KR101405994B1 - 차량 시트의 펌핑 디바이스 - Google Patents

차량 시트의 펌핑 디바이스 Download PDF

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KR101405994B1 KR1020130063242A KR20130063242A KR101405994B1 KR 101405994 B1 KR101405994 B1 KR 101405994B1 KR 1020130063242 A KR1020130063242 A KR 1020130063242A KR 20130063242 A KR20130063242 A KR 20130063242A KR 101405994 B1 KR101405994 B1 KR 101405994B1
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power transmission
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김동일
심재원
이종원
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대원정밀공업(주)
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Abstract

본 발명은 차량 시트의 높낮이를 조절하는 펌핑 디바이스에 관한 것이며, 특히 펌핑 디바이스의 핵심 부품인 브레이크 수단과 클러치 수단을 구성하는 부품들의 구조 변경을 통하여 불필요한 부품과 연결 수단을 배제함으로서 부품들의 축소 혹은 간소화로부터 부품 제작뿐만 아니라 조립 공정을 용이하게 수행할 수 있어 원가 절감 및 생산성을 높일 수 있고 종래와 비교하여 크기, 무게 및 부피를 현저히 줄일 수 있으며, 내구성이 고려된 구조 변경으로 인하여 사용감에 따른 작동소음이나 조작성이 떨어지는 것을 예방할 수 있는 고 품질의 펌핑 디바이스를 제공하는 것이다.

Description

차량 시트의 펌핑 디바이스{Pumping device for vehicle seat}
본 발명은 차량 시트쿠션의 높낮이를 조절하는 펌핑 디바이스에 관한 것으로, 특히 핌핑 디바이스를 구성하는 부품들의 간소화 함께 부품들의 연결 구조를 개선하여 크기 및 무게 축소뿐만 아니라 내구성 향상에 따른 강도 확보와 함께 조립성과 생산성을 함께 높일 수 있는 차량 시트의 펌핑 디바이스를 제공하는 것이다.
차량 시트에는 시트의 높낮이를 조절하기 위한 높낮이 조절 장치가 구비된다.
높낮이 조절 장치에는 시트 저부에 구비되어 탑승자의 조작에 따라 시트를 상하 이동시키는 링크유닛을 구비하게 되는데, 이러한 링크유닛은 시트의 일측에 마련된 조작레버의 회전에 연동하여 시트의 높낮이를 조절하게 된다.
이러한 높낮이 조절 장치는 조작레버의 조작에 의해 높낮이 조절이 이루어진 다음 높낮이 설정된 시트의 높이를 고정하는 역할을 수행하게 되는데, 이때 상기 조작레버의 조작력을 링크유닛으로 전달하거나 링크유닛의 위치를 고정시키기 위한 장치로서 조작레버와 링크유닛을 연결하는 샤프트 상에는 브레이크 혹은 클러치 유닛이 구비된다.
일예로 최근에는 조작레버를 상하로 반복적으로 작동하는 것에 따라 시트의 높낮이를 조절할 수 있도록 하는 이른바 펌핑 디바이스의 적용이 보편적이다.
도 1은 대한민국등록특허 제0956729호에 게시된 펌핑 디바이스이다.
상기 펌핑 디바이스는 크게 마운트 브래킷(1), 내측 커버(2), 피니언 샤프트(3), 브레이크 수단(4), 클러치 수단(5), 레버 브래킷(6), 리턴 스프링(7), 및 외측 커버(8)의 구성으로 이루어져 있다.
그리고 상기 브레이크 수단(4)은 브레이크 부시(41), 순간회전방지부재(42), 브레이크 캠(43), 브레이크 롤러(44), 및 브레이크 스프링(45)으로 이루어져 있으며, 상기 클러치 수단(5)은 클러치 부시(51), 클러치 캠(52), 클러치 롤러 및 스프링(53), 및 클러치 리테이너(54)로 이루어져 있다.
이러한 구성의 펌핑 디바이스는 조작레버의 조작에 의해 레버 브래킷(6)이 회전하면, 클러치 수단(5)은 레버 브래킷(6)의 회전을 브레이크 수단(4)으로 전달하게 되고, 이때 브레이크 수단(4)은 피니언 샤프트(3)의 회전 억제 상태를 해제하여 피니언 샤프트(3)를 회전 가능한 상태로 만들면서 회전시키게 된다. 결국 이러한 피니언 샤프트(3)의 회전에 의해 링크유닛에 구성된 링크기어를 회전시킴으로서 시트의 높낮이 조절이 이루어지게 된다.
하지만, 이러한 종래 펌핑 디바이스는 다음과 같은 문제점이 지적된다.
첫째, 많은 부품 수로 인하여 크기, 무게, 및 부피를 줄이기 위한 설계에 한계가 있는 구조이다. 일반적으로 자동차를 구성하는 모든 부품에 대해 경량화가 중요시 되고 있으며 이러한 경량화는 펌핑 디바이스의 경우도 마찬가지다. 하지만 펌핑 디바이스의 특성 상 핵심 부품인 브레이크 수단과 클러치 수단에 대한 개선 구조 없이는 크기, 무게, 및 부피를 현저히 줄이기에는 한계가 있다.
