KR101781388B1 - 자동차의 스티어링 휠 - Google Patents

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    • H01H3/125—Push-buttons with enlarged actuating area, e.g. of the elongated bar-type; Stabilising means therefor using a scissor mechanism as stabiliser

Abstract

자동차의 스티어링 휠은 에어백 모듈; 스티어링 휠 골격체; 상기 에어백 모듈 및 상기 스티어링 휠 골격체의 사이에 배치되어 상기 에어백 모듈을 상기 스티어링 휠 골격체의 중심축 방향을 따라 이동 가능하게 지지하는 코일 스프링: 상기 에어백 모듈에 구비된 가동접점부재; 상기 스티어링 휠 골격체에 상기 가동접점부재와 대응하도록 배치된 고정접점부재를 포함하고, 상기 코일스프링은 그 중앙부가 양단부에 비하여 코일 피치가 상대적으로 작은 코일 피치를 갖는 밀집된 코일부를 포함한다. 이러한 구성으로, 외부 충격에 의해 코일 스프링이 진동하는 것을 감소시켜 코일 스프링이 스티어링 휠 골격체 또는 에어백 모듈측의 구조물에 부딪혀 소음이 발생하는 것을 줄일 수 있다.

Description

자동차의 스티어링 휠{STEERING WHEEL FOR VEHICLE}
본 발명은 에어백 모듈을 스티어링 휠 골격체에 대하여 스티어링 휠 골격체와 반대 방향으로 탄성 지지하는 코일 스프링의 구조가 개선된 자동차의 스티어링 휠에 관한 것이다.
대부분의 자동차의 스티어링 휠은 스티어링 컬럼에 견고하게 연결된 스티어링 휠 몸체와, 스티어링 휠 몸체에 대해 복귀부재의 힘에 반하여 아래로 눌려질 수 있는 적어도 하나의 가동부재를 포함하고, 가동부재의 하향 눌림에 의하여 경적 접촉부가 접속된다.
대부분의 경우에 있어서, 아래로 눌려질 수 있는 가동부재는 에어백 모듈이거나 에어백 모듈의 일부분이다.
가동부재가 에어백 모듈인 경우, 에어백 모듈 전체, 즉 실질적으로 하우징, 하우징 내에 접힘 상태로 수용된 에어백, 하우징에 연결된 인플레이터, 및 하우징을 덮는 커버부재를 포함하는 조립체가 복귀부재 및 가이드 부재에 의하여 스티어링 휠 몸체측에 고정된다.
복귀부재는 에어백 모듈을 스티어링 휠 몸체와 떨어지는 방향으로 탄성력을 제공하도록 에어백 모듈 및 스티어링 휠 몸체의 사이에 압축 상태로 설치되는 스프링을 포함한다.
이러한 스프링은 하방향으로 가압되는 에어백 모듈에 의해 수축되고, 이 경우 접점 유닛의 가동접점 및 고정접점이 서로 접촉하여 경적이 울린다.
이와 같은 스티어링 휠의 혼 스위치 장치에 마련되는 스프링은 단일 강선이 나선형으로 감겨진 코일형으로 형성되어 신장 또는 수축이 이루어지는 과정에서, 상, 하, 좌, 우의 유동폭이 커서 유동과정에서 인접하는 구조물에 접촉하게 되어 소음이 발생되는 문제점이 있다.
미국특허공개번호: 2002-0153714 일본특허공개번호: 2011-63167
본 발명의 목적은 자동차의 에어백 모듈 및 스티어링 휠의 사이에 개재된 코일 스프링의 구조를 개선하여 소음 발생을 감소시키는 자동차의 스티어링 휠을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예를 따르면, 에어백 모듈; 스티어링 휠 골격체; 상기 에어백 모듈 및 상기 스티어링 휠 골격체의 사이에 배치되어 상기 에어백 모듈을 상기 스티어링 휠 골격체의 중심축 방향을 따라 이동 가능하게 지지하는 코일 스프링; 상기 에어백 모듈에 구비된 가동접점부재; 상기 스티어링 휠 골격체에 상기 가동접점부재와 대응하도록 배치된 고정접점부재를 포함하고, 상기 코일스프링은 그 중앙부가 양단부에 비하여 코일 피치가 상대적으로 작은 코일 피치를 갖는 밀집된 코일부를 포함하는 자동차의 스티어링 휠이 제공된다.
