KR102335514B1 - 스티어링 휠의 그립감 가변 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차속에 따라 스티어링 휠의 그립 형상을 가변시킬 수 있도록 한 차속 감응형 스티어링 휠의 그립감 가변 장치에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 스티어링 휠의 림부 내부를 따라 배열되는 와이어와, 와이어의 길이방향을 따라 등간격으로 형성된 원추체로 구성되는 그립감 조절용 와이어링 기구; 상기 그립감 조절용 와이어링 기구의 와이어를 차속에 따라 감거나 당겨주는 구동기구; 상기 그립감 조절용 와이어링 기구의 외경부에 배치되어, 원추체와 접촉할 때 외경방향으로 팽창 이동하는 구조로 구비되는 그립돌기 가압부; 및 상기 그립돌기 가압부의 외경방향 팽창 압력에 의하여 함께 팽창하는 구조로 구비되어, 상기 림부의 외피재에 그립돌기를 돌출 형성하는 그립돌기 형성부; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스티어링 휠의 그립감 가변 장치를 제공한다.

Description

스티어링 휠의 그립감 가변 장치{Device for adjusting grip feeling of steering wheel}

본 발명은 스티어링 휠의 그립감 가변 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차속에 따라 스티어링 휠의 그립 형상을 가변시킬 수 있도록 한 차속 감응형 스티어링 휠의 그립감 가변 장치에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 스티어링 휠은 차량의 조향을 위한 입력도구로서, 운전자가 손으로 쥔 상태에서 좌우로 각회전 조작하는 림부와, 림부의 내경에 연결되는 스포크부 등을 포함하여 구성된다.

상기 스티어링 휠은 운전자가 직접 손으로 회전 조작하는 조향 기구이므로, 미끄럼 방지 및 촉감 등을 고려한 가죽 소재로 커버링되고 있지만, 운전자가 원하는 그립감을 얻고자 별도의 핸들커버를 씌워서 사용하기도 한다.

또한, 상기 스티어링 휠의 일반적인 형상은 원형 링 형상으로 적용되고 있지만, 운전자의 취향에 따라 원형 링의 일부 구간이 직선 구간으로 이루어진 형상 등 다양한 형상의 스티어링 휠으로 튜닝하여 교체하기도 한다.

대개, 차속에 따라 운전자가 스티어링 휠을 쥐는 그립력이 달라진다.

예를 들어, 차속에 따라 스티어링 휠을 쥐는 그립력, 즉 운전자의 손아귀 힘이 달라지는데, 저속일 경우 느슨하게 잡는 경향이 있고, 고속일 경우 세게 잡는 경향이 있다.

