KR102163076B1 - 통합 조작 다이얼 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 통합 조작 다이얼 장치가 개시된다. 상기 통합 조작 다이얼 장치는, 사용자의 조작이 이루어지는 다이얼부로부터 연장되는 축 부재와, 축 부재가 관통하도록 끼워지는 모터 축을 포함하는 모터 조립체와, 모터 조립체가 장착된 것으로, 모터 축을 관통하는 축 부재와 함께 틸팅되는 틸팅 플레이트와, 틸팅 플레이트와 마주하게 배치된 고정 플레이트와, 틸팅 플레이트와 고정 플레이트 사이에 개재되어, 고정 플레이트에 대해 틸팅 플레이트를 틸팅 가능하게 지지하기 위한 디스크 부재를 포함하되, 디스크 부재의 둘레를 따라서는 디스크 부재를 고정 플레이트 및 틸팅 플레이트에 연결하기 위한 다수의 연결점이 형성된 디스크 부재를 포함한다.

Description

통합 조작 다이얼 장치{Integrated operation dial apparatus}

본 발명은 통합 조작 다이얼 장치에 관한 것이다.

사용자와 시스템 간의 상호 작용을 위한 사용자 인터페이스로서, 사용자의 물리적인 조작을 전기적인 신호로 변환하기 위한 다양한 조작수단이 제공되고 있다. 종래에는 이러한 사용자 인터페이스가 단순한 조작 기능만을 지원함으로써, 사용자가 시스템을 제어하기 위해서는 여러 번의 조작이 요구되는 번거로움이 있었으며, 조작의 편의성을 고려한 사용자 인터페이스의 설계가 요구된다.

본 발명의 일 실시형태는, 사용자의 회전, 틸팅, 푸쉬 조작을 수용하며, 사용자의 회전 조작에 대응하여 햅틱(haptic)의 조작감을 제공하는 것으로, 장치의 높이가 감축되고 구조가 단순화됨으로써, 컴팩트화에 유리한 통합 조작 다이얼 장치를 포함한다.

본 발명의 일 실시형태는, 사용자의 회전 조작에 직결되는 섬세한 조작감을 전달할 수 있고, 사용자의 복합적인 조작에 대해서도, 개별적인 조작을 서로로부터 분리하여 독립적으로 인식할 수 있는 통합 조작 다이얼 장치를 포함한다.

상기와 같은 과제 및 그 밖의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 통합 조작 다이얼 장치는,

사용자의 조작이 이루어지는 다이얼부로부터 연장되는 축 부재;

상기 축 부재가 관통하도록 끼워지는 모터 축을 포함하는 모터 조립체;

상기 모터 조립체가 장착된 것으로, 모터 축을 관통하는 축 부재와 함께 틸팅되는 틸팅 플레이트;

상기 틸팅 플레이트와 마주하게 배치된 고정 플레이트; 및

상기 틸팅 플레이트와 고정 플레이트 사이에 개재되어, 고정 플레이트에 대해 틸팅 플레이트를 틸팅 가능하게 지지하기 위한 디스크 부재를 포함하되, 상기 디스크 부재의 둘레를 따라서는 상기 디스크 부재를 상기 고정 플레이트 및 틸팅 플레이트에 연결하기 위한 다수의 연결점이 형성된 디스크 부재를 포함한다.

예를 들어, 상기 연결점은, 상기 디스크 부재의 둘레 방향을 따라 서로 균등하게 분할된 등각 위치에 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 연결점은, 상기 디스크 부재의 둘레 방향을 따라 90도의 등 간격으로 배치된 4개의 연결점을 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 연결점은, 상기 디스크 부재의 둘레 방향을 따라 60도의 등 간격으로 배치된 6개의 연결점을 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 연결점은,

상기 틸팅 플레이트와의 연결을 위한 가동 연결점; 및

상기 고정 플레이트와의 연결을 위한 고정 연결점을 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 가동 연결점 및 고정 연결점은, 상기 디스크 부재의 둘레 방향을 따라 서로 교번되도록 번갈아 배치되며, 같은 개수로 배치될 수 있다.

예를 들어, 상기 가동 연결점은, 제1 축을 따라 서로 마주하게 배치된 한 쌍의 가동 연결점을 포함하고,

상기 고정 연결점은, 제2 축을 따라 서로 마주하게 배치된 한 쌍의 고정 연결점을 포함하며,

상기 제1, 제2 축은 서로 수직으로 교차할 수 있다.

예를 들어, 상기 가동 연결점에는, 상기 디스크 부재와 틸팅 플레이트 사이에 개재되어 디스크 부재와 틸팅 플레이트를 서로 연결해주는 가동 연결 로드가 결합되며,

상기 고정 연결점에는, 상기 디스크 부재와 고정 플레이트 사이에 개재되어 디스크 부재와 고정 플레이트를 서로 연결해주는 고정 연결 로드가 결합될 수 있다.

예를 들어, 상기 디스크 부재는, 동심원의 내측 원과 외측 원을 테두리로 하여 중앙 홀을 갖고 원주 방향을 따라 연장되는 형태를 가질 수 있다.

예를 들어, 상기 틸팅 플레이트에는, 틸팅 방향에 따라 서로 다른 위치의 돌출부가 압하되도록 서로 다른 위치에 배치된 다수의 돌출부가 형성되며,

상기 고정 플레이트에는, 상기 돌출부와 대응되는 위치에 형성된 틸팅 감지부가 배치될 수 있다.

예를 들어, 상기 틸팅 감지부는, 제1 축을 따라 서로 마주하게 배치되는 한 쌍의 틸팅 감지부와, 제1 축과 수직으로 교차하는 제2 축을 따라 서로 마주하게 배치되는 또 다른 쌍의 틸팅 감지부를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 연결점은, 상기 제1 축을 따라 서로 마주하게 배치되는 한 쌍의 가동 연결점과, 상기 제2 축을 따라 서로 마주하게 배치되는 한 쌍의 고정 연결점을 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 연결점은, 상기 제1, 제2 축 사이에서 비스듬하게 사선 방향으로 연장되며 서로 수직으로 교차하는 제3, 제4 축을 따라 서로 마주하게 배치될 수 있다.

예를 들어, 상기 연결점은, 제1, 제2 축을 수직축으로 하는 직교 좌표계에서, 제1, 제3 사분면을 가로지르는 제3 축 상에 형성된 한 쌍의 가동 연결점과, 제2, 제4 사분면을 가로지르는 제4 축 상에 형성된 한 쌍의 고정 연결점을 포함하며,

상기 제3, 제4 축은, 제1, 제2 축 사이를 균등한 각도로 분할하는 위치에 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 디스크 부재는, 서로에 대해 적층된 2개 이상의 서브 디스크 부재를 포함할 수 있다.

예를 들어, 서로에 대해 적층된 2개 이상의 서브 디스크 부재는, 상기 연결점을 통하여 서로 결합되되, 상기 연결점 사이에서 상대적인 변형이 가능하도록 서로에 대해 구속되지 않을 수 있다.

예를 들어, 상기 축 부재는, 축 부재를 중심으로 하는 회전에 대해, 모터 조립체의 모터 축과 형합되어 일체로 회전될 수 있다.

예를 들어, 상기 축 부재 상에는 다각형 돌출블록이 형성되며, 상기 다각형 돌출블록은 모터 축에 결합된 다각형 수용블록의 내주에 끼워지면서 다각형 수용블록과 형합될 수 있다.

예를 들어, 상기 다각형 돌출블록이 상기 다각형 수용블록에 끼워지는 방향을 따라 진입 또는 후퇴하는 슬라이딩이 가능하도록, 상기 다각형 돌출블록과 다각형 수용블록은, 서로에 대해 미끄럼 접촉될 수 있다.

예를 들어, 상기 축 부재 상에는 축 부재와 모터 축 사이에서 축 부재를 상방을 향하여 탄성 바이어스 시키는 탄성체가 끼워질 수 있다.

