KR20190111312A - 차량용 시트 및 차량용 시트를 이용한 착석 자세 제어 방법 - Google Patents

차량용 시트 및 차량용 시트를 이용한 착석 자세 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 운전 시 피로 저감을 위한 중립 자세를 구현할 수 있는 차량용 시트 및 착석 자세 제어 방법에 관한 발명이다. 본 발명은 시트 쿠션의 차량 전후방향 전단부를 상승시키는 것과 동시에 후단부를 하강시켜, 차량의 수평 방향에 대한 탑승자의 허벅지의 각도가 무중력 중립 자세의 허벅지 수평 각도가 되도록 하여 무중력 중립 자세를 구현하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 시트 및 차량용 시트를 이용한 착석 자세 제어 방법{VEHICLE SEAT AND METHOD FOR ADJUSTING SITTING POSITION USING VEHICLE SEAT}
본 발명은 차량용 시트 및 차량용 시트를 이용한 착석 자세 제어 방법에 관한 발명으로서, 보다 상세하게는 운전 시 피로 저감을 위한 중립 자세를 구현할 수 있는 차량용 시트 및 착석 자세 제어 방법에 관한 발명이다.
일반적으로 차량의 실내에 장착되는 시트는 도 14 및 도 16에서 도시된 바와 같이, 운전자 및 승객의 엉덩이 부분이 닿는 시트 쿠션(100)과, 등 부분이 닿는 시트백(200)을 기본 구성으로 하고 있다. 이러한 시트의 기본 구성에, 특허문헌 1에서 도시된 바와 같이, 시트 쿠션(100)의 높이를 조절하기 위한 시트 리프터, 특허문헌 2에서 도시된 것과 같이 시트 쿠션(100)의 각도를 조절하기 위한 틸팅 수단, 및 시트 쿠션(100)과 시트백(200) 사이의 각도를 조절하기 위한 리클라이너(300)와 같은 시트 조절 수단 등이 구비된다.
한편, 운전자가 차량에 탑승하게 되면, 시트에 착석하여 두손으로 핸들을 잡고 운행을 하게 된다. 그런데, 차량을 장시간 운전하는 경우, 요추부와 엉덩이 부근에 하중이 집중되게 되어, 그 부근의 혈류가 정체된다. 이에 따라, 다리 저림, 붓기 증상 등이 동반됨으로써 운전자에게 극심한 피로를 느끼게 한다. 이러한 증상은 특히 인체의 혈류가 가장 느린 허벅지 부분에서 많이 발생된다. 나아가 장시간 유지시에는 특정 부위의 하중 집중으로 인해 허리 통증 및 디스크 등을 유발할 수 있다. 따라서, 운전 시 인체의 특정 부위에 집중되는 하중을 분산시키고 장기간 운전시에도 관절의 부담을 덜고 최대한 근육을 이완시켜 피로를 저감할 수 있는 최적의 운전 자세를 구현할 수 있는 시트의 필요성이 커지고 있다.
한편, 피로 저감을 위한 인체 자세의 일종으로서 도 13에서 도시된 바와 같은 중립 자세가 알려져 있다. 중립 자세는 무중력 환경하에서 인체가 취하는 가장 편안한 자세로서, 종아리와 허벅지가 이루는 각도, 지면에 대해 허벅지가 이루는 각도, 상체와 하체가 이루는 상/하체 각도 및 상체가 지면과 이루는 상체 수평 각도를 최적화 하여, 관절의 부담을 덜고 신체 균형을 잡아주는 자세로 알려져 있다.
이러한 중립 자세의 피로 저감 효과를 구현하기 위해서는 특히 지면에 대한 인체의 허벅지가 이루는 허벅지 수평 각도가 중요하다. 허벅지 수평 각도는 상/하체 각도 및 상체 수평 각도 설정시 기준이 되며, 상술한 바와 같이, 인체의 혈류가 가장 느린 부분이 허벅지이기 때문이다. 따라서, 중립 자세를 구현하기 위해서는 낙차를 증대시켜, 원활히 혈류가 흐를 수 있도록 허벅지 수평 각도를 적어도 28도 이상 높게 설정할 필요가 있다.
특허문헌 1: 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0005344호 (2018.1.16.) 특허문헌 2: 대한민국 등록특허공보 제10-1526979호 (2015.6.02.)
그런데, 종래의 시트의 경우, 체형에 따라 전방 시계 확보를 위해 시트 높이 조절 시, 특허문헌 1과 도 14에서 도시된 바와 같이, 시트 쿠션(100)의 전단과 후단을 모두 동시에 상승시키거나 또는 전단과 후단을 동시에 하강시키고 있다.
이러한 차량용 시트의 높이 조절 장치에 관해서 도 15에서 도시하고 있다. 도 15에 도시된 차량용 시트는 시트 쿠션 프레임(2a), 시트 쿠션 프레임(2a)의 전단과 후단에 각각 회동 가능하게 연결되는 프론트 링크(6a) 및 리어 링크(13a), 고정부 브라켓(9a)를 통해 프론트 링크(6a) 및 리어 링크(13a)를 회동 가능하게 지지하는 고정부(7a)로 이루어지는 4절 링크를 회동시켜 시트 쿠션의 높이를 조절하고 있다.
이 경우, 도 15에 도시된 바와 같이, 4절 링크를 회동시키면 프론트 링크(6a)의 시트 쿠션 프레임(2a) 측 단부와, 리어 링크(13a)의 시트 쿠션 프레임(2a)측 단부가 모두 동시에 같은 방향(상방)을 향해 회동하게 된다. 따라서, 시트 쿠션(100)은 전단과 후단이 모두 상승하게 된다. 그 상태에서 다시 4절 링크를 반대 방향으로 회동시키면, 프론트 링크(6a)의 시트 쿠션 프레임(2a) 측 단부와, 리어 링크(13a)의 시트 쿠션 프레임(2a)측 단부가 모두 동시에 같은 방향(하방)으로 회전하게 된다. 따라서, 시트 쿠션(100)은 전단과 후단이 모두 하강하게 된다.
