KR101858398B1 - 가변형 조향 핸들 장치 - Google Patents

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박신석
박장우
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고려대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 차량의 주행 시 조향 핸들의 좌우 손잡이를 조향 핸들의 회전에 따라 운전자가 편하게 잡을 수 있는 각도로 변화시켜 운전자의 손목과 팔의 피로를 줄여줄 수 있는 가변형 조향 핸들 장치를 제공하기 위한 것이다. 본 발명에 따른 가변형 조향 핸들 장치는, 차량에 결합되는 조향 핸들 프레임과, 가변형 조향 핸들과, 손잡이 가동부를 포함한다. 가변형 조향 핸들은, 차량의 조향 샤프트와 연결되도록 조향 핸들 프레임에 회전 가능하게 설치되는 조향 핸들 몸체와, 조향 핸들 몸체의 외부에 배치되어 좌측 손잡이 연결축을 통해 조향 핸들 몸체에 회전 가능하게 결합되는 좌측 손잡이와, 조향 핸들 몸체의 외부에 좌측 손잡이와 이격되도록 배치되어 우측 손잡이 연결축을 통해 조향 핸들 몸체에 회전 가능하게 결합되는 우측 손잡이를 포함한다. 손잡이 가동부는, 조향 핸들 몸체의 내측에 설치되고, 조향 핸들 몸체의 회전 시 좌측 손잡이 연결축 및 우측 손잡이 연결축을 회전시켜 좌측 손잡이 및 우측 손잡이의 각도를 변화시킨다.

Description

가변형 조향 핸들 장치{VARIABLE STEERING HANDLE DEVICE}
본 발명은 차량용 조향 핸들 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 운전자가 손으로 잡는 조향 핸들의 손잡이의 각도가 조향 핸들의 회전에 따라 가변하는 가변형 조향 핸들 장치에 관한 것이다.
현재 우리나라의 교통사고율과 그에 따른 치사율은 OECD국가 중에서 최상위에 위치하고 있다. 우리나라에서 발생하는 교통사고의 원인 중 피로와 스트레스, 또 그로 인한 졸음 운전의 비중은 매우 크다. 교통안전공단에서 발표한 자료 중 특히 장기 운전을 피할 수 없는 운수업자들의 경우에는 피로와 스트레스에도 운전을 할 수 밖에 없었던 경험을 가진 사람이 68%에 달하였다고 보고하고 있다. 따라서 차량 운전 시 운전자의 스트레스와 피로를 줄이면 교통사고율을 크게 줄일 수 있다.
한편, 차량에 장착되는 조향 핸들은 운전자가 회전시키는 각도에 따라 차량의 진행 방향이 조절되도록 한다. 이러한 조향 핸들은 일반적으로 링 형상을 가지고 있어서 운전자가 차량의 진행 방향을 바꾸기 위해 조향 핸들을 회전시키면 손잡이를 잡고 있는 양손의 손목 부분에 비틀리거나 꺾이게 된다. 또한 운전자가 큰 각도로 조향 핸들을 돌려야 하는 경우, 조향 핸들에서 손을 떼지 않고 계속해서 조향 핸들을 회전시켜야 하며, 조향 핸들을 잡은 손이 관절의 허용 각도를 넘어서게 되면 운전자가 고통을 느끼게 되는 경우가 종종 발생한다. 그리고 이러한 조향 핸들의 반복적인 조작은 운전자의 피로를 증가시키게 된다.
이러한 문제를 해결하기 위한 것으로 조향 핸들의 일측에 회전형으로 설치되는 보조 핸들이 있다. 또한 조작의 편리함을 위하여 가변형 보조 핸들을 추가로 장착하여 한 손으로 조향 핸들을 조작 할 수 있게 하는 방법이 제안된 바 있으며, 조향 핸들 내부에 회전 가능한 보조 핸들을 삽입하여 그 편리성을 도모하는 특허도 출원된 바 있다. 이러한 방법은 기존의 조향 핸들 구조를 그대로 유지하면서 추가적으로 보조 핸들을 설치하는 방법이다.
그런데 추가적으로 보조 핸들을 설치하는 경우, 조향 핸들을 보다 편리하게 회전시킬 수 있는 면에서는 유용할 수 있으나, 보조 핸들을 운전자가 한 손으로 잡아야 하기 때문에 양손으로 조향 핸들을 잡는 경우에 비하여 핸들의 조작이 불안정할 수 밖에 없다. 특히 사용자의 손이 보조 핸들에서 미끄러지는 경우에는 큰 사고로 이어질 수 있고, 사고 발생 시 운전자가 보조 핸들에 의해서 더 큰 부상을 당할 수 있다.