둘째, 도 1에 도시된 바와 같이 각 부품들의 조립 구조를 만족하기 위해 각종 가공홀과 가공돌기들이 불특정하게 배치되거나 기하학적 형상을 이루게 되는데, 이는 부품의 제작 및 가공을 어렵게 하고, 그로 인한 원가상승의 문제가 있으며, 생산성도 떨어지는 문제가 있다.
셋째, 많은 부품의 조립 구조로 인하여 사용감에 따른 작동소음이나 조작성도 떨어지는 문제가 지적되고 있다.
문헌1. 대한민국등록특허 제0956729호 (2010.05.06)
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 펌핑 디바이스를 구성하는 부품들을 축소 혹은 간소화하여 부품별 제작뿐만 아니라 조립 공정을 용이하게 수행할 수 있으며 무엇보다 부품별 연결 구조를 개선하여 무게와 부피를 크게 줄일 수 있는 차량 시트의 펌핑 디바이스를 제공하는 것이다.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명은 시트에 마련된 링크유닛과 기어 연결되는 피니언 샤프트(100);
상기 피니언 샤프트(100)를 회전가능하게 지지하는 내측 커버(200)가 일측면에 결합되며 둘레에는 시트와 결합되는 고정부(311)가 구비되며 내면에는 원형의 마찰면(313)이 구비되는 브레이크 바디(310)와; 상기 피니언 샤프트(100)와 축 결합되며 상기 마찰면(313)을 향하는 외면에는 한 쌍의 마찰돌기(333)가 원주방향으로 균등한 간격을 유지하면서 다수개로 구비되는 브레이크 캠(330)과; 상기 한 쌍의 마찰돌기(333)와 마찰면(313)의 사이공간에 다수개로 구비되며 브레이크 탄성체(353)의 복원력에 의해 서로 이격되도록 설치되는 한 쌍의 브레이크 롤러(351);로 이루어진 브레이크 수단(300);
상기 피니언 샤프트(100)를 관통시키며 상기 브레이크 수단(300)과 연결되는 동력 전달돌기(4110)가 일측면에 구비되며 타측면에는 원형의 동력 전달면(4130)이 구비되는 클러치 드럼(410)과; 조작레버와 연결되며 상기 동력 전달면(4130)을 향하는 내면에는 호형 돌기(433)가 원주방향으로 반복하여 구비되는 클러치 바디(430)와; 상기 동력 전달면(4130)과 호형 돌기(433)의 사이공간에 삽입된 다수개의 클러치 롤러(451)를 회전가능하게 지지하는 클러치 리테이너(453)와; 상기 클러치 드럼(410)과 상기 클러치 리테이너(453)의 사이에 설치되어 클러치 리테이너(453)를 외측으로 가압시키는 가압 스프링(470);으로 이루어진 클러치 수단(400);
상기 피니언 샤프트(100)를 회전가능하게 지지하면서 상기 브레이크 바디(310)와 결합되는 외측 커버(600); 및
상기 외측 커버(600)와 클러치 수단(400)을 연결하며 조작레버의 미조작 시 상기 클러치 바디(430)와 클러치 리테이너(453)를 원위치로 복귀시키는 리턴 스프링(500)을 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.
이 경우 상기 내측 커버(200)가 결합되는 브레이크 바디(310)의 일측면에는 내측 커버(200)를 내부로 수용할 수 있도록 단차 형성된 수용홈(315)이 구비될 수 있다.
또한 상기 클러치 드럼(410)은, 상기 동력 전달면(4130)을 구비하는 금속 재질의 제2 클러치 드럼부재(413)에 제2 클러치 드럼부재(411)를 사출 성형하여서 구성될 수 있다.
또한 상기 클러치 바디(430)의 둘레에 구비되는 브래킷부(431); 상기 클러치 리테이너(453)의 일측에 구비되는 스프링 지지블록(454); 및 상기 외측 커버(600)의 일측에 구비되는 스프링 스토퍼(630);를 포함하며, 상기 리턴 스프링(500)의 양쪽 지지단(510)이 상기 브래킷부(431), 스프링 지지블록(454), 및 스프링 스토퍼(630)를 동시에 탄성 지지하도록 구성된 것일 수 있다.
이 경우 상기 클러치 바디(430)의 브래킷부(431)에는 조작레버가 직접 결합될 수 있다.
본 발명은 부품들을 축소 혹은 간소화하여 부품별 제작뿐만 아니라 조립 공정이 용이하여 원가절감 및 생산성을 높일 수 있고, 부품 간 연결 구조를 개선함으로서 종래와 비교하여 크기, 무게 및 부피를 현저히 줄일 수 있으며, 내구성을 고려한 구조변경으로 인하여 사용감에 따른 작동소음이나 조작성이 떨어지는 것도 예방할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 대한민국등록특허 제0956729호에 게시된 펌핑 디바이스이다.
도 2는 본 발명에 의한 펌핑 디바이스의 사시도들이다.
도 3은 본 발명에 의한 펌핑 디바이스의 분리 사시도이다.
도 4는 도 3의 이면 사시도이다.
도 5는 도 1의 A-A선을 따라 취한 단면도이다.
도 6은 본 발명에 의한 브레이크 바디를 보이는 사시도들이다.
도 7은 본 발명에 의한 브레이크 캠을 보이는 사시도 및 평면도이다.
도 8은 본 발명에 의한 브레이크 롤러 어셈블리를 보이는 평면도이다.
도 9는 본 발명에 의한 클러치 드럼을 보이는 사시도들이다.
