KR101162726B1 - 차량용 헤드레스트 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 헤드레스트 장치에 관한 것으로, 액티브 기능을 구비한 헤드레스트 장치가 구조가 단순한 전기적 작동 방식이고, 특히 중량이 무겁고 단가가 비싼 스틸 부품의 사용을 최소화한 구성으로 중량 감소 및 원가 절감을 이룩할 수 있으며, 더 나아가 시트 착석자의 수동 조작으로 미세한 작동이 가능하게 됨으로써 보다 편안한 승차감을 느낄 수 있도록 된 것이다.

Description

차량용 헤드레스트 장치{Headrest apparatus for vehicle}
본 발명은 차량의 시트에 구비된 헤드레스트 장치에 관한 기술이다.
일반적으로, 차량에 구비된 시트는 착석시 안락감을 줄 수 있어야 할 뿐만 아니라, 후방 추돌 사고와 같은 긴급 상황 발생시 착석자의 머리를 충분히 보호해주는 역할을 수행하여야 한다.
차량용 시트는 착석자의 하체를 지지하는 시트쿠션(seat cushion), 착석자의 상체를 지지하는 시트백(seat back), 상기 시트백의 상단에는 상하방향으로 높이 조절이 가능하도록 결합되어서 착석자의 머리 및 목을 지지하는 헤드레스트(headrest)를 포함하여 구성된다.
한편, 차량의 안전법규를 만족하기 위하여 요즘에는 액티브 헤드레스트(active headrest)의 장착이 증가하고 있는 추세인 바, 상기 액티브 헤드레스트는 사고 발생시 헤드레스트가 착석자의 머리와 인접한 위치로 자동 이동하여 후두부를 충분히 지지함으로써 착석자의 목 부위 상해를 최대한 경감시킬 수 있도록 하는 것이다.
상기와 같이 헤드레스트의 액티브 기능은 다단으로 작동하는 기구적인 장치를 사용하는 것이 보편화되어 있는데, 상기와 같은 기구적인 장치들은 부품수가 많은 복잡한 링크 구조를 채택하고 있으며, 이로 인해 중량 상승 및 원가 상승의 문제점이 있다.
본 발명은, 사고 발생시 액티브 기능을 수행할 수 있고 또한 시트 착석자의 직접적인 조작에 의해 전후방향으로 이동 가능한 차량용 헤드레스트 장치를 제공하되, 상기와 같은 기능을 수행할 수 있는 장치가 전기적인 방식으로 작동하는 단순 구조를 채택함으로써 중량 감소 및 원가 절감을 도모하고, 아울러 시트 착석자의 직접적인 조작시에는 전후방향으로 미세하게 움직일 수 있는 조작이 가능함으로써 편안한 승차감에 최대한 도움을 줄 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 중량이 무겁고 단가가 비싼 스틸(steel) 부품의 사용을 최소화함으로써 중량 감소 및 원가 절감을 이룩할 수 있는 차량용 헤드레스트 장치를 제공함에 다른 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량용 헤드레스트 장치는, 헤드레스트 스테이의 상단에 일체로 결합된 후방쿠션과; 모터의 동력으로 상기 후방쿠션에 대해 전후방향 이동이 가능하도록 상기 후방쿠션의 전면에 결합된 전방쿠션을 포함하여 구성되면서; 상기 후방쿠션속에는 전후방향으로 개구되게 형성되면서 내주면에는 오른 나사산과 왼 나사산 중 어느 하나의 나사산이 형성된 원통형 후방보스가 일체로 구비되고; 상기 전방쿠션속에는 후방으로 개구되게 형성되면서 내주면에는 상기 후방보스의 나사산과 방향성이 반대인 나사산이 형성된 원통형 전방보스가 일체로 구비되며; 상기 후방보스와 상기 전방보스는 상기 모터의 동력으로 회전하는 모터하우징에 의해 서로 연결된 구성인 것을 특징으로 한다.