따라서, 종래 시트의 높이 조절 장치에 의해서는 중립 자세의 허벅지 수평 각도를 구현하는 것은 불가능하다.
한편, 종래의 시트의 경우, 차량의 급제동시 허벅지의 지지성을 증대시키기 위하여 시트 쿠션(100)의 각도를 조절하는 틸팅 동작 시, 특허문헌 2와 도 16에서 도시된 바와 같이, 시트 쿠션(100)의 전단만을 상승시키거나 하강시키고 있다.
이러한 차량용 시트의 높이 조절 장치에 관해서 도 17a 및 도 17b에서 도시하고 있다. 도 17a에 도시된 차량용 시트는 시트 쿠션 프레임(2b), 시트 쿠션 프레임(2b)의 전단과 후단에 각각 회동 가능하게 연결되는 제1 프론트 링크(6b) 및 리어 링크(13b), 일단이 제1 프론트 링크(6b)와 회동 가능하게 연결되고, 타단이 고정부(7b)와 회동 가능하게 연결되는 제2 프론트 링크(35b), 리어 링크(13b) 및 제2 프론트 링크(35b)와 회동 가능하게 연결되는 고정부(7b)로 이루어지는 5절 링크를 회동시켜 시트 쿠션의 각도를 조절하고 있다.
이 경우, 도 17b에서 도시된 바와 같이, 리어 링크(13b)의 회전 중심을 따라 5절 링크를 반시계 방향으로 회동시키면, 시트 쿠션 프레임(2b)의 전단부만이 상승하게 된다. 따라서, 시트 쿠션(100)의 높이가 전반적으로 상승하게 되어, 그 결과 운전자의 힙포인트도 상승하게 된다.
그런데 시트 쿠션(100)의 틸팅 시에 힙포인트가 상승하게 되면, 무릎 부분이 상승되는 양과 대비하여 허벅지 수평 각도의 변화량이 적어지게 된다. 따라서, 중립 자세를 구현하기 위해서 틸팅 각도를 무리하게 높이게 되면, 도 18a에 도시된 바와 같이, 운전자의 자세가 전체적으로 높아지게 되어 헤드룸의 공간 및 무릎 공간이 악화되는 문제점이 발생하게 된다. 따라서, 헤드룸과 무릎 공간이 극히 제한된 세단과 같은 승용차의 경우 시트 쿠션(100)의 틸트량이 극히 제한되기 때문에, 실질적으로 도 13에서 도시된 바와 같은 중립 자세는 구현이 불가능하다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 운전 시 피로 저감을 위한 중립 자세를 구현할 수 있는 차량용 시트 및 이러한 차량용 시트를 이용한 착석 자세 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명은 시트 쿠션의 자세 조절이 가능하도록 구성된 차량용 시트로서, 탑승자가 차량에 탑승하여 착좌하였을 때의 기본 자세가 되는 제1 시트 위치로부터, 차량의 수평 방향에 대한 탑승자의 허벅지의 각도가 소정 각도가 되도록 하는 제2 시트위치로 이동하도록, 시트 쿠션의 차량 전후방향 전단부를 상승시키는 것과 동시에 후단부를 하강시키는 시트 쿠션 구동 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
피로 저감을 위한 중립 자세가 구현될 수 있도록 시트 쿠션 구동 수단은 허벅지의 각도가 28°내지 32°가 되도록 시트 쿠션의 자세를 조절하는 것이 바람직하다.
피로 저감을 위한 중립 자세가 구현되도록 하는 상, 하체 사이의 각도가 이루어질 수 있도록, 시트 쿠션에 대한 시트백의 자세 조절을 위한 리클라이너를 더 포함하고, 리클라이너는 허벅지의 각도 범위가 유지되는 상태에서 상기 탑승자의 상체와 하체 사이의 상/하체 각도가 105°내지 125°가 되도록 상기 시트백의 자세를 조절하는 것이 바람직하다.
여기서 리클라이너는 허벅지의 각도 범위 및 탑승자의 상/하체 각도 범위가 유지되는 상태에서, 탑승자의 전방 시계를 확보할 수 있도록, 차량의 수평 방향에 대한 탑승자의 상체 각도를 소정범위로 조절하는 것이 바람직하다.
충분한 전방 시계를 확보하기 위해서는 차량의 수평 방향에 대한 탑승자의 상체 각도는 32°내지 47°인 것이 바람직하다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 차량용 시트는, 시트 쿠션의 양측면에 각각 구비된 다절 링크에 의해 시트 쿠션의 자세 조절이 가능한 차량용 시트로서, 다절 링크는 시트 쿠션의 양 측면 프레임을 구성하는 시트 쿠션 프레임, 시트 쿠션 프레임의 전방과 후방에 각각 회동 가능하게 연결되는 프론트 링크 및 리어 링크를 포함하고, 프론트 링크의 시트 쿠션 프레임에 연결된 링크 단부 부분이 상승하는 것과 동시에 리어 링크의 시트 쿠션 프레임에 연결된 링크 단부 부분이 하강하도록 다절 링크를 회전 운동시키는 구동 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
보다 구체적으로는 다절 링크는, 시트 쿠션 프레임, 프론트 링크, 리어 링크 및 시트 쿠션 프레임의 하방에 위치하고 프론트 링크 및 리어 링크와 각각 회동 가능하게 연결되는 고정부로 구성되는 4절 링크이고, 구동 장치는, 시트 쿠션 프레임에 구비되고, 그 일단이 회전 구동원에 연결된 구동원 기어 및 리어 링크에 구비되어, 구동원 기어와 맞물리고, 구동원 기어의 회전 운동에 의해 다절 링크를 회전 운동시키는 리어 링크 기어로 이루어지는 것이 바람직하다.
중립 자세 구현을 위해 시트 쿠션의 전단부가 상승하는 것과 동시에 하단부가 하강하도록 하기 위해서는, 차량의 측면에서 보았을 때, 리어 링크가 구동 장치에 의해 회전하기 전 초기 위치에서의 리어 링크와 가상의 수직선이 이루는 각도가, 구동 장치에 의해 리어 링크가 차량 전방을 향해 회전하였을 때 리어 링크와 수직선이 이루는 각도의 1/3 이하인 것이 바람직하다.
