KR20150049998A - 안티 서브마린 기능을 갖는 차량용 시트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 안티 서브마린 기능을 갖는 차량용 시트에 관한 것으로, 결합부재가 시트프레임의 쿠션프레임에 결합되고, 차량의 정면 충돌시 쿠션프레임에 탑승자가 착석하는 시트쿠션이 결합되는 차량용 시트에 있어서, 쿠션 프레임에 밑면이 회동 가능하게 결합되는 판넬과, 판넬의 밑면을 결합부재에 힌지 결합하는 링크 힌지를 포함하고, 차량의 정면 충돌시 판넬이 링크 힌지를 힌지로 회동하여 판넬이 탑승자의 대퇴부를 들어올리는 것을 특징으로 한다. 따라서, 판넬이 차량의 충돌시 운전자에게 가해지는 관성력에 의해 탑승자의 대퇴부를 들어올리도록 구성됨으로써, 종래와 같이 별도의 동력이 필요한 장치가 필요치 않으므로 설치 비용이 절감되고 구조를 간단히 할 수 있는 효과가 있다.

Description

안티 서브마린 기능을 갖는 차량용 시트{CAR SEAT WITH ACTIVE ANTI-SUBMARINE FUNCTION}
본 발명은 차량용 시트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 정면 충돌시 탑승자의 보호를 도모할 수 있는 안티 서브마린 기능을 갖는 차량용 시트에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차의 시트는 탑승자의 하중을 지지하고, 실내의 바닥면에 앞뒤로 슬라이드 가능하게 설치되는 시트쿠션, 시트쿠션에 대해 회동 가능하게 설치되어 탑승장의 등을 지지하는 시트백을 포함한다.
이 시트에는 운전자나 승차자가 자신의 체형에 맞도록 시트를 전후방으로 당기거나 밀어서 시트의 위치를 조절하기 위해 시트를 차량의 바닥에 이동 가능하게 결합하기 위한 시트레일을 록킹하는 장치와, 시트쿠션에 대하여 시트백의 각도를 조절하기 위한 리클라이너가 구비된다.
이와 같은 차량 시트는 차량의 정면 충돌시 승객의 하체가 잠수함이 잠수하듯 아래로 가라앉으며 앞으로 움직이게 된다. 이를 차량에서 서브마린(Submarine) 현상이라 말한다. 이 서브마린 현상으로 인하여, 승객은 하체가 구속되지 않아 상해를 받게 된다.
이러한 차량의 서브마린 현상을 방지하기 위하여, 차량의 정면 충돌시 승객의 하체를 상승시키기 위한 안티 서브마린 기능을 갖는 다양한 장치가 제안되었다. 이러한 장치 중 충격 발생시 시트 전단부를 높게 하기 위하여 에어백을 이용한 장치가 일본 공개특허공보 특개평 4-33500호(특허문헌1)에 개시되고, 기계적으로 시트 선단부를 들어 올리는 장치는 일본 공개특허공보 특개평 2-405988호(특허문헌2)에 개시되어 있다.
그러나, 상기와 같은 종래의 안티 서브마린 기능을 갖는 장치는 비교적 큰 힘이 더해지는 것으로, 구조적으로 강고하게 할 필요가 있는 것부터 시트 전체가 대형화, 중량화되어 최근 트랜드인 경량화할 수 없다는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 안티 서브마린 장치가 제시되었으며, 일본 공개특허공보 특개2000-272396(특허문헌3)에 개시되어 있다.
특허문헌 3에 개시된 안티 서브마린 장치는 시트 프레임의 전방 부분에 한 쌍의 암(arm)이 지지부를 중심으로 회동 가능하게 지지되고, 이 암에 차량의 좌우 방향으로 파이프가 연결되어 있다. 파이프와 암에는 패널이 지지된다.
시트 프레임의 중간부에는 케이싱부가 형성되어 있고, 이 케이싱부에 가스 발생장치가 수납되어 있다. 따라서 가스발생장치는 작동시 내부에 설치되어 있는 피스톤이 좌측방향으로 돌출되도록 구성된다. 이 피스톤의 끝에는 핀이 설치되고, 핀은 시트프레임의 가이드홀에 삽입 관통되어 있어 암에 형성된 장홀을 통하여 암에 설치된다.
