KR101107984B1 - 차량용 시트 리클라이닝 장치 - Google Patents

차량용 시트 리클라이닝 장치 Download PDF

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Abstract

간단한 구성으로 구동력을 최적으로 전달할 수 있는 차량용 시트 리클라이닝 장치가 소개된다. 본 발명에 따른 차량용 시트 리클라이닝 장치는 차량의 시트쿠션에 설치되는 고정플랜지(200)와 이러한 고정플랜지(200)에 대하여 편심 회전하는 모바일플랜지(100)와, 이러한 모바일플랜지(110)를 편심 회전 가능케 하는 끼움돌기(326)를 포함한 편심회전수단(300) 및 끼움홀(422)을 포함한 구동부(400)를 포함한다.

Description

차량용 시트 리클라이닝 장치{A RECLINNING DEVECE FOR SEATS FOR VEHICLES}
본 발명은 차량용 시트 리클라이닝 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 전동모터의 구동력을 최적으로 전달할 수 있는 구조의 차량용 시트 리클라이닝 장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 시트에는 운전자 및 탑승자의 체형에 맞게 등받이를 전,후방으로 각도 조절되도록 하는 차량용 리클라이닝 장치가 마련된다.
차량용 리클라이닝 장치는 두 개가 한 쌍으로 구성되어 시트의 좌,우 측부에 각각 장착된다. 이러한 두 개의 차량용 리클라이닝 장치는 샤프트에 의해 서로 연결되어 각각의 움직임이 서로 연동된다.
이러한 차량용 리클라이닝 장치는 그 작동방식에 따라, 전동모터를 이용하여 샤프트를 축회전시켜 리클라이닝 동작을 진행하는 전동식 차량용 리클라이닝 장치와, 착석자의 레버 조작에 의해 샤프트를 축회전시켜 리클라이닝 동작을 진행하는 수동식 차량용 리클라이닝 장치로 구분된다.
차량의 고급화 이미지를 중시하는 경향에 따라, 최근 전동식 차량용 리클라이닝 장치의 사용이 증가하는 추세에 있으며, 나아가, 이러한 전동식 차량용 리클라이닝 장치를 경량화하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 과정에서 다양한 설계 조건이 반영됨으로써, 차량용 리클라이닝 장치는 그 구성이 복잡해지는 것은 물론, 이러한 복잡한 구성으로 인해 동력전달 과정이 비효율적으로 일어나는 문제점이 있었다.
본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 차량용 시트 리클라이닝 장치의 구성을 간단히 함으로써, 동력 전달 과정의 효율을 개선한 차량용 시트 리클라이닝 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적 달성을 위한 본 발명에 따른 차량용 시트 리클라이닝 장치는 안착홈과, 이 안착홈에 형성된 내접기어와, 상기 안착홈의 중심에 관통 형성된 중심구를 포함하는 모바일플랜지; 중심에는 원형의 통공부가 형성되고, 일면에는 상기 안착홈에 안착되며 그 외주면에 외접기어가 형성된 돌출부를 포함하는 고정플랜지; 상기 고정플랜지의 통공부에 형성된 내주면에 밀착되는 상부캠과, 이 상부캠의 하부 양쪽에 걸림 설치되어 함께 회전하되 일면에는 끼움돌기가 각각 돌출 형성된 하부좌측캠 및 하부우측캠과, 상기 상부캠을 밀어주는 방향으로 복원력이 작용할 수 있도록 상기 하부좌측캠 및 하부우측캠의 하단에 바이어스된 상태로 설치되는 환형스프링을 포함하는 편심회전수단; 및 상기 모바일플랜지의 중심구에 관통 결합되는 인풋샤프트와, 이 인풋샤프트의 외주면에서 둘레 방향으로 연장 형성되며 상기 끼움돌기가 삽입될 수 있도록 끼움홀이 관통 형성된 구동휠을 포함하는 구동부를 포함한다.
