KR101565711B1 - 충격 흡수 장치를 갖는 스티어링 휠 - Google Patents

Abstract

충격 흡수 장치를 갖는 스티어링 휠은 자동차 충돌이 생겼을 때 스티어링 휠에 의해 운전자에게 가해진 충격력을 감소시키기 위하여 소정 방향으로 변형을 통하여 충격력을 흡수할 수 있으므로, 본 발명에 따른 충격 흡수 장치는 안전 규정을 준수한다. 또한, 충격 흡수성을 갖는 스티어링 휠은 간단하게 구조화되며 또 낮은 제작 비용으로 제조하기 쉽다.

Description

충격 흡수 장치를 갖는 스티어링 휠{Steering wheel with an impact absorbing device}

본 발명은 스티어링 휠(steering wheel), 더욱 자세하게는 자동차 충돌시 운전자 상해를 감소시킬 수 있는 충격 흡수 장치를 갖는 스티어링 휠에 관한 것이다.

차량은 일상 생활에서 불가결한 도구이다. 차량의 수가 증가함에 따라서, 교통 사고도 증가한다. 사고시 운전자 또는 승객의 상해를 감소시키기 위하여, 차량에대한 안전 장치가 더욱 중요하게 된다.

스티어링 휠 중의 에어백은 그러한 안전 장치의 하나이며, 이는 자동차 충돌시 운전자 상해를 감소시키기 위하여 팽창하여 운전자가 스티어링 휠에 직접 부딪치지 않게 한다.

도 1은 충돌 센서(11)와 조합되어 사용되어야 하는 통상의 에어백 모듈(10)을 도시한다. 상기 충돌 센서(11)가 충돌을 감지하면, 제어 유닛(12)이 스티어링 휠(13)에 배치된 가스 발생기(14)를 켜서 에어백(15)을 팽창시킬 것이다. 상기 가스 발생기(14)는 장약 및 점화기를 함유해야 하고, 가스는 장약 폭발에 의해 생성되어 에어백(15)을 팽창시킨다. 따라서, 상기 에어백 모듈(10)은 여전히 다음과 같은 결점을 갖게 된다.

무엇보다도, 상기 에어백(15)의 제조는 장약의 급격한 화학반응을 포함하며, 이는 제조 공정 동안 안전 문제를 유발할 뿐만 아니라 제조를 어렵게 하므로, 제조 비용을 증가시킨다. 현재, 소수의 대규모 공장만이 에어백 모듈을 제작할 능력이 있어, 결과적으로 에어백의 수율 및 소매 가격에 영향을 주고, 또 소비자는 선택 기회가 적다.

장약 및 점화기 이외에, 상기 에어백(15)은 또한 충돌 센서(11) 및 제어 유닛(12)을 구비해야 하고, 이는 에어백 모듈을 더욱 복잡하게 만들고, 또 제작 및 조립의 어려움을 증가시킨다.

한편, 상기 장약 폭발은 자동차 충돌시 운전자가 직접적으로 스티어링 휠(13)이나 앞유리를 치지 않게 하도록 에어백이 팽창하게 하기 위하여 굉장한 에너지를 생성한다. 에어백(15)의 보호를 받지 않는 사용자는 충돌이 비교적 경미할 때에도 다칠 수가 있다. 그러나, 상기 에어백의 팽창은 즉각적이고, 또 즉각적인 다량의 에너지 방출이며, 이는 승객을 다치게 할 수 있다.

본 발명은 상술한 결점을 경감하고 및/또는 제거하기 위해 제안된 것이다.

본 발명의 주요 목적은 에어백을 갖는 통상의 스티어링 휠이 너무 비싸고 또 충돌이 비교적 경미할 때 더욱 위험한 상술한 결점을 갖지 않는, 충격 흡수 장치를 갖는 스티어링 휠을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 충격 흡수 장치를 갖는 스티어링 휠은 스티어링 휠, 충격 흡수 장치, 및 커버를 포함한다.

상기 스티어링 휠은 일측에 스티어링 컬럼 및 다른 측에 탑 캐비티(top cavity)를 포함한다. 상기 탑 캐비티는 깊이 방향으로 연장되며 또 깊이 방향으로 연장하는 수용 챔버, 및 상기 수용 챔버 내에 형성되고 깊이 방향으로 연장하는 삽입 홈(insertion groove)을 포함한다.

