KR102303770B1 - 충격소음 방지기능을 가지는 차량용 시트 서보 모터 - Google Patents

충격소음 방지기능을 가지는 차량용 시트 서보 모터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 충격소음 방지기능을 가지는 차량용 시트 서보 모터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 시트에 사용되는 서보 모터에서, 외부의 갑작스런 충격이나 하중에 의해, 서보 모터의 내/외측 기어 치합부분에서 충격소음이 발생되는 것을 방지할 수 있도록 하기 위한 것으로, 한 드라이브 휠과 접촉되는 기어하우징의 상호간 사이에 충격소음 방지부재를 설치하여, 드라이브 휠의 회전속도를 저하시켜, 드라이브 휠의 급속회전으로 인한 내/외측 기어 상호간의 치합공간에서 소음이 발생되지 않도록 한 충격소음 방지기능을 가지는 차량용 시트 서보 모터에 관한 것이다.

Description

충격소음 방지기능을 가지는 차량용 시트 서보 모터{Servo motor for vehicles seat having reduction function of impact sound}
본 발명의 차량의 시트에 사용되는 서보 모터에서, 외부의 갑작스런 충격이나 하중에 의해, 서보 모터의 내/외측 기어 치합부분에서 충격소음이 발생되는 것을 방지할 수 있도록 하는 충격소음 방지기능을 가지는 차량용 시트 서보 모터에 관한 것이다.
시트 이송장치는, 대체로, 탑승객이 수동으로 조작하여 시트를 상, 하방으로 이송시키도록 된 타입과, 전동기어에 의한 동력으로 자동 이송이 가능하도록 된 타입이 있다.
이에 통상적으로 알려진 차량용 시트 슬라이드 장치는 시트 쿠션 프레임의 측면에 구비되는 것이다.
다시말해, 이를 위한 LF 피니언 타입구조의 무빙 스핀들 타입 모터를 살펴보면, 상기 무빙스핀들 타입모터는 전원 인가시 스핀들이 전, 후 방향으로 이동되는 것으로, 시스템(시트 쿠션 프레임의 측면)에 장착 이 된다. 장착시 시스템 측판에 볼트, 너트로 고정이 된다.
장착 후, 시스템 작동원리를 하기의 첨부자료를 참고로 살펴보면,
Figure 112017025572621-pat00001
1) 모터 피니언이 반시계 방향으로 회전하게 되면,
2) 시스템 힌지를 중심으로 기어부가 시계방향으로 회전하게 되고,
3)기어부 회전력이 시트 뒷면 파이프를 들어 올리면서, 시트가 전체적으로 상승하는 작동을 하게 되는 것이다.
물론, 피니언이 시계방향으로 회전시 역순으로 시트는 하강되는 작동을 함은 당연할 것이다.
그러나, 상기와 같이 구성된 종래의 모터는 차량의 시트에 정격이상의 하중이 발생하면, 모터의 드라이브 휠을 순간적으로 빠르게 회전되면서, 드라이드 휠과 기어체결된 내/외측 기어 상호간 치합부분에서 척 소음(Chuck chuck noise) 등이 발생하여 차량 탑승자의 운전과 실내조건에 불편함이 발생하는 문제가 있었다.
