KR101784761B1

KR101784761B1 - 차량용 발열 스티어링 휠

Info

Publication number: KR101784761B1
Application number: KR1020170018686A
Authority: KR
Inventors: 이종복
Original assignee: 유신정밀공업 주식회사
Priority date: 2017-02-10
Filing date: 2017-02-10
Publication date: 2017-10-17

Abstract

본 발명은 인가된 전류에 의해 열을 발산하는 차량용 발열 스티어링 휠에 있어서, 알루미늄 캐스팅으로 제작되는 스티어링 휠 아마추어; 상기 스티어링 휠 아마추어를 외측에서 감싸며 상기 스티어링 휠 아마추어의 외측에 발포 부착되는 고무재질의 제1발포물; 원형 링 형태로 발포 부착된 상기 제1발포물의 둘레면에 발포 및 사출되어 부착되며, 베이스재료에 전도성질을 가지는 탄소재료와 발열성능을 가지는 금속재료가 혼합되는 제2발포물; 원형 링 형태를 가지는 상기 제2발포물의 둘레면을 감싸 마감하는 가죽 커버; 및 상기 스티어링 휠의 중심부에 구비되며 상기 제2발포물을 발열시키도록 상기 제2발포물에 혼합되는 상기 금속재료에 전류를 인가하는 전류인가수단을 포함하되, 상기 제2발포물은 상기 베이스 재료 50~80 중량%와 상기 탄소재료 10~40 중량% 및 상기 금속재료 10~40 중량%가 혼합되어 수지형태로 상기 제1발포물의 둘레면에 발포 사출되며, 상기 제2발포물에 전류인가 시 상기 제2발포물의 금속재료가 발열하여 상기 제2발포물이 자체적으로 발열하는 것을 특징으로 하는 차량용 발열 스티어링 휠을 제공한다.
따라서, 열선 등과 같은 발열부재를 사용하지 않음으로 인해 내구력을 향상시킬 수 있고 발열부재를 부착하는 작업공정을 생략하여 생산성을 향상시킬 있으며, 전류가 인가 시 자체적으로 발열이 이루어지도록 하여 겨울철 초기 운전 시 운전자의 편의성을 향상시킬 수 있다.

Description

차량용 발열 스티어링 휠{Vehicle heating steering wheel}

본 발명은 차량용 발열 스티어링 휠에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전류를 인가 시 자체적으로 발열이 발생하여 겨울철 초기 운전 시 운전자의 편의성을 향상시킬 수 있는 차량용 발열 스티어링 휠에 관한 것이다.

대한민국 공개특허 제2014-0026883호에 기재된 배경기술을 참조하면, 일반적으로 스티어링 휠은 운전석에 마련되어 차량의 바퀴를 움직이는데 사용하는 조향장치이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 스티어링 휠(1)은 운전자가 손으로 잡아 선회 조작할 수 있도록 원형의 림(1a)이 마련되며, 상기 림(1a)의 중심은 조향칼럼과 연결되고, 상기 림(1a)과 링 중심 사이에는 포크부가 연결된다.

상기 스티어링 휠(1)의 원활한 조향과 함께 차량 내장재의 고급화를 위해 상기 림(1a)에 가죽이 재봉되며, 겨울철 초기 운행 시 차량 내부 온도가 낮을 때 운전자의 손이 시려운 것을 방지하기 위해 림에 열선이 설치되기도 한다.

도 2는 도 1의 A-A선 단면도로 가죽이 마련된 스티어링 휠의 제조과정을 설명하기 위한 도면으로, 코어(2)의 외주면에 폴리우레탄층(3)을 발포 성형하며, 상기 폴리우레탄층(3)의 외측 표면에 열선패드(4)를 감고, 상기 열선패드(4)의 외측 표면을 가죽(5)으로 마감한다.

열선을 이용한 스티어링 휠의 경우 열선 자체의 단선 또는 과전류 인가 등의 문제로 인하여 화재 또는 폭발의 위험성이 노출되어 운전자의 신체에 화상을 입히거나 운행중에는 조향을 어렵도록 하여 사고를 발생시키기도 하였다.

