KR102601024B1 - 자동차의 스티어링 휠 장치 - Google Patents

Abstract

자동차의 스티어링 휠 장치에 관한 것으로, 제1 및 제2 림으로 분할 형성되는 림부, 상기 림부의 중앙에 마련되는 허브 및 상기 허브의 후측에 배치되는 상기 제2 림을 회전 동작시키는 회전모듈을 포함하고, 상기 회전모듈은 상기 제2 림을 미리 설정된 설정각도만큼 회전시키거나 본래의 위치로 복귀시키는 구성을 마련하여, 스티어링 휠에서 운전자 측에 배치되는 제2 림을 하방으로 회전시켜 배치함으로써, 운전석 공간을 최대로 확보할 수 있다.

Description

자동차의 스티어링 휠 장치{STEERING WHEEL APPARATUS OF VEHICLE}

본 발명은 자동차의 스티어링 휠 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차의 운전석에 마련되는 스티어링 휠을 부분적으로 겹쳐서 운전자 공간을 확보하는 자동차의 스티어링 휠 장치에 관한 것이다.

최근에는 운전자가 차량을 운전하지 않아도 스스로 움직이는 자율주행 자동차가 개발되고 있다.

상기 자율주행 자동차는 주변 사물을 인식할 수 있는 첨단 센서와 성능 높은 그래픽 처리 장치를 이용해서 차량에 마련된 각 장치 및 차량 주변의 상황을 감지하고, 감지 결과에 따라 차량에 마련된 각 장치의 구동을 제어하여 주행한다.

상기 첨단 센서는 사람처럼 사물과 사물의 거리를 측정하고, 위험을 감지하여 사각지대 없이 모든 지역을 볼 수 있도록 도와준다. 그리고 상기 그래픽 처리 장치는 여러 대의 카메라를 통해 자동차의 주변 환경을 파악하고, 그 이미지를 분석해서 자동차가 안전하게 주행할 수 있도록 도와준다.

예를 들어, 자율주행 차량에는 라이더(LiDAR) 장비, 음파 장비, 3D 카메라, 레이더 장비 등이 탑재될 수 있다.

이와 같이 구성되는 자율주행 자동차는 운전자가 운전할 필요가 없어짐에 따라, 운전석을 포함한 전체 시트가 자유롭게 회전하고, 틸팅 조작에 의해 등받이의 각도가 수평 상태까지 조절된다.

탑승자는 등받이의 각도를 다양하게 조절할 수 있고, 시트를 회전시켜 뒷좌석의 탑승자와 마주보고 회의를 할 수도 있다.

한편, 자동차의 운전석에는 운전자의 조작에 따라 바퀴와 연결되는 조향장치를 구동하는 스티어링 휠이 마련된다.

종래기술에 따른 차량용 스티어링 휠은 링 형상의 림과 림의 중앙부에 마련되고 상부에 운전석 에어백 모듈이 배치되는 허브 및 허브와 림을 연결하는 복수의 스포크를 포함하고, 허브의 전단에는 스티어링 샤프트가 연결된다.

예를 들어, 하기의 특허문헌 1 및 특허문헌 2에는 종래기술에 따른 스티어링 휠 구성이 개시되어 있다.

그러나 종래기술에 따른 차량용 스티어링 휠은 림이 링 형상으로 형성됨에 따라, 운전석에서 항상 일정한 공간을 차지한다.

이로 인해, 종래기술에 따른 차량용 스티어링 휠은 자율주행 자동차의 자율 주행모드로 주행하는 경우, 운전자가 시트의 등받이를 후방으로 회전시켜 등받이에 기댄 자세 또는 누운 자세를 취하고, 다리를 꼬거나 시트를 회전시키는 과정에서 림과 간섭이 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 종래기술에 따른 차량용 스티어링 휠은 자동차의 충돌시 운전자의 자세나 방향에 따라 상해치를 증가시키는 문제점이 있었다.

한편, 상기한 문제점을 해소하기 위해, 림의 전체 또는 일부분을 회전 동작시켜 폴딩할 수 있는 기술이 개발되고 있다.

그러나 종래의 폴딩 가능한 스티어링 휠은 회전 동작한 림을 완벽하게 고정하지 못함에 따라, 림에 외력이 가해지는 경우, 림의 회전 각도가 변화하거나, 림이나 구동장치의 파손 또는 손상이 발생하는 문제점이 있었다.

