KR20130011613A - 우드부와 피혁부에 균일한 발열이 가능한 발열 스티어링 휠 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상부 패턴이 외부로 노출되는 우드부, 별도의 피혁으로 감싸지는 피혁부 및 상기 피혁의 단부가 삽입되어 고정되는 오목부를 포함하는 스티어링 휠에 관한 것으로서, 상기 우드부는 발열기능을 가지는 우드부 발열층을 구비하며, 상기 피혁부는 발열기능을 가지는 피혁부 발열층을 구비하며, 상기 오목부는 상기 오목부의 양측을 전기적으로 연결하는 전도성 코팅층을 구비하는 것을 특징으로 하여, 오목부에서의 단락, 불균일한 발열 및 박리현상을 방지하는 발열 스티어링 휠을 제공한다.

Description

우드부와 피혁부에 균일한 발열이 가능한 발열 스티어링 휠 및 이의 제조방법{UNIFORM HEATING STEERING WHEEL COMPRISING WOOD PORTION·LEATHER PORTION AND MANUFACTIRING METHOD THEREOF}

본 발명은 우드부와 피혁부를 가지는 발열 스티어링 휠 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 우드부와 피혁부간의 전류가 잘 통전되도록 오목부에 전도성 코팅층을 균일하게 형성함으로써 스티어링 휠 전체에 균일한 발열이 가능한 발열 스티어링 휠 및 이의 제조방법를 제공하는 것이다.

도 1은 우드부, 피혁부 및 오목부를 가지는 스티어링 휠을 나타낸 도면이다.

일반적으로 자동차의 진행 방향을 조절하는 스티어링 휠은 조향축에 연결된 허브(10)와, 일단이 상기 허브(10)에 연결되어 방사 방향으로 연장된 스포크(20) 및 상기 스포크의 타단에 결합된 원형의 림(30)으로 구성된다.

여기서 스포크(20)나 림(30)의 내부에는 마그네슘 재질 등으로 이루어진 경합금으로 된 허브코어가 들어 있고, 허브코어의 외부는 합성수지재로 둘러싸여 있다.

운전자가 림(30)을 잡고서 조향을 할 경우에 마찰력을 크게 하여 미끄러지지 않도록 함과 동시에 잡는 감촉(그립감)을 좋게 하기 위하여 림(30)의 일부를 피혁으로 감싸는 피혁부(B)를 구비하는 한편, 장식적인 효과를 고려하여 림의 다른 일부는 나무 무늬와 같은 미려한 패턴이 외부로 노출되도록 하는 우드부(A)를 구비한다.

그리고, 상기 피혁으로 감싸지는 림(30)의 일부에는 피혁으로 감쌀 경우 피혁의 단부를 밀어 넣어 피혁을 고정함과 동시에 마감처리하기 위한 오목부(C)가 형성되어 있다.

한편, 최근 들어 스티어링 휠에 적용되는 기능성 수단으로 발열 수단을 내장하는 기술이 적용되고 있는데, 이는 통상적으로 피혁부(B)에 발열 기능을 부여하는데 국한되어 있었다.

피혁부(B)에 발열 기능을 부여하는데 국한된 이유는, 기존 발열방식인 발열 코일을 우드부에 사용하는 경우, 발열 코일의 형상으로 인해 나무 무늬와 같은 미려한 패턴을 형성하기가 어렵다는 문제점이 있었기 때문이었다.

또한, 우드부의 발열층으로서 발열코팅을 이용하는 경우, 우드부(A)와 피혁부(B) 사이에 형성된 오목부(C)가 존재하는데, 오목부는 통상적으로 그 폭이 매우 좁고 깊어서 사출작업시 사용된 이형제가 표면작업에 의해 완벽하게 제거되지 않아 그로 인해 박리가 발생하는 문제점이 있었으며, 또한 스프레이 방식으로 발열코팅시 균일한 코팅이 어려워 전기적으로 단락이 발생하거나 국부적인 과열이 발생한다는 문제점이 있었기 때문이었다.

본 발명은 우드부와 피혁부 사이에 배치된 오목부에 금속재질의 전도성 코팅층을 균일하게 코팅함으로써 수지층으로부터 발열층의 박리를 방지하고 스티어링 휠 전체에 균일한 발열이 가능한 발열 스티어링 휠을 제공하는 것이다.

그리고, 본 발명은 발열 도료가 코팅된 우드부 발열층을 포함함으로써, 상부에 다양한 무늬를 가지는 패턴층을 형성하여 발열효과를 가지면서 동시에 외관이 미려한 우드부를 구비하는 발열 스티어링 휠을 제공한다.

