KR100568588B1

KR100568588B1 - 이동 거리 증배 액추에이터용 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100568588B1
Application number: KR1020047008657A
Authority: KR
Inventors: 맥밀란로버트
Original assignee: 엘앤드피 프라퍼티 매니지먼트 캄파니
Priority date: 2001-12-07
Filing date: 2002-12-06
Publication date: 2006-04-07
Also published as: EP1451478B1; AU2002366639A1; EP1451478A1; CA2469414A1; MXPA04005415A; ATE301780T1; DE60205505D1; AU2002366639B2; KR20050044713A; DE60205505T2; JP3974113B2; CN1294364C; JP2005511998A; WO2003050426A1; CN1599845A

Abstract

본 발명의 이동 거리 증배 액추에이터는 하우징 및 이동 부재를 구비한다. 상기 액추에이터는 상기 하우징 또는 상기 이동 부재 중 하나 상에 견인 케이블 와이어 장착부를 구비하며, 상기 하우징 또는 상기 이동 부재 중 다른 하나 상에 견인 케이블 슬리브 장착부를 구비한다. 상기 액추에이터는 또한 임펠러(impeller)를 구비하되, 상기 임펠러는 레버 또는 핸드휠 또는 모터이고, 상기 액추에이터와 작동 가능하게 결합하여 상기 임펠러가 상기 이동 부재를 제 1 거리만큼 이동시킬 때, 상기 견인 케이블 와이어 장착부와 상기 견인 케이블 슬리브 장착부가 서로에 대해 제 2 거리만큼 가까이 그리고 멀어지도록 이동시킨다. 상기 액추에이터는 상기 제 2 거리가 상기 제 1 거리보다 더 크도록 상기 이동 부재와 결합되는, 끼워 넣는 이동기 세그먼트 또는 풀리인 이동 거리 증배기를 구비한다.

이동 거리 증배 액추에이터, 하우징, 이동 부재, 견인 케이블 와이어 장착부, 견인 케이블 슬리브 장착부

Description

이동 거리 증배 액추에이터용 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TRAVEL MULTIPLYING ACUATOR}

본 출원은 2001년 12월 7일자로 출원된 미국 특허 출원번호 제 10/008,896호 및 제 10/008,351호에 대해 우선권을 주장한다.

본 발명은 일반적으로 럼버 서포트(lumbar support)와 같은 인체공학적 장치에 사용되는 인장 케이블 액추에이터(tension cable actuator)에 관한 것이다.

시트용 인체공학적 지지체, 특히 자동차 시트용 럼버 서포트는 통상 보우든 케이블과 같은 인장 케이블에 의해 평평한 위치에서 지지상태 위치로 움직인다. 보우든 케이블은 동축의 간단한 기계 장치로 와이어가 슬리브 또는 도관(conduit)을 통해 축방향으로 슬라이드한다. 시트 사용자의 몸무게를 지지하는 움직이는 장치, 특히 동적인 인장 상태로 작동하도록 설계된 장치의 제조업자들은 인체공학적 장치의 움직이는 부분에 인장력을 인가하는데 보우든 케이블이 효과적인 방법임을 알고 있다. 보우든 케이블의 슬리브 단부는 인체공학적 장치의 한쪽에 고정되고, 보우든 케이블 와이어 단부는 이동 가능 장치의 또 다른 쪽에 고정된다. 이 2개의 부재들은 가이드 레일을 따라 슬라이드하는 아칭 가압면(arching pressure surface)의 경우에서와 마찬가지로 단일의 이동 가능 장치의 상이한 위치에 고정될 수 있다. 대 안적으로, 슬리브 단부 또는 와이어 단부 중 어느 하나는 푸시 패들형 지지체(push paddle type support)의 하우징과 같은 움직이지 않는 부분에 고정될 수 있으며, 다른 하나는 확장형 푸시 패들 자체와 같은 움직이는 부분에 고정된다. 이렇게 고정이 된 경우, 보우든 케이블 슬리브를 통해 보우든 케이블 와이어를 당기면 인체공학적 지지 장치의 움직이는 부분을 이완된 지지되지 않은 상태, 즉 평평한 위치에서 휘어진 아치 또는 확장된 패들과 같은 인장된 지지 위치로 이동시킨다.

인체공학적 장치와 반대쪽의 보우든 케이블 단부에 작용하는 다양한 수단에 의해 보우든 케이블의 슬리브를 통해 와이어를 당기도록 견인력이 인가된다. 값이 더 비싼 럼버 서포트 모델의 경우, 전기 모터가 사용된다. 좀 더 값이 싼 시트에 장착되는 장치의 경우, 기계적 액추에이터가 사용된다. 통상적인 종래의 기계적 액추에이터는 보우든 케이블 슬리브를 정지상태의 하우징에 고정시키고, 보우든 케이블 와이어는 통상 하우징 내의 구동 너트 속으로 나사산이 형성되어 있는 스크루인 움직이는 이동 부재(travelling member)에 고정시킨다. 레버나 핸드휠이 너트를 회전시킨다. 스크루가 하우징 밖으로 연장되도록 너트를 회전시키면, 액추에이터 단부에서는 보우든 케이블 슬리브로부터 축방향으로 보우든 케이블을 당기는 효과가 발생한다. 이러한 동작은 인체공학적 장치의 움직이는 부분에 인장력을 가하여 인장된 지지 위치에 오도록 하기 위해 보우든 케이블의 다른쪽 단부로 전달된다.

통상적인 자동차 시트에 사용되는 통상적인 럼버 서포트는 평평한 위치에서 휘어진 또는 확장된 위치로 이동하는데, 이 확장된 위치는 평평한 위치에서 50mm만큼 변위된 위치이다. 종래 기술의 수동식 스크루형 액추에이터에서는 사용자가 럼 버 서포트를 그 전체 이동 범위에서 동작하도록 하기 위해 스크루 너트를 4회 내지 7회의 완전한 회전 중 임의의 회전을 시키도록 요구하고 있다.

자동차 시트 및 가구에 대한 매우 경쟁적인 시장에서는 시트 착석자에게 안락감 및 편리성을 최적화하는 것이 중요하다. 수동식 액추에이터 업계에서는 사용자가 액추에이터 너트를 더 적게 회전시켜 인체공학적 지지 장치를, 그 전체 이동 범위 내에서 확장되도록 하는 것이 요구된다. 또한, 조립체의 복잡성을 감소시키고, 패키지 크기를 감소시키며, 비용을 절감하고, 내구성을 증가시키는 것이 본 발명의 업계에서 지속적으로 요구되고 있다.

본 발명은 종래 액추에이터에 의해 요구되는 회전의 절반만큼의 회전을 사용하여, 연결된 인체공학적 장치를 그 전체 이동 범위를 통해 움직이는 수동식의 스크루형 인장 케이블 액추에이터이다. 더 적은 회전이 요구되므로, 본 발명의 장치는 시트 사용자에게 좀 더 편리하다.

액추에이터는 보우든 케이블 슬리브의 단부로부터 보우든 케이블 와이어의 단부를 축방향으로 슬라이딩시킴으로써 작동이 이루어진다. 본 발명은 액추에이터의 동작에 대해, 슬리브로부터의 와이어의 이동을 상대적으로 증배시킨다. 본 발명은 와이어 단부와 슬리브 단부를 서로 멀어지도록 이동시켜 보우든 케이블의 다른 쪽 단부에서 인체공학적 장치를 작동시키는데 필요한 인장력을 인가한다. 종래 기술의 기계식 스크루형 액추에이터는 보우든 케이블 슬리브 단부를 정지 상태로 유지하면서, 보우든 케이블 와이어를 슬리브로부터 축방향으로 당긴다. 본 발명은 와 이어 단부와 슬리브 단부를 동시에 멀어지도록 이동시킴으로써 구동 너트의 회전에 대한 보우든 케이블의 상대적인 이동을 증가시킨다.

본 발명의 일 실시예는 힘을 2가지 방향으로, 즉 보우든 케이블 와이어를 밖으로 당기고, 동시에 보우든 케이블 슬리브를 안쪽으로 미는 방향으로, 인가한다. 본 발명의 이러한 실시예는 서로 반대 방향으로 나사산이 형성된 2개의 리드 스크루(lead screw)를 갖는다. 제 1 리드 스크루는 종래 기술과 유사한 이동 부재를 포함한다. 신규한 제 2 리드 스크루는 이동 거리 증배기(travel multiplier)를 포함한다.

