KR20220021198A - 다기능 노브 - Google Patents

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KR20220021198A
KR20220021198A KR1020200101742A KR20200101742A KR20220021198A KR 20220021198 A KR20220021198 A KR 20220021198A KR 1020200101742 A KR1020200101742 A KR 1020200101742A KR 20200101742 A KR20200101742 A KR 20200101742A KR 20220021198 A KR20220021198 A KR 20220021198A
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longitudinal axis
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장길평
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현대모비스 주식회사
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Abstract

다기능 노브를 개시한다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 외부로 노출되어 파지둘레면(gripping circumferential surface)을 가지는 버튼부(button unit); 버튼부가 적어도 일부를 둘러싸면서 둘레면에 고정 결합되도록 구성된 중공형(hollow type) 가이드 몸체부(guide body unit); 적어도 부분적으로 버튼부 및 가이드 몸체부를 둘러싸는 중공형 고정하우징(fixing housing); 고정하우징에 조립되어 가이드 몸체부의 운동에 따라 종축(longitudinal axis)과 평행한 방향으로 움직이도록 구성된 푸시부재(push member); 및 고정하우징에 연결된 인쇄회로기판(printed circuit board)을 포함하는 것을 특징으로 하는 다기능 노브를 제공한다.

Description

다기능 노브{Multi-Functional Knob}
본 개시는 다기능 노브에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 차량 등의 장치 기능 조절을 위한 다기능 노브에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 개시에 대한 배경정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
운전자가 운전 주의력을 유지하면서 필요한 기능을 조작할 수 있도록, 통상 차량의 센터페시아(center fascia)에는 공조 제어패널(air conditioning control panel), 카 오디오(car audio), 내비게이션(navigation) 및 디스플레이(display) 등의 장치를 조작하기 위한 사용자 인터페이스(user interface)가 집중 설치된다.
이러한 사용자 인터페이스는 회전 다이얼(dial) 형태의 노브(knob), 푸시 버튼(push button) 및 터치 패드(touch pad)와 같은 다양한 입력수단의 형태로 구현되고 있다.
이러한 기능을 조작하기 위한 입력수단을 배치함에 있어서 공간적인 어려움이 가중되고 있고, 아울러 입력수단들을 사용함에 있어서 조작 난이도가 증가되고 있다.
한편, 차량 내 입력 수단들의 외관은 차량의 인테리어 디자인을 더 미려하게 만드는 것에 있어 중요한 요소가 된다. 그러나, 입력 수단을 사용할 때 사용자가 느끼는 조작감도 역시 중요한 감성 품질의 요인이 되기 때문에, 입력 수단의 기구적 공차 마진(tolerance margin)은 상당히 제한적이다. 원하는 디자인적 요소를 반영하기 위해 입력 수단의 외관 디자인을 설계 변경할 수 있는 범위 역시 이러한 공차 마진으로 인해 제한될 수 있고, 제한된 범위 내에서도 디자인 설계 변경을 위해서는 제작원가가 상승하게 되는 문제가 있다.
이에, 본 개시는 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 제작원가의 상승 없이도 사용 편의성 및 디자인 자유도가 향상된 다기능 노브를 제공하는 것에 주된 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 개시의 일 실시예에 의하면, 외부로 노출되어 파지둘레면(gripping circumferential surface)을 가지는 버튼부(button unit); 상기 버튼부가 적어도 일부를 둘러싸면서 둘레면에 고정 결합되도록 구성된 중공형(hollow type) 가이드 몸체부(guide body unit); 적어도 부분적으로 상기 버튼부 및 상기 가이드 몸체부를 둘러싸는 중공형 고정하우징(fixing housing); 상기 고정하우징에 조립되어 상기 가이드 몸체부의 운동에 따라 종축(longitudinal axis)과 평행한 방향으로 움직이도록 구성된 푸시부재(push member); 및 상기 고정하우징에 연결된 인쇄회로기판(printed circuit board)을 포함하는 것을 특징으로 하는 다기능 노브를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 제작원가의 상승 없이도 사용 편의성 및 디자인 자유도가 향상된 다기능 노브를 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 다기능 노브의 분해 사시도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따라 조립이 완성된 다기능 노브의 사시도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따라 조립이 완성된 다기능 노브의 단면도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 다기능 노브의 버튼부 및 가이드 몸체부의 결합관계를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 다기능 노브의 고정하우징 및 푸시부재의 결합관계를 설명하기 위해 일부 구성을 생략한 단면도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 다기능 노브의 고정하우징 및 가이드 몸체부의 결합관계를 설명하기 위한 단면도이다.