도 10은 본 발명에 의한 클러치 드럼의 분리 사시도 및 단면도이다.
도 11은 본 발명에 의한 클러치 바디를 보이는 사시도이다.
도 12는 본 발명에 의한 클러치 롤러 어셈블리를 보이는 사시도 및 단면도이다.
도 13은 본 발명에 의한 리턴 스프링을 보이는 사시도 및 설치 평면도이다.
도 14는 본 발명에 의한 외측 커버를 보이는 사시도이다.
도 15는 본 발명에 의한 조작레버 조작 시 클러치 수단의 작동을 보이는 평면 예시도이다.
도 16은 본 발명에 의한 조작레버 조작 시 클러치 수단의 다른 작동을 보이는 평면 예시도이다.
도 17은 본 발명에 의한 조작 레버 조작 시 브레이크 수단의 작동을 보이는 평면 예시도이다.
위에 기재된 또는 기재되지 않은 본 발명의 특징과 효과들은 이하 첨부도면을 참조한 본 발명의 실시 예들을 통하여 더욱 명백히 한다.
도 2 내지 도 5는 본 발명에 의한 펌핑 디바이스를 보이는 도면들이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 의판 펌핑 디바이스는, 펌핑 디바이스를 구성하는 부품의 간소화뿐만 아니라 각 부품의 연결 구조를 개선함으로서 특히 경량화와 콤팩트 구조를 확보할 수 있는 것으로, 이를 위해 본 발명은 피니언 샤프트(100), 내측 커버(200), 브레이크 수단(300), 클러치 수단(400), 리턴 스프링(500), 및 외측 커버(600)로 이루어진다.
상기 피니언 샤프트(100)는, 시트에 마련된 링크 유닛에 구비된 링크 기어를 회전시키는 것으로, 시트를 향해 연장 돌출되는 일단에는 상기 링크 기어와의 연결을 위한 피니언 기어(101)가 구비되며, 상기 브레이크 수단(300)과의 연결을 위한 연결되는 톱니 모양의 세레이션(103)이 구비되며, 상기 내측 커버(100)와 외측 커버(600)에 의해 축 지지되도록 구성된다.
상기 내측 커버(200)는, 시트를 향하는 펌핑 디바이스의 일면을 폐쇄시켜 펌핑 디바이스를 구성하는 부품들의 위치를 고정시키는 것으로, 중심부에는 피니언 샤프트(100)를 회전가능하게 지지하는 회전지지부(201)가 구비되며, 브레이크 수단(300)과의 연결을 위한 평판 구조의 결합부(203)가 둘레에 구비되어서 구성된다.
상기 브레이크 수단(300)은, 조작레버의 미조작 시에는 피니언 샤프트(100)의 회전을 억제하고, 조작레버의 조작 시에는 피니언 샤프트(100)의 회전을 허용하면서 피니언 샤프트(100)를 회전시키는 것으로, 브레이크 바디(310), 브레이크 캠(330), 및 브레이크 롤러 어셈블리(350)로 이루어진다.
상기 브레이크 바디(310)는 펌핑 디바이스를 시트에 고정시키며 브레이크 롤러 어셈블리(350)를 매개로 브레이크 캠(330)에 대한 제동력을 발생시키는 부재로서, 도 6을 참조하면 전체적으로 링 구조를 이루면서, 둘레에는 시트와의 연결을 위한 고정부(311)가 구비되며, 내부에는 브레이크 롤러 어셈블리(350)와의 연결을 위한 원형 구조의 마찰면(313)이 구비되며, 일측면에는 내측 커버(200)를 내부로 수용하도록 단차 형성된 수용홈(315)이 구비되어서 구성된다.
이처럼 고정부(311)와 마찰면(313)이 일체형으로 구성되는 브레이크 바디(310)는 별도의 단품으로 제작한 다음 리벳(Rivet), 코킹(Caulking) 등으로 결합될 수 있으나, 시트에 체결되는 고정부(311)뿐만 아니라 피니언 샤프트(100)의 제동력을 발생시키기 위한 마찰면(313)의 허용강도 및 제작효율을 고려하여 일체형의 구조로 제작됨이 좋다. 아울러 브레이크 바디(310)에는 주위 부품과의 연결을 위한 체결구나 체결공 등의 복잡한 구성이 배제되어 있기 때문에 프레스 가공(Fine Blanking) 등을 이용한 제작이 용이하다.
이렇게 제작된 브레이크 바디(310)의 단차 형성된 수용홈(315)에 내측 커버(200)를 삽입하여 용접 등으로 고정 결합시킴으로서 브레이크 바디(310)와 내측 커버(200)를 결합하여 일체형을 구성하게 된다.
물론 브레이크 바디(310)의 제작 시 내측 커버(200)를 일체형으로 구성할 수도 있으나, 상대적으로 높은 강도를 필요로 하는 브레이크 바디(310)와 상대적으로 낮은 강도를 필요로 하는 내측 커버(200)가 서로 다른 재질로 구성될 경우 경량화 및 원가절감에 더 적합하다.
