KR20040026475A - 자동차용 럼버서포트 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 럼버서포트 장치에 관한 것으로서, 슈크라형 럼버서포트 장치의 구조적인 문제점인 럼버 플레이트 하단인 미골부의 지지감을 확보하기 위하여 기존의 메인 프레임에 용접으로 융착된 서포트 와이어를 메인 프레임과 분리하여 럼버 플레이트 하단 고정부와 Z-텐션 스프링의 연동구조를 적용함으로써, 미골부 서포트성을 증대하고, 하단부 지지성을 확보한 자동차용 럼버서포트 장치에 관한 것이다.

Description

자동차용 럼버서포트 장치{Lumbar-support device for automobile}

본 발명은 자동차용 럼버서포트 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 슈크라형 럼버서포트 장치의 구조적인 문제점인 럼버 플레이트 하단인 미골부의 지지감을 확보하기 위하여 기존의 메인 프레임에 용접으로 융착된 서포트 와이어를 메인 프레임과 분리하여 럼버 플레이트 하단 고정부와 Z-텐션 스프링의 연동구조를 적용함으로써, 미골부 서포트성을 증대하고, 하단부 지지성을 확보한 자동차용 럼버서포트 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차에 있어서 시트는 차량 내부의 한정된 공간과 중량의 범위 내에서 안전하고 쾌적하게 승객을 지지할 수 있도록 되어 있는 바, 그 배치에 따라 프론트 시트와 리어 시트로 구분되며 프론트 시트에는 운전석, 조수석으로 나뉜다.

상기한 바와 같은 자동차 시트는 프론트 시트의 운전석에 착석하는 운전자는 운전 습관 및 승객의 신체 조건에 따라 시트를 앞으로 당기거나 뒤로 밀어 놓고 시트에 착석하도록 되어 있고, 반면에 리어시트에 착석하는 승객이 장신일 경우에는 프론트 시트를 앞으로 밀어 놓고 좌석에 착석하도록 되어 있다.

상기한 자동차의 시트중 프론트 시트의 경우 운전자의 등을 편안하게 지지하기 위한 시트백이 있는데, 이는 시트백의 내부에 갖춰진 시트백 프레임과, 상부에 헤드 레스트가 끼워지고 그 하부에 회동장치를 마련하여 운전자로 하여금 시트의 가장 편한 자세로 조절할 수 있게 하고 있다.

그런데, 장시간 운전 시, 탑승자의 착좌자세의 변화에 따라 근본적으로 대응하기에는 어려움이 있다.

따라서, 상기한 자동차의 시트백에는 등을 편안하게 감싸주는 완충장치와 허리를 편안하게 지지하여 주는 럼버서포트 장치가 있다.

이와 같은 럼버서포트 장치 중, 도 10에 도시된 바와 같이, 캠의 편심량을이용한 플레이트형 럼버서포트 장치는 전후 작동량이 부족하여 지지감이 떨어지고, 요추 지지판(100)의 위치에 따라 국부적인 지지감이 발생하기도 하며, 장시간 운전시에는 착좌자세의 변화에 따른 허리부가 구부러지는 현상이 발생하여 미골부의 꺼진감이 느껴지는 한편, 상단부의 S-스프링(200)이 독립적으로 지지됨에 따라 상단부에 웨이브형의 지지감의 발생으로 피로가 증대되는 원인이 된다.

또한, 상기와 같은 플레이트형 럼버서포트 장치의 단점을 보완하여 구현된 럼버서포트 장치는 도 12에 도시된 바와 같이, 상단부의 S-스프링(300)과, 요추 지지판(400)을 연결하는 U자형 서포트 와이어(500)와, 미골부의 지지를 위한 Z-텐션 스프링(600)을 적용하여 미골부의 꺼진감을 개선하고, 넓은 지지면적을 확보하는 구조가 개발되었다.

그러나, 이러한 구조는 등부분의 지지감이 약간 딱딱한 문제점이 있다.

그리고, 마지막으로 슈크라사에서 개발하여 특허 등록된 슈크라형 럼버서포트 장치는 도 14에 도시된 바와 같이, 구조상, 하단부가 고정되고, 상단부가 상하로 이동하며, 전후 조절을 할 수 있는 럼버 플레이트(700)가 구비된 구조로 형성되어 있어 전후 조절량이 높은 장점이 있지만, 서구인의 신체 특성에 적용 가능하게만 구현되어 한국인의 신체 특성에는 맞지 않는 한편, 상기 럼버 플레이트(700)의 하단부가 메인 프레임(800)에 고정되어 있기 때문에 도 15에 도시된 바와 같이, 미골부의 지지가 전혀 되지 않는 문제점이 있다.