도 7은 본 개시의 다른 실시예에 따른 다기능 노브의 고정하우징 및 가이드 몸체부의 결합관계를 설명하기 위한 단면도이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 가이드 몸체부의 형상을 나타내기 위한 사시도이다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 다기능 노브의 누름감지 센서 및 회전감지 센서가 가이드 몸체부의 이동을 감지하는 방법을 설명하기 위해 일부 구성을 생략한 사시도이다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 다기능 노브의 푸시부재 및 누름감지 센서의 위치관계를 설명하기 위해 일부 구성을 생략한 단면도이다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 다기능 노브의 푸시부재가 누름감지 센서를 누르는 과정을 나타내는 단면도이다.
도 12는 본 개시의 일 실시예에 따른 다기능 노브의 푸시부재 및 회전 가이드부의 형상을 나타내는 확대 단면도이다.
이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 이용해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 개시를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 개시에 따른 실시예의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, i), ii), a), b) 등의 부호를 사용할 수 있다. 이러한 부호는 그 구성요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 부호에 의해 해당 구성요소의 본질 또는 차례나 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함' 또는 '구비'한다고 할 때, 이는 명시적으로 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 다기능 노브의 분해 사시도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따라 조립이 완성된 다기능 노브의 사시도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따라 조립이 완성된 다기능 노브의 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 다기능 노브는 버튼부(button unit, 110), 가이드 몸체부(guide body unit, 120), 고정하우징(fixing housing, 140), 푸시부재(push member, 130), 인쇄회로기판(printed circuit board, 150), 커버하우징(cover housing, 100)의 전부 또는 일부를 포함할 수 있다.
버튼부(110)는 외부로 노출되어 파지둘레면(gripping circumferential surface)을 가진다. 버튼부(110)는 외부에 노출되어 있으므로 외관부품으로서, 자동차의 실내 인테리어 역할을 함과 동시에 사용자가 가하는 힘을 전달하기 위한 매개체가 된다. 본 개시의 일 실시예에 따른 다기능 노브(multi-functional knob)의 사용자는 외부로 노출되어 있는 버튼부(110)를 회전시키거나 종축방향(DX)으로 누름으로써, 차량의 상태를 변경시킬 수 있다.
따라서, 버튼부(110)는 본 개시의 일 실시예에 따른 다기능 노브의 종축방향(DX)을 따라 이동 가능하도록 구성될 수 있고, 본 개시의 일 실시예에 따른 다기능 노브의 종축방향(DX)을 회전축으로 하여 회전 가능하도록 구성될 수도 있다. 사용자는 본 개시의 일 실시예에 따른 다기능 노브를 조작함으로써, 예컨대 차량 내부의 공조(air condition), 음량(volume), 라디오 주파수(radio frequency) 등을 조절할 수 있다.
가이드 몸체부(120)는 버튼부(110)가 적어도 일부를 둘러싸면서 둘레면에 고정 결합되도록 중공형(hollow type)으로 구성된다. 따라서, 가이드 몸체부(120)는 버튼부(110)의 운동방향에 따라 함께 연동하여 운동하도록 구성될 수 있다. 즉, 버튼부(110)가 종축방향(DX)으로 이동하는 경우 가이드 몸체부(120)도 함께 종축방향(DX)으로 이동하고, 버튼부(110)가 종축방향(DX)을 회전축으로 하여 회전하는 경우, 가이드 몸체부(120)도 함께 종축방향(DX)을 회전축으로 하여 회전할 수 있다. 버튼부(110) 및 가이드 몸체부(120)가 함께 연동되어 운동함으로써, 버튼부(110)의 움직임을 가이드 몸체부(120)에 그대로 전달할 수 있게 된다. 다만, 반드시 버튼부(110) 및 가이드 몸체부(120)가 함께 연동되어 운동해야 하는 것은 아니며, 목적 및 용도에 따라서 버튼부(110) 및 가이드 몸체부(120)가 각각 별개로 운동 가능하도록 구성되는 것도 가능하다.
고정하우징(140)은 적어도 부분적으로 버튼부(110) 및 가이드 몸체부(120)를 둘러싸도록 중공형으로 구성된다. 버튼부(110) 및 가이드 몸체부(120)는 고정하우징(140)에 결합되며, 다만 버튼부(110) 및 가이드 몸체부(120)가 종축방향(DX)으로 이동할 수 있고, 종축방향(DX)을 회전축으로 하여 회전할 수 있도록 결합된다.
한편, 고정하우징(140)은 커버하우징(100)과 결합되기 위한 제1 조립후크(first hook assembly, 145)를 포함할 수 있으며, 제1 조립후크(145)는 고정하우징(140)의 외부 둘레면을 따라 90° 간격으로 4개씩 구성될 수 있으나, 반드시 이러한 개수에 한정되는 것은 아니다.
