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KR100500674B1 - 위치조정이가능한조향휠및위치조정이가능한계기판을구비한차량 - Google Patents

위치조정이가능한조향휠및위치조정이가능한계기판을구비한차량 Download PDF

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KR100500674B1
KR100500674B1 KR10-1998-0702608A KR19980702608A KR100500674B1 KR 100500674 B1 KR100500674 B1 KR 100500674B1 KR 19980702608 A KR19980702608 A KR 19980702608A KR 100500674 B1 KR100500674 B1 KR 100500674B1
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클라우스 스카브론트
군터 바르톨로마이
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만네스만파데오아게
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Abstract

차량의 조향휠(2) 또는 조향주(1)와 계기판(4)의 공동 상하 및 선회운동을 위하여 적당한 브라케트(7)로 차량내에서 사용이 가능하게 취부될 수 있는 조향주(1)와 계기판(4)로 구성되어 있는 한 장치(조립체)의 고안이 제기되어 있다. 계기판(4)는 널리 간격을 둔 가이드레일(19/20) 상에서 치차/라체트 연결(35/36 및 33/34)과 결합된 슬라이딩 가이드장치(40/41 및 37)로 구성되어 있는 안전장치(18)와 부착되어 있다.

Description

위치 조정이 가능한 조향휠 및 위치 조정이 가능한 계기판을 구비한 차량{MOTOR VEHICLE WITH A POSITION-ADJUSTABLE STEERING WHEEL AND A POSITION-ADJUSTABLE DASHBOARD}
본 발명은 위치 조정이 가능한 조향휠 및 위치 조정이 가능한 계기판을 구비하는 차량에 관한 것이다.
예를 들어, ATZ 96(독일 자동차 공학 잡지)(1994) 7/8권의 특집에 나타난 바와같이, 버스 특히 노선버스에 대한 운전석의 새로운 구상을 위한 연구에 따르면, 의학적 및 인체공학적인 관점에서 볼 때 차량의 운전자가 최적의 자세를 취할 수 있도록 하기 위해서는, 추가적으로 조향휠의 축방향 조정 및 선회가 가능하여야 하며 또한 계기판의 위치변경이 가능해야만 한다. 이때 조향휠의 수평에 대한 각도와 계기판 표시면의 수평에 대한 각도 사이에는 직접적인 관계가 있다. 즉, 운전자의 시점(視點)을 고려할 때, 비교적 키가 큰 운전자를 위해서는 조향휠이 위로 올려져서 약간만 경사지게 배치되고, 계기판의 계기면은 편평하고 약간 경사지게 배치되어야 한다. 반면 비교적 키가 작은 운전자나 여자운전자를 위해서는 조향휠 위치가 내려가고 더 경사지게 배치되고, 마찬가지로 계기판의 계기면도 더 경사지게 배치되어야 한다.
잘 알려진 바와 같이 이러한 산업의학적-인체공학적인 권장사항을 도입하는 경우에는, 특히 비교적 크고 넓은 질량체를 형성하는 계기판의 고정 및 조정에 관해서, 또한 계기판의 안정화, 즉 진동 없는 계기판의 현가에 관하여 상당한 기술적인 문제가 대두된다. 이 경우, 이동 조정과 관련하여, 특히 버스의 경우 운전자가 자주 바뀌어 여자도 운전자가 될 수 있으므로 조정에 요구되는 힘이 비교적 작아야 한다. 추가적인 어려움은 인체공학적-기술적 최적화가, 가급적 저렴한 비용 및 연속생산성, 즉 양호한 재생산성 및 저렴한 조립 비용을 전제로 하여 이루어져야 한다는 점이다.
이하에서, 본 발명은 도면상에 도시되어 있는 실시예에 기초하여 보다 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따르는 조향주 계기판-조립체의 개략적인 측면도.
도 2는 차량 고정프레임에 배치된 콘솔(console)과 안정화장치의 측면도.
도 3은 차량 고정프레임을 도시하지 않은 상태의, 도 2의 화살표 A방향에 따르는 콘솔과 안정화장치의 도면.
도 4는 도 2의 절단선 B에 따르는 안정화장치의 부분단면도.
도 5는 운전석에 대한 조향주/계기판-조립체의 구동관계를 개략적으로 도시한 도면.
따라서 본 발명의 과제는 조향휠(steering wheel) 및 계기판의 위치가 용이하게 조정될 수 있도록 차량 내에 조향주(steering column) 및 계기판을 배치시켜서, 운전석에 대한 자체진동(self-oscillation)을 방지하고 차량에 있어서 이러한 장치의 조립 비용이 최대한 절감되도록 하는데 있다.
