KR101268274B1 - 자동차의 조향 컬럼 - Google Patents

자동차의 조향 컬럼 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차의 조향 컬럼에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예는, 양측은 원기둥 형상의 외주면에 나사부가 형성된 체결부가 구비되고, 중심부는 아우터 튜브가 삽입되500도록 중공형으로 형성되는 링볼트와; 체결부가 결합되도록 서로 마주보는 플레이트의 끝단부가 개구된 틸트 슬릿이 각각 형성되어 있는 틸트 브라켓; 및 틸트 브라켓의 외측면에 밀착되는 안착부와, 안착부의 내측면에 중심축 방향으로 연장 형성되며 틸트 슬릿을 관통하여 아우터 튜브의 외주면에 지지되는 지지부와, 안착부의 외측면에 중심축 방향으로 연장 형성되며 내주면에 나사부가 형성된 너트부로 구성되는 플레인 너트;를 포함하여 구성되되, 일측 체결부는 조정 레버와 결합되고, 타측 체결부는 플레인 너트를 관통하여 결합되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향 컬럼을 제공한다.
본 발명에 의하면 틸트 볼트의 결합 위치가 조향축의 중심축 상에 위치함으로써 자동차의 충돌시 벤딩이 발생되지 않고, 또한 자동차의 충돌시 조정 레버가 운전자의 무릎에 부딪치지 않게 되며 조정 레버의 조작시 반대쪽 너트가 풀리는 현상을 방지할 수 있게 되는 효과가 있다.
조향장치, 조향 컬럼, 아우터 튜브, 인너 튜브, 가이드 블록

Description

자동차의 조향 컬럼{Steering Column for Vehicle}
본 발명은 자동차의 조향 컬럼에 관한 것이다. 보다 상세하게는 틸트 볼트의 결합 위치가 조향축의 중심축 상에 위치함으로써 자동차의 충돌시 벤딩이 발생되지 않고, 또한 자동차의 충돌시 조정 레버가 운전자의 무릎에 부딪치지 않게 되며 조정 레버의 조작시 반대쪽 너트가 풀리는 현상을 방지할 수 있게 되는 자동차의 조향 컬럼에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 조향장치는 자동차의 진행방향을 운전자의 의지대로 변경할 수 있도록 하기 위한 장치로서, 자동차의 앞바퀴가 선회하는 회전 중심을 임의로 변경하여 운전자가 원하는 방향으로 자동차를 진행시킬 수 있도록 보조하는 장치이다.
이러한 자동차의 조향장치에 있어서 운전자가 조향휠을 조작함으로써 발생한 조향력은 조향축을 통해 랙 피니언 기구에 전달되고 최종적으로 양쪽 바퀴의 방향을 변화시키게 된다.
또한, 자동차의 조향장치는 운전자의 편의를 위하여 텔레스코프(Telescope) 또는 틸트(Tilt) 기능을 추가할 수 있는데, 틸트 장치는 조향휠의 고정각도를 조절 하기 위한 장치이고, 텔레스코픽 장치는 축 방향으로 신장 및 수축이 가능하도록 두 개의 중공 관을 삽입하여 형성한 것으로 자동차의 충돌시 조향축 및 조향 컬럼이 컬랩스(Collapse)되면서 충격 에너지를 흡수하는 기능도 갖는다.
따라서 조향장치는 이러한 기능에 따라 텔레스코프식 또는 틸트식 조향장치로 나누어 지며, 경우에 따라서는 텔레스코프식 조향장치에 틸트 기능이 추가될 수 있다. 이러한 기능을 통하여 운전자는 자신의 신장이나 체형에 맞게 조향휠의 돌출 정도 또는 기울임 각도를 조절함으로써 원활한 조향 조작을 할 수 있게 된다.
도 1은 종래의 기술에 의한 자동차의 조향 컬럼 일부를 나타내는 분해 사시도이다.
도 1에서 도시된 바와 같이 종래 기술에 의한 자동차의 조향 컬럼은 조향축(175)을 수용하는 외측 튜브(100), 외측 튜브에 인입되는 내측 튜브(170), 내측 튜브를 차체에 고정시키는 하부 브라켓(165), 외측 튜브(100)의 상측에 설치되어 차체에 고정되는 상부 브라켓(105), 외측 튜브(100)와 일체로 고정되고 텔레스 장공(185)이 형성되어 있는 디스턴스 브라켓(180), 상부 브라켓(105)과 일체로 형성되며 틸트 장공(110)이 길게 형성되어 있는 틸트 브라켓(150), 틸트 브라켓(150)의 외측면에 형성되는 고정기어(145), 고정기어(145)와 치합 또는 분리되는 가동기어(140), 틸트 장공(110)을 관통하는 틸트 볼트(130), 가동기어(140)와 결합되는 캠(135), 캠(135)과 조정 레버(115)를 고정시키는 와셔(125)와 너트(120), 가동기어(140)와 고정기어(145) 사이에 위치하는 기어 스프링(142)을 포함하여 구성된다.
