KR20110101898A - 차량용 시트 리클라이닝 장치 - Google Patents

차량용 시트 리클라이닝 장치 Download PDF

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Abstract

구성을 간단히 하고, 동력 전달과정의 효율성을 최적화한 차량용 시트 리클라이닝 장치가 소개된다. 본 발명에 따른 차량용 시트 리클라이닝 장치는 차량의 시트쿠션에 설치되는 고정플랜지(200)와 이러한 고정플랜지(200)에 대하여 편심 회전하는 모바일플랜지(100)와, 이러한 모바일플랜지(110)를 편심 회전 가능케 하는 편심회전수단(300)과, 회전력을 제공하는 구동부(400) 및 구동부(400)의 회전력을 편심회전수단(300)에 전달함과 동시에 편심회전수단(300)을 구성하는 하부좌측캠(320a) 및 하부우측캠(320b)의 벌어짐을 방지하는 회전수단(500)을 포함한다.

Description

차량용 시트 리클라이닝 장치{A RECLINNING DEVECE FOR SEATS FOR VEHICLES}
본 발명은 차량용 시트 리클라이닝 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 구성을 간단히 하면서도 전동모터의 구동력을 시트백에 최적으로 전달할 수 있는 차량용 시트 리클라이닝 장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 시트에는 운전자 및 탑승자의 체형에 맞게 등받이를 전,후방으로 각도 조절되도록 하는 차량용 리클라이닝 장치가 마련된다.
차량용 리클라이닝 장치는 두 개가 한 쌍으로 구성되어 시트의 좌,우 측부에 각각 장착되고, 이러한 두 개의 차량용 리클라이닝 장치는 샤프트에 의해 서로 연결되어 각각의 움직임이 서로 연동된다. 이러한 차량용 리클라이닝 장치는 샤프트가 전동모터의 구동력으로 축회전하면서 리클라이닝 동작을 행하는 전동식 차량용 리클라이닝 장치와, 착석자의 레버 조작에 의해 축회전하면서 리클라닝 동작을 행하는 수동식 차량용 리클라이닝 장치로 구분된다.
이러한 차량용 리클라이닝 장치는 차량의 고급화 이미지를 중시하는 요즘, 주로 전동식 차량용 리클라이닝 장치의 사용이 증가하는 추세에 있으며, 중량을 줄여 경량화하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 과정에서 다양한 설계 조건이 반영되고, 다양한 설계 조건 반영에 따라 그 구성품 및 이러한 구성품의 조립이 복잡해짐에 따라 동력전달 과정 또한 비효율적으로 진행되는 문제점이 있었다.
본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 다기능을 하는 회전수단을 이용하여 전체 구성을 간단히 하면서도 동력전달 과정의 효율성을 최적화한 차량용 시트 리클라이닝 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 시트 리클라이닝 장치는 안착면과, 이 안착면에 형성된 내접기어와, 상기 안착면의 중심에 관통 형성된 중심구를 포함하는 모바일플랜지; 중심에는 원형의 통공부가 형성되고, 일면에는 상기 안착면에 안착되며 그 외주면에 외접기어가 형성된 돌출부를 포함하는 고정플랜지; 상기 고정플랜지의 통공부의 내주면에 밀착되는 상부캠과, 이 상부캠의 하부 양쪽에 걸림 설치되어 함께 회전하는 하부좌측캠 및 하부우측캠과, 상기 상부캠을 밀어주는 방향으로 복원력이 작용할 수 있도록 상기 하부좌측캠 및 하부우측캠의 하단에 바이어스된 상태로 설치되는 환형스프링을 포함하는 편심회전수단; 상기 모바일플랜지의 중심구에 관통 결합되는 인풋샤프트와, 이 인풋샤프트의 외주면에서 둘레 방향으로 연장 형성된 구동휠을 포함하는 구동부; 및 상기 구동휠의 회전력을 상기 하부좌측캠 및 하부우측캠에 전달함과 동시에 상기 하부좌측캠 및 하부우측캠의 벌어짐을 방지하는 회전수단을 포함한다.
