KR20050051755A - 자동차용 액티브 헤드레스트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 액티브 헤드레스트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시트백의 내부에 다수개의 작동유 내장형 백을 설치하여, 작동유 내장형 백내의 작동유 유출입에 따라 완충을 위한 헤드레스트의 승하강이 이루어지도록 한 구조의 자동차용 액티브 헤드레스트에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 시트백의 내부에 승객의 등에 의하여 밀림 가능하게 장착되는 가압판과; 상기 가압판의 후면에 소정의 간격으로 배치되며 시트백 프레임에 고정 장착되는 다수개의 작동유 내장형 백과; 상기 작동유 내장형 백의 각 출구와 연결되는 수평 연결관과; 상기 수평연결관으로부터 분기된 수직 연결관과; 상기 수직 연결관의 상단에 연결된 분기관과; 상기 수직연결관의 중간 부분에 설치되는 밸브와; 상기 분기관의 각 출구와 연결되며 시트백 프레임에 고정 장착되는 한 쌍의 실린더와; 상기 실린더의 내부에 승하강 가능하게 설치되는 헤드레스트 스테이로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 액티브 헤드레스트를 제공한다.

Description

자동차용 액티브 헤드레스트{Active headrest for vehicle}

본 발명은 자동차용 액티브 헤드레스트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시트백의 내부에 다수개의 작동유 내장형 백을 설치하여, 작동유 내장형 백내의 작동유 유출입에 따라 완충을 위한 헤드레스트의 승하강이 이루어지도록 한 신규한 구조의 자동차용 액티브 헤드레스트에 관한 것이다.

차량의 후방충돌시 승객의 두부와 목부분 상해가 빈번하게 일어나는 바, 대개 첨부한 도 5에 나타낸 바와 같이 후방충돌→ 시트백에 대한 전방 충격 가해짐→ 승객의 상체가 후방쪽으로 반작용→ 승객의 목부분 뒤로 젖혀짐 등의 순서로 두부와 목부분에 대한 상해를 입게 된다.

이에, 최근에는 소위 '액티브 헤드레스트(active headrest)'라 하여 승객의 목부분 상해를 용이하게 방지할 수 있는 장치가 시트에 적용되고 있다.

통상적인 액티브 헤드레스트 장치의 구성을 간략히 살펴보면, 시트백의 내부에 장착되는 가압판과, 이 가압판과 힌지로 연결 설치되는 수평링크와, 이 수평링크의 상단에 일체로 형성되는 수직링크를 포함하고 있으며, 이때 상기 수직링크는 헤드레스트의 스테이와 연결된다.

따라서, 충돌사고시 승객이 뒤로 밀리면서 등부분이 상기 가압판을 가압시키게 되고, 동시에 가압판의 뒤에 위치한 수평링크가 밀리면서 그 힌지 고정점을 중심으로 전방 회전을 하게 되며, 연이어 상기 한 쌍의 수직링크가 전방을 향하여 상승하게 되어, 결국 수직링크와 연결된 헤드레스트가 전방으로 상승하면서 승객의 두부와 목부분을 완충시키게 된다.

그 밖에 후방충돌시 승객의 목부분을 완충시키기 위한 장치로서, 미국특허 5833312에는 작동유체를 이용한 방식이 공개되어 있고, 미국특허 6199947과 일본특허 2001-301505,150993, 일본 평10-262776에는 링크의 연동작용으로 이루어지는 방식이 공개되어 있다.

