vehicle according to the present embodiments
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a steering column of a vehicle according to the present embodiments
  • FIG. 2 is a perspective view of the coupled state of FIG. 1
  • FIG. 3 is a perspective view of a part of FIG. 1
  • FIG. 4 is
  • FIG. 10 is a side view showing an operating state of a steering column of a vehicle according to the present embodiments
  • FIG. 12 is a side view showing an operating state of a steering column of a vehicle according to the present embodiments
  • FIGS. 13 to 15 are cross-sectional views of a part of FIG. 2 .
  • the steering column 100 of the vehicle includes a teles bolt 153 having a first bolt part 153a and a second bolt part 153b formed in opposite directions to each other, and a first bolt part.
  • a teles module 150 including a first nut 151 coupled to the 153a, a second nut 152 coupled to the second bolt unit 153b, and a teles driving unit 154 for rotating the teles bolt 153 ), a nut block 160 that is opened to one side in a radial direction and a guide hole 164 into which the first nut 151 is inserted, and the lower tube 120 are coupled, and the nut block 160 is coupled to the lower end.
  • It includes a mounting bracket 110 , an upper tube 140 inserted into the lower tube 120 , the steering shaft 130 is coupled, and the second nut 152 coupled thereto.
  • the upper tube 140 and the lower tube 120 are hollow, and the steering shaft 130 is inserted into the inner circumferential surface of the upper tube 140 , and the lower tube 120 .
  • the upper tube 140 is inserted into the inner circumferential surface.
  • the lower tube 120 is coupled to a mounting bracket 110 fixed to the vehicle body, and the upper tube 140 is inserted into the inner circumferential surface of the lower tube 120 and is provided to be slidable in the axial direction. As the upper tube 140 slides, a telescoping operation in which a steering wheel (not shown) connected to the steering shaft 130 protrudes or retracts is performed.
  • the mounting bracket 110 has a first coupling part 111 and a second coupling part 112 provided in pairs to face each other in the width direction are formed at the lower end and the upper end, respectively, and the lower tube 120 is a first coupling member ( It may be coupled between the pair of first coupling parts 111 by the 114 , and coupled between the pair of second coupling parts 112 by the second coupling member 115 .
  • the lower tube 120 includes a first slide part 121 coupled to the first coupling part 111 and a second slide part 123 coupled to the tilt bracket 170 to the mounting bracket 110 . It can be slid in the axial direction with respect to, the details will be described later.
  • the teles module 150 includes a teles bolt 153 , a first nut 151 , a second nut 152 and a teles drive unit 154 .
  • the teles driving unit 154 includes a worm wheel 401 coupled to the teles bolt 153, a worm shaft 402 meshing with the worm wheel 401, and a teles motor 155 for rotating the worm shaft 402 (see FIG. 4). ).
  • the teles bolt 153 includes a first bolt portion 153a and a second bolt portion 153b formed in opposite screw directions to each other, and the first nut 151 is coupled to the first bolt portion 153a, and The second nut 152 is coupled to the second bolt portion 153b.
  • the teles bolt 153 further includes a worm wheel coupling part 153c coupled to the worm wheel 401 of the teles driving part 154, and the worm wheel coupling part 153c is a first bolt part 153a and a second bolt. It is provided between the parts 153b (refer to FIGS. 9 and 11).
  • the first nut 151 is coupled to the mounting bracket 110 by the nut block 160 and the second nut 152 is coupled to the upper tube 140, so that when the telescoping unit 154 is driven, the telescoping Based on the driving unit 154, the mounting bracket 110 and the upper tube 140 slide toward or away from each other.
  • the bracket 141 is coupled to the outer circumferential surface of the upper tube 140 , and the second nut 152 is coupled to the bracket 141 by the third coupling member 142 , which will be described later in detail.
  • the conventional steering column has a structure in which the upper tube slides in the axial direction by the teles actuating part fixed to the mounting bracket and the teles operation is performed
  • the first bolt The teles actuating part 154 is slid with respect to the mounting bracket 110 fixed to the vehicle body by the part 153a and the first nut 151, and by the second bolt part 153b and the second nut 152, the upper tube (140) is slid with respect to the telescoping part 154, the teles speed is greatly increased compared to the conventional steering column.
  • the total teles stroke of the steering shaft 130 is the distance that the first nut 151 can slide in the first bolt part 153a and the second nut 152 is slid in the second bolt part 153b. Since it is the sum of the possible distances, the telestroke is greatly increased compared to the conventional steering column.
  • the telescoping operation can be quickly performed at the increased telespeed even without increasing the output of the motor, which is advantageous in terms of size and cost of the motor, and does not increase the overall length of the steering column. It is possible to increase the teles stroke while not doing so, so it is possible to secure the installation space of the steering column.
  • an increased teles-in stroke of the steering wheel is required to secure a comfortable space for the driver.
  • a teles-in stroke can be satisfied and the telescoping can be quickly performed. action can be performed.
  • the tilting operation of the steering shaft 130 is a tilt bracket 170 hingedly coupled to the second coupling portion 112 of the mounting bracket 110 , and hinged to the third coupling portion 113 of the mounting bracket 110 . It is performed by the tilt driving unit 180 and the like, which will be described in detail later.
  • the teles bolt 153 includes the first bolt portion 153a and the second bolt portion 153b, and the axial length is increased as compared to the conventional steering device, and accordingly, the If any one of the coaxiality of the first nut 151 and the second nut 152 or the coaxiality of the teles bolt 153 and the steering shaft 130 is not accurately secured, it is impossible or possible to assemble the steering column. Even so, there is a possibility that friction and noise may be greatly generated during telescoping, or even if telescoping is impossible.
  • the first nut 151 is inserted into the guide hole 164 which is formed to be opened to one side in the radial direction of the nut block 160 .
  • the nut block 160 is a body portion 161 coupled to the mounting bracket 110 by the first coupling member 114 and a radial direction from the body portion 161 to one side. It is formed to extend and includes an extension 162 provided with a guide hole 164 .
  • a groove may be formed in the extension part 162, which is opened to one side in the radial direction so that the first bolt part 153a can be seated therein.
  • an insertion hole 163 may be formed in the nut block 160 so that the lower end of the steering shaft 130 is inserted and supported, that is, the insertion hole 163 is formed to penetrate the body portion 161 in the axial direction.
  • the first nut 151 inserted into the guide hole 164 is supported in the axial direction on the inner surface of the nut block 160 and is slidably provided in the guide hole 164 in the radial or width direction,
  • the coaxiality of the first nut 151 and the second nut 152 and the coaxiality of the teles bolt 153 and the steering shaft 130 can be easily secured by sliding of the nut 151 .
  • the length of the guide hole 164 in the radial direction and the width direction may be formed to be larger than the length in the radial direction and the width direction of the first nut 151 .
  • the second nut 152 is fixed to the upper tube 140 by the bracket 141 , and the first nut 151 slides in the guide hole 164 in the radial or width direction. and (refer to reference numeral A) is disposed coaxially with the second nut 152 , and thus the teles bolt 153 may be disposed coaxially with the upper tube 140 and the lower tube 120 .
  • the first nut 151 slides in the guide hole 164 and the lowered coaxiality is corrected so that the telescoping operation can be smoothly performed.