본 발명에 의하면, 사용자의 회전 조작, 틸팅 조작, 및 푸쉬 조작이 이루어지는 것으로, 사용자의 회전 조작에 대응하여 토크 저항을 전달함으로써, 햅틱(haptic)의 조작감을 제공하는 통합 조작 다이얼 장치로서, 다이얼 장치의 높이가 감축되고, 구조가 단순화됨으로써 컴팩트화에 유리한 다이얼 장치가 제공될 수 있다.

본 발명에 의하면, 회전 조작에 직결되는 섬세한 조작감을 전달할 수 있고, 사용자의 회전 조작, 틸팅 조작, 및 푸쉬 조작 중 서로 다른 둘 이상의 조작이 동시에 이루어지는 복합적인 조작에 대해서도, 서로에 대한 간섭 없이, 이들 개별적인 조작을 서로로부터 분리하여 독립적으로 인식할 수 있다.

도 1에는 통합 조작 다이얼 장치의 사시도가 도시되어 있다.
도 2에는 도 1에 도시된 통합 조작 다이얼 장치의 측면도가 도시되어 있다.
도 3에는, 도 2의 III-III 선을 따라 취한 단면도가 도시되어 있다.
도 4에는 도 1에 도시된 통합 조작 다이얼 장치의 일부에 관한 분해 사시도가 도시되어 있다.
도 5에는 도 4에 도시된 디스크 부재의 평면도가 도시되어 있다.
도 6에는 도 4에 도시된 틸팅 플레이트와 고정 플레이트 간의 틸팅 감지 구조를 설명하기 위한 분해 사시도가 도시되어 있다.
도 7에는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 디스크 부재를 보여주는 도면이 도시되어 있다.
도 8에는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 디스크 부재를 보여주는 도면이 도시되어 있다.
도 9에는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 디스크 부재를 보여주는 도면이 도시되어 있다.
도 10 및 도 11에는 각각 도 4에 도시된 서로 다른 일부에 대한 분해 사시도가 도시되어 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시형태에 관한 통합 조작 다이얼 장치에 대해 설명하기로 한다.

도 1에는 통합 조작 다이얼 장치의 사시도가 도시되어 있다. 도 2에는 도 1에 도시된 통합 조작 다이얼 장치의 측면도가 도시되어 있다. 도 3에는, 도 2의 III-III 선을 따라 취한 단면도가 도시되어 있다. 그리고, 도 4에는 도 1에 도시된 통합 조작 다이얼 장치의 일부에 관한 분해 사시도가 도시되어 있다.

도 4를 참조하면, 상기 통합 조작 다이얼 장치는, 모터 조립체(140)가 장착되는 틸팅 플레이트(130)와, 틸팅 플레이트(130)와 마주하게 배치된 고정 플레이트(110)와, 상기 틸팅 플레이트(130)와 고정 플레이트(110) 사이에 개재되어 고정 플레이트(110)에 대해 틸팅 플레이트(130)를 틸팅 가능하게 지지해주는 디스크 부재(120)를 포함할 수 있다.

상기 틸팅 플레이트(130) 상에는 모터 조립체(140)가 탑재될 수 있다. 상기 틸팅 플레이트(130)는 모터 조립체(140)와 일체적으로 결합되어 모터 조립체(140)와 함께 틸팅될 수 있다. 상기 모터 조립체(140)는 모터 조립체(140)를 관통하도록 연장되는 축 부재(150)의 틸팅에 의해 어느 일 편으로 경사지게 기울어질 수 있고, 모터 조립체(140)와 틸팅 플레이트(130)는 함께 기울어지며 틸팅될 수 있다. 상기 축 부재(150)는 사용자의 조작이 이루어지는 다이얼부(170)로부터 연장되어 사용자의 조작력에 의해 모터 조립체(140)와 틸팅 플레이트(130)를 함께 틸팅시킬 수 있다.

상기 틸팅 플레이트(130)와 마주하는 위치에는 고정 플레이트(110)가 배치될 수 있다. 상기 고정 플레이트(110)는 틸팅 플레이트(130)로부터 이격된 위치에 배치되며, 틸팅 플레이트(130)와 달리, 축 부재(150)에 의해 연동되지 않는 고정체에 해당될 수 있다. 예를 들어, 상기 고정 플레이트(110)는 통합 조작 다이얼 장치가 장착되는 장착 면 상에 고정적으로 결합될 수 있다.

상기 고정 플레이트(110)와 틸팅 플레이트(130) 사이에는 고정 플레이트(110)에 대해 틸팅 플레이트(130)를 지지해주되, 고정 플레이트(110)에 대해 틸팅 플레이트(130)의 틸팅 운동을 탄성적으로 지지해주기 위한 디스크 부재(120)가 개재될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 틸팅 플레이트(130)와 고정 플레이트(110) 사이에는 디스크 부재(120)를 통하여 틸팅 플레이트(130)와 고정 플레이트(110) 사이를 연결해주는 다수의 연결 로드(125)가 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 연결 로드(125)는 디스크 부재(120)의 둘레 방향을 따라 각각 서로 다른 각도 위치에 다수로 형성될 수 있고, 다수의 연결 로드(125) 중 일부는 틸팅 플레이트(130)와 디스크 부재(120) 사이를 연결해주고, 다수의 연결 로드(125) 중 다른 일부는 디스크 부재(120)와 고정 플레이트(110) 사이를 연결해줄 수 있다. 즉, 상기 연결 로드(125)는, 틸팅 플레이트(130)와 디스크 부재(120) 사이를 연결하거나 또는 디스크 부재(120)와 고정 플레이트(110) 사이를 연결해주며, 틸팅 플레이트(130)와 고정 플레이트(110) 간의 상대적인 틸팅이 가능하도록 틸팅 플레이트(130)와 고정 플레이트(110)를 한번에 연결하지는 않을 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 연결 로드(135)는, 틸팅 플레이트(130)와 디스크 부재(120) 사이를 연결하는 가동 연결 로드(125a)와, 디스크 부재(120)와 고정 플레이트(110) 사이를 연결하는 고정 연결 로드(125b)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 가동 연결 로드(125a)는, 틸팅 플레이트(130)의 틸팅 운동을 디스크 부재(120)로 전달할 수 있고, 디스크 부재(120)의 휨 변형을 통하여 탄성 복원력을 전달받을 수 있다. 상기 고정 연결 로드(125b)는, 디스크 부재(120)의 휨 변형에도 불구하고 고정 플레이트(110)에 대해 디스크 부재(120)의 위치를 고정시킬 수 있다. 상기 가동 연결 로드(125a)와 고정 연결 로드(125b)는, 디스크 부재(120)의 둘레 방향을 따라 서로 교번되는 위치에 번갈아 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 디스크 부재(120)의 둘레 방향을 따라서는 균등하게 분할된 등각 위치에서 다수의 연결 로드(125)가 결합될 수 있으며, 디스크 부재(120)의 둘레 방향을 따라 서로 교번되는 순서로, 가동 연결 로드(125a) 및 고정 연결 로드(125b)가 번갈아 배치될 수 있다.

상기 가동 연결 로드(125a) 및 고정 연결 로드(125b)는, 디스크 부재(120)의 둘레 방향을 따라 배열된 가동 연결점(121a) 및 고정 연결점(121b)에 각각 결합될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 디스크 부재(120)는 서로 반대되는 제1, 제2 면을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 상기 디스크 부재(120)는 틸팅 플레이트(130)와 마주하는 제1 면과, 고정 플레이트(110)와 마주하는 제2 면을 포함할 수 있다. 이때, 상기 디스크 부재(120)의 제1 면 상으로부터는 가동 연결점(121a)으로부터 틸팅 플레이트(130)를 향하여 연장되는 가동 연결 로드(125a)가 연장될 수 있고, 상기 디스크 부재(120)의 제2 면 상으로부터는 고정 연결점(121b)으로부터 고정 플레이트(110)를 향하여 연장되는 고정 연결 로드(125b)가 연장될 수 있다. 이와 같이, 상기 가동 연결 로드(125a) 및 고정 연결 로드(125b)는 디스크 부재(120)의 서로 반대되는 제1, 제2 면으로부터 서로 반대 방향으로 연장되어 각각 틸팅 플레이트(130) 및 고정 플레이트(110)에 결합될 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 가동 연결 로드(125a)는 디스크 부재(120)의 둘레 방향을 따라 서로 마주하는 위치에 쌍으로 배치될 수 있고, 상기 고정 연결 로드(125b)는 디스크 부재(120)의 둘레 방향을 따라 서로 마주하는 위치에 쌍으로 배치될 수 있다. 이때, 쌍을 이루는 가동 연결 로드(125a)가 일 축을 따라 서로 마주하고, 쌍을 이루는 고정 연결 로드(125b)가 타 축을 따라 서로 마주한다고 할 때, 상기 일 축과 타 축은 서로에 대해 수직을 이룰 수 있다.