따라서, 국부적으로 과도한 체압이 발생하지 않고, 넓은 접촉과 지지 면적 (특히, 미골부 지지 면적)을 가져야 하며, 착좌 자세의 변화에 따른 적절한 조절이가능한 우수한 럼버서포트 장치의 개발이 요구된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 럼버 플레이트를 작동하기 위하여 기존의 메인 프레임에 용접으로 융착된 럼버 플레이트 서포트 와이어의 하단을 메인 프레임과 분리한 구조로서, 메인 프레임 및 럼버 플레이트 서포트 와이어의 하단에 Z-텐션 스프링의 일측면을 융착 고정하고, 상기 럼버 플레이트 서포트 와이어에 럼버 플레이트를 장착하며, Z-텐션 스프링이 체중에 의해 시트백 후면까지 밀리는 것을 방지하기 위해 럼버 플레이트의 후부에 처짐 방지용 서포트 와이어를 장착함으로써, 승객의 시트 착좌 시에 프레임 하단부의 Z-텐션 스프링에 의해 럼버 플레이트가 전후로 탄성이 부여되므로 미골부 서포트성 및 하단부의 지지성을 확보 가능하고, 럼버 플레이트 조작 시에 허리 지지를 할 수 있는 새로운 자동차용 럼버서포트 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차용 럼버서포트 장치를 전방에서 바라본 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 자동차용 럼버서포트 장치를 나타내는 배면도,

도 3은 본 발명에 따른 자동차용 럼버서포트 장치를 나타내는 종단면도,

도 4는 본 발명에 따른 자동차용 럼버서포트 장치를 나타내는 횡단면도,

도 5는 본 발명에 따른 럼버 플레이트를 나타내는 정면도,

도 6은 도 5의 종단면도,

도 7은 본 발명에 따른 럼버 플레이트의 체압분포도,

도 8은 본 발명에 따른 Z-텐션 스프링을 나타내는 사시도,

도 9는 본 발명에 따른 자동차용 럼버서포트 장치의 작동상태를 나타내는 작동도,

도 10은 종래의 플레이트형 럼버서포트 장치를 나타내는 사시도,

도 11은 도 10의 체압분포도,

도 12는 종래의 변형 플레이트형 럼버서포트 장치를 나타내는 사시도,

도 13은 도 12의 미작동 및 작동상태를 보이는 체압분포도,

도 14는 슈크라형 럼버서포트 장치를 나타내는 사시도,

도 15는 도 14의 미작동 및 작동상태를 보이는 체압분포도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 시트 프레임 110 : 메인 프레임

120 : 지지대 10 : 럼버서포트 장치

11 : 럼버 플레이트 서포트 와이어 12 : 고정 클립

13 : 럼버 플레이트 13a : 절개부

13b : 연장판 13c : 고정 클립

13d : 스토퍼 14 : 고정 클립

15 : 럼버 플레이트 처짐 방지용 서포트 와이어

16 : Z-텐션 스프링 17 : 작동레버

18 : 와이어 19 : 와이어 수용부

19a : 와이어 통과 구멍

이하, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 시트의 메인 프레임(110)에 설치된 작동수단에 의해 상단이 럼버 플레이트 서포트 와이어(11)를 따라 아랫방향으로 이동하여 전방으로 만곡되도록 형성된 럼버 플레이트(13)가 구비된 자동차용 럼버서포트 장치에 있어서,

상기 럼버 플레이트 서포트 와이어(11)는 그 상단부가 고정 클립(12)에 의해 회동가능하도록 고정되고, 그 하단부는 메인 프레임(110)의 하단과의 사이에 융착고정된 탄성수단에 의해 탄성지지된 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 탄성수단은 각각의 양단이 꺾인 형상의 와이어로서, 그 꺾인 형상은 수평 대칭으로 'ㄷ'자 형상으로 꺾인 부분에서 후방으로 예각을 이루어 꺾인 후, 다시 상기 'ㄷ'자 형상과 동일한 수평방향으로 꺾인 형상으로 측면에서 바라보면 세점이 예각을 이루는 예각 삼각형 형상을 이루고 있는 Z-텐션 스프링(16)인 것을 특징으로 한다.

또한, 반원 형상의 럼버 플레이트 처짐 방지용 스토퍼(13d)가 개재된 럼버 플레이트 서포트 와이어(11)의 후부에는 일단이 지지대(120)에 고정되고, 타단은 메인 프레임(110)의 하단에 고정된 'I'자 형상의 럼버 플레이트 처짐 방지용 서포트 와이어(15)가 고정된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차용 럼버서포트 장치를 전방에서 바라본 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 자동차용 럼버서포트 장치를 나타내는 배면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 자동차용 럼버서포트 장치를 나타내는 종단면도이다.