상기 충격 흡수 장치는 한쪽 단부에 힘 수신부분(force receiving portion) 및 다른 단부에 제한 부분을 포함하며, 상기 충격 흡수 장치의 2개 단부 사이에서 연장하는 방향은 축방향으로 정의되고, 또 상기 충격 흡수 장치의 2개 단부 사이에는 복수의 충격 흡수 단위가 형성된다. 상기 충격 흡수 단위 각각은 탄성 금속 시트로 제조된 연장된 피스(elongated piece)이며 또 그의 2개 단부 사이에 활모양 부분을 포함한다. 상기 활모양 부분은 축방향을 향하여 밖으로 돌출하며, 또 상기 충격 흡수 단위는 이격(spaced apart)되어 불룩한 중간 부분 및 2개의 좁은 단부를 갖는 드럼 형상을 형성한다. 상기 제한 부분은 상기 스티어링 휠의 삽입 홈에 제한되고, 또 상기 충격 흡수 장치의 힘 수신부분은 수용 챔버 내에 수용되고 또 축 방향으로 이동가능하다.

상기 커버는 스티어링 휠의 탑 캐비티에 배치되고 또 충격 흡수 장치의 힘 수신부분에 대하여 인접한다.

충돌이 생기면, 상기 스티어링 휠 내부의 충격 흡수 장치는 운전자에게 가해진 충격력을 감소시키기 위하여 소정 방향으로 변형을 통하여 충격력을 흡수할 수 있으므로, 본 발명에 따른 충격 흡수 장치는 안전 규정을 준수한다. 또한, 본 발명은 아주 간단한 구조를 가지며 또 낮은 제작 비용으로 제조하기 쉽다.

도 1은 에어백을 갖는 통상의 스티어링 휠의 설명도이고;
도 2는 본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 충격 흡수 장치를 갖는 스티어링 휠의 확대도이며;
도 3은 본 발명에 따른 충격 흡수 장치를 갖는 스티어링 휠의 부분 확대도이고;
도 4는 본 발명에 따른 충격 흡수 장치를 갖는 스티어링 휠의 조립도이며;
도 5는 충격 흡수 장치가 충격력에 처리되지 않을 때, 본 발명에 따른 충격 흡수 장치를 갖는 스티어링 휠을 도시하는 단면도이고; 또
도 6은 충격 흡수 장치가 충격력에 처리될 때 본 발명에 따른 충격 흡수 장치를 갖는 스티어링 휠을 도시하는 단면도이다.

본 발명은 예시적 목적으로만 본 발명에 따른 바람직한 실시양태를 도시하는 첨부하는 도면과 함께 이하의 상세한 설명으로부터 분명해질 것이다.

도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 충격 흡수 장치를 갖는 스티어링 휠은 스티어링 휠(20), 충격 흡수 장치(30), 및 커버(40)를 포함한다.

상기 스티어링 휠(20)은 일측에 스티어링 컬럼(21) 및 다른 측에 탑 캐비티(22)를 포함한다. 상기 탑 캐비티(22)는 깊이 방향(D)으로 연장되며 또 깊이 방향(D)으로 연장하는 수용 챔버(23), 및 상기 수용 챔버(23) 내에 형성되고 깊이 방향(D)으로 연장하는 삽입 홈(24)을 포함한다. 상기 탑 캐비티(22)에는 복수의 위치잡이 부분(positioning portion)(221)이 더 형성된다. 이 실시양태에서, 상기 위치잡이 부분(221) 및 삽입 홈(24)은 원형 캐비티이다. 이 실시양태에서 상기 수용 챔버(23)는 2개의 대칭하는 활모양 곡선 부분(233) 및 상기 2개의 곡선 부분(233) 사이에 연결된 중간 부분(232)을 갖는 수용 부분(231)을 포함한다. 상기 활모양 곡선 부분(233) 각각에는 위치잡이 부분(221)의 상응하는 일개가 형성된다. 이 실시양태에는, 탑 캐비티(22) 내에 3개의 위치잡이 부분(221)이 존재한다.