또한, 상기 제작 과정으로 제작시에 림(1a)의 상부에 폴리우레탄층(3)이 발포되고, 열선패드(4), 가죽(5)이 마감되는 제작과정에서 수제작으로 공정이 진행되는 부분이 많이 있기 때문에 생산성이 떨어지고 원가가 많이 소요되는 문제점이 발생하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 열선과 같은 발열부재를 이용하지 않으며 전류인가 시 발열하는 제2발포물의 사출이 용이하고 전류인가 시 스티어링 휠 전체에서 제2발포물이 단시간 내 발열하도록 하여 겨울철 초기 운전 시 운전자의 편의성을 향상시킬 수 있는 차량용 발열 스티어링 휠을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 인가된 전류에 의해 열을 발산하는 차량용 발열 스티어링 휠에 있어서, 알루미늄 캐스팅으로 제작되는 스티어링 휠 아마추어; 상기 스티어링 휠 아마추어를 외측에서 감싸며 상기 스티어링 휠 아마추어의 외측에 발포 부착되는 고무재질의 제1발포물; 원형 링 형태로 발포 부착된 상기 제1발포물의 둘레면에 발포 및 사출되어 부착되며, 베이스재료에 전도성질을 가지는 탄소재료와 발열성능을 가지는 금속재료가 혼합되는 제2발포물; 원형 링 형태를 가지는 상기 제2발포물의 둘레면을 감싸 마감하는 가죽 커버; 및 상기 스티어링 휠의 중심부에 구비되며 상기 제2발포물을 발열시키도록 상기 제2발포물에 혼합되는 상기 금속재료에 전류를 인가하는 전류인가수단을 포함하되, 상기 제2발포물은 상기 베이스 재료 50~80 중량%와 상기 탄소재료 10~40 중량% 및 상기 금속재료 10~40 중량%가 혼합되어 수지형태로 상기 제1발포물의 둘레면에 발포 사출되며, 상기 제2발포물에 전류인가 시 상기 제2발포물의 금속재료가 발열하여 상기 제2발포물이 자체적으로 발열하는 것을 특징으로 하는 차량용 발열 스티어링 휠을 제공한다.

본 발명에 따른 차량용 발열 스티어링 휠은 상기 제2발포물과 면 접촉하는 면상접합부와, 상기 면상접합부의 일단에서 돌출되어 형성되며 상기 전류인가수단과 연결되는 얇은 박판인 단자부를 포함하는 전원인가단자를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 차량용 발열 스티어링 휠에 있어서, 상기 제2발포물과 상기 면상접합부는 인서트 사출을 통하여 결합될 수 있고, 상기 면상접합부는 복수개의 요철이 형성된 플레이트 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 제2발포물은 상기 면상접합부를 감싸도록 형성될 수 있다.

상기 베이스재료로는 열가소성탄성체(Thermo Plastic Elastomer:TPE), 열가소성 올레핀(Thermoplastic Polyolefin:TPO), 열가소성 폴리우레탄(Thermoplastic Polyurethane:TPU) 중 선택된 하나이거나 이들의 혼합물이 사용될 수 있고, 상기 탄소재료로는 탄소 섬유(Carbon Fiber) 또는 탄소 분말(Carbon Black)이 사용될 수 있으며, 상기 금속재료로는 니켈 파우더(Nickel Powder), 구리, 스틸, 알루미늄, 티타늄 중 선택된 하나이거나 이들의 혼합물이 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 차량용 발열 스티어링 휠은 열선 등과 같은 발열부재를 사용하지 않음으로 인해 내구력을 향상시킬 수 있고 발열부재를 부착하는 작업공정을 생략하여 생산성을 향상시킬 있으며, 전류가 인가 시 자체적으로 발열이 이루어지도록 하여 겨울철 초기 운전 시 운전자의 편의성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 스티어링 휠의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 종래 기술에 의한 스티어링 휠에서 열선패드와 함께 가죽이 재봉되는 과정을 설명하기 위한 도 1의 A-A선 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 발열 스티어링 휠을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 발열 스티어링 휠을 제조하는 과정을 설명하기 위한 B-B선 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 발열 스티어링 휠에 사용되는 제2발포물의 구성도이다.
도 6은 제2발포물에 장착되는 전원인가단자를 확대하여 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 발열 스티어링 휠을 개략적으로 도시한 도면, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 발열 스티어링 휠을 제조하는 과정을 설명하기 위한 B-B선 단면도, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 발열 스티어링 휠에 사용되는 제2발포물의 구성도, 도 6은 제2발포물에 전원인가단자 결합된 상태를 도시한 도면이다.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 발열 스티어링 휠(100)은 스티어링 휠 아마추어(110)와, 제1발포물(120)과, 제2발포물(130)과, 가죽 커버(140)와, 전류인가수단(150)을 포함하고, 전원인가단자(160)를 더 포함할 수 있다.

