KR101832887B1 - 차량용 시트 슬라이딩 장치의 기어박스 - Google Patents

차량용 시트 슬라이딩 장치의 기어박스 Download PDF

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Abstract

본 발명은 웜 샤프트와 치결합되는 웜 휠의 치형부의 자유단부에 모따기부를 형성하여 마찰면의 감소를 통한 이음 및 진동 문제를 개선하고, 치형부의 일측을 일체형 보강리브의 형성을 통해 마감 처리하여 웜 휠의 구조적 강성을 향상시킴으로써 스틸 소재에 비해 중량 및 소음 발생의 측면에서 유리한 플라스틱 소재를 웜 휠에 적용할 수 있는 차량용 시트 슬라이딩 장치의 기어박스를 개시한다.
전술한 시트 슬라이딩 장치의 기어박스는 차실내에 설치되는 리드 스크류(100), 상기 리드 스크류(100)에 치합되는 웜 휠(210), 상기 웜 휠(210)과 교차하는 방향으로 외접하고 모터에 의해 구동되는 웜 샤프트(220), 및 상기 웜 휠(210)과 상기 웜 샤프트(220)를 내장하고 상기 리드 스크류(100)를 따라 이동 가능하게 설치되는 하우징(230)을 구비하고, 상기 웜 휠(210)은 치형부(214)의 일측 자유단부에 모따기부(214a)를 형성하며, 상기 모따기부(214a)와 대향하는 타측 자유단부에 상기 치형부(214)를 마감하는 보강리브(216)를 형성한다.

Description

차량용 시트 슬라이딩 장치의 기어박스{Gear box for seat sliding device in vehicle}
본 발명은 자동차의 실내에 위치한 시트의 슬라이딩 장치에 적용되는 기어박스에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 웜 샤프트와 치결합되는 웜 휠의 치형부의 자유단부에 모따기부를 형성하여 마찰면의 감소를 통한 이음 및 진동 문제를 개선하고, 치형부의 일측을 일체형 보강리브의 형성을 통해 마감 처리하여 웜 휠의 구조적 강성을 향상시킬 수 있는 차량용 시트 슬라이딩 장치의 기어박스에 관한 것이다.
종래, 차량용 시트의 전동식 슬라이딩 장치는 공개특허 제10-2009-0092951호에 개시된 바와 같이, 기어박스(10)의 하우징(11, 12) 내부에 모터의 구동에 따라 회전하는 웜 샤프트(50)가 설치되고, 웜 샤프트(50)에 대해 교차하는 방향으로 배치된 웜 휠(30)이 리드 스크류(20)와 치합되도록 설치되는 구조로 이루어진다.
이때, 웜 휠(30)은 기어박스(10)의 내부에서 양단부가 스토퍼 링(60, 70)에 의해 그 위치를 규제받도록 구성되어 있어 웜기어(50)와의 정상적인 치결합 관계를 유지할 수 있게 된다.
그런데, 상기와 같은 구성의 종래 전동식 시트 슬라이딩 장치에서는 웜 샤프트(50)와 치결합되는 웜 휠(30)이 스틸 소재로 제작됨에 따라, 구조적 강성과 내마모의 측면에서 유리한 점이 있지만 중량과 가격의 상승과 함께 작동 소음이 발생하는 불리한 사안도 있었다.
이에 따라, 종래에는 플라스틱 소재를 이용하여 웜 휠(30)을 제작하였는 데, 이 경우에는 중량과 가격 및 소음의 측면에서는 만족할 수 있었으나, 구조적 강성과 내마모의 측면에서는 불리하여 부품의 내구 성능이 저하되는 문제가 있었다.
이 결과, 종래에는 플라스틱 소재의 웜 휠(30)에 모따기 처리를 실시하여 마찰면의 감소를 통한 이음 및 진동의 발생 문제를 개선하였으나, 이 경우에도 부품의 구조적 강성이 미흡하여 내구 성능이 저하되는 문제는 잔존할 수밖에 없었다.
