KR100481813B1 - 자동차용 조이스틱 핸들 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주행 조작을 위해 자동차 내부에 설치되는 조이스틱 핸들에 관한 것으로서, 원형 혹은 원호형의 가이드 그루브가 형성된 베이스; 운전자가 손으로 파지하여 상기 가이드 그루브를 따라 회전시키도록 상기 베이스에 설치되는 조이스틱 몸체; 및 상기 조이스틱 몸체의 회전량을 검출하는 조향감지수단;을 포함하는 자동차용 조이스틱 핸들이 개시된다.

Description

자동차용 조이스틱 핸들{STEERING STICK OF JOYSTICK TYPE FOR VEHICLE}

본 발명은 자동차용 조이스틱 핸들에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 한 손으로 조작이 가능하며, 조향의 편의를 도모할 수 있는 자동차용 조이스틱 핸들에 관한 것이다.

자동차용 조이스틱 핸들은 한 손으로 파지한 상태에서 조향이 이루어지도록 소정의 스틱 형태를 갖는 핸들로서, 미국특허 제5,566,586호, 대한민국 특허공개 제2004-16632호 등을 통해 개시된 바 있다. 이러한 조이스틱 핸들은 통상적인 휠(Wheel) 구조의 핸들에 비해 사용이 간편하고 점유공간이 작을 뿐만 아니라 장애인용 자동차에도 유용하게 사용될 수 있는 장점이 있다.

그러나, 종래의 조이스틱 핸들은 조이스틱 몸체를 좌, 우로 비틀거나, 핸들을 좌우로 경사지게 기울임으로써 조향이 이루어지도록 되어 있다. 따라서, 핸들 조작이 용이하지 않을 뿐만 아니라, 비틀림 각도나 좌우로 기울일 수 있는 경사각이 한정되어 있으므로, 자동차의 조향각이 상대적으로 클 경우 조작이 곤란하다. 또한, 미세한 각도에 따라 자동차의 조향이 이루어지도록 하여야 하므로 운전자가 조이스틱을 정밀하게 조작할 것을 요구한다. 나아가, 통상적인 휠 구조의 핸들에 익숙한 운전자가 스틱을 비틀거나 또는 기울임으로써 조향하는 방식에 적응하기란 쉽지 않다.

한편, 미국특허 제5,566,586호, 일본공개특허 평12-71801호, 일본공개특허 평14-229656호 등의 선행기술을 통해 조이스틱 몸체에 브레이크나 엑셀레이터를 구비한 조이스틱 핸들이 개시되었는데, 이러한 종래의 조이스틱 핸들은 푸쉬버튼의 브레이크 버튼이나 엑셀레이터 버튼을 채용하는 관계로 신속하면서도 섬세한 변속이 이루어지지 않는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 조이스틱 조이스틱 몸체를 소정의 원형 가이드 그루브를 따라 회전시킴으로써 자동차 조향이 이루어질 수 있도록 하는 자동차용 조이스틱 핸들을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 브레이크나 엑셀레이터의 조작이 정밀하게 이루어질 수 있는 자동차용 조이스틱 핸들을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 운전석과 조수석 양측에서 선택적으로 사용할 수 있도록 이동성을 갖는 자동차용 조이스틱 핸들을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 자동차용 조이스틱 핸들은, 자동차 내부에 설치되어 자동차를 조향하는 조이스틱 핸들로서, 원형의 가이드 그루브가 형성된 베이스; 상기 가이드 그루브 내에서 가이드 그루브를 따라 회전하도록 설치되는 샤프트에 결합되며, 운전자가 손으로 파지할 수 있는 손잡이부를 포함하는 조이스틱 몸체; 및 상기 조이스틱 몸체의 회전량을 검출하는 조향감지수단;을 포함한다.

상기 조향감지수단은, 광 카운트 방식에 의해 상기 조이스틱 몸체의 회전량을 검출한다.

바람직하게, 상기 조향감지수단은, 상기 조이스틱 몸체에 연동되어 회전하며, 그 둘레를 따라 일정 간격으로 투과부가 형성된 링부재; 및 상기 투과부를 사이에 두고 대향하도록 설치되는 발광소자 및 수광소자;를 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 조향감지수단은 상기 조이스틱 몸체가 회전함에 따라 증가 또는 감소하는 저항값의 변화에 따라 상기 조이스틱 몸체의 회전량을 검출한다.본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 조향감지수단은, 상기 샤프트에 결합되어 회전하는 회전링의 내주면에 상호 전기적으로 연결되도록 형성된 한 쌍의 접점; 상기 한 쌍의 접점 중 어느 하나와 연속적으로 접하는 커먼단자; 및 단절부를 가지도록 상기 커먼단자와 나란하게 설치되어 상기 한 쌍의 접점 중 다른 하나와 연속적으로 접하는 저항스트립;을 구비하고, 상기 조이스틱 몸체의 회전시 상기 커먼단자와 저항스트립에 대한 접점의 접촉 위치에 따른 저항값의 변화에 따라 회전량을 검출한다.

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대안으로서, 상기 조향감지수단은, 상기 샤프트에 결합되어 회전하는 회전링의 내주면에 형성된 한 쌍의 접점; 상기 한 쌍의 접점 중 어느 하나와 연속적으로 접하는 커먼단자; 및 단절부를 가지며 상기 커먼단자와 전기적으로 접속되는 동시에 상기 한 쌍의 접점 중 다른 하나와 연속적으로 접하는 저항스트립;을 구비하고, 상기 조이스틱 몸체의 회전시 상기 커먼단자와 저항스트립에 대한 접점의 접촉 위치에 따른 저항값의 변화에 따라 회전량을 검출한다.