도 5에는 도 4에 도시된 디스크 부재의 평면도가 도시되어 있다. 도 6에는 도 4에 도시된 틸팅 플레이트와 고정 플레이트 간의 틸팅 감지 구조를 설명하기 위한 분해 사시도가 도시되어 있다.

도 4 및 도 5를 함께 참조하면, 상기 디스크 부재(120)에는 디스크 부재(120)의 둘레 방향을 따라 일정한 간격을 두고 간헐적으로 형성된 다수의 연결점(121)이 형성될 수 있다. 상기 연결점(121)은 디스크 부재(120)와 틸팅 플레이트(130) 사이를 연결해주거나 또는 디스크 부재(120)와 고정 플레이트(110) 사이를 연결해주기 위한 것으로, 각각의 연결점(121)에는 연결 로드(125, 도 4 참조)가 결합될 수 있다. 즉, 상기 디스크 부재(120)에는, 디스크 부재(120)와 틸팅 플레이트(130) 사이를 연결하기 위한 가동 연결 로드(125a, 도 4 참조)가 결합되는 가동 연결점(121a)과, 디스크 부재(120)와 고정 플레이트(110) 사이를 연결하기 위한 고정 연결 로드(125b, 도 4 참조)가 결합되는 고정 연결점(121b)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 가동 연결점(121a) 및 고정 연결점(121b)은 디스크 부재(120)의 둘레 방향을 서로 교번되는 위치에 번갈아 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 디스크 부재(120)의 둘레 방향을 따라서는 균등하게 분할된 등각 위치에 형성된 다수의 연결점(121)이 형성될 수 있으며, 디스크 부재(120)의 둘레 방향을 따라 서로 교번되는 순서로, 가동 연결점(121a) 및 고정 연결점(121b)이 형성될 수 있다. 이때, 상기 가동 연결점(121a)은 디스크 부재(120)와 틸팅 플레이트(130) 사이를 연결할 수 있고, 상기 고정 연결점(121b)은 디스크 부재(120)와 고정 플레이트(110) 사이를 연결할 수 있으며, 가동 연결점(121a)은 서로 이웃한 고정 연결점(121b) 사이에 배치되고, 역으로 상기 고정 연결점(121b)은 서로 이웃한 가동 연결점(121a) 사이에 배치됨으로써, 상기 디스크 부재(120)는 틸팅 플레이트(130)와 고정 플레이트(110) 사이에서 균형적인 위치에 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 디스크 부재(120)에는 디스크 부재(120)의 둘레 방향을 따라 90도의 등 간격으로 배치된 4개의 연결점(121)이 형성될 수 있으며, 상기 4개의 연결점(121) 중에서 서로 마주하는 위치에 배치된 2개의 연결점(121) 마다 쌍을 이루어, 가동 연결점(121a)의 쌍과 고정 연결점(121b)의 쌍을 형성할 수 있다. 이때, 서로 쌍을 이루는 가동 연결점(121a)끼리 제1 축(Z1)을 따라 마주하고, 서로 쌍을 이루는 고정 연결점(121b)끼리 제2 축(Z2)을 따라 마주할 때, 상기 제1 축(Z1) 및 제2 축(Z2)은 서로에 대해 수직을 이룰 수 있다.

도 6을 참조하면, 상기 틸팅 플레이트(130)는 틸팅 방향에 따라 일편은 하방으로 압하되고, 타편은 상방으로 상승하도록 경사지게 기울어지며 틸팅 방향에 따라 서로 다른 위치가 압하될 때, 틸팅 플레이트(130)의 하부에 배치된 틸팅 감지부(115)가 틸팅 플레이트(130)의 압하 위치를 포착함으로써, 틸팅 플레이트(130)의 틸팅 방향을 감지할 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 틸팅 감지부(115)는, 틸팅 플레이트(130)와 마주하게 배치된 고정 플레이트(110) 상에 마련될 수 있다. 상기 틸팅 감지부(115)는 고정 플레이트(110) 상에서 원형으로 배열될 수 있으며, 90도의 등 간격으로 배치된 4개의 틸팅 감지부(115)를 포함할 수 있다.

상기 틸팅 플레이트(130)에는 틸팅 플레이트(130)로부터 틸팅 감지부(115)를 향하여 돌출된 돌출부(135)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 돌출부(135)는 틸팅 감지부(115)와 대응되도록 원형으로 배열될 수 있으며, 90도의 등 간격으로 배치된 4개의 돌출부(135)를 포함할 수 있다. 상기 틸팅 플레이트(130)의 틸팅 방향에 따라 압하 위치에 해당되는 돌출부(135)가 해당 돌출부(135)와 마주하는 틸팅 감지부(115)에 접촉되면, 틸팅 감지부(115)로부터 전기적인 신호가 출력됨으로써, 틸팅 조작을 감지할 수 있고, 접촉을 감지한 틸팅 감지부(115)의 위치에 따라 틸팅 방향을 감지할 수 있다. 이때, 상기 틸팅 감지부(115)는 돌출부(135)와의 접촉에 따라 전기적인 신호를 출력하는 접촉 스위치로 마련될 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 틸팅 감지부(115)는 90도의 등 간격을 사이에 두고 원형으로 배열될 수 있으며, 서로 수직한 제1, 제2 축(Z1,Z2)을 따라 서로 마주하게 배치될 수 있다. 이러한 틸팅 감지부(115)의 배치에 따라 상기 틸팅 감지부(115)는, 서로 수직한 제1, 제2 축(Z1,Z2)과 나란한 제1, 제2 틸팅 조작을 감지할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 틸팅 조작이란, 제1 축(Z1) 방향을 따라 틸팅 플레이트(130)의 일편과 타편이 서로 상대적인 상방 위치 및 하방 위치에 놓이도록 틸팅 플레이트(130)를 틸팅시키려는 조작에 해당될 수 있다. 유사하게, 상기 제2 틸팅 조작이란, 제2 축(Z2) 방향을 따라 틸팅 플레이트(130)의 일편과 타편이 서로 상대적인 상방 위치 및 하방 위치에 놓이도록 틸팅 플레이트(130)를 틸팅시키려는 조작에 해당될 수 있다. 상기 틸팅 플레이트(130)는 어떤 임의의 축에 대한 틸팅 조작도 수용할 수 있으나, 이러한 임의의 축에 대한 틸팅 조작은, 제1, 제2 축(Z1,Z2)과 나란한 제1, 제2 틸팅 조작으로 분해되어 각각의 제1, 제2 틸팅 조작으로 감지될 수 있다.

도 5 및 도 6을 함께 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에서, 디스크 부재(120)의 둘레를 따라 연결점(121)이 형성되는 개소에 대해, 상기 연결점(121)은 제1, 제2 축(Z1,Z2)을 따라 형성될 수 있다. 이러한 실시형태에서, 상기 연결점(121)과 틸팅 감지부(115)는 모두 제1, 제2 축(Z1,Z2)을 따라 배치될 수 있다. 즉, 상기 연결점(121)과 틸팅 감지부(115)는 디스크 부재(120)의 둘레를 따라 원형으로 배열되되, 90도의 등 각도로 4개씩 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 연결점(121)은 제1 축(Z1)을 따라 배치된 가동 연결점(121a)의 쌍과, 제2 축(Z2)을 따라 배치된 고정 연결점(121b)의 쌍을 포함할 수 있다.