틸트 또는 텔레스 작동은 모두 조정 레버(115)의 조임과 해제에 의해 인가되 는데, 조정 레버(115)를 조이면 틸트 브라켓(150)이 좁아지면서 외측 튜브(100)에 압박력을 가해 외측 튜브(100)와 내측 튜브(170)가 압박력에 의해 밀착되어 틸트 또는 텔레스 작동이 이루어지지 않고, 반대로 조정 레버(115)를 해제하면 외측 튜브(100)와 내측 튜브(170)의 압박력이 사라져 틸트 또는 텔레스 작동이 가능하게 되는 원리이다.
텔레스 작동은 조정 레버(115)를 해제한 후 디스턴스 브라켓(180)에 형성된 텔레스 장공(185)을 따라 틸트 볼트(130)의 위치를 변경한 후 조정 레버(115)를 조여서 완료하게 된다.
틸트 작동은 조정 레버(115)를 해제한 후 틸트 장공(110)을 따라 틸트 볼트(130)의 위치를 변경한 후 조정 레버(115)를 조여서 완료하게 된다.
조정 레버(115)가 잠긴 상태에서는 외측 튜브(100)와 조향축(175) 등은 고정되지만 조정 레버(115)가 해제되면 캠(135)에 의해서 외측 튜브(100)와 내측 튜브(170) 등이 틸트 중심(160)을 기준으로 틸트되거나 축방향으로 조향 컬럼이 신장 및 수축할 수 있게 된다.
이와 같은 자동차의 조향 컬럼은 틸트 볼트의 결합 위치가 조향축의 중심축으로부터 하측 방향으로 일정 거리 이격되어 있어서 자동차의 충돌시 벤딩이 크게 발생되는 문제점이 있었고, 또한 틸트 볼트의 결합 위치만큼 조정 레버도 하측으로 이동된 상태에서 결합되므로 자동차의 충돌시 조정 레버가 운전자의 무릎에 부딪치며, 조정 레버의 조작시 반대쪽 너트가 풀리는 문제점이 있었다.
이에 본 발명의 일실시예는 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 틸트 볼트의 결합 위치가 조향축의 중심축 상에 위치함으로써 자동차의 충돌시 벤딩이 발생되지 않고, 또한 자동차의 충돌시 조정 레버가 운전자의 무릎에 부딪치지 않게 되며 조정 레버의 조작시 반대쪽 너트가 풀리는 현상을 방지할 수 있게 되는 자동차의 조향 컬럼를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예는, 양측은 원기둥 형상의 외주면에 나사부가 형성된 체결부가 구비되고, 중심부는 아우터 튜브가 삽입되도록 중공형으로 형성되는 링볼트와; 상기 체결부가 결합되도록 서로 마주보는 플레이트의 끝단부가 개구된 틸트 슬릿이 각각 형성되어 있는 틸트 브라켓; 및 상기 틸트 브라켓의 외측면에 밀착되는 안착부와, 상기 안착부의 내측면에 중심축 방향으로 연장 형성되며 상기 틸트 슬릿을 관통하여 상기 아우터 튜브의 외주면에 지지되는 지지부와, 상기 안착부의 외측면에 중심축 방향으로 연장 형성되며 내주면에 나사부가 형성된 너트부로 구성되는 플레인 너트;를 포함하여 구성되되, 상기 일측 체결부는 조정 레버와 결합되고, 상기 타측 체결부는 상기 플레인 너트를 관통하여 결합되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향 컬럼을 제공한다.
본 발명에 의하면 틸트 볼트의 결합 위치가 조향축의 중심축 상에 위치함으로써 자동차의 충돌시 벤딩이 발생되지 않고, 또한 자동차의 충돌시 조정 레버가 운전자의 무릎에 부딪치지 않게 되며 조정 레버의 조작시 반대쪽 너트가 풀리는 현상을 방지할 수 있게 되는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, 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 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 자동차의 조향 컬럼 일부를 나타내는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 자동차의 조향 컬럼 일부를 나타내는 분해 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 자동차의 조향 컬럼 일부를 나타내는 단면도이다.