상기 스티어링 휠 아마추어(110)은 알루미늄 다이캐스팅으로 제작되며, 제1발포물(120)의 내측에 구비되며, 본 발명에 따른 차량용 발열 스티어링 휠(100)의 베이스 역할을 한다.

상기 스티어링 휠 아마추어(110)의 외측에는 제1발포물(120)이 발포 부착되어 상기 스티어링 휠 아마추어(110)를 외측에서 감싸게 되며, 상기 제1발포물(120)는 고무재질을 가지는 것이 바람직하다. 보다 세부적으로 제1발포물(120)를 한정하면 폴리우레탄 소재의 고무가 사용되는 것이 바람직하며, 제1발포물(120)은 수지형태로 발포 사출되면서 상기 스티어링 휠 아마추어(110)의 외측에 원형의 링 형태로 부착되는 것이 바람직하다. 상기 제1발포물(120)에는 가공 성형성을 확보할 수 있도록 연질의 재료인 열가소성 올레핀이 혼합될 수 있다.

상기 스티어링 휠 아마추어(110)의 외측에 원형의 링 형태로 발포 부착된 상기 제1발포물(120)의 둘레면에는 제2발포물(130)이 발포 및 사출되어 부착되며, 상기 제2발포물(130)은 베이스재료(132)와 탄소재료(134) 및 금속재료(136)가 혼합되는 수지 형태로 발포 사출되는 것이 바람직하다.

상기 베이스재료(132)로는 열가소성탄성체(Thermo Plastic Elastomer:TPE), 열가소성 올레핀(Thermoplastic Polyolefin:TPO), 열가소성 폴리우레탄(Thermoplastic Polyurethane:TPU) 중 선택된 하나이거나 이들의 혼합물이 사용되는 것이 바람직하다. 상기 탄소재료(134)로는 탄소재질이 함유되는 탄소 섬유(Carbon Fiber) 또는 탄소 분말(Carbon Black)이 사용되고, 상기 금속재료(136)로는 니켈 파우더(Nickel Powder), 구리, 스틸, 알루미늄, 티타늄 중 선택된 하나이거나 이들의 혼합물이 사용되는 것이 바람직하다.

상기 베이스재료(132)로 사용되는 열가소성탄성체(Thermo Plastic Elastomer:TPE)는 플라스틱과 동일하게 성형가공이 가능하면서 내열성이 우수해 고온에 적용하며, 재활용이 가능하고 밀도가 낮아 적용 시 제품의 경량화가 가능한 특성을 가진다.

상기 베이스재료(132)에 전도성질을 가지는 탄소재료(134)가 혼합됨으로써 상기 베이스재료(132) 및 상기 베이스재료(132)와 상기 탄소재료(134)가 혼합되는 제2발포물(130)이 통전되게 되며, 탄소재료(134)가 혼합되지 않으면 상기 베이스재료(132) 및 상기 제2발포물(130)은 통전되지 않게 된다.

상기 탄소재료(134)로 사용되는 탄소 섬유(Carbon Fiber)는 유기섬유를 불활성기체 속에서 적당한 온도로 열처리해 탄화, 결정화시킨 것으로서, 그래파이트(graphite)상의 탄소로 된 고강도, 고강성 등 기계적 성질이 뛰어난 섬유이다. 상기 탄소 섬유는 고강도, 고탄성율이라는 특징을 살려 복합재료용의 섬유, 특히 플라스틱 재료의 강화섬유로 많이 사용된다.

상기 베이스재료(132)에는 상기 금속재료(136)가 혼합되고, 상기 탄소재료(134)와 상기 금속재료(136)의 순서로 혼합되지 않고 혼합되는 순서가 변경되어도 무방하다.