또한, 도 4는 본 발명에 따른 자동차용 럼버서포트 장치를 나타내는 횡단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 럼버 플레이트를 나타내는 정면도이며, 도 6은 도 5의 종단면도이다.

그리고, 도 7은 본 발명에 따른 럼버 플레이트의 체압분포도를 나타내고, 도 8은 본 발명에 따른 Z-텐션 스프링을 나타내는 사시도이며, 도 9는 본 발명에 따른 자동차용 럼버서포트 장치의 작동상태를 나타내는 작동도이다.

여기서, 도면부호 100은 시트 프레임을, 110은 메인 프레임을, 120은 지지대를 나타낸다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 시트 프레임(100)의 상단부에 있어서, 양쪽의 메인 프레임(110)을 횡방향으로 지지하는 지지대(120)가 형성되어 있다.

상기 지지대(120)는 메인 프레임(110)의 하단부와 더불어 럼버서포트 장치(10)를 지지할 수 있도록 되어 있다.

한편, 상기 지지대(120)의 중간부분에는 4각형 형상의 럼버 플레이트 서포트 와이어(11)의 상단부가 고정 클립(12)에 의해 회전 가능하게 고정되어 있다.

상기 럼버 플레이트 서포트 와이어(11)에 장착되는 럼버 플레이트(13)는 도 5에 도시된 바와 같이, 탄성복원력이 구현되는 사각판 형상으로서, 그 아랫방향으로 4개의 사각형상으로 이루어진 절개부(13a)가 형성되어 있으며, 양쪽으로 연장된 연장판(13b)이 형성되어 있다.

이러한 럼버 플레이트(13)는 상기 럼버 플레이트 서포트 와이어(11)에 종방향(상하 방향)으로 결착되면서 슬라이드 이동 가능하도록 그 뒷면의 상단부와 하단부에 일정간격을 두고 별개의 고정 클립(13c)이 형성되어 있으며, 또한 그 하단에는 상기 럼버 플레이트 서포트 와이어(11)에 횡방향으로 회전가능하게 고정될 수 있도록 일체형 고정 클립(14)이 형성되어 있다.

또한, 상기 럼버 플레이트 서포트 와이어(11)의 후부에는 일단이 지지대(120)에 고정되고, 타단은 메인 프레임(110)의 하단에 고정된 'I'자 형상의 럼버 플레이트 처짐 방지용 서포트 와이어(15)가 장착되어 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 럼버 플레이트 처짐 방지용 서포트 와이어(15)는 럼버 플레이트 서포트 와이어(11)에 근접 배치되어 있는 바, 그 사이의 럼버 플레이트(13)의 뒷면에는 반원 형상의 럼버 플레이트 처짐 방지용 스토퍼(13d)가 개재되고, 상기 럼버 플레이트(13)의 작동상태에서 탑승자의 하중 부하 시, 상기 스토퍼(13d)가 럼버 플레이트 처짐 방지용 서포트 와이어(15)에 밀착되어 후방의 시트백 후면까지 밀리는 것을 방지하는 작용을 하게 된다.

이와 같이 조립된 구성에 있어서, 상기 럼버 플레이트(13)가 탑승자의 미골부를 탄성적으로 지지할 수 있도록 상기 럼버 플레이트 서포트 와이어(11)와 시트의 메인 프레임(110) 사이에 탄성수단이 용접되어 융착 고정되어 있는 바, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 탄성수단은 각각 양단이 꺾인 형상의 와이어로서, 그 꺾인 형상은 먼저, 수평 대칭으로 'ㄷ'자 형상으로 꺾인 부분에서 후방으로 예각을 이루어 꺾인 후, 다시 상기 'ㄷ'자 형상과 동일한 수평방향으로 꺾인 형상으로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 측면에서 바라보면 세점이 예각을 이루는 예각 삼각형 형상을 이루고 있는 Z-텐션 스프링(16)이다.

따라서, 이러한 예각을 이룬 부분에서 하중 부하 시, 탄성력을 유지하게 되어 기존의 슈크라 럼버서포트 장치의 구조적인 문제점인 운전자의 미골부의 지지감이 확보되어 장시간 운전시에도 안락한 시트를 구현할 수 있게 된다.