대한민국 특허 공개번호 10-2020-006954호(2020년 1월 21일 공개) 대한민국 특허 등록번호 10-1420689호(2014년 7월 17일 공고)

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 림을 부분적으로 접어서 운전석 공간을 최대화할 수 있는 자동차의 스트리어링 휠 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 자율주행 자동차 등에 적용되어 운전석 공간을 확보하고, 운전자의 자세나 경사 각도와 무관하게 운전자와의 간섭을 회피할 수 있는 자동차의 스티어링 휠 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 회전 동작한 림을 록킹해서 외력에 의한 파손이나 손상을 방지할 수 있는 자동차의 스티어링 휠 장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 자동차의 스티어링 휠 장치는 제1 및 제2 림으로 분할 형성되는 림부, 상기 림부의 중앙에 마련되는 허브 및 상기 허브의 후측에 배치되는 상기 제2 림을 회전 동작시키는 회전모듈을 포함하고, 상기 회전모듈은 상기 제2 림을 미리 설정된 설정각도만큼 회전시키거나 본래의 위치로 복귀시키는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차의 스티어링 휠 장치에 의하면, 스티어링 휠에서 운전자 측에 배치되는 제2 림을 하방으로 회전 동작시켜 운전석 공간을 최대로 확보할 수 있는 효과가 얻어진다.

이에 따라, 본 발명에 의하면, 운전자가 시트의 등받이에 기대거나 누운 자세에서 다리를 꼬거나 이동시킬 수 있는 공간을 충분하게 확보할 수 있다는 효과가 얻어진다.

그리고 본 발명에 의하면, 자율주행 자동차에 적용되는 경우, 시트의 회전 동작 및 경사 각도 조절시 운전자와 스티어링 휠의 간섭을 효과적으로 회피할 수 있다는 효과가 얻어진다.

또, 본 발명에 의하면, 제2 림에 진동이나 충격, 운전자의 조작력 등 외력이 작용하더라도 제2 림이 회전하지 않도록 견고하게 록킹할 수 있다는 효과가 얻어진다.

또한, 본 발명에 의하면, 제1 캠과 제2 캠의 연결을 해제해서 제2 림에 가해지는 외력이 구동모터에 전달되는 것을 방지함으로써, 외력에 의한 구동모터의 파손이나 손상을 방지할 수 있다는 효과가 얻어진다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동차의 스티어링 휠 장치의 후면도,
도 2는 도 1에 도시된 스티어링 휠 장치의 측면도,
도 3은 도 1에 도시된 커버가 제거된 스티어링 휠 장치의 사시도,
도 5 내지 도 8은 회전모듈의 회전 동작에 의한 제2 림의 회전 동작 상태를 보인 동작 상태도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동차의 스티어링 휠 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

이하에서는 자동차의 운전석을 중심으로 자동차의 전면을 향하는 방향을 '전방(F)'이라 하고, 자동차의 후면을 향하는 방향을 '후방(B)'이라 한다. 이와 함께, '좌측(L)', '우측(R)', '상방(U)' 및 '하방(D)'과 같은 방향을 지시하는 용어들은 상기 전방 및 후방을 기준으로 각각의 방향을 지시하는 것으로 정의한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동차의 스티어링 휠 장치의 후면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 스티어링 휠 장치의 측면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 커버가 제거된 스티어링 휠 장치의 사시도이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동차의 스티어링 휠 장치(10)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 림(21,22)으로 분할 형성되는 림부(20), 림부(20)의 중앙에 마련되고 운전석 에어백 모듈(도면 미도시)이 설치되는 허브(23), 제1 림(21) 및 제2 림과 허브(23)를 연결하는 한 쌍의 스포크(24) 및 허브(23)의 후측에 배치되는 제2 림(22)을 제1 림(21)의 상부에 겹쳐지도록 회전 동작시키는 회전모듈(30)을 포함한다.

이와 함께, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동차의 스티어링 휠 장치(10)는 자동차의 운전석 시트에 설치되고 운전자의 자세 및 방향을 감지하는 감지부(40) 및 감지부(40)의 감지결과와 자동차의 시동 여부, 자율주행 모드 설정 여부, 주차 또는 정차 여부 등에 기초해서 회전모듈(30)의 구동을 제어하는 제어부(50)를 더 포함할 수 있다.

즉, 본 발명은 일반적인 자동차뿐만 아니라, 자율주행 자동차에 적용 가능하고, 자동차의 시동 여부, 자율주행 모드 설정 여부, 주차 또는 정차 여부, 운전자의 자세 및 회전 방향 등에 따라 스티어링 휠 장치에서 운전자 측에 배치되는 제2 림을 상하 방향으로 회전시켜 운전석 공간을 최대로 확보한다.

물론, 본 발명은 제2 림을 운전자의 수동 조작에 의해 이동시키도록 구성될 수도 있고, 제어부의 제어신호를 이용해서 구동모터를 구동해서 회전모듈을 구동하도록 구성될 수도 있다.

