KR20080015218A - 차량 시트용 액티브 헤드레스트 구동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량 시트용 액티브 헤드레스트 구동장치에 관한 것으로, 헤드레스트 스테이(31)의 길이방향을 따라 중첩을 이루도록 시트백프레임(21)에 일체로 구비되면서 상기 헤드레스트 스테이(31)와 대향하는 면에 기어홈(51a)이 연속적으로 형성된 가이드프레임(51)과, 상기 헤드레스트 스테이(31)에 구비되면서 상기 가이드프레임(51)의 기어홈(51a)과 결합되도록 설치되는 한편 외부의 동작신호에 의해 상기 가이드프레임(51)을 따라 헤드레스트 스테이(31)를 강제적으로 승하강시키는 스테이 이동수단(60)과, 차체에서 발생한 충격을 감지하는 충격감지수단과, 상기 충격감지수단의 신호를 전달받아 상기 스테이 이동수단(60)의 동작을 제어하는 콘트롤러(71)로 구성되어져, 추돌 사고 발생시 헤드레스트(30)가 액티브 헤드레스트의 기능을 보다 확실하게 수행할 수 있게 됨으로써 착석자의 목 부상 방지를 효과적으로 예방할 수 있도록 된 것이다.

Description

차량 시트용 액티브 헤드레스트 구동장치{Active head rest for vehicle}

도 1과 도 2는 후방 추돌 사고 발생시 시트 착석자의 거동상태 및 액티브 헤드레스트의 작동상태를 보여주기 위한 도면,

도 3과 도 4는 본 발명에 따른 액티브 헤드레스트 구동장치를 구비한 시트의 도면,

도 5는후방 추돌 사고 발생시 본 발명에 따른 액티브 헤드레스트 구동장치에 의한 시트 착석자의 거동상태를 보여주기 위한 도면이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

21 - 시트백프레임 31 - 헤드레스트 스테이

51 - 가이드프레임 51a,63a - 기어홈

60 - 스테이 이동수단 61 - 구동모터

63 - 모터기어 71 - 콘트롤러

73 - 에어백센서 75 - 조작스위치

본 발명은 차량 시트용 액티브 헤드레스트 구동장치에 관한 것으로, 특히 후방 추돌 순간시 착석자의 목 부상을 방지할 수 있도록 하는 차량 시트용 액티브 헤 드레스트 구동장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량에 구비된 시트는 착석시 안락감을 줄 수 있어야 할 뿐만 아니라, 추돌 사고와 같은 응급상황 발생시 착석자를 충분히 보호해주는 역할을 수행하여야 한다.

차량용 시트는 도 1에 도시된 바와 같이 착석자의 하체를 밑에서 지지하는 시트쿠션(10)과, 상기 시트쿠션(10)과 연결되어 착석자의 상체와 목, 머리 등을 지지하는 시트백(20)을 구비하여 구성되는데, 상기 시트백(20)은 통상 지지대 역할의 시트백프레임과, 충격흡수 및 안락감을 제공하는 폼(foam), 미관이나 형태의 유지를 위한 커버 등으로 구성된다.

또한, 상기 시트백(20)의 상단에는 상하방향으로 높이 조절이 가능하도록 결합되어 착석자의 머리를 지지하는 헤드레스트(30)가 장착되는 바, 상기 헤드레스트(30)는 주행 중 착석자의 머리를 편하게 받쳐주는 기능을 하고, 추돌시에는 착석자의 머리를 보호해주는 역할을 하게 된다.

한편, 교차로 등에 정지해 있던 차가 10∼16㎞의 속도변화를 일으키며 추돌을 당하는 사고에서는 승객의 목 부위에 상해를 일으키는 경우가 매우 빈번한데, 이를 휘프래쉬 상해(whiplash injury)라 부른다.

이러한, 휘프래쉬 상해 즉 목 부위의 상해는 착석자의 상체와 머리 사이의 상대속도 차이에 의한 것으로 알려져 있는 바, 후방 추돌시 시트백의 충격으로 착석자의 상체가 전방으로 이동하는 반면 머리는 그 자리에 있으려 하여 목 부위에 전단력이 작용하게 되고, 이러한 전단력은 목의 관절 및 근육에 급격한 충격을 미 침은 물론 목 부위 관절의 상해까지 초래한다.

이를 예방하기 위해, 추돌 사고시 헤드레스트가 착석자의 머리와 인접한 위치로 이동하도록 하는 액티브 헤드레스트(active headrest)가 개발되었으며, 이러한 액티브 헤드레스트를 이용하여 착석자의 목 부상을 최대한 경감시키도록 하고 있다.

여기서, 상기 액티브 헤드레스트는 시트백내에 구비된 액티브 헤드레스트 구동장치를 통해 작동되는 구성으로 되어 있으며, 작동시 헤드레스트(30)는 백프레임에 대해서 착석자측을 향하는 방향으로 대략 5°정도 기울어진 상태를 유지하면서 착석자의 머리를 향해 상승 이동하게 된다.