또한, 상기 회전수단은 상기 하부좌측캠 및 하부우측캠에 각각 돌출 형성된 가이드보스와, 이 가이드보스에 일체로 형성된 구동편과, 상기 구동휠의 일면에 상기 가이드보스 및 구동편과 대응되는 형상으로 형성된 가이드홈 및 구동홈을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 가이드보스는 반고리 형상으로 형성되고, 상기 가이드홈은 고리 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 상부캠의 양 끝단에는 걸림돌기가 내측으로 굴곡 형성되고, 상기 하부좌측캠 및 하부우측캠의 외주면에는 상기 걸림돌기에 대응되는 걸림홈이 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 하부좌측캠 및 하부우측캠에는 상기 환형스프링의 양 끝단이 고정될 수 있도록 고정홈이 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 상부캠의 외주면에는 하중전달방지홈이 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기한 기술적 구성으로 인해 구성이 간단해지고, 동력전달 과정의 효율성이 개선된다. 또한, 부품 간의 조립성이 개선되는 효과를 얻을 수 있다.
도 1는 본 발명에 따른 차량용 시트 리클라이닝 장치의 분해사시도;
도 2는 본 발명의 고정플랜지를 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 회전수단을 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 결합상태를 나타낸 도면;
도 5는 본 발명의 일요부인 하중전달 방지공간을 나타낸 도면;
도 6은 차량용 시트 리클라이닝 장치의 작동 전 상태를 나타낸 도면;
도 7은 차량용 시트 리클라이닝 장치의 작동 초기를 나타낸 도면;
도 8은 차량용 시트 리클라이닝 장치의 회전 상태를 나타낸 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 시트 리클라이닝 장치에 대하여 살펴본다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 시트 리클라이닝 장치는 모바일플랜지(100), 고정플랜지(200), 편심회전수단(300), 구동부(400) 및 회전수단(도 3참조)을 포함한다.
도 1을 참조하면, 모바일플랜지(100)는 안착면(110)과, 내접기어(120) 및 중심구(130)를 포함하여 구성된다. 안착면(110)은 고정플랜지(100)의 일면에서 원형으로 함몰되어 형성되는 바, 그 테두리에는 내접기어(120)가 형성된다. 또한, 이러한 안착면(110)의 중심에는 중앙이 통공된 원통 형상의 중심구(130)가 돌출 형성된다. 모바일플랜지(100)는 차량 시트백의 측부에 장착되어 시트백의 리클라이닝을 리드한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 고정플랜지(200)의 중심에는 원형의 통공부(200a)가 형성된다. 또한, 고정플랜지(200)는 상기 안착면(110)에 안착될 수 있도록 그 일면에 돌출부(200b)가 형성되고, 이러한 돌출부(200b)의 외주면에는 외접기어(210)가 형성된다. 외접기어(210)가 형성된 고정플랜지(200)의 돌출부(200b)는 안착면(110)의 크기보다 작게 형성되어, 고정플랜지(200)와 모바일플랜지(100)를 서로 조립하였을 때, 외접기어(210)와 내접기어(120)가 서로 완전히 치합되지는 않는다. 그러나, 외접기어(210)를 내접기어(120)에 밀착시키는 힘이 작용할 경우에, 그 힘이 작용되는 방향의 특정 구간에서 외접기어(210)와 내접기어(120)가 서로 치합될 수 있다.
도 1 및 도 6을 참조하면, 상기 외접기어(210)가 내접기어(120)에 치합되도록 하는 힘은 고정플랜지(200)의 통공부(도 2참조)에 배치되는 편심회전수단(300)으로부터 발생된다. 편심회전수단(300)에 의해 고정플랜지(200)에 상 방향으로의 힘이 가해지면, 그 힘에 의해 고정플랜지(200)는 상 방향으로 이동하여 모바일플랜지(100)에 대하여 중심축이 편심되며, 12시 방향 부근에서 외접기어(210)와 내접기어(120) 간의 부분적인 치합이 이루어진다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 편심회전수단(300)은 상부캠(310), 하부캠(320) 및 환형스프링(330)을 포함하며, 하부캠(320)은 하부좌측캠(320a) 및 하부우측캠(320b)을 포함한다. 상부캠(310)은 반원형으로 형성되고, 부시(600)를 매개로 고정플랜지(200)의 통공부(200a)상에 장착된다. 상기 상부캠(310)은 고정플랜지(200)의 돌출부(200b)를 안착면(110)에 안착시킨 상태에서 그 외주면이 부시(600)의 내주면에 접하도록 장착한다.