공개특허공보 제10-2011-0001382호 (2011.01.06.공개)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 차량의 시트 제어를 위해 사용되는 서보 모터에 있어서, 사전설정이상의 하중이나 충격이 가해질시, 상기 충격에 의해 서보 모터의 드라이브 휠이 빠르게 회전되어, 드라이브 휠에 장착된 내/외측 기어 상호간의 치합공간에서 충격이 발생되기에, 회전되는 드라이브 휠 및 이러한 드라이브 휠과 접촉되는 기어하우징의 상호간 사이에 충격소음 방지부재를 설치하여, 드라이브 휠의 정상회전시에는 충격소음 방지부재가 회전에 방해되지 않는 접촉면을 가지면서도, 드라이브 휠이 충격에 의해 급속회전시에는 형상이 변화하면서 드라이브 휠의 회전속도를 저하시켜, 드라이브 휠의 급속회전으로 인한 내/외측 기어 상호간의 치합공간에서 소음이 발생되지 않도록 하는 충격소음 방지기능을 가지는 차량용 시트 서보 모터를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시 예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 자동차 좌석시트 내 기어부에 회전력을 전달하여 시트를 승, 하강 조절하는 서보 모터에 있어서, 기어 하우징(10)에 회전가능하게 일단이 내설되고, 상기 기어부와 치합회전가능토록 타단 외주연에 구동부(13)를 형성하는 드라이브 휠(11); 상기 드라이브 휠(11)의 일단 내주연에 형성되는 내측기어(12); 상기 내측기어(12)와 치합회전되도록, 드라이브 휠(11)의 일단에 장착되는 외측기어(14); 상기 기어 하우징(10)의 외측에서, 드라이브 휠(11)의 구동부(13)를 외부로 돌출시키며 고정장착되는 기어 커버(15); 상기 드라이브 휠(11)의 외주연과 기어 커버(15) 내주연 사이에 장착되는 충격소음 방지부재(16); 로 구성되며, 상기 충격소음 방지부재(16)는 상기 드라이브 휠(11)과 기어 커버(15) 사이에서, 드라이브 휠(11)의 정상회전시 회전에 방해되지 않는 접촉력을 가지되, 외부 충격으로 상기 기어부가 회전되면서 드라이브 휠(11)이 급속회전될 경우, 드라이브 휠(11)과의 접촉면(C) 형상이 변화되면서, 드라이브 휠(11)의 회전속도를 감소시킴으로써, 내측기어(12)와 외측기어(14) 상호간의 치합에서 발생되는 소음을 방지하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 거친 도로에서 자동차를 운전할 때 또는 시트에 무리한 하중이 가해질시 발생되는 척 소음을 발생시키지 않는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 갑작스런 충격으로 인한, 서보 모터의 드라이브 휠의 급속회전속도를 감소시킴으로써, 급속회전으로 인해 내/외측 기어상호간이 치합공간에서 부딪히며 발생되는 소음을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 척 노이즈가 발생되는 문제를 설명하는 예시도.
도 2는 본 발명에 적용되는 서보 모터를 나타낸 일실시예의 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 서보 모터 및 충격소음 방지부재의 결합구조를 나타낸 일실시예의 사시도.
도 4는 도 3의 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 충격소음 방지부재가 드라이브 휠의 급속회전시 접촉면의 형상이 변화되며, 드라이브 휠의 회전속도를 저감시키는 모습을 나타낸 일실시예의 개념도.
도 6은 본 발명을 적용한 이후의 척 노이즈 변화를 나타낸 일실시예의 측정그래프.
도 7은 본 발명이 적용된 서보모터를 나타낸 일실시예의 도면.
본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이러한 본 발명의 일실시예를 살펴보면,
자동차 좌석시트 내 기어부에 회전력을 전달하여 시트를 승, 하강 조절하는 서보 모터에 있어서, 기어 하우징(10)에 회전가능하게 일단이 내설되고, 상기 기어부와 치합회전가능토록 타단 외주연에 구동부(13)를 형성하는 드라이브 휠(11); 상기 드라이브 휠(11)의 일단 내주연에 형성되는 내측기어(12); 상기 내측기어(12)와 치합회전되도록, 드라이브 휠(11)의 일단에 장착되는 외측기어(14); 상기 기어 하우징(10)의 외측에서, 드라이브 휠(11)의 구동부(13)를 외부로 돌출시키며 고정장착되는 기어 커버(15); 상기 드라이브 휠(11)의 외주연과 기어 커버(15) 내주연 사이에 장착되는 링 형상의 충격소음 방지부재(16); 