그러나, 종래의 액티브 헤드레스트 구동장치는 추돌 사고시 착석자의 머리를 향해 상승 이동한 상태의 헤드레스트(30)를 지속적으로 유지할 수 없는 구조이어서, 액티브 헤드레스트의 올바른 기능을 제대로 수행할 수 없게 할 뿐만 아니라, 이 결과 착석자가 목 부상을 당하는 문제점이 종종 발생하였다.

즉, 도 2에 도시된 (A)의 상태는 추돌 사고가 발생하기 전의 상태로서 액티브 헤드레스트 구동장치가 동작하지 않는 상태이다.

상기의 상태에서 추돌 사고가 발생하면 액티브 헤드레스트 구동장치는 작동을 시작하게 되고, 추돌 사고에 의해 착석자의 상체가 시트백(20)에 접촉할 때에는 헤드레스트(30)가 도 2에 도시된 (B)의 상태와 같이 착석자의 머리를 향해 전방측으로 상승 이동하여 착석자의 후두부를 지지하게 된다.

이때, 착석자의 후두부가 전방측으로 상승 이동한 상태의 헤드레스트(30)와 접촉하게 되면, 이 순간 착석자 머리의 가압력으로 인해 상승 이동한 상태의 헤드레스트(30)는 도 2에 도시된 (C)의 상태와 같이 재차 하강이동을 하여 최초의 위치로 복귀하게 된다.

이와 같이, 상승 이동한 상태의 헤드레스트(30)가 착석자로부터 압력을 전달받아 재차 하강이동을 하여 최초의 위치로 복귀하는 이유는, 종래의 액티브 헤드레스트 구동장치에는 상승 이동한 상태의 헤드레스트(30)를 지속적으로 유지시켜 주기 위한 별도의 구성이 마련되어 있지 않기 때문이다.

따라서, 착석자의 머리는 헤드레스트(30)의 하강 이동시 뒤로 젖혀지게 되고, 이 결과 착석자의 목 부위가 액티브 헤드레스트로부터 충분히 보호를 받지 못하게 됨으로써 심각한 부상을 당하는 문제점이 종종 발생하였던 것이다.

한편, 도 2에 도시된 미설명 부호 31은 헤드레스트 스테이를 도시한 것이다.

이에 본 발명은, 추돌 사고 발생시 좀더 효과적으로 착석자의 목 부상을 방지할 수 있도록 하는 차량 시트용 액티브 헤드레스트 구동장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액티브 헤드레스트 구동장치는, 헤드레스트 스테이의 길이방향을 따라 중첩을 이루도록 시트백프레임에 일체로 구비되면서 상기 헤드레스트 스테이와 대향하는 면에 기어홈이 연속적으로 형성된 가이드프레임과; 상기 헤드레스트 스테이에 구비되면서 상기 가이드프레임의 기어홈과 결합되도록 설치되는 한편 외부의 동작신호에 의해 상기 가이드프레임을 따라 헤드레스트 스테이를 강제적으로 승하강시키는 스테이 이동수단과; 차체에서 발생한 충격을 감지하는 충격감지수단과; 상기 충격감지수단의 신호를 전달받아 상기 스테이 이동수단의 동작을 제어하는 콘트롤러;로 구성됨을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 3과 도 4는 본 발명에 따른 액티브 헤드레스트 구동장치를 구비한 시트의 도면으로서, 종래 구조와 동일한 부위에는 동일한 참조부호를 붙이면서 설명하기로 한다.

본 발명에 따라 액티브 헤드레스트 구동장치를 구비한 차량용 시트는, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 착석자의 하체를 밑에서 지지하는 시트쿠션(10)과, 상기 시트쿠션(10)과 연결되어 착석자의 상체와 목, 머리 등을 지지하는 시트백(20)과, 상기 시트백(20)의 상단에 위치하면서 헤드레스트 스테이(31)를 통해 상하방향 높이 조절이 가능하도록 결합되어 착석자의 머리를 지지하는 헤드레스트(30)를 기본적으로 갖추어서 구성된다.

여기서, 상기 시트백(20)의 내부에는 시트백(20)의 골격을 이루는 시트백프레임(21) 및, 이 시트백프레임(21)의 상단에 일체로 결합되어 상기 헤드레스트(30)가 승하강될 때 헤드레스트 스테이(31)의 이동을 안내하는 가이드브라켓(22)이 고정 설치된다.

상기 가이드브라켓(22)은 시트쿠션(10)에 대해서 착석자의 상체를 향하는 방향으로 대략 5°정도 기울어져서 설치된 구조인데, 이는 추돌 사고 발생시 헤드레 스트(30)가 착석자의 머리를 향해 상승 이동할 수 있도록 하기 위함이다.

