KR100584087B1 - 솔레노이드형 안마기를 갖는 자동차용 등받이 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 솔레노이드형 안마기를 내부에 다수 구비하여 자동차 시트 착석자의 등을 두드려 안마할 수 있는 솔레노이드형 안마기를 갖는 자동차용 등받이에 관한 것으로, 자동차 시트의 백에 설치되고, 복수개의 솔레노이드형 안마기를 내장하여 탑승자의 등을 안마할 수 있는 자동차용 등받이에 있어서, 상기 자동차용 등받이에는 자동차 밧데리의 전력을 입력 받고, 복수의 전력출력단자를 통하여 상기 솔레노이드형 안마기의 코일에 일정한 전류를 출력하는 제어부를 구비하되, 상기 제어부는 각 솔레노이형 안마기의 코일에 시간적으로 서로 중복되지 않는 펄스 전류를 출력하는 것을 특징으로 한다.
솔레노이드형 안마기, 자동차 등받이

Description

솔레노이드형 안마기를 갖는 자동차용 등받이{BACK OF CAR SEAT EQUIPPED WITH SOLENOID-TYPE KNEADER}
도 1은 본 발명에 따른 자동차용 등받이에 설치되는 솔레노이드형 안마기의 측면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 솔레노이드형 안마기에 대한 전류 통전 방법을 도시한 블럭도이다.
도 3은 도 1에 도시된 솔레노이드형 안마기가 설치된 자동차용 등받이의 일부를 절개하고 도시한 분해 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 솔레노이드형 안마기가 설치된 자동차용 등받이의 일부를 절개하고 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 솔레노이드형 안마기를 갖는 자동차용 등받이의 사용상태도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100a ~ 100d : 솔레노이드형 안마기 101a ~ 101d : 안마헤드
103a ~ 103d : 압축스프링 105a : 헤드연결축
107a ~ 107d : 코일 109a : 인출선
111a ~ 111d : 콘넥터 113a : 플런저하우징
115a : 보빈하우징 117a : 보빈
119a : 전류제한기 121a : 연결축가이드
123a : 압축스프링지지부 125a : 고정판
130 : 나사 140 : 제어부
142 : 씨거잭(cigar jack) 200 : 등받이
201a ~ 201d :솔레노이드수납공 210 : 자동차시트백(seat back)
220 : 자동차시트매트(seat mat)
본 발명은 자동차의 시트(seat)의 백(back)에 부착하여 사용할 수 있는 자동차용 등받이에 관한 것으로, 더 상세하게는 솔레노이드형 안마기를 내부에 다수 구비하여 자동차 시트 착석자의 등을 두드려 안마할 수 있는 솔레노이드형 안마기를 갖는 자동차용 등받이에 관한 것이다.
종래, 자동차의 시트(seat)의 백(back)에 부착하여 사용할 수 있고, 솔레노이드형 안마기를 내부에 설치하여 착석자의 등을 안마할 수 있는 자동차용 등받이 가 다수 개발되어 시판되고 있다. 그 예가 본 출원인이 고안하여 출원한 대한민국 등록실용신안 제20-3099551호에 기재되어 있다. 대한민국 등록실용신안 제20-338627호에도 차량시트용 안마장치가 개시되어 있으나, 이 제20-338627호 고안은 상기 제20-3099551호 고안과 실질적으로 동일한 고안이다.
종래의 솔레노이드형 안마기를 갖는 자동차용 등받이는 다음과 같은 문제점을 가지고 있어 개선이 요구되는 실정이다.
