KR100947729B1 - 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트 및 이를 구비하는스티어링 휠 햅틱 스위치 시스템 - Google Patents

스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트 및 이를 구비하는스티어링 휠 햅틱 스위치 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 스티어링 휠에 장착되는 하우징; 상기 하우징의 내부에 배치되는 인쇄회로기판; 상기 하우징에 배치되어 회전력을 생성하는 햅틱 로터리 스위치 구동부와, 상기 햅틱 로터리 스위치 구동부로부터 생성된 회전력을 전달받는 햅틱 로터리 스위치 노브를 구비하는 햅틱 로터리 스위치부; 일부분은 상기 햅틱 로터리 스위치 노브에, 다른 부분은 상기 햅틱 로터리 스위치 구동부에 연결되어, 상기 햅틱 로터리 스위치 노브와 상기 햅틱 로터리 스위치 구동부를 연결하는 햅틱 로터리 전달부; 및 상기 인쇄회로기판 상에 배치되는 햅틱 로터리 스위치 감지 센서와, 상기 햅틱 로터리 스위치 구동부로부터 회전력을 전달받아 상기 햅틱 로터리 스위치 감지 센서에 대응한 위치에 회동 가능하게 배치되는 햅틱 로터리 스위치 감지 대응부를 갖는 햅틱 로터리 스위치 감지부;를 구비하고, 상기 햅틱 로터리 전달부의 일부분은 상기 햅틱 로터리 스위치 구동부에, 다른 부분은 상기 햅틱 로터리 스위치 감지 대응부에 연결되어, 상기 햅틱 로터리 스위치 구동부의 회전력을 상기 햅틱 로터리 스위치 감지 대응부에 전달하는 것을 특징으로 하는 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트 및 이를 구비하는 스티어링 휠 햅틱 스위치 시스템을 제공한다.

Description

스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트 및 이를 구비하는 스티어링 휠 햅틱 스위치 시스템{Haptic Switching Unit for Steering Wheel and Haptic Switching System with the same}
본 발명은 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트, 이를 구비하는 장치에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 사용자로 하여금 차량 주행중 주행 주의력을 분산시키지 않고 신속한 조작을 가능하게 하도록 진동 및 회동 저항을 느낄 수 있도록 하는 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트 및 이를 구비하는 스티어링 휠 햅틱 스위치 시스템에 관한 것이다.
햅틱스(Haptics)는 촉각을 통하여 사용자에게 정보를 전달하기 위한 연구 분야의 하나이다. 대부분의 정보 전달은 시각 또는 청각을 통하여 이루어졌으나 컴퓨터 인터페이스 혹은 가상 환경의 발전에 따라 또 다른 감각 정보에 대한 사용자의 니즈 증대로 인하여 햅틱스에 대한 연구가 급속히 이루어지고 있다.
통상적인 햅틱 장치의 적용 범위는 시뮬레이터를 넘어 핸드폰에 적용되는 등 급속하게 확장되고 있다. 한편, 자동차에는 운전자 내지 탑승자의 안락한 주행을 가능하게 하는 다양한 편의 시설이 부가되고 있다. 이러한 편의 시설은 주행 편의 성을 제공함과 동시에 운전자의 주행 집중력을 감소시켜 안전 운행을 저해한다는 큰 문제점이 수반되고 있다. 이에 따라 다양한 스위치 장치들이 자동차의 스티어링 휠에 집약되고 있는데, 자동차에 장착되는 장치들의 개수가 증가함에 따라 스티어링 휠에 장착되는 스위치류들도 증가하여 사용자가 스위치를 조작하기 위하여 자동차의 스티어링 휠에 주의력이 분산되는 모순을 유발한다. 이에 스위치류의 통합 및 주행 안전을 확보할 수 있고 신속한 조작 및 조작 여부의 감각적 인지를 가능하게 하는 구조의 스위치에 대한 필요성이 대두되었다.
본 발명은 진동 및 회동 저항에 의해 사용자로 하여금 촉감을 느낄 수 있도록 하는 간단한 구조의 햅틱 액츄에이터의 내구성 증대 및 조작 용이성을 증대시킬 수 있는 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트 및 이를 구비하는 햅틱 액츄에이터 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 스티어링 휠에 장착되는 하우징; 상기 하우징의 내부에 배치되는 인쇄회로기판; 상기 하우징에 배치되어 회전력을 생성하는 햅틱 로터리 스위치 구동부와, 상기 햅틱 로터리 스위치 구동부로부터 생성된 회전력을 전달받는 햅틱 로터리 스위치 노브를 구비하는 햅틱 로터리 스위치부; 일부분은 상기 햅틱 로터리 스위치 노브에, 다른 부분은 상기 햅틱 로터리 스위치 구동부에 연결되어, 상기 햅틱 로터리 스위치 노브와 상기 햅틱 로터리 스위 치 구동부를 연결하는 햅틱 로터리 전달부; 및 상기 인쇄회로기판 상에 배치되는 햅틱 로터리 스위치 감지 센서와, 상기 햅틱 로터리 스위치 구동부로부터 회전력을 전달받아 상기 햅틱 로터리 스위치 감지 센서에 대응한 위치에 회동 가능하게 배치되는 햅틱 로터리 스위치 감지 대응부를 갖는 햅틱 로터리 스위치 감지부;를 구비하고, 상기 햅틱 로터리 전달부의 일부분은 상기 햅틱 로터리 스위치 구동부에, 다른 부분은 상기 햅틱 로터리 스위치 감지 대응부에 연결되어, 상기 햅틱 로터리 스위치 구동부의 회전력을 상기 햅틱 로터리 스위치 감지 대응부에 전달하는 것을 특징으로 하는 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트를 제공한다.
상기 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트에 있어서, 상기 햅틱 로터리 전달부는: 상기 햅틱 로터리 스위치 구동부와 함께 회동하고 상기 햅틱 로터리 전달 노브와 연결되고 외주에 전달 노브 풀리가 형성되는 햅틱 로터리 전달 노브와, 상기 햅틱 로터리 스위치 감지 대응부의 일단에 형성되는 대응부 풀리와, 상기 전달 노브 풀리 및 상기 대응부 풀리를 양단으로 벨트 풀리 맞물림되는 전달 벨트를 구비할 수도 있다.
또한, 상기 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트에 있어서, 상기 햅틱 로터리 스위치 감지 대응부는 복수 개의 슬릿을 구비하고, 상기 햅틱 로터리 스위치 감지 센서는 광센서를 구비할 수도 있고, 상기 햅틱 로터리 스위치부는: 일단은 상기 햅틱 로터리 스위치 노브에 가동 가능하게 노출되어 배치되고 타단은 상기 햅틱 로터리 전달 노브에 가동 가능하게 관통 배치되는 햅틱 엔터 스위치 노브와, 상기 햅틱 엔터 스위치 노브의 타단의 대응되는 위치로 상기 인쇄회로기판 상에 배치되어 상기 햅틱 엔터 스위치 노브의 타단에 의하여 가동 가능한 햅틱 엔터 스위치를 포함하는 햅틱 엔터 스위치부를 구비할 수도 있다.
또한, 상기 하우징에 배치되는 햅틱 버튼 스위치부를 더 구비할 수도 있고, 스티어링 휠에 가동 가능하게 배치되는 디렉셔널 스위치 노브와, 상기 디렉셔널 스위치 노브에 대응하여 배치되는 디렉셔널 스위치 인쇄회로기판과, 상기 디렉셔널 스위치 인쇄회로기판의 일면으로 상기 디렉셔널 스위치 노브에 대응하여 배치되고 상기 디렉셔널 스위치 노브에 의하여 가동되는 복수 개의 디렉셔널 스위치를 포함하는 디렉셔널 스위치부를 더 구비할 수도 있다.