공개특허 제10-2009-0092951호의 차량용 시트 슬라이딩 장치의 기어박스
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 웜 샤프트와 치결합되는 웜 휠의 치형부의 자유단부에 모따기부를 형성하여 마찰면의 감소를 통한 이음 및 진동 문제를 개선하고, 치형부의 일측을 일체형 보강리브의 형성을 통해 마감 처리하여 웜 휠의 구조적 강성을 향상시킴으로써 스틸 소재에 비해 중량 및 소음 발생의 측면에서 유리한 플라스틱 소재를 웜 휠에 적용할 수 있는 차량용 시트 슬라이딩 장치의 기어박스를 제공하는 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 차실내에 설치되는 리드 스크류, 상기 리드 스크류에 치합되는 웜 휠, 상기 웜 휠과 교차하는 방향으로 외접하고 모터에 의해 구동되는 웜 샤프트, 상기 웜 휠과 상기 웜 샤프트를 내장하고 상기 리드 스크류를 따라 이동 가능하게 설치되는 하우징, 상기 웜 휠의 보스부와 상기 하우징 사이에 설치되어 상기 웜 휠의 유격과 진동 및 열팽창을 흡수하고 가이드하는 일체형 댐핑부시, 및 상기 하우징을 지지하고 시트에 결합되는 하우징 브라켓트를 포함하여 구성되고, 상기 웜 휠은 치형부의 일측 자유단부에 모따기부를 형성하고, 상기 모따기부와 대향하는 타측 자유단부에 상기 치형부를 마감하는 보강리브를 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어, 상기 모따기부는 상기 치형부의 피치원으로부터 반경방향 외측에서 이끝부를 향한 부위에 한정하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어, 상기 보강리브는 상기 웜 휠의 보스부에 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어, 상기 보강리브는 상기 웜 휠의 치형부를 향한 부위에 제1경사면을 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어, 상기 제1경사면은 상기 치형부의 모따기부와 동일한 방향이면서 상기 웜 휠의 중심축선을 기준으로 상기 치형부의 모따기부 보다 큰 각도로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어, 상기 보강리브는 상기 제1경사면과 대향하는 부위에서 상기 웜 휠의 보스부를 향해 하향 경사진 제2경사면을 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어, 상기 웜 휠은 상기 보스부와 상기 치형부 및 상기 보강리브를 일체로 갖춘 플라스틱 소재로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 전동식 시트 슬라이딩 장치의 기어박스 내부에서 웜 샤프트와 치결합되어 회전하는 웜 휠의 구조를 개선하는 것으로서, 웜 휠의 치형부 자유단부를 모따기 처리하여 웜 샤프트와의 마찰면을 감소시킴으로써 작동중 BSR 이음(Buzz, Squeak, Rattle Noise) 및 이상 진동의 발생 문제를 해소할 수 있고, 치형부의 일측에 보강리브를 일체로 형성하는 마감 처리를 통해 웜 휠의 구조적 강성을 향상시켜 부품의 내구 성능을 확보함으로써 스틸 소재에 비해 중량 및 소음 발생의 측면에서 유리한 플라스틱 소재를 웜 휠에 적용하여 감성 품질을 높이고 제조 비용을 절감할 수 있는 효과를 제공하게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 시트 슬라이딩 장치의 기어 박스에 대한 조립 상태를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 기어 박스의 구성요소 중 하우징과 웜 휠만을 1차 분해하여 도시한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 기어 박스의 전체 구성요소를 완전 분해하여 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 주요 구성부위로서, 웜 샤프트와 치결합되는 웜 휠을 확대하여 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 웜 휠을 반대 방향에서 도시한 사시도이다.
이하, 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 시트 슬라이딩 장치의 기어 박스에 대한 조립 상태를 도시한 사시도이다.
도 1을 참조로 하면, 본 발명에 따른 차량용 시트 슬라이딩 장치의 기어박스는 차실내에서 시트의 이동방향을 따라 플로어에 설치되는 리드 스크류(100), 및 상기 리드 스크류(100)와의 치결합을 통해 이동 가능하게 설치되고 시트와 결합되는 하우징 조립체(200)를 포함하여 구성된다. 이 경우, 상기 리드 스크류(100)는 고정 설치를 위해 양단부에 마운팅 브라켓트(110)를 구비한다.
도 2는 도 1에 도시된 기어 박스의 구성요소 중 하우징과 웜 휠만을 1차 분해하여 도시한 도면이고, 도 3은 도 1에 도시된 기어 박스의 전체 구성요소를 완전 분해하여 도시한 도면이다.
도 2와 도 3을 각각 참조로 하면, 상기 하우징 조립체(200)는 상기 리드 스크류(100)와의 치합을 위해 내주면에 나사부를 형성하는 웜 휠(210), 상기 웜 휠(210)의 외주면에 대해 교차하는 방향으로 배치되어 치합되고 모터(미도시)로 인가되는 외부 동력에 의해 회전하는 웜 샤프트(220), 상기 웜 휠(210)과 상기 웜 샤프트(220)를 각각 내부에 회전 가능하게 지지하고 상하방향으로 분할되어 조립 가능하게 형성되는 한 쌍의 하우징(230), 상기 하우징(230)을 내부에 지지하고 상기 리드 스크류(100)에 끼워지도록 결합되는 하우징 브라켓트(240), 상기 하우징 브라켓트(240)에 대한 상기 하우징(230)의 축방향 가조립을 위해 설치되는 종방향 구속부재(250), 및 상기 하우징 브라켓트(240)에 대한 상기 하우징(230)의 횡방향 가조립을 위해 설치되는 횡방향 구속부재(260)를 구비한다.