제1 축(Z1)을 따라 틸팅 플레이트(130)의 일편 및 타편을 서로 반대되는 상하방향으로 기울어지도록 하는 제1 틸팅 조작에 대해, 상기 제1 축(Z1)을 따라 배치된 가동 연결점(121a)의 일편 및 타편이 서로 반대되는 상하 방향으로 기울어지며 틸팅 플레이트(130)가 일편으로 기울어지게 된다. 즉, 상기 틸팅 플레이트(130)와 연결된 디스크 부재(120)는 틸팅 플레이트(130)와 유사하게 일편으로 기울어지도록 변형되는데, 예를 들어, 가동 연결점(121a)이 일종의 자유단으로 작용하고, 양단의 자유단(가동 연결점 121a) 중 일단의 자유단(가동 연결점 121a)은 상대적으로 상방 위치로 이동하고, 타단의 자유단(가동 연결점 121a)은 상대적으로 하방 위치로 이동하도록 디스크 부재(120)가 변형되면서 틸팅 플레이트(130)가 기울어지게 된다. 예를 들어, 상기 틸팅 플레이트(130)와 연결된 디스크 부재(120)는, 양단의 자유단(가동 연결점 121a)이 각각 상방 위치 및 하방 위치에 놓이도록 직선에 가까운 형태로 기울어질 수 있다. 이때, 상기 디스크 부재(120)는 제2 축(Z2)을 따라 배치된 고정 연결점(121b)이 탄성 피봇으로 작용하여, 제1 틸팅 조작에 대한 탄성 복원력을 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 디스크 부재(120)의 고정 연결점(121b) 부근에서 주로 휨 변형이 이루어지면서 탄성 복원력을 제공할 수 있다.

제2 축(Z2)을 따라 틸팅 플레이트(130)의 일편 및 타편을 서로 반대되는 상하방향으로 기울어지도록 하는 제2 틸팅 조작에 대해, 상기 틸팅 플레이트(130)와 연결된 디스크 부재(120)는 틸팅 플레이트(130)와 유사하게 일편으로 기울어지도록 변형되는데, 예를 들어, 제2 축(Z2)을 따라 배치된 고정 연결점(121b)을 양단의 고정단으로 하고, 양단의 고정단(고정 연결점 121b) 사이에서 제2 축(Z2)을 따라 디스크 부재(120)의 일편 및 타편이 상대적으로 상방 위치 및 하방 위치에 놓이도록 정현파 형태로 디스크 부재(120)가 휨 변형될 수 있다. 상기 디스크 부재(120)가 휨 변형되면서 제2 틸팅 조작에 대한 탄성 복원력을 제공할 수 있다.

상기 제1, 제2 틸팅 조작에 대해, 디스크 부재(120)는 양단의 자유단(가동 연결점 121a)을 갖는 형태로 변형되거나, 또는 양단의 고정단(고정 연결점 121b)을 갖는 형태로 변형되며, 서로 상이한 형태로 휨 변형되면서 제1, 제2 틸팅 조작에 대한 탄성 복원력을 제공할 수 있다. 이때, 탄성 복원력은 제1, 제2 틸팅 조작이 해제된 이후에, 디스크 부재(120) 및 디스크 부재(120)와 연결된 틸팅 플레이트(130)가 평형 자세로 회복되기 위한 복원력을 제공하는 것으로, 어느 일편이 기울어진 자세로부터 수평한 자세로 회복되기 위한 복원력을 제공하는 것과 함께, 제1, 제2 틸팅 조작에 대한 틸팅 저항을 통하여 조작감을 제공할 수 있다.

도 5 및 도 6에 도시된 본 발명의 일 실시형태에서, 제1, 제2 틸팅 조작에 대해 디스크 부재(120)는 서로 다른 형태로 휨 변형될 수 있다. 이때, 제1, 제2 틸팅 조작은 디스크 부재(120)의 수직축 내지는 틸팅 플레이트(130)의 수직축을 기준으로 제한된 각도 범위에서 이루어질 수 있으며, 제한된 각도 범위에서는 제1, 제2 틸팅 조작에 대해 서로 다른 형태로 디스크 부재(120)가 휨 변형되더라도 균등한 수준의 탄성 복원력을 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1, 제2 틸팅 조작은 디스크 부재(120)의 수직축 내지는 틸팅 플레이트(130)의 수직축을 기준으로 대략 5도 이내로 기울어지도록 설계될 수 있다.

도 4 및 도 5를 함께 참조하면, 상기 디스크 부재(120)는 디스크 부재(120)를 사이에 개재하여 서로 마주하게 결합되는 틸팅 플레이트(130)와 고정 플레이트(110) 사이에서 상대적으로 회전이 허용되지 않도록 회전에 대해서는 강체와 같이 거동할 수 있다. 즉, 상기 디스크 부재(120)는 틸팅 플레이트(130)와 고정 플레이트(110) 사이에서 휨 변형되도록 틸팅에 대해서는 탄성체(160)로 작용하면서, 축 부재(150)를 중심으로 하는 회전에 대해서는 강체로 작용할 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 디스크 부재(120)는 디스크 부재(120)의 둘레 방향을 따라 배열된 연결점(121 또는 연결 로드 125)을 통하여 틸팅 플레이트(130)와 고정 플레이트(110) 사이를 연결해줄 수 있고, 서로 이웃한 연결점(121 또는 연결 로드 125) 사이에서 신축 변형이 일어나지 않도록 충분한 강성으로 형성됨으로써, 연결점(121 또는 연결 로드 125)을 통하여 서로 연결되어 있는 틸팅 플레이트(130)와 고정 플레이트(110) 사이의 상대적인 회전을 허용하지 않을 수 있다.

상기 디스크 부재(120)는 축 부재(150)를 중심으로 하는 회전에 대해, 충분한 강성으로 형성됨으로써, 회전 방향을 따라 신축 변형이 일어나지 않도록 원주 형상으로 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 디스크 부재(120)는 동심원 형태의 내측 원과 외측 원을 테두리로 하여 중앙 홀(120`)을 갖는 도넛 형태로 형성될 수 있으며, 원주 방향을 따라 연장되는 형태로 형성됨으로써, 동일한 면적 대비 회전 방향에 대해 최대 면적 모멘트를 가질 수 있다.

상기 디스크 부재(120)의 중앙 홀(120`)에는 축 부재(150)의 외주를 따라 형성된 자기식 인코더(M, magnetic encoder, 도 2 및 도 3 참조)가 수용될 수 있으며, 상기 디스크 부재(120)는 자기식 인코더(M)를 둘러싸면서 EMI와 같은 유해 환경으로부터 자기식 인코더(M)를 차폐시키는 역할을 할 수 있다. 상기 자기식 인코더(M)는 축 부재(150)의 회전량을 감지할 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 디스크 부재(120)는 두께 방향을 따라 1장의 금속판 형태로 형성될 수 있으며, 2층 이상의 금속판이 적층된 다층 구조로 형성되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 디스크 부재(120)가 1장의 금속판으로 형성됨으로써, 다층의 금속판이 적층된 구조에서 각각의 금속판 사이의 상대적인 슬립에 따른 회전 변형이 억제될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 디스크 부재(120)를 통하여 회전 운동이 구속된 틸팅 플레이트(130) 상에는 모터 조립체(140)가 장착될 수 있다. 상기 모터 조립체(140)는, 축 부재(150)를 중심으로 하는 회전 조작에 대해 토크 저항을 전달할 수 있으며 사용자의 회전 조작에 대항하는 토크 저항을 전달함으로써 사용자의 회전 조작에 대한 햅틱(haptic)의 조작감을 제공할 수 있다. 이때, 만일 고정 플레이트(110)에 대한 모터 조립체(140) 내지는 틸팅 플레이트(130)의 상대적인 회전이 허용된다면, 사용자의 회전 조작에 대한 토크 저항이 감소되어 햅틱(haptic)의 조작감이 상쇄될 수 있다. 예를 들어, 사용자의 회전 조작에 대응하는 토크 저항이 전달되지 못하고, 모터 조립체(140)의 상대적인 회전만큼 감쇄된 회전량에 대응하는 토크 저항이 전달될 수 있으며, 사용자로서는 모터 조립체(140)의 상대적인 회전만큼 감쇄된 토크 저항을 느끼게 되므로, 회전 조작에 직결되는 섬세한 조작감이 아닌 회전 조작과는 상이한 이질적인 조작감을 느낄 수 있다. 이러한 연유로, 본 발명에서는 회전 방향을 따라 신축 변형이 억제될 수 있는 디스크 부재(120)를 통하여 모터 조립체(140)를 장착한 틸팅 플레이트(130)의 회전, 그러니까, 상기 틸팅 플레이트(130)의 고정 플레이트(110)에 대한 상대적인 회전을 효과적으로 억제할 수 있다. 만일 본 발명과 같이 회전에 대해 강체로 작용하는 디스크 부재(120) 대신에, 코일 스프링과 같은 탄성체(160)가 적용될 경우, 회전 방향에 따른 탄성적인 신축이 허용되고, 그 결과, 회전 조작에 대한 햅틱(haptic) 조작감이 떨어지게 된다.