본 발명은, 상기 조이스틱 몸체에 대해 회동운동하도록 설치되는 적어도 하나의 트리거; 및 상기 트리거의 운동량을 검출하는 트리거조작 검출수단;을 더 포함한다.

상기 트리거조작 검출수단은, 상기 트리거가 운동함에 따라 증가 또는 감소하는 저항값의 변화에 따라 운동량을 검출하는 것이 바람직하다.

바람직하게, 상기 트리거조작 검출수단은, 상기 트리거의 회동 운동에 연동하며 상호 전기적으로 접속되어 있는 한 쌍의 접점; 상기 접점 중 어느 하나와 연속적으로 접하는 원호형 커먼단자; 및 상기 커먼단자와 나란하게 형성되어 상기 접점 중 다른 하나와 연속적으로 접하는 원호형 저항스트립;을 구비하고, 상기 커먼단자와 저항스트립에 대한 접점의 접촉 위치에 따른 저항값에 따라 회동량을 검출한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 트리거조작 검출수단은, 일단에 제1도전선이 연결되는 원호형 저항스트립; 및 상기 저항스트립에 연속적으로 접하며, 플렉서블한 제2도전선이 연결되도록 상기 트리거에 형성되는 접점;을 포함하고, 상기 저항스트립에 대한 접점의 접촉 위치에 따른 저항값에 따라 트리거의 회동량을 검출한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 조이스틱 몸체에 대해 직선 왕복 운동하도록 설치되는 적어도 하나의 트리거; 및 상기 트리거의 운동량을 검출하는 트리거조작 검출수단;을 더 포함한다.

상기 트리거조작 검출수단은, 상기 트리거의 직선 왕복 운동에 연동하며 상호 전기적으로 접속되어 있는 한 쌍의 접점; 상기 접점 중 어느 하나와 연속적으로 접하는 직선형 커먼단자; 및 상기 직선형 커먼단자와 나란하게 설치되며, 상기 접점 중 다른 하나와 연속적으로 접하는 직선형 저항스트립;을 포함하고, 상기 커먼단자와 저항스트립에 대한 접점의 접촉 위치에 따른 저항값의 변화에 따라 상기 트리거의 직선 운동량을 검출한다.

대안으로서, 상기 트리거조작 검출수단은, 일단에 제1도전선이 연결되는 직선형 저항스트립; 및 상기 저항스트립에 연속적으로 접하며, 플렉서블한 제2도전선이 연결되도록 상기 트리거에 형성되는 접점;을 포함하고, 상기 저항스트립에 대한 접점의 접촉 위치에 따른 저항값에 따라 상기 트리거의 직선 운동량을 검출한다.

바람직하게, 상기 조이스틱 몸체는 상기 손잡이부로부터 연장된 연장부를 포함하고, 상기 연장부에는, 방향지시버튼, 기어변환스위치, 드라이브 기어 버튼, 중립기어버튼, 사이드 브레이크 버튼 중 적어도 하나 이상이 구비된다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 자동차 내부에 설치되어 자동차를 조향하는 조이스틱 핸들로서, 원호형의 가이드 그루브가 형성된 베이스; 상기 가이드 그루브 내에서 가이드 그루브를 따라 회전하도록 설치되는 샤프트에 결합되며, 운전자가 손으로 파지할 수 있는 손잡이부를 포함하는 조이스틱 몸체; 및 상기 조이스틱 몸체의 회전량을 검출하는 조향감지수단;을 포함하는 자동차용 조이스틱 핸들이 제공된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차용 조이스틱 핸들의 외관을 도시하는 사시도이다.

본 발명에 따른 조이스틱 핸들은 자동차의 내부에 설치되어 조향기능을 수행하게 된다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 핸들은 원형의 가이드 그루브(101)가 형성된 베이스(100)와, 상기 가이드 그루브(101)를 따라서 회전 가능하게 설치되는 조이스틱 몸체(105)와, 상기 조이스틱 몸체(105)의 회전량을 검출하는 감지수단을 포함한다.

상기 베이스(100)에는 상기 조이스틱 몸체(105)의 원운동을 가이드하도록 원형의 가이드 그루브(101)가 형성되어 있다.

상기 가이드 그루브(101)는 베이스(100)가 원형으로 절개되어 형성되는 것이 바람직하지만, 이러한 구조에 한정되지 않고 조이스틱 몸체(105)의 회전을 가이드하는 다양한 구조가 채용될 수 있음은 물론이다. 상기 가이드 그루브(101)의 직경은 본 발명에 의해 한정되지 않으며 사용자가 조이스틱 몸체(105)를 원활하게 회전시킬 수 있는 정도이면 족하다. 예를 들어, 상기 가이드 그루브(101)의 직경이 너무 크면 베이스(100)가 커질 뿐만 아니라 1회전에 소요되는 시간이 길고 운전자는 힘들게 조이스틱 몸체(105)를 회전시켜야 할 것이다. 반대로, 상기 가이드 그루브(101)의 직경이 너무 작으면 1회전에 소요되는 시간은 줄어들지만, 조향 반응 속도가 너무 빨라 정밀한 조향이 어렵다는 문제가 있을 수 있다.