또한, 본 발명은 오목부에 용사코팅 방식에 의해 균일한 두께의 전도성 코팅층을 형성한 후, 전도성 코팅층의 일부 또는 전부에 발열층을 형성함으로써 피혁부는 물론 우드부에 균일한 발열이 가능한 발열 스티어링 휠의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 발열 스티어링 휠은 상부 패턴이 외부로 노출되는 우드부, 별도의 피혁으로 감싸지는 피혁부 및 상기 피혁의 단부가 삽입되어 고정되는 오목부를 포함하는 스티어링 휠로서, 상기 우드부는 상기 우드부를 발열시키는 우드부 발열층을 구비하며, 상기 피혁부는 상기 피혁부를 발열시키는 피혁부 발열층을 구비하며, 상기 오목부는 상기 오목부의 양측을 전기적으로 연결하는 전도성 코팅층을 구비하는 것을 특징으로 하는 발열 스티어링 휠을 제공한다.

여기서, 상기 오목부는 허브코어를 감싸며, 고정홈이 형성된 수지층;과 상기 수지층에 금속재질의 전도성 물질이 코팅되는 전도성 코팅층;을 포함할 수 있다.

상기 전도성 코팅층은 상기 수지층 외주면에 용사 코팅 방식에 의해 균일하게 형성되며, 상기 수지층은 ABS수지, PC수지 중 하나 이상을 재질로 포함할 수 있다.

상기 우드부 발열층은 스프레이 코팅방식 또는 패드 인쇄방식에 의해 형성될 수 있다.

그리고, 상기 피혁부 발열층은 스프레이 코팅방식 또는 패드 인쇄방식 또는 발열 코일에 의해 감싸는 방식에 의해 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 발열 스티어링 휠의 제조방법은, 상부 패턴이 외부로 노출되는 우드부, 별도의 피혁으로 감싸지는 피혁부 및 상기 피혁의 단부가 삽입되어 고정되는 오목부를 포함하는 발열 스티어링 휠의 제조방법으로서, 상기 오목부의 내면에 금속재질의 전도성 물질을 코팅하여 전도성 코팅층을 형성하는 전도성 코팅층 형성단계;와 상기 우드부에 상기 우드부를 발열시키는 우드부 발열층을 형성하는 우드부 발열층 형성단계; 및 상기 피혁부에 상기 피혁부를 발열시키는 피혁부 발열층을 형성하는 피혁부 발열층 형성단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발열 스티어링 휠의 제조방법을 제공한다.

상기 전도성 코팅층 형성단계는 용사코팅 방식을 이용할 수 있으며,

상기 우드부 발열층 형성단계는 스프레이 코팅방식 또는 패드 인쇄방식을 이용할 수 있다.

상기 피혁부 발열층 형성단계는 스프레이 코팅방식 또는 패드 인쇄방식 또는 발열 코일에 의해 감싸는 방식을 이용할 수 있다.

본 발명에 따른 발열 스티어링 휠은 오목부에 금속 재질의 전도성 코팅층을 균일하게 형성함으로써, 오목부에서의 단락, 불균일한 발열 및 박리현상을 방지하는 효과를 가져온다.

또한, 본 발명에 따른 발열 스티어링 휠의 제조방법은 용사코팅 방식에 의해 단시간 내에 균일한 두께를 가지는 전도성 코팅층을 형성함으로써, 우드부와 피혁부의 전기적 연결을 위한 작업공수 및 비용을 줄일 수 있는 효과를 가져온다.

도 1은 우드부, 피혁부 및 오목부를 가지는 스티어링 휠을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명에 따른 발열 스티어링 휠의 도 1의 aa'의 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 우드부 발열층의 일실시예를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명에 따른 우드부 발열층의 다른 실시예를 나타낸 도면,
도 5는 도 2의 오목부를 확대 도시한 부분단면도,
도 6은 전도성 물질로서 구리 분말을 사용하여 용사코팅에 의해 오목부에 균일한 전도성 코팅층을 형성한 것을 나타낸 사진,
도 7은 전도성 물질로서 산화아연(ZnO)을 사용하여 용사코팅에 의해 오목부에 균일한 전도성 코팅층을 형성한 것을 나타낸 사진,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 발열 스티어링 휠의 발열상태를 나타낸 실험사진,,
도 9는 본 발명에 따른 발열 스티어링 휠의 제조방법의 순서도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 발열 스티어링 휠 및 이의제조방법에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명의 장점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

또한, 도면에서 발명을 구성하는 구성요소들의 크기는 명세서의 명확성을 위하여 과장되어 기술된 것이며, 어떤 구성요소가 다른 구성요소의 "내부에 존재하거나, 연결되어 설치된다"고 기재된 경우, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소와 접하여 설치될 수 있고, 소정의 이격거리를 두고 설치될 수도 있으며, 이격거리를 두고 설치되는 경우엔 상기 어떤 구성요소를 상기 다른 구성요소에 고정 내지 연결시키기 위한 제3의 수단에 대한 설명이 생략될 수도 있다.

도 2는 본 발명에 따른 발열 스티어링 휠의 도 1의 aa'의 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 발열 스티어링 휠은 우드부(A), 피혁부(B) 및 오목부(C)를 포함한다.

우드부(A)는 상부 패턴이 외부로 노출되는 부분으로서 다양한 방법에 의해 무늬가 형성된 패턴층을 통해 외관을 미려하게 하며, 우드부 발열층(130)을 구비하고 있어 우드부(A)의 온도를 상승시킬 수 있다.

