KR101033894B1

KR101033894B1 - 후방충돌시 목 상해 경감 시트구조

Info

Publication number: KR101033894B1
Application number: KR1020040089714A
Authority: KR
Inventors: 권호성
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2004-11-05
Filing date: 2004-11-05
Publication date: 2011-05-11
Also published as: KR20060040284A

Abstract

본 발명은 후방충돌시 목 상해 경감 시트구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 종래의 헤드레스트를 당겨서 승객 두부후방에 밀착하는 구조와는 달리 승객의 상체가 차량의 후방충돌시 발생하는 관성력에 의해 시트백 후방으로 그대로 밀고 들어가 결과적으로 두부와 헤드레스트 간의 갭이 제로('0')가 되도록 하는 후방충돌시 목 상해 경감 시트구조에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 시트백 내부에 완충수단이 설치되며, 후방충돌시 승객의 하중이 소정의 하중점을 초과하게 되어 상체가 후방으로 밀리면서 상기 완충수단도 함께 소정간격만큼 후방으로 이동되는 후방충돌시 목 상해 경감 시트구조를 제공한다.

시트백, 헤드레스트, 완충수단

Description

후방충돌시 목 상해 경감 시트구조{Structure of seat for protecting neck as the rear car crash}

도 1은 본 발명에 따른 후방충돌시 목 상해 경감 시트구조의 제1실시예를 나타내는 사시도.

도 2는 도 1의 "A"부의 작동상태도.

도 3은 본 발명에 따른 후방충돌시 목 상해 경감 시트구조의 제2실시예를 나타내는 사시도.

도 4는 도 3의 "B-B"선을 따라 취한 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 후방충돌시 목 상해 경감 시트구조의 제3실시예를 나타내는 사시도.

도 6은 도 5의 "C-C"선을 따라 취한 단면도.

도 7은 종래의 차량에 적용되는 'WHIPS(Whiplash Protection System)' 시스템의 구조를 나타내는 개략도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 시트백 3 : 프레임

5 : 시트백 스프링 10 : 제1브라켓

11 : 제2브라켓 12 : 제1슬롯홀

13 : 제2슬롯홀 20 : 제1스프링 회전판

21 : 제2스프링 회전판 30 : 제1고정스프링

31 : 제2고정스프링 40 : 제1판스프링

40a : 용접부 60 : 제2판스프링

일반적으로, 자동차용 시트는 승객이 앉을 수 있는 시트쿠션과, 등을 기댈 수 있는 시트백과, 목과 머리를 받칠 수 있는 헤드레스트로 구성되어 있다.

특히, 상기 헤드레스트는 승객의 목과 머리를 기대어 목부분의 편안함을 제공하는 동시에 충돌시 머리가 뒤로 젖혀지는 것을 막아 주어 목부분의 상해를 방지하는 역할을 한다.

최근에는 소위 '액티브 헤드레스트(active headrest)'라 하여, 후속 차량이 전방 차량과 충돌시 전방 차량은 앞으로 밀리나, 전방 차량의 운전자가 관성에 의해 차량후방으로 급격히 이동하면서 헤드레스트와의 거리 및 상체와 시트백의 거리차에 의한 목의 심한 굴절로 발생하는 목(경추)의 부상을 방지한다.

럼버 서포트를 이용한 헤드레스트의 목부상 방지 장치로서, 본 출원인이 출원한 출원번호 10-2001-0052885 은 후방 충돌 사고시에 승객의 목부상을 방지하기 위해 액티브 헤드레스트를 적용 중인데, 상기 액티브 헤드레스트를 작동시키기 위해서는 별도의 하중 전달 장치와 회전링크 장치가 요구되는 한편, 럼버 서포트가 장착된 시트에서는 승객의 하중을 전달하는 하중 전달 장치가 중복되어 있다.

그러나, 상기 액티브 헤드레스트는 시트백 후방에 복잡한 기구가 장착되어 시트백에 승객이 휴식을 취할 경우 이물감(異物感)이 발생하여 승차감을 저해하고, 상대적으로 기구가 복잡하여 생산원가 및 중량상승되어 소비자에게 부담이 가중되는 문제점이 있다.

한편, 도 7은 종래의 차량에 적용되는 'WHIPS(Whiplash Protection System)' 시스템의 구조를 나타내는 개략도로서, 후방충돌시 아예 시트백(1) 전체를 후퇴(도 7(a))시키거나 싱킹(sinking)(도 7(b))시켜 목부상을 최소화하는 구조이다.