본 발명의 다른 일면에 따르면, 본 발명은 스티어링 휠에 장착되는 하우징; 상기 하우징의 내부에 배치되는 인쇄회로기판; 상기 하우징에 배치되어 회전력을 생성하는 햅틱 로터리 스위치 구동부와, 상기 햅틱 로터리 스위치 구동부로부터 생성된 회전력을 전달받는 햅틱 로터리 스위치 노브를 구비하는 햅틱 로터리 스위치부; 일부분은 상기 햅틱 로터리 스위치 노브에, 다른 부분은 상기 햅틱 로터리 스위치 구동부에 연결되어, 상기 햅틱 로터리 스위치 노브와 상기 햅틱 로터리 스위치 구동부를 연결하는 햅틱 로터리 전달부; 및 상기 인쇄회로기판 상에 배치되는 햅틱 로터리 스위치 감지 센서와, 상기 햅틱 로터리 스위치 구동부로부터 회전력을 전달받아 상기 햅틱 로터리 스위치 감지 센서에 대응한 위치에 회동 가능하게 배치되는 햅틱 로터리 스위치 감지 대응부를 갖는 햅틱 로터리 스위치 감지부;를 구비하고, 상기 햅틱 로터리 전달부의 일부분은 상기 햅틱 로터리 스위치 구동부에, 다른 부분은 상기 햅틱 로터리 스위치 감지 대응부에 연결되어, 상기 햅틱 로터리 스 위치 구동부의 회전력을 상기 햅틱 로터리 스위치 감지 대응부에 전달하는 것을 특징으로 하는 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트와, 상기 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트와 전기적 소통을 이루고 상기 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트에 제어 신호를 출력하는 제어부와, 상기 제어부와 전기적 소통을 이루고 상기 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트로부터의 전기적 신호에 대응하는 작동 모드가 사전 설정되어 저장되는 저장부와, 상기 제어부와 전기적 소통을 이루며 상기 제어부로부터의 전기적 신호에 따라 사전 설정된 작동 모드에 대응하여 작동하는 작동 유니트를 구비하는 스티어링 휠 햅틱 스위치 시스템을 제공할 수 있다.
상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트 및 이를 구비하는 스티어링 휠 햅틱 스위치 시스템은 다음과 같은 효과를 갖는다.
첫째, 본 발명에 따른 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트 및 이를 구비하는 스티어링 휠 햅틱 스위치 시스템은, 햅틱 감을 제공하여 운전자로 하여금 촉각 등에 의한 감각적 인지를 가능하게 하여 주행 주의력 분산을 유발하지 않도록 하여 안전 운행을 가능하게 하는 스위치 유니트 및 시스템을 제공할 수 있다.
둘째, 본 발명에 따른 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트 및 이를 구비하는 스티어링 휠 햅틱 스위치 시스템은, 스티어링 휠에 장착되는 햅틱 로터리 스위치 유니트를 구비하여 운전자로 하여금 보다 신속하면서도 안정적인 스위치 조작을 가능하게 할 수도 있다.
셋째, 본 발명에 따른 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트 및 이를 구비하는 스티어링 휠 햅틱 스위치 시스템은, 햅틱 로터리 스위치 구동부로부터 직결되는 구조를 취함으로써 조작력 내지 조작 반력에 대한 확실한 동력 전달을 이루어 오작동 가능성을 현저하게 저감시킬 수 있다.
넷째, 본 발명에 따른 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트 및 이를 구비하는 스티어링 휠 햅틱 스위치 시스템은, 풀리-벨트 구조의 회전력 전달 구조를 갖는 구성요소를 구비함으로써 분해능을 극대화시켜 햅틱 로터리 스위치 감지부가 보다 저렴한 원가로 보다 원활하면서도 정확한 감지에 따라 정확한 반력 동작을 가능하게 할 수도 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
이하에서는 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트 및 이를 구비하는 스티어링 휠 햅틱 스위치 시스템에 대한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1에는 본 발명의 일실시예에 따른 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트(10)에 대한 개략적인 사시도가 도시되고, 도 2에는 본 발명의 일실시예에 따른 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트(10)에 대한 개략적인 사시도가 도시되고, 도 3에는 다른 시 점에 따른 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트(10)에 대한 개략적인 사시도가 도시되며, 도 4에는 본 발명의 일실시예에 따른 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트(10)의 개략적인 분해 사시도가 도시되고, 도 5에는 본 발명의 일실시예에 따른 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트(10)에 대한 개략적인 부분 사시 단면도가 도시된다. 본 발명의 일실시예에 따른 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트(10)는 하우징(100)과 인쇄회로기판(200)과 햅틱 로터리 스위치부(300)를 구비하는데, 인쇄회로기판(200)은 하우징(100)에 배치되고 햅틱 로터리 스위치(300)도 사용자에 의한 회동 가능하도록 하우징(100)에 배치된다. 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트(10)는 도 1에 도시된 바와 같이,
하우징(100)은 스티어링 휠(1)에 장착되는데, 스티어링 휠(1)은 스티어링 휠 바디(3)와 스티어링 휠 림(2)을 구비한다. 스티어링 휠(1)의 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트(10)의 대응되는 위치에는 다른 스위치부(20)가 구비될 수 있다. 하우징(100)은 스티어링 휠(1)의 스티어링 휠 바디(3) 측에 배치되되 스티어링 휠 바디(3)와 스티어링 휠 림(2) 사이에 배치된다. 하우징(100)은 하우징 커버(110)와 하우징 바디(120)와 하우징 베이스(130)를 포함하는데, 하우징 바디(120)는 하우징 커버(110)와 하우징 베이스(130)의 사이에 배치된다.
하우징 커버(110)의 일면 상에는 하기되는 햅틱 로터리 스위치 노브(350)의 외부 노출을 허용하는 로터리 스위치 노브 관통구(111)가 구비된다. 또한, 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트(10)가 햅틱 버튼 스위치부(500)를 더 구비하는 경우 햅틱 버튼 스위치부(500)의 햅틱 버튼 스위치 노브(510)의 외부 노출을 허용하는 버 튼 스위치 노브 관통구(113)가 구비될 수 있다. 하우징 커버(110)의 측면에는 커버 바디 체결부(112)가 구비되고 하우징 바디(120)의 측면에는 바디 커버 체결부(122)가 구비되는데, 이들의 체결에 의하여 하우징 바디(120)와 하우징 커버(110) 간의 체결이 이루어진다.
하우징 바디(120)에는 다른 구성요소들의 안정적인 장착 내지 지지를 위한 구성을 취한다. 하우징 바디(120)에는 하기되는 햅틱 엔터 스위치부(360)의 햅틱 엔터 스위치 샤프트(363)의 관통을 허용하는 엔터 스위치 샤프트 관통부(123)가 구비된다. 하우징 바디(120)의 측면 하단에는 바디 베이스 체결부(124)가 구비되고 하우징 베이스(130)의 측면에는 베이스 바디 체결부(134)가 구비되는데, 바디 베이스 체결부(124)와 베이스 바디 체결부(134)는 서로 맞물리는 구조를 취함으로써 하우징 바디(120)와 하우징 베이스(130)의 체결이 이루어진다.
