KR100534946B1 - 차량의 시트제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량 정면충돌시 발생하는 피칭현상으로 인한 시트백의 쏠림을 방지하여 탑승자의 안전을 확보할 수 있는 시트제어장치에 관한 것이다.

본 발명은 차량 정면충돌시 실내측으로 밀려오는 엔진파트와 연동되는 시트백 젖힘수단을 이용하여 차량 정면충돌과 동시에 시트백을 뒷쪽으로 젖혀줄 수 있도록 함으로써, 차체의 피칭현상을 상쇄하면서 충돌시 생존공간(에너지흡수공간)을 확보할 수 있고, 서브마린현상이나 시트벨트의 과도한 흉부 압박 등을 개선할 수 있으며, 따라서 차량 정면충돌시의 탑승자 안전을 최대한 보호할 수 있는 시트제어장치를 제공한다.

Description

차량의 시트제어장치{Seat control device for vehicle}

본 발명은 차량 정면충돌시 발생하는 피칭현상으로 인한 시트백의 쏠림을 방지하여 탑승자의 안전을 확보할 수 있는 시트제어장치에 관한 것이다.

특히, 차량 정면충돌시 실내측으로 밀려오는 엔진파트와 연동되면서 시트백을 뒷쪽으로 잡아 내려줄 수 있는 수단을 제공함으로써, 시트백이 뒷쪽으로 젖혀짐에 따라 피칭현상을 상쇄하면서 충돌시 생존공간(에너지흡수공간)을 확보할 수 있으며, 서브마린현상이나 시트벨트의 과도한 흉부 압박 등을 개선할 수 있는 등 탑승자의 안전을 최대한 보호할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 차량 정면충돌시에는, 도 1에 도시한 바와 같이, 차량의 무게중심(G)과 충돌 반작용에 의한 힘의 높이 차이(H) 및 관성에 따라 피칭현상이 발생한다.

이러한 피칭현상은 차고가 높아 무게중심이 높은 SUV 차량에서 더욱 심하게 발생하며, 향후 보행자 안전을 위해 범퍼를 하향 설계하는 추세에서는 이러한 피칭현상은 더욱 심하게 발생한다.

차량 정면충돌시 피칭현상은 전륜구동 차량의 경우 더욱 두드러지게 나타난다.

차량 정면충돌시 피칭현상은, 도 2에 도시한 바와 같이, 시트(100)의 전방 쏠림과 더불어 탑승자를 앞으로 쏟아내는 시트의 경사를 만들게 된다.

에어백(110)과 시트벨트(120)에 의해 구속력을 갖기는 하지만, 이 경우 시트벨트는 H방향, 즉 차량이 정지하여 있을 때 지면에 수직한 방향으로의 구속력을 거의 갖지 못하고 탑승자가 시트와 시트벨트 사이로 미끄러져 대시패널(130)과 시트 사이의 공간으로 함몰하는 서브마린현상이 발생한다.

서브마린(Submarine)현상이 발생하게 되면 에어백의 보호효과를 제대로 받지 못함은 물론 3점 시트벨트의 상단부분인 어깨구간이 목에 걸려 죄게 될 위험뿐만 아니라 충돌에 의한 대시패널의 밀림량에 의해 탑승자의 몸 전체가 큰 상해를 받게 되는 위험이 있다.

서브마린현상이 발생하지 않더라도 시트의 쏠림과 피칭현상으로 인해 시트벨트가 구속하고 있는 흉부는 H방향의 하중까지 받게 되어 흉부상해값은 더욱 커진다.

시트나 시트백의 강성을 보강하여 시트의 주저앉음이나 시트백의 쏠림을 어느 정도 예방할 수 있으나, 결국 피칭현상에 의해 차체가 수평한 상태에 비해 기우는 것을 피할 수 없다.