도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 자동차의 조향 컬럼(200)은, 양측은 원기둥 형상의 외주면에 나사부가 형성된 체결부(245)가 구비되고, 중심부는 아우터 튜브(215)가 삽입되도록 중공형으로 형성되는 링볼트(240)와; 상기 체결부(245)가 결합되도록 서로 마주보는 플레이트의 끝단부가 개구된 틸트 슬릿(227)이 각각 형성되어 있는 틸트 브라켓(225); 및 상기 틸트 브라켓(225)의 외측면에 밀착되는 안착부(251)와, 상기 안착부(251)의 내측면에 중심축 방향으로 연장 형성되며 상기 틸트 슬릿(227)을 관통하여 상기 아우터 튜브(215)의 외주면에 지지되는 지지부(252)와, 상기 안착부(251)의 외측면에 중심축 방향으로 연장 형성되며 내주면에 나사부가 형성된 너트부(253)로 구성되는 플레인 너트(250);를 포함하여 구성되며, 상기 링볼트(240)의 일측은 상기 체결부(245)와 조정 레버(115)가 결합되고, 상기 링볼트(240)의 타측은 체결부(245)가 상기 플레인 너트(250)를 관통하여 결합된다.
본 발명에 의한 자동차의 조향 컬럼(200)은, 종래의 틸트 볼트 역할을 하는 링볼트(240)가 조향축의 중심축 상에 위치하며, 조정 레버(115)의 조작시 틸트 브라켓(225)의 일측에 결합된 플레인 너트(250)가 링볼트(240)와 풀려 토크가 없어지는 것을 방지하는 구조를 구비한 것에 특징이 있다.
또한, 본 발명의 설명에 있어서 특별한 경우를 제외하고는 설명의 편의상 운전자가 조작하는 조향휠이 결합되는 쪽을 상측으로 하고, 그 반대쪽을 하측으로 하여 설명하기로 한다.
인너 튜브(205)는 조향축을 감싸는 중공 원통 형상으로 상측 단부의 외주면과 아우터 튜브(215)의 사이에는 텔레스 작동시 작동 마찰을 줄이는 텔레스 부시(210)가 삽입되어 있고, 하측 단부는 틸트 작동시 회전축이 되는 틸트 힌지(220) 를 매개로 마운팅 브라켓에 결합되어 있다.
텔레스 부시(210)는 인너 튜브(205)의 상측 외주면 단부에 삽입되어 아우터 튜브(215)의 안쪽으로 삽입되며, 아우터 튜브(215)는 중공 원통 형상으로 하측 단부가 텔레스 부시(210)의 외주면 상에서 텔레스 작동시 슬라이딩되도록 되어 있다.
아우터 튜브(215)의 외주면 하측에는, 틸트 브라켓(225)에 조정 레버(115) 및 플레인 너트(250)와 함께 체결되는 링볼트(240)가 밀착 결합되며, 조정 레버(115)가 결합되는 부위의 아우터 튜브(215)와 틸트 브라켓(225)의 플레이트 사이에는 가이드 블록(255)이 삽입되어 있어서, 조정 레버(115)의 조임시 링볼트(240)와 조정 레버(115)에 의해 구속되어 있는 틸트 브라켓(225)의 플레이트가 플레인 너트(250)와 가이드 블록(255)에 압박력을 가해서, 아우터 튜브(215)가 텔레스 부시(210) 및 인너 튜브(205)와 압박 밀착된다.
아우터 튜브(215)는 플레인 너트(250)와 가이드 블록(250)이 결합되는 양측 부위의 외주면 양측에 면접촉을 위한 평면 형상의 장착면(217)이 형성될 수 있다.
링볼트(240)는, 일측은 틸트 또는 텔레스 작동을 인가하는 조정 레버(115)와 결합되고, 타측은 플레인 너트(250)가 결합되는데, 양측에는 원기둥 형상의 외주면에 나사산과 골이 형성되어 있는 체결부(245)가 형성되어 있고, 이들 체결부(245) 사이에는 아우터 튜브(215)가 삽입 관통되도록 중공형으로 형성되어 있다.
또한, 링볼트(240)는 텔레스 작동시 슬라이딩되는 상기 아우터 튜브(215)와의 마찰력을 줄이도록 내주면에 저마찰 재질의 코팅이 형성될 수 있다.