하우징 베이스(130)에는 하기되는 햅틱 로터리 스위치 구동부(310)의 수용을 허용하는 구동부 수용부(131)가 구비되고, 구동부 수용부(131)의 인근에는 햅틱 엔터 스위치부(360)의 배치 공간을 이루는 엔터 스위치 배치부(미도시)와, 햅틱 버튼 스위치부(500)의 배치 공간을 이루는 버튼 스위치 배치부(137)를 포함하는데, 엔터 스위치 배치부는 구동부 수용부와 일체로 형성되는 공간으로 구성될 수 있다. 경우에 따라 하우징(100)은 하우징의 내부 공간을 구획하고 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트(10)의 장착을 보다 용이하게 하기 위하여 별도의 하우징 구성요소를 더 구비할 수도 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이 하우징(100)은 하우징 리어부(140)와 하우징 사이드부(150)를 더 구비할 수 있는데, 하우징 리어부(140)와 하우징 사 이드부(150)는 하우징 커버(110)와 하우징 베이스(130)에 의하여 형성되는 내부 공간을 구획하기 위하여 또는 외부 구성요소와의 접촉으로 인한 손상을 방지하기 위하여 더 구비될 수도 있다. 하우징 리어부(140)와 하우징 사이드부(150)는 하우징 커버 내지 하우징 베이스와 다른 연질의 재료로 형성될 수도 있는 등 설계 사양에 따라 다양한 구성이 가능하다.
인쇄회로기판(200)은 하우징(100)의 내부에 배치되는데, 본 발명의 일실시에에 따른 인쇄회로기판(200)은 메인 인쇄회로기판(210)과 버튼 인쇄회로기판(220)을 구비한다. 메인 인쇄회로기판(210)은 하우징 바디(120)와 하우징 베이스(130)가 형성하는 내부 공간에 배치되는데, 메인 인쇄회로기판(210) 상에는 복수 개의 전기적 소자와 배선 회로들이 배치된다. 메인 인쇄회로기판(210)에는 구동부 수용부 관통구(211)가 배치되는데, 구동부 수용부(131)는 구동부 수용부 관통구(211)를 관통하여 하우징 바디(120) 측을 향하도록 배치된다. 메인 인쇄회로기판(210)에는 베이스 관통구(213)가 구비되는데, 베이스 관통구(213)를 통하여 하우징 베이스(130)로부터 연장 형성되는 베이스 연장부(133)가 관통 배치된다. 하기되는 버튼 인쇄회로기판(220)과 메인 인쇄회로기판(210)은 서로 전기적 소통을 이루고, 메인 인쇄회로기판(210)은 커넥터(240)와 연결되는데, 커넥터(240)는 하우징(100)을 관통하여 외부로 노출되어 커넥터(240)에 상응하는 외부 전기 접속 커넥터(미도시)와 전기적 접속을 이루어 외부 장치와의 전기적 소통을 이룬다.
버튼 인쇄회로기판(220)은 하우징 커버(110)와 하우징 바디(120) 사이에 배치되는데, 버튼 인쇄회로기판(220)은 하우징 커버(110)에 형성되는 버튼 스위치 노 브 관통구(113)와 마주하도록 배치된다. 본 실시예에서, 하기되는 햅틱 로터리 스위치 감지부는 메인 인쇄회로기판 상에 배치되는데, 경우에 따라 햅틱 로터리 스위치 감지부를 위한 별개의 인쇄회로기판이 더 구비되는 구조를 취할 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
본 발명의 일실시예에 따른 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트(10)는 햅틱 로터리 스위치부(300)를 포함하는데, 햅틱 로터리 스위치부(300)는 햅틱 로터리 스위치 구동부(310)와, 햅틱 로터리 스위치 노브(350)를 포함한다. 햅틱 로터리 스위치 구동부(310)는 전기적 신호에 따라 회전력을 생성하는데, 햅틱 로터리 스위치 구동부(310)는 하우징(100), 보다 구체적으로 하우징 베이스(130) 측에 배치된다. 하우징 베이스(130)에는 구동부 수용부(131)가 구비되는데, 햅틱 로터리 스위치 구동부(310)는 구동부 수용부(131)에 수용 배치된다. 경우에 따라 햅틱 로터리 스위치 구동부(310)의 안정적인 지지를 위하여 구동부 수용부(131)의 일면 상에는 햅틱 로터리 스위치 구동부(310)를 지지하기 위한 돌기 내지 수용홈이 더 구비되는 구성을 취할 수도 있다.
본 실시예에 따른 햅틱 로터리 스위치부(300)는 구동부 수용 커버(340)를 더 구비할 수 있다. 구동부 수용 커버(340)는 구동부 수용 커버 바디(341)와 구동부 수용 커버 장착단(343)을 구비하는데, 구동부 수용 커버(340)의 구동부 수용 커버 바디(341)는 구동부 수용부(131)와 함께 내부 공간을 형성하여 상기 내부 공간에 햅틱 로터리 스위치 구동부(310)를 수용한다. 구동부 수용 커버 장착단(343)은 하우징 베이스(130)에 형성되는 베이스 커버 장착단(132)과 대응되되도록 형성되는 데, 구동부 수용 커버 장착단(343)과 베이스 커버 장착단(132)은 서로 맞물리거나 내지는 볼트와 같은 별개의 체결 수단을 통하여 서로 맞물림되어 체결되는 구조를 취할 수 있다. 이와 같은 체결 구조를 통하여 햅틱 로터리 스위치 구동부(310)는 하우징(100)에 대하여 안정적인 장착 구조를 형성할 수 있다. 구동부 수용 커버(340)의 구동부 수용 커버 바디(341)의 상면에는 구동부 구동축(311)이 관통하는 구동부 구동 관통구(345)가 형성되는데, 구동부 구동축(311)은 구동부 구동 관통구(345)를 관통하여 햅틱 로터리 스위치 노브(350)를 향하여 배치된다. 햅틱 로터리 스위치 구동부(310)는 전기 모터 내지는 전자기 브레이크를 구비하는데, 본 실시예에서 햅틱 로터리 스위치 구동부(310)는 전기 모터로 구현된다. 햅틱 로터리 스위치 구동부(310)는 커넥터(240)를 통하여 입력되는 전기적 신호에 기초하여 소정의 동작을 수행할 수 있다. 햅틱 로터리 스위치 구동부(310)가 전기 모터로 구현되는 정회전, 역회전 등이 가능한 모터로 구현되는 것이 바람직하다.
햅틱 로터리 스위치 노브(350)는 원형의 디스크 타입으로 구현되는데, 이는 본 실시예에 따른 일예일뿐 햅틱 로터리 스위치 노브(350)의 형상 및 구조가 이에 한정되는 것은 아니다. 햅틱 로터리 스위치 노브(350)는 하우징 커버(110)의 상단으로 노출되도록 배치되는데, 햅틱 로터리 스위치 노브(350)의 하면에는 노브 장착 돌기(미도시)가 구비된다. 노브 장착 돌기는 하우징 베이스(130)를 향하여 돌출 형성되는 돌기 구조를 취하는데, 햅틱 로터리 스위치 노브(350)는 하우징 커버(110)의 로터리 스위치 노브 관통구(111)를 관통하여 하우징 베이스(130)를 향하여 배치된다. 노브 장착 돌기(미도시)는 하기되는 햅틱 로터리 전달 노브(320)에 요홈 구조로 형성되는 노브 장착 돌기 대응부(325)에 맞물리는 구조를 취한다. 노브 장착 돌기는 노브 장착 돌기 대응부(325)와 맞물리는 체결 구조를 구비하여 노브 장착 돌기와 노브 장착 돌기 대응부(325), 보다 구체적으로 햅틱 로터리 스위치 노브와 햅틱 로터리 전달 노브/햅틱 로터리 스위치 구동부의 상대 회전 운동이 방지되고, 햅틱 로터리 스위치 노브와 햅틱 로터리 스위치 구동부 간의 동축 회동을 허용한다. 햅틱 로터리 스위치 노브(350)에는 복수 개의 노브 그립부(351)가 구비되는데, 노브 그립부(351)는 돌기 형상으로 형성되어 사용자로 하여금 햅틱 로터리 스위치 노브(350)의 완전한 그립을 이룰 수 있도록 한다. 햅틱 로터리 스위치 노브(350)의 중앙에는 햅틱 로터리 스위치 노브 관통구(353)가 구비되는데, 햅틱 로터리 스위치 노브 관통구(353)를 통하여 햅틱 엔터 스위치부(360)가 더 배치되는 구조를 취할 수도 있다.
