KR20230153551A

KR20230153551A - 폴더블 스티어링휠

Info

Publication number: KR20230153551A
Application number: KR1020220052852A
Authority: KR
Inventors: 노경부; 김범중; 손유지; 노병우; 김용선; 김승민; 장승우; 홍성진; 김태우
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사; 조이슨세이프티시스템스코리아 주식회사
Priority date: 2022-04-28
Filing date: 2022-04-28
Publication date: 2023-11-07
Also published as: DE102022211225A1; US20230347967A1; CN116968802A; US11866086B2; JP2023164250A

Abstract

본 발명은 스티어링휠의 직선 이동 및 회전 이동에 의해 접혀지거나 펼쳐지도록 작동하여 운전석의 공간을 확보하는 폴더블 스티어링휠에 관한 것으로, 본 발명에서는, 칼럼과 연결되는 아마추어바디; 아마추어바디에 연결되고, 칼럼의 조향축에 대해 반경방향으로 직선 이동되며, 조향축과 직교하는 회전축을 중심으로 회전 이동되는 스티어링휠; 스티어링휠의 직선 이동 및 회전 이동 경로를 형성하여 아마추어바디에 대해 스티어링휠을 이동시키는 이동기구;를 포함하여 구성되는 폴더블 스티어링휠이 소개된다.

Description

폴더블 스티어링휠{Foldable steering wheel}

본 발명은 스티어링휠의 직선 이동 및 회전 이동에 의해 접혀지거나 펼쳐지도록 작동하여 운전석의 공간을 확보하는 폴더블 스티어링휠에 관한 것이다.

스티어링휠은 차량의 진행 방향을 조절하는 조향장치로서, 차량 주행 중 운전자가 원하는 방향으로 차량이 주행될 수 있도록 운전자는 스티어링휠을 항상 잡고 운전을 한다.

다만, 차량의 주행 중이 아닌 정차된 상황에서는 차량의 조향이 필요하지 않지만 스티어링휠이 원래 설치된 위치 그대로 배치되어 있어 운전자에게 여유공간을 제공하지 못하여 공간활용도가 매우 떨어지는 문제가 있다.

이에 운전자 승하차시에 스티어링휠이 위로 올라가거나 시트가 뒤로 밀리는 이지엑서스 모드가 적용되고 있다.

하지만, 스티어링휠의 림이 여전히 운전석에서 많은 공간을 차지하고, 특히 전기차 충전 또는 차량의 자율 주행시 운전석에서 스티어링휠의 림으로 인해 운전자의 공간 활용성이 떨어지는 문제점이 있다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR

10-2183411

B

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 스티어링휠의 직선 이동 및 회전 이동에 의해 접혀지거나 펼쳐지도록 작동하여 운전석의 공간을 확보하는 폴더블 스티어링휠을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 폴더블 스티어링휠의 구성은, 칼럼과 연결되는 아마추어바디; 아마추어바디에 연결되고, 칼럼의 조향축에 대해 반경방향으로 직선 이동되며, 조향축과 평행하지 않은 회전축을 중심으로 회전 이동되는 스티어링휠; 스티어링휠의 직선 이동 및 회전 이동 경로를 형성하여 아마추어바디에 대해 스티어링휠을 이동시키는 이동기구;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 회전축은 조향축과 직교할 수 있다.

상기 스티어링휠은 하방을 향해 직선 이동되고, 스티어링휠의 하단이 아마추어바디의 좌우로 구비된 회전축을 중심으로 칵핏 하부를 향해 회전될 수 있다.

상기 스티어링휠의 직선 이동 후에 회전 이동되어 스티어링휠이 접혀질 수 있다.

아마추어바디에 에어백모듈이 고정되어 에어백모듈의 위치가 고정된 상태에서 스티어링휠만 이동시킬 수 있다.

상기 이동기구는, 아마추어바디와 스티어링휠 사이에 기어 치합구조로 결합된 복수의 기어부재; 스티어링휠의 직선 이동 및 회전 이동되는 경로를 따라 스티어링휠의 이동 동작을 가이드하는 가이드기구;를 포함할 수 있다.

상기 아마추어바디에 결합된 기어부재에 회전구동력을 제공하는 구동부;를 더 포함할 수 있다.

상기 기어부재는, 아마추어바디의 측부에 회전 가능하게 결합된 회전기어; 스티어링휠에 구성된 림어셈블리의 측부에 고정되고, 스티어링휠이 직선 이동되는 제1방향과 이로부터 한쪽으로 꺾어지는 제2방향을 따라 이어지면서 형성되어 회전기어와 치합 결합되는 이동기어;를 포함할 수 있다.

