KR100842327B1

KR100842327B1 - 차량용 액티브 헤드레스트 구조

Info

Publication number: KR100842327B1
Application number: KR1020070059773A
Authority: KR
Inventors: 이호훈
Original assignee: (주)동성기공
Priority date: 2007-06-19
Filing date: 2007-06-19
Publication date: 2008-06-30

Abstract

본 발명은 차량용 액티브 헤드레스트 구조에 관한 것으로, 차량의 시트백 내부 양측에 측면프레임이 구비되며, 상기 양측 측면프레임에 양단이 고정되는 스프링이 설치되고, 상기 스프링 후면에는 부하를 감지하는 지지대가 구비되는 프레임부와; 상기 측면프레임 내부에 양단이 삽입되는 케이스를 구비하되, 상기 케이스는 전면으로 돌출되는 돌출부와 ∩형상의 가이드홈이 형성되는 체결부로 형성되고, 상기 돌출부에는 인장스프링과 한쌍의 지지바가 삽입되는 케이스부와; 상기 가이드홈에 대응되는 ∪홈과 통공이 형성되는 고정플레이트가 체결부에 설치되고, 상기 고정플레이트 전면에 제동편과 토션스프링 및 고정편이 차례로 구비되어 고정볼트로 체결되고, 상기 고정플레이트의 ∪홈 하단에 제1체결공이 일치하도록 위치되며 다수의 체결공이 형성되는 이송플레이트가 구비되고, 상기 이송플레이트의 상하운동을 안내하도록 가이드부재와, 상기 가이드부재를 안내하는 가이드플레이트가 케이스의 체결부에 설치되고, 상기 제동편에 일단이 고정되며 지지대에 타단이 고정되는 케이블로 구성되는 제어부와; 상기 돌출부 상부로 돌출되는 한쌍의 지지바에 연결구로 체결되는 지지봉이 구비되는 헤드레스트로 구성된다.

프레임부, 케이스부, 제어부, 헤드레스트

Description

차량용 액티브 헤드레스트 구조{Structure for active head rest of car}

도 1은 종래의 차량 충돌시 탑승자의 상태를 보인 측면도.

도 2는 본 발명에 따른 차량용 액티브 헤드레스트 구조의 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 차량용 액티브 헤드레스트 구조의 분해도.

도 4는 본 발명에 따른 차량용 액티브 헤드레스트 구조의 작동상태를 나타내는 실시 예.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

10 : 프레임부 11 : 측면프레임

12 : 스프링 13 : 지지대

20 : 케이스부 21 : 케이스

22 : 인장스프링 23 : 지지바

30 : 제어부 31 : 고정플레이트

32 : 제동편 33 : 토션스프링

34 : 고정편 35 : 고정볼트

36 : 이송플레이트 37 : 가이드부재

38 : 가이드플레이트 39 : 케이블

40 : 헤드레스트 41 : 지지봉

42 : 연결구

본 발명은 차량용 액티브 헤드레스트 구조에 관한 것으로, 더욱 세부적으로는 차량 사고에 따른 충돌시 탑승자가 시트백을 누르는 힘에 의해 헤드레스트를 전방으로 이동시켜 고정함으로써, 충돌시 탑승자 머리와 헤드레스트 사이의 공간을 최소화할 수 있으며, 충돌시 전방으로 이동된 헤드레스트를 이동 후 그 상태를 유지시켜, 2차 충격이나 탑승자 머리가 뒤로 급격히 젖혀져 발생하는 목 부상을 방지할 수 있는 차량용 액티브 헤드레스트 구조에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 시트백(등받이)은 자동차 시트 부품 중 탑승자의 등에 맞닿는 부분을 지칭하는 것으로서, 탑승자의 등과 허리부분에서 반력을 제공하여 탑승자가 안락감을 유지할 수 있도록 하는 자동차용 부품이다. 상기 시트백은 시트쿠션과 리클라이너, 지지대 역할의 사이드 프레임과, 충격흡수 및 안락감을 제공하는 폼(Foam)과, 미관이나 형태의 유지를 위한 커버 등으로 이루어진다.

