KR20110019422A - 스티어링 휠 유니트 - Google Patents

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KR20110019422A
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Abstract

자동차용 스티어링 휠 유니트가 제공된다. 이 스티어링 휠 유니트는 스티어링 휠 및 스티어링 휠의 허브 영역에 배치된 에어백 모듈(30)을 구비한다. 이 에어백 모듈은 하우징(32), 하우징 안에 접혀진 에어백(52), 및 가스 발생기(54)를 구비한다. 에어백 모듈은 적어도 하나의 스프링 요소의 힘에 반하여 아래로 눌려질 수 있고, 스티어링 휠에 대한 에어백 모듈의 위치를 한정하는 위치선정 수단이 제공된다. 스티어링 휠에서의 에어백 모듈의 매우 정확한 위치선정 및 높은 수준의 작동 신뢰성을 달성하기 위하여, 에어백 모듈과 스티어링 휠(28;38,68) 간에 작용하는 적어도 하나의 보유 수단(28;38,68)이 제공된다. 이 보유 수단은 외력이 없는 때와 에어백 모듈(30)이 아래로 눌려지는 때에 그 작용이 발휘되지 않는다.

Description

스티어링 휠 유니트{Steering wheel unit}
본 발명은 청구항 1 의 도입부에 따른 스티어링 휠 유니트에 관한 것이다.
거의 모든 현대의 자동차의 스티어링 휠의 허브 영역 내에는 에어백 모듈이 수용된다. 이 모듈은 언제나, 하우징, (대부분 가스 발생기의 형태인) 팽창 장치, 및 에어백을 구비한다. 에어백은 하우징 내측에 접혀져 있고, 하우징을 밀폐시키는 커버 요소에 의하여 덮여진다. 커버 요소는 종종 경적을 위한 작동 표면으로서의 역할을 한다. 이 경우, 커버 요소는 적어도 하나의 스프링 요소의 힘에 반하여 스티어링 휠에 대해 하향으로 눌려질 수 있다. 이와 관련하여서는 두 개의 기본적인 설계가 공지되어 있다.
한편으로는, 하우징을 스티어링 휠과 고정되는 방식으로 연결시키고 커버 요소를 하우징 또는 스티어링 휠에 배치시켜서, 축방향으로 움직일 수 있도록 할 수 있다.
나아가, 전체 모듈, 즉 하우징, 가스 발생기, 에어백 및 커버 요소로 이루어지는 하위조립체를 축방향으로 움직일 수 있도록 스티어링 휠에 배치시키는 것이 가능하다. 그러한 설계는, 예를 들어 특허 출원 DE 196 25 722 A1 으로부터 알려져 있다. 여기에서는, 스티어링 휠과 하우징 바닥부 사이에 압축 스프링들이 제공되는데, 이들은 하우징을 (스티어링 칼럼에 대하여) 축방향으로 멀리 민다. 축방향으로 기능하는 위치선정 수단이 제공되는데, 이것은 스프링들에 의하여 유발되는 움직임을 제한하고 외부로부터의 힘이 존재하지 않는 때에 에어백 모듈의 축방향 위치를 한정한다. 이것은, 경적이 작동되는 때를 제외하고는, 에어백 모듈과 스티어링 휠 사이에 축방향의 힘이 영구적으로 전달된다는 것을 의미한다.
매우 높은 수준의 기능적인 안정성을 위한 요건에 부가하여, 스티어링 휠에 에어백 모듈을 위치시키는 것이 미관적인 이유로 인하여 매우 정밀하여야 한다는 요건이 점차 높아지는 중요한 역할을 하고 있다.
그러므로 본 발명은 매우 높은 수준의 작동상 안정성에 부가하여 스티어링 휠에 에어백 모듈을 매우 정확하게 위치선정하는 것이 달성될 수 있도록 일반적인 형태의 스티어링 휠 유니트를 개선하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적은 청구항 1 의 특징을 갖는 스티어링 휠에 의하여 달성된다.
본 발명에 따르면 외력이 없는 때에 스티어링 휠에 대한 에어백 모듈의 축방향 위치를 한정하는 적어도 하나의 위치선정 수단에 부가하여, 에어백 모듈과 스티어링 휠 사이에서 작용하는 적어도 하나의 보유 수단이 제공되는데, 이 보유 수단은 외력이 없는 때와 에어백 모듈이 아래로 눌려지는 때에 그 작용이 발휘되지 않는바, 즉 그것은 그러한 상태들에서 스티어링 휠과 에어백 모듈 간에 어떠한 힘도 전달하지 않는다.
가스 발생기가 점화되는 때에는 에어백 모듈과 스티어링 휠 사이에 매우 높은 힘의 작용이 발휘될 수 있다. 현재까지 존재해 온 일반적인 유형의 스티어링 휠 유니트에서는, 위치선정 수단이 그에 대응되게 강하게 설계됨으로써 가스 발생기가 점화되더라도 에어백 모듈이 에어백에 연결된 채로 유지되는 것을 보장하였다. 이를 위하여 특히 금속으로 이루어진 강도보강용 요소들을 제공하는 것이 종종 필요하였다. 그러나, 이것은 공차 연쇄(tolerance chain)로 이어지는바, 이것은 다시 정확한 위치선정에 대해 부정적인 영향을 미치거나 또는 생산에 필요한 시간과 비용을 상당히 증가시킨다.