  • the first nut 151 is formed integrally with the nut block 160, the first nut 151 and the second nut 152 are coaxial, and the first nut 151 and the second nut ( The teles bolt 153 coupled to the 152) requires very precise machining so that it is coaxial with the steering shaft 130, so there is a problem of high machining difficulty, whereas the guide hole 164 is formed in the nut block 160 and the guide Since the first nut 151 is slidably provided in the hole 164 , the coaxiality of the first nut 151 and the second nut 152 can be easily secured, and the processing difficulty is also reduced.
  • a damping member 501 supported between the inner surface of the nut block 160 and the outer surface of the first nut 151 may be provided in the guide hole 164 .
  • the damping member 501 is compressed or stretched and the first nut 151 is slid in the guide hole 164 to ensure coaxiality with the second nut 152, and friction and noise generated during sliding can be reduced. By reducing it, the telescoping operation can be made smoothly.
  • the damping member 501 may be a rubber damper surrounding the outer surface of the first nut 151 as shown in the drawings, or between the first nut 151 and the nut block 160 in the axial direction. It may be a wave washer inserted into
  • a fixing member 601 having an end supported by the first nut 151 passing through the nut block 160 may be coupled to the nut block 160 .
  • the end of the fixing member 601 passes through the nut block 160 to the first nut 151 ) and the first nut 151 is fixed in the guide hole 164 .
  • the fixing member 601 is coupled to the nut block 160 and the first nut 151 can be fixed. have.
  • the fixing member 601 may be, for example, a screw, and may be coupled to both sides in the width direction of the extension 162 or to both sides in the axial direction to fix the first nut 151 as shown in the figure. will be.
  • the first nut 151 is slid in the guide hole 164 and the coaxiality of the first nut 151 and the second nut 152 and the coaxiality of the teles bolt 153 and the steering shaft 130 are lowered. Since it can be secured with processing difficulty, the telescoping operation can be smoothly performed even though the length of the telescoping bolt 153 is increased as compared to the conventional steering column.
  • the second nut 152 is coupled to the upper tube 140
  • the bracket 141 is coupled to the outer circumferential surface of the upper tube 140
  • the second nut 152 is attached to the bracket 141 .
  • the second nut 152 is coupled to the upper tube 140 via the bracket 141 .
  • the steering column 100 of the vehicle has a structure that can manufacture and assemble the telescoping module 150 separately from the upper tube 140, the lower tube 120, and the mounting bracket 110, etc., Assemble the teles module 150 and the upper tube 140, respectively, the first nut 151 is coupled to the nut block 160, the second nut 152 is coupled to the bracket 141, and the teles module 150 The mounting bracket 110 and the upper tube 140 are coupled to each other.
  • the bracket 141 includes a base portion 701 coupled to the upper tube 140 , and a first protrusion 702 protruding from the base portion 701 and supported on both sides of the second nut 152 . ) is included.
  • the base portion 701 may be coupled to the upper tube 140 by, for example, a rivet passing through the base portion 701 and the upper tube 140 in a radial direction, and the second nut 152 may be connected to the first protrusion. It may be coupled between the first protrusions 702 by a screw penetrating the 702 in the width direction.
  • the second nut 152 is inserted between the first protrusions 702 of the bracket 141 coupled to the upper tube 140 , and the end of the screw passing through the first protrusion 702 is the second nut 152 . ) and the second nut 152 is fixed to the bracket 141 .
  • the bending plate 811 is coupled to the second nut 152 and the bracket 141 to absorb shock during the collapsing operation of the steering column.
  • the bending plate 811 includes a coupling portion 812 coupled to the second nut 152 and a bending portion 813 extending from the coupling portion 812, and the bracket 141 has a bending portion ( A second protrusion 801 supported on the 813 is formed.
  • the teles bolt 153, the second nut 152, etc. are fixed by the mounting bracket 110, and the upper tube 140 and the bracket 141 together with the steering wheel slide in the axial direction.
  • the bending portion 813 is supported by the second protrusion 801 and is plastically deformed to absorb the impact.
  • Two bending portions 813 of the bending plate 811 may be provided on both sides of the second nut 152 in the width direction.
  • the load point of the impact generated during the collapsing operation is the teles bolt 153 . It is disposed on the central axis of the collapsing, so that tilting of the teles bolt 153 does not occur during collapsing, so the collapsing operation is smoothly performed and shock can be absorbed.
  • the lead of the first bolt part 153a and the lead of the second bolt part 153b may be the same.
  • first bolt portion 153a and the second bolt portion 153b may be formed with the same lead as the teles bolt of the conventional steering column, in which case the teles speed will be doubled.
  • FIG 10 is a view showing a teles operation when the lead of the first bolt part 153a and the lead of the second bolt part 153b are the same, and the upper tube 140 slides upward or ( Refer to reference numeral A1) and slide downward (refer to reference numeral A2).
  • the telescoping stroke of the steering wheel may be increased by setting the distance at which the upper tube 140 slides downward is greater than the distance at which it slides upward (A2>A1).
  • the lead of the first bolt part 153a may be smaller than the lead of the second bolt part 153b.
  • the first bolt portion 153a As the first bolt portion 153a is formed with a smaller lead than the second bolt portion 153b, the first nut 151 slides by a smaller distance than the second nut 152 when the teles bolt 153 rotates. , the length of the first bolt portion 153a may be shorter than the length of the second bolt portion 153b (S3 ⁇ S4).
  • the lead of the first bolt part 153a can be made small or the lead of the second bolt part 153b can be formed large, it is preferable to form the lead of the first bolt part 153a small in consideration of the self-reliance condition of the screw. do.
  • the lead of the first bolt portion 153a and the lead of the second bolt portion 153b are the same, but this is only for convenience of illustration.
  • the second bolt portion 153b may be formed with the same lead as the teles bolt of the conventional steering column, and the first bolt portion 153a may be formed with a smaller lead, in which case the first bolt portion 153a
  • the teles speed will increase as much as the speed at which the first nut 151 is slid.
  • FIG. 12 is a view showing a teles operation when the lead of the first bolt part 153a is smaller than the lead of the second bolt part 153b, and the upper tube 140 slides upward as the telesse operation is performed ( Refer to reference numeral B1) and slide downward (refer to reference numeral B2).
  • the lead and length of the first bolt portion 153a By forming the lead and length of the first bolt portion 153a shorter than the lead and length of the second bolt portion 153b, the distance at which the lower tube 120 protrudes downward when the steering wheel is telescoped is reduced ( B3 ⁇ A3) By minimizing the space occupied by the steering column during telescoping, it is possible to easily secure installation space and prevent interference with surrounding parts.
  • the distance at which the first nut 151 slides from the first bolt part 153a is reduced, and the telescoping part 154 is located at the lower side (B4 ⁇ A4), thereby reducing the noise transmitted to the driver during the telescoping operation. can be minimized
  • the lower tube 120 may be slidably coupled to the mounting bracket 110 in the axial direction. 154) and the lower tube 120 may slide integrally.