상세하게 설명하면, 림부(20)는 대략 호 형상으로 형성되고 허브(23)의 전측에 고정되는 한 쌍의 제1 림(21)과 대략 호 형상으로 형성되고 허브(23)의 후측, 즉 운전자 측에 배치되고 회전모듈(30)에 의해 회전 동작하는 한 쌍의 제2 림(22)을 포함할 수 있다.

물론, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 림(21)과 제2 림(22)을 각각 180 ±α°의 각도를 갖는 하나의 대략 호 형상 또는 반링 형상으로 형성하도록 변경될 수도 있다.

허브(23)는 대략 판 형상으로 마련되고, 허브(23)의 양측에는 각각 호 형상으로 형성된 제1 림(21) 및 제2 림(22)과 연결되도록, 한 쌍의 스포크(24)가 마련될 수 있다.

각 스포크(24)에는 회전모듈(30)이 장착되고, 허브(23)와 한 쌍의 스포크(24) 상부에는 허브(23)와 스포크(24) 및 회전모듈(30)의 외면을 차폐하는 커버(25)가 결합될 수 있다.

커버(25)는 허브(23)에 대응되는 중앙부에 장착공간(26)이 마련되도록, 허브(23) 양측에 마련되는 한 쌍의 스포크(24)에 대응되는 양측부에 비해 오목한 형상으로 형성될 수 있다.

장착공간(26)에는 상기 운전적 에어백 모듈 및 경음기 스위치가 장착된다.

이를 위해, 커버(25)의 중앙부에는 내부에 상기 운전석 에어백 모듈 및 경음기 스위치가 설치되는 하우징(도면 미도시)이 결합되고, 상기 하우징의 상면에는 에어백 커버(도면 미도시)가 결합될 수 있다.

상기 에어백 커버에는 자동차나 제조사를 상징하는 기호, 문자, 형상 등의 엠블럼이나 조명 엠블럼 등이 설치될 수 있다.

회전모듈(30)은 한 쌍의 스포크(24)에 각각 장착되고, 제2 림(22)을 하방으로 회전 동작시켜 운전석 공간을 최대로 확보하고, 필요한 경우 제2 림(22)을 본래 위치로 복귀시키는 기능을 한다.

이러한 회전모듈(30)의 구성은 아래에서 도 3 내지 도 를 참조해서 상세하게 설명하기로 한다.

감지부(40)는 운전석 시트의 회전 방향, 등받이의 경사 각도 등을 감지하는 복수의 감지센서들을 포함하고, 상기 감지센서들에서 출력되는 감지신호는 제어부(50)를 전달된다.

제어부(50)는 자동차에 마련된 각 전자부품의 구동을 제어하는 전자제어유닛 또는 상기 전자제어유닛과 통신 가능하게 마련되는 별도의 컨트롤러로 마련되고, 감지부(40)의 감지신호 및 자동차에 마련된 각종 센서와의 통신을 통해서 확인된 자동차의 시동 여부, 자율주행 모드 설정 여부, 주차 또는 정차 여부, 시트의 회전방향, 등받이의 경사 각도 중에서 어느 하나 이상에 기초해서 회전모듈(30)의 구동을 제어할 수 있다.

예를 들어, 제어부(50)는 자동차가 시동된 후 자율주행 모드가 설정되거나 정차 중이면, 운전석 공간을 최대로 확보하기 위해, 회전모듈(30)을 구동시켜 제2 림(22)을 하방으로 회전 동작하도록 제어할 수 있다.

물론, 제어부(50)는 운전석 시트의 회전 방향이나 등받이의 경사 각도에 따라 회전모듈(30)의 회전각도를 세분화해서 제어할 수도 있다.

또한, 제어부(50)는 운전자가 자동차에 탑승하거나, 주행을 마친 운전자가 주차된 자동차에서 하차하는 경우, 운전자가 승차 또는 하차할 수 있는 공간을 최대로 확보할 수 있도록, 제2 림(22)을 하방으로 회전 동작하도록 제어할 수 있다.

다음, 도 3 및 도 4를 참조하여 회전모듈의 구성을 상세하게 설명한다.

도 4는 회전모듈의 분해 사시도이다.

회전모듈(30)은 제2 림(22)을 하방으로 회전시켜 운전석 공간을 최대로 확보하거나, 상방으로 회전시켜 본래의 위치로 복귀시키는 기능을 한다.

이러한 회전모듈(30)은 제2 림(22)의 양단에 각각 서로 대칭되는 구성을 갖는 한 쌍으로 마련됨에 따라, 본 실시 예에서는 도 3에서 보았을 때, 제2 림(22)의 좌측단에 연결되는 회전모듈(30)의 구성을 상세하게 설명한다.

