KR20140058885A - 발열기능을 갖는 스티어링휠 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 림의 원주방향을 따라 형성된 코어; 상기 코어를 감싸는 형상으로 고정플레이트가 마련되며, 상기 고정플레이트의 테두리를 따라 발열코일이 고정된 발열유닛; 및 상기 코어 및 발열유닛의 외측 표면을 감싸는 형상으로 마련된 외층부;를 포함하여 구성되는 발열기능을 갖는 스티어링휠이 소개된다.

Description

발열기능을 갖는 스티어링휠{STEERING WHEEL WITH HEATING FUNCTION}

본 발명은 발열기능을 갖는 스티어링휠에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스티어링휠에 발열유닛을 내장하여 다양한 사양의 스티어링휠에 발열유닛의 설치가 가능하도록 한 발열기능을 갖는 스티어링휠에 관한 것이다.

일반적으로, 스티어링휠은 운전석에 마련되어 차량의 바퀴를 움직이는 데 사용하는 조향장치이다.

도 1과 같이, 상기한 스티어링휠(1)은 운전자가 손으로 잡아 선회 조작할 수 있도록 원형의 림(1a)이 마련되며, 상기 림(1a)의 중심은 조향칼럼과 연결되고, 상기 림(10) 중심과 림(1a) 사이에는 포크부가 연결된다.

아울러, 스티어링휠의 원활한 조향과 함께 차량 내장재의 고급화를 위해 상기 림에 가죽이 재봉되거나, 또는 가죽과 우드그레인 재질을 구간별로 마련하도록 하고 있으며, 더불어 겨울철이나 기온이 낮은 지역의 경우 운전자의 손이 시려운 것을 방지하기 위해 림에 발열장치가 설치되기도 한다.

도 2는 도 1의 A - A선 단면도이다. 즉, 가죽이 마련된 스티어링휠의 제조과정을 설명하기 위한 도면으로, 코어(2)의 외주면에 폴리우레탄층(3)을 발포 성형하며, 상기 폴리우레탄층(3)의 외측 표면에 열선패드(4)를 감고, 상기 열선패드(4)의 외측 표면에 가죽(5)을 쏘잉한다.

도 3은 도 1의 B - B선 단면도이다. 즉, 우드그레인 재질이 마련된 스티어링휠의 제조과정을 설명하기 위한 도면으로, 코어(2)의 외주면에 폴리우레탄층(6)을 발포 성형하며, 상기 폴리우레탄층(6)의 외측 표면에 우드그레인 필름(7)을 전사한다.

즉, 가죽이 마련되는 스티어링휠의 경우에는 스티어링휠 전체에 열선패드가 설치되는바, 스티어링휠을 전체적으로 발열하는 것이 가능하지만, 우드그레인 필름이 마련되는 스티어링휠 사양에서는 발열로 인한 제품의 손상 우려로 인해 우드그레인 필름이 적용되는 부분에 발열 기능을 적용하지 못하는 문제가 있었다.

부연하면, 우드그레인 사양의 스티어링휠은 발열 기능시 문드러짐 또는 비틀림이 발생하거나, 필름이 녹게 되는 문제 등이 발생하게 된다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 스티어링휠에 발열유닛을 내장하여 다양한 사양의 스티어링휠에 발열유닛의 설치가 가능하도록 한 발열기능을 갖는 스티어링휠을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 림의 원주방향을 따라 형성된 코어; 상기 코어를 감싸는 형상으로 고정플레이트가 마련되며, 상기 고정플레이트의 테두리를 따라 발열코일이 고정된 발열유닛; 및 상기 코어 및 발열유닛의 외측 표면을 감싸는 형상으로 마련된 외층부;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 고정플레이트는, 중심부에 형성되어 코어의 원주방향을 따라 커버되는 뼈대부; 상기 뼈대부의 양 측부에 돌출 형성되어, 상기 코어의 단면 방향으로 감겨지는 살부;를 포함하여 구성되며, 상기 발열코일이 상기 뼈대부와 살부의 일면 테두리를 따라 이어져 고정될 수 있다.

상기 살부는 상기 뼈대부의 일측과 타측에 각각 다수 형성되며, 상기 살부과 이웃하는 다른 살부 사이에는 공간부가 마련되고, 상기 뼈대부의 일측에 형성된 살부 및 공간부와 상기 뼈대부의 타측에 형성된 공간부 및 살부가 서로 대향하는 위치에 형성됨으로써, 상기 살부가 코어에 감겨지는 경우 상기 살부가 반대편의 대향 위치에 형성된 공간부의 내부로 진입되어 감겨질 수 있다.