차량 전방 추돌로 인한 링크의 전방 무너짐을 방지하기 위해서, 리어 링크가 구동 장치에 의해 회전하기 전 초기 위치에서의 리어 링크와 가상의 수직선이 이루는 각도는 상기 수직선을 기준으로 ±10°이내인 것이 바람직하다.
하중에 의한 쿠션 처짐을 방지하기 위해서는, 시트 쿠션 프레임은 이너측 시트 쿠션 프레임과 아우터측 시트 쿠션 프레임으로 이루어지고, 구동 장치는 상기 아우터측 시트 쿠션 프레임에 구비되는 것과 더불어, 이너측 시트 쿠션 프레임에 회동 가능하게 연결되는 리어 링크에는 4절 링크의 구동 범위를 규제하는 스토퍼부를 구비하는 것이 바람직하다.
보다 구체적으로는 스토퍼부는, 리어 링크의 일단과 타단 사이에서 양 측면을 관통하도록 형성된 가이드홀 및 이너측 시트 쿠션 프레임의 일측면으로 부터 돌출 형성되고, 가이드홀에 삽입되게 설치되어, 리어 링크가 회전할 때 가이드홀과의 접촉으로 리어 링크의 회전 이동을 규제하는 가이드핀으로 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 스토퍼부는 고정부에 구비되어 리어 링크를 지지하는 시트 고정부 브라켓에 맞닿아 리어 링크의 회전 운동을 규제하는 맞닿음면을 구비하는 것일 수도 있다.
중립 자세를 구현하기 위해 시트 쿠션의 자세를 조절하기 위한 다절 링크는, 시트 쿠션 프레임, 프론트 링크, 리어 링크 및 시트 쿠션 프레임의 하방에 위치하고 프론트 링크 및 리어 링크와 각각 회동 가능하게 연결되는 고정부로 구성되는 4절 링크이고, 프론트 링크의 일단 및 리어 링크의 일단은 각각 프론트 가이드 및 리어 가이드를 통해 고정부과 회동 가능 및 차량의 전후 방향으로 슬라이드 이동 가능하게 연결되고, 구동 장치는, 시트 쿠션 프레임의 양단 사이의 소정의 지점을 중심으로 시트 쿠션 프레임을 회전 이동시키는 것이 바람직하다.
여기서, 구동 장치는, 그 일단이 회전 구동원에 연결된 구동원 기어 및
시트 쿠션 프레임에 구비되어 구동원 기어와 맞물리고, 구동원 기어의 회전 운동에 의해 다절 링크를 회전 운동시키는 시트 쿠션 프레임 기어로 이루어 질 수 있다.
보다 구체적으로는, 프론트 링크의 일단에 형성된 핀부 및 리어 링크의 일단에 형성된 핀부는, 프론트 가이드 및 리어 가이드에 각각 구비되고 차량 전후 방향으로 연장되는 가이드 홀에 각각 삽입됨으로써, 가이드홀을 따라 차량 전후 방향으로 슬라이드 가능하게 상기 고정부에 연결될 수 있다.
중립 자세 구현을 위해 힙 포인트를 하강시키기 위해서는, 구동 장치의 구동 전 초기 위치에 있어서, 차량의 측면에서 보았을 때, 회전 중심이 되는 지점으로부터 탑승자의 힙 포인트 사이에서 연장하는 가상의 선분이, 상기 지점으로부터 수직하게 연장하는 가상의 수직선보다 차량 후방 방향에 위치하는 것이 바람직하다.
중립 자세 구현을 위해 힙 포인트를 하강시키기 위해서는, 차량의 측면에서 보았을 때, 상기 지점과 구동 장치의 구동 전 탑승자의 힙 포인트 사이에서 연장하는 가상의 선분이 상기 지점으로부터 수직하게 연장하는 가상의 수직선과 이루는 각도보다, 상기 지점과 구동 장치의 구동 후의 탑승자의 힙 포인트 사이에서 연장하는 가상의 선분이 상기 수직선과 이루는 각도가 더 큰 것이 바람직하다.
중립 자세를 구현하기 위해 시트 쿠션의 자세를 조절하기 위한 상기한 다절 링크 구조에 있어서, 리어 링크는 시트 쿠션 프레임에 회동 가능하게 연결되는 제1 리어 링크 및 일단이 제1 리어 링크와 연결되고 타단이 시트 쿠션 프레임의 하방에 위치하는 고정부에 회동 불가능하게 연결되는 제2 리어 링크로 구성되어, 다절 링크는, 시트 쿠션 프레임, 프론트 링크, 상기 제1 리어 링크, 제2 리어 링크 및 프론트 링크와 회동 가능하게 연결되는 고정부로 구성되는 5절 링크이고, 구동 장치는, 그 일단이 회전 구동원에 연결된 구동원 기어 및 제1 리어 링크에 구비되어 구동원 기어와 맞물리고, 구동원 기어의 회전 운동에 의해 5절 링크를 회전 운동시키는 리어 링크 기어로 이루어지는 것이 바람직하다.
중립 자세를 구현하기 위해 시트 쿠션의 자세를 조절하기 위한 상기한 다절 링크 구조에 있어서, 리어 링크는 시트 쿠션 프레임에 회동 가능하게 연결되는 제1 리어 링크 및 일단이 제1 리어 링크와 선택적으로 회동 가능하게 연결되고 타단이 시트 쿠션 프레임의 하방에 위치하는 고정부에 선택적으로 회동 가능하게 연결되는 제2 링크로 구성되고, 다절 링크는, 시트 쿠션 프레임, 프론트 링크, 제1 리어 링크, 제2 리어 링크 및 프론트 링크와 회동 가능하게 연결되는 고정부로 구성되는 5절 링크이고, 구동 장치는, 그 일단이 회전 구동원에 연결된 구동원 기어 및 제1 리어 링크에 구비되어 구동원 기어와 맞물리고, 구동원 기어의 회전 운동에 의해 5절 링크를 회전 운동시키는 리어 링크 기어로 이루어져, 시트 쿠션의 틸트 동작 시에는, 제2 리어 링크와 고정부 사이의 연결이 회동 불가능하게 전환되는 것과 더불어, 제1 리어 링크와 제2 리어 링크 사이의 연결이 회동 가능하게 전환되고,
시트 쿠션의 높이 조절 동작 시에는, 제2 리어 링크와 고정부 사이의 연결이 회동 가능하게 전환되는 것과 더불어, 제1 리어 링크와 제2 리어 링크 사이의 연결이 서로 회동 불가능하게 전환되는 것을 특징으로 한다.