상기 밀집된 코일부의 권선은 서로 접촉할 수 있다.
상기 에어백 모듈의 에어백을 접은 상태로 수용하는 하우징의 하부에는 핀부재가 돌출되고, 상기 스티어링 휠 골격체에는 상기 핀부재가 통과하는 관통홀이 형성되고, 상기 코일스프링은 상기 핀부재에 끼워진 후 상기 하우징의 하면과 스티어링 휠 골격체의 관통홀 주변의 상면 사이에서 압축될 수 있다.
상기 코일 스프링의 상기 밀집된 코일부의 상부는 상기 핀부재의 외주에 끼움 고정되도록 원통형으로 권선될 수 있다.
상기 코일스프링의 상기 밀집된 코일부 및 하부는 상기 스티어링 휠 골격체를 향할수록 코일의 평균 지름이 증가하는 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예를 따르면, 에어백 모듈 및 스티어링 휠 골격체의 사이에 개재된 코일 스프링의 중간부에 코일 피치가 양단부에 비하여 상대적으로 작은 밀집된 코일부를 구비하여 외부 충격 시 코일 스프링의 진동을 감소시켜 소음을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예를 따른 자동차의 스티어링 휠의 구성을 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ표시부의 확대도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예를 따른 코일 스프링의 구성을 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 코일스프링의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예를 따른 자동차의 스티어링 휠의 구성을 도시한 단면도이다.
도 6은 도 5의 Ⅵ표시부의 확대도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 1을 참조하면, 스티어링 휠(1)은 스티어링 휠 골격체 (10,steering wheel skeleton)와 에어백 모듈(30)을 포함한다.
스티어링 휠 골격체(10)는 컵형 스티어링 휠 허브(11), 스티어링 휠 허브(11)로부터 연장된 복수의 스티어링 휠 스포크(13) 및 스티어링 휠 스포크(13)에 의해 스티어링 휠 허브(11)와 연결되며, 폼 형태로 감싸진 스티어링 휠 림(15)을 포함한다. 스티어링 휠 허브(11)의 하단에는 스티어링 휠 허브(11)의 중심축(A) 방향을 따라 스티어링 컬럼(미도시)에 끼워지도록 슬리브(12,sleeve)가 돌출 형성된다.
에어백 모듈(30)은 가스를 발생시키는 인플레이터(31), 인플레이터(31)가 지지되는 베이스부(33)를 가지는 에어백 하우징(34), 하우징(34)에 접힘 상태로 수용된 에어백(35) 및 하우징(34)의 개구를 커버하는 커버부재(37)를 포함한다.
베이스(33) 및 스티어링 휠 허브(11)의 사이에는 혼 스위치 장치(100)가 설치된다. 에어백 모듈(30)은 혼 스위치 장치(100)의 작동을 위하여 스티어링 휠 허브(11)의 수직 중심축(A) 방향을 따라 상, 하 이동 가능하도록 설치된다.
도 2는 도 1의 Ⅱ표시부의 확대도이다.
도 2를 참조하면, 혼 스위치 장치(100)는 에어백 모듈(30)의 하우징(34)의 베이스부(34a) 및 스티어링 휠 허브(11)의 사이에 구비된 코일 스프링(110) 및 베이스부(34a)가 하방향으로 이동될 경우 경적장치(H)를 작동시키는 접점 유닛(130)를 포함한다.
하우징(34)의 베이스부(34a)의 하부에는 핀부재(36)가 돌출되고, 스티어링 휠 허브(11)에는 핀부재(36)가 통과하는 관통홀(11a)이 형성된다.
접점 유닛(130)은 하우징(34)의 베이스부(34a)측에 구비된 가동 접점 부재(131)와, 스티어링 휠 허브(11)에 가동 접점 부재(131)와 마주하도록 배치된 고정 접점 부재(133)를 포함한다.
다른 실시 예로 접점 유닛은 하우징(34)의 베이스부(34a)의 하부로부터 돌출되어 스티어링 휠 허브(11)를 관통하여 스티어링 휠 허브(11)의 외측으로 돌출되는 접점핀과 접점핀이 관통한 스티어링 휠 허브(11)의 관통홀 주위에 일정 위치로 배치된 접점 와이어를 포함할 수 있다. 이러한 구성으로 에어백 모듈(30)이 하방향으로 이동할 경우 접점핀이 함께 하향 이동하여 스티어링 휠 허브(11)의 일정 위치에 위치한 접점 와이어와 접촉 또는 떨어지는 동작에 의해 경적장치(H)가 동작하도록 할 수 있다.
