Search

KR-20260060655-A - ROTATION LIMITING APPARATUS OF STEERING SHAFT AND STEERING APPARATUS FOR VEHICLE INCLUDING THE SAME

KR20260060655AKR 20260060655 AKR20260060655 AKR 20260060655AKR-20260060655-A

Abstract

본 발명에 따른 스티어링 샤프트의 회전 제한 장치는, 스티어링 컬럼의 하단에 결합되고 원주면에 홀이 형성된 회전 제한 하우징과, 상기 회전 제한 하우징 내에 배치되고 스티어링 샤프트의 하단부에 일단부가 회전 가능하게 결합되는 커넥팅 링크와, 상기 커넥팅 링크의 타단부에 일단부가 결합되고 상기 스티어링 샤프트의 회전 시 상기 홀을 따라 이동되며, 상기 홀의 양 끝단부에 접촉되어 상기 스티어링 샤프트의 회전을 제한하는 스토퍼를 포함하여, 인텀 샤프트를 구비하지 않은 차량에서 상기 스티어링 샤프트의 좌우 최대 회전수를 제한할 수 있는 이점이 있다.

Inventors

  • 홍진용
  • 윤희승

Assignees

  • 남양넥스모 주식회사

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20241025

Claims (6)

  1. 스티어링 컬럼의 하단에 결합되고, 원주면에 홀이 형성된 회전 제한 하우징; 상기 회전 제한 하우징 내에 배치되고, 스티어링 샤프트의 하단부에 일단부가 회전 가능하게 결합되는 커넥팅 링크; 및 상기 커넥팅 링크의 타단부에 일단부가 결합되고, 상기 스티어링 샤프트의 회전 시 상기 홀을 따라 이동되며, 상기 홀의 양 끝단부에 접촉되어 상기 스티어링 샤프트의 회전을 제한하는 스토퍼;를 포함하는 스티어링 샤프트의 회전 제한 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 홀은 상기 회전 제한 하우징의 축방향을 따라 나선형으로 형성된 스티어링 샤프트의 회전 제한 장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 스티어링 샤프트의 하단부에 상단부가 결합되는 아웃풋 샤프트를 더 포함하고, 상기 커넥팅 링크의 일단부는 상기 아웃풋 샤프트의 하단부에 회전 가능하게 결합되는 스티어링 샤프트의 회전 제한 장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 스티어링 샤프트의 하단부에는 제1 홀이 형성되고, 상기 커넥팅 링크의 일단부에는 제2 홀이 형성되며, 상기 제1 홀 및 상기 제2 홀을 관통하여 상기 커넥팅 링크의 일단부를 상기 스티어링 샤프트의 하단부에 회전 가능하게 결합하는 커넥팅 핀을 더 포함하는 스티어링 샤프트의 회전 제한 장치.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 스토퍼의 타단부는, 상기 회전 제한 하우징의 외측에 배치되고, 상기 스토퍼의 일단부의 길이방향에 직교되는 방향으로 연장되어, 상기 스티어링 샤프트의 회전 시 상기 회전 제한 하우징의 외측면에 접촉되어 상기 스티어링 샤프트의 회전을 제한하는 스티어링 샤프트의 회전 제한 장치.
  6. 스티어링 컬럼; 상기 스티어링 컬럼에 회전 가능하게 지지되는 스티어링 샤프트; 상기 스티어링 컬럼의 하단에 결합되고, 원주면에 홀이 형성된 회전 제한 하우징; 상기 회전 제한 하우징 내에 배치되고, 상기 스티어링 샤프트의 하단부에 일단부가 회전 가능하게 결합되는 커넥팅 링크; 및 상기 커넥팅 링크의 타단부에 일단부가 결합되고, 상기 스티어링 샤프트의 회전 시 상기 홀을 따라 이동되며, 상기 홀의 양 끝단부에 접촉되어 상기 스티어링 샤프트의 회전을 제한하는 스토퍼;를 포함하는 차량용 조향 장치.