등록실용신안공보 제0434036호 (2006. 12. 15)
본 발명은 상술한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 차량의 주행 시 조향 핸들의 좌우 손잡이를 조향 핸들의 회전에 따라 운전자가 편하게 잡을 수 있는 각도로 변화시켜 운전자의 손목과 팔의 피로를 줄여줄 수 있는 가변형 조향 핸들 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 가변형 조향 핸들 장치는, 차량에 결합되는 조향 핸들 프레임; 상기 차량의 조향 샤프트와 연결되도록 상기 조향 핸들 프레임에 회전 가능하게 설치되는 조향 핸들 몸체와, 상기 조향 핸들 몸체의 외부에 배치되어 좌측 손잡이 연결축을 통해 상기 조향 핸들 몸체에 회전 가능하게 결합되는 좌측 손잡이와, 상기 조향 핸들 몸체의 외부에 상기 좌측 손잡이와 이격되도록 배치되어 우측 손잡이 연결축을 통해 상기 조향 핸들 몸체에 회전 가능하게 결합되는 우측 손잡이를 포함하는 가변형 조향 핸들; 및 상기 조향 핸들 몸체의 내측에 설치되고, 상기 조향 핸들 몸체의 회전 시 상기 좌측 손잡이 연결축 및 상기 우측 손잡이 연결축을 회전시켜 상기 좌측 손잡이 및 상기 우측 손잡이의 각도를 변화시키는 손잡이 가동부;를 포함한다.
상기 손잡이 가동부는, 상기 조향 핸들 프레임에 지지되도록 상기 조향 핸들 몸체의 내측에 배치되는 중앙 베벨기어와, 상기 좌측 손잡이 연결축과 결합되고 상기 조향 핸들 몸체의 내측에 배치되어 상기 중앙 베벨기어와 기어 연결되는 좌측 손잡이 베벨기어와, 상기 우측 손잡이 연결축과 결합되고 상기 조향 핸들 몸체의 내측에 배치되어 상기 중앙 베벨기어와 기어 연결되는 우측 손잡이 베벨기어를 포함하고, 상기 조향 핸들 몸체의 회전 시, 상기 좌측 손잡이 베벨기어 및 상기 우측 손잡이 베벨기어가 상기 중앙 베벨기어와의 상호 작용으로 회전하여 상기 좌측 손잡이 연결축 및 상기 우측 손잡이 연결축을 회전시킬 수 있다.
본 발명에 따른 가변형 조향 핸들 장치는, 상기 조향 핸들 프레임에 연결되어 상기 중앙 베벨기어를 상기 조향 핸들 몸체의 회전에 연동하지 않도록 지지하는 중앙 베벨기어 연결축;을 더 포함할 수 있다.
상기 중앙 베벨기어 연결축은 상기 조향 핸들 프레임에 회전 가능하게 결합되고, 본 발명에 따른 가변형 조향 핸들 장치는, 상기 조향 핸들 프레임에 지지되어 상기 중앙 베벨기어와 상기 좌측 손잡이 베벨기어 및 상기 우측 손잡이 베벨기어를 통해 상기 좌측 손잡이 및 상기 우측 손잡이를 회전시킬 수 있도록 상기 중앙 베벨기어 연결축에 회전력을 제공하는 손잡이 회전유닛;을 더 포함할 수 있다.
상기 손잡이 회전유닛은, 상기 중앙 베벨기어 회전축을 회전 중심축으로 회전할 수 있도록 상기 중앙 베벨기어 회전축과 결합되는 중앙 베벨기어 연결기어와, 상기 중앙 베벨기어 연결기어와 기어 연결되는 중앙 베벨기어 구동기어와, 상기 중앙 베벨기어 구동기어와 연결되는 중앙 베벨기어 구동모터를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 가변형 조향 핸들 장치는, 상기 조향 핸들 프레임에 지지되어 상기 조향 핸들 몸체에 회전력을 제공하는 조향 핸들 회전유닛;을 더 포함할 수 있다.
상기 조향 핸들 회전유닛은, 상기 조향 핸들 몸체와 회전 중심축을 공유하도록 상기 조향 핸들 몸체와 결합되는 조향 핸들 연결기어와, 상기 조향 핸들 연결기어와 기어 연결되는 조향 핸들 구동기어와, 상기 조향 핸들 구동기어와 연결되는 조향 핸들 구동모터를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 가변형 조향 핸들 장치는, 상기 차량에 설치되어 상기 차량 주위의 장애물을 검출하는 장애물 감지부; 및 상기 장애물 감지부의 감지 신호에 따라 상기 조향 핸들 유전유닛을 제어하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.
상기 손잡이 가동부는 상기 조향 핸들 몸체의 회전 시 상기 좌측 손잡이 연결축 및 상기 우측 손잡이 연결축을 서로 반대 방향으로 회전시킬 수 있다.
상기 좌측 손잡이의 회전 중심축과 상기 우측 손잡이의 회전 중심축은 각각 상기 조향 핸들 몸체의 회전 중심축과 수직으로 교차할 수 있다.