이상의 구성으로 이루어진 브레이크 바디(310)를 도 1에 도시된 구성요소들 중 서로 상응하는 구성요소라 할 수 있는 마운트 브래킷(1), 내측 커버(2), 브레이크 부시(41)들과 비교하여 살펴보면,
먼저 종래 마운트 브래킷(1), 내측 커버(2), 브레이크 부시(41)가 별도의 부품으로 제작된 다음 순차적으로 겹쳐진 상태에서 압입 및 코킹에 의한 조립 구조를 이루는 것인데 반해, 본 발명은 우선 하중이 집중되는 고정부(311)와 마찰면(313)을 일체형의 구조로 제작되는 한편 결합되는 내측 커버(200)가 수용홈(315)을 통해 내부로 삽입되는 구조를 이루는 점에 차이가 있으며, 이로 인해 종래와 비교하여 피니언 샤프트(100)의 축 방향으로 보다 콤팩트하고 경량화를 달성할 수 있다.
만약 피니언 샤프트(100)의 축 방향으로 종래와 동일한 사이즈를 갖도록 브레이크 바디(310)를 제작하는 경우에는 브레이크 바디(310)의 축 방향 두께가 증가되며, 이와 함께 브레이크 롤러 어셈블리(350), 및 브레이크 캠(330)의 축 방향 길이를 길게 확보하는 경우에는 마찰 면적 증대로 인해 제동력 향상 효과가 있다.
또한 도 1을 참조하면 종래 내측 커버(2)의 둘레에는 브레이크 부시(41)의 고정 및 리턴 스프링(7)과의 연결을 위한 돌기 구조가 마련되는 것인데 반해, 본 발명은 고정부(311)와 마찰면(313)이 평판에 가까운 간소화된 구조를 이루고 리턴 스프링(500)과의 연결 구조를 배제하는 구조 변경을 이루는 점에서 차이가 있으며, 이로 인해 종래 마운트 브래킷, 내측 커버, 브레이크 부시와 비교하여 브레이크 바디(310)의 경량화와 콤팩트 구조를 만족할 뿐만 아니라 부품 제작성이 용이하여 생산성 향상도 기대된다.
한편 도 7을 참조하면 상기 브레이크 캠(330)은, 브레이크 바디(310)의 일측 내부에 수용되며, 피니언 샤프트(100)에 결합되어 피니언 샤프트(100)와 함께 회전하고, 브레이크 바디(310)의 마찰면(313)을 향하는 외면에는 다수개가 마찰돌기(333)가 구비되어 있다. 구체적으로, 중심부에는 피니언 샤프트(100)에 형성된 세레이션(103)과 상응하는 형상의 결합구멍(331)이 구비되며, 외면에는 브레이크 롤러 어셈블리(350)와 접촉하도록 한 쌍의 마찰돌기(333)가 균등한 간격을 유지하면서 다수개로 구비되어 있다. 한 쌍의 마찰돌기(333)는 스프링 장착부(335)를 사이에 두고 이웃하고 있으며 이렇게 이웃하는 한 쌍의 마찰돌기(333)는 스프링 장착부(335)로부터 양쪽으로 서로 멀어지며 반경방향 외측으로 경사진 대칭 구조를 이루고 있다.
한편 도 8을 참조하면 상기 브레이크 롤러 어셈블리(350)는, 브레이크 캠(330)과 브레이크 바디(310)의 사이에 마련된 공간에 끼워지도록 다수개로 구성되는 것으로, 한 쌍의 브레이크 롤러(351)와 브레이크 탄성체(353)로 이루어진다.
상기 브레이크 롤러(351)는, 브레이크 캠(330)에 형성된 다수개의 마찰돌기(333)와 상응하게 다수개로 구비되며, 상기 한 쌍의 마찰돌기(333)와 마찬가지 한 쌍으로 구비된다. 이렇게 한 쌍을 이루는 브레이크 롤러(351)들 중 하나의 롤러는 브레이크 캠(330)의 일 방향 제동력을 발생시키고 나머지 롤러는 브레이크 캠(330)의 반대 방향 제동력을 발생시킨다.
계속해서 도 8을 참조하면 상기 브레이크 탄성체(353)는, 한 쌍을 이루는 브레이크 롤러(351)를 서로 이격시키도록 설치 구성된다. 즉, 한 쌍을 이루는 브레이크 롤러(351)의 사이 공간 즉, 브레이크 캠(330)에 형성된 스프링 장착부(335)에 설치되어 한 쌍의 브레이크 롤러(351)를 서로 이격시킴으로서 각 롤러(351)가 브레이크 캠(330)의 마찰돌기(333)와 브레이크 바디(310)의 마찰면(313) 사이에 끼워져 제동력을 발생시킬 수 있도록 한다.
도시된 바에 의하면 브레이크 탄성체(353)는 육면체 형상을 이루고 있으나 한 쌍의 브레이크 롤러(351)를 서로 이격시킬 수 있는 구조이면 어떠한 형태로도 형성될 수 있다. 예컨대 사각, 원형, 타원 등의 단면형상으로 형성될 수도 있다. 또한 이러한 브레이크 탄성체(353)는 고무, 우레탄 등의 재질뿐만 아니라 우수한 탄성력을 가지는 다양한 재질로 제작될 수 있다. 예컨대 고무, 우레탄 등의 재질로 구성될 경우 도시된 바와 같이 속이 찬 구조를 취할 수 있고 박판구조의 금속재질로 구성될 경우에는 중공 구조를 취할 수도 있다.