이 문제는 추가적인 보유 수단에 의하여 해결된다. 보통의 작동 상태에서는 이 수단이 어떠한 작용발휘도 하지 않고, 정확한 치수에 관한 요건도 낮다. 한편, 보유 수단의 존재로 인하여, 축방향 위치선정 수단의 강도에 관한 요건들도 낮게 된다. 역할의 분배로 인하여, 보유 수단과 위치선정 수단의 설계에 있어서 타협할 필요가 없다.
본 발명에 따른 개념의 추가적인 장점은, 바람직한 실시예들에 관한 설명으로부터 추후에 알 수 있는 바와 같이, 장착 및 제거의 능력이 개선된다는 것이다.
본 발명에 의하여, 매우 높은 수준의 작동상 안정성에 부가하여 스티어링 휠에 에어백 모듈을 매우 정확하게 위치선정하는 것이 달성될 수 있는 일반적인 형태의 스티어링 휠 유니트가 제공된다.
본 발명의 바람직한 실시예들은 종속항들에 기재되어 있고, 이하에서는 하기의 도면들을 참조로 하여 그 실시예들에 관하여 상세히 설명한다.
도 1 에는 에어백 모듈이 수용되는, 스티어링 휠의 허브 영역을 통한 매우 개략적인 단면이 도시되어 있고,
도 2 에는 도 1 에 도시된 항목들이 에어백 모듈이 아래로 눌려진 상태로 도시되어 있고,
도 3 에는 도 1 에 도시된 항목들이 에어백이 팽창되는 중의 상태로 도시되어 있고,
도 4 에는 위치선정 수단이 개략적으로 도시된 에어백 모듈의 평면도가 도시되어 있고,
도 5 에는 장착판이 도시되어 있고,
도 6 에는 도 4 의 영역(B1)이 상세한 3차원 모습으로 도시된 것으로서 하우징이 장착판에 보유된 때가 도시되어 있고,
도 7 에는 도 6 에 대응되는 모습으로서 도 4 로부터의 영역(B2)이 도시되어 있고,
도 8 에는 도 6 에 대응되는 모습으로서 도 4 로부터의 영역(B3)이 도시되어 있고,
도 9 에는 하우징을 아래로부터 본 3차원 모습으로서, 오메가 스프링이 하우징의 바닥부에 고정되고 또한 오메가 스프링의 두 위치들이 도시되어 있으며,
도 10 은 도 9 로부터의 D1 의 상세도이고,
도 11 에는 도 5 의 장착판 및 도 9 의 하우징이 도시되어 있고,
도 12 에는 도 4 에 해당하는 모습으로 도시된 제2 실시예에 따른 에어백 모듈의 평면도로서, 여기에는 위치선정 수단이 개략적으로 도시되어 있고,
도 13 에는 도 12 의 영역(B4)이 도 6 에 대응되는 모습으로 도시되어 있고,
도 14 에는 영역(B5)이도 13 에 대응되는 모습으로 도시되어 있고,
도 14a 에는 조립된 상태에서 외측에 놓인 위치선정 수단이 도시되어 있고,
도 14b 에는 도 14a 에 도시된 항목들이 조립되지 않은 상태로 도시되어 있고,
도 15 에는 본 발명의 제3 실시예가 도 12 에 대응되는 모습으로 도시되어 있고,
도 16 에는 도 15 로부터의 영역(B6)이도 13 에 대응되는 모습으로 도시되어 있고,
도 17 에는 도 15 로부터의 영역(B7)이 도 13 에 대응되는 모습으로 도시되어 있고,
도 18 에는 도 17 에 도시된 항목들의 변형예가 도시되어 있고,
도 19 에는 도 17 에 도시된 항목들의 다른 변형예가 도시되어 있고,
도 20 에는 도 15 로부터의 에어백 모듈이 도시되어 있는바, 그 에어백 모듈은 스티어링 휠 몸체 내에 수용되어, 스티어링 휠 몸체가 절개된 형태로 도시되어 있다.
이하에서는 도 1 내지 도 3 의 개략적인 도면을 참조로 하여 본 발명의 3 가지 구체적인 실시예들에 관하여 상세히 설명한다. 도 1 내지 도 3 을 참조로 하여 보다 상세히 설명되는 기본 원리는 3가지 실시예들 모두에 대하여 적용된다.
