KR101923107B1 - 발열 스티어링 휠과 발열 스티어링 휠의 제조방법 및 발열 스티어링 휠의 히팅 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예는 발열 스티어링 휠에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 림 형상을 가지는 코어; 상기 코어 주변에 발포성 재료가 발포되어 상기 코어를 감싸고, 림 형상을 가지는 그립부; 상기 그립부의 림 형상의 원주를 따라 배치되어 열을 발산하는 열전도부; 및 유도 전류에 의한 유도 가열을 이용하여 상기 열전도부에 열을 발생시키는 전력 공급부;를 포함하고, 상기 전력 공급부는, 전원을 공급받아 전류를 발생시키는 회로부; 및 상기 전류를 이용하여 상기 열전도부에 유도 전류를 발생시키는 코일부를 포함하고, 상기 열전도부는, 상기 코일부 측에 일 측이 배치되어 상기 코일부에 의한 유도 전류에 의해 열을 발생시키는 직접 발열부; 및 상기 직접 발열부의 타측으로 연장되어 형성되고, 상기 직접 발열부로부터 열을 전도 받아 발열하는 간접 발열부를 포함하는 것인 발열 스티어링 휠을 제공한다.

Description

발열 스티어링 휠과 발열 스티어링 휠의 제조방법 및 발열 스티어링 휠의 히팅 방법{HEATED STEERING WHIEEL, AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF, AND METHOD FOR HEATING THEREOF}

본 발명은 발열 스티어링 휠과 발열 스티어링 휠의 제조방법 및 발열 스티어링 휠의 히팅 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 스티어링 휠은 차량의 운전석에 마련되어 차량 바퀴를 조향하는데 사용하는 장치이다. 이러한 스티어링 휠은 겨울철에 외부 공기와 직접적인 접촉은 없더라도, 차체에 의하여 차량 내부의 공기 온도가 낮아지기 때문에, 외부 공기 온도에 따라 스티어링 휠의 온도도 낮은 온도로 떨어지게 된다. 따라서, 겨울 철에 운전자가 차량에 탑승하여 스티어링 휠을 잡고 운전하게 되면, 차가운 스티어링 휠의 냉기를 그대로 느끼게 되어, 운전자가 불쾌감을 느낄 수 있다. 이 경우, 운전자는 자신 손의 온도나 히터에 의해 예열되는 실내의 온도에 의하여 스티어링 휠의 온도가 자연적으로 상승하기를 기다리는 수밖에 없다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 종래기술에는 스티어링 휠 내부에 열선을 내장하여 스티어링 휠을 히팅시킨다. 스티어링 휠에 내장된 열선에 전원을 인가하여 열선을 발열시킴으로써 스티어링 휠이 히팅될 수 있다.

그러나, 상기와 같은 종래기술은 다음과 같은 문제점들이 있다.

열선은 얇은 합금선으로 형성되는데, 이러한 합금선은 인장에 약하여 스티어링 휠과의 부착하는 제조 공정 과정에서 끊어지는 경우가 발생하며, 운전자로 인한 외력 가압시에 쉽게 끊어지는 경우도 발생한다. 열선의 경우에 한 부분만 끊어져도 열선 전면이 작동이 불가하기 때문에, 이렇게 열선이 끊어지게 되면 온열 기능을 수행하지 못하는 문제가 있다.

또한, 열선을 스티어링 휠에 내장시키기 위해서는, 열선을 배치하기 위한 패드를 부착하고, 패드 위에 열선을 자수한 후 스티어링 휠 그립바디 표면에 상기 열선패드를 부착하여야 하기 때문에 제조 공정수가 증가하게 된다. 따라서 이러한 공정은 가죽이 감싸진 스티어링 휠에만 적용이 가능하며, 현재까지는 가죽이 적용되지 않은 일반사양에는 적용이 불가능하다

또한, 스티어링 휠의 내부에 열선을 내장시키고, 열선을 발열시키기 위해 열선으로 전류를 공급하는 방법은 전력 소모량이 크다는 단점이 있으며, 열선으로 전류를 흐르게 하는 전원 인가 후 목표 설정 온도까지의 도달 시간이 길어 온열감을 초기에 느낄 수 없어 모든 운전자가 만족할 수 없는 성능적 결함이 있다.

한국공개실용신안 제20-2009-0008520호(2009.08.25. 공개)

본 발명의 실시예들은, 유도 가열을 이용하여 낮은 소비전력과 목표 발열 온도까지의 도달 시간을 단축 시킬 수 있는 발열 스티어링 휠과 발열 스티어링 휠의 제조방법 및 발열 스티어링 휠의 히팅 방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 유도 가열 또는 히트 파이프를 이용하여 불량률을 낮출 수 있는 발열 스티어링 휠과 발열 스티어링 휠의 제조방법 및 발열 스티어링 휠의 히팅 방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 유도 가열을 이용하므로, 별도로 열선과 패드를 부착하는 자수 공정 제거 및 열선이 자수된 열선패드를 스티어링 휠에 부착하는 제조 공정수를 줄일 수 있는 발열 스티어링 휠과 발열 스티어링 휠의 제조방법 및 발열 스티어링 휠의 히팅 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 림 형상을 가지는 코어; 상기 코어 주변에 발포성 재료가 발포되어 상기 코어를 감싸고, 림 형상을 가지는 그립부; 상기 그립부의 림 형상의 원주를 따라 배치되어 열을 발산하는 열전도부; 및 유도 전류에 의한 유도 가열을 이용하여 상기 열전도부에 열을 발생시키는 전력 공급부;를 포함하고, 상기 전력 공급부는, 전원을 공급받아 전류를 발생시키는 회로부; 및 상기 전류를 이용하여 상기 열전도부에 유도 전류를 발생시키는 코일부를 포함하고, 상기 열전도부는, 상기 코일부 측에 일 측이 배치되어 상기 코일부에 의한 유도 전류에 의해 열을 발생시키는 직접 발열부; 및 상기 직접 발열부의 타측으로 연장되어 형성되고, 상기 직접 발열부로부터 열을 전도 받아 발열하는 간접 발열부를 포함하는 것인 발열 스티어링 휠을 제공한다.

또한, 상기 코일부가 상기 직접 발열부의 외주면을 감싸도록 형성되는 것인 발열 스티어링 휠을 제공할 수 있다.

또한, 상기 코일부가 상기 직접 발열부와 기 결정된 거리로 이격되어 배치되는 것인 발열 스티어링 휠을 제공할 수 있다.

또한, 상기 열전도부가 상기 그립부의 내부 또는 상기 그립부의 외주면을 따라 기 결정된 간격으로 하나 이상 배치되는 것인 발열 스티어링 휠을 제공할 수 있다.

또한, 상기 그립부의 외주면을 따라 하나 이상의 오목부가 마련되어 있으며, 상기 열전도부는 상기 오목부에 삽입되어 고정되는 것인 발열 스티어링 휠을 제공할 수 있다.

또한, 상기 오목부에 삽입되는 상기 열전도부를 고정하도록 상기 그립부는 2차로 더 발포되어 형성되는 것인 발열 스티어링 휠을 제공할 수 있다.

또한, 상기 열전도부가 히트 파이프로 형성되는 것인 발열 스티어링 휠을 제공할 수 있다.

또한, 상기 열전도부는 상기 그립부의 외주면에 배치되는 필름 형태 또는 수지층 형태로 형성되고, 상기 필름 또는 상기 수지층의 일면에는 그래핀(graphene) 또는 그라파이트(graphite) 소재의 전도성 물질이 형성된 것인 발열 스티어링 휠을 제공할 수 있다.

또한, 상기 오목부는 상기 그립부의 외주면을 따라 구불구불하게 굽어진 형상을 가지고 있으며, 상기 열전도부는 히트 파이프이고, 상기 오목부에 삽입되어 고정되는 것인 발열 스티어링 휠을 제공할 수 있다.