그러나, 고속주행 혹은 스포티한 주행시, 스티어링 휠에 대한 높은 그립력을 얻기 위해 운전자가 손아귀에 힘을 장시간 주어야 하므로, 스티어링 휠에 대한 그립감이 떨어지게 되고, 장시간 운전시 손이나 팔에 쉽게 피로감을 느끼게 된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 스티어링 휠 내부에 그립 형상을 가변시킬 수 있는 장치를 내설하여, 차량 주행속도와 연동하여 그립 형상을 자동으로 변경할 수 있도록 함으로써, 운전자의 그립감을 향상시킬 수 있도록 한 스티어링 휠의 그립감 가변 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은: 스티어링 휠의 림부 내부를 따라 배열되는 와이어와, 와이어의 길이방향을 따라 등간격으로 형성된 원추체로 구성되는 그립감 조절용 와이어링 기구; 상기 그립감 조절용 와이어링 기구의 와이어를 차속에 따라 감거나 당겨주는 구동기구; 상기 그립감 조절용 와이어링 기구의 외경부에 배치되어, 원추체와 접촉할 때 외경방향으로 팽창 이동하는 구조로 구비되는 그립돌기 가압부; 및 상기 그립돌기 가압부의 외경방향 팽창 압력에 의하여 함께 팽창하는 구조로 구비되어, 상기 림부의 외피재에 그립돌기를 돌출 형성하는 그립돌기 형성부; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스티어링 휠의 그립감 가변 장치를 제공한다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따른 상기 구동기구는: 스티어링 휠의 림부와 일체로 연결된 스포크부에 내장되는 모터와; 와이어의 일단부에 대한 감김 및 풀림 동작을 위하여 모터의 출력축에 장착되는 제1릴과; 와이어의 타단부에 대한 감김 및 풀림 동작을 위하여 모터의 인접 위치에 리턴 스프링을 매개로 장착되는 제2릴과; 차속에 따라 모터의 회전량을 제어하는 제어부; 로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 림부의 내부에서 제1릴 및 제2릴로부터 인출되는 와이어의 꺽임 위치에는 와이어의 인출입 방향을 안내하는 안내롤러가 장착된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따른 상기 그립돌기 가압부는: 그립감 조절용 와이어링 기구의 외경부에 배치되는 다수의 볼베어링 가이드와; 각 볼베어링 가이드 내에 외경방향으로 팽창 이동 가능하게 배치되는 볼베어링; 으로 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 다수의 볼베어링 가이드는 강선에 의하여 서로 일체로 연결된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따른 상기 그립돌기 형성부는: 림부의 외경방향으로 볼록한 다수의 그립형상 돌기와; 각 그립형상 돌기 간에 연결된 스프링; 으로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 림부의 외피재는 우레탄 재질로 제작된 것임을 특징으로 한다.

상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 차량 주행속도와 연동하여 스티어링 휠의 그립 형상을 자동으로 가변시키되, 차속이 증가함에 따라 스티어링 휠의 외피재에 그립형상 돌기가 팽창되도록 함으로써, 운전자가 스티어링 휠을 쥐는 그립감을 향상시킬 수 있다.

둘째, 고속 주행시 스티어링 휠을 쥐는 운전자의 손아귀 힘이 덜 들어가게 되어, 운전시 피로감을 느끼지 않고, 편안한 핸들링을 실시할 수 있다.

셋째, 스티어링 휠을 다른 사양으로 튜닝하거나, 별도의 핸들커버를 스티어링 휠에 씌우는 것을 배제하여, 운전자 입장에서 비용절감을 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 스티어링 휠의 그립감 가변 장치의 구성 중 그립감 조절용 와이어링 기구 및 구동기구를 도시한 개략도,
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 스티어링 휠의 그립감 가변 장치를 도시한 종단면도,
도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 스티어링 휠의 그립감 가변 장치를 도시한 횡단면도,
도 4는 본 발명에 따른 스티어링 휠의 그립감 가변 장치에 대한 작동도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 스티어링 휠의 그립감 가변 장치의 구성 중 그립감 조절용 와이어링 기구를 나타낸다.

도 1에서, 도면부호 10은 스티어링 휠을 지시한다.

상기 스티어링 휠(10)은 운전자가 손으로 쥘 수 있는 림부(12)와, 림부(12)의 내경부 간에 연결되는 스포크부(14)로 구성된다.

여기서, 상기 림부(12)의 내부에 그립감 조절용 와이어링 기구(20)가 내설되고, 상기 스포크부(14)의 내부에는 그립감 조절용 와이어링 기구(20)를 구동시키기 위한 구동기구(30)가 내설된다.

상기 그립감 조절용 와이어링 기구(20)는 스티어링 휠(10)의 림부(12) 내부를 따라 배열되는 와이어(22)와, 와이어(22)의 길이방향을 따라 등간격으로 형성된 원추체(24)로 구성되며, 상기 구동기구(30)의 구동에 따라 좌측 또는 우측 원호방향으로 일정각도 이동하게 된다.

상기 구동기구(30)는 차속에 따라 그립감 조절용 와이어링 기구(20)를 좌측 또는 우측 원호방향으로 이동시키는 구성으로서, 그립감 조절용 와이어링 기구(20)의 원호방향 이동시 간섭되지 않도록 스티어링 휠(10)의 스포크부(14) 내에 내설된다.

