KR20230037363A - 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 하방으로 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 하방으로 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, 주차 또는 정차시, 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, 제2 림과 구동모터의 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 4는 회전모듈의 분해 사시도,
도 5는 도 4에 도시된 회전모듈을 다른 각도에서 보인 분해 사시도,
도 6은 도 3에 도시된 A-A' 선에 대한 단면도,
도 7 내지 도 10은 각각 회전모듈의 회전동작에 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 있으나, 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 내지 도 6을 참조하여 회전모듈의 구성을 상세하게 설명한다.

도 4는 회전모듈의 분해 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 회전모듈을 다른 각도에서 보인 분해 사시도이며, 도 6은 도 3에 도시된 A-A' 선에 대한 단면도이다.

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 연결된 연결바(221)가 내부에서 회전 가능하게 결합되는 결합부재(31), 결합부재(31)와 결합되어 제2 림(22)의 회전 동작을 록킹하거나 제2 림(22)의 연결바(221)에 회전력을 전달하는 록킹부재(32), 내부에 록킹부재(32)가 결합부재(31)를 향해 직선 왕복 이동 가능하게 설치되는 하우징(33) 및 하우징(33)을 정역 회전시키도록 구동력을 발생하는 구동모터(34)를 포함할 수 있다.

그리고 회전모듈(30)은 결합부재(31) 내부에 배치되고 록킹부재(32)에 탄성력을 제공하는 탄성부재(35), 결합부재(31)와 구동모터(34)가 설치되는 브래킷(36) 및 구동모터(34)에서 발생한 구동력을 하우징(33)과 록킹부재(32)에 전달하는 전달축(37)을 더 포함할 수 있다.

탄성부재(35)는 코일 스프링 형상으로 형성되고, 결합부재(31)의 내부 공간에 삽입될 수 있다.

이러한 탄성부재(35)의 일단, 도 4에서 보았을 때 좌측단은 결합부재(31)의 좌측단 내면에 지지되고, 탄성부재(35)의 우측단은 록킹부재(32)의 좌측단에 지지될 수 있다.

브래킷(36)은 대략 판 형상으로 형성되고, 좌측 스포크(24)의 상면에 고정될 수 있다.

브래킷(36)의 좌측 상부에는 결합부재(31)가 설치되고, 브래킷(36)의 우측에는 구동모터(34)가 설치될 수 있다.

여기서, 브래킷(36)의 상부에는 결합부재(31)와 하우징(33)을 지지하는 지지부재(38)가 설치될 수 있다.

예를 들어, 지지부재(38)는 결합부재(31)의 우측단에 결합되는 제1 지지대(381)와 전달축(37)이 관통 결합되는 제2 지지대(382) 그리고 제1 및 제2 지지대(381,382)를 연결하는 한 쌍의 연결부재(383)를 포함할 수 있다.

제1 지지대(381)는 결합부재(31)의 우측단에 형성된 플랜지부(311)에 대응되는 형상, 예컨대 링 형상이나 사각틀 형상으로 형성될 수 있다.

제2 지지대(382)는 대략 판 형상으로 형성되고, 제2 지지대(382)의 중앙부에는 전달축(37)이 관통 결합되는 관통공이 형성될 수 있다.

한 쌍의 연결부재(383)는 대략 바 형상으로 형성되고, 한 쌍의 연결부재(383)의 좌측단은 제1 지지대(381)를 관통해서 결합부재(31)의 플랜지부(311)에 결합될 수 있다.

물론, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 지지부재(38)를 결합부재(31)와 대칭이 되도록, 일면, 즉 좌측단이 개구된 원통 형상으로 형성하도록 변경될 수 있다. 이와 같이 지지부재(38)가 원통 형상으로 형성되는 경우, 지지부재(38)와 결합부재(31) 내부에는 각각 연결바(221)와 하우징(33)의 원활한 회전이 가능하도록, 베어링(도면 미도시)이 설치되고 윤활제가 충진될 수 있다.

구동모터(34)는 브래킷(36)을 관통해서 상하 방향을 따라 설치될 수 있다.