또 다른 실시 예로 접점 유닛은 멤브레인 혼 스위치 방식을 포함할 수 있다. 멤브레인 혼 스위치는 얇은 스페이서에 의해 분리된 전도층을 갖는 두 개의 얇은 시트를 포함할 수 있다. 이러한 멤브레인 혼 스위치는 커버부재의 내면에 채용될 수 있다. 이러한 멤브레인 혼 스위치에 압력이 가해질 경우 두 개의 전도층은 서로 접촉되어 혼 회로를 폐쇄하여 경적장치를 동작시킬 수 있다.
하우징(34)의 베이스부(34a) 및 스티어링 휠 허브(11)의 사이에 개재된 코일 스프링(110)의 탄성력에 의해 하우징(34)의 베이스부(34a)가 스티어링 휠 허브(11)의 중심축(A) 방향을 따라 상방향으로 이동하도록 지지됨에 따라 가동 접점 부재(131) 및 고정 접점 부재(133)는 서로 떨어진 상태로 유지된다.
이와 같이 가동 접점 부재(131)와 고정 접점 부재(133)가 서로 떨어진 상태에서, 사용자가 에어백 모듈(30)의 커버부재(37)를 눌러 에어백 모듈(30)이 하방향으로 이동할 경우, 하우징(34)의 베이스부(34a)의 하단에 구비된 가동 접점 부재(131)가 고정 접점 부재(133)와 접촉되어 경적장치(H)가 동작되도록 한다.
한편, 사용자가 에어백 모듈(30)의 커버부재(37)로부터 손을 떼어 에어백 모듈(30)에 가해지는 가압력이 해제되면, 에어백 모듈(30)은 코일 스프링(110)의 탄성력에 의해 상방향으로 이동된다. 따라서, 에어백 모듈(30)의 하우징(34)의 베이스부(34a)에 구비된 가동 접점 부재(131)는 고정 접점 부재(133)로부터 떨어져 경적장치(H)의 동작이 멈춘다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예를 따른 코일 스프링의 구성을 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 코일 스프링의 측면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 코일 스프링(110)의 상단부(111)는 핀부재(36)의 외주에 끼움 고정되고, 코일 스프링(110)의 하단부(113)는 스티어링 휠 허브(11)의 관통홀(11a) 주변에 접촉된다.
코일 스프링(110)의 상단부(111)의 코일 내경(D1)은 핀부재(36)의 외경과 같거나 작게 형성되어 핀부재(36)의 근단부(Proximal end portion)의 외주에 끼움 고정될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예로, 코일 스프링(110)의 하단부(113)가 스티어링 휠 허브(13)측에 고정되거나, 코일 스프링(110)의 상단부(111)가 하우징(34)의 베이스부(34a)에 고정될 수 있다. 이 경우, 하우징(34)의 베이스부(34a)에는 코일 스프링(110)의 상단부(111)를 구속하는 구속편이 마련될 수 있다.
코일 스프링(110)은 예를 들면, 일정 직경을 갖는 단일의 강선을 나선형으로 권선하여 형성될 수 있다. 코일 스프링(110)은 그 중간 부분이 밀집된 코일부(115)를 포함할 수 있다. 밀집된 코일부(115)에 의해 코일 스프링(110)의 중간부분의 지지강도가 증대된다. 따라서, 외부 충격에 의해 코일 스프링(110)이 진동되어 코일 스프링(110)이 핀부재(36)를 중심으로 반경 방향으로 유동되거나 핀부재(36)의 길이 방향으로 급격히 유동하는 것을 줄여 소음 발생을 방지할 수 있다.
외부 충격은 예컨대, 자동차 주행 중, 스티어링 휠 골격체(10)로부터 전달되는 충격 또는 혼 동작을 위하여 사용자가 에어백 모듈(30)을 급격히 하 방향으로 누를 경우 에어백 모듈(30)의 하부 즉, 하우징(34)이 스티어링 휠 골격체(10)에 부딪혀 발생되는 충격 등을 포함할 수 있다.