기본 구조
도 1 에는 스티어링 휠 유니트의 허브 영역을 통한 종단면이 개략적인 형태로 도시되어 있다. 이 스티어링 휠 유니트는 스티어링 휠 몸체(10)를 구비한 스티어링 휠을 제공하는데, 스티어링 휠 몸체(10)는 허브 영역에 요부(12)를 구비한다. 스포크(14)들은 허브 영역으로부터 연장된다. 스티어링 칼럼(16)은 허브로부터 대략 중앙에서 연장된다. 스티어링 칼럼(16)의 팽창 방향은 이하에서 축방향 또는 Z방향으로 정의된다. 이 Z 방향에 대해 직각으로 놓이는 평면(이 평면은 도 1 의 도면 평면에 대해서도 직각임)은 XY평면이다.
요부(12)의 바닥부에서, 장착판(20)은 스크류(22)들에 의하여 스티어링 휠 몸체(10)와 함께 나사체결되는바, 다시 말하면 장착판은 견고한 방식으로 스티어링 휠에 연결된다. 또한, 장착판이 스티어링 휠 몸체의 일체적 부분인 것도 가능한데, 이와 같은 가능성은 제조 비용과 공차를 저감시키는데에 도움이 될 수 있다. 이 출원에서 선택된 정의에 따르면, 장착판(20) 및 그로부터 연장되는 모든 구성요소들은 스티어링 휠에 속하는 것으로 고려된다.
에어백 모듈(30)은 요부(12) 내에 수용된다. 이 에어백 모듈은 하우징(32), 하우징(32) 내에 수용된 에어백(52), 및 가스 발생기(54)를 구비한다. 에어백 모듈에 속하는 하우징 커버(50)는, 알려진 방식으로 팽창하는 에어백에 의하여 개방되는 하우징(32)의 출구(34) 위로 뻗어 있다.
하우징(32)의 하우징 바닥부(32a)는 나선 스프링(46)들에 의하여 장착판(20)에 연결되어서, 에어백 모듈(30), 특히 하우징(32)이 스티어링 휠에 대해 축방향으로 그 나선 스프링(46)들의 힘에 반하여 아래로 눌려질 수 있다. 에어백 모듈(30)이 충분히 멀리 아래로 눌려지면, 경적 접촉부(horn contact; 24, 44)들이 폐쇄된다(도 2 참조).
상호 간에 작용하는 스티어링 휠, 에어백 모듈, 및 나선 스프링들이 함께 스티어링 휠 유니트를 형성한다.
나선 스프링(46)들은 에어백 모듈(30)의 위치를 스티어링 휠에 대하여 당연히 정밀하게 결정할 수 있는 것이 아니어서, 위치선정 수단이 제공되어야 한다. 종합하면, 에어백 모듈은 스티어링 휠에 대하여 5 자유도를 가져서(3 개의 병진 자유도 및 2 개의 회전 자유도), 위치선정 수단이 그에 맞게 설계되어야 한다. 각각의 가능한 움직임 방향을 위하여 정확히 하나의 위치선정 수단이 제공된다면, 일반적으로 6 개의 위치선정 수단이 필요하다. 각 위치선정 수단은 두 개의 부분들로 이루어지는바, 즉 스티어링 휠 측의 부분과 모듈 측의 부분이다. 도 1 에는 두 개의 위치선정 수단이 도시되어 있는데, 그 각각은 축방향으로, 즉 Z 방향으로 위치선정시키는 역할을 한다. 이 축방향 위치선정 수단들 각각은 스티어링 휠 측에서의 축방향 위치선정 수단으로서 축방향 위치선정 후크(29)와, 모듈 측의 축방향 위치선정 수단으로서 축방향 위치선정 단차부(39)를 구비한다. 단면도들에는 두 개의 축방향 위치선정 수단들만이 도시되어 있으나, 실제에서는 세 개의 축방향 위치선정 수단이 제공되는 것이 통상적이다. 나선 스프링(46)들은 하우징(32)을 상향으로 가압하고, 따라서 하우징으로부터 연장된 축방향 위치선정 단차부(39)들을 아래로부터 축방향 위치선정 후크(29)들에 대해 가압하는바, 이로써 모듈의 축방향 위치(Z방향 위치)가 완전히 결정된다. 경적의 작동을 위하여는, 에어백 모듈(30)이 축방향으로 정확하게 아래로 눌려지거나, 또는 그것이 경사진 방식으로 아래로 눌려질 수 있다.
축방향 위치선정 수단의 기능은 축방향으로의 위치선정에만 국한되는바, 그것은 어떤 큰 힘을 받지 않아야 한다. 따라서, 무엇보다도, 개별의 구성요소들이 플라스틱으로 제작될 수 있고, 또한 특히 모듈 측의 축방향 위치선정 수단은 하우징과 단일체로 제작될 수 있다.
