KR20060022391A - Steering wheel for absorbing impact - Google Patents

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KR20060022391A KR1020040071196A KR20040071196A KR20060022391A KR 20060022391 A KR20060022391 A KR 20060022391A KR 1020040071196 A KR1020040071196 A KR 1020040071196A KR 20040071196 A KR20040071196 A KR 20040071196A KR 20060022391 A KR20060022391 A KR 20060022391A
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Abstract

본 발명은 완충형 조향 휠에 관한 것으로, 조향 축이 끼워져 장착되는 허브와, 이 허브로부터 반경방향으로 연장된 다수개의 스포크, 이 스포크의 각 자유단과 결합된 림을 구비하고, 상기 림과 스포크는 특정 온도영역에서 운전자에 대해 멀어지는 방향으로 변형되는 형상을 기억하는 형상기억합금으로 제작되며, 상기 림과 스포크를 특정 온도영역까지 가열해주는 가열장치와 차량의 충돌 사고 발생을 감지하여 상기 가열장치를 작동시키는 제어장치를 구비하여, 차량의 충돌 사고 발생시에 운전자의 상체와 많이 부딪치게 되는 조향 휠의 림 부위와 스포크 부위를 형상기억합금을 매개로 운전자에 대해 멀어지는 방향으로 적절히 변형시켜 운전자가 조향 휠로 인해 상해를 입지 않게 하거나 상해정도를 경감시킬 수 있도록 된 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cushioning steering wheel, comprising a hub on which a steering shaft is fitted, a plurality of spokes extending radially from the hub, and rims associated with respective free ends of the spokes, wherein the rims and spokes It is made of a shape memory alloy that memorizes the shape deformed in a direction away from the driver in a specific temperature range, and operates the heating device by detecting a collision accident of a heating device and a vehicle that heat the rim and the spoke to a specific temperature area. It is equipped with a control device that makes it possible to properly deform the rim part and the spoke part of the steering wheel, which are frequently hit by the upper body of the driver in the event of a collision of the vehicle, in a direction away from the driver through the shape memory alloy. It is possible to reduce the degree of injury or reduce the risk of injury.

Description

완충형 조향 휠{Steering wheel for absorbing impact} Steering wheel for absorbing impact             

도 1은 본 발명에 따른 완충형 조향 휠의 구성도이고,1 is a block diagram of a shock absorbing steering wheel according to the present invention,

도 2는 본 발명에 따른 완충형 조향 휠의 충돌 사고 발생시의 변형된 상태도이다.2 is a modified state diagram at the time of a collision accident of the buffered steering wheel according to the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

1-허브 2-스포크1-hub 2-spoke

3-림 4-가열장치3-rim 4-heater

5-스위치5-switch

본 발명은 차량 등에 사용되는 조향 휠에 관한 것으로, 특히 차량의 충돌 사고시에 조향 휠이 운전자에 대해 멀어지는 방향으로 변형되도록 하여 조향 휠로 인해 운전자가 상해를 입지 않거나 혹은 상해를 경감시킬 수 있도록 된 완충형 조향 휠에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a steering wheel used in a vehicle, and the like, and in particular, a shock absorbing type in which the steering wheel is deformed in a direction away from the driver in the event of a collision of the vehicle so that the driver may not be injured or alleviated by the steering wheel. Relates to a steering wheel.