또한, 상기 시트백 상단 측에는 헤드레스트(Head rest)가 장착되며, 상기 헤드레스트는 주행 중 탑승자의 머리를 편하게 받쳐주는 기능을 하고 자동차의 충돌시 탑승자의 머리를 보호해주는 역할을 하게 되는 중요한 부품이다.

한편, 자동차가 대략 10 ~ 16㎞와 같은 낮은 속도에서의 주행 중 충돌 사고시 운전자의 목 부위에 상해가 일어나는데, 이를 경추부염좌 또는 휘프래쉬 상 해(Whiplash injury)라 부른다.

이러한 휘프래쉬 상해, 즉 목뼈와 골절에 대한 상해는 탑승자의 상체와 머리 사이의 상대속도 차이에 의한 것으로, 후방 충돌시 시트백의 충격으로 탑승자의 상체가 전방으로 이동하는 반면, 머리는 그 자리에 있으려 하여 목 부위에 전단력이 작용하게 되고, 이러한 전단력은 목의 관절 및 근육에 급격한 충격을 미침은 물론 목 부위 관절의 상해까지 초래하여 일어나는 것이다.

상기와 같은 내용을 도 1의 차량 충돌시 탑승자의 상태를 보인 측면도를 참조하여 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 도 1은 후방 충돌시 시트백(700) 상단에 구비되는 헤드레스트(710)가 탑승자의 머리를 받쳐줄 수 있도록 장착되고 있으며, 후방 충돌시 시트 자체가 차체 플로어 상에 완전히 고정된 상태이므로 전방으로 밀리는 차체와 이에 완전히 고정된 시트가 함께 이동하여 탑승자의 상체를 전방으로 급격히 이동시키게 된다.

이때, 탑승자의 상체가 시트백(700)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. 따라서, 매우 짧은 시간 동안 탑승자의 상체가 앞으로 밀리는 데에 반해 머리와 목은 뒤로 젖혀져, 탑승자의 상체와 머리가 서로 반대방향으로 움직이면서 서로 당기는 형태가 되어 저속 충돌에서도 스트레스에 의한 목 관절부위의 심각한 상해가 일어나는 것이다.

상기의 문제점을 해결하고자 시트백에 고정된 헤드레스트가 충돌시 전방으로 이동할 수 있는 조절장치가 다수 제안되고 있는 실정이다. 그 중 시트백 내에 탑승자 상체가 시트백을 누르는 힘으로 작동하는 레버구동장치부와, 상기 레버구동장치부의 작동으로 회전하는 회전레버에 의해 발생된 케이블 작동력으로 헤드레스트를 전방으로 순간 이동시키는 장치가 제안되어 있다.

그러나, 상기의 제안된 기술을 포함하는 종래의 헤드레스트의 각도를 조절하는 장치는 자동차의 충돌시 시트백에 작용되는 누르는 힘이 제거되면 그 즉시 헤드레스트가 다시 원상복귀되는 문제점이 있었다. 이는 탑승자에게 미치는 2차 충격이나 등만이 시트백에서 이탈되는 경우 탑승자의 머리를 받쳐주지 못하는 단점이 있었다.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 시트백에 구성되어 탑승자가 미는 힘을 인지하여 헤드레스트를 전방으로 회동시켜 탑승자의 머리와의 간격을 좁히되, 차량 충돌에 의한 헤드레스트의 회동 후에도 곧바로 초기상태로 되돌아 가지않도록 헤드레스트의 회동된 각도를 유지할 수 있는 차량용 액티브 헤드레스트 구조를 제공하는데 목적이 있다.