구동모터(34)의 출력축과 전달축(37)에는 각각 구동모터(34)의 회전력을 직각 방향으로 전달하기 위한 동력전달유닛, 예컨대 한 쌍의 베벨기어(39)가 서로 맞물리게 설치될 수 있다.

물론, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 구동모터(34)를 수평 방향을 따라 설치하고, 구동모터(34)의 출력축이 제2 지지대(382)를 관통해서 하우징(33)에 직접 연결되도록 변경될 수 있다.

그리고 본 발명은 한 쌍의 베벨기어(38)뿐만 아니라, 스크류 기어, 웜과 웜기어 방식, 헬리컬 기어와 같이 동력을 전달하고 동력 전달 방향을 변환할 수 있는 다양한 방식의 동력전달유닛을 적용하도록 변경될 수도 있다.

또한, 본 발명은 구동모터(34)의 설치 방향을 변경하고, 동력전달유닛에 래크와 피니언을 적용하거나 다양한 형상의 기어를 적용하도록 변경될 수도 있다.

결합부재(31)는 내부에 연결바(221)와 록킹부재(32)가 결합되도록 양단이 개구된 대략 원통 형상으로 형성되고, 결합부재(31)의 우측단에는 플랜지부(311)가 형성될 수 있다.

이러한 결합부재(31)는 브래킷(36)에 결합되어 고정된다.

그리고 결합부재(31)의 좌측단 내면에는 탄성부재(35)의 좌측단을 지지하는 하나 이상의 지지돌기(312)가 형성될 수 있다. 각 지지돌기(312)는 아래에서 설명할 연결바(221)의 제1 결합돌부(222)와 맞닿아 연결바(221) 및 제2 림(22)의 회전각도를 제한할 수도 있다.

플랜지부(311)는 대략 링 형상이나 사각틀 형상으로 형성되고, 브래킷(36)의 상면에 고정될 수 있다.

록킹부재(32)는 일면, 즉 좌측면이 개구된 원통 형상으로 형성되고, 록킹부재(32)의 내주면에는 연결바(221)의 외면에 형성된 복수의 제1 결합돌부(222)의 사이에 결합되어 서로 맞물리는 복수의 제2 결합돌부(321)가 형성될 수 있다.

예를 들어, 제1 결합돌부(222)는 연결바(221)의 길이 방향을 따라 연결바(221)의 외주면에 3개가 돌출 형성되고, 제2 결합돌부(321)는 록킹부재(32)의 길이 방향을 따라 록킹부재(32)의 내주면에 3개가 돌출 형성될 수 있다.

그래서 연결바(221)는 3개의 제1 결합돌부(222)가 결합부재(31)의 좌측단에 형성된 3개의 지지돌기(312) 사이에 배치된 상태에서 정역 방향으로 회전 동작하고, 미리 설정된 각도만큼 회전하면 제1 결합돌부(222)가 각 지지돌기(312)와 맞닿음에 따라, 회전 각도가 제한될 수 있다.

그리고 연결바(221)와 록킹부재(32)는 제1 및 제2 결합돌부(222,321)에 의해 서로 결합되고, 제2 림(22)은 록킹부재(32) 및 하우징(33)의 회전에 의해 회전 동작할 수 있다.

록킹부재(32)는 결합부재(31)와 하우징(33) 내부에서 연결바(221)를 향해 직선 왕복 이동 가능하게 설치될 수 있다.

즉, 록킹부재(32)는 결합부재(31) 내부에 결합되면, 하우징(33)과의 연결이 해제된 상태에서 결합부재(31) 및 제2 림(22)의 회전 동작이 불가능하도록 록킹한다.

이를 위해, 결합부재(31)의 내주면에는 결합부재(31)의 길이 방향을 따라 복수의 체결홈부(313)가 형성되고, 록킹부재(32)의 외주면에는 체결홈부(313)에 결합되는 복수의 체결돌부(322)가 형성될 수 있다.

예를 들어, 체결홈부(313)는 결합부재(31)의 길이 방향을 따라 6개가 돌출 형성되고, 체결돌부(322)는 록킹부재(32)의 길이 방향을 따라 3개가 돌출 형성될 수 있다.

반면, 록킹부재(32)가 하우징(33) 내부에 결합되면, 하우징(33)과 연결된 상태에서 하우징(33)의 회전에 따라 제2 림(22)을 회전 동작시킨다.