조이스틱 형태를 갖는 상기 몸체(105)는 가이드 그루브(101)를 따라 원운동하도록 설치된다. 이를 위해, 조이스틱 몸체(105)의 하부에는 샤프트(106)가 연결되고, 상기 샤프트(106)가 가이드 그루브(101)에 삽입되도록 설치된다.

바람직하게, 도면에는 도시되어 있지 않지만 상기 조이스틱 몸체에는 손가락으로 안정적으로 잡을 수 있도록 파지홈이 더 형성될 수 있다.

상기 조이스틱 몸체(105)의 회전량은 도 2에 도시된 조향감지수단(111)에 의해 검출되어 제어부(150)로 전달된다. 이때, 제어부(150)에서는 회전량에 상응하는 제어신호를 구동시스템의 해당 조향장치(200)로 출력함으로써 조향제어를 한다. 비록, 도 2에는 제어부(150)가 조이스틱 몸체(105)의 외부에 설치된 것으로 설명되어 있으나, 상기 제어부(150)는 조이스틱 몸체(105) 내부에 내장될 수도 있다.

상기 조향장치(200)는 제어신호에 따라 동작되어 자동차의 바퀴를 기계적으로 구동하는 장치로서, 예컨대 모터나 솔레노이드 밸브와 같이 전기신호를 기계적 운동으로 변환하는 구동모듈을 구비한 공지의 조향장치가 채용될 수 있다.

도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 조이스틱 핸들의 내부 구성이 상세히 도시되어 있다.

도 3을 참조하면, 상기 가이드 그루브(101)에 삽입된 샤프트(106)의 하단에는 가이드 그루브(101) 내에서 회전하게 되는 회전링(113)이 결합된다.

또한, 사용자가 조이스틱 몸체(105)를 돌릴 때, 조이스틱 몸체(105)가 가이드 그루브(101)를 따라 공전하는 동시에 그 자체가 자전하지 않도록 조이스틱 몸체(105)와 샤프트(106)는 상호 회전 가능하게 결합되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 조이스틱 몸체(105)와 샤프트(106) 사이에는 베어링(114)이 개재될 수 있다.

상기 회전링(113)은 전술한 가이드 그루브(101) 내에 삽입됨과 동시에 가이드 그루브(101) 중심부에 마련된 고정기둥(102)의 외주를 따라 회전 가능하게 설치된다. 여기서, 회전링(113)과 베이스(100) 사이에는 회전링(113)의 원활한 회전을 위해 베어링(120)이 설치되는 것이 바람직하다.

상기 고정기둥(102)에는 외주를 따라 적어도 한 쌍의 링형 도체스트립(116a,116b)이 상호 나란하게 형성되고, 회전링(113)의 내주면 일측에는 예컨대, 조이스틱 몸체(105)의 기어 조작수단(107)이나 방향지시버튼(108)에서 연장된 도전선이 연결되는 적어도 한 쌍의 신호전달용 접점(115a,115b)이 마련된다. 따라서, 조이스틱 몸체(105)의 회전시 신호전달용 접점(115a,115b)과 도체스트립(116a,116b)이 연속적으로 접촉하게 됨으로써 조이스틱 몸체(105) 내부의 회로부와 외부 회로부를 전기적으로 연결하여 신호를 주고 받을 수 있다.

상기 조이스틱 몸체(105)의 회전량은 전술한 바와 같이 조향감지수단에 의해 검출되는데, 구체적으로 광 카운트 방식에 의해 회전량이 검출될 수 있다.

도 4에 보다 상세히 도시된 조향감지수단은, 조이스틱 몸체(105)와 연동하여 회전하되 둘레를 따라 일정간격으로 슬릿 형태의 투과부(117a)가 형성된 링부재(117)와, 상기 투과부(117a)를 사이에 두고 대향하도록 링부재(117)의 안팎에 각각 설치되는 발광소자(118) 및 수광소자(119)를 구비한다.

이러한 조향감지수단에 의하면, 링부재(117)가 회전하여 발광소자(118)와 수광소자(119) 사이를 투과부(117a)가 순차적으로 통과할 때마다, 수광소자(119)는 발광소자(118)의 광신호를 간헐적으로 검출하여 그 신호를 제어부(150)로 전달함으로써 신호를 카운트할 수 있다. 이러한 신호의 카운트에 따라 회전량 연산이 이루어지게 된다.

도 5에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조이스틱 핸들의 구성이 도시되어 있다. 여기서, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 가리킨다. 본 실시예에 따르면, 상기 조향감지수단은 상기 조이스틱 몸체가 회전함에 따라 증가 또는 감소하는 저항값의 변화에 따라 상기 조이스틱 몸체의 회전량을 검출하게 된다.

도 5를 참조하면, 조이스틱 몸체(105)와 연동하는 회전링(113)의 내주면 일측에는 전술한 바와 마찬가지로 신호전달용 접점(115a,115b)이 형성되고, 회전링(113)의 중심에 위치하는 고정기둥(102)의 외주에는 상기 신호전달용 접점(115a,115b)과 연속적으로 접촉하는 도체스트립(116a,116b)이 마련된다.

특히, 회전량 감지를 위해 상기 회전링(113)에는, 상호 전기적으로 연결되는 한 쌍의 쇼트용 접점(121a,121b)이 설치되고, 고정기둥(102)의 외주에는 상기 쇼트용 접점(121a,121b)에 접촉하는 커먼(Common)단자(122)와 저항스트립(123)이 나란하게 형성된다.