상기 디스크 부재(120)는, 고정 플레이트(110)와 틸팅 플레이트(130) 사이를 틸팅 가능하도록 탄성적으로 연결하는 한편으로, 축 부재(150)를 중심으로 하는 회전에 대해 강체로 작용함으로써 사용자에게 회전 조작과 직결되는 섬세한 조작감을 제공할 수 있으며, 특히 상기 디스크 부재(120)는, 금속판의 박판 두께로 형성됨으로써, 전체 통합 조작 다이얼 장치의 높이를 감축시킬 수 있고, 컴팩트화에 유리한 다이얼 장치가 제공될 수 있다. 만일, 상기 디스크 부재(120) 대신에, 코일 스프링이 적용될 경우, 코일 스프링이 차지하는 상당한 두께(또는 높이)는 전체 통합 조작 다이얼 장치의 높이를 증가시키게 된다.

도 4 및 도 5를 함께 참조하면, 상기 디스크 부재(120)는 디스크 부재(120)의 둘레 방향을 따라 배열된 4개의 연결점(121 또는 연결 로드 125)을 통하여 고정 플레이트(110)에 대해 틸팅 플레이트(130)를 떠받쳐 지지해줄 수 있으며, 4개의 연결점(121 또는 연결 로드 125)을 통하여 틸팅 플레이트(130)의 처짐을 억제할 수 있다. 예를 들어, 상기 디스크 부재(120)는 틸팅 플레이트(130)가 고정 플레이트(110)를 향하여 하방으로 변위되는 처짐을 억제해줌으로써, 틸팅 플레이트(130)에 의해 간접적으로 지지되는 축 부재(150)의 하단부(150a)가 틸팅 플레이트(130)의 처짐에 따라 푸쉬 감지부(195)에 의해 접촉 내지는 인식됨으로써, 오류적으로 푸쉬 조작으로 인식되는 것을 방지할 수 있다.

상기 디스크 부재(120)는 양단의 고정 연결점(121b) 사이의 가동 연결점(121a)을 통하여 틸팅 플레이트(130)를 현수된 상태로 지지하게 되므로, 틸팅 플레이트(130) 상에 장착된 모터 조립체(140)의 하중에 의해 고정 플레이트(110)를 향하여 처짐 변형될 수 있고, 연속적으로 디스크 부재(120)의 변형에 따른 틸팅 플레이트(130)의 처짐에 따라 모터 조립체(140) 상에 지지된 축 부재(150)의 하단부(150a)가 고정 플레이트(110)를 향하여 하방으로 내려오면서 푸쉬 조작으로 인식되는 오류가 발생될 수 있다. 본 발명에서 상기 디스크 부재(120)는 처짐 변형이 억제될 수 있도록 충분한 강성으로 형성될 수 있으며, 이에 따라, 디스크 부재(120)의 처짐 변형에 따른 틸팅 플레이트(130)의 연속적인 처짐 및 이로 인한 푸쉬 조작의 오류적인 인식을 방지할 수 있다. 예를 들어, 상기 디스크 부재(120)의 강성에 대해, 경시적으로 틸팅 플레이트(130)와 고정 플레이트(110) 사이의 간격을 일정하게 유지해주기에 충분한 강성으로 마련될 수 있다.

본 발명의 디스크 부재(120)는, 금속 소재로 형성될 수 있다. 금속 소재로 형성된 디스크 부재(120)는, 틸팅 조작에 따른 휨 변형에 수반하여 틸팅 저항 내지는 탄성 복원력을 제공하되, 축 부재(150)를 중심으로 하는 회전 방향을 따라 신축 변형이 억제될 수 있으며, 고정 플레이트(110)를 향하는 처짐 변형이 억제될 수 있도록 충분한 강성을 가질 수 있다.

도 7에는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 디스크 부재를 보여주는 도면이 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 상기 디스크 부재(120)의 둘레를 따라 연결점(121)이 형성되는 개소에 대해, 상기 연결점(121)은 제1, 제2 축(Z1,Z2) 사이에서 비스듬하게 사선 방향으로 연장되는 각도 위치, 그러니까, 제3, 제4 축(Z3,Z4) 위치에 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 연결점(121)은, 제1, 제2 축(Z1,Z2) 사이를 균등한 각도로 분할하는 제3, 제4 축(Z3,Z4) 위치에 형성될 수 있으며, 제1, 제2 축(Z1,Z2)을 수직축으로 하는 직교 좌표계에서, 제1, 제3 사분면을 가로지르는 제3 축(Z3) 상에 형성된 한 쌍의 연결점(121)과, 제2, 제4 사분면을 가로지르는 제4 축(Z4) 상에 형성된 한 쌍의 연결점(121)들 중에서, 어느 한 쌍의 연결점(121)은 가동 연결점(121a)으로 형성될 수 있고, 다른 한 쌍의 연결점은 고정 연결점(121b)으로 형성될 수 있다.

상기 가동 연결점(121a)과 고정 연결점(121b)의 위치는, 제1 틸팅 조작과 제2 틸팅 조작에 대해 균일한 틸팅 저항 내지는 균일한 탄성 복원력이 제공되도록 설정될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 가동 연결점(121a)과 고정 연결점(121b)은, 제1, 제2 축(Z1,Z2)으로부터 벗어난 위치, 그러니까, 제1, 제2 축(Z1,Z2) 사이에서 사선 방향으로 연장되는 제3, 제4 축(Z3,Z4) 상에 배치될 수 있다. 도 5의 실시형태와 같이, 가동 연결점(121a)과 고정 연결점(121b)이 제1, 제2 축(Z1,Z2) 상에 배치될 경우, 가동 연결점(121a)을 양단의 자유단으로 하여 디스크 부재(120, 또는 디스크 부재 120와 연결된 틸팅 플레이트 130)가 휨 변형되는 제1 틸팅 조작에서와, 고정 연결점(121b)을 양단의 고정단으로 하여 디스크 부재(120, 또는 디스크 부재 120와 연결된 틸팅 플레이트 130)가 휨 변형되는 제2 틸팅 조작에서 균일한 틸팅 저항 내지는 탄성력이 제공되기 어려울 수 있다.

이에, 도 7의 실시형태에서, 상기 연결점(121)은 제1, 제2 축(Z1,Z2) 사이에서 비스듬하게 연장되는 제3, 제4 축(Z3,Z4) 위치에 형성될 수 있으며, 보다 구체적으로, 상기 연결점(121)은, 제1, 제2 축(Z1,Z2) 사이를 균등한 각도로 분할하는 제3, 제4 축(Z3,Z4) 위치에 형성될 수 있다. 이 경우, 각각 제1, 제2 축(Z1,Z2)을 따라 디스크 부재(120, 또는 디스크 부재 120와 연결된 틸팅 플레이트 130)의 일편 및 타편을 서로 반대되는 상하방향으로 기울어지도록 하는 제1, 제2 틸팅 조작은, 가동 연결점(121a)이 형성된 제3 축(Z3)과 고정 연결점(121b)이 형성된 제4 축(Z4) 상으로 분해될 수 있고, 가동 연결점(121a)과 고정 연결점(121b)의 지지 구조 상의 특성에 따른 차등적인 틸팅 저항 내지는 탄성 복원력을 균등화 시켜줄 수 있다.