푸시부재(130)는 고정하우징(140)에 조립되어 가이드 몸체부(120)의 운동에 따라 종축과 평행한 방향으로 움직이도록 구성된다. 즉, 푸시부재(130)는 가이드 몸체부(120)의 운동에 따른 힘을 센서에 전달하는 매개체가 된다. 푸시부재(130)의 운동에 대해 상세히 설명하자면, 푸시부재(130)는 가이드 몸체부(120)가 종축방향(DX)으로 이동하는 경우, 가이드 몸체부(120)와 함께 종축과 평행한 방향으로 이동된다. 다만, 가이드 몸체부(120)가 종축방향(DX)을 회전축으로 하여 회전하는 경우, 가이드 몸체부(120)의 회전운동에 따라 푸시부재(130)는 종축과 평행한 방향으로 이동하도록 구성된다. 이로써, 가이드 몸체부(120)가 종축방향(DX)으로 이동하거나 또는 종축방향(DX)을 회전축으로 하여 회전하는 경우에도, 푸시부재(130)는 종축과 평행한 방향으로 이동하게 된다.
이하에서는 사용자가 본 개시의 일 실시예에 따른 다기능 노브를 회전시킴으로써 버튼부(110) 및 가이드 몸체부(120)가 종축방향(DX)을 회전축으로 하여 회전하는 운동을 회전운동이라 한다. 또한, 사용자가 본 개시의 일 실시예에 따른 다기능 노브를 누름으로써 버튼부(110) 및 가이드 몸체부(120)가 종축방향(DX)으로 이동하는 경우 및 사용자가 본 개시의 일 실시예에 따른 다기능 노브를 회전시킴으로써 푸시부재(130)가 종축과 평행한 방향으로 이동하는 경우를 직선운동이라 한다.
인쇄회로기판(150)은 고정하우징(140)에 연결된다. 인쇄회로기판(150) 및 고정하우징(140)은 볼트(bolt, 156)를 이용하여 체결될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 인쇄회로기판(150)은 고정하우징(140)에 연결되어 가이드 몸체부(120)의 직선 또는 회전운동에 따른 입력값을 전기신호로 변환하는 역할을 한다.
가이드 몸체부(120)의 직선 또는 회전운동에 따른 입력값을 전기신호로 변환하기 위해서, 인쇄회로기판(150)은 누름감지 센서(push sensor, 152) 및 회전감지 센서(rotation sensor, 154)의 전부 또는 일부를 포함할 수 있다.
누름감지 센서(152)는 일단은 인쇄회로기판(150)에 고정되며, 타단은 푸시부재(130)에 의하여 눌려질 수 있도록, 즉 종축과 평행한 방향의 움직임을 감지할 수 있도록 구성된다. 따라서, 가이드 몸체부(120)가 직선 또는 회전운동하는 경우, 푸시부재(130)는 직선운동을 하게 되고, 푸시부재(130)가 누름감지 센서(152)의 타단을 누르게 되며, 이에 따라 누름감지 센서(152)는 입력값을 전기적인 신호로 변환한다. 누름감지 센서(152)는 예컨대, 택트스위치(tact switch)를 이용하여 구성될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
인쇄회로기판(150)에는 1개 또는 복수 개의 누름감지 센서(152)가 고정될 수 있다. 누름감지 센서(152)가 복수 개인 경우, 인쇄회로기판(150)에는 복수의 입력값 중 하나만을 전기적인 신호로 변환하도록 하는 제어부(control unit, 미도시)가 포함될 수 있다.
한편, 누름감지 센서(152)의 타단은 초기 위치로 돌아가려는 힘, 즉 복원력이 생성되도록 형성된다. 따라서, 사용자가 본 개시의 일 실시예에 따른 다기능 노브를 눌렀다 놓게 되면 다기능 노브는 초기 위치로 돌아가게 된다.
회전감지 센서(154)는 일단이 인쇄회로기판(150)에 고정되고, 타단은 가이드 몸체부(120)의 회전 움직임을 감지할 수 있도록 구성된다. 예컨대, 회전감지 센서(154)는 'U'자 형상을 가진 포토센서(photo sensor)를 이용하여 구성되고, 가이드 몸체부(120)의 단부(end part)가 회전감지 센서(154)의 'U' 자형 굴곡 사이에 위치하도록 구성될 수 있다.
인쇄회로기판(150)에는 1개 또는 복수 개의 회전감지 센서(154)가 고정될 수 있다. 누름감지 센서(152)와 마찬가지로 회전감지 센서(154)가 복수 개인 경우, 인쇄회로기판(150)에 포함된 제어부는 복수의 입력값 중 하나만을 전기적인 신호로 변환하도록 할 수 있다.
