KR20150073686A - 운전석 시트의 서스펜션 - Google Patents

Abstract

기재된 내용은 운전석 시트의 서스펜션에 관한 것으로서, 시트를 설치하기 위한 바닥패널에 고정되는 베이스프레임과, 상기 베이스프레임의 상부에 이격되어 설치되는 시트프레임과, 상기 베이스프레임과 시트프레임 사이에 설치되는 X자형 링크와, 상기 X자형 링크에 설치되어 베이스프레임으로부터 시트프레임을 상하방향으로 완충시키는 탄성부재와, 상기 베이스프레임에 설치되는 고정 가이드와, 상기 시트프레임에 설치되는 슬라이딩 가이드와, 상기 슬라이딩 가이드와 고정 가이드에 수직 관통되어 하단이 베이스프레임에 고정되는 지지로드를 포함함에 따라, 상기 슬라이딩 가이드가 시트프레임과 함께 지지로드의 안내를 받아 승강되도록 구성된 것과 관련된 것이다.
이에 따르면 기재된 내용은 시트의 상하방향의 진동은 물론 전후 및 좌우방향으로 발생되는 굽힘 및 비틀림에 따른 진동을 함께 감소시켜 운전자가 안정되며 안락한 승차감을 느낄 수 있도록 함과 동시에 서스펜션을 구성하는 부품간의 마찰에 따른 소음의 방지효과는 물론 부품간의 마찰에 의한 부품의 변형 등을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

운전석 시트의 서스펜션{suspension of Operator's seat}

건설기계 등에 설치되는 운전석 시트의 서스펜션에 관한 것으로서, 특히 운전석 시트에 가해지는 다양한 진동을 효과적으로 감소시킬 수 있도록 한 운전석 시트의 서스펜션에 관한 것이다.

우선 이하의 배경이 되는 기술은 후술되는 운전석 시트의 서스펜션에 대한 내용의 이해를 돕기 위한 것이며, 이러한 배경이 되는 기술에 언급된 내용이 선행기술로 단정될 필요는 없다.

운전석 시트는 장비를 운전하는 운전자의 착석을 위해 운전실에 구비되는 것으로서, 이러한 운전석 시트는 운전자에게 안락함과 안정감을 주어야 하며, 특히 건설기계에 적용되는 운전석은 특수한 작업환경에 따른 다양한 진동에 충분히 대응할 수 있도록 구성될 필요가 있다.

한편, 운전석에 전달되는 진동은 운전자의 둔부를 통해 인체의 전신진동(WBV, Whole Body Vibration)에 큰 영향을 미치게 되며, 이러한 전신진동은 신체의 시력, 청력 등의 감각기능을 저하시키고, 심박수의 증가 및 혈압상승 등의 순환기능의 변화 또는 내분비 계통의 동태변화를 일으킴에 따라 특수한 작업환경에서 주로 사용되는 건설기계의 경우 운전석 시트 하부에 서스펜션을 설치하여 운전자에게 전달되는 진동을 최소화시키고 있다.

그러나 종래 운전석 시트의 서스펜션은 작업자를 기준으로 높이방향의 진동은 흡수하는 반면에 운전석 시트의 전후 및 좌우 방향으로 발생하는 굽힘 및 비틀림에 의한 진동에는 취약한 구조를 가지고 있어 진동이 운전자에게 그대로 전달되면서 운전자에게 불쾌감을 주게 되며, 부품간의 불필요한 접촉으로 인하여 소음이 발생할 수 있으며, 경우에 따라 부품의 변형을 초래하게 되어 서스펜션의 내구성이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서 기재된 내용은 운전석 시트의 전후 및 좌우 방향으로 발생하는 굽힘 및 비틀림이 억제될 수 있도록 운전석 시트의 서스펜션을 개선함에 따라 운전석 시트의 다양한 움직임을 저감함으로써 운전자의 편의성을 더욱 향상시킬 수 있도록 한 운전석 시트의 서스펜션을 제공하는 목적이 포함된다.

바람직한 일 실시 예에 의한 기재된 내용은,

장비의 운전실 내부에는 바닥패널에 시트를 설치하기 위한 베이스프레임이 고정된다.

베이스프레임의 이격된 상측에는 상면에 시트가 고정되는 시트프레임이 설치된다.

베이스프레임과 시트프레임의 사이에는 X자형 링크가 설치되어 그러한 X자형 링크의 작동에 따라 베이스프레임으로부터 시트프레임이 승강된다.

X자형 링크의 상부에는 X자형 링크가 탄성력을 가지면서 작동될 수 있도록 탄성부재가 설치됨에 따라 이러한 탄성부재와 X자형 링크를 통해 시트프레임이 탄성력을 가지면서 완충작용을 하게 된다.

