KR20100076781A - 중립핀 구조가 개선된 자동차의 스티어링 롤 커넥터 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 자동차의 스티어링 롤 커넥터 장치는, 자동차의 스티어링 컬럼과 결합되는 결합공을 구비한 회전부재; 상기 결합공과 대응하는 관통공을 구비하며, 상기 회전부재에 대해 상대회전이 가능하도록 상기 회전부재와 결합된 고정부재; 및 상기 회전부재와 상기 고정부재에 의해 형성된 수용공간에 배치된 플렛 케이블;을 포함하는 자동차의 스티어링 롤 커넥터 장치에 있어서, 상기 관통공의 내주면에 오목하게 형성된 걸림홈; 및 상기 회전부재에 대해 일정각도 범위 내에서 상대회전이 가능하도록 설치되며, 상기 걸림홈에 수용되어 상기 회전부재와 상기 회전부재의 상대회전을 방지하는 고정핀부와, 상기 스티어링 컬럼이 상기 결합공에 결합될 때 상기 고정핀부를 상기 걸림홈으로부터 이탈시키는 방아쇠부를 구비한 중립핀;을 포함한 것을 특징으로 한다.

Description

중립핀 구조가 개선된 자동차의 스티어링 롤 커넥터 장치{Steering roll connector device for automobile improving neutral pin structure}

본 발명은 자동차의 조향장치에 조립되어 에어백 시스템 등의 접속수단으로서 사용되는 스티어링 롤 커넥터 장치에 관한 것이다.

일반적으로 스티어링 롤 커넥터 장치는 스티어링 컬럼과 동축적 또는 상대적으로 자유롭게 회전하도록 연결된 고정부재와 회전부재 사이에 띠 형상의 가요성 케이블을 배치한 것이다. 가요성 케이블은 플렛 케이블이라고 불린다. 스티어링 롤 커넥터 장치는 콤비네이션 스위치와 함께 자동차의 스티어링 컬럼에 부착되어 에어백 시스템의 인플레이터(inflator)에 전자제어유닛(ECU)의 작동신호를 전달하는 유선회로장치이다. 스티어링 롤 커넥터 장치는 스티어링 컬럼에 접촉함으로써 회전기능이 필요하다. 따라서, 상기 회전부재가 그 기능을 담당한다.

그런데, 스티어링 롤 커넥터 장치는 플렛 케이블이 풀리고 감기는 동작을 반복하도록 차량에 설치되어야 한다. 따라서, 차량에 장착되기 전에는 플렛 케이블의 권회상태가 미리 설정된 중립위치에 있어야 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위해 종래에는 중립핀이라 불리는 부품을 사용하 였다. 중립핀은 회전부재와 고정부재가 상대회전되지 않도록 특정한 위치에서 상대고정되도록 하는 역할을 한다.

종래에 사용되고 있는 중립핀은 작업자가 수작업으로 조립과 분해를 하도록 구성되어 있다. 즉, 종래의 중립핀을 설치하기 위한 구조는 도 1에 도시된 바와 같이 고정부재(2)에는 돌출된 돌기(5)가 형성되어 있고, 회전부재(3)에는 중립핀(4)을 수용할 수 있는 홈부(6)가 형성되어 있다. 중립핀(4)은 상기 돌기(5)와 상기 홈부(6)에 끼워짐으로써 상기 회전부재(3)와 상기 고정부재(2)의 상대회전이 방지되도록 한다.

그런데 이와 같은 구조의 종래의 중립핀 조립구조는 작업자가 중립핀(4)을 조립하고, 차량에 스티어링 롤 커넥터 장치(1)를 설치할 때에는 그 중립핀(4)을 제거한 상태로 스티어링 컬럼에 조립하도록 되어 있다. 즉, 중립핀(4)이 제거된 상태에서 스티어링 롤 커넥터 장치(1)가 차량에 조리되기 때문에 조립과정에서 상기 스티어링 롤 커넥터 장치(1)의 중립이 해제된다. 따라서 조립과정에서 중립이 해제되어 상기 회전부재(3)와 고정부재(2)가 자유롭게 회전할 수 있는 여지가 있으므로 차량에 장착될 때 정확한 중립상태에 있는 않게 되는 문제점이 있다. 또한, 상기 중립핀(4)을 제거하는 작업이 별도로 필요하기 때문에 공정이 추가되는 문제점이 있다.