회전모듈(30)은 제2 림(22)의 일단, 도 3에서 보았을 때 좌측단에 연결되는 연결핀(31), 연결핀(31)에 결합되는 제1 캠(32), 제1 캠(32)과 나란하게 설치되고 연결부재(331)를 통해 제1 캠(32)에 회전력을 전달하는 제2 캠(33), 그리고 제2 캠(32)을 정역 회전시키도록 구동력을 발생하는 구동모터(33)를 포함할 수 있다.

그리고 회전모듈(30)은 제2 림(22)의 회전이 불가능하도록 록킹하는 록킹모듈(35) 및 록킹모듈(35)이 설치되는 브래킷(36)을 더 포함할 수 있다.

브래킷(36)은 각 스포크(24)에 설치되고, 브래킷(36)의 좌측벽은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 스포크(24)에 설치된 고정블록에 결합되며, 브래킷(36)의 우측벽에는 구동모터(34)와 구동모터(34)에서 발생한 회전력을 제2 캠(33)으로 전달하는 전달축(37)이 결합될 수 있다.

구동모터(34)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상하 방향을 따라 설치되고, 전달축(37)은 브래킷(36)의 우측벽을 관통해서 좌우 방향을 따라 수평으로 설치될 수 있다. 전달축(37)의 외부에는 전달축(37)이 원활하게 회전할 수 있도록, 베어링이 설치될 수 있다.

구동모터(34)의 출력축과 전달축(37)에는 각각 구동모터(34)의 회전력을 직각 방향으로 전달하기 위한 동력전달부재, 예컨대 한 쌍의 베벨기어(38)가 서로 맞물리게 설치될 수 있다.

물론, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 구동모터를 수평 방향을 따라 설치하고, 구동모터의 출력축에 제2 캠이 직접 연결하도록 변경될 수 있다.

그리고 본 발명은 한 쌍의 베벨기어뿐만 아니라, 스크류 기어, 웜과 웜기어 방식, 헬리컬 기어와 같이 동력을 전달하고 동력 전달 방향을 변환할 수 있는 다양한 방식의 동력 전달 유닛을 적용하도록 변경될 수도 있다.

또한, 본 발명은 구동모터의 설치 방향을 변경하고, 동력 전달 유닛에 래크와 피니언을 적용하거나 한 쌍의 평기어를 적용하도록 변경될 수도 있다.

연결핀(31)은 제2 림(22)의 좌측단에 마련된 결합블록에 결합되고, 제1 캠(32)의 회전력을 제2 림(22)에 전달해서 제2 림(22)을 회전 동작시킬 수 있다.

그리고 제1 캠(32)은 제2 캠(33)에서 전달되는 회전력에 의해 회전해서 연결핀(31)을 회전 동작시킬 수 있다.

제1 캠(32)은 도 4에 도시된 바와 같이, 대략 원 형상으로 형성되고, 제1 캠(32)의 일면과 타면, 도 4에서 보았을 때 우측면과 하면에는 각각 아래에서 설명할 록킹모듈(35)에 마련되는 록킹핀(352)이 결합되는 제1 및 제2 결합홈(321,322)이 형성될 수 있다.

제1 및 제2 결합홈(321,322)은 각각 제1 캠(32)의 외주면에서 내측으로 오목하게 형성될 수 있다.

제1 및 제2 결합홈(321,322) 사이에는 제1 캠(32)의 회전 동작시 록킹핀(352)의 이동을 가이드하는 제1 가이드부(323)가 돌출 형성될 수 있다.

제1 및 제2 결합홈(321,322)과 제1 가이드부(323)의 외면은 각각 록킹핀(352)이 결합되거나 외면에 접촉된 상태에서 원활하게 이동할 수 있도록, 곡면으로 형성될 수 있다.

제1 캠(32)의 타측, 도 4에서 보았을 때 좌측부에는 연결부재(331)가 결합된 상태에서 이동하는 이동공(324)이 형성될 수 있다.

이동공(324)은 내부에 연결부재(331)가 결합된 상태에서 미리 설정된 각도만큼 이동 및 회전 가능하도록, 미리 설정된 곡률을 갖는 장공 형상으로 형성될 수 있다.

제2 캠(33)은 전달축(37)을 통해 구동모터(34)의 회전력을 전달받아 정역 방향, 즉 도 5에서 보았을 때 시계 방향 및 반시계 방향으로 회전할 수 있다.

이러한 제2 캠(33)은 측면에서 보았을 때 단면이 대략 삼각 형상 또는 오각 형상으로 형성되고, 제2 캠(33)의 좌측부에는 제1 캠(32)의 이동공(324)에 결합되는 연결부재(331)가 결합될 수 있다.

그래서 제1 캠(32)은 제2 캠(33)과 일체로 회전하지 않고, 이동공(324)의 길이에 대응되는 유격만큼 지연된 시점에 회전한다. 즉, 제2 캠(33)은 상기 유격만큼 제1 캠(32)을 회전시키지 않고 정역 방향으로 회전할 수 있다.