커버하우징(100)은 고정하우징(140)의 외부 중 적어도 일부를 덮으면서 고정하우징(140)에 고정되도록 구성된다. 따라서, 커버하우징(100)은 외부로 노출되며, 자동차 실내의 인테리어 역학을 함과 동시에 커버하우징(100) 내부의 구성들을 보호해주는 역할을 한다.
한편, 커버하우징(100)은 제1 조립후크(145)와 결합되기 위한 제1 조립공(first hole assembly, 105)을 포함할 수 있다. 제1 조립공(105)은 제1 조립후크(145)의 개수와 같은 개수로 구성되는 것이 바람직하며, 커버하우징(100)의 외부 둘레면을 따라 90° 간격으로 4개씩 구성될 수 있으나, 반드시 이러한 개수에 한정되는 것은 아니다.
본 개시의 일 실시예에 따른 다기능 노브는 위와 같은 구성의 전부 또는 일부를 포함함으로써, 직선 운동 및 회전 운동이 모두 가능하다. 또한, 외부로 노출되는 커버하우징(100) 및 버튼부(110)의 디자인은 자유롭게 바꿀 수 있어, 설계 변경에 따른 제작원가 증대 없이 사용자의 취향을 만족시켜줄 수 있다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 다기능 노브의 버튼부(110) 및 가이드 몸체부(120)의 결합관계를 설명하기 위한 단면도이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 다기능 노브의 가이드 몸체부(120)는 버튼부(110)와 결합되기 위한 제2 조립후크(second hook assembly, 125)를 포함할 수 있다. 버튼부(110) 역시 제2 조립후크(125)와 결합되기 위한 제2 조립공(second hole assembly, 115)을 포함할 수 있다. 제2 조립후크(125) 및 제2 조립공(115)은 예컨대, 90° 간격으로 4개씩 구성될 수 있으나, 반드시 이러한 개수에 한정되는 것은 아니다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 다기능 노브의 고정하우징(140) 및 푸시부재(130)의 결합관계를 설명하기 위해 일부 구성을 생략한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 다기능 노브는 이동방지부(movement prevention unit, 142)를 포함할 수 있다.
이동방지부(142)는 고정하우징(140)에 포함되고, 푸시부재(130)가 종축과 평행한 방향 이외의 방향으로 이동하는 것을 방지하도록 구성된다. 따라서, 이동방지부(142)는 푸시부재(130)와 조립되면서 푸시부재(130)가 종축과 평행한 방향으로 이동할 수 있도록 조립홈(assembly groove, 144)이 구성될 수 있다. 한편, 이동방지부(142)는 푸시부재(130)가 종축과 평행한 방향 이외의 방향으로 이동하는 것을 방지하기 위해서 푸시부재(130)의 둘레면을 따라 이동방지턱(movement prevention bump, 146)이 형성되도록 구성될 수 있다. 다만, 이동방지턱(146)이 반드시 푸시부재(130)의 둘레면 전부를 둘러싸도록 배치되어야 하는 것은 아니며, 푸시부재(130)가 종축과 평행한 방향 이외의 방향으로 이동되지 않는 한, 푸시부재(130)의 둘레면 중 일부만을 둘러싸도록 배치될 수도 있다.
한편, 푸시부재(130)가 이동방지부(142)에 수용되는 경우, 푸시부재(130)는 가이드 몸체부(120)의 운동에 따라 종축과 평행한 방향으로 움직이게 되므로, 이때 가이드 몸체부(120)와의 마찰로 인한 소음 발생 및 조작감 불량 문제를 방지하기 위해서 푸시부재(130)에는 윤활유(lubricating oil)를 도포하는 것이 바람직하다. 다만, 윤활유가 반드시 푸시부재(130)에만 도포될 수 있는 것은 아니며, 소음의 발생이 예상되는 위치라면 다른 위치에도 도포될 수 있다. 또한, 푸시부재(130)는 상대적으로 마찰계수가 작은 재질로서, 예컨대 플라스틱(plastic) 재질로 이루어질 수 있다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 다기능 노브의 고정하우징(140) 및 가이드 몸체부(120)의 결합관계를 설명하기 위한 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 다기능 노브의 고정하우징(140)및 가이드 몸체부(120)는 각각 고정후크(fixing hook, 148) 및 접촉곡면부(contact curvature unit, 122)를 포함할 수 있다.