상기 회전기어의 원둘레 일부에 회전치형부가 형성되고, 상기 회전치형부와 이어지는 원둘레 부분에 회전매칭부가 형성되며; 상기 회전기어와 마주하는 이동기어의 테두리 중에서 제1방향을 따라 회전치형부와 치합되는 이동치형부가 형성되고, 제1방향에서 제2방향으로 꺾어지면서 이어지는 부분에 회전매칭부에 대응하는 형상의 이동매칭부가 형성될 수 있다.

이동치형부가 회전치형부를 따라 이동되어 스티어링휠이 직선 이동되고, 회전매칭부와 이동매칭부가 매칭된 상태에서 회전기어가 회전되어, 회전기어의 회전축을 중심으로 스티어링휠이 회전될 수 있다.

상기 회전기어의 원둘레를 따라 회전치형부가 형성되고; 상기 회전기어와 마주하는 이동기어의 제1방향 및 제2방향의 테두리를 따라 회전치형부와 치합되는 이동치형부가 형성될 수 있다.

상기 가이드기구는, 아마추어바디의 측부에 고정된 가이드돌기부; 이동기어에 스티어링휠이 직선 이동 및 회전 이동되는 경로를 따라 장공의 직선이동경로와 회전이동경로가 형성되어 가이드돌기부가 삽입되는 가이드홈부;를 포함할 수 있다.

상기 직선 이동경로와 회전 이동경로가 연속적으로 이어질 수 있다.

본 발명의 폴더블 스티어링휠은, 칼럼의 조향축에 대해 스티어링휠을 직선 이동한 후, 조향축과 평행하지 않은 회전축을 중심으로 스티어링휠을 회전 이동시키도록 구성한 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 스티어링휠의 직선 이동은 칼럼의 조향축을 기준으로 하는 원의 반경방향 중 한 방향으로 이루어지고; 상기 스티어링휠의 회전 이동은 조향축과 직교하는 회전축을 중심으로 이루어질 수 있다.

상기 스티어링휠은 하방을 향해 직선 이동되고, 스티어링휠의 하단이 회전축을 중심으로 칵핏 하부를 향해 회전될 수 있다.

상기 스티어링휠의 회전 후에 스티어링휠의 림부가 슈라우드의 하단에 나란하게 위치하여 스티어링휠이 슈라우드에 간섭되지 않게 접혀질 수 있다.

본 발명의 폴더블 스티어링휠의 다른 구성은, 칼럼에 대해 스티어링휠을 어느 한 방향으로 직선 이동한 후, 칼럼과 평행하지 않은 축을 중심으로 스티어링휠을 회전 이동시키도록 구성한 것을 특징으로 할 수 있다.

상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 스티어링휠의 림이 칵핏의 안쪽으로 진입하면서 접혀지게 됨으로써, 운전석의 공간 확보가 가능해진다. 따라서, 운전자의 승하차시 또는 차량의 정차 중, 자율주행 중에 운전석 내 여유 공간을 확보하게 되고, 이에 따라 차실 내부의 공간 활용성과 편의성을 증대시키는 효과가 있다.

더불어, 스티어링휠의 직선 이동 및 회전 이동이 되더라도 에어백모듈은 고정된 상태를 유지하게 됨으로써, 스티어링휠이 접혀진 상태에서도 운전석 에어백의 전개 성능을 그대로 유지하여 운전석 승객의 안전성을 확보하는 장점도 있다.

도 1은 본 발명에 따른 스티어링휠을 도시한 도면.
도 2는 도 1에서 스티어링휠이 직선 이동된 상태를 도시한 도면.
도 3은 도 2에서 스티어링휠이 회전 이동된 상태를 도시한 도면.
도 4는 스티어링휠의 직선 이동을 배제하고 회전 이동시킨 경우에 차체의 간섭이 발생하는 상황을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명에서 스티어링휠의 직선 이동 후에 회전 이동시킨 경우에 차체의 간섭없이 스티어링휠이 접혀지는 상태를 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 스티어링휠의 분리 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 아마추어바디와 림어셈블리를 분리하여 도시한 도면.
도 8은 본 발명에 따른 회전기어와 이동기어의 제1실시예를 확대하여 도시한 도면.
도 9는 본 발명에 따른 구동부의 결합관계를 나타낸 도면.
도 10 내지 도 12는 본 발명에 따라 스티어링휠이 직선 이동 및 회전 이동되는 과정에서 회전기어 및 이동기어 간의 작동관계를 설명하기 위한 도면.
도 13은 본 발명에 따른 회전기어와 이동기어의 제2실시예를 확대하여 도시한 도면.