또한, 상기 열전도부는 상기 그립부의 내부에 배치되며, 상기 열전도부를 상기 코어로부터 이격된 상태로 지지하도록, 상기 코어의 외주면에 장착되는 지지부를 더 포함하고, 상기 지지부는 상기 열전도부의 형상을 따르는 것인 발열 스티어링 휠을 제공할 수 있다.

또한, 상기 발열 스티어링 휠은 상기 그립부와 허브를 연결하는 하나 이상의 스포크를 포함하고, 상기 열전도부는 상기 그립부와 상기 스포크가 연결되는 부분에서 하나 이상의 영역으로 나뉘어지고, 상기 전력 공급부는 상기 열전도부의 하나 이상의 영역에 연결되는 것인 발열 스티어링 휠을 제공할 수 있다.

또한, 상기 열전도부의 일단부는 상기 그립부로부터 상기 스포크로 연결되는 방향으로 굽어진 만곡부를 포함하는 것인 발열 스티어링 휠을 제공할 수 있다.

또한, 상기 발열 스티어링 휠은 상기 그립부와 허브를 연결하는 하나 이상의 스포크를 포함하고, 상기 열전도부는 상기 그립부와 상기 스포크가 연결되는 부분에서 하나 이상의 영역으로 나뉘어지고, 상기 전력 공급부는 상기 열전도분의 하나 이상의 영역에 하나 이상이 마련되어 각각의 상기 전력 공급부는 상기 열전도부의 각각의 영역에 연결되는 것인 발열 스티어링 휠을 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 발열 스티어링 휠의 제조방법으로서, 림 형상의 코어를 사출 또는 다이캐스팅 등으로 성형하는 단계; 상기 코어의 외주면을 따라 림 형상의 지지부를 장착하는 단계; 상기 지지부를 따라 림 형상의 열전도가 가능한 열전도부를 장착하는 단계; 상기 코어, 상기 지지부, 및 상기 열전도부가 결합된 상태로 발포성 재료를 발포하여 그립부를 성형하는 단계; 유도 전류에 의한 유도 가열을 이용하여 상기 열전도부로 열을 전달하는 전력 공급부를 상기 발열 스티어링 휠의 허브 또는 스포크에 장착하는 단계; 및 상기 열전도부의 일측과 상기 전력 공급부의 코일부를 연결하는 단계를 포함하는 것인 발열 스티어링 휠의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 림 형상의 코어와, 상기 코어 주변에 발포성 재료가 발포되어 상기 코어를 감싸고 림 형상을 가지는 그립부와, 상기 그립부에 배치된 열전도부, 및 교류 전류를 발생시키는 전력 공급부를 포함하는 스티어링 휠의 히팅 방법으로서, 상기 전력 공급부의 회로부가 교류 전류를 코일부로 전달하는 단계; 상기 열전도부의 일단부에 마련된 직접 발열부가 상기 코일부의 전류에 의해 유도 전류가 발생되어 발열되는 단계; 및 상기 직접 발열부에서 발생한 열이 상기 열전도부의 간접 발열부로 전도되는 단계;를 포함하는 것인 발열 스티어링 휠의 히팅 방법을 제공한다.

또한, 상기 열전도부는 히트 파이프로 형성되고, 상기 히트 파이프의 일단부는 직접 발열부로서, 상기 유도 전류에 의해 발열되고, 상기 히트 파이프의 직접 발열부에 연결된 간접 발열부의 일단부는, 상기 직접 발열부에서 발생한 열을 흡수하여 상기 히트 파이프 내의 액체가 기화되며, 기화된 기체가 상기 히트 파이프 내부의 모세관을 따라 상기 히트 파이프의 타단부로 이동하여 응축되어 열을 방출하고, 응축으로 인해 액화된 액체는 상기 모세관과 외관 사이의 공간을 통해 다시 상기 간접 발열부의 일단부로 돌아오는 것인 발열 스티어링 휠의 히팅 방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 발열 스티어링 휠과 발열 스티어링 휠의 제조방법 및 발열 스티어링 휠의 히팅 방법에 의하면, 소비 전력을 낮추고, 목표 발열 온도의 도달 시간을 단축 시킬 수 있다는 효과가 있다.

또한, 제품의 열선이 운전자 외력에 의하여 단선되는 등의 불량률을 낮출 수 있는 장점이 있다.

또한, 기존의 열선패드 부착을 위한 소요시간 과다 발생, 열선패드의 부착 불량 및 얇은 열선의 단선으로 인한 높은 불량율과 열선패드 제작, 운반, 적재, 이송, 스티어링휠 그립바디와의 부착까지의 공정수를 제거할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 스티어링 휠을 횡방향으로 자른 일 예의 단면을 나타낸 도면이다.
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 도 1에 도시된 발열 스티어링 휠을 A-A' 방향으로 자른 단면을 나타낸 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 지지부를 나타낸 도면이다.
도 4은 본 발명의 다른 실시예에 따른 지지부를 나타낸 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 그립부에 형성된 오목부를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 1에 따른 열전도부와 코일부를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열 스티어링 휠을 횡방향으로 자른 일 예의 단면을 나타낸 도면이다.
도 8은 도 7에 따른 열전도부와 코일부를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열 스티어링 휠을 횡방향으로 자른 일 예의 단면을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열 스티어링 휠을 횡방향으로 자른 일 예의 단면을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열 스티어링 휠을 횡방향으로 자른 일 예의 단면을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열 스티어링 휠을 횡방향으로 자른 일 예의 단면을 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열 스티어링 휠을 횡방향으로 자른 일 예의 단면을 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열 스티어링 휠을 횡방향으로 자른 일 예의 단면을 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 열전도부의 히트 파이프를 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 스티어링 휠의 제조방법에 대해 나타낸 블록도 이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 스티어링 휠의 히팅 방법에 대해 나타낸 블록도 이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.

본 명세서에서, "포함하다", "가지다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.

또한, 이하의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 보다 명확하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 스티어링 휠을 횡방향으로 자른 일 예의 단면을 나타낸 도면이다. 도 2a 내지 도 2c는 도 1에 도시된 발열 스티어링 휠을 A-A' 방향으로 자른 그립부 부분의 단면을 나타낸 도면이다.

구체적으로, 도 1은 코일부가 직접 발열부를 감싸고 있는 발열 스티어링 휠을 나타낸 도면이다. 도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 그립부 내부에 열전도부를 배치시키기 위한 지지대가 더 포함된 것을 나타낸 도면이고, 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 열전도부가 그립부 외주면을 따라 배치된 것을 나타낸 도면이다.

도 1, 도 2a, 도 2b 및 도 2c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 스티어링 휠(1)은 코어(10), 그립부(20), 열전도부(30), 지지부(40), 외피부(50), 허브(60), 스포크(70) 및 전력 공급부(80)를 포함할 수 있다.

코어(10)는 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 스티어링 휠(1)의 골조를 이루는 구성으로서, 운전자가 잡는 스티어링 휠의 전체 둘레를 따라 스티어링 휠의 내부에 형성될 수 있다. 코어(10)는 림 형상을 가질 수 있으며, 금속 또는 플라스틱 등의 재질로 이루어질 수 있다. 다만, 코어(10)의 형상은 림 형상에 제한되지 않고, 'ㅣ'자형 형상 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

그립부(20)는 코어(10) 주변에 발포성 재료, 일례로 폴리우레탄 폼이 코어(10)를 감싸고 있으며, 코어(10)와 마찬가지로 림 형상으로 형성 될 수 있다. 발열 스티어링 휠(1)은 그립부(20)에 의해 외형이 형성될 수 있다.

열전도부(30)는 그립부(20)의 림 형상의 원주를 따라 배치되어 열을 발산하여, 발열 스티어링 휠(1)을 적정 온도로 따뜻하게 만들어줄 수 있다. 열전도부(30)는 세장형으로 림 형상의 코어(10)의 림의 원주를 따라 원 형상으로 형성될 수 있다. 또는, 열전도부(30)는 곡선의 형태로 구불구불하게 코어(10)의 원주를 따라 형성될 수 있다. 이 경우, 열이 전도되는 면적이 넓어져, 운전자가 스티어링 휠의 파지시 넓은 면적에 걸쳐서 온기를 느낄 수 있다.