그러나, 가스 발생기가 작동하는 때에는, 축방향으로도 상당한 힘이 발생한다. 그러므로, 발생되는 높은 힘 때문에 축방향 위치선정 수단이 고장, 예를 들어 파손되는 때에 조차도, 에어백 모듈을 스티어링 휠에 보유시키는 보유 수단이 제공된다 (도 3 참조). 보유 수단은 스티어링 휠 측의 보유 수단(여기에서는 보유 후크(28))과, 모듈 측의 보유 수단(여기에서는 보유 단차부(38))를 포함한다. 도 1 및 도 2 에서 알 수 있는 바와 같이, 정상적인 작동 상태, 즉 외부로부터 에어백 모듈에 힘이 작용하지 않는 때 또는 경적을 작동시키기 위하여 에어백 모듈이 아래로 눌려지는 때에는, 보유 수단이 아무런 기능을 하지 않는바(도 1 참조), 즉 스티어링 휠 측의 보유 수단(보유 후크(28)들)과 모듈 측의 보유 수단(보유 단차부(38)들)은 서로 접촉하지 않는다. 이것은, 보유 수단이 축방향 위치선정 수단과 경합하게 되지 않고, 정확한 치수에 관하여는 낮은 수준의 요건만이 설정된다는 것을 의미한다. 보유 수단을 전체적으로 또는 부분적으로 금속으로 제작하는 것도 가능하다.
이하에서는 도 4 내지 도 18을 참조로 하는 구체적인 실시예들로부터 본 발명의 많은 장점들을 보다 구체적으로 설명한다. 도 4 내지 도 11 에는 제1 실시예가 도시되어 있다.
제1 실시예
도 4 에는 에어백의 평면도가 개략적인 형태로 도시되어 있으며, 개별의 위치선정 수단의 위치 및 기능도 개략적으로 도시되어 있다. 종합하면, 5 개의 위치선정 수단, 즉 세 개의 순수한 축방향 위치선정 수단(Z1 내지 Z3로 표시됨), XY 위치선정 수단(X1Y1으로 표시됨), 및 추가적인 X 위치선정 수단(X2로 표시됨)이 제공된다. X 위치선정 수단 및 XY 위치선정 수단은 축방향으로 기능하지 않는바; 따라서 이들은 비-축방향(non-axial) 위치선정 수단으로 칭해진다. 축방향 위치선정 수단은 원칙적으로 도 1 을 참조하여 위에서 설명된 바와 같이 구성되는바, 이에 관하여는 아래에서 다시 설명될 것이다. 두 개의 추가적인 위치선정 수단들(X1Y1, X2)은 에어백 모듈(30)의 XY 평면에 대한 위치를 한정시키는 역할을 하고 또한 이 평면에서의 회전을 방지시키는 역할을 한다. X1Y1 위치선정 수단은 모듈 측의 위치선정 수단으로서 제1 위치선정 페그(60)와, 스티어링 휠 측의 위치선정 수단으로서 원형의 제1 위치선정 수용부(64)를 포함한다 (도 8 참조). X2 위치선정 수단은 모듈 측의 위치선정 수단으로서 제2 위치선정 페그(62)와, 스티어링 휠 측의 위치선정 수단으로서 늘려진 원 형상(oblong-shap)의 제2 위치선정 수용부(66)를 포함한다. 제2 위치선정 수용부(66)의 늘려진 원 형상은 온도 변화 또는 수축에 의하여 야기되는 길이의 차이를 보상하는 역할을 한다.
도 5 에는 제1 실시예의 장착판(20)이 도시되어 있다. 여기에서는 세 개의 축방향 위치선정 후크(29)들을 볼 수 있는데, 이들은 스티어링 휠 측에서의 축방향 위치선정 수단으로서의 역할을 하며, 스티어링 휠 측의 보유 수단으로서의 역할을 하는 두 개의 보유 후크(28)들과 두 개의 위치선정 수용부들(64, 66)도 도시되어 있다. 축방향 위치선정 후크들 및 보유 후크들은 각각 견고하게 형성된다. 도 6 내지 도 8 에는 스티어링 휠 측의 위치선정 수단이 모듈 측의 위치선정 수단과 어떻게 함께 작용하는지가 도시되어 있다. 모듈 측의 축방향 위치선정 수단은 여기에서도 축방향 위치선정 단차부(39)들인데, 이들은 여기에서 U자형 후프들(74, 78)의 하측부들이다. 에어백 모듈(30)과 장착판(20)의 거울 대칭(거울 대칭 평면은 XZ 평면에 놓여 있음)으로 인하여, Z1 또는 Z2 축방향 위치선정 수단에 속하는 두 개의 후프들은 제1 U자형 후프(74)로 칭해지며, 또한 축방향 위치선정 수단(Z3)에 속하는 U자형 후프들은 제2 U자형 후프(78)로 칭해진다.
이하에서는 도 9 및 도 10 을 참조로 하여 모듈 측의 보유 수단의 형태에 관하여 설명한다. 하우징 바닥부(32a)에는 스프링 와이어(spring wire)가 보유되는바, 이것은 그 형태로 인하여 오메가 스프링(68)으로 칭해진다. 이 오메가 스프링(68)의 단부 섹션(end section)들(68a, 68b)은 각각 두 개의 보유 블록들(70a 내지 7Od)에 의하여 보유되는바, 이 보유 블록들(70a 내지 7Od) 각각은 홈(72a 내지 72d)를 구비한다. 이 홈은 각 경우에 있어서 내측에 있어서, 오메가 스프링(68)의 단부 섹션들(68a, 68b)이 두 개의 위치들, 즉 잠김 상태에 해당되는 외측 위치(68a', 68b') 및 도 9 에 도시된 바와 같은 잠금해제 상태(unlocked state)에 해당되는 내측 위치(68a", 68b")를 취할 수 있다.