제2 캠(33)의 일면과 타면, 즉 도 4에서 보았을 때 우측면과 하면에는 각각 록킹핀(352)이 접촉된 상태에서 이동 가능하도록 가이드하는 제1 및 제2 이동부(332,333)가 형성될 수 있다.

제1 및 제2 이동부(332,333)는 각각 제2 캠(33)의 외측면에서 내측을 향해 약간 오목한 곡면으로 형성될 수 있다.

제1 및 제2 이동부(332,333) 사이에는 제1 결합홈(321) 또는 제2 결합홈(322)에 결합된 록킹핀(352)의 록킹 상태를 해제하는 제2 가이드부(334)가 돌출 형성될 수 있다.

즉, 제2 가이드부(334)는 제2 캠의 회전 동작에 의해 록킹핀을 제1 결합홈(321) 또는 제2 결합홈(322)의 외측으로 밀어서 제1 결합홈(321) 또는 제2 결합홈(322)에서 분리하여 록킹 상태를 해제할 수 있다.

한편, 전달축(37)에는 제1 캠(32)과 제2 캠(33) 사이에 제1 탄성부재(371)가 설치될 수 있다.

예를 들어, 제1 탄성부재(371)는 코일 스프링으로 마련되고, 제1 탄성부재(371)의 양단은 각각 제1 및 제2 캠(32,33)에 형성된 고정공에 결합될 수 있다.

그래서 제1 탄성부재(371)는 제2 캠(33)이 회전하면, 탄성 변형되면서 제1 캠(32)이 원활하게 회전할 수 있도록 탄성력을 제공할 수 있다.

록킹모듈(35)은 서로 나란하게 설치되는 한 쌍의 설치부재(351)와, 한 쌍의 설치부재(35) 전단부와 후단부 사이에 각각 설치되는 록킹핀(352) 및 회전축(353)을 포함할 수 있다.

한 쌍의 설치부재(351)는 각각 브래킷(36)의 양측벽 내면에 접촉되게 배치되고, 회전축(353)은 한 쌍의 설치부재(351) 후단부를 관통해서 브래킷(36)의 양측벽에 결합될 수 있다.

그래서 한 쌍의 설치부재(351)와 록킹핀(352)은 회전축(353)을 중심으로 회전 동작할 수 있다.

여기서, 회전축(353)에는 한 쌍의 설치부재(351)와 록킹핀(352)의 회전동작시 복원력을 제공하는 제2 탄성부재(354)가 설치될 수 있다.

예를 들어, 제2 탄성부재(354)는 코일 스프링으로 마련되고, 제2 탄성부재(354)의 양단은 각각 록킹핀(352)의 하면과 브래킷(36)에 형성된 고정공에 결합될 수 있다.

그래서 한 쌍의 설치부재(351) 전단부에 설치된 록킹핀(352)은 제1 및 제2 캠(32,33)의 회전 동작시 제1 및 제2 캠(32,33)의 외면을 따라 하방으로 회전하더라도, 제2 탄성부재(354)에서 제공되는 복원력에 의해 지속적으로 상방을 향해 이동하도록 가압될 수 있다.

다음, 도 5 내지 도 8을 참조하여 회전모듈의 구성 및 작동방법을 상세하게 설명한다.

도 5 내지 도 8은 회전모듈의 회전 동작에 의한 제2 림의 회전 동작 상태를 보인 동작 상태도이다.

도 5 내지 도 8에는 회전모듈(30)에 마련된 제1 및 제2 캠(32,33)을 이용해서 제2 림(22)을 하방 또는 상방으로 회전 동작시킨 상태가 도시되어 있다. 즉, 도 5에는 제1 림(21)과 제2 림(22)의 수평 상태에서 제2 캠(33)을 회전시켜 제1 캠(32)과 제2 캠(33)의 연결이 해제된 상태가 도시되어 있고, 도 6에는 제2 림(22)이 하방으로 회전된 상태가 도시되어 있으며, 도 7에는 제2 캠(33)을 회전시켜 제1 캠과 제2 캠의 연결이 해제된 상태가 도시되어 있고, 도 8에는 도 2림(33)이 제1 림(21)과 수평을 이루도록 상방으로 회전된 상태가 도시되어 있다.

회전모듈(30)은 제어부(50)의 제어신호에 따른 구동모터(34)의 구동에 의해 제2 림(22)을 하방 또는 상방으로 회전 동작시킨다.

먼저, 스티어링 휠 장치(10)의 제2 림(22)은 운전자가 스티어링 휠 장치(10)를 직접 조작해서 운전하는 수동 주행 모드시에는 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 림(21)과 함께 대략 원 형상을 이루도록 배치된 상태를 유지한다.