그러나, 상기 WHIPS 시스템은 시트 전체가 후퇴하거나 싱킹되는 구조를 구현하기 위해 시트 프레임, 리클라이너 구조 등이 복잡하고, 기구가 헤드레스트보다 매우 구조가 복잡하여 충돌강성 등의 확보가 어려우며, 생산원가 및 중량상승되어 소비자에게 부담이 가중되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 승객의 상체가 차량의 후방충돌시 발생하는 관성력에 의해 시트백 후방으로 밀리게 되고, 상기 승객의 하중이 정해진 하중점을 넘으면 시트백 내부의 스프링이 후방으로 이동하면서 상기 상체가 시트백으로 소정 간격만큼 들어감으로써, 승객의 목부와 헤드레스트의 거리차에 의한 목의 심한 굴절을 방지할 수 있도록 한 후방충돌시 목 상해 경감 시트구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 후방충돌시 목 상해경감 시트구조에 있어서,

시트백 내부에 완충수단이 설치되며, 후방충돌시 승객의 하중이 소정의 하중점을 초과하게 되어 상체가 후방으로 밀리면서 상기 완충수단도 함께 소정간격만큼 후방으로 이동되는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실현예로서, 상기 완충수단은: 상부 프레임에 가로 방향으로 각각 길게 형성된 브라켓과; 상기 브라켓의 끝단에 가로방향으로 등간격으로 각각 형성된 슬롯홀과; 상기 슬롯홀의 끝단부에 각각 힌지결합된 스프링 회전판과;

상기 스프링 회전판과 시트백 스프링 사이에 연결되어 서로 당겨주는 다수개의 고정스프링을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직한 구현예로서, 상기 슬롯홀의 하단부의 단면과 상기 스프링 회 전판의 상단부 단면은 육각형으로 형성되고, 상기 슬롯홀의 하단부를 힌지축으로 하여 상기 스프링 회전판이 소정각도만큼 회전가능하게 힌지결합된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 완충수단은: 상하부 프레임에 가로 방향으로 각각 길게 형성된 원형단면의 브라켓과; 상기 브라켓의 외주면을 따라 소정길이만큼 부착되며 충격하중이 임계하중을 초과할 경우 곡률의 반대방향으로 꺽어지게 형성된 다수개의 제1판스프링과; 상기 제1판스프링과 시트백 스프링 사이에 연결되어 서로 당겨주는 다수개의 고정스프링을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 완충수단은: 시트백 프레임의 양측면에 다수개의 제2판스프링이 가로방향으로 길게 형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.

본 발명은 액티브 헤드레스트 대용으로 차량의 후방충돌시 승객이 관성력에 의해 후방으로 밀리게 되는데, 시트백(1) 내부에 완충수단을 설치하여 승객의 하중이 상기 완충수단의 임계하중을 초과할 경우 이 완충수단이 후방으로 꺽임으로써, 상기 시트백(1)이 승객의 하중에 의해 승객의 상체가 시트백(1)에 함몰되어 충돌에너지를 흡수할 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.

시트백(1)의 내부는 골격을 유지하기 위해 상하좌우에 형성된 프레임(3)과, 이 프레임(3)의 가운데에 가로방향으로 설치된 시트백 스프링(5)으로 구성되어 있다.

여기서, 완충수단은 상기 시트백 스프링(5)과 연결되며 프레임(3)의 상하부 에서 전후방으로 이동가능하게 장착되어 있다.

상기 완충수단로서 세가지 실시예를 들어 본 발명의 구성 및 작용을 상세하게 설명한다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 후방충돌시 목 상해 경감 시트구조의 제1실시예를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 "A"부의 작동상태도이다.

제1실시예로서, 상기 완충수단은 상기 프레임(3)의 상하부에 각각 형성된 제1 및 제2브라켓(10,11)과, 이 브라켓(10,11)의 끝단에 힌지결합된 제1 및 제2스프링 회전판(20,21)과, 상기 스프링 회전판(20,21)과 시트백 스프링(5)을 연결하는 고정스프링(30,31)으로 구성된다.

상기 제1브라켓(10)은 상부 프레임(3)에 가로방향으로 길게 형성되어 상기 프레임(3)의 측면과 연결되어 있다.

이때, 상기 제1브라켓(10)의 하단에는 다수개의 제1슬롯홀(12)이 길이방향을 따라 등간격으로 형성되고, 상기 슬롯홀(12)의 하단부(12a)는 힌지축 역할을 하며 그 단면은 육각형이다.

상기 제1슬롯홀(12)의 하단부(12a)에는 제1스프링 회전판(20)이 힌지결합되고, 이 제1스프링 회전판(20)의 내부에 중공부가 형성된다. 이때, 상기 제1스프링 회전판(20)의 상단부 단면은 육각형으로 형성되고, 그 중간부에서 소정 각도로 절곡되어 있다.