한편 브레이크 롤러(351)와 브레이크 탄성체(353)로 이루어진 브레이크 롤러 어셈블리(350)는 상기 브레이크 캠(330)과 브레이크 바디(310)의 사이 공간을 향해 압입하여 설치되는 것에 의해 서로 조립 구조를 이루게 되며, 이와 달리 브레이크 롤러 어셈블리(350)는 일체형의 구조를 갖도록 미리 제작될 수도 있다. 예컨대 브레이크 롤러(351)에 합성수지를 직접 사출하여 브레이크 탄성체(353)를 성형하는 것과 동시에 브레이크 롤러(351)와 일체로 결합시킬 수 있다.
상기와 같이 탄성력을 갖는 브레이크 탄성체(353)를 구성함으로서, 크기 및 무게 축소뿐만 아니라 브레이크 롤러 어셈블리(350)의 추가 설치에 따른 강도 증대를 도모할 수 있다.
한편 다시 도 2 내지 도 5를 참조하면 상기 클러치 수단(400)은, 조작레버의 조작 시에는 조작레버의 회전을 브레이크 수단(300)으로 전달하고 조작레버의 미조작 시에는 조작레버와 브레이크 수단(300)의 연결을 차단하는 것으로, 클러치 드럼(410), 클러치 바디(430), 클러치 롤러 어셈블리(450), 및 가압 스프링(470)으로 이루어진다.
도 9를 참조하면 상기 클러치 드럼(410)은, 피니언 샤프트(100)와 독립된 회전이 가능하도록 피니언 샤프트(100)를 헐거운 상태로 관통시키며, 브레이크 수단(300)과 연결되는 다수개의 동력 전달돌기(4110)가 일측면에 구비되며, 타측면에는 클러치 롤러 어셈블리(450)를 매개로 클러치 바디(430)와 연결되는 원형 구조의 동력 전달면(4130)이 구비되어서 구성된다.
도 10을 참조하면 이때 상기 클러치 드럼(410)은 제1 클러치 드럼부재(411)와, 제2 클러치 드럼부재(413)가 결합된 것으로 구성될 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 클러치 드럼부재(411)는 상기 브레이크 캠(330)의 일면에 밀착되어 일측면 둘레에는 상기 브레이크 바디(310)와 브레이크 캠(330)의 사이 공간에 삽입되는 다수개의 제1 동력 전달돌기(4111)가 구비되며, 중심부에는 상기 피니언 샤프트(100)를 헐겁게 관통시키면서 가압 스프링(470)의 일단을 지지하는 단턱(4115)이 형성되어 있다. 한편 상기 제2 클러치 드럼부재(413)는 상기 피니언 샤프트(100)를 헐거운 상태로 관통시키며 일측면 둘레에는 상기 브레이크 캠(330)의 마찰 돌기(333)의 사이 공간으로 삽입되는 다수개의 제2 동력 전달돌기(4111)가 구비되며, 타측면에는 클러치 롤러 어셈블리(450)와 접촉하는 원형 구조의 동력 전달면(4130)이 구비되어 있다.
이상과 같이 제1,2 클러치 드럼부재(411,413)로 이루어진 클러치 드럼(410)을 구성하는 경우, 바람직하게 상기 제1 클러치 드럼부재(411)는 합성수지 재질로, 상기 제2 클러치 드럼부재(413)는 금속재질로 이루어진 것이 좋다. 이렇게 제1,2 클러치 드럼부재(411,413)를 서로 다른 재질로 구성하는 경우에는 미리 제작된 금속재질의 제2 클러치 드럼부재(413)에 합성수지를 직접 사출하여 제1 클러치 드럼부재(411)를 성형하는 것에 의해 클러치 드럼(410)을 일체로 제작할 수 있다.
이처럼 상기 브레이크 롤러(351)와 접촉하는 제1 동력 전달돌기(4111)가 합성수지 재질로 구비됨으로서 작동 중 발생되는 소음을 줄일 수 있는 이점이 발생되며, 상기 클러치 롤러 어셈블리(450)의 동력을 전달받는 동력 전달면(4130)과 브레이크 수단(300:정확히는 브레이크 캠)으로 동력을 전달하는 제2 동력 전달돌기(4113)가 금속재질로 구성됨으로서 변형이나 마모 현상이 집중되는 부분에 대해서는 내구성 향상을 도모할 수 있다.
한편 상기 클러치 바디(430)는, 조작레버의 조작 시 클러치 롤러 어셈블리(450)를 매개로 클러치 드럼(410)을 향해 동력을 전달시키는 부재로서, 도 11을 참조하면 상기 클러치 롤러 어셈블리(450)를 감싸도록 전체적으로 링 구조를 이루면서, 둘레에는 조작레버와의 연결을 위한 브래킷부(431)가 구비되며, 상기 클러치 드럼(410)의 동력 전달면(4130)을 향하는 내면에는 호형 돌기(433)가 원주방향으로 반복하여 형성되어 있다. 이러한 호형 돌기(433)는 최고변곡점(H)에서 대향하는 동력 전달면(4130)까지의 최단거리가 후술되는 클러치 롤러(451)의 직경보다 작게 형성되어야 하고, 반면 최저변곡점(L)에서 동력 전달면(4130)까지의 최단거리는 클러치 롤러(451)의 직경보다 크게 형성되어야 한다. 도 11의 미 설명부호 '4310'은 리턴 스프링(500)의 걸림턱(512)이 지지되는 지지턱(4310)이다.
한편 도 12를 참조하면 상기 클러치 롤러 어셈블리(450)는, 클러치 롤러(451), 및 클러치 리테이너(453)로 이루어진다.