2개의 리드 스크루는 동축 구동 너트 내에 지지되는데, 이 구동 너트는 내측 직경 상에 반대 방향으로 나 있는 2 세트의 나사산을 갖는다. 너트를 제 1 방향으로 회전시키면, 2개의 리드 스크루가 너트로부터 바깥쪽으로 서로 멀어지는 방향으로 확장된다. 너트를 반대 방향으로 회전시키면, 2개의 리드 스크루가 내측으로 서로 가까워지는 방향으로 움직인다. 너트는 레버 또는 핸드휠로 회전된다. 전체 장치는 하우징 내에 내장된다.

제 1 리드 스크루는 자신에게 고정되는 보우든 케이블 와이어 단부를 갖는다. 제 2 리드 스크루는 자신에게 고정되는 보우든 케이블 슬리브 단부를 갖는다. 너트는 2개의 리드 스크루를 동시에 서로 멀어지도록 구동하기 때문에 너트는 또한 2개의 스크루에 고정된 보우든 케이블 부재들을 동시에 서로 멀어지도록 구동한다. 따라서 너트를 1회 회전시키면, 종래 기술의 수동식 단일 스크루 액추에이터에 의해 달성되었던 와이어 단부와 슬리브 단부 사이의 이격 이동 거리의 2배를 달성할 수 있다.

본 발명의 대안적인 실시예는 리드 스크루 중 하나를 다른 리드 스크루의 내부 채널 내로 끼워 넣어, 액추에이터 패키지 및 프로파일(외형)의 크기를 감소시킨다. 이렇게 하면 수동식 액추에이터를 소형으로 유지함으로써 시트 내인 경우 및 시트가 없는 경우의 2가지 경우 모두 공간을 절약할 수 있다.

상기 2가지 실시예에 있어서, 각 리드 스크루는 인장 케이블 부재용 앵커(anchor)를 갖는다. 보우든 케이블의 경우, 제 1 리드 스크루는 와이어 단부 돌출부를 수용하는 넓은 오목부를 갖는 앵커와, 조립 중에 와이어 자체의 삽입을 슬라이딩하도록 하는 목부(neck)를 구비한다. 다른 (제 2) 리드 스크루는 보우든 케이블 슬리브 단부의 삽입 및 설치를 위한 칼라(collar) 및 슬롯을 갖는다. 바람직하게는 제 2 리드 스크루는 또한 보우든 케이블 와이어 단부 및 앵커 돌출부를 삽입하기 위한 넓고 좁은 특징을 모두 갖는 슬롯을 갖는다. 제 2 리드 스크루는 그 축을 따라 속이 빈 원통 형상이어서 보우든 케이블 와이어 단부는 축방향으로 당겨져서 다른 쪽 리드 스크루에 고정될 수 있다. 대안적으로, 제 1 리드 스크루는 보우든 케이블 와이어 단부의 고정을 수용하기에 충분히 긴 제 2 리드 스크루의 축을 통해 삽입되는 연장부(extension)를 갖는다. 따라서, 너트를 회전시켜서 2개의 리드 스크루를 이격시키면, 또한 보우든 케이블 슬리브 단부로부터 보우든 케이블 와이어 단부를 효과적으로 이격시켜, 보우든 케이블의 다른 단부에서 원하는 견인이 이루어진다.

본 발명의 또 다른 실시예는 리드 스크루에 고정되는 풀리(pulley)를 가로질 러 보우든 케이블 와이어를 당긴다. 풀리는 보우든 케이블로부터 당겨진 와이어의 길이를, 너트가 회전할 때 스크루 및 풀리가 이동하는 거리의 2배가 되도록 한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 하우징은 회전하는 너트를 지지하여, 너트가 시트 프레임 상에 장착되도록 허용한다. 너트 내의 나사산은 리드 스크루 외측 상의 대응하는 나사산과 결합한다. 리드 스크루의 내부 단부에, 바람직하게는 하우징의 내부에, 풀리에 사용되는 받침대(cradle)가 존재한다. 받침대와 받침대가 지지하는 풀리는 스크루가 너트에 의해 회전함에 따라 하우징을 관통하여 축방향으로 움직인다. 보우든 케이블은 풀리의 단부에서 하우징에 고정된다. 보우든 케이블 슬리브는 하우징 단부에 있는 시트 내에 고정된다. 보우든 케이블로부터 연장되는 와이어는 하우징을 통해 풀리 둘레에 그리고 하우징 내의 제 2 시트가 보우든 케이블의 단부를 고정하는 슬리브 시트 방향의 뒤쪽으로 나사산이 형성되어 있다. 사용자가 너트를 회전시키면 너트는 리드 스크루를 하우징으로부터 밖으로 평행 이동시켜, 풀리를 리드 스크루와 함께 밖으로 이동시킨다. 풀리는 보우든 케이블을 보우든 케이블 슬리브로부터 밖으로 잡아 당긴다. 와이어는 리드 스크루가 이동하는 거리의 2배만큼 슬리브로부터 당겨진다. 따라서, 너트를 단 한번 회전시켜도 종래 기술의 단순한 수동식 스크루 액추에이터에 의해 달성되는 와이어 단부와 슬리브 단부 간의 이격 이동 거리의 2배를 달성한다. 따라서, 인체공학적 장치는 사용자에 의한 너트 회전수의 절반만으로도 이동 거리 범위에 걸쳐 움직일 수 있다.

본 발명의 이동 거리 증배 개념의 추가적인 실시예는 앞서 기술한 실시예들을 결합한다. 하나의 풀리가 2개의 끼워 넣는 리드 스크루 중 하나 상에 장착될 수 있거나, 2개의 풀리가 2개의 리드 스크루 상에 또는 끼워 넣는 리드 스크루 상에 장착될 수 있다.

본 발명의 추가적인 특징 및 장점, 본 발명의 다양한 실시예의 구조 및 동작은 이하에서 도면을 참조하여 상세히 기술된다.

제1도는 인장력이 가해지지 않은 폐쇄된 위치에 있는 액추에이터의 측단면도이다.

제2도는 인장력이 가해진 확장된 위치에 있는 액추에이터의 측단면도이다.

제3도는 조립된 액추에이터의 사시도이다.

제4도는 액추에이터의 단면 사시도이다.

제5도는 액추에이터의 분해도이다.

제6도는 인장력이 가해지지 않은 위치에서, 끼워 넣는 액추에이터의 실시예의 사시도이다.

제7도는 인장력이 가해지지 않은 위치에서, 끼워 넣는 액추에이터의 실시예의 단면 사시도이다.

제8도는 인장력이 가해진 확장된 위치에서, 끼워 넣는 액추에이터의 실시예의 단면 사시도이다.

제9도는 끼워 넣는 액추에이터의 분해도이다.

제10도는 인장력이 가해진 확장된 위치에서, 풀리 액추에이터의 단면 사시도이다.

제11도는 조립된 풀리 액추에이터의 사시도이다.

제12도는 인장력이 가해지지 않은 폐쇄된 위치에서, 풀리 액추에이터의 또 다른 단면 측면도이다.

제13도는 인장력이 가해진 확장된 위치에서, 풀리 액추에이터의 또 다른 단면 사시도이다.

제14도는 인장력이 가해지지 않은 폐쇄된 위치에서, 풀리 액추에이터의 또 다른 단면 사시도이다.

제15도는 이완된 위치에서, 끼워 넣는 리드 스크루 및 풀리를 결합하는 실시예의 측단면도이다.

제16도는 인장력이 가해진 위치에서, 끼워 넣는 리드 스크루 및 풀리를 결합하는 실시예의 측단면도이다.

제17도는 압축된 이완 위치에 있는 2개의 풀리 실시예의 측단면도이다.

제18도는 확장된 인장 위치에 있는 2개의 풀리 실시예의 측단면도이다.

제19도는 2개의 풀리 실시예에 대한 하나의 풀리의 정면도이다.

끼워 넣는 실시예

동일한 참조 부호가 동일한 구성요소를 표시하는 첨부된 도면을 참조하면, 제1도는 본 발명 액추에이터의 측단면도이다. 하우징(10)은 스크루를 고정하기 위한 구멍을 구비한 2개의 플랜지(12)를 가져 본 발명의 장치가 시트 프레임 내에 장착될 수 있다. 너트(14)는 하우징(10) 내에서 회전한다. 하우징(10) 상의 링(16)은 환형 오목부(18) 내에 위치하여, 너트(14)를 하우징(10) 내에 지지한다. 외측 리드 스크루(20)는 나사산(22)을 가지며, 이 나사산(22)은 너트(14)의 외측 단부의 내경 상에 형성된 대응하는 나사산(24)과 결합한다. 내측 리드 스크루(30)는 나사산(32)을 갖는데, 이 나사산(32)은 너트(14)의 내부 단부의 내측 상에 형성된 대응하는 나사산(34)과 결합한다.