도 4는 본 발명의 주요 구성부위로서, 웜 샤프트와 치결합되는 웜 휠을 확대하여 도시한 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 웜 휠을 반대 방향에서 도시한 사시도이다.
도 4와 도 5를 각각 참조로 하면, 상기 웜 휠(210)은 상기 하우징(230) 내에서 상기 리드 스크류(100)와 외접하는 치결합을 통해 회전 가능하게 설치되는 것으로, 중앙부위에 좌/우측 양단부위에 상기 리드 스크류(100)와 치결합되는 보스부(212)를 각각 구비하고, 상기 보스부(212) 사이의 중앙부위에 상기 웜 샤프트(220)와의 치결합을 위한 치형부(214)를 구비한다.
이 경우, 상기 웜 휠(210)의 치형부(214)는 일측 자유단부에 모따기부(214a)를 형성하고, 상기 모따기부(214a)와 대향하는 타측 자유단부에 상기 치형부(214)를 마감하는 링 형상의 보강리브(216)를 형성한다.
또한, 상기 모따기부(214a)는 상기 웜 휠(210)에 있어, 상기 치형부(214)의 피치원(P)을 기준으로 반경방향 외측에 위치한 이끝부를 향한 부위에 한정하여 형성된다. 즉, 상기 모따기부(214a)는 상기 치형부(214)가 설정하는 피치원(P)으로부터 반경방향 외측에서 이끝부를 향한 부위에 한정하여 형성되고, 상기 치형부(214)의 피치원(P)으로부터 이뿌리부를 향한 부위는 기존과 동일하게 모따기 처리가 되지 않도록 구성된다.
또한, 상기 보강리브(216)는 상기 웜 휠(210)의 보스부(212)와 함께 일체로 형성되는 바, 이는 상기 웜 휠(210)을 플라스틱 사출성형에 의한 제조방식으로 제작하는 과정에서 상기 보스부(212)와 상기 치형부(214) 및 상기 보강리브(216)를 일체로 구비되게 함으로써 구현될 수 있는 것이다.
또한, 상기 보강리브(216)는 상기 웜 휠(210)의 치형부(214)를 향한 일측 부위에 하향 경사진 형태의 제1경사면(216a)을 일체로 형성한다. 이 경우, 상기 제1경사면(216a)은 상기 치형부(214)의 모따기부(214a)와 동일한 방향이면서 상기 웜 휠(210)의 중심축선을 기준으로 상기 치형부(214)의 모따기부(214a) 보다 큰 각도로 형성되는 것이 바람직할 것이다.
또한, 상기 보강리브(216)는 상기 제1경사면(216a)과 대향하는 타측 부위에서 상기 웜 휠(210)의 보스부(212)를 향해 하향 경사진 형태의 제2경사면(216b)을 일체로 형성하는 바, 상기 제2경사면(216b)은 상기 모따기부(214a)와 동일한 하향 경사각을 가지도록 설정되는 것이 바람직할 것이다.
도 2와 도 3을 각각 참조로 하면, 상기 웜 샤프트(220)는 상기 하우징(230) 내에서 상기 웜 휠(210)의 외주면과 교차하는 방향으로 치결합되도록 설치되고, 상기 웜 샤프트(220)의 일단부는 모터의 회전축(미도시)과 연동 가능하도록 구성된다.
상기 하우징(230)은 상하방향 양측으로 분할되어 조립 가능하게 형성되는 한 쌍의 부재로서, 상기 웜 휠(210)과 상기 웜 샤프트(220)를 내장하고 상기 리드 스크류(100)를 따라 길이방향으로 이동 가능하게 설치된다. 또한, 상기 하우징(230)은 볼트(270)를 이용한 상호 결합을 위한 체결구멍(232), 상기 웜 샤프트(220)의 양단부를 회전 가능하게 설치하기 위한 지지구멍(234), 상기 리드 스크류(100)의 삽입을 위해 오목하게 형성되는 삽입구멍(236), 상기 종방향 구속부재(250)와의 조립을 위해 상기 삽입구멍(236)의 외측으로 돌출된 보스부(238), 및 상기 횡방향 구속부재(260)와의 조립을 위해 저면으로 돌출된 수직방향 돌출부(239)를 일체로 구비한다.