베이스 프레임에는 고정 가이드가 설치되고, 시트프레임에는 고정 가이드와 수직선상에 놓이도록 슬라이딩 가이드가 설치된다.

지지로드는 슬라이딩 가이드와 고정 가이드를 수직으로 관통한 후 베이스프레임의 저면에서 너트로 고정됨에 따라 지지로드에 관통되어 끼워진 시트 프레임의 슬라이딩 가이드가 지지로드의 안내를 받아 상하방향으로 승강될 수 있도록 구성된 것과 관련된다.

바람직하게, X자형 링크는 베이스프레임과 시트프레임의 양측에 한 쌍으로 마주하여 설치되는 것과 관련된다.

바람직하게, 슬라이딩 가이드와 고정 가이드는 각각 시트프레임과 베이스프레임의 사방 모서리에 설치되는 것과 관련된다.

바람직하게, 슬라이딩 가이드와 고정 가이드는 각각 베이스프레임과 시트프레임의 전후면 및 좌우측면의 중앙부위에 설치되는 것과 관련된다.

더 바람직하게, 슬라이딩 가이드와 고정 가이드는 일정한 길이의 상하 폭을 가지는 원통형으로 구성된 것과 관련된다.

더 바람직하게, 슬라이딩 가이드의 내면에는 지지로드와의 마찰을 방지하기 위해 테프론 코팅처리 된 것과 관련된다.

기재된 내용에 따른 운전석 시트의 서스펜션는 다음과 같은 효과를 가진다.

즉, 운전석 시트를 구성하고 있는 탄성부재와 X자형 링크를 통해 운전석 시트에 가해지는 상하의 진동은 감소될 수 있는 반면 운전석 시트의 전후 및 좌우방향으로 발생되는 굽힘 및 비틀림에 의한 진동은 운전자에게 그대로 전달되던 종래와 달리 운전석 시트에 설치되는 서스펜션의 구조적 강성이 보강됨에 따라 시트의 상하방향의 진동은 물론 전후 및 좌우방향으로 발생되는 굽힘 및 비틀림에 따른 진동을 감소시켜 운전자가 안정되며 안락한 승차감을 느낄 수 있도록 함과 동시에 서스펜션을 구성하는 부품간의 마찰에 따른 소음 방지는 물론 부품간의 마찰에 의한 부품의 변형 또한 효과적으로 방지할 수 있는 것이다.

아울러 이러한 기재된 내용의 효과는 발명자가 인지하는지 여부와 무관하게 기재된 내용의 구성에 의해 당연히 발휘되게 되는 것이므로 상술한 효과는 기재된 내용에 따른 몇 가지 효과일 뿐 발명자가 파악한 또는 실재하는 모든 효과를 기재한 것이라 인정되어서는 안 된다.

또한, 기재된 내용의 효과는 명세서의 전체적인 기재에 의해서 추가로 파악되어야 할 것이며, 설사 명시적인 문장으로 기재되어 있지 않더라도 기재된 내용이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 명세서를 통해 그러한 효과가 있는 것으로 인정할 수 있는 효과라면 본 명세서에 기재된 효과로 보아야 할 것이다.

도 1 은 기재된 내용의 일 실시 예에 따른 시트의 서스펜션을 예시한 사시도이다.
도 2 는 기재된 내용의 일 실시 예에 따른 시트의 서스펜션을 예시한 요부 분리 사시도이다.
도 3 과 도 4 는 기재된 내용의 일 실시 예에 따른 시트의 서스펜션이 작동되는 과정을 전후 상태로 예시한 요부 측면도이다.

이하 기재된 내용의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

이는 기재된 내용이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 기재된 내용을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이며, 이로 인해 기재된 내용의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

또한, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있으며, 기재된 내용의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있고, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.

우선 기재된 내용에 따른 운전석 시트의 서스펜션은 건설기계로 한정될 필요없이 주행에 따른 진동이 전달되는 시트에 공통적으로 적용될 수도 있으며, 이하 기재된 내용에서는 바람직한 실시 예로 건설기계의 운전석에 구비되는 운전석용 시트를 통해 설명하기로 한다.

