KR20080045486A - 자동차용 다기능 스위치 장치 - Google Patents

자동차용 다기능 스위치 장치 Download PDF

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KR20080045486A
KR20080045486A KR1020060114669A KR20060114669A KR20080045486A KR 20080045486 A KR20080045486 A KR 20080045486A KR 1020060114669 A KR1020060114669 A KR 1020060114669A KR 20060114669 A KR20060114669 A KR 20060114669A KR 20080045486 A KR20080045486 A KR 20080045486A
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전용원
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Abstract

본 발명은 네비게이션 및 오디오 시스템 등에 사용되는 다기능 스위치 장치에 관한 것으로서, 더욱더 상세하게는 하나의 스위치로 여러 가지 기능을 빠르고 편리하게 조작할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명은 스위치 케이스(200)와, 상기 스위치 케이스(200) 내에 직선 운동이 가능함과 아울러 일정 지점을 중심으로 시소 운동도 가능하도록 설치된 샤프트(300)와, 상기 스위치 케이스(200)의 상부에서 샤프트(300)에 연결되어, 푸시 스위치 작동을 위해 상기 샤프트(300)를 직선 이동시키거나, 조이스틱 스위치 작동을 위해 상기 샤프트(300)를 복수의 방향으로 시소 운동시키는 푸시/조이스틱 노브(100)와, 상기 푸시/조이스틱 노브(100)의 조작상태에 따라 동작이 이루어지는 샤프트(300)의 동작상태에 따라 메인PCB(500)에 신호를 전달하여 푸시스위치기구 및 조이스틱스위치기구를 작동시키는 스위치(400)와, 상기 스위치(400)와 푸시/조이스틱 노브(100) 사이에 설치되는 리턴스프링(600)과, 상기 리턴스프링(600)의 탄성력이 푸시/조이스틱 노브(100)의 조작상태에 따라 가변되도록 하는 스프링강성조절장치(700)로 구성되는 것에 의해 달성된다.
푸시/조이스틱 노브, 스위치 케이스, 샤프트, 스위치, 메인PCB, 보조PCB, 리턴스프링, 스프링강성조절장치, 액추에이터, 모터, 모터축, 무빙파트, 안착홈, 고정커넥터

Description

자동차용 다기능 스위치 장치{multi-function switch device for an automobile}
도 1은 종래 다기능 스위치 장치를 보인 구성도
도 2는 본 발명인 다기능 스위치 장치를 보인 구성도
도 3은 본 발명인 다기능 스위치 장치가 작동된 상태를 보인 작동상태도
도 4는 본 발명인 다기능 스위치 장치의 작동상태를 보인 흐름도
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 푸시/조이스틱 노브 200 : 스위치 케이스
300 : 샤프트 400 : 스위치
500 : 메인PCB 500a: 보조PCB
600 : 리턴스프링 700 : 스프링강성조절장치
710 : 액추에이터 711 : 모터
711a: 모터축 720 : 무빙파트
721 : 안착홈 730 : 고정커넥터
본 발명은 네비게이션 및 오디오 시스템 등에 사용되는 다기능 스위치 장치에 관한 것으로서, 더욱더 상세하게는 하나의 스위치로 여러 가지 기능을 빠르고 편리하게 조작할 수 있도록 하는 다기능 스위치 장치에 관한 것이다.
일반적으로 다기능 스위치 장치는 자동차의 네비게이션 시스템이나 오디오 시스템 등에 적용되어, 하나의 스위치 장치로 여러 스위치 작동이 가능하도록 이루어진다.
이와 같은 다기능 스위치 장치는 조이스틱 방식의 스위치, 푸시 방식의 스위치, 로터리 방식의 스위치 등이 하나의 세트로 이루어져 구성된다.
도 1은 종래 다기능 스위치 장치가 도시된 단면도로서, 이를 통해 종래 다기능 스위치 장치에 대하여 살펴본다.