상기 좌측 손잡이는 운전자가 잡을 수 있도록 상기 조향 핸들 몸체의 회전 방향을 따라 굽은 아치형의 좌측 손잡이 몸체를 구비하고, 상기 우측 손잡이는 운전자가 잡을 수 있도록 상기 조향 핸들 몸체의 회전 방향을 따라 굽은 아치형의 우측 손잡이 몸체를 구비할 수 있다.
본 발명에 따른 가변형 조향 핸들 장치는 다음과 같은 효과를 제공할 수 있다.
첫째, 차량의 주행 중 운전자가 차량의 방향으로 바꾸기 위해 가변형 조향 핸들을 돌릴 때, 운전자가 손으로 잡고 있는 좌측 손잡이나 우측 손잡이의 각도를 운전자가 편하게 잡을 수 있는 각도로 변화시켜줌으로써, 운전자가 손목 관절이나 팔 관절을 과도하게 꺾지 않고 자연스럽게 조향 조작을 가능하게 하고, 장시간 운전 중 발생하는 손목과 팔의 피로를 줄여줄 수 있다.
둘째, 보조 핸들을 사용하는 종래 기술에 비해 사용자가 안정적으로 조작할 수 있어, 사고 발생의 위험을 줄이고, 보다 편리한 핸들 조작을 가능하게 한다.
셋째, 조향 핸들 회전유닛을 통해 차량의 위험 상황에 맞는 경고 신호를 운전자에게 제공함으로써, 운전자가 주의를 기울여 운전에 집중할 수 있도록 해준다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 가변형 조향 핸들 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 가변형 조향 핸들 장치를 일부 구성을 생략하여 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 가변형 조향 핸들 장치의 일부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 가변형 조향 핸들 장치의 일부 구성을 나타낸 부분 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 가변형 조향 핸들 장치의 손잡이 회전유닛의 작용을 설명하기 위한 것이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 가변형 조향 핸들 장치의 일부 구성을 나타낸 단면도이다.
이하, 본 발명에 가변형 조향 핸들 장치를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 가변형 조향 핸들 장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 가변형 조향 핸들 장치를 일부 구성을 생략하여 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 가변형 조향 핸들 장치의 일부 구성을 나타낸 블록도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 가변형 조향 핸들 장치의 일부 구성을 나타낸 부분 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 가변형 조향 핸들 장치의 손잡이 회전유닛의 작용을 설명하기 위한 것이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 가변형 조향 핸들 장치의 일부 구성을 나타낸 단면도이다.
도면에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 가변형 조향 핸들 장치(100)는 차량에 결합되는 조향 핸들 프레임(110)과, 운전자가 조작할 수 있도록 조향 핸들 프레임(110)에 회전 가능하게 설치되는 가변형 조향 핸들(120)과, 가변형 조향 핸들(120)의 좌측 손잡이(134) 및 우측 손잡이(140)의 각도를 변화시키는 손잡이 가동부(150)와, 가변형 조향 핸들(120)에 회전력을 제공할 수 있는 조향 핸들 회전유닛(170)과, 조향 핸들 회전유닛(170) 등의 동작을 제어하는 제어부(180)를 포함한다. 이러한 가변형 조향 핸들 장치(100)는 손잡이 가동부(150)에 의해 가변형 조향 핸들(120)의 좌측 손잡이(134) 및 우측 손잡이(140)의 각도가 변함으로써, 운전자가 손목과 팔의 움직임을 자연스럽게 하면서 가변형 조향 핸들(120)을 잡고 운전할 수 있다.
조향 핸들 프레임(110)은 대시보드 등 차량의 내측에 고정 설치되어 가변형 조향 핸들(120) 등의 구성 부품을 지지한다. 조향 핸들 프레임(110)에는 가변형 조향 핸들(120)을 회전 가능하게 지지하는 조향 핸들 회전 지지부(112)가 구비된다. 조향 핸들 회전 지지부(112)에는 가변형 조향 핸들(120)과의 마찰을 줄이기 위한 베어링(114)이 설치된다.
가변형 조향 핸들(120)은 조향 핸들 프레임(110)에 회전 가능하게 결합되는 조향 핸들 몸체(122)와, 조향 핸들 몸체(122)에 회전 가능하게 결합되는 좌측 손잡이(134) 및 우측 손잡이(140)를 포함한다.
조향 핸들 몸체(122)는 조향 핸들 프레임(110)의 조향 핸들 회전 지지부(112)에 결합되며, 차량의 조향 샤프트(10)와 연결된다. 조향 핸들 몸체(122)와 조향 샤프트(10)는 조향 샤프트 연결부(20)를 통해 연결될 수 있다. 운전자가 좌측 손잡이(134)나 우측 손잡이(140)를 잡고 조향 핸들 몸체(122)를 회전시키면, 조향 샤프트(10)가 회전하고, 조향 샤프트(10)의 회전력이 조향 기어(미도시)에 전달되어 차량의 바퀴가 방향을 바꿀 수 있다. 조향 핸들 몸체(122)는 손잡이 연결부(123)와, 프레임 연결부(130)를 포함한다.