도 8에는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 디스크 부재를 보여주는 도면이 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 상기 디스크 부재(120)에는 디스크 부재(120)의 둘레 방향을 따라 서로에 대해 60도의 등 간격으로 배치된 6개의 연결점(121)이 형성될 수 있으며, 상기 6개의 연결점(121) 중에서 디스크 부재(120)의 둘레 방향을 따라 교번되게 번갈아 배치된 3개씩의 연결점(121)은 각각 일군의 가동 연결점(121a)과 일군의 고정 연결점(121b)으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 가동 연결점(121a)에는 디스크 부재(120)와 틸팅 플레이트(130)를 연결하는 가동 연결 로드(125a)가 결합될 수 있고, 상기 고정 연결점(121b)에는 디스크 부재(120)와 고정 플레이트(110)를 연결하는 고정 연결 로드(125b)가 결합될 수 있다.

제1, 제2 축(Z1,Z2)을 따라 디스크 부재(120 또는 디스크 부재와 연결된 틸팅 플레이트 130)의 일편 및 타편을 서로 반대되는 상하방향으로 기울어지도록 하는 제1, 제2 틸팅 조작에 대해, 상기 디스크 부재(120)는, 3개의 가동 연결점(121a)을 자유단으로 하고, 3개의 고정 연결점(121b)을 고정단으로 하여 휨 변형될 수 있다. 이러한 형태의 휨 변형에서 상기 디스크 부재(120)는 3개의 고정단(고정 연결점 121b) 사이에서 주로 휨 변형이 이루어지며, 도 5에 도시된 바와 같이, 2개의 고정단(고정 연결점 121b)을 갖는 실시형태, 그러니까, 디스크 부재(120)의 둘레 방향을 따라 서로에 대해 90도의 등 간격으로 배치된 4개의 연결점(121)이 형성된 실시형태와 비교할 때, 3개의 고정단(고정 연결점 121b) 사이의 짧은 구간에서 동등한 휨 변형이 이루어지므로, 보다 큰 틸팅 저항 및 탄성 복원력을 제공할 수 있다. 이에 따라, 제1, 제2 틸팅 조작시에, 상대적으로 큰 틸팅 저항의 조작감을 제공하므로, 보다 부드러운 조작감을 전달하기 위한 목적에서는, 도 8의 실시형태 보다는 도 5의 실시형태가 선호될 수 있다. 다만, 상기 디스크 부재(120)의 둘레 방향을 따라 6개의 연결점(121)을 통하여 고정 플레이트(110)에 대해 틸팅 플레이트(130)를 떠받쳐 지지해주는 구조 상, 고정 플레이트(110)를 향하여 하방으로 변위되는 틸팅 플레이트(130)의 처짐이 보다 효과적으로 억제될 수 있다. 만일 틸팅 플레이트(130)의 처짐에 따라 틸팅 플레이트(130)와 고정 플레이트(110) 사이의 간격이 감소될 경우, 틸팅 플레이트(130)를 통하여 간접적으로 지지되는 축 부재(150)의 하단부(150a, 도 4 참조)가 고정 플레이트(110)를 향하여 접근하면서 푸쉬 감지부(195, 도 4 참조)에 접촉 내지는 인지되어 의도하지 않게 푸쉬 조작으로 인식되는 오류가 발생될 수 있는데, 도 8의 실시형태와 같이, 6개의 연결점(121)을 통하여 틸팅 플레이트(130)의 처짐을 방지해줌으로써, 푸쉬 조작의 오류적인 인식을 차단할 수 있다.

도 9에는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 디스크 부재를 보여주는 도면이 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 상기 디스크 부재(120)는 다층 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 디스크 부재(120)는 2개 이상의 서브 디스크 부재(120a)가 서로에 대해 적층된 구조로 형성될 수 있으며, 연결점(121)을 통하여 서로 다른 서브 디스크 부재(120a)가 서로에 대해 결합되되, 연결점(121) 사이에서는 상대적인 휨 또는 와피지(warpage)나, 슬립 등의 상대적인 변형이 가능하도록 연결점(121) 사이에서 서로 다른 서브 디스크 부재(120a) 상호 간에 물리적인 간섭이 없을 수 있다. 이와 같이, 디스크 부재(120)를 형성하는 서로 다른 서브 디스크 부재(120a) 사이에서 상대적인 변형이 허용됨으로써, 디스크 부재(120)의 휨 변형으로부터 발생되는 틸팅 저항이나 탄성 복원력이 완화될 수 있으며, 보다 부드러운 조작감을 제공해줄 수 있다. 이와 같이, 제1, 제2 틸팅 조작에 대해 부드러운 조작감을 제공하면서도, 서로 다른 2개 이상의 서브 디스크 부재(120a)가 두께 방향으로 적층된 다층 구조로 강화된 디스크 부재(120)는, 고정 플레이트(110)에 대해 틸팅 플레이트(130)를 견고하게 떠받쳐 지지해줌으로써, 틸팅 플레이트(130)의 처짐을 효과적으로 억제할 수 있고, 틸팅 플레이트(130)의 처짐에 따라 틸팅 플레이트(130)를 통하여 간접적으로 지지되는 축 부재(150)의 하단부(150a, 도 4 참조)가 고정 플레이트(110)를 향하여 접근하면서 푸쉬 감지부(195, 도 4 참조)에 접촉 내지는 인지되어 의도하지 않게 푸쉬 조작으로 인식되는 오류를 방지할 수 있다.

다시 도 4를 참조하면, 상기 모터 조립체(140)를 관통하도록 끼워진 축 부재(150)의 상단부에는 사용자의 조작이 이루어지는 다이얼부(170)가 형성될 수 있다. 상기 다이얼부(170)를 통하여 축 부재(150)를 중심으로 하는 회전 조작, 축 부재(150)를 장치 내부로 진입시키려는 푸쉬 조작, 축 부재(150)를 어느 일 편으로 기울이려는 틸팅 조작이 이루어질 수 있다. 상기 축 부재(150)의 하부에는 축 부재(150)의 회전량을 감지하기 위한 자기식 인코더(M, 도 2 및 도 3 참조)가 형성될 수 있다. 상기 자기식 인코더(M, 도 2 및 도 3 참조)는 축 부재(150)의 하부에서 측 방향으로 확대된 플랜지 형상으로 형성됨으로써, 상부의 다이얼부(170)와 함께 축 부재(150)가 모터 조립체(140)로부터 빠져나가지 못하도록 해줄 수 있다. 상기 자기식 인코더(M, 도 2 및 도 3 참조)는 디스크 부재(120)의 중앙 홀(120`) 내에 위치될 수 있으며, 디스크 부재(120)에 의해 외주가 둘러싸여 EMI와 같은 외부 유해 환경으로부터 전자기적으로 차폐될 수 있다.

도 10에는 도 4의 일부에 대한 분해 사시도가 도시되어 있다.

도 4 및 도 10을 함께 참조하면, 상기 축 부재(150)는 모터 조립체(140)를 관통하여 모터 조립체(140)의 상부로부터 모터 조립체(140)의 하부로 연장될 수 있으며, 축 부재(150)의 하단부(150a)는 고정 플레이트(110)의 중앙 홀(110`)을 통하여 푸쉬 감지부(195)와 마주하는 위치까지 연장될 수 있다.

상기 푸쉬 감지부(195)는, 틸팅 감지부(115)와는 서로 다른 레벨에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 틸팅 감지부(115)는 고정 플레이트(110) 상에 배치될 수 있으며, 상기 푸쉬 감지부(195)는 고정 플레이트(110)로부터 하방으로 단차진 위치에 배치될 수 있다.