먼저, 푸시 스위치 작동을 설명하면, 스위치 케이스(200)의 외측으로 돌출되게 설치되어 있는 푸시/조이스틱 노브(100)를 수직 방향으로 누르면, 스위치 케이스(200)의 가운데 부분에 위치된 샤프트(300)가 하강하면서 PCB(500)에 구비된 스위치(400)에 하단부가 접촉되어, 푸시 스위치의 ON 작동이 이루어진다.
다음, 조이스틱 스위치 작동을 설명하면, 상기 푸시/조이스틱 노브(100)를 가운데 부분을 중심으로 전, 후, 좌, 우, 그리고 각 대각선 방향 등 8방향으로 이동시키면, 상기 푸시/조이스틱 노브(100)에 상단부가 결합되어 있는 샤프트(300)도 같은 방향으로 기울어지면서 움직이게 되고, 이때 상기 샤프트(300)의 하단부가 결합되어 있는 스위치(400)를 누르면서 스위치(400) 작동이 이루어진다.
한편, 상기 푸시/조이스틱 노브(100)의 저면과 스위치(400) 사이에는 푸시 스위치 작동 시에 리턴(return) 기능을 수행하도록 하는 리턴스프링(600)이 설치되어 있다.
다음, 로터리 스위치 작동을 설명하면, 상기 푸시/조이스틱 노브(100)를 회전시키게 되면, 상기 푸시/조이스틱 노브(100)를 따라 샤프트(300)가 함께 회전하면서 스위치(400)의 작동이 이루어진다.
상기와 같은 종래 다기능 스위치 장치는 스위치를 조이스틱 방식, 푸시 방식, 로터리 방식 등으로 다양하게 조작할 수 있도록 이루어져 있다.
그러나, 종래 다기능 스위치 장치는 푸시/조이스틱 노브(100)의 저면과 스위치(400) 사이에 설치되어, 푸시 스위치 작동 시에 리턴(return) 기능을 수행하도록 하는 리턴스프링(600)의 탄성력이 고정된 상태로 설치되는 관계로, 상기 리턴스프링(600)의 탄성력이 강한 경우에는, 푸시/조이스틱 노브(100)의 조작력이 커져서 조이스틱 스위치 작동 시 8방향으로 정확히 조작하지 못하게 되는 문제점이 있었다.
한편, 상기 푸시 스위치 작동 시 푸시/조이스틱 노브(100)가 회전되어 다른 조작이 수행되는 경우가 발생하게 되는 등의 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 상기 종래와 같은 문제점을 해결 하기 위해 안출된 것으로서, 푸시/조이스틱 노브의 저면과 스위치 사이에 설치되는 리턴스프링의 탄성력이 다기능 스위치 장치의 사용 용도에 따라 조절되도록 함으로써, 상기 다기능 스위치 장치를 조작 시 오동작이 발생하지 않도록 함과 동시에 푸시/조이스틱 노브를 조작하는 것이 용이하게 이루어지도록 하는 다기능 스위치 장치를 제공하는 데 있다.
이러한 본 발명의 목적은, 스위치 케이스(200)와, 상기 스위치 케이스(200) 내에 직선 운동이 가능함과 아울러 일정 지점을 중심으로 시소 운동도 가능하도록 설치된 샤프트(300)와, 상기 스위치 케이스(200)의 상부에서 샤프트(300)에 연결되어, 푸시 스위치 작동을 위해 상기 샤프트(300)를 직선 이동시키거나, 조이스틱 스위치 작동을 위해 상기 샤프트(300)를 복수의 방향으로 시소 운동시키는 푸시/조이스틱 노브(100)와, 상기 푸시/조이스틱 노브(100)의 조작상태에 따라 동작이 이루어지는 샤프트(300)의 동작상태에 따라 메인PCB(500)에 신호를 전달하여 푸시스위치기구 및 조이스틱스위치기구를 작동시키는 스위치(400)와, 상기 스위치(400)와 푸시/조이스틱 노브(100) 사이에 설치되는 리턴스프링(600)과, 상기 리턴스프링(600)의 탄성력이 푸시/조이스틱 노브(100)의 조작상태에 따라 가변되도록 하는 스프링강성조절장치(700)로 구성되는 것에 의해 달성된다.