열전도부(30)는 그립부(20)의 내부 또는 외주면을 따라 복수개가 분리되어 하나 이상 배치될 수 있다. 예를 들어, 열전도부(30)는 발열 스티어링 휠(1)의 좌측과 우측으로 분리되어 운전자가 스티어링 휠 조작 시에 많이 잡는 부위에 형성될 수 있다. 또한, 열전도부(30)가 좌측과 우측으로 분리되는 것에 한정되지 않고, 좌측, 우측, 상측, 하측 등 복수개로 분리되어 형성될 수 있다. 여기서, 좌측과 우측은 운전자가 차량에 탑승하는 경우, 사용자의 몸을 중심으로 왼쪽편이 좌측, 오른쪽편이 우측으로 구분될 수 있다. 뿐만 아니라, 사용자의 얼굴측이 상측, 하체측이 하측으로 구분될 수 있다. 이하, 본 발명의 일 실시예에서는 발열 스티어링 휠(1)의 좌측, 우측, 상측 및 하측은 상술한 바와 같이 구분되는 것으로 설명하도록 한다.

열전도부(30)는 고주파 유도 가열에 의해 전류가 발생하여 열이 발생하는 직접 발열부(32)와 직접 발열부(32)로부터 열을 전도 받는 간접 발열부(34)를 포함할 수 있다. 고주파 유도 가열은 코일에 흐르는 고주파 전류에 의해 코일 주변의 금속 도체에 와전류가 형성되어 와전류에 의해 발생되는 열을 이용한다. 구체적으로, 열전도부(30)는 전력 공급부(80)의 코일부(84) 측에 일 측이 배치되어 코일부(84)에 의한 유도 전류에 의해 열을 발생시키는 직접 발열부(32)와, 직접 발열부(32)의 타측으로 연장 형성되고 직접 발열부(32)로부터 열을 전달 받아 발열하는 간접 발열부(34)를 포함할 수 있다. 여기서, 열전도부(30)의 직접 발열부(32)는 코일부(84)의 자기장 영향을 받는 부분일 수 있고, 간접 발열부(34)는 코일부(84)의 자기장 영향을 받지 않으며, 직접 발열부(32)에서 열이 전달되어 방열하는 부분일 수 있다. 다만, 직접 발열부(32)와 간접 발열부(34)는 연장 형성된 하나의 구성일 수 있고, 각각의 구성이 접촉 또는 결합된 구성일 수도 있다.

또한, 열전도부(30)의 일 단은 그립부(20)로부터 스포크(70)로 연결되는 방향으로 굽어져 만곡되는 만곡부(36)를 포함할 수도 있다. 직접 발열부(32)가 스포크(70)에 위치한 전력 공급부(80)의 코일부(84) 내로 배치되기 위해서, 직접 발열부(32)를 포함하는 열전도부(30)의 일 단이 만곡되는 만곡부(36)가 형성될 수 있다. 이때, 만곡부(36)는 전체가 직접 발열부(32)로 이루어질 수 있고, 또는 만곡부(36)의 일부가 직접 발열부(32)로 이루어지고, 다른 일부는 간접 발열부(34)로 이루어질 수 있다.

열전도부(30)는 도 2a에 도시된 바와 같이, 그립부(20)의 내부에 배치될 수 있다. 이러한 경우, 열전도부(30)를 지지하기 위해 지지부(40)를 더 포함할 수 있다. 또한, 열전도부(30)는 도 2b에 도시된 바와 같이, 그립부(20)의 외주면을 따라 외주면에 직접 배치될 수 있다. 하나 이상의 열전도부(30)가 배치될 경우 기 결정된 간격으로 이격 되어 배치될 수 있다. 이러한 경우에는 그립부(20)에 열전도부(30)를 삽입하기 위한 오목부(22; 도 5 참조)가 형성될 수 있다.

열전도부(30)는 히트 파이프로 형성될 수도 있고, 도전성 필름 또는 일정 형상의 도전성 수지로 형성되어 도전성 필름 또는 수지의 일면에 기 결정된 패턴의 그래핀(graphene) 또는 그라파이트(graphite) 소재의 열전도체가 형성된 것일 수도 있다. 예를 들어, 필름 형태 또는 수지 형태의 열전도성 물질이 형성되고, 열전도성 물질의 일면에 기 결정된 패턴으로 스프레이, 증착, 도금, 도장, 인쇄 방식 등으로 전도성 물질을 도포하여 형성된 것일 수 있다. 다만, 열전도체는 그래핀 또는 그라파이트에 한정되지 않으며, 은, 구리, 금, 알루미늄도 등을 포함할 수 있다.

아울러, 도전성 필름 또는 수지의 일면에 열전도성 물질이 기 결정된 패턴으로 도포될 수도 있을 뿐만 아니라, 특정한 패턴 없이 도전성 필름 또는 수지의 일면에 열전도성 물질이 전면에 도포될 수도 있다.

열전도부(30)가 히트 파이프로 형성될 경우에는 그립부(20) 내부 또는 외주면에 히트 파이프를 삽입할 수 있고, 열전도부(30)가 그래핀 또는 그라파이트 소재의 열전도체가 형성된 도전성 필름일 경우에는 그립부(20)의 외주면에 도전성 필름을 배치하고, 도전성 필름의 일면에 열전도체를 부착할 수 있다. 또한, 열전도부(30)는 도전성 페이스트가 그립부(20)의 외주면에 직접 형성된 것일 수도 있다.

지지부(40)는 열전도부(30)를 코어(10)로부터 이격된 상태로 지지하기 위해 코어(10)의 외주면에 장착될 수 있다. 지지부(40)는 열전도부(30)를 코어(10)에 대하여 이격시킨 상태로 지지하기 위한 것으로, 열전도부(30)의 형상에 대응되도록 형성될 수 있다. 열전도부(30)가 구불구불하지 않은 곧은 형태로 형성되면 지지부(40)도 곧은 형태로 코어(10)의 외주면을 따라 형성될 수 있다. 또한, 열전도부(30)가 곡선의 구불구불한 형태로 형성되면 지지부(40)도 곡선의 형태로 구불구불하게 코어(10)의 외주면을 따라 형성될 수 있다. 또한, 지지부(40)가 열전도부(30)의 형상에 대응되어, 열전도부(30)가 위치하는 곳에만 형성되면, 지지부(40) 제작 시, 부재를 절약하여 원가를 절감시킬 수 있고, 스티어링 휠(1) 전체의 무게를 감소시킬 수 있다. 다만, 지지부(40)의 형상은 곧은 형태, 구불구불한 형상에 한정되지 않고, 열전도부(30)를 코어(10)로부터 이격된 상태로 지지할 수 있도록 다양한 형상으로 변형 가능하다. 지지부(40)에 대한 구체적인 설명은 도 2 및 도 3에서 후술하도록 한다.

외피부(50)는 가죽 등으로 구성되어, 운전자가 스티어링 휠을 잡았을 때, 스티어링 휠의 내부 구성으로부터 운전자 손의 피부를 보호하며, 편안함을 줄 수 있다.

허브(60)는 차량의 조향축과 스티어링 휠을 연결하는 부분으로서, 에어백 등을 비롯하여 여러가지 장비를 내장하고 있을 수 있다.

스포크(70)는 허브(60)와 그립부(20)를 연결하기 위해 복수개의 영역에 형성될 수 있다. 스포크(70)가 그립부(20)와 허브(60)를 연결하여, 상기 그립부(20)를 허브(60)에 대하여 지지할 수 있다.