상기 상부캠의 내주면에는 걸림홈이 형성되고, 상기 하부좌측캠 및 하부우측캠에는 상기 걸림홈과 대응되는 걸림돌기가 돌출 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 하부좌측캠 및 하부우측캠에는 상기 환형스프링의 양 끝단이 고정될 수 있도록 고정홈이 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 상부캠의 외주면에는 하중전달방지홈이 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기한 기술적 구성으로 인해 구성을 간단히 함으로써 동력전달 과정을 효율화할 수 있다. 나아가, 구성이 간단해짐으로써, 조립 공정수가 감소되는 것은 물론, 제조 원가가 절감된다.
도 1는 본 발명에 따른 차량용 시트 리클라이닝 장치의 분해사시도;
도 2는 본 발명의 고정플랜지의 사시도;
도 3은 본 발명의 상부캠과 하부캠을 나타낸 도면;
도 4는 본 발명에 따른 차량용 시트 리클라이닝 장치의 결합 상태를 나타낸 도면;
도 5는 본 발명의 하중전달 방지공간을 나타낸 도면;
도 6a는 차량용 시트 리클라이닝 장치의 작동 전 상태를 나타낸 도면;
도 6b는 도 6a에서 구동부가 제거된 상태를 나타낸 도면;
도 7a는 차량용 시트 리클라이닝 장치의 작동 초기를 나타낸 도면;
도 7b는 도 7a에서 구동부가 제거된 상태를 나타낸 도면;
도 8a는 차량용 시트 리클라이닝 장치가 회전 가능한 상태를 나타낸 도면;
도 8b는 도 8a에서 구동부가 제거된 상태를 나타낸 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 시트 리클라이닝 장치에 대하여 살펴본다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 시트 리클라이닝 장치는 모바일플랜지(100), 고정플랜지(200), 편심회전수단(300) 및 구동부(400)를 포함한다.
도 1을 참조하면, 모바일플랜지(100)는 안착홈(110)과, 내접기어(120) 및 중심구(130)를 포함하여 구성된다. 안착홈(110)은 고정플랜지(100)의 일면에서 원형으로 함몰되어 형성되는 바, 그 테두리에는 내접기어(120)가 형성된다. 또한, 이러한 안착홈(110)의 중심에는 중앙이 통공된 원통 형상의 중심구(130)가 돌출 형성된다. 모바일플랜지(100)는 차량의 시트백 측부에 장착되어 시트백의 리클라이닝을 리드한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 고정플랜지(200)의 중심에는 원형의 통공부(200a)가 형성된다. 또한, 고정플랜지(200)는 상기 안착홈(110)에 안착될 수 있도록 그 일면에 돌출부(200b)가 형성되고, 이러한 돌출부(200b)의 외주면에는 외접기어(210)가 형성된다. 외접기어(210)가 형성된 고정플랜지(200)의 돌출부(200b)는 안착홈(110)의 크기보다 작게 형성되어, 고정플랜지(200)와 모바일플랜지(100)를 서로 조립하였을 때 돌출부(200b)의 외접기어(210)와 안착홈(110)의 내접기어(120)는 서로 완전히 치합되지는 않는다. 그러나, 외접기어(210)를 내접기어(120)에 밀착시키는 힘이 작용할 경우에, 그 힘이 작용되는 방향인 특정 구간에서 외접기어(210)와 내접기어(120)가 서로 치합(도 4 참조)될 수 있다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 상기 외접기어(210)가 내접기어(120)에 치합되도록 하는 힘은 고정플랜지(200)의 통공부(200a)에 배치되는 편심회전수단(300)으로부터 발생된다. 편심회전수단(300)에 의해 고정플랜지(200)에 상방향으로 힘이 가해지는 경우, 그 힘에 의해 고정플랜지(200)는 상방향으로 이동하여 모바일플랜지(100)에 대하여 중심축이 편심되며, 12시 방향 부근에서 외접기어(210)와 내접기어(120) 간의 부분적인 치합이 이루어진다.
도 1을 참조하면, 편심회전수단(300)은 상부캠(310), 하부캠(320) 및 환형스프링(330)을 포함하며, 하부캠(320)은 하부좌측캠(320a) 및 하부우측캠(320b)을 포함한다. 상부캠(310)은 반원형으로 형성되고, 부시(500)를 매개로 고정플랜지(200)의 통공부(200a)상에 장착된다. 상기 상부캠(310)은 고정플랜지(200)의 돌출부(200b)를 안착홈(110)에 안착시킨 상태에서 그 외주면이 부시(500)의 내주면에 접하도록 장착한다.