여기서, 제1 캠(32)과 제2 캠(33)은 각각 제1 가이드부(323)와 제2 가이드부(334)가 각각 우측 하방을 향하도록 배치된다. 그래서 록킹핀(352)은 제1 캠(32)의 제2 결합홈(322)에 결합됨에 따라, 제2 림(22)에 외력이 작용하더라도, 제2 결합홈(322)에서 분리되지 않고 결합 상태를 유지한다.

이때, 제2 캠(33)은 미리 설정된 설정각도, 예컨대 5° 내지 30°만큼 시계 방향을 따라 회전할 수 있다.

상기 설정각도는 이동부재(331)가 이동공(324) 내부에 결합된 상태에서 이동 가능한 최대 길이보다 작게 설정될 수 있다.

예를 들어, 제2 캠(33)은 이동부재(351)가 이동공(324)의 대략 중앙부에 배치되도록 시계 방향을 따라 회전할 수 있다.

이를 위해, 구동모터(34)는 도 5에 도시된 화살표 A 방향을 따라 상부에서 보았을 때 시계 방향으로 회전하고, 전달축(37)과 제2 캠(33)은 화살표 B 방향을 따라 좌측에서 보았을 때 시계 방향으로 회전한다.

그래서 제1 캠(32)과 제2 캠(33)의 연결이 해제된다.

이와 같이, 본 발명은 수동 주행 모드시, 제2 림을 상방으로 회전시킨 상태에서 록킹핀을 록킹할 수 있다.

그리고 본 발명은 제2 림에 진동이나 충격, 운전자의 조작력 등 외력이 작용하더라도 제2 림이 회전하지 않도록 견고하게 록킹할 수 있다.

또한, 본 발명은 제1 캠과 제2 캠의 연결을 해제해서 제2 림에 가해지는 외력이 구동모터에 전달되는 것을 방지함으로써, 외력에 의한 구동모터의 파손이나 손상을 방지할 수 있다.

물론, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 캠과 제2 캠의 연결 상태를 유지한 상태에서 제2 캠과 연결된 구동모터에 공급되는 전원을 차단하고, 구동모터의 정지력을 이용해서 제2 림에 작용하는 작용력에 대응하는 록킹력을 높이도록 변경될 수도 있다.

한편, 자동차가 시동된 후 자율주행 모드가 설정되거나 정차 중이면, 제어부(50)는 운전석 공간을 최대로 확보하기 위해, 회전모듈(30)을 구동시켜 제2 림(22)을 하방으로 회전 동작하도록 제어한다.

즉, 제어부(50)는 도 6에 도시된 바와 같이, 구동모터(34)를 일측 방향, 화살표 A 방향을 따라 시계 방향으로 회전하도록 제어신호를 발생한다.

그러면, 구동모터(34)가 구동되어 회전하고, 전달축(37)은 한 쌍의 베벨기어(38)를 통해 전달되는 회전력을 제2 캠(33)으로 전달한다.

이때, 제2 캠(33)은 구동모터(34)로부터 전달받은 회전력에 의해 화살표 B 방향을 따라 시계 방향으로 회전하고, 제2 캠(33)의 제2 가이드부(334)는 제2 결합홈(322)에 결합된 록킹핀(352)을 하방으로 밀어 제2 결합홈(322)에서 분리한다. 그래서 제2 림(22)의 록킹 상태가 해제된다.

이어서, 제2 캠(33)과 제1 캠(32)이 연속적으로 화살표 B방향을 따라 시계 방향으로 회전함에 따라, 연결핀(31)에 결합된 제2 림(22)이 하방으로 회전동작한다. 그러면, 록킹핀(352)은 제1 캠(32)의 회전 동작에 의해 제1 가이드부(323)를 거쳐 제1 결합홈(321)에 결합된다.

이때, 제1 캠(32)과 제2 림(22)은 미리 설정된 회전각도, 예컨대 60° 내지 100°만큼 회전해서 제1 림(21)과 대략 80° 내지 120°의 각도를 이룰 수 있다.

이러한 제1 캠(32)이 회전하는 상기 회전각도는 제1 결합홈(321)과 제2 결합홈(322) 사이의 각도에 의해 한정될 수 있다.

물론, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 스티어링 휠의 규격 및 주변 구조물의 규격 등 다양한 조건에 따라 상기 회전각도를 다양하게 변경해서 설정할 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 제2 림을 하방으로 회전시켜 운전석 공간을 최대로 확보할 수 있다.

제1 캠(32)의 회전 동작이 완료되면, 구동모터(34)는 도 7에 도시된 바와 같이, 화살표 C방향을 따라 반시계 방향으로 회전하고, 제2 캠(33)은 화살표 D방향을 따라 반시계 방향으로 회전한다.