상기 커먼단자(122)와 저항스트립(123)의 구성을 보다 상세히 도시한 도 6을 참조하면, 상기 커먼단자(122)는 조이스틱 몸체(105)의 회전시 한 쌍의 쇼트용 접점(121a,121b) 중 어느 하나의 접점(121a)과 연속적으로 접촉하도록 고정기둥(102)의 외주를 따라 환형으로 형성되고, 상기 저항스트립(123)은 상기 커먼단자(122)와 나란하게 이격되어 다른 하나의 접점(121b)과 접하도록 고정기둥(102)의 외주에 형성된다.

여기서, 상기 저항스트립(123)은 도전체가 형성되지 않는 단절부(124)를 가진다. 또한, 상기 저항스트립(123)의 일단과 링형 커먼단자(122)의 일단에는 각각 도전선이 연결된다.

따라서, 커먼단자(122) 및 저항스트립(123)와 쇼트용 접점(121a,121b) 상호간의 접촉 위치에 따라 도전선 사이의 저항값이 변하게 되므로 저항값에 대응하는 전기신호를 검출하여 전술한 제어부(150)에 전달함으로써 조이스틱 몸체(105)의 회전량을 연산할 수 있다. 이 경우 도전선은 고정기둥(102)을 경유하여 해당 회로부에 접속된다.

도 7에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조이스틱 핸들의 구성이 도시되어 있다. 여기서, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.

도 7을 참조하면, 조이스틱 몸체(105)와 함께 회전하는 회전링(113)의 내주면 일측에는 전술한 바와 마찬가지로 신호전달용 접점(115a,115b)이 형성되고, 회전링(113)의 중심에 위치하는 고정기둥(102)의 외주에는 상기 신호전달용 접점(115a,115b)과 연속적으로 접촉하는 도체스트립(116a,116b)이 마련된다.

특히, 회전량 감지를 위해 상기 회전링(113)에는, 조이스틱 몸체(105) 내부의 회로부에서 연장된 도전선이 연결되는 한 쌍의 저항검출용 접점(121a',121b')이 형성되고, 고정기둥(102)의 외주면에는 상기 저항검출용 접점(121a',121b')과 접촉하는 환형의 커먼단자(122)와 저항스트립(123)이 형성된다.

도 8에는 상기 커먼단자(122)와 저항스트립(123)의 구성이 보다 상세히 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 상기 커먼단자(122)는 조이스틱 몸체(105)의 회전시 한 쌍의 저항검출용 접점(121a',121b') 중 어느 하나의 접점(121a')과 연속적으로 접하도록 고정기둥(102)의 외주를 따라 형성되고, 상기 저항스트립(123)은 상기 커먼단자(122)와 나란하게 이격되어 다른 하나의 접점(121b')와 접하도록 고정기둥(102)의 외주를 따라 형성된다.

여기서, 상기 저항스트립(123)에는 도전체가 형성되지 않은 단절부(124)가 마련된다. 또한, 상기 저항스트립(123)의 일단은 영역(125)에서 커먼단자와 전기적으로 연결되고, 저항검출용 접점(121a',121b')에는 각각 도전선이 연결된다.

따라서, 커먼단자(122) 및 저항스트립(123)과 저항검출용 접점(121a',121b')의 상호 접촉위치에 따라 도전선 사이의 저항값이 변하게 되므로 저항값에 대응하는 전기신호를 검출하여 제어부(150)에 전달함으로써 조이스틱 몸체(105)의 회전량을 연산할 수 있다. 이 경우 도전선은 조이스틱 몸체(105) 내로 인입되어 해당 회로부에 접속된다.

본 발명에 있어 조향감지수단은 이상의 설명과 같은 광 카운트 방식이나 저항 검출방식에 한정되지 않고 그밖에 다양한 공지의 회전량 검출센서를 채용하여 구성될 수도 있음은 물론이다.

다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 조이스틱 몸체(105)는 회전링(113)과 연결되는 손잡이부(105b)와, 이 손잡이부(105b)의 상단에서 실질적으로 수평으로 연장되는 연장부(105a)를 구비한다.

상기 연장부(105a) 상에는 기어변환스위치(107a), 드라이브 기어 버튼(107b), 중립기어버튼(107c), 사이드 브레이크 버튼(107d) 등을 포함하는 기어조작수단(107)이 구비되어 제어부(150)에 해당 신호를 전송한다.

또한, 상기 연장부(105a) 상에는 방향지시버튼(108)이 배치되고, 베이스(100) 상에는 주차기어버튼(103)와 후진기어버튼(104)이 구비된다. 여기서, 주차기어버튼(103)과 후진기어버튼(104)은 베이스(100)에 설치되는 것에 한정되지 않고 조이스틱 몸체(105) 등 여타의 위치에 설치될 수도 있다.

바람직하게, 연장부(105a)의 하부에는 손잡이부(105b) 방향으로 선택적으로 당겨지도록 설치되는 브레이크 트리거(109)와 엑셀레이터 트리거(110)가 구비되어 가속이나 감속을 위한 구동신호를 제어부(150)로 전송한다. 제어부(150)에서는 상기 브레이크 트리거(109)나 엑셀레이터 트리거(110)로부터 입력되는 트리거조작 검출신호에 상응하는 제어신호를 구동시스템의 해당 가/감속장치(도 2의 201)로 출력함으로써 브레이크나 엑셀레이터 동작이 이루어지도록 한다. 여기서, 본 발명에 구비되는 브레이크 혹은 엑셀레이터 조작수단이 트리거 구조에 한정되지 않고 그밖에 다양한 형태로 변형 가능함은 물론이다.

