KR19990063371A - 조향 휠 허브 - Google Patents

Abstract

조향 휠은 원통형 본체부 및 이 본체부와 일체로 형성된 플랜지가 있는 주철제 허브를 포함하고, 상기 허브는 조향축의 일 단부를 수용하기 위한 구멍을 구비하며, 상기 허브(1)는 상기 구멍(2)의 축에 대하여 평행하게 연장되는 슬롯(3, 4, 5)을 더 구비하고, 상기 슬롯(3, 4, 5)은 인장 응력하에서 탄성 변형되어 상기 구멍의 폭이 좁아지게 할 수 있는 상기 허브(1) 내의 경질 재질로 된 영역(6, 7)을 구획한다.

Description

조향 휠 허브

본 발명은 원통형 본체부 및 이 본체부와 일체로 형성된 플랜지를 갖춘 주철제 허브(hub)를 포함하며, 상기 허브는 조향축의 단부를 수용하기 위한 하나의 구멍이 있는 차량 등의 조향 휠(steering wheel)에 관한 것이다.

조향 휠을 조향축에 확실히 고정하는 경우, 그 조향 휠이 조향축의 원추형 좌부와 접촉하도록 강제하는 조향 휠에 나사물림된 너트가 일반적으로 사용되는데, 그 결과 조향력의 불확실한(non-positive) 전달이 초래된다. 회전 요소의 전달을 더 보장하기 위하여, 톱니형의 맞물림 상태가 일반적으로 조향축과 조향 휠 사이에 추가로 제공된다. 조향 휠에 나사물림된 너트에 의하여 축의 치수가 유일하게 결정된다.

이러한 방식으로 조향 휠을 고정시키면 현재는 거의 모든 차량에 설치되는 시리즈 품목(series item)인 에어백 모듈이 조향 휠을 고정시키기 전까지는 장착될 수 없는 결과를 초래하게 되는데, 이는 최종 조립 공정에서의 지연을 초래하게 되므로 문제점으로 보인다. 비록 조향축에 대한 중앙 입구가 있는 환형의 에어백 모듈을 제공한다고 하더라도, 여전히 커버 캡을 최종 조립시 에어백 모듈을 듈 위해 부착하여야 하는데, 이는 경제적인 이유로 최종 조립시 허용되는 매우 적은 시간 여유를 고려하면 마찬가지로 바람직하지 않다.

이것이 조향 휠 조립시 통상의 공정 절차를 회피하는 방법 및 가능한 한 적은 비용으로 충분히 고정된 조향 휠을 최종 조립할 수 있는 방법에 관하여 각종 제안들이 이미 이루어지게 된 이유이다. 조향축과 평행하게 배열되고 조향 휠의 후방으로부터 삽입될 필요가 있는 나사들이 관련되는 경우에는, 많은 차량 모델에 있는 조향 휠 후방의 비어 있는 공간이 접근하기 쉽지 않다는 점으로 인하여 조립 작업은 상당한 방해를 받는다. 이와 비교하여, 더 양호한 연결 수단들은 한 개 이상의 결합 나사가 조향축에 대하여 반경 방향으로 배열되는 것들이다. 그러나, 이러한 결합 방식은, 상기 실제의 나사들 외에도, 조향 휠을 조향축에 관하여 축방향으로 한정하는 것과 관련하여 그리고 조향력의 전달과 관련하여 조향 휠을 조향축에 신뢰성 있게 연결시킬 수 있는 추가의 고정 요소들을 필요로 한다. 이러한 장치에 있어서 추가의 고정 요소들을 취급하는 것은 마찬가지로 귀찮은 경우가 종종 있고, 여전히 최종 조립시에 지나치게 많은 시간이 소모된다.

본 발명은 추가의 고정 요소들에 의지하는 일이 없이 바로 앞에서 언급한 조향 휠 고정 방법을 이용하고, 그리고 조향력의 전달과 관련하여 뿐만 아니라 조향 휠을 조향축상에서 축방향으로 한정하는 것과 관련하여 아무런 제약도 받는 일이 없이 최소한의 시간에 최종 조립시의 조향 휠을 고정하는 방법을 실현할 수 있도록 하는 설계 수단을 제안하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 조향 휠의 허브부의 측면도이며,

도 2는 동일한 허브부의 평면도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 조향 휠 허브

1a : 본체부

1b : 플랜지

2 : 구멍

3, 4, 5 : 슬롯

6, 7 : 고체 재질부

11 : 관통 구멍

12 : 나사 가공 구멍

13 : 나사 머리 접촉면부

이러한 목적을 달성하려면, 전술한 형식의 조향 휠의 경우에, 상기 허브에 상기 구멍의 축에 평행하게 연장되는 슬롯을 마련하는 것이 제안되는데, 이 슬롯은 인장 응력하에서 탄성 변형되어 상기 구멍을 좁아지게 할 수 있는 허브 내의 고체(속이 비지 않은) 재질의 영역을 한정한다. 하나의 나사를 상기 구멍에 대하여 접선 방향으로 배열하여 상기 고체 재질의 영역에 가할 인장 응력을 발생시키는 것이 좋다.

