KR100581013B1 - 여객 운송기의 시트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 여객 운송기의 시트에 관한 것이다. 본 발명의 여객 운송기의 시트는 등받이를 지지하는 백프레임; 상기 백프레임의 착석자측에 고정되며, 내부에 유체가 채워지고 토출구가 형성된 유체 주머니; 상기 토출구에 결합된 실린더; 및 상기 실린더의 내부에 설치되고 타단은 헤드 레스트의 스테이에 고정된 피스톤을 포함하여 구성된다. 따라서 종래에 비해 좀 더 원할하게 착적자의 안전을 도모할 수 있을 뿐만 아니라, 종래의 소음 및 기타 문제점을 보완하였으며, 안락한 착석감을 줄 수 있도록 한다.

액티브 헤드 레스트, 시트

Description

여객 운송기의 시트{SEAT FOR PASSANGER VEHICLE}

도 1은 종래 시트의 후방 추돌시 착좌자의 상태를 나타내는 측면도

도 2 내지 도 5는 본 발명의 일실시예의 구조를 도시한 것으로서

도 2는 액티브 헤드 레스트 장치가 장착된 백프레임의 정면도

도 3은 도 2의 액티브 헤드 레스트 장치의 확대도

도 4는 도 3의 절단선 Ⅳ-Ⅳ에 따른 단면도

도 5는 본 발명의 여객 운송기 시트의 동작을 단계별로 도시한 측면도이다.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

10: 백프레임 11: 앉은 자리

12: 등받이 20: 헤드 레스트

21: 헤드 레스트 본체 22: 헤드 레스트 스테이

111: 유체 주머니 112: 토출구

113: 체결부재 114: 보강재

121: 실린더 122: 피스톤

123: 복원부재 124: 실린더 고정편

130: 베이스 플레이트

본 발명은 여객 운송기의 시트에 관한 것으로서, 상세하게는 후방 추돌순간 착석자의 목 부상을 방지하기 위한 여객 운송기의 시트에 관한 것이다.

여객 운송기의 시트란 자동차, 열차, 선박 및 항공기 등과 같이, 여객을 운송하는 장치에 사용되는 시트를 말하는 것으로서, 착석시 안락감을 줄 수 있어야 할 뿐만 아니라, 추돌과 같은 유사시 착석자를 보호해주는 역할을 수행하여야 한다.

여객 운송기의 시트는 착석자의 등을 지지하는 등받이를 구비하는 데, 상기 등받이는 통상 지지대 역할의 시트백 프레임과, 충격흡수 및 안락감을 제공하는 폼(foam)과, 미관이나 형태의 유지를 위한 커버로 구성된다.

또한, 상기 시트백의 상단에는 헤드레스트가 장착되는 바, 이 헤드레스트는 주행 중 착좌자의 머리를 편하게 받쳐주는 기능을 하고, 추돌 시에는 착좌자의 머리를 보호해주는 역할을 하게 된다.

한편, 교차로 등에 정지해 있던 차가 10 ∼ 16㎞의 속도변화를 일으키며 추돌을 당하는 사고에서는 승객의 목 부위에 상해를 일으키는 경우가 매우 빈번하며, 이를 이른바 휘프래쉬 상해(whiplash injury)라 부른다. 이러한 휘프래쉬 상해, 즉 목 부위의 상해는 착좌자의 상체와 머리 사이의 상대속도 차이에 의한 것으로 알려져 있는바, 후방 추돌시 시트백의 충격으로 착좌자의 상체가 전방으로 이동하는 반면 머리는 그 자리에 있으려 하여 목 부위에 전단력이 작용하게 되고, 이러한 전단 력은 목의 관절 및 근육에 급격한 충격을 미침은 물론 목 부위 관절의 상해까지 초래한다.

이를 첨부한 도 1을 참조하여 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 후방 추돌시 착좌자의 상태를 나타내는 측면도로서, 헤드레스트(21)가 등받이(12)의 상단에 착좌자의 머리를 받쳐줄 수 있도록 장착되고 있다.

먼저, 후방 추돌시 시트 자체가 차체 플로어상에 완전히 고정된 상태이므로 전방으로 밀리는 차체와 이에 완전히 고정된 시트가 함께 이동하여 착좌자의 상체를 전방으로 급격히 이동시키게 된다. 이때, 착좌자의 상체가 등받이(12)에 의해 순간적으로 앞으로 밀리면서 머리는 관성에 의해 상체와 상대적인 운동을 하게 되고, 이러한 상대적인 운동으로 탑승자의 목 부위가 늘어짐을 겪게 되면서 목 부위 관절에 상당한 압력이 가해지게 된다.