도 1 및 도 4에서 보듯이, 하부캠(320)을 구성하는 하부좌측캠(320a)과 하부우측캠(320b)은 그 외주면이 상기 상부캠(310)의 내주면과 접할 수 있도록 형성되고, 서로 마주보며, 대칭적인 반고리 형상으로 형성된다. 또한, 후술할 환형스프링(330)의 탄성복원력에 의하여 하부좌측캠(320a)과 하부우측캠(320b) 사이의 거리가 필요 이상으로 벌어지는 경우, 장치 전체의 작동성이 저하되고, 동력전달 과정의 효율성이 저하되는 바, 이러한 문제점을 해결하기 위해 회전수단(도 3참조)이 구비된다.
상부캠(310)의 양 끝단에는 걸림돌기(312)를 내측 방향으로 굴곡 형성하고, 하부좌측캠(320a)과 하부우측캠(320b)의 외주면에는 상기 걸림돌기(312)가 걸릴 수 있도록 걸림홈(322)을 형성한다. 이러한 구성에 의하여, 상부캠(310)은 하부캠(320) 회전시 연동 회전할 수 있는 바, 하부캠(320)의 회전력을 확실하게 상부캠(310)에 전달할 수 있게 된다.
하부캠(320)과 상부캠(310)이 서로 접촉하는 면들의 곡률은 서로 동일하지 않다. 하부좌측캠(320a) 및 하부우측캠(320b)의 외주면과 상부캠(310)의 내주면은 모든 면에서 완전히 밀착되지는 않으며, 하부좌측캠(320a)과 상부캠(310) 및 하부우측캠(320b)과 상부캠(310)간의 틈새(G)는 각각 반시계 방향, 시계 방향으로 갈수록 점차 커진다.
도 1 및 도 6을 참조하면, 상기 환형스프링(330)의 탄성복원력에 의해 하부캠(320)의 외주면은 상부캠(310)의 내주면을 파고들면서 상부캠(310)에 대하여 쐐기 작용을 한다. 상기 쐐기 작용 또는 쐐기 상태는 하부캠(320)의 외주면이 이와는 다른 곡률을 갖는 상부캠(310)의 내주면을 최대한 파고들어 더 이상 일 방향으로 회전될 수 없는 상태를 의미한다. 일 예를 들어 설명하면, 하부우측캠(320b)은 상부캠(310)에 대하여 더 이상 반시계 방향으로 회전될 수 없는 상태인 바, 이는 하부우측캠(320b)이 상부캠(310)에 대하여 쐐기 작용을 하고 있기 때문이다.
반대로, 하부우측캠(320b)에 시계 방향 회전력이 주어진 경우에는 쐐기 작용이 해제된다. 하부좌측캠(320a) 역시 상기 하부우측캠(320b)과 동일한 원리로 작동한다. 모바일플랜지(100)는 하부캠(320)이 상부캠(310)에 대하여 쐐기 작용이 해제된 상태에서 회전 가능한 바, 작동과정은 후술한다.
한편, 환형스프링(330)은 일측이 개방된 형상을 갖는다. 이러한 환형스프링(330)의 양 끝단은 각각 하부좌측캠(320a)과 하부우측캠(320b)의 하단에 형성된 고정홈(도 4참조, 324)에 바이어스된 상태로 결합된다. 도 6의 조립 상태에서 보듯이, 환형스프링(330)은 그 양단이 벌어지려는 탄성복원력을 가지며, 이러한 탄성복원력은 고정플랜지(200)를 상방향으로 들어 올리는 힘으로 작용하게 된다. 보다 구체적으로는 상기 환형스프링(330)의 탄성복원력은 하부캠(320)을 밀어올리며, 그 힘은 차례로 상부캠(310), 부시(500), 고정플랜지(200)로 전달된다. 이러한 환형스프링(330)은 다양한 형태의 탄성체 또는 기구적 수단으로 치환 가능하다.
도 1에 도시된 바와 같이, 구동부(400)는 인풋샤프트(410)와 구동휠(420)을 포함한다. 인풋샤프트(410)는 고정플랜지(200)의 통공부(도 2참조)를 지나 모바일플랜지(100)의 중심구(130)에 결합된다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 회전수단(500)은 구동휠(420)의 회전력을 하부좌측캠(320a) 및 하부우측캠(320b)에 전달함과 동시에 하부좌측캠(320a)과 하부우측캠(320b) 사이의 거리가 필요 이상으로 벌어지는 것을 방지하는 기능을 한다. 즉, 일측이 개방된 환형스프링(도 6참조)이 바이어스된 상태로 하부좌측캠(320a) 및 하부우측캠(320b)에 장착된 경우, 하부좌측캠(320a) 및 하부우측캠(320b)은 환형스프링의 탄성복원력에 의해 서로 벌어지게 되는 바, 회전수단(500)은 인풋샤프트(410)의 회전력을 하부좌측캠(320a) 및 하부우측캠(320b)에 전달함과 동시에, 하부좌측캠(320a)과 하부우측캠(320b) 사이의 거리가 과도하게 벌어지는 것을 방지하여 전체 동력 전달 과정을 원활하게 하는 것이다.