로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 충격소음 방지부재(16)는 상기 드라이브 휠(11)과 기어 커버(15) 사이에서, 드라이브 휠(11)의 정상회전시 회전에 방해되지 않는 접촉면을 가지되, 외부 충격으로 상기 기어부가 회전되면서 드라이브 휠(11)이 급속회전될 경우, 드라이브 휠(11)과의 접촉면(C) 형상이 변화되면서, 드라이브 휠(11)의 회전속도를 감소시킴으로써, 내측기어(12)와 외측기어(14) 상호간의 치합에서 발생되는 소음을 방지하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 충격소음 방지부재(16)는 상기 드라이브 휠(11)이 시트작동을 위한 정상회전시, 드라이브 휠(11)의 내주연과 접촉된 접촉면이 변형된 상태에서 드라이브 휠(11)은 회전되며, 상기 드라이브 휠(11)이 외부충격에 의한 비정상 급속회전시, 드라이브 휠(11)의 내주연과 접촉된 접촉면(C)이 변형되면서 드라이브 휠(11)의 비정상 회전속도를 감속시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 충격소음 방지부재(16)는 상기 기어 커버(15)의 내주연에 일체로 부착되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 충격소음 방지부재(16)는 상기 기어 커버(15)의 내주연에 형성된 장착홈(17)에 대응삽입되어 장착되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 충격소음 방지부재(16)는 기어 커버(15)에 고정장착되는 외주연 접촉면은 형상이 변하지 않되, 상기 드라이브 휠(11)과 접촉되는 외주연의 접촉면(C)만이 변형되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 충격소음 방지부재(16)는 탄성재질을 가지는 원, 사각, 타원의 단면 형상 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 정상회전은 드라이브 휠(11)의 시트 작동시의 회전이며, 상기 외부 충격은 시트에 사전설정이상의 무게가 가해지거나, 차량 운전시 거친 도로에서 자동차를 운전할 시 시트에 가해지는 충격인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 충격소음 방지부재(16)는 오링(O-Ring)이 사용되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 서보 모터는 출력부로써 상기 드라이브 휠(11)을 가지는 웜 기어(18) 및 편심 기어(19)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.(상기 웜 기어(18)와 편심기어(19)는 웜과 웜휠(Worm & worm wheel)을 의미하는 것이다.)
또한, 상기 드라이브 휠(11)은 기어 하우징(10)의 축이 대응되며 끼워지는 중심홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 충격소음 방지기능을 가지는 차량용 시트 서보 모터를 상세히 설명하도록 한다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 충격소음 방지기능을 가지는 차량용 시트 서보 모터(20)는, 자동차 좌석시트 내 기어부에 회전력을 전달하여 시트를 승, 하강 조절하는 장치이며, 드라이브 휠(11), 내측기어(12), 외측기어(14), 기어 커버(15), 충격소음 방지부재(16)를 포함한다.
더불어, 시트에 사용되는 서보 모터의 내부 구조 및 작동방법은 널리 공지된 기술이며, 상기 '발명의 배경이 되는 기술'단락에서도 이의 작동을 설명하고 있기에, 상세한 설명은 생략한다.
상기 드라이브 휠(11)은 기어 하우징(10)의 일면에 형성된 장착구에 일단이 회전가능하게 내설되는 것이며, 기어 하우징(10)의 외부로 돌출되는 외주연 타단에는 구동부(13)가 형성되어, 이러한 구동부(13)가 기어부와 치합회전되며, 차량의 시트를 작동시키게 된다.
또한, 이러한 드라이브 휠(11)의 경우, 기어 하우징(10)에 장착되는 일단 내주연에는 나사산 형태의 내측기어(12)가 원형의 형태로 형성되어 있도록 한다.
상기 외측기어(14)는 전술된 드라이브 휠(11)의 내측기어(12)와 치합되어 회전되는 것으로서, 이러한 내측기어(12)는 외주연에 나사산이 형성되는 링 형태?? 구조를 가진다.
이로써, 상기 내측기어(12)는 드라이브 휠(11)의 일측 내주연에 형성된 외측기어(14)와 대응되도록 회전가능하게 설치된다.