보유 블록들(70b,70d) 바로 뒤에서, 오메가 스프링(68)은 양 측부들에서 U자 형상의 전달 요소(76)를 통해 안내되는바, 그 각각은 제1 U자형 후프(74)로부터 연장된다. 이것은, 오메가 스프링(68)의 단부 섹션이 외측으로부터 내측 위치로 돌려지는 때에, 해당되는 U자형 후프(74)의 상응하는 축방향 위치선정 단차부가 내향으로 돌려진다는 것을 의미한다. 전달 요소(76)는 제1 U자형 후프(74)와 단일체로 형성되는바, 그 자체의 부분은 하우징(32)과 일체로 형성된다. 하우징(32)은 플라스틱으로 사출성형된 부품이거나, 또는 금속으로 만들어진 코어(core)와 함께 플라스틱의 외부몰딩(overmolding)을 구비한다.
에어백 모듈의 장착 중, 그 모듈은 위로부터 스티어링 휠 몸체의 요부 안으로 도입되어(도 11 참조), 오메가 스프링(68)의 단부 섹션들이 그들의 외측 위치에 있게 된다. 이 위치에서 이들은 보유 후크(28)들의 경사진 머리부들에 의하여 어느 정도 내향으로 눌려지지만 그들이 보유 블록(70)들의 홈들(72a 내지 72d) 안으로 스냅핑(snapping)될 정도로 눌려지지는 않는다. 이것은, 장착 과정의 완료 후에 그들이 외측 위치로 되돌아 스냅핑된다는 것을 의미한다. 동일한 방식으로, U자형 후프들(74, 78)의 축방향 위치선정 단차부(39)들은 축방향 위치선정 후크(29)들의 경사진 머리부들에 의하여 약간 내향으로 눌려지고 장착 과정의 완료에 뒤이어 그들의 힘작용없는(force-free) 초기 위치로 되돌아 스냅핑된다. 장착된 상태에서, 경적이 아래로 눌려지지 않는 때에는, 축방향 위치선정 후크(29)들이 (U자형 후크들의 부분들인) 축방향 위치선정 단차부(39)들에 대해 놓여지고, (모듈 측의 보유 수단을 형성하는) 오메가 스프링(68)의 단부 섹션들과 보유 후크들은 서로 접촉하지 않는다. 이것은, 모듈의 축방향 위치(Z 위치)가 축방향 위치선정 후크들 및 축방향 위치선정 단차부들에 의하여만 결정된다는 것을 의미한다. 그러나, 가스 발생기가 작동되는 때에는, 그로부터 말미암은 힘들에 의하여 축방향 위치선정 후크들 및/또는 후프들(74, 78)이 파손될 수 있다. 이 경우, 보유 후크(28)들은 오메가 스프링(68)과 함께 에어백이 스티어링 휠로부터 분리되는 것을 방지한다.
에어백 모듈(30)을 스티어링 휠로부터 제거시키려고 한다면, 공구를 이용하여 오메가 스프링(68)의 단부 섹션들이 내측 위치로 오게 해서 그들이 홈(72)들 안으로 스냅핑되게 한다. 이 위치에서, 그들은 이제 내측에 놓여서 더 이상 보유 후크(28)들과 맞물리지 않는다(잠금해제 위치(unlocked position)). 이와 같은 움직임 중에, 오메가 스프링(68)의 단부 섹션들도 내측을 향하여 제1 U자형 후프(74)의 축방향 위치선정 단차부(39)들을 회전시킨다 (이것은 전달 요소(76)들의 목적이다). 이 위치에서, 대응하는 축방향 위치선정 단차부(39)들도 내측에 놓이게 되어서 이들이 더 이상 축방향 위치선정 후크(29)들과 맞물리지 않게 될 수 있고(잠금해제 상태), 따라서 에어백 모듈(30)이 상향으로 밖으로 당겨질 수 있다. 제2 U자형 후크(78)이 제거 위치 안으로 회전되지 않기 때문에, 에어백 모듈을 밖으로 들어올릴 때에는 에어백 모듈을 약간 기울이는 것이 필요하다. 제2 위치선정 수용부(66)의 늘어진 원 형상은 이와 같은 기울임을 가능하게 한다. 따라서, 제2 위치선정 수용부(66)의 늘어진 원 형상은 두 가지의 목적을 갖는바: 그것은 온도 변화 또는 수축으로 인한 길이의 차이를 보상하는 역할을 할 뿐만 아니라, 분해 중에 필요한 기울임을 가능하게 하는 역할을 한다.