상기 고정플레이트는 금속재질의 열전도체일 수 있다.

상기 발열코일은, 복수의 와이어가 합쳐진 와이어유닛; 상기 각각의 와이어 표면에 절연을 위하여 독립적으로 코팅 형성된 제1코팅층; 및 상기 와이어유닛의 외측에 내열성 및 내식성을 위하여 코팅 형성된 제2코팅층;을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 코어와 발열유닛 사이에는 상기 코어를 감싸는 형상으로 내층부가 더 마련될 수 있다.

상기 외층부의 외측 표면을 감싸는 형상으로 필름층이 더 마련될 수 있다.

상기 필름층은 우드그레인 필름일 수 있다.

상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 스티어링휠의 코어와 외층부 사이에 발열유닛이 내장됨으로써, 우드그레인 필름층이 적용되는 스티어링휠 사양에 발열기능의 추가가 가능하여 스티어링휠의 상품성을 향상시키는 효과가 있다.

더욱이, 발열코일이 고정플레이트에 고정되면서, 상기 고정플레이트가 스티어링휠을 감싸는 형상으로 고정됨으로써, 발열코일을 갖는 발열유닛이 스티어링휠에 보다 견고하게 결합되는 것은 물론, 비틀림 강성에 매우 유리하게 된다.

도 1은 종래 기술에 의한 스티어링휠의 구조를 설명하기 위한 도면.
도 2는 종래 기술에 의한 스티어링휠에서 열선패드와 함께 가죽이 재봉되는 과정을 설명하기 위한 도 1의 A - A선 단면도.
도 3은 종래 기술에 의한 스티어링휠에서 우드그레인 필름이 형성되는 과정을 설명하기 위한 도 1의 B - B선 단면도.
도 4는 본 발명에 의한 스티어링휠에 발열유닛이 내장된 구조와 그 설치과정을 설명하기 위한 림의 단면도.
도 5는 본 발명에 의한 발열유닛의 전개 구조를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명에 의한 발열유닛이 스티어링휠을 감싸 설치된 형상을 나타낸 도면.
도 7은 본 발명에 의한 발열코일의 단면도.
도 8은 본 발명에 의한 스티어링휠의 발열 조작 및 온도 제어를 위한 구성을 설명하기 위한 도면.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4 내지 도 8을 통해 도시된 본 발명의 발열기능을 갖는 스티어링휠은, 림(10)의 원주방향을 따라 형성된 코어(12)와, 상기 코어(12)를 감싸는 형상으로 고정플레이트(22)가 마련되며, 상기 고정플레이트(22)의 테두리를 따라 발열코일(24)이 고정된 발열유닛(20) 및, 상기 코어(12) 및 발열유닛(20)의 외측 표면을 감싸는 형상으로 마련된 외층부(16)를 포함하여 구성된다.

구체적으로, 상기 코어(12)는 림(10)의 원주 방향을 따라 형성된 것으로, 상기 림(10)은 운전자가 손으로 잡아 선회 조작하도록 통상 원형으로 형성되며, 상기 원형의 림(10)의 중심을 따라 코어(12)가 설치된다.

상기 발열유닛(20)은, 고정플레이트(22)와 발열코일(24)을 포함하여 구성된 것으로, 상기 고정플레이트(22)가 코어(12)의 일부를 감싸는 형상으로 형성되어 코어(12)의 외측에 고정되며, 상기 발열코일(24)은 상기 고정플레이트(22)의 테두리를 따라 고정된다.

이때, 상기 발열코일(24)은 고정플레이트(22)의 테두리를 따라 고정되는 것이 바람직하지만, 상기 고정플레이트(22)의 전면 전체에 걸쳐 지그재그 형태 등으로 고정될 수 있을 것이다. 또한, 상기 발열코일(24)의 양 단부에 전류를 흘려 발열코일(24)에서 열을 발생시킬 수 있도록 커넥터가 전기적으로 연결될 수 있으며, 상기 커넥터에는 온도센서(32)를 연결하여 발열코일(24)에서 발생되는 열의 온도를 측정 및 감시하도록 할 수 있다.