이때, 상기 제1스프링 회전판(20)의 하단부에는 스프링 고정홀이 형성된다.

상기 스프링 고정홀에는 고정스프링(30)의 일단부가 결합되고, 그 타단부는 시트백 스프링(5)의 상단에 결합된다.

이와 동시에, 하부 프레임(4)에도 상기 상부 프레임(3)과 마찬가지로 제2브라켓(11)이 대칭되게 설치되고, 상기 제2브라켓(11)의 상단에 다수개의 슬롯홀(12)이 제1브라켓(10)과 마찬가지로 형성되고, 이 슬롯홀(12)의 상단부에 제2스프링 회전판(21)이 힌지결합된다.

제2고정스프링(31)은 제2스프링 회전판(21)과 시트백 스프링(5)의 하단부를 서로 당겨 고정한다.

이와 같은 구성에 따른 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

차량의 후방충돌시 승객의 상체는 관성력에 의해 시트백(1)의 전면을 가압하게 되고, 시트백(1)의 전면이 후방으로 밀리게 된다. 이때, 이 가압력이 시트백(1) 내부의 시트백 스프링(5)에 전달된다.

여기서, 제1브라켓(10)의 하단에 힌지결합된 제1스프링 회전판(20)은 소정각도로 회전하여 상기 시트백 스프링(5)이 후방으로 이동하면서 고정된다.

보다 상세하게는, 상기 제1고정스프링(30)이 탄성력에 의해 상기 슬롯홀(12)의 하단부(12a)에 힌지결합된 제1스프링 회전판(20)과 시트백 스프링(5)의 상단부를 당기고 있는 상태이다.

이와 동시에, 상기 슬롯홀(12)의 하단부(12a)와 스프링 회전판(20)의 상단부는 육각형 단면을 가지고 힌지결합되어 있다.

이때, 상기 제1고정스프링(30)의 임계하중 및 상기 육각형의 한변에서 다른 한변으로 이동가능한 하중이 상기 시트백(1)의 전면에 가해져야만 한다.

따라서, 차량의 후방 충돌시 승개의 상체가 관성력에 의해 시트백(1)에 가해지는 하중이 제1고정스프링(30)의 임계하중을 초과하게 되고, 슬롯홀(12)의 하단부(12a)와 제1스프링 회전판(20)의 육각형단면의 저항을 이기게 되어, 상기 육각형의 다른 한변으로 이동한다.

이와 동시에, 상기 제1스프링 회전판(20)은 상기와 같이 소정각도만큼 회전한 다음, 제1고정스프링(30)에 의해 고정된다.

첨부한 도 3은 본 발명에 따른 후방충돌시 목 상해 경감 시트구조의 제2실시예를 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 3의 "B-B"선을 따라 취한 단면도이다.

제2실시예로서, 상기 완충수단은 상기 프레임(3)의 상하부에 각각 이격설치된 상부 및 하부브라켓(10,11)과, 상기 브라켓(10,11)의 길이방향으로 설치된 다수개의 제1판스프링(40)과, 상기 판스프링(40)과 시트백 스프링(5)을 연결하는 고정스프링(30)으로 구성된다.

상기 제1브라켓(10)은 상부 프레임(3)의 하부에 이격설치되고, 가로방향으로 상기 프레임(3)의 측면에 결합된다. 이때, 상기 제1브라켓(10)은 원형단면의 봉형상으로 형성되어 있다.

또한, 상기 제1브라켓(10)의 후면에 다수개의 제2판스프링(40)이 원주면을 따라 소정길이만큼 용접되어 있고, 상기 용접부(40a)의 끝단에서 전방(차체길이방향기준)으로 만곡형성되어 돌출된다.

상기 제2판스프링(40)의 끝단에는 고정스프링(30)의 일단부가 고정되고, 타단부는 시트백 스프링(5)과 결합되어 있다.

상기 제2브라켓(11), 하부의 제1판스프링(41) 및 제2고정스프링(31)은 하부프레임(4)에 설치되고, 상기 제1브라켓(10), 상부의 제1판스프링(40) 및 제1고정스프링(30)와 대칭되게 구성되어 있다.

이와 같은 구성에 의한 작동상태는 다음과 같다.

여기서, 브라켓(10)의 하단에 용접된 상부의 제1판스프링(40)은 상기 가압력에 의해 상기 판스프링(40)의 용접부 끝단에서 충돌전 곡률과 반대로 꺽여 상기 시트백 스프링(5)이 후방으로 이동하면서 고정된다.

