KR102110089B1 - 탄성 조절 기능을 구비하는 차량용 시트 - Google Patents

탄성 조절 기능을 구비하는 차량용 시트 Download PDF

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KR102110089B1 KR1020190146567A KR20190146567A KR102110089B1 KR 102110089 B1 KR102110089 B1 KR 102110089B1 KR 1020190146567 A KR1020190146567 A KR 1020190146567A KR 20190146567 A KR20190146567 A KR 20190146567A KR 102110089 B1 KR102110089 B1 KR 102110089B1
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Abstract

본 발명은 사용자에 체형에 맞추어 가변적인 탄력을 제공하는 시트로서, 차량용 시트에 배치되어 사용자의 신체를 지지하는 쿠션부; 및 상기 신체에 의한 상기 쿠션부의 각 부분에 가해지는 압력이 균일하게 되도록 상기 쿠션부에 압력을 인가하거나 차감하는 압력 조절부를 포함한다.

Description

탄성 조절 기능을 구비하는 차량용 시트{ELASTICITY ADJUSTABLE CUSHION SEAT FOR VEHICLE}
본 발명은 탄성 조절 기능을 구비하는 차량용 시트에 관한 것으로서, 구체적으로는 사용자에 체형에 맞추어 가변적인 탄력을 제공하는 시트에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차용 시트는 실내의 플로워 패널에 고정, 설치되어 탑승자가 앉을 수 있도록 하중을 지지하는 시트쿠션과, 상기 시트쿠션에 회전 가능하도록 설치되어 탑승자의 상체부위를 지지하면서 등받이 역할을 하는 시트백으로 구성된다.
통상적으로 차량용 시트에는 탑승자의 체형에 맞출 수 있도록 높낮이 조절 기능 및 시트백의 각도 조절 기능이 구비되어 있다. 그러나, 사용자의 성별/연령 등에 따라 요구되는 조절범위가 넓으므로 시트 높낮이 조절 및 등받이 각도 조절 기능만으로는 사용자에게 편안함을 주는 데에는 한계가 있다.
특허문헌 1 : 대한민국 등록특허 제10-1885306호 공고일자 2018년08월03일 특허문헌 2 : 대한민국 공개실용신안 제20-1997-0057614호 공개일자 1997년11월10일
본 발명은 사용자에 체형에 맞추어 가변적인 탄력을 제공하는 차량용 시트의 제공을 목적으로 한다.
위와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 의한 탄성 조절 기능을 구비하는 차량용 시트는, 차량용 시트에 배치되어 사용자의 신체를 지지하는 쿠션부; 및 상기 신체에 의한 상기 쿠션부의 각 부분에 가해지는 압력이 균일하게 되도록 상기 쿠션부에 압력을 인가하거나 차감하는 압력 조절부를 포함한다.
이때, 상기 쿠션부는, 유체의 유출입에 의해 용적이 변화되는 주머니 형태로 형성되는 쿠션셀; 복수의 상기 쿠션셀이 배치되는 서포트 프레임; 및 상기 유체의 유출입을 위해 각각의 상기 쿠션셀과 연결되는 연결관을 포함할 수 있다.
이때, 상기 압력 조절부는, 상기 연결관을 통해 각각의 상기 쿠션셀에 유체를 제공하는 펌프 모듈; 및 상기 연결관에 배치되어 상기 유체의 유출입을 제어하는 밸브 모듈을 포함할 수 있다.
이때, 상기 유체는 점성을 가지는 액체이고, 상기 펌프 모듈은 무동력으로 상기 액체에 공급 압력을 제공하는 것으로서, 상기 액체를 수용하는 실린더; 상기 실린더에 일정한 압력을 인가하는 가압 부재를 포함할 수 있다.
이때, 상기 가압 부재는, 상기 실린더 내부에 배치되는 피스톤; 및 상기 피스톤에 압력을 인가하는 스프링을 포함할 수 있다.
또한, 상기 쿠션셀은, 상기 사용자의 신체와 접하는 부분에 일정 형태로 배열되는 복수의 제1 쿠션셀; 및 상기 서포트 프레임의 테두리 부분의 후면과 시트의 프레임 사이에 배치되는 제2 쿠션셀을 포함하고, 복수의 상기 제1 쿠션셀은 상기 연결관을 통하여 상기 펌프 모듈과 연결될 수 있다.