한편, 이와 같이 공정이 추가되는 문제점을 해소하기 위해 차량에 조립될 때 중립이 자동으로 해제되는 구조가 미국특허 제6,364,676호(이하 "선행기술"이라 함)에 개시되어 있다. 그러나 상기 선행기술은 중립핀의 부품 수가 많고 그 구조가 복잡하여 제조원가가 상승함으로써 작업공정의 감소효과를 실질적으로 기대하기 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 중립핀의 구조를 단순하게 하며, 조립시 자동으로 중립핀의 기능이 해제되도록 구조를 개선하여 제조공정을 감소시키고 부품의 제조원가를 저렴하게 하고자 하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 중립핀 구조가 개선된 자동차의 스티어링 롤 커넥터 장치는, 자동차의 스티어링 컬럼과 결합되는 결합공을 구비한 회전부재;

상기 결합공과 대응하는 관통공을 구비하며, 상기 회전부재에 대해 상대회전이 가능하도록 상기 회전부재와 결합된 고정부재; 및

상기 회전부재와 상기 고정부재에 의해 형성된 수용공간에 배치된 플렛 케이블;을 포함하는 자동차의 스티어링 롤 커넥터 장치에 있어서,

상기 관통공의 내주면에 오목하게 형성된 걸림홈; 및

상기 회전부재에 대해 일정각도 범위 내에서 상대회전이 가능하도록 설치되며, 상기 걸림홈에 수용되어 상기 회전부재와 상기 회전부재의 상대회전을 방지하는 고정핀부와, 상기 스티어링 컬럼이 상기 결합공에 결합될 때 상기 고정핀부를 상기 걸림홈으로부터 이탈시키는 방아쇠부를 구비한 중립핀;을 포함한 점에 특징이 있다.

상기 중립핀은 상기 고정핀부와 상기 방아쇠부 사이를 연결하는 몸체를 구비 하며, 그 몸체로부터 돌출되며, 상기 결합공의 반경 방향과 수직인 방향으로 연장된 외팔보 형상의 회전축을 구비하며,

상기 회전축은 상기 회전부재에 형성된 지지홈부에 회전가능하게 지지된 것이 바람직하다.

상기 회전축은 상기 몸체의 양측에 대칭적으로 배치되도록 한 쌍이 구비된 것이 바람직하다.

상기 방아쇠부는 종단면상에서 부드러운 곡선을 형성하며, 그 방아쇠부의 상단부로 갈수록 상기 결합공의 중심으로부터 멀어지도록 형성된 가이드부를 포함한 것이 바람직하다.

상기 고정핀부가 상기 걸림홈으로부터 자유롭게 이탈되지 않도록 상기 고정핀부를 상기 걸림홈측으로 탄성적으로 가압하는 탄성부재;를 포함한 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 자동차의 스티어링 롤 커넥터 장치는, 중립핀의 구조가 단순하여 제조원가가 절감되고, 차량에 조립시 스티어링 컬럼과 상기 방아쇠부의 접촉에 의해 중립핀의 기능이 해제되므로 별도의 중립핀 제거공정이 필요 없으므로 공정이 감축되어 생산성을 향상시키는 효과를 제공한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스티어링 롤 커넥터 장치의 중립핀이 조립된 상태를 보여주는 도면이다. 도 3은 도 2에 도시된 중립핀의 조립구조를 설명하기 위한 개략적 분해 사시도이다. 도 4는 도 2의 측면도이다. 도 5는 도 4에 도시된 Ⅴ-Ⅴ선에 따른 개략적 단면도이다. 도 6은 도 5에 도시된 "A" 부위의 확대도이다. 도 7은 중립핀의 형상을 보여주는 도면이다. 도 8은 중립핀이 걸림홈에 걸린 상태를 보여주는 도면이다. 도 9는 탄성부재와 중립핀의 결합구조를 보여주는 도면이다.