  • the lower tube 120 is slidably coupled to the mounting bracket 110 in the axial direction so that the teles driving unit 154 can slide stably during teles operation, and the teles driving unit 154 is attached to the lower tube 120 . It is combined so that the telescoping part 154 and the lower tube 120 are integrally slid.
  • the teles driving unit 154 may include a housing to accommodate the worm wheel 401, the worm shaft 402, and the worm wheel coupling unit 153c of the teles bolt 153, and to which the telemotor 155 is coupled (see FIG. 4). ), this housing may be screwed to the lower tube 120 , or the housing and the lower tube 120 may be integrally formed.
  • the lower tube 120 includes a first slide part 121 slidably coupled to the lower end of the mounting bracket 110 in the axial direction and a second slide part axially slidably coupled to the upper end of the mounting bracket 110 .
  • Including (123), the coupling structure of the lower tube 120 and the mounting bracket 110 will be described in detail below.
  • a pair of first coupling parts 111 opposite to each other in the width direction with the nut block 160 interposed therebetween are provided at the lower end of the mounting bracket 110 .
  • the first slide part 121 includes a first guide part 122 that penetrates in the width direction and is long in the axial direction, and is provided between the nut block 160 and the first coupling part 111 . .
  • the first slide part 121 is formed to extend downwardly from the lower end of the lower tube 120, as shown in the drawing, and is provided as a pair between the nut block 160 and the first coupling part 111, respectively. can be inserted.
  • the first coupling member 114 passes through the first coupling part 111 and is inserted into the first guide part 122 , and the first coupling part 111 , the first slide part 121 and the nut block 160 are are combined
  • the first guide part 122 is formed to be long in the axial direction, the first slide part 121 is slidable in the axial direction while being coupled to the first coupling member 114 , and the sliding of the lower tube 120 is prevented. It is supported by the first coupling member 114 and the telescoping operation is performed (see FIGS. 10 and 12).
  • the nut block 160 includes a body portion 161 coupled to the first coupling member 114 and an extension portion 162 extending from the body portion 161 in a radial direction and provided with a guide hole 164 . do.
  • An insertion hole 163 into which the steering shaft 130 is inserted may be formed in the nut block 160 , that is, the insertion hole 163 may be formed to penetrate the body portion 161 in the axial direction.
  • the steering shaft 130 may be supported by the nut block 160 via a bearing, and the nut block 160 is connected to the first coupling part 111 by the first coupling member 114 .
  • the lower end of the steering shaft 130 may be supported by the nut block 160 during the tilting operation by being hinged.
  • the first coupling member 114 is screwed to, for example, the first coupling part 111 , and the central part is inserted into the first guide part 122 , so that the first slide part 121 is the first in the telescoping operation. It is supported on the central portion of the coupling member 114 and slides.
  • the end of the first coupling member 114 is hinged to the nut block 160, the nut block 160 is rotated together with the steering shaft 130 during the tilt operation.
  • the first coupling member 114 is provided with a bush at the center and the end, respectively, to reduce friction.
  • a pair of second coupling parts 112 opposite to each other in the width direction with the lower tube 120 interposed therebetween are provided at the upper end of the mounting bracket 110 .
  • the second slide part 123 is provided to face the inner surface of the second coupling part 112 including the second guide part 124 which is depressed in the width direction and is formed to be long in the axial direction.
  • tilt bracket 170 is hinged to the outer surface of the second coupling part 112 .
  • a second coupling member 115 having an end inserted into the second guide part 124 is coupled to the tilt bracket 170 .
  • the second slide part 123 is provided on the outer peripheral surface of the lower tube 120 to face the inner surface of the second coupling part 112 , and the second guide part 124 is recessed from the outer peripheral surface of the lower tube 120 , formed long in the axial direction.
  • the tilt bracket 170 is formed in an approximately U-shape and may be coupled to the outer surface of each second coupling part 112 .
  • the second coupling member 115 passes through the tilt bracket 170 , and the end is inserted into the second guide part 124 , so that the tilt bracket 170 and the second slide part 123 are coupled.
  • the second guide part 124 is formed to be long in the axial direction, the second slide part 123 is slidable in the axial direction while being coupled to the second coupling member 115 , and the sliding of the lower tube 120 is prevented. It is supported by the second coupling member 115 and a telescoping operation is performed (see FIGS. 10 and 12).
  • the second coupling member 115 is screwed to, for example, the tilt bracket 170 , and the end is inserted into the second guide part 124 so that the second slide part 123 is connected to the second coupling member during teles operation. It is supported on the end of 115 and is slid.
  • the tilt operation of the steering shaft 130 is performed by the rotation of the tilt bracket 170 .
  • the tilt bracket 170 is hinged to the second coupling part 112 and the tilt bracket 170 and the second slide part 123 are coupled by the second coupling member 115, the tilt bracket 170 ) is rotated based on the second coupling part 112 , the lower tube 120 and the upper tube 140 are rotated based on the first coupling part 111 , and the steering shaft 130 is tilted.
  • the rotation of the tilt bracket 170 is made by the tilt drive unit 180, that is, the tilt nut 181 coupled to the tilt bolt 182 is hinged to the tilt bracket 170, and the mounting bracket 110 is The tilt driving unit 180 for rotating the tilt bolt 182 is hinged.
  • the tilt driving part 180 is coupled to the third coupling part 113 of the mounting bracket 110, and the third coupling part 113 is a first coupling part 111 and a second coupling part ( 112) may be provided.
  • the tilt driving unit 180 includes a worm wheel 1501 coupled to the tilt bolt 182, a worm shaft 1502 engaged with the worm wheel 1501, and a tilt motor 183 for rotating the worm shaft 1502. includes
  • the tilt motor 183 rotates, the tilt nut 181 slides on the tilt bolt 182 , and the tilt bracket 170 is rotated by the sliding of the tilt nut 181 and a tilt operation is performed.
  • the telestroke is increased while easily securing the installation space of the steering column, and the telescopic operation can be performed quickly without increasing the motor output. reduced and the assembling and mass productivity of the steering column can be improved.

Abstract

본 실시예들에 의하면, 조향컬럼의 설치공간을 용이하게 확보하면서 텔레스 스토로크가 증가되고 모터 출력을 증대시키지 않으면서 텔레스 동작이 신속하게 수행될 수 있으며, 텔레스 동작 시 노이즈가 저감되고 조향컬럼의 조립성 및 양산성이 개선될 수 있다.

Description

자동차의 조향컬럼
본 실시예들은 자동차의 조향컬럼에 관한 것으로, 보다 상세하게는 조향컬럼의 설치공간을 용이하게 확보하면서 텔레스 스토로크가 증가되고 모터 출력을 증대시키지 않으면서 텔레스 동작이 신속하게 수행될 수 있으며, 텔레스 동작 시 노이즈가 저감되고 조향컬럼의 조립성 및 양산성이 개선되는 자동차의 조향컬럼에 관한 것이다.
일반적으로 자동차 조향컬럼에는 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.