한편, 상기 제1 쿠션셀은, 상기 액체를 수용하는 액체 수용 포켓; 및 상기 액체 수용 포켓의 전면에 접하도록 배치되는 에어 포켓을 포함할 수 있다.
아울러, 상기 압력 조절부는, 상기 밸브 모듈 또는 상기 연결관에 배치되는 전열소자를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 탄성 조절 기능을 구비하는 차량용 시트에 의하면,
첫째, 사용자 신체의 형태에 따라 쿠션부의 형태의 조절이 가능하므로 다양한 체형의 사용자에 편안함을 제공할 수 있다.
둘째, 신체의 압력에 의해 점성 액체의 이동이 이루어 지므로 무동력 펌프 및 밸드의 조합으로 압력 조절부를 구현할 수 있다.
셋째, 쿠션셀은 액체를 수용하는 포켓과, 공기를 수용하는 포켓의 이중 구조로 형성되므로, 셀의 돌출 높이 변화 및 쿠션감 제공을 동시에 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 탄성 조절 기능을 구비하는 차량용 시트의 구성을 설명하는 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 시트의 모식적인 단면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 실린더를 설명하는 단면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 쿠션셀의 사시도 및 단면도이다.
도 5는 본 발명의 탄성 조절 기능을 구비하는 차량용 시트의 다른 실시예를 설명하는 분해 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.
도 1은 본 발명에 따른 탄성 조절 기능을 구비하는 차량용 시트의 구성을 설명하는 블록도이고, 도 2는 본 발명에 따른 차량용 시트의 모식적인 단면도이고, 도 3은 일 실시예에 따른 실린더를 설명하는 단면도이고, 도 4는 일 실시예에 따른 쿠션셀의 사시도 및 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참고하면, 탄성 조절 기능을 구비하는 차량용 시트(1000)는 쿠션부(100), 압력 조절부(200) 및 제어부(300)를 포함한다.
쿠션부(100)는 차량용 시트에 배치되어 사용자의 신체를 지지한다. 쿠션부(100)는 시트쿠션 및 시트백에 적용될 수 있다. 도시된 실시예는 쿠션부(100)가 시트백에 적용된 실시 형태이다.
압력 조절부(200)는 신체에 의한 쿠션부(100)의 각 부부분에 가해지는 압력이 균일하게 되도록 쿠션부(100)에 압력을 인가하거나 차감한다.
먼저 쿠션부(100)에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
쿠션부(100)는 쿠션셀(110), 서포트 프레임(120) 및 연결관(130)을 포함한다.
쿠션셀(110)은 유체의 유출입에 의해 용적이 변화되는 주머니(또는 파우치) 형태로 형성된다. 쿠션셀(110)은 일정한 용적을 가지도록 형성된다. 후술하겠으나, 사용자가 쿠션부(100)에 지지할 때 사용자에 의한 압력에 의해 쿠션셀(110) 내부의 유체가 유출되어 쿠션셀(110)의 용적이 줄어든다. 따라서 다수의 쿠션셀(110)이 배치된 쿠션부(100)는 사용자의 체형에 대응되도록 형태가 변화될 수 있다.
서포트 프레임(120)은 복수의 쿠션셀(110)이 배치되는 프레임이다. 서포트 프레임(120)은 합금 또는 합성 수지 재질로 형성될 수 있다.
프레임(120)은 판 형태로 도시되어 있으나, 이는 간결한 설명을 위한 것으로서 프레임(120)의 형태는 적용하고자 하는 시트백의 형태에 맞추어 굴곡된 형태로 적절하게 변형될 수 있다.
연결관(130)은 유체의 유출입을 위해 각각의 쿠션셀(110-1, 110-2, .. 110-n)과 연결된다. 연결관(130)은 밸브 모듈(210)과 연결되는데, 실시 형태에 따라 연결관(130)은 쿠션셀(110-1, 110-2, .. 110-n)과 각각 연결되도록 n개가 구비되어 각각의 연결관(예를 들어 130-1, 130-2, .. 130-n)이 개별적으로 밸브 모듈(210)과 연결될 수 있다.
다른 실시 형태로서는, 밸브 모듈(210)과는 하나의 연결관(130)이 연결되고 연결관(130)이 쿠션셀의 수 만큼 분기되어 각 쿠션셀(110-1, 110-2, .. 110-n)과 연결되는 형태로 실시될 수도 있다.