햅틱 로터리 전달부(320,330,420)는 일부분이 햅틱 로터리 스위치 노브(350)에, 다른 부분이 햅틱 로터리 스위치 구동부(310)에 연결되어 햅틱 로터리 스위치 노브(350)와 햅틱 로터리 스위치 구동부(310)와의 기계적 소통을 이룬다. 햅틱 로터리 전달부(360)는 햅틱 로터리 전달 노브(320)를 구비하는데, 햅틱 로터리 전달 노브(320)는 햅틱 로터리 스위치 구동부(310)와 함께 회동한다.
햅틱 로터리 전달 노브(320)는 전달 노브 바디(321)를 구비하는데, 전달 노브 바디(321)의 일면 상에는 노브 장착 돌기 대응부(325)가 구비된다. 상기한 바와 같이 노브 장착 돌기 대응부(325)는 햅틱 로터리 스위치 노브(350)의 하단에 형성되는 노브 장착 돌기(미도시)와 맞물리는 구조를 취함으로써, 햅틱 로터리 스위 치 노브(350)와 햅틱 로터리 전달 노브(320)가 함께 회동하는 것을 허용한다. 여기서 노브 장착 돌기가 햅틱 로터리 스위치 노브에, 그리고 노브 장착 돌기 대응부가 햅틱 로터리 전달 노브에 배치되는 구조를 취하였으나 이들은 서로 반대되는 위치에 배치되는 구조를 취할 수도 있는 등 설계 사양에 따라 다양한 구성이 가능하다.
햅틱 로터리 전달 노브(320)의 일부는 햅틱 로터리 스위치 구동부(310)와 연결되는데, 이러한 연결을 위하여 햅틱 로터리 전달 노브(320)의 전달 노브 바디(321)에는 전달 노브 관통구(327)가 구비된다. 전달 노브 관통구(327)는 햅틱 로터리 스위치 구동부(310)의 구동부 구동축(311)과 연결되는데, 이들 간의 상대 회동을 방지하기 위한 구조를 취할 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 전달 노브 관통구(327)의 양측으로 연장 형성되는 전달 노브 관통구 연장구(329)가 햅틱 로터리 전달 노브(320)에 더 구비될 수 있는데, 전달 노브 관통구 연장구(329)는 전달 노브 관통구(327)와 소통을 이룬다.
햅틱 로터리 스위치 구동부(310)의 구동부 구동축(311)에는 전달 노브 장착부(313)가 배치되는데, 전달 노브 장착부(313)와 구동부 구동축(311)은 상대 회동없이 함께 회동하는 구조를 취한다. 즉, 전달 노브 장착부(313)는 전달 노브 장착 관통구(315)를 구비하는데, 전달 노브 장착 관통구(315)에는 구동부 구동축(311)에 끼워 맞춤되는 구조로 상호 배치된다. 전달 노브 장착부(313)와 구동부 구동축(311) 간의 상대 회동을 방지하기 위하여 각각은 서로 맞물림되는 각형 구조(예를 들어 사각형 구조 등)를 취할 수도 있고, 억찌 끼워 맞춤되는 구조를 취할 수도 있는 등, 서로 상대 회동이 방지되는 범위에서 다양한 구조를 취할 수 있다.
전달 노브 장착부(313)의 외측에는 전달 노브 장착 연장부(317)가 구비되는데, 본 실시예에 따른 전달 노브 장착 연장부(317)는 양측으로 연장 형성된다. 전달 노브 장착 연장부(317)는 상기 전달 노브 관통구(327) 및 전달 노브 관통 연장구(329)와 맞물림되는 형상을 구비하여 서로 간극없이 끼워 맞춤되는 구조를 취할 수 있다. 이와 같은 구조를 통하여 햅틱 로터리 스위치 구동부(310)로부터의 회동력이 햅틱 로터리 스위치 노브(350)로 원활하게 전달되거나 또는 사용자에 의한 햅틱 로터리 스위치 노브(350)의 회동이 원활하게 이루어질 수 있다.
햅틱 로터리 스위치 감지부(400;410,430)는 햅틱 로터리 스위치 감지 센서(410)와 햅틱 로터리 스위치 감지 대응부(430)를 포함한다. 햅틱 로터리 스위치 감지 센서(410)는 인쇄회로기판(200), 보다 구체적으로 메인 인쇄회로기판(210) 상에 배치되고 메인 인쇄회로기판(210)을 통하여 제어부 내지는 외부 전기 장치와의 전기적 소통을 이룬다. 햅틱 로터리 스위치 감지 대응부(430)는 햅틱 로터리 스위치 감지 센서(410)의 대응되는 위치에 배치되는데, 햅틱 로터리 스위치 감지 대응부(430)는 햅틱 로터리 스위치 구동부(310)로부터 회전력을 전달받아 회동 가능하도록 하우징(100)의 내부에 배치된다. 즉, 햅틱 로터리 스위치 구동부(310)로부터 회전력을 전달받은 햅틱 로터리 스위치 감지 대응부(430)는 하우징(100)의 내부에서 회동하고 이러한 회동에 의하여 햅틱 로터리 스위치 감지 대응부(430)에 상호 대응하도록 하는 위치에 배치되는 햅틱 로터리 스위치 감지 센서(410)에 의하여 전기적, 자기적 내지 광학적 신호의 변화가 발생하고 이러한 신호의 변화는 전기적 신호의 변화로 전환되어 메인 인쇄회로기판(210)을 통하여 제어부 내지는 외부 전기 장치로 전달될 수 있다.
본 실시예에서, 햅틱 로터리 스위치 감지 대응부(430)는 햅틱 로터리 스위치 감지 대응 샤프트(433)와 햅틱 로터리 스위치 감지 대응 바디(431)를 구비하는데, 햅틱 로터리 스위치 감지 대응 샤프트(433)는 햅틱 로터리 스위치 감지 대응 바디(431)를 관통하여 배치된다. 하우징 베이스(130)에는 베이스 연장부(133)가 내측 하면으로부터 하우징 커버(110)를 향하여 연장 형성되는데, 베이스 연장부(133)의 중심에는 베이스 연장부 장착구(135)가 형성된다. 베이스 연장부 장착구(135)는 베이스 연장부(133)의 일단에서 개방되고 길이 방향을 따라 형성되는데, 햅틱 로터리 스위치 감지 대응 샤프트(433)가 베이스 연장부(133)에 삽입 배치되는 구조를 취한다. 다만, 이는 본 실시예의 일예일뿐 햅틱 로터리 스위치 감지 대응 샤프트의 장착 구조가 이와 같은 구조에 한정되는 것은 아니다.
햅틱 로터리 스위치 감지 대응 바디(431)의 하단은 중공 개방된 구조를 취하고 햅틱 로터리 스위치 감지 대응 바디(431)의 외주면에는 복수 개의 감지 대응 슬롯(432)이 배치되는데, 감지 대응 슬롯(432)의 위치에 대응되도록 햅틱 로터리 스위치 감지 센서(410)가 배치된다. 즉, 햅틱 로터리 스위치 감지 대응 바디(431), 보다 구체적으로 감지 대응 슬롯(432)을 사이에 두고 햅틱 로터리 스위치 감지 센서(410)가 배치되는데, 햅틱 로터리 스위치 감지 센서(410)는 감지 발신부(411)와 감지 수신부(413)를 포함한다. 본 실시예에서 햅틱 로터리 스위치 감지 대응부에는 슬롯이 그리고 햅틱 로터리 스위치 감지 센서는 광센서로 구현되었으나 본 발명 이 이에 국한되는 것은 아니다. 예를 들어, 햅틱 로터리 스위치 감지 대응부는 마그네트로 구성되고 햅틱 로터리 스위치 감지 센서는 자기 센서로 구현되는 구성을 취할 수도 있다.