목적을 달성하기 위한 구성으로는,

차량의 시트백 내부 양측에 측면프레임이 구비되며, 상기 양측 측면프레임에 양단이 고정되는 스프링이 설치되고, 상기 스프링 후면에는 부하를 감지하는 지지대가 구비되는 프레임부와; 상기 측면프레임 내부에 양단이 삽입되는 케이스를 구 비하되, 상기 케이스는 전면으로 돌출되는 돌출부와 ∩형상의 가이드홈이 형성되는 체결부로 형성되고, 상기 돌출부에는 인장스프링과 한쌍의 지지바가 삽입되는 케이스부와; 상기 가이드홈에 대응되는 ∪홈과 통공이 형성되는 고정플레이트가 체결부에 설치되고, 상기 고정플레이트 전면에 제동편과 토션스프링 및 고정편이 차례로 구비되어 고정볼트로 체결되고, 상기 고정플레이트의 ∪홈 하단에 제1체결공이 일치하도록 위치되며 다수의 체결공이 형성되는 이송플레이트가 구비되고, 상기 이송플레이트의 상하운동을 안내하도록 가이드부재와, 상기 가이드부재를 안내하는 가이드플레이트가 케이스의 체결부에 설치되고, 상기 제동편에 일단이 고정되며 지지대에 타단이 고정되는 케이블로 구성되는 제어부와; 상기 돌출부 상부로 돌출되는 한쌍의 지지바에 연결구로 체결되는 지지봉이 구비되는 헤드레스트로 구성된다.

본 발명의 다른 특징으로서, 상기 제동편은 통공을 중심으로 일측으로 제동턱과 타측으로 케이블연결공이 돌출되어, 상기 토션스프링의 일단이 제동편 일측에 고정되고, 상기 고정편은 걸이턱이 상부로 돌출되며 몸체에 통공이 형성되어, 상기 토션스프링의 타단이 고정편 일측에 고정되고, 상기 고정볼트는 고정편의 통공과 토션스프링, 제동편의 통공 및 고정플레이트의 통공으로 관통되어, 최후단에 구비되는 볼트고정구에 의해 고정된다.

본 발명의 또 다른 특징으로서, 상기 가이드부재는 가이드봉이 구비되어, 상기 이송플레이트의 체결공에 일단이 고정되며, 타단은 이송안내홈이 형성되는 가이드플레이트에 고정되고, 상기 이송플레이트의 제1체결공으로 삽입되어 고정편과 토션스프링, 제동편을 관통하여 고정플레이트의 ∪홈 최하단에 위치되도록 가이드핀 이 구비되어, 상기 이송플레이트의 제2체결공에 고정구와 볼트로 체결되며, 상기 가이드핀에는 인장스프링의 최하단이 고정된다.

본 발명의 또 다른 특징으로서, 상기 케이블은 일단에 고정핀이 구비되어 제동편의 케이블연결공에 고정되고, 타단에는 고정홈이 형성되어 지지대의 삽입구로 삽입되며, 상기 케이블을 보호하는 케이블보호구가 삽입된다.

도 2는 본 발명에 따른 차량용 액티브 헤드레스트 구조의 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 차량용 액티브 헤드레스트 구조의 분해도이고, 도 4는 본 발명에 따른 차량용 액티브 헤드레스트 구조의 작동상태를 나타내는 실시 예이다.

이하, 도면을 참고로 구성요소를 설명하면 다음과 같다.

도 2와 도 3은 본 발명의 차량용 액티브 헤드레스트 구조의 사시도와 분해도로써, 차량의 시트백 내부에 구비되는 프레임부(10)와, 상기 프레임부(10)에 고정되는 케이스부(20), 상기 케이스부(20)에 구비되는 제어부(30) 및 상기 제어부(30)에 의해 전후로 제어되는 헤드레스트(50)로 구성된다.

상기 프레임부(10)는 차량의 시트백 내부 양측에 측면프레임(11)이 구비되며, 상기 양측 측면프레임(11)에 양단이 고정되는 스프링(12)이 설치되고, 상기 스프링(12) 후면에는 차량 충돌에 따른 탑승자의 부하를 감지하는 지지대(13)가 구비된다.

상기 케이스부(20)는 상기 측면프레임(11) 내부에 양단이 삽입되는 케이스(21)를 구비하되, 상기 케이스(21)는 ⊃형상으로 전면으로 돌출되는 돌출부(211)와, ∩형상의 가이드홈(213)이 형성되는 체결부(212)로 형성되고, 상기 돌출 부(211)에는 인장스프링(22)과 한쌍의 지지바(23)가 삽입된다.