복수의 쿠션셀(110-1, 110-2, .. 110-n)은 서포트 프레임(120)의 전면(즉, 사용자의 신체와 접하는 면)에 배치되는데, 실시 형태에 따라 직사각형(가로x세로) 형태로 실시될 수도 있으며, 보다 조밀하게 배치 가능한 벌집모양(도 5 참고) 형태로 배치될 수도 있다. 도시에 의하면 각각의 쿠션셀(110-1, 110-2, .. 110-n)은 모두 같은 형태로 도시되어 있으나, 사용자의 신체와 접하는 부분에 따라 해당 부분의 쿠션셀은 크기, 형태 또는 용적이 각각 상이하도록 실시될 수 있다.
압력 조절부(200)는 밸브 모듈(210) 및 펌프 모듈(220)을 포함한다.
밸브 모듈(210)은 연결관(130)에 배치되어, 유체의 유출입을 제어한다. 즉, 밸브 모듈(210)은 제어에 따라 연결관(130)을 열림/잠김 상태로 전환한다.
도시 생략되었으나, 밸브 모듈(210)은 밸브 및 밸브를 구동하는 액추에이터를 포함하는 형태로 실시된다. 제어부(300)의 제어에 따라 액추에이터가 밸브를 개방하면(즉, 밸브 모듈(210)을 개방 동작으로 제어) 쿠션셀(110-1, 110-2, .. 110-n)은 펌프 모듈(220)과 연결된 상태가 된다.
이때, 쿠션셀(110-1, 110-2, .. 110-n)에 사용자의 신체로 인한 압력이 인가되면 각 쿠션셀(110-1, 110-2, .. 110-n)에 수용되어 있는 유체는 압력에 의해 펌프 모듈(220) 측으로 이동한다. 제어에 따라 액추에이터가 밸브를 차단하면(즉, 밸브 모듈(210)을 잠금 동작으로 제어) 쿠션셀(110-1, 110-2, .. 110-n)은 펌프 모듈(220)과 분리되고, 쿠션셀(110-1, 110-2, .. 110-n)은 사용자와 접하는 신체에 모양에 맞추어 그 형태가 유지될 수 있다.
제어부(300)는 간단하게는 엑추에이터의 열림 동작/닫힘 동작을 지시하는 스위치(미도시)로 구현될 수 있다. 다른 실시 형태로서 제어부(300)는 쿠션셀(110-1, 110-2, .. 110-n)에 각각 구비되는 센서(S)로 압력을 측정하여 압력값이 설정된 값에 해당하는 경우 엑추에이터의 열림 동작/닫힘 동작이 수행되도록 구현될 수 있다. 예를 들어 각 센서(S)로부터 측정되는 압력값이 동일하게 될 때 엑추에이터의 닫힘 동작이 수행되도록 제어될 수 있다.
펌프 모듈(220)은 연결관(130)을 통해 각 쿠션셀(110-1, 110-2, .. 110-n)에 유체를 제공한다.
쿠션셀(110)에 사용되는 유체로서 일반 공기(대기를 이루는 공기)를 사용할 수도 있으나, 본 발명에서는 쿠션셀(110)에 점성을 지니는 액체(A)를 유체로서 사용하기로 한다.
유체로서 공기를 사용할 경우, 쿠션감을 좋게 하는데에는 유리한 점이 있으나, 밸브 모듈(210)의 정교한 제어가 필요하고 펌프 모듈(220)의 구성에 컴프레서등이 포함되어야 하므로 압력 조절부(200)의 구성이 복잡해지는 문제가 있다. 특히, 차량의 주행시 고도 변화에 등에 의해 대기압이 변화할 경우 쿠션셀(110-1, 110-2, .. 110-n)의 체적이 증감하여 쿠션감이 변화되는 문제가 발생된다.
사용되는 유체로서 점성을 가지는 액체(A)를 사용할 경우, 연결관(130)에서 액체의 흐름 속도가 제한되므로 밸브 모듈(210)의 제어를 수동 스위치 조작으로도 수행할 수 있다. 또한, 펌프 모듈(220)을 무동력 방식으로 구현하는 것이 가능하다.
도 3을 참고하면, 펌프 모듈(220)은 실린더(221) 및 가압 부재(222, 223)를 포함한다.
실린더(221)는 액체(A)를 수용하는 액체 저장소 역할을 한다. 실린더(221)는 연결관(130)을 통해 쿠션셀(110-1, 110-2, .. 110-n)과 연결된다.