전력 공급부(80)는 스포크(70)에 배치될 수 있다. 다만, 전력 공급부(80)가 스포크(70)에 배치되는 것에 한정되는 것은 아니며, 허브(60) 등 다른 위치에 배치될 수 있다. 전력 공급부(80)는 교류 전원을 공급받아 전류를 발생시키는 회로부(82) 및 전류를 이용하여 열전도부(30)에 고주파 유도 전류를 발생시키는 코일부(84)를 포함할 수 있다. 또한, 전력 공급부(80)는 차량의 직류 전원을 교류로 변환하여 회로부(82)로 전달하는 인버터(86)를 더 포함할 수 있다. 전력 공급부(80)는 회로부(82), 코일부(84), 인버터(86)를 통해 유도 전류에 의한 유도 가열을 이용하여 열전도부(30)에 열을 발생시킬 수 있다.

회로부(82)는 코일부(84)로 전류를 전달할 수 있다. 여기서 전류는 교류 전류일 수 있다. 인버터(86)를 통해 차량의 직류 전류는 교류 전류로 전환되고, 회로부(82)는 전환된 교류 전류를 코일부(84)로 전달할 수 있다.

코일부(84)는 회로부(82)와 연결되어, 전류를 공급받을 수 있으며, 직접 발열부(32)의 외주면을 감싸도록 형성될 수 있다. 회로부(82)로부터 전류를 공급받은 코일부(84) 주위에는 유도 자기장이 형성될 수 있다. 유도 자기장에 의해 직접 발열부(32)에 고주파 유도 전류가 흐르게 되고, 고주파 유도 전류에 의해 직접 발열부(32)는 열이 발생될 수 있다.

정리 하면, 본 발병의 일 실시예에 따른 발열 스티어링 휠(1)은 운전자가 차량에 탑승하여 차량이 작동하게 되면, 전력 공급부(80)의 인버터(86)는 차량의 직류 전원을 공급받아 교류 전원으로 변환하여 회로부(82)로 공급할 수 있다. 회로부(82)는 교류 전원을 공급받아 코일부(84)로 교류 전류를 전달할 수 있다. 교류 전류를 전달받은 코일부(84)에는 자기장이 형성되고, 코일부(84)에 형성된 자기장에 의해서, 코일부(84)로 감싸진 직접 발열부(32)에는 고주파 유도 전류가 발생할 수 있다. 유도 전류의 발생에 의해 직접 발열부(32)는 열이 발생되고, 직접 발열부(32)에서 발생된 열은 간접 발열부(34)측으로 열이 전도될 수 있다.

따라서, 열이 발생한 직접 발열부(32)와 직접 발열부(32)의 열을 전도 받은 간접 발열부(34)가 열을 방열하게 되어, 운전자가 운전 시 잡는 그립부(20)가 따뜻해질 수 있다.

도 2a를 살펴보면, 열전도부(30)가 그립부(20) 내부에 배치될 수 있다. 열전도부(30)가 그립부(20) 내부에 배치될 경우, 코어(10)에 고정되어 장착된 지지부(40)에 열전도부(30)를 부착하여 열전도부(30)를 그립부(20) 내부에 고정 배치시킬 수 있다.

그립부(20)는 금형 안에 폴리우레탄 폼과 같은 발포성 재료를 발포하여 형성되는 과정을 거치게 된다. 이때, 발포성 재료를 발포하기 전에 열전도부(30)를 고정시키기 위해서 지지부(40)가 더 배치될 수 있다. 이때, 지지부(40)는 코어(10) 외주면에 고정되어 장착될 수 있는 형상인 동시에, 열전도부(30)를 지지할 수 있는 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 복수개의 열전도부(30)가 기 결정된 간격으로 이격되어 그립부(20)내에 배치될 때에도, 지지부(40)는 복수개의 열전도부(30)를 각각 지지할 수 있도록 형성될 수 있다. 따라서, 하나 이상의 열전도부(30)는 각자 자리를 이탈하지 않고 안정적으로 고정되어 배치될 수 있다.

도 2b를 살펴보면, 하나 이상의 열전도부(30)가 그립부(20) 외주면을 따라 기 결정된 거리로 이격되어 배치될 수 있다. 이러한 경우, 그립부(20)는 외주면에 열전도부(30)가 배치되기 위한 오목부(22, 도 5 참조)를 포함할 수 있다. 그립부(20)의 오목부(22)에 열전도부(30)를 삽입시켜 고정시킬 수 있다.

도 2c를 살펴보면, 그립부(20)는 제1 그립부(20-1)와 제2 그립부(20-2)를 포함할 수 있다. 이는, 코어(10)를 중심으로 오목부(22)가 형성된 제1 그립부(20-1)가 1차로 발포되어 형성되고, 제1 그립부(20-1)의 외주면에 형성되는 하나 이상의 오목부(22)에 열전도부(30)를 삽입시키고, 삽입된 열전도부(30)를 보다 안정적으로 삽입고정하기 위해, 제2 그립부(20-2)가 2차로 발포되어 형성될 수 있다. 오목부(22)에 대해서는 도 4에서 후술하도록 한다.

도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 지지부를 나타낸 도면이고, 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 지지부가 코어에 장착된 것을 나타낸 도면이다.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 지지부(40)는 열전도부(30)를 안착시켜 지지하는 안착부(42), 안착부(42)가 복수개 형성될 경우 각각의 안착부(42)를 연결하여 지지하는 연결부(44) 및 안착부(42) 및 연결부(44)에 의해 형성되는 중공부(46)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 안착부(42)는 열전도부(30)가 안착되는 부분을 말한다. 안착부(42)는 열전도부(30)의 개수에 대응되도록 코어(10)의 원주를 따라 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 2a와 같이 열전도부(30) 복수개가 기 결정된 간격으로 이격되어 배치되면, 안착부(42)는 각각의 열전도부(30)를 고정할 수 있도록 각 열전도부(30)가 배치되는 위치에 대응되도록 마련될 수 있다.

연결부(44)는 각 열전도부(30)에 대응되게 마련된 복수개의 안착부(42)가 서로 안정적으로 연결되어 제 위치에 고정되도록 하기 위해, 각각의 안착부(42)를 연결하도록 마련될 수 있다. 연결부(44)는 서로 다른 안착부(42)를 연결하기 위해, 안착부(42)에 수직 방향을 따라 기 결정된 간격으로 이격되어 형성될 수 있다. 또한, 연결부(44)는 코어(10)와의 장착력을 높이기 위해 코어(10)의 외주면 형상에 대응되도록 형성될 수도 있다.

따라서, 복수개의 안착부(42)와 각 안착부(42)를 연결하기 위한 복수개의 연결부(44)에 의해 중공부(46)가 형성되는 형상일 수 있다. 즉, 열전도부(30)가 배치되지 않는 부분의 지지부(40)에는 중공부(46)가 형성된 형태일 수 있다.

열전도부(30)가 배치되는 위치를 중심으로 일정 부분에만 지지부(40)가 형성됨으로써, 지지부(40) 재료비의 원가 절감을 할 수 있고, 중공부(46)에는 무게가 가벼운 발포성 재료(20)로 채워지기 때문에 스티어링 휠(1)의 전체 무게를 감소시킬 수 있다. 지지부(40)는 물론 코어(10)의 외주면에 전체적으로 덮힌 형상일 수도 있다.

도 4은 본 발명의 다른 실시예에 따른 지지부를 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 지지부(40)는 구불구불하게 형성될 수 있다. 도 3과 마찬가지로 지지부(40)는 열전도부(30)를 안착시켜 지지하는 안착부(42), 안착부(42)가 복수개 형성될 경우 각각의 안착부(42)를 연결하여 지지하는 연결부(44) 및 안착부(42) 및 연결부(44)에 의해 형성되는 중공부(46)를 포함할 수 있다.