밀집된 코일부(115)는 코일 스프링(110)의 양단부의 코일 피치(P1, P2)보다 작은 코일 피치(P3)를 갖는다. 밀집된 코일부(115)는 권선이 서로 접촉하도록 구성될 수 있다. 즉, 코일 피치(P3)가 실질적으로 코일 강선 직경(d)과 동일하게 구성될 수 있다. 이러한 구성으로, 코일스프링(110)의 지지강도를 증대시켜 코일 스프링(110)의 진동을 더욱 효과적으로 감소시킬 수 있다.
코일 스프링(110)의 밀집된 코일부(115)의 상부는 스티어링 휠 골격체(10)의 핀부재(36)의 외주와 대응된 형상을 갖도록 원통형으로 권선될 수 있다. 즉, 코일스프링(110)의 상부는 스티어링 휠 골격체(10)의 핀부재(36)의 외주에 억지 끼움 고정되도록 권선될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예를 따르면, 코일 스프링(110)의 밀집된 코일부(115) 및 밀집된 코일부(115)의 하부는 그 외형이 대략 절두형 원뿔 형상을 이룰 수 있다. 즉, 코일 스프링(110)의 코일 평균 직경(Dm)이 하단을 향할수록 점차 증대되도록 구성될 수 있다. 코일 평균 직경(Dm)은 강선의 직경 중심에 대한 각 권선의 직경을 의미한다.
본 발명의 일 실시 예를 따르면, 코일 스프링(110)은 대략 삼각 플라스크 형상을 가질 수 있다.
상술한 바와 같이 구성된 코일스프링(110)에 의하여 예를 들면, 차량 주행 시 스티어링 휠 골격체(10)가 진동할 경우, 스티어링 휠 허브(11)의 관통홀(11a) 주변에 접촉된 코일 스프링(110)의 하단부(113)가 스티어링 휠 허브(11)의 관통홀(11a) 주변과 접촉되어 충격이 가해질 수 있다.
이 경우, 코일 스프링(110)이 하우징(34)의 베이스부(34a)의 핀부재(36)를 중심으로 반경방향으로 움직여 핀부재(36)에 부딪히거나 코일 스프링(110)이 급격히 수축하여 에어백 모듈(30)이 스티어링 휠 골격체(10)에 부딪혀 소음이 발생될 수 있다.
이때, 본원발명의 밀집된 코일부(115)의 상부는 스티어링 휠 골격체(10)의 핀부재(36)의 외주에 끼움 고정되어 외부 충격 시 1차적으로 코일 스프링(110)의 진동을 잡아주어 소음 발생을 초기에 저지한다.
한편, 본원 발명의 밀집된 코일부(115)는 코일 스프링(110)의 지지 강도를 증대시켜 2차적으로 코일 스프링(110)의 진동을 최소화시켜, 코일 스프링(110)이 핀부재(36)와 부딪히거나 에어백 모듈(30)의 하부가 스티어링 휠 골격체(10)에 부딪히는 것을 방지하여 소음이 발생하는 것을 줄일 수 있다.
코일스프링(110)의 밀집된 코일부(115)의 상부(115a)는 핀부재(36)와 근접하게 권선된다. 이러한 구성으로, 코일스프링(110)에 충격이 가해져 코일 스프링(110)이 핀부재(36)를 중심으로 반경방향으로 유동될 경우, 밀집된 코일부(115)의 상부(115a)는 핀부재(36)의 외주와의 거리가 짧아 핀부재(36)의 외주에 충돌하더라도 그 충돌력은 미미하여 그에 따른 소음 강도도 낮다.
따라서, 외부 충격에 의해 코일 스프링(115)이 진동할 경우, 밀집된 코일부(115)의 상부(115a)에 의해 빠르게 코일 스프링(115)이 구속되어 소음이 울리는 것을 빠르게 방지할 수 있다.
다른 실시 예로, 코일 스프링(110)은 상술한 바와 같은 삼각 플라스크 형상 이외에도 그 중간부가 잘록한 모래 시계형, 권선의 코일 평균 직경이 일정한 원통형, 또는 원뿔형 등 다양한 형태로 권선될 수 있다.
코일 스프링(110)이 이와 같이 모래 시계형 또는 원통형을 가질 경우, 코일 스프링(110)의 상, 하부측의 코일 평균 직경은 핀부재(36)의 직경보다 실질적으로 크게 되어 코일 스프링(110)이 핀부재(36)의 외주에 끼움 고정되는 것은 불가하다. 따라서, 코일 스프링(110)이 모래 시계형 또는 원통형을 가질 경우, 코일 스프링(110)의 상단은 하우징(34)의 베이스부(34a)의 하단에 결합될 수 있다. 다른 실시 예로 코일 스프링(110)의 하단이 스티어링 휠 허브(11)에 결합될 수 있다.