기재된 내용의 일 실시 예에 따른 운전석 시트의 서스펜션을 구성하는 요소는 베이스프레임(100)과, 시트프레임(200)과, 베이스프레임(100)과 시트프레임(200)을 연결하는 X자형 링크(300)와, 베이스프레임(100)으로부터 시트프레임(200)을 탄성가능하게 승강시키는 탄성부재(310)와, 베이스프레임(100)에 설치되는 고정 가이드(110)와, 시트프레임(200)에 설치되는 슬라이딩 가이드(210)와, 슬라이딩 가이드(210)와 고정 가이드(110)에 수직으로 관통되어 베이스프레임(100)에 고정되는 지지로드(400)를 포함하는 구성으로 크게 구분될 수 있으며, 이하 각 구성요소에 대해 상세히 살펴보면 다음과 같다.

베이스프레임(100)은,

운전석 시트(500)가 설치되는 운전석의 바닥패널에 설치되는 것으로서, 기재된 내용의 실시 예에서는 도 1 에서와 같이 사각형상의 구성된 것이며, 이러한 베이스프레임(100)의 상부에는 후술되는 X자형 링크(300)와 시트프레임(200)이 함께 설치된다.

시트프레임(200)은,

전술한 베이스프레임(100)의 표면으로부터 일정한 거리만큼 상측으로 이격되어 설치되는 것으로서, 이러한 시트프레임(200) 또한 기재된 내용의 실시 예를 통해 사각형상으로 구성된 것이며, 이러한 베이스프레임(100)과 시트프레임(200)은 사각형상으로 한정될 필요없이 운전석 시트(500)의 형상 및 설치위치에 따라 변형되어 실시 될 수 있다.

시트프레임(200)의 상부에는 도 1 에서와 같이 운전석 시트(500)가 고정되며, 구체적으로는 등받이와 연결된 착석부의 저면에 시트프레임(200)이 고정된다.

X자형 링크(300)는,

전술한 베이스프레임(100)과 시트프레임(200)의 사이에 설치되어 베이스프레임(100)으로부터 시트프레임(200)이 수직 방향으로 승강될 수 있도록 해준다.

X자형 링크(300)의 상부에는 인장스프링과 같은 탄성부재(310)가 설치되어 베이스프레임(100)으로부터 시트프레임(200)이 승강될 때 탄성력을 가지면서 승강될 수 있도록 한 것이다.

탄성부재(310)는 X자형 링크(300)의 작동에 따라 인장과 압축의 기능을 수행할 수 있도록 도 1 에 예시된 인장스프링을 포함하는 여러가지 형태의 탄성부재(310)가 적용이 가능한 것이며, 탄성부재(310)의 적용부위 또한 X자형 링크(300)의 상부로 정해질 필요없이 하부 또는 측부에 적용될 수도 있고, 적용되는 개수 또한 하나 이상이 설치될 수 있다.

X자형 링크(300)는 베이스프레임(100)과 시트프레임(200)의 사이에 단수 또는 다수개로 설치될 수 있으며, 바람직하게는 베이스프레임(100)과 시트프레임(200)의 대향된 양측에 X자형 링크(300)가 각각 마주하여 설치될 수 있다.

X자형 링크(300)의 상부와 하부에는 대향된 X자형 링크(300)를 서로 연결해주는 고정부(도면 부호 미표기)가 전후방향으로 대향되게 각각 설치되며, 상측에 위치하여 마주하는 고정부는 전술한 탄성부재(310)에 의해 서로 연결되며, 하측에 위치하여 마주하는 고정부는 안내부(도면 부호 미표기)에 의해 연결되면서 그러한 안내부를 따라 슬라이딩되도록 구성된다.

따라서 운전석 시트(500)의 착석부에 운전자가 착석 후 운전석 시트(500)에 하중이 가해지면 하중의 크기에 따라 시트프레임(200)이 하강을 하게 되면서 X자형 링크(300)가 작동되고, 이때 X자형 링크(300)의 상부에 설치된 탄성부재(310)는 작용된 하중의 크기의 비례하여 인장되며, X자형 링크(300)의 하부에 설치된 고정부는 안내부를 따라 슬라이딩된다.

그리고 시트프레임(200)에 가해지던 하중의 크기가 줄어들게 되면 줄어든 하중의 크기에 비례하여 탄성부재(310)가 다시 압축되면서 X자형 링크(300)가 반대로 작동되고, X자형 링크(300)의 하부에 설치된 고정부 또한 안내부를 따라 반대로 슬라이딩되면서 시트프레임(200)에 작용하는 하중의 변화에 따라 시트프레임(200)이 완충작용을 하게 된다.

고정 가이드(110)는,

전술한 베이스프레임(100)에 설치되어 후술되는 슬라이딩 가이드(210)와 함께 후술되는 지지로드(400)에 관통되어 고정되는 것으로서, 이러한 베이스프레임(100)의 사방 모서리에 각각 형성된다.