부가적으로, 조이스틱 몸체(105)의 일측에는 브레이크 트리거(109) 및 엑셀레이터 트리거(110)의 선택적 작동을 위한 모드선택스위치(미도시)가 더 구비될 수 있다. 이 경우 자동차 내부에는 통상의 기계식 브레이크 페달 및 엑셀레이터 페달이 더 설치되며, 제어부(150)에서는 모드선택스위치의 온/오프 상태에 따라 상기 브레이크 페달 및 엑셀레이터 페달의 작동 혹은 미작동을 제어한다.

이러한 구성에 의하면, 주행중 사용자는 모드선택스위치를 이용해 브레이크 트리거(109) 및 엑셀레이터 트리거(110)를 미작동상태로 전환하고, 조향은 본 발명의 조이스틱 핸들로 수행하되 가/감속은 통상의 브레이크 페달 및 엑셀레이터 페달로 수행할 수 있다.

도 9 내지 도 12에는 브레이크 트리거(109)나 엑셀레이터 트리거(110)에 대응하여 구비되는 트리거조작 검출수단(도 2의 112)의 구성이 도시되어 있다.

먼저, 도 9를 참조하면, 상기 브레이크 트리거(109)는 탄성체(131)에 의해 탄성 바이어스되며 조이스틱 몸체(105)의 손잡이부(105b)에 접근 또는 이격되도록 회동한다. 사용자는 조이스틱 몸체(105)를 잡은 상태에서 상기 브레이크 트리거(109)를 손가락으로 당기거나 놓을 수 있다.

트리거조작 검출수단은, 상기 브레이크 트리거(109)의 회동 운동량을 검출하는 것으로서, 상기 브레이크 트리거(109)와 결합되어 연동하되 상호 전기적으로 연결되는 한 쌍의 쇼트용 접점(126a,126b)과, 상기 한 쌍의 접점(126a,126b) 중 어느 하나의 접점(126a)과 연속적으로 접하는 원호형 커먼단자(127)와, 다른 하나의 접점(126b)과 연속적으로 접하는 원호형 저항스트립(128)를 구비한다. 여기서, 원호형 커먼단자(127)의 일단과 원호형 저항스트립(128)의 일단에는 각각 도전선(129,130)이 연결된다.

이 경우 원호형 커먼단자(127)와 원호형 저항스트립(128)에 대한 쇼트용 접점(126a,126b)의 접촉위치에 따라 도전선(129,130) 사이의 저항값이 변하게 되므로 저항값에 대응하는 전기신호를 검출하여 전술한 제어부(150)에 전달함으로써 브레이크 트리거(109)의 회동량을 연산할 수 있다.

또 다른 대안으로서, 상기 트리거조작 검출수단은, 도 10에 도시된 바와 같이, 일단에 제1도전선(130)이 연결되는 원호형 저항스트립(128)과, 브레이크 트리거(109)에 연동하여 상기 원호형 저항스트립(128)에 연속적으로 접하면서 회동하는 접점(126b)을 구비할 수 있다.

이 경우 접점(126b)에는 예컨대, 리본 타입의 쉬스(Sheath)가 마련되어 전체적으로 플렉서블(Flexible)한 특성을 갖는 제2도전선(132)이 연결된다. 이 경우 원호형 저항스트립(128)에 대한 접점(126b)의 접촉위치에 따라 제1도전선(130)과 제2도전선(132) 사이의 저항값이 변하게 되므로 저항값에 대응하는 전기신호를 전술한 제어부(150)에 전달함으로써 브레이크 트리거(109)의 회동량을 연산할 수 있다.

도 11에는 엑셀레이터 트리거(110)에 대응하여 구비되는 트리거조작 검출수단의 다른 구성이 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 엑셀레이터 트리거(110)는 탄성체(139)에 의해 탄성 바이어스되며, 조이스틱 몸체(105)의 손잡이부(105b)에 접근 또는 이격되는 방향으로 직선 왕복 운동한다.

트리거조작 검출수단은 상호 전기적으로 연결되는 한 쌍의 쇼트용 접점(135,136)과, 상기 한 쌍의 접점(135,136) 중 어느 하나의 접점(135)과 연속적으로 접하는 직선형 커먼단자(133)와, 다른 하나의 접점(136)와 연속적으로 접하는 직선형 저항스트립(134)를 구비한다. 여기서, 직선형 커먼단자(133)의 일단과 직선형 저항스트립(134)의 일단에는 각각 도전선(137,138)이 연결된다. 이 경우 직선형 커먼단자(133)와 직선형 저항스트립(134)에 대한 쇼트용 접점(135,136)의 접촉위치에 따라 도전선 사이의 저항값이 변하게 되므로 저항값에 대응하는 전기신호를 전술한 제어부(150)에 전달함으로써 엑셀레이터 트리거(110)의 직선 운동량을 정량적으로 연산할 수 있다.