피혁부(B)는 우드부(A)와 달리 별도의 피혁으로 감싸지는 부분으로서 운전자의 조향시 그립감을 향상시키며, 피혁부(B) 역시 피혁부 발열층(230)을 구비하고 있어 피혁부(B)의 온도를 상승시킬 수 있다.

오목부(C)는 우드부(A)와 피혁부(B) 사이에 위치하여, 피혁(260)의 단부가 삽입되어 고정되며, 오목부(C)의 양측을 전기적으로 연결하여 피혁부(B)는 물론 우드부(A)까지도 균일한 발열이 가능하게 한다.

먼저 우드부(A)에 대하여 살펴보면,

우드부(A)는 상부 패턴이 외부로 노출되는 부분으로서, 우드부 발열층(130)을 포함함으로써 우드부(A)의 온도를 상승시킨다. 여기서, 우드부(A)는 외관을 미려하게 하는 부분으로서 우드(Wood) 무늬에 한정되는 것은 아니며, 메탈(Metal), 마블(Marble) 및 헤어라인(Hair line) 등의 다양한 무늬를 표현할 수 있다.

도 2를 참조하면, 우드부(A) 구조의 일실시예로서 우드부(A)는 허브코어(H)를 감싸는 가소성 수지층(110), 우드부 발열층(130), 패턴층(140), 우드부 보호층(150)을 포함할 수 있다.

가소성 수지층(110)은 허브코어(H)를 감싸는 층으로서, 우드부(A)의 그립감 등을 고려하여 ABS수지(Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymer), PC(PolyCarbonate)수지 중 하나 이상을 재질로 포함할 수 있다.

우드부 발열층(130)은 가소성 수지층(110)을 감싸는 구조를 가지며, 우드부(A)의 온도를 상승시키는 역할을 한다.

우드부 발열층(130)은 열을 방출하기 위하여 발열도료를 사용하는 것이 바람직하다.

종래에는 발열코일을 직접 매립함으로써 발열코일의 형상으로 인해 상부에 미려한 무늬를 가지는 패턴층(140)의 형성이 어려웠으나, 발열도료를 코팅 등을 통해 가소성 수지층(110) 외측에 형성함으로써, 우드부 발열층(130) 외측에 다양한 무늬를 가지는 패턴층(140)의 형성이 가능하게 되었다.

가소성 수지층(110) 외측에 우드부 발열층(130)을 형성하기 위한 방식으로, 발열도료를 가소성 수지층(110) 외측에 직접 분사하는 스프레이 코팅방식과 미리 일정한 패턴으로 인쇄된 발열도료를 패드에 묻힌 후, 가소성 수지층(110) 외측에 전사하는 패드 인쇄방식을 사용할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 우드부 발열층의 일실시예로서 스프레이 코팅방식에 의해 우드부 발열층이 형성된 상태를 나타낸 것이며, 도 4는 본 발명에 따른 우드부 발열층의 다른 실시예로서 패드 인쇄방식에 의해 우드부 발열층이 형성된 상태를 나타낸 것이다.

특히, 패드 인쇄방식을 사용할 경우 우드부 발열층(130)을 일정한 패턴으로 전사할 수 있기 때문에, 도 4와 같이 우드부 발열층(130)의 패턴이 림의 원주방향을 따라 병렬적으로 나타나도록 인쇄할 수 있다.

우드부 발열층(130)의 패턴이 병렬적으로 나타나도록 인쇄함으로써, 우드부 발열층(130)의 일부에 흠집이 발생한다 하더라도, 우드부 발열층(130)을 통하여 흐르는 전류의 양이 각각의 패턴으로 분산되기 때문에, 흠집이 발생한 부분에 일시적으로 상승하는 온도의 상한이 낮아지게 할 수 있어, 발열 스티어링 휠에 의해 발생하는 화상 등을 방지할 수 있게 된다.

패턴층(140)은 내열성이 우수한 도료를 사용하여 우드부 발열층(130)의 외측으로 도포함으로써 형성할 수도 있고, 수압전사방법을 사용하여 전사필름을 우드부 발열층(130)의 외주면으로 전사시킴으로써 형성할 수도 있다.

수압전사방법을 통해서 우드(Wood), 메탈(Metal), 마블(Marble) 및 헤어라인(Hair line) 등의 무늬를 인쇄하여 미려한 외관을 표현할 수 있다.

우드부 보호층(150)은 패턴층(140)의 외측에 형성되어 패턴층(140)을 보호한다.

우드부 보호층(150)은 상기 패턴층(140)의 무늬가 외부로 용이하게 보이도록 하는 투명재질로 형성되며, 이러한 투명재질로는 PU수지, 에스테르 수지, 아크릴 수지, 불소수지, CPP 및 이외의 투명한 합성수지를 사용할 수 있다.