이러한 종래의 액티브 헤드레스트는 공통적으로 작동을 위한 장치 구조가 복잡하고, 그에따라 주변 파트(part)와의 간섭으로 작동이 제대로 이루어지지 않으며, 특히 작동력의 손실로 인한 작동 지연이 발생하여 헤드레스트의 상승 작동이 즉각적으로 이루어지지 않는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 연구 개발된 것으로서, 다수개의 작동유 내장형 백을 시트백에 내설하여, 후방 충돌시 승객의 등부분 가압력에 의하여 작동유 내장형 백으로부터 작동유의 유출입이 발생되도록 하고 동시에 이 작동유의 힘에 의하여 작동력 손실없이 즉각적으로 헤드레스트가 상승되도록 함으로써, 승객의 두부와 목부분을 용이하게 완충시켜줄 수 있도록 한 구조의 자동차용 액티브 헤드레스트를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 자동차용 액티브 헤드레스트에 있어서, 시트백의 내부에 승객의 등에 의하여 밀림 가능하게 장착되는 가압판과; 상기 가압판의 후면에 소정의 간격으로 배치되며 시트백 프레임에 고정 장착되는 다수개의 작동유 내장형 백과; 상기 작동유 내장형 백의 각 출구와 연결되는 수평 연결관과; 상기 수평연결관으로부터 분기된 수직 연결관과; 상기 수직 연결관의 상단에 연결된 분기관과; 상기 수직연결관의 중간 부분에 설치되는 밸브와; 상기 분기관의 각 출구와 연결되며 시트백 프레임에 고정 장착되는 한 쌍의 실린더와; 상기 실린더의 내부에 승하강 가능하게 설치되는 헤드레스트 스테이로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 액티브 헤드레스트를 제공한다.

바람직한 구현예로서, 상기 실린더는 전방을 향하여 곡면 처리된 내부경로를 가지며, 상기 실린더에 삽입되는 헤드레스트 스테이도 상기 내부경로와 동일한 곡률반경을 갖는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직한 구현예로서, 상기 작동유 내장형 백의 내부에는 작동오일과 함께 스프링이 압축 가능하게 내재된 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 밸브는 수직연결관의 중간부분에 고정 장착되는 중공형의 지지체와; 이 지지체의 중공부를 관통하여 위치되고, 전단부에는 상기 지지체의 중공부 보다 큰 직경을 갖는 스토퍼단이 형성된 구조의 이동체와; 상기 이동체의 후단부에 삽입되어 상기 지지체에 일측단이 고정되고 상기 이동체의 후단끝에 타단이 고정되는 코일스프링으로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이동체의 중심부에는 전후로 관통된 미세크기의 작동유 복원홀이 더 형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 자동차용 액티브 헤드레스트의 작동 전후를 나타내는 측면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 자동차용 액티브 헤드레스트의 작동 전후를 나타내는 정면도이다.

본 발명은 작동유 내장형 백을 이용하여 작동 손실없이 즉각적인 헤드레스트의 상승이 이루어지고, 특히 헤드레스트를 전방으로 상승시켜 승객의 두부와 헤드레스트간의 간격을 최소화시킨 신규한 구조의 액티브 헤드레스트를 제공하고자 한 것이다.

이를 위해, 시트백(10)의 내부에 승객의 등부분에 의하여 가압될 수 있는 가압판(12)을 장착하는 바, 이 가압판은 고밀도의 폼 패드(form pad)로서, 시트커버와 시트백 프레임(14)간에 장착된다.

또한, 상기 가압판(12)의 후면에는 소정의 간격으로 다수개의 작동유 내장형 백(16)이 소정의 간격으로 배치되어, 바람직하게는 4개의 작동유 내장형 백(16)이 사각 배열로 배치되어 시트백 프레임(14)에 고정 장착된다.

상기 작동유 내장형 백(16)의 내부에는 상기 가압판(12)의 가압작용으로 작동유와 함께 압축되는 스프링(18)이 내설된다.

이때, 각각의 작동유 내장형 백(16)의 출구는 안쪽면에 형성되어 있고, 상부쪽 2개의 작동유 내장형 백(16)의 출구와 하부쪽 2개의 작동유 내장형 백(16)의 출구는 각각 수평연결관(20)으로 연결된다.

상기 각 수평연결관(20)이 하나로 합쳐지는 이음부분에는 수직연결관(22)이 분기되어 설치되고, 상기 수직연결관(22)의 상단에는 좌우측 양방향의 경로를 갖는 분기관(24)이 연결 설치된다.

한편, 상기 수직연결관(22)의 중간부분에는 첨부한 도 4에 나타낸 바와 같은 밸브(26)가 설치되는 바, 이 밸브(26)는 일종의 체크밸브 형태로서 지지체(28)와 이동체(30)와 스프링(32)으로 구성된다.