고정후크(148)는 고정하우징(140)에 포함되고, 가이드 몸체부(120)가 종축방향(DX)으로 이동 가능한 범위를 구속한다. 즉, 고정후크(148)는 가이드 몸체부(120)가 기설정된 범위 내에서만 종축방향(DX)으로 이동 가능하도록 구성된다. 이는 사용자가 본 개시의 일 실시예에 따른 다기능 노브를 조작할 때, 가이드 몸체부(120)가 고정하우징(140)으로부터 이탈되는 것을 방지하기 위함이다. 고정후크(148)의 개수는 예컨대, 90° 간격으로 4개가 구성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
접촉곡면부(122)는 가이드 몸체부(120)에 포함되고, 적어도 부분적으로 고정후크(148)와 점 접촉(point contact)하도록 구성될 수 있다. 이는 가이드 몸체부(120)가 회전운동을 하는 경우, 접촉곡면부(122)가 고정후크(148)와 맞닿음으로써 발생하는 마찰력을 최소화시켜, 고정후크(148)와 접촉곡면부(122) 사이의 마찰에 의해 회전조작감이 저하되는 것을 방지하기 위함이다.
도 7은 본 개시의 다른 실시예에 따른 다기능 노브의 고정하우징(140) 및 가이드 몸체부(120)의 결합관계를 설명하기 위한 단면도이다.
도 7을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 다기능 노브는 흔들림 방지부(anti-shaking unit, 700)를 더 포함할 수 있다.
흔들림 방지부(700)는 고정후크(148) 및 접촉곡면부(122) 사이에 배치되어 가이드 몸체부(120)의 회전축을 일정하게 유지시키도록 구성된다. 가이드 몸체부(120)가 회전할 때, 회전축과 수직한 방향으로도 움직이는 경우, 회전감지 센서(154)가 측정하는 가이드 몸체부(120)의 회전에 대한 입력값이 달라질 수 있다. 따라서, 가이드 몸체부(120)가 회전하는 경우에 있어서, 흔들림 방지부(700)를 이용하여 가이드 몸체부(120)가 회전축, 즉 종축과 수직한 방향으로도 이동되는 것을 방지함이 바람직하다.
한편, 접촉곡면부(122)는 적어도 부분적으로 흔들림 방지부(700)와 선 접촉(line contact)되도록 구성될 수 있다. 이는 가이드 몸체부(120)가 회전운동을 하는 경우, 접촉곡면부(122)가 흔들림 방지부(700)와 맞닿음으로써 발생하는 마찰력을 최소화시키기 위함이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 가이드 몸체부(120)의 형상을 나타내기 위한 사시도이다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 다기능 노브의 누름감지 센서(152) 및 회전감지 센서(154)가 가이드 몸체부(120)의 이동을 감지하는 방법을 설명하기 위해 일부 구성을 생략한 사시도이다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 다기능 노브의 푸시부재(130) 및 누름감지 센서(152)의 위치관계를 설명하기 위해 일부 구성을 생략한 단면도이다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 다기능 노브의 가이드 몸체부(120)는 복수의 요철구조물(uneven structure, 800) 및 복수의 회전 가이드부(rotation guide unit, 820)의 전부 또는 일부를 포함한다.
복수의 요철구조물(800)은 가이드 몸체부(120)에 포함되고, 가이드 몸체부(120)의 단부에 원주방향(circumferential direction)을 따라 배열된다. 요철구조물(800) 각각은 가이드 몸체부(120) 단부의 원주방향을 따라 일정한 간격으로 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 복수의 요철구조물(800)은 회전감지 센서(154)로부터 생성된 빛을 차단하도록 구성된다. 즉, 가이드 몸체부(120)가 고정하우징(140)에 결합되면, 복수의 요철구조물(800)은 회전감지 센서(154)의 굴곡, 예컨대 'U' 자형 굴곡 사이에 위치하도록 구성되어, 회전감지 센서(154)가 발생시키는 'U' 자형 굴곡 사이로 조사되는 빛을 차단한다.
가이드 몸체부(120)가 회전함에 따라, 복수의 요철구조물(800)은 일정한 간격으로 회전감지 센서(154)로부터 생성된 빛을 차단하게 된다. 반면, 가이드 몸체부(120)의 단부 중 복수의 요철구조물(800)이 형성되지 않은 부분은 회전감지 센서(154)가 생성하는 빛을 차단하지 못하게 된다. 빛을 차단하지 못한 경우, 회전감지 센서(154)의 굴곡 사이로 빛이 통과하게 되고, 이때마다 회전감지 센서(154)는 입력값을 얻을 수 있다. 따라서, 빛이 통과하게 되는 횟수를 감지하여 가이드 몸체부(120)가 얼만큼 회전하였는지 여부도 알 수 있다.