이러한 과제의 해결책을 청구항 1에서 설명하고 있다. 유리한 실시예의 상세한 기술적 사항은 종속항들에 나와 있다.
본원발명의 해결방안에서는, 조향주와 계기판이 상대적으로 움직이는 것이 아니라, 적절한 병렬 가이드(guide)에 의하여 이동 가능하며 또한 각 위치에서 고정될 수 있는 상, 하 이동 및 선회 가능한 조립체를 형성한다. 본원발명에 따른 조향휠은 남성 운전자는 물론 여성 운전자에 대하여도 인체공학적으로 유리하도록 이러한 조립체를 수용하고 있는 핸들로서 기능한다. 명백한 이점은 구성유닛이 소위 3-점-지지에 의하여 당해 차량의 운전석 전면 크로스빔(cross beam)에 간단하게 고정될 수 있다는 점, 즉 나사로 조이기 전에 크로스빔에 걸칠 수 있는 콘솔(console)을 사용하여 배치되는 점이며, 결과적으로 구성유닛는 운전석과 일체로만진동할 수 있게 된다. 이 경우 조립체는 기능유닛으로서 차량 외부에서 조립이 가능하며, 이와 같이 미리 조립된 후에 차량 내부에 장착될 수 있다.
본원 발명에 따른 해결수단에 있어서 특히 중요한 점은 안정화장치인데, 이 장치는 적절하게 설치된 가이드 레일에 의하여 계기판을 비교적 폭넓게 지지해주며, 동시에 조향주와 계기판으로 형성된 조립체의 위치를 조정할 때 조립체가 얽혀서 움직이지 않게 되는 것을 방지한다. 이러한 수단들은 계기판에 대응하여 배치된 각각의 가이드 레일에 각각 기어/래크(rack) 결합으로 연결된 가이드를 구비하고, 이 가이드가 조향주/계기판 조립체의 승강 및 선회시에 발생하는 하중을 균일하게 분배한다. 이를 위하여, 계기판과 양 기어를 지지하고 있는 연결바 사이에는 하나의 힌지(hinge) 연결부가 설치되어 있다.
또한, 본원발명에 따른 해결수단에 의하면, 조립체를 선회시키기 위하여 기어/래크 결합 및 가이드 레일에 설치된 가이드와 양 가이드에 연결되는 연결바 사이에 가급적 작은 유격이 존재하도록 하고 있다. 이에 따라, 조향주/계기판 조립체의 회전각도의 중앙위치에서, 연결바와 조향주의 회전축이 위치한 평면이 안정화 장치의 양 활주면이 위치하는 평면에 대하여 대체로 직각이 되도록, 계기판에 부착된 안정화 장치의 기능요소들이 조향주의 회전축에 대하여 공간적으로 배치된다.
이밖에도 안정화장치의 잠금작동을 위하여 제작 기술상, 특히 조립 기술상 비교적 간편한 수단이 제공된다. 이러한 수단으로서는 먼저 연결바에 느슨하게 지지되어 있는, 스프링 하중을 받는 공압식 클램핑요소가 있다. 강제 잠금을 위한 고정력은 클램핑요소로부터 연결바 상에서 지지되고 간격평형을 위한 수단을 가진 크램핑 슬리브를 거쳐서 가이드 레일 방향 및 안정화장치의 외부 치차 방향으로 이루어진다. 상기 외부 치차는 스크류 부시에 의하여 연결바와 연결되어 적당한 방식으로 작용한다. 즉, 힘의 전달경로는 장력을 받는 연결바에 의해 차단된다.
조향주/계기판-조립체의 중량이 상당히 무거움에도 불구하고, 올릴 때에 별로 힘이 들지 않으며 경우에 따라서는 자동적으로 행해질 수도 있게 되어 있어 완벽하다고 할 수 있다.
이를 위하여, 중력의 작용 방향과 반대방향으로 경사진 가이드바가 테레스코프(telescope)축과 서로 연동하며, 이 테레스코프축은 가스 스프링을 구비하고 있으며 조향주로부터 연장하는 카단(cardan)축의 일부를 이룬다.