슬라이딩 가이드(210)는,

전술한 시트프레임(200)에 설치되어 전술한 고정 가이드(110)와 함께 후술되는 지지로드(400)에 의해 관통되어 고정되는 것으로서, 시트프레임(200)의 사방 모서리에 각각 형성되며, 이때 슬라이딩 가이드(210)는 지지로드(400)에 관통된 상태에서 시트프레임(200)과 함께 지지로드(400)를 따라 승강된다.

또한 슬라이딩 가이드(210)는 고정 가이드(110)와 수직 선상에 일치하도록 설치됨에 따라 이러한 슬라이딩 가이드(210)와 고정 가이드(110)에 후술되는 지지로드(400)가 수직으로 관통된다.

고정 가이드(110)와 슬라이딩 가이드(210)의 설치위치는 도 2 에서와 같이 베이스프레임(100) 또는 시트프레임(200)의 사방 모서리로 한정될 필요는 없으며, 도면으로 예시하지는 않았지만 베이스프레임(100)과 시트프레임(200)의 전후면 또는 양측면에 대향되게 설치하거나, 베이스프레임(100)과 시트프레임(200)의 전후면 및 양측면에 모두 대향되게 설치할 수도 있으며, 고정 가이드(110)와 슬라이딩 가이드(210)를 베이스프레임(100)과 시트프레임(200)의 전후면 또는 양측면 또는 전후면과 양측면 모두에 대향되도록 복수개로 설치할 수도 있다.

고정 가이드(110)와 슬라이딩 가이드(210) 형상은 링형으로 구성될 수도 있지만 바람직하게는 일정한 길이의 상하 폭을 가지는 원통형으로 구성함으로써, 고정 가이드(110)와 슬라이딩 가이드(210)에 관통되어 설치되는 지지로드(400)가 구조적으로 강성을 가질수 있도록 한 것이다.

아울러 고정 가이드(110)와 슬라이딩 가이드(210)는 원형이 아닌 비원형 또는 다각형의 구조를 가질 수도 있으며, 이러한 경우 고정 가이드(110)와 슬라이딩 가이드(210)에 관통되는 지지로드(400) 또한 단면구조가 고정 가이드(110)와 슬라이딩 가이드(210)의 단면구조와 서로 상응하게 구성될 필요가 있다.

지지로드(400)는,

전술한 슬라이딩 가이드(210)와 고정 가이드(110)에 수직으로 관통된 후 그 하단이 베이스프레임(100)의 저면에 위치하여 너트(410)를 통해 고정되는 것으로서, 도 2 에 예시한 바와 같이 지지로드(400)의 상단에는 머리부(도면 부호 미표기)가 형성되어 슬라이딩 가이드(210)가 이탈되지 않도록 하고, 지지로드(400)의 하단에는 베이스프레임(100)의 저면에 위치하여 너트(410)와 결합될 수 있도록 나사선(도면 부호 미표기)이 형성된 것이다.

한편, 지지로드(400)에 관통되어 끼워지는 슬라이딩 가이드(210)는 지지로드(400)의 표면을 따라 상하방향으로 승강되며, 이때 지지로드(400)의 외측둘레와 슬라이딩 가이드(210)의 내측둘레는 서로 유격이 발생하지 않도록 밀착시켜 구성될 필요가 있다.

그러나 지지로드(400)의 외측둘레와 슬라이딩 가이드(210)의 내측둘레가 밀착되는 경우 슬라이딩 가이드(210)와 지지로드(400)간의 마찰로 인하여 승강이 정확이 이루어지지 못하거나 소음이 발생할 수가 있는 것이다.

따라서 슬라이딩 가이드(210)의 내측둘레를 테프론 코팅처리 함으로써, 지지로드(400)를 따라 슬라이딩 가이드(210)가 승강될 때 지지로드(400)와 슬라이딩 가이드(210)의 접면부에서 발생되는 마찰의 방지는 물론 마찰에 의한 소음 또한 함께 방지할 수 있도록 한 것이다.

지지로드(400)는 고정 가이드(110)를 관통하여 베이스프레임(100)에 고정되는데, 이때 고정 가이드(110)를 사용하지 않고 지지로드(400)를 베이스프레임(100)에 직접 고정시킬 수도 있으며, 이러한 경우에는 원통형인 슬라이딩 가이드(210)의 상하 폭의 길이를 길게 형성할 필요가 있다.

이와 같이 기재된 내용의 실시 예에 따라 운전석 시트에 설치되는 서스펜션의 작동과정을 살펴보면 다음과 같다.