본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.

본 발명에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예를 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시 된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 제어기는 차량의 다양한 구성 요소의 동작을 제어하도록 구성된 알고리즘 또는 상기 알고리즘을 재생하는 소프트웨어 명령어에 관한 데이터를 저장하도록 구성된 비휘발성 메모리(도시되지 않음) 및 해당 메모리에 저장된 데이터를 사용하여 이하에 설명되는 동작을 수행하도록 구성된 프로세서(도시되지 않음)를 통해 구현될 수 있다. 여기서, 메모리 및 프로세서는 개별 칩으로 구현될 수 있다. 대안적으로는, 메모리 및 프로세서는 서로 통합된 단일 칩으로 구현될 수 있다. 프로세서는 하나 이상의 프로세서의 형태를 취할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 스티어링휠(10)을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에서 스티어링휠(10)이 직선 이동된 상태를 도시한 도면이며, 도 3은 도 2에서 스티어링휠(10)이 회전 이동된 상태를 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 폴더블 스티어링휠(10)은, 칼럼(21)과 연결되는 아마추어바디(20); 아마추어바디(20)에 연결되고, 칼럼(21)의 조향축(S1)에 대해 반경방향으로 직선 이동되며, 조향축(S1)과 평행하지 않은 회전축(S2)을 중심으로 회전 이동되는 스티어링휠(10); 스티어링휠(10)의 직선 이동 및 회전 이동 경로를 형성하여 아마추어바디(20)에 대해 스티어링휠(10)을 이동시키는 이동기구;를 포함하여 구성이 된다.

바람직하게는, 상기 회전축(S2)은 조향축(S1)과 직교하는 방향으로 형성될 수 있다.

예컨대, 아마추어바디(20)의 중앙 하단에 칼럼(21)이 결합되어 차량에 장착된다. 조향축(S1)은 스티어링휠(10)의 조향 회전이 이루어지는 중심축으로서, 칼럼(21)의 축이 된다.

그리고, 조향축(S1)과 직교하는 회전축(S2)은 아마추어바디(20)의 좌우로 형성되는 축이 된다.

이동기구는 아마추어바디(20)와 스티어링휠(10) 사이에 마련된 것으로, 스티어링휠(10)이 직선 이동 및 회전 이동되는 경로를 형성하도록 아마추어바디(20)와 스티어링휠(10)이 기구적으로 연결된다.

즉, 칼럼(21)의 조향축(S1)을 기준으로 하는 원의 반경방향 중 어느 한방향으로 스티어링휠(10)을 직선 이동한 후, 좌우의 회전축(S2)을 중심으로 스티어링휠(10)을 한쪽 방향으로 회전 이동시키게 된다.

바람직하게는, 상기 스티어링휠(10)은 하방을 향해 직선 이동되고, 스티어링휠(10)의 하단이 아마추어바디(20)의 좌우로 구비된 회전축(S2)을 중심으로 칵핏(50)의 하부를 향해 회전된다.

즉, 도 1의 상태에서 조향축(S1)을 중심으로 스티어링휠(10)을 하방으로 직선 이동함에 따라 도 2와 같이 스티어링휠(10)이 하방으로 직선 이동된다.

그리고, 회전축(S2)을 중심으로 스티어링휠(10)의 하단을 차량 하부를 향해 회전시킴에 따라 도 3 및 도 5와 같이 스티어링휠(10)의 림부(12)가 칵핏(50)의 안쪽으로 진입하면서 접혀지게 된다.

아울러, 본 발명은 상기 스티어링휠(10)의 직선 이동 후에 회전 이동되어 스티어링휠(10)이 접혀지게 된다. 물론, 스티어링휠(10)을 펼치는 경우에는 위의 작동과 반대로 스티어링휠(10)의 회전 이동 후에 직선 이동된다.

도 4는 스티어링휠(10)의 직선 이동을 배제하고 회전 이동시킨 경우에 차체의 간섭이 발생하는 상황을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명에서 스티어링휠(10)의 직선 이동 후에 회전 이동시킨 경우에 차체의 간섭없이 스티어링휠(10)이 접혀지는 상태를 설명하기 위한 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명은 칼럼(21)의 조향축(S1)에 대해 스티어링휠(10)을 어느 한쪽 방향으로 직선 이동한 후, 조향축(S1)과 평행하지 않은 좌우의 회전축(S2)을 중심으로 스티어링휠(10)을 한쪽 방향으로 회전 이동시키도록 구성하게 된다.