즉, 상기와 같이 발열도료가 코팅된 우드부 발열층(130)의 외측으로 다양한 색상과 무늬를 표현할 수 있는 패턴층(140)이 형성되어 외관미를 증대시킴과 동시에 발열이 가능하게 되며, 패턴층(140)은 우드부 보호층(150)에 의해 보호되어 패턴층(140)에 흠집 등과 같은 손상이 발생하는 것을 방지하고 내구성을 증대시킬 수 있다.

다음으로, 피혁부(B)에 대하여 살펴보면,

피혁부(B)는 별도의 피혁(260)으로 감싸지는 부분으로서 운전자의 조향시 그립감을 향상시키며, 피혁부 발열층(230)을 구비하고 있어 피혁부(B)의 온도를 상승시킬 수 있다.

도 2를 참조하면, 피혁부(B) 구조의 일실시예로서 피혁부(B)는 허브코어(H)를 감싸는 발포성 수지층(210), 피혁부 발열층(230), 피혁부 보호층(250) 및 피혁(260)을 포함할 수 있다.

발포성 수지층(210)은 허브코어(H)를 감싸는 구조를 가지며, 발포성 수지를 재질로 한다. 발포성 수지층(210)으로는, 피혁부(B)의 그립감 등을 고려하여 발포성 폴리우레탄(polyurethane)수지를 재질로 할 수 있다.

피혁부 발열층(230)은 발포성 수지층(210)을 감싸는 구조를 가지며, 피혁부(B)의 온도를 상승시키는 역할을 한다.

피혁부 발열층(230)은 열을 방출하기 위하여 발열코일을 직접 매립하는 코일타입과 발열도료를 코팅하는 코팅타입을 사용할 수 있다.

발열코일을 매립하는 코일타입을 이용할 경우에는, 피혁부 발열층(230)과 오목부(C)에 형성된 전도성 코팅층을 전기적으로 연결하기 위해 용접하는 방식을 이용할 수 있다.

발열도료를 코팅하는 코팅타입을 이용할 경우에는, 오목부(C)에 형성된 전도성 코팅층 일부 또는 전부에 피혁부 발열층(230)이 코팅되기 때문에 오목부(C)와 피혁부(B)는 코팅에 의해 전기적으로 연결되게 된다.

상기 코팅타입의 경우, 발열도료를 발포성 수지층(210) 외측에 직접 분사하는 스프레이 코팅방식과 미리 일정한 패턴으로 인쇄된 발열도료를 패드에 묻힌 후, 발포성 수지층(210) 외측에 전사하는 패드 인쇄방식을 사용할 수 있다.

피혁부 보호층(250)은 피혁부 발열층(230)의 외측에 형성되어 피혁부 발열층(230)을 보호한다. 피혁부 보호층(250)은 피혁부 발열층(230)의 특성, 재질 등을 고려하여 선택적으로 포함될 수 있다.

피혁(260)은 상기 피혁부 보호층(250)을 감싸며, 운전자의 손에 직접 접촉하는 부분으로서 피혁(260)의 촉감으로 인해 그립감을 향상시키며, 손과의 마찰력을 증가시켜 조향시 손이 미끄러지는 것을 방지한다.

즉, 상기와 같이 발열도료가 코팅된 피혁부 발열층(230)은 피혁(260)에 의해 감싸지는 구조로서, 피혁(260)의 표면 촉감에 의해 그립감을 향상시키고 피혁부 발열층(230)의 발열에 의해 특히 겨울철 운전시 쾌적한 운전환경을 제공할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 발열 스티어링 휠의 오목부를 확대 도시한 부분단면도이다. 여기서 우드부(A), 피혁부(B)에서 가소성 수지층(110) 및 발포성 수지층(210)을 제외한 기타구성은 생략한다.

오목부(C)는 우드부(A)와 피혁부(B) 사이에 위치하여, 피혁(260)의 단부가 삽입되어 고정되며, 오목부(C)의 양측을 전기적으로 연결하여 피혁부(B)는 물론 우드부(A)까지도 균일한 발열이 가능하게 한다

도 2 및 도 5를 참조하면, 오목부(C)는 수지층(310), 전도성 코팅층(320) 및 오목부 보호층(350)을 포함한다.

수지층(310)은 허브코어(H)를 감싸며, 외경이 우드부(A)의 가소성 수지층(110) 및 피혁부(B)의 발포성 수지층(210)의 외경보다 작은 외경을 가지는 고정홈(311)이 형성된다.

수지층(310)은 가소성 수지 및/또는 발포성 수지를 재질로 형성될 수 있다.

수지층(310)은 우드부(A)에 가소성 수지층(110)을 사출성형한 후, 피혁부(B)에 발포성 수지층(210)을 사출성형하는 과정에서 가소성 수지층(110)과 발포성 수지층(210) 사이에 형성될 수 있다. 다만, 수지층(310)의 형성은 이에 한정되지 아니하며, 발포성 수지층(210)을 사출성형한 후, 가소성 수지층(110)을 사출성형하는 과정에서도 형성될 수 있다.

피혁부(B)를 피혁(260)으로 감싸는 경우, 고정홈(311)은 피혁(260)의 단부를 밀어넣어 피혁(260)을 고정함과 동시에 마감처리하기 위해 형성된 부분이다.