전술한 회전 구동원은 전동 모터이거나 또는 수동으로 동작하는 펌핑 레버인 것이 바람직하다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 시트를 이용한 착석 자세 제어 방법은, 시트 쿠션의 자세 조절이 가능하도록 구성된 차량용 시트를 이용한 착석 자세 제어 방법으로서, 탑승자가 차량에 탑승하여 착좌하였을 때의 기본 자세가 되는 제1 시트 위치로부터, 차량의 수평 방향에 대한 탑승자의 허벅지의 각도가 소정 각도가 되도록 하는 제2 시트 위치로 이동하도록, 시트 쿠션의 차량 전후방향 전단부를 상승시키는 것과 동시에 후단부를 하강시키는 것을 특징으로 한다.
중립 자세의 허벅지 각도를 구현할 수 있도록, 시트 쿠션의 자세는 착석된 운전자의 허벅지의 각도가 28°내지 32°가 되도록 하는 것이 바람직하다.
중립 자세의 상, 하체 사이의 각도를 구현할 수 있도록, 시트백의 자세는 허벅지의 각도 범위가 유지되는 상태에서 탑승자의 상체와 하체 사이의 상/하체 각도가 105°내지 125°가 되도록 조절되는 것이 바람직하다.
탑승자의 전방 시계를 확보할 수 있도록, 허벅지의 각도 범위 및 탑승자의 상/하체 각도 범위가 유지되는 상태에서, 차량의 수평 방향에 대한 탑승자의 상체 각도를 소정범위로 조절하는 것이 바람직하다.
전방 시계를 충분히 확보할 수 있도록, 차량의 수평 방향에 대한 탑승자의 상체 각도는 32°내지 47°가 되도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 차량용 시트 및 이를 이용한 착석 자세 제어 방법에 의하면, 차량 내부의 제한된 무릎 공간의 제약을 벗어나, 허벅지 수평 각도를 종래 시트 대비 비약적으로 상승시킬 수 있어 중립 자세의 구현이 가능하게 된다. 따라서, 장시간 운전 시에 종래 엉덩이 및 요추부에 집중된 하중을 넓은 범위로 분산시킬 수 있어, 혈류 정체를 막아 심장과 뇌로 혈류가 용이하게 흐르게 할 수 있다. 따라서, 장시간 운전 시의 운전자의 피로를 현저히 저감할 수 있다.
또한, 허벅지 수평 각도 상승량이 증대되면, 그에 따라 시트백의 경사 각도도 증대되게 된다. 따라서, 허벅지 수평 각도 상승량에 따라서는 허벅지 수평 각도 조절만으로 목적으로 하는 상/하체 각도 및 상체 수평 각도를 달성할 수 있어, 허벅지 수평 각도 조절을 위한 1개의 구동원만으로 중립 자세를 구현할 수 있게 된다. 따라서, 중립 자세 구현을 위한 매커니즘을 단순화시켜 제조 원가 절감 효과도 기대할 수 있다.
또한, 중립 자세 구현을 통해 운전자의 힙 포인트 또는 무게 중심을 종래 시트 대비 하강시킬 수 있어, 주행 안정성을 높일 수 있다.
최근 공기 저항을 줄여 연비를 상승시키거나, 주행 안정성의 확보 또는 소비자의 다양한 차량 디자인 요구의 일환으로 루프 라인을 낮게 하는 유체 역학적 차량 디자인에 대한 요구가 커지고 있다. 본 발명에 다른 차량용 시트 및 이를 이용한 착석 자세 제어 방법에 의하면, 도 18b에서 도시된 바와 같이, 착석 자세를 낮게 유지할 수 있어, 넉넉한 헤드룸을 확보할 수 있기 때문에 이러한 차량 전고 하향 경향에 용이하게 대응할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 시트의 제1 시트 위치(정상 자세) 및 제2 시트 위치(중립 자세)에서의 운전자의 착좌 자세를 나타내는 측면도이다.
도 2a는 허벅지 수평 각도(b)가 17°인 경우에 탑승자의 하체에 작용하는 하중 분포를 나타내는 도면이다
도 2b는 허벅지 수평 각도(b)가 33°인 경우에 탑승자의 하체에 작용하는 하중 분포를 나타내는 도면이다.
도 3a는 상/하체 각도가 95°일 때에 운전자의 상체에 작용하는 하중 분포를 나타내는 도면이다.
도 3b는 상/하체 각도가 130°일 때에 운전자의 상체에 작용하는 하중 분포를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1의 정상 자세 및 중립 자세에서의 운전자의 전방 시계량을 나타내는 도면이다.
도 5a는 본 발명에 따른 차량용 시트의 시트 쿠션 프레임의 후방 좌측 사시도이다.
도 5b는 본 발명에 따른 차량용 시트의 시트 쿠션 프레임의 후방 우측 사시도이다.
도 6a는 구동 장치에 의한 구동 전, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 시트의 아우터 시트 쿠션 프레임 주위를 외측에서 바라본 측면도이다.
도 6b는 구동 장치에 의한 구동 후, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 시트의 아우터 시트 쿠션 프레임 주위를 외측에서 바라본 측면도이다.
도 7a는 도 6a에서 도시된 측면도 중 리어 링크 부분을 확대한 부분 확대도이다.
도 7b는 도 6b에서 도시된 측면도 중 리어 링크 부분을 확대한 부분 확대도이다.
도 8a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 시트에 사용되는 구동 장치의 일 구성을 나타낸 도면이다.