또 다른 대안으로서, 상기 트리거조작 검출수단은, 도 12에 도시된 바와 같이, 일단에 제1도전선(138)이 연결되는 직선형 저항스트립(134)와, 엑셀레이터 트리거(110)에 연동하여 상기 직선형 저항스트립(134)에 연속적으로 접하면서 직선 운동하는 접점(136)을 구비할 수 있다.

이 경우 접점(136)에는 예컨대, 리본 타입의 쉬스가 마련되어 전체적으로 플렉서블한 특성을 갖는 제2도전선(140)이 연결된다. 이 경우 직선형 저항스트립(134)에 대한 접점(136)의 접촉위치에 따라 제1도전선(138)과 제2도전선(140) 사이의 저항값이 변하게 되므로 저항값에 대응하는 전기신호를 전술한 제어부(150)에 전달함으로써 엑셀레이터 트리거(110)의 직선 운동량을 정량적으로 연산할 수 있다.

본 발명에 있어 트리거조작 검출수단은 이상의 설명과 같은 회동 혹은 직선 운동시 저항값을 검출하는 방식에 한정되지 않고 그밖에 다양한 공지의 변위 검출센서를 채용하여 구성될 수도 있음은 물론이다.

이상과 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 조이스틱 핸들은, 도 13에 도시된 바와 같이, 자동차 내부의 운전석 앞과 조수석 앞에 선택적으로 위치하도록 슬라이딩 가능하게 설치될 수 있다. 이 경우 조이스틱 핸들의 베이스(100)는, 운전석 앞으로부터 조수석 앞까지 연장되는 가이드 레일(141)을 따라 슬라이딩하도록 설치되며, 각종 선택신호, 제어신호 등의 교환은 상기 가이드 레일(141)을 따라 형성되는 스트립 타입의 단자(미도시)와 이에 대응하여 접촉되도록 베이스(100)에 형성되는 접점(미도시)에 의해 이루어지게 된다.

본 발명에 따른 조이스틱 핸들은, 도 14에 도시된 바와 같이, 자동차 내부에 있어 운전자의 양 무릎에 인접하게 되는 운전석 앞부분에 선택적으로 위치하도록 슬라이딩 가능하게 설치될 수도 있다. 이러한 구성에 의하면 운전석에 앉은 사람과 조수석에 앉은 사람이 선택적으로 본 발명의 조이스틱 핸들을 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 조이스틱 핸들은, 도 15에 도시된 바와 같이, 자동차 내부의 운전석과 조수석 사이에 설치되어 운전석에 앉은 사람과 조수석에 앉은 사람이 선택적으로 사용할 수 있다. 이 경우 상기 조이스틱 핸들은, 운전자의 신체 조건에 걸맞는 지점에 위치하도록 상하, 좌우 위치조절 가능하게 설치되는 것이 바람직하다.

부가적으로, 조이스틱 핸들을 기준으로 운전석의 좌측 앞부분이나 조수석의 우측 앞부분에는 차내 온도조절버튼이나 오디오 조작버튼 등을 구비한 보조기기판(300)이 더 설치될 수 있다.

그러면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조이스틱 핸들의 동작을 설명하기로 한다.

조향을 위해, 운전자가 조이스틱 형태의 조이스틱 몸체(105)를 파지한 상태에서 시계 방향 혹은 반시계 방향으로 회전시키면 베이스(100)의 원형 가이드 그루브(101)를 따라 조이스틱 몸체(105)가 이동하면서 회전하게 된다. 이때, 조이스틱 몸체(105)의 회전량은 전술한 바와 같이 광신호 검출방식이나 저항 검출방식을 사용하는 조향감지수단에 의해 검출되어 제어부(150)로 전달됨으로써 구동시스템의 조향장치(200)에 대한 조향제어가 이루어지게 된다.

또한, 자동차의 가속이나 감속을 위해서는, 조이스틱 몸체(105)에 설치된 브레이크 트리거(109)나 엑셀레이터 트리거(110)를 검지손가락으로 당겨서 회동(혹은 직선 운동)시키면 되는데, 이때, 브레이크 트리거(109)나 엑셀레이터 트리거(110)의 변위는 전술한 바와 같이 저항 검출방식을 사용하는 트리거조작 검출수단(112)에 의해 검출되어 제어부(150)로 전달됨으로써 구동시스템의 가/감속장치(201)에 대한 제어가 이루어지게 된다.

그밖에 조이스틱 몸체(105)에는 기어변환스위치(107a), 드라이브 기어 버튼(107b), 중립기어버튼(107c), 사이드 브레이크 버튼 (107d), 주차기어버튼(103), 후륜기어버튼(104), 방향지시버튼(108) 등이 구비되므로 각종 기어의 조작이나 확인이 조이스틱 핸들을 한 손으로 파지한 상태에서 일괄적으로 수행된다.

도 16은 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따른 자동차용 조이스틱 핸들을 나타낸 도면이다.

본 실시예에서는, 가이드 그루브(101)가 원형이 아니라 원호형으로 형성되어 있는 점만 다를 뿐 나머지 구성은 전술한 바와 동일하다. 본 실시예에 따르면, 사용자는 조이스틱 몸체(105)를 여러번 회전시킬 필요가 없으며, 원호를 따라 상대적으로 작은 각도만큼만 회전시키더라도 자동차를 조향할 수 있다.

바람직하게, 본 실시예에서는 조이스틱 몸체(105)의 회전각이 비교적 제한되므로, 상기 조이스틱 몸체(105)가 미소 간격 회전되더라도 그에 따른 자동차의 조향이 충분히 이루어져야 하므로, 조이스틱 몸체(105)의 회전에 대한 반응 조향각은 전술한 실시예에 비해 훨씬 크다.