손잡이 연결부(123)는 좌측 손잡이(134) 및 우측 손잡이(140)와 연결되어 좌측 손잡이(134) 및 우측 손잡이(140)를 지지한다. 손잡이 연결부(123)는 좌측 손잡이(134) 및 우측 손잡이(140)가 결합되는 손잡이 연결부 하우징(124)과, 손잡이 연결부 하우징(124)의 개방된 상부를 덮는 손잡이 연결부 커버(125)를 포함하며, 전체적으로 원통형 모양을 갖는다. 손잡이 연결부(123)를 손잡이 연결부 커버(125)가 손잡이 연결부 하우징(124)에서 분리될 수 있는 구조로 하면, 필요에 따라 손잡이 연결부 커버(125)를 분리하여 손잡이 연결부 하우징(124)을 개방할 수 있다. 따라서 손잡이 연결부 커버(125) 분리형의 조향 핸들 몸체(122)는 손잡이 연결부 하우징(124) 내측에 설치되는 손잡이 가동부(150) 등의 부품 교체나 수리에 유리하다.
손잡이 연결부(123)에는 좌측 부시(127)와 우측 부시(128)가 설치된다. 이들 좌측 부시(127) 및 우측 부시(128)는 각각 손잡이 연결부(123)의 측면을 관통하는 형태로 손잡이 연결부(123)에 결합된다. 좌측 부시(127)와 우측 부시(128)는 손잡이 연결부 하우징(124)의 좌우측에 서로 대향하도록 배치되어 각각 좌측 손잡이(134)와 우측 손잡이(140)를 회전 가능하게 지지한다.
프레임 연결부(130)는 조향 핸들 프레임(110)의 조향 핸들 회전 지지부(112)에 회전 가능하게 결합된다. 프레임 연결부(130)는 조향 핸들 회전 지지부(112)의 베어링(114)에 결합됨으로써 조향 핸들 프레임(110)에 대해 원활하게 회전할 수 있다. 손잡이 연결부(123)가 프레임 연결부(130)에 결합됨으로써 손잡이 연결부(123)는 프레임 연결부(130)와 함께 회전할 수 있다. 프레임 연결부(130)의 내측에는 후술할 중앙 베벨기어 연결축(154)을 회전 가능하게 지지하는 베어링(132)이 설치된다.
좌측 손잡이(134)는 조향 핸들 몸체(122)의 외부에 배치되어 좌측 손잡이 연결축(138)을 통해 조향 핸들 몸체(122)에 회전 가능하게 결합된다. 좌측 손잡이 연결축(138)은 좌측 부시(127)에 회전 가능하게 결합되며, 좌측 손잡이(134)는 좌측 손잡이 연결축(138)을 회전 중심축으로 하여 조향 핸들 몸체(122)에 대해 회전할 수 있다. 좌측 손잡이 연결축(138)의 회전 중심축은 조향 핸들 몸체(122)의 회전 중심축과 수직으로 교차한다. 좌측 손잡이(134)는 운전자가 잡을 수 있는 좌측 손잡이 몸체(135)와, 좌측 손잡이 몸체(135)의 중간에 조향 핸들 몸체(122) 쪽으로 돌출 구비되는 좌측 손잡이 연결축 결합부(136)를 포함한다. 좌측 손잡이 몸체(135)는 운전자가 손으로 편하게 잡을 수 있도록 조향 핸들 몸체(122)의 회전 방향을 따라 굽은 아치형으로 이루어진다.
우측 손잡이(140)는 조향 핸들 몸체(122)의 외부에 배치되어 우측 손잡이 연결축(144)을 통해 조향 핸들 몸체(122)에 회전 가능하게 결합된다. 우측 손잡이 연결축(144)은 우측 부시(128)에 회전 가능하게 결합되며, 우측 손잡이(140)는 우측 손잡이 연결축(144)을 회전 중심축으로 하여 조향 핸들 몸체(122)에 대해 회전할 수 있다. 우측 손잡이 연결축(144)의 회전 중심축은 조향 핸들 몸체(122)의 회전 중심축과 수직으로 교차한다. 우측 손잡이(140)는 운전자가 잡을 수 있는 우측 손잡이 몸체(141)와, 우측 손잡이 몸체(141)의 중간에 조향 핸들 몸체(122) 쪽으로 돌출 구비되는 우측 손잡이 연결축 결합부(142)를 포함한다. 우측 손잡이 몸체(141)는 운전자가 손으로 편하게 잡을 수 있도록 조향 핸들 몸체(122)의 회전 방향을 따라 굽은 아치형으로 이루어진다.