푸쉬 감지부(195)와 틸팅 감지부(115)를 서로 다른 레벨에 배치함으로써, 푸쉬 조작과 틸팅 조작이 서로로부터 독립적으로 인식될 수 있으며, 틸팅 조작이 푸쉬 조작으로 인식되는 오류를 차단할 수 있다. 예를 들어, 틸팅 플레이트(130)는 틸팅 조작에 따라 틸팅 플레이트(130)의 일편은 하방으로 압하되고, 타편은 상방으로 상승하도록 경사지게 기울어지며 틸팅 플레이트(130)의 하부에 배치된 틸팅 감지부(115)가 틸팅 플레이트(130)의 압하 위치를 포착함으로써, 틸팅 조작을 감지할 수 있다. 이때, 축 부재(150)의 하단부(150a)가 오류적으로 푸쉬 감지부(195)에 접촉되지 않도록 틸팅 감지부(115)와 푸쉬 감지부(195)를 서로 다른 레벨에 배치할 수 있고, 예를 들어, 상기 푸쉬 감지부(195)는 틸팅 감지부(115)가 배치된 고정 플레이트(110)로부터 하방으로 단차진 위치에 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 푸쉬 감지부(195)는, 고정 플레이트(110)의 바닥면으로부터 연장되는 지지부재(191)에 의해 고정 플레이트(110)의 하부에 현수된 상태로 고정될 수 있으며, 고정 플레이트(110)의 중앙 홀(110`)을 통하여 돌출되는 축 부재(150)의 하단부(150a)와 접촉됨으로써, 푸쉬 조작을 감지할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 푸쉬 감지부(195)와 틸팅 감지부(115)는 사용자의 조작에 따라 연동되지 않고 고정된 상태로 구비되되, 서로 다른 레벨에 배치됨으로써, 푸쉬 조작과 틸팅 조작을 서로로부터 분리하여 독립적으로 인식할 수 있다. 예를 들어, 푸쉬 조작과 틸팅 조작이 동시에 이루어지는 복합적인 조작에 대해서도 서로에 대한 간섭 없이, 푸쉬 조작과 틸팅 조작을 서로 분리하여 인식할 수 있다.

상기 푸쉬 감지부(195)는, 축 부재(150)의 하단부(150a)와의 접촉에 따라 전기적인 신호를 출력하는 접촉식 스위치로 마련될 수 있고, 고정 플레이트(110)의 하부에 현수된 서브 플레이트(190) 상에 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에서, 모터 조립체(140)가 장착되는 틸팅 플레이트(130)와, 틸팅 감지부(115)가 배치되는 고정 플레이트(110)와, 푸쉬 감지부(195)가 배치되는 서브 플레이트(190)는, 이들 상에 장착된 회로 구성(모터 조립체 140, 틸팅 감지부 115, 푸쉬 감지부 195)과의 전기적인 도전 패턴을 포함하는 인쇄회로기판으로 마련될 수 있다. 이때, 상기 서브 플레이트(190)는 고정 플레이트(110)의 일부로부터 절취하여 형성될 수 있으며, 예를 들어, 서브 플레이트(190)는 고정 플레이트(110)의 중앙 홀(110`)을 형성하기 위해 절취된 부분을 이용하여 형성함으로써, 고정 플레이트(110)의 중앙 홀(110`)을 형성하기 위해 낭비되는 부분을 재활용하는 방식으로 서브 플레이트(190)가 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 서브 플레이트(190)와 고정 플레이트(110)의 중앙 홀(110`)은 모두 직사각형 형상을 갖되, 서브 플레이트(190)와 고정 플레이트(110)의 중앙 홀(110`)은 장변부끼리 서로 교차하는 방향으로 배치될 수 있다. 즉, 상기 서브 플레이트(190)는 고정 플레이트(110)의 중앙 홀(110`)을 형성하기 위해 절취된 부분을 이용하여 형성하되, 절취된 부분을 중앙 홀(110`)과 교차하는 방향으로 배치함으로써, 중앙 홀(110`)을 가로질러 연장되면서 중앙 홀(110`)의 주변에 결합된 형태의 서브 플레이트(190)가 제공될 수 있다.

도 11에는 도 4의 일부에 대한 분해 사시도가 도시되어 있다.

도 4 및 도 11을 함께 참조하면, 상기 축 부재(150)는 모터 조립체(140)의 모터 축(145) 상에 결합된 다각형 수용블록(180)을 관통하며, 다각형 수용블록(180)과 모터 축(145)을 연속적으로 관통하도록 조립될 수 있다. 이때, 상기 축 부재(150)는 모터 조립체(140)의 모터 축(145)과 일체로 회전되도록 결합됨으로써, 모터 축(145)으로부터 제공되는 토크 저항을 손실 없이 다이얼부(170)로 전달할 수 있다. 즉, 상기 모터 조립체(140)는 축 부재(150)를 중심으로 하는 회전 조작에 대해 토크 저항을 제공하고, 모터 축(145)과 일체로 회전 가능하게 결합된 축 부재(150)를 통하여 회전 조작에 대한 조작감을 전달해줄 수 있다. 상기 축 부재(150)와 모터 축(145) 내지는 모터 축(145) 상에 결합된 다각형 수용블록(180)은, 서로에 대해 형합을 이룰 수 있으며, 축 부재(150)를 중심으로 하는 회전에 대해 서로 간의 형합을 통하여 일체로 회전될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 축 부재(150) 상에는 다각형 돌출블록(156)이 형성될 수 있으며, 상기 다각형 돌출블록(156)은 모터 축(145)에 고정되어 있는 다각형 수용블록(180)과 형합을 이룰 수 있다. 예를 들어, 축 부재(150) 상의 다각형 돌출블록(156)은, 모터 축(145) 상의 다각형 수용블록(180) 내에 끼워지면서 다각 형상끼리 형합을 이룰 수 있다. 즉, 상기 다각형 돌출블록(156)은 다각 형상의 외주를 갖고, 다각형 수용블록(180)의 내주에 형성된 다각 형상(186)과 형합을 이룸으로써, 서로 일체적인 회전 운동을 수행할 수 있다. 상기 다각형 돌출블록(156) 및 다각형 수용블록(180)은 서로 정합되도록 동일한 다각 형상(186)을 포함할 수 있고, 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 다각형 돌출블록(156) 및 다각형 수용블록(180)은 육각 형상을 포함할 수 있다.

상기 다각형 돌출블록(156)은 축 부재(150) 상에 형성될 수 있으며, 예를 들어, 축 부재(150) 상단에 형성된 다이얼부(170)와 접하는 하부 위치에 형성될 수 있다. 상기 다각형 수용블록(180)은, 모터 축(145) 상에 결합될 수 있으며, 모터 축(145) 상에 나사 결합될 수 있다.

상기 다각형 돌출블록(156)과 다각형 수용블록(180)은, 서로 정합되는 다각 형상(186)끼리 형합을 이루어 일체로 회전하지만, 서로에 대한 미끄럼 접촉을 허용함으로써, 다각형 돌출블록(156)은 다각형 수용블록(180)에 끼워지는 방향을 따라 진입 또는 후퇴하는 방향으로 슬라이딩될 수 있다. 즉, 상기 다각형 돌출블록(156)이 형성된 축 부재(150)는, 다각형 수용블록(180)에 끼워져 모터 축(145)과 일체로 회전하면서, 모터 축(145)을 관통하는 방향을 따라 모터 축(145) 상을 미끄러지면서 슬라이딩될 수 있다. 상기 축 부재(150)는, 축 부재(150)를 중심으로 하는 회전 조작에 대해서는 모터 조립체(140)와 일체로 직결됨으로써, 모터 조립체(140)의 토크 저항을 전달하여 회전 조작에 대항하는 조작감을 제공할 수 있고, 축 부재(150)를 일 편으로 기울이려는 틸팅 조작에 대해서도 모터 조립체(140)와 일체로 틸팅될 수 있다. 그러나, 상기 축 부재(150)는, 축 부재(150)의 길이 방향을 따르는 푸쉬 조작에 대해서는, 모터 조립체(140)와 분리되어 모터 조립체(140)를 관통하여 슬라이딩될 수 있다.