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(Teles-in) 스트로크를 증가시키는 방안이 시도되고 있는데, 종래의 스크류를 이용하여 텔레스 동작을 수행하는 조향컬럼에 있어서 텔레스 인 스트로크를 증가시키기 위해 스크류의 전체 길이를 증가시키거나 스크류의 리드를 증가시키는 방안이 시도되었다. 그러나, 스크류의 길이를 증가시키는 방안은 차량 내 공간을 고려할 때 조향컬럼의 전체길이가 과도하기 길어지는 문제가 있으며, 스크류의 리드를 증가시키는 방안은 나사의 자립조건을 고려할 때 실현하기 어려운 문제가 있었다.
또한, 스트로크를 증가시킴에 따라 텔레스 스피드가 증가될 것이 요구되는데, 보다 빠른 텔레스 동작을 위해 모터의 출력을 증가시키는 경우 그에 따라 노이즈, 중량, 크기 등의 측면에서 불리하여 보다 적합한 방안이 필요한 문제가 있었다.
본 실시예들은 전술한 배경에서 안출된 것으로, 조향컬럼의 설치공간을 용이하게 확보하면서 텔레스 스토로크가 증가되고 모터 출력을 증대시키지 않으면서 텔레스 동작이 신속하게 수행될 수 있으며, 텔레스 동작 시 노이즈가 저감되고 조향컬럼의 조립성 및 양산성이 개선되는 자동차의 조향컬럼에 관한 것이다.
본 실시예들에 의하면, 나사방향이 서로 반대로 형성되는 제 1 볼트부와 제 2 볼트부가 구비되는 텔레스볼트, 제 1 볼트부에 결합되는 제 1 너트, 제 2 볼트부에 결합되는 제 2 너트 및 텔레스볼트를 회전시키는 텔레스구동부를 포함하는 텔레스모듈, 경방향 일측으로 개구되어 제 1 너트가 삽입되는 가이드홀이 형성되는 너트블록, 로워튜브가 결합되고, 하단부에는 너트블록이 결합되는 마운팅브라켓, 로워튜브에 삽입되고 조향축이 결합되며, 제 2 너트가 결합되는 어퍼튜브를 포함하는 자동차의 조향컬럼이 제공될 수 있다.
본 실시예들에 의하면, 조향컬럼의 설치공간을 용이하게 확보하면서 텔레스 스토로크가 증가되고 모터 출력을 증대시키지 않으면서 텔레스 동작이 신속하게 수행될 수 있으며, 텔레스 동작 시 노이즈가 저감되고 조향컬럼의 조립성 및 양산성이 개선될 수 있다.
도 1은 본 실시예들에 의한 자동차의 조향컬럼의 분해사시도이다.
도 2는 도 1의 결합상태에 대한 사시도이다.
도 3은 도 1의 일부에 대한 사시도이다.
도 4는 도 2의 단면도이다.
도 5 내지 도 6은 본 실시예들에 의한 자동차의 조향컬럼의 일부에 대한 단면도이다.
도 7은 도 2의 일부에 대한 사시도이다.
도 8은 본 실시예들에 의한 자동차의 조향컬럼의 일부에 대한 사시도이다.
도 9는 본 실시예들에 의한 자동차의 조향컬럼의 일부에 대한 측면도이다.
도 10은 본 실시예들에 의한 자동차의 조향컬럼의 작동상태를 나타내는 측면도이다.
도 11은 본 실시예들에 의한 자동차의 조향컬럼의 일부에 대한 측면도이다.
도 12는 본 실시예들에 의한 자동차의 조향컬럼의 작동상태를 나타내는 측면도이다.
도 13 내지 도 15는 도 2의 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 2는 도 1의 결합상태에 대한 사시도, 도 3은 도 1의 일부에 대한 사시도, 도 4는 도 2의 단면도, 도 5 내지 도 6은 본 실시예들에 의한 자동차의 조향컬럼의 일부에 대한 단면도, 도 7은 도 2의 일부에 대한 사시도, 도 8은 본 실시예들에 의한 자동차의 조향컬럼의 일부에 대한 사시도, 도 9는 본 실시예들에 의한 자동차의 조향컬럼의 일부에 대한 측면도, 도 10은 본 실시예들에 의한 자동차의 조향컬럼의 작동상태를 나타내는 측면도, 도 11은 본 실시예들에 의한 자동차의 조향컬럼의 일부에 대한 측면도, 도 12는 본 실시예들에 의한 자동차의 조향컬럼의 작동상태를 나타내는 측면도, 도 13 내지 도 15는 도 2의 일부에 대한 단면도이다.
본 실시예들에 의한 자동차의 조향컬럼(100)은, 나사방향이 서로 반대로 형성되는 제 1 볼트부(153a)와 제 2 볼트부(153b)가 구비되는 텔레스볼트(153), 제 1 볼트부(153a)에 결합되는 제 1 너트(151), 제 2 볼트부(153b)에 결합되는 제 2 너트(152) 및 텔레스볼트(153)를 회전시키는 텔레스구동부(154)를 포함하는 텔레스모듈(150), 경방향 일측으로 개구되어 제 1 너트(151)가 삽입되는 가이드홀(164)이 형성되는 너트블록(160), 로워튜브(120)가 결합되고, 하단부에는 너트블록(160)이 결합되는 마운팅브라켓(110), 로워튜브(120)에 삽입되고 조향축(130)이 결합되며, 제 2 너트(152)가 결합되는 어퍼튜브(140)를 포함한다.
우선 도 1 내지 도 2를 참고하여 살펴보면, 어퍼튜브(140)와 로워튜브(120)는 중공으로 형성되어, 어퍼튜브(140)의 내주면에는 조향축(130)이 삽입되고 로워튜브(120)의 내주면에는 어퍼튜브(140)가 삽입된다.
로워튜브(120)는 차체에 고정되는 마운팅브라켓(110)에 결합되고 어퍼튜브(140)는 로워튜브(120)의 내주면으로 삽입되며 축방향으로 슬라이딩 가능하게 구비되어, 텔레스구동부(154)에 의해 어퍼튜브(140)가 슬라이딩되며 조향축(130)에 연결된 조향휠(미도시)이 돌출되거나 인입되는 텔레스 동작이 수행된다.
마운팅브라켓(110)에는 폭방향으로 대향되게 한 쌍씩 구비되는 제 1 결합부(111) 및 제 2 결합부(112)가 각각 하단부 및 상단부에 형성되고, 로워튜브(120)는 제 1 결합부재(114)에 의해 한 쌍의 제 1 결합부(111) 사이에 결합되고 제 2 결합부재(115)에 의해 한 쌍의 제 2 결합부(112) 사이에 결합될 수 있다.
한편, 로워튜브(120)는 제 1 결합부(111)에 결합되는 제 1 슬라이드부(121) 및 틸트브라켓(170)에 결합되는 제 2 슬라이드부(123)를 포함하여 마운팅브라켓(110)에 대해 축방향으로 슬라이딩될 수 있는데, 자세한 내용은 후술한다.
텔레스모듈(150)은 텔레스볼트(153), 제 1 너트(151), 제 2 너트(152) 및 텔레스구동부(154)를 포함한다.
텔레스구동부(154)는 텔레스볼트(153)에 결합되는 웜휠(401), 웜휠(401)과 맞물리는 웜축(402) 및 웜축(402)을 회전시키는 텔레스모터(155)를 포함한다(도 4 참조).
