KR100494547B1 - 자동차용 압력 분포 조정 구조를 갖는 시트백 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 압력 분포 조정 구조를 갖는 시트백에 관한 것으로서, 기존의 시트백의 구조는 탑승자의 착좌 자세나 인체 특징에 상관없이 통계적인 방법에 의한 표준 인체 모델을 이용하여 등부위의 압력 분포를 설정한 구조로서, 압력분포를 자동으로 조정하는 구조가 없어 이를 배제하고 대신에 운전자의 등이 닿는 시트백의 전면에 독립된 셀구조의 격자무늬 형태를 갖는 압력 분포를 자동으로 조정할 수 있는 장치를 장착함으로써, 안락감 개선과 함께 피로도를 저감시킬 수 있는 자동차용 압력 분포 조정 구조를 갖는 시트백에 관한 것이다.

Description

자동차용 압력 분포 조정 구조를 갖는 시트백{Seatback having a structure for controlling pressure range of automobile}

본 발명은 자동차용 압력 분포 조정 구조를 갖는 시트백에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기존의 시트백의 구조는 탑승자의 착좌 자세나 인체 특징에 상관없이 통계적인 방법에 의한 표준 인체 모델을 이용하여 등부위의 압력 분포를 설정한 구조로서, 압력분포를 자동으로 조정하는 구조가 없어 이를 배제하고 대신에 운전자의 등이 닿는 시트백의 전면에 독립된 셀구조의 격자무늬 형태를 갖는 압력 분포를 자동으로 조정할 수 있는 장치를 장착함으로써, 안락감 개선과 함께 피로도를 저감시킬 수 있는 자동차용 압력 분포 조정 구조를 갖는 시트백에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 시트는 운전자가 장시간 앉아 있어야 하는 좁은 공간으로 충분히 넓게 제작하는데 한계가 있기 때문에 오랫동안 주행하는 경우나 노면 상태가 나쁘더라도 편안함을 추구할 수 있는 쪽으로 개발이 진행되고 있다.

특히, 시트백 구조는 탑승자의 착좌 자세나 인체 특징에 상관없이 통계적인 방법에 의한 표준 인체 모델을 이용하여 등부위의 압력 분포를 설정하는 구조로 되어 있으며, 요추부 지지 압력을 개선하기 위해서 요추 지지장치을 적용하는 것이 일반적인 추세이다.

그런데, 종래의 시트백 구조는 요추 지지장치 이외에는 인체 등부위의 압력을 조정하는 구조가 없어 시트에 착석한 사람이 평균적 인체 특성에서 벗어나 있는 경우나 피로감을 해소하기 위해 시트백 상단 부위로 인체 등부위를 기댈 경우 등뼈 상단 부위 및 어깨 부위의 압력 분포가 적절하지 못한 경우가 많이 발생하여 인체 피로도를 해소시키는데 효율적이지 못한 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 시트백에 격자구조를 가진 스틸프레임을 적용하고, 그 내부에서 독립적으로 직선운동하는 압전소자를 장착한 셀구조를 삽입하여 운전자의 조작에 의해 개별적인 셀이 전진하여 운전자의 등을 밀착하고, 이로인해 압전소자가 최적의 배압분포를 가지게 될 시에 전기적 신호를 보내 시트백의 구조를 세팅하여 시트백의 형상을 고정함으로써, 반복적으로 모든 운전자의 개별적이고 특징적인 등 형상 및 모든 운전자세가 반영된 최적의 안락감을 제공할 수 있는 자동차용 압력 분포 조정 구조를 갖는 시트백을 제공하는데 그 목적이 있다.