특히, 상기 하우징(230)은 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 웜 휠(210)의 전/후방측 돌출단부에 각각 와셔(280)를 안착시켜 상기 웜 휠(210)의 위치를 규제한다. 즉, 상기 와셔(280)는 상기 하우징(230)의 내부에서 상기 웜 휠(210)의 전/후방측 돌출단부에 설치되어 후술되는 일체형 댐핑부시(300)와 함께 상기 하우징(230)에 대한 상기 웜 휠(210)의 축방향 위치를 규제함과 동시에 상기 하우징(230)에 대한 상기 웜 휠(210)의 자유로운 회전을 허용하는 기능을 수행한다.
상기 하우징 브라켓트(240)는 상기 하우징(230)을 내부에 수용하고 상기 리드 스크류(100)와의 결합을 위해 상기 관통구멍(242)을 형성하는 몸체부(244), 및 시트의 저면부와의 결합을 위해 상기 몸체부(244)의 양단부에서 수평한 방향으로 일체로 절곡되게 형성되는 플랜지부(246)를 구비한다. 이 경우, 상기 플랜지부(246)는 시트와의 결합을 위한 체결구멍(248)을 형성한다.
상기 종방향 구속부재(250)는 상기 하우징(230)의 전/후방측 양단부위에 각각 위치한 상기 보스부(238)를 내부에 삽입시켜 고정하는 체결구멍(252)을 갖춘 플레이트 형태의 부재로 이루어진다. 즉, 상기 종방향 구속부재(250)는 상기 한 쌍의 하우징(230)에 있어 좌우로 분할된 보스부(238)의 외주면으로 상기 체결구멍(252)을 끼워 선 조립하여 고정함으로써 상기 볼트(270)를 이용한 상기 하우징(230)의 조립을 보다 용이하게 하는 역할을 수행한다.
상기 횡방향 구속부재(260)는 상기 하우징(230)의 저면부에 위치한 상기 돌출부(239)를 외부에서 감싸는 형태로 결합하는 걸림단부(262)를 갖춘 클립 형태의 부재로 이루어진다. 즉, 상기 횡방향 구속부재(260)는 상기 한 쌍의 하우징(230)에 있어 저면부로 돌출된 돌출부(239)의 외주면으로 상기 걸림단부(262)를 끼워 선 조립하여 고정함으로써 상기 볼트(270)를 이용한 상기 하우징(230)의 조립을 보다 용이하게 하는 역할을 수행한다.
한편, 상기 웜 휠(210)과 상기 하우징(230) 사이에는 상기 웜 휠(210)의 유격과 진동 및 열팽창을 흡수하고 가이드하기 위한 일체형 댐핑부시(300)가 설치되는 바, 상기 일체형 댐핑부시(300)는 상기 웜 휠(210)의 보스부(212)에 끼워져 상기 하우징(230)과의 사이에서 발생하는 축방향의 유격을 흡수하고, 반경방향의 진동과 열팽창을 흡수하는 완충성을 지닌 연성 소재의 댐퍼(310), 및 상기 댐퍼(310)에 내장된 상태에서 상기 웜 휠(210)의 보스부(212)에 끼워져 상기 하우징(230)의 내부에서 상기 웜 휠(210)의 축정렬을 위한 가이드 역할을 수행하는 경성 소재의 부시(320)를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 일체형 댐핑부시(300)의 외측에는 스토퍼 댐퍼(330)가 설치되어 상기 리드 스크류(100)를 따라 상기 웜 휠(210)이 이동하는 과정에서 발생될 수 있는 접촉에 의한 충격을 완충시킬 수 있도록 구성된다.
또한, 상기 일체형 댐핑부시(300)는 상기 웜 휠(210)의 보스부(212)의 외주면에 끼워지는 상기 와셔(280)와 상기 하우징(230)의 삽입구멍(236)의 내측면 사이에 위치하도록 설치된다.
또한, 상기 일체형 댐핑부시(300)에 있어, 댐퍼(310)는 외주면이 상기 하우징(230)과의 사이에서 소정거리의 팽창여유공간을 두고 이격되도록 설치되는 바, 상기 팽창여유공간은 기어박스의 작동중 상기 웜 휠(210)의 과열에 의해 상기 댐퍼(310)가 반경방향으로 열팽창될 때 상기 하우징(230)의 내측면과의 직접적인 접촉을 방지하게 되므로 모터에 걸리는 과부하를 방지할 수 있고, 이를 통해 기어박스의 내구 성능을 향상시킬 수 있게 된다.