내측 리드 스크루(30)는 또한 와이어를 고정하기 위한 보우든 케이블 와어이어 단부 블릿(bullet)을 삽입하기 위한 슬롯(36)을 갖는다. 견인 케이블 와이어가 2개의 리드 스크루 중 어느 하나에 부착되고, 견인 케이블 슬리브가 다른 리드 스크루에 부착되는 한, 견인 케이블 와이어가 어느 하나의 리드 스크루에 또는 다른 스크루에 부착되는지는 중요하지 않다.

외측 리드 스크루(20)는 또한 내측으로 연장되며, 리드 스크루(30)를 속이 빈 원통 코어 내로 삽입하는 샤프트(40)를 가질 수 있다.

제1도는 인장력이 가해지지 않은 이완된 위치에서의 액추에이터를 도시하고 있다. 이 위치에서, 예를 들어 럼버 서포트와 같은 인체공학적 장치는 무게가 실리지 않은 지지 위치 또는 평평한 위치 내에 있다. 제2도는 또한 액추에이터의 측단면도이다. 제2도는 보우든 케이블의 다른 단부 상의 럼버 서포트에 대해 무게를 지탱하는 확장된 위치에 대응하는 확장된 또는 인장된 위치에 있다. 제2도에서, 외측 리드 스크루(20)는 확장된 위치에 있게 되어 그 외측 형상이 너트(14)의 한계를 넘어서서 외측으로 멀어지도록 움직인다. 내측 리드 스크루(30)는 또한 하우징(10) 내의 너트 한계를 넘어 (시트에 대해 상대적으로) 내측 방향으로 돌출하도록 연장 된다.

외측 리드 스크루(20)는 제 1 방향의 너트 나사산(24)과 결합하는 나사산(22)을 갖는다. 이 제 1 방향이 좌선 방향 또는 우선 방향인지는, 외측 리드 스크루가 내측 리드 스크루(30)의 나사산(32) 및 너트(14)의 내부 단부의 나사산(34)과 반대 방향으로 나사산이 형성되어 있는 한, 중요하지 않다. 이러한 구성에 있어서, 너트(14)를 회전시키면, 2개의 리드 스크루(20,30)가 하우징(10)과 너트(14)에 대해 반대 방향으로 확장된다.

제2도는 너트(14)에 의해 외측 및 내측 리드 스크루(20,30)가 확장된 위치로 이동된 후 그 이동된 위치에서의 외측 및 내측 리드 스크루(20,30)를 도시한 도면이다. 제2도에서, 샤프트(40)를 더욱 명확히 볼 수 있다.

제3도는 조립된 액추에이터의 사시도이다. 제4도는 액추에이터의 단면 사시도이다. 제3도 및 제4도는 확장된 인장 위치에 있는 리드 스크루를 갖는 액추에이터를 도시하고 있다.

제5도는 액추에이터의 분해도이다. 제5도에는, 액추에이터의 추가적인 특징이 도시되어 있다. 샤프트(40)는 길이 방향 리브(ribs: 42)를 가지는데, 이 길이 방향 리브(42)는 속이 빈 내측 리드 스크루(30)의 내경 내의 길이 방향 채널(44) 내로 끼워진다. 길이 방향의 연동 채널(44)을 따라 리브(42)를 슬라이딩시키면, 리드 스크루(20,30)가 길이 방향으로 내부 및 외부로 이동하여 너트(14)가 회전하더라도 리드 스크루(20,30)는 회전하지 않도록 보장한다. 또한, 제5도에서 알 수 있는 바와 같이, 보우든 케이블 와이어 블릿 시트(48)가 도시되어 있다. 보우든 케이 블 와이어는 보우든 케이블 슬리브를 통해 축방향으로 슬라이드한다. 보우든 케이블 와이어의 단부 상에 슬리브의 단부를 약간 넘어서 연장된 것이 "블릿"으로, 이 블릿은 와이어가 보우든 케이블로부터 슬라이딩되어 빠져 나오는 것을 방지하고 또한 보우든 와이어 단부를 고정시키기 위해 보우든 케이블 슬리브 채널보다 더 넓은 돌출부 또는 기타 다양한 단부 걸림부이다. 샤프트(40) 내의 보우든 케이블 와이어 블릿 시트(48)는 와이어 단부 블릿을 제 자리에 유지시켜 와이어 단부 블릿에 인장력을 인가하도록 와이어 단부 블릿을 수용한다.

내측 리드 스크루(30)는 칼라(collar: 38)를 가지며, 이 칼라는 보우든 케이블 슬리브 단부와 결합하여 인장력을 인가하도록 보우든 케이블 슬리브 단부를 고정시킨다. 대안적으로, 반대 방향의 나사산을 갖는 볼트가 그 볼트에 연결된 2개의 너트를 반대 방향으로 이동시키도록 회전할 수 있는데, 이 중 하나의 너트는 자신에게 부착된 견인 케이블 슬리브를 가지며, 다른 너트는 자신에게 부착된 견인 케이블 와이어를 갖는다.

동작시, 시트 착석자는 수동으로 너트(14)를 회전시킨다. 너트의 나사산(24,34)은 외측 리드 스크루(20) 및 내측 리드 스크루(30)의 나사산(22,32)과 결합한다. 리드 스크루들의 나사산들이 반대 방향으로 나 있기 때문에, 너트(14)를 회전시키면, 내측 및 외측 리드 스크루가 서로 멀어지도록 하우징(10) 내의 너트에 대해 바깥쪽으로 구동한다. 외측 리드 스크루(20)를 바깥쪽으로 구동하면, 시트(48)에 놓여 있는 와이어를 통해 보우든 케이블 와이어 상에 인장력이 가해진다. 보우든 케이블 와이어의 반대쪽 단부는 보우든 케이블 슬리브의 반대쪽 단부를 향 해 내측으로 당겨지고, 이것이 인체공학적 장치의 움직임을 작동시킨다.

종래 기술에서는, 인체공학적 장치의 움직임을 작동시키기 위해 보우든 케이블 슬리브를 통해 축방향으로 보우든 케이블 와이어를 당기도록 유사한 인장력이 가해진다. 그러나, 종래 기술에서는, 보우든 케이블 슬리브 단부는 정적인 위치(static position)에 지지되어 있었다. 종래 기술 및 본 발명 양자에 있어서, 외측 리드 스크루(20)는 너트(14)가 회전할 때 축방향으로 이동하는 이동 부재(travelling member)로서 기능한다. 이동 부재인 리드 스크루(20)가 이동하면, 리드 스크루(20)는 견인 케이블 슬리브로부터 견인 케이블 와이어를 당겨서 와이어에 견인력을 가한다.

본 발명의 액추에이터에서는, 내측 리드 스크루(30)가 이동 부재인 외측 리드 스크루(20)의 반대 방향인 외측으로 확장함과 동시에 자동차 시트의 프레임에 대해 내측으로 확장한다. 이것은 내측 리드 스크루(30)의 칼라(38)에 고정된 보우든 케이블 슬리브 단부를, 자동차 시트 쪽인 내측으로 그리고 보우든 케이블 와이어 블릿 시트(48) 내에 고정된 보우든 케이블 와이어 단부로부터 더욱 멀어지도록, 움직인다. 따라서, 내측 리드 스크루(30)는 구동 너트(14)의 각 회전에 대해 와이어와 슬리브의 상대적인 이동 거리의 양을 증배시킴으로써 본 발명의 보우든 케이블 이동 거리 증배기(travel multiplier)로서의 역할을 한다.

보우든 케이블 와이어 단부로부터 보우든 케이블 슬리브 단부의 이격(separation)을 증가시키면, 인체공학적 장치를 가동시키는데 필요한 보우든 케이블의 반대쪽 단부에서 원하는 인장력을 생성할 수 있다. 슬리브 단부와 와이어 단 부를 동시에 반대 방향으로 움직임으로써, 구동 너트(14)에 가해지는 동일한 크기의 회전은, 와이어 단부만을 움직이게 하고 슬리브 단부는 움직이지 않는 종래 기술의 액추에이터에 의해 달성되었던 슬리브 단부와 와이어 단부 간의 이격보다 2배를 달성할 수 있다. 따라서, 시트 착석자가 너트(14)를 회전시키는 횟수의 절반으로, 동일한 크기의 인장력이 보우든 케이블의 다른 단부에서 인체공학적 장치에 가해질 수 있다. 이러한 편리성의 증가는 사용자에게 시장에서 큰 가치를 부여한다.