지지부(40)는 열전도부(30)를 지지하기 위한 것으로, 열전도부(30)의 형상에 대응될 수 있다. 따라서, 열전도부(30)가 곡선의 구불구불한 형태로 형성될 경우, 안착부(42)는 이에 대응되도록 구불구불한 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 지지부(40)는 구불구불한 열전도부(30)를 보다 안정적으로 지지하기 위해 구불구불한 형태로 형성될 수 있다. 또한, 코어(10)와의 장착력을 높이도록 코어(10)의 외주면 형상에 대응되도록 형성될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 그립부에 형성된 오목부를 나타낸 도면이다. 구체적으로, 도 5a는 오목부가 구불구불하지 않은 곧은 형태로 형성된 것을 나타낸 도면이고, 도 5b는 구불구불한 형상으로 형성된 것을 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 그립부(20)는 열전도부(30)를 삽입 고정시킬 수 있는 오목부(22)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 오목부(22)는 그립부(20)에 배치되는 열전도부(30)의 위치에 대응되도록 형성될 수 있다. 또한, 오목부(22)는 열전도부(30)를 보다 안정적으로 고정시키기 위해 열전도부(30)의 형상에 대응되게 형성될 수 있다. 예를 들어, 열전도부(30)가 곧은 형태로 그립부(20)의 원주를 따라 배치되면 도 5a와 같이 오목부(22) 또한 곧은 형태로 그립부(20)의 원주를 따라 형성될 수 있으며, 열전도부(30)가 구불구불한 곡선이 반복되는 형상으로 형성되면 도 5b와 같이 오목부(22) 또한 구불구불한 곡선의 형태로 그립부(20)의 원주를 따라 형성될 수 있다. 아울러, 오목부(22)는 열전도부(30)의 형상뿐만 아니라, 열전도부(30)의 면적에 대응되도록 형성되어 열전도부(30)가 안정적으로 삽입될 수 있다.

도 6은 도 1에 따른 열전도부와 코일부를 나타낸 도면이다. 이하에서는, 코일부(84)가 열전도부(30)의 직접 발열부(32)를 감싸며 형성되는 일 실시예에 대해서 설명하도록 한다.

도 6을 참조하면, 상술한 바와 같이, 직접 발열부(32)는 코일부(84)로 감싸져 있을 수 있다. 회로부(82)로부터 교류 전류를 공급받은 코일부(84)에는 유도 자기장이 형성될 수 있다. 코일부(84)의 자기장에 의해 직접 발열부(32)에 유도 전류가 흐를 수 있다. 자기장에 의해 형성된 직접 발열부(32)의 유도 전류와 직접 발열부(32)의 자체 저항 때문에, 직접 발열부(32)에 열이 발생할 수 있다. 즉, 직접 발열부(32)는 전기 에너지가 열 에너지로 변환되며 열이 발생되는 것이다. 직접 발열부(32)에서 발생한 열은 간접 발열부(34)로 전도될 수 있다. 열이 전도됨에 따라 열전도율이 높은 간접 발열부(34)도 발열할 수 있다. 따라서, 직접 발열부(32)와 간접 발열부(34) 모두 열이 발생되어, 열전도부(30)를 포함한 발열 스티어링 휠(1)은 따뜻해질 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열 스티어링 휠을 횡방향으로 자른 일 예의 단면을 나타낸 도면이다. 구체적으로, 도 1과 다르게 코일부가 직접 발열부와 기 결정된 간격으로 이격되어 있는 것을 나타낸 실시예에 관한 것이다. 또한, 도 8은 도 7에 따른 직접 발열부와 코일부를 나타낸 도면이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 코일부(84)는 스포크(70)에 배치되고, 직접 발열부(32)는 그립부(20) 내에 삽입되어 배치될 수 있다. 이때, 코일부(84)는 직접 발열부(32)와 기 결정된 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 코일부(84)가 직접 발열부(32)를 직접 감싸지 않고, 직접 발열부(32)와 인접하게 배치될 수 있다. 코일부(84)는 스포크(70)의 직접 발열부(32)측으로, 직접 발열부(32)와 인접하게 배치될 수 있다.

코일부(84)와 직접 발열부(32)는 스포크(70) 또는 그립부(20) 중 어느 하나의 동일한 부위에, 기 결정된 간격으로 상하로 이격되어 배치될 수 있다.

코일부(84)와 직접 발열부(32)가 인접하게 배치된 상태에서, 코일부(84)에 전류가 흘러 자기장이 발생하게 되고, 자기장의 크기에 따라서 자기장은 직접 발열부(32)의 위치까지 발생할 수 있다. 이 경우, 코일부(84)에 의한 자기장은 직접 발열부(32)에 수직인 방향으로 형성되는 수직형 자계일 수 있다. 직접 발열부(32)의 위치까지 발생한 코일부(84)의 자기장에 의해 직접 발열부(32)에 유도 전류가 발생하게 되고, 이로 인해 직접 발열부(32)에 열이 발생할 수 있다. 코일부(84)에서 형성된 자기장이 이격되어 있는 직접 발열부(32)까지 영향을 미치게 되어, 직접 발열부(32)에 유도 전류가 발생하게 되고, 유도 전류에 의해 열이 발생할 수 있다. 이후에는 상술한 바와 마찬가지로, 직접 발열부(32)에서 유도 전류에 의해 발생한 열은 간접 발열부(34)로 전도되어, 간접 발열부(34) 또한 발열할 수 있다.

한편, 코일부(84)와 직접 발열부(32)는 기 결정된 간격으로 이격되어 있으므로, 코일부(84)에서 발생하는 자기장이 직접 발열부(32)까지 도달할 수 있는 자기장의 크기가 크고 넓게 자기장이 형성되어야 한다. 그러기 위해서, 코일부(84)와 직접 발열부(32)가 기 결정된 간격으로 이격된 경우에는, 자기장이 직접 발열부(32)까지 도달할 수 있을 정도로 형성되기 위해서, 코일부(84)가 감겨있는 횟수가 많거나 또는 코일부의 길이 등이 더 길게 형성될 수 있다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열 스티어링 휠을 횡방향으로 자른 일 예의 단면을 나타낸 도면이다.

도 9를 참조하면, 직접 발열부(32)와 코일부(84)는 스포크(70)내에 배치될 수 있다. 스포크(70)내에 배치되는 직접 발열부(32)와 코일부(84)는 서로 평행하게 기 결정된 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 도 7 및 도 8과 마찬가지로, 코일부(84)가 직접 발열부(32)를 직접 감싸지 않고, 직접 발열부(32)와 이격된 상태로 인접하게 배치될 수 있다. 구체적으로, 열전도부(30)는 좌측과 우측에 각각 배치될 수 있고, 좌측과 우측에 각각 배치된 열전도부(30)의 직접 발열부(32)는 스포크(70)내로 만곡되어 배치되는 만곡부(36)를 포함할 수 있다. 좌측에서 만곡된 직접 발열부(32)와 우측에서 만곡된 직접 발열부(32) 사이의 간격에 코일부(84)가 배치될 수 있다. 이때, 코일부(84)는 좌측의 직접 발열부(32)와 우측의 직접 발열부(32) 모두와 기 결정된 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 좌측의 직접 발열부(32), 코일부(84), 우측의 직접 발열부(32)의 위치와 같이 배치되며, 이들은 서로 평행하게 이격되어 배치될 수 있다.

이러한 경우, 코일부(84)의 자기장은 좌측 및 우측의 직접 발열부(32)와 코일부(84)가 배치된 평행한 방향의 수직 방향으로 형성될 수 있다. 수직 방향으로 형성되는 코일부(84)의 자기장은, 코일부(84)의 양측(좌측과 우측)에 배치된 직접 발열부(84)까지 영향을 미치게 되어, 직접 발열부(84)에 유도 전류가 발생하게 되고, 유도 전류에 의해 열이 발생할 수 있다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발열 스티어링 휠을 횡방향으로 자른 일 예의 단면을 나타낸 도면이다.

도 10은 도 1과 마찬가지로 코일부(84)가 직접 발열부(32)를 감싸고 있는 본 발명의 일 실시예에 대한 것이다. 따라서, 도 1에 도시된 실시예와 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략하기로 하고 다른 부분에 대해서만 상세히 설명하기로 한다.