차량의 조향장치는 차량의 진행방향을 임의로 바꾸기 위해 조향을 하는 장치로서, 운전자가 차량의 진행방향을 바꾸기 위해 직접 조향 조작을 하는 조향 휠과 이 조향 휠에 일체로 회전되게 연결되어 상기 조향 휠의 회전력을 전달하는 조향 축 및 이 조향 축을 차체에 장착시키기 위한 조향 컬럼 등으로 구성된 조작기구와, 상기 조향축의 회전을 감속하여 조작력을 크게 함과 동시에 조작기구의 운동방향을 바꾸어 링크기구에 전달하는 기어장치나 혹은 유압으로 작동되어 운전자의 조향휠의 조작력을 보조해주는 동력실린더 및, 이 기어장치나 동력실린더의 작동을 앞바퀴에 전달하고 또 좌우 바퀴의 관계 위치를 바르게 지지하기 위해 피트먼 아암과 드래그 아암, 너클 아암 및 타이 로드 등으로 구성된 링크기구로 이루어져 있다.The steering device of the vehicle is a device for steering to arbitrarily change the traveling direction of the vehicle. The steering wheel of the vehicle is directly connected to the steering wheel and rotates integrally with the steering wheel to directly steer the steering wheel to change the traveling direction of the vehicle. An operating mechanism comprising a steering shaft for transmitting rotational force and a steering column for mounting the steering shaft to a vehicle body, and a gear for reducing the rotation of the steering shaft to increase the operating force and changing the direction of movement of the operating mechanism to be transmitted to the link mechanism. Power cylinders that are actuated by the device or hydraulically to assist the operator's steering wheel, and Pitman and Drag Arms to transmit the operation of the gears or cylinders to the front wheels and to correctly support the relationship between the left and right wheels. And link mechanism consisting of knuckle arm and tie rod.

상기 조향 휠은 조향 축이 끼워져 장착되는 허브와, 이 허브로부터 방사방향으로 뻗은 다수개의 스포크 및 상기 스포크의 선단부들을 연결하는 원형을 이루는 림으로 구성되어 있다.The steering wheel is composed of a hub on which a steering shaft is fitted, a plurality of spokes extending radially from the hub, and a circular rim connecting the tips of the spokes.

이에 따라 운전자가 차량을 조향시키기 위해 통상적으로 상기 림을 파지한 상태에서 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시키면, 운전자의 조향 의지가 허브를 통해 조향축에 전달되고, 조향축은 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하면서 조향기어박스나 동력실린더를 움직여서 조향이 이루어지게 된다.Accordingly, when the driver rotates clockwise or counterclockwise while holding the rim to steer the vehicle, the driver's steering will be transmitted to the steering shaft through the hub, and the steering shaft is clockwise or counterclockwise. Steering is achieved by moving the steering gear box or power cylinder while rotating.

그런데, 상기 조향 휠의 림은 운전자가 직접 파지하여 조향 조작을 하는 부분이므로 적당한 강성을 유지해야 하는 바, 이 때문에 림은 통상적으로 스틸이나 마그네슘을 소재로 제작된다. 따라서, 차량의 충돌 사고 발생시에 운전자의 상체가 조향 휠의 림이나 스포크 부위에 부딪칠 때에 그 반 발 충격으로 인해 운전자의 상체가 상해를 입게 된다.However, since the rim of the steering wheel is a part that the driver grips directly to steer, it is necessary to maintain proper rigidity. Therefore, the rim is usually made of steel or magnesium. Therefore, when the upper body of the driver hits the rim or the spoke portion of the steering wheel during the collision of the vehicle, the upper body of the driver is injured due to the repulsive shock.

상기와 같은 운전자의 상해를 줄여주기 위해 조향 휠에 에어백을 설치하거나 조향 칼럼에 완충장치를 장치하기도 하지만 운전자의 상체가 직접 부딪치기도 하는 조향 휠에 완충장치가 구비되어 있지 않아서 운전자의 보호 측면에서 미흡하다고 하는 결점이 있었다.In order to reduce the driver's injury as described above, airbags are installed on the steering wheel or a shock absorber is provided on the steering column, but the steering wheel, which is directly hit by the driver's upper body, is not provided with a shock absorber. There was a flaw.