기존에 생산되고 있는 수동식 액추에이터의 나사산 피치는 통상 매 회전당 직선 이동 거리가 대략 2.5mm 범위 내에 있다. 나사산을 형성하는데 이중 리드(double lead)를 사용하여 피치를 2배로 하는 것이 공지되어 있으며, 이렇게 하면 너트의 매 회전당 직선 이동 거리가 실질적으로 대략 5mm인 피치를 얻을 수 있다. 이중 나사산 형성은 단순히 스크루와 너트를 나선상으로 공간을 두고 2개의 나사산을 갖도록 다이 커팅(cutting die)한 것이다. 단일 나사산을 갖는 수동식 액추에이터는 예를 들어 3회전에 7.5mm의 럼버 서포트 이동 거리를 달성하지만, 이중 나사산을 갖는 변형예는 3회전에 15mm의 이동 거리를 달성한다. 본 발명은 적어도 이러한 비율의 2배를 달성하여, 본 명세서에 개시된 끼워 넣는 액추에이터 내에서 이중 나사산이 형성된 수동식 액추에이터의 너트를 3회전시키면 30mm의 럼버 서포트 이동 거리를 달성한다. 30mm는 다수의 럼버 서포트의 이동 거리의 최대 범위를 나타낸다.

분해도인 제5도는 또한 조립의 용이성을 증진시키는 본 발명의 특징들을 예시한다. 너트(14)는 2개의 절반(14a,14b)으로 나뉘어져 리드 스크루(20,30)가 너트(14)의 내부 형상에 형성된 나사산 내의 적절한 위치에 놓일 수 있다. 외측 리드 스크루(20)는 조립기(assmebler)에 의해 내측 리드 스크루(30)의 내부 채널로 삽입되는 샤프트(40)를 갖는다. 조립 전에 외측 리드 스크루(20)와 내측 리드 스크루(30) 간의 적절한 이격이 내측 리드 스크루(30)의 외측 형상에 형성된 돌출부(46)에 의해 보장되고 유지된다. 그 후 리드 스크루(20,30)는 조립기에 의해 너트의 절반(14b)의 나사산 내에 놓이게 된다. 그 후 너트의 나머지 절반(14a)은 리드 스크루 상에 놓이고, 링(16)이 칼라(18) 내로 스냅 결합될 때까지 전체 조립체가 하우징(10) 내로 삽입된다.

자동차 착석자의 수납 부품(compartment components)에 대해서는 공간 절약이 항상 우선 순위를 차지한다. 시트 내부에, 인체공학적 지지체, 가열 덕트 및 냉각 덕트 등을 포함하는 착석자의 안락을 위한 장치들이 많이 생산되고 있다. 시트 외측에서, 낮은 프로파일의 시트 제어기들은 내부 디자인을 단순화시키고, 시트 벨트, 옷 등을 방해하지 않아 착석자에게 더욱 편리하다. 제6도 내지 제9도는 본 발명의 좀 더 소형의 대안적인 실시예를 예시한다. 이러한 실시예들은 하나의 리드 스크루를 또 다른 리드 스크루 내로 끼워 넣음으로써 공간을 절약한다.

제6도는 인장력이 가해지지 않은 축소된 위치에서, 조립된 끼워 넣는 액추에이터의 사시도이다. 제7도는 동일한 위치에서의 동일한 실시예의 단면 사시도이다. 도시된 바와 같이, 하우징(110) 및 너트(114)는 축방향 칫수에 있어서 이전에 도시된 실시예보다 더 짧다.

이러한 공간 절약은 리드 스크루 중 하나를 다른 하나 내로 끼워 넣는 혁신 적인 방법에 의해 가능하다. 이러한 경우에, 외측 리드 스크루(120)는 내측 리드 스크루(130)의 외경의 삽입을 수용할 수 있는 칫수를 갖는 내측 원통형 개방부를 갖는다. 또 다시, 외측 리드 스크루(120)는 이동 부재이고, 내측 리드 스크루(130)는 이동 거리 증배기이다. 따라서, 본 발명 장치의 전체 길이는 내측 리드 스크루가 외측 리드 스크루(120) 내로 삽입 또는 끼워 넣어질 수 있는 범위만큼 감소될 수 있다. 어느 리드 스크루라도 다른 리드 스크루 내로 끼워질 수 있다. 암 리드 스크루(female lead screw)의 내부 형상은 수 리드 스크루(male lead screw)를 결합하기 위해 평평하거나 또는 나사산이 형성되어 있을 수 있다.

제8도는 인장력이 가해진 확장된 위치에서, 끼워 넣는 액추에이터의 실시예의 단면 사시도이다. 제8도에 도시된 바와 같이, 부품의 삽입은 이전의 실시예와 동일하다. 너트(114)는 외측 리드 스크루 나산산(122) 및 내측 리드 스크루 나사산(132)과 결합하는 나산산(124,134)을 갖는다. 샤프트(140)는 외측 리드 스크루의 회전을 방지하는 리브(142)를 갖는다. 링(116)은 환형 오목부(118) 내에 위치한다. 하우징의 플랜지(112)는 장착되는 스크루 샤프트를 지지한다. 내측 리드 스크루(130)는 보우든 케이블 와이어 및 와이어 블릿 삽입 슬롯(136)을 갖는다. 내측 리드 스크루(130)는 또한 보우든 케이블 슬리브 장착 칼라(138)를 갖는다.

제6도 내지 제9도는 또한 2개의 보우든 케이블을 단일 액추에이터와 동시에 작동시키는 본 발명의 또 다른 특징을 예시한다. 제6도, 제7도 및 제8도에서 가장 잘 도시되어 있는 바와 같이, 내측 리드 스크루(130)는 2개의 보우든 케이블(150,152)의 삽입을 수용한다. 보우든 케이블 와이어 및 내측 리드 스크루 샤프트 (130) 상의 와이어 블릿 삽입 슬롯(136)의 대응 삽입 슬롯은 내측 리드 스크루 샤프트(130)의 하부면 상에 (잘 보이지 않음) 동일하게 형성된다. 리드 스크루들은 평행 이동만을 하고 회전하지 않기 때문에, 2개 (또는 그 이상의) 보우든 케이블을 동시에 작동하는 것은 본 발명의 특징 범위 내에 속하는 것이다.

풀리 실시예

동일 참조 부호가 동일 구성요소를 나타내는 첨부 도면을 참조하면, 제10도 내지 제14도는 모두 풀리 액추에이터를 도시하고 있다. 제12도는 측단면도이다. 제10도, 제13도 및 제14도는 단면 사시도이다. 제11도는 사시도이다. 각 도면에서의 동작 구성요소는 동일하다.

제10도 및 제13도는 인장력이 가해진 확장된 위치에서의 풀리 액추에이터를 도시하고 있다. 제12도 및 제14도는 인장력이 가해지지 않은 압축된 위치에서의 풀리 액추에이터를 도시하고 있다.

제10도 및 제11도는 액추에이터를 시트 프레임에 장착하기 위한 스크루 구멍(246)을 갖는 2개의 브라켓(248) 중 하나를 도시하고 있다.

제12도 내지 제14도는 너트 상에 핸들을 구비한 풀리 액추에이터를 도시하고 있다.

도시된 실시예에서, 풀리(250)는 풀리 하우징(252) 내에 장착된다. 풀리 하우징(252)은 풀리의 이동을 위한 공간(254)을 갖는다. 풀리(250)는 굴대(axle: 256) 및 채널(258)을 갖는다. 풀리의 굴대(256)는 풀리의 굴대 시트(260) 내에 걸쳐 있다. 풀리의 굴대 시트(260)는 풀리 받침대 또는 브라켓(262)의 일부이다. 풀 리 받침대(262)는 스크루(264)와 단일체로 제조된다.

스크루(264)는 너트(270) 내측에서 대응 나사산(268)과 결합하는 나사산(266)을 갖는다. 너트(270)는 하우징(252) 내로 삽입되어 칼라(272)가 환형 오목부(274)와의 연동에 의해 그 위치에 유지된다.