가이드 몸체부(120)가 직선운동을 하는 경우, 복수의 요철구조물(800)은 계속해서 회전감지 센서(154)로부터 생성된 빛을 차단하도록 구성된다. 즉, 가이드 몸체부(120)는 고정후크(148)에 의해서 종축방향(DX)으로 이동 가능한 범위가 제한되므로, 기설정된 범위 내에서는 복수의 요철구조물(800)이 항상 회전감지 센서(154)로부터 생성되는 빛을 차단하도록 구성될 수 있다. 따라서, 가이드 몸체부(120)의 직선운동에 의해서는 회전감지 센서(154)가 얻는 입력값에 영향이 없다.
복수의 회전 가이드부(820)는 가이드 몸체부(120)의 둘레면을 따라 배치된다. 회전 가이드부(820) 각각은 가이드 몸체부(120)의 둘레면을 따라 일정한 간격으로 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 푸시부재(130)는 푸시부재(130)의 적어도 일부가 회전 가이드부(820)에 미끄럼 가능(slidable)하게 접촉할 수 있다. 즉, 가이드 몸체부(120)가 고정하우징(140)에 결합되면, 복수의 회전 가이드부(820)는 푸시부재(130)와 맞닿도록 구성되고, 가이드 몸체부(120)의 회전운동에 따라서 푸시부재(130)는 회전 가이드부(820)에 미끄러질 수 있다.
가이드 몸체부(120)가 직선운동을 하는 경우, 복수의 회전 가이드부(820)는 푸시부재(130)를 종축과 평행한 방향으로 누르게 되며, 푸시부재(130)가 다시 누름감지 센서(152)의 타단을 누름으로써, 누름감지 센서(152)는 입력값을 얻을 수 있다. 여기서, 누름감지 센서(152)가 입력값을 얻기 위한 최소 눌림길이 및 최소힘은 설정 변경을 하여 용이하게 변경 가능하며, 이에 따라 사용자에 따라 각자가 원하는 눌림조작감을 만족시킬 수 있다.
한편, 도 10을 참조하면, 사용자가 본 개시의 일 실시예에 따른 다기능 노브를 조작하지 않은 상태에서도, 푸시부재(130)는 종축과 평행한 방향으로 기설정된 길이만큼 누름감지 센서(152)와 오버랩(overlap)되도록 구성될 수 있다. 누름감지 센서(152)의 타단은 힘이 작용하지 않으면 초기 위치로 돌아가도록 구성되어 있으므로, 푸시부재(130)가 누름감지 센서(152)의 타단을 기설정된 길이 δ 만큼, 예컨대 0.2 mm 만큼 누르고 있으면 푸시부재(130)는 누름감지 센서(152)로부터 기설정된 길이에 비례하는 탄성력을 받게 된다. 이에 따라 푸시부재(130)는 회전 가이드부(820) 및 누름감지 센서(152)에 의해 압축력을 받게 되므로, 차량의 진동, 노면의 거칠기 등에 의해서 푸시부재(130)가 자체적으로 이동되는 것을 방지할 수 있다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 다기능 노브의 푸시부재(130)가 누름감지 센서(152)를 누르는 과정을 나타내는 단면도이다.
도 12는 본 개시의 일 실시예에 따른 다기능 노브의 푸시부재(130) 및 회전 가이드부(820)의 형상을 나타내는 확대 단면도이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 회전 가이드부(820)는 복수의 골(trough, 822)과 마루(crest, 824)가 반복되는 형상으로 구성되고, 푸시부재(130)는 회전 가이드부(820)의 마루(824)에 대응되는 형상으로 구성될 수 있다. 푸시부재(130)가 위와 같은 형상으로 구성됨으로써, 누름감지 센서(152)의 탄성력과 더불어서 차량의 진동, 노면의 거칠기 등에 의해서 푸시부재(130)가 자체적으로 이동되는 것을 방지할 수 있다.
회전 가이드부(820)가 포함하는 복수의 마루(824)의 개수는 복수의 요철구조물(800)의 개수와 같도록 구성되고, 회전 가이드부(820)가 포함하는 복수의 마루(824)는 복수의 요철구조물(800)이 형성된 위치에 대응되는 위치에 형성되는 것이 바람직하다. 이는 가이드 몸체부(120)가 회전운동을 하는 경우, 사용자가 의도한 회전량, 즉 사용자가 느끼는 회전량과 회전감지 센서(154)가 감지하는 입력값이 같도록 구성하기 위해서이다.
회전 가이드부(820)가 포함하는 골(822)과 마루(824)의 개수 및 요철구조물(800)의 개수는 제작 시 용이하게 설계 변경이 가능하며, 사용자가 원하는 회전수에 따라 별도의 제작원가 상승 없이도 맞춤 제작될 수 있다.
