KR101887768B1 - 스티어링 휠 냉각 시스템 - Google Patents

스티어링 휠 냉각 시스템 Download PDF

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Abstract

스티어링 컬럼과 연결된 허브(Hub), 중공이 형성된 림(Rim) 및 허브와 림을 연결하는 스포크(Spoke)로 구성된 스티어링 휠; 스티어링 휠의 허브 또는 스포크에 위치하고 냉기를 공급하는 냉각부; 및 냉각부와 스티어링 휠의 림을 열적으로 연결하는 제1히트파이프;를 포함하는 스티어링 휠 냉각 시스템이 소개된다.

Description

스티어링 휠 냉각 시스템 {COOLING SYSTEM FOR STEERING WHEEL}
본 발명은 냉방 기능이 가능한 스티어링 휠에 관한 것이다.
일반적으로, 스티어링 휠은 운전석에 마련되어 차량의 바퀴를 움직이는 데 사용하는 조향장치이다.
일반적으로 스티어링 휠은 스티어링 컬럼과 연결된 허브(Hub)와 운전자가 손으로 잡아 선회 조작할 수 있도록 원형의 림(Rim)이 마련되며 림과 허브를 연결하는 스포크가 마련된다.
최근에는 스티어링 휠의 기본적 기능을 넘어 차량의 상품가지 향상을 위하여 다양한 부가적 기능이 제공되고 있는데, 내장재의 고급화를 위해 림에 가죽이 재봉되거나, 우드그레인을 구간별로 마련하도록 하고 있으며, 온도 변화에 따라 냉방 또는 난방을 수행하기도 한다.
특히 냉방을 수행하는 스티어링 휠의 경우 종래에는 운전자의 손이 주로 위치하는 림 부위에 냉각부를 위치시켰다. 그러나 좁은 림의 내부공간에 위치하는 특성상 동작 효율이 좋지 못하고 운전자의 스티어링 휠 조작에 따라 냉각부에 압력, 마찰, 비틀림 등이 작용하여 쉽게 손상되는 문제가 있었다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2013-0065096 A
본 발명은 냉각부의 위치를 림의 위치로부터 이격시켜 냉각부의 손상을 방지하고, 림을 파이프 형상으로 마련하여 내부에 중공을 형성함으로써 냉각 대상의 열용량을 감소시켜 빠르게 온도를 낮출 수 있는 스티어링 휠 냉각 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스티어링 휠 냉각 시스템은 스티어링 컬럼과 연결된 허브(Hub), 중공이 형성된 림(Rim) 및 허브와 림을 연결하는 스포크(Spoke)로 구성된 스티어링 휠; 스티어링 휠의 허브 또는 스포크에 위치하고 냉기를 공급하는 냉각부; 및 냉각부와 스티어링 휠의 림을 열적으로 연결하는 제1히트파이프;를 포함한다.
림은 파이프 형상으로 금속재질로 이루어지고, 제1히트파이프의 중앙부는 냉각부와 열적으로 연결되고 양단은 스포크를 지나 림의 원주방향을 따라 연장되되 상호 반대방향으로 연장되어 림의 내측표면에 열적으로 연결될 수 있다.
림의 원주방향을 따라 연장되되 스포크와 림의 연결부위를 가로지르도록 위치하고 림의 내측표면에 열적으로 연결되는 제2히트파이프;를 더 포함할 수 있다.
냉각부는 방열핀이고, 일단이 차량의 공조장치와 연결되고 타단은 방열핀과 연결되어 공조장치의 냉기를 방열핀에 공급하는 냉기덕트;를 더 포함할 수 있다.
냉각부는 냉각면이 제1히트파이프와 연결되고 방열면이 방열핀과 결합된 열전소자이고, 일단이 차량의 공조장치와 연결되고 타단은 방열핀과 연결되어 공조장치의 냉기를 방열핀에 공급하는 냉기덕트;를 더 포함할 수 있다.
림의 중공에는 공기 단열층이 형성될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 스티어링 휠 냉각 시스템에 따르면, 냉각부의 위치가 림의 위치로부터 이격되어 스티어링 휠 조작에 따른 냉각부 손상을 방지할 수 있고, 중공이 형성된 림을 통해 열용량이 감소되어 빠르게 냉각될 수 있는 효과가 발생한다.
또한 냉각부와 림을 히트파이프를 통해 연결함으로써, 운전자가 스티어링 휠 조작에 따라 히트파이프의 일단부의 온도가 상승하는 경우 냉각부와의 온도차이가 크게 발생하여 히트파이프의 동작효율이 더욱 상승하여 빠르게 림을 냉각시킬 수 있게된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스티어링 휠 냉각 시스템의 구성도
도 2는 도 1의 A-A선을 따라 절개한 단면도
도 3 내지 도 4는 도 1의 B부분의 확대도로 냉각부의 다양한 실시예를 도시한 도면
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스티어링 휠 냉각 시스템의 구성도이고, 도 2는 도 1의 A-A선을 따라 절개한 단면도이며, 도 3 내지 도 4는 도 1의 B부분의 확대도로 냉각부의 다양한 실시예를 도시한 도면이다.
본 발명에 따른 스티어링 휠(100) 냉각 시스템은 스티어링 컬럼과 연결된 허브(Hub, 101), 중공이 형성된 림(Rim, 105) 및 허브(101)와 림(105)을 연결하는 스포크(Spoke, 103)로 구성된 스티어링 휠(100); 스티어링 휠(100)의 허브(101) 또는 스포크(103)에 위치하고 냉기를 공급하는 냉각부(200); 및 냉각부(200)와 스티어링 휠(100)의 림(105)을 열적으로 연결하는 제1히트파이프(301);를 포함한다.
본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 림(105)을 냉각시키기 위한 냉각부(200)의 위치가 림(105)에 위치하지 않고 허브(101) 또는 스포크(103) 측에 배치되어 있다. 다만, 실질적으로 운전자가 운전과정에서 피부가 접촉되는 부분은 림(105)이므로, 냉각부(200)에서 발생하는 냉기를 제1히트파이프(301)를 이용하여 림(105)으로 전달하도록 하고 있다.