보우든 케이블과 같은 인장 와이어는 슬리브나 도관을 통해 축방향으로 슬라이드하도록 배치된 와이어를 갖는 동축 케이블이다. 보우든 케이블의 한쪽 단부는 보우든 케이블 슬리브와 함께 움직이는 장치에 부착되는데, 보우든 케이블 슬리브 단부는 상기 장치의 한쪽에 고정되며, 보우든 케이블 와이어 단부는 상기 장치의 다른쪽에 고정된다. 보우든 케이블 와이어를 견인하면 와이어에 고정된 상기 장치의 한쪽을 슬리브에 고정된 상기 장치의 다른쪽으로 당겨서, 상기 장치의 원하는 움직임을 달성한다. 이러한 견인력은 액추에이터에 의해 인가된다.

보우든 케이블의 액추에이터 단부에는, 슬리브 단부(276) 및 슬리브 단부를 고정하는 블릿(278)을 갖는 와이어 단부가 있다. 본 발명의 액추에이터에서, 와이어 자체(280)는 풀리(250) 둘레에 싸여 있으며, 풀리 채널(258) 내에 위치된다. 와이어 단부 블릿(278)은 와이어 단부 시트(282) 내에 위치된다. 케이블 슬리브 단부(276)는 케이블 슬리브 시트(284) 내에 위치된다. 시트(282,284)는, 견인력이 와이어(280)에 인가되는 동안, 와이어 단부와 슬리브 단부를 각각 제 자리에 지지한다.

제12도 내지 제14도는 너트(270) 상에 핸들(290)을 구비한 풀리 액추에이터를 도시하고 있다.

동작시, 시트 착석자는 수동으로 너트(270)를 회전시킨다. 너트(270)는 하우 징(252) 내에 위치한 칼라(272)에 의해 제 위치에 지지되기 때문에, 너트(270)는 평행이동하지 않고 회전한다. 너트(270)의 내경 상에 형성된 나사산(268)은 스크루(264) 상의 나사산(266)과 결합하여, 회전시 스크루(264)가 하우징(252)으로부터 축방향으로 이동하도록 한다. 풀리 받침대(262)는 스크루(264)와 함께 풀리(250)를 운반하면서 외측으로 이동한다. 풀리(250)는 외측 방향 힘을 와이어(280) 상에 가한다. 와이어의 단부가 블릿(278)에서 고정되어 있기 때문에, 와이어(280)는 슬리브(276)로부터 축방향으로 당겨진다. 이러한 방법으로 원하는 견인력이 보우든 케이블에 인가되어, 보우든 케이블의 다른쪽 단부에서 인체공학적 장치의 움직임을 작동시킨다.

스크루(264)에 의해 축방향으로 이동하는 한자리수 단위의 거리에 대해, 와이어(280)는 그 한자리수 단위 거리의 적어도 2배로 확장되는 것임은 명백하다. 와이어(280)는 슬리브에서부터 풀리까지 스크루 (및 풀리)의 이동 거리와 동일한 양만큼 확장되고, 와이어(280)는 또한 풀리에서부터 와이어 단부 블릿(278)까지의 확장에 따른 거리만큼 확장된다. 이러한 방법으로, 풀리/스크루 조합은 스크루(264)의 이동 거리보다 더 큰, 와이어(280)의 당겨진 유효 거리를 생성함으로써 본 발명 액추에이터의 목적을 달성한다. 따라서, 사용자는 본 발명의 신규한 풀리/스크루 조합을 결합하지 않았던 액추에이터에서 필요했던 동일한 크기의 와이어 이동 거리를 달성하기 위해 더 적은 회수로 너트(270)를 회전시키면 된다. 좀 더 구체적으로, 스크루 길이에 대한 스크루 나사산의 비율이 동일하다고 가정하면, 본 발명 너트를 동일한 크기로 회전시키면 종래 기술의 풀리가 없는 액추에이터에서 와이어가 밖으로 당겨지는 회전 크기보다 적어도 2배만큼 와이어(280)를 밖으로 당긴다.

종래 기술에서는 또한 인체공학적 장치를 작동시키기 위해 보우든 케이블 슬리브를 통해 보우든 케이블 와이어를 축방향으로 당기도록 인장력이 가해진다. 그러나, 종래 기술은 와이어(280) 단부를 스크루(264)에 직접 고정시켰었다. 본 발명의 액추에이터는 종래 기술의 액추에이터에 의해 달성되는 슬리브 단부와 와이어 단부 사이의 이격 거리보더 2배만큼의 이격 거리를 달성한다. 따라서, 시트 착석자에 의해 너트(270) 회전 수의 절반으로도 보우든 케이블의 다른 쪽 단부에서 동일한 크기의 인장력이 인체공학적 장치에 가해진다. 사용자에 대한 이러한 증가된 편리성이 시장에서 가치를 갖는다.

기존에 생산되고 있는 수동식 액추에이터의 나사산 피치는 통상 매 회전당 직선 이동 거리가 대략 2.5mm 범위 내에 있다. 나사산을 형성하는데 이중 리드(double lead)를 사용하여 피치를 2배로 하는 것이 공지되어 있으며, 이렇게 하면 너트의 매 회전당 직선 이동 거리가 실질적으로 대략 5mm인 피치를 얻을 수 있다. 이중 나사산 형성은 단순히 스크루와 너트를 나선상으로 공간을 두고 2개의 나사산을 갖도록 다이 커팅한 것이다. 단일 나사산을 갖는 수동식 액추에이터는 예를 들어 3회전에 7.5mm의 럼버 서포트 이동 거리를 달성하지만, 이중 나사산을 갖는 변형예는 3회전에 15mm의 이동 거리를 달성한다. 본 발명은 적어도 이러한 비율의 2배를 달성하여, 본 명세서에 개시된 끼워 넣는 액추에이터 내에서 이중 나사산이 형성된 수동식 액추에이터의 너트를 3회전시키면 30mm의 럼버 서포트 이동 거리를 또는 매 회전당 10mm를 달성한다. 30mm는, 일부 럼버 서포트의 경우 60mm까지의 이 동 거리 범위를 갖는 것도 있지만, 다수의 럼버 서포트의 이동 거리의 최대 범위를 나타낸다.

제10도, 제11도 및 제12도는 본 발명의 조립된 풀리 액추에이터의 사시도이다. 이들 도면은 풀리 액추에이터의 조립을 용이하게 하도록 일체로 형성된 열쇠구멍 슬롯(keyhole slots: 288,292)을 명확히 도시하고 있다. 와이어 단부 블릿(278)은 먼저 제12도에 도시된 슬리브 시트 측 상의 슬롯(288)의 넓은 부분을 통해, 그후 슬롯(292)의 넓은 부분을 통해, 하우징(252)의 와이어 시트(282) 측에 삽입된다. 와이어(280)는 풀리 채널(258) 내에 위치한다. 조립기는 와이어(280)를 충분히 멀리 잡아 당겨 와이어와 블릿(278)이 와이어 단부 시트(282) 내에 위치되고 그 후 해당 위치 내로 팽팽하게 당겨진다. 슬리브 단부(276)는 슬리브 시트(284) 내에 위치된다. 와이어는 슬롯(288,292)을 통해 팽팽하게 당겨진다. 슬리브 단부(276)는 슬리브 시트(284) 내에 위치된다. 제12도는 보우든 케이블 와이어 단부 및 단부 블릿(278)이 슬롯(288)의 넓은 열쇠구멍 부분으로 삽입되도록 배향된 것을 도시하고 있다.

2개 또는 그 이상의 보우든 케이블이 단일 액추에이터로 동시에 작동될 수 있다는 것은 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 간주된다. 이것은 리드 스크루 상에 2개의 풀리를 장착하고, 이들 풀리를 통해 2개 또는 그 이상의 보우든 케이블 와이어를 장착함으로써 달성된다. 대안적으로, 풀리(250) 내의 채널(258)의 폭을 2배로 하고 그 안에 2개의 와이어를 위치시킴으로써 달성될 수 있다.

풀리의 직경을 가변시킴으로써 와이어 이동 거리에 대한 너트 회전의 더 큰 비율이 달성될 수 있다. 와이어 이동거리에 대한 너트 회전의 더 큰 비율은 2개 이상의 풀리 둘레에 단일 보우든 케이블 와이어를 장착함으로써 달성되는데, 이 때 모든 풀리는 리드 스크루에 부착된다.