상기 기어 커버(15)는 기어 하우징(10)의 외측에 장착설치되어, 드라이브 휠(11)의 내부를 보호 및 필요설치에 장착될 수 있도록 하기 위한 구성으로, 하단이 개구되어 중앙이 천공되어, 드라이브 휠(11)의 구동부(13)를 외부로 돌출시키며 기어 하우징(10)에 고정장착된다.
상기 충격소음 방지부재(16)는 드라이브 휠(11)의 외주연과 기어 커버(15) 내주연 사이에 장착되어, 외주연 일부는 드라이브 휠(11)의 외주연에 접촉되고, 나머지 외주연 일부는 기어 커버(15) 내주연에 접촉되는 형태를 가지는 것이다.
또한, 이러한 충격소음 방지부재(16)는 고무 등의 탄성재질을 가지는 링 또는 사각 또는 타원형 등 사용자의 실시예에 따라 다양한 형상을 가질 수 있다.
상기 충격소음 방지부재(16)의 역할을 설명하면,
상기 드라이브 휠(11)과 기어 커버(15) 사이에서, 드라이브 휠(11)의 정상회전(드라이브 휠(11)의 시트 작동시의 회전)시 드라이브 휠(11)의 회전에는 방해되지 않는 접촉력을 가지면서, 드라이브 휠(11)의 외주연에 접촉되되,
외부 충격으로 상기 기어부가 미세 회전되면서, 이와 치합되어 회전되는 드라이브 휠(11) 또한 미세하게 급속회전될 경우에는, 드라이브 휠(11)과의 접촉면(C)이 드라이브 휠(11)의 외주연과 밀착된 상태에서 밀리면서, 이러한 접촉면(C) 형상이 회전방향으로 일그러지며 변화되어, 드라이브 휠(11)의 회전속도를 감소시키게 된다.
이에, 이러한 드라이브 휠(11)의 회전속도 감소는 결국, 상기 드라이브 휠(11)의 급속회전시, 내측기어(12)와 외측기어(14) 상호간도 치합공간에서 치합되어 회전되는데, 상기 드라이브 휠(11)의 급속회전으로 내측기어(12)와 외측기어(14)가 갑자기 강하게 부딪히면서 발생되는 소음을 방지할 수 있게 되는것이다.(도 6의 좌측은 기존, 우측은 본 발명이 적용된 후 소음이 감소된 모습을 나타낸 노이즈 측정 그래프)
다시말해, 상기 드라이브 휠(11)이 시트작동을 위한 정상회전시, 드라이브 휠(11)의 외주연과 접촉된 접촉면이 변형된 상태에서 드라이브 휠(11)은 회전되며,
상기 드라이브 휠(11)이 외부충격(시트에 사전설정이상의 무게가 가해지거나, 차량 운전시 거친 도로에서 자동차를 운전할 시 시트에 가해지는 충격 등 사용자가 의도하지 않게 시트에 가해지는 다양한 외부충격이 이에 해당됨.)에 의해 비정상으로 급속회전시, 드라이브 휠(11)의 외주연과 접촉된 접촉면(C)이 변형되면서 드라이브 휠(11)의 비정상 회전속도를 감속시키는 역할을 하는 것이다.
물론, 상기 충격소음 방지부재(16)는 기어 커버(15)에 고정장착되는 외주연 접촉면은 형상이 변하지 않되, 상기 드라이브 휠(11)과 접촉되는 외주연의 접촉면(C)만이 변형되는 구조를 가지며,
사용자의 실시예에 따라, 상기 충격소음 방지부재(16)는 기어 커버(15)의 내주연에 일체로 부착되어 있는 구조를 가지거나, 또는 상기 기어 커버(15)의 내주연에 형성된 장착홈(17)에 일부가 대응삽입되어 장착되고, 장착되지 않고 외부로 돌출된 외주연이 드라이브 휠(11)의 외주연에 접촉되는 구조를 가지도록 할 수 있음이다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함은 물론이다.