이러한 회전수단(500)은 상기 하부좌측캠(320a) 및 하부우측캠(320b)에 각각 돌출 형성된 가이드보스(510)와, 이 가이드보스(510)에 일체로 형성된 구동편(520)과, 구동휠(420)의 일면에 가이드보스(510) 및 구동편(520)과 대응되는 형상으로 형성된 가이드홈(530) 및 구동홈(540)을 포함하는 것이 바람직하다.
하부좌측캠(320a)과 하부우측캠(320b) 사이의 거리가 필요 이상으로 벌어지는 것을 방지하는 가이드보스(510)와 인풋샤프트(410)의 회전력을 전달받는 구동편(520)은 일체로 형성된다. 또한, 가이드홈(530) 및 구동홈(540) 또한 구동휠(420)의 일면에 일체로 형성되기 때문에, 회전수단(500)을 구성하는 각각의 요소들을 별물로 생산하여 조립하는 것보다 그 구성이 더 간단해진다. 또한, 더욱 바람직하게는 하부좌측캠(320a), 하부우측캠(320b) 및 구동부(400)의 회전방향을 고려하여 가이드보스(510)는 반 고리 형상으로 형성하고, 상기 가이드홈(520)은 링 형상으로 형성한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상부캠(310)에는 하중전달방지홈(R)이 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 하중전달방지홈(R)은 환형스프링(330)의 힘을 분산시키는 기능을 한다. 따라서, 환형스프링(330)에 의해 전달되는 힘은 하중전달방지홈(R)을 중심으로 양 방향으로 분산되는 바, 11시 방향 및 1시 방향으로 집중적으로 전달된다. 즉, 이러한 하중전달방지홈(R)은 두 개의 포인트에 집중적으로 힘을 전달하는 기능을 한다.
이하에서는 도 6 내지 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 시트 리클라이닝 장치의 작동 과정을 설명한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 모바일플랜지(100)의 내접기어(120)와 고정플랜지(200)의 외접기어(210)는 하중전달방지홈(R)을 중심으로 11시 방향과 1시 방향의 2개의 포인트에서 전달된 힘을 기초로 11시~1시 방향에 걸쳐 치합된다. 일면이 개방된 환형스프링(330)의 양 끝단이 바이어스된 상태에서 하부좌측캠(320a)과 하부우측캠(320b)의 고정홈(도 4참조, 324)에 각각 결합되면, 환형스프링(330)의 탄성복원력에 의해 하부좌측캠(320a) 및 하부우측캠(320b)은 상부캠(310)의 내주면을 파고들어 상부캠(310)을 통해 고정플랜지(200)를 들어올린다.
이 상태에서는 외접기어(210)가 내접기어(120)에 대하여 11시 방향으로부터 1시 방향에 걸쳐 치합되어 있기 때문에, 모바일플랜지(100)는 고정플랜지(200)에 대하여 회전될 수 없고, 시트백 역시 회전될 수 없다.
도 7에 도시된 바와 같이, 전동모터등에 의해 인풋샤프트(410)에 회전력이 제공된 경우, 하부우측캠(320b)이 시계 방향으로 회전되고 하부우측캠(320b)과 상부캠(310) 내주면 사이의 쐐기 상태가 해제된다. 또한, 하부우측캠(320b)에 형성된 걸림홈(322)의 일측이 상부캠(310)에 형성된 걸림돌기(312)를 타격하면 상부캠(310)도 회전된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기한 힘의 전달 과정을 통하여 상부캠(310)이 회전되면, 상부캠(310)과 하부좌측캠(320a) 사이의 쐐기 상태도 해제되고, 상부캠(310)에 형성된 걸림돌기(312)가 하부좌측캠(320a)에 형성된 걸림홈(322)을 타격하여 하부좌측캠(320a)도 회전하게 된다. 즉, 상부캠(310), 하부우측캠(320b) 및 하부좌측캠(320a) 모두가 연동 회전되는 것이다.