상기 클러치 롤러(451)는 클러치 드럼(410)과 클러치 바디(430)의 사이에 마련된 공간에 개재되도록 다수개로 구성되어 있으며, 결국 이러한 클러치 롤러(451)는 클러치 드럼(410)의 동력 전달면(4130)과 클러치 바디(430)의 호형 돌기(433)와 접촉하도록 구성된다.
상기 클러치 리테이너(453)는 클러치 롤러(451)들의 사이간격을 일정하게 유지시키면서 클러치 롤러(451)를 회전가능하게 지지하는 것으로, 클러치 드럼(410)과 클러치 바디(430)의 사이공간에 삽입되도록 전체적으로 링 구조를 이루면서, 원주방향으로 클러치 롤러(451)들을 회전가능하게 지지하는 롤러 장착홀(4531)이 균등 간격을 유지하면서 다수개로 구비되며, 외측 커버(600)를 향하는 일측면에는 피니언 샤프트(100)를 헐겁게 관통시키면서 상기 클러치 드럼(410)과 연결된 가압 스프링(470)의 타단을 지지하는 단턱(4533)이 형성되며 그 둘레 일측에는 리턴 스프링(500)과 연결되는 스프링 지지블록(454)이 구비되어서 구성된다. 도 12의 미 설명부호 '4535'는 외측 커버(600)와 접촉하는 '돌출부'이다.
한편 도 3,4,5를 참조하면 상기 가압 스프링(470)은, 클러치 드럼(410)과 상기 클러치 롤러 어셈블리(450)의 사이에 설치되며 외측 커버(600)를 향해 클러치 롤러 어셈블리(450)를 가압하여 밀착시키도록 구성함으로서 클러치 바디(430)의 호형 돌기(433) 사이공간에서 클러치 롤러 어셈블리(450)가 회동하는 것을 차단시키도록 구성된다. 이러한 가압 스프링(470)은 코일 스프링 구조를 이루면서, 상기 클러치 드럼(410)에 형성된 단턱(4135)과 상기 클러치 리테이너(453)에 형성된 단턱(4533)의 사이에 압축하여 설치 구성된다.
이러한 가압 스프링(470)으로 인하여 도 16 (a)을 참조하면 조작레버를 통해 조작력이 인가되지 않는 상태에서 클러치 롤러(451)는 호형 돌기(433)의 최저변곡점(L)에 위치하게 되는데, 이 경우 자유회전방지용 가압 스프링(470)에 의해 클러치 롤러(451)를 포함한 클러치 롤러 어셈블리(450)는 외측 커버(600)에 밀착되어 가압 상태를 유지하고 있기 때문에 호형 돌기(433)의 최저변곡점(L)을 중심으로 미세하게 헛도는 현상이 차단되며, 이로서 클러치 바디(430)의 시계방향 회전 혹은 조작력이 제거됨에 따른 클러치 바디(430)의 반시계방향 회전 작동 시 동력의 전달 및 차단 동작이 오작동이 없이 신속 정확하게 이루어질 수 있다. 또 부품과 부품의 부딪힘으로 인한 소음발생도 줄일 수 있다.
이러한 가압 스프링(470)은 클러치 롤러 어셈블리(450)가 호형 돌기(433)의 사이공간에서 회동되는 것을 차단시키되, 리턴 스프링(500)의 복귀력에 의한 클러치 롤러 어셈블리(450)의 복귀 회전을 허용할 수 있을 정도의 탄성력을 가지도록 설계된다.
계속해서 도 13을 참조하면 상기 리턴 스프링(500)은, 조작레버의 조작 후 조작력이 제거되는 경우 조작레버와 연결된 클러치 바디(430) 및 클러치 롤러 어셈블리(450)의 위치를 원위치로 복원시키는 것으로, 상기 클러치 바디(430)와 외측 커버(600)의 반경방향 사이공간에 위치하도록 평판을 원형에 가깝게 감아 놓은 판스프링 구조를 취하면서, 마주하는 한 쌍의 지지단(510)을 서로 근접시키도록 하는 탄성력이 부여되어 있다.
이때 한 쌍의 지지단(510) 사이에는 상기 클러치 바디(430)를 구성하는 브래킷부(431)와, 상기 클러치 롤러 어셈블리(450)를 구성하는 클러치 리테이너(453)의 스프링 지지블록(454), 및 외측 커버(600)에 형성된 스프링 스토퍼(630:도 14참조)가 동시에 개재되도록 구성된다.
이를 위해 한 쌍의 지지단(510)에는 클러치 바디(430)측 브래킷부(431)의 양 측면(지지턱(4310))과 접촉하는 한 쌍의 걸림턱(512)이 구비되며, 상기 한 쌍의 걸림턱(512)으로부터 각각 내측으로 절곡하여 연장 형성되어 외측 커버(600)의 스프링 스토퍼(630) 및 클러치 리테이너(450)측 스프링 지지블록(454)의 양 측면과 접촉하는 한 쌍의 걸림돌기(514)가 구비되어서 구성된다.