본 발명에 따른 햅틱 로터리 전달부(320,330,420)는 햅틱 로터리 스위치 감지 대응부에 햅틱 로터리 스위치 구동부의 회전력을 전달하기 위하여 햅틱 로터리 전달 노브(320)와 대응부 풀리(420)와 전달 벨트(330)를 포함한다. 햅틱 로터리 전달 노브(320)의 전달 노브 바디(321)의 하단에는 전달 노브 풀리(323)가 구비된다. 전달 노브 풀리(323)는 전달 노브 풀리 홈(324)이 형성되고 전달 노브 풀리 홈(324)에 전달 벨트(330)의 일단이 벨트 체결된다. 전달 노브 풀리(323)와 동 평면 상으로 사전 설정된 위치에 대응부 풀리(420)가 배치되는데, 대응부 풀리(420)는 상기한 햅틱 로터리 스위치 감지 대응부(430)에 배치된다. 즉, 햅틱 로터리 스위치 감지 대응부(430)의 햅틱 로터리 스위치 감지 대응 바디(431)의 상단 내지는 햅틱 로터리 스위치 감지 대응 샤프트(433)의 상단에 대응부 풀리(420)가 배치되는데, 대응부 풀리(420)에 형성되는 풀리 홈에는 전달 벨트(330)의 타단이 벨트 연결된다. 따라서, 전달 벨트(330)를 통하여 햅틱 로터리 스위치 전달 노브(320), 보다 구체적으로 햅틱 로터리 스위치 구동부(310) 및 햅틱 로터리 스위치 노브(350)는 햅틱 로터리 스위치 감지 대응부와 벨트 연결되는 구조를 취함으로써, 햅틱 로터리 스위치 구동부(310) 내지는 햅틱 로터리 스위치 노브(350)에 회동 발생시 이러한 회동 상태는 햅틱 로터리 스위치 감지부(400)에 의하여 감지될 수 있다.
햅틱 로터리 스위치 노브(350)의 중앙에는 햅틱 로터리 스위치 노브 관통 구(353)가 구비되는데, 햅틱 로터리 스위치 노브 관통구(353)를 통하여 햅틱 엔터 스위치부(360)가 더 배치되는 구조를 취할 수도 있다.
햅틱 엔터 스위치부(360)는 햅틱 엔터 스위치 노브(361)와 햅틱 엔터 스위치 가동부(363)와 햅틱 엔터 스위치 장착부(370)와 햅틱 엔터 스위치(380)를 포함한다. 햅틱 엔터 스위치 노브(361)는 햅틱 로터리 스위치 노브(350)에 형성된 햅틱 로터리 스위치 노브 관통구(353)에 배치되는데, 햅틱 엔터 스위치 노브(361)는 햅틱 로터리 스위치 노브(350)에 대하여 가동 가능하게 배치된다. 햅틱 엔터 스위치 가동부(363)는 햅틱 엔터 스위치 노브(361)에 장착되는데, 햅틱 엔터 스위치 가동부(363)는 햅틱 로터리 스위치 전달 노브(320)를 관통하여 가동 가능하게 배치된다. 즉, 햅틱 엔터 스위치 가동부(363)는 햅틱 엔터 스위치 노브(361)의 측면에 연결되되, "ㄱ"자 형상을 구비하고 단부가 하우징 베이스(130)를 향하도록 배치된다. 햅틱 로터리 스위치 전달 노브(320)에는 가동부 관통구(326)가 구비되는데, 가동부 관통구(326) 및 햅틱 엔터 스위치 가동부(363)는 햅틱 엔터 스위치 노브(361)의 안정적인 가동을 위하여 두 개가 평행하도록 형성 배치되는 것이 바람직하다.
햅틱 로터리 스위치 전달 노브(320)의 하부에는 링 타입의 햅틱 엔터 스위치 노브 장착부(370)가 구비되는데, 햅틱 엔터 스위치 장착부(370)는 햅틱 엔터 스위치 가동부(363)와 맞물리어 햅틱 엔터 스위치 노브(361) 및 햅틱 엔터 스위치 가동부(363)가 원치 않게 분리 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 햅틱 엔터 스위치 가동부(363)의 단부에는 가동부 홈(365)이 구비되고 햅틱 엔터 스위치 노브 장착 부(370)에는 장착부 돌기(375)가 구비되는데, 햅틱 로터리 스위치 전달 노브(320)의 가동부 관통구(326)를 관통하여 메인 인쇄회로기판(210)을 향하여 배치되는 햅틱 엔터 스위치 가동부(363)의 단부에 형성된 가동부 홈(365)은 장착부 돌기(375)와 맞물리어 체결됨으로써 햅틱 엔터 스위치 노브(361), 햅틱 엔터 스위치 가동부(363)가 가동부 관통구(326)로부터 원치 않게 분리 이탈되는 것을 방지할 수도 있다.
햅틱 엔터 스위치(380)는 햅틱 엔터 스위치 장착부(370)의 대응되는 위치로 메인 인쇄회로기판(210)의 일면 상에 배치된다. 여기서, 햅틱 엔터 스위치(380)는 햅틱 엔터 스위치 발신부(381)와 햅틱 엔터 스위치 수신부(383)를 구비하는 광센서로 구현되는데, 사용자에 의한 가압력에 의하여 햅틱 엔터 스위치 가동부(363), 궁극적으로 햅틱 엔터 스위치 장착부(370)가 메인 인쇄회로기판(210)에 대하여 수직 방향으로 가동되는 경우 광센서로 구현되는 햅틱 엔터 스위치 발신부(381)와 햅틱 엔터 스위치 수신부(383) 간의 신호 발생을 변화시키고 이러한 신호 변화는 전기적 신호의 변화로 변환되어 제어부 내지는 외부 전기 장치로 변화된 신호가 전달됨으로써, 소정의 엔터 스위치 조작 모드를 수행할 수 있다.
여기서, 햅틱 엔터 스위치 노브(361)와 햅틱 엔터 스위치 가동부(363)는 별개의 구성요소로서 기술되었으나 이는 일체로 형성되는 구조를 취할 수도 있고, 별도의 햅틱 엔터 스위치 장착부를 구비하지 않고 햅틱 엔터 스위치 가동부가 직접 햅틱 엔터 스위치를 가동시키는 구조를 취할 수도 있으며, 또한 햅틱 엔터 스위치는 택트 스위치로 구현될 수도 있는 등 설계 사양에 따라 다양한 변형이 가능하다.