우선, 솔레노이드형 안마기의 경우 안마 헤드의 진동을 발생시키는 것은 용이하나 충분한 충격량을 얻는 것이 매우 힘들었다. 도 1을 참조하면, 솔레노이드형 안마기는 보빈(117a), 상기 보빈에 권취된 코일(107a), 상기 보빈(117a)을 감싸 보호하는 보빈하우징(115a), 상기 보빈(117a) 내부와 보빈(117a) 일측에 연장 형성된 플런저 하우징 속에 전후 방향으로 진행이 가능하게 설치된 플런저(도면미도시), 상기 플런저 일단에 연장 형성된 헤드연결축(105a), 상기 헤드열결축(105a) 선단에 구비된 안마헤드(101a), 보빈(117a) 타측에 구비된 고정판(125a), 상기 고정판(125a)의 외측에 구비된 압축스프링지지부(123a), 상기 압축스프링 지지부(123a)와 안마헤드(101a) 사이에 구비된 압축스프링(103a) 및 상기 압축스프링지지부(123a)와 고정판(125a) 사이에서 헤드연결축(105a) 외주변에 구비되어 헤드연결축(105a)의 이동을 안내하는 연결축 가이드(121a)로 구성된다. 상술한 구성을 갖는 솔레노이드형 안마기는 코일(107a)에 전류를 흘려 주면, 보빈(117a)의 내부와 코일 외측 에 자속이 발생하고, 자속 저항이 최소화되는 방향으로 보빈(117a) 내부의 플런저가 이동한다. 플런저가 이동하면 플런저의 일단에 연장 형성된 헤드연결축(105a)과 헤드연결축(105a)의 선단에 구비된 안마헤드(101a)도 함께움직인다. 도 1에는 복원스프링으로 압축스프링을 사용하여, 코일의 전류로는 플런저를 우측으로 이동하고, 전류가 중단될 경우의 원 위치로의 복원은 코일스프링(103a)으로 달성되도록 구성되어 있다. 따라서, 이러한 구조의 솔레노이드형 안마기에 있어서 충격은 압축스프링(101a)의 복원력에 의하여 이루어지고, 압축스프링(101a)의 복원력은 코일 전류에 의한 플런저의 후퇴거리에 비례하여 커진다. 압축스프링(101a)의 복원력은 압축거리와 탄성계수에 의하여 결정되는데, 일정한 탄성계수를 갖는 압축스프링을 사용한다면 복원력은 압축거리에 의하여만 결정되기 때문이다. 그리고, 플런저의 후퇴거리는 자속의 세기에 비례하고, 자속의 세기는 코일에 흐르는 전류량에 비례한다. 따라서, 큰 충격량을 주기 위해서는 코일에 많은 전류를 흘려주어야 할 뿐만 아니라, 보빈의 폭을 늘려 코일의 권취수를 증가시켜 줘야 한다(코일의 적층 두께를 두껍게하는 것은 일정한 범위를 지나면 자속이 상쇄될 수 있기 때문에 보빈 폭을 늘려 줘야 한다). 그러나, 보빈의 등받이의 두께에 한계가 있기 때문에 보빈의 폭을 무한정 늘릴 수는 없다. 결국, 충분한 안마 헤드(101a)의 충격량을 얻기 위해서는 코일에 큰 전류, 실험적으로는 2A 내지 4A 정도의 전류를 흘려 줄 수 있어야 하는 것이다.
자동차의 등받이에 설치되는 솔레노이드형 안마기는 그 갯수가 통상 4개 내 지 6개가 설치되며, 그 전원으로 12V 전압을 출력하는 자동차 밧데리에 연결된 씨가잭(cigar jack) 전원 단자를 사용한다. 그러나 현재 사용되고 있는 자동차의 씨가잭(cigar jack) 출력 전력은 최대 120W 내외이고, 다른 자동차의 전력 소모 장치와 함께 사용할 경우에는 120W에 훨씬 못 미치는 전력이 출력된다. 4개의 솔레노이드형 안마기의 코일에 2A의 전류를 동시에 흘려 줄 경우 96W(4×12V×2A)의 전력이 소모되고, 3A의 전류를 동시에 흘려 줄 경우 144W(4×12V×3A)의 전력이 소모된다. 즉, 2A의 전류를 흘려 주는 경우 다른 자동차의 전력 소모 장치를 쓸 수 없게 되고, 3A 내지 4A의 전류는 아예 흘려 줄 수 없게 되는 것이다.