단일체인 오메가 스프링은 바람직한 방안이다. 그러나, 모듈의 각 측부에 하나씩, 두 개의 분리된 스프링 와이어들을 구비하는 것도 가능하다는 점에 유의한다.
제2 실시예
도 12 내지 도 14 에는 본 발명의 제2 실시예가 도시되어 있다. 보유 수단과 축방향 위치선정 수단은 제1 실시예의 것들과 동일하게 형성되고, 따라서 이들에 관하여는 여기에서 다시 설명하지 않는다. 제1 실시예와는 달리, XY 평면에서의 위치선정은 외측 위치선정 수단(80, 82, 84)에 의하여 이루어진다. 모듈 측에서는, 이들이 판형성 섹션들(86,88,90)로 이루어지고 스티어링 휠 측에서는 적합한 수용 수단(92, 94, 96)으로 이루어진다. 이와 같은 판형상 섹션(plate-shaped section; 86) 및 수용 수단(92)의 장착된 상태는 도 14a 에 단면으로 도시되어 있다. 수용 수단은 기본적으로 U자 형상의 단면을 가져서, 제1 다리부(92a)의 상측 단부로부터 탄성 아암(92c)이 U자의 내측 안으로 연장된다. 제1 다리부(92a) 반대측에 놓인 제2 다리부(92b)의 내측은 오목한 형태를 갖는다. 탄성 아암과 제2 다리부 사이의 최소 거리는 힘이 없는 상태에서 판형상 섹션의 두께보다 작아서, 장착된 상태에서 판형상 섹션이 제2 다리부에 가압되는데, 이것은 XY 평면에서의 위치 고정으로 귀결된다 (도 14b 참조).
수용 수단들(92, 94, 96)은 플라스틱으로 된 개별의 요소들인 것이 바람직한데, 이들은 스티어링 휠 몸체에 제공된 요부 안에 형태맞춤(form fit)에 의하여 배치된다. 형태맞춤을 위한 역할을 하는 요소들은 측부 돌출부(102)들이다. 편심된 페그(100)는 U자 형상의 수용 수단의 바닥 다리부에 제공되어서, 수용 수단이 개별의 요부 안에 올바른 방위로 삽입될 수 있도록 보장한다.
제3 실시예
도 15 내지 도 20 에는 제2 실시예와 유사한 다른 실시예가 도시되어 있다. 제2 실시예와는 달리, 여기에서는 외측 위치선정 수단(80, 82, 84)도 Z방향(축방향)에서의 위치선정 역할을 한다. 이를 위하여, 판형상 섹션들(86, 88, 90)의 하측 단부들은 후크 섹션들(88a, 90a)(도 16 및 도 17)을 포함하여, 이와 같은 방식으로 형성된 후크 섹션들이 나선 스프링(경적 스프링)들의 힘 때문에 탄성 아암들(94c,96c)의 하측면에 대해 가압된다. 에어백 모듈을 스티어링 휠에 장착하는 중에, 그 아암들은 먼저 판형상 섹션들의 후크 형상의 단부들에 의하여 측부로 눌려지고 그 다음에 되돌아 스냅핑된다.
오메가 스프링을 이용하여 Z 위치선정을 잠금해제시키는 것은 가능하지 않기 때문에, 수용 요소들(92, 94, 96)이 스티어링 휠 몸체에 보유되어서, 예를 들어 그들을 내측으로 밈에 의하여 그들이 스티어링 휠 몸체로부터 제거될 수 있는바, 이로써 위치선정 수단이 결합해제된다. 또한, 수용 수단들(92, 94, 96)이 보유되는 요부들의 영역에서 스티어링 휠 몸체가 (예를 들어 발포성 재료를 이용하여) 어느 정도 탄성을 갖는 것도 가능하다. 이 경우, 수용 수단들은 그들을 Z방향으로 밈에의하여 분해를 위하여 스티어링 휠 몸체로부터 스냅핑되어 나올 수 있다. 새로운 조립 전에는, 그들이 다시 발포성 재료 안으로 스냅핑되어야 한다.
도 18 및 도 19 에는 도 17 에 도시된 것의 변형예가 도시되어 있다. 도 18 의 변형예에서, 판형상 섹션(90)의 후크 섹션(90b)은 단차를 제공하는 수용 수단(96)의 제2 다리부(96b)를 향하여 튀어나온다. 이와 같은 변형예의 장점은, (바람직하게, 스티어링 휠 유니트 내의 수용 수단들과 판형상 섹션들의 모든 짝들이 동일한 방위를 갖는다면) 돌림(도 18 의 화살표 참조) 및 당김 작업의 조합에 의하여 후크 섹션들로부터의 스냅핑 분리가 가능하다는 것이다.
도 19 의 변형예에서, 판형상 섹션은 양 측에 후크 섹션들(90a, 90b)을 구비한다. 이와 같은 구성형태는 스티어링 휠 몸체의 발포체로부터 수용 수단을 당겨 내는 것을 용이하게 하는데, 왜냐하면 하우징에 작용되는 당기는 힘이 수용 수단에 보다 대칭적으로 전달되기 때문이다.