상기 축 부재(150) 상에는 탄성체(160)가 끼워질 수 있다. 상기 탄성체(160)는 축 부재(150)와 모터 축(145) 사이에서 축 부재(150)를 상방을 향하여 탄성 바이어스 시킴으로써 푸쉬 조작이 해제된 이후에, 축 부재(150)가 상방의 원 위치로 복귀할 수 있도록 한다. 상기 탄성체(160)는, 축 부재(150) 상에 형성된 다각형 돌출블록(156)과 맞닿은 일단부와, 모터 축(145)과 맞닿은 타단부를 포함할 수 있고, 다각형 수용블록(180)을 관통하도록 조립될 수 있다. 예를 들어, 상기 탄성체(160)는 푸쉬 조작에 따라 일단부가 타단부를 향하여 압하되면서 압축될 수 있고, 푸쉬 조작이 해제된 이후에는 탄성 복원력에 따라 일단부가 타단부로부터 멀어지는 방향으로 신장되면서 탄성체(160)가 끼워진 축 부재(150)와 축 부재(150) 상단의 다이얼부(170)가 상방의 원 위치로 회복될 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 통합 조작 다이얼 장치는, 고정 플레이트(110)와 마주하는 위치에서 고정 플레이트(110)로부터 기둥 부재(210)를 통하여 떠받쳐 지지되며, 다이얼부(170)를 둘러싸도록 다이얼부(170)의 주변을 따라 원주 방향을 따라 연장되는 탑 플레이트(200)를 더 포함할 수 있다. 상기 탑 플레이트(200) 상에는 다이얼부(170)의 외주를 따라 다수의 기능키(201, function key) 및 기능키(201)의 온/오프 상태를 표시해주기 위한 LED(202)가 배치될 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다.

110: 고정 플레이트 115: 틸팅 감지부
120: 디스크 부재 120a: 서브 디스크 부재
121: 연결점 121a: 가동 연결점
121b: 고정 연결점 125: 연결 로드
125a: 가동 연결 로드 125b: 고정 연결 로드
130: 틸팅 플레이트 135: 돌출부
140; 모터 조립체 145: 모터 축
150; 축 부재 156: 다각형 돌출블록
160: 탄성체 170; 다이얼부
180: 다각형 수용블록 195: 푸쉬 감지부
200: 탑 플레이트 M: 자기식 인코더

Claims (20)

1. 사용자의 조작이 이루어지는 다이얼부로부터 연장되는 축 부재;
   상기 축 부재가 관통하도록 끼워지는 모터 축을 포함하는 모터 조립체;
   상기 모터 조립체가 장착된 것으로, 모터 축을 관통하는 축 부재와 함께 틸팅되는 틸팅 플레이트;
   상기 틸팅 플레이트와 마주하게 배치된 고정 플레이트; 및
   상기 틸팅 플레이트와 고정 플레이트 사이에 개재되어, 고정 플레이트에 대해 틸팅 플레이트를 틸팅 가능하게 지지하기 위한 디스크 부재를 포함하되, 상기 디스크 부재의 둘레를 따라서는 상기 디스크 부재를 상기 고정 플레이트 및 틸팅 플레이트에 연결하기 위한 다수의 연결점이 형성된 디스크 부재를 포함하고,
   상기 디스크 부재는, 서로에 대해 적층된 2개 이상의 서브 디스크 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 조작 다이얼 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 연결점은, 상기 디스크 부재의 둘레 방향을 따라 서로 균등하게 분할된 등각 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 통합 조작 다이얼 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 연결점은, 상기 디스크 부재의 둘레 방향을 따라 90도의 등 간격으로 배치된 4개의 연결점을 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 조작 다이얼 장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 연결점은, 상기 디스크 부재의 둘레 방향을 따라 60도의 등 간격으로 배치된 6개의 연결점을 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 조작 다이얼 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 연결점은,
   상기 틸팅 플레이트와의 연결을 위한 가동 연결점; 및
   상기 고정 플레이트와의 연결을 위한 고정 연결점을 포함하는 통합 조작 다이얼 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 가동 연결점 및 고정 연결점은, 상기 디스크 부재의 둘레 방향을 따라 서로 교번되도록 번갈아 배치되며, 같은 개수로 배치되는 것을 특징으로 하는 통합 조작 다이얼 장치.
7. 제5항에 있어서,
   상기 가동 연결점은, 제1 축을 따라 서로 마주하게 배치된 한 쌍의 가동 연결점을 포함하고,
   상기 고정 연결점은, 제2 축을 따라 서로 마주하게 배치된 한 쌍의 고정 연결점을 포함하며,
   상기 제1, 제2 축은 서로 수직으로 교차하는 것을 특징으로 하는 통합 조작 다이얼 장치.
8. 제5항에 있어서,
   상기 가동 연결점에는, 상기 디스크 부재와 틸팅 플레이트 사이에 개재되어 디스크 부재와 틸팅 플레이트를 서로 연결해주는 가동 연결 로드가 결합되며,
   상기 고정 연결점에는, 상기 디스크 부재와 고정 플레이트 사이에 개재되어 디스크 부재와 고정 플레이트를 서로 연결해주는 고정 연결 로드가 결합되는 것을 특징으로 하는 통합 조작 다이얼 장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 디스크 부재는, 동심원의 내측 원과 외측 원을 테두리로 하여 중앙 홀을 갖고 원주 방향을 따라 연장되는 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 통합 조작 다이얼 장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 틸팅 플레이트에는, 틸팅 방향에 따라 서로 다른 위치의 돌출부가 압하되도록 서로 다른 위치에 배치된 다수의 돌출부가 형성되며,
    상기 고정 플레이트에는, 상기 돌출부와 대응되는 위치에 형성된 틸팅 감지부가 배치되는 것을 특징으로 하는 통합 조작 다이얼 장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 틸팅 감지부는, 제1 축을 따라 서로 마주하게 배치되는 한 쌍의 틸팅 감지부와, 제1 축과 수직으로 교차하는 제2 축을 따라 서로 마주하게 배치되는 또 다른 쌍의 틸팅 감지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 조작 다이얼 장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 연결점은, 상기 제1 축을 따라 서로 마주하게 배치되는 한 쌍의 가동 연결점과, 상기 제2 축을 따라 서로 마주하게 배치되는 한 쌍의 고정 연결점을 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 조작 다이얼 장치.
13. 제11항에 있어서,
    상기 연결점은, 상기 제1, 제2 축 사이에서 비스듬하게 사선 방향으로 연장되며 서로 수직으로 교차하는 제3, 제4 축을 따라 서로 마주하게 배치되는 것을 특징으로 하는 통합 조작 다이얼 장치.
14. 제13항에 있어서,
    상기 연결점은, 제1, 제2 축을 수직축으로 하는 직교 좌표계에서, 제1, 제3 사분면을 가로지르는 제3 축 상에 형성된 한 쌍의 가동 연결점과, 제2, 제4 사분면을 가로지르는 제4 축 상에 형성된 한 쌍의 고정 연결점을 포함하며,
    상기 제3, 제4 축은, 제1, 제2 축 사이를 균등한 각도로 분할하는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 통합 조작 다이얼 장치.
15. 삭제
16. 제1항에 있어서,
    서로에 대해 적층된 2개 이상의 서브 디스크 부재는, 상기 연결점을 통하여 서로 결합되되, 상기 연결점 사이에서 상대적인 변형이 가능하도록 서로에 대해 구속되지 않는 것을 특징으로 하는 통합 조작 다이얼 장치.
17. 제1항에 있어서,
    상기 축 부재는, 축 부재를 중심으로 하는 회전에 대해, 모터 조립체의 모터 축과 형합되어 일체로 회전되는 것을 특징으로 하는 통합 조작 다이얼 장치.
18. 제17항에 있어서,
    상기 축 부재 상에는 다각형 돌출블록이 형성되며, 상기 다각형 돌출블록은 모터 축에 결합된 다각형 수용블록의 내주에 끼워지면서 다각형 수용블록과 형합되는 것을 특징으로 하는 통합 조작 다이얼 장치.
19. 제18항에 있어서,
    상기 다각형 돌출블록이 상기 다각형 수용블록에 끼워지는 방향을 따라 진입 또는 후퇴하는 슬라이딩이 가능하도록, 상기 다각형 돌출블록과 다각형 수용블록은, 서로에 대해 미끄럼 접촉되는 것을 특징으로 하는 통합 조작 다이얼 장치.
20. 제1항에 있어서,
    상기 축 부재 상에는 축 부재와 모터 축 사이에서 축 부재를 상방을 향하여 탄성 바이어스 시키는 탄성체가 끼워지는 것을 특징으로 하는 통합 조작 다이얼 장치.

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