한편, 차량 정면충돌시의 안전확보를 위한 방법으로 유압실린더를 이용한 피칭 제어시스템, 충돌센서의 신호와 가스피스톤의 신호로 시트를 후방으로 이동시키는 장치, 후방충돌시 에너지 흡수용 시트장치 등이 제시되고 있기는 하지만, 대부분 승차감 향상이나 탑승자의 쏠림 등을 제한하는데 중점을 둔 것이고, 정면충돌에너지를 이용한 피칭상쇄 및 안전공간을 확보하는 측면에서는 미흡한 점이 많이 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 차량 정면충돌시 실내측으로 밀려오는 엔진파트와 연동되는 시트백 젖힘수단을 이용하여 차량 정면충돌과 동시에 시트백을 뒷쪽으로 젖혀줄 수 있도록 함으로써, 차체의 피칭현상을 상쇄하면서 충돌시 생존공간(에너지흡수공간)을 확보할 수 있고, 서브마린현상이나 시트벨트의 과도한 흉부 압박 등을 개선할 수 있으며, 따라서 차량 정면충돌시의 탑승자 안전을 최대한 보호할 수 있는 시트제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 엔진본체측과 연결되면서 앞좌석 뒷쪽까지 길게 연장 배치되며 엔진본체의 밀림에 의해 뒷쪽으로 이동가능한 제1랙기어와, 와이어를 권취할 수 있는 적어도 2개의 풀리를 갖고 있으며 앞좌석 저부에서 차체 폭방향으로 배치되는 동시에 차체 프레임상에 양단 지지되면서 제1랙기어와 치합되어 회전가능한 피니언기어와, 앞좌석 시트백의 후면에서 한쪽 끝이 고정되면서 아래로 연장되어 피니언기어의 풀리에 연결되며 피니언기어의 회전에 의해 풀리상에 감겨지면서 시트백을 뒤로 젖혀줄 수 있는 적어도 2열의 와이어를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 피니언기어의 하측구간에 치합되고 피니언기어의 회전에 의해 상향 이동하여 앞좌석 앞부분을 밀어 올려주는 제2랙기어를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 와이어는 앞좌석 시트백의 후면에서 시트백 프레임상에 지지되는 롤러브라켓 및 이것에 회전가능하게 조립되는 롤러에 의해 당김시의 안내를 받게 되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1랙기어는 차체의 멤버들과의 간섭을 배제할 수 있는 길이중간의 한차례 절곡구간을 갖는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3과 도 4는 차량 정면충돌시 발생하는 피칭현상을 잡아주는 본 발명의 시트제어장치에 대한 측면도와 후면도이다.

도 3과 도 4에 도시한 바와 같이, 앞좌석의 한쪽 옆에는 엔진룸에서부터 실내 앞좌석까지 전후 길이방향으로 제1랙기어(10)가 길게 배치되고, 앞좌석의 저부에는 피니언기어(12)가 좌우 폭방향으로 가로지르면서 길게 배치되며, 제1랙기어(10)와 피니언기어(12)는 서로 치합되어 제1랙기어(10)의 이동에 의해 피니언기어(12)의 회전이 가능하게 된다.

상기 제1랙기어(10)는 앞쪽 끝이 엔진본체측과 연결되어 있어서 차량 정면충돌시 엔진본체가 실내측으로 밀리는 경우 함께 뒷쪽으로 밀리면서 이동될 수 있게 되며, 그 배치되는 위치는 실내측 간섭을 배제할 수 있는 콘솔(140)의 저부로 설정된다.

특히, 이러한 제1랙기어(10)는 차체의 하부 레이아웃을 고려하여 각 멤버들과의 간섭을 배제시킬 수 있는 형태, 즉 길이중간쯤에서 상부로 한번 꺽인 형태를 갖도록 하는 것이 바람직하다.

상기 피니언기어(12)는 차체 플로어패널에 양단 지지되면서 회전가능한 구조로 설치되며, 길이중간쯤에는 일정간격을 두고 떨어져 있는 2개의 풀리(13)가 일체 형성되어 있다.

시트백을 실질적으로 당겨주는 역할을 하는 와이어(14)는 시트백 상단부에서 와이어브라켓(18)에 의해 한쪽 끝이 고정되고, 아래로 길게 연장된 후 피니언기어(12)가 갖는 풀리(13)에 다른 한쪽 끝이 고정된다.

이에 따라, 피니언기어(12)가 회전하면 와이어(14)는 풀리(13)에 감겨지게 된다. 따라서, 이렇게 감겨지는 와이어(14)에 의해 시트백의 상단부가 아래로 당겨짐에 따라 시트백이 뒷쪽으로 젖혀질 수 있게 된다.

이러한 와이어(14)는 시트백을 균형있게 당겨줄 수 있는 2열 구조가 바람직하고, 외관을 고려하여 시트백 내부에 설치하는 것이 좋다.

상기 와이어(14)의 원활한 진행을 위하여, 도 5에 도시한 바와 같이, 시트백에는 와이어의 진행을 안내할 수 있는 수단이 구비된다.

즉, 상기 안내수단은 시트백 프레임(150)상에 대략 "ㄷ"자형의 롤러브라켓(16)이 설치되고, 롤러브라켓(16)의 내측으로 롤러(15)가 회전가능하게 결합되는 구조로 이루어진다.

이에 따라, 시트백의 상단부에서부터 연장되는 와이어(14)는 롤러(15)에 일부 걸쳐지면서 아래쪽의 풀리(13)측에 연결되어 적당한 장력을 유지할 수 있게 되므로, 당김시의 진행이 보다 원활히 이루어질 수 있게 된다.

또한, 본 발명에서는 시트백의 뒷쪽 젖힘을 좀더 보조하기 위하여 앞좌석의 앞부분을 위로 밀어서 올려줄 수 있는 수단을 제공한다.