보다 상세하게는, 상기 구동기구(30)는 스포크부(14)에 내장되는 모터(31)와, 모터(31)의 출력축에 장착되는 제1릴(32)과, 모터(31)의 인접 위치에 회전 가능하게 장착되는 제2릴(33)을 포함하여 구성되고, 상기 제1릴(32)에는 와이어(22)의 일단부가 감김 및 풀림 가능하게 고정되고, 상기 제2릴(33)에는 와이어(22)의 타단부가 감김 및 풀림 가능하게 고정된다.

상기 모터(31)는 차속센서로부터의 현재 차속 신호를 수신하는 제어부(35)의 제어에 따라 그 회전량이 제어되며, 저속에서 고속으로 갈수록 회전량의 증가 제어를 받게 된다.

또한, 상기 제2릴(33)의 회전중심점에 리턴 스프링(36)이 체결되며, 이 리턴 스프링(36)은 제2릴(33)이 와이어 풀림방향으로 각회전할 때 탄성 복원력을 갖게 된다.

한편, 상기 스포크부(14)와 림부(12)의 경계 구간은 꺽임 구간이므로, 상기 스포크부(14) 내에 장착된 제1릴(32) 및 제2릴(33)로부터 림부(12)의 내부로 와이어(22)가 인출입 될 때, 꺽임 구간에서 와이어가 절곡되는 상태가 되어, 와이어(22)의 인출입이 원활하지 않을 수 있다.

이를 위해, 상기 림부(12)의 내부에서 제1릴(32) 및 제2릴(33)로부터 인출되는 와이어(22)의 꺽임 위치(스포크부와 림부의 경계 구간인 꺽임 구간)에는 와이어(22)의 인출입 방향을 안내하는 안내롤러(34)가 장착된다.

여기서, 상기 그립감 조절용 와이어링 기구(20)의 외경부에 그립돌기 가압부(40)가 배치되는 바, 이 그립돌기 가압부(40)는 원추체(24)와 접촉할 때 외경방향으로 팽창 이동하는 구조로 구비된다.

보다 상세하게는, 상기 그립돌기 가압부(40)는 림부(12)의 내부에서 와이어(22) 및 원추체(24)의 외경부에 배치되는 다수의 볼베어링 가이드(42)와, 각 볼베어링 가이드(42) 내에 외경방향으로 팽창 이동 가능하게 배치되는 볼베어링(44)으로 구성된다.

이때, 상기 다수의 볼베어링 가이드(42)는 볼베어링(44)의 유동을 위하여 상하(림의 반경방향)로 관통된 구조이며, 양측면에 강선(46)이 연결된다.

이에, 상기 각 볼베어링 가이드(42)는 강선(46)에 의하여 서로 일체로 연결되면서 일정한 간격을 유지하게 된다.

여기서, 상기 그립돌기 가압부(40)의 외경부와 상기 림부(12)의 외피재(16)내경부 사이 공간에는 그립돌기 형성부(50)가 내설된다.

상기 그립돌기 형성부(50)는 그립돌기 가압부(40)의 외경방향 팽창 압력에 의하여 함께 팽창하는 구조로 구비되어, 상기 림부(12)의 외피재(16)에 그립돌기(18)를 돌출 형성하는 역할을 한다.

보다 상세하게는, 상기 그립돌기 형성부(50)는 림부(12)의 외경방향으로 볼록한 다수의 그립형상 돌기(52)와, 각 그립형상 돌기(52)의 측면 간에 연결된 스프링(54)로 구성되며, 그립형상 돌기(52)의 외경방향 이동시 스프링(54)이 탄성복원력을 가지면서 늘어나는 상태가 된다.