한편, 햅틱 엔터 스위치 노브(361)의 원활한 작동을 이루기 위하여 작동후 원위치 복귀되는 구조를 취할 수도 있다. 즉, 햅틱 엔터 스위치 노브(361)의 하부에는 햅틱 엔터 스위치 노브 탄성 부재(367)가 더 구비될 수 있는데, 햅틱 엔터 스위치 노브 탄성 부재(367)는 탄성 부재 지지부(368)와 탄성 부재 가동부(369)를 포함한다. 탄성 부재 지지부(368)는 탄성 부재 가동부(369)의 외주 하단에 형성되어 탄성 부재 가동부(369)의 안정적인 복귀 동작을 가능하게 하고, 탄성 부재 가동부(369)는 탄성 부재 지지부(368)에 의하여 지지되며 상부에 배치되는 햅틱 엔터 스위치 노브(361)에 의하여 가압되거나 가해진 압력의 해제에 의하여 수직 방향으로 축방향 가동을 이룰 수 있다. 이러한 햅틱 엔터 스위치 노브 탄성 부재(367)는 소정의 탄성 복원력을 구비하는 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 여기서, 햅틱 엔터 스위치 노브 탄성 부재는 고무와 같은 탄성 재료로 형성되었으나, 탄성 코일 스프링과 같은 구성요소가 배치되는 구성을 취할 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
사용자에 의하여 햅틱 엔터 스위치 노브(361)가 가압되는 경우, 가압력에 의하여 햅틱 엔터 스위치 노브(361)에 연결되는 햅틱 엔터 스위치 가동부(363)는 햅틱 로터리 스위치 전달 노브(320)에 형성된 가동부 관통구(326)를 통하여 메인 인쇄회로기판(210) 방향으로 가동된다. 상기한 바와 같이 햅틱 엔터 스위치 가동부(363)에 형성된 가동부 홈(365)에 맞물리는 햅틱 엔터 스위치 장착부(370)에 의하여 햅틱 엔터 스위치 노브(361) 및 햅틱 엔터 스위치 가동부(363)가 햅틱 로터리 스위치 전달 노브(320)로부터 원치 않게 분리 이탈되는 것이 방지될 수 있다. 햅 틱 엔터 스위치 가동부(363)를 통한 햅틱 엔터 스위치 장착부(370)는 메인 인쇄회로기판(210)을 향하여 가동되어 메인 인쇄회로기판(210) 상의 햅틱 엔터 스위치(380)를 가동시킨다.
이하에서는 상기 구성요소를 구비하는 스티어링 휠 햅틱 스위치 장치(10)의 작동 과정에 대하여 설명한다. 도 6에는 본 발명의 일실시예에 따른 스티어링 휠 햅틱 스위치 장치(10)의 개략적인 단면도가 도시되는데, 사용자가 햅틱 로터리 스위치 노브(350)를 회동하는 경우, 사용자에 의하여 제공되는 회동력은 햅틱 로터리 스위치 노브(350)로부터 햅틱 로터리 전달부(320,330,420)의 햅틱 로터리 스위치 전달 노브(320)로 전달되는데, 햅틱 로터리 스위치 전달 노브(320)의 회동은 전달 노브 풀리(323), 전달 벨트(330) 및 대응부 풀리(420)를 통하여 햅틱 로터리 스위치 감지 대응부(430)로 전달된다. 햅틱 로터리 스위치 감지 대응부(430)의 회동에 따라 햅틱 로터리 스위치 감지 센서(410)는 회동량을 감지하고 감지된 신호는 제어부(60, 도 8 참조) 내지 외부 전기 장치로 전달된다.
이러한 감지된 신호에 기초하여 제어부(60, 도 8 참조)는 저장부(70)에 기저장된 작동 모드에 상응하는 제어 신호를 햅틱 로터리 스위치 구동부(310)로 전달하여 소정의 작동 모드에 따른 햅틱 감을 제공하기 위한 구동력을 제공하는데, 이렇게 제공된 구동력은 햅틱 로터리 전달부(320)를 통하여 햅틱 로터리 스위치 노브(350)로 전달됨으로써 사용자가 소정의 촉각적 인지를 이루는 것이 가능하다.
본 실시예에서, 전달 노브 풀리(323)와 대응부 풀리(420) 간에는 약 10:1 정도의 직경 비율이 존재하는데, 이러한 직경 비율은 양자간에 약 10:1의 회전비를 이룰 수 있다. 또한, 대응부 풀리(420)가 장착된 햅틱 로터리 스위치 감지 대응 샤프트(433)에 배치되는 햅틱 로터리 스위치 감지 대응 바디(431)에는 수 개의, 예를 들어 60개의 감지 대응 슬롯(432)이 배치된다. 또한, 본 실시예에서 도시되지는 않았으나 메인 인쇄회로기판(210) 등에 배치되는 회로 소자 중 쿼드러처 클락 컨버터(quadrature clock converter)를 사용하여 햅틱 로터리 스위치 감지 센서(430)로부터 출력되는 신호를 변환시킴으로써, 약 10×60×4의 관계를 통하여 대략 총 2400개 정도의 신호 생성을 가능하게 하여 햅틱 로터리 스위치 노브(350)의 1회전을 2400개 정도의 신호로 분해하는 분해능을 제공할 수 있다. 하지만, 이는 본 실시예에 일예로서 본 발명에 따른 분해능이 이에 국한되지 않고 설계 사양에 따라 다양한 풀리 직경비(회전비) 및 신호 변환을 통하여 다양한 구성이 가능하다. 또한, 본 실시예에서 햅틱 로터리 스위치 감지부(400)는 포토 센서로 구현되는 경우에 대하여 기술되었으나 본 발명에 따른 햅틱 로터리 스위치 감지부는 자기 센서로 형성되는 구조를 취할 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
한편, 상기 실시예에서 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트(10)는 로터리 구조의 햅틱 스위치 구조에 대하여 기술되었으나, 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트(10)는 다른 스위치를 더 구비하는 구조를 취할 수도 있다. 즉, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 햅틱 버튼 스위치부(500)는 하우징 커버(110)에 형성되는 버튼 스위치 노브 관통구(113)를 통하여 하우징 바디(120)에 형성되는 버튼 스위치 배치부(127)에 배치된다. 버튼 스위치 배치부(127)에는 버튼 인쇄회로기판(220)이 배치된다. 햅틱 버튼 스위치부(500)는 버튼 스위치 노브(510)와 버튼 스위치 플런 저(520)와 버튼 스위치(530)를 구비하는데, 버튼 스위치(530)는 버튼 인쇄회로기판(220) 상에 배치된다. 버튼 스위치 노브(510)는 하우징 커버(110)에 대하여 가압 가동 가능하게 배치된다. 버튼 스위치 플런저(520)는 통상적인 스위치 플런저로서 버튼 스위치 노브(510)의 회동 내지 원위치 복귀를 이루도록 하는 왕복 운동 소자를 나타낸다. 버튼 스위치 노브(510)의 작동에 의하여 버튼 스위치 플런저(520)가 가동되고 버튼 스위치 플런저(520)의 가동에 의하여 버튼 스위치(530)가 가동될 수 있다.
상기 실시예에 따른 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트(10)는 스티어링 휠(1)의 일측에 단수 배치되는 구조를 취하였으나, 본 발명에 따른 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트(10)는 도 7에 도시된 바와 같이 스티어링 휠(1a)의 스티어링 휠 바디(3)와 스티어링 휠 림(2)의 사이로 양측에 배치되는 구조를 취할 수도 있다.
또 한편, 본 발명은 상기한 스티어링 휠 스위치 유니트(10)을 구비하는 스티어링 휠 스위치 시스템(30)을 제공할 수도 있다. 즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 스티어링 휠 시스템(30)은 스티어링 휠 스위치 유니트(10)와, 제어부(60)와, 저장부(70)와, 작동 유니트(80)를 구비할 수 있는데, 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트(10)는 상기 실시예와 동일하므로 이에 대한 중복된 설명은 생략한다. 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트(10)는 제어부(60)와 전기적 소통을 이루는데, 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트(10)의 햅틱 로터리 스위치 감지부에 의하여 감지된 신호는 제어부(60)로 전달되고 제어부(60)는 소정의 제어 신호를 햅틱 로터리 스위치 구동 부(310)로 제공한다. 제어부(60)는 저장부(70)와도 전기적 소통을 이루는데, 저장부(70)는 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트(10)로부터의 전기적 신호, 즉 감지 신호에 대응하는 작동 모드, 예를 들어 제어부(60)로부터 입력되는 제어 신호에 따라 햅틱 로터리 스위치 구동부(310)의 구동 회전 방향 내지 구동 시간 등이 조절되어 햅틱 로터리 스위치 노브(350)에 햅틱 감(도 9 참조)을 제공하기 위한 작동 모드 등이 사전 설정되어 있어 제어부(60)의 신호에 따라 소정의 작동 모드에 대한 데이터를 제어부(60)에 제공한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 햅틱 로터리 스위치 구동부(310)는 제어부(60)의 제어 신호에 따라 햅틱감을 생성하기 위한 회전력(구동력, F)를 생성하고 생성된 회전력(구동력)은 A,B,C 등의 회전력 피크값을 갖는 등 디텐트와 같은 기능을 수행하도록 다양한 파형을 구비하는데, 햅틱 로터리 스위치 노브(350)에 전달되는 회전력은 조작 대응력(P)으로 작용하여, 사용자가 햅틱 로터리 스위치 노브(350)를 회동시키는 경우 소정의 조작 저항으로 나타나 사용자가 디텐트 감 내지 회동 저항으로 체감할 수 있는 햅틱 감을 제공할 수 있다.