본 발명의 구성요소는 바람직하게는 플라스틱으로 되어 있으며, 더욱 바람직하게는 폴리우레탄으로 되어 있다. 예를 들어 장착 스크루를 자체적으로 설치하는데 필요한 강성 및 수납을 위한 하우징(210)을 경화시키기 위하여 하우징(210) 내에 더 높은 글라스 충전 내용물(glass fill contents)을 추구하는 것과 같이, 다양한 구성요소는 다양한 폴리우레탄 조성으로 구성된다. 너트(214) 및 리드 스크루(220,230)는 원하는 마찰 계수를 달성하기 위해 예를 들어 나일론(266)과 같은 좀 더 매끄러운 폴리우레탄 조성을 갖는 것이 좀 더 바람직하다. 너트 나사산(224,234)과 리드 스크루 나사산(222,232) 간의 마찰 계수가 대략 0.08 내지 0.14 범위를 갖는 도시된 실시예에서 사용의 편의성과 위치 유지의 편의성이 달성된다.

도시된 실시예는 보우든 케이블과 보우든 케이블을 통해 슬라이드하는 와이어에 의해 생성되는 인장력의 관점에서 현재 시판되는 럼버 서포트와 양호하게 동작하는 것으로 실험적으로 알려진 스크루 나사산 칫수가 함께 도시되어 있다. 도시된 실시예는 2.48mm의 스크루 피치, 4.96mm의 리드, 피치에서의 1.23mm의 기본 나사산 두께, 마루(crest)에서의 0.57mm의 기본 편평도, 0.57mm의 제곱근 편평도 두께, 15.9/15.6mm의 장경(major diameter), 14.45/14.15mm의 피치 직경, 및 1.53mm의 기본 나사산 높이에서 12.84/12.54mm의 단경(minor diameter)을 갖는다. 이러한 스크루 칫수에 대해, 대략 0.08 내지 0.14 범위의 마찰 계수를 산출하도록 리드 스 크루와 너트용으로 사용되는 폴리우레탄을 혼합하는 것이 유용하고 효과적인 것으로 밝혀졌다. 액추에이터가 현재 사용되는 보우든 케이블 이외의 인장 케이블, 현재 사용되는 럼버 서포트 이외의 럼버 서포트와 함께 사용하도록 적용되는 경우 다른 피치 칫수 및 다른 마찰 계수가 개시된 신규한 설계의 기계적 효율, 또는 개시된 신규한 설계의 기계적 특징의 다른 칫수를 최적화할 수 있다는 것은 본 발명의 범위 내인 것으로 간주된다.

결합 실시예

제15도는 축소된, 이완 위치에서의 끼워 넣는 리드 스크루 및 풀리를 결합한 실시예의 측단면도이다. 제16도는 인장력이 가해진 확장된 위치에서, 끼워 넣는 리드 스크루 및 풀리를 결합하는 실시예의 측단면도이다.

너트(314)는 원통형 하우징(미도시) 내에서 회전하도록 배치된다. 너트(314) 상의 환형 링(316)은 하우징 내의 환형 오목부와의 연동을 통해 하우징 내에 너트(314)를 지지한다. 이것은 너트(314)의 축방향 움직임을 방지한다. 내부 표면 너트(314)는 외측 리드 스크루(320) 상의 스크루 세트(323)와 상호작용하는 제 1 스크루 세트(322)를 갖는다. 너트(314)는 또한 내측 리드 스크루(330) 상의 나사산(335)과 상호작용하는 제 2 세트의 나사산(336)을 갖는 단차 또는 오프셋(334)을 갖는다. 제 1 세트의 나사산(322,323)은 제 2 세트의 나사산(335,336)에 대해 그 회전 방향이 반대이다.

외측 리드 스크루(320)는 나사산(323)과 내부 샤프트(325) 사이에 환형 만입부(annular indentation: 324)를 포함한다. 만입부(324)는 내측 리드 스크루(330)가 외측 리드 스크루(320)의 프로파일 내로 끼워 넣는 이동 거리를 허용한다. 이러한 끼워 넣는 구성은 2가지 장점을 갖는다. 첫째로, 액추에이터의 전반적인 패키지의 크기가 좀 더 소형화되어, 시트의 배치 설계 및 용도에 대한 더 큰 자유도를 가능하게 한다. 둘째로, 2개의 리드 스크루의 반대 방향 회전과 함께 결합하여 끼워 넣는 설계는 너트(314)의 각 회전에 의해 달성되는 보우든 케이블의 이동 거리를 증배시킨다. 이러한 증배 특성은 외측 리드 스크루 나사산(322,323)이 내측 리드 스크루 나사산(335,336)과 그 회전 방향이 반대라는 사실에 의해 달성된다. 반대 방향의 구성은 구동 너트(314)가 외측 리드 스크루(320)를 제 1 거리만큼 바깥쪽 방향으로 움직이도록 회전하면서 동시에 내측 리드 스크루(330)를 안쪽 방향으로 움직이도록 하여, 슬리브 단부 및 와이어 단부가 서로에 대해 제 2 거리만큼 움직이도록 한다. 제 2 평행이동 거리는 제 1 회전 이동 거리보다 더 길다.

외측 리드 스크루(320)는 또한 축방향의 중앙에 위치한 샤프트(325)를 갖는다. 샤프트(325)는, 끼워 넣는 풀리 액추에이터가 최대로 확장된, 인장력이 가해진 위치(제16도 참조)에 있는 경우에도, 내측 리드 스크루(330)의 축방향 구멍(333)과 함께 긴밀한 협력을 유지하기에 충분한 길이를 갖는다. 따라서, 샤프트(325)는 모든 위치에서 본 발명 장치의 안정성을 유지한다.

외측 리드 스크루(320)는 또한 보우든 케이블 와이어(380)가 풀리(350)와 양방향으로 통과하는 2개의 관통 구멍(326,327)을 갖는다. 관통 구멍(326,327)은 보우든 케이블 와이어(380)가 관통 구멍을 통해 자유롭게 슬라이드할 수 있는 칫수를 갖는다.

내측 리드 스크루(330)는 보우든 케이블 슬리브(382)용 시트(338)를 갖는다. 보우든 케이블 와이어(380)는 내측 리드 스크루(330)의 내측 축방향 구멍(333)을 통해 내측 리드 스크루(330)를 관통하여 진행하여, 와이어(380)가 그 후 내측 리드 스크루의 내측 샤프트(325) 내의 홈(groove)을 관통하여 슬라이드할 수 있다. 대안적으로, 와이어(380)는 내측 리드 스크루(330) 내의 개별 관통 구멍(미도시)을 통해 진행할 수 있다. 보우든 케이블 슬리브 시트(338)는, 액추에이터가 움직일 때 슬리브 시트(338)가 슬리브(382)를 통해 보우든 케이블 와이어(380)의 축방향 움직임을 속박하거나 또는 축방향 움직임과 간섭하지 않도록 하기 위해 내측 리드 스크루(330)의 움직임과 함께 회전할 수 있도록, 내측 리드 스크루(330) 상에 배치되며 또한 내측 리드 스크루(330)에 부착된다.

리드 스크루(320)는 또한 풀리(350)를 장착하기 위한 받침대(328)를 갖는다. 풀리의 굴대(356)는 풀리 굴대 시트(360) 내에 장착된다.

조립시에, 블릿 단부(378)를 갖는 보우든 케이블 와이어(380)는 내측 리드 스크루(330)의 내측 구멍(333) 및 외측 리드 스크루(320)의 관통 구멍(326)을 통해 보우든 케이블 슬리브(382)로부터 당겨진 후 풀리 채널(358) 내에 장착되는 풀리(350)의 둘레에서 보우든 케이블 슬리브(382)로부터 당겨진다. 그 후 와이어(380)는 풀리 둘레에 감겨지고 외측 리드 스크루(320)의 구멍(327)을 통해 복귀하며, 열쇠구멍 홈 또는 기타 공지 기술(미도시)을 통해 내측 리드 스크루(330)의 보우든 케이블 와이어 블릿 시트(348) 내에 장착된다. 외측 리드 스크루(320)의 샤프트(325)는 내측 리드 스크루(330)의 구멍(333) 내로 삽입되고, 이렇게 결합된 조립체 는 제5도의 분해도에 도시된 것과 동일한 분할 방법으로 제조된 제 1 너트 절반에 장착된다. 너트(314)의 제2 절반(미도시)은 상보적인 방식으로 조립체 상부에 놓여져 조립된 리드 스크루 및 보우든 케이블을 둘러싼다. 너트(314)의 절반들을 하우징 내로 삽입하면, 이들 절반을 함께 지지한다.