상기 외층부(16)는, 상기 발열유닛(20)의 외측부와 함께 상기 코어(12)를 전체적으로 감싸는 형상으로 형성된다. 여기서, 상기 외층부(16)는 사출에 의해 성형될 수 있다.

즉, 고정플레이트(22)에 발열코일(24)을 부착하여 상기 고정플레이트(22)를 코어(12)의 외주면에 감싸 고정시키므로, 다양한 형상 및 구조의 스티어링휠에 발열유닛(20)을 내장하는 것이 가능함은 물론, 상기 발열코일(24)을 스티어링휠에 안정적으로 내장 및 설치할 수 있다.

또한, 상기 발열유닛(20)의 외측에 외층부(16)가 사출 성형에 의해 소정 두께로 마련됨으로써, 상기 발열유닛(20)에서 발열되는 고온의 열이 외층부(16)에 의해 외층부(16)의 표면으로 전도되는 것을 상당 부분 차단하게 되는바, 발열유닛(20)에서 발산되는 열에 의해 외층부(16) 표면에 입혀지는 필름층(18)이 등이 손상되거나 녹게 되는 것을 방지하게 된다. 따라서, 최외측 표면에 필름층(18)이 마련되는 사양의 스티어링휠에서도 발열기능을 추가할 수 있게 된다.

도 5와 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 고정플레이트(22)는, 중심부에 형성되어 코어(12)의 원주방향을 따라 커버되는 뼈대부(22a)와, 상기 뼈대부(22a)의 양 측부에 돌출 형성되어, 상기 코어(12)의 단면 방향으로 감겨지는 살부(22b)를 포함하여 구성될 수 있다.

즉, 상기 뼈대부(22a)가 코어(12)의 원주방향 외측면을 따라 고정되며, 상기 살부(22b)는 상기 코어(12)의 단면 방향으로 감겨지게 됨으로써, 상기 고정플레이트(22)가 스티어링휠에 견고하게 고정될 수 있게 된다.

아울러, 상기 발열코일(24)은 상기 뼈대부(22a)와 살부(22b)의 일면 테두리를 따라 이어지는 형태로 형성되어 고정될 수 있다. 여기서, 상기 발열코일(24)은 고정플레이트(22)의 일면에 고정되어, 상기 발열코일(24)이 코어(12)측 또는 외층부(16)측을 향하도록 고정될 수 있으나, 경우에 따라 상기 고정플레이트(22)를 두 겹으로 마련하고, 상기 고정플레이트(22) 사이에 발열코일(24)이 끼워지는 형태로 마련될 수 있을 것이다.

아울러, 상기 살부(22b)는 상기 뼈대부(22a)의 일측과 타측에 각각 다수 형성되며, 상기 살부(22b)과 이웃하는 다른 살부(22b) 사이에는 공간부(22c)가 마련되고, 상기 뼈대부(22a)의 일측에 형성된 살부(22b) 및 공간부(22c)와 상기 뼈대부(22a)의 타측에 형성된 공간부(22c) 및 살부(22b)가 서로 대향하는 위치에 형성됨으로써, 상기 살부(22b)가 코어(12)에 감겨지는 경우 상기 살부(22b)가 반대편의 대향 위치에 형성된 공간부(22c)의 내부로 진입되어 감겨질 수 있다.

즉, 상기 뼈대부(22a)와 살부(22b)로 이루어진 고정플레이트(22)는 피시본(fish bone) 형상으로 형성되는 것으로, 상기 뼈대부(22a)의 일측에 형성된 살부(22b) 및 공간부(22c)와 상기 뼈대부(22a)의 타측에 형성된 살부(22b) 및 공간부(22c)가 서로 엇갈리는 위치에 대향하도록 설치됨으로써, 상기 살부(22b)가 스티어링휠에 감겨지는 경우 대향하는 위치에 있는 공간부(22c) 내에 상기 살부(22b)에 위치하게 된다.

따라서, 상기 살부(22b)에 의해 상기 스티어링휠에 감겨지는 길이를 길게 하면서도, 대향 위치에 형성된 뼈대부(22a) 양측의 살부(22b)가 서로 간섭되지 않으면서 스티어링휠에 감겨지게 되는바, 발열코일(24)을 스티어링휠에 보다 견고하게 고정시키는 것은 물론, 고정플레이트(22)에 고정된 발열코일(24)이 겹쳐지게 되는 것을 방지하게 된다.