이를 위해, 하우징(33)의 내주면에는 하우징(33)의 회전에 의해 록킹부재(32)를 직선 왕복 이동시키는 경사리브(331) 및 하우징(33)과 록킹부재(32)가 연결된 상태에서 함께 회전하도록 록킹부재(33)를 고정하는 고정리브(332)가 형성될 수 있다.

예를 들어, 경사리브(331)는 하우징(33)의 내주면에 우측 하방을 향해 경사지게 3개가 돌출 형성되고, 고정리브(332)는 하우징(33)의 내주면에 좌우 방향을 따라 수평으로 3개가 돌출 형성될 수 있다. 여기서, 경사리브(331)의 상단은 고정리브(332)의 전측부나 중앙부에 연결될 수 있다.

그래서 록킹부재(32)는 외주면에 형성된 체결돌부(322)가 하우징(33)의 내주면에 형성된 경사리브(331)와 접촉된 상태에서 하우징(33)의 회전 방향함에 따라 좌우 방향으로 직선 왕복 이동할 수 있다.

이러한 록킹부재(32)의 전방 이동은 결합부재(31)의 내주면에 형성된 체결홈부(313)에 의해 제한되고, 록킹부재(32)의 후방 이동은 하우징(33)의 내주면에 형성된 고정리브(332)에 의해 제한될 수 있다.

다음, 도 7 내지 도 10을 참조해서 회전모듈의 작동방법을 상세하게 설명한다.

도 7 내지 도 10은 각각 회전모듈의 회전동작에 의한 제2 림의 회전 동작 상태를 보인 동작 상태도이다.

도 7 내지 도 10에는 회전모듈에 마련된 하우징과 록킹부재를 회전시켜 제2 림을 하방으로 회전시키거나 본래 위치로 복귀시킨 상태가 도시되어 있다.

즉, 도 7에는 제1 림(21)과 제2 림(22)의 수평 상태에서 록킹부재가 결합부재 내부에 결합되어 제2 림의 회전이 불가능하도록 록킹된 상태가 도시되어 있고, 도 8에는 하우징(33)의 회전에 의해 록킹부재(32)를 우측으로 이동시켜 제2 림(22)이 회전 가능하도록 록킹이 해제된 상태가 도시되어 있으며, 도 9에는 제2 림(22)이 하방으로 회전된 상태가 도시되어 있고, 도 10에는 하우징(33)의 회전에 의해 록킹부재(32)를 좌측으로 이동시켜 제2 림(22)의 회전이 불가능하도록 록킹한 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 제1 림(21)과 함께 대략 원 형상을 이루도록 배치된 상태를 유지한다.

여기서, 록킹부재(32)는 도 7에 도시된 바와 같이, 결합부재(31) 내부에 결합되어 제2 림(22)에 외력이 작용하더라도, 회전하지 않도록 록킹된 상태이다.

이와 같이, 본 발명은 수동 주행 모드시, 제2 림을 상방으로 회전시킨 상태에서 제2 림에 진동이나 충격, 운전자의 조작력 등 외력이 작용하더라도 제2 림이 회전하지 않도록 견고하게 록킹할 수 있다.

또한, 본 발명은 하우징과 제2 림의 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, 구동모터에 공급되는 전원을 차단하고, 구동모터의 정지력을 이용해서 제2 림에 작용하는 작용력에 대응하는 록킹력을 높이도록 변경될 수도 있다.

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

먼저, 제어부(50)는 도 8에 도시된 바와 같이, 구동모터(34)를 일측 방향, 화살표 A 방향을 따라 상부에서 보았을 때 시계 방향으로 회전하도록 제어신호를 발생한다.

그러면, 구동모터(34)가 구동되어 회전하고, 전달축(37)은 한 쌍의 베벨기어(39)를 통해 전달되는 회전력을 하우징(33)으로 전달한다.

이때, 하우징(33)은 구동모터(34)로부터 전달받은 회전력에 의해 화살표 B 방향을 따라 좌측에서 보았을 때 시계 방향으로 회전한다.