종래의 노브는 판스프링(plate spring)을 이용하여 회전조작감을 사용자에게 전달하였으나, 이는 판스프링의 제작 공차에 따라서 회전조작감의 편차가 심한 문제가 있었으며, 판스프링이라는 별도의 부품을 필요로 했다. 본 개시의 일 실시예에 따른 다기능 노브는 회전 가이드부(820)가 위와 같이 형성됨으로써, 별도의 부품 없이도 사용자가 노브를 회전시킬 때 우수한 회전조작감을 느낄 수 있다.
도 11의 (a)를 참조하면, 사용자가 본 개시의 일 실시예에 따른 다기능 노브를 조작하지 않는 경우, 푸시부재(130)는 회전 가이드부(820)의 마루(824)와 맞닿아 있게 된다. 도 11의 (b)를 참조하면, 사용자가 본 개시의 일 실시예에 따른 다기능 노브를 회전시키는 경우, 푸시부재(130)는 회전 가이드부(820)의 다음 마루(824)와 맞닿기 전에 회전 가이드부(820)의 골(822)과 맞닿게 된다. 푸시부재(130)가 회전 가이드부(820)의 골(822)과 맞닿게 되면, 푸시부재(130)는 회전 가이드부(820)의 골(822)과 마루(824)가 형성하는 높이차 h 만큼 누름감지 센서(152)를 누르게 된다. 따라서, 회전 가이드부(820)의 골(822)과 마루(824)가 형성하는 높이차는 누름감지 센서(152)가 수용 가능한 최대 눌림길이 d 보다 짧거나 같도록 구성되는 것이 바람직하다.
한편, 사용자가 본 개시의 일 실시예에 따른 다기능 노브를 회전시키는 경우, 푸시부재(130)는 누름감지 센서(152)를 누르게 되므로, 누름감지 센서(152) 및 회전감지 센서(154)는 동시에 모두 입력값을 얻게 될 수 있다. 따라서, 인쇄회로기판(150)이 포함하는 제어부는 이러한 경우에 회전감지 센서(154)에 의한 입력값만을 전기적인 신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 즉, 다기능 노브가 회전하는 경우, 누름감지 센서(152)가 입력값을 얻더라도 이를 전기적인 신호로 변환하지 않음으로써, 누름감지 센서(152)의 입력값에 의한 조작이 발생하지 않도록 할 수 있다. 또한, 복수의 골(822)과 마루(824)가 형성하는 높이차를 누름감지 센서(152)가 입력값을 얻기 위한 최소 눌림길이보다 작게 하여 다기능 노브가 회전하는 경우에는 누름감지 센서(152)가 입력값을 얻지 않도록 구성할 수도 있다.
또한, 회전 가이드부(820)가 포함하는 복수의 마루(824)와 골(822)이 형성하는 높이차 및 각각의 폭은 제작 시 용이하게 변경 가능하며, 이에 따라 사용자가 원하는 회전 조작감을 제작원가 상승 없이도 맞춰줄 수 있다.
도 12의 (a)를 참조하면, 강한 회전조작감을 원하는 사용자를 위해서 마루(824)와 골(822)의 높이차 h1 은 상대적으로 크게, 골(822)의 폭 w1 은 상대적으로 좁게 형성되어 있다. 이와 같이 구성될 경우, 사용자는 본 개시의 일 실시예에 따른 다기능 노브를 회전시키기 위해서 더 큰 힘, 즉 토크(torque)를 가해야 하므로 강한 조작감을 느낄 수 있다. 반면에, 도 12의 (b)를 참조하면, 약한 회전조작감을 원하는 사용자를 위해서 마루(824)와 골(822)의 높이차 h2 는 상대적으로 작게, 골(822)의 폭 w2 는 상대적으로 넓게 형성되어 있다. 이와 같이 구성될 경우, 사용자는 본 개시의 일 실시예에 따른 다기능 노브를 회전시키기 위해서 더 작은 힘, 즉 토크를 가해야 하므로 약한 조작감을 느낄 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 개시의 일 실시예에 따른 다기능 노브는 직선운동 및 회전운동이 모두 가능하여, 하나의 노브만으로도 다양한 기능, 예컨대 차량 내부의 공조 조절, 음량 조절, 라디오 주파수 조절 등의 기능을 수행할 수 있다. 또한, 별도의 추가적인 부품 없이도 사용자에게 누름조작감 및 회전조작감을 느끼게 할 수 있으며, 공차 마진, 즉 디자인의 자유도가 커서 제작 원가상승 없이도 사용자의 요구에 따른 조작감 및 외관 변경이 가능하다. 따라서, 본 개시의 일 실시예에 의하면, 기존의 노브와 비교하여 제작원가의 상승 없이도 사용 편의성 및 디자인 자유도가 향상된 다기능 노브를 제공할 수 있는 효과가 있다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 다기능 노브 100: 커버하우징
105: 제1 조립공 110: 버튼부
115: 제2 조립공 120: 가이드 몸체부
122: 접촉곡면부 125: 제2 조립후크
130: 푸시부재 140: 고정하우징
142: 이동방지부 144: 조립홈
145: 제1 조립후크 146: 이동방지턱
148: 고정후크 150: 인쇄회로기판
152: 누름감지 센서 154: 회전감지 센서
156: 볼트 700: 흔들림 방지부
800: 요철구조물 820: 회전 가이드부
822: 골 824: 마루

Claims (14)

  1. 외부로 노출되어 파지둘레면(gripping circumferential surface)을 가지는 버튼부(button unit);
    상기 버튼부가 적어도 일부를 둘러싸면서 둘레면에 고정 결합되도록 구성된 중공형(hollow type) 가이드 몸체부(guide body unit);
    적어도 부분적으로 상기 버튼부 및 상기 가이드 몸체부를 둘러싸는 중공형 고정하우징(fixing housing);