여기서, 상기 고정플레이트(22)는 금속재질의 열전도체일 수 있다. 즉, 상기 고정플레이트(22)는 열전도성이 우수한 구리, 알루미늄, 철 등이 적용될 수 있으나, 바람직하게는 경량이면서, 성형성이 좋고, 상대적으로 우수한 경제성을 갖는 알루미늄재의 박판이 적용될 수 있을 것이다. 이에, 상기 고정플레이트(22)를 통해 발열코일(24)에서 발열된 열이 외층부(16)에 충분히 전달되도록 할 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 발열코일(24)은, 복수의 와이어(25a)가 합쳐진 와이어유닛(25)과, 상기 각각의 와이어(25a) 표면에 절연을 위하여 독립적으로 코팅 형성된 제1코팅층(26) 및, 상기 와이어유닛(25)의 외측에 내열성 및 내식성을 위해 코팅 형성된 제2코팅층(27)을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 제1코팅층(26)은 에나멜에 의해 코팅 형성될 수 있으며, 제2코팅층(27)은 테프론에 의해 코팅 형성될 수 있다.

즉, 대략 10~20가닥의 와이어(25a)를 합쳐 와이어유닛(25)을 구성하되, 상기 와이어(25a)들에는 개별적으로 전기적 절연을 위한 제1코팅층(26)이 코팅됨으로써, 상기 와이어(25a)들 간을 전기적으로 절연시킬 수 있으며, 또한 와이어유닛(25)의 외측에 내열성 및 내식성 확보를 위한 제2코팅층(27)이 코팅됨으로써, 상기 발열코일(24)이 외층부(16)의 사출시 가해지는 고온 및 고압의 사출압력(1700bar)과 사출온도(200℃)에도 강건하게 견딜 수 있게 된다.

도 4 및 도 5와 같이, 상기 코어(12)와 발열유닛(20) 사이에는 상기 코어(12)를 감싸는 형상으로 내층부(14)가 더 마련될 수 있다. 여기서, 상기 내층부(14)는 사출에 의해 성형될 수 있다.

즉, 상기 코어(12)의 원주방향 중에서 발열유닛(20)이 구비되는 구간에 내층부(14)가 더 사출되어 성형될 수 있으며, 상기 내층부(14)의 외측에 발열유닛(20)을 감싸는 형상으로 구비하게 된다.

한편, 본 발명은 상기 외층부(16)의 외측 표면을 감싸는 형상으로 필름층(18)이 더 마련될 수 있다. 여기서, 상기 필름층(18)은 우드그레인 필름일 수 있다. 즉, 스티어링휠 사양 중에서도 림(10)의 외측면에 우드그레인 필름이 감싸지는 고급 사양의 스티어링휠에도 발열 기능의 추가가 가능한 것이다.

여기서, 상기 필름층(18)은 스티어링휠의 원주방향을 따라 일부 구간에 마련되며, 상기 필름층(18)이 형성된 스티어링휠 구간의 발열유닛(20)과, 나머지 스티어링휠 구간 발열부 구간은 발열을 위한 저항값이 서로 다르게 설정됨으로써, 필름층(18)이 형성된 스티어링휠 구간과 나머지 스티어링휠 구간에서의 발열 온도가 서로 상이하도록 구성될 수 있다.

구체적으로, 도 8과 같이, 상기 스티어링휠의 일부 구간은 우드그레인 필름과 같은 필름층(18)이 전사된 우드부(W) 구간이며, 상기 우드부(W) 구간을 제외한 스티어링휠의 나머지 구간은 가죽이 씌워진 가죽부(L) 구간일 수 있다. 이때, 상기 가죽부(L) 내부에도 발열부(16)가 내장되는데, 상기 가죽부(L)에 내장된 발열부(16)와 우드부(W)에 내장된 발열유닛(20)은 발열코일(24)의 저항값이 서로 다른 것이 적용되거나 전류값이 다르게 인가됨으로써, 우드부(W)와 가죽부(L)의 발열 온도가 서로 상이해지도록 구성할 수 있다.

이에, 상기 우드부(W)의 발열 온도를 가죽부(L)의 발열 온도보다 낮도록 설정할 수 있는바, 발열에 의한 우드부(W)의 손상을 더욱 확실하게 방지할 수 있게 된다.