도 1의 개략도에서 도시된 바와 같이 조향휠(2)의 축(도시되지 않음)이 배치된 조향주(1) 또는 조향주(1)에 결합된 지지프레임(3)과 계기판(4)이 콘솔(7)에 설치되어 있다. 두 개의 쉘(shell)(5,6)로 이루어진 계기판(4)에는 표시 및 기록계, 스위치, 및 기타 제어요소들이 배치되어 있으며, 콘솔(7)은 당해 차량 운전석의 전면 프레임(8)에 상세히 도시되어 있지 않지만 적절한 방법으로 고정되어 지지되고 있다.
이 경우 프레임(8)은 운전석의 크로스바(8a) 및 이 크로스바(8a)에 용접되어 있으며 운전석 바닥으로 연장되는 두 개의 지주 또는 수직 지지대(8b)로 이루어져있다. 조향주(1)의 커버가 참조번호 9로 표시되어 있으며, 참조번호 10 과 11 은 계기판(4)으로 연결되는 통기호스(ventilation hose)를 나타내고, 참조번호 12 는계기판(4)의 전기도선 보호호스를 도시하고 있다. 두 개의 관(13,14)은 압축공기관을 나타낸다. 이들 두 개의 관은 각각 클램핑요소(15,16)와 연결되어 있으며(도 2), 각 클램핑요소는 조향주/계기판-조립체를 고정하는데 사용된다. 참조부호 17로 표시된 카단축의 구성요소가 조향휠 축과 연결되어 조향기어(steering gear)를 향해 연장되어 있다. 바람직하게는. 상기 카단축의 구성요소가 가스스프링을 구비한 테레스코프축으로 구성된다.
도 2 및 도 3은 계기판(4)에 배설되어 있는 안정화장치(18)를 도시하고 있다. 이 안정화장치는 가이드레일(19,20)을 가지고 있으며, 이들 가이드 레일은 콘솔(7)에 지지되어 있는 크로스빔(23)의 측벽(21,22)에 고정되어 있다. 이를 위한 적절한 나사결합이 참조번호 24로 도시되어 있다. U자 형태의 부품으로 구성되어 있는 크로스빔(23)은 콘솔(7)의 추가보강을 위한 것이다. 콘솔(7)을 프레임(8)에 고정시키기 위하여 관통구멍(25,26,27) 및 홈(28,29)이 제공된다. 콘솔(7)의 나사결합을 해제하고 또한 조립을 용이하게 하기 위하여, 즉, 나사 결합 전에 크로스바(8a)상으로 조향주/계기판-조립체의 현가를 용이하게 하기 위하여 콘솔상에 스트립(30,31)이 제공된다. 참조번호 32는 콘솔(7)에 있는 4개의 관통구멍중 한 개를 나타내며, 콘솔(7)을 조향주(1)의 지지프레임(3)에 나사결합시키기 위하여 제공된다.
또한 도 2 및 3에서 되시되어 있는 바와 같이 가이드레일(19,20)상에는, 상세히 도시되어 있지는 않지만, 나사결합에 의하여 래크(33,34)가 고정되어 있으며, 각각의 이(toothing)가 가이드레일(19,20)의 외측에 존재하도록 되어 있다. 너트(38,39)에 의하여 연결바(37)에 고정된 두 개의 치차(35,36)는 각각 래크(33,34)와 맞물린다. 즉, 연결바(37)는 양 가이드레인(19,20)을 통하여 연장되며, 따라서 가이드레인(19,20) 내에 형성된 가이드(40,41)를 통해 연장된다. 특히 도 3에 도시된 바와 같이, 연결바(37)상에 느슨하게 지지되는 클램핑요소(16)에 클램핑슬리브(42,43)가 결합되어 있다. 이들 클램핑 슬리브(42,43) 역시 마찬가지로 연결바(37)상에 느슨하게 지지된다. 클램핑슬리브 중의 하나(42)에는 너트(44,45)를 수용하기 위한 나삿니(참조부호로 표시되어 있지 않음)가 제공되는데, 이들 너트(44,45)는 백래쉬(backlash)를 보상하기 위한것이다. 참조번호 46은 지지 브라켓(bracket)으로서 형성된 지지부를 나타내는데, 이지지부는 계기판(4)의 쉘(6)에 고정연결된다. 상기 지지부(46)와 쉘(6)을 나사결합시키기 위한 관통구멍 중 하나가 참조부호 47로 도시되어 있다. 특히 도 3에 도시된 바와 같이, 지지부(46)의 다리(48,49)는 클램핑슬리브(42,43)상에서 회전가능하도록 지지되어 있다. 즉, 계기판(4)은 연결바(37) 및 이에 배설된 기능 요소들에 피봇(pivot)되게 결합되어 있다. 도 4에서 도시된 바와 같이, 지지부(6)의 다리(48)는 클램핑 슬리브에 의하여 직접적으로 지지되지 않고 너트(44)에 형성된 칼라(collar)(50)에 의하여 지지된다. 또한 도 4에는 치차(35)가 스크류 부시(51)를 구비하여, 상기 스크류 부시의 네크부(neck, 52)는, 상세히 나타나 있지 않았지만, 공구와 맞물릴 수 있는 표면을 구비하고 있는 점이 도시되어 있다. 이는 치차(36)에 대하여도 마찬가지이다. 도 3에는 치차(36)와 결합된 스크류 부시의 네크부(52)가 도시되어 있다. 워셔(54)는 클램핑슬리브(42)와 클램핑요소(16)의 스러스트 피스(thrust piece; 55) 간의 직경차이를 보상하기 위한 것이다.