림(105)에 직접적으로 냉각부(200)를 위치시키도록 배치할 수도 있으나, 이러한 경우 사용자가 스티어링 휠(100)을 조작하는 과정에서 림(105)에 가하는 압력, 마찰력 및 비틀림 등에 의하여 냉각부(200)가 손상될 가능성이 높다. 따라서 냉각부(200)의 위치와 냉각 대상의 위치를 이격시켜 냉각부(200)의 손상을 예방하는 것이다.
림(105)은 파이프 형상으로 금속재질로 이루어지고, 제1히트파이프(301)의 중앙부는 냉각부(200)와 열적으로 연결되고 양단은 스포크(103)를 지나 림(105)의 원주방향을 따라 연장되되 상호 반대방향으로 연장되어 림(105)의 내측표면에 열적으로 연결될 수 있다.
냉각부(200)에서 발생한 냉기를 림(105) 전체에 전달하여 전체적으로 균일하게 림(105)을 냉각 시킬수도 있으나, 냉각의 속효성이 떨어지게 된다. 따라서 본 발명에서는 스포크(103)와 림(105)의 연결부위를 중심으로하는 림(105)의 일부분에 대하서 먼저 냉각되도록 하고 있다.
운전자가 주로 림(105)을 잡는 위치는 팔의 중력을 분산시켜 부담을 줄이고, 조향시 회전력을 확실하게 전달할 수 있는 위치로서, 림(105)과 스포크(103)가 만나는 부분이다. 단순히 림(105)과 손바닥의 마찰력에 의한 힘뿐만 아니라 스포크(103) 부분에 손가락을 걸쳐 물리적 지지구조를 통해 팔의 중력을 분산시킬 수도 있고, 조향시에는 스포크(103) 부분을 통해 회전력을 확실하게 전달하기 편하기 때문이다.
따라서 본 발명에서는 운전자의 손이 주로 위치하는 림(105)과 스포크(103)의 연결부위를 가장먼저 냉각되도록 하는 것이다.
구체적으로 살펴보면, 제1히트파이프(301)를 통해 냉각부(200)와 림(105)을 연결하되, 냉각부(200)에서 연장되는 제1히트파이프(301)가 스포크(103)를 지나 림(105)의 원주방향을 따라 상호 반대방향을 연장되어 림(105)의 내측 표면에 열적으로 연결되도록 하고 있다. 제1히트파이프(301)가 림(105)과 스포크(103)의 연결부위 측에 직접 연결되어 있어 가장 먼저 냉각되는 것이다.
다만, 운전 과정에서 운전자는 스포크(103)와의 연결부위 뿐만 아니라 다른 부분도 접촉할 것이므로 림(105)의 전체적인 냉각 또한 필요하다. 따라서 본 발명에서는 림(105)을 열전도성이 뛰어난 금속재질로 구성하여, 전도를 통해 제1히트파이프(301)가 연결된 부위 뿐만아니라 림(105)을 전체적으로 냉각할 수 있도록 하고 있다. 림(105)의 재질로는 열전도성이 우수하면서도 무게가 가볍고 내구성이 좋은 알루미늄 재질이 사용될 수 있다.
아울러 금속성 재질의 림(105)의 내측 표면에 제1히트파이프(301)가 내접하도록 구성하여 사용자의 스티어링 휠(100) 조작에 의해 전달되는 압력, 마찰력 및 비틀림을 차단하여 내구성을 확보할 수 있다.
림(105)의 원주방향을 따라 연장되되 스포크(103)와 림(105)의 연결부위를 가로지르도록 위치하고 림(105)의 내측표면에 열적으로 연결되는 제2히트파이프(303);를 더 포함할 수 있다.
스포크(103)와 림(105)의 연결부위는 주로 운전자의 손이 위치하는 곳으로 빠른 냉각이 필요하다. 따라서 제2히트파이프(303)를 이용하여 제1히트파이프(301)를 통해 전달된 냉기를 스포그를 중심으로 하는 주변의 림(105)에 빠르게 확산시킬 수 있게된다.
냉각부(200)는 방열핀(201)이고, 일단이 차량의 공조장치와 연결되고 타단은 방열핀(201)과 연결되어 공조장치의 냉기를 방열핀(201)에 공급하는 냉기덕트(400);를 더 포함할 수 있다.
냉각부(200)에서 냉기를 발생시키는 방법으로 공조장치에서 발생하는 냉기를 사용하는 방법이다. 도 3에 도시된 바와 같이 공조장치의 냉기의 일부를 냉기덕트(400)를 사용하여 스티어링 휠(100)에 공급하여 해당 냉기를 방열핀(201)을 통해 흡수하여 림(105)에 전달하는 방법이다.
냉각부(200)는 냉각면이 제1히트파이프(301)와 연결되고 방열면이 방열핀(201)과 결합된 열전소자(203)이고, 일단이 차량의 공조장치와 연결되고 타단은 방열핀(201)과 연결되어 공조장치의 냉기를 방열핀(201)에 공급하는 냉기덕트(400);를 더 포함할 수 있다.
냉기의 발생을 위해 별도의 구성요소를 이용하는 방법으로 도 4에 도시된 바와 같이 열전소자(203)를 이용하여 냉기를 발생시키되 공조장치를 통해 공급되는 냉기를 이용하여 열전소자(203)의 방열을 도와 그 효율을 극대화 시키는 방법이다.
림(105)의 중공에는 공기 단열층(107)이 형성될 수 있다.
림(105)의 중공부분에 제1히트파이프(301), 제2히트파이프(303), 아마추어(109) 또는 코어(111) 등이 위치하는데 나머지 공간을 빈공간을 두어 공기 단열층(107)을 형성한다. 이를 통해 냉각부(200)의 최종 냉각 대상인 림(105)의 중량을 줄여 열용량을 줄임으로써 냉각의 속효성을 확보할 수 있으며, 다양한 요인을 통해 림(105) 또는 제1히트파이프(301) 내지 제2히트파이프(303)에 전달될 수 있는 외부열을 차단할 수 있게 된다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100 : 스티어링 휠 101 : 허브
103 : 스포크 105 : 림
107 : 공기 단열층 109 : 아마추어
111 : 코어 200 : 냉각부
201 : 방열핀 203 : 열전소자
301 : 제1히트파이프 303 : 제2히트파이프
400 : 냉기덕트