이하, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 자동차용 압력 분포 조정 구조를 갖는 시트백은 시트백(100) 전면에 장착되며, 회로구성 작동수단에 의해 작동되어 운전자의 배압 분포를 조정할 수 있는 배압분포 조정수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 배압분포 조정수단은 시트백(100) 내에 일정폭을 갖는 격자 구조 형태의 스틸 프레임(10)에 형성되어 스틸재질의 실린더 형상을 갖는 하우징(11a)과, 에어 유입구(13)를 통해 상기 스틸 프레임(10) 후부의 밀폐된 챔버(12) 내로 공급되는 공기에 의해 돌출된 상태에서, 운전자의 배압에 따라 위치조정이 가능한 쿠션부(11b)로 이루어진 다수개의 단위셀(cell)(11) 구조인 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 쿠션부(11b)는 그 머리부에 압력을 전기로 변환시키는 압전소자(30)가 형성되고, 그 후단부와 상기 하우징(11a) 내측 사이에 인장 스프링(31)이 탄설되며, 그 상,하 외측면에 절연 패드(32)가 삽입된 소정 형상과 높이를 갖는 홈(33)에 인장 스프링(35)에 의해 탄성 이동하는 전자석(34)이 삽입된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 회로구성 작동수단은 배터리의 전원(20)을 에어 제너레이터(23)와 전류계(25)의 접점(25a)에 공급해주는 푸시버튼 스위치(21)와;

상기 시트백(100)의 챔버(12) 내로 공기를 에어 유입구(13)를 통해 공급해주는 에어 제너레이터(23)와;

초기 온(on)상태에서 전류계(25)의 지시침(25b)이 이동하여 접점 플레이트(26)에 직렬 접속 연결 회로가 형성되면 상기 에어 제너레이터(23)의 구동을 차단시키는 에어 제너레이터 스위치(22)와;

상기 압전소자(30)에 의해 변환된 전기를 증폭시키는 증폭기(24)와;

상기 증폭기(24)의 전기 신호에 의해 지시침(25b)이 연동하여 전자석(34)에 전기를 접속 또는 차단시키는 전류계(25)와;

상기 전류계(25)와 에어 제너레이터 스위치(22) 사이에 서로 연결되어 상기 지시침(25b)의 연동에 의해 에어 제너레이터 스위치(22)를 차단시키는 지시침 연동 로드(27)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차용 압력 분포 조정 구조를 갖는 시트백을 나타내는 정면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 자동차용 압력 분포 조정 구조를 갖는 시트백을 나타내는 측면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 독립된 셀구조 및 작동관계를 나타내는 구성도이다.

또한, 도 4는 본 발명에 따른 압전소자가 삽입된 셀구조의 작동상태를 나타내는 작동도이다.

여기서, 도면부호 100은 시트백을 나타낸다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 시트백(100)은 그 내부에 일정폭을 갖는 격자구조 형태로서, 다수개의 단위셀(cell)(11)을 갖는 스틸 프레임(10)이 형성되어 있는 바, 상기 스틸 프레임(10)의 독립된 단위셀(11)은 실린더 구조로 되어 있으며, 각각의 실린더 구조 형태의 단위셀(11)에는 피스톤 로드 형태의 쿠션부(1b)가 장착되어 전후로 탄성 이동할 수 있도록 되어 있다.

상기 쿠션부(11b)의 탄성 이동은 시트백(100) 내의 밀폐된 챔버(12) 내에 공기를 유입시켜 그 공기압을 통해 이루어지도록 되어 있는데, 이는 자동차의 배터리 전원을 에어 제너레이터 스위치(22)의 온(on)작동을 통해 에어 제너레이터(23)로 인가되도록 하고, 그 에어 제너레이터(23)의 구동에 의해 공기가 시트백(100)의 하단부에 형성된 에어 유입구(13)를 통해 챔버(12)로 유입되도록 하며, 일정 공기압 이상에서 상기 쿠션부(11b)가 전방으로 돌출될 수 있도록 되어 있다.

이렇게 돌출된 상태에서, 운전자의 배압에 따라 위치조정이 가능한 배압분포 조정수단을 이루는 쿠션부(11b)의 독립된 구조를 상세하게 설명하자면, 상기 쿠션부(12)가 장착되어 전후로 이동가능하도록 안내하는 스틸재질의 실린더 형상을 갖는 하우징(11a)이 단위셀 구조로 형성되어 있다.

상기 쿠션부(11b)의 머리부에는 압력을 전기로 변환시키는 압전소자(30)가 형성되어 있고, 그 후단부와 상기 하우징(11a) 내측 사이에는 쿠션부(11a)가 원상태로 복귀할 수 있도록 인장 스프링(31)이 탄설되어 있다.