상기 안티 서브마린 장치는 주행 중에 충돌에 의한 충격이 검출되면 가스발생장치가 작동되며, 이때 피스톤이 돌출되어 핀이 가이드구멍을 다라 이동함과 동시에 암, 파이프, 패널이 지지부를 중심으로 회동된다. 이때 패널이 시트쿠션의 하부로부터 위쪽으로 돌출되어 시트를 팽창시키고 탑승자의 엉덩이를 서포트 하는 것으로 탑승자가 전방으로 이동되는 억제하게 되는 것이다.
그러나, 상기와 같은 종래의 안티 서브마린 장치는 가스발생장치가 일회용의 구조로 되어 있어 반복하여 사용할 수 없으며, 경미한 충돌에도 가스발생장치가 작동하게 되면 시트를 원래 상태로 되돌리기 위해서 수리 및 부품의 교환을 실시해야 함으로써 매우 번거롭고 추가적인 비용이 발생하는 문제점이 있었다.
일본 공개특허공보 특개평 4-33500호 일본 공개특허공보 특개평 2-405988호 일본 공개특허공보 특개2000-272396(2000.10.03)
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 차량의 충돌시 운전자가 전방으로 이동하려는 힘으로 시트의 전방부를 들어올리도록 구성함으로써, 별도의 동력이 필요치 않으므로 구조가 간단하고 비용을 절감할 수 있도록 한 안티 서브마린 기능을 갖는 차량용 시트를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 결합부재가 시트프레임의 쿠션프레임에 결합되고, 차량의 정면 충돌시 쿠션프레임에 탑승자가 착석하는 시트쿠션이 결합되는 차량용 시트에 있어서, 쿠션 프레임에 밑면이 회동 가능하게 결합되는 판넬과, 판넬의 밑면을 결합부재에 힌지 결합하는 링크 힌지를 포함하고, 차량의 정면 충돌시 판넬이 링크 힌지를 힌지로 회동하여 판넬이 탑승자의 대퇴부를 들어올리는 것을 특징으로 한다.
또한, 판넬의 전방부를 쿠션 프레임에 연결하여 차량의 충돌시 가해지는 일정이상의 충격량에 의해 인장되어 탄성력을 발생하는 탄성체를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 판넬의 측부와 쿠션 프레임에 구비되어 판넬의 회동시 판넬의 전방부가 일정높이 이상으로 들어올려지는 것을 방지하기 위한 스톱퍼를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 쿠션 프레임의 측부에서 수평으로 돌출 형성되는 끼움돌기부와, 판넬의 전방 일측부나 양측부에서 하측을 향해 돌출 형성되되 끼움돌기부가 끼워져 가이드되는 가이드홀이 형성되는 스톱퍼 브래킷을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 판넬과 쿠션 프레임 사이에 구비되어 차량의 주행시 판넬이 쿠션프레임에 부딪혀서 발생되는 소음과 진동을 저감시키기 위한 적어도 하나 이상의 댐핑부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 쿠션 프레임에 탑승자의 엉덩이와 대퇴부를 지지하는 판넬이 링크 힌지에 의해 회동 가능하게 구비되어 차량의 정면 충돌시 탑승자가 전방으로 움직이면서 하체가 하측으로 가라앉는 현상에 의해 탑승자의 엉덩이가 판넬의 후방부를 눌러 판넬의 전방부가 탑승자의 대퇴부를 들어올림으로써, 탑승자의 하체부분으로 상해를 입는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 판넬이 차량의 충돌시 운전자에게 가해지는 관성력에 의해 탑승자의 대퇴부를 들어올리도록 구성됨으로써, 종래와 같이 별도의 동력이 필요한 장치가 필요치 않으므로 설치 비용이 절감되고 구조를 간단히 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 안티 서브마린 기능을 갖는 시트를 도시한 사시도.
도 2는 도 1에서 판넬이 분해된 상태를 도시한 사시도.
도 3은 도 1에서 판넬과 쿠션 프레임의 결합 상태를 도시한 단면도.
도 4는 도 1에서 판넬에 시트 쿠션이 결합된 상태를 도시한 사시도.
도 5는 도 1의 시트의 안티 서브마린 기능이 작동된 전과 후의 상태를 도시한 도면.
도 6은 도 4의 시트에서 안티 서브마린 기능이 작동된 후 시트쿠션의 절개부가 들어올려진 상태를 도시한 사시도.