그러면, 록킹부재(32)는 외주면에 형성된 체결돌부(322)가 하우징(33)의 내주면에 형성된 경사리브(331)에 접촉된 상태에서 하우징(33)의 회전에 의해 하우징(33) 내부 공간을 향해 우측으로 이동한다. 그래서 록킹부재(32)가 하우징(33) 내부로 이동하면, 제2 림(22)의 록킹 상태가 해제된다. 이에 따라, 제2 림(22)의 연결바(221)는 하우징(33) 및 록킹부재(32)의 회전에 의해 회전 동작할 수 있다.

이때, 제2 림(22)의 우측단에 연결된 회전모듈(30)도 하우징(33)을 회전시켜 제2 림(22)의 록킹 상태를 해제한다.

이어서, 제어부(50)는 도 9에 도시된 바와 같이, 구동모터(34)를 화살표 A 방향을 따라 시계 방향으로 회전하도록 제어신호를 발생한다.

그러면, 록킹부재(32)는 하우징(33)의 내주면에 형성된 고정리브(332)에 접촉된 상태에서 하우징(33)과 함께 화살표 B 방향을 따라 회전해서 제2 림(22)을 하방으로 회전시킨다.

이때, 하우징(33) 및 록킹부재(32)는 미리 설정된 회전각도, 예컨대 60° 내지 100°만큼 회전해서 제1 림(21)과 대략 80° 내지 120°의 각도를 이룰 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 같은 제2 림(22)의 회전 동작이 완료되면, 구동모터(34)는 도 10에 도시된 바와 같이, 화살표 C 방향을 따라 상부에서 보았을 때 반시계 방향으로 회전하고, 전달축(37)과 하우징(33)은 화살표 D 방향을 좌측에서 보았을 때 반시계 방향으로 회전한다.

그러면, 록킹부재(32)는 체결돌부(322)가 하우징(33)의 경사리브(331)에 접촉된 상태에서 하우징(33)의 회전에 의해 연결바(221)를 향해 좌측으로 이동한다. 그래서 록킹부재(32)가 결합부재(31) 내부로 이동하면, 제2 림(22)은 회전이 불가능하도록 록킹된다.

이와 같이, 본 발명은 자동차가 시동된 후 자율주행 모드가 설치되거나, 주차 또는 정차 중에 제2 림을 하방으로 회전시켜 운전석 공간을 최대로 확보할 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 제2 림과 구동모터의 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, 제2 림과 구동모터의 연결 상태를 유지한 상태에서 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.

먼저, 제어부(50)는 구동모터(34)를 화살표 A방향을 따라 시계 방향으로 회전하도록 제어신호를 발생한다.

그러면, 구동모터(34)가 구동되어 회전하고, 전달축(37)은 한 쌍의 베벨기어(39)를 통해 전달되는 회전력을 하우징(33)으로 전달한다.

이때, 하우징(33)은 구동모터(34)로부터 전달받은 회전력에 의해 화살표 B 방향을 따라 시계 방향으로 회전하고, 록킹부재(32)는 우측으로 이동해서 하우징(33) 내부에 결합된다. 그래서 제2 림(22)의 록킹 상태가 해제된다.

이어서, 제어부(50)는 도 10에 도시된 바와 같이, 구동모터(34)를 화살표 C방향을 따라 반시계 방향으로 회전하도록 제어신호를 발생한다.

그러면, 구동모터(34)가 구동되어 회전하고, 전달축(37)은 한 쌍의 베벨기어(39)를 통해 전달되는 회전력을 하우징(33)으로 전달한다.

이때, 하우징(33)과 록킹부재(32)는 구동모터(34)로부터 전달받은 회전력에 의해 화살표 D 방향을 따라 반시계 방향으로 회전함에 따라, 제2 림(22)이 상방으로 회전 동작한다.

이어서, 록킹부재(32)는 결합부재(31)를 향해 좌측으로 이동해서 결합부재(31) 내부에 결합되고, 제2 림(22)은 회전이 불가능하도록 록킹된다.