도 5는 본 발명에 따른 후방충돌시 목 상해 경감 시트구조의 제3실시예를 나타내는 사시도이고, 도 6은 도 5의 "C-C"선을 따라 취한 단면도이다.

제3실시예로서, 상기 완충수단은 전술한 제1 및 제2실시예와 달리, 상기 브라켓(10,11), 고정스프링(30,31) 및 시트백 스프링(5)을 필요로 하지않고, 다수개의 제2판스프링(60)이 프레임(3) 측면에 가로방향으로 길게 형성되어 등간격으로 배치된다.

이때, 상기 제2판스프링(60)은 띠형상으로 전방을 향해 활처럼 볼록하게 형성되고, 그 양단부는 프레임(3) 양측에 고정 결합된다.

이와 같은 구성에 의한 작동상태는 다음과 같다.

차량의 후방충돌시 승객의 상체는 관성력에 의해 시트백(1)의 전면을 가압하 게 되고, 시트백(1)의 전면이 후방으로 밀리게 된다. 이때, 이 가압력이 시트백(1) 내부의 제2판스프링(60)에 전달된다.

이때, 상기 가압력이 상기 제2판스프링(60)의 임계하중을 초과하게 되어 전방으로 볼록하게 튀어 나온것이 후방으로 오목하게 들어간 상태로 고정된다.

이와 같은 제1 내지 제3실시예의 작동상태에 의하면, 차량의 후방충돌시 승객의 상체가 관성력에 의해 시트백(1)을 가압하게 되고, 이 가압력에 의해 상기 완충수단이 충격을 흡수할 뿐만 아니라, 상기 완충수단이 후방으로 회전 또는 이동된 후 고정됨으로써, 시트백 스프링(5)도 함께 시트백(1) 후방으로 이동하여 승객의 상체가 시트백(1)으로 함몰된 상태가 된다.

따라서, 후방충돌로 인한 승객의 상체 특히 목부분이 시트백(1) 및 헤드레스트와 갭(gap)이 생김으로써 발생하는 목의 굴절을 미연에 방지할 수 있다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 후방충돌시 목 상해 경감 시트구조에 의하면, 부품통합 및 시스템 간소화로 시트템 추가에 따른 중량증가를 최대한 억제하며, 액티브 헤드레스트나 휩스 시스템 대비 경량화 및 생산원가 절감할 수 있다.

또한, 제3실시예의 적용시, 승객의 착좌감 및 이물질제거 및 튜닝 간소화에 따른 주행중의 승차감을 향상시킬 수 있고, 상대적으로 저가 차량에도 안전장비인 액티브 헤드레스트 기능을 대신할 수 있다.

Claims

삭제
후방충돌시 목 상해경감 시트구조에 있어서,

시트백 내부에 완충수단이 설치되며, 후방충돌시 승객의 하중이 소정의 하중점을 초과하게 되어 상체가 후방으로 밀리면서 상기 완충수단도 함께 소정간격만큼 후방으로 이동되며,

상기 완충수단은:

상부 프레임에 가로 방향으로 각각 길게 형성된 브라켓과;

상기 브라켓의 끝단에 가로방향으로 등간격으로 각각 형성된 슬롯홀과;

상기 슬롯홀의 끝단부에 각각 힌지결합된 스프링 회전판과;

상기 스프링 회전판과 시트백 스프링 사이에 연결되어 서로 당겨주는 다수개의 고정스프링을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 후방충돌시 목 상해 경감 시트구조.
청구항 2에 있어서, 상기 슬롯홀의 하단부의 단면과 상기 스프링 회전판의 상단부 단면은 육각형으로 형성되고, 상기 슬롯홀의 하단부를 힌지축으로 하여 상기 스프링 회전판이 소정각도만큼 회전가능하게 힌지결합된 것을 특징으로 하는 후방충돌시 목 상해 경감 시트구조.
후방충돌시 목 상해경감 시트구조에 있어서,

시트백 내부에 완충수단이 설치되며, 후방충돌시 승객의 하중이 소정의 하중점을 초과하게 되어 상체가 후방으로 밀리면서 상기 완충수단도 함께 소정간격만큼 후방으로 이동되며,

상기 완충수단은:

상하부 프레임에 가로 방향으로 각각 길게 형성된 원형단면의 브라켓과;

상기 브라켓의 외주면을 따라 소정길이만큼 부착되며 충격하중이 임계하중을 초과할 경우 곡률의 반대방향으로 꺽어지게 형성된 다수개의 제1판스프링과;

상기 제1판스프링과 시트백 스프링 사이에 연결되어 서로 당겨주는 다수개의 고정스프링을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 후방충돌시 목 상해 경감 시트구조.
삭제