상기 베이스재료(132)에 상기 금속재료(136)가 혼합됨으로 인하여 상기 베이스재료(132) 및 상기 제2발포물(130)에 전류가 인가 시 발열이 이루어지게 된다. 상기 금속재료(136)로는 니켈 파우더(Nickel Powder), 구리, 스틸, 알루미늄, 티타늄 중 선택된 하나이거나 이들의 혼합물이 사용되는 것이 바람직하다. 상기 니켈 파우더(Nickel Powder)가 혼합될 경우 발열성능은 우수하나 제조단가가 상승하는 문제점이 있으며, 구리 등을 사용 시에는 상기 니켈 파우더에 비해 제조단가가 낮아지는 장점이 있으나 성능이 저하되는 문제점이 발생하는 바, 본 발명에 따른 차량용 발열 스티어링 휠의 제작 조건에 따라 금속재료를 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.

상기 베이스재료(132) 50~80 중량%에 상기 탄소재료(134) 10~40 중량%, 상기 금속재료(136) 10~40 중량%가 혼합되는 것이 바람직하다. 상기 베이스재료(132)가 50 중량% 이하일 경우에는 스티어링 휠 제조 시 사출이 어렵게 되고, 상기 탄소재료(134)가 10 중량% 이하일 경우에는 제조된 스티어링 휠에 통전이 이루어지지 않으며, 40 중량% 이상일 경우에는 제조된 스티어링 휠에 외관상 문제점이 발생하게 된다.

상기 금속재료(136)가 10 중량% 이하로 혼합될 경우 발열이 발생하지 않으며, 혼합된 상기 금속재료(136)가 40 중량% 이상일 경우에는 사출이 잘 되지 않는 문제점이 발생하게 된다.

상기 제1발포물(120)의 둘레면에 원형의 링 형태로 부착되는 상기 제2발포물(130)의 둘레면은 가죽 커버(140)에 의해 감싸여져 마감되는 것이 바람직하며, 상기 가죽 커버(140)에 의해 스티어링 휠이 마감됨으로써 스티어링 휠을 조작하는 조작자의 땀을 상기 가죽 커버(140)가 흡수하여 조작자가 스티어링 휠을 조작 시 땀에 의해 미끄러지는 것을 방지할 수 있게 된다.

상기 스티어링 휠(100)의 중심부에는 전류인가수단(150)이 구비되며, 상기 전류인가수단(150)은 상기 제2발포물(130)을 발열시키도록 상기 제2발포물(130)에 혼합되는 상기 금속재료(136)에 전류를 인가하는 역할을 한다.

상기 제2발포물(130)에는 2개의 전원인가단자(160)가 상기 전류인가수단(150)을 중심으로 대칭되도록 돌출되게 결합되는 것이 바람직하며, 상기 전원인가단자(160)에 의해 상기 전류인가수단(150)의 양극과 음극에서 인가되는 전류가 상기 제2발포물(130)로 전달되게 되며, 상기 전류인가수단(150)과 상기 전원인가단자(160)은 전선(W)에 의해 연결되는 것이 바람직하다.

상기 전원인가단자(160)는 면상접합부(162)와 단자부(164)를 포함하며, 상기 면상접합부(162)는 상기 제2발포물(130)과 면 접촉하고, 상기 단자부(164)는 상기 면상접합부(162)의 일단에서 돌출되게 형성되어 상기 전선(W)과 연결되며, 상기 단자부(164)는 얇은 박판으로 형성되고 상기 면상접합부(162)는 복수개의 요철(162a)이 형성된 플레이트 형상을 가지는 것이 바람직하다. 상기 면상접합부(162)에 복수개의 요철(162a)이 형성됨으로써 상기 제2발포물(130)에 장착되는 상기 전원인가단자(160)가 상기 제2발포물(130)에 이탈되는 것을 방지할 수 있게 된다. 상기 면상접합부(162)에 복수개의 요철(162a)이 형성되는 것으로 한정되는 것은 아니며 복수개의 요철(162a)이 형성되지 않고 상기 면상접합부(162)가 평탄하게 형성될 수 있다. 상기 제2발포물(130)이 상기 면상접합부(162)를 감싸도록 형성되고, 상기 면상접합부(162)가 상기 제2발포물(130)에 인서트 사출을 통하여 결합됨으로써 상기 제2발포물(130)에 상기 전원인가단자(160)가 결합되어 상기 전류인가수단(150)에서 인가되는 전류를 상기 제2발포물(130)의 금속재료(136)로 전달하게 된다. 상기 전류인가수단(150)에서 인가되는 전류가 전원인가단자(160)의 면상접합부(162)를 통해 상기 제2발포물(130)로 전달됨으로써 전류가 전달되는 상기 제2발포물(130)의 접촉부위에 전류의 열이 집중되는 것을 방지하면서 과전류가 발생하여 접촉부위에 화재가 발생하는 것을 방지한다.