이러한 본 발명은 푸시/조이스틱 노브(100)의 조작상태에 따라 스프링강성조 절장치가 작동되면서 리프스프링(600)을 압축 및 팽창시켜 샤프트의 작동력이 조절되어 지는 것에 의해 상기 푸시/조이스틱 노브(100)를 조이스틱 스위치 작동 시에는 8방향으로 정확히 조작할 수 있도록 하고, 상기 푸시/조이스틱 노브(100)를 푸시 스위치 작동 시에는 푸시/조이스틱 노브(100)가 회전되지 않아 다른 조작이 수행되지 않게 되는 것이다.
이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 그 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명인 자동차용 다기능 스위치 장치를 보인 구성도 이고, 도 3은 본 발명인 자동차용 다기능 스위치 장치가 작동된 상태를 보인 작동상태도 이며, 도 4는 본 발명인 자동차용 다기능 스위치 장치의 작동상태를 보인 흐름도 이다.
본 발명의 자동차용 다기능 스위치 장치(700)는 도 2와 도 3 및 도 4에 도시하고 있는 바와 같이, 속이 빈 형상의 스위치 케이스(200)와, 상기 스위치 케이스(200) 내에 직선 운동이 가능함과 아울러 일정 지점을 중심으로 시소 운동 가능하도록 설치된 샤프트(300)와, 상기 스위치 케이스(200)의 상부에서 샤프트(300)에 연결되어, 푸시 스위치 작동을 위해 상기 샤프트(300)를 직선 이동시키거나, 조이스틱 스위치 작동을 위해 상기 샤프트(300)를 복수의 방향으로 시소 운동시키는 푸시/조이스틱 노브(100)와, 상기 푸시/조이스틱 노브(100)의 조작상태에 따라 동작이 이루어지는 샤프트(300)의 동작상태에 따라 메인PCB(500)에 신호를 전달하여 푸시스위치기구 및 조이스틱스위치기구를 작동시키는 스위치(400)와, 상기 스위치(400)와 푸시/조이스틱 노브(100) 사이에 설치되는 리턴스프링(600)과, 상기 리 턴스프링(600)의 탄성력이 푸시/조이스틱 노브(100)의 조작상태에 따라 가변되도록 하는 스프링강성조절장치(700)로 구성된다.
한편, 상기 스프링강성조절장치(700)는 메인PCB(500)에 전달되는 신호를 입력받아 출력하는 보조PCB(500a)와, 상기 보조PCB(500a)를 통해 출력되는 신호에 의해 작동이 이루어지는 액추에이터(710)와, 상기 액추에이터(710)의 작동상태에 따라 승하강이 이루어지면서 리턴스프링(600)을 압축 및 팽창시키는 무빙파트(720)로 구성됨을 밝혀 둔다.
또한, 상기 무빙파트(720)의 상부면에는 리턴스프링(600)의 하단부가 안착되는 안착홈(721)이 파여지게 형성되어 있어, 상기 무빙파트가 승하강되는 것에 의해 리턴스프링(600)이 압축 및 팽창되는 경우에도 설치된 위치로부터 이탈되지 않으며 압축 및 팽창이 이루어지도록 함이 더욱 바람직하다.
한편, 상기 액추에이터(710)는 구동원으로 전원의 인가에 따라 구동하는 모터(711)로 하고, 상기 모터축(711a)에는 나사산을 형성하여, 상기 모터축(711a)을 무빙파트(720)에 나사 결합시킴으로써, 상기 모터(711)의 구동방향에 따라 모터축(711a)에 나사 결합되어 있는 무빙파트(720)가 승하강되면서 리턴스프링(600)을 압축 및 팽창시키게 되는 것이다.
또한, 상기 액추에이터(710)의 구동원인 모터(711)는 보조PCB(500a)에 고정되게 설치되고, 상기 보조PCB(500a)는 메인PCB(500)와 고정커넥터(730)로 연결되어, 상기 모터(711)가 구동되면서 무빙파트(720)가 승하강시에도 모터(711)의 설치위치는 변화가 이루어지지 않게 된다.
