KR20090062999A

KR20090062999A - 자동차용 스티어링 휠

Info

Publication number: KR20090062999A
Application number: KR1020070130504A
Authority: KR
Inventors: 정창빈
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2007-12-13
Filing date: 2007-12-13
Publication date: 2009-06-17

Abstract

본 발명은 차량의 진행방향을 조절하는 스티어링 휠에 관한 것으로서, 혼과 에어백을 구비하는 몸체의 정면으로 커버가 결합되고 상기 커버에는 림과 연결되는 스포크가 장착되는 스티어링 휠에 있어서 상기 림은 내부에는 일정한 간격으로 영구자석이 장착되고, 상기 림의 일측에는 상기 커버와 일체로 형성되면서 내주면에 코일이 장착되는 스포크를 장착하되, 상기 스포크의 내주면은 상기 림의 외주면보다 크게 형성되어 운전자가 림의 회전시 스포크은 지정된 위치에 고정되도록 한 것을 특징으로 한다.

스티어링 휠, 림, 영구자석, 스포크, 코일, 전압구현장치, 전동 파워스티어링 장치, 조향축, 베어링.

Description

자동차용 스티어링 휠{Steering wheel}

본 발명은 차량의 진행방향을 조절하는 스티어링 휠에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스티어링 휠을 구성하는 림의 둘레에 영구자석을 일정하게 장착하고 상기 림의 일측 둘레에는 내부에 코일이 장착되고 위치가 고정되는 스포크를 장착함으로써 에어백의 장착이 용이하고 전동 파워스티어링 조작이 용이하도록 한 자동차용 스티어링 휠에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에는 차량을 운행하는 운전자가 차량의 진행방향을 운전자가 임의로 조작하여 변경해 가면서 운행이 이루어지도록 하는 스티어링 휠이 설치되어 있다.

여기서 종래 자동차용 스티어링 휠은 도 1에 도시하고 있는 바와 같이, 저면에 스티어링 컬럼이 결합되는 허브(200)와, 상기 허브(200)의 외측에 설치되는 림(100)과, 상기 림(100)과 허브(200)를 연결하는 스포크(300)로 구성되어 있다.

이러한 종래 자동차용 스티어링 휠은 차량을 운행하는 운전자가 림(100)을 손으로 잡은 상태에서 일측 및 타측으로 힘을 가하는 것에 의해 스포크(300)로 연결된 허브(200)가 일측 및 타측으로 회전하고, 상기 허브(200)가 일측 및 타측으로 회전하는 것에 의해 스티어링 컬럼케이스의 내부에 설치된 스티어링샤프트가 일측 및 타측으로 동시에 회전되면서 차량의 진행방향을 바꾸도록 하고 있다.

그러나 이러한 종래 자동차용 스티어링 휠은 차량을 운행중 차량을 충돌사고등이 발생하여 운전자의 신체가 전방으로 쏠리면서 스티어링 휠의 림에 신체가 접하는 경우, 상기 림이 변형되지 않는 것에 의해 운전자의 신체가 크게 부상을 당하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 스티어링 휠을 구성하는 림의 둘레에 영구자석을 일정하게 장착하고 상기 림의 일측 둘레에는 내부에 코일이 장착되고 위치가 고정되는 스포크를 장착함으로써 에어백의 장착이 용이하고 전동 파워스티어링 조작이 용이하도록 한 자동차용 스티어링 휠을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 혼과 에어백을 구비하는 몸체의 정면 으로 커버가 결합되고 상기 커버에는 림과 연결되는 스포크가 장착되는 스티어링 휠에 있어서 상기 림은 내부에는 일정한 간격으로 영구자석이 장착되고, 상기 림의 일측에는 상기 커버와 일체로 형성되면서 내주면에 코일이 장착되는 스포크를 장착하되, 상기 스포크의 내주면은 상기 림의 외주면보다 크게 형성되어 운전자가 림의 회전시 스포크은 지정된 위치에 고정되도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 스티어링 휠을 구성하는 스포크가 고정됨으로써 에어백의 전개가 용이할 뿐만 아니라 조향시에도 클러스터 계기판의 시계 방해가 없어 쾌적한 운전이 가능한 효과가 있다.

또한, 물리적으로 조향 신호를 전달하는 스티어링 컬럼의 경량화 및 삭제가 가능하고 새로운 형태의 수축 안전장치를 고안할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 구성을 첨부된 도면을 참조로 설명하면, 도 2는 본 발명에 따른 스티어링 휠의 나타낸 정면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 스티어링 휠의 요부를 나타낸 단면도이다.

본 발명인 스티어링 휠(10)은 내부에 일정한 간격으로 영구자석이 장착되는 림(20)과, 커버와 일체로 형성되고 림(20)의 일측을 감싸는 스포크(30)와, 상기 스 포크(30)에 장착되는 코일과 연결되는 전압구현장치(40)와, 상기 전압구현장치(40)와 연결되는 전동 파워스티어링 장치(50)와, 상기 전동 파워스티어링 장치(50)와 연결되는 조향축(60)으로 구성된다.

원형바 형상으로 형성되는 림(20)은 내부에 일정한 간격으로 영구자석(22)이 형성된다. 이때 상기 림(20)은 상기 스포크(30)와 회전작동시 걸리지 않도록 스포크(30)의 지름보다 작게 형성된다.