이러한 가변형 조향 핸들(120)은 운전자가 좌측 손잡이(134)나 우측 손잡이(140)를 잡고 조작함으로써 조향 핸들 프레임(110)에 대해 회전하여 조향 샤프트(10)를 회전시킬 수 있다. 가변형 조향 핸들(120)의 조향 핸들 몸체(122)는 도시된 것과 같은 원통형 모양 이외의 다양한 다른 형상으로 변경될 수 있다. 또한 좌측 손잡이(134)나 우측 손잡이(140)도 운전자가 손으로 잡을 수 있는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다.
손잡이 가동부(150)는 조향 핸들 몸체(122)의 내측에 설치되고, 조향 핸들 몸체(122)의 회전 시 좌측 손잡이 연결축(138) 및 우측 손잡이 연결축(144)을 회전시켜 좌측 손잡이(134) 및 우측 손잡이(140)의 각도를 변화시킨다. 손잡이 가동부(150)는 중앙 베벨기어(152)와, 중앙 베벨기어(152)에 각각 기어 연결되는 좌측 손잡이 베벨기어(156) 및 우측 손잡이 베벨기어(158)를 포함한다.
중앙 베벨기어(152)는 조향 핸들 프레임(110)에 지지되도록 조향 핸들 몸체(122)의 내측 중앙에 배치된다. 중앙 베벨기어(152)는 조향 핸들 프레임(110)에 연결되는 중앙 베벨기어 연결축(154)과 결합된다. 중앙 베벨기어 연결축(154)은 중앙 베벨기어(152)를 조향 핸들 몸체(122)의 회전에 연동하지 않도록 지지한다. 중앙 베벨기어 연결축(154)은 프레임 연결부(130)에 설치되는 베어링(132)에 결합됨으로써 조향 핸들 몸체(122)에 대해 회전할 수 있다. 또한 중앙 베벨기어 연결축(154)은 조향 핸들 프레임(110)에 지지되되 조향 핸들 프레임(110)에 대해 회전할 수 있다. 즉, 중앙 베벨기어 연결축(154)은 조향 핸들 프레임(110)에 설치되는 손잡이 회전유닛(160)을 통해 조향 핸들 프레임(110)에 회전 가능하게 연결된다.
좌측 손잡이 베벨기어(156)는 좌측 손잡이 연결축(138)과 함께 회전할 수 있도록 좌측 손잡이 연결축(138)에 결합된다. 좌측 손잡이 베벨기어(156)는 중앙 베벨기어(152)의 일측에 기어 연결되어 조향 핸들 몸체(122)가 회전할 때 좌측 손잡이 연결축(138)을 회전 중심축으로 하여 회전할 수 있다. 즉, 조향 핸들 몸체(122)가 회전할 때 좌측 손잡이 베벨기어(156)는 중앙 베벨기어(152)와 기어 연결된 상태로 중앙 베벨기어(152)의 가장자리를 따라 이동하면서 회전하여 좌측 손잡이 연결축(138)을 회전시키게 된다. 이때, 좌측 손잡이 연결축(138)과 결합된 좌측 손잡이(134)가 조향 핸들 몸체(122)에 대해 회전하여 그 각도가 변하게 된다.
우측 손잡이 베벨기어(158)는 우측 손잡이 연결축(144)과 함께 회전할 수 있도록 우측 손잡이 연결축(144)에 결합된다. 우측 손잡이 베벨기어(158)는 좌측 손잡이 베벨기어(156)와 상호 대향하도록 배치되어 중앙 베벨기어(152)와 기어 연결된다. 우측 손잡이 베벨기어(158)는 조향 핸들 몸체(122)가 회전할 때 우측 손잡이 연결축(144)을 회전 중심축으로 하여 좌측 손잡이 베벨기어(156)와 반대 방향으로 회전할 수 있다. 즉, 조향 핸들 몸체(122)가 회전할 때 우측 손잡이 베벨기어(158)는 중앙 베벨기어(152)와 기어 연결된 상태로 좌측 손잡이 베벨기어(156)의 맞은 편에서 중앙 베벨기어(152)의 가장자리를 따라 이동하면서 회전하여 우측 손잡이 연결축(144)을 회전시키게 된다. 이때, 우측 손잡이 연결축(144)과 결합된 우측 손잡이(140)가 조향 핸들 몸체(122)에 대해 좌측 손잡이(134)와 반대 방향으로 회전하여 그 각도가 변하게 된다.
이와 같이, 손잡이 가동부(150)는 운전자가 좌측 손잡이(134)나 우측 손잡이(140)를 잡고 가변형 조향 핸들(120)을 회전시킬 때, 좌측 손잡이 연결축(138) 및 우측 손잡이 연결축(144)을 서로 반대 방향으로 회전시킴으로써 좌측 손잡이(134)나 우측 손잡이(140)의 각도를 운전자가 편하게 잡을 수 있는 각도로 변화시켜준다. 따라서 운전자가 좌측 손잡이(134)나 우측 손잡이(140)를 잡은 상태로 손목 관절이나 팔 관절을 과도하게 꺾지 않고 가변형 조향 핸들(120)을 회전시키는 것을 가능하게 한다.