Description

스티어링 샤프트의 회전 제한 장치 및 이를 포함하는 차량용 조향 장치{ROTATION LIMITING APPARATUS OF STEERING SHAFT AND STEERING APPARATUS FOR VEHICLE INCLUDING THE SAME} 본 발명은 스티어링 샤프트의 회전 제한 장치 및 이를 포함하는 차량용 조향 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스티어링 샤프트의 회전 제한 장치 및 이를 포함하는 차량용 조향 장치에 관한 것이다. 일반적으로 차량의 차실 내의 운전석으로부터 전방에는 차량의 조향 장치를 구성하는 스티어링 휠이 배치된다. 상기 스티어링 휠은 상기 차량의 진행 방향을 조정하기 위해, 운전자가 손으로 잡고 회전시키는 구성이다. 즉, 운전자는 차량의 운행 중, 차량의 진행방향을 좌측으로 조정하고자 하는 경우 상기 스티어링 휠을 좌측으로 회전시키고, 차량의 진행방향을 우측으로 조정하고자 하는 경우 상기 스티어링 휠을 우측으로 회전시킨다. 상기 차량의 조향 장치는, 상기 스티어링 휠과 더불어, 상기 스티어링 휠이 상단부에 설치되는 스티어링 샤프트와, 상기 스티어링 샤프트의 하단부에 유니버셜 조인트를 통해 상단부가 연결되는 인텀 샤프트와, 상기 인텀 샤프트의 하단부에 유니버셜 조인트를 통해 연결되는 스티어링 모터와, 상기 스티어링 모터의 회전축 하단부에 구비된 피니언 기어와 치합하는 랙바를 구비한 스티어링 기어로 구성된다. 상기 인텀 샤프트의 하단부는 유니버셜 조인트를 통해 상기 스티어링 모터의 회전축 상단부에 결합된다. 상기 스티어링 모터의 회전축 하단부에 구비된 상기 피니언 기어는 상기 스티어링 기어의 하우징 내부에 좌우로 이동가능하게 배치된 상기 랙바에 치합된다. 상기 랙바의 좌우양단에는 각각 좌측 타이로드 및 우측 타이로드가 결합된다. 상기 좌측 타이로드는 좌측 차륜의 너클에 연결되고, 상기 우측 타이로드는 우측 차륜의 너클에 연결된다. 상기 스티어링 모터의 회전축이 일방향으로 회전되는 경우, 상기 랙바가 좌측으로 직선 이동되고, 이에 따라 상기 좌측 타이로드 및 상기 우측 타이로드가 좌측으로 직선 이동되어 좌우측 차륜에 각각 결합된 너클을 좌측으로 회전시키는 것에 의해, 좌우측 차륜은 좌측으로 조향된다. 또한, 상기 스티어링 모터의 회전축이 타방향으로 회전되는 경우, 상기 랙바가 우측으로 직선 이동되고, 이에 따라 상기 좌측 타이로드 및 상기 우측 타이로드가 우측으로 직선 이동되어 좌우측 차륜에 각각 결합된 상기 너클을 우측으로 회전시키는 것에 의해, 좌우측 차륜은 우측으로 조향된다. 대한민국 등록특허공보 제10-2628128호(2024.01.25.)(이하, '종래 기술'이라 함)에는, 상기 스티어링 샤프트인 조향 샤프트와, 상기 인텀 샤프트와, 상기 스티어링 기어인 조향 랙 기어가 구비된 '차량용 전동식 파워 스티어링 장치 및 그것의 제어방법'이 개시되어 있다. 한편, 상기 종래 기술과 같이 상기 인텀 샤프트를 구비한 차량의 경우, 상기 스티어링 샤프트가 상기 인텀 샤프트를 통해 상기 스티어링 기어와 기구적으로 연결되어 있기 때문에, 상기 스티어링 샤프트의 좌우 최대 회전수는 상기 스티어링 기어의 구조에 의해 제한되어 있으며, 통상적으로 차종에 따라 1.5 또는 2의 회전수를 가진다. 그런데, 자율 주행 차량과 같이 상기 인텀 샤프트를 구비하지 않은 차량의 경우, 상기 스티어링 샤프트가 상기 스티어링 기어와 분리되어 있기 때문에, 상기 스티어링 샤프트의 좌우 최대 회전수를 기구적으로 제한할 수 있는 장치를 필요로 한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 의한 차량용 조향 장치를 나타내는 사시도, 도 2는 도 1의 저면도, 도 3은 도 2에 개략적으로 도시된 스티어링 샤프트의 회전 제한 장치를 나타내는 사시도, 도 4는 도 3의 하부의 종단면도, 도 5는 도 4에 도시된 커넥팅 링크, 스토퍼 및 커넥팅 핀을 나타내는 분해 사시도, 도 6은 도 5의 배면 사시도, 도 7은 스티어링 샤프트가 최대로 좌회전된 상태일 때 스토퍼의 상태를 나타내는 도면, 도 8은 스티어링 샤프트가 최대로 우회전된 상태일 때 스토퍼의 상태를 나타내는 도면이다. 이하, 본 발명의 실시예에 의한 스티어링 샤프트의 회전 제한 장치 및 이를 포함하는 차량용 조향 장치를 도면들을 참고하여 설명하도록 한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시예의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 도 1은 본 발명의 실시예에 의한 차량용 조향 장치를 나타내는 사시도, 도 2는 도 1의 저면도이다. 