전도성 코팅층(320)은 수지층(310)의 외측에 전도성 물질이 코팅됨으로써 형성되며, 우드부 발열층(130)과 피혁부 발열층(230)을 전기적으로 연결한다.

전도성 코팅층은 전도성 물질이 균일하게 코팅된 층으로서, 다양한 방법에 의해 형성될 수 있다.

일실시예로서 전도성 코팅층(320)은 용사코팅(Thermal Spray)방식에 의해 형성될 수 있다.

용사코팅 방식이란 분말 혹은 선형재료를 고온의 열원을 통해 용융상태로 변화시켜 고속으로 피코팅체에 충돌시켜 적층한 코팅층을 형성하는 기술이다. 이러한 방식을 사용함으로써 좁고 깊은 폭을 가지는 오목부(C)의 수지층(310)에 열변형 없이 균일한 두께의 전도성 코팅층(320)을 형성할 수 있으며, 코팅재료로서 금속 재질 등 다양한 재료의 선택이 가능하게 된다.

전도성 물질로서 수지층(310)보다 경질의 재질인 금속 재질을 사용하는 것이 바람직하다. 금속 재질을 사용함으로써, 도 5와 같이 수지층(310)에 전도성 코팅층(320)이 박혀 수지층(310)과의 결합력을 크게 하여 박리를 방지할 수 있게 된다. 이 때, 수지층(310)은 용사코팅시 기본적인 형상을 유지하면서도 전도성 물질이 박힐 수 있도록 하기 위해 ABS수지, PC수지를 재질로 할 수 있다. 또한, 전도성 물질로서 금속 재질을 사용함으로써, 이후 피혁(260)의 고정시에 작용하는 압력으로 인해 전도성 코팅층(320)이 깨지거나 파손되는 현상을 방지할 수 있다.

또한, 전도성 물질로 이용되는 금속재질은 전도성이 높으며, 저항은 작은 재질을 이용하는 것이 바람직하다. 금속재질로서 전도성이 높기 때문에 오목부(C)의 양단을 전기적으로 연결하되, 저항이 작기 때문에 오목부(C)가 과열되는 현상을 방지할 수 있게 된다. 전도성 물질의 일실시예로서, 전도성 물질은 구리 분말, 알루미늄 분말, 산화아연(ZnO) 등을 이용할 수 있다.

도 6은 전도성 물질로서 구리 분말을 사용하여 용사코팅에 의해 오목부에 전도성 코팅층을 형성한 것을 나타낸 사진이며, 도 7은 전도성 물질로서 산화아연(ZnO)을 사용하여 용사코팅에 의해 오목부에 전도성 코팅층을 형성한 것을 나타낸 사진이다. 도 6 및 도 7로부터 오목부에 전도성 코팅층이 균일하게 형성된 것을 관찰할 수 있었다.

오목부 보호층(350)은 전도성 코팅층(320)의 외측에 형성되며, 제조공정 또는 제품완성 후 사용단계에서 발생할 수 있는 외력으로부터 전도성 코팅층(320)을 보호한다.

상기에서는 일실시예로서 전도성 코팅층을 형성하는 방법으로 용사코팅 방식을 설명하였으나, 이에 한정되는 것이 아니며, 도금처리나 인서트 사출 등 다양한 방법에 의해서도 가능하다.

<실시예>

본 발명에 따른 일실시예로서, 발열 스티어링 휠을 다음과 같이 제조하였다.

허브코어 중 우드부에는 ABS수지를 이용하여 가소성 수지층을 형성한 후, 피혁부에 발포성 PU수지를 이용하여 발포성 수지층을 형성하였다. 가소성 수지층과 발포성 수지층을 형성하는 과정에서 가소성 수지층과 발포성 수지층 사이에 오목부의 수지층이 형성되었다.

오목부의 수지층 외측에는 구리분말을 용융상태로 변화시킨 피코팅체를 용사코팅 방식에 의해서 오목부에 코팅함으로써 전도성 코팅층을 형성하였다.

다음으로, 가소성 수지층, 발포성 수지층, 전도성 코팅층 외측에 탄소나노튜브(CNT)를 포함하는 발열도료를 도포하여 발열층을 형성하였다.

그리고, 우드부의 발열층 외측에는 수압전사 방식에 의해 나무 무늬의 패턴층을 형성하고, 패턴층 외측에 에스테르계 수지를 이용하여 보호층을 형성하였다. 또한, 피혁부의 발열층 외측에는 에스테르계 수지를 이용하여 보호층을 형성하고, 보호층 외측을 피혁(가죽)으로 감싼 후, 피혁의 일단을 오목부에 밀어넣어 마무리하였다.

도 8은 상기 실시예에 따라 제조된 발열 스티어링 휠의 발열상태를적외선 카메라로 관찰한 실험사진이다.

상기와 같은 구성을 가지는 발열 스티어링 휠에 대해 10V~ 30V 범위 내의 전원을 공급하고, 적외선 카메라로 발열 스티어링 휠의 발열상태를 관찰해 보았다.