이처럼, 솔레노이드형 안마기에는 큰 전류를 흘려 주기 때문에 코일 주위의 열이 매우 고온으로 올라간다. 코일 주위의 온도가 올라가면 다시 코일의 저항이 커지고 다시 열이 더 올라가는 악순환이 반복되어 경우에 따라서는 100℃ 이상으로도 상승할 수 있는 것이다. 열이 올라가면 전류량은 줄어들고, 거기에 비례하여 자속도 줄어들며, 따라서 플러저의 후퇴 거리도 짧아 진다. 플런저 후퇴 거리가 짧아 지면 안마헤드(101a)의 충격량도 줄어 들어 안마 효과가 나질 않게 되는 것이다. 따라서 솔레노이드형 안마기를 갖는 자동차용 등받이에 있어서, 코일 주위에 열이 덜 발생하게 하는 방법을 찾는 것은 매우 중요한 의미가 있는 것이다. 종래의 솔레노이드형 안마기에 있어서는, 4개 내지 6개의 솔레노이드형 안마기의 코일에 동시에 2A 이상의 전류를 흘려 주어 방열의 여유가 없었으며, 따라서 짧은 시간에 많은열이 축열(蓄烈)되고, 안마기는 수분만에 동작을 멈추는 경우가 많았다.
상술한 종래 솔레노이드형 안마기를 갖는 자동차용 등받이의 문제점을 해결하고자 안출된 본 발명은 자동차 씨가잭의 전원 단자에 큰 전력 부하를 가하지 않고도 충분한 안마헤드의 충격량을 확보할 수 있는 솔레노이드형 안마기를 갖는 자동차용 등받이를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 솔레노이드형 안마기 주위의 축열을 최소화하여, 장시간동안 동작할 수 있는 솔레노이드형 안마기를 갖는 자동차용 등받이를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 솔레노이드형 안마기의 코일 주변 온도가 일정 온도 이상까지 올라가면 자동으로 코일의 전류를 차단할 수 있는 솔레노이드형 안마기를 갖는 자동차용 등받이를 제공하는데 있다.
상술한 목적을 달성하고자 하는 본 발명은
자동차 시트의 백에 설치되고, 복수개의 솔레노이드형 안마기를 내장하여 탑승자의 등을 안마할 수 있는 자동차용 등받이에 있어서,
상기 자동차용 등받이에는 자동차 밧데리의 전력을 입력 받고, 복수의 전력출력단자를 통하여 상기 솔레노이드형 안마기의 코일에 일정한 전류를 출력하는 제 어부를 구비하되,
상기 제어부는 각 솔레노이형 안마기의 코일에 시간적으로 서로 중복되지 않는 펄스 전류를 출력하는 것을 특징으로 한다.
상기 솔레노이드형 안마기의 코일은 저항을 작게하여 열발생을 최소화 할 수 있게 하기 위하여 직경이 1mm 내지 2.5mm인 굵은 코일을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 솔레노이드형 안마기의 코일의 일 지점에는 일정한 온도 이상으로 올라가면 전류를 차단하는 전류제한기를 더 구비하는 것이 바람직하다.
하나의 자동차용 등받이에는 상기 솔레노이드형 안마기를 2개 내지 10개가 설치되는 것이 바람직하다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 솔레노이드형 안마기를 갖는 자동차용 등받이의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 자동차용 등받이에 설치되는 솔레노이드형 안마기의 측면도를, 도 2는 도 1에 도시된 솔레노이드형 안마기에 대한 전류 통전 방법을 도시한 블럭도를, 도 3은 도 1에 도시된 솔레노이드형 안마기가 설치된 자동차용 등 받이의 일부를 절개하고 도시한 분해 사시도를, 도 4는 도 1에 도시된 솔레노이드형 안마기가 설치된 자동차용 등받이의 일부를 절개하고 도시한 사시도를, 도 5는 본 발명에 따른 솔레노이드형 안마기를 갖는 자동차용 등받이의 사용상태도를 각각 나타낸다.