이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로, 차량의 충돌 사고 발생시에 운전자의 상체와 많이 부딪치게 되는 조향 휠의 림 부위와 스포크 부위를 형상기억합금을 매개로 운전자에 대해 멀어지는 방향으로 적절히 변형시켜 조향 휠로 인해 입게 되는 운전자의 상해를 경감시킬 수 있도록 된 완충형 조향 휠을 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and appropriately deforms the rim portion and the spoke portion of the steering wheel, which frequently hit the upper body of the driver in the event of a vehicle crash, in a direction away from the driver through the shape memory alloy. It is an object of the present invention to provide a shock absorbing steering wheel that can reduce the injury of the driver caused by the steering wheel.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 조향 축이 끼워져 장착되는 허브와, 이 허브로부터 반경방향으로 연장된 다수개의 스포크, 이 스포크의 각 자유단과 결합된 림을 구비하고, 상기 림과 스포크는 특정 온도영역에서 운전자에 대해 멀어지는 방향으로 변형되는 형상을 기억하는 형상기억합금으로 제작되며, 상기 림과 스포크를 특정 온도영역까지 가열해주는 가열장치와 차량의 충돌 사고 발생을 감지하여 상기 가열장치를 작동시키는 제어장치를 구비하고 있다.The present invention for achieving the above object is provided with a hub to which the steering shaft is fitted, a plurality of spokes extending radially from the hub, and a rim coupled with each free end of the spoke, wherein the rim and spoke Is made of a shape memory alloy for storing the shape that is deformed in a direction away from the driver in a specific temperature region, the heating device for heating the rim and spokes to a specific temperature region and detecting the occurrence of a collision accident of the vehicle to It is equipped with a control device to operate.

바람직하기로는, 상기 가열장치가 스위치를 통해 전원을 공급받는 가열기 본체와, 이 가열기 본체로부터 분지되어 상기 스포크를 통해 연장된 다음에 상기 림의 형상을 따라 배치된 가열코일을 구비하고, 상기 제어장치가 차량의 충돌 사고를 센서로 감지하여 제어신호를 출력하는 에어백제어유니트와, 이 에어백제어유니트의 제어신호에 따라 온 혹은 오프 되면서 상기 가열장치에 연결되는 전원사이에 설치된 스위치를 구비한 것을 특징으로 한다.Preferably, the heater comprises a heater body supplied with power through a switch, and a heating coil branched from the heater body, extending through the spokes, and arranged along the shape of the rim, wherein the control device And a switch installed between the airbag control unit for detecting a crash of the vehicle with a sensor and outputting a control signal and a power source connected to the heating device while being turned on or off according to the control signal of the airbag control unit. do.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 완충형 조향 휠의 구성도인 바, 조향축이 끼워져 장착되는 허브(1)에 다수개의 스포크(2)가 방사방향으로 뻗어서 연장되어 있고, 상기 각 스포크(2)의 단부에는 원형을 이루는 림(3)이 결합되어 있다.1 is a configuration diagram of a shock absorbing steering wheel according to the present invention, in which a plurality of spokes 2 extend in a radial direction to a hub 1 to which a steering shaft is fitted, and each of the spokes 2 is extended. At the end, a circular rim 3 is coupled.

여기서, 상기 허브(1)와 스포크(2) 및 림(3)은 형상기억합금으로 제작된다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 차량의 충돌 사고 발생시에 조향 휠이 운전자에 대해 멀어지는 방향으로 구부러지도록 하여 운전자의 상체가 조향 휠에 직접 접촉되지 않게 하거나 혹은 운전자의 상체가 조향 휠에 부딪치더라도 그 충돌 속도와 시간을 늦추게 함으로써, 조향 휠로 인해 운전자가 받게 되는 반발 충격량을 최소화하여 운전자가 조향 휠로 인해 가능한 한 상해를 입지 않도록 할 수 있게 된다.Here, the hub 1, the spokes 2 and the rim 3 are made of a shape memory alloy. That is, as shown in FIG. 2, when the vehicle accident occurs, the steering wheel is bent in a direction away from the driver so that the upper body of the driver does not directly contact the steering wheel or the upper body of the driver hits the steering wheel. By slowing the collision speed and time, the amount of recoil shock the driver receives from the steering wheel is minimized so that the driver is not injured by the steering wheel as much as possible.