하부우측캠(320b) 및 하부좌측캠(320a)이 상부캠(310)과 쐐기 상태가 해제되면, 모바일플랜지(100)는 회전가능한 상태가 된다. 즉, 하부캠(320)이 상부캠(310)에 대하여 쐐기 상태가 해제되면, 치합되어 있던 내접기어(120)와 외접기어(210) 사이에 소정의 유격이 발생되고, 모바일플랜지(100)는 고정플랜지(200)에 대하여 회전 가능한 상태가 되는 것이다. 따라서, 모바일플랜지(100)는 내접기어(120)와 외접기어(210)의 잇수 차이만큼 자체 감속 회전되는 바, 고정플랜지(200)에 대하여 편심회전(공전)됨과 동시에 자체 회전(자전)하게 되고, 차량의 시트백 또한 회전할 수 있게 된다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100: 모바일플랜지 110: 안착면
120: 내접기어 130: 중심구
200: 고정플랜지 200a: 통공부
200b: 돌출부 210: 외접기어
300: 편심회전수단 310: 상부캠
312: 걸림돌기 320: 하부캠
320a: 하부좌측캠 320b: 하부우측캠
322: 걸림홈 324: 고정홈
330: 환형스프링 400: 구동부
410: 인풋샤프트 420: 구동휠
500: 회전수단 510: 가이드보스
520: 구동편 530: 가이드홈
540: 구동홈 R: 하중전달방지홈
600: 부시

Claims (6)

  1. 안착면(110)과, 이 안착면(110)에 형성된 내접기어(120)와, 상기 안착면(110)의 중심에 관통 형성된 중심구(130)를 포함하는 모바일플랜지(100);
    중심에는 원형의 통공부(200a)가 형성되고, 일면에는 상기 안착면(110)에 안착되며 그 외주면에 외접기어(210)가 형성된 돌출부(200b)를 포함하는 고정플랜지(200);
    상기 고정플랜지(200)의 통공부(200a)의 내주면에 밀착되는 상부캠(310)과, 이 상부캠(310)의 하부 양쪽에 걸림 설치되어 함께 회전하는 하부좌측캠(320a) 및 하부우측캠(320b)과, 상기 상부캠(310)을 밀어주는 방향으로 복원력이 작용할 수 있도록 상기 하부좌측캠(320a) 및 하부우측캠(320b)의 하단에 바이어스된 상태로 설치되는 환형스프링(330)을 포함하는 편심회전수단(300);
    상기 모바일플랜지(100)의 중심구(130)에 관통 결합되는 인풋샤프트(410)와, 이 인풋샤프트(410)의 외주면에서 둘레 방향으로 연장 형성된 구동휠(420)을 포함하는 구동부(400); 및
    상기 구동휠(420)의 회전력을 상기 하부좌측캠(320a) 및 하부우측캠(320b)에 전달함과 동시에 상기 하부좌측캠(320a) 및 하부우측캠(320b)의 벌어짐을 방지하는 회전수단(500)을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 시트 리클라이닝 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 회전수단(500)은 상기 하부좌측캠(320a) 및 하부우측캠(320b)에 각각 돌출 형성된 가이드보스(510)와, 이 가이드보스(510)에 일체로 형성된 구동편(520)과, 상기 구동휠(420)의 일면에 상기 가이드보스(510) 및 구동편(520)과 대응되는 형상으로 형성된 가이드홈(530) 및 구동홈(540)을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 시트 리클라이닝 장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 가이드보스(510)는 반고리 형상으로 형성되고, 상기 가이드홈(530)은 고리 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 시트 리클라이닝 장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 상부캠(310)의 양 끝단에는 걸림돌기(312)가 내측으로 굴곡 형성되고, 상기 하부좌측캠(320a) 및 하부우측캠(320b)의 외주면에는 상기 걸림돌기(312)에 대응되는 걸림홈(322)이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 시트 리클라이닝 장치.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 하부좌측캠(320a) 및 하부우측캠(320b)에는 상기 환형스프링(330)의 양 끝단이 고정될 수 있도록 고정홈(324)이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 시트 리클라이닝 장치.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 상부캠(310)의 외주면에는 하중전달방지홈(R)이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 시트 리클라이닝 장치.
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