    상기 고정하우징에 조립되어 상기 가이드 몸체부의 운동에 따라 종축(longitudinal axis)과 평행한 방향으로 움직이도록 구성된 푸시부재(push member); 및
    상기 고정하우징에 연결된 인쇄회로기판(printed circuit board)을 포함하는 것을 특징으로 하는 다기능 노브.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 버튼부 및 상기 가이드 몸체부는 상기 다기능 노브의 종축방향(longitudinal direction)을 따라 이동 가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 다기능 노브.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 버튼부 및 상기 가이드 몸체부는 상기 다기능 노브의 종축방향을 따라 함께 연동하여 이동 가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 다기능 노브.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 버튼부 및 상기 가이드 몸체부는 종축방향을 회전축으로 하여 회전 가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 다기능 노브.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 버튼부 및 상기 가이드 몸체부는 함께 연동하여 회전 가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 다기능 노브.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판은,
    상기 푸시부재의 종축과 평행한 방향의 움직임을 감지하는 누름감지 센서(push sensor); 및
    상기 가이드 몸체부의 회전 움직임을 감지하는 회전감지 센서(rotation sensor)를 포함하는 것을 특징으로 하는 다기능 노브.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 가이드 몸체부는, 상기 가이드 몸체부의 단부(end part)에 원주방향(circumferential direction)을 따라 배열된 복수의 요철구조물(uneven structure)을 포함하되,
    상기 복수의 요철구조물은 상기 회전감지 센서로부터 생성된 빛을 차단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 다기능 노브.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 푸시부재는, 종축과 평행한 방향으로 기설정된 길이만큼 상기 누름감지 센서와 오버랩(overlap)되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 다기능 노브.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 가이드 몸체부는, 둘레면을 따라 배치되는 복수의 회전 가이드부(rotation guide unit)를 포함하되,
    상기 푸시부재는, 상기 푸시부재의 적어도 일부가 상기 회전 가이드부에 미끄럼 가능(slidable)하게 접촉하는 것을 특징으로 하는 다기능 노브.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 회전 가이드부는 복수의 골(trough)과 마루(crest)가 반복되는 형상으로 구성되고,
    상기 푸시부재는 상기 회전 가이드부의 마루에 대응되는 형상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 다기능 노브.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 고정하우징은, 상기 푸시부재가 종축과 평행한 방향 이외의 방향으로 이동되는 것을 방지하도록 구성된 이동방지부(movement prevention unit)을 포함하는 것을 특징으로 하는 다기능 노브.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 고정하우징은, 상기 가이드 몸체부가 종축방향으로 이동 가능한 범위를 구속하는 고정후크(fixing hook)를 포함하되,
    상기 가이드 몸체부는, 적어도 부분적으로 상기 고정후크과 점 접촉(point contact)하도록 구성된 접촉곡면부(contact curvature unit)를 포함하는 것을 특징으로 하는 다기능 노브.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 고정후크 및 상기 접촉곡면부의 사이에 배치되어 상기 가이드 몸체부의 회전축을 일정하게 유지시키도록 구성된 흔들림 방지부(anti-shaking unit)를 더 포함하되,
    상기 접촉곡면부는, 적어도 부분적으로 상기 흔들림 방지부와 선 접촉(line contact)하도록 구성된 것을 특징으로 하는 다기능 노브.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 고정하우징의 외부 중 적어도 일부를 덮으면서 상기 고정하우징에 고정되도록 구성된 커버하우징(cover housing)을 포함하는 것을 특징으로 하는 다기능 노브.
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