10: 기어 하우징 11: 드라이브 휠
12: 내측기어 13: 구동부
14: 외측기어 15: 기어커버
16: 충격소음 방지부재 17: 장착홈
20: 서보 모터
C: 접촉면

Claims (11)

  1. 자동차 좌석시트 내 기어부에 회전력을 전달하여 시트를 승, 하강 조절하는 서보 모터에 있어서,
    기어 하우징(10)에 회전가능하게 일단이 내설되고, 상기 기어부와 치합회전가능토록 타단 외주연에 구동부(13)를 형성하는 드라이브 휠(11);
    상기 드라이브 휠(11)의 일단 내주연에 형성되는 내측기어(12);
    상기 내측기어(12)와 치합회전되도록, 드라이브 휠(11)의 일단에 장착되는 외측기어(14);
    상기 기어 하우징(10)의 외측에서, 드라이브 휠(11)의 구동부(13)를 외부로 돌출시키며 고정장착되는 기어 커버(15);
    상기 드라이브 휠(11)의 외주연과 기어 커버(15) 내주연 사이에 링 형상으로 설치되는 오링(O-Ring) 형태의 충격소음 방지부재(16);
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 충격소음 방지기능을 가지는 차량용 시트 서보 모터.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 충격소음 방지부재(16)는
    상기 드라이브 휠(11)과 기어 커버(15) 사이에서, 드라이브 휠(11)의 정상회전시 회전에 방해되지 않는 접촉면을 가지되,
    외부충격으로 상기 기어부가 회전되면서 드라이브 휠(11)이 급속회전될 경우, 드라이브 휠(11)과의 접촉면(C) 형상이 변화되면서, 드라이브 휠(11)의 회전속도를 감소시킴으로써, 내측기어(12)와 외측기어(14) 상호간의 치합에서 발생되는 소음을 방지하는 것을 특징으로 하는 충격소음 방지기능을 가지는 차량용 시트 서보 모터.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 충격소음 방지부재(16)는
    상기 드라이브 휠(11)이 시트작동을 위한 정상회전시, 드라이브 휠(11)의 외주연과 접촉된 접촉면이 변형된 상태에서 드라이브 휠(11)은 회전되며,
    상기 드라이브 휠(11)이 외부충격에 의한 비정상 급속회전시, 드라이브 휠(11)의 외주연과 접촉된 접촉면(C)이 변형되면서 드라이브 휠(11)의 비정상 회전속도를 감속시키는 것을 특징으로 하는 충격소음 방지기능을 가지는 차량용 시트 서보 모터.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 충격소음 방지부재(16)는
    상기 기어 커버(15)의 내주연에 일체로 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 충격소음 방지기능을 가지는 차량용 시트 서보 모터.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 충격소음 방지부재(16)는
    상기 기어 커버(15)의 내주연에 형성된 장착홈(17)에 대응삽입되어 장착되는 것을 특징으로 하는 충격소음 방지기능을 가지는 차량용 시트 서보 모터.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 충격소음 방지부재(16)는
    기어 커버(15)에 고정장착되는 외주연 접촉면은 형상이 변하지 않되, 상기 드라이브 휠(11)과 접촉되는 외주연의 접촉면(C)만이 변형되는 것을 특징으로 하는 충격소음 방지기능을 가지는 차량용 시트 서보 모터.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 충격소음 방지부재(16)는
    탄성재질을 가지는 원, 사각, 타원의 단면 형상 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 충격소음 방지기능을 가지는 차량용 시트 서보 모터.
  8. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 정상회전은 드라이브 휠(11)의 시트 작동시의 회전이며,
    상기 외부 충격은 시트에 사전설정이상의 무게가 가해지거나, 차량 운전시 거친 도로에서 자동차를 운전할 시 시트에 가해지는 충격인 것을 특징으로 하는 충격소음 방지기능을 가지는 차량용 시트 서보 모터.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 서보 모터는
    출력부로써 상기 드라이브 휠(11)을 가지는 웜 기어(18) 및 편심 기어(19)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 충격소음 방지기능을 가지는 차량용 시트 서보 모터.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 드라이브 휠(11)은
    기어 하우징(10)의 축이 대응되며 끼워지는 중심홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 충격소음 방지기능을 가지는 차량용 시트 서보 모터.
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