상기 충격 흡수 장치(30)는 한쪽 단부에 힘 수신부분(31) 및 다른 단부에 제한 부분(32)을 포함한다. 상기 힘 수신부분(31)은 수용 챔버(23)의 수용 부분(231)의 형상으로 형성된 정합 부분(mating section)(311)을 포함하는 라미네이트 시트이다. 상기 힘 수신부분(31)에 수직하고 상기 충격 흡수 장치의 2개 단부 사이로 연장하는 방향은 축방향(X)으로 정의되며, 또 상기 충격 흡수 장치(30)의 2개 단부 사이에는 복수의 충격 흡수 단위(33)가 형성된다. 이 실시양태에서 상기 충격 흡수 단위(33)는 탄성 금속 시트로 제조된 연장된 피스이고 또 그의 2개 단부 사이에 활모양(arc-shaped) 부분(331)을 포함한다. 상기 활모양 부분(331)은 축방향(X)에 대하여 밖으로 돌출하며, 또 상기 충격 흡수 단위(33)는 이격되어 불룩한 중간 부분 및 2개의 좁은 단부를 갖는 드럼 형상을 형성한다. 상기 제한 부분(32)은 상기 스티어링 휠(20)의 삽입 홈(24)에 한정되며, 충격 흡수 장치(30)의 힘 수신부분(31)은 수용 챔버(23) 내에 수용되고 또 축방향(X)으로 이동할 수 있으며, 상기 정합 부분 (311)은 상기 수용 챔버(23)의 수용 부분(231)에 감입(fit)되므로, 상기 충격 흡수 장치(30)는 축방향(X)으로만 이동할 수 있다.

상기 커버(40)는 상기 스티어링 휠(20)의 탑 캐비티(22)의 형상으로 형성되며, 또 상기 커버(40)의 한 면에는 이 실시양태에서 원형 컬럼인 복수의 삽입 부분(41)이 형성되고, 또 상기 커버(40)가 스티어링 휠(20)의 탑 캐비티(22) 내에 배치되고 또 상기 충격 흡수 장치(30)의 힘 수신부분(31)에 대하여 인접할 때 상기 위치잡이 부분(221) 내에 삽입된다. 이 실시양태에서는 3개의 삽입 부분(41)이 존재한다.

상술한 것은 본 발명에 따른 충격 흡수 장치를 갖는 스티어링 휠의 주요 부품의 구조적 관계이다. 스티어링 휠(20)의 스티어링 컬럼(21)은 차량에 조립된다. 운전자가 충돌시 스티어링 휠(20)에 부딪치면, 스티어링 휠(20)의 탑 캐비티(22) 내부에 배치된 커버(40)가 충격력을 먼저 수용할 것이다. 상기 커버(40)는 충격 흡수 장치(30)의 힘 수신부분(31)에 대하여 인접하기 때문에, 상기 힘 수신부분(31)은 상기 충격력을 직접 받을 것이고 또 상기 제한 부분(32)을 향하여 밀어질 것이다. 한편, 상기 충격 흡수 단위(33)는 상기 충격력을 흡수하도록 변형될 것이다. 상기 활모양 부분(331)은 축방향(X)에 대하여 밖으로 돌출하며, 또 따라서 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 자신의 형상을 따라 변형되어, 상기 충격 흡수 장치(30)의 충격 흡수 단위(33)의 변형을 예상할 수 있게 한다. 다시 말해, 상기 충격 흡수 단위(33)의 형상은 변형 방향을 안내하도록 특별하게 설계되므로, 상기 충격 흡수 단위(33)가 소정 방향을 따라 변형하여 적어도 변형 저항을 감소시켜, 소정 방향에서 완전한 변형을 허용한다. 따라서, 제어되지 않는 변형에 의해 유발된 충격 흡수의 불연속화 가능성(힘 옵셋(force offset), 비-완전 변형, 및 변형 불연속 형태)이 방지될 수 있어, 상기 충격 흡수 단위(33)가 완전하게 변형되게 하여 최적 충격 흡수 효과를 달성할 수 있도록 한다.

본 발명은 마네킹을 이용하여 충돌 시험하였다. 마네킹의 가슴이 스티어링 휠(20)에 충돌하면, 스티어링 휠(20)에 의해 마네킹에 가해진 충격력은 스티어링 휠(20) 내에 배치된 충격 흡수 장치(30)의 충격 흡수 단위(33)에 의해 흡수된 후 11110N보다 낮을 것이다. 마네킹의 머리가 스티어링 휠(20)에 부딪치면, 마네킹의 머리의 감속은 120 g 이하이고, 또 감속이 80 g을 초과하면 3초보다 길게 지속되지 않을 것이다. 따라서, 본 발명에 따른 충격 흡수 장치를 갖는 스티어링 휠은 안전 규정을 준수한다.