상기 모터하우징은 내부가 비어있는 원통형으로 형성되면서 일단의 외주면에는 상기 후방보스의 나사산과 나사 체결되는 후방 나사산이 일체로 형성되고; 타단의 외주면에는 상기 전방보스의 나사산과 나사 체결되는 전방 나사산이 일체로 형성되며; 상기 후방 나사산과 상기 전방 나사산 사이에는 반경방향으로 돌출되면서 원주방향을 따라 형성된 중간 플랜지가 일체로 구비되고; 상기 모터하우징이 1회전할 때에 상기 모터하우징에 대한 상기 전방쿠션의 이동거리가 상기 후방쿠션에 대한 상기 모터하우징의 축방향 이동거리에 2배가 될 수 있도록 상기 전방 나사산의 피치는 상기 후방 나사산의 피치에 대해 2배의 피치로 형성된 것이 바람직하다.
상기 모터와 상기 모터하우징의 결합구조는 일례로, 상기 모터하우징의 내부에 상기 모터가 압입 설치되어서 상기 모터와 상기 모터하우징이 일체로 회전할 수 있도록 구성된다.
또한, 다른 예로는 상기 모터하우징의 내부에 상기 모터가 삽입되어 설치되고; 상기 모터의 동력으로 회전하는 모터 축의 선단에는 동력전달부재가 일체로 결합되며; 상기 동력전달부재의 바깥 테두리가 상기 모터하우징의 내주면과 일체로 결합되게 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 헤드레스트 장치는, 구조가 단순한 전기적 작동 방식이고 특히 중량이 무겁고 단가가 비싼 스틸 부품의 사용을 최소화한 구성으로 중량 감소 및 원가 절감을 이룩할 수 있으며, 더 나아가 시트 착석자의 수동 조작으로 미세한 작동이 가능하게 됨으로써 보다 편안한 승차감을 느낄 수 있는 효과가 있다.
도 1과 도 2는 본 발명에 따른 헤드레스트 장치의 사시도 및 단면도로서, 작동 전 상태의 도면,
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따라 헤드레스트 장치를 구성하는 후방쿠션과 전방쿠션 및 모터하우징의 도면,
도 6은 모터와 모터하우징의 다른 결합구조에 대해 설명하기 위한 도면,
도 7과 도 8은 작동 후 상태를 보여주기 위한 사시도와 단면도이다.
이하 본 발명의 실시예에 대해 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 차량용 헤드레스트 장치는 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 헤드레스트 스테이(1)의 상단에 일체로 결합된 후방쿠션(10)과, 모터(3)의 동력으로 상기 후방쿠션(10)에 대해 전후방향 이동이 가능하도록 상기 후방쿠션(10)의 전면에 결합된 전방쿠션(20)을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 헤드레스트 스테이(1)는 시트백(미도시)에 대해 상하방향 높이조절이 가능한 구성으로, 상기 헤드레스트 스테이(1)의 상하방향 이동시에 상기 후방쿠션(10)도 함께 이동하는 구성이다.
상기 헤드레스트 스테이(1)와 상기 후방쿠션(10)의 결합을 위해 상기 후방쿠션(10)의 좌우측면에는 상기 헤드레스트 스테이(1)가 끼워지는 스테이결합부(11)가 일체로 형성된다.
상기 스테이결합부(11)는 상하방향으로 관통하는 구멍을 갖고 있는 원통형 파이프 형상으로, 상기 헤드레스트 스테이(1)의 상단부가 상기 스테이결합부(11)에 압입되는 형식으로 끼워져서 일체로 결합될 수 있고, 또한 상기 헤드레스트 스테이(1)의 상단부가 상기 스테이결합부(11)에 끼워진 후 볼트, 스크루와 같은 별도의 고정부재를 매개로 결합될 수도 있다.
상기 후방쿠션(10)은 전방이 개구된 박스형상으로, 상기 후방쿠션(10)속에는 전후방향으로 개구되게 형성되면서 내주면에는 오른 나사산과 왼 나사산 중 어느 하나의 나사산(12)이 형성된 원통형 후방보스(13)가 일체로 구비된다.
상기 전방쿠션(20)은 전방이 개구된 박스형상으로, 상기 전방쿠션(20)속에는 후방으로 개구되게 형성되면서 내주면에는 상기 후방보스(13)의 나사산(12)과 방향성이 반대인 나사산(21)이 형성된 원통형 전방보스(22)가 일체로 구비된다.