이때에, 상기 스티어링휠(10)의 직선 이동은 칼럼(21)의 조향축(S1)을 기준으로 하는 원의 반경방향 중에서 하방으로 이루어진다.

그리고, 상기 스티어링휠(10)의 회전 이동은 조향축(S1)과 직교하는 회전축(S2)을 중심으로 스티어링휠(10)의 하단이 칵핏(50) 하부를 향해 회전된다.

이 같은 구성에 따라, 상기 스티어링휠(10)의 회전 후에 스티어링휠(10)의 림부(12)가 슈라우드(40)의 하단에 나란하게 위치하게 됨으로써, 스티어링휠(10)이 슈라우드(40)에 간섭되지 않게 접혀지게 된다.

스티어링휠(10)의 회전 이동 전에 스티어링휠(10)을 하방으로 직선 이동하는 이유에 대해 설명하면, 칵핏(50)에 장착된 슈라우드(40)는 칼럼(21)의 하부를 덮는 커버로서, 도 4와 같이 스티어링휠(10)을 하부로 직선 이동시키지 않고 회전만 시키면 스티어링휠(10) 하단의 림부(12)가 슈라우드(40)에 간섭된다.

하지만, 도 5와 같이 스티어링휠(10)을 하부로 소정 거리 직선 이동시킨 후에 회전시키는 경우에는, 스티어링휠(10) 하단의 림부(12)가 슈라우드(40)에 간섭되지 않아 스티어링휠(10)이 안정적으로 접혀지게 된다.

따라서, 스티어링휠(10)이 접혀지면서 운전석의 공간 확보가 가능함으로써, 운전자의 승하차시 또는 차량의 정차 중에 운전석 내 여유 공간을 확보하게 되고, 이에 따라 차실 내부의 공간 활용성과 편의성을 증대시키게 된다.

아울러, 본 발명은 아마추어바디(20)에 에어백모듈(30)이 고정되어 에어백모듈(30)의 위치가 고정된 상태에서 스티어링휠(10)만 이동시킬 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 스티어링휠(10)의 분리 사시도이고, 도 7은 본 발명에 따른 아마추어바디(20)와 림어셈블리(11)를 분리하여 도시한 도면이다.

도면을 참조하여 설명하면, 아마추어바디(20)는 중간부분에 판 형상의 지지부(20a)가 형성되고, 지지부(20a)의 양측에 연결부(20b)가 형성되어 아마추어바디(20)가 'U'자 단면 형상을 이루게 됨으로써, 지지부(20a)의 상면에 에어백모듈(30)이 고정된다.

지지부(20a)와 에어백모듈(30) 사이에는 혼 플레이트(31)가 조립되어 에어백모듈(30)의 누름 조작시 경적을 울리게 되고, 스프링(32)에 의해 에어백모듈(30)의 누름 조작 이전으로 에어백모듈(30)을 복귀시키게 된다.

그리고, 이동기구에 의해 아마추어바디(20)와 스티어링휠(10)이 연결되어 스티어링휠(10)이 아마추어바디(20)에 대해 직선 이동 및 회전 이동된다.

따라서, 스티어링휠(10)의 직선 이동 및 회전 이동이 되더라도 에어백모듈(30)은 아마추어바디(20)에 고정됨으로써, 에어백모듈(30)의 위치가 변화하지 않게 되고, 이에 스티어링휠(10)이 접혀진 상태에서도 운전석 에어백의 전개 성능을 그대로 유지하여 운전석 승객의 안전성을 확보하게 된다.

한편, 도 8은 본 발명에 따른 회전기어(100)와 이동기어(200)의 제1실시예를 확대하여 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 상기 이동기구는, 아마추어바디(20)와 스티어링휠(10) 사이에 기어 치합구조로 결합된 복수의 기어부재; 스티어링휠(10)의 직선 이동 및 회전 이동되는 경로를 따라 스티어링휠(10)의 이동 동작을 가이드하는 가이드기구;를 포함하여 구성이 된다.

아울러, 도 9는 본 발명에 따른 구동부(130)의 결합관계를 나타낸 도면으로, 상기 아마추어바디(20)에 마련되는 기어부재에 회전구동력을 제공하는 구동부(130);를 더 포함하여 구성이 된다.

예를 들어, 상기 구동부(130)는 모터일 수 있고, 기어박스 형태로 구비되어 아마추어바디(20)의 측부에 조립된다.