도 2 내지 9를 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 자동차의 스티어링 롤 커넥터 장치(10)는 회전부재(20)와, 고정부재(30)와, 플렛 케이블(미도시)과, 중립핀(40)을 포함하고 있다.

상기 회전부재(20)는 중앙부에 결합공(24)이 형성되어 있다. 상기 결합공(24)은 자동차의 스티어링 컬럼(미도시)에 결합되기 위해 마련된 것이다. 상기 회전부재(20)는 후술하는 중립핀(40)이 설치되기 위해 상기 결합공(24)의 내주면의 일부가 절단되어 형성된 중립핀 장착부(21)를 구비하고 있다. 상기 중립핀 장착부(21)에는 지지홈부(22)가 마련되어 있다. 상기 지지홈부(22)는 상기 결합공(24)의 반경 방향에 대해 수직인 방향으로 형성되어 있다. 상기 지지홈부(22)는 한 쌍이 마련되어 있다. 상기 한 쌍의 지지홈부(22)는 서로 마주보고 있는 형태로 배치되어 있다.

상기 고정부재(30)는 상기 결합공(24)과 대응하는 관통공(31)을 구비하고 있다. 상기 고정부재(30)는 상기 회전부재(20)에 대해 상대회전이 가능하도록 상기 회전부재(20)와 결합되어 있다. 상기 고정부재(30)와 상기 회전부재(20)의 결합구조는 공지된 것이므로 상세한 서술은 생략하기로 한다.

상기 고정부재(30)는 걸림홈(32)을 구비하고 있다. 상기 걸림홈(32)은 상기 관통공(31)의 내주면에 오목하게 형성되어 있다. 상기 걸림홈(32)은 상기 관통공(31)의 반경 방향이 개방된 4각형 형태의 홈부이다.

상기 플렛 케이블은 상기 회전부재(20)와 상기 고정부재(30)에 의해 형성된 수용공간(미도시)에 배치되어 있다. 상기 플렛 케이블의 구조 및 그 배치구조는 공지된 것이므로 상세한 서술은 생략하기로 한다. 상기 플렛 케이블은 상기 회전부재(20)가 회전함에 따라 감기거나 풀리는 동작을 반복한다. 일반적으로 상기 회전부재(20)는 스티어링 컬럼(미도시)과 일체로 회전되도록 설치되므로 정방향 또는 역방향으로 각각 2.5회전한다.

상기 중립핀(40)은 상기 회전부재(20)에 설치되어 있다. 상기 중립핀(40)은 상기 회전부재(20)와 상기 고정부재(30)를 중립위치라 불리는 특정한 위치에서 상대회전되지 않도록 하는 자물쇠 역할을 한다. 상기 중립핀(40)은 도 7에 도시된 바와 같이 고정핀부(42)와, 방아쇠부(44)와, 몸체(45)와, 회전축(47)과, 리턴 지지부(48)을 포함하고 있다.

상기 중립핀(40)은 상기 회전부재(20)에 대해 일정각도 범위 내에서 상대회전이 가능하도록 설치되어 있다. 상기 고정핀부(42)는 상기 걸림홈(32)에 수용되어 상기 회전부재(20)와 상기 회전부재(20)의 상대회전을 방지하는 역할을 한다. 상기 고정핀부(42)는 상기 중립핀(40)의 하측에 "┏" 형태로 형성되어 있다. 상기 고정 핀부(42)는 상기 걸림홈(32)에 대응되는 형태로 마련되는 것이 바람직하다. 상기 고정핀부(42)는 상기 걸림홈(32)의 개방된 부분을 통해 상기 걸림홈(32)에 수용되거나 그 걸림홈(32)으로부터 이탈될 수 있다.