상기 형상기억합금은 특정한 온도대역에서 특정한 형상을 갖는 성질이 있으므로, 이러한 형상기억합금의 특성을 이용하여 특정한 온도영역에서 도 2에 도시된 바와 같은 형상을 갖도록 하는 반면에 다른 온도영역에서는 상기와 같이 구부러지지 않고 원형을 이루도록 조향 휠을 예컨대 프레스 공법을 사용하여 제작한다.Since the shape memory alloy has a specific shape in a specific temperature range, the shape memory alloy is used to have a shape as shown in FIG. Steering wheels are produced, for example, using a press method, to form a circle without bending.

따라서, 통상의 온도범위 내에서는 조향 휠이 변형되지 않은 원형을 이루므로, 운전자가 조향 휠을 파지하여 용이하게 조향 조작을 할 수 있게 되는 반면에 차량의 충돌 사고 발생시에는 이를 감지하여 조향 휠을 특정 온도영역까지 가열하여 줌으로써, 조향 휠이 도 2에 도시된 바와 같은 형상으로 변형되게 하여 운전자 의 상해를 줄여주게 된다.Therefore, since the steering wheel forms a circular shape within the normal temperature range, the driver can easily steer the steering wheel by holding the steering wheel, while in the event of a collision of the vehicle, the steering wheel is detected to identify the steering wheel. By heating up to the temperature range, the steering wheel is deformed into the shape as shown in Figure 2 to reduce the injury to the driver.

차량의 충돌 사고 발생시에 조향 휠을 특정 온도영역까지 가열하기 위해 조향 휠에는 별도의 가열장치(4)가 구비되는 데, 이 가열장치는 본 발명의 실시예에서 허브(1)에 설치된 가열기 본체(4a)와, 이 가열기 본체(4a)로부터 분지되어 각 스포크(2)를 통해 연장된 다음에 림(3)을 형상을 따라 림(3)의 내부에 설치된 가열코일(4b)로 이루어져 있다.The steering wheel is provided with a separate heating device 4 for heating the steering wheel to a specific temperature range in the event of a collision of the vehicle, which is provided with a heater body installed in the hub 1 in the embodiment of the present invention. 4a) and a heating coil 4b branched from the heater main body 4a and extending through each spoke 2, and then provided with the rim 3 in the interior of the rim 3 along the shape.

이에 따라, 상기 가열기 본체(4a)에 전원이 공급되면, 가열기 본체(4a)를 통해 각 가열코일(4b)로 전원이 공급되면서 스포크(2)와 림(3)을 특정 온도영역까지 가열해 줌으로써, 형상기억합금의 조향 휠이 도 2에 도시된 상태로 변형될 수 있게 된다.Accordingly, when power is supplied to the heater body 4a, the power is supplied to each heating coil 4b through the heater body 4a while heating the spokes 2 and the rim 3 to a specific temperature range. The steering wheel of the shape memory alloy can be deformed in the state shown in FIG.

상기 가열장치가 차량에서 가장 편리하게 사용할 수 전원을 이용하고 있지만, 기타 다른 적절한 가열수단을 사용할 수 도 있음은 물론이다.Although the heating device uses a power source that can be most conveniently used in a vehicle, other suitable heating means may be used.

한편, 차량의 충돌 사고 발생시에 이를 감지하여 상기 가열기 본체(4a)에 전원을 공급하기 위해 가열기 본체(4a)는 스위치(5)를 통해 예컨대 밧데리 전원과 연결되어 있고, 상기 스위치(5)는 에어백제어유니트(ACU)와 연결되어, 상기 에어백제어유니트(ACU)가 충돌센서를 매개로 차량의 충돌 사고를 감지하면, 그 제어신호를 상기 스위치(5)에 인가하여 스위치(5)를 접속상태로 전환시켜 줌으로써, 가열기 본체(4a)에 전원이 공급되어 작동되게 된다.On the other hand, the heater main body 4a is connected to, for example, a battery power supply through the switch 5, in order to detect the collision accident of the vehicle and supply power to the heater main body 4a, and the switch 5 is airbag When connected to a control unit (ACU), the airbag control unit (ACU) detects a crash of the vehicle via a collision sensor, the control signal is applied to the switch 5 to bring the switch 5 into a connected state. By switching, power is supplied to the heater main body 4a and operated.