또한, 상기 ⊃형상의 케이스(21) 돌출부(211)에는 상기 인장스프링(22)과 지지바(23)가 삽입되는 스프링삽입구(214)와 지지바삽입구(215)가 형성되며, 상기 스프링삽입구(214)로 삽입되는 인장스프링(22)의 끝단부가 고정되는 고정홈(214a)이 형성된다. 상기 돌출부(211)와 일체로 형성되는 체결부(212)에는 상기 ∩형상의 가이드홈(213)을 기준으로 제1,2체결홈(216,217)이 좌우 대칭으로 형성된다.

상기 제어부(30)는 상기 가이드홈(213)에 대응되는 ∪홈(311)과 통공(312)이 형성되는 고정플레이트(31)가 체결부(212)에 설치되고, 상기 고정플레이트(31) 전면에는 제동편(32)과 토션스프링(33) 및 고정편(34)이 차례로 구비되어 고정볼트(35)로 체결된다. 상기 고정플레이트(31)의 ∪홈(311) 하단에 제1체결공(361)이 일치하도록 위치되며 다수의 체결공(362, 363, 364, 365, 366)이 형성되는 이송플레이트(36)가 구비되고, 상기 이송플레이트(36)의 상하운동을 안내하도록 가이드부재(37)와, 상기 가이드부재(37)를 안내하는 가이드플레이트(38)가 케이스(21)의 체결부(212)에 설치되고, 상기 제동편(32)에 일단이 고정되며 지지대(13)에 타단이 고정되는 케이블(39)로 구성된다.

상기 제동편(32)은 통공(321)을 중심으로 일측으로 제동턱(322)과 타측으로 케이블연결공(323)이 돌출되어, 상기 토션스프링(33)의 일단이 제동편(32) 일측에 고정되고, 상기 고정편(34)은 걸이턱(341)이 상부로 돌출되며 몸체에 통공(342)이 형성되어, 상기 토션스프링(33)의 타단이 고정편(34) 일측에 고정되고, 상기 고정볼트(35)는 고정편(34)의 통공(342)과 토션스프링(33), 제동편(32)의 통공(321) 및 고정플레이트(31)의 통공(312)으로 관통되어, 최후단에 구비되는 볼트고정구(313)에 의해 고정된다.

또한, 상기 가이드부재(37)는 가이드봉(371,372,373,374)이 구비되어, 상기 이송플레이트(36)의 체결공(363,364,365,366)에 일단이 고정되며, 타단은 이송안내홈(381,382,383,384)이 형성되는 가이드플레이트(38)에 고정되고, 상기 이송플레이트(36)의 제1체결공(361)으로 삽입되어 고정편(34)과 토션스프링(33), 제동편(32)을 관통하여 고정플레이트(31)의 ∪홈(311) 최하단에 위치되도록 가이드핀(375)이 구비되어, 상기 이송플레이트(36)의 제2체결공(362)에 고정구(376)와 볼트(377)로 체결되며, 상기 가이드핀(375)에는 인장스프링(22)의 최하단이 고정된다.

상기 케이블(39)은 일단에 고정핀(391)이 구비되어 제동편(32)의 케이블연결공(323)에 고정되고, 타단에는 고정홈(392)이 형성되어 지지대(13)의 삽입구(131)로 삽입되며, 상기 케이블(39)을 보호하는 케이블보호구(393)가 삽입되고, 상기 이송플레이트(36) 양단은 후면으로 굴곡되어져 케이스(21)에 고정되어 헤드레스트(40)에 고정되는 지지봉(23)을 감싸도록 구비된다.

상기 헤드레스트(40)는 상기 케이스(21)의 돌출부(211) 상부로 돌출되는 한쌍의 지지바(23) 최상단에 연결구(42)로 체결되는 지지봉(41)으로 구성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 차량용 액티브 헤드레스트의 작동상태를 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 참고로, 하기의 도 4a 내지 도 4f에 도시되는 이송플레이트(36)는 상기 헤드레스트(40)를 작동시키기 위한 주요 구성의 작동상태를 나타내기 위하여 가상선으로 도시한다.