더욱 바람직하게, 상기 조이스틱 몸체(105)의 회전 각도 구간별로 조향각도 변화율이 다르게 제어될 수 있다. 예를 들어, 최초에 정조향 상태에서 조이스틱 몸체(105)를 미소 각도 회전할 경우에는 조향각 변화율이 상대적으로 작고, 조이스틱 몸체(105)를 계속 회전시킬수록 조향각의 변화율은 상대적으로 더 커지도록 구성될 수 있다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

본 발명에 의하면 조이스틱 몸체를 한 손으로 파지한 상태에서 조향을 비롯한 기어조작 등이 수행될 수 있으므로 핸들의 차내 점유공간을 줄일 수 있으며, 통상적인 휠 구조의 핸들에 비해 운전자의 신체에 무리가 적게 가는 장점이 있다.

특히, 본 발명에 의하면 조이스틱 형태의 조이스틱 몸체를 가이드 그루브를 따라 돌림으로써 조향이 이루어지게 되므로 손목에 가해지는 피로가 적고 조향감을 높일 수 있다.

또한, 본 발명은 브레이크와 엑셀레이터를 트리거 방식으로 조작함으로써 신속하고도 섬세한 조작이 가능하고, 상황에 따라 운전석과 조수석 양측에서 선택적으로 사용할 수 있는 장점이 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조이스틱 핸들의 외관을 도시하는 사시도.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조이스틱 핸들의 기능적 구성을 도시하는 블록도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조이스틱 핸들의 내부 구성을 도시하는 단면도.

도 4는 도 3의 조향감지수단의 외관을 도시하는 사시도.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조이스틱 핸들의 내부 구성을 도시하는 단면도.

도 6은 도 5에서 조향감지수단의 외관을 도시하는 사시도.

도 7은 도 5의 변형예를 도시하는 단면도.

도 8은 도 7에서 조향감지수단의 외관을 도시하는 사시도.

도 9는 본 발명에 구비되는 트리거조작 검출수단의 구성을 도시하는 측면도.

도 10은 도 9의 변형예를 도시하는 측면도.

도 11은 본 발명에 구비되는 트리거조작 검출수단의 다른 구성을 도시하는 측면도.

도 12는 도 11의 변형예를 도시하는 측면도.

도 13은 본 발명에 따른 조이스틱 핸들의 설치예를 도시하는 사시도.

도 14는 본 발명에 따른 조이스틱 핸들의 다른 설치예를 도시하는 사시도.

도 15는 본 발명에 따른 조이스틱 핸들의 또 다른 설치예를 도시하는 사시도.

도 16은 도 1의 가이드 그루브의 다른 실시예를 도시하는 사시도.

<도면의 주요 참조부호에 대한 설명>

100...베이스 101...가이드 그루브

102...고정기둥 105...조이스틱 몸체

107...기어 조작수단 108...방향지시버튼

109...브레이크 트리거 110...엑셀레이터 트리거

113...회전링 114,120...베어링

115a,115b...신호전달용 접점 116a,116b...도체스트립

117...링부재 117a...투과부

118...발광소자 119...수광소자

121a,121b...쇼트용 접점 122...커먼단자

123...저항스트립 127...원호형 커먼단자

128...원호형 저항스트립 131,139...탄성체

133...직선형 커먼단자 134...직선형 저항스트립

Claims (17)

1. 자동차 내부에 설치되어 자동차를 조향하는 조이스틱 핸들로서,

   원형의 가이드 그루브가 형성된 베이스;

   상기 가이드 그루브 내에서 가이드 그루브를 따라 회전하도록 설치되는 샤프트에 결합되며, 운전자가 손으로 파지할 수 있는 손잡이부를 포함하는 조이스틱 몸체; 및

   상기 조이스틱 몸체의 회전량을 검출하는 조향감지수단;을 포함하는 자동차용 조이스틱 핸들.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 조향감지수단은 광 카운트 방식에 의해 상기 조이스틱 몸체의 회전량을 검출하는 것을 특징으로 하는 자동차용 조이스틱 핸들.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 조향감지수단은,

   상기 조이스틱 몸체에 연동되어 회전하며, 그 둘레를 따라 일정 간격으로 투과부가 형성된 링부재; 및

   상기 투과부를 사이에 두고 대향하도록 설치되는 발광소자 및 수광소자;를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차용 조이스틱 핸들.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 조향감지수단은 상기 조이스틱 몸체가 회전함에 따라 증가 또는 감소하는 저항값의 변화에 따라 상기 조이스틱 몸체의 회전량을 검출하는 것을 특징으로 하는 자동차용 조이스틱 핸들.
5. 제 4항에 있어서, 상기 조향감지수단은,

   상기 샤프트에 결합되어 회전하는 회전링의 내주면에 상호 전기적으로 연결되도록 형성된 한 쌍의 접점;

   상기 한 쌍의 접점 중 어느 하나와 연속적으로 접하는 커먼단자; 및

   단절부를 가지도록 상기 커먼단자와 나란하게 설치되어 상기 한 쌍의 접점 중 다른 하나와 연속적으로 접하는 저항스트립;을 구비하고,

   상기 조이스틱 몸체의 회전시 상기 커먼단자와 저항스트립에 대한 접점의 접촉 위치에 따른 저항값의 변화에 따라 회전량을 검출하는 것을 특징으로 하는 자동차용 조이스틱 핸들.
6. 제 4항에 있어서, 상기 조향감지수단은,