텔레스볼트(153)는 나사방향이 서로 반대로 형성되는 제 1 볼트부(153a)와 제 2 볼트부(153b)를 포함하며, 제 1 너트(151)가 제 1 볼트부(153a)에 결합되고 제 2 너트(152)가 제 2 볼트부(153b)에 결합된다.
한편, 텔레스볼트(153)는 텔레스구동부(154)의 웜휠(401)과 결합되는 웜휠결합부(153c)를 더 포함하며, 웜휠결합부(153c)는 제 1 볼트부(153a)와 제 2 볼트부(153b)의 사이에 구비된다(도 9 및 도 11 참조).
이어서, 제 1 볼트부(153a)와 제 2 볼트부(153b)의 나사방향이 서로 반대로 형성됨으로 인해, 텔레스구동부(154)에 의해 텔레스볼트(153)가 회전될 때 제 1 너트(151)와 제 2 너트(152)는 축방향으로 서로 가까워지거나 멀어지는 방향으로 슬라이딩된다.
이러한 제 1 너트(151)는 너트블록(160)에 의해 마운팅브라켓(110)에 결합되고 제 2 너트(152)는 어퍼튜브(140)에 결합되는데, 따라서 텔레스구동부(154)가 구동될 때 텔레스구동부(154)를 기준으로 마운팅브라켓(110)과 어퍼튜브(140)가 서로 가까워지거나 멀어지게 슬라이딩된다.
어퍼튜브(140)의 외주면에는 브라켓(141)이 결합되고 제 2 너트(152)는 제 3 결합부재(142)에 의해 브라켓(141)에 결합되는데, 자세한 내용은 후술한다.
종래의 조향컬럼은 마운팅브라켓에 대해 고정된 텔레스구동부에 의해 어퍼튜브가 축방향으로 슬라이딩되며 텔레스 동작이 수행되는 구조인데 반해, 본 실시예들에 의하면 텔레스구동부(154)가 구동될 때 제 1 볼트부(153a) 및 제 1 너트(151)에 의하여 텔레스구동부(154)가 차체에 고정된 마운팅브라켓(110)에 대해 슬라이딩되고 제 2 볼트부(153b) 및 제 2 너트(152)에 의해 어퍼튜브(140)가 텔레스구동부(154)에 대해 슬라이딩되어 종래의 조향컬럼과 비교할 때 텔레스 스피드가 크게 증가된다.
또한, 조향축(130)의 전체 텔레스 스트로크는 제 1 너트(151)가 제 1 볼트부(153a)에서 슬라이딩될 수 있는 거리와 제 2 너트(152)가 제 2 볼트부(153b)에서 슬라이딩될 수 있는 거리의 합이되므로, 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 확보할 수 있는 것이다.
특히, 차량이 자율주행 모드로 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 수행할 수 있다.
한편, 조향축(130)의 틸팅 동작은 마운팅브라켓(110)의 제 2 결합부(112)에 힌지결합되는 틸트브라켓(170), 마운팅브라켓(110)의 제 3 결합부(113)에 힌지결합되는 틸트구동부(180) 등에 의해 수행되는데, 자세한 내용은 후술하기로 한다.
이어서, 본 실시예들에서는 텔레스볼트(153)가 제 1 볼트부(153a) 및 제 2 볼트부(153b)를 포함하며 종래의 조향장치에서와 비교할 때 축방향 길이가 증가되게 되는데, 그에 따라 제 1 너트(151)와 제 2 너트(152)의 동축도 또는 텔레스볼트(153)와 조향축(130)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.
도 3을 참고하여 살펴보면, 본 실시예들에서는 이러한 문제를 방지하기 위해 너트블록(160)의 경방향 일측으로 개구되게 형성되는 가이드홀(164)에 제 1 너트(151)가 삽입된다.
너트블록(160)의 형상에 대해 살펴보면, 너트블록(160)은 제 1 결합부재(114)에 의해 마운팅브라켓(110)에 결합되는 몸체부(161) 및 몸체부(161)에서 경방향 일측으로 연장형성되고 가이드홀(164)이 구비되는 연장부(162)를 포함한다.
연장부(162)에는 제 1 볼트부(153a)가 안착될 수 있도록 경방향 일측으로 개구되는 홈이 형성될 수 있다.
또한, 조향축(130)의 하단부가 삽입되어 지지되도록 너트블록(160)에는 삽입홀(163)이 형성될 수 있는데, 즉 삽입홀(163)은 몸체부(161)를 축방향으로 관통하게 형성될 수 있다.
가이드홀(164)에 삽입된 제 1 너트(151)는 너트블록(160)의 내측면에 축방향으로는 지지되되 가이드홀(164)에서 경방향 내지는 폭방향으로 슬라이딩 가능하게 구비되어, 제 1 너트(151)의 슬라이딩에 의해 제 1 너트(151)와 제 2 너트(152)의 동축도 및 텔레스볼트(153)와 조향축(130)의 동축도를 용이하게 확보할 수 있다.
즉, 가이드홀(164)의 경방향 및 폭방향 길이가 제 1 너트(151)의 경방향 및 폭방향 길이보다 크게 형성될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제 2 너트(152)는 브라켓(141)에 의해 어퍼튜브(140)에 고정되고, 제 1 너트(151)가 가이드홀(164)에서 경방향 내지는 폭방향으로 슬라이딩되며(도면부호 A 참조) 제 2 너트(152)와 동축으로 배치되고 그에 따라 텔레스볼트(153)가 어퍼튜브(140) 및 로워튜브(120)과 동축으로 배치될 수 있는 것이다.
또한, 조립 오차 또는 노면 충격 등에 의해 동축도가 저하되더라도, 제 1 너트(151)가 가이드홀(164)에서 슬라이딩되며 저하된 동축도가 보정되어 원활하게 텔레스 동작이 수행될 수 있다.
즉, 예를 들어 제 1 너트(151)가 너트블록(160)과 일체로 형성된다면 제 1 너트(151) 및 제 2 너트(152)가 동축이 되고 제 1 너트(151) 및 제 2 너트(152)에 결합된 텔레스볼트(153)가 조향축(130)과 동축이 되도록 매우 정밀한 가공이 필요하여 가공난이도가 높은 문제가 있는데 반해, 너트블록(160)에 가이드홀(164)을 형성하고 가이드홀(164)에서 제 1 너트(151)가 슬라이딩 가능하게 구비됨으로써 제 1 너트(151) 및 제 2 너트(152)의 동축도 등을 용이하게 확보할 수 있으며 가공난이도도 낮아지는 것이다.
도 5를 참고하여 살펴보면, 가이드홀(164)에는 너트블록(160)의 내측면과 제 1 너트(151)의 외측면 사이에 지지되는 댐핑부재(501)가 구비될 수 있다.
즉, 댐핑부재(501)가 압축 또는 인장되며 제 1 너트(151)가 가이드홀(164)에서 슬라이딩되어 제 2 너트(152)와의 동축도가 확보될 수 있고, 슬라이딩 시 발생하는 마찰 및 노이즈를 저감하여 텔레스 동작이 원활히 이루어지게 할 수 있다.
이러한 댐핑부재(501)는 도면에 도시된 바와 같이 제 1 너트(151)의 외측면을 둘러싸는 고무재질의 댐퍼일 수 있으며, 또는 제 1 너트(151)와 너트블록(160) 사이에서 축방향으로 삽입되는 웨이브와셔일 수도 있다.