가압 부재(222, 223)는 실린더(221)에 일정한 압력을 인가한다. 여기서 가압 부재(222, 223)에 의해 인가되는 압력은 밸브 모듈(210)이 개방되었을 경우 실린더(221)에 수용된 액체(A)가 각 쿠션셀(110-1, 110-2, .. 110-n)로 이동할 수 있을 수준의 압력이면 충분하다. 사용되는 액체(A)의 점성 및 쿠션셀(110-1, 110-2, .. 110-n)의 수, 연결관(130)의 직경 및 길이에 따라 가압 부재(222, 223)를 통해 인가되는 압력은 조절될 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 가압 부재(222, 223)는 피스톤(222) 및 프스링(223)을 포함하는 구성을 갖을 수 있다.
피스톤(222)은 실린더(221)의 내부에 배치되되, 스프링(223)의 탄성에 따라 실린더(221)에 수용된 액체(A)에 압력을 상시 인가하도록 배치된다. 도시 생략되었으나, 펌프 모듈(220)에는 스프링(223)의 탄성을 조절하는 탄성 조절장치가 더 구비될 수 있다. 탄성 조절장치의 조절에 따라 액체(A)의 공급 압력의 제어가 가능하다.
도 5는 본 발명의 탄성 조절 기능을 구비하는 차량용 시트의 다른 실시예를 설명하는 분해 사시도이다. 도 5의 실시예에 따르면, 서포트 프레임(120)은 이중 구조로 실시될 수 있다. 앞서 설명된 서포트 프레임(120)과의 구분을 위해 시트 프레임(F)으로 호칭하기로 한다.
서포트 프레임(120)과 시트 프레임(F) 사이에는 제2 쿠션셀(140a, 140b, 140c)이 배치된다. 앞서 설명한 쿠션셀(110)은 제2 쿠션셀(140a, 140b, 140c)과의 구분을 위해 제1 쿠션셀로 호칭하기로 한다.
복수의 제1 쿠션셀(110-1, 110-2, .. 110-n)은 서포트 프레임(120)의 전면에 배치되되, 사용자의 신체와 접하는 부분에 일정 형태로 배치된다. 각각의 제1 쿠션셀(110-1, 110-2, .. 110-n)은 연결관(130)을 통하여 펌프 모듈(220)과 연결된다. 연결관(130), 밸브 모듈(210) 및 펌프 모듈(220)은 앞선 실시 형태와 동일한 것이므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
제2 쿠션셀(140a, 140b, 140c)은 서포트 프레임(120)의 테두리 부분의 후면과 시트 프레임(F) 사이에 각각 배치된다.
제2 쿠션셀(140a, 140b, 140c)은 유체의 유출입에 의해 부피가 가변된다. 제2 쿠션셀(140a, 140b, 140c)은 압력 조절부(200)와는 별도로 구비된 제2 압력 조절부(미도시)와 연결되어 구동된다.
제2 쿠션셀(140a, 140b, 140c)의 구동을 통해 서포트 프레임(120)의 돌출 정도를 조절하여 신체가 크거나 작은 사용자에게도 쿠션부(100)의 위치를 맞추는 것이 가능하다.
한편, 쿠션셀(110)은 쿠션감을 향상시키기 위해 2중 구조로 형성될 수 있다. 도 4를 참고하면, 쿠션셀(110)은 액체(A)를 수용하는 액체 수용 포켓(111) 및 액체 수용 포켓(111)의 전면에 접하도록 배치되는 에어 포켓(112)을 포함한다.
액체 수용 포켓(111)은 연결관(130)을 통해 펌프 모듈(220)과 연결되어 벨브 모듈(210)의 동작 여부에 따라 용적이 변화된다.
에어 포켓(112)은 쿠션감을 주기위해 액체 수용 포켓(111)의 전면에 구비되는 것으로서 밀폐된 형태를 갖는다. 에어 포켓(112)에는 압력을 측정하는 센서(S)가 각각 구비될 수 있다. 본 실시형테에 따르면 센서(S)는 제어부(300)와 연결되고, 제어부(300)는 각 (110-1, 110-2, .. 110-n)에 구비된 센서(S)의 측정값이 동일하게 되도록 밸브 모듈(210)을 제어할 수 있다.