동작시, 하우징(미도시) 내에서 레버 또는 핸드 크랭크(미도시)로 너트(314)를 회전시키면, 외측 리드 스크루(320)에 대한 나사산 결합(322,323) 및 내측 리드 스크루(330)에 대한 나사산 결합(335,336)을 통해 2개의 리드 스크루가 반대 방향으로 확장을 일으킨다. 반대 방향 확장은 2개의 각 나사산 조립체의 반대 방향 회전 구성을 통해 달성된다. 내측 리드 스크루(330)의 외측 확장은 보우든 케이블 와이어(380)를 제 2 방향으로 당긴다. 이러한 끼워 넣는 동작은 보우든 케이블 슬리브(382)에 대한 보우든 케이블 와이어(380)의 이동 거리를 증배시켜, 그 축방향 움직임이 너트(314)의 회전 움직임보다 더 크다. 보우든 케이블 와이어(380)의 움직임은 풀리(350)의 동작에 의해 2번째로 증배된다. 보우든 케이블 와이어(380)는 풀리 채널(358) 내의 풀리(350)의 둘레를 감싸서, 굴대(356)를 통해 풀리의 움직임이 공지의 기계적 원리에 따라 와이어(380)의 이동 거리 양을 증가시킨다. 하나의 바람직한 실시예에 있어서, 외측 리드 스크루(320), 내측 리드 스크루(330) 및 풀리(350)의 압축된 패키지 크기는 60mm 이하인 반면, 조립체의 동작에 의해 달성될 수 있는 이동 거리는 너트(314)를 3회전만 시켜도 50mm 이상으로 증배된다. 상기 언급한 하나의 실시예를 최대로 확장하면, 외측 리드 스크루(320), 내측 리드 스크루(330) 및 풀리(350)의 전체 패키지 길이는 대략 84mm이다.

제17도 및 제18도는 압축된 이완 위치 및 확장된 인장 위치에 있는 2개의 풀리 실시예의 측단면도이다.

앞서 기술한 실시예에 있어서, 너트(414)는 하우징(미도시) 내에 배치되며, 칼라(416)에 의해 하우징과 결합되어, 너트(414)가 회전은 하지만 축방향으로는 평행이동하지 않도록 한다. 내측 형상에서, 너트(414)는 제 2 세트의 나사산(436)과 반대 회전 방향을 갖는 제 1 세트의 나사산(422)를 갖는다.

풀리 실시예는 또한 외측 리드 스크루(420) 및 내측 리드 스크루(430)를 갖는다. 내측 및 외측 리드 스크루(420,430) 상호간의 상호 작용 그리고 내측 및 외측 리드 스크루(420,430)와 너트(414) 간의 상호 작용은 이전에 기술된 실시예에서 리드 스크루 및 너트의 상호 작용과 기능적으로 동일하다. 외측 리드 스크루(420) 및 너트(414)에서의 제 1 회전 방향을 갖는 나사산 세트(422,423)는 너트(414)의 회전시 리드 스크루(420)의 바깥쪽 팽창을 일으킨다. 제 2의 반대 방향 나사산 세트(436,435)는 너트(414)의 회전시 내측 리드 스크루(430)의 안쪽 방향 팽창을 일으킨다. 외측 리드 스크루(420)는 축방향 샤프트(425)를 가지며, 이 축방향 샤프트는 외측 리드 스크루(420)와 축방향 샤프트(425) 간의 안정한 관계를 유지하기 위해 긴밀한 협력 상태로 리드 스크루(430) 내의 축방향 구멍(433)과 상호 작용한다. 샤프트(425)는 2개의 리드 스크루의 서로에 대한 회전을 방지하기 위해 내측 리드 스크루(430)의 축방향 구멍(333) 내의 길이 방향 홈에 대응하는 길이 방향 릿지(ridges)를 가질 수 있다. 내측 리드 스크루(430)는 외측 리드 스크루(420)의 환형 오목부(424)와 긴밀하게 협력하는 환형 연장부(431)를 갖는다.

앞의 실시예에서 기술한 바와 같이, 외측 리드 스크루(420)는 풀리(450)를 장착하기 위한 풀리 굴대 시트(460)를 구비한 받침대(428)를 갖는다. 풀리(450)는 풀리 굴대 시트(460) 내의 배치 위치에서 긴밀하게 협력할 수 있는 칫수를 구비한 굴대(456)를 갖는다. 또한, 앞의 실시예에서 기술한 바와 같이, 보우든 케이블 슬리브(482)는 시트(438)에 의해 내측 리드 스크루(430)에 부착된다. 보우든 케이블 와이어(480)는 외측 리드 스크루(420) 내에서 풀리(450)와 양방향으로 구멍(426,427)을 통해 진행한다.

제17도 및 제18도에 도시된 실시예는 받침대(494) 내에 장착된 제 2 풀리(492)를 포함하는데, 받침대(494)는 내측 리드 스크루(430)와 일체형 부분이다. 내측 풀리 받침대(494)는 또한 풀리 굴대 시트(490)를 갖는다. 내측 풀리(492)는 풀리 굴대(496)를 시트(490) 내에 위치시킴으로써 받침대(494) 내에 장착된다. 내측 풀리(492)는 단일 와이어 채널(498)을 갖는다.

제17도 및 제18도에 도시된 실시예에서, 단일 보우든 케이블 와이어(480)는 슬리브(482)로부터 내측 리드 스크루(430)의 제 1 관통 구멍(466) 내로 이동한 후, 외측 리드 스크루(420)의 제 1 관통 구멍(426)을 통해 이동한다. 그 후 케이블 와이어(480)는 제 1 외측 풀리 채널(458A)의 외측 풀리(450) 둘레를 감싸는데, 이는 제19도의 정면도에 가장 잘 도시되어 있다. 그 후 제 1 채널(458A)로부터 보우든 케이블 와이어(480)는 외측 리드 스크루(420)의 제 2 관통 구멍(427)을 통해 진행한다. 관통 구멍(427)으로부터, 보우든 케이블 와이어는 내측 리드 스크루(430)의 제 2 관통 구멍(467)을 통해 진행한다. 그 후, 보우든 케이블 와이어(480)는 외측 풀리 쪽으로 그리고 내측 리드 스크루(430)의 제 3 구멍(미도시)을 통해 진행한다. 리드 스크루(430) 내의 제 3 구멍은 제 1 구멍(466)과 별개의 것으로 제17도 및 제18도에는 도시되지 않은 위치에서 제 1 구멍에 인접하여 배치된다. 대안적으로, 내측 리드 스크루의 제 1 구멍(466)은 보우든 케이블 와이어(480)의 직경의 2배를 수용하기에 충분할 정도로 넓어 충분한 공간을 가져서 지나치게 큰 크기의 마찰 없이 구멍(466)을 통해 보우든 케이블 와이어(480)의 두 부분이 슬라이딩하도록 허용하는 칫수를 가질 수 있다.

그 후 보우든 케이블 와이어(480)는 제 2 채널(458B) 및 외측 풀리(450) 둘레의 외측 리드 스크루(420)의 제 3 관통 구멍(미도시)을 통해 그리고 외측 리드 스크루(420)의 제 4 관통 구멍(미도시)을 통해 진행한다. 다시, 외측 리드 스크루(420)의 제 3 및 제 4 구멍의 대안적인 설계는 외측 리드 스크루(420)의 제 1 구멍(426) 및 제 2 구멍(427)과는 별개의 구멍을, 제 1 구멍(426) 및 제 2 구멍(427)과 인접하여 위치하며 제17도 및 제18도에는 잘 보이지 않는 방법으로 포함한다. 대안적으로, 관통 구멍(426,427) 및 외측 리드 스크루(420)는 서로 인접한 보우든 케이블(480)의 두 부분을 수용할 수 있는 칫수를 가질 수 있다.

마지막으로, 보우든 케이블 와이어(480)는 내측 리드 스크루(430)의 제 4 구멍(미도시)를 통해 다시 진행하는데, 내측 리드 스크루(430)는 또한 대안적으로 내측 리드 스크루(430)의 제 2 관통 구멍(467)에 대한 타원형의 또는 더 넓은 칫수를 가질 수 있다. 그 후, 보우든 케이블 와이어(480)의 단부에서 보우든 케이블 블릿(478)은 내측 리드 스크루(430)의 일체형 부분인 시트(448) 내에 장착된다.

보우든 와이어 케이블(480)이 리드 스크루 구멍을 통해 그리고 내측 및 외측 풀리 둘레에 나사산이 형성된 상태로 조립체가 앞서 기술된 바와 같이 동작하고, 그 후 조립체는 하우징 내에 장착되도록 너트(414)의 2개의 절반 사이에 장착된다.