따라서 본 발명에 따른 차량용 시트 슬라이딩 장치는 기어박스의 내부에서 웜 샤프트(220)와 치결합되어 회전하는 웜 휠(210)의 구조적 개선과 함께 기존 스틸 소재를 플라스틱 소재로 대체하는 일련의 과정을 통해 중량 및 소음의 발생의 측면에서 유리한 효과를 기대할 수 있고, 특히 웜 휠(210)의 자유단부에 링 형상의 보강리브(216)를 일체로 형성함으로써 웜 휠(210)에 대한 구조적 강성을 보완할 수 있게 된다.
즉, 본 발명은 웜 휠(210)의 치형부(214) 자유단부를 모따기 처리하여 웜 샤프트(220)와의 마찰면을 감소시킴으로써 기어박스의 작동중 발생하는 각종 이음과 이상 진동의 발생 문제를 해소할 수 있고, 치형부(214)의 일측에 보강리브(216)를 일체로 형성하는 마감 처리를 통해 웜 휠(210)에 대한 구조적 강성을 증진시켜 부품의 내구 성능을 연장할 수 있게 된다.
특히, 본 발명은 웜 샤프트(220)와 치결합되는 웜 휠(210)을 기존의 스틸 소재에 비해 중량 및 소음의 발생 측면에서 유리한 플라스틱 소재를 웜 휠(210)에 적용할 수 있으므로 감성 품질의 향상과 함께 제조 비용을 효과적으로 절감할 수 있게 된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100-리드 스크류 110-마운팅 브라켓트
200-하우징 조립체 210-웜 휠
212-보스부 214-치형부
214a-모따기부 216-보강리브
216a-제1경사면 216b-제2경사면
220-웜 샤프트 230-하우징
232-체결구멍 234-지지구멍
236-삽입구멍 238-보스부
239-돌출부 240-하우징 브라켓트
242-나사부 244-몸체부
246-플랜지부 250-종방향 구속부재
260-횡방향 구속부재 270-볼트
280-와셔
300-일체형 댐핑부시 310-댐퍼
320-부시

Claims (7)

  1. 차실내에 설치되는 리드 스크류(100);
    상기 리드 스크류(100)에 치합되는 웜 휠(210);
    상기 웜 휠(210)과 교차하는 방향으로 외접하는 웜 샤프트(220);
    상기 웜 휠(210)과 상기 웜 샤프트(220)를 내장하고 상기 리드 스크류(100)를 따라 이동 가능하게 설치되는 하우징(230);
    상기 웜 휠(210)의 보스부(212)와 상기 하우징(230) 사이에 설치되어 상기 웜 휠(210)의 유격과 진동 및 열팽창을 흡수하고 가이드하는 일체형 댐핑부시(300); 및
    상기 하우징(230)을 지지하고 시트에 결합되는 하우징 브라켓트(240)를 포함하고,
    상기 웜 휠(210)은 치형부(214)의 일측 자유단부에 모따기부(214a)를 구비하고, 상기 모따기부(214a)와 대향하는 타측 자유단부에 상기 치형부(214)를 마감하도록 상기 보스부(212)에 일체로 형성되는 보강리브(216)를 구비하며,
    상기 모따기부(214a)는 상기 치형부(214)의 피치원(P)으로부터 반경방향 외측에서 이끝부를 향한 부위에 한정하여 형성되고, 상기 보강리브(216)는 상기 웜 휠(210)의 치형부(214)를 향한 부위에 제1경사면(216a)을 형성하는 것을 특징으로 하는 차량용 시트 슬라이딩 장치의 기어박스.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1경사면(216a)은 상기 치형부(214)의 모따기부(214a)와 동일한 방향이면서 상기 웜 휠(210)의 중심축선을 기준으로 상기 치형부(214)의 모따기부(214a) 보다 큰 각도로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 시트 슬라이딩 장치의 기어박스.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 보강리브(216)는 상기 제1경사면(216a)과 대향하는 부위에서 상기 웜 휠(210)의 보스부(212)를 향해 하향 경사진 제2경사면(216b)을 형성하는 것을 특징으로 하는 차량용 시트 슬라이딩 장치의 기어박스.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 웜 휠(210)은 상기 보스부(212)와 상기 치형부(214) 및 상기 보강리브(216)를 일체로 갖춘 플라스틱 소재로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 시트 슬라이딩 장치의 기어박스.
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CN112140946A (zh) * 2020-09-14 2020-12-29 上海哈隆汽车标准件有限公司 一种汽车座椅调节器

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