이와 같이, 본 발명은 제2 림을 상방으로 회전시켜 본래의 위치로 복귀시켜 운전자가 스티어링 휠 장치를 직접 조작할 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, 주차 또는 정차시에 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 제2 림과 구동모터의 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
221: 연결바 222: 제1 결합돌부
23: 허브 24: 스포크
25: 커버 26: 장착공간
30: 회전모듈
31: 결합부재
311: 플랜지부 312: 지지돌기
313: 체결홈부
32: 록킹부재
321: 제2 결합돌부 322: 체결돌부
33: 하우징
331: 경사리브 332: 고정리브
34: 구동모터 35: 탄성부재
36: 브래킷 37: 전달축
38: 지지부재
381, 382: 제1,제2 지지대 383: 연결부재
39: 베벨기어
40: 감지부 50: 제어부

Claims (10)

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 림을 미리 설정된 설정각도만큼 하방으로 회전시키거나 본래의 위치로 복귀시키는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 휠 장치.
2. 제1항에 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.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 회전모듈은 상기 제2 림의 양단에 각각 서로 대칭되는 구성을 갖는 한 쌍으로 마련되고,
   각 회전모듈은 상기 제2 림의 일단에 연결된 연결바가 내부에서 회전가능하게 결합되는 결합부재,
   상기 결합부재와 결합되어 상기 제2 림의 회전 동작을 록킹하거나 상기 제2 림에 회전력을 전달하는 록킹부재,
   내부에 상기 록킹부재가 상기 결합부재를 향해 직선 왕복 이동 가능하게 설치되는 하우징 및
   상기 하우징을 정역 회전시키도록 구동력을 발생하는 구동모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 휠 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 록킹부재는 상기 제2 림의 회전 동작시 상기 하우징 내부로 이동해서 상기 제2 림의 회전이 가능하도록 록킹을 해제하고,
   상기 제2 림의 회전 동작이 완료되면, 상기 결합부재 내부에 결합되어 상기 제2 림의 회전이 불가능하도록 록킹하는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 휠 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 회전모듈은 상기 결합부재 내부에 배치되고 상기 록킹부재에 탄성력을 제공하는 탄성부재,
   상기 결합부재와 구동모터가 고정 설치되는 브래킷 및
   상기 구동모터에서 발생한 구동력을 상기 하우징과 록킹부재에 전달하는 전달축을 더 포함하며,
   상기 브래킷의 상부에는 상기 결합부재와 하우징을 지지하는 지지부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 휠 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 록킹부재는 일단이 개구된 원통 형상으로 형성되고,
   상기 록킹부재의 내주면에는 상기 연결바의 외면에 형성된 복수의 제1 결합돌부의 사이에 결합되어 서로 맞물리는 복수의 제2 결합돌부가 돌출 형성되며,
   상기 결합부재의 내주면에는 복수의 체결홈부가 형성되고,
   상기 록킹부재의 외주면에는 상기 체결홈부에 결합되는 복수의 체결돌부가 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 휠 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 하우징의 내주면에는 상기 하우징의 회전에 의해 상기 록킹부재를 직선 왕복 이동시키도록, 일측 하방을 향해 경사진 경사리브 및
   상기 하우징과 록킹부재가 연결된 상태에서 함께 회전하도록 상기 록킹부재를 고정하는 고정리브가 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 휠 장치.
8. 제6항에 있어서,
   상기 결합부재에는 상기 연결바가 결합되는 일측단에 상기 탄성부재의 일측단을 지지하는 복수의 지지돌기가 형성되고,
   상기 복수의 지지돌기 사이는 각각 복수의 상기 제1 결합돌부가 배치되며,
   상기 제2 림은 상기 복수의 지지돌기에 의해 회전각도가 제한되는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 휠 장치.
9. 제5항에 있어서, 상기 지지부재는
   상기 결합부재의 일측단에 결합되는 제1 지지대와
   상기 전달축이 관통 결합되는 제2 지지대 그리고
   상기 제1 및 제2 지지대를 연결하는 한 쌍의 연결부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 휠 장치.
10. 제5항에 있어서,
    상기 지지부재는 상기 결합부재의 개구된 일면에 대응되도록, 일면이 개구된 원통 형상으로 형성되고,
    상기 결합부재와 지지부재 내부에는 각각 상기 하우징의 회전이 가능하도록 베어링이 설치되며, 윤활제가 충진되는 것을 특징으로 하는 자동차의 스티어링 휠 장치.
    

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