한편, 상기 모터(711)는 푸시/조이스틱 노브(100)와의 조작상태에 따라 리턴스프링(600)의 탄성력이 최대, 중간 최소가 되면서 푸시/조이스틱 노브(100)의 조작력이 조절되도록 시계 및 반 시계 방향으로 작동되어지게 된다.
또한, 상기 모터(711)는 네비게이션 및 오디오 시스템 중 어떤 기능을 조작하고 있고 어떤 조작이 예상되는 가를 파악해서 해당 기능에 맞도록 리턴스프링(600)의 탄성력이 조절될 수 있도록 구동되어지게 된다.
한편, 상기 모터(711)는 네비게이션 이외의 화면에서는 가운데 부분을 중심으로 전, 후, 좌, 우, 그리고 각 대각선 방향 등 8방향으로 이동시키는 조이스틱 기능이 필요가 없으므로 리턴스프링(600)의 탄성력이 최대가 되도록 작동되어지게 된다.
또한, 상기 모터(711)는 네비게이션 화면에서는 가운데 부분을 중심으로 전, 후, 좌, 우, 그리고 각 대각선 방향 등 8방향으로 이동시켜 지도를 스크롤 할 수 있으므로 리턴스프링(600)의 탄성력이 중간정도를 유지하도록 작동되고, 상기 지도를 스크롤 시 차속이 5km/h 이하가 아닌 경우에는 리턴스프링(600)의 탄성력이 최대가 되도록 작동되어 지도 스크롤이 이루어지지 않도록 한다.
한편, 상기 모터(711)는 네비게이션 화면에서 지도를 스크롤 한 후에도 계속해서 리턴스프링(600)의 탄성력이 최소로 유지되도록 작동하고, 스크롤 중 다른 메뉴로 가거나 현위치 버튼동작으로 스크롤 동작이 완료되었다고 판단되면 리턴스프링(600)의 탄성력이 다시 중간이 되도록 작동된다.
이와 같이 구성되는 본 발명은 네비게이션 및 오디오 시스템에 설치되어 있 는 다기능 스위치 장치의 푸시/조이스틱 노브(100)를 수직 방향으로 눌러 푸시 스위치 작동이 이루어지도록 하는 경우, 스위치 케이스(200)의 가운데 부분에 위치된 샤프트(300)가 하강하면서 PCB(11)에 구비된 스위치(400)에 하단부가 접촉되어, 푸시 스위치의 ON 작동이 이루어진다.
한편, 상기 메인PCB(500)는 푸시/조이스틱 노브(100)의 조작상태를 스프링강성조절장치(700)로 전달하여 액추에이터(710)가 작동되면서 리턴스프링(600)의 탄성력이 최대가 되도록 압축시키게 된다.
이때, 상기 리턴스프링(600)은 액추에이터(710)의 동력원으로 사용되는 모터(711)가 시계방향으로 리턴스프링(600)이 최대로 압축되는 시간동안 작동이 이루어지게 되고, 상기 모터(711)가 작동되는 시간동안 나사산이 형성되어 있는 모터축(711a)도 동시에 시계방향으로 회전이 이루어지게 되며, 상기 모터축(711a)에 나사 결합되어 있는 무빙파트(720)가 상부로 이동되는 것에 의해 탄성력이 최대가 됨으로써, 푸시/조이스틱 노브(100)를 조작 시 조작력이 커지게 되어 오조작이 발생하지 않게 된다.
또한, 상기 네비게이션 및 오디오 시스템에 설치되어 있는 다기능 스위치 장치의 푸시/조이스틱 노브(100)를 전, 후, 좌, 우, 그리고 각 대각선 방향 등 8방향으로 이동시키는 조이스틱 스위치 작동 시에는, 상기 푸시/조이스틱 노브(100)에 상단부가 결합되어 있는 샤프트(300)도 같은 방향으로 기울어지면서 움직이게 되고, 이때 상기 샤프트(300)의 하단부가 결합되어 있는 스위치(400)를 누르면서 작동이 이루어진다.