도 3을 참조하면, 이러한 상부캠(310)의 내주면에는 걸림홈(312)이 형성된다. 하부캠(320)을 구성하는 하부좌측캠(320a)과 하부우측캠(320b)에는 상기 걸림홈(312)의 턱부(312a)에 걸릴 수 있도록 걸림돌기(322)를 돌출 형성한다. 이러한 구성에 의하여, 상부캠(310)은 하부캠(320) 회전시 회전력을 전달받아 연동 회전할 수 있게 된다. 즉, 하부캠(320)의 회전력을 확실하게 상부캠(310)에 전달할 수 있는 바, 상부캠(310)과 하부캠(320) 사이에 미끄러짐 발생에 따른 회전력 전달의 비효율성이 개선될 수 있다.
도 3 및 도 4에서 보듯이, 상기 환형스프링(330)은 그 양단이 하부캠(320)의 하단에 형성된 고정홈(324)에 끼워진다. 도 4의 조립 상태에서 환형스프링(330)은 그 양단이 벌어지려는 탄성복원력을 가지며, 이러한 탄성복원력은 고정플랜지(200)를 상방향으로 들어 올리는 힘으로 작용하게 된다. 보다 구체적으로는, 상기 환형스프링(300)의 탄성복원력은 하부캠(320)을 밀어 올리며, 그 힘은 차례로 상부캠(310), 부시(500), 고정플랜지(200)로 전달된다. 이러한 환형스프링(330)은 다양한 형태의 탄성체 또는 기구적 수단으로 치환 가능하다.
도 3에서 보듯이, 상기 하부캠(320)을 구성하는 하부좌측캠(320a)과 하부우측캠(320b)은 서로 마주보았을 때 서로 대칭적인 반고리 형상으로 형성되며, 또한 각각의 외주면은 상기 상부캠(310)의 내주면과 일부분에서 접할 수 있는 형상으로 형성된다.
하부캠(320)과 상부캠(310)이 서로 접촉하는 면들의 곡률은 서로 동일하지 않다. 하부좌측캠(320a) 및 하부우측캠(320b)의 외주면과 상부캠(310)의 내주면은 모든 면에서 완전히 밀착되지는 않으며, 걸림돌기(322)측으로부터 고정홈(324)측으로 갈수록 하부캠(320)과 상부캠(310)간의 틈새(G)가 점차 커진다.
도 4를 참조하면, 상기 환형스프링(330)의 탄성복원력에 의해 하부캠(320)의 외주면은 상부캠(310)의 내주면을 파고들면서 상부캠(310)에 대하여 쐐기 작용을 한다. 상기 쐐기 작용 또는 쐐기 상태는 하부캠(320)의 외주면이 이와는 다른 곡률을 갖는 상부캠(310)의 내주면을 최대한 파고들어 더 이상 일방향으로 회전될 수 없는 상태를 의미한다. 일 예를 들어 설명하면, 도 4의 하부우측캠(320b)은 상부캠(310)에 대하여 더 이상 반시계 방향으로 회전될 수 없는 상태인 바, 이는 하부우측캠(320b)이 상부캠(310)에 대하여 쐐기 작용을 하고 있기 때문이다.
반대로, 하부우측캠(320b)에 시계 방향 회전력이 주어진 경우에는 쐐기 작용이 해제된다. 하부좌측캠(320a) 역시 상기 하부우측캠(320b)과 동일한 원리로 작동한다. 모바일플랜지(100)는 하부캠(320)이 상기 상부캠(310)에 대하여 쐐기 작용이 해제된 상태에서 회전 가능한 바, 작동과정은 후술한다.