또한, 제어부(60)는 소정의 제어 신호를 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트(10)로 전달함과 동시에, 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트(10)로부터 입력되는 신호에 기초하여 소정의 제어 대상으로서의 작동 유니트(80)에 사용자에 의하여 선택된 작동 상태에 대응하는 작동 유니트에 대한 소정의 제어 신호를 생성하여 작동 유니트(80)로 전달한다. 작동 유니트(80)로는 디스플레이부(81), 음향부(83) 및 벤틸레이션 유니트(85)을 포함하는데, 제어부(60)로부터의 제어 신호에 따라 디스플레이부(81)는 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트(10)에 의하여 선택되고자하는 작 동 모드에 대한 화상과, 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트(10)에 의하여 선택되는 작동 모드의 상태에 대한 표시 등이 디스플레이부(81)를 통하여 이루어진다. 예를 들어, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 디스플레이부(81)에는 차량 운전석 인클라이네이션 유니트, 하기되는 벤틸레이션 유니트(85) 등의 작동을 위한 선택 메뉴 인터페이스가 형성되고, 햅틱 로터리 스위치 노브(350)의 회동에 의하여 소정의 메뉴, 예를 들어 벤틸레이션 유니트(85)에 대한 제어 모드를 선택하는 경우 도 11에 도시된 바와 같은 벤틸레이션 조절 모드 화면이 디스플레이부(81) 상에 화상 표시될 수 있다.
음향부(83)도 제어부(60)로부터의 제어 신호에 따라 경고음 등이 음향 출력될 수 있으며, 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트(10)에 의하여 입력되는 신호에 상응하는 차량 실내 온도 등을 형성하기 위한 제어 신호가 벤틸레이션 유니트(85)에 직접 내지는 벤틸레이션 유니트(85)의 제어를 관장하는 벤틸레이션 유니트 제어부(미도시)로 소정의 제어 신호가 전달되는 구조를 취할 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다. 여기서, 작동 유니트(80)로는 디스플레이부(81), 음향부(83) 및 벤틸레이션 유니트(85) 등이 도시되었는데, 이는 본 발명의 일예로서 작동 유니트(80)에는 네비게이션 유니트 등과 같은 제어 대상으로서의 다양한 유니트가 구비될 수도 있다.
한편, 상기 실시예들에서 잠시 언급되었으나, 본 발명에 따른 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트/시스템은 이들 실시예에 국한되지는 않는다. 예를 들어, 도 12 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 디렉셔널 스위치부를 더 구비하는 구조를 취할 수도 있다. 스티어링 휠(1b)의 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트(10)의 대응되는 위치에는 다른 스위치부(20')가 구비될 수 있는데, 도면 부호 20'으로 지시되는 다른 스위치부는 디렉셔널 스위치부(20')로 구현될 수 있다.
디렉셔널 스위치부(20')는 디렉셔널 스위치 하우징(21;21a,21b)과, 디렉셔널 스위치 노브(22; 22a,22b)와, 디렉셔널 스위치 인쇄회로기판(24)과, 복수 개의 디렉셔널 스위치(25a,25b)를 구비한다. 디렉셔널 스위치 하우징(21;21a,21b)은 스티어링 휠에 장착되는 디렉셔널 스위치 하부 하우징(21b)과 디렉셔널 스위치 상부 하우징(21a)을 포함하는데, 디렉셔널 스위치 하부 하우징(21b)과 디렉셔널 스위치 상부 하우징(21a)은 서로 맞물리어 내부 공간을 형성한다. 이러한 내부 공간에는 디렉셔널 스위치 인쇄회로기판(24)이 배치된다. 디렉셔널 스위치 인쇄회로기판(24)은 커넥터 등을 통하여 제어부(60), 또는 외부 전기 장치, 예를 들어 SRC 등을 통하여 차량의 제어부와 전기적 소통을 이루는 구조를 취할 수도 있는 등 다양한 구성이 가능하다.
디렉셔널 스위치 상부 하우징(21a)에는 개구가 구비되는데, 이러한 개구를 통하여 디렉셔널 스위치 노브(22;22a,22b)가 디렉셔널 스위치 하우징(21)에 대하여 가동 가능하게 배치된다. 디렉셔널 스위치 노브(22)는 디렉셔널 스위치 엔터 노브(22a)와 디렉셔널 스위치 라운드 노브(22b)를 구비하고, 디렉셔널 스위치 엔터 노브(22a)는 디렉셔널 스위치 라운드 노브(22b)의 중심에 서로 개별적인 구성요소로서 배치되는데, 이러한 구성은 본 실시예의 일예일뿐 본 발명이 이에 국한되지는 않는다. 디렉셔널 스위치 엔터 노브(22a)의 외주에는 연장부가 형성되고, 디렉셔 널 스위치 라운드 노브(22b)에는 노브 스톱퍼(22d)가 구비되는데, 노브 스톱퍼(22d)와 디렉셔널 스위치 엔터 노브(22a)의 연장부가 서로 접촉 가능한 구조를 취함으로써, 디렉셔널 스위치 엔터 노브(22a)가 원치 않게 외부로 분리 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 디렉셔널 스위치 라운드 노브(22b)의 하단에는 디렉셔널 스위치 라운드 노브 장착부(26a)가 구비되고, 디렉셔널 스위치 하부 하우징(21b)에는 라운드 노브 장착 대응부(26b)가 구비되는데, 디렉셔널 스위치 라운드 노브 장착부(26a)는 라운드 노브 장착 대응부(26b)와 일부 접촉 가능한 구조를 취하여, 디렉셔널 스위치 라운드 노브(22b)가 원치 않게 외부로 분리 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
디렉셔널 인쇄회로기판(24)의 일면 상에는 디렉셔널 스위치(25a,25b)가 배치되는데, 디렉셔널 스위치(25a,25b)는 본 실시예에서 푸시 타입의 택트 스위치로 구현된다. 디렉셔널 스위치(25a,25b)는 디렉셔널 엔터 스위치(25a)와 디렉셔널 라운드 스위치(25b)를 구비한다. 디렉셔널 스위치(25a,25b)의 대응 위치로 디렉셔널 스위치 노브(22)에는 각각 디렉셔널 엔터 스위치 가동부(23a)와 디렉셔널 라운드 스위치 가동부(23b)를 구비한다.
디렉셔널 스위치(25a,25b)는 상기한 바와 같이 제어부(60) 및/또는 외부 전기 장치와의 전기적 소통을 이룸으로써 운전자에 의하여 선택되는 소정의 제어 동모드를 수행할 수 있는 다양한 조합의 신호를 생성 전달할 수 있다.