도 8b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 시트에 사용되는 구동 장치의 다른 구성을 나타낸 도면이다.
도 9a는 본 발명에 따른 차량용 시트의 아우터 시트 쿠션 프레임과 리어 링크의 연결 부분을 나타낸 사시도이다.
도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 시트의 이너 시트 쿠션 프레임과 리어 링크의 연결 부분을 나타낸 사시도이다.
도 9c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 시트의 이너 시트 쿠션 프레임과 리어 링크의 연결 부분을 나타낸 사시도이다.
도 10a는 구동 장치에 의한 구동 전, 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 시트의 아우터 시트 쿠션 프레임 주위를 외측에서 바라본 측면도이다.
도 10b는 구동 장치에 의한 구동 후, 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 시트의 아우터 시트 쿠션 프레임 주위를 외측에서 바라본 측면도이다.
도 11a는 도 10a에서 도시된 측면도 중 구동원 기어 및 시트 쿠션 프레임 기어 부분을 확대한 부분 확대도이다.
도 11b는 도 10b에서 도시된 측면도 중 구동원 기어 및 시트 쿠션 프레임 기어 부분을 확대한 부분 확대도이다.
도 12a는 구동 장치에 의한 구동 전, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 시트의 아우터 시트 쿠션 프레임 주위를 외측에서 바라본 측면도이다.
도 12b는 틸팅 모드에서 구동 장치에 의한 구동 후, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 시트의 아우터 시트 쿠션 프레임 주위를 외측에서 바라본 측면도이다.
도 12c는 높이 조절 모드에서 구동 장치에 의한 구동 후, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 시트의 아우터 시트 쿠션 프레임 주위를 외측에서 바라본 측면도이다.
도 13는 무중력 중립 자세를 나타내는 인체의 측면도이다.
도 14는 종래 차량용 시트의 높이 조절 방식을 나타내는 측면도이다.
도 15는 시트의 높이 조절 시 종래 차량용 시트의 아우터 시트 쿠션 프레임 주위를 외측에서 바라본 측면도이다.
도 16은 종래 차량용 시트의 틸팅 방식을 나타내는 측면도이다.
도 17은 시트의 틸팅 시 종래 차량용 시트의 아우터 시트 쿠션 프레임 주위를 외측에서 바라본 측면도이다.
도 18a는 종래 차량용 시트에 탑승한 운전자의 탑승 자세를 도시한 측면도이다.
도 18b는 본 발명에 따른 차량용 시트에 탑승한 운전자의 탑승 자세를 도시한 측면도이다.
도 19a는 도 1의 정상 자세에서의 운전자의 하체에 작용하는 하중 분포를 나타내는 도면이다.
도 19b는 도 1의 중립 자세에서의 운전자의 하체에 작용하는 하중 분포를 나타내는 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 시트 및 이를 이용한 착석 자세 제어 방법에 대해서 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 시트의 제1 시트 위치(정상 자세) 및 제2 시트 위치(중립 자세)에서의 차량 운전자의 착좌 자세를 나타내는 측면도이다.
도 1에서 도시된 바와 같이, 차량용 시트는 운전자 및 승객의 엉덩이 부분이 닿는 시트 쿠션(100)과, 등 부분이 닿는 시트백(200)을 기본 구성으로 하고 있다. 그리고 탑승 자세를 결정하는 탑승자의 허벅지 수평각도(b), 상/하체 각도(c), 상체 수평 각도(d)는, 수평면에 대한 시트 쿠션(100)의 경사 각도, 시트 쿠션(100)에 대한 시트백(200)의 경사 각도 및 그에 따라 정해지는 시트백(200)과 수평면의 경사 각도에 의해 결정된다. 그리고, 허벅지와 종아리 사이의 각도는 탑승자의 신체 사이즈에 의해 개별적으로 결정되게 된다.
시트 쿠션(100)의 경사 각도는 첨부된 도 6a, 6b, 도 10a, 10b 및 도 12a 내지 12c에서 도시되는 시트 쿠션(100)의 자세 조절 장치에 의해서 조절된다. 그리고, 시트 쿠션(100)에 대한 시트백(200)의 경사 각도는 리클라이너(300)에 의해 조절되는데, 시트 쿠션(100)에 대한 시트백(200)의 경사 각도를 조절하는 기능을 수행하는 것이라면, 이미 공지된 리클라이너를 적용하여도 무방하다.
제1 시트 위치(정상 자세)는 탑승자가 차량에 탑승하여 착좌할 때의 시트 위치로서 시트 쿠션(100) 또는 시트백(200)의 자세 조절이 행해지기 이전의 기본 시트 위치를 의미한다. 제1 시트 위치에서의 탑승자의 허벅지 수평각도(b), 상/하체 각도(c) 및 상체 수평 각도(d)의 예가 표 1에 나타나 있다. 표 1에서 나타난 각도는 바람직한 예시에 불과하며, 본 발명에 따른 차량용 시트에 의해 구현되는 제1 시트 위치는 표 1에서 개시된 각도에 한정되지 않으며, 차량의 종류에 따라 다소간 차이가 있을 수 있다.
[표 1]
Figure pat00001
제2 시트 위치는 시트 쿠션(100) 및 시트백(200)의 자세를 조절하여, 탑승자의 착석 자세가 피로 저감을 위한 무중력 중립 자세가 되도록 하는 시트 위치를 의미한다. 본 발명에서는 도 1에서 도시된 바와 같이, 시트 쿠션(100)의 차량 전후 방향 전단부를 상승시키는 것과 동시에 하단부를 하강시켜 탑승자의 무릎 관절 부분을 상승시키는 것과 동시에 힙 포인트를 하강시킴으로써 중립 자세를 구현한다. 이 경우, 무릎 공간 및 헤드룸이 제한되는 차량 내에서도 중립 자세를 효과적으로 구현할 수 있다.
제2 시트 위치에서의 탑승자의 바람직한 허벅지 수평각도(b), 상/하체 각도(c) 및 상체 수평 각도(d)의 범위는 표 1에서 표시된 바와 같다. 이하에서는 제2 시트 위치에서 구현되는 중립 자세에 대해서 보다 상세하게 설명한다.