조향 핸들 몸체(122)의 회전에 따른 좌측 손잡이(134)나 우측 손잡이(140)의 회전 각도는 다양하게 설정될 수 있다. 즉, 중앙 베벨기어(152)와 좌측 손잡이 베벨기어(156) 및 우측 손잡이 베벨기어(158) 각각의 크기, 각 기어이의 크기 등에 따라 조향 핸들 몸체(122)의 회전에 따른 좌측 손잡이(134)나 우측 손잡이(140)의 회전 각도를 다양하게 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 조향 핸들 몸체(122)가 시계 방향 또는 반시계 방향으로 90도 회전할 때, 좌측 손잡이(134)나 우측 손잡이(140)가 모두 원래 각도로 원위치하도록 조향 핸들 몸체(122)의 회전에 따른 좌측 손잡이(134)나 우측 손잡이(140)의 회전 각도를 조절할 수도 있다.
한편, 운전자에 따라 편하게 느끼는 손잡이 각도가 다를 수 있으므로, 좌측 손잡이(134)나 우측 손잡이(140)의 각도를 운전자가 자신에 맞춰 조절할 수 있도록 하는 것이 좋다. 이를 위해, 본 실시예에 따른 가변형 조향 핸들 장치(100)는 좌측 손잡이(134)나 우측 손잡이(140)의 각도를 운전자가 임의로 조절할 수 있도록 하기 위한 손잡이 회전유닛(160)을 포함한다. 손잡이 회전유닛(160)은 중앙 베벨기어(152)를 회전시킴으로써 좌측 손잡이(134)나 우측 손잡이(140)를 조향 핸들 몸체(122)의 회전에 상관없이 조향 핸들 몸체(122)에 대해 회전시킬 수 있다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 손잡이 회전유닛(160)은 중앙 베벨기어 연결기어(162)와, 중앙 베벨기어 구동기어(164)와, 중앙 베벨기어 구동모터(166)를 포함한다. 중앙 베벨기어 연결기어(162)는 중앙 베벨기어 연결축(154)을 회전 중심축으로 회전할 수 있도록 중앙 베벨기어 연결축(154)과 결합된다. 중앙 베벨기어 구동기어(164)는 중앙 베벨기어 연결기어(162)의 외측에 배치되어 중앙 베벨기어 연결기어(162)와 기어 연결된다. 중앙 베벨기어 구동모터(166)는 중앙 베벨기어 구동기어(164)와 연결되어 중앙 베벨기어 구동기어(164)에 회전력을 제공한다.
이러한 손잡이 회전유닛(160)은 제어부(180)에 의해 제어될 수 있다. 즉, 운전자가 조작부(190)를 통해 자신에 맞는 손잡이 각도를 선택하면, 제어부(180)가 조작부(190)를 통해 입력된 정보에 따라 손잡이 회전유닛(160)을 제어함으로써 좌측 손잡이(134) 및 우측 손잡이(140)의 각도가 조절될 수 있다.
손잡이 회전유닛(160)은 도시된 구조 이외에, 중앙 베벨기어 연결축(154)을 통해 중앙 베벨기어(152)를 회전시킬 수 있도록 중앙 베벨기어 연결축(154)에 회전력을 제공할 수 있는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다.
도 3 내지 도 6에 나타낸 것과 같이, 조향 핸들 회전유닛(170)은 조향 핸들 몸체(122)에 회전력을 제공할 수 있도록 조향 핸들 프레임(110)에 지지된다. 조향 핸들 회전유닛(170)은 조향 핸들 몸체(122)에 회전력을 제공하여 조향 핸들 몸체(122)를 회전시키거나, 조향 핸들 몸체(122)의 회전 저항력을 증가시킬 수 있다.
조향 핸들 회전유닛(170)은 조향 핸들 연결기어(172)와, 조향 핸들 구동기어(174)와, 조향 핸들 구동모터(176)를 포함한다. 조향 핸들 연결기어(172)는 조향 핸들 몸체(122)와 회전 중심축을 공유하도록 조향 핸들 몸체(122)의 프레임 연결부(130) 끝단에 결합된다. 조향 핸들 구동기어(174)는 조향 핸들 연결기어(172)의 외측에 배치되어 조향 핸들 연결기어(172)와 기어 연결된다. 조향 핸들 구동모터(176)는 조향 핸들 구동기어(174)와 연결되어 조향 핸들 구동기어(174)에 회전력을 제공한다.
이러한 조향 핸들 회전유닛(170)은 제어부(180)에 의해 제어될 수 있다. 제어부(180)는 차량의 운전 중에 사고 발생을 줄일 수 있도록 조향 핸들 회전유닛(170)을 제어하여 가변형 조향 핸들(120)의 회전 저항력을 증가시키거나, 가변형 조향 핸들(120)을 회전시킬 수 있다. 예컨대, 제어부(180)는 차량에 설치되어 차량 주위의 장애물을 검출하는 장애물 감지부(185)로부터 감지 신호를 수신하여 그 감지 신호에 따라 조향 핸들 회전유닛(170)을 제어할 수 있다.