결국, 매우 짧은 시간 동안 착좌자의 상체가 앞으로 밀리는 데에 반해 머리와 목은 뒤로 크게 젖혀져, 착좌자의 상체와 머리가 서로 반대방향으로 움직이면서 서로 당기는 형태가 되고, 이에 따라 저속 충돌에서도 스트레스에 의한 목 관절부위의 심각한 변형이 발생되는 것이다.

이러한 부상을 방지하기 위해서, 헤드 레스트를 착석자의 머리에 인접하도록 배치할 수 있으나, 이 경우 착석자의 목을 자유자재로 움직일 수 없어, 장시간 운전 시 착석자의 피로도가 급격히 증대한다. 따라서 대부분의 사용자가 헤드레스트를 머리 아래에 위치하도록 하고 있는 실정이다.

이러한, 문제점을 해소하기 위해서, 추돌시 헤드 레스트가 사용자의 머리에 인접한 위치에 이동하도록 하는 장치들이 개발되었다. 이러한 장치들을 액티브 헤드 레스트(active head rest)라 부른다. 대표적인 액티브 헤드 레스트는 등받이 부위에 링크 장치를 구성하여 추돌시 헤드 레스트가 착석자의 머리와 인접한 위치에 이동하도록 하는 것이다. 그러나 링크 장치를 이용하고 있기 때문에 착석 시 소음의 원인이 되며, 안락한 착석감을 주는 데 방해가 되고 있는 실정이다.

이러한 문제점을 해소하기 위해, 공개특허공보 제 2004-0023968호에 기재된 발명(이하, '공개 발명'이라 부른다.)은 벨로우즈 챔버를 등받이 폼의 내부에 장착된 자동차 헤드레스트 장치를 개시하고 있다.

그러나 공개 발명은 하기와 같은 많은 문제점을 내포하고 있다.

첫째, 벨로우즈 챔버를 공기통로 및 메인통로를 통해서 연결하고 있어, 공기통로 및 메인통로가 착석자에 의해 가해지는 반복적인 하중에 의해서 쉽게 파손될 수 있다는 우려가 있다. 즉, 공기통로 및 메인통로가 얇은 튜브형상으로 형성되고, 위치가 가장 하중이 많이 가해지는 등받이의 중앙에 위치하여 쉽게 파손될 수 있다.

둘째, 벨로우즈 챔버가 폼의 내부에 장착됨으로써, 폼의 성형이 어렵고, 벨로우즈 챔버를 장착하기 힘들며 정확한 위치에 고정하기 어렵다. 또한, 추돌시 벨로우즈 챔버가 백프레임에 닿기 전까지의 지체되는 시간으로 인해서 헤드 레스트의 이동 시간이 늦어지게 되며, 폼과 벨로우즈 챔버의 밀착으로 인해 벨로우즈 챔버의 수축량이 적어지게 된다. 따라서 적절한 순간에 헤드 레스트가 이동하지 않아 착석자의 부상을 효과적으로 방지할 수 없다.

셋째, 추돌시 인체의 등 중앙 부분이 먼저 시트를 압박하고 그 다음 등뼈의 양측이 시트를 압박하게 된다. 그리고 시트의 양측면에는 인체의 측면을 지지해주는 부분인 볼스타가 형성되어 있어, 추돌시 하중이 벨로우즈 챔버에 완전히 전달되지 않게된다. 따라서 공개 발명과 같이, 벨로우즈 챔버가 시트의 양측에 치우쳐 위치하는 경우에는 늦은 벨로우즈 챔버의 수축으로 인해 헤드 레스트의 작동시간이 늦어져 착석자의 목 부위의 부상을 효과적으로 방지할 수 없다.