적외선 카메라로 발열 스티어링 휠의 발열상태를 관찰한 결과, 발열스티어링 휠의 온도는 30℃~ 60℃ 범위에서 발열되는 것을 확인할 수 있었다.

이를 통해, 본 발명은 우드부 발열층(130), 피혁부 발열층(230) 및 오목부(C)에 균일하게 코팅된 전도성 코팅층(320)을 포함함으로써, 피혁부(B)는 물론 우드부(A)가 일정한 온도 범위 내에서 균일한 발열이 일어나는 것을 관찰할 수 있었으며, 전도성 코팅층으로 저항이 작은 금속재질(구리)을 사용함으로써 오목부(C)가 국부적으로 과열되는 것도 방지할 수 있음을 관찰할 수 있었다.

더불어, 발열 스티어링 휠은 온도 컨트롤러를 사용하여 32~42℃ 범위에서 조절이 가능하였다.

그리고, 오목부(C)는 비록 도면상에는 표시되어 있지는 않지만 전도성 코팅층(320) 외주면에 오목부 발열층, 오목부 보호층을 더 포함할 수 있다.

오목부 발열층을 포함함으로써, 우드부(A)와 피혁부(B)의 전기적 연결을 보조함과 동시에 오목부(C)를 가열할 수 있다. 그리고, 오목부 보호층을 포함함으로써 피혁(260) 고정시 외부 압력 등으로부터 오목부(C)의 표면을 보호할 수 있다.

본 발명에 따른 발열 스티어링 휠의 제조방법은 우드부(A), 피혁부(B) 및 오목부(C)를 구비하는 발열 스티어링 휠의 제조방법으로서, 사출 반제품 성형단계, 발열층 코팅단계, 패턴층 형성단계 및 피혁 봉제 단계를 포함한다.

먼저 본 발명에 따른 발열 스티어링 휠의 제조방법 중 발열층 코팅단계에 대하여 살펴본다.

도 9는 본 발명에 따른 발열 스티어링 휠의 제조방법 중 발열층 코팅단계의 순서도이다.

도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 우드부(A) 및 피혁부(B)의 균일한 발열이 가능한 발열 스티어링 휠의 제조방법은 다음과 같은 발열층 코팅단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

발열층 코팅단계는 전도성 코팅층 형성단계(S100), 발열층 형성단계(S200)가 순차적으로 진행한다.

먼저 전도성 코팅층 형성단계(S100)는 수지층(310) 상부에 금속재질의 전도성 물질을 균일하게 코팅하여 형성한다.

전도성 물질을 수지층(310) 상부에 균일하게 형성하기 위한 방법으로 용사코팅 방식을 이용할 수 있다.

용사코팅 방식을 사용함으로써, 수지층(310) 상부에 금속재질의 전도성 물질을 용융상태로 고속으로 충돌시켜 코팅한다. 용사코팅에 의해 코팅된 전도성 코팅층(320)은 일부가 수지층(310)에 박혀 수지층(310)과의 결합력이 커져 일반적인 스프레이 코팅방식으로 코팅시 발생하는 박리현상을 방지할 수 있게 되며, 균일한 두께로 코팅할 수 있기 때문에 균일한 발열이 가능해진다..

이 때, 수지층(310)은 용사코팅시 기본적인 형상을 유지하면서도 전도성 물질이 박힐 수 있도록 하기 위해 ABS수지, PC수지를 재질로 할 수 있다. 다만, 수지층(310)의 재질은 이에 한정되지 아니하며, 용사코팅의 피코팅체에 따라서 발포성 폴리우레탄 등 발포성 수지를 재질로 할 수도 있다.

또한, 용사코팅방식에 의해 전도성 물질로서 금속 재질을 사용할 수 있어, 이후 피혁(260)의 고정시에 작용되는 압력으로 인해 전도성 코팅층(320)이 깨지거나 파손되는 현상을 방지할 수 있다. 전도성 물질의 일실시예로서, 구리 분말, 알루미늄 분말, 산화아연(ZnO) 등을 이용할 수 있다.

상기에서는 일실시예로서 전도성 코팅층을 균일하게 형성하는 방법으로 용사코팅 방식을 설명하였으나, 이에 한정되는 것이 아니며, 도금처리 등 다양한 방법에 의해서도 가능하다.

다음으로 발열층 형성단계(S200)는 발열기능을 가지는 발열층을 형성하는 단계로서, 우드부 발열층 형성단계(S210), 피혁부 발열층 형성단계(S230)로 분류할 수 있다. 우드부 발열층 형성단계(S210), 피혁부 발열층 형성단계(S230)는 순서의 전후에 영향을 받지 않으며, 동시에 진행될 수도 있다.

우드부 발열층 형성단계(S210)는 가소성 수지층(110) 외측에 발열도료를 코팅함으로써 형성할 수 있다. 발열코일을 직접 매립하는 방식을 이용할 경우 코일의 형상으로 인해 상부에 미려한 무늬를 가지는 패턴층을 형성하는 것이 어려웠으나, 발열도료를 코팅함으로써 우드부 발열층(130) 외측에 다양한 무늬와 색상을 가지는 패턴층(140)을 형성할 수 있게 된다.