즉, 상기 지지체(28)는 각 수직연결관(22)의 중간부분에 고정 장착되는 중공형의 구조물이고, 상기 이동체(30)는 그 전단부에 상기 지지체(28)의 중공부보다 큰 직경을 갖는 스토퍼단(34)이 형성되고 후단부는 상기 지지체(28)의 중공부를 관통하여 위치되는 길다란 구조물이며, 상기 스프링(32)은 이동체(30)의 후단부에 삽입되어 상기 지지체(28)에 일측단이 고정되고 이동체(30)의 후단끝에 타단이 고정된다.

보다 상세하게는, 상기 지지체(28)의 중공부를 관통하여 위치된 이동체(30)의 후단부는 작동유 내장형 백(16)쪽을 향하여 위치되고, 이동체(30)의 전단부에 형성된 스토퍼단(34)은 상기 지지체(28)의 외주면에 걸리게 되면서 실린더(36)와 연결되는 분기관(24)쪽을 향하며 위치된다.

이때, 상기 이동체(30)의 중심부에는 전후로 관통된 미세한 크기의 작동유 복원홀(38)이 형성된다.

상기 분기관(24)의 각 출구와 연결되며 한 쌍의 실린더(36)가 상기 시트백 프레임(14)에 고정 장착되고, 이 실린더(36)의 내부에는 승하강 가능하게 헤드레스트 스테이(40)가 삽입 체결된다. 물론, 상기 헤드레스트 스테이(40)의 상단끝에는 헤드레스트(42)가 연결 장착된다.

특히, 상기 실린더(36)는 전방을 향하여 곡면 처리된 내부경로를 가지며, 상기 실린더(36)에 삽입되는 헤드레스트 스테이(40)도 상기 내부경로와 동일한 곡률반경으로 성형된 것으로 적용된다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 자동차용 액티브 헤드레스트에 대한 작동관계를 설명하면 다음과 같다.

차량의 후방충돌시, 승객의 상체가 시트백(10)을 가압하는 동시에 그 내부의 가압판(12)을 가압하게 된다.

이와 동시에, 상기 가압판(12)은 다수개의 작동유 내장형 백(16)을 동시에 가압하게 되는 바, 첨부한 도 3에 도시한 바와 같이 작동유 내장형 백(16)의 내부에 채워진 작동유는 스프링(18)의 압축과 함께 출구를 통하여 빠져나가 상기 수평연결관(20)으로 흐르게 된다.

이어서, 상기 작동유는 수평연결관(20)을 통하여 수직연결관(22)으로 흐르게 되고, 수직연결관(22)에 설치된 밸브(26)의 이동체(30)를 가압시키게 된다.

연이어, 상기 이동체(30)는 작동유의 압력으로 밀리게 되고, 첨부한 도 4에 도시한 바와 같이 상기 밸브(26)의 지지체(28)와 이동체(30) 사이에 작동유의 흐름 공간이 형성되어, 작동유는 밸브(26)를 지나 상기 분기관(24)으로 계속해서 흐르게 된다.

계속해서, 상기 작동유는 분기관(24)을 통과하여 각 실린더(36)의 내부로 채워지게 되고, 첨부한 도 1에서 보는 바와 같이 실린더(36)의 내부에 위치되어 있던 헤드레스트 스테이(40)는 작동유의 압력으로 인하여 전방으로 상승하게 된다.

결과적으로, 상기 헤드레스트 스테이(40)의 전방 상승 운동과 함께 헤드레스트(42)가 전방으로 상승하여, 후방쪽으로 젖혀지려는 승객의 두부와 목부분을 용이하게 완충시켜주게 된다.

이때, 상기 헤드레스트 스테이(40)는 실린더(36)의 내부경로와 동일한 곡면 형상으로 되어 있기 때문에 전방 상승에 매우 용이한 구조이며, 이에 승객의 두부와 목부분에 빠르게 접근할 수 있는 장점을 제공한다.