중립 자세에서는 허벅지 수평 각도(b)가 가장 중요하다. 이는 허벅지 수평 각도(b)를 조절함으로써 얻는 피로 저감 효과가 가장 크고, 상/하체 각도(c) 및 상체 수평 각도(d)의 설정시에 기준이 되기 때문이다. 따라서, 중립 자세를 구현하기 위해서는 허벅지 수평 각도(b)를 가능한 한 높이 구현할 필요가 있다. 이를 위해 상술한 바와 같이, 본 발명에서는 시트 쿠션(100)의 차량 전후 방향 전단부를 상승시키는 것과 동시에 하단부를 하강시켜 탑승자의 무릎 관절 부분을 상승시키는 것과 동시에 힙 포인트를 하강시킴으로써, 목적으로 하는 허벅지 수평 각도(b) 범위를 달성할 수 있도록 한다.
한편, 바람직한 허벅지 수평 각도(b) 범위는 표 1에서 나타나 있는 바와 같이, 28°내지 32°이다. 허벅지 수평 각도가 너무 낮은 경우에는 장거리 운전시 엉덩이 부분에 집중 하중이 발생하여 혈류가 정체되게 된다. 한편, 허벅지가 각도가 너무 높은 경우에도 무릎이나 종아리에 집중 하중이 발생하여 역시 혈류의 정체 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 허벅지 수평 각도(b)가 28°내지 32°가 되도록 시트 쿠션(100)의 경사 각을 조절하게 되면, 적당한 낙차로 인해 혈류가 원활하게 되어 장거리 운전시 다리 저림이나 붓는 증상을 억제할 수 있다.
도 2a는 허벅지 수평 각도(b)가 17°인 경우에 탑승자의 하체에 작용하는 하중 분포를 나타내는 도면이다. 도 2a의 도시 내용에 따르면, 허벅지 수평 각도(b)가 지나치게 낮아 엉덩이 부분에 집중 하중이 발생하고 있는 것을 알 수 있다. 한편, 도 2b는 허벅지 수평 각도(b)가 33°인 경우에 탑승자의 하체에 작용하는 하중 분포를 나타내는 도면이다. 도 2b의 도시 내용에 따르면, 허벅지 수평 각도를 높게 함으로써, 엉덩이 부분의 집중 하중을 분산시킬 수 있었으나, 종아리 부분에 다시 집중 하중이 발생하게 됨을 알 수 있다. 도 19b는 표 1에 나타난 중립 자세에서의 운전자의 하체에 작용하는 하중 분포를 나타내는 도면이다. 도 19b의 도시 내용에 따르면, 본 발명에 따른 차량용 시트를 이용하여 구현된 중립 자세에서는 도 2a의 예에서 발생한 엉덩이 부분의 집중 하중을 분산시키는 것과 더불어, 도 2b의 예에서 나타난 종아리 부분의 집중 하중을 효과적으로 분산시킬 수 있음을 알 수 있다.
상/하체 각도(b)는 차량용 시트에 탑승하였을 때 탑승자의 허벅지와 상체가 이루는 각도로서, 본 발명의 차량용 시트에 의해 구현되는 중립 자세에서는 상/하체 각도(b)는 허벅지 수평 각도(b)를 기준으로 설정되며, 리클라이너(300)를 이용하여 시트백(200)의 경사 각도를 조절함으로써 달성된다.
바람직한 상/하체 각도(c) 범위는 표 1에서 나타나 있는 바와 같이, 105°내지 125°이다. 상/하체 각도(c) 범위를 위와 같이 제한함으로써, 하중을 등 상단까지 고르게 분산할 수 있어 요추부의 통증을 완화시킬 수 있는 한편, 어깨 근육을 이완시킬 수 있다. 상/하체 각도(c)가 너무 낮으면 요추부에 집중 하중이 발생하게 되므로 상/하체 각도(c)는 적어도 95°를 초과하는 것이 바람직하다. 또한 상/하체 각도(c)가 너무 크면 오히려 등의 중단부 부분에 집중 하중이 발생되므로, 상/하체 각도(c)는 최대 130°미만이 바람직하다. 한편, 상/하체 각도가 크게 되면, 상체와 하체의 지지면적이 감소하는 문제점이 발생할 수 있으므로, 상체와 하체를 통해 지지되는 면적이 가장 넓게되는 각도를 기준으로 상/하체 각도 범위를 설정할 필요가 있다. 따라서, 이를 종합적으로 고려한 바람직한 상/하체 각도(c) 범위는 105°내지 125°가 된다.
도 3a는 상/하체 각도(c)가 95°일 때에 운전자의 상체에 작용하는 하중 분포를 나타내는 도면이다. 도 3a의 도시 내용에 따르면, 상/하체 각도(c)가 지나치게 낮아 요추 부분에 집중 하중이 발생하고 있는 것을 알 수 있다. 한편 도 3b는 상/하체 각도(c)가 130°일 때에 운전자의 상체에 작용하는 하중 분포를 나타내는 도면이다. 도 3b에 따르면 상/하체 각도(c)가 지나치게 높아 등 중단부에 집중 하중이 발생하고 있는 것을 알 수 있다. 도 19b는 표 1에 나타난 중립 자세에서의 운전자의 상체에 작용하는 하중 분포를 나타내는 도면이다. 도 19b의 도시 내용에 따르면, 본 발명에 따른 차량용 시트를 이용하여 구현된 중립 자세에서는 요추와 등 부분에 작용하는 하중을 효과적으로 분산시킬 수 있음을 알 수 있다.
상체 수평 각도(d)는 180°에서 허벅지 수평 각도(b) 및 상/하체 각도(c)를 제한 값이다. 따라서, 허벅지 수평 각도(b)와 상/하체 각도(c)가 결정되면, 그에 따라 상체 수평 각도(d)가 계산에 의해 결정되게 된다. 그런데, 도 4에서 도시되어 있듯이 상체 수평 각도(d)에 따라 운전자의 전방 시계량이 달라질 수 있기 때문에, 전방 시계를 충분히 확보할 수 있도록 상체 수평 각도(d)를 결정할 필요가 있다.