아마추어바디(20)에는 회전기어(100)가 마련되고, 아마추어바디(20)에는 이동기어(200)가 구비된다. 회전기어(100) 및 이동기어(200)의 구성은 아래에서 다시 상세하게 설명하기로 한다.

이에, 상기 모터가 회전기어(100)에 조립되어 모터의 회전축(S2)이 회전기어(100)의 회전축(S2)이 된다. 이때에, 모터의 회전축(S2)이 베어링(131)에 의해 아마추어바디(20)에 삽입 지지되어 회전기어(100)의 흔들림을 방지하게 된다.

또한, 상기 모터는 아마추어바디(20)의 양측에 각각 조립될 수 있지만, 아마추어바디(20)의 중앙에 하나의 모터만 설치하여 회전기어(100)에 조립할 수도 있다.

그리고, 모터의 작동은 제어기에 의해 제어가 이루어진다.

즉, 모터의 회전구동력이 회전기어(100)에 제공되어 회전기어(100)가 회전되고, 회전기어(100)가 회전됨에 따라 회전기어(100)와 치합 결합된 이동기어(200)에 회전 구동력이 전달되어 이동기어(200)를 이동시키게 된다. 따라서, 모터의 작동에 따라 스티어링휠(10)을 접거나 펼치는 작동을 구현하게 된다.

계속해서, 상기 기어부재는, 아마추어바디(20)의 측부에 회전 가능하게 결합된 회전기어(100); 스티어링휠(10)에 구성된 림어셈블리(11)의 측부에 고정되고, 스티어링휠(10)이 직선 이동되는 제1방향(a1)과 이로부터 한쪽으로 꺾어지는 제2방향(a2)을 따라 이어지면서 형성되어 회전기어(100)와 치합 결합되는 이동기어(200);를 포함하여 구성이 된다.

도 6 내지 도 8을 참조하여 구체적으로 살펴보면, 회전기어(100)는 원둘레를 따라 기어치가 형성되어 중앙의 회전축(S2)을 중심으로 회전하는 외접기어 형상으로 형성된다.

이러한, 회전기어(100)는 아마추어바디(20)의 양 측부에 형성된 연결부(20b) 측면에 회전 가능하게 구비된다.

그리고, 림어셈블리(11)는 림부(12)의 내측면에서 아마추어바디(20)를 향해 스포크부(13)가 고정되어 구성이 된다. 림부(12)는 가죽 및 폼에 의해 제조된 통상의 원형 형상으로 형성될 수 있지만, 요크스티어링휠 형상으로 형성될 수도 있고, 이 외에도 다양한 형상으로 형성이 가능하다.

이동기어(200)는 제1방향(a1)과 제2방향(a2)을 따라 'L'형상으로 형성되어 일단이 스포크부(13)의 끝단에 볼팅 고정되고, 타단이 회전기어(100)와 치합 결합된다. 참고로, 이동기어(200)는 스포크부(13)와 별물로 제조되어 볼팅 고정되는 구조로 형성될 수 있고, 이동기어(200)와 스포크부(13)가 일체로 형성될 수도 있다.

이에, 이동기어(200)가 회전기어(100)에 치합된 상태에서 가이드기구에 의해 이동기어(200)의 직선 이동 및 회전 이동되는 경로가 가이드된다.

즉, 회전기어(100)가 구동부(130)에 의해 회전하게 되면, 이동기어(200)가 가이드기구를 통해 형성된 직선이동경로(400a) 및 회전이동경로(400b)를 따라 이동하게 되고, 이동기어(200)에 고정된 스티어링휠(10)이 함께 직선 이동 및 회전 이동된다.

참고로, 스포크부(13)에는 스위치어셈블리(14)가 조립되고, 스위치어셈블리(14)의 하부 외관 형상을 보호하기 위해 스위치커버(15)가 조립될 수 있다. 그리고, 아마추어바디(20)의 외관 형상을 보호하기 위해 아마추어바디(20)를 감싸는 형상으로 바디커버(23) 등이 조립될 수 있다.

도 10 내지 도 12는 본 발명에 따라 스티어링휠(10)이 직선 이동 및 회전 이동되는 과정에서 회전기어(100) 및 이동기어(200) 간의 작동관계를 설명하기 위한 도면이다.