상기 방아쇠부(44)는 상기 중립핀(40)의 상부에 마련되어 있다. 상기 방아쇠부(44)는 종단면상에서 부드러운 곡선형상으로 이루어져 있다. 상기 방아쇠부(44)는 스티어링 컬럼(미도시)이 상기 결합공(24)에 결합될 때 상기 고정핀부(42)를 상기 걸림홈(32)으로부터 이탈시키도록 마련된 것이다. 따라서, 상기 방아쇠부(44)는 상기 고정핀부(42)가 상기 걸림홈(32)에 수용되어 있을 때, 그 고정핀부(42)보다 상기 결합공의 중심 방향으로 더 돌출되어 있다. 상기 방아쇠부(44)의 상부에는 가이드부(49)가 마련되어 있다. 상기 가이드부(49)는 종단면 상에서 상기 방아쇠부(44)의 상단부로 갈수록 상기 결합공(24)의 중심으로부터 멀어지도록 형성되어 있다. 상기 가이드부(49)는 스티어링 컬럼이 상기 결합공(24)으로 진입할 때 자연스럽게 상기 방아쇠부(44)를 누르도록 하기 위해 형성된 것이다.

상기 몸체(45)는 상기 중립핀(40)의 중심부에 형성되어 있다. 상기 몸체(45)는 상기 고정핀부(42)와 상기 방아쇠부(44)를 연결한다.

상기 회전축(47)은 상기 몸체(45)의 측면으로부터 돌출되어 있다, 상기 회전축(47)은 상기 결합공(24)의 반경 방향과 수직인 방향으로 연장되어 있다. 상기 회전축(47)은 외팔보 형상이다. 상기 회전축(47)은 상기 몸체(45)를 사이에 두고 서로 마주하도록 한 쌍이 대칭적으로 마련되어 있다. 상기 회전축(47)은 상기 회전부재(20)에 형성된 지지홈부(22)에 회전가능하게 지지되어 있다. 상기 중립핀(40)은 상기 회전축(47)을 지지점으로 하여 상기 방아쇠부(44)와 상기 고정핀부(42)가 시소(seesaw)와 같은 운동을 하게 된다.

상기 리턴 지지부(48)는 후술하는 탄성부재(50)의 일단부를 지지하기 위해 마련된 것이다. 상기 리턴 지지부(48)은 상기 몸체(45)의 측면에 마련되어 있다. 상기 리턴 지지부(48)은 탄성부재(50)의 일단부를 지지할 수 있는 리브(rib)를 구비하고 있다.

상기 탄성부재(50)는 상기 고정핀부(42)가 상기 걸림홈(32)으로부터 자유롭게 이탈되지 않도록 하기 위해 마련된 것이다. 상기 탄성부재(50)는 상기 고정핀부(42)를 상기 걸림홈(32)측으로 탄성적으로 가압하도록 설치되어 있다. 도 9에는 상기 중립핀(40)과 탄성부재(50)가 결합된 상태를 보여주고 있다. 상기 탄성부재(50)는 코일 스프링이 사용될 수 있으며, 그 코일 스프링의 일단부는 상기 리턴 지지부(48)에 지지되고, 타단부는 상기 회전부재(20)에 지지된다. 따라서, 상기 탄성부재(50)는 상기 고정핀부(42)를 상기 걸림홈(32)에 수용되는 방향으로 탄성가압한다.

이하에서는, 상술한 바와 같은 구조를 가지는 자동차의 스티어링 롤 커넥터 장치(10)의 작용을 상세하게 서술하기로 한다.

먼저, 상기 자동차의 스티어링 롤 커넥터 장치(10)에서 상기 중립핀(40)을 조립하는 방법을 설명하기로 한다. 상기 중립핀(40)의 회전축(47)에 상기 탄성부재(50)를 조립한다. 상기 중립핀(40)은 상기 회전축(47)이 상기 지지홈부(22)에 끼워지도록 설치한다. 이때 상기 방아쇠부(44)는 상측으로 향하게 하고, 상기 고정핀 부(42)는 하측으로 향하게 배치한다. 곡선 형상으로 된 상기 방아쇠부(44)의 돌출부 즉 등(spine)부위를 상기 결합공(24)의 중심을 향하도록 배치한다. 이때, 상기 탄성부재(50)는 상기 고정핀부(42)가 상기 결합공(24)의 중심으로부터 그 결합공(24)의 반경 방향으로 멀어지는 방향으로 탄성 복원력이 작용하도록 설치한다.