판 유사 섹션(plate-like section)의 적어도 하나의 후크 섹션(90a)이 탄성 아암(96c)의 방향으로 지향되는 방안이 선택된다면, 도 16, 도 17, 및 도 19 에서 알 수 있는 바와 같이 후크 섹션(90a)의 상측 표면이 판과 유사한 섹션(90)으로부터 상향으로 경사지게 연장되는 것이 바람직하다. 탄성 아암(96c)의 하측면은 이 경사를 따라야 한다. 이와 같은 설계안에서, 경적 스프링의 힘은 탄성 아암이 판 유사 섹션(90)에 대해 가압되는 것을 돕는다. 이 경우, 클램핑 힘은 수용 수단과 판 유사 섹션 간의 간극을 없앤다. 이것은 진동 부하 중의 소음을 방지함에 있어 매우 유용하다.
도 18 및 도 19 에는 제3 판 유사 섹션(90)과 제3 수용 수단(96)이 도시되어 있지만, 이것은 예로서 선택된 것일 뿐이라는 것이 명백하다. 제1 및 제2 판 유사 섹션과 제1 및 제2 수용 수단도 동일한 방식으로 제작될 수 있다. 단일의 스티어링 휠 유니트에 있어서 설명된 변형예들의 조합도 일반적으로 가능하지만, 이것은 바람직하지 못하다.
도 20 에는 스티어링 휠 몸체에서의 수용 수단의 구성이 도시되어 있다. 보유 수단은 처음 두 개의 실시예들에서와 동일한 형상을 가지므로, 기본적으로 모듈 측의 보유 수단으로서 오메가 스프링과 스티어링 휠 측의 보유 수단으로서 보유 후크로 이루어진다.
정상 작동 상태에서 금속성 스프링 와이어(오메가 스프링)는 스티어링 휠 몸체과 접촉하지 않기 때문에, 모든 실시예들에서 덜그럭거리는 소리가 방지된다는 장점이 있다.
10: 스티어링 휠 몸체 12: 요부(recess)(허브 영역)
14: 스포크(spoke)
16: 스티어링 칼럼(steering column)(z방향)
20: 장착판(mounting plate) 22: 송곳부(drillings)
24: 하측 경적 접촉부
28: 보유 후크(retaining hook)(스티어링 휠 측에서의 보유 수단)
29: 축방향 위치선정 후크(axial positioning hook)
30: 에어백 모듈 32: 하우징
32a: 하우징 바닥부(housing floor) 34: 출구(exit opening)
36: 측벽
38: 보유 단차부(retaining step)(모듈 측에서의 보유 수단)
39: 축방향 위치선정 단차부(axial positioning step)(모듈 측에서의 축방향 위치선정 수단)
44: 상측 경적 접촉부
46: 나선 스프링(spiral spring) 50: 하우징 커버(housing cover)
52: 에어백 54: 가스 발생기
60: 제1 위치선정 페그(first positioning peg)
62: 제2 위치선정 페그(second positioning peg)
64: 제1 위치선정 수용부(first positioning receptacle)
66: 제2 위치선정 수용부(second positioning receptacle)
68: 오메가 스프링(omega spring) 70: 보유 블록(retaining block)
72: 홈(groove) 74: 제1 U자형 후프(first U-hoop)
76: 전달 요소 78: 제2 U자형 후프(second U-hoop)
80: 제1 외측 위치선정 수단 82: 제2 외측 위치선정 수단
84: 제3 외측 위치선정 수단 86: 제1 판 형상 섹션
88: 제2 판 형상 섹션 88a: 후크 섹션
90: 제3 판 형상 섹션 90a,b: 후크 섹션
92: 제1 수용 수단 92a: 제1 다리부
92b: 제2 다리부 92c: 아암
94: 제2 수용 수단 94a: 제1 다리부
94b: 제2 다리부 94c: 아암
96: 제3 수용 수단 96a: 제1 다리부
96b: 제2 다리부 96c: 아암
100: 페그(peg) 102: 돌출부(projection)

Claims (20)

  1. 스티어링 휠 및 스티어링 휠의 허브 영역(hub area)에 배치된 에어백 모듈(airbag module; 30)을 구비한 자동차용 스티어링 휠 유니트로서, 상기 에어백 모듈은 하우징(housing; 32), 하우징 안으로 졉혀진 에어백(52), 및 가스 발생기(gas generator; 54)를 구비하고, 상기 에어백 모듈은 적어도 하나의 스프링 요소(spring element)의 힘에 반하여 아래로 눌려질 수 있으며, 스티어링 휠에 대한 에어백 모듈의 위치를 한정하는 위치선정 수단(positioning means)이 제공되고,
    에어백 모듈과 스티어링 휠 사이에서 작용하는 적어도 하나의 보유 수단(retaining means; 28;38,68)이 더 제공되며, 상기 보유 수단은 외력이 없는 때와 에어백 모듈(30)이 아래로 눌려지는 때에 작용이 발휘되지 않는 것을 특징으로 하는, 스티어링 휠 유니트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    모듈 측의 보유 수단은 하우징의 바닥부에 보유된 적어도 하나의 스프링 와이어 요소(spring wire element)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 스티어링 휠 유니트.