도면을 참조하면, 상기 회전기어(100)의 원둘레 일부에 회전치형부(110)가 형성되고, 상기 회전치형부(110)와 이어지는 원둘레 부분에 회전매칭부(120)가 형성되며; 상기 회전기어(100)와 마주하는 이동기어(200)의 테두리 중에서 제1방향(a1)을 따라 회전치형부(110)와 치합되는 이동치형부(210)가 형성되고, 제1방향(a1)에서 제2방향(a2)으로 꺾어지면서 이어지는 부분에 회전매칭부(120)에 대응하는 형상의 이동매칭부(220)가 형성될 수 있다.

구체적으로, 회전기어(100)가 섹터기어 형상으로 형성되어 회전기어(100) 둘레의 일부를 따라 회전치형부(110)가 형성되고, 회전치형부(110)와 경계하는 회전기어(100)의 둘레 일부를 따라 돌기 형상의 회전매칭부(120)가 형성된다.

그리고, 회전기어(100)와 마주하는 이동기어(200)의 제1방향(a1) 일측면에 랙기어 형상의 이동치형부(210)가 형성되고, 상기 제1방향(a1)의 일측면과 경계하는 제2방향(a2)의 일측면에 상기 회전매칭부(120)와 대응하는 홈 형상의 이동매칭부(220)가 형성된다.

이에, 이동치형부(210)가 회전치형부(110)를 따라 이동되어 스티어링휠(10)이 직선 이동되고, 회전매칭부(120)와 이동매칭부(220)가 매칭된 상태에서 회전기어(100)가 회전되어, 회전기어(100)의 회전축(S2)을 중심으로 스티어링휠(10)이 회전되는 구조가 된다.

즉, 도 10의 상태에서 모터가 일방향 작동되면, 모터와 연동되어 회전기어(100)가 그 회전축(S2)을 중심으로 회전된다. 이때에, 회전기어(100)의 회전치형부(110)에는 이동기어(200)의 이동치형부(210)가 치합되어 있어, 도 11과 같이 이동기어(200)가 림어셈블리(11)와 함께 하방으로 직선 이동되고, 회전매칭부(120)와 이동매칭부(220)가 매칭되는 상태가 된다.

이처럼 회전매칭부(120)와 이동매칭부(220)가 매칭된 상태에서 모터의 작동력이 계속해서 인가됨에 따라 회전기어(100)가 이동기어(200)를 회전시키게 됨으로써, 도 12와 같이 림부(12)의 하단이 칵핏의 하단으로 진입하는 형태로 림어셈블리(11)가 회전된다.

한편, 도 13은 본 발명에 따른 회전기어(100)와 이동기어(200)의 제2실시예를 확대하여 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 상기 회전기어(100)의 원둘레를 따라 회전치형부(110)가 형성되고; 상기 회전기어(100)와 마주하는 이동기어(200)의 제1방향(a1) 및 제2방향(a2)의 테두리를 따라 회전치형부(110)와 치합되는 이동치형부(210)가 형성될 수 있다.

구체적으로, 회전기어(100)가 피니언기어 형상으로 형성되어 둘레를 따라 회전치형부(110)가 형성된다.

그리고, 회전기어(100)와 마주하는 이동기어(200)의 제1방향(a1) 일측면과, 상기 제1방향(a1) 일측면과 경계하는 제2방향(a2)의 일측면에 랙기어 형상의 이동치형부(210)가 형성되는 것은 물론, 제1방향(a1)과 제2방향(a2) 사이에 경계하는 모서리 부분에도 이동치형부(210)가 형성된다.

한편, 도 6 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 가이드기구는, 아마추어바디(20)의 측부에 고정된 가이드돌기부(300); 이동기어(200)에 스티어링휠(10)이 직선 이동 및 회전 이동되는 경로를 따라 장공의 직선이동경로(400a)와 회전이동경로(400b)가 형성되어 가이드돌기부(300)가 삽입되는 가이드홈부(400);를 포함하여 구성이 된다.

그리고, 상기 직선이동경로(400a)와 회전이동경로(400b)가 연속적으로 이어져 구성된다.

구체적으로, 상기 회전기어(100)와 인접한 아마추어바디(20)의 측면에 가이드돌기부(300)가 돌출되어 고정된다.

그리고, 'L'형상으로 형성된 이동기어(200)의 중간에는 그 길이방향을 따라 직선이동경로(400a)와 회전이동경로(400b)가 연속적으로 이어진 'L'형상의 가이드홈부(400)가 형성되고, 상기 가이드홈부(400) 내에 가이드돌기부(300)가 삽입된다.