코일 스프링(110)은 금속성 재질 이외에도 충격을 흡수할 수 있으며, 스프링 기능을 수행할 수 있는 강성을 갖는 합성수지 재질로 형성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예를 따른 자동차의 스티어링 휠의 구성을 도시한 단면도이고, 도 6은 도 5의 Ⅵ표시부의 확대도이다.
이하, 상술한 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 명기하며 중복된 설명은 생략한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 코일스프링(110)은 에어백 모듈(30)을 구성하는 하우징(34)의 상단에 외측으로 연장된 하우징 플랜지부(34b) 및 스티어링 휠 골격체(10)의 스티어링 휠 스포크(13)의 사이에 설치될 수 있다.
이 경우, 하우징 플랜지부(34b)로부터 하방향으로 핀부재(36)가 돌출되게 구비되고, 스티어링 휠 스포크(13)에 핀부재(36)가 관통하는 관통홀(13a)이 형성된다.
접점유닛(130)의 가동 접점 부재(131)는 하우징(34)의 플랜지부(34a)의 하단에 구비되고, 고정 접점 부재(133)는 스티어링 휠 스포크 (13)에 가동 접점 부재(131)와 대향하도록 배치될 수 있다.
다른 실시 예로, 가동 접점 부재가 하우징 플랜지부(34b)의 하면에 돌출되게 구비되고, 스티어링 휠 스포크 (13)의 상면에 가동 접점 부재와 대향하도록 배치될 수 있다.
코일 스프링(110)의 진동을 방지하기 위하여 상술한 바와 같이 코일 스프링(110)의 구조를 개선시키는 방법 이외에 핀부재(36)의 외주에 방진층을 코팅하거나, 스티어링 휠 골격체(10)에 형성되어 핀부재(36)가 관통하는 관통홀 주변에 별도의 방진 부재 또는 방진층을 코팅하여 코일 스프링(110)의 충격을 흡수하여 소음을 방지하도록 할 수 있다.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술하는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술하는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.
1: 스티어링 휠 10: 스티어링 휠 골격체
11: 스티어링 휠 허브 13: 스티어링 휠 스포크
30: 에어백 모듈 34: 하우징
34a: 베이스 36: 핀부재
100: 혼 스위치 장치 110: 코일 스프링
115: 밀집된 코일부 P1, 2: 코일 스프링 상, 하부의 권선 피치
P3: 밀집된 코일부의 권선 피치

Claims (5)

  1. 에어백 모듈;
    스티어링 휠 골격체;
    상기 에어백 모듈 및 상기 스티어링 휠 골격체의 사이에 배치되어 상기 에어백 모듈을 상기 스티어링 휠 골격체의 중심축 방향을 따라 이동 가능하게 지지하는 코일 스프링;
    상기 에어백 모듈에 구비된 가동접점부재; 및
    상기 스티어링 휠 골격체에 상기 가동접점부재와 대응하도록 배치된 고정접점부재를 포함하고,
    상기 코일스프링은 그 중앙부에 그 양단부의 코일 피치보다 상대적으로 작은 코일 피치를 갖는 밀집된 코일부를 포함하며,
    상기 밀집된 코일부의 권선은 서로 접촉하고,
    상기 에어백 모듈의 에어백을 접은 상태로 수용하는 하우징의 하부에는 핀부재가 돌출되고,
    상기 스티어링 휠 골격체에는 상기 핀부재가 통과하는 관통홀이 형성되고,
    상기 코일스프링은 상기 핀부재에 끼워진 후 상기 하우징의 하면 및 상기 스티어링 휠 골격체의 관통홀 주변의 상면 사이에서 압축된 자동차의 스티어링 휠.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 코일 스프링의 상기 밀집된 코일부의 상부는 상기 핀부재의 외주에 끼움 고정되도록 원통형으로 권선된 자동차의 스티어링 휠.
  5. 제4항에 있어서, 상기 코일스프링의 상기 밀집된 코일부 및 하부는 상기 스티어링 휠 골격체를 향할수록 코일의 평균 지름이 증가하는 형상을 갖는 자동차의 스티어링 휠.


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