  3. 제 2 항에 있어서,
    단일의 단일체인 스프링 와이어 요소가 제공되는 것을 특징으로 하는, 스티어링 휠 유니트.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    적어도 하나의 스프링 와이어 요소는 두 개의 자유 단부들(free ends; 68a, 68b)을 구비한 것을 특징으로 하는, 스티어링 휠 유니트.
  5. 제 3 항 및 제 4 항에 따른 스티어링 휠로서, 스프링 와이어 요소가 편자(horseshoe) 또는 오메가(omega)의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는, 스티어링 휠.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    스프링 와이어 요소의 자유 단부들(68a, 68b)은 각각 정해진 내측 위치 및 정해진 외측 위치로 배치될 수 있고, 이 위치들 중 하나는 잠금 상태에 해당하며 다른 위치는 잠금해제 상태에 해당되는 것을 특징으로 하는, 스티어링 휠 유니트.
  7. 제 6 항에 있어서,
    적어도 하나의 전달 요소(transfer element; 76)가 제공되고, 이 전달 요소는 스프링 와이어 요소의 적어도 하나의 단부의 잠금해제 상태를 모듈 측의 적어도 하나의 위치선정 수단으로 전달하는 것을 특징으로 하는, 스티어링 휠 유니트.
  8. 앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    순수한 축방향 위치선정 수단 및 순수한 비-축방향(non-axial) 위치선정 수단이 제공된 것을 특징으로 하는, 스티어링 휠 유니트.
  9. 제 8 항에 있어서,
    모듈 측의 축방향 위치선정 수단은 U자형 후프들(74,78)로서 형성된 것을 특징으로 하는, 스티어링 휠 유니트.
  10. 앞선 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    스티어링 휠 측의 비-축방향 위치선정 수단은 적어도 하나의 수용 수단(receiving element; 92, 94, 96)을 포함하고, 그 수용 수단은 형태맞춤(form fit)을 형성하도록 스티어링 휠에 보유된 것을 특징으로 하는, 스티어링 휠 유니트.
  11. 제 10 항에 있어서,
    수용 수단(92, 94, 96)은 U자 형상의 윤곽(profile)을 가지며, 탄성 아암(elastic arm; 92c)은 제1 다리부(first leg; 92a)의 상측 단부로부터 그 U자 윤곽의 내측으로 연장된 것을 특징으로 하는, 스티어링 휠 유니트.
  12. 제 1 항 내지 제 6 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    축방향과 비-축방향의 위치선정 역할을 하는 적어도 하나의 위치선정 수단이 제공된 것을 특징으로 하는, 스티어링 휠 유니트.
  13. 제 12 항에 있어서,
    스티어링 휠 측의 위치선정 수단은 형태맞춤에 의하여 스티어링 휠에 보유된 적어도 하나의 수용 수단(92, 94, 96)을 포함하고, 모듈 측의 배정된 위치선정 수단은 적어도 하나의 후크 섹션(88a, 90a, 90b)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 스티어링 휠 유니트.
  14. 제 13 항에 있어서,
    수용 수단(92, 94, 96)은 U자형 윤곽을 구비하고, 탄성 아암(94c, 96c)은 제1 다리부(94a, 96a)의 상측 단부로부터 U자형 윤곽의 내측 안으로 연장된 것을 특징으로 하는, 스티어링 휠 유니트.
  15. 제 14 항에 있어서,
    U자형 윤곽의 제2 다리부(96b)를 향하여 지향된 단 하나의 후크 섹션(90b)이 제공된 것을 특징으로 하는, 스티어링 휠 유니트.
  16. 제 14 항에 있어서,
    U자형 윤곽의 탄성 아암(94c, 96c)을 향하여 지향된 후크 섹션(90a)이 제공된 것을 특징으로 하는, 스티어링 휠 유니트.
  17. 제 16 항에 있어서,
    후크 섹션(88a, 90a)의 상측 표면은 U자형 윤곽의 제1 다리부(94a, 96a)를 향하여 상승된 경사를 이루는 것을 특징으로 하는, 스티어링 휠 유니트.
  18. 제 16 항 또는 제 17 항에 따른 스티어링 휠로서, 두 개의 후크 섹션들(hook sections; 90a, 90b)이 제공된 것을 특징으로 하는, 스티어링 휠.
  19. 제 10 항 내지 제 18 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    수용 수단(92, 94, 96)은 스티어링 휠 몸체(10)에 탈착가능하게 보유된 것을 특징으로 하는, 스티어링 휠 유니트.
  20. 제 19 항에 있어서,
    수용 수단(92, 94, 96)은 스티어링 휠 몸체(10)로부터 스냅핑되어 나올 수 있는 것을 특징으로 하는, 스티어링 휠 유니트.
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