이러한 제안은, 상기 허브를 슬롯들에 의하여 분할하는 경우, 무응력 조건하에서 조향 휠을 조향축에 맞춤 고정하는데 필요한 공차가 제공되도록 할 때, 또 응력 조건하에서 조향 휠이 조향축에 신뢰성 있게 체결되도록 할 때에는 어떠한 추가의 고정요소도 필요하지 않다는 고려에 기초한 것이다. 이러한 경우에도 역시 조향력을 전달하기 위하여 불확실한 연결이 제공되는데, 이 조향력은 신중을 기하기 위하여 예를 들면 상기 구멍 내의 내부 스플라인 등의 확실한 연결에 의하여 역시 보상될 수 있다. 조향 휠을 조향축상에서 축방향으로 배치시키기 위하여, 조향축용의 상기 구멍에 대하여 접선 방향으로 배열된 나사가 실질적으로 그 단면의 반만큼 상기 구멍에 수용되기 때문에 완전히 고정된 상태하에서 단면이 조향축의 외면 둘레에 형성된 대략 반원형인 하나의 홈과 맞물리도록 하는 것이 더 마련된다.

본 발명의 요지의 추가적인 장점 및 유리한 특징은 종속항 제4항 내지 제11항으로부터 알 수 있다. 상세한 내용은 도 1 및 도 2에서 도시된 실시예에 기초하여 이하에서 설명한다.

주철제 허브(1)는 원통형 본체부(1a) 및 이 본체부와 일체로 구성된 플랜지(1b)를 포함하는데, 상기 원통형 본체부(1a)는 플랜지(1b)의 상부 및 하부에서의 직경이 다르고, 상기 플랜지(1b)는 하부에 구획된 내부 부위 및 그 위쪽에서 외부로 연장되어있는 추가 부위를 포함하는데, 상기 추가 부위는 에어백 모듈을 수납하기 위한 단지형(pot-shaped) 모양으로 되어도 좋고, 일체형으로 된 금속제 조향 휠 골격 주조(鑄造)의 경우에는 조향 휠 스포크에 접합할 수 있다. 본 발명을 설명하기 위하여는 중심에 도시된 허브(1)에 고려를 집중하는 것으로 충분하다.

상기 허브(1)에는 조향 휠이 고정되는 경우에 상기 허브(1)에 둘러싸이는 조향축의 단부를 수용하기 위한 하나의 구멍(2)이 마련된다. 허브(1) 내에 마련되어 있는 것은 상기 구멍(2)에 대하여 반경 방향으로 형성되고 상기 원통형 본체부(1a) 및 플랜지(1b)를 통하여 연장되는 중심 슬롯(3)이다. 그 밖에 각각 상기 중심 슬롯(3)에 대하여 평행하게 형성된 단면이 있는 외부 슬롯(4, 5)이 플랜지(1b) 내에 구성되므로, 이들 슬롯(3, 4, 5)의 단부 사이에 폭이 좁은 고체 재질의 웨브(9, 10) 형태의 만곡부가 잔류하게 된다. 이러한 방식으로 탄성 변형 가능한 체결부가 금속제 주조 허브 내에 일체로 형성된다. 상기 체결부 내에서 슬롯(3, 4, 5)은 인장 응력하에서 탄성 변형되어 상기 구멍의 폭을 좁아지게 할 수 있는 상기 허브(1) 내의 고체 재질부(6, 7)를 구획한다. 무응력 조건하에서 구멍의 직경은 조향 휠을 조향축상에 장착하는데 필요한 공차를 특징지으며, 한편 상기 고체 재질부(6, 7)는 끼워맞춤 공차가 제거되어 신뢰성 있는 체결이 형성될 수 있도록 하기에 충분한 정도로 서로를 향하여 움직일 수 있다. 달리 말하자면, 전술한 나머지 재질의 웨브(9, 10)는 주철제 허브를 파괴시키는 일이 없이 충분히 만곡될 수 있어야 한다.