기재된 내용에 따른 운전석 시트(500)의 서스펜션은 건설장비의 운전실 내부에 위치한 운전석 시트(500)에 운전자가 착석한 상태에서 장비의 진동에 따라 운전석 시트(500)에 하중이 가해지면 이러한 하중이 서스펜션에 의해 완충되면서 운전자에게 전달되는 진동을 감소시켜 운전자가 안정적이면서 편안한 승차감을 가질 수 있도록 한 것이다.

즉, 장비의 다양한 움직임 따른 진동으로 인하여 운전석 시트(500)에 수직방향으로 하중이 가해지면 하중이 가해질 때 마다 운전석 시트(500)의 하부에 연결된 시트프레임(200)이 운전석 시트(500)와 함께 하강을 하게 되고, 이때 시트프레임(200)에 설치된 슬라이딩 가이드(210)는 지지로드(400)에 관통된 상태에서 지지로드(400)를 따라 하강을 하게 되며, X자형 링크(300)는 눕혀지는 상태가 되고, X자형 링크(300)에 설치된 탄성부재(310)는 인장됨에 따라 운전석 시트(500)에 가해지는 진동이 감소하게 된다.

또한 운전석 시트(500)에 가해지는 하중이 수직 방향이 아닌 전후방향 또는 좌우방향으로 굽힘 또는 비틀림으로 작용하더라도 시트프레임(200)과 베이스프레임(100)이 각각 슬라이딩 가이드(210)와 고정 가이드(110)와 지지로드(400)를 통해 서로 연결되어 있어 구조적인 강성이 커짐에 따라 운전석 시트(500)의 전후방향 또는 좌우방향으로 굽힘 또는 비틀림에 따른 진동을 잡아줄 수 있어 운전석 시트(500)에 착석하고 있는 운전자가 안정되면서 편안하게 착석하여 운전을 할 수 있는 것이다

아울러 운전석 시트(500)의 전후방향 또는 좌우방향으로 굽힘 또는 비틀림이 작용하면서 부품간의 마찰에 따른 소음 발생 또한 방지할 수 있는 것이다.

이러한 운전석 시트(500)의 서스펜션은 트럭 등의 운송기계 또는 굴삭기 등의 건설기계는 물론 주행기능을 가지는 장비에 적용되어 운전자의 운전에 대한 안정성과 향상된 승차감을 제공할 수 있는 것이며, 이러한 서스펜션은 운전석 뿐만 아니라 동승한 승객이 탑승하게 되는 시트에 적용될 수도 있는 것이다.

이와 같이 기재된 내용의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관한 설명을 하였으나, 기재된 내용의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 기재된 내용의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100 : 베이스프레임 110 : 고정 가이드
200 : 시트프레임 210 : 슬라이딩 가이드
300 : X자형 링크 310 : 탄성부재
400 : 지지로드 410 : 너트
500 : 시트

Claims (6)

1. 시트를 설치하기 위한 바닥패널에 고정되는 베이스프레임;
   상기 베이스프레임의 상부에 이격되어 설치되는 시트프레임;
   상기 베이스프레임과 시트프레임 사이에 설치되는 X자형 링크;
   상기 X자형 링크에 설치되어 베이스프레임으로부터 시트프레임을 상하방향으로 완충시키는 탄성부재;
   상기 베이스프레임에 설치되는 고정 가이드;
   상기 시트프레임에 설치되는 슬라이딩 가이드; 및
   상기 슬라이딩 가이드와 고정 가이드에 수직 관통되어 하단이 베이스프레임에 고정되는 지지로드를 포함함에 따라, 상기 슬라이딩 가이드가 시트프레임과 함께 지지로드의 안내를 받아 승강되는 것을 특징으로 하는 운전석 시트의 서스펜션.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 X자형 링크는 베이스프레임과 시트프레임의 양측에 한 쌍으로 설치되는 것을 특징으로 하는 운전석 시트의 서스펜션.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 슬라이딩 가이드와 고정 가이드는 각각 시트프레임과 베이스프레임의 사방 모서리에 설치되는 것을 특징으로 하는 운전석 시트의 서스펜션.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 슬라이딩 가이드와 고정 가이드는 각각 베이스프레임과 시트프레임의 전후면 및 좌우측면의 중앙부위에 설치되는 것을 특징으로 하는 운전석 시트의 서스펜션.
   
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 슬라이딩 가이드와 고정 가이드는 일정한 길이의 상하 폭을 가지는 원통형으로 구성된 것을 특징으로 하는 운전석 시트의 서스펜션.
   
6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 슬라이딩 가이드의 내면에는 테프론 코팅처리가 된 것을 특징으로 하는 운전석 시트의 서스펜션.
   
   
   
   
   

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