또는, 도 6을 참고하여 살펴보면, 너트블록(160)에는 너트블록(160)을 관통하여 단부가 제 1 너트(151)에 지지되는 고정부재(601)가 결합될 수 있다.
제 1 너트(151)가 가이드홀(164)에서 슬라이딩되며 제 2 너트(152)와의 동축도가 확보된 후, 고정부재(601)의 단부가 너트블록(160)을 관통하여 제 1 너트(151)에 지지되며 제 1 너트(151)가 가이드홀(164)에서 고정되게 된다.
즉, 가이드홀(164)에 삽입된 제 1 너트(151)가 슬라이딩되며 동축도를 확보한 후, 고정부재(601)가 너트블록(160)에 결합되며 제 1 너트(151)를 고정할 수 있다.
고정부재(601)는 예를 들어 나사일 수 있으며, 도면에 도시된 바와 같이 연장부(162)의 폭방향 양측에 결합되거나 또는 축방향 양측에 결합되어 제 1 너트(151)를 고정할 수도 있을 것이다.
이와 같이 제 1 너트(151)가 가이드홀(164)에서 슬라이딩되며 제 1 너트(151)와 제 2 너트(152)의 동축도 및 텔레스볼트(153) 및 조향축(130)의 동축도를 낮은 가공난이도로 확보할 수 있어, 종래의 조향컬럼과 비교할 때 텔레스볼트(153)의 길이가 증대됨에도 불구하고 텔레스 동작이 원활하게 수행될 수 있다.
다음으로, 전술한 바와 같이 제 2 너트(152)는 어퍼튜브(140)에 결합되는데, 어퍼튜브(140)의 외주면에는 브라켓(141)이 결합되고 제 2 너트(152)는 브라켓(141)에 결합될 수 있다.
제 1 너트(151)가 마운팅브라켓(110)에 직접 결합되지 않고 너트블록(160)을 매개로 결합되는 것과 마찬가지로, 제 2 너트(152)는 어퍼튜브(140)에 브라켓(141)을 매개로 결합된다.
즉, 본 실시예들에 의한 자동차의 조향컬럼(100)은 텔레스모듈(150)을 어퍼튜브(140), 로워튜브(120) 및 마운팅브라켓(110) 등과 별개로 제작하고 조립할 수 있는 구조이며, 텔레스모듈(150) 및 어퍼튜브(140) 등을 각각 조립하고 제 1 너트(151)가 너트블록(160)에 결합되고 제 2 너트(152)가 브라켓(141)에 결합되며 텔레스모듈(150)이 마운팅브라켓(110)과 어퍼튜브(140)게 결합되는 것이다.
이와 같은 구조에 의하면 텔레스모듈(150)의 고장 또는 부품 파손 등이 발생하면 텔레스모듈(150)만을 용이하게 교체할 수 있으며, 또한 조립성 및 양산성이 향상되는 효과가 있다.
도 7을 참고하여 살펴보면, 브라켓(141)은 어퍼튜브(140)에 결합되는 베이스부(701) 및 베이스부(701)에서 돌출되어 제 2 너트(152)의 양측면에 지지되는 제 1 돌출부(702)를 포함한다.
베이스부(701)는 예를 들어 베이스부(701) 및 어퍼튜브(140)을 경방향으로 관통하는 리벳에 의해 어퍼튜브(140)에 결합될 수 있으며, 제 2 너트(152)는 제 1 돌출부(702)를 폭방향으로 관통하는 나사에 의해 제 1 돌출부(702)의 사이에 결합될 수 있다.
즉, 어퍼튜브(140)에 결합된 브라켓(141)의 제 1 돌출부(702) 사이로 제 2 너트(152)가 삽입되고, 제 1 돌출부(702)를 관통하는 나사의 단부가 제 2 너트(152)와 결합되며 제 2 너트(152)가 브라켓(141)에 고정되게 된다.
또한, 도 8을 참고하여 살펴보면, 제 2 너트(152)와 브라켓(141)에는 벤딩플레이트(811)가 결합되어, 조향컬럼의 컬랩스 동작 시 충격을 흡수할 수 있다.
벤딩플레이트(811)는 제 2 너트(152)에 결합되는 결합부(812) 및 결합부(812)에서 연장되는 벤딩부(813)를 포함하며, 브라켓(141)에는 컬랩스 동작 시 벤딩부(813)에 지지되는 제 2 돌출부(801)가 형성된다.
다시 말해, 컬랩스 동작 시 텔레스볼트(153), 제 2 너트(152) 등은 마운팅브라켓(110)에 의해 고정되고, 조향휠과 함께 어퍼튜브(140) 및 브라켓(141)이 축방향으로 슬라이딩됨에 따라 벤딩부(813)가 제 2 돌출부(801)에 지지되며 소성변형되어 충격을 흡수하는 것이다.
벤딩플레이트(811)의 벤딩부(813)는 제 2 너트(152)의 폭방향 양측으로 2개 구비될 수 있는데, 이와 같은 구조에 의하면 컬랩스 동작 시 발생하는 충격의 하중점이 텔레스볼트(153)의 중심축 상에 배치되게 되어, 컬랩스 시 텔레스볼트(153)의 틸팅이 발생되지 않아 컬랩스 동작이 원활하게 수행되며 충격을 흡수할 수 있게 된다.
다음으로, 도 9를 참고하여 살펴보면, 제 1 볼트부(153a)의 리드와 제 2 볼트부(153b)의 리드는 동일할 수 있다.
제 1 볼트부(153a)와 제 2 볼트부(153b)의 리드가 동일함에 따라 텔레스볼트(153)가 회전할 때 제 1 너트(151) 및 제 2 너트(152)가 동일한 거리만큼 슬라이딩되므로, 제 1 볼트부(153a)의 길이와 제 2 볼트부(153b)의 길이는 동일할 수 있다(S1=S2).
예를 들어, 제 1 볼트부(153a)와 제 2 볼트부(153b)를 종래 조향컬럼의 텔레스볼트와 동일한 리드로 형성할 수 있으며, 그러한 경우 텔레스 스피드가 두 배로 증가하게 될 것이다.
도 10은 제 1 볼트부(153a)의 리드와 제 2 볼트부(153b)의 리드가 동일한 경우의 텔레스 동작을 보여주는 도면으로서, 텔레스 동작이 수행됨에 따라 어퍼튜브(140)이 상측으로 슬라이딩되거나(도면부호 A1 참조) 하측으로 슬라이딩된다(도면부호 A2 참조).
전술한 바와 같이, 어퍼튜브(140)가 하측으로 슬라이딩되는 거리가 상측으로 슬라이딩되는 거리 보다 크도록(A2>A1) 설정하여 조향휠의 텔레스 인 스트로크를 증대시킬 수 있다.
이어서, 도 11를 참고하여 살펴보면, 제 1 볼트부(153a)의 리드는 제 2 볼트부(153b)의 리드 보다 작을 수 있다.