동작시, 핸드휠 또는 레버 (또는 전기 모터와의 기어 연결)에 의해 너트(414)를 회전시키면, 반대 방향의 나사산(422,436)이 회전된다. 리드 스크루(420,430)의 나사산(423,435)은 각각의 리드 스크루를 바깥쪽 및 안쪽으로 반대 방향으로 확장시킨다. 이러한 기술은 너트(414)의 각 회전 또는 너트(414)의 회전의 일부에 대한 보우든 케이블 와이어(480)의 이동 거리를 증배시킨다.

제 1 풀리(450)에 제 2의 내부 풀리(492)를 추가하면 다시 너트(414)의 회전에 대한 보우든 케이블 와이어(480)의 기계적 증배를 증가시킨다. 각 풀리 굴대(456,496)에 의해 움직이는 거리의 단위 각각에 대해, 보우든 케이블 와이어(480)는 2배로 이동한다. 각각의 풀리(450,492)가 너트(414)의 회전에 의해 반대 방향으로 움직이기 때문에, 2개의 풀리를 가지고 있는 경우 보우든 케이블 와이어는 풀리가 없는 경우의 4배만큼 확장한다.

앞서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 몇 가지 장점이 달성된다.

실시예는 본 발명의 원리 및 실제 적용을 가장 잘 설명하기 위해 선택되고 기술되었으며, 그에 따라 당업자가 본 발명 및 여러 가지 실시예를 가장 잘 사용하게 할 수 있도록 기술하였으며, 특정 용도에 적용되는 여러 가지 변형예가 고려될 수 있다.

다양한 변형예가 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 본 명세서에 기술되고 예시된 구조 및 방법으로 만들어질 수 있으므로, 상기 상세한 설명에 포함되고 첨부 도면에 도시된 모든 사항은 예시적인 것으로 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술한 예시적인 실시예에 의해 제한되지 않으며, 이하의 청구범위 및 그 균등물에 따라서만 정해져야 한다.

Claims

하우징(10) 및 이동 부재(120,320,420)를 구비하는 이동 거리 증배 액추에이터에 있어서,

상기 액추에이터는 상기 하우징 또는 상기 이동 부재 상에 와이어(280,380,480)용 견인 케이블 와이어 장착부 및 상기 하우징 또는 상기 이동 부재 상에 슬리브(276,382,482)용 견인 케이블 슬리브 장착부를 가지며,

상기 액추에이터는 또한 상기 하우징과 작동 가능하게 결합하는 구동 너트(14)와 상기 이동 부재를 구비하되, 상기 구동 너트가 상기 이동 부재를 제 1 거리만큼 이동시킬 때, 상기 와이어 및 상기 슬리브는 서로에 대해 제 2 거리만큼 이동시키며,

상기 액추에이터는 상기 제 2 거리가 상기 제 1 거리보다 더 크도록 상기 이동 부재와 결합되는, 이동 거리 증배기(30), 또는 끼워 넣는 이동기 세그먼트(130,330,430) 또는 풀리(250,350)와 함께 끼워 넣는 이동기 세그먼트를 구비한 이동 거리 증배기, 또는 2개의 풀리(450,492)를 구비한 이동 거리 증배기를 갖는

이동 거리 증배 액추에이터.
제 1 항에 있어서,

상기 이동 부재는 제 1 리드 스크루이고, 상기 이동 거리 증배기는 제 2 리드 스크루인 이동 거리 증배 액추에이터.
제 1항에 있어서,

상기 구동 너트는 회전하지만 평행이동하지 않도록 상기 하우징 내에 장착되는 이동 거리 증배 액추에이터.
제 1항에 있어서,

상기 이동 부재 또는 끼워 넣는 이동기 세그먼트 중 하나는 상기 이동 부재 또는 끼워 넣는 이동기 세그먼트 중 다른 하나에 장착되는 스크루 또는 샤프트인 이동 거리 증배 액추에이터.
제 3항에 있어서,

상기 장착이 끼워 넣는 방식으로 이루어지는 이동 거리 증배 액추에이터.
제 1항에 있어서,

상기 견인 케이블 와이어 장착부는 상기 이동 부재 또는 상기 끼워 넣는 이동기 세그먼트 중 하나 상에 위치하며, 상기 견인 케이블 슬리브 장착부는 상기 이동 부재 또는 상기 끼워 넣는 이동기 세그먼트 중 다른 하나 상에 위치하는 이동 거리 증배 액추에이터.
제 1항에 있어서,

상기 견인 케이블은 보우든 케이블인 이동 거리 증배 액추에이터.
제 1항에 있어서,

상기 견인 케이블 와이어 장착부는 상기 견인 케이블 와이어의 단부를 장착하기 위한 슬롯을 포함하는 이동 거리 증배 액추에이터.
제 1항에 있어서,

상기 하우징, 상기 이동 부재 및/또는 상기 이동 거리 증배 세그먼트는 폴리우레탄으로 구성되는 이동 거리 증배 액추에이터.
제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 구동 너트는 고정 위치에서 상기 하우징 내에 장착되고, 상기 제 1 리드 스크루는 상기 구동 너트에 대해 상대적으로 회전 및 평행이동하며, 상기 제 2 리드 스크루는 상기 구동 너트 및 상기 제 1 리드 스크루에 대해 상대적으로 평행이동하는 이동 거리 증배 액추에이터.
제 1항에 있어서,

상기 이동 거리 증배 액추에이터가 제 2 견인 케이블 와이어 장착부 및 제 2 견인 케이블 슬리브 장착부를 추가로 포함하는 이동 거리 증배 액추에이터.
제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 너트를 1 회전시키면 상기 견인 케이블 슬리브에 대해 상기 견인 케이블 와이어의 이동 거리가 대략 10mm가 되는 이동 거리 증배 액추에이터.
제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 리드 스크루는 대략 2 내지 3mm 범위의 나사산 피치를 갖는 나사산을 포함하는 이동 거리 증배 액추에이터.
제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 이동 부재 및 상기 이동 거리 증배기는 샤프트로 서로에 대해 끼워지는 이동 거리 증배 액추에이터.
제 14항에 있어서,

상기 샤프트는 회전을 방지하기 위해 릿지(ridges)를 구비하는 이동 거리 증배 액추에이터.
제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 견인 케이블 와이어 장착부 또는 상기 견인 케이블 슬리브 장착부는 상기 샤프트 상에 위치하는 이동 거리 증배 액추에이터.
제 1항에 있어서,

상기 이동 거리 증배기는 풀리 및 풀리 받침대로 구성되는 이동 거리 증배 액추에이터.
제 1항에 있어서,

상기 견인 케이블 와이어 장착부 및 상기 견인 케이블 슬리브 장착부는 모두 상기 하우징 내에 있으며, 상기 보우든 케이블 와이어가 하나의 풀리 또는 2개의 풀리 둘레를 이동하도록 위치되는 이동 거리 증배 액추에이터.
제 17항에 있어서,

상기 하우징은 적어도 하나의 장착 슬롯을 추가로 포함하는 이동 거리 증배 액추에이터.
제 1항에 있어서,

상기 이동 거리 증배 액추에이터는 제 2 풀리를 추가로 포함하는 이동 거리 증배 액추에이터.
제 1항에 있어서,

상기 구동 너트는 레버 또는 핸드휠 또는 모터에 의해 구동되는 이동 거리 증배 액추에이터.
제 1항에 있어서,

상기 이동 거리 증배기는 상기 구동 너트에 대해 상대적으로 회전하는 제 1 리드 스크루로 구성되며, 상기 이동 부재는 상기 제 1 리드 스크루 내로 또는 상기제 1 리드 스크루 둘레로 끼워 넣는 제 2 리드 스크루인 이동 거리 증배 액추에이터.
제 1항에 있어서,

상기 이동 거리 증배기는 풀리 및 풀리 받침대를 구비한 끼워 넣는 이동기 세그먼트로 구성되는 이동 거리 증배 액추에이터.
제 1항에 있어서,

상기 이동 부재는 풀리 및 풀리 받침대를 구비하고, 상기 이동 거리 증배기는 풀리 및 풀리 받침대를 구비한 끼워 넣는 이동기 세그먼트로 구성되는 이동 거리 증배 액추에이터.
제 1항에 있어서,

상기 와이어는 2개의 풀리 둘레로 3회전을 하는 이동 거리 증배 액추에이터.