이때, 제2 캠(33)은 제1 캠(32)이 회전하지 않고 고정된 상태를 유지할 수 있는 각도, 즉 상기 설정각도만큼 회전할 수 있다.

이와 같이, 제2 캠(33)이 상기 설정각도만큼 반시계 방향으로 회전함에 따라, 제1 캠(32)과 제2 캠(33)의 연결 상태가 해제된다.

이와 같이, 본 발명은 자동차가 시동된 후 자율주행 모드 또는 정차 중이면, 제2 림을 하방으로 회전시켜 록킹핀을 록킹할 수 있다.

그리고 본 발명은 제2 림에 진동이나 충격, 운전자의 조작력 등 외력이 작용하더라도 제2 림이 회전하지 않도록 록킹 상태를 견고하게 유지할 수 있다.

또한, 본 발명은 제1 캠과 제2 캠의 연결을 해제해서 제2 림에 가해지는 외력이 구동모터에 전달되는 것을 방지함으로써, 외력에 의한 구동모터의 파손이나 손상을 방지할 수 있다.

물론, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 캠과 제2 캠의 연결 상태를 유지한 상태에서 제2 캠과 연결된 구동모터에 공급되는 전원을 차단하고, 구동모터의 정지력을 이용해서 제2 림에 작용하는 작용력에 대응하는 록킹력을 높이도록 변경될 수도 있다.

한편, 자동차가 수동주행 모드로 변경 설정되면, 제어부(50)는 회전모듈(30)을 구동시켜 제2 림(22)을 상방으로 회전 동작하도록 제어한다.

즉, 제어부(50)는 도 8에 도시된 바와 같이, 구동모터(34)를 일측 방향, 화살표 C방향을 따라 반시계 방향으로 회전하도록 제어신호를 발생한다.

그러면, 구동모터(34)가 구동되어 회전하고, 전달축(37)은 한 쌍의 베벨기어(38)를 통해 전달되는 회전력을 제2 캠(33)으로 전달한다.

이때, 제2 캠(33)은 구동모터(34)로부터 전달받은 회전력에 의해 화살표 B 방향을 따라 반시계 방향으로 회전하고, 제2 캠(33)의 제2 가이드부(334)는 제1 결합홈(321)에 결합된 록킹핀(352)을 하방으로 밀어 제1 결합홈(321)에서 분리한다. 그래서 제2 림(22)의 록킹 상태가 해제된다.

이어서, 제2 캠(33)과 제1 캠(32)이 연속적으로 화살표 D방향을 따라 반시계 방향으로 회전함에 따라, 연결핀(31)에 결합된 제2 림(22)이 상방으로 회전 동작한다. 그러면, 록킹핀(352)은 제1 캠(32)의 회전 동작에 의해 제1 가이드부(323)를 거쳐 제2 결합홈(322)에 결합된다.

이와 같이, 본 발명은 제2 림을 상방으로 회전시켜 본래의 위치로 복귀시켜 운전자가 스티어링 휠 장치를 직접 조작할 수 있다.

제1 캠(32)의 회전 동작이 완료되면, 구동모터(34)는 다시 도 5에 도시된 바와 같이, 화살표 A방향을 따라 시계 방향으로 회전하고, 제2 캠(33)은 화살표 B방향을 따라 상기 설정각도만큼 시계 방향으로 회전해서 제1 캠(32)과 제2 캠(33)의 연결을 분리할 수 있다.

상기한 바와 같은 과정을 통해, 본 발명은 스티어링 휠에서 운전자 측에 배치되는 제2 림을 하방으로 회전 동작시켜 운전석 공간을 최대로 확보할 수 있다.

이에 따라, 본 발명은 운전자가 시트의 등받이에 기대거나 누운 자세에서 다리를 꼬거나 이동시킬 수 있는 공간을 충분하게 확보할 수 있다.

그리고 본 발명은 자율주행 자동차에 적용되는 경우, 시트의 회전 동작 및 경사 각도 조절시 운전자와 스티어링 휠의 간섭을 효과적으로 회피할 수 있다.

또, 본 발명은 제2 림에 진동이나 충격, 운전자의 조작력 등 외력이 작용하더라도 제2 림이 회전하지 않도록 견고하게 록킹할 수 있다.

또한, 본 발명은 제1 캠과 제2 캠의 연결을 해제해서 제2 림에 가해지는 외력이 구동모터에 전달되는 것을 방지함으로써, 외력에 의한 구동모터의 파손이나 손상을 방지할 수 있다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

본 발명은 스티어링 휠에서 운전자 측에 배치되는 제2 림을 하방으로 회전 동작시켜 운전석 공간을 확보하고, 외력이 작용하더라도 제2 림을 견고하게 록킹하는 자동차의 스티어링 휠 장치 기술에 적용된다.