여기서, 상기 후방쿠션(10)은 상기 전방쿠션(20)보다 크기가 상대적으로 작게 형성된 구성으로, 상기 전방쿠션(20)이 상기 후방쿠션(10)쪽으로 이동할 때에 상기 후방쿠션(10)의 전방쪽 부위는 상기 전방쿠션(20)속으로 삽입되는 구성을 갖는다.
이에 따라, 상기 전방쿠션(20)이 상기 후방쿠션(10)쪽으로 완전히 이동하였을 때에는 상기 후방쿠션(10)과 상기 전방쿠션(20)의 전후방향 부피를 최소화시킬 수 있게 됨으로써, 차량 실내공간의 활용성을 높일 수 있는 장점이 있다.
상기 후방보스(13)와 상기 전방보스(22)는 상기 모터(3)의 동력을 전달받아서 회전하는 모터하우징(30)에 의해 서로 연결된 구성을 갖고 있다.
즉, 상기 모터하우징(30)은 내부가 비어있는 원통형으로 형상으로, 일단의 외주면에는 상기 후방보스(13)의 나사산(12)과 나사 체결되는 후방 나사산(31)이 일체로 형성되고, 타단의 외주면에는 상기 전방보스(22)의 나사산(21)과 나사 체결되는 전방 나사산(32)이 일체로 형성되며, 상기 후방 나사산(31)과 상기 전방 나사산(32) 사이에는 반경방향으로 돌출되면서 원주방향을 따라 형성된 중간 플랜지(33)가 일체로 구비된 구성이다.
여기서, 상기 모터하우징(30)이 1회전할 때에 상기 모터하우징(30)에 대한 상기 전방쿠션(20)의 이동거리가 상기 후방쿠션(10)에 대한 상기 모터하우징(30)의 축방향 이동거리에 2배가 될 수 있도록 상기 전방 나사산(32)의 피치(pitch)는 상기 후방 나사산(31)의 피치에 대해 2배의 피치로 형성된 구성이 특징이다.
즉, 사고 발생시 모터하우징(30)이 후방쿠션(10)으로부터 전방쪽으로 돌출되는 이동 거리보다 전방쿠션(20)이 상기 모터하우징(30)으로부터 전방쪽으로 돌출되는 이동거리를 대략 2배정도 많게 함으로써, 상기 전방쿠션(20)의 신속한 돌출을 가능하게 하고, 이를 통해 상기 전방쿠션(20)에 의한 시트 착석자의 후두부 지지를 빠른 시간내에 가능하게 함으로써 시트 착석자의목 상해치를 최소화할 수 있게 된다.
한편, 상기 모터(3)와 상기 모터하우징(30)의 결합구조는 도 2에 도시된 일 실시예와 같이 상기 모터하우징(30)의 내부에 상기 모터(3)가 압입되어서 일체로 결합된 구성이 될 수 있다.
상기와 같은 구성은 전원공급선(41)을 통해 상기 모터(3)로 전원이 공급되면 모터(3) 자체가 회전하는 구성으로, 상기 모터(3)가 회전하면 상기 모터하우징(30)도 함께 일체로 회전하는 구성이다.
이때, 상기 모터(3)와 상기 모터하우징(30)사이에는 동력손실을 초래하는 슬립(slip) 현상 등이 발생하지 않아야 한다.
또한, 상기와 같은 구성에 의해 모터(3)가 회전하면 전원공급선(41)이 꼬이는 현상이 발생할 수도 있다.
하지만, 모터(3)의 최대 회전은 4 내지 6회전에 불과하므로 전원공급선(41)의 꼬임 현상은 상기 전원공급선(41)에서의 자체적인 흡수에 의해 크게 중요하지 않으며, 이로 인해 전원선의 단락 등은 발생하지 않는다.
또한, 전원공급선(41)이 모터(3)와 함께 회전하는 것을 방지하기 위하여 상기 모터(3)에서 상기 전원공급선(41)이 연결되는 부위에 베어링과 같은 별도의 부재를 함께 구성할 수 있으나, 이럴 경우 중량 증가 및 원가 상승을 초래할 수 있다.