따라서, 회전기어(100)의 회전에 의해 이동기어(200)의 이동시, 도 10 및 도 12와 같이 가이드돌기부(300)가 가이드홈부(400)의 직선이동경로(400a)를 따라 이동기어(200)의 직선 이동을 가이드하게 되어 이동기어(200)의 직선 이동을 구현하게 된다.

그리고, 직선이동경로(400a)에서 회전이동경로(400b)로 전환되는 부분에서는 가이드돌기부(300)가 가이드홈부(400)의 회전이동경로(400b)를 따라 이동기어(200)의 회전 이동을 가이드하게 되어 이동기어(200)의 회전 이동을 구현하게 된다.

이하에서는, 본 발명에 따른 폴더블 스티어링휠(10)의 작동에 따른 작용 및 효과에 대해 설명하기로 한다.

도 1과 같이, 스티어링휠(10)이 운전자를 향해 펼쳐져 있는 일반적인 운행 상황에서, 자율주행모드와 같이 스티어링휠(10)이 접혀져야 하는 운행 상황으로 전환되면, 제어기가 모터에 작동신호를 명령하여 모터를 회전시킨다.

모터가 회전하게 되면, 도 10을 기준으로 회전기어(100)에 모터의 구동력이 전달되어 회전기어(100)가 반시계 방향으로 회전하게 된다.

그러면, 가이드돌기부(300)가 가이드홈부(400)의 직선이동경로(400a) 내에 삽입된 상태에 있으므로, 가이드돌기부(300)가 가이드홈부(400)의 직선이동경로(400a)를 따라 이동기어(200)의 직선 이동을 가이드하게 되고, 이에 이동기어(200)와 함께 림어셈블리(11)가 도 2 및 도 11과 같이 하방으로 직선 이동된다.

이 상태에서, 모터의 구동력이 지속됨으로써 회전기어(100)가 계속해서 반시계방향으로 회전하게 된다.

이에, 가이드돌기부(300)가 가이드홈부(400)의 회전이동경로(400b) 내에 진입됨으로써, 가이드돌기부(300)가 가이드홈부(400)의 회전이동경로(400b)를 따라 이동기어(200)의 회전 이동을 가이드하게 되고, 이에 이동기어(200)와 함께 림어셈블리(11)가 도 3 및 도 12와 같이 반시계방향으로 90° 회전 이동된다.

이에, 스티어링휠(10)의 림부(12)가 칵핏(50) 안쪽의 슈라우드(40) 하단으로 진입하면서 접혀지게 됨으로써, 운전석의 공간 확보가 가능해진다.

따라서, 운전자의 승하차시 또는 차량의 정차 중, 자율주행 중에 운전석 내 여유 공간을 확보하게 되고, 이에 따라 차실 내부의 공간 활용성과 편의성을 증대시키게 된다.

더불어, 스티어링휠(10)의 직선 이동 및 회전 이동이 되더라도 에어백모듈(30)은 고정된 상태를 유지하게 됨으로써, 스티어링휠(10)이 접혀진 상태에서도 운전석 에어백의 전개 성능을 그대로 유지하여 운전석 승객의 안전성을 확보하게 된다.

한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

10 : 스티어링휠
11 : 림어셈블리
12 : 림부
13 : 스포크부
20 : 아마추어바디
20a : 지지부
20b : 연결부
21 : 칼럼
30 : 에어백모듈
40 : 슈라우드
50 : 칵핏
100 : 회전기어
110 : 회전치형부
120 : 회전매칭부
130 : 구동부
200 : 이동기어
210 : 이동치형부
220 : 이동매칭부
300 : 가이드돌기부
400 : 가이드홈부
400a : 직선이동경로
400b : 회전이동경로
S1 : 조향축
S2 : 회전축
a1 : 제1방향
a2 : 제2방향