이를 위해, 상기 우드부(W)와 가죽부(L)에 온도센서(32)가 각각 연결되어 상기 우드부(W) 및 가죽부(L)의 발열 온도를 온도센서(32)를 통해 센싱하도록 할 수 있으며, 상기 온도센서(32)는 제어부(30)와 연결되어 상기 온도센서(32)에서 센싱되는 온도 정보에 따라 발열유닛(20)의 발열온도 및 발열시간을 제어할 수 있다. 이때, 상기 발열조작은 차실 내부 바람직하게는 스티어링휠에 별도의 스위치(34)가 마련되며, 상기 스위치(34)는 제어부(30)와 연결되어, 스티어링휠의 히팅 조작을 수행하도록 할 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 스티어링휠의 코어(12)와 외층부(16) 사이에 발열유닛(20)이 내장됨으로써, 우드그레인 필름층(18)이 적용되는 스티어링휠 사양에 발열기능의 추가가 가능하여 스티어링휠의 상품성을 향상시키게 된다.

또한, 상기 발열코일(24)이 고정플레이트(22)에 고정되면서, 상기 고정플레이트(22)가 스티어링휠을 감싸는 형상으로 고정됨으로써, 발열코일(24)을 갖는 발열유닛(20)이 스티어링휠에 보다 견고하게 결합되는 것은 물론, 비틀림 강성에 매우 유리하게 된다.

한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

10 : 림 12 : 코어
14 : 내층부 16 : 외층부
18 : 필름층 20 : 발열유닛
22 : 고정플레이트 22a : 뼈대부
22b : 살부 22c : 공간부
24 : 발열코일 25 : 와이어유닛
25a : 와이어 26 : 제1코팅층
27 : 제2코팅층 30 : 제어부
32 : 온도센서 34 : 스위치

Claims (8)

1. 림(10)의 원주방향을 따라 형성된 코어(12);
   상기 코어(12)를 감싸는 형상으로 고정플레이트(22)가 마련되며, 상기 고정플레이트(22)의 테두리를 따라 발열코일(24)이 고정된 발열유닛(20); 및
   상기 코어(12) 및 발열유닛(20)의 외측 표면을 감싸는 형상으로 마련된 외층부(16);를 포함하는 발열기능을 갖는 스티어링휠.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 고정플레이트(22)는,
   중심부에 형성되어 코어(12)의 원주방향을 따라 커버되는 뼈대부(22a);
   상기 뼈대부(22a)의 양 측부에 돌출 형성되어, 상기 코어(12)의 단면 방향으로 감겨지는 살부(22b);를 포함하여 구성되며,
   상기 발열코일(24)이 상기 뼈대부(22a)와 살부(22b)의 일면 테두리를 따라 이어져 고정되는 것을 특징으로 하는 발열기능을 갖는 스티어링휠.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 살부(22b)는 상기 뼈대부(22a)의 일측과 타측에 각각 다수 형성되며, 상기 살부(22b)과 이웃하는 다른 살부(22b) 사이에는 공간부(22c)가 마련되고, 상기 뼈대부(22a)의 일측에 형성된 살부(22b) 및 공간부(22c)와 상기 뼈대부(22a)의 타측에 형성된 공간부(22c) 및 살부(22b)가 서로 대향하는 위치에 형성됨으로써, 상기 살부(22b)가 코어(12)에 감겨지는 경우 상기 살부(22b)가 반대편의 대향 위치에 형성된 공간부(22c)의 내부를 향해 감겨지는 것을 특징으로 하는 발열기능을 갖는 스티어링휠.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 고정플레이트(22)는 금속재질의 열전도체인 것을 특징으로 하는 발열기능을 갖는 스티어링휠.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 발열코일(24)은,
   복수의 와이어(25a)가 합쳐진 와이어유닛(25);
   상기 각각의 와이어(25a) 표면에 절연을 위하여 독립적으로 코팅 형성된 제1코팅층(26); 및
   상기 와이어유닛(25)의 외측에 내열성 및 내식성을 위하여 코팅 형성된 제2코팅층(27);을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발열기능을 갖는 스티어링휠.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 코어(12)와 발열유닛(20) 사이에는 상기 코어(12)를 감싸는 형상으로 내층부(14)가 더 마련된 것을 특징으로 하는 발열기능을 갖는 스티어링휠.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 외층부(16)의 외측 표면을 감싸는 형상으로 필름층(18)이 더 마련된 것을 특징으로 하는 발열기능을 갖는 스티어링휠.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 필름층(18)은 우드그레인 필름인 것을 특징으로 하는 발열기능을 갖는 스티어링휠.

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