한편, 상기 메인PCB(500)는 푸시/조이스틱 노브(100)의 조작상태를 스프링강성조절장치(700)로 전달하여 액추에이터(710)가 작동되면서 리턴스프링(600)의 탄성력이 최소가 되도록 인장 시키게 된다.
이때, 상기 리턴스프링(600)은 액추에이터(710)의 동력원으로 사용되는 모터(711)가 반 시계 방향으로 리턴스프링(600)이 최대로 인장되는 시간동안 작동이 이루어 지게되고, 상기 모터(711)가 작동되는 시간동안 나사산이 형성되어 있는 모터축(711a)도 동시에 반 시계방향으로 회전이 이루어지게 되며, 상기 모터축(711a)에 나사 결합되어 있는 무빙파트(720)는 하부로 이동되는 것에 의해 리턴스프링(600)의 탄성력이 최소가 됨으로써, 푸시/조이스틱 노브(100)를 조작 시 조작력이 작아져 푸시/조이스틱 노브(100)를 전, 후, 좌, 우, 그리고 각 대각선 방향 등 8방향으로 이동시키는 조작이 용이하게 이루어지게 된다.
또한, 상기와 같이 푸시/조이스틱 노브(100)를 조작하여 스크롤이 이루어진 후에는 사용자가 계속해서 스크롤 동작을 수행한다고 보고 리턴스프링(600)이 최대로 인장되어 탄성력이 최소상태를 유지하게된다.
한편, 네비게이션 화면에서는 지도 스크롤 동작이 가능하므로 리턴스프링(600)의 탄성력이 중간정도를 유지하도록 모터(711)가 구동되어지고, 네비게이션 화면 이외에서는 리턴스프링(600)의 탄성력이 최대로 되어 오동작이 발생하지 않도록 모터(711)가 작동되어지게 됨은 물론, 차속이 5km/h이하가 아닌 경우에는 지도스크롤이 주행 규제에 위배되므로 리턴스프링(600)의 탄성력이 최대가 되어 지도 스크롤이 이루어지지 않도록 모터(711)가 작동되어지게 된다.
또한, 상기 푸시/조이스틱 노브(100)를 로터리 스위치 작동이 이루어지도록 회전시키는 경우에는 모터(711)가 리턴스프링(600)의 탄성력이 중간정도의 탄성력으로 푸시/조이스틱 노브(100)를 탄지 하도록 작동되어지게 된다.
따라서 이러한 본 발명은 푸시/조이스틱 노브의 저면과 스위치 사이에 설치되는 리턴스프링의 탄성력이 다기능 스위치 장치의 사용 용도에 따라 모터가 구동되면서 조절되도록 함으로써, 상기 다기능 스위치 장치를 조작 시 오동작이 발생하지 않도록 함과 동시에, 상기 푸시/조이스틱 노브를 조작력이 사용 용도에 따라 가변되어 사용자가 편리하게 조작할 수 있도록 하는 등의 효과가 있는 매우 유용한 발명이다.

Claims (10)

  1. 스위치 케이스(200)와, 상기 스위치 케이스(200) 내에 직선 운동이 가능함과 아울러 일정 지점을 중심으로 시소 운동도 가능하도록 설치된 샤프트(300)와, 상기 스위치 케이스(200)의 상부에서 샤프트(300)에 연결되어, 푸시 스위치 작동을 위해 상기 샤프트(300)를 직선 이동시키거나, 조이스틱 스위치 작동을 위해 상기 샤프트(300)를 복수의 방향으로 시소 운동시키는 푸시/조이스틱 노브(100)와, 상기 푸시/조이스틱 노브(100)의 조작상태에 따라 동작이 이루어지는 샤프트(300)의 동작상태에 따라 메인PCB(500)에 신호를 전달하여 푸시스위치기구 및 조이스틱스위치기구를 작동시키는 스위치(400)와, 상기 스위치(400)와 푸시/조이스틱 노브(100) 사이에 설치되는 리턴스프링(600)과, 상기 리턴스프링(600)의 탄성력이 푸시/조이스틱 노브(100)의 조작상태에 따라 가변되도록 하는 스프링강성조절장치(700)로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 다기능 스위치 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 스프링강성조절장치(700)는 메인PCB(500)에 전달되는 신호를 입력받아 출력하는 보조PCB(500a)와, 상기 보조PCB(500a)를 통해 출력되는 신호에 의해 작동이 이루어지는 액추에이터(710)와, 상기 액추에이터(710)의 작동상태에 따라 승하강이 이루어지면서 리턴스프링(600)을 압축 및 팽창시키는 무빙파트(720)로 구성됨을 특징으로 하는 자동차용 다기능 스위치 장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 무빙파트(720)의 상부면에는 리턴스프링(600)의 하단부가 안착되는 안착홈(721)이 형성됨을 특징으로 하는 자동차용 다기능 스위치 장치.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 액추에이터(710)는 구동원으로 전원의 인가에 따라 구동하는 모터(711)로 하고, 상기 모터축(711a)에는 나사산이 형성되며, 상기 모터축(711a)은 무빙파트(720)에 나사 결합됨을 특징으로 하는 자동차용 다기능 스위치 장치.