그리고, 상기 모터(3)와 상기 모터하우징(30)의 다른 결합구조는 도 6에 도시된 바와 같이 상기 모터하우징(30)의 내부에 상기 모터(3)가 삽입되어 설치되고, 상기 모터(3)의 동력으로 회전하는 모터 축(3a)의 선단에는 동력전달부재(43)가 일체로 결합되며, 상기 동력전달부재(43)의 바깥 테두리가 상기 모터하우징(30)의 내주면과 일체로 결합된 구성이 될 수도 있다.
상기 동력전달부재(43)는 동력의 손실없이 동력전달만 가능하면 원판 또는 막대 형상 등 다양한 모양으로 형성될 수 있음은 물론이다.
상기와 같은 구성은, 전원공급선(41)을 통해 상기 모터(3)로 전원이 공급되면 모터(3) 자체가 회전하지 않고 모터 축(3a)이 회전하는 구성이고, 상기 모터 축(3a)의 회전에 의해 동력전달부재(43)와 모터하우징(30)이 동시에 회전하는 구성이다.
상기 모터 축(3a)과 상기 동력전달부재(43)의 결합은 볼트 및 스크루 등과 같은 별도의 결합부재를 사용하여 결합할 수 있으며, 또한 상기 동력전달부재(43)와 상기 모터하우징(30)의 결합은 상기와 같은 별도의 결합부재 또는 상기 동력전달부재(43)가 상기 모터하우징(30)의 내주면에 일체로 형성된 구성이면 충분히 실현할 수 있게 된다.
한편, 본 발명에 따른 헤드레스트 장치는 사고로 인한 긴급 상황 발생시 액티브 기능을 수행할 수 있어야 하는 바, 이를 위해 상기 모터(3)의 전원공급선(41)에는 스위치부재(45)가 연결되도록 구성되고, 상기 스위치부재(45)는 차량에 구비된 충격센서(47)의 신호를 전달받는 콘트롤러(49)의 제어에 의해 온(ON)/오프(OFF) 작동하는 구성을 갖는다.
상기와 같은 구성에 의해, 후방 충돌 사고가 발생하면 충격센서(47)가 이를 검출하여 콘트롤러(49)로 신호를 보내고, 상기 콘트롤러(49)는 충격센서(47)로부터 전달된 신호에 의해 스위치부재(45)로 제어신호를 보내게 되며, 상기 스위치부재(45)는 콘트롤러(49)의 제어신호에 의해 온(ON) 작동하게 된다.
그러면, 전원공급선(41)을 통해 모터(3)로 전원이 공급되고, 상기 모터(3)의 구동력이 모터하우징(30)으로 전달되어 상기 모터하우징(30)이 회전을 하게 된다.
상기 모터하우징(30)이 회전을 하면 도 7 및 도 8과 같이 후방쿠션(10)에 대해 모터하우징(30)이 전방으로 돌출되는 이동을 하고, 이와 함께 전방쿠션(20)이 모터하우징(30)에 대해 전방으로 돌출되는 이동을 하게 되는 바, 이때 상기 전방쿠션(20)의 돌출량이 상기 모터하우징(30)의 돌출량보다 대략 2배정도 많게 그리고 신속하게 돌출된다.
이에 따라, 충격에 의한 관성력에 의해 시트 착석자의 목이 후방으로 젖혀지기 전 후두부가 상기 전방쿠션(20)에 의해 충분히 지지됨으로써, 시트 착석자의목 상해치를 최소화할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 구성은 시트 착석자가 상기 스위치부재(45)를 직접 수동 조작하여 온(ON)/오프(OFF) 작동시킬 수 있는 구성을 더 포함하고 있다.
상기의 구성에 의해 전방쿠션(20)의 미세한 돌출량도 시트 착석자가 직접 결정할 수 있게 됨으로써, 보다 편안한 승차감을 느낄 수 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이 액티브 기능을 구비한 본 발명에 따른 헤드레스트 장치는, 구조가 단순한 전기적 작동 방식이고 특히 중량이 무겁고 단가가 비싼 스틸(steel) 부품의 사용을 최소화한 구성으로, 중량 감소 및 원가 절감을 이룩할 수 있는 장점이 있다.