   상기 샤프트에 결합되어 회전하는 회전링의 내주면에 형성된 한 쌍의 접점;

   상기 한 쌍의 접점 중 어느 하나와 연속적으로 접하는 커먼단자; 및

   단절부를 가지며 상기 커먼단자와 전기적으로 접속되는 동시에 상기 한 쌍의 접점 중 다른 하나와 연속적으로 접하는 저항스트립;을 구비하고,

   상기 조이스틱 몸체의 회전시 상기 커먼단자와 저항스트립에 대한 접점의 접촉 위치에 따른 저항값의 변화에 따라 회전량을 검출하는 것을 특징으로 하는 자동차용 조이스틱 핸들.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 조이스틱 몸체에 대해 회동운동하도록 설치되는 적어도 하나의 트리거; 및

   상기 트리거의 운동량을 검출하는 트리거조작 검출수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 조이스틱 핸들.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 트리거조작 검출수단은, 상기 트리거가 운동함에 따라 증가 또는 감소하는 저항값의 변화에 따라 운동량을 검출하는 것을 특징으로 하는 자동차용 조이스틱 핸들.
9. 제 8항에 있어서,

   상기 트리거조작 검출수단은,

   상기 트리거의 회동 운동에 연동하며 상호 전기적으로 접속되어 있는 한 쌍의 접점;

   상기 접점 중 어느 하나와 연속적으로 접하는 원호형 커먼단자; 및

   상기 커먼단자와 나란하게 형성되어 상기 접점 중 다른 하나와 연속적으로 접하는 원호형 저항스트립;을 구비하고,

   상기 커먼단자와 저항스트립에 대한 접점의 접촉 위치에 따른 저항값에 따라 회동량을 검출하는 것을 특징으로 하는 자동차용 조이스틱 핸들.
10. 제8항에 있어서,

    상기 트리거조작 검출수단은,

    일단에 제1도전선이 연결되는 원호형 저항스트립; 및

    상기 저항스트립에 연속적으로 접하며, 플렉서블한 제2도전선이 연결되도록 상기 트리거에 형성되는 접점;을 포함하고,

    상기 저항스트립에 대한 접점의 접촉 위치에 따른 저항값에 따라 트리거의 회동량을 검출하는 것을 특징으로 하는 자동차용 조이스틱 핸들.
11. 제 1항에 있어서,

    상기 조이스틱 몸체에 대해 직선 왕복 운동하도록 설치되는 적어도 하나의 트리거; 및

    상기 트리거의 운동량을 검출하는 트리거조작 검출수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 조이스틱 핸들.
12. 제 11항에 있어서,

    상기 트리거조작 검출수단은, 상기 트리거가 운동함에 따라 증가 또는 감소하는 저항값의 변화에 따라 운동량을 검출하는 것을 특징으로 하는 자동차용 조이스틱 핸들.
13. 제 12항에 있어서,

    상기 트리거조작 검출수단은,

    상기 트리거의 직선 왕복 운동에 연동하며 상호 전기적으로 접속되어 있는 한 쌍의 접점;

    상기 접점 중 어느 하나와 연속적으로 접하는 직선형 커먼단자; 및

    상기 직선형 커먼단자와 나란하게 설치되며, 상기 접점 중 다른 하나와 연속적으로 접하는 직선형 저항스트립;을 포함하고,

    상기 커먼단자와 저항스트립에 대한 접점의 접촉 위치에 따른 저항값의 변화에 따라 상기 트리거의 직선 운동량을 검출하는 것을 특징으로 하는 자동차용 조이스틱 핸들.
14. 제 12항에 있어서,

    상기 트리거조작 검출수단은,

    일단에 제1도전선이 연결되는 직선형 저항스트립; 및

    상기 저항스트립에 연속적으로 접하며, 플렉서블한 제2도전선이 연결되도록 상기 트리거에 형성되는 접점;을 포함하고,

    상기 저항스트립에 대한 접점의 접촉 위치에 따른 저항값에 따라 상기 트리거의 직선 운동량을 검출하는 것을 특징으로 하는 자동차용 조이스틱 핸들.
15. 제 1항에 있어서,

    상기 조이스틱 몸체는 상기 손잡이부로부터 연장된 연장부를 포함하고,

    상기 연장부에는, 방향지시버튼, 기어변환스위치, 드라이브 기어 버튼, 중립기어버튼, 사이드 브레이크 버튼 중 적어도 하나 이상이 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차용 조이스틱 핸들.
16. 제 1항에 있어서,

    상기 베이스가 자동차 내부의 운전석과 조수석 사이에 선택적으로 위치할 수 있도록 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차용 조이스틱 핸들.
17. 자동차 내부에 설치되어 자동차를 조향하는 조이스틱 핸들로서,

    원호형의 가이드 그루브가 형성된 베이스;

    상기 가이드 그루브 내에서 가이드 그루브를 따라 회전하도록 설치되는 샤프트에 결합되며, 운전자가 손으로 파지할 수 있는 손잡이부를 포함하는 조이스틱 몸체; 및

    상기 조이스틱 몸체의 회전량을 검출하는 조향감지수단;을 포함하는 자동차용 조이스틱 핸들.