한편, 환형스프링(330)의 양 끝단을 좁혀 고정홈(도 3참조)에 체결하면, 환형스프링(330)의 복원력에 의해 하부좌측캠(320a)과 하부우측캠(320b)이 각각 시계 방향 및 반시계 방향으로 회전하는 바, 환형스프링(330)이 체결된 일단(하부좌측캠과 하부우측캠의 하단) 사이의 거리는 벌어지고, 타단 사이의 거리는 좁혀져 상 방향으로 힘을 받게 된다. 즉, 하부좌측캠(320a) 및 하부우측캠(320b)은 이러한 힘을 기초로 상부캠(310)의 내주면을 파고들어 쐐기 작용을 하는 것이다. 또한, 하부좌측캠(320a) 및 하부우측캠(320b)에 작용하는 힘은 후술할 하중전달방지홈(R)을 중심으로 11시 및 1시 방향으로 작용하는 바, 상부캠(310)을 통해 고정플랜지(200)에 전달된다. 따라서, 고정플랜지(200)의 중심은 모바일플랜지(100)의 중심으로부터 편심되며, 외접기어(210)는 내접기어(120)와 특정면에서 치합된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상부캠(310)에는 하중전달방지홈(R)이 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 하중전달방지홈(R)은 환형스프링(도 4참조)의 힘을 분산시키는 기능을 한다. 따라서, 환형스프링에 의해 전달되는 힘은 하중전달방지홈(R)을 중심으로 양 방향으로 분산되는 바, 외접기어(도 4참조)와 내접기어(도 4참조)는 11시 ~ 1시 방향 사이의 구간에서 치합되며, 환형스프링의 복원력은 하중전달방지홈(R)을 중심으로 좌상 방향과 우상 방향에 집중되어 전달된다. 즉, 이러한 하중전달방지홈(R)은 두 개의 포인트에서 힘을 집중시키는 기능을 한다.
도 1 및 도 6a를 참조하면, 상기 구동부(400)는 인풋샤프트(410)와 구동휠(420)을 포함한다. 인풋샤프트(410)는 고정플랜지(200)의 통공부(200a)를 지나 모바일플랜지(100)의 중심구(130)에 결합된다. 또한, 구동휠(420)에는 서로 대칭되는 한 쌍의 끼움홀(422)이 관통 형성되는 바, 이러한 끼움홀(422)에는 하부좌측캠(320a) 및 하부우측캠(320b)에 각각 형성된 끼움돌기(326)가 삽입된다
이하에서는 도 6 내지 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 시트 리클라이닝 장치의 작동 과정을 설명한다.
도 6a는 차량용 시트 리클라이닝 장치의 작동 전 상태를 나타낸 도면이고, 도 6b는 도 6a에서 구동부 제거한 상태를 나타낸 도면이다.
모바일플랜지(100)의 내접기어(120)와 고정플랜지(200)의 외접기어(210)는 하중전달방지홈(R)을 중심으로 11시 방향과 1시 방향의 2개의 포인트에서 전달된 힘을 기초로 11시~1시 방향에 걸쳐 치합된다. 일면이 개방된 환형스프링(330)의 양 끝단이 바이어스된 상태에서 하부좌측캠(320a)과 하부우측캠(320b)의 고정홈(도 1참조)에 각각 결합되면, 환형스프링(330)의 복원력에 의해 하부좌측캠(320a) 및 하부우측캠(320b)은 상부캠(310)의 내주면을 파고들어 상부캠(310)을 통해 고정플랜지(200)를 들어올린다. 이 상태에서는 외접기어(210)가 내접기어(120)에 대하여 11시 방향으로부터 1시 방향에 걸쳐 치합되기 때문에, 모바일플랜지(100)는 고정플랜지(200)에 대하여 회전될 수 없는 바, 시트백 역시 회전될 수 없다.
도 7a는 차량용 시트 리클라이닝 장치의 작동 초기를 나타낸 도면이고, 도 7b는 도 7a에서 구동부를 제거한 상태를 나타낸 도면이다.
전동모터등에 의해 인풋샤프트(410)에 회전력이 제공된 경우, 구동휠(420)도 회전한다. 구동휠(420)의 끼움홀(422)에 삽입된 끼움돌기(326)에 의해 하부우측캠(320b)이 시계 방향으로 회전되면, 하부우측캠(320b)과 상부캠(310) 내주면 사이의 쐐기 효과가 해제된다. 또한, 하부우측캠(320b)에 형성된 걸림돌기(322)가 상부캠(310)에 형성된 걸림홈(312)의 턱부(312a)에 걸리면 상부캠(310)도 회전된다.
도 8a는 차량용 시트 리클라이닝 장치의 회전 상태를 나타낸 도면이고, 도 8b는 도 8a에서 구동부를 제거한 상태를 나타낸 도면이다.