한편, 상기 림부(12)의 외피재(16)는 그립형상 돌기의 외경방향 팽창시 탄성복원력을 가지면서 그립돌기(18)를 용이하게 형성할 수 있는 탄성 재질, 바람직하게는 우레탄 재질로 제작된다.

여기서, 상기한 구성으로 이루어진 본 발명의 스티어링 휠 그립감 가변 장치에 대한 작동 흐름을 살펴보면 다음과 같다.

첨부한 도 4를 참조하면, 저속 구간에서는 스티어링 휠(10)의 림부(12)가 그대로 원형 링 형상을 유지하고, 중속 구간에서는 림부(12)에 그립돌기(18)가 돌출 형성되며, 고속 구간에서는 림부(12)에 그립돌기(18)가 더 돌출 형성되도록 함으로써, 중고속 구간에서 운전자의 스티어링 휠에 대한 그립감을 향상시킬 수 있고, 작은 힘으로 편안한 핸들링감을 제공할 수 있다.

저속 주행시

먼저, 차속센서로부터 제어부(35)에 현재 차속이 입력된다.

상기 제어부(35)에서 현재 차속이 저속이면 모터에 구동 신호를 전달하지 않게 되고, 이에 첨부한 도 2a 및 도 3a에서 보는 바와 같이 상기 그립감 조절용 와이어링 기구(20)의 와이어(22)의 외경부에 그립돌기 가압부(40)의 볼베어링(44)이 이격된 상태로 존재하여, 결국 스티어링 휠(10)의 림부(12)는 본래의 원형 링 형상을 그대로 유지하게 된다.

중속 주행시

상기 제어부(35)에서 현재 차속이 중속이면 모터(31)에 회전 구동신호를 보냄으로써, 상기 모터(31)의 회전에 따라 제1릴(32)이 감김방향으로 회전하여 와이어(22)가 당겨지게 되고, 반면 제2릴(33)로부터 와이어(22)가 풀리게 된다.

이때, 차속이 중속인 경우 모터(31)의 회전량은 도 3b에서 보듯이 원추체(24)의 전체 경사면 구간 중 중간 직경 구간이 볼베어링(44)과 접촉할 정도로 제어된다.

따라서, 상기 볼베어링(44)이 원추체(24)의 경사면 구간 중 중간 직경과 접촉하는 동시에 외경방향으로 밀리면서 이동하게 된다.

연이어, 상기 볼베어링(44)이 그립형상 돌기(52)를 외경방향으로 밀어내는 동시에 그립형상 돌기(52)가 림부(12)의 외피재(16)에 팽창 압력을 제공하게 됨으로써, 림부(12)의 외피재(16) 표면에 그립돌기(18)가 볼록하게 형성된다.

이와 같이, 중속 구간에서 스티어링 휠(10)의 표면 즉, 림부(12)의 외피재(16) 표면에 그립돌기(18)가 볼록하게 형성됨으로써, 중속 구간에서 운전자의 스티어링 휠 그립감을 향상시킬 수 있고, 작은 힘으로 편안한 핸들링감을 제공할 수 있다.

고속 주행시

상기 제어부(35)에서 현재 차속이 고속이면 모터(31)에 회전 구동신호를 보냄으로써, 상기 모터(31)의 회전에 따라 제1릴(32)이 감김방향으로 더 회전하여 와이어(22)가 더 당겨지게 되고, 반면 제2릴(33)로부터 와이어(22)가 더 풀리게 된다.

이때, 차속이 고속인 경우 모터(31)의 회전량은 도 2b 및 3c에서 보듯이 원추체(24)의 전체 경사면 구간 중 최대 직경 구간이 볼베어링(44)과 접촉할 정도로 제어된다.

따라서, 상기 볼베어링(44)이 원추체(24)의 경사면 구간 중 최대 직경 구간과 접촉하는 동시에 외경방향으로 중속 주행시 대비 더욱 밀리면서 이동하게 된다.