상기 구멍(2)에 대하여 접선 방향으로 배열된 나사에 인장력을 가하기 위하여, 상기 고체 재질부 중의 하나(6)에 배열되는 관통 구멍(11)을 마련하고, 동일한 목적으로 상기 고체 재질부 중의 다른 하나(7)에 배열되는 나사 가공 구멍(12)을 마련한다. 상기 나사는 통상의 방법으로 허브와 고정 위치에서 연결될 수 있다. 즉, 상기 나사는 최종 조립을 위해 항상 정위치에 있고 단지 조이기만 하면 되므로 상기 나사의 두부는 상기 고체 재질부 중의 하나(6)에 상기 구멍(2)의 축 및 상기 중심 슬롯(3)에 대하여 평행하게 배열되는 접촉면부(13)에 의하여 설치된다. 외부 슬롯(4, 5)은 도시된 바와 같은 모양으로 될 수 있으나, 이들은 상기 허브가 추가의 기능, 예를 들어 추가의 고정 구멍들의 배열과 관련하여 수 개의 기타 필요한 슬롯 안내부를 형성하는 경우에 다른 형상을 갖는 것도 역시 가능하다.

상기 관통 구멍(11, 12)은 구멍(2)에 대하여 접선 방향으로 배열되므로, 상기 나사가 실질적으로 상기 구멍(2)과 그 단면(8)의 반만큼 맞물린다. 관련되는 조향축은 단면이 대략 반원형인 원주를 따라 형성된 홈을 포함하는데, 이 홈은 마찬가지로 최종 조립 조건하에서 상기 나사에 의하여 맞물리며 이에 따라 조향축상에 조향 휠을 축방향으로 한정하는 잠금 특성을 형성한다.

본 발명의 상기 허브의 구성은 조향축상에 신뢰성 있고 단순하고 신속하게 조향 휠을 최종 조립하는 것을 가능하게 하므로, 서두에서 설명한 바와 같은 종래의 고정 방법의 문제점이 극복된다.

Claims (11)

1. 원통형 본체부 및 이 본체부와 일체로 형성된 플랜지가 있는 주철제 허브를 포함하고, 상기 허브는 조향축의 단부를 수용하기 위한 구멍을 구비하는 조향 휠에 있어서,

   상기 허브(1)는 구멍(2)의 축에 대하여 평행하게 연장되는 슬롯(3, 4, 5)을 추가로 구비하며, 상기 슬롯(3, 4, 5)은 인장 응력하에서 탄성 변형되어 상기 구멍의 폭을 좁힐 수 있는 허브(1) 내의 고체 재질부(6, 7)를 구획하는 것을 특징으로 하는 조향 휠.
2. 제1항에 있어서, 하나의 나사가 상기 구멍(2)에 대하여 접선 방향으로 배열되어 상기 고체 재질부(6, 7)에 가할 응력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 조향 휠.
3. 제2항에 있어서, 상기 나사는 상기 구멍(2) 내에 실질적으로 그 단면(8)의 반만큼 수용되는 것을 특징으로 하는 조향 휠.
4. 제1항에 있어서, 세 개의 슬롯(3, 4, 5)이 상기 허브(1) 내에 마련되는 것을 특징으로 하는 조향 휠.
5. 제4항에 있어서, 상기 슬롯들 중의 중심에 있는 슬롯(3)은 상기 구멍(2)의 축에 대하여 반경 방향으로 배열되며, 상기 중심 슬롯(3)은 상기 원통형 본체부(1a) 및 플랜지(1b)를 관통하여 연장되는 것을 특징으로 하는 조향 휠.
6. 제5항에 있어서, 상기 슬롯들 중의 외부 슬롯(4, 5)은 각각 상기 중심 슬롯(3)에 대하여 평행하게 배향되고 상기 플랜지(1b) 내에서 연장되어 중심 슬롯(3)과 함께 폭이 좁은 고체 재질의 웨브(9, 10)를 구획하는 부분을 구비하는 것을 특징으로 하는 조향 휠.
7. 제6항에 있어서, 상기 고체 재질부 중의 하나(6) 내에는 관통 구멍(11)이 배열되고 상기 고체 재질부 중의 다른 하나(7) 내에는 나사 가공 구멍(12)이 배열되며, 상기 관통 구멍(11)은 상기 나사 가공 구멍(12)과 일렬로 정렬되는 것을 특징으로 하는 조향 휠.
8. 제7항에 있어서, 상기 구멍(2)의 축 및 중심 슬롯(3)에 대하여 평행하도록 배향되는 외부 나사 머리 접촉면부(13)는 상기 고체 재질부 중의 하나(6)에 배치되는 것을 특징으로 하는 조향 휠.
9. 제1항에 있어서, 상기 구멍(2)은 내부 스플라인을 구비하는 것을 특징을 하는 조향 휠.
10. 제1항에 있어서, 상기 슬롯(3, 4, 5)은 금속 성형 주조에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 조향 휠.
11. 제1항에 있어서, 상기 슬롯(3, 4, 5)은 기계 가공되는 것을 특징으로 하는 조향 휠.