넷째, 공개 발명은 헤드레스트 스테이를 만곡되도록 형성하여 추돌 시 헤드 레스트가 착석자의 뒤통수를 향해 이동하도록 구성하였으나, 헤드레스트 스테이가 만곡되어 형성된 경우에 공기압에 의해 피스톤에 가해지는 힘이 헤드레스트 스테이의 길이방향 이동에만 사용되지 않고, 힘이 분산되므로, 동일한 충격에 대해서 헤드레스트의 이동량이 줄어들게 된다. 이 역시 헤드 레스트의 작동시간을 늦추게 하는 요인이 될 수 있어 목 부위의 부상을 효과적으로 방지할 수 없다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 쉽게 파손되지 않으며, 추돌시 종래에 비하여 좀더 효과적으로 착석자의 부상을 방지할 수 있는 여객 운송기의 시트를 제공함을 그 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 등받이를 지지하는 백프레임; 상기 백프레임의 착석자측에 고정되고, 내부에 유체가 채워지고 토출구가 형성되어, 차량의 후면 추돌시 착석자의 몸통의 관성력에 눌려지면 유압을 발생시키도록 된 유체 주머니; 상기 토출구에 결합된 실린더; 상기 실린더의 내부에 설치되고 타단은 헤드 레스트의 스테이에 고정되어, 상기 유체 주머니의 유압에 따라 헤드 레스트를 상방향으로 이동시키도록 설치된 피스톤; 상기 유체 주머니의 외주 상면에 위치한 보강재; 및 상기 보강재와 상기 유체 주머니의 외주면 및 상기 백프레임을 관통하여 체결하는 체결부재를 포함하는 여객 운송기의 시트를 제공한다. 따라서 추돌시 유체 주머니가 즉시 수축되므로 헤드 레스트의 이동 속도가 빨라지고, 그 결과 착석자의 목부상을 좀더 효과적으로 방지할 수 있다.

여기서, 상기 피스톤을 상기 유체 주머니를 향해 복귀하도록 힘을 가하는 복원부재를 더 포함하는 것이 바람직하다. 따라서 통상적으로 백프레임에 가해지는 하중에 의해서는 액티브 헤드 레스트 장치가 작동되지 않도록 한다.

또한, 열을 가할 수 있도록 상기 유체 주머니의 내부에 설치된 열선을 더 포함하는 것이 효과적이다. 따라서 추운 겨울에 시트를 급속히 데울 수 있어, 착석자에게 안락감을 줄 수 있다.

그리고 상기 토출구는 상기 헤드레스트를 향하도록 형성된 것이 바람직하다.

또한, 상기 유체 주머니는 착석자의 척추가 위치하는 부분에 인접한 위치의 상기 백프레임에 고정되는 것이 효과적이다. 따라서 헤드 레스트의 작동시간을 좀 더 줄여 줄 수 있다.

그리고 상기 백프레임은 상기 헤드레스트가 설치되는 상단부가 착석자를 향해 기울어져 형성된 것이 바람직하다. 따라서 추돌시 헤드 레스트가 착석자의 머리를 향해 이동함으로써, 착석자의 부상을 좀 더 효과적으로 방지할 수 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 하기 위하여 생략하기로 한다. 또한, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당부분에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 2 내지 도 5는 본 발명의 일실시예의 구조를 도시한 것으로서, 도 2는 액티브 헤드 레스트 장치가 장착된 백프레임의 정면도, 도 3은 도 2의 액티브 헤드 레스트 장치의 확대도, 도 4는 도 3의 절단선 Ⅳ-Ⅳ에 따른 단면도, 도 5는 본 발명의 여객 운송기 시트의 동작을 단계별로 도시한 측면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 여객 운송기 시트는 착석자를 밑에서 지지하는 앉는 자리(11)와, 앉는 자리(11)와 연결되어 착석자의 등을 지지하는 등받이(12)와, 등받이의 상단에 결합되어 착석자의 머리를 지지하는 헤드 레스트(20)와, 등받이의 내부에 설치되어 등받이(12)를 지지하는 백프레임(10)과, 백프레임(10)에 고정되어 추돌시 헤드 레스트(20)를 이동시키는 액티브 헤드레스트 구동장치(100)로 구성된다.

헤드 레스트(20)는 착석자의 머리를 지지하는 헤드 레스트 본체(21)와 헤드 레스트 본체(21)의 하단에 결합되고 등받이(12)에 삽입되는 헤드 레스트 스테이(22)로 구성된다.

액티브 헤드레스트 구동장치(100)는 백프레임(10)에 고정되는 베이스 플레이트(130)와, 베이스 플레이트의 상단에 고정된 유체 주머니(111)와, 유체 주머니(111)에 형성된 토출구(112)에 끼워져 설치된 실린더(121)와, 실린더(121)의 내부에 설치되고 타단은 헤드 레스트의 스테이(22)에 고정된 피스톤(122)과, 피스톤(122)을 유체 주머니(111)를 향해 복귀하도록 힘을 가하는 복원부재(123)로 구성된다.