한편, 일측에 조정 레버(115)가 결합되는 틸트 브라켓(225)의 타측에는 조정 레버(115)의 작동시 반대쪽에서 링볼트(240)와 풀림을 방지하면서 링볼트(240)를 지지하는 플레인 너트(250)가 결합된다.
플레인 너트(250)는 크게 안착부(251)와, 지지부(252) 및 너트부(253)로 형성되는데, 안착부(251)는 틸트 브라켓(225)의 외측면에 밀착 고정되는 평판 형상으로 형성되고, 안착부(251)와 일체로 형성되는 지지부(252)와 너트부(253)는 링볼트(240)의 체결부(245)가 관통되는 중공 형상으로 내측 중공부에 나사산과 골이 형성되어 체결부(245)와 나사결합된다.
또한, 너트부(253)의 외주면에는 공구와의 결합이 가능하도록 너트 형상의 평면부가 형성되어 있어서 플레인 너트(250)를 링볼트(240)에 결합시 결합이 용이하게 되어 있다.
따라서, 운전자가 조정 레버(115)를 풀거나 잠구어도 플레인 너트(250)가 틸트 브라켓(225)의 틸트 슬릿(227)을 관통하여 링볼트(240)와 견고하게 체결되어 있게 되므로, 링볼트(240)와 플레인 너트(250)가 풀리는 것을 방지할 수 있게 된다.
링볼트(240)의 체결부(245)가 관통공(258)을 관통하며 아우터 튜브(215)의 외주면과 틸트 브라켓(225)의 플레이트 사이에 삽입되는 가이드 블록(255)은, 조정 레버(115)의 조임 또는 풀림 작동시 링볼트(240)가 틸트 브라켓(225)의 양쪽 플레이트를 좁히는 압박력을 아우터 튜브(215)에 가하거나 해제하여, 조향 컬럼(200)의 틸트 또는 텔레스 작동을 인가하게 된다.
가이드 블록(255)은 텔레스 작동시 슬라이딩되는 아우터 튜브(215)와의 마찰력을 줄이도록 아우터 튜브(215)와 맞닿는 내측면에 저마찰 재질의 코팅이 형성될 수 있다.
이와 같은 구조와 형상을 갖는 본 발명에 의하면, 틸트 볼트의 결합 위치가 조향축의 중심축 상에 위치함으로써 자동차의 충돌시 벤딩이 발생되지 않고, 또한 자동차의 충돌시 조정 레버가 운전자의 무릎에 부딪치지 않게 되며 조정 레버의 조작시 반대쪽 너트가 풀리는 현상을 방지할 수 있게 되는 효과가 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질 적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 종래의 기술에 의한 자동차의 조향 컬럼 일부를 나타내는 분해 사시도;
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 자동차의 조향 컬럼 일부를 나타내는 사시도;
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 자동차의 조향 컬럼 일부를 나타내는 분해 사시도;
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 자동차의 조향 컬럼 일부를 나타내는 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
205: 인너 튜브 210: 텔레스 부시
215: 아우터 튜브 220: 틸트 힌지
225: 틸트 브라켓 230: 마운팅 브라켓
240: 링볼트 245: 체결부
250: 플레인 너트 251: 안착부
252: 지지부 253: 너트부
255: 가이드 블록

Claims (2)

  1. 원기둥 형상의 외주면 양측에 나사부가 형성된 체결부가 각각 구비되고, 중심부는 아우터 튜브가 삽입되도록 중공형으로 형성되는 링볼트;
    상기 체결부가 결합되도록 서로 마주보는 플레이트의 끝단부가 개구된 틸트 슬릿이 각각 형성되어 있는 틸트 브라켓; 및
    상기 틸트 브라켓의 외측면에 밀착되는 안착부와, 상기 안착부의 내측면에 중심축 방향으로 연장 형성되며 상기 틸트 슬릿을 관통하여 상기 아우터 튜브의 외주면에 지지되는 지지부와, 상기 안착부의 외측면에 중심축 방향으로 연장 형성되며 내주면에 나사부가 형성된 너트부로 구성되는 플레인 너트;
    를 포함하여 구성되되,
    상기 링볼트의 일측에 구비된 체결부는 조정 레버와 결합되고, 링볼트의 타측에 구비된 체결부는 상기 플레인 너트를 관통하여 결합되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향 컬럼.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 링볼트는 텔레스 작동시 슬라이딩되는 상기 아우터 튜브와의 마찰력을 줄이도록 내주면에 저마찰 재질의 코팅이 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 조향 컬럼.
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