상기 림(20)의 일측에 고정장착되는 스포크(30)는 커버와 일체로 형성되고 상기 림(20)과 접하는 내주면에는 코일(32)이 장착되되, 상기 코일(32)은 내주면의 전체에 걸쳐 형성될 수 있을 뿐만 아니라 일지점에 장착될 수 있으며 본 발명에서는 일지점에 코일(32)이 장착되는 예를 들어 설명하기로 한다.

그리고 상기 코일(32)의 내주면으로 상기 림(20)의 원활한 회전을 위하여 베어링(70)이 장착될 수 있음을 밝힌다.

이때, 상기 스포크(30)에 장착되는 코일(32)은 자속 변화를 계산하는 전압구현장치(40)연결되고, 상기 전압구현장치(40)는 조향축(60)을 작동시키는 전동 파워스티어링 장치(50)와 연결되며, 상기 전동 파워스티어링 장치(50)는 조향축(60)과 연결된다.

여기서 상기 림(20)에 장착되는 영구자석(22)과 스포크(30)에 장착되는 코 일(32)은 전자기 유도 기전력에 의한 신호 검출 방식을 이용되는데 이를 살펴보면,

자기장이 변하는 곳의 도체에 전위차가 발생하는 현상을 전자기 유도 현상이라 하는데 이를 벡터로 나타내는 맥스웰 방정식으로 다음과 같이 나타낼 수 있으며,

임의의 자기장에 속한 코일을 기준으로 방향성을 무시한 단순화된 스칼라 공식은 다음과 같다.

여기서 e는 기전력(V), N은 코일의 감긴 횟수, Ф는 자속을 뜻한다.

따라서 자기장을 발생시키는 자석이 코일을 통과할 경우, 속도에 따라 다른 파형의 전압이 코일에서 검출되고 휠 내부에 자석이 삽입될 경우 물리적인 연결 구조가 없더라도 코일에서 전압을 검출하여 조향장치가 휠의 제어를 인식할 수 있게 되는 것이다.

그리고 상기와 같은 과정을 통해서 생성되는 전압의 파형은 다음과 같다.

상기와 같이 구성되는 스티어링 휠의 실시 예를 첨부된 도면을 참조로 설명하면, 도 4는 본 발명에 따른 스티어링 휠의 작동상태를 나타낸 구성도이고, 도 5는 본 발명에 따른 스티어링 휠의 작동상태를 나타낸 그래프이다.

먼저, 혼과 에어백을 구비하는 몸체의 정면으로 상기 림(20)은 내부에는 일정한 간격으로 영구자석(22)이 장착되고, 상기 림(20)의 일측에는 상기 커버와 일체로 형성되면서 내주면에 코일(32)이 장착되는 스포크(30)를 장착한다.

그리고 상기 스포크(30)의 코일(32)에는 자속 변화를 계산하는 전압구현장치(40)연결되고, 상기 전압구현장치(40)는 조향축(60)을 작동시키는 전동 파워스티어링 장치(50)와 연결되며, 상기 전동 파워스티어링 장치(50)는 조향축(60)과 연결되면 스티어링 휠(10)의 조립은 완료된다.

상기와 같은 상태에서 운전자가 림을 조작하면 그에 따라 유도 전압이 발생하고 발생된 전압은 유선을 통해서 전압구현장치에 전달되며 이때, 전압구현장치는 발생한 유도전압의 팩을 이어서 연속적으로 부드럽게 그려주는 역할을 하게 된다.

그리고 산출된 거동에 맞춰 모터를 제어하여 전압구현장치가 그린 그래프에 맞게 전압을 전동 파워스티어링 장치로 송출하면 상기 전동 파워스티어링 장치는 현재 장비와 같은 방식으로 움직임을 제어하게 되는 것이다.

도 1은 종래의 스티어링 휠을 나타낸 정면도.

도 2는 본 발명에 따른 스티어링 휠의 나타낸 정면도.

도 3은 본 발명에 따른 스티어링 휠의 요부를 나타낸 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 스티어링 휠의 작동상태를 나타낸 구성도.

도 5는 본 발명에 따른 스티어링 휠의 작동상태를 나타낸 그래프.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 스티어링 휠, 20 : 림,

22 : 영구자석, 30 : 스포크,

32 : 코일, 40 : 전압구현장치,

50 : 전동 파워스티어링 장치, 60 : 조향축,

70 : 베어링.

Claims

혼과 에어백을 구비하는 몸체의 정면으로 커버가 결합되고 상기 커버에는 림(20)과 연결되는 스포크(30)가 장착되는 스티어링 휠(10)에 있어서,

상기 림(20)은 내부에는 일정한 간격으로 영구자석(22)이 장착되고, 상기 림(20)의 일측에는 상기 커버와 일체로 형성되면서 내주면에 코일(32)이 장착되는 스포크(30)를 장착하되,

상기 스포크(30)의 내주면은 상기 림(20)의 외주면보다 크게 형성되어 운전자가 림(20)의 회전시 스포크(30)은 지정된 위치에 고정되도록 한 것을 특징으로 하는 자동차용 스티어링 휠.
제 1항에 있어서,

상기 스포크(30)에 장착되는 코일(32)은 자속 변화를 계산하는 전압구현장치(40)연결되고, 상기 전압구현장치(40)는 조향축(60)을 작동시키는 전동 파워스티어링 장치(50)와 연결되며, 상기 전동 파워스티어링 장치(50)는 조향축(60)과 연결되도록 한 것을 특징으로 하는 자동차용 스티어링 휠.
제 1항에 있어서,

상기 스포크(30)의 내부로 림(20)의 원활한 회전을 위하여 다수개의 베어링(70)이 장착되는 것을 특징으로 하는 자동차용 스티어링 휠.