도 1 참조하면, 솔레노이드형 안마기는 일반적으로 솔레노이드형 안마기는 보빈(117a), 상기 보빈에 권취된 코일(107a), 상기 보빈(117a)을 감싸 보호하는 보빈하우징(115a), 상기 보빈(117a) 내부와 보빈(117a) 일측에 연장 형성된 플런저 하우징 속에 전후 방향으로 진행이 가능하게 설치된 플런저(도면미도시), 상기 플런저 일단에 연장 형성된 헤드연결축(105a), 상기 헤드열결축(105a) 선단에 구비된 안마헤드(101a), 보빈(117a) 타측에 구비된 고정판(125a), 상기 고정판(125a)의 외측에 구비된 압축스프링지지부(123a), 상기 압축스프링 지지부(123a)와 안마헤드(101a) 사이에 구비된 압축스프링(103a) 및 상기 압축스프링지지부(123a)와 고정판(125a) 사이에서 헤드연결축(105a) 외주변에 구비되어 헤드연결축(105a)의 이동을 안내하는 연결축 가이드(121a)로 구성된다. 그러나, 본 발명이 상술한 구조의 솔레노이드형 안마기에만 적용되는 것은 아니며, 코일, 플런저 및 안마헤드를 필수구성요소로 갖는 모든 솔레노이드형 안마기에 적용될 수 있는 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 솔레노이드형 안마기는 종래의 솔레노이드형 안마기와 달리 코일에 직렬로 전류제한기(119a)(이를 "온도센서"라고도 함)가 더 구비한다. 상기 전류제한기(119a)는 바이메탈 등 일정한 온도이상이 되면 전류를 차단할 수 있는 소자를 내장하여 코일 주변 온도가 일정한 온도 이상으로 상승할 경우 코일(119a)에 흐르는 전류를 차단하게 된다. 바이메탈 등의 구성 및 작용은 당업자에게 있어 공지의 기술이므로 상세한 설명을 생략한다. 또한, 상기 코일(107a)은 저항을 작게하여 열발생을 최소화 할 수 있게 하기 위하여 그 직경이 1mm 내지 2.5mm인 굵기의 굵은 코일을 사용하는 것이 바람직하다.
도 2 내지 도 4에서는 편의상 솔레노이드형 안마기 4개를 내장한 자동차용 등받이를 예시적으로 설명한다. 그러나 하나의 자동차용 등받이에는 솔레노이드형 안마기를 2개 내지 10개의 범위 내에서 필요한 만큼 선택하여 설치할 수 있다.
도 2를 참조하면, 솔레노이드형 안마기(100a, 100b, 100c, 100d)의 코일에 권취된 코일(107a, 107b, 107c, 107d)은 그 양단이 콘넥터(111a,111b,111c,111d)에 전기적으로 연결되고, 상기 콘넥터(111a, 111b, 111c, 111d)는 제어부(140)의 전력출력단자에 전기적으로 연결된다.
본 발명의 특징은 상기 제어부(140)의 각 전력출력단자에서 코일(107a, 107b, 107c, 107d)에 전류를 출력하되, 각 코일에 출력되는 전류가 시간적으로 서로 중복되지 않는 펄스 전류인 것이 특징이다. 즉, 각 코일에 일정한 주기(Δt)의 펄스전류(구형파 직류 전류)를 흘려 주되, 각 코일에 흐르는 전류의 펄스폭(t1-t0)을 펄스주기(Δt)를 솔레노이드형 안마기로 나눈 값 보다 같거나 작게 하고, 각 코일에 흐르는 전류가 서류 중첩되지 않게 순차적으로 입력하는 것이다. 이렇게 하면, 각 솔레노이드형 안마기에 비교적 큰 전류(2A 내지 4A)를 흘려 주어도, 각 솔레노이드형 안마기에 순차적으로 전류가 투입되므로, 순간소모전력이 씨가잭(142)의 출력전력의 범위내에서 이루어지게 되고, 열의 축적을 방지할 수 있게 된다. 도 2에서 각 솔레노이드형 안마기(100a, 100b, 100c, 100d)에는 주기가 Δt인 펄스 전류가 투입되되, 시간 t0-t1구간동안에는 제1솔레노이드형 안마기(100a)에만 전류가 투입되고, 시간 t1-t2구간동안에는 제2솔레노이드형 안마기(100b)에만 전류가 투입되고, 시간 t2-t3구간동안에는 제3솔레노이드형 안마기(100c)에만 전류가 투입되고, 시간 t3-t4구간동안에는 제4솔레노이드형 안마기(100d)에만 전류가 투입된다. 