한편, 차량용 시트는 상기의 구성이외에 추돌 사고 발생시 착석자의 머리를 향해 상승 이동한 헤드레스트(30)를 그 위치에서 고정시킬 수 있도록 하는 본 발명에 따른 액티브 헤드레스트 구동장치를 더 포함하여 구성된다.

즉, 본 발명에 따른 액티브 헤드레스트 구동장치는, 상기 헤드레스트 스테이(31)의 길이방향을 따라 중첩을 이루도록 시트백프레임(21)에 일체로 구비되면서 상기 헤드레스트 스테이(31)와 대향하는 면에 기어홈(51)이 연속적으로 형성된 가이드프레임(51)과, 상기 헤드레스트 스테이(31)에 구비되면서 상기 가이드프레임(51)의 기어홈(51a)과 결합되도록 설치되는 한편 외부의 동작신호에 의해 상기 가이드프레임(51)을 따라 헤드레스트 스테이(31)를 강제적으로 승하강시키는 스테이 이동수단(60)과, 차체에서 발생한 충격을 감지하는 충격감지수단과, 상기 충격감지수단의 신호를 전달받아 상기 스테이 이동수단(60)의 동작을 제어하는 콘트롤러(71)로 구성된다.

여기서, 상기 스테이 이동수단(60)은, 상기 헤드레스트 스테이(31)에 고정 설치되면서 상기 콘트롤러(71)의 제어신호에 따라 정방향 및 역방향을 회전을 하도록 동작하는 구동모터(61)와, 상기 구동모터(61)의 동력으로 회전할 수 있게 축 결합되면서 바깥 둘레면이 상기 가이드프레임(51)의 기어홈(51a)과 결합될 수 있도록 원주방향을 따라 기어홈(63a)이 형성된 모터기어(63)로 구성된다.

상기 구동모터(61)는 도 4에 도시된 바와 같이 헤드레스트 스테이(31)의 내부 및 외부에 선택하여 설치되는 구조이며, 결합방법으로는 보통 용접을 사용하지 만 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 구동모터(61)가 도 4와 같이 헤드레스트 스테이(31)의 내부에 설치되면 모터기어(63)는 그 일부구간이 헤드레스트 스테이(31)의 외부로 돌출되어야지만 가이드프레임(51)의 기어홈(51a)과 결합될 수 있는 바, 이를 위해 상기 헤드레스트 스테이(31)에는 모터기어(63)의 관통을 위한 모터구멍(31a)이 형성되어야 한다.

도 4에 도시된 미설명 부호 61a는 모터축이다.

그리고, 상기 충격감지수단으로는 보편적으로 차량에 장착된 에어백센서(73)를 사용함으로써 추가 비용이 발생하는 것을 방지한다.

또한, 본 발명에 따른 액티브 헤드레스트 구동장치는 상기의 구성뿐만 아니라 별도의 조작스위치(75)를 함께 포함하여 구성된다.

상기 조작스위치(75)는 시트의 어느 한 부위나 또는 시트와 근접한 차체의 어느 한 위치에 장착되는 것을 기본으로 하지만, 이에 한정되지는 않고 시트의 착석자가 손을 뻗었을 때 쉽게 닿을 수 있는 위치이면 무방하다

상기 조작스위치(75)는 에어백센서(73)를 통한 콘트롤러(71)의 제어신호에 의해 구동모터(61)가 일방향(정방향)으로 회전하였을 경우, 상기 구동모터(61)가 콘트롤러(71)의 제어신호에 의해 타방향(정방향)으로 회전할 수 있게 상기 콘트롤러(71)로 구동모터(61)의 동작신호를 전달하는 역할을 수행하게 된다.

즉, 차량의 후방에서 추돌 사고가 발생하면 에어백센서(73)가 이를 감지하여 콘트롤러(71)로 신호를 전송하게 되고, 상기 콘트롤러(71)는 전송된 신호가 착석자의 신체에 상해를 입힐 정도의 충격력에 해당하는지를 판별하여 구동모터(61)의 동 작을 제어하게 된다.

만약, 상기 콘트롤러(71)가 큰 충격력으로 판별하여 구동모터(61)로 구동신호를 전송하게 되면, 상기 구동모터(61)는 일방향(정방향)으로 회전하게 되고 이에 따라 모터기어(63)도 회전하게 됨으로써, 상기 구동모터(61)가 장착된 헤드레스트 스테이(31)는 가이드프레임(51)을 따라 승강 이동을 하게 된다.

이때, 가이드브라켓(22)이 착석자의 상체를 향하는 방향으로 경사지게 설치된 구조이기 때문에, 상기 헤드레스트 스테이(31)와 일체화 된 헤드레스트(30)는 그 상승 방향도 착석자의 머리 후부를 향해 경사져서 상승하게 된다.