제 1 볼트부(153a)가 제 2 볼트부(153b) 보다 작은 리드로 형성됨에 따라 텔레스볼트(153)가 회전할 때 제 1 너트(151)가 제 2 너트(152) 보다 작은 거리만큼 슬라이딩되므로, 제 1 볼트부(153a)의 길이는 제 2 볼트부(153b)의 길이보다 짧을 수 있다(S3<S4).
제 1 볼트부(153a)의 리드를 작게 하거나 제 2 볼트부(153b)의 리드를 크게 형성할 수 있는데, 나사의 자립조건을 고려할 때 제 1 볼트부(153a)의 리드를 작게 형성하는 것이 바람직하다.
도면에는 제 1 볼트부(153a)의 리드와 제 2 볼트부(153b)의 리드가 동일하게 도시되어 있으나 이는 도시의 편의를 위한 것에 불과하다.
예를 들어, 제 2 볼트부(153b)를 종래 조향컬럼의 텔레스 볼트와 동일한 리드로 형성하고 제 1 볼트부(153a)를 그보다 작은 리드로 형성할 수 있으며, 그러한 경우 제 1 볼트부(153a)에서 제 1 너트(151)가 슬라이딩되는 속도만큼 텔레스 스피드가 증가될 것이다.
도 12는 제 1 볼트부(153a)의 리드가 제 2 볼트부(153b)의 리드 보다 작은 경우의 텔레스 동작을 보여주는 도면으로서, 텔레스 동작이 수행됨에 따라 어퍼튜브(140)이 상측으로 슬라이딩되거나(도면부호 B1 참조) 하측으로 슬라이딩된다(도면부호 B2 참조).
도 9 내지 도 10에 도시된 실시예와 비교할 때 제 1 볼트부(153a) 및 제 2 볼트부(153b)의 길이의 합을 동일하게 하여(S1+S2=S3+S4), 전체 텔레스 스트로크를 동일하게 할 수 있다(A1+A2=B1+B2).
마찬가지로, 어퍼튜브(140)가 하측으로 슬라이딩되는 거리가 상측으로 슬라이딩되는 거리 보다 크도록(B2>B1) 설정하여 조향휠의 텔레스 인 스트로크를 증대시킬 수 있다.
제 1 볼트부(153a)의 리드 및 길이를 제 2 볼트부(153b)의 리드 및 길이 보다 짧게 형성함으로써, 조향휠이 텔레스 인될 때 로워튜브(120)가 하측으로 돌출되는 거리를 감소시켜(B3<A3) 텔레스 동작 시 조향컬럼이 차지하는 공간을 최소화하여 설치공간을 용이하게 확보하고 주변 부품과의 간섭을 방지할 수 있다.
또한, 제 1 너트(151)가 제 1 볼트부(153a)에서 슬라이딩되는 거리가 감소되며 텔레스구동부(154)가 보다 하측에 위치하게 되어(B4<A4), 텔레스 동작 시 운전자에게 전해지는 노이즈를 최소화할 수 있다.
다음으로, 전술한 바와 같이 로워튜브(120)는 마운팅브라켓(110)에 축방향으로 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있는데, 텔레스구동부(154)가 로워튜브(120)에 결합되어 텔레스 동작 시 텔레스구동부(154)와 로워튜브(120)가 일체로 슬라이딩될 수 있다.
즉, 텔레스구동부(154)가 텔레스 동작 시 안정적으로 슬라이딩될 수 있도록, 마운팅브라켓(110)에 로워튜브(120)가 축방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되고 텔레스구동부(154)가 로워튜브(120)에 결합되어 텔레스구동부(154)와 로워튜브(120)가 일체로 슬라이딩되는 것이다.
텔레스구동부(154)는 웜휠(401), 웜축(402) 및 텔레스볼트(153)의 웜휠결합부(153c) 등을 수용하고 텔레스모터(155)가 결합되는 하우징을 포함할 수 있는데(도 4 참조), 이러한 하우징이 로워튜브(120)에 나사결합되거나 혹은 하우징과 로워튜브(120)가 일체로 형성될 수도 있다.
로워튜브(120)는 마운팅브라켓(110)의 하단부에 축방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되는 제 1 슬라이드부(121) 및 마운팅브라켓(110)의 상단부에 축방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되는 제 2 슬라이드부(123)를 포함하는데, 이하 로워튜브(120)와 마운팅브라켓(110)의 결합구조에 대해 자세히 살펴본다.
도 1, 도 2 및 도 13을 참고하여 살펴보면, 마운팅브라켓(110)의 하단부에는 너트블록(160)을 사이에 두고 폭방향으로 대향되는 한 쌍의 제 1 결합부(111)가 구비된다.
그리고, 제 1 슬라이드부(121)는 폭방향으로 관통되고 축방향으로 길게 형성되는 제 1 가이드부(122)를 포함하며, 너트블록(160)과 제 1 결합부(111)의 사이에 구비된다.
그리고, 제 1 결합부(111)에는 제 1 가이드부(122)에 삽입되고 단부가 상기 너트블록(160)에 결합되는 제 1 결합부재(114)가 결합된다.
제 1 슬라이드부(121)는 도면에 도시된 바와 같이 로워튜브(120)의 하단부에서 하측으로 길게 연장형성되며, 한 쌍으로 구비되어 각각 너트블록(160)과 제 1 결합부(111)의 사이로 삽입될 수 있다.
제 1 결합부재(114)가 제 1 결합부(111)를 관통하고 제 1 가이드부(122)에 삽입되며 제 1 결합부(111), 제 1 슬라이드부(121) 및 너트블록(160)이 결합된다.
제 1 가이드부(122)가 축방향으로 길게 형성됨으로써 제 1 슬라이드부(121)는 제 1 결합부재(114)에 결합된 상태에서 축방향으로 슬라이딩 가능하게 되며, 로워튜브(120)의 슬라이딩이 제 1 결합부재(114)에 지지되며 텔레스 동작이 수행된다(도 10 및 도 12 참조).
너트블록(160)은 제 1 결합부재(114)에 결합되는 몸체부(161) 및 몸체부(161)에서 경방향 일측으로 연장형성되고 가이드홀(164)이 구비되는 연장부(162)를 포함한다.
너트블록(160)에는 조향축(130)이 삽입되는 삽입홀(163)이 형성될 수 있는데, 즉 삽입홀(163)은 몸체부(161)를 축방향으로 관통하게 형성될 수 있다.
삽입홀(163)에서 조향축(130)은 베어링을 매개로 너트블록(160)에 지지될 수 있는데, 너트블록(160)은 제 1 결합부재(114)에 의해 제 1 결합부(111)에 힌지결합되어 틸팅 동작 시 조향축(130)의 하단부가 너트블록(160)에 지지될 수 있다.
즉, 제 1 결합부재(114)는 제 1 결합부(111)에는 예를 들어 나사결합되고, 중앙부는 제 1 가이드부(122)에 삽입되어 텔레스 동작 시 제 1 슬라이드부(121)가 제 1 결합부재(114)의 중앙부에 지지되며 슬라이딩된다.
그리고, 제 1 결합부재(114)의 단부는 너트블록(160)에 힌지결합되어, 틸트 동작 시 조향축(130)과 함께 너트블록(160)이 회전된다.