따라서, 열선 등과 같은 발열부재를 사용하지 않음으로 인해 내구력을 향상시킬 수 있고 발열부재를 부착하는 작업공정을 생략하여 생산성을 향상시킬 있으며, 전류가 인가 시 자체적으로 발열이 이루어지도록 하여 겨울철 초기 운전 시 운전자의 편의성을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하는 점을 이해할 것이다.

100 : 차량용 발열 스티어링 휠 110 : 스티어링 휠 아마추어
120 : 제1발포물 130 : 제2발포물
132 : 베이스재료 134 : 탄소재료
136 : 금속재료 140 : 가죽 커버
150 : 전류인가수단 160 : 전원인가단자
162 : 면상발열부 164 : 단자부

Claims

인가된 전류에 의해 열을 발산하는 차량용 발열 스티어링 휠에 있어서,
알루미늄 캐스팅으로 제작되는 스티어링 휠 아마추어;
상기 스티어링 휠 아마추어를 외측에서 감싸며 상기 스티어링 휠 아마추어의 외측에 발포 부착되는 고무재질의 제1발포물;
원형 링 형태로 발포 부착된 상기 제1발포물의 둘레면에 발포 및 사출되어 부착되며, 베이스재료에 전도성질을 가지는 탄소재료와 발열성능을 가지는 금속재료가 혼합되는 제2발포물;
원형 링 형태를 가지는 상기 제2발포물의 둘레면을 감싸 마감하는 가죽 커버; 및
상기 스티어링 휠의 중심부에 구비되며 상기 제2발포물을 발열시키도록 상기 제2발포물에 혼합되는 상기 금속재료에 전류를 인가하는 전류인가수단을 포함하되,
상기 제2발포물은 상기 베이스 재료 50~80 중량%와 상기 탄소재료 10~40 중량% 및 상기 금속재료 10~40 중량%가 혼합되어 수지형태로 상기 제1발포물의 둘레면에 발포 사출되며,
상기 제2발포물에 전류인가 시 상기 제2발포물의 금속재료가 발열하여 상기 제2발포물이 자체적으로 발열하는 것을 특징으로 하는 차량용 발열 스티어링 휠.
청구항 1에 있어서,
상기 제2발포물과 면 접촉하는 면상접합부와,
상기 면상접합부의 일단에서 돌출되어 형성되며, 상기 전류인가수단과 연결되는 얇은 박판인 단자부를 포함하는 전원인가단자를 더 포함하는 차량용 발열 스티어링 휠.
청구항 2에 있어서,
상기 제2발포물과 상기 면상접합부는 인서트 사출을 통하여 결합되는 것을 특징으로 하는 차량용 발열 스티어링 휠.
청구항 3에 있어서,
상기 면상접합부는 복수개의 요철이 형성된 플레이트 형상으로 형성되고,
상기 제2발포물은 상기 면상접합부를 감싸도록 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 발열 스티어링 휠.
청구항 1에 있어서,
상기 베이스재료로는 열가소성탄성체(Thermo Plastic Elastomer:TPE), 열가소성 올레핀(Thermoplastic Polyolefin:TPO), 열가소성 폴리우레탄(Thermoplastic Polyurethane:TPU) 중 선택된 하나이거나 이들의 혼합물이 사용되는 것을 특징으로 하는 차량용 발열 스티어링 휠.
청구항 1에 있어서,
상기 탄소재료로는 탄소 섬유(Carbon Fiber) 또는 탄소 분말(Carbon Black)이 사용되는 것을 특징으로 하는 차량용 발열 스티어링 휠.
청구항 1에 있어서,
상기 금속재료로는 니켈 파우더(Nickel Powder), 구리, 스틸, 알루미늄, 티타늄 중 선택된 하나이거나 이들의 혼합물이 사용되는 것을 특징으로 하는 차량용 발열 스티어링 휠.
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