도 10을 참조하면, 열전도부(30)는 만곡부(36)를 포함하지 않을 수 있다. 열전도부(30)의 직접 발열부(32)와 간접 발열부(34) 모두 그립부(20) 내에 배치될 수 있다. 직접 발열부(32)가 그립부(20)내에 위치하고 있는 경우, 코일부(84)는 스포크(70)에 배치된 회로부(82)에서부터 그립부(20) 내로 삽입되어 직접 발열부(32)를 감쌀 수 있다. 이 때, 그립부(20)와 스포크(70)가 연결되는 영역과 인접한 위치에 직접 발열부(32)가 위치되도록, 열전도부(30)가 배치될 수 있다. 이러한 경우에는, 코일부(84)가 직접 발열부(32)를 감싸고 있는 상태에서 발포성 부재가 발포되어 그립부(20)가 형성될 수 있다.

도 11 및 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열전도부가 그립부 내에 복수개 배치된 것을 단면으로 나타낸 도면이다. 도 11은 열전도부에 만곡부가 형성된 것을 나타낸 도면이고, 도 12는 만곡부를 포함하지 않는 열전도부를 나타낸 도면이다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 열전도부(30)는 그립부(20)에 복수개 배치될 수 있다. 예를 들어, 기 결정된 간격으로 이격되어 3개의 열전도부(34-1, 34-2, 34-3: 미도시)가 배치될 수 있다. 각각의 열전도부(34-1, 34-2, 34-3)는 도 1에 도시된 바와 같이 발열 스티어링 휠(1)의 종방향 단면에서, 운전자의 손바닥이 가장 많이 접촉되는 그립부(20) 둘레의 최외각부와 상부 하부에 배치될 수 있다. 운전자가 발열 스티어링 휠(1)을 잡을 때, 발열 스티어링 휠(1)의 내주면 부분과의 접촉은 상대적으로 적다. 따라서, 상대적으로 운전자의 접촉이 많은 상측 하측과 외주면 측에 복수개의 열전도부(30)가 배치될 수 있다. 구체적으로, 상측에 배치되는 하나의 상측 열전도부(34-1), 발열 스티어링 휠(1)의 외주면에 인접하게 배치되는 하나의 외주면 열전도부(34-2) 및 하측에 배치되는 하나의 하측 열전도부(34-3)가 그립부(20)에 배치될 수 있다. 참고로, 도 11 및 도 12는 발열 스티어링 휠(1)을 횡단면으로 자른 단면을 나타낸 것이기 때문에, 상측에 위치한 상측 열전도부(34-1)에 의해 상측 열전도부(34-1)의 아래에 위치하고 있는 하측 열전도부(34-3)는 나타나지 않은 것이다.

또한, 도 11 및 도 12는 도 1 및 도 10과 마찬가지로 만곡부(36)를 포함할 수도 있고, 포함하지 않을 수도 있다. 도 11은 열전도부(30)에 만곡부(36)가 형성되어 열전도부(30)가 스포크(70)까지 연장될 수 있다. 만곡부(36)에 포함되는 직접 발열부(32)가 코일부(84)에 감싸져 있는 것이다. 도 12는 열전도부(30)에 만곡부(36)가 형성되지 않아, 코일부(84)가 그립부(20) 내부로 삽입되어 직접 발열부(32)를 감싸고 있는 것을 나타낸 것이다.

도 13 및 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 열전도부가 그립부 내에 복수개 배치된 것을 나타낸 도면이다.

도 13 및 도 14를 참조하면, 열전도부(30)는 그립부(20)와 스포크(70)가 연결되는 부분에서 복수개의 영역으로 나누어져 복수개가 배치될 수 있다. 예를 들어, 상측의 좌측과 우측, 하측의 좌측과 우측에 배치될 수 있다. 복수개의 열전도부(30)가 나뉘어져 복수개의 영역에 배치될 경우, 간접 발열부(34)의 길이가 짧아질 수 있다. 따라서, 직접 발열부(32)에서 발생한 열이 간접 발열부(34)로 전도될 때, 직접 발열부(32)와 가장 멀리 떨어진 간접 발열부(34)의 타 단까지 열이 전달되는데 걸리는 시간이 감소하게 된다. 따라서, 발열 스티어링 휠(1)이 보다 빠르게 따뜻해질 수 있다. 뿐만 아니라, 열이 간접 발열부(34)의 타 단까지 전달되는 시간이 짧아짐에 따라, 직접 발열부(32)에서 발생한 열 온도의 유지력이 높아지기 때문에, 직접 발열부(32)에서 보다 약한 유도 전류가 흘러도 따뜻한 열을 간접 발열부(34)까지 전도시킬 수 있다. 따라서, 전력 소모를 줄일 수 있는 효과가 있다.

전력 공급부(80)가 복수개가 마련되고, 각각의 전력 공급부(80)는 열전도부(30)의 각 영역에 연결될 수 있다. 전력 공급부(80)는 각 복수개의 영역의 스포크(70)에 각각 배치되어, 각 영역에서 발열하는 열전도부(30)와 연결되어 전원을 공급할 수 있다. 다만, 전력 공급부(80)가 각 영역에 복수개 마련되는 것에 한정되는 것은 아니며, 하나의 전력 공급부(80)가 배치되어 복수개의 열전도부(30)가 하나의 전력 공급부(80)에 연결되어 작동될 수도 있다.

도 13은 앞서 설명한 도 1과 마찬가지로, 열전도부(30)에 스포크(70)로 만곡된 만곡부(36)가 형성된 것이며, 도 14는 앞서 설명한 도 10과 동일하게 열전도부(30)에 만곡부(36)가 형성되지 않은 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 발열 스티어링 휠(1)은 도면에는 도시되지 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 스티어링 휠(1)은 온도 제어 및 on/off 등을 제어하는 하는 제어부를 포함할 수도 있다. 제어부를 통해 열전도부(30)가 발열되는 온도, 유지 온도, 발열 시간 등을 제어할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 스티어링 휠(1)은 센서부를 더 포함할 수 있다. 상기 센서부는 일례로 적외선 센서 또는 터치센서 일 수 있으며 운전자가 차량에 탑승하거나, 운전자가 발열 스티어링 휠(1)을 잡는 것을 감지하면, 상기 제어부가 열전도부(30)를 작동시켜 자동으로 발열 스티어링 휠(1)을 히팅 시킬 수 있다.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 열전도부의 히트 파이프를 나타낸 도면이다.

도 15를 참조하면, 전술한 실시예들에 있어서 열전도부(30)가 히트 파이프(300)를 포함하는 경우, 간접 발열부(34)가 히트 파이프(300)로 형성될 수 있다. 직접 발열부(32)는 코일부(84)에 감겨지거나, 코일부(84)와 이격되어 코일부(84)에 형성되는 자기장에 의해 유도 전류가 흐를 수 있는 금속재질로 형성될 수 있다.

히트 파이프(300)는 밀폐된 형상으로 형성될 수 있다. 히트 파이프(300)는 기체가 이동하는 공간을 포함하는 모세관(302), 모세관(302) 외면의 둘레를 따라 감싸며, 복수개의 미세홈을 포함하는 위크(wick) 구조물(304) 및 위크 구조물(304) 외면의 둘레를 따라, 액체가 이동하는 공간을 포함하도록 형성되는 외관(306)을 포함할 수 있다.

다만, 히트 파이프(300)는 위크 구조물(304)을 포함할 수도 있고, 위크 구조물(304)을 포함하지 않을 수도 있다. 위크 구조물(304)을 포함할 경우 응축된 액체를 보다 잘 모을 수 있다.