상술한 기재로부터 본 발명에 따른 스티어링 휠(20)에 배치된 충격 흡수 장치(30)는 충격 에너지의 대부분을 흡수할 수 있으므로, 본 발명에 따른 충격 흡수 장치는 안전 규정을 준수하는 것이라는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 발명은 매우 간단한 구조이고 또 낮은 제조 비용으로 제조가 용이하다.

게다가, 상기 충격 흡수 장치(30)가 충돌 변형을 거친 후, 사용자는 스티어링 휠(20) 교체없이 충격 흡수 장치(30)를 교체할 수 있으므로, 추후의 보수 비용도 감소시킨다.

본 발명자들은 본 발명에 따른 다양한 실시양태를 설명하고 기재하였으나,당업자들이라면 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 추가의 실시양태가 행해질 수 있음을 숙지할 것이다.

20: 스티어링 휠 30: 충격 흡수 장치 40: 커버

Claims (5)

1. 스티어링 휠, 충격 흡수 장치, 및 커버를 포함하며,
   상기 스티어링 휠은 일측에 스티어링 컬럼 및 다른 측에 탑 캐비티를 포함하며, 상기 탑 캐비티는 깊이 방향으로 연장되며, 깊이 방향으로 연장하는 수용 챔버, 및 상기 수용 챔버 내에 형성되고 깊이 방향으로 연장하는 삽입 홈(insertion groove)을 포함하고,
   상기 충격 흡수 장치는 한쪽 단부에 힘 수신부분(force receiving portion) 및 다른 단부에 제한 부분을 포함하며, 상기 충격 흡수 장치의 2개 단부 사이에서 연장하는 방향은 축방향으로 정의되고, 상기 충격 흡수 장치의 2개 단부 사이에는 복수의 충격 흡수 단위가 형성되며, 상기 복수의 충격 흡수 단위 각각은 탄성 금속 시트로 제조된 연장된 피스(elongated piece)이며 그의 2개 단부 사이에 활모양 부분을 포함하고, 상기 활모양 부분은 축방향을 향하여 밖으로 돌출하며, 상기 충격 흡수 단위는 이격(spaced apart)되어 불룩한 중간 부분 및 2개의 좁은 단부를 갖는 드럼 형상을 형성하고, 상기 제한 부분은 상기 스티어링 휠의 삽입 홈에 제한되고, 상기 충격 흡수 장치의 힘 수신부분은 수용 챔버 내에 수용되고 축 방향으로 이동가능하며,
   상기 커버는 상기 스티어링 휠의 탑 캐비티에 배치되고, 상기 충격 흡수 장치의 힘 수신부분에 대하여 인접하는, 충격 흡수 장치를 갖는 스티어링 휠.
2. 제1항에 있어서, 상기 힘 수신부분은 라미네이트 시트인, 충격 흡수 장치를 갖는 스티어링 휠.
3. 제1항에 있어서, 상기 수용 챔버는 2개의 대칭하는 활모양 곡선 부분 및 2개의 곡선 부분 사이에 연결된 중간 부분을 갖는 수용 부분을 포함하며, 상기 힘 수신부분은 상기 수용 챔버의 수용 부분의 형상으로 형성된 정합 부분을 포함하는 라미네이트 시트이고, 상기 정합 부분은 상기 수용 챔버의 수용 부분에 감합되어, 상기 충격 흡수 장치가 축방향으로만 이동할 수 있는, 충격 흡수 장치를 갖는 스티어링 휠.
4. 제1항에 있어서, 상기 커버의 한 면 상에 복수의 삽입 부분이 형성되어 위치잡이 부분(positioning portion)에 삽입되는, 충격 흡수 장치를 갖는 스티어링 휠.
5. 제4항에 있어서, 상기 삽입 부분의 수는 3개이고, 상기 위치잡이 부분의 수는 3개이며, 상기 삽입 부분은 원형 컬럼이고, 상기 위치잡이 부분은 원형 캐비티인, 충격 흡수 장치를 갖는 스티어링 휠.

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