본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
참고로, 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 안티 서브마린 기능을 갖는 시트를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에서 판넬이 분해된 상태를 도시한 사시도이며, 도 3은 도 1에서 판넬과 쿠션 프레임의 결합 상태를 도시한 단면도이다. 도 4는 도 1에서 판넬에 시트 쿠션이 결합된 상태를 도시한 사시도이고, 도 5는 도 1의 시트의 안티 서브마린 기능이 작동된 전과 후의 상태를 도시한 도면이고, 도 6은 도 4의 시트에서 안티 서브마린 기능이 작동된 후 시트쿠션의 절개부가 들어올려진 상태를 도시한 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 차량 시트의 안티 서브마린 장치(100)는 차량의 시트레일(50)의 상부에 시트쿠션(60)이 결합되는 쿠션 프레임(110)이 설치되되, 차량의 정면 충돌시 탑승자가 전방으로 이동시 시트쿠션(60)의 전방부를 상승시켜서 탑승자가 상해를 입는 것을 방지하기 위한 장치로서, 판넬(120), 링크 힌지(130), 탄성체(140), 스톱퍼(150)를 포함한다.
먼저, 시트 프레임의 상부에는 시트쿠션이 결합되는 쿠션 프레임(110)이 설치된다. 쿠션 프레임(110)의 전방 하측에는 차량의 양측 방향으로 후술하는 판넬(120)을 결합하여 지지하기 위한 봉 형상의 결합부재(111)가 구비된다. 그리고, 쿠션 프레임(110)의 앞부분에는 일정 넓이와 폭으로 형성되어 후술하는 판넬(120)의 전방을 지지하는 지지부(112)가 구비된다.
판넬(120)은 쿠션 프레임(110)의 전방에 후술하는 링크 힌지(130)에 의해 결합부재(111)에 힌지 고정되어 차량의 정면 충돌시 링크 힌지(130)를 중심으로 회전된다. 즉, 판넬은 그 저면이 링크 힌지(130)에 고정되되, 링크 힌지(130)가 결합부재(111)에 회전 가능하게 결합된 상태에서 링크 힌지(130)에 체결부재로 고정된다.
링크 힌지(130)는 봉 형상의 결합부재에 끼워져 회전될 수 있도록 링 형상으로 된 링 형상으로 형성되며, 일측에 개구되어 형성된다. 즉, 링크 힌지는 개구된 일측이 벌어지도록 구성되어 개구된 일측을 통하여 결합부재에 끼워지도록 구성된다. 그리고, 링크 힌지(130)에는 개구된 양단부에 수평으로 연장 형성되어 체결부재로 판넬(120)의 저면에 고정되는 고정돌기부(131)가 돌출 형성된다. 이 고정돌기부(131)의 윗면은 판넬(120)의 저면에 완전히 밀착되도록 평면으로 형성된다. 고정돌기부(131)의 윗면에는 체결부재가 체결되기 위한 나사산을 갖는 체결홈이 형성된다. 이 체결홈은 나사산 형성되지 않고 나사의 체결시 나사산이 형성되도록 구성할 수도 있다.
즉, 링크 힌지(130)가 결합부재(111)에 끼워져 결합된 후에, 링크 힌지(130)의 고정돌기부(131) 윗면에 판넬(120)의 저면이 밀착된 후에 판넬(120)의 위쪽에서 체결부재가 판넬(120)를 관통한 후에 고정돌기부(131)의 체결홈에 체결되는 것이다.
탄성체(140)는 쿠션 프레임(110)과 판넬(120)의 전방 사이에 구비되어 차량의 주행시 가속이나 감속시 판넬(120)이 링크 힌지(130)에 결합된 상태에서 회동되어 유동되는 것을 방지하는 역할을 하게 된다. 즉, 이 탄성체(140)는 통상의 상태에서 인장되면 탄성력이 발생하도록 구성되되, 차량의 충돌시 가해지는 일정이상의 충격량에 의해 인장되어 탄성력을 발생하게 된다. 이 탄성체(140)는 일단이 쿠션 프레임(110)의 전방 밑면에 고정된 연결브래킷(141)에 연결되고, 타단이 판넬(120)의 전방 밑면에 형성되는 연결돌기부(121)에 연결되도록 구성된다.
탄성체(140)는 코일 스프링으로 구성되되, 상단과 하단에는 각각 연결브래킷(141)의 걸이부와 판넬(120) 밑면에 형성되는 연결돌기부(121)에 각각 걸어서 연결되도록 고리부가 형성된다.