상기 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 일예들로, 본 발명이 이에 국한되는 것은 아니다. 예를 들어, 본 발명에 따른 스티어링 휠 햅틱 스위치 시스템의 햅틱 로터리 스위치 감지부 및 햅틱 엔터 스위치 등은 비접촉식 감지 센서 등을 구비하는 비접촉식 스위치로 구현될 수도 있다. 또한, 상기 실시예에서 스티어링 휠 햅틱 스위치부의 햅틱 로터리 스위치부를 제어하기 위한 제어부가 외부에 배치되는 것으로 도시되었는데 경우에 따라 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트는 내장되는 전용 제어부를 더 구비하는 구성을 취할 수도 있는 등, 스티어링 휠에 장착되는 햅틱 로터리 스위치부를 구비하는 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트 및 스티어링 휠 햅틱 스위치 시스템을 제공하는 범위에서 다양한 변형이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트의 개략적인 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트의 개략적인 사시도이다.
도 3은 도 2의 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트의 다른 시점에서 본 개략적인 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트의 개략적인 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트의 개략적인 부분 사시 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트의 기어 맞물림 구조에 대한 개략적인 부분 사시 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트의 다른 일예에 대한 개략적인 평면도이다.
도 8은 본 발명의 스티어링 휠 햅틱 스위치 시스템에 대한 개략적인 블록선도이다.
도 9는 본 발명의 스티어링 휠 햅틱 스위치 시스템의 햅틱 로터리 스위치 노브에 가해지는 햅틱감을 나타내는 개략적인 선도이다.
도 10은 본 발명의 스티어링 휠 햅틱 스위치 시스템에 대한 사용자 인터페이 스의 일예를 나타내는 개략적인 디스플레이부 화상 표시도이다.
도 11은 본 발명의 스티어링 휠 햅틱 스위치 시스템에 대한, 벤틸레이션 유니트의 조절을 위한 사용자 인터페이스를 나타내는 개략적인 디스플레이부의 화상 표시도이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트의 또 다른 일예에 대한 개략적인 평면도이다.
도 13은 도 12의 디렉셔널 스위치부에 대한 개략적인 부분 단면도이다.
도 14는 도 12의 디렉셔널 스위치부에 대한 개략적인 부분 평면도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1...스티어링 휠 2...스티어링 휠 림
10...스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트 100...하우징
200...인쇄회로기판부 300...햅틱 로터리 스위치부
400...햅틱 로터리 스위치 감지부 500...햅틱 버튼 스위치부

Claims (7)

  1. 스티어링 휠에 장착되는 하우징;
    상기 하우징의 내부에 배치되는 인쇄회로기판;
    상기 하우징에 배치되어 회전력을 생성하는 햅틱 로터리 스위치 구동부와, 상기 햅틱 로터리 스위치 구동부로부터 생성된 회전력을 전달받는 햅틱 로터리 스위치 노브를 구비하는 햅틱 로터리 스위치부;
    일부분은 상기 햅틱 로터리 스위치 노브에, 다른 부분은 상기 햅틱 로터리 스위치 구동부에 연결되어, 상기 햅틱 로터리 스위치 노브와 상기 햅틱 로터리 스위치 구동부를 연결하는 햅틱 로터리 전달부; 및
    상기 인쇄회로기판 상에 배치되는 햅틱 로터리 스위치 감지 센서와, 상기 햅틱 로터리 스위치 구동부로부터 회전력을 전달받아 상기 햅틱 로터리 스위치 감지 센서에 대응한 위치에 회동 가능하게 배치되는 햅틱 로터리 스위치 감지 대응부를 갖는 햅틱 로터리 스위치 감지부;를 구비하고,
    상기 햅틱 로터리 전달부의 일부분은 상기 햅틱 로터리 스위치 구동부에, 다른 부분은 상기 햅틱 로터리 스위치 감지 대응부에 연결되어, 상기 햅틱 로터리 스위치 구동부의 회전력을 상기 햅틱 로터리 스위치 감지 대응부에 전달하는 것을 특징으로 하는 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 햅틱 로터리 전달부는:
    상기 햅틱 로터리 스위치 구동부와 함께 회동하고 상기 햅틱 로터리 전달 노브와 연결되고 외주에 전달 노브 풀리가 형성되는 햅틱 로터리 전달 노브와,
    상기 햅틱 로터리 스위치 감지 대응부의 일단에 형성되는 대응부 풀리와,
    상기 전달 노브 풀리 및 상기 대응부 풀리를 양단으로 벨트 풀리 맞물림되는 전달 벨트를 구비하는 것을 특징으로 하는 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 햅틱 로터리 스위치 감지 대응부는 복수 개의 슬릿을 구비하고, 상기 햅틱 로터리 스위치 감지 센서는 광센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 햅틱 로터리 스위치부는:
    일단은 상기 햅틱 로터리 스위치 노브에 가동 가능하게 노출되어 배치되고 타단은 상기 햅틱 로터리 전달 노브에 가동 가능하게 관통 배치되는 햅틱 엔터 스위치 노브와,
    상기 햅틱 엔터 스위치 노브의 타단의 대응되는 위치로 상기 인쇄회로기판 상에 배치되어 상기 햅틱 엔터 스위치 노브의 타단에 의하여 가동 가능한 햅틱 엔터 스위치를 포함하는 햅틱 엔터 스위치부를 구비하는 것을 특징으로 하는 스티어 링 휠 햅틱 스위치 유니트.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징에 배치되는 햅틱 버튼 스위치부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트.
  6. 제 1항에 있어서,
    스티어링 휠에 가동 가능하게 배치되는 디렉셔널 스위치 노브와,
    상기 디렉셔널 스위치 노브에 대응하여 배치되는 디렉셔널 스위치 인쇄회로기판과,
    상기 디렉셔널 스위치 인쇄회로기판의 일면으로 상기 디렉셔널 스위치 노브에 대응하여 배치되고 상기 디렉셔널 스위치 노브에 의하여 가동되는 복수 개의 디렉셔널 스위치를 포함하는 디렉셔널 스위치부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트.
  7. 스티어링 휠에 장착되는 하우징; 상기 하우징의 내부에 배치되는 인쇄회로기판; 상기 하우징에 배치되어 회전력을 생성하는 햅틱 로터리 스위치 구동부와, 상기 햅틱 로터리 스위치 구동부로부터 생성된 회전력을 전달받는 햅틱 로터리 스위치 노브를 구비하는 햅틱 로터리 스위치부; 일부분은 상기 햅틱 로터리 스위치 노브에, 다른 부분은 상기 햅틱 로터리 스위치 구동부에 연결되어, 상기 햅틱 로터리 스위치 노브와 상기 햅틱 로터리 스위치 구동부를 연결하는 햅틱 로터리 전달부; 및 상기 인쇄회로기판 상에 배치되는 햅틱 로터리 스위치 감지 센서와, 상기 햅틱 로터리 스위치 구동부로부터 회전력을 전달받아 상기 햅틱 로터리 스위치 감지 센서에 대응한 위치에 회동 가능하게 배치되는 햅틱 로터리 스위치 감지 대응부를 갖는 햅틱 로터리 스위치 감지부;를 구비하고, 상기 햅틱 로터리 전달부의 일부분은 상기 햅틱 로터리 스위치 구동부에, 다른 부분은 상기 햅틱 로터리 스위치 감지 대응부에 연결되어, 상기 햅틱 로터리 스위치 구동부의 회전력을 상기 햅틱 로터리 스위치 감지 대응부에 전달하는 것을 특징으로 하는 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트와,
    상기 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트와 전기적 소통을 이루고 상기 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트에 제어 신호를 출력하는 제어부와,
    상기 제어부와 전기적 소통을 이루고 상기 스티어링 휠 햅틱 스위치 유니트로부터의 전기적 신호에 대응하는 작동 모드가 사전 설정되어 저장되는 저장부와,
    상기 제어부와 전기적 소통을 이루며 상기 제어부로부터의 전기적 신호에 따라 사전 설정된 작동 모드에 대응하여 작동하는 작동 유니트를 구비하는 스티어링 휠 햅틱 스위치 시스템.
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