또한, 그 상,하 외측면에는 절연 패드(32)가 삽입된 일정한 형태와 높이를 갖는 홈(33)이 형성되어 있고, 그 홈(33)에는 전류에 의해 자화되고 전류를 끊으면 자화를 상실하는 전자석(34)이 삽입되어 있으며, 그 전자석(34) 후단부와 상기 홈(33)의 내측 사이에는 전자석(34)이 원상태로 복귀할 수 있도록 인장 스프링(35)이 탄설되어 있다.

이때, 상기 전자석(34)이 자화되어 자장을 형성할 시에 주변으로 자장이 작동하지 않도록 하여 전자석(34)의 운동방향으로 결정하여 주는 절연 패드(32)가 홈(33)의 외벽에 장착되어 있다.

이러한 쿠션부(11b)는 배터리 전원(20)에 의한 전기적인 회로구성 작동수단에 의해 구동되도록 되어 있는 바, 먼저 배터리의 전원(20)을 에어 제너레이터(23)와 전류계(25)의 접점(25a)에 전원을 공급해주는 푸시버튼 스위치(21)가 형성되어 있고, 초기에는 온(on) 상태에 있다가 상기 전류계(25)의 지시침(25b)이 이동하여 접점 플레이트(26)에 직렬 접속 연결 회로가 형성되면, 전류계(25)의 지시침(25b)의 작동에 의해 구동하는 지시침 연동 로드(27)에 의해 오프(off) 상태가 되어 에어 제너레이터(23)의 구동을 멈추게 하는 에어 제너레이터 스위치(22)가 형성되어 있다.

한편, 상기 압전소자(30)의 전기 신호를 증폭시키는 증폭기(24)와, 상기 증폭기(24)의 전기 신호에 의해 연동하는 접점(25a)을 가진 전류계(25)는 상기 쿠션부(11b)의 탄성이동을 제한하는 전자석(34)에 전류를 인가시킬 수 있도록 회로 구성되어 있다.

이때, 상기 전류계(25)는 초기에는 오프(off) 상태에 있다가 상기 증폭기(24)의 전기 신호에 의해 지시침(25b)이 연동하여 접점 플레이트(26)의 접점(25a)에 직렬 접속 연결 회로를 형성할 수 있도록 되어 있다.

상기와 같은 작동에 의해 전류를 공급받는 전자석(34)은 자화되어 스틸로 형성된 하우징(11a)의 내벽에 밀착 고정되고, 그로인해 상기 쿠션부(11b)가 고정상태 그대로 위치할 수 있도록 되어 있다.

다음에는 이러한 구성을 갖는 본 발명의 작동원리에 대해 설명하기로 한다.

운전자가 시트에 착석하여 시트백(100)의 압력 분포를 조정하기 위해 푸시 버튼 스위치(21)을 온 작동시키면 초기 온 상태에 있는 에어 제너레이터 스위치(22)를 통해 에어 제너레이터(23)를 작동시킨다.

상기 에어 제너레이터(23)의 작동으로 시트백(100) 후측의 에어 유입구(13)를 통해 시트백(100) 내의 밀폐된 챔버(12) 내로 공기가 유입되면, 그 공기압에 의해 스틸 프레임(10)의 각 단위셀(11)의 쿠션부(11b)는 운전자의 등쪽으로 탄성이동하고, 이로인해 운전자의 등에 밀착되어 가압하게 된다.

이때, 각각의 쿠션부(11b)가 운전자의 등쪽으로 밀려나올 시에 쿠션부(11b) 전면에 내장되어 있는 압전소자(30)에 압력이 가해지면서 각각의 압전소자(30)는 전기를 발생시키게 된다.

이렇게 발생된 전기는 증폭기(24)로 전달되어 전압 또는 전력을 증폭시키고, 다시 전류계(25)의 지시침(25b)을 연동시킬 수 있도록 되어 있다.

이때, 상기 운전자의 등압이 기 설정된 일정 압력 이상 즉, 최적의 시트백(100) 배압 분포를 가지게 되면, 상기 전류계(25)의 지시침(25b)이 회로 온(on)구간인 접점 플레이트(26)로 연동하게 되어 전자석(34)으로 전기 신호가 전달하게 된다.