한편, 상기 헤드레스트(42)가 상승된 후, 곧바로 하강하지 않고 지속적으로 승객의 두부와 목부분을 완충시키게 되는데, 그 이유는 작동유가 상기 밸브(26)를 통하여 역방향(작동유 내장형 백쪽으로)으로 곧바로 복귀되지 않기 때문이다.

즉, 상기 작동유는 밸브(28)의 이동체(30)의 중심부에 형성된 미세한 크기의 작동유 복원홀(38)을 통하여 천천히 복원되기 때문이다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차용 액티브 헤드레스트에 의하면, 후방 충돌시 승객의 등부분 가압력과 함께 작동유 내장형 백으로부터 유출된 작동유의 힘에 의하여 작동력 손실없이 즉각적으로 헤드레스트가 상승되도록 함으로써, 승객의 두부와 목부분을 용이하게 완충시켜줄 수 있는 장점을 제공한다.

특히, 본 발명은 실린더의 내부경로와 헤드레스트 스테이가 전방 상승에 용이한 곡면 형상으로 형성됨에 따라, 승객의 두부에 대한 접근이 매우 신속하게 이루어져 완충 효과를 배가시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차용 액티브 헤드레스트의 작동 전후를 나타내는 측면도,

도 2는 본 발명에 따른 자동차용 액티브 헤드레스트의 작동 전후를 나타내는 정면도,

도 3은 본 발명에 따른 자동차용 액티브 헤드레스트에 적용된 작동유 내장형 백의 압축 및 팽창 작용을 나타내는 개략도,

도 4는 본 발명에 따른 자동차용 액티브 헤드레스트에 적용된 밸브의 작동 전후를 나타내는 단면도,

도 5는 차량의 후방 충돌시 승객의 목부분 상해가 발생되는 상태를 설명하는 개력도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 시트백 12 : 가압판

14 : 시트백 프레임 16 : 작동유 내장형 백

18 : 스프링 20 : 수평연결관

22 : 수직연결관 24 : 분기관

26 : 밸브 28 : 지지체

30 : 이동체 32 : 스프링

34 : 스토퍼단 36 : 실린더

38 : 작동유 복원홀 40 : 헤드레스트 스테이

42 : 헤드레스트

Claims (5)

1. 자동차용 액티브 헤드레스트에 있어서,

   시트백의 내부에 승객의 등에 의하여 밀림 가능하게 장착되는 가압판과;

   상기 가압판의 후면에 소정의 간격으로 배치되며 시트백 프레임에 고정 장착되는 다수개의 작동유 내장형 백과;

   상기 작동유 내장형 백의 각 출구와 연결되는 수평 연결관과;

   상기 수평연결관으로부터 분기된 수직 연결관과;

   상기 수직 연결관의 상단에 연결된 분기관과;

   상기 수직연결관의 중간 부분에 설치되는 밸브와;

   상기 분기관의 각 출구와 연결되며 시트백 프레임에 고정 장착되는 한 쌍의 실린더와;

   상기 실린더의 내부에 승하강 가능하게 설치되는 헤드레스트 스테이로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 액티브 헤드레스트.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 실린더는 전방을 향하여 곡면 처리된 내부경로를 가지며, 상기 실린더에 삽입되는 헤드레스트 스테이도 상기 내부경로와 동일한 곡률반경으로 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 액티브 헤드레스트.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 작동유 내장형 백의 내부에는 작동오일과 함께 스프링이 압축 가능하게 내재된 것을 특징으로 하는 자동차용 액티브 헤드레스트.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 밸브는 수직연결관의 중간부분에 고정 장착되는 중공형의 지지체와; 이 지지체의 중공부를 관통하여 위치되고, 전단부에는 상기 지지체의 중공부 보다 큰 직경을 갖는 스토퍼단이 형성된 구조의 이동체와; 상기 이동체의 후단부에 삽입되어 상기 지지체에 일측단이 고정되고 상기 이동체의 후단끝에 타단이 고정되는 코일스프링으로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 액티브 헤드레스트.
5. 청구항 1 또는 4에 있어서, 상기 이동체의 중심부에는 전후로 관통된 미세크기의 작동유 복원홀이 더 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 액티브 헤드레스트.