Claims

칼럼과 연결되는 아마추어바디;
아마추어바디에 연결되고, 칼럼의 조향축에 대해 반경방향으로 직선 이동되며, 조향축과 평행하지 않은 회전축을 중심으로 회전 이동되는 스티어링휠;
스티어링휠의 직선 이동 및 회전 이동 경로를 형성하여 아마추어바디에 대해 스티어링휠을 이동시키는 이동기구;를 포함하는 폴더블 스티어링휠.
청구항 1에 있어서,
상기 회전축은 조향축과 직교하는 것을 특징으로 하는 폴더블 스티어링휠.
청구항 1에 있어서,
상기 스티어링휠은 하방을 향해 직선 이동되고, 스티어링휠의 하단이 아마추어바디의 좌우로 구비된 회전축을 중심으로 칵핏 하부를 향해 회전되는 것을 특징으로 하는 폴더블 스티어링휠.
청구항 1에 있어서,
상기 스티어링휠의 직선 이동 후에 회전 이동되어 스티어링휠이 접혀지는 것을 특징으로 하는 폴더블 스티어링휠.
청구항 1에 있어서,
아마추어바디에 에어백모듈이 고정되어 에어백모듈의 위치가 고정된 상태에서 스티어링휠만 이동시키는 것을 특징으로 하는 폴더블 스티어링휠.
청구항 1에 있어서,
상기 이동기구는,
아마추어바디와 스티어링휠 사이에 기어 치합구조로 결합된 복수의 기어부재;
스티어링휠의 직선 이동 및 회전 이동되는 경로를 따라 스티어링휠의 이동 동작을 가이드하는 가이드기구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴더블 스티어링휠.
청구항 6에 있어서,
상기 아마추어바디에 결합된 기어부재에 회전구동력을 제공하는 구동부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴더블 스티어링휠.
청구항 6에 있어서,
상기 기어부재는,
아마추어바디의 측부에 회전 가능하게 결합된 회전기어;
스티어링휠에 구성된 림어셈블리의 측부에 고정되고, 스티어링휠이 직선 이동되는 제1방향과 이로부터 한쪽으로 꺾어지는 제2방향을 따라 이어지면서 형성되어 회전기어와 치합 결합되는 이동기어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴더블 스티어링휠.
청구항 8에 있어서,
상기 회전기어의 원둘레 일부에 회전치형부가 형성되고, 상기 회전치형부와 이어지는 원둘레 부분에 회전매칭부가 형성되며;
상기 회전기어와 마주하는 이동기어의 테두리 중에서 제1방향을 따라 회전치형부와 치합되는 이동치형부가 형성되고, 제1방향에서 제2방향으로 꺾어지면서 이어지는 부분에 회전매칭부에 대응하는 형상의 이동매칭부가 형성된 것을 특징으로 하는 폴더블 스티어링휠.
청구항 9에 있어서,
이동치형부가 회전치형부를 따라 이동되어 스티어링휠이 직선 이동되고,
회전매칭부와 이동매칭부가 매칭된 상태에서 회전기어가 회전되어, 회전기어의 회전축을 중심으로 스티어링휠이 회전되는 것을 특징으로 하는 폴더블 스티어링휠.
청구항 8에 있어서,
상기 회전기어의 원둘레를 따라 회전치형부가 형성되고;
상기 회전기어와 마주하는 이동기어의 제1방향 및 제2방향의 테두리를 따라 회전치형부와 치합되는 이동치형부가 형성된 것을 특징으로 하는 폴더블 스티어링휠.
청구항 6에 있어서,
상기 가이드기구는,
아마추어바디의 측부에 고정된 가이드돌기부;
이동기어에 스티어링휠이 직선 이동 및 회전 이동되는 경로를 따라 장공의 직선이동경로와 회전이동경로가 형성되어 가이드돌기부가 삽입되는 가이드홈부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴더블 스티어링휠.
청구항 12에 있어서,
상기 직선 이동경로와 회전 이동경로가 연속적으로 이어지는 것을 특징으로 하는 폴더블 스티어링휠.
스티어링휠을 직선 이동한 후, 조향축과 평행하지 않은 회전축을 중심으로 스티어링휠을 회전 이동시키도록 구성한 것을 특징으로 하는 폴더블 스티어링휠.
청구항 14에 있어서,
상기 스티어링휠의 직선 이동은 칼럼의 조향축을 기준으로 하는 원의 반경방향 중 한 방향으로 이루어지고;
상기 스티어링휠의 회전 이동은 조향축과 직교하는 회전축을 중심으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴더블 스티어링휠.
청구항 15에 있어서,
상기 스티어링휠은 하방을 향해 직선 이동되고, 스티어링휠의 하단이 회전축을 중심으로 칵핏 하부를 향해 회전되는 것을 특징으로 하는 폴더블 스티어링휠.
청구항 14에 있어서,
상기 스티어링휠의 회전 후에 스티어링휠의 림부가 슈라우드의 하단에 나란하게 위치하여 스티어링휠이 슈라우드에 간섭되지 않게 접혀지는 것을 특징으로 하는 폴더블 스티어링휠.
스티어링휠을 어느 한 방향으로 직선 이동한 후, 칼럼과 평행하지 않은 축을 중심으로 스티어링휠을 회전 이동시키도록 구성한 것을 특징으로 하는 폴더블 스티어링휠.