히트 파이프(300)의 일 단부에 접촉 또는 결합되어 있는 직접 발열부(32)가 코일부(84)에 감싸져 유도 전류가 발생된다. 히트 파이프(300)로 형성된 간접 발열부(34) 일 단부는 직접 발열부(32)와 접촉되어, 직접 발열부(32)에서 발생한 열이 히트 파이프(300) 내로 흡수될 수 있다. 히트 파이프(300)의 일 단에서 흡수된 열에 의해 히트 파이프(300) 내부에 존재하던 액체가 기화되며, 기화된 기체는 모세관(302)으로 유입되어 히트 파이프(300)의 타 단으로 빠르게 이동될 수 있다. 히트 파이프(300)의 타 단으로 이동된 기체는 타 단에서 응축되며 열을 방출하고, 응축으로 인해 액화된 액체는 위크 구조물(304)을 지나서, 다시 모세관(302)에서 액체가 흐르는 공간(예를 들어, 위크 구조물(304)을 포함하지 않을 경우에는 외관(306)과 모세관(302) 사이, 또는 위크 구조물(304)을 포함할 경우에는 위크 구조물(304)을 지나서 위크 구조물(304)과 외관(306)사이)으로 이동할 수 있다. 이러한 과정에서, 히트 파이프(300) 일 단의 열이 타 단까지 빠르게 이동할 수 있다. 따라서, 간접 발열부(34)가 히트 파이프(300)로 형성될 때, 직접 발열부(32)에서 발생된 열이 빠르게 전달될 수 있다.

다만, 간접 발열부(34)가 히트 파이프(300)로 형성되며, 그 일 측에 직접 발열부(32)가 접촉 또는 결합되어 배치되는 것에 한정되는 것은 아니며, 열전도부(30)의 직접 발열부(32)와 간접 발열부(34)가 모두 히트 파이프(300)로 형성될 수도 있다.

히트 파이프(300)는 열 전도율을 상승시키고, 전력 소모를 감소시킬 수 있다. 히트 파이프는 구리보다 열 전도율이 빠르다. 따라서, 간접 발열부(34)가 히트 파이프(300)로 형성될 경우에는 보다 빠르게 간접 발열부(34)의 타 단까지 열이 전도되어 히팅 속도가 빨라질 수 있으면서, 소모전력은 감소시킬 수 있다.

뿐만 아니라, 종래에는 열선을 배치하기 위한 패드가 필요하였으나, 히트 파이프(300)를 배치하여 히팅할 경우 별도의 패드가 필요하지 않다. 따라서, 별도로 열선을 부착하고 패드를 부착하는 공정을 삭제하여 공정 수를 줄일 수 있다. 또한, 종래의 열선은 열선을 부착한 후에 그립부(20)의 외주면 측으로 패드를 부착하여 발열이 비효율적 이였으나, 히트 파이프(300)는 별도의 패드를 부착하지 않으므로, 바로 그립부(20)의 외주면 측으로(즉, 외피부 측으로) 열을 발산하여 열을 효율적으로 전달 가능하다.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 스티어링 휠의 제조방법에 대해 나타낸 순서도 이다. 도 15에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 스티어링 휠의 제조방법은, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 스티어링 휠(1)을 제조하기 위한 방법일 수 있다.

도 16을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 스티어링 휠의 제조 방법은 림 형상의 코어(10)를 사출 또는 다이캐스팅 등의 공법으로 성형하는 단계(S110)를 포함할 수 있다. 다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 스티어링 휠의 제조 방법은 사출 또는 다이캐스팅 등의 공법으로 성형하여 완성된 코어(10)의 외주면을 따라 림 형상의 지지부(40)를 장착하는 단계(S120)를 포함할 수 있다. 지지부(40)는 코어(10)에 장착되어 열전도부(30)를 안정적으로 지지할 수 있다. 다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 스티어링 휠의 제조 방법은 지지부(40) 상에 림 형상의 열전도가 가능한 열전도부(30)를 장착하는 단계(S130)를 포함할 수 있다. 다만, 지지부(40)를 장착하지 않아도 되는 경우에는(예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 열전도부(30)를 배치하기 위한 오목부(22)가 그립부(20)에 형성되는 경우) 지지부(40)에 관련된 과정(S120, S130)을 생략할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 스티어링 휠의 제조 방법은 코어(10), 지지부(40), 및 열전도부(30)가 결합된 상태로 발포성 재료를 발포하여 그립부(20)를 성형하는 단계(S140)를 포함할 수 있다. 이와 같이, 열전도부(30)를 그립부(20)와 일체로 성형할 경우, 외피부에서 걸림 현상이 발생하지 않고 이와 관련한 불량 현상(예를 들어, 외피부와 가까이 열선이 배치될 경우, 운전자 손의 압력에 의해 열선이 손상되는 등의 불량)의 발생 확률이 매우 낮다.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 스티어링 휠의 제조 방법은 유도 전류에 의한 유도 가열을 이용하여 열전도부(30)로 열을 전달하는 전력 공급부(80)를 발열 스티어링 휠(1)의 허브(60) 또는 스포크(70)에 장착 하는 단계(S150)를 포함할 수 있다. 다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 스티어링 휠의 제조 방법은 열전도부(30)의 일 측과 전력 공급부(80)의 코일부(84)를 연결하는 단계(S160)를 포함할 수 있다. 여기서, 열전도부(30)의 일측과 코일부(84)를 연결하는 것은, 물리적으로 직접적인 접촉을 의미하는 것이 아니라, 코일에 흐르는 교류전류에 의해 직접 발열부에 유도 자기장이 형성되고 이에 의해 직접 발열부에 유도전류가 발생하도록, 열전도부(30)의 일측을 코일부(84)에 대하여 정해진 위치로 배치하는 것을 의미한다.

다만, 도면에는 도시되지 않았으나, 도 2c와 같이 오목부(22)가 형성되어 그립부(20)를 2차 발포하는 단계를 포함할 수 있다.

구체적으로, 코어(10)를 사출 또는 다이캐스팅 공법으로 성형하는 단계를 포함하고, 다음으로, 1차로 제1 그립부(20-1)를 발포하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 제1 그립부(20-1)를 발포한 후에, 제1 그립부(20-1)의 외주면을 따라 열전도부(30)를 삽입하기 위한 하나 이상의 오목부(22)를 형성하는 단계를 포함할 수도 있다. 또는, 제1 그립부(20-1)를 발포할 때, 오목부(22)가 바로 형성되도록 발포할 수도 있다.

다음으로, 제1 그립부(20-1)에 형성된 오목부(22)에 열전도부(30)를 삽입하는 단계를 포함하고, 이 후, 열전도부(30)를 보다 안정적으로 삽입 고정하기 위해 2차로 제2 그립부(20-2)를 발포하는 단계를 포함할 수 있다. 따라서, 오목부(22)에 배치된 열전도부(30)는 안정적으로 그립부(20) 내부에 삽입 고정될 수 있다. 다만, 제2 그립부(20-2)가 2차 발포될 때는 제1 그립부(20-1)보다 얇은 두께로 발포될 수도 있다. 오목부(22)에 삽입된 열전도부(30)의 열이 운전자의 손까지 전달되어야 하기 때문에, 삽입된 열전도부(30)를 고정하는 동시에, 열이 운전자의 손까지 충분히 전달될 수 있을 만큼의 두께로 2차 발포될 수 있다.

도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 스티어링 휠의 히팅 방법에 대해 나타낸 순서도 이다. 도 16에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 스티어링 휠의 히팅방법은, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 스티어링 휠(1)에 의해 수행될 수 있다.