여기서, 연결브래킷(141)은 상단이 쿠션 프레임(110)의 밑면에 용접이나 체결부재로 고정되고, 하단은 자유단 형태로 구성된다. 연결브래킷(141)의 하단에는 탄성체(140)의 타단이 분리 가능하게 걸어서 연결되는 걸이부가 돌출 형성된다.
판넬(120)과 쿠션 프레임(110) 사이에는 차량의 정면 충돌시 판넬(120)이 링크 힌지(130)를 중심을 회전되어 판넬(120)의 전방이 상승할 때, 판넬(120)의 전방부가 일정 각도 이상으로 회전되는 것을 방지하기 위한 스톱퍼(150)가 구비된다.
이 스톱퍼(150)는 쿠션 프레임(110)의 측부에서 수평 방향으로 돌출 형성되는 끼움돌기부(151), 판넬(120)의 전방 일측부나 양측부에서 하측을 향해 돌출 형성되되 끼움돌기부(151)가 끼워져 가이드되는 가이드홀(152a)이 형성되는 스톱퍼 브래킷(152)을 포함한다.
끼움돌기부(151)는 쿠션 프레임(110)의 양측부에서 서로 마주보는 방향을 돌출 형성되되, 양측부나 일측부에 형성된다. 이 끼움돌기부(151)의 단부에는 끼움돌기부(151)가 스톱퍼 브래킷(152)의 가이드홀에 끼워진 상태에서 판넬(120)의 전방부가 상승될 때, 스톱퍼 브래킷(152)의 가이드홀(152a)에서 끼움돌기부(151)가 이탈되는 것을 방지하기 위한 이탈방지돌기가 구비된다. 여기서, 끼움돌기부(151)는 볼트와 같은 형태로 쿠션 프레임(110)에 고정되고, 단부에 나사산이 형성되어 너트 형태의 이탈방지돌기가 결합되도록 구성할 수 있다.
스톱퍼 브래킷(152)은 원호 형상의 판부재가 판넬(120)의 양측부에서 하측을 향하여 수직으로 돌출 형성되되, 판넬(120)의 일체로 형성되는 것이 바람직하나, 별도의 브래킷으로 성형한 후에 판넬(120)의 양측부에 용접이나 체결부재로 고정하여 구성할 수도 있다. 여기서, 가이드홀(152a)도 스톱퍼 브래킷(152)과 같은 원호 형상으로 형성된다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 안티 서브마린 기능을 갖는 차량 시트는 쿠션 프레임(110)과 판넬(120) 사이에 구비되어 판넬(120)이 쿠션 프레임(110)에 부딪혀서 발생되는 소음이나 진동을 저감시키기 위한 댐핑부재(160)를 더 포함한다.
이 댐핑부재(160)는 고무재질로 된 탄성체로서, 쿠션 프레임(110)의 지지부(112) 윗면에 결합되거나, 판넬(120)의 밑면에 결합된다. 본 발명의 일실시예에서의 댐핑부재(160)는 쿠션 프레임(110)의 지지부(112) 윗면에 결합된다.
댐핑부재(160)는 상단부에 평평한 평면이 형성되어 판넬(120)의 밑면이 밀착되도록 구성된다. 그리고 댐핑부재(160)는 하단에 끼움돌기부(151)가 하측을 향해 돌출 형성되어 쿠션 프레임(110)의 지지부(112) 윗면에 형성되는 끼움홀에 끼워져 결합되도록 구성된다.
또한, 댐핑부재(160)는 윗면과 밑면을 평평하게 하고 일정두께를 갖도록 형성한 후에, 쿠션 프레임(110)의 지지부(112) 윗면이나 판넬(120)의 밑면에 부착하여 구성할 수도 있다.
한편, 쿠션 프레임(110)의 상부에 결합되며, 탑승자가 착석하게 되는 시트 쿠션(60)에는 차량의 정면 충돌시 판넬(120)이 결합부재(111)를 중심으로 회전되어 판넬(120)의 전방부가 상승될 때, 판넬(120) 위쪽에 결합되는 시트쿠션(60)의 상승을 원활하게 하기 위한 절개부(61)가 구비된다.
이 절개부(61)는 판넬(120)의 전방부가 상승될 때, 판넬(120)에 대응되는 시트쿠션(60)의 일부분만이 신속하게 들어올려 질 수 있도록 판넬(120)의 형상과 같이 대략 "ㄷ" 형상으로 형성된다.