이에 따라, 착석자의 목이 젖혀지기 전에 헤드레스트(30)가 도 5의 (E)와 같이 착석자의 머리를 지지하게 됨으로써 착석자의 목에 가해지는 손상을 예방할 수 있게 된다.

또한, 상승된 헤드레스트(30)는 모터기어(63)와 가이드프레임(51)의 결합력(기어홈에 의한 결합력)에 의해 도 5의 (E)와 같이 상승 이동한 상태의 위치에서 고정되므로, 착석자의 머리가 헤드레스트(30)와 접촉하는 순간 헤드레스트(30)가 가압력을 받게 되더라도 상기 헤드레스트(30)는 하강되지 않게 되며, 이 결과 착석자의 목 부위는 본 발명에 따른 액티브 헤드레스트 구동장치로 인해 충분히 보호받을 수 있게 된다.

한편, 상황 종료 후 착석자의 조작에 의해 조작스위치(75)가 동작하면, 상기 콘트롤러(71)는 신호를 전달받아 구동모터(61)로 구동신호를 전송하게 되는 바, 이때의 구동신호는 상기 구동모터(61)를 타방향(역방향)으로 회전하게 하는 구동신호 이다.

이 결과, 상승된 상태의 헤드레스트 스테이(31) 및 헤드레스트(30)는 하강 이동하여 최초의 위치로 복귀하게 되며, 이후 다음 번의 작동을 준비하게 된다.

따라서, 본 발명에 따른 액티브 헤드레스트 구동장치는 추돌 사고 발생시 착석자의 목이 젖혀지기 전에 헤드레스트(30)가 착석자의 머리를 효과적으로 지지하게 됨으로써 착석자의 목 부상을 예방할 수 있는 장점이 있게 된다.

또한, 본 발명은 상승된 헤드레스트(30)를 그 위치에서 고정시킬 수 있도록 구성되어 있기 때문에 헤드레스트(30)가 자동 하강하는 오동작을 방지할 수 있게 되고, 이에 따라 착석자의 목 부위는 충분히 보호받을 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 구동장치는 1회사용 후 폐기처분되는 것이 아니라 지속적으로 반복해서 사용할 수 있음으로 인해 비용절감의 차원에도 큰 기여를 할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 구동장치는, 추돌 사고 발생시 액티브 헤드레스트의 기능을 보다 확실하게 수행할 수 있게 됨으로써 착석자의 목 부상 방지를 효과적으로 예방할 수 있게 되고, 아울러 반복적으로 사용할 수 있게 되어 비용절감의 차원에서도 큰 기여를 할 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims (4)

1. 헤드레스트 스테이(31)의 길이방향을 따라 중첩을 이루도록 시트백프레임(21)에 일체로 구비되면서 상기 헤드레스트 스테이(31)와 대향하는 면에 기어홈(51a)이 연속적으로 형성된 가이드프레임(51)과;

   상기 헤드레스트 스테이(31)에 구비되면서 상기 가이드프레임(51)의 기어홈(51a)과 결합되도록 설치되는 한편 외부의 동작신호에 의해 상기 가이드프레임(51)을 따라 헤드레스트 스테이(31)를 강제적으로 승하강시키는 스테이 이동수단(60)과;

   차체에서 발생한 충격을 감지하는 충격감지수단과;

   상기 충격감지수단의 신호를 전달받아 상기 스테이 이동수단(60)의 동작을 제어하는 콘트롤러(71);

   로 구성됨을 특징으로 하는 차량 시트용 액티브 헤드레스트 구동장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 스테이 이동수단(60)은,

   상기 헤드레스트 스테이(31)에 고정 설치되면서 상기 콘트롤러(71)의 제어신호에 따라 정방향 및 역방향을 회전을 하도록 동작하는 구동모터(61)와;

   상기 구동모터(61)의 동력으로 회전할 수 있게 축 결합되면서 바깥 둘레면이 상기 가이드프레임(51)의 기어홈(51a)과 결합될 수 있도록 원주방향을 따라 기어홈(63a)이 형성된 모터기어(63);

   로 구성됨을 특징으로 하는 차량 시트용 액티브 헤드레스트 구동장치.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 충격감지수단은 에어백센서(73)인 것을 특징으로 하는 차량 시트용 액티브 헤드레스트 구동장치.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 에어백센서(73)를 통한 콘트롤러(71)의 제어신호에 의해 구동모터(61)가 일방향(정방향)으로 회전하였을 경우 상기 구동모터(61)가 콘트롤러(71)의 제어신호에 의해 타방향(정방향)으로 회전할 수 있게 상기 콘트롤러(71)로 구동모터(61)의 동작신호를 전달하는 조작스위치(75);

   를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 차량 시트용 액티브 헤드레스트 구동장치.

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