또한, 시트 착석자의 수동 조작으로 미세한 작동이 가능하게 됨으로써 보다 편안한 승차감을 느낄 수 있는 장점도 있다.
1 - 헤드레스트 스테이 3 - 모터
10 - 후방쿠션 13 - 후방보스
20 - 전방쿠션 22 - 전방보스
30 - 모터하우징 31 - 후방 나사산
32 - 전방 나사산 41 - 전원공급선
43 - 동력전달부재 45 - 스위치부재
47 - 충격센서 49 - 콘트롤러

Claims (6)

  1. 헤드레스트 스테이(1)의 상단에 일체로 결합된 후방쿠션(10)과;
    상기 후방쿠션(10)에 대해 전후방향 이동이 가능하도록 상기 후방쿠션(10)의 전면에 결합된 전방쿠션(20)을 포함하여 구성되면서;
    상기 후방쿠션(10)속에는 전후방향으로 개구되게 형성되면서 내주면에는 오른 나사산과 왼 나사산 중 어느 하나의 나사산(12)이 형성된 원통형 후방보스(13)가 일체로 구비되고;
    상기 전방쿠션(20)속에는 후방으로 개구되게 형성되면서 내주면에는 상기 후방보스(13)의 나사산(12)과 방향성이 반대인 나사산(21)이 형성된 원통형 전방보스(22)가 일체로 구비되며;
    상기 후방보스(13)와 상기 전방보스(22)는 내부가 비어있는 원통형으로 형성되면서, 일단의 외주면에는 상기 후방보스(13)의 나사산(12)과 나사 체결되는 후방 나사산(31)이 일체로 형성되고, 타단의 외주면에는 상기 전방보스(22)의 나사산(21)과 나사 체결되는 전방 나사산(32)이 일체로 형성되는 모터하우징(30)에 의해 서로 연결되고,
    상기 모터하우징(30)의 내부에 모터(3)가 삽입되어 설치되고, 상기 모터(3)의 동력으로 회전하는 모터 축(3a)의 선단에는 동력전달부재(43)가 일체로 결합되며, 상기 동력전달부재(43)의 바깥 테두리가 상기 모터하우징(30)의 내주면과 일체로 결합되어 상기 모터(3)에 의해 상기 모터하우징(30)이 회전하는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드레스트 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 모터하우징(30)은,
    상기 후방 나사산(31)과 상기 전방 나사산(32) 사이에는 반경방향으로 돌출되면서 원주방향을 따라 형성된 중간 플랜지(33)가 일체로 구비되고;
    상기 모터하우징(30)이 1회전할 때에 상기 모터하우징(30)에 대한 상기 전방쿠션(20)의 이동거리가 상기 후방쿠션(10)에 대한 상기 모터하우징(30)의 축방향 이동거리에 2배가 될 수 있도록 상기 전방 나사산(32)의 피치는 상기 후방 나사산(31)의 피치에 대해 2배의 피치로 형성된 것
    을 특징으로 하는 차량용 헤드레스트 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 모터(3)의 전원공급선(41)에 스위치부재(45)가 연결되도록 구성되고;
    상기 스위치부재(45)는 차량에 구비된 충격센서(47)의 신호를 전달받는 콘트롤러(49)의 제어에 의해 온(ON)/오프(OFF) 작동하는 구성과, 시트 착석자의 수동 조작으로 온(ON)/오프(OFF) 작동하는 구성을 함께 포함하도록 된 것
    을 특징으로 하는 차량용 헤드레스트 장치.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 후방쿠션(10)은 전방이 개구된 박스형상으로 형성되고;
    상기 전방쿠션(20)은 후방이 개구된 박스형상으로 형성되어서;
    상기 전방쿠션(20)이 상기 후방쿠션(10)쪽으로 이동할 때에 상기 후방쿠션(10)의 전방쪽 부위가 상기 전방쿠션(20)속으로 삽입되는 구성을 갖도록 된 것
    을 특징으로 하는 차량용 헤드레스트 장치.
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