한편 도 14를 참조하면 상기 외측 커버(600)는, 브레이크 바디(310)와 결합되어 반대쪽에 배치된 내측 커버(200)와 함께 핌핑 디바이스를 구성하는 부품들의 위치를 고정 및 보호하는 것으로, 중심부에는 피니언 샤프트(100)를 회전가능하게 지지하는 회전지지부(610)가 구비되며, 둘레부에는 리턴 스프링(500)의 한 쌍의 지지단(510) 사이에 끼워지는 스프링 스토퍼(630)가 구비되며, 조작레버의 조작 시 간섭을 회피할 수 있는 공간을 제공하면서 브레이크 바디(310)의 일면과 연결되는 결합부(650)가 구비되어서 구성된다.
이때 외측 커버(600)의 결합부(650)는 브레이크 바디(310)의 일면에 면 접촉된 상태에서 용접에 의해 고정 결합될 수 있는데, 이 경우 펌핑 디바이스의 작동 시 결합부(650)에서 전단력이 작용하는 것을 고려하여 상기 브레이크 바디(310)의 일면에는 결합돌기(317:도 6참조)를 부가 구비하고 상기 외측 커버(600)의 결합부(650)에는 상기 결합돌기(317)와 상응한 형상의 결합홈(6501)을 구비함으로서, 브레이크 바디(310)와 외측 커버(600)의 결속력을 강화시키도록 한다.
물론 도시되진 않았지만 브레이크 바디(310)와 외측 커버(600)는 리벳, 코킹 등 다른 체결방식으로 결합될 수도 있다.
상기와 같은 구성의 펌핑 디바이스의 작동과정을 설명하면 다음과 같다.
조작레버(미 도시)의 업(Up) 혹은 다운(Down)시킴에 따라 시트를 올리거나 낮추는 과정은 방향성을 제외하고는 동일함으로 시트를 올리는 경우에 한해 그 작동과정을 설명한다. 여기서 조작레버를 업(Up)시키는 방향을 시계방향이라고 가정한다.
먼저 조작레버(미 도시)를 업(Up)방향으로 회전시키면, 조작레버와 연결된 클러치 바디(430)는 리턴 스프링(500)을 압축시키면서 시계방향으로 회전하기 시작한다.
도 15,16을 참조하면 이렇게 클러치 바디(430)의 회전이 시작되면, 호형 돌기(433)의 최저변곡점(L)에 위치되어 있던 클러치 롤러(451)는 호형 돌기(433)와 클러치 드럼(410)측 동력 전달면(4130) 사이에 끼게 된다. 이때 클러치 롤러(451)는 가압 스프링(470)에 의해 클러치 리테이너(453)에 작용하는 마찰력으로부터 클러치 드럼(410)측 동력 전달면(4130) 사이에 끼는 순간까지 원주방향에 대한 유동 즉, 슬립(Slip)이 제한된다.
이어서 상기 클러치 바디(430)의 계속된 회전과 함께 클러치 롤러(451), 클러치 리테이너(453), 및 클러치 드럼(410)이 시계방향으로 연동하여 회전하게 된다.
도 17을 참조하면 이렇게 클러치 드럼(410)으로 회전이 전달되면, 브레이크 캠(330)의 마찰돌기(333) 사이공간에 삽입되어 있는 동력 전달돌기(4110:정확히는 제1 동력 전달돌기(4110))는 브레이크 바디(310)의 마찰면(313)과 브레이크 캠(330)의 마찰돌기(333) 사이에 끼어 있는 한 쌍의 브레이크 롤러(351)들 중 하나를 밀어내면서 제동력을 제거하고, 이어서 동력 전달돌기(4110:정확히는 제2 동력 전달돌기(4113))는 브레이크 캠(330)의 마찰돌기(333)를 밀면서 브레이크 캠(330) 및 피니언 샤프트(100)를 시계방향으로 회전시키게 된다. 결국 이어서 피니언 샤프트(100)와 기어 연결된 링크유닛의 작동으로 시트의 높낮이를 조절하게 된다.
상가와 같이 조작레버의 1회 업(Up)방향 조작이 완료된 후 조작력이 제거되면, 브레이크 수단(300)은 피니언 샤프트(100)에 대한 제동력을 다시 발생시키고, 클러치 수단(400)은 브레이크 수단(300)으로 전달되었던 동력을 끊고, 리턴 스프링(500)을 복원력으로 조작레버와 연결된 클러치 바디(430)를 최초 위치로 복귀시킨다.
즉, 조작력이 제거되면 조작레버와 연결된 클러치 바디(430)는 리턴 스프링(500)의 복원력에 의해 반시계방향으로 회전하게 되고, 이때 클러치 롤러(451)는 클러치 바디(430)측 호형 돌기(433)의 최저변곡점(L)에 다시 위치하게 됨으로서, 클러치 바디(430)측 호형 돌기(433)와 클러치 드럼(410)측 동력 전달면(4130)의 회전 동력을 차단하게 된다. 이때 클러치 리테이너(453)는 가압 스프링(470)에 의해 외측 커버(600)에 밀착된 상태를 유지하기 때문에 클러치 롤러(451)는 클러치 바디(430)측 호형 돌기(433)의 최저변곡점(L)에서 위치 고정이 확보된다.
이어서 클러치 바디(430)를 반시계방향으로 복원시키는 리턴 스프링(500)의 지지단(510)은 클러치 리테이너(453)의 스프링 지지블록(454)과 연결되어 있기 때문에, 클러치 바디(430)와 클러치 리테이너(453)를 함께 반시계방향으로 회전시키며 복귀시키게 된다. 이때에도 클러치 롤러(451)는 클러치 바디(430)측 호형 돌기(433)의 최저변곡점(L)에 계속해서 위치를 유지하고 있음으로서 클러치 드럼(410)과 무관하게 클러치 롤러 어셈블리(450)와 클러치 바디(430)를 반시계방향으로 복귀 회전시키게 된다.