먼저, 도 4a와 같이, 차량의 충돌에 따라 탑승자의 부하가 시트백 내부의 스프링(12)과 지지대(13)로 전달되면, 상기 스프링(12)과 지지대(13)가 뒤로 밀리면서 지지대(13) 일측에 삽입된 케이블(39) 일단부의 고정홈(392)에 의해 상기 케이블(39) 타단부에 구비되는 고정핀(391)이 케이블연결공(323)에 고정되는 제동편(32)이 도 4b와 같이 반시계방향으로 당겨지게 된다.

이때, 초기 상태에서 이송플레이트(36)의 제1체결공(361)으로 삽입되어 고정편(34)과 토션스프링(33), 제동편(32)을 관통하여 고정플레이트(31)의 ∪홈(311) 최하단에 위치되는 가이드핀(375)의 고정을 해지하게 되는데, 상기 제동편(32)이 반시계방향으로 회전됨에 따라 제동편(32)과 고정편(34)에 의해 고정된 가이드핀(375)과 상기 가이드핀(375)이 고정된 이송플레이트(36)가 인장스프링(22)의 장력에 의해 도 4c와 같이 상부로 이송된다.

상기 이송플레이트(36)가 상부로 이송시 이송플레이트(36) 양측에 형성되는 제3,4,5,6체결공(363,364,365,366)에 일단이 고정된 제1,2,3,4가이드봉(371,372,373,374) 역시 상부로 이송되는데, 상기 제1,2,3,4가이드봉(371,372,373,374)의 타단이 고정되는 가이드플레이트(38)의 제1,2,3,4이송안내홈(381,382,383,384)에 의해 일정 길이만큼만 이송되도록 안내되어진다.

상기 인장스프링(22)의 장력 및 가이드부재(37)의 안내에 의해 이송플레이트(36)의 상부 이송시 도 4d와 같이, 양단이 후면으로 굴곡된 이송플레이트(36)의 양단 굴곡부에 감싸도록 지지되는 지지봉(23) 하단부가 후면으로 눌러지게 되어, 상기 지지봉(23) 상단부가 전면으로 이동되고, 상기 지지봉(23)에 연결구(42)로 고 정되는 헤드레스트(40)가 전면으로 이동되어 고정됨으로써, 차량 충돌시 탑승자의 머리와의 간격을 좁히면서 곧바로 초기상태로 되돌아 가지않도록 헤드레스트(40)의 각도를 유지하게 된다.

그런다음, 상기 차량 충돌에 따라 탑승자의 머리가 전단부로 이동 후 뒤로 밀리게 됨에 따라 도 4d와 같이 부하가 헤드레스트(40)로 전달되면, 차량 충돌시 탑승자의 등 부분의 부하 전달에 따른 작동과정의 역순으로 작동되는데, 상기 지지봉(23) 상단부가 후면으로 이동되면서 초기의 수직상태로 되돌아가게 되며, 도 4e와 같이 인장스프링(22)의 장력에 의해 가이드핀(375)과 상기 가이드핀(375)이 결합된 이송플레이트(36)가 하부로 이송된다. 또한 상기 가이드플레이트(38)의 제1,2,3,4이송안내홈(381,382,383,374)의 상부로 이동되어진 제1,2,3,4가이드봉(371,372,373,374)은 상기 이송안내홈(381,382,383,374)의 하부로 일정 길이만큼 안내되어져 고정편(34)에 위치하게 된다.

상기 하부로 이송된 가이드핀(375)은 제동편(32)이 시계방향으로 회전되면서 고정편(34)에 위치되는 상기 가이드핀(375)을 고정시켜 상기 헤드레스트(40)를 직립상태로 유지시키게 된다.

본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부된 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 차량의 좌석시트에 탑승한 탑승자에 의해 시트백을 누르는 힘에 연동되어 차량 충돌시 탑승자 머리와 헤드레스트 사이의 공간을 최소화하고, 차량 충돌에 의한 헤드레스트의 회동 후에도 곧바로 초기상태로 되돌아 가지않도록 헤드레스트의 회동된 각도를 유지할 수 있어 탑승자의 목 부상을 방지하는 효과가 있다.