10: 자동차의 스티어링 휠 장치
20: 림부 21,22: 제1, 제2 림
23: 허브 24: 스포크
25: 커버 26: 장착공간
30: 회전모듈
31: 연결핀
32: 제1 캠 321,322: 제1, 제2 결합홈
323: 제1 가이드부 324: 이동공
33: 제2 캠 331: 연결부재
332,333: 제1, 제2 이동부 334: 제2 가이드부
34: 구동모터
35: 록킹모듈 351: 설치부재
352: 록킹핀 353: 회전축
354: 제2 탄성부재
36: 브래킷
37: 전달축 371: 제1 탄성부재
38: 베벨기어
40: 감지부 50: 제어부

Claims (9)

1. 제1 및 제2 림으로 분할 형성되는 림부,
   상기 림부의 중앙에 마련되는 허브 및
   상기 허브의 후측에 배치되는 상기 제2 림을 회전 동작시키는 회전모듈을 포함하고,
   상기 회전모듈은 상기 제2 림의 양단에 각각 서로 대칭되는 구성을 갖는 한 쌍으로 마련되어 상기 제2 림을 미리 설정된 설정각도만큼 회전시키거나 본래의 위치로 복귀시키며,
   각 회전모듈은 상기 제2 림의 일단에 연결되는 연결핀,
   상기 연결핀과 결합되는 제1 캠,
   상기 제1 캠과 나란하게 설치되고 연결부재를 통해 상기 제1 캠에 회전력을 전달하는 제2 캠 그리고
   상기 제2 캠을 정역 회전시키도록 구동력을 발생하는 구동모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 휠 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제2 캠은 상기 제1 캠의 회전 동작이 완료되면, 상기 제1 캠의 회전 방향과 반대 방향으로 미리 설정된 설정각도만큼 회전해서 상기 제1 캠과의 연결이 해제되는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 휠 장치.
3. 제2항에 있어서,
   자동차의 운전석 시트에 설치되고 운전자의 경사 각도 및 회전 방향을 감지하는 감지부와
   상기 감지부의 감지결과 및 자동차의 시동 여부, 자율주행 모드 설정 여부, 주차 또는 정차 여부, 운전자의 자세 및 회전 방향 중에서 어느 하나 이상에 기초해서 상기 회전모듈의 구동을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 휠 장치.
4. 삭제
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 회전모듈은 상기 제2 림의 회전이 불가능하도록 록킹하는 록킹모듈 및
   상기 록킹모듈이 설치되는 브래킷을 더 포함하고,
   상기 브래킷은 허브 양측에 마련되는 한 쌍의 스포크에 각각 설치되며,
   상기 브래킷의 일측벽에는 상기 구동모터와 상기 구동모터에서 발생한 회전력을 상기 제2 캠으로 전달하는 전달축이 결합되는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 휠 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 연결핀은 상기 제2 림의 일측단에 결합되고,
   상기 제1 캠에는 각각 상기 록킹모듈의 록킹핀이 결합되는 제1 및 제2 결합홈이 형성되며,
   상기 제1 및 제2 결합홈 사이에는 상기 제1 캠의 회전 동작시 상기 록킹핀의 이동을 가이드하는 제1 가이드부가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 휠 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1 캠에는 상기 연결부재가 결합된 상태에서 이동하는 이동공이 더 형성되고,
   상기 설정각도는 상기 제1 캠의 회전 동작 완료 후 정지된 상태에서, 상기 연결부재가 상기 이동공 내부에서 이동 가능한 최대 길이와 동일하거나, 상기 최대 길이보다 작게 설정되는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 휠 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제2 캠에는 외면에 접촉되는 상기 록킹핀의 이동을 가이드하는 제1 및 제2 이동부와,
   상기 제1 및 제2 이동부 사이에 상기 제1 결합홈 또는 제2 결합홈에 결합된 록킹핀의 록킹 상태를 해제하는 제2 가이드부가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 휠 장치.
9. 제5항에 있어서,
   상기 록킹모듈은 서로 나란하게 설치되는 한 쌍의 설치부재와,
   한 쌍의 상기 설치부재 전단부와 후단부 사이에 각각 설치되는 록킹핀 및 회전축을 포함하고,
   상기 전달축에는 상기 제1 캠과 제2 캠 사이에 상기 제2 캠의 회전시 상기 제1 캠에 탄성력을 제공하는 제1 탄성부재가 설치되며,
   상기 회전축에는 한 쌍의 상기 설치부재와 록킹핀의 회전 동작시 복원력을 제공하는 제2 탄성부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 휠 장치.
   

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