  5. 청구항 2에 있어서, 상기 액추에이터(710)의 구동원인 모터(711)는 보조PCB(500a)에 고정되게 설치되고, 상기 보조PCB(500a)는 메인PCB(500)와 고정커넥터(730)로 연결됨을 특징으로 하는 자동차용 다기능 스위치 장치.
  6. 청구항 4에 있어서, 상기 모터(711)는 푸시/조이스틱 노브(100)와의 조작상태에 따라 리턴스프링(600)의 탄성력이 최대, 중간 최소가 되면서 푸시/조이스틱 노브(100)의 조작력이 조절되도록 시계 및 반 시계 방향으로 작동됨을 특징으로 하 는 자동차용 다기능 스위치 장치.
  7. 청구항 4에 있어서, 상기 모터(711)는 네비게이션 및 오디오 시스템 중 어떤기능을 조작하고 있고 어떤 조작이 예상되는 가를 파악해서 해당 기능에 맞도록 리턴스프링(600)의 탄성력이 조절될 수 있도록 구동됨을 특징으로 하는 자동차용 다기능 스위치 장치.
  8. 청구항 4에 있어서, 상기 모터(711)는 네비게이션 이외의 화면에서는 가운데 부분을 중심으로 전, 후, 좌, 우, 그리고 각 대각선 방향 등 8방향으로 이동시키는 조이스틱 기능이 필요가 없으므로 리턴스프링(600)의 탄성력이 최대가 되도록 작동됨을 특징으로 하는 자동차용 다기능 스위치 장치.
  9. 청구항 4에 있어서, 상기 모터(711)는 네비게이션 화면에서는 가운데 부분을 중심으로 전, 후, 좌, 우, 그리고 각 대각선 방향 등 8방향으로 이동시켜 지도를 스크롤 할 수 있으므로 리턴스프링(600)의 탄성력이 중간정도를 유지하도록 작동되고, 상기 지도를 스크롤 시 차속이 5km/h 이하가 아닌 경우에는 리턴스프링(600)의 탄성력이 최대가 되도록 작동됨을 특징으로 하는 자동차용 다기능 스위치 장치.
  10. 청구항 4에 있어서, 상기 모터(711)는 네비게이션 화면에서 지도를 스크롤 한 후에도 계속해서 리턴스프링(600)의 탄성력이 최소로 유지되도록 작동하고, 스크롤 중 다른 메뉴로 가거나 현위치 버튼동작으로 스크롤 동작이 완료되었다고 판단되면 리턴스프링(600)의 탄성력이 다시 중간이 되도록 작동됨을 특징으로 하는 자동차용 다기능 스위치 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101518954B1 (ko) * 2013-12-16 2015-05-11 현대자동차 주식회사 컨트롤 스위치 유닛
KR20190050121A (ko) 2017-11-02 2019-05-10 엘에스오토모티브테크놀로지스 주식회사 차량용 오퍼레이팅 스위치 유닛
KR20220160801A (ko) 2021-05-28 2022-12-06 국방과학연구소 가변 탄성 썸스틱 장치

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