여기서, 시트쿠션(60)에서 판넬(120)에 대응되는 부분만을 별도의 부재 즉, 쿠션패드를 제작하여 판넬(120)에 부착하여 구성할 수도 있다. 즉, 시트쿠션(60)의 성형시 판넬(120)에 대응되는 부분에 관통홀을 형성한 후에, 이 관통홀로 판넬(120)에 부착되는 쿠션패드를 끼워서 쿠션패드가 시트쿠션(60)의 일부분을 형성하도록 하는 것이다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일실시예에 따른 안티 서브마린 기능을 갖는 차량용 시트에 대한 작동설명에 대해 설명하기로 한다.
먼저, 차량의 정차중이거나 주행시에는 판넬(120)은 윗면이 평평한 상태에 있게 된다. 즉, 시트에 착석한 탑승자의 엉덩이는 도 5와 같이, 평평한 편안한 상태로 있게 된다.
이후에, 차량의 정면 충돌이 발생되면, 차량이 급정거로 인하여 차량의 하중이 전방으로 쏠리게 되면서 운전자의 무게 중심도 전방으로 이동하게 된다. 이때 서브마린 현상으로 인하여 탑승자의 무게 중심인 엉덩이부분이 올려져 있는 판넬(120)의 후방부가 탑승자의 엉덩이에 눌려서 하강하게 되고, 판넬(120)의 전방부는 상승하게 된다.
즉, 탑승자의 무게 중심이 링크 힌지(130)를 기준으로 판넬(120)의 후방부에 위치하므로, 차량의 정면 충돌시 운전자가 전방으로 쏠리면서 하강하려는 서브마린 현상으로 인하여 운전자의 엉덩이부분이 판넬(120)의 후방부를 밀게 된다. 그러면, 판넬(120)이 링크 힌지(130)를 중심으로 회전되는데, 판넬(120)의 후방은 회전에 의해 하강하고, 전방은 상승함으로써, 운전자의 대퇴부를 밀어 올리게 되는 것이다.
이때, 시트쿠션(60)에 절개되어 판넬(120)에 구비되어 있는 쿠션 패드부가 절개부(61)에 의해 돌출된다.
상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
50 : 시트레일
60 : 시트쿠션 61 ; 절개부
110 : 쿠션 프레임 111 : 결합부재
112 : 지지부
120 : 판넬 121 : 연결돌기부
130 : 링크힌지 131 : 고정돌기부
140 : 탄성체 141 : 연결브래킷
150 : 스톱퍼 151 : 끼움돌기부
152 : 스톱퍼 브래킷
152a : 가이드홀
160 : 댐핑부재

Claims (5)

  1. 결합부재가 시트프레임의 쿠션프레임에 결합되고, 차량의 정면 충돌시 쿠션프레임에 탑승자가 착석하는 시트쿠션이 결합되는 차량용 시트에 있어서,
    쿠션 프레임에 밑면이 회동 가능하게 결합되는 판넬;
    판넬의 밑면을 결합부재에 힌지 결합하는 링크 힌지;
    를 포함하고,
    차량의 정면 충돌시 판넬이 링크 힌지를 힌지로 회동하여 판넬이 탑승자의 대퇴부를 들어올리는 것을 특징으로 하는 안티 서브마린 기능을 갖는 차량용 시트.
  2. 청구항 1에 있어서,
    판넬의 전방부를 쿠션 프레임에 연결하여 차량의 충돌시 가해지는 일정이상의 충격량에 의해 인장되어 탄성력을 발생하는 탄성체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안티 서브마린 기능을 갖는 차량용 시트.
  3. 청구항 1에 있어서,
    판넬의 측부와 쿠션 프레임에 구비되어 판넬의 회동시 판넬의 전방부가 일정높이 이상으로 들어올려지는 것을 방지하기 위한 스톱퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안티 서브마린 기능을 갖는 차량용 시트.
  4. 청구항 3에 있어서,
    쿠션 프레임의 측부에서 수평으로 돌출 형성되는 끼움돌기부;
    판넬의 전방 일측부나 양측부에서 하측을 향해 돌출 형성되되 끼움돌기부가 끼워져 가이드되는 가이드홀이 형성되는 스톱퍼 브래킷;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 안티 서브마린 기능을 갖는 차량용 시트.
  5. 청구항 1에 있어서,
    판넬과 쿠션 프레임 사이에 구비되어 차량의 주행시 판넬이 쿠션프레임에 부딪혀서 발생되는 소음과 진동을 저감시키기 위한 적어도 하나 이상의 댐핑부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안티 서브마린 기능을 갖는 차량용 시트.
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