우드부(A)의 가소성 수지층(110) 외측에 우드부 발열층(130)을 형성하기 위한 방법으로, 발열도료를 가소성 수지층(110) 외측에 직접 분사하는 스프레이 코팅방식과 미리 일정한 패턴으로 인쇄된 발열도료를 패드에 묻힌 후, 가소성 수지층(110) 외측에 전사하는 패드 인쇄방식을 사용할 수 있다.

특히, 패드 인쇄방식을 사용할 경우 우드부 발열층(130)을 일정한 패턴으로 전사할 수 있기 때문에, 도 4와 같이 우드부 발열층(130)의 패턴이 림의 원주방향을 따라 병렬적으로 나타나도록 인쇄할 수 있다.

우드부 발열층(130)의 패턴이 병렬적으로 나타나도록 인쇄함으로써, 우드부 발열층(130)의 일부에 흠집이 발생한다 하더라도, 우드부 발열층(130)을 통하여 흐르는 전류의 양이 각각의 패턴으로 분산되기 때문에, 흠집이 발생한 부분에 일시적으로 상승하는 온도의 상한이 낮아지게 할 수 있어, 발열 스티어링 휠에 의해 발생하는 화상 등을 방지할 수 있게 된다.

우드부 발열층(130)은 전도성 코팅층(320) 상부에 코팅됨으로써, 전도성 코팅층(320)과 전기적으로 연결된다.

피혁부 발열층 형성단계(S230)는 구체적으로 발열코일을 직접 매립하는 코일타입 또는 발열도료를 코팅하는 코팅타입을 사용할 수 있다.

피혁부 발열층(230)을 형성하기 위하여 코일타입을 이용할 경우에는, 코일을 따라 전류가 흘러 발열이 일어나게 된다. 이 때, 피혁부 발열층(230)의 코일과 오목부(C)에 형성된 전도성 코팅층(320)을 전기적으로 연결하기 위해 용접에 의해 전기적으로 연결하는 연결부 형성단계를 더 포함할 수 있다.

그리고, 발열도료를 코팅하는 코팅타입을 이용할 경우에는, 코팅된 발열도료에 전류가 흘러 발열이 일어나게 된다. 이 때, 오목부(C)에 형성된 전도성 코팅층(320) 일부 또는 전부에 피혁부 발열층(230)이 코팅되기 때문에 오목부(C)와 피혁부(B)는 코팅에 의해 전기적으로 연결되게 된다.

발열도료를 코팅하는 코팅타입의 경우, 발열도료를 코팅하는 방식으로 발열도료를 발포성 수지층(210) 외측에 직접 분사하는 스프레이 코팅방식과 미리 일정한 패턴으로 인쇄된 발열도료를 패드에 묻힌 후, 발포성 수지층(210) 외측에 전사하는 패드 인쇄방식을 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 발열 스티어링 휠의 제조방법과 관련하여, 발열층 코팅단계 외에 사출 반제품 성형단계, 패턴층 형성단계 및 피혁 봉제 단계는 통상적인 단계로 진행될 수 있다. 구체적인 일실시예로서, 발열층 코팅단계 외의 각 단계는 구체적으로 아래와 같다.

사출 반제품 성형단계는 허브코어(H)의 우드부(A)에 가소성 수지층(110)을 사출성형한 후, 허브코어(H)의 피혁부(B)에 발포성 수지층(210)을 사출성형한다. 이러한 사출 성형과정에서 가소성 수지층(110)과 발포성 수지층(210) 사이에 오목한 홈을 가진 오목부(C)의 수지층(310)이 형성되게 된다. 이 후, 사출시 사용한 이형제를 제거하는 작업이 진행된다.

여기서, 가소성 수지층(110)의 재질로서는 가공성이 좋고, 내충격성 및 내열성이 우수한 ABS 수지, PC 수지를 이용할 수 있으며, 발포성 수지층(210)의 재질로서는 발포성 폴리우레탄 수지를 이용할 수 있다.

패턴층 형성단계는 수압전사방법을 사용하여 전사필름을 우드부 발열층(130)의 외주면으로 전사시킴으로써 패턴층(140)을 형성한다.

발열도료가 코팅된 우드부 발열층(130) 외측에 수압전사방법을 통하여 우드(Wood), 메탈(Metal), 마블(Marble) 및 헤어라인(Hair line) 등의 무늬를 인쇄하여 미려한 외관을 표현할 수 있다.

수압전사방법의 구체적인 실시예로서, 기본적인 바탕색을 수전사하고 건조한 후, 우드, 메탈 등 다양한 무늬를 수전사하여 패턴층(140)을 형성한다.

패턴층 형성단계는 상기와 같이 패턴층(140)을 형성한 후, 패턴층(140)을 보호하기 위해 패턴층(140) 외측에 우드부 보호층(150)을 형성하는 단계를 포함한다.