전기 신호를 전달받은 전자석(34)은 자장을 형성하고, 이로인해 하우징(11a)의 내벽에 밀착 고정되어 상기 쿠션부(11b)가 그 상태로 위치할 수 있도록 하는 스토퍼 기능을 갖는다.

이와 동시에, 상기 전류계(25)의 지시침(25b)과 연동하는 지시침 연동 로드(27)가 상기 에어 제너레이터 스위치(22)를 오프 상태가 되도록 하여 공기가 시트백(100)의 챔버(12) 내로 공급되지 않도록 하여 견고하게 등을 지지할 수 있도록 되어 있다.

따라서, 운전자는 등 형상에 맞게 시트백(100)의 형상을 변경할 수 있도록 하여 최적의 시트백(100) 배압 분포를 자동으로 조정하여 최적의 안락감을 제공 받을 수 있다.

한편, 상기 푸시버튼 스위치(21)를 오프시키면 배터리 전원(20)의 공급이 중단되고, 이로인해 전류계(25)의 접점(25a)에 전원이 공급되지 않고, 전류계(25)의 지시침(25b)은 영점에 이르게 된다.

따라서, 상기 전자석(34)의 자장이 차단되고, 이로인해 전자석(34)은 인장 스프링(35)의 탄성력에 의해 원상태로 복귀하게 된다.

이와 동시에, 상기 쿠션부(11b)도 인장 스프링(31)에 의해 초기 상태로 복귀하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차용 압력 분포 조정 구조를 갖는 시트백은 어떠한 특징적인 운전자의 등 구조 및 어떠한 운전 자세에서도 운전자에게 최적의 안락감을 제공함으로써, 승차감 및 시트 안락성 향상 및 충돌 시, 승객 보호 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차용 압력 분포 조정 구조를 갖는 시트백을 나타내는 정면도,

도 2는 본 발명에 따른 자동차용 압력 분포 조정 구조를 갖는 시트백을 나타내는 측면도,

도 3은 본 발명에 따른 독립된 셀구조 및 작동관계를 나타내는 구성도,

도 4는 본 발명에 따른 압전소자가 삽입된 셀구조의 작동상태를 나타내는 작동도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 스틸 프레임 11 : 단위셀

11a : 하우징 11b : 쿠션부

12 : 챔버 13 : 에어 유입구

20 : 전원 21 : 푸시버튼 스위치

22 : 에어 제너레이터 스위치 23 : 에어 제너레이터

24 : 증폭기 25 : 전류계

25a : 접점 25b : 지시침

26 : 접점 플레이트 27 : 지시침 연동 로드

30 : 압전소자 31 : 인장 스프링(쿠션부)

32 : 절연 패드 33 : 홈

34 : 전자석 35 : 인장 스프링(전자석)

Claims (4)

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3. 시트백(100) 전면에 장착되며 회로구성 작동수단에 의해 작동되어 운전자의 배압 분포를 조정할 수 있는 배압분포 조정수단을 포함하여 이루어진 자동차용 압력 분포 조정 구조를 갖는 시트백에 있어서,

   상기 배압분포 조정수단은 시트백(100) 내에 일정폭을 갖는 격자 구조 형태의 스틸 프레임(10)에 형성되어 스틸재질의 실린더 형상을 갖는 하우징(11a)과, 에어 유입구(13)를 통해 상기 스틸 프레임(10) 후부의 밀폐된 챔버(12) 내로 공급되는 공기에 의해 돌출된 상태에서 운전자의 배압에 따라 위치조정이 가능한 쿠션부(11b)로 이루어진 다수개의 단위셀(cell)(11) 구조이며, 상기 쿠션부(11b)는 그 머리부에 압력을 전기로 변환시키는 압전소자(30)가 형성되고, 그 후단부와 상기 하우징(11a) 내측 사이에 인장 스프링(31)이 탄설되며, 그 상,하 외측면에 절연 패드(32)가 삽입된 소정 형상과 높이를 갖는 홈(33)에 인장 스프링(35)에 의해 탄성 이동하는 전자석(34)이 삽입된 것을 특징으로 하는 자동차용 압력 분포 조정 구조를 갖는 시트백.
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