따라서, 각 솔레노이드형 안마기의 안마헤드(101a, 101b, 101c, 101d)는 Δt를 주기로 순차적으로 진동하면서 안마를 하게 되는 것이다. 당업자라면 상기 제어부는 공지 기술에 의하여 간단하게 실시할 수 있다. 예를 들어, 공지 기술인 특허 제594602호 발명의 도 3에 도시된 회로를 각 솔레노이드형 안마기에 연결하고 마이콤에 의하여 각 솔레노이드형 안마기에 중복되지 않는 펄스를 출력하는 방법에 의하여도 구현될 수 있는 것입니다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상술한 구조를 갖는 솔레노이드형 안마기(100a, 100b, 100c, 100d)는 등받이의 내부 큐션(스펀지, 우레탄 등 탄력이 있는 합성수지재)에 함몰 형성된 솔레노이드 수납공(201a, 201b, 201c, 201d)에 나사(130) 또는 접착제에 의하여 고정된다.
도 5를 참조하면, 상술한 구조 및 방법에 따라 완성된 본 발명에 따른 솔레 노이드형 안마기를 갖는 자동차용 등받이는 벨트(203)에 의하여 자동차 시트의 백(back)에 고정 설치되어 사용된다.
본 발명에 의하면, 자동차 씨가잭의 전원 단자에 큰 전력 부하를 가하지 않고도 충분한 안마헤드의 충격량을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 솔레노이드형 안마기 주위의 열 발생에 의한 축열을 최소화할 수 있으므로, 사용자가 원하는 시간동안 중단없이 안정적이고 효과적으로 솔레노이드형 안마기에 의한 안마를 받을 수 있는 장점이 있다. 또한, 솔레노이드형 안마기의 코일 주변 온도가 일정 온도 이상까지 올라가면 자동으로 코일의 전류를 차단하게 되므로, 안전한 솔레노이드형 안마기를 갖는 자동차용 등받이를 제공할 수 있게 된다.

Claims (4)

  1. 자동차 시트의 백(210)에 설치되고, 복수개의 솔레노이드형 안마기(100a, 100b, 100c, 100d)를 내장하여 탑승자의 등을 안마할 수 있는 자동차용 등받이에 있어서,
    상기 자동차용 등받이에는 자동차 밧데리의 전력을 입력 받고, 복수의 전력출력단자를 통하여 상기 솔레노이드형 안마기(100a, 100b, 100c, 100d)의 코일(107a, 107b, 107c, 107d)에 일정한 전류를 출력하는 제어부(140)를 구비하되,
    상기 제어부(140)는 각 솔레노이형 안마기의 코일(107a, 107b, 107c, 107d)에 시간적으로 서로 중복되지 않는 펄스 전류를 출력하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드형 안마기를 갖는 자동차용 등받이.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 솔레노이드형 안마기의 코일(107a, 107b, 107c, 107d)은 저항을 작게하여 열발생을 최소화 할 수 있게 하기 위하여 직경이 1mm 내지 2.5mm인 굵은 코일을 사용하는 것을 특징으로 하는 솔레노이드형 안마기를 갖는 자동차용 등받이.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 솔레노이드형 안마기의 코일(107a, 107b, 107c, 107d)의 일 지점에는 일정한 온도 이상으로 올라가면 전류를 차단하는 전류제한기(119a, 119b, 119c, 119d)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드형 안마기를 갖는 자동차용 등받이.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 1 항에 있어서,
    상기 솔레노이드형 안마기(100a, 100b, 100c, 100d)는 2개 내지 10개가 설치되는 것을 특징으로 하는 솔레노이드형 안마기를 갖는 자동차용 등받이.
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