예컨대, 도 4에서 도시되어 있는 예에서, 상체 수평 각도(d)가 47°인 경우에는 충분한 전방 시계량을 확보할 수 있으나, 23°인 경우 충분한 전방 시계량의 확보가 곤란하다. 전방 시계량의 경우 운전자의 신체 조건 및 차량 대시보드의 높이와도 연관이 있기 때문에 이점을 고려하여, 중립 자세 설정시 적절한 상체 수평 각도(d)가 설정되도록 리클라이너(300)를 조정할 필요가 있다.
바람직한 상체 수평 각도(d) 범위는 표 1에서 나타나 있는 바와 같이, 32°내지 47°이다. 상체 수평 각도(d)가 상기 범위를 만족하는 경우 95퍼센테일의 승객도 양호한 전방 시계를 확보할 수 있다. 따라서, 허벅지의 각도 범위 및 상기 운전자의 상/하체 각도(c)가 표 1에서 개시된 바람직한 범위를 만족하는 한도 내에서 상체 수평 각도(d)가 32°내지 47°를 만족하도록 리클라이너(300)를 조정하여 시트백(200)의 기울기를 조절한다. 이 과정에서 미리 설정된 상/하체 각도(c)가 변경되게 되나, 변경된 상/하체 각도(c)가 여전히 표 1에서 나타난 바람직한 각도 범위에 있게 상체 수평 각도(d)를 결정할 필요가 있으며, 이 상체 수평 각도(d) 값은 적용되는 차량의 사양에 맞춰 미리 결정되어 차량 내 메모리 장치에 저장될 수 있다.
표 2는 표 1에서 개시된 제1 시트 위치 및 제2 시트 위치에 착석한 운전자에 작용하는 최대 체압 및 압력 분포 면적을 각각 측정한 결과이다. 표 2에서 알 수 있는 바와 같이, 중립 자세인 제2 시트 위치에 운전자가 착석한 경우 최대 체압을 25%까지 저하시킬 수 있으며, 압력 분포 면적을 18%까지 상승시킬 수 있다. 이러한 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 시트를 적용함으로써, 운전 시의 운전자에게 작용하는 하중을 넓은 범위로 고루 분산할 수 있어, 혈류가 집중 하중 부위에 정체되지 않고 심장 및 뇌로 원활히 공급할 수 있게 된다. 그리고, 본 발명에 따른 차량용 시트를 적용함으로써, 엉덩이가 시트에 밀착되도록 할 수 있어, 척추의 뒤틀림을 막아 장거리 운전시 허리 통증 및 디스크 발생을 억제할 수 있다.
[표 2]
Figure pat00002
또한 상기한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 시트 및 이를 이용한 착석 자세 제어 방법에 따르면, 도 18b에서 도시되어 있는 바와 같이, 제한된 차량 내 공간 내에서도 운전 시 피로를 저감할 수 있는 중립 자세를 효과적으로 구현할 수 있게 된다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 시트의 시트 쿠션(100)의 골격을 형성하는 시트 쿠션 프레임의 구조를 도시하고 있다. 도 6a는 구동 장치에 의한 구동 전, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 시트의 아우터 시트 쿠션 프레임 주위를 외측에서 바라본 측면도이며, 도 6b는 구동 장치에 의한 구동 후, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 시트의 아우터 시트 쿠션 프레임 주위를 외측에서 바라본 측면도이다.
시트 쿠션(100)의 좌우 측면의 골격을 구성하는 시트 쿠션 프레임은 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 아우터 시트 쿠션 프레임(2)과 이너 시트 쿠션 프레임으로 구성된다. 아우터 시트 쿠션 프레임(2)과 이너 시트 쿠션 프레임은 힌지 파이프(10)를 통해 서로 연결되어 양쪽의 움직임이 서로 동기화된다. 쿠션 패널(110)은 아우터 시트 쿠션 프레임(2)과 이너 시트 쿠션 프레임(3)의 힌지에 의해 선회하면서 시트의 전후 방향으로 이동 가능하게 결합되고, 쿠션 패널(110) 및 양측 시트 쿠션 프레임(2, 3)에 우레탄 폼과 같은 재질의 시트 쿠션(100)이 덮어지게 된다.
시트 쿠션(100)의 자세 조절을 위한 틸팅 조절을 위해, 아우터 및 이너 시트 쿠션 프레임(2, 3)의 전방과 후방에 각각 회동 가능하게 연결되는 프론트 링크(6) 및 리어 링크(12, 13), 아우터 및 이너 시트 쿠션 프레임(2, 3)의 하방에 위치하고 프론트 링크(6) 및 리어 링크(12, 13)와 각각 회동 가능하게 연결되는 고정부(7)를 포함하고, 이로써, 도 5a 및 도 5b에서 도시된 예에서는 측면에서 보았을 때 평행사변형 형상을 갖는 4절 링크 구조를 형성한다. 그리고 4절 링크를 회동 구동 시켜 시트 쿠션(100)의 자세를 조정할 수 있도록 하는 구동원(4)을 포함한다. 구동원(4)은 도 8a에서 도시되어 있는 바와 같이, 전동 모터일 수 있으며 또는 도 8b에서 도시된 바와 같이, 운전자의 수동 조작에 의해 동력을 전달하는 펌핑 레버일 수도 있다.
보다 구체적으로는, 프론트 링크(6)는 시트 쿠션(100)의 좌우 측에 각각 1개씩 구비되어 아우터 및 이너 시트 쿠션 프레임(2, 3)의 차량 방향 전단부에 각각 회동 가능하게 연결된다. 도 5a에서 도시된 바와 같이, 프론트 링크(6)는 구동원(4)에 의해 4절 링크가 회동하기 전 위치에서는 그 상방이 하방보다 차량 후방을 향해 기울여지도록 배치된다.