이하 설명에서 상하와 같은 방향과 관련된 용어에서 방향은 도 1에 화살표로 표시한 상하방향과 동일한 방향을 의미한다. 또한, 이하 설명에서 축방향은 상하방향과 동일한 방향이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 차량용 조향 장치(1)는, 스티어링 샤프트(210)와, 스티어링 컬럼(220)을 포함할 수 있다. 스티어링 샤프트(210)의 상단부에는 운전자가 자동차의 진행방향을 조향하기 위해 손으로 잡는 구성인 스티어링 휠(미도시)이 설치될 수 있다. 스티어링 샤프트(210)는 스티어링 컬럼(220)을 축방향으로 관통할 수 있다. 스티어링 샤프트(210)는 제1 샤프트(211)와, 제2 샤프트(212, 도 3 참조)를 포함할 수 있다. 제1 샤프트(211)는 중공으로 형성될 수 있고, 제2 샤프트(212)는 중공이 형성되지 않거나 중공으로 형성될 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 제2 샤프트(212)의 상단부는 도 1 및 도 2에 도시된 제1 샤프트(211)의 하단부로 삽입되어 제1 샤프트(211)와 결합됨으로써, 스티어링 샤프트(210)를 구성할 수 있다. 제2 샤프트(212)에는 제1 샤프트(211)의 하단부로 삽입되는 부분인 상단부의 외주면에 돌기형의 세레이션(212A, 도 3 참조)이 형성될 수 있고, 제1 샤프트(211)에는 제2 샤프트(212)의 상단부가 삽입되는 부분인 하단부의 내주면에 홈형의 세레이션(미도시)이 형성될 수 있다. 제2 샤프트(212)의 상단부가 제1 샤프트(211)의 하단부로 삽입되어, 제2 샤프트(212)의 상단부 외주면에 형성된 돌기형의 세레이션(212A)과 제1 샤프트(211)의 하단부 내주면에 형성된 상기 홈형의 세레이션이 서로 결합됨으로써, 제1 샤프트(211) 및 제2 샤프트(212)는 서로 결합되어 스티어링 샤프트(210)를 구성할 수 있다. 스티어링 컬럼(220)은 스티어링 샤프트(210)의 타단부가 삽입되는 원통형으로 형성될 수 있다. 스티어링 컬럼(220)은 스티어링 샤프트(210)를 회전 가능하게 지지할 수 있다. 즉, 스티어링 샤프트(210)는 스티어링 컬럼(220)에 회전 가능하게 지지될 수 있다. 스티어링 샤프트(210)는 스티어링 컬럼(220)에 축방향으로 이동되지 않게 락킹될 수 있다. 또한, 스티어링 샤프트(210)는 볼 베어링을 통해 스티어링 컬럼(220)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 즉, 상기 볼 베어링은 내륜과, 외륜과, 상기 내륜 및 상기 외륜 사이에 회전 가능하게 배치되는 복수개의 볼을 포함할 수 있고, 상기 내륜 및 상기 외륜은 서로 회전 가능하게 결합되어 있으며, 상기 내륜 및 상기 외륜이 상호 회전 시 상기 복수개의 볼은 회전되면서 상기 내륜 및 상기 외륜의 상호 회전을 원활하게 할 수 있다. 상기 볼 베어링의 상기 내륜은 스티어링 샤프트(210)의 외주면에 결합될 수 있고, 상기 볼 베어링의 상기 외륜은 스티어링 컬럼(220)의 내주면에 결합될 수 있다. 이를 통해, 스티어링 샤프트(210)는 스티어링 컬럼(220)에 원주방향으로 회전 가능하게 결합될 수 있다. 스티어링 컬럼(220)은 이너 튜브(221)와 컬럼 하우징(222)을 포함할 수 있다. 스티어링 샤프트(210) 중 제1 샤프트(211)는 이너 튜브(221)에 축방향으로 이동되지 않게 락킹될 수 있고, 스티어링 샤프트(210) 중 제2 샤프트(212)는 컬럼 하우징(222)에 축방향으로 이동되지 않게 락킹될 수 있다. 이너 튜브(221)는 스티어링 샤프트(210)를 회전 가능하게 지지할 수 있다. 스티어링 샤프트(210)는 이너 튜브(221)에 회전 가능하게 지지될 수 있다. 컬럼 하우징(222)은 스티어링 샤프트(210)를 회전 가능하게 지지할 수 있다. 스티어링 샤프트(210)는 컬럼 하우징(222)에 회전 가능하게 지지될 수 있다. 구체적으로 설명하면, 상기 볼 베어링은, 스티어링 샤프트(210)를 이너 튜브(221)에 회전 가능하게 결합하는 제1 볼 베어링과, 스티어링 샤프트(210)를 컬럼 하우징(222)에 회전 가능하게 결합하는 제2 볼 베어링을 포함할 수 있다. 스티어링 샤프트(210) 중 제1 샤프트(211)는 상기 제1 볼 베어링을 통해 이너 튜브(221)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 즉, 상기 제1 볼 베어링의 상기 내륜은 제1 샤프트(211)의 외주면에 결합될 수 있고, 상기 제1 볼 베어링의 상기 외륜은 이너 튜브(221)의 내주면에 결합될 수 있다. 이를 통해, 제1 샤프트(211)는 이너 튜브(221)에 원주방향으로 회전 가능하게 결합될 수 있다