본 실시형태에서 연결관(130)은 쿠션셀(110-1, 110-2, .. 110-n)과 각각 연결되도록 n개가 구비되고 각각의 연결관(예를 들어 130-1, 130-2, .. 130-n)이 개별적으로 밸브 모듈(210)과 연결될 수 있다. 즉, 밸브 모듈(210)은 n개의 밸브를 포함하도록 실시되어 각각의 쿠션셀(110-1, 110-2, .. 110-n)을 제어하는 형태로 실시될 수 있다.
도 4의 (a)에 따르면, 에어 포켓(112)과 액체 수용 포켓(111)은 동일한 형태인 것으로 도시도어 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 모식적인 도시일 뿐으로서, 도시된 형태로 한정되는 것은 아니며, 쿠션감 향상을 위해 에어 포켓(112)의 형태는 적절하게 변형될 수 있다. 또한, 액체 수용 포켓(111)의 형태 또한 용적 변화에 적합 형태로 변형되어 실시될 수 있다.
한편, 도시 생략되었으나, 압력 조절부(200)에는 액체(A)의 온도를 일정하게 유지하는 전열소자가 구비될수 있다. 전열소자는 밸브 모듈(210) 및 펌프 모듈(220)의 온도를 일정하게 유지하여 액체(A)의 점성을 균일하게 유지시킨다.
본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
1000 : 탄성 조절 기능을 구비하는 차량용 시트
100 : 쿠션부
200 : 압력 조절부

Claims (7)

  1. 차량용 시트에 배치되어 사용자의 신체를 지지하는 쿠션부; 및
    상기 신체에 의한 상기 쿠션부의 각 부분에 가해지는 압력이 균일하게 되도록 상기 쿠션부에 압력을 인가하거나 차감하는 압력 조절부를 포함하되,
    상기 쿠션부는,
    유체의 유출입에 의해 용적이 변화되는 주머니 형태로 형성되는 쿠션셀;
    복수의 상기 쿠션셀이 배치되는 서포트 프레임; 및
    상기 유체의 유출입을 위해 각각의 상기 쿠션셀과 연결되는 연결관을 포함하고,
    상기 압력 조절부는,
    상기 연결관을 통해 각각의 상기 쿠션셀에 유체를 제공하는 펌프 모듈; 및
    상기 연결관에 배치되어 상기 유체의 유출입을 제어하는 밸브 모듈을 포함하고,
    상기 밸브 모듈은 밸브 및 상기 밸브를 구동하는 엑추에이터를 포함하고,
    상기 유체는 점성을 가지는 액체이고,
    상기 압력 조절부는,
    상기 액체의 온도를 일정하게 유지하는 전열소자를 구비하고,
    상기 펌프 모듈은 무동력으로 상기 액체에 공급 압력을 제공하는 것으로서,
    상기 액체를 수용하는 실린더;
    상기 실린더에 일정한 압력을 인가하는 가압 부재를 포함하고,
    상기 가압 부재는,
    상기 실린더 내부에 배치되는 피스톤; 및
    상기 피스톤에 압력을 인가하는 스프링을 포함하고,
    상기 쿠션셀은,
    액체를 수용하는 액체 수용 포켓; 및
    상기 액체 수용 포켓의 전면에 접하도록 배치되는 에어 포켓을 포함하고,
    상기 엑추에이터의 열림 동작 및 닫힘 동작을 지시하는 제어부를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 쿠션셀에 각각 구비되는 센서로 압력을 측정하여 측정된 각각의 압력 값이 동일하게 될 때 상기 엑추에이터의 닫힘 동작을 수행하고,
    상기 센서는 상기 에어 포켓에 구비되는 것을 특징으로 하는 탄성 조절 기능을 구비하는 차량용 시트.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 쿠션셀은,
    상기 사용자의 신체와 접하는 부분에 일정 형태로 배열되는 복수의 제1 쿠션셀; 및
    상기 서포트 프레임의 테두리 부분의 후면과 시트의 프레임 사이에 배치되는 제2 쿠션셀을 포함하고,
    복수의 상기 제1 쿠션셀은 상기 연결관을 통하여 상기 펌프 모듈과 연결되는 것을 특징으로 하는 탄성 조절 기능을 구비하는 차량용 시트.
  7. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR970057614U (ko) 1996-04-26 1997-11-10 공기압을 이용한 등받이쿠션조절장치가 설치된 차량용시트
KR20040020697A (ko) * 2002-09-02 2004-03-09 전영식 이중 쿠션 매트릭스
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