이렇게 클러치 드럼(410)으로 전달되었던 회전 동력이 끊어지게 됨으로서, 한 쌍의 브레이크 롤러(351)들은 브레이크 탄성체(353)의 복원력에 의해 서로 이격되면서 브레이크 캠(330)측 마찰돌기(333)와 브레이크 바디(310)측 마찰면(313)의 사이에 다시 끼게 되면서, 피니언 샤프트(100)와 연결된 브레이크 캠(330)의 시계방향 및 반시계방향으로의 회전을 억제시키고, 결국 조작레버의 1회 업(Up)방향 조작에 따라 높이 조절된 시트의 높낮이를 유지하게 된다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
100 : 피니언 샤프트 200 : 내측 커버
300 : 브레이크 수단 310 : 브레이크 바디
311 : 고정부 313 : 마찰면
330 : 브레이크 캠 333 : 마찰돌기
335 : 스프링 장착부 350 : 브레이크 롤러 어셈블리
351 : 브레이크 롤러 353 : 브레이크 탄성체
400 : 클러치 수단 410 : 클러치 드럼
411 : 제1 클러치 드럼부재 4110 : 동력 전달돌기
413 : 제2 클러치 드럼부재 4130 : 동력 전달면
4132 : 결속돌기 430 : 클러치 바디
431 : 브래킷부 433 : 호형 돌기
450 : 클러치 롤러 어셈블리 451 : 클러치 롤러
453 : 클러치 리테이너 454 : 스프링 지지블록
470 : 가압 스프링 500 : 리턴 스프링
510 : 지지단 600 : 외측 커버
630 : 스프링 스토퍼

Claims (5)

  1. 시트에 마련된 링크유닛과 기어 연결되는 피니언 샤프트(100);
    상기 피니언 샤프트(100)를 회전가능하게 지지하는 내측 커버(200)가 일측면에 결합되며 둘레에는 시트와 결합되는 고정부(311)가 구비되며 내면에는 원형의 마찰면(313)이 구비되는 브레이크 바디(310)와; 상기 피니언 샤프트(100)와 축 결합되며 상기 마찰면(313)을 향하는 외면에는 한 쌍의 마찰돌기(333)가 원주방향으로 균등한 간격을 유지하면서 다수개로 구비되는 브레이크 캠(330)과; 상기 한 쌍의 마찰돌기(333)와 마찰면(313)의 사이공간에 다수개로 구비되며 브레이크 탄성체(353)의 복원력에 의해 서로 이격되도록 설치되는 한 쌍의 브레이크 롤러(351);로 이루어진 브레이크 수단(300);
    상기 피니언 샤프트(100)를 관통시키며 상기 브레이크 수단(300)과 연결되는 동력 전달돌기(4110)가 일측면에 구비되며 타측면에는 원형의 동력 전달면(4130)이 구비되는 클러치 드럼(410)과; 조작레버와 연결되며 상기 동력 전달면(4130)을 향하는 내면에는 호형 돌기(433)가 원주방향으로 반복하여 구비되는 클러치 바디(430)와; 상기 동력 전달면(4130)과 호형 돌기(433)의 사이공간에 삽입된 다수개의 클러치 롤러(451)를 회전가능하게 지지하는 클러치 리테이너(453)와; 상기 클러치 드럼(410)과 상기 클러치 리테이너(453)의 사이에 설치되어 클러치 리테이너(453)를 외측으로 가압시키는 가압 스프링(470);으로 이루어진 클러치 수단(400);
    상기 피니언 샤프트(100)를 회전가능하게 지지하면서 상기 브레이크 바디(310)와 결합되는 외측 커버(600); 및
    상기 외측 커버(600)와 클러치 수단(400)을 연결하며 조작레버의 미조작 시 상기 클러치 바디(430)와 클러치 리테이너(453)를 원위치로 복귀시키는 리턴 스프링(500)을 포함하는 차량 시트의 펌핑 디바이스.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 내측 커버(200)가 결합되는 브레이크 바디(310)의 일측면에는 내측 커버(200)를 내부로 수용할 수 있도록 단차 형성된 수용홈(315)이 구비되는 차량 시트의 펌핑 디바이스.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 클러치 드럼(410)은, 상기 동력 전달면(4130)을 구비하는 금속 재질의 제2 클러치 드럼부재(413)에 제2 클러치 드럼부재(411)를 사출 성형하여서 구성된 차량 시트의 펌핑 디바이스.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 클러치 바디(430)의 둘레에 구비되는 브래킷부(431);
    상기 클러치 리테이너(453)의 일측에 구비되는 스프링 지지블록(454); 및
    상기 외측 커버(600)의 일측에 구비되는 스프링 스토퍼(630);를 포함하며,
    상기 리턴 스프링(500)의 양쪽 지지단(510)이 상기 브래킷부(431), 스프링 지지블록(454), 및 스프링 스토퍼(630)를 동시에 탄성 지지하도록 구성된 차량 시트의 펌핑 디바이스.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 클러치 바디(430)의 브래킷부(431)에 조작레버가 결합되는 차량 시트의 펌핑 디바이스.
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