이와 같은 과정에 의해 상기 중립핀(40)이 상기 회전부재(20)에 결합된다. 이어서 회전부재(20)와 플렛 케이블과 고정부재(30)를 결합한다. 상기 플렛 케이블이 중립위치가 된 상태에서 상기 고정핀부(42)가 상기 걸림홈(32)과 일치하도록 조립하여야 한다. 상기 고정핀부(42)가 상기 걸림홈(32)에 수용되어 상기 회전부재(20)가 상기 고정부재(30)에 대해 상대회전이 일어나지 않도록 하면 상기 자동차의 스티어링 롤 커넥터 장치(10)의 단품 조립이 완료된다.

이제 상기 중립핀(40)이 자동차의 스티어링 컬럼과 결합될 때 자동으로 그 중립이 해제되는 과정을 설명하기로 한다.

상기 자동차의 스티어링 롤 커넥터 장치(10)를 스티어링 컬럼과 조립하고자 하는 경우에, 상기 결합공(24)에 스티어링 컬럼을 끼워 넣는다. 이때 스티어링 컬럼의 외주면이 상기 가이드부(49)를 지나 상기 방아쇠부(44)를 접촉하게 된다. 스티어링 컬럼이 상기 방아쇠부(44)를 상기 결합공(24)의 반경 방향으로 그 결합공(24)의 중심으로부터 멀어지는 방향으로 가압한다. 상기 방아쇠부(44)에 압력이 가해지면, 상기 회전축(47)을 지지점으로 하여 상기 고정핀부(42)가 시소운동을 한다. 즉 상기 고정핀부(42)가 상기 걸림홈(32)으로부터 이탈되는 방향으로 이동한다. 그 결과 상기 고정핀부(42)의 잠금 작용이 해제된다. 스티어링 컬럼이 상기 결 합공(24)으로부터 제거되지 않는 경우에는 상기 고정핀부(42)가 상기 걸림홈(32)에 수용되지 않게 된다. 따라서, 상기 회전부재(20)는 상기 고정부재(30)에 대해 자유롭게 회전할 수 있게 된다.

이와 같이 상기 중립핀(40)은 스티어링 컬럼과 결합되는 과정에서 자동으로 잠금 기능이 해제되므로 종래의 중립핀 구조와는 달리 그 중립핀(40)을 제거하는 공정이 필요하지 않게 된다. 따라서, 중립핀을 제거하는 공정이 생략되므로 생산성을 향상시키는 효과를 제공한다. 또한, 상기 중립핀(40)은 그 구조가 시소의 원리를 이용하여 단순하고 간단하므로 상기 중립핀(40)을 제조하는 비용이 저렴하다.

본 발명의 실시예에서, 상기 중립핀은 상기 고정핀부와 상기 방아쇠부 사이를 연결하는 몸체를 구비하며, 그 몸체로부터 돌출되며, 상기 결합공의 반경 방향과 수직인 방향으로 연장된 외팔보 형상의 회전축을 구비하며,

상기 회전축은 상기 회전부재에 형성된 지지홈부에 회전가능하게 지지된 것으로 서술하였으나, 상기 회전축과 상기 지지홈부가 각각 상기 회전부재와 상기 중립핀에 구비되는 경우에도 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 회전축은 상기 몸체의 양측에 대칭적으로 배치되도록 한 쌍이 구비된 것으로 서술하였으나, 필요에 따라 상기 회전축이 1개만 구비된 경우에도 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 방아쇠부는 종단면상에서 부드러운 곡선을 형성하며, 그 방아쇠부의 상단부로 갈수록 상기 결합공의 중심으로부터 멀어지도록 형성된 가이드부를 포함한 것으로 서술하였으나, 상기 가이드부가 마련되지 않더라도 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 고정핀부가 상기 걸림홈으로부터 자유롭게 이탈되지 않도록 상기 고정핀부를 상기 걸림홈측으로 탄성적으로 가압하는 탄성부재;를 포함한 것으로 서술하였으나, 상기 탄성부재가 마련되지 않더라도, 상기 걸림홈과 상기 고정핀부의 공차를 적절하게 유지되도록 설계된 구조라면 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.