즉, 운전 중 다른 차량이 가까이 접근하는 경우, 장애물 감지부(185)가 접근하는 차량을 감지하면 제어부(180)가 조향 핸들 회전유닛(170)을 작동시켜 가변형 조향 핸들(120)의 회전 저항력을 증가시킴으로써 운전자가 그 방향으로 가변형 조향 핸들(120)을 돌리지 못하게 할 수 있다. 또는 제어부(180)가 조향 핸들 회전유닛(170)을 제어하여 가변형 조향 핸들(120)을 일정 각도 회전시킴으로써 차량과 다른 차량이나 장애물과 충돌하는 사고를 방지할 수도 있다.
이와 같이, 조향 핸들 회전유닛(170)은 위험한 상황에서 가변형 조향 핸들(120)의 조작 방향에 반대하는 저항력을 부과함으로써, 운전자의 실수나 부주의로 인한 사고의 위험을 줄일 수 있고, 운전자에게 사고 위험을 경고해줄 수 있다. 다른 예로, 조향 핸들 회전유닛(170)은 운전 중 위험한 상황이 발생할 때 가변형 조향 핸들(120)에 회전력을 제공하여 가변형 조향 핸들(120)을 진동시킴으로써 운전자가 가변형 조향 핸들(120) 조작에 집중할 수 있도록 운전자의 주의를 끌 수도 있다.
조향 핸들 회전유닛(170)은 도시된 구조 이외에, 조향 핸들 프레임(110)에 지지되어 조향 핸들 몸체(122)와 연결됨으로써 조향 핸들 몸체(122)에 회전력을 제공할 수 있는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다.
상술한 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 가변형 조향 핸들 장치(100)는 차량의 주행 중 운전자가 차량의 방향으로 바꾸기 위해 가변형 조향 핸들(120)을 돌릴 때, 운전자가 손으로 잡고 있는 좌측 손잡이(134)나 우측 손잡이(140)의 각도를 운전자가 편하게 잡을 수 있는 각도로 변화시켜줌으로써, 운전자가 손목 관절이나 팔 관절을 과도하게 꺾지 않고 자연스럽게 조향 조작을 할 수 있게 해준다.
이상 본 발명에 대해 바람직한 예를 들어 설명하였으나 본 발명의 범위가 앞에서 설명되고 도시되는 형태로 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 도면에는 조향 핸들 몸체(122)에 서로 대향하여 배치되는 좌측 손잡이(134) 및 우측 손잡이(140)가 결합되는 것으로 나타냈으나, 조향 핸들 몸체에 결합되는 손잡이의 개수는 다양하게 변경될 수 있다.
또한 도면에는 손잡이 가동부(150)가 중앙 베벨기어(152)와 좌측 손잡이 베벨기어(156) 및 우측 손잡이 베벨기어(158)를 포함하는 것으로 나타냈으나, 손잡이 가동부는 조향 핸들 몸체(122)의 회전에 따라 좌측 손잡이(134)와 우측 손잡이(140)를 회전시켜 좌측 손잡이(134)와 우측 손잡이(140)의 각도를 변화시킬 수 있는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
100 : 가변형 조향 핸들 장치 110 : 조향 핸들 프레임
112 : 조향 핸들 회전 지지부 114, 132 : 베어링
120 : 가변형 조향 핸들 122 : 조향 핸들 몸체
123 : 손잡이 연결부 124 : 손잡이 연결부 하우징
125 : 손잡이 연결부 커버 127 : 좌측 부시
128 : 우측 부시 130 : 프레임 연결부
134 : 좌측 손잡이 135 : 좌측 손잡이 몸체
136 : 좌측 손잡이 연결축 결합부 138 : 좌측 손잡이 연결축
140 : 우측 손잡이 141 : 우측 손잡이 몸체
142 : 우측 손잡이 연결축 결합부 144 : 우측 손잡이 연결축
150 : 손잡이 가동부 152 : 중앙 베벨기어
154 : 중앙 베벨기어 연결축 156 : 좌측 손잡이 베벨기어
158 : 우측 손잡이 베벨기어 160 : 손잡이 회전유닛
162 : 중앙 베벨기어 연결기어 164 : 중앙 베벨기어 구동기어
166 : 중앙 베벨기어 구동모터 170 : 조향 핸들 회전유닛
172 : 조향 핸들 연결기어 174 : 조향 핸들 구동기어
176 : 조향 핸들 구동모터 180 : 제어부
185 : 장애물 감지부 190 : 조작부

Claims (11)

  1. 차량에 결합되는 조향 핸들 프레임; 상기 차량의 조향 샤프트와 연결되도록 상기 조향 핸들 프레임에 회전 가능하게 설치되는 조향 핸들 몸체와, 상기 조향 핸들 몸체의 외부에 배치되어 좌측 손잡이 연결축을 통해 상기 조향 핸들 몸체에 회전 가능하게 결합되는 좌측 손잡이와, 상기 조향 핸들 몸체의 외부에 상기 좌측 손잡이와 이격되도록 배치되어 우측 손잡이 연결축을 통해 상기 조향 핸들 몸체에 회전 가능하게 결합되는 우측 손잡이를 포함하는 가변형 조향 핸들; 및 상기 조향 핸들 몸체의 내측에 설치되고, 상기 조향 핸들 몸체의 회전 시 상기 좌측 손잡이 연결축 및 상기 우측 손잡이 연결축을 회전시켜 상기 좌측 손잡이 및 상기 우측 손잡이의 각도를 변화시키는 손잡이 가동부;를 포함하고,