우드부 보호층(150)은 상기 패턴층(140)의 무늬가 외부로 용이하게 보이도록 하는 투명재질로 형성되며, 이러한 투명재질로는 PU수지, 에스테르 수지, 아크릴 수지, 불소수지, CPP 및 이외의 투명한 합성수지를 사용할 수 있다.

피혁 봉제 단계는 피혁(260)으로 피혁부 발열층(230) 또는 피혁부 보호층(250)을 감싸며, 피혁(260)의 단부를 오목부(C)로 삽입하여 고정시킴과 동시에 마감처리한다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

A : 우드부 B : 피혁부
C : 오목부 H : 허브코어
10 : 허브 20 : 스포크
30 : 림 110 : 가소성 수지층
130 : 우드부 발열층 140 : 패턴층
150 : 우드부 보호층 210 : 발포성 수지층
230: 피혁부 발열층 250 : 피혁부 보호층
260 : 피혁 310 : 수지층
311 : 고정홈 320 : 전도성 코팅층
350 : 오목부 보호층

Claims (18)

1. 상부 패턴이 외부로 노출되는 우드부, 별도의 피혁으로 감싸지는 피혁부 및 상기 피혁의 단부가 삽입되어 고정되는 오목부를 포함하는 스티어링 휠에 있어서,
   상기 우드부는 상기 우드부를 발열시키는 우드부 발열층을 구비하며,
   상기 피혁부는 상기 피혁부를 발열시키는 피혁부 발열층을 구비하며,
   상기 오목부는 상기 오목부의 양측을 전기적으로 연결하는 전도성 코팅층을 구비하는 것을 특징으로 하는 발열 스티어링 휠.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 오목부는,
   허브코어를 감싸며, 고정홈이 형성된 수지층;
   상기 수지층 외주면에 형성되는 금속재질의 전도성 코팅층;을 포함하는 발열 스티어링 휠.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 전도성 코팅층은 용사코팅 방식에 의해 상기 수지층의 외주면에 형성되는 것을 특징으로 하는 발열 스티어링 휠.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 수지층은 ABS수지, PC수지 중 하나 이상을 재질로 포함하는 것을 특징으로 하는 발열 스티어링 휠.
   
5. 제2항에 있어서,
   상기 오목부는,
   상기 전도성 코팅층 상부에 형성되는 오목부 보호층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발열 스티어링 휠.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 우드부 발열층은,
   스프레이 코팅방식에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 발열 스티어링 휠
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 우드부 발열층은,
   패드 인쇄방식에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 발열 스티어링 휠.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 피혁부 발열층은,
   스프레이 코팅방식에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 발열 스티어링 휠
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 피혁부 발열층은,
   패드 인쇄방식에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 발열 스티어링 휠.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 피혁부 발열층은,
    발열 코일에 의해 감싸져 형성되는 것을 특징으로 하는 발열 스티어링 휠.
    
11. 상부 패턴이 외부로 노출되는 우드부, 별도의 피혁으로 감싸지는 피혁부 및 상기 피혁의 단부가 삽입되어 고정되는 오목부를 포함하는 발열 스티어링 휠의 제조방법에 있어서,
    상기 오목부의 내면에 금속재질의 전도성 코팅층을 형성하는 전도성 코팅층 형성단계;
    상기 우드부에 상기 우드부를 발열시키는 우드부 발열층을 형성하는 우드부 발열층 형성단계; 및
    상기 피혁부에 상기 피혁부를 발열시키는 피혁부 발열층을 형성하는 피혁부 발열층 형성단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발열 스티어링 휠의 제조방법.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 전도성 코팅층 형성단계는,
    용사코팅 방식을 이용하는 것을 특징으로 하는 발열 스티어링 휠의 제조방법.
    
13. 제11항에 있어서,
    상기 우드부 발열층 형성단계는,
    스프레이 코팅방식을 이용하는 것을 특징으로 하는 발열 스티어링 휠의 제조방법
    
14. 제11항에 있어서,
    상기 우드부 발열층 형성단계는,
    패드 인쇄방식을 이용하는 것을 특징으로 하는 발열 스티어링 휠의 제조방법.
    
15. 제11항에 있어서,
    상기 피혁부 발열층 형성단계는,
    스프레이 코팅방식을 이용하는 것을 특징으로 하는 발열 스티어링 휠의 제조방법
    
16. 제11항에 있어서,
    상기 피혁부 발열층 형성단계는,
    패드 인쇄방식을 이용하는 것을 특징으로 하는 발열 스티어링 휠의 제조방법.
    
17. 제11항에 있어서,
    상기 피혁부 발열층 형성단계는,
    발열 코일을 이용하여 피혁부를 감싸는 것을 특징으로 하는 발열 스티어링 휠의 제조방법.
    
18. 제17항에 있어서,
    상기 오목부의 전도성 코팅층과 상기 피혁부 발열층을 용접에 의해 전기적으로 연결하는 연결부 형성단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발열 스티어링 휠의 제조방법.

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