즉, 시트백의 뒷쪽 젖힘과 앞좌석의 앞부분 들림이 동시에 이루어질 수 있으므로, 차량 정면충돌시의 차체 피칭현상을 보다 효과적으로 상쇄할 수 있다.

이를 위하여, 상기 피니언기어(12)의 하측구간에는 피니언기어(12)의 회전에 의해 상향 이동하여 앞좌석 앞부분을 밀어 올려주는 제2랙기어(11)가 치합된다.

이때의 제2랙기어(11)는 앞좌석 차체 하부 프레임측에 설치되는 가이드부재(미도시)에 의해 상향 경사진 자세로 설치되면서 이동시 안내를 받게 되고, 그 상단부는 앞좌석 앞부분에 접하도록 위치되어 피니언기어(12)의 회전시 곧바로 상향 이동하면서 앞좌석 앞부분을 밀어 올려줄 수 있게 된다.

따라서, 차량 정면충돌시 엔진본체가 실내측으로 밀려 들어오게 되면 이와 함께 제1랙기어(10)가 뒤로 밀리면서 피니언기어(12)를 시계방향으로 회전시켜주게 되고, 피니언기어(12)의 회전으로 와이어(14)가 풀리(13)에 감기면서 시트백을 뒷쪽으로 젖혀주는 동시에 제2랙기어(10)가 상향 이동하면서 앞좌석 앞부분을 밀어 올려주게 된다.

이렇게 시트백의 뒤로 젖혀짐에 따라 피칭현상을 상쇄할 수 있을 뿐만 아니라 충돌시 생존공간(에너지흡수공간)을 확보할 수 있다.

시트벨트의 과도한 흉부 압박의 경우 엔진룸이 밀리는 시간은 시트벨트의 장력이 최고에 이르기 훨씬 이전이므로 오히려 흉부 압박에너지를 분산하는 시트벨트 프리텐셔너와 같은 역할을 기대할 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명은 차량 정면충돌과 동시에 시트백을 뒷쪽으로 젖혀지게 하여 차체의 피칭현상을 상쇄하고 시트백의 쏠림으로 인한 서브마린현상과 시트벨트의 과도한 흉부 압박 등을 개선한 시트제어장치를 제공함으로써, 차량 정면충돌사고시의 탑승자 안전을 최대한 보호할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 차량 정면충돌시 발생하는 피칭현상을 설명하기 위한 개략도

도 2는 차량 정면충돌시 발생하는 피칭현상으로 인한 시트백 쏠림을 설명하기 위한 개략도

도 3은 차량 정면충돌시 발생하는 피칭현상을 잡아주는 본 발명의 시트제어장치에 대한 측면도

도 4는 차량 정면충돌시 발생하는 피칭현상을 잡아주는 본 발명의 시트제어장치에 대한 후면도

도 5는 도 4에서 와이어 가이드용 롤러의 구조를 보여주는 사시도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 제1랙기어 11 : 제2랙기어

12 : 피니언기어 13 : 풀리

14 : 와이어 15 : 롤러

16 : 롤러브라켓 17 : 축

18 : 와이어브라켓

Claims (4)

1. 엔진본체측과 연결되면서 앞좌석 뒷쪽까지 길게 연장 배치되며, 엔진본체의 밀림에 의해 뒷쪽으로 이동가능한 제1랙기어(10);

   와이어(14)를 권취할 수 있는 적어도 2개의 풀리(13)를 갖고 있으며, 앞좌석 저부에서 차체 폭방향으로 배치되는 동시에 차체 프레임상에 양단 지지되면서 제1랙기어(10)와 치합되어 회전가능한 피니언기어(12);

   와이어브라켓(18)에 의해 앞좌석 시트백의 후면 상단부에 한쪽 끝이 고정되면서 시트백 프레임상의 롤러브라켓(16) 및 이것에 회전가능하게 조립되는 롤러(15)의 안내를 거쳐 아래로 연장되어 피니언기어(12)의 풀리(13)에 다른 한쪽 끝이 연결되며, 피니언기어(13)의 회전에 의해 풀리(13)상에 감겨지면서 시트백의 상단부를 아래로 당겨 시트백을 뒤로 젖혀줄 수 있는 적어도 2열의 와이어(14);

   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량의 시트제어장치.
2. 청구항 1에 있어서, 앞좌석 차체 하부 프레임측에 설치되는 동시에 상향 경사진 자세로 위치되면서 그 상단부는 앞좌석 앞부분에 접하도록 위치되며, 피니언기어(12)의 하측구간에 치합되어 피니언기어(12)의 회전에 의해 상향 이동하면서 앞좌석 앞부분을 밀어 올려주는 제2랙기어(11)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 시트제어장치.
3. 삭제
4. 삭제