이상, 바람직한 실시 예를 들어 본 발명에 대해 설명하였으나, 본 발명이 그러한 예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주 내에서 다양한 형태의 실시 예가 구체화될 수 있을 것이다.

도 1은 종래의 스티어링 롤 커넥터 장치의 중립핀 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스티어링 롤 커넥터 장치의 중립핀이 조립된 상태를 보여주는 도면이다.

도 3은 도 2에 도시된 중립핀의 조립구조를 설명하기 위한 개략적 분해 사시도이다.

도 4는 도 2의 측면도이다.

도 5는 도 4에 도시된 Ⅴ-Ⅴ선에 따른 개략적 단면도이다.

도 6은 도 5에 도시된 "A" 부위의 확대도이다.

도 7은 중립핀의 형상을 보여주는 도면이다.

도 8은 중립핀이 걸림홈에 걸린 상태를 보여주는 도면이다.

도 9는 탄성부재와 중립핀의 결합구조를 보여주는 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10...스티어링 롤 커넥터 장치 20...회전부재

21...중립핀 장착부 22...지지홈부

24...결합공 30...고정부재

31...관통공 32...걸림홈

40...중립핀 42...고정핀부

44...방아쇠부 45...몸체

47...회전축 48...리턴 지지부

49...가이드부 50...탄성부재

Claims (5)

1. 자동차의 스티어링 컬럼과 결합되는 결합공을 구비한 회전부재;

   상기 결합공과 대응하는 관통공을 구비하며, 상기 회전부재에 대해 상대회전이 가능하도록 상기 회전부재와 결합된 고정부재; 및

   상기 회전부재와 상기 고정부재에 의해 형성된 수용공간에 배치된 플렛 케이블;을 포함하는 자동차의 스티어링 롤 커넥터 장치에 있어서,

   상기 관통공의 내주면에 오목하게 형성된 걸림홈; 및

   상기 회전부재에 대해 일정각도 범위 내에서 상대회전이 가능하도록 설치되며, 상기 걸림홈에 수용되어 상기 회전부재와 상기 회전부재의 상대회전을 방지하는 고정핀부와, 상기 스티어링 컬럼이 상기 결합공에 결합될 때 상기 고정핀부를 상기 걸림홈으로부터 이탈시키는 방아쇠부를 구비한 중립핀;을 포함한 것을 특징으로 하는 중립핀 구조가 개선된 자동차의 스티어링 롤 커넥터 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 중립핀은 상기 고정핀부와 상기 방아쇠부 사이를 연결하는 몸체를 구비하며, 그 몸체로부터 돌출되며, 상기 결합공의 반경 방향과 수직인 방향으로 연장된 외팔보 형상의 회전축을 구비하며,

   상기 회전축은 상기 회전부재에 형성된 지지홈부에 회전가능하게 지지된 것을 특징으로 하는 중립핀 구조가 개선된 자동차의 스티어링 롤 커넥터 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 회전축은 상기 몸체의 양측에 대칭적으로 배치되도록 한 쌍이 구비된 것을 특징으로 하는 중립핀 구조가 개선된 자동차의 스티어링 롤 커넥터 장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 방아쇠부는 종단면상에서 부드러운 곡선을 형성하며, 그 방아쇠부의 상단부로 갈수록 상기 결합공의 중심으로부터 멀어지도록 형성된 가이드부를 포함한 것을 특징으로 중립핀 구조가 개선된 자동차의 스티어링 롤 커넥터 장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 고정핀부가 상기 걸림홈으로부터 자유롭게 이탈되지 않도록 상기 고정핀부를 상기 걸림홈측으로 탄성적으로 가압하는 탄성부재;를 포함한 것을 특징으로 하는 중립핀 구조가 개선된 자동차의 스티어링 롤 커넥터 장치.

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