도 5에 개략적으로 도시된 바와 같이, 조향주/계기판-조립체는 복수의 서로평행하게 배치된 가이드 내에서 안내되고 있으며, 화살표 X방향으로의 상하 운동은 물론이고 X-방향으로의 각 위치에 있어서 화살표 Y방향으로도 일정한 각도 α 로 피봇될 수 있다. 더욱이, 계기판(4)은 한편으로는 조향주(1)와 고정 결합이 되어 있으며, 다른 한편으로는 기능요소들(35,36,37,38,39,46)에 의하여 콘솔(7)에 고정된 안정화장치(18)의 가이드레일(19,20)에 구동식으로 결합되어 있다.
조립체의 회전은 조향주에 대하여 정지된 상태인 회전축(56)을 중심으로 이루어 지는데, 이 회전축은 예컨대 U자 형태의 몸체 구성된 조향주(1)의 양측에 배치되어 주행롤러(running roller; 57,58)로서의 역할을 하는 두 개의 볼베어링을 지지한다. 상기 주행롤러(57,58)는 지지프레임(3) 내에 조향주(1)에 대한 또 다른 가이드가 지지프레임(3)내에 활주 가이드(61,62)로 형성되어 있으며, 상기 활주 가이드(61,62) 역시 조향주(1)의 행정을 제한하는 가이드로서 기능한다. 이를 위하여, 조향주(1)에는 양 활주 가이드(61,62)와 맞물릴 수 있는 축(63)이 결합되어 있다. 축(63)은 조향주(1)의 측벽에 형성된 긴 구멍(64,65)을 관통하여 연장함으로써 조향주(1)의 회전운동에 대한 스토퍼(stopper) 역할을 한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 클램핑요소(15)는 축(63)상에 지지된다. 이 클램핑요소(15)는 지지프레임(3)과 조향주(1)와의 강제-잠금 연결을 제공함으로써 임의의 상,하/선회 위치에 조향주(1)를 고정시키는 역할을 한다.
도 5에서 조향휠(2)과 고정연결되어 조향주(1) 내에서 회전이 가능하게 지지된 축이 참조부호 66으로 표시되어 있다. 참조부호 67은 축(66)과 테레스코프축(17) 사이에 제공된 유니버셜 조인트(universal joint)를 표시하는데, 이 테레스코프축(17)은 클램핑요소(15,16)가 풀렸을때 조향주/계기판-조립체를 지지한다. 이 밖에도 도 5에서 명백하게 도시된 바와 같이, 조립체의 회전시에 연결바(37) 반경방향의 행정 및 이에 따른 치차(35,36)들의 반경방향 행정은, 선회각도(α)의 중간위치(68)에서 계기판(4)에 결합된 기능요소들이 연결바(37)와 회전축(56)이 위치하는 평면이 가이드(40,41)가 위치하는 평면에 대하여 수직으로 연장되도록 배치되었을때, 최소가 된다.
또한 콘솔(7)은, 크로스빔(23) 및 이에 부착되어 있는 지지암(support arm; 69,70) 사이에 형성되어, 도 2와 3에 도시된 바와 같이, 통기호스(10,11), 전기도선 보호호스(12) 및 압축공기관(14)에 대한 가이드채널(71)을, 바람직하게는 프레임(8)의 지지대(8b) 사이에, 형성한다. 콘솔의 기부(72)는 조향주(1)의 지지프레임(3)에 대한 프렌지면(flange surface)을 형성한다. 조향주/계기판-조립체를 조정할때에 가이드채널(7)의 모서리와 지지프레임(3)의 나사부위에 도선과 호스가 스쳐깎이게 되는것(shearing)을 방지하기 위하여, 적당한 모따기를 함과 더불어 적어도 가이드채널(71)의 바닥에 부착되는 플라스틱 바닥판의 플라스틱층을 두는 것이 좋다. 참조부호 73은 콘솔(7)의 고정면을 표시한다.