상기한 힘의 전달 과정을 통하여 상부캠(310)이 회전되면, 상부캠(310)과 하부좌측캠(320a) 사이의 쐐기 상태도 해제되고, 하부좌측캠(320a)에 형성된 걸림돌기(322)를 걸림홈(312)의 일측이 타격하여 하부좌측캠(320a)도 회전하게 된다. 즉, 상부캠(310), 하부우측캠(320b) 및 하부좌측캠(320a) 모두가 연동 회전되는 것이다.
하부우측캠(320b) 및 하부좌측캠(320a)과 상부캠(310) 사이의 쐐기 상태가 해제되면, 모바일플랜지(100)는 회전가능한 상태가 된다. 즉, 하부우측캠(320b) 및 하부좌측캠(320a)과 상부캠(310) 사이의 쐐기 상태가 해제되면, 치합되어 있던 내접기어(120)와 외접기어(210) 사이에 소정의 유격이 발생되고, 모바일플랜지(100)는 고정플랜지(200)에 대하여 회전 가능한 상태가 되는 것이다. 따라서, 모바일플랜지(100)는 내접기어(120)와 외접기어(210)의 잇수 차이만큼 자체 감속 회전되는 바, 고정플랜지(200)에 대하여 편심회전(공전)되고 동시에 자체 회전(자전)하게 된다.
본 발명은 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100: 모바일플랜지 110: 안착홈
120: 내접기어 130: 중심구
200: 고정플랜지 210: 외접기어
200a: 통공부 200b: 돌출부
300: 편심회전수단 310: 상부캠
312: 걸림홈 320: 하부캠
320a: 하부좌측캠 320b: 하부우측캠
322: 걸림돌기 324: 고정홈
326: 끼움돌기 330: 환형스프링
400: 구동부 410: 인풋샤프트
420: 구동휠 422: 끼움홀
500: 부시 R: 하중전달방지홈

Claims (4)

  1. 안착홈(110)과, 이 안착홈(110)에 형성된 내접기어(120)와, 상기 안착홈(110)의 중심에 관통 형성된 중심구(130)를 포함하는 모바일플랜지(100);
    중심에는 원형의 통공부(200a)가 형성되고, 일면에는 상기 안착홈(110)에 안착되며 그 외주면에 외접기어(210)가 형성된 돌출부(200b)를 포함하는 고정플랜지(200);
    상기 고정플랜지(200)의 통공부(200a)에 형성된 내주면에 밀착되는 상부캠(310)과, 이 상부캠(310)의 하부 양쪽에 걸림 설치되어 함께 회전하되 일면에는 끼움돌기(326)가 각각 돌출 형성된 하부좌측캠(320a) 및 하부우측캠(320b)과, 상기 상부캠(310)을 밀어주는 방향으로 복원력이 작용할 수 있도록 상기 하부좌측캠(320a) 및 하부우측캠(320b)의 하단에 바이어스된 상태로 설치되는 환형스프링(330)을 포함하는 편심회전수단(300); 및
    상기 모바일플랜지(100)의 중심구(130)에 관통 결합되는 인풋샤프트(410)와, 이 인풋샤프트(410)의 외주면에서 둘레 방향으로 연장 형성되며 상기 끼움돌기(326)가 삽입될 수 있도록 끼움홀(422)이 관통 형성된 구동휠(420)을 포함하는 구동부(400)를 포함하고,
    상기 상부캠(310)의 외주면 중앙에는 하중전달방지홈(R)이 형성되어 환형스프링에 의해 전달되는 힘을 분산함으로써 외접기어와 내접기어가 11시 ~ 1시 방향의 구간에서 치합되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량용 시트 리클라이닝 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 상부캠(310)의 내주면에는 걸림홈(312)이 형성되고, 상기 하부좌측캠(320a) 및 하부우측캠(320b)에는 상기 걸림홈(312)과 대응되는 걸림돌기(322)가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 시트 리클라이닝 장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 하부좌측캠(320a) 및 하부우측캠(320b)에는 상기 환형스프링(330)의 양 끝단이 고정될 수 있도록 고정홈(324)이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 시트 리클라이닝 장치.
  4. 삭제
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