Claims

차량용 액티브 헤드레스트 구조에 있어서,

차량의 시트백 내부 양측에 측면프레임(11)이 구비되며, 상기 양측 측면프레임(11)에 양단이 고정되는 스프링(12)이 설치되고, 상기 스프링(12) 후면에는 부하를 감지하는 지지대(13)가 구비되는 프레임부(10)와;

상기 측면프레임(11) 내부에 양단이 삽입되는 케이스(21)를 구비하되, 상기 케이스(21)는 전면으로 돌출되는 돌출부(211)와 ∩형상의 가이드홈(213)이 형성되는 체결부(212)로 형성되고, 상기 돌출부(211)에는 인장스프링(22)과 한쌍의 지지바(23)가 삽입되는 케이스부(20)와;

상기 가이드홈(213)에 대응되는 ∪홈(311)과 통공(312)이 형성되는 고정플레이트(31)가 체결부(212)에 설치되고, 상기 고정플레이트(31) 전면에 제동편(32)과 토션스프링(33) 및 고정편(34)이 차례로 구비되어 고정볼트(35)로 체결되고, 상기 고정플레이트(31)의 ∪홈(311) 하단에 제1체결공(361)이 일치하도록 위치되며 다수의 체결공(362,363,364,365,366)이 형성되는 이송플레이트(36)가 구비되고, 상기 이송플레이트(36)의 상하운동을 안내하도록 가이드부재(37)와, 상기 가이드부재(37)를 안내하는 가이드플레이트(38)가 케이스(21)의 체결부(212)에 설치되고, 상기 제동편(32)에 일단이 고정되며 지지대(13)에 타단이 고정되는 케이블(39)로 구성되는 제어부(30)와;

상기 돌출부(211) 상부로 돌출되는 한쌍의 지지바(23)에 연결구(42)로 체결 되는 지지봉(41)이 구비되는 헤드레스트(40)로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 액티브 헤드레스트 구조.
제 1항에 있어서,

상기 제동편(32)은 통공(321)을 중심으로 일측으로 제동턱(322)과 타측으로 케이블연결공(323)이 돌출되어, 상기 토션스프링(33)의 일단이 제동편(32) 일측에 고정되고, 상기 고정편(34)은 걸이턱(341)이 상부로 돌출되며 몸체에 통공(342)이 형성되어, 상기 토션스프링(33)의 타단이 고정편(34) 일측에 고정되고, 상기 고정볼트(35)는 고정편(34)의 통공(342)과 토션스프링(33), 제동편(32)의 통공(321) 및 고정플레이트(31)의 통공(312)으로 관통되어, 최후단에 구비되는 볼트고정구(313)에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 차량용 액티브 헤드레스트 구조.
제 1항에 있어서,

상기 가이드부재(37)는 가이드봉(371,372,373,374)이 구비되어, 상기 이송플레이트(36)의 체결공(363,364,365,366)에 일단이 고정되며, 타단은 이송안내홈(381,382,383,384)이 형성되는 가이드플레이트(38)에 고정되고, 상기 이송플레이트(36)의 제1체결공(361)으로 삽입되어 고정편(34)과 토션스프링(33), 제동편(32)을 관통하여 고정플레이트(31)의 ∪홈(311) 최하단에 위치되도록 가이드핀(375)이 구비되어, 상기 이송플레이트(36)의 제2체결공(362)에 고정구(376)와 볼트(377)로 체결되며, 상기 가이드핀(375)에는 인장스프링(22)의 최하단이 고정되는 것을 특징 으로 하는 차량용 액티브 헤드레스트 구조.
제 1항에 있어서,

상기 케이블(39)은 일단에 고정핀(391)이 구비되어 제동편(32)의 케이블연결공(323)에 고정되고, 타단에는 고정홈(392)이 형성되어 지지대(13)의 삽입구(131)로 삽입되며, 상기 케이블(39)을 보호하는 케이블보호구(393)가 삽입되는 것을 특징으로 하는 차량용 액티브 헤드레스트 구조.