차량의 조향휠과 계기판에 있어서 인체공학 및 산업의학적으로 운전자의 신체적 조건과 안전에 부합되도록 그의 결합체 위치를 자유자제로 조정 변환이 가능함과 동시 조립 제작 비용도 경제적임으로 유리하다.

Claims (5)

  1. 위치 조정 가능한 조향휠과 위치 조정 가능한 계기판을 구비한 차량에 있어서,
    조향휠(2)을 수용하며 축방향의 조정 및 선회가 가능하게 장착된 조향주(1)와 계기판(4)이 서로 고정 연결되며,
    운전석의 전면측 크로스바(8a)와 연결 가능한 콘솔(7)이 제공되며,
    조향주(1)를 수용하고 조향주(1)를 위한 활주 가이드(59/60, 61/62)를 구비하는 지지프레임(3)이 상기 콘솔에 고정되고,
    계기판(4)과 연결된 안정화장치(18)가 상기 콘솔(7)에 연결되며,
    상기 안정화장치(18)가 서로 떨어져 배치되어 있는 두 개의 가이드레인(19,20) 및 상기 가이드레일(19,20)과 연동되고 계기판(4)과 연결된 기능요소들(35/36, 37, 38/39, 46)을 구비하여, 조향주/계기판 조립체의 높이조정 및 지지프레임(3) 내에 이동 가능하도록 장착된 회전축(56)에 대한 조향주/계기판 조립체의 선회운동이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 차량.
  2. 제 1 항에 있어서,
    콘솔(7)은 고정면(73) 내에 위치한 크로스빔(23) 및 상기 크로스빔에 수직으로 부설되어 있는 지지암(69,70)을 구비하며,
    가이드레일(19/20)의 고정역할을 하는 측벽(21,22)이 상기 크로스빔(23)상에일체로 형성되어 있으며,
    차량의 크로스바(8a)에 상기 콘솔(7)을 걸치기 위한 하나 이상의 스트립(30/31)이 상기 측벽(21/22)의 반대측에서 상기 콘솔(7)상에 형성되어 있으며,
    가이드채널(71)이 지지암(69,70) 사이에 일체로 형성되어, 가이드채널(71)의 바닥(72)이 고정면(73)에 대하여 예각을 이루도록 형성되는 것을 특징으로 하는 차량.
  3. 제 1 항에 있어서,
    안정화장치(18)는 가이드레일(19/20) 내의 가이드(40/41)를 관통하는 연결바(37)를 구비하며,
    치차(35/36)가 가이드레일(19/20) 외측에서 연결바(37)에 고정되며,
    상기 치차(35/36)와 맞물리는 래크(33/34)가 상기 가이드레일(19/20)에 연결되며,
    연결바(37)는, 조향주/계기판 조립체의 선회각(α )의 중앙위치(68)에서 연결바(37)와 회전축(56)이 위치한 평면이 가이드(40/41) 위치한 평면에 대하여 수직으로 배치되도록, 계기판(4)에 간접적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 차량.
  4. 제 1 항에 있어서,
    서로 힌지 결합된 복수의 구성요소를 포함하며 차량의 조향기어와 조향휠(2) 사이에 설치된 조향축의 한 구성요소가 스프링 하중을 받는 테레스코프축(17)으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량.
  5. 제 1 항에 있어서,
    연결바(37)상에 느슨하게 장착된 클램핑요소(16)가 가이드레일(19/20) 사이에 설치되며,
    연결바(37)와 동심으로 배치된 클램핑슬리브(42/43)가 상기 클램핑요소(16)에 연결되며,
    계기판(4)에 결합되는 안정화장치(18)의 기능요소들(35/36, 37, 38/39)과 계기판(4)의 연결부로서, 계기판(4)에 고정되고 지지 브라켓으로 형성되어 클램핑 슬리브(42/43)에 장착되는 지지부(46)가 제공되는 것을 특징으로 하는 차량.
KR10-1998-0702608A 1995-10-12 1996-10-08 위치조정이가능한조향휠및위치조정이가능한계기판을구비한차량 Expired - Fee Related KR100500674B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

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