    상기 손잡이 가동부는, 상기 조향 핸들 프레임에 지지되도록 상기 조향 핸들 몸체의 내측에 배치되는 중앙 베벨기어와, 상기 좌측 손잡이 연결축과 결합되고 상기 조향 핸들 몸체의 내측에 배치되어 상기 중앙 베벨기어와 기어 연결되는 좌측 손잡이 베벨기어와, 상기 우측 손잡이 연결축과 결합되고 상기 조향 핸들 몸체의 내측에 배치되어 상기 중앙 베벨기어와 기어 연결되는 우측 손잡이 베벨기어를 포함하고, 상기 조향 핸들 몸체의 회전 시, 상기 좌측 손잡이 베벨기어 및 상기 우측 손잡이 베벨기어가 상기 중앙 베벨기어와의 상호 작용으로 회전하여 상기 좌측 손잡이 연결축 및 상기 우측 손잡이 연결축을 회전시키고,
    상기 조향 핸들 프레임에 연결되어 상기 중앙 베벨기어를 상기 조향 핸들 몸체의 회전에 연동하지 않도록 지지하는 중앙 베벨기어 연결축;을 더 포함하고,
    상기 중앙 베벨기어 연결축은 상기 조향 핸들 프레임에 회전 가능하게 결합되고, 상기 조향 핸들 프레임에 지지되어 상기 중앙 베벨기어와 상기 좌측 손잡이 베벨기어 및 상기 우측 손잡이 베벨기어를 통해 상기 좌측 손잡이 및 상기 우측 손잡이를 회전시킬 수 있도록 상기 중앙 베벨기어 연결축에 회전력을 제공하는 손잡이 회전유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변형 조향 핸들 장치.
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  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 손잡이 회전유닛은,
    상기 중앙 베벨기어 연결축을 회전 중심축으로 회전할 수 있도록 상기 중앙 베벨기어 연결축과 결합되는 중앙 베벨기어 연결기어와,
    상기 중앙 베벨기어 연결기어와 기어 연결되는 중앙 베벨기어 구동기어와,
    상기 중앙 베벨기어 구동기어와 연결되는 중앙 베벨기어 구동모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변형 조향 핸들 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 조향 핸들 프레임에 지지되어 상기 조향 핸들 몸체에 회전력을 제공하는 조향 핸들 회전유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변형 조향 핸들 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 조향 핸들 회전유닛은,
    상기 조향 핸들 몸체와 회전 중심축을 공유하도록 상기 조향 핸들 몸체와 결합되는 조향 핸들 연결기어와,
    상기 조향 핸들 연결기어와 기어 연결되는 조향 핸들 구동기어와,
    상기 조향 핸들 구동기어와 연결되는 조향 핸들 구동모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변형 조향 핸들 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 차량에 설치되어 상기 차량 주위의 장애물을 검출하는 장애물 감지부; 및
    상기 장애물 감지부의 감지 신호에 따라 상기 조향 핸들 유전유닛을 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변형 조향 핸들 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 손잡이 가동부는 상기 조향 핸들 몸체의 회전 시 상기 좌측 손잡이 연결축 및 상기 우측 손잡이 연결축을 서로 반대 방향으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 가변형 조향 핸들 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 좌측 손잡이의 회전 중심축과 상기 우측 손잡이의 회전 중심축은 각각 상기 조향 핸들 몸체의 회전 중심축과 수직으로 교차하는 것을 특징으로 하는 가변형 조향 핸들 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 좌측 손잡이는 운전자가 잡을 수 있도록 상기 조향 핸들 몸체의 회전 방향을 따라 굽은 아치형의 좌측 손잡이 몸체를 구비하고,
    상기 우측 손잡이는 운전자가 잡을 수 있도록 상기 조향 핸들 몸체의 회전 방향을 따라 굽은 아치형의 우측 손잡이 몸체를 구비하는 것을 특징으로 하는 가변형 조향 핸들 장치.
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