도 17을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 스티어링 휠의 히팅방법은 전력 공급부(80)의 회로부(82)가 교류 전류를 코일부(84)로 전달하는 단계(S220)를 포함할 수 있다. 다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 스티어링 휠의 히팅방법은 열전도부(30)의 일 단부에 마련된 직접 발열부(32)가 코일부(84)의 전류에 의해 유도 전류가 발생되어 발열되는 단계(S240)를 포함할 수 있다. 다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 스티어링 휠의 히팅방법은 직접 발열부(32)에서 발생한 열이 열전도부(30)의 간접 발열부(34)로 전도되는 단계(S260)를 포함할 수 있다. 따라서, 코일부(84)에 의해 유도 전류가 발생하여 열이 발생하는 직접 발열부(32)와 전도된 열에 의해 발열하는 간접 발열부(34)에 의해 차량의 발열 스티어링 휠(1)이 따뜻해질 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1 : 스티어링 휠 10 : 코어
20 : 그립부 22 : 오목부
30 : 열전도부 32 : 직접 발열부
34 : 간접 발열부 36 : 만곡부
40 : 지지부 42 : 안착부
44 : 연결부 46 : 중공부
50 : 외피부 60 : 허브
70 : 스포크 80 : 전력 공급부
82 : 회로부 84 : 코일부
86 : 인버터 300 : 히트 파이프
302 : 모세관 304 : 위크 구조물
306 : 외관

Claims (16)

1. 림 형상을 가지는 코어;
   상기 코어 주변에 발포성 재료가 발포되어 상기 코어를 감싸고, 림 형상을 가지는 그립부;
   상기 그립부의 림 형상의 원주를 따라 배치되어 열을 발산하는 열전도부; 및
   유도 전류에 의한 유도 가열을 이용하여 상기 열전도부에 열을 발생시키는 전력 공급부;를 포함하고,
   상기 전력 공급부는,
   전원을 공급받아 전류를 발생시키는 회로부; 및
   상기 전류를 이용하여 상기 열전도부에 유도 전류를 발생시키는 코일부를 포함하고,
   상기 열전도부는,
   상기 코일부 측에 일 측이 배치되어 상기 코일부에 의한 유도 전류에 의해 열을 발생시키는 직접 발열부; 및
   상기 직접 발열부와 별도의 부재로 마련되되, 상기 직접 발열부의 타측으로 연장되어 형성되고, 상기 직접 발열부와의 접촉면으로부터 열을 전도 받아 발열하는 간접 발열부를 포함하는 것인 발열 스티어링 휠.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 코일부가 상기 직접 발열부의 외주면을 감싸도록 형성되는 것인 발열 스티어링 휠.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 직접 발열부는 상기 코일부의 외측에 마련되고, 상기 코일부로부터 기 결정된 거리로 이격되어 배치되는 것인 발열 스티어링 휠.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 열전도부가 상기 그립부의 내부 또는 상기 그립부의 외주면을 따라 기 결정된 간격으로 하나 이상 배치되는 것인 발열 스티어링 휠.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 그립부의 외주면을 따라 하나 이상의 오목부가 마련되어 있으며, 상기 열전도부는 상기 오목부에 삽입되어 고정되는 것인 발열 스티어링 휠.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 오목부에 삽입되는 상기 열전도부를 고정하도록 상기 그립부는 2차로 더 발포되어 형성되는 것인 발열 스티어링 휠.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 열전도부가 히트 파이프로 형성되는 것인 발열 스티어링 휠.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 열전도부는 상기 그립부의 외주면에 배치되는 필름 형태 또는 수지층 형태로 형성되고, 상기 필름 또는 상기 수지층의 일면에는 그래핀(graphene) 또는 그라파이트(graphite) 소재의 전도성 물질이 형성된 것인 발열 스티어링 휠.
9. 청구항 5에 있어서,
   상기 오목부는 상기 그립부의 외주면을 따라 구불구불하게 굽어진 형상을 가지고 있으며,
   상기 열전도부는 히트 파이프이고, 상기 오목부에 삽입되어 고정되는 것인 발열 스티어링 휠.
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 열전도부는 상기 그립부의 내부에 배치되며,
    상기 열전도부를 상기 코어로부터 이격된 상태로 지지하도록, 상기 코어의 외주면에 장착되는 지지부를 더 포함하고,
    상기 지지부는 상기 열전도부의 형상을 따르는 것인 발열 스티어링 휠.
11. 청구항 1에 있어서,
    상기 발열 스티어링 휠은 상기 그립부와 허브를 연결하는 하나 이상의 스포크를 포함하고, 상기 열전도부는 상기 그립부와 상기 스포크가 연결되는 부분에서 하나 이상의 영역으로 나뉘어지고,
    상기 전력 공급부는 상기 열전도부의 하나 이상의 영역에 연결되는 것인 발열 스티어링 휠.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 열전도부의 일단부는 상기 그립부로부터 상기 스포크로 연결되는 방향으로 굽어진 만곡부를 포함하는 것인 발열 스티어링 휠.
13. 청구항 1에 있어서,
    상기 발열 스티어링 휠은 상기 그립부와 허브를 연결하는 하나 이상의 스포크를 포함하고, 상기 열전도부는 상기 그립부와 상기 스포크가 연결되는 부분에서 하나 이상의 영역으로 나뉘어지고,
    상기 전력 공급부는 상기 열전도부의 하나 이상의 영역에 하나 이상이 마련되어 각각의 상기 전력 공급부는 상기 열전도부의 각각의 영역에 연결되는 것인 발열 스티어링 휠.
14. 발열 스티어링 휠의 제조방법으로서,
    림 형상의 코어를 사출 또는 다이캐스팅 등으로 성형하는 단계;
    상기 코어의 외주면을 따라 림 형상의 지지부를 장착하는 단계;
    상기 지지부를 따라 림 형상의 열전도가 가능한 열전도부를 장착하는 단계;
    상기 코어, 상기 지지부, 및 상기 열전도부가 결합된 상태로 발포성 재료를 발포하여 그립부를 성형하는 단계;
    유도 전류에 의한 유도 가열을 이용하여 상기 열전도부로 열을 전달하는 전력 공급부를 상기 발열 스티어링 휠의 허브 또는 스포크에 장착하는 단계; 및
    상기 열전도부의 일측과 상기 전력 공급부의 코일부를 연결하는 단계를 포함하고,
    상기 열전도부는,
    상기 코일부 측에 일 측이 배치되어 상기 코일부에 의한 유도 전류에 의해 열을 발생시키는 직접 발열부; 및
    상기 직접 발열부와 별도의 부재로 마련되되, 상기 직접 발열부의 타측으로 연장되어 형성되고, 상기 직접 발열부와의 접촉면으로부터 열을 전도 받아 발열하는 간접 발열부를 포함하는 것인 발열 스티어링 휠의 제조방법.
15. 림 형상의 코어와, 상기 코어 주변에 발포성 재료가 발포되어 상기 코어를 감싸고 림 형상을 가지는 그립부와, 상기 그립부에 배치된 열전도부, 및 교류 전류를 발생시키는 전력 공급부를 포함하는 스티어링 휠의 히팅 방법으로서,
    상기 전력 공급부의 회로부가 교류 전류를 코일부로 전달하는 단계;
    상기 열전도부의 일단부에 마련된 직접 발열부가 상기 코일부의 전류에 의해 유도 전류가 발생되어 발열되는 단계; 및
    상기 직접 발열부에서 발생한 열이 상기 열전도부의 간접 발열부로 전도되는 단계;를 포함하고,
    상기 열전도부는,
    상기 코일부 측에 일 측이 배치되어 상기 코일부에 의한 유도 전류에 의해 열을 발생시키는 직접 발열부; 및
    상기 직접 발열부와 별도의 부재로 마련되되, 상기 직접 발열부의 타측으로 연장되어 형성되고, 상기 직접 발열부와의 접촉면으로부터 열을 전도 받아 발열하는 간접 발열부를 포함하는 것인 발열 스티어링 휠의 히팅 방법.
16. 청구항 15에 있어서,
    상기 열전도부는 히트 파이프로 형성되고,
    상기 히트 파이프의 일단부는 직접 발열부로서, 상기 유도 전류에 의해 발열되고,
    상기 히트 파이프의 직접 발열부에 연결된 간접 발열부의 일단부는, 상기 직접 발열부에서 발생한 열을 흡수하여 상기 히트 파이프 내의 액체가 기화되며,
    기화된 기체가 상기 히트 파이프 내부의 모세관을 따라 상기 히트 파이프의 타단부로 이동하여 응축되어 열을 방출하고,
    응축으로 인해 액화된 액체는 상기 모세관과 외관 사이의 공간을 통해 다시 상기 간접 발열부의 일단부로 돌아오는 것인 발열 스티어링 휠의 히팅 방법.

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