상기 가열기 본체(4a)를 사용하지 않고 스위치(5)에 가열코일(4b)들을 직접 연결하여 사용할 수 도 있다.The heating coils 4b may be directly connected to the switch 5 without using the heater body 4a.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 완충형 조향 휠에 의하면, 차량의 충돌 사고 발생시에 운전자의 상체가 조향 휠 쪽으로 기울어질 때에 충돌 사고 발생과 동시에 형상기억합금으로 제작된 조향 휠에 열을 가하여 조향 휠이 운전자에 대해 멀어지는 방향으로 변형되도록 함으로써, 운전자의 상체가 조향 휠에 직접 부딪쳐서 상해를 입을 염려가 없게 되거나 혹은 운전자의 상체와 조향 휠의 충돌 속도나 충돌 시간을 늦추어서 운전자가 조향 휠로 인해 받게되는 반발 충격량을 줄여줌으로써 운전자의 상해를 경감시켜줄 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the buffer type steering wheel according to the present invention, when the driver's upper body is inclined toward the steering wheel when a collision accident occurs, the steering wheel is heated by applying heat to the steering wheel made of a shape memory alloy at the same time as the collision accident occurs. By distorting in the direction away from the driver, the driver's upper body hits the steering wheel directly and is not injured, or the driver's upper body and the steering wheel collide with each other, slowing the collision speed or collision time, which the driver receives from the steering wheel. By reducing the amount of backlash impact can reduce the driver's injury.

Claims (3)

조향 축이 끼워져 장착되는 허브와, 이 허브로부터 반경방향으로 연장된 다수개의 스포크, 이 스포크의 각 자유단과 결합된 림을 구비하고, 상기 림과 스포크는 특정 온도영역에서 운전자에 대해 멀어지는 방향으로 변형되는 형상을 기억하는 형상기억합금으로 제작되며, 상기 림과 스포크를 특정 온도영역까지 가열해주는 가열장치와 차량의 충돌 사고 발생을 감지하여 상기 가열장치를 작동시키는 제어장치를 구비한 완충형 조향 휠.A hub to which the steering shaft is fitted, a plurality of spokes extending radially from the hub, and rims associated with each free end of the spokes, the rims and spokes deforming in a direction away from the driver in a particular temperature range; A buffered steering wheel, which is made of a shape memory alloy that remembers a shape to be stored, and has a heating device that heats the rim and spokes to a specific temperature range, and a control device that detects a collision accident of a vehicle and operates the heating device. 제 1항에 있어서, 상기 가열장치가 스위치를 통해 전원을 공급받는 가열기 본체와, 이 가열기 본체로부터 분지되어 상기 스포크를 통해 연장된 다음에 상기 림의 형상을 따라 배치된 가열코일을 구비한 것을 특징으로 하는 완충형 조향 휠.2. A heater according to claim 1, characterized in that the heater comprises a heater body powered by a switch, and a heating coil branched from the heater body, extending through the spokes, and arranged along the shape of the rim. Dampening steering wheel. 제 2항에 있어서, 상기 제어장치가 차량의 충돌 사고를 센서로 감지하여 제어신호를 출력하는 에어백제어유니트와, 이 에어백제어유니트의 제어신호에 따라 온 혹은 오프 되면서 상기 가열장치에 연결되는 전원사이에 설치된 스위치를 구비한 것을 특징으로 하는 완충형 조향 휠.The airbag control unit of claim 2, wherein the control device detects a collision of the vehicle with a sensor and outputs a control signal, and the power supply connected to the heating device while being turned on or off according to the control signal of the airbag control unit. Shock absorbing steering wheel, characterized in that it has a switch installed in.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8024090B2 (en) * 2007-03-02 2011-09-20 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle steering system

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