베이스 플레이트(130)는 사각 플레이트 형상으로 형성되며, 도 4에 도시된 바와 같이 앉은 자리(11)측의 하단 플레이트(131)와, 하단 플레이트(131)의 상단에 연결되며 피스톤(122)이 고정되는 상단 플레이트(132)로 구성된다. 상단 플레이트(131)는 하단 플레이트(132)에 대해서 5도 정도 착석자측을 향해서 꺾여서 결합된다. 또한, 상단 플레이트(131)와 하단 플레이트(132)가 결합되는 백프레임(10)도 5도 정도 꺾여서 형성되는 것이 바람직하다. 이는 추돌 시 헤드 레스트가 착석자의 머리를 향해 이동하도록 하기 위해서이다.

유체 주머니(111)는 다수의 주머니로 형성되며, 내부에 유압유로 채워진다. 다만, 반드시 유압유에만 한정되는 것이 아니며, 다른 액체나 기체 등이 채워져도 무방하다. 다만, 기체의 경우 별도의 체크 밸브나 공기 흡입구등을 구비하여야 하므로 구성이 복잡해진다는 단점이 있으므로, 일반 유압유가 가장 바람직하다.

토출구(112)는 유체 주머니(111)의 헤드 레스트의 스테이(22)를 바라보는 면에 형성된다. 즉, 토출되는 유체로부터 가해지는 유압을 최대한 손실없이 전달하기 위해서 꺾이는 부분 없이 직접 헤드 레스트 스테이(22)에 연결될 수 있는 위치에 형성되는 것이 바람직하다. 그리고 별도의 연결부재 없이 직접 토출구(112)에 실린더(121)가 연결되는 것이 바람직하다. 이는 반복적인 하중이 가해져도 손상의 우려를 없애기 위함이다.

유체 주머니(111)는 베이스 플레이트(130)에 보강재(114)와 체결부재(113)에 의해 고정된다. 보강재(114)는 유체 주머니(111)의 외주부의 상면에 결합되는 것으로서, 철편이나 플라스틱으로 형성된 스트립 등이 사용될 수 있다. 체결부재(113) 는 볼트나 리벳 등이 사용될 수 있다.

또한, 유체 주머니(111)의 내부에는 열선(140)과, 유체의 온도를 측정하는 온도 센서(150)가 설치될 수 있다. 열선은 겨울철에 급속히 시트를 데우는 역할을 수행한다. 그리고 유체 주머니(111)의 사이사이에 관통구(160)를 형성함으로써, 공기의 유통을 원활하게 하여 여름에 착석자의 등을 시원하게 할 수도 있다.

실린더(121)는 유체 주머니(111)의 토출구(112)에 끼워지며, 토출구(112)와의 사이에 유체의 누출을 방지하기 위한 패킹(미도시)등이 삽입된다. 실린더(121)는 실린더의 외주면을 감싸며 양끝단이 베이스 플레이트(130)에 고정되는 실린더 고정편(124)에 의해 베이스 플레이트(130)에 고정된다.

복원부재(123)는 인장 스프링으로 구성되며, 피스톤(122)의 헤드부와 실린더 사이에 설치되어 피스톤(122)이 유체 주머니(111) 측으로 향하도록 복원력을 가한다. 여기서, 복원부재(123)의 복원력은 15kg의 하중에 이를 때 까지 작동량이 미미한 정도인 것이 바람직하다. 이는 착석자가 평상시에 백프레임에 가하는 하중으로 인해 액티브 헤드레스트 구동장치가 동작하는 것을 방지하기 위해서이다.

이하, 본 발명의 실시예의 동작에 관하여 설명한다.

착석자가 착석한 상태에서 차량의 후방에서 추돌사고가 발생한 경우, 착석자의 몸통이 먼저 후방으로 시트를 누르게 된다. 결과적으로 착석자의 몸통이 유체 주머니(111)를 누르게 되고, 유체 주머니(111)는 토출구(112)를 통해서 유체를 토출하게 된다. 이때, 유체 주머니(111)가 착석자의 등뼈의 중앙에 위치하여 양측에 치우쳐 위치하는 경우에 비해 적은 양의 이동으로도 많은 양의 유체를 토출구를 통 해서 토출하게 된다.

토출구(112)를 통해서 토출된 유체는 피스톤(122)에 압력을 가하게 되고, 피스톤(122)에 가해진 압력은 헤드 레스트의 스테이를 통해서 헤드 레스트(21)를 상방으로 밀어 올리게 된다.

이때, 베이스 플레이트(130)의 상단 플레이트가 착석자측으로 경사져 형성되어 있으므로, 헤드 레스트의 운동 방향도 착석자측으로 경사져 있다. 따라서 착석자의 목이 젖혀지기 전에 헤드 레스트가 착석자의 머리를 지지하게 되어 착석자의 목에 가해지는 손상을 방지할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 실시예에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명이 하기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.