연이어, 상기 볼베어링(44)이 그립형상 돌기(52)를 외경방향으로 더 밀어내는 동시에 그립형상 돌기(52)가 림부(12)의 외피재(16)에 팽창 압력을 중속 주행시 대비 더 크게 제공하게 됨으로써, 림부(12)의 외피재(16) 표면에 그립돌기(18)가 중속 주행시 대비 더 볼록하게 형성된다.

이와 같이, 고속 주행 구간에서 스티어링 휠(10)의 표면 즉, 림부(12)의 외피재(16) 표면에 그립돌기(18)가 중속 주행시 대비 더 볼록하게 형성됨으로써, 고속 주행 구간에서도 운전자의 스티어링 휠 그립감을 향상시킬 수 있고, 작은 힘으로 편안한 핸들링감을 제공할 수 있다.

10 : 스티어링 휠 12 : 림부
14 : 스포크부 16 : 외피재
18 : 그립돌기 20 : 그립감 조절용 와이어링 기구
22 : 와이어 24 : 원추체
30 : 구동기구 31 : 모터
32 : 제1릴 33 : 제2릴
34 : 안내롤러 35 : 제어부
36 : 리턴 스프링 40 : 그립돌기 가압부
42 : 볼베어링 가이드 44 : 볼베어링
46 : 강선 50 : 그립돌기 형성부
52 : 그립형상 돌기 54 : 스프링

Claims (7)

1. 스티어링 휠의 림부 내부를 따라 배열되는 와이어와, 와이어의 길이방향을 따라 등간격으로 형성된 원추체로 구성되는 그립감 조절용 와이어링 기구;
   상기 그립감 조절용 와이어링 기구의 와이어를 차속에 따라 감거나 당겨주는 구동기구;
   상기 그립감 조절용 와이어링 기구의 외경부에 배치되어, 원추체와 접촉할 때 외경방향으로 팽창 이동하는 구조로 구비되는 그립돌기 가압부;
   상기 그립돌기 가압부의 외경방향 팽창 압력에 의하여 함께 팽창하는 구조로 구비되어, 상기 림부의 외피재에 그립돌기를 돌출 형성하는 그립돌기 형성부;
   를 포함하여 구성되고,
   상기 그립돌기 형성부는:
   림부의 외경방향으로 볼록한 다수의 그립형상 돌기와;
   각 그립형상 돌기 간에 연결된 스프링;
   으로 구성된 것을 특징으로 하는 스티어링 휠의 그립감 가변 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 구동기구는:
   스티어링 휠의 림부와 일체로 연결된 스포크부에 내장되는 모터와;
   와이어의 일단부에 대한 감김 및 풀림 동작을 위하여 모터의 출력축에 장착되는 제1릴과;
   와이어의 타단부에 대한 감김 및 풀림 동작을 위하여 모터의 인접 위치에 리턴 스프링을 매개로 장착되는 제2릴과;
   차속에 따라 모터의 회전량을 제어하는 제어부;
   로 구성된 것을 특징으로 하는 스티어링 휠의 그립감 가변 장치.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 림부의 내부에서 제1릴 및 제2릴로부터 인출되는 와이어의 꺽임 위치에는 와이어의 인출입 방향을 안내하는 안내롤러가 장착된 것을 특징으로 하는 스티어링 휠의 그립감 가변 장치.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 그립돌기 가압부는:
   그립감 조절용 와이어링 기구의 외경부에 배치되는 다수의 볼베어링 가이드와;
   각 볼베어링 가이드 내에 외경방향으로 팽창 이동 가능하게 배치되는 볼베어링;
   으로 구성된 것을 특징으로 하는 스티어링 휠의 그립감 가변 장치.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 다수의 볼베어링 가이드는 강선에 의하여 서로 일체로 연결된 것을 특징으로 하는 스티어링 휠의 그립감 가변 장치.
   
6. 삭제
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 림부의 외피재는 우레탄 재질로 제작된 것임을 특징으로 하는 스티어링 휠의 그립감 가변 장치.

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