Claims (6)

  1. 스티어링 컬럼과 연결된 허브(Hub), 중공이 형성된 림(Rim) 및 허브와 림을 연결하는 스포크(Spoke)로 구성된 스티어링 휠;
    스티어링 휠의 허브 또는 스포크에 위치하고 냉기를 공급하는 냉각부; 및
    냉각부와 스티어링 휠의 림을 열적으로 연결하는 제1히트파이프;를 포함하고,
    림의 내주면으로부터 중심부 측으로 돌출되는 돌출부가 형성되며, 내주면이 아마추어 및 코어의 외주면과 함께 중공을 이루도록 마련되고,
    제1히트파이프는 돌출부를 따라 형성되어 림의 외주면과 일정거리 이격되도록 마련되며,
    림의 중공에는 공기 단열층이 형성된 것을 특징으로 하는 스티어링 휠 냉각 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    림은 파이프 형상으로 금속재질로 이루어지고,
    제1히트파이프의 중앙부는 냉각부와 열적으로 연결되고 양단은 스포크를 지나 림의 원주방향을 따라 연장되되 상호 반대방향으로 연장되어 림의 내측표면에 열적으로 연결된 것을 특징으로 하는 스티어링 휠 냉각 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    림의 원주방향을 따라 연장되되 스포크와 림의 연결부위를 가로지르도록 위치하고 림의 내측표면에 열적으로 연결되는 제2히트파이프;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스티어링 휠 냉각 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    냉각부는 방열핀이고,
    일단이 차량의 공조장치와 연결되고 타단은 방열핀과 연결되어 공조장치의 냉기를 방열핀에 공급하는 냉기덕트;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스티어링 휠 냉각 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    냉각부는 냉각면이 제1히트파이프와 연결되고 방열면이 방열핀과 결합된 열전소자이고,
    일단이 차량의 공조장치와 연결되고 타단은 방열핀과 연결되어 공조장치의 냉기를 방열핀에 공급하는 냉기덕트;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스티어링 휠 냉각 시스템.
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