먼저, 본 발명의 여객 운송기의 시트는 유체 주머니를 이용하여 액티브 헤드 레스트 장치를 구현함으로써, 종래의 링크 구조를 구비하는 액티브 헤드레스트 장치에 비하여 작동성능이 우수하고, 좀더 안락한 착석감에 제공할 뿐만 아니라, 정차상태의 소음도 방지할 수 있다.

그리고 전술한 공개 발명과 같이 벨로우즈 챔버를 공기통로 및 메인통로를 통해서 연결하고 있는 구조가 아니라, 유체 주머니로부터 실린더로 직접 연결되는 구조를 취하고 있어, 반복적이 하중이 가해져도 파손의 우려가 종래에 비해 훨씬 줄어든다.

또한, 유체 주머니가 백프레임에 고정될 뿐만 아니라, 착석자의 등뼈 중앙과 맞닿는 위치에 고정됨으로써, 액티브 헤드 레스트의 작동 지체 시간을 줄여준다. 따라서 착석자의 부상을 효과적으로 방지할 수 있다.

그리고 본 발명은 헤드레스트 스테이는 직선으로 형성되고, 헤드레스트 스테이 및 실린더가 고정되는 백프레임 및 베이스 플레이트가 꺾어져 형성됨으로써, 유체 주머니에서 토출되는 유체의 압력이 모두 헤드레스트의 전방 및 상방향 운동에 작용하여, 액티브 헤드 레스트의 작동 지체 시간을 줄여준다.

또한, 열선 및 온도 센서를 구비함으로써, 추운 겨울에 시트를 급속히 데울 수가 있어, 착석자에게 안락감을 줄 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

Claims (12)

1. 착석자를 밑에서 지지하는 앉는 자리와, 상기 앉는 자리와 연결되어 착석자의 등을 지지하는 등받이와, 등받이의 상단에 결합되어 착석자의 머리를 지지하는 헤드 레스트를 구비하는 여객 운송기의 시트에 있어서,

   상기 등받이를 지지하는 백프레임;

   상기 백프레임의 착석자측에 고정되고, 내부에 유체가 채워지고 토출구가 형성되어, 차량의 후면 추돌시 착석자의 몸통의 관성력에 눌려지면 유압을 발생시키도록 된 유체 주머니;

   상기 토출구에 결합된 실린더;

   상기 실린더의 내부에 설치되고 타단은 헤드 레스트의 스테이에 고정되어, 상기 유체 주머니의 유압에 따라 헤드 레스트를 상방향으로 이동시키도록 설치된 피스톤;

   상기 유체 주머니의 외주 상면에 위치한 보강재; 및

   상기 보강재와 상기 유체 주머니의 외주면 및 상기 백프레임을 관통하여 체결하는 체결부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 여객 운송기의 시트.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 피스톤을 상기 유체 주머니를 향해 복귀하도록 힘을 가하는 복원부재;

   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 여객 운송기의 시트.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 복원부재는 스프링인 것을 특징으로 하는 여객 운송기의 시트.
4. 제 1 항에 있어서,

   열을 가할 수 있도록 상기 유체 주머니의 내부에 설치된 열선;

   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 여객 운송기의 시트.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 유체 주머니의 내부 혹은 외면에 인접하여 설치된 온도 센서;

   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 여객 운송기의 시트.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 피스톤을 상기 유체 주머니를 향해 복귀하도록 힘을 가하는 복원부재;

   열을 가할 수 있도록 상기 유체 주머니의 내부에 설치된 열선; 및

   상기 유체 주머니의 내부 혹은 외면에 인접하여 설치된 온도 센서;

   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 여객 운송기의 시트.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 토출구는 상기 헤드레스트를 향하도록 형성된 것을 특징으로 하는 여객 운송기의 시트.
8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 유체 주머니는 착석자의 척추가 위치하는 부분에 인접한 위치의 상기 백프레임에 고정되는 것을 특징으로 하는 여객 운송기의 시트.
9. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 백프레임은 상기 헤드레스트가 설치되는 상단부가 착석자를 향해 기울어져 형성된 것을 특징으로 하는 여객 운송기의 시트.
10. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 유체 주머니에는 유압유가 채워져 있는 것을 특징으로 하는 여객 운송기의 시트.
11. 삭제
12. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 실린더의 외주면을 감싸며 양끝단이 상기 백프레임에 고정된 실린더 고정편;

    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 여객 운송기의 시트.

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