한편, 상기 럼버 플레이트(13)를 작동하기 위한 작동수단은 기존의 공지된 기술을 이용하는 것이 바람직하며, 이러한 작동수단은 도 2에 도시된 바와 같이, 작동레버(17), 와이어(18), 와이어 수용부(19)로 이루어져 있는 바, 상기 와이어 수용부(19)는 상기 럼버 플레이트(13)의 뒷면의 상단부와 하단부에 서로 대향되는 동시에 횡축에 의해 회동 가능하도록 형성되어 있으며, 와이어 통과 구멍(19a)이 각각 구비되어 서로 연통하도록 되어 있으며, 상단부에 형성된 와이어 수용부(19)의 일측에는 상기 작동레버(17)와 연결된 와이어(18)가 연결되도록 형성되어 작동레버(17)의 회동에 의해 연결된 와이어(18)가 잡아 당겨져서 럼버 플레이트(13)의 상단이 아랫방향으로 이동하여 전방으로 만곡되도록 되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작동원리에 대해 설명하면 다음과 같다.

장시간 운전 시, 시간 변화에 따라 탑승자의 착좌 자세는 허리가 굽어지는 현상이 발생하여 미골부의 꺼진감이 느껴지는 바, 이러한 미골부의 꺼진감을 개선하기 위해 사용자가 작동레버(17)를 회동시키면, 상기 작동레버(17)에 연결된 와이어(18)가 감겨지게 되면서 그 와이어(18)와 연결된 와이어 수용부(19)가 서로 근접하게 된다.

이러한 작동으로 럼버 플레이트(13)가 럼버 플레이트 서포트 와이어(11)를 따라 전방으로 당겨지게 되고, 그로인해 탑승자의 요추를 지지하게 된다.

탑승자의 하중 부하 시, 상기 Z-텐션 스프링(16)과 럼버 플레이트(13)에 의해 동시에 전후로 탄성력이 부여되어 미골부의 지지가 가능하게 된다.

이때, Z-텐션 스프링(16)이 체중에 의해 시트백 후면까지 밀리는 것을 방지하기 위해 럼버 플레이트(13)의 후방에 럼버 플레이트 처짐 방지용 서포트 와이어(15)가 장착된다.

도 7은 본 발명에 따른 럼버 플레이트의 체압분포도로서, 색상이 짙을수록 체압이 강하게 걸리는 것을 알 수 있는데, 본 발명은 국부적으로 과도한 체압이 발생하지 않고, 넓은 접촉과 지지 면적을 가지고 있으며, 미골부의 지지면적을 확보할 수 있도록 되어 있다.

따라서, 이와 같은 자동차용 럼버서포트 장치는 기존의 슈크라 럼버서포트 기능을 하는 동시에 Z-텐션 스프링(16)과 럼버 플레이트(13)의 연동기능에 의해 탑승자의 미골부 지지감을 확보 가능하도록 하여 장시간 운전 시에 피로감을 전혀 느낄 수 없는 새로운 형태의 럼버서포트 장치인 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차용 럼버서포트 장치는 럼버 플레이트 하단부의 미골부 지지감이 확보되어 장시간 운전시에도 안락한 시트를 구현할 수 있으며, Z-텐션 스프링과 럼버 플레이트가 연동작용으로 럼버서포트 장치의 지지감이 소프트(soft)하게 작용하는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 시트의 메인 프레임(110)에 설치된 작동수단에 의해 상단이 럼버 플레이트 서포트 와이어(11)를 따라 아랫방향으로 이동하여 전방으로 만곡되도록 형성된 럼버 플레이트(13)가 구비된 자동차용 럼버서포트 장치에 있어서,

   상기 럼버 플레이트 서포트 와이어(11)는 그 상단부가 고정 클립(12)에 의해 회동가능하도록 고정되고, 그 하단부는 메인 프레임(110)의 하단과의 사이에 융착고정된 탄성수단에 의해 탄성지지된 것을 특징으로 하는 자동차용 럼버서포트 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 탄성수단은 각각의 양단이 꺾인 형상의 와이어로서, 그 꺾인 형상은 수평 대칭으로 'ㄷ'자 형상으로 꺾인 부분에서 후방으로 예각을 이루어 꺾인 후, 다시 상기 'ㄷ'자 형상과 동일한 수평방향으로 꺾인 형상으로 측면에서 바라보면 세점이 예각을 이루는 예각 삼각형 형상을 이루고 있는 Z-텐션 스프링(16)인 것을 특징으로 하는 자동차용 럼버서포트 장치.
3. 제1항에 있어서, 반원 형상의 럼버 플레이트 처짐 방지용 스토퍼(13d)가 개재된 럼버 플레이트 서포트 와이어(11)의 후부에는 일단이 지지대(120)에 고정되고, 타단은 메인 프레임(110)의 하단에 고정된 'I'자 형상의 럼버 플레이트 처짐 방지용 서포트 와이어(15)가 고정된 것을 특징으로 하는 자동차용 럼버서포트 장치.