제 1 결합부재(114)의 중앙부와 단부에는 각각 부시가 구비되어 마찰을 저감할 수 있다.
도 1, 도 2 및 도 14를 참고하여 살펴보면, 마운팅브라켓(110)의 상단부에는 로워튜브(120)를 사이에 두고 폭방향으로 대향되는 한 쌍의 제 2 결합부(112)가 구비된다.
그리고, 제 2 슬라이드부(123)는 폭방향으로 함몰되고 축방향으로 길게 형성되는 제 2 가이드부(124)를 포함하여 제 2 결합부(112)의 내측면과 대향되게 구비된다.
그리고, 제 2 결합부(112)의 외측면에는 틸트브라켓(170)이 힌지결합된다.
그리고, 틸트브라켓(170)에는 단부가 제 2 가이드부(124)에 삽입되는 제 2 결합부재(115)가 결합된다.
제 2 슬라이드부(123)는 로워튜브(120)의 외주면에서 제 2 결합부(112)의 내측면과 대향되게 구비되며, 제 2 가이드부(124)는 로워튜브(120)의 외주면에서 함몰되고 축방향으로 길게 형성된다.
틸트브라켓(170)은 대략 ㄷ자 형으로 형성되어 각 제 2 결합부(112)의 외측면에 결합될 수 있다.
제 2 결합부재(115)가 틸트브라켓(170)을 관통하며 단부가 제 2 가이드부(124)에 삽입되어 틸트브라켓(170) 및 제 2 슬라이드부(123)가 결합된다.
제 2 가이드부(124)가 축방향으로 길게 형성됨으로써 제 2 슬라이드부(123)는 제 2 결합부재(115)에 결합된 상태에서 축방향으로 슬라이딩 가능하게 되며, 로워튜브(120)의 슬라이딩이 제 2 결합부재(115)에 지지되며 텔레스 동작이 수행된다(도 10 및 도 12 참조).
즉, 제 2 결합부재(115)는 예를 들어 틸트브라켓(170)에 나사결합되고, 단부는 제 2 가이드부(124)에 삽입되어 텔레스 동작 시 제 2 슬라이드부(123)가 제 2 결합부재(115)의 단부에 지지되며 슬라이딩된다.
한편, 틸트브라켓(170)의 회전에 의해 조향축(130)의 틸트 동작이 수행된다.
즉, 틸트브라켓(170)이 제 2 결합부(112)에 힌지결합되고 제 2 결합부재(115)에 의해 틸트브라켓(170) 및 제 2 슬라이드부(123)가 결합되어 있으므로, 틸트브라켓(170)이 제 2 결합부(112)를 기준으로 회전됨에 따라 로워튜브(120) 및 어퍼튜브(140)가 제 1 결합부(111)를 기준으로 회전되며 조향축(130)이 틸팅되는 것이다.
틸팅 동작 시에는 제 1 결합부재(114)와 제 1 슬라이드부(121) 및 제 2 결합부재(115)와 제 2 슬라이드부(123)에서 상대 회전이 발생하게 된다.
틸트브라켓(170)의 회전은 틸트구동부(180)에 의해 이루어지는데, 즉, 틸트브라켓(170)에는 틸트볼트(182)와 결합되는 틸트너트(181)가 힌지결합되고, 마운팅브라켓(110)에는 틸트볼트(182)를 회전시키는 틸트구동부(180)가 힌지결합된다.
틸트구동부(180)는 마운팅브라켓(110)의 제 3 결합부(113)에 결합되며, 제 3 결합부(113)는 도면에 도시된 바와 같이 제 1 결합부(111)와 제 2 결합부(112)의 사이에 구비될 수 있다.
도 15를 참고하여 살펴보면, 틸트구동부(180)는 틸트볼트(182)에 결합되는 웜휠(1501), 웜휠(1501)과 맞물리는 웜축(1502) 및 웜축(1502)을 회전시키는 틸트모터(183)를 포함한다.
따라서, 틸트모터(183)가 회전됨에 따라 틸트너트(181)가 틸트볼트(182) 상에서 슬라이딩되고, 틸트너트(181)의 슬라이딩에 의해 틸트브라켓(170)이 회전되며 틸트 동작이 수행되게 된다.
이와 같은 형상을 가지는 자동차의 조향컬럼에 의하면, 조향컬럼의 설치공간을 용이하게 확보하면서 텔레스 스토로크가 증가되고 모터 출력을 증대시키지 않으면서 텔레스 동작이 신속하게 수행될 수 있으며, 텔레스 동작 시 노이즈가 저감되고 조향컬럼의 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.
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Claims (14)

  1. 나사방향이 서로 반대로 형성되는 제 1 볼트부와 제 2 볼트부가 구비되는 텔레스볼트, 상기 제 1 볼트부에 결합되는 제 1 너트, 상기 제 2 볼트부에 결합되는 제 2 너트 및 상기 텔레스볼트를 회전시키는 텔레스구동부를 포함하는 텔레스모듈;
    경방향 일측으로 개구되어 상기 제 1 너트가 삽입되는 가이드홀이 형성되는 너트블록;
    로워튜브가 결합되고, 하단부에는 상기 너트블록이 결합되는 마운팅브라켓;
    상기 로워튜브에 삽입되고 조향축이 결합되며, 상기 제 2 너트가 결합되는 어퍼튜브;
    를 포함하는 자동차의 조향컬럼.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 텔레스구동부는, 상기 텔레스볼트에 결합되는 웜휠, 상기 웜휠과 맞물리는 웜축 및 상기 웜축을 회전시키는 텔레스모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향컬럼.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 가이드홀에는, 상기 너트블록의 내측면과 상기 제 1 너트의 외측면 사이에 지지되는 댐핑부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향컬럼.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 너트블록에는 상기 너트블록을 관통하여 단부가 상기 제 1 너트에 지지되는 고정부재가 결합되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향컬럼.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 어퍼튜브의 외주면에는 브라켓이 결합되고, 상기 제 2 너트는 상기 브라켓에 결합되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향컬럼.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 볼트부의 리드와 상기 제 2 볼트부의 리드는 동일한 것을 특징으로 하는 자동차의 조향컬럼.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 볼트부의 리드는 상기 제 2 볼트부의 리드 보다 작은 것을 특징으로 하는 자동차의 조향컬럼.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 로워튜브는 상기 마운팅브라켓에 축방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되고, 상기 텔레스구동부는 상기 로워튜브에 결합되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향컬럼.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 로워튜브는, 상기 마운팅브라켓의 하단부에 축방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되는 제 1 슬라이드부 및 상기 마운팅브라켓의 상단부에 축방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되는 제 2 슬라이드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향컬럼.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 마운팅브라켓의 하단부에는 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.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 너트블록에는 상기 조향축이 삽입되는 삽입홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향컬럼.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 너트블록은 상기 제 1 결합부재에 의해 상기 제 1 결합부에 힌지결합되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향컬럼.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 마운팅브라켓의 상단부에는 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 13 항에 있어서,
    상기 틸트브라켓에는 틸트볼트와 결합되는 틸트너트가 힌지결합되고,
    상기 마운팅브라켓에는 상기 틸트볼트를 회전시키는 틸트구동부가 힌지결합되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향컬럼.
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