리어 링크(12, 13)는 이너 시트 쿠션 프레임측의 리어 링크(12)와 아우터 시트 쿠션 프레임측의 리어링크(13)로 구성되어 각각 그 일단이 이너 시트 쿠션 프레임(3)과 아우터 시트 쿠션 프레임(2)에 회동 가능하게 연결된다. 또한, 리어 링크(12, 13)의 하단부는 각각 고정부 브라켓(9)을 통해 고정부(7)에 각각 회동 가능하게 연결된다. 그리고, 리어 링크(12, 13)는 프론트 링크(6)와 마찬가지로 구동원(4)에 의해 4절 링크가 회동하기 전 위치에서는 그 상방이 하방보다 차량 후방을 향해 기울여지도록 배치된다.
도 5a에서 도시된 실시예에서는 리어 링크(12, 13)는 아우터 시트 쿠션 프레임(2)과 이너 시트 쿠션 프레임을 연결하는 힌지 파이프(10)에 의해 축지된다. 이에 따라 좌우 측의 리어 링크(12, 13)는 이너 시트 쿠션 프레임(3)과 아우터 시트 쿠션 프레임(2)에 회동 가능하게 연결되는 것과 더불어, 서로 연동하여 회전하게 된다.
도 5b에서 도시된 실시예에서 아우터 시트 쿠션 프레임(2) 측의 리어 링크(13)에는 리어 링크 기어(25)가 형성된다. 리어 링크 기어(25)는, 구동원(4)의 회전축의 일단에 구비되어 회전축과 동축으로 회전하는 구동원 기어(15)와 맞물린다. 따라서, 구동원(4)의 회전 동력에 의해 구동원 기어(15)가 시계 반대 방향으로 회전하면, 구동원 기어(15)와 맞물린 리어 링크 기어(25)의 회전에 따라 리어 링크(12, 13)가 차량 전방 및 상방을 향해 회동하게 된다. 시트 쿠션 프레임(2, 3), 프론트 링크(6)는 리어 링크(12, 13)와 4절 링크 구조를 형성하고 있으므로, 리어 링크(12, 13)의 회동에 따라 연동하여 회동하게 된다. 그 결과, 프론트 링크(6)도 차량의 전방 및 상방을 향해 회동을 시작하게 되어 결과적으로 시트 쿠션 프레임(2, 3), 즉 시트 쿠션(100)의 자세를 변동시키게 된다.
고정부(7)는 4절 링크 구조의 일부를 형성하면서 4절 링크가 차체 측에 고정되도록 하는 역할을 한다. 또한 도 5a 및 5b에 도시된 실시예에서 고정부(7)는 이동 레일로서, 차량의 전후 방향으로 연장하여 고정 설치된 고정 레일(8)에 슬라이드 이동 가능하게 결합된다. 이로써 시트의 차량 전후 방향의 이동을 가능하게 할 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따라 차량용 시트를 이용하여 중립 자세를 구현하기 위해, 시트 쿠션(100)의 자세를 조절하기 위한 매커니즘을 구체적으로 설명한다.
도 6a는 구동 장치에 의한 구동 전, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 시트의 아우터 시트 쿠션 프레임 주위를 외측에서 바라본 측면도이다.
도 6a에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예의 차량용 시트는 시트 쿠션 프레임(2, 3), 프론트 링크(6), 리어 링크(12, 13) 및 시트 쿠션 프레임(2, 3)의 하방에 위치하고 프론트 링크(6) 및 리어 링크(12, 13)와 각각 회동 가능하게 연결되는 고정부(7)로 구성되는 4절 링크 구조와, 이 4절 링크 구조를 구동하기 위한 구동 장치로서 구동원(4)을 포함한다. 구동원(4)은 아우터 시트 쿠션 프레임(2) 측에 설치된다. 여기서 구동원(4)은 도 8a에서 도시되어 있는 바와 같이, 전동 모터일 수 있으며 또는 도 8b에서 도시된 바와 같이, 운전자의 수동 조작에 의해 동력을 전달하는 펌핑 레버일 수도 있다. 도 6a에서는 좌우측 시트 쿠션 프레임(2, 3) 중 아우터 시트 쿠션 프레임(2) 및 그와 연결되는 4절 링크 구조만이 도시되어 있으나, 대향하는 이너 시트 쿠션 프레임(2) 측에도 도 6a에서 도시된 것과 상응한 4절 링크 구조가 존재한다. 따라서, 그와 관련된 중복된 설명은 생략한다.
도 6a에서 도시된 바와 같이, 프론트 링크(6)의 상단은 핀(23)에 의해 축지되어 아우터 시트 쿠션 프레임(2)의 차량 전후 방향 전단부에 회동 가능하게 연결된다. 또한, 프론트 링크(6)의 하단은 핀(24)에 의해 축지되어 고정부(7)의 고정부 브라켓(9)에 회동 가능하게 연결된다. 프론트 링크(6)는 구동원(4)에 의해 4절 링크가 회동하기 전 위치에서는 그 상방이 하방보다 차량 후방을 향해 기울여지도록 배치된다.
리어 링크(13)의 상단은 핀(22)에 의해 축지되어 아우터 시트 쿠션 프레임(2)의 차량 전후 방향 후단부에 회동 가능하게 연결된다. 또한, 리어 링크(13)의 하단은 핀(21)에 의해 축지되어 고정부(7)의 고정부 브라켓(9)에 회동 가능하게 연결된다. 프론트 링크(6)와 마찬가지로 리어 링크(13)도 구동원(4)에 의해 4절 링크가 회동하기 전 위치에서는 그 상방이 하방보다 차량 후방을 향해 기울여지도록 배치된다.
리어 링크(13)는 구동원(4)의 구동력에 의해 핀(22)을 회전 중심으로 하여 회전 운동 하도록 구성된다. 바람직하게는 도 5b에 도시된 바와 같이, 구동원(4)의 회전축의 일단에 구비되어 회전축과 동축으로 회전하는 구동원 기어(15)와 맞물리는 리어 링크 기어(25)를 구비함으로써, 구동원(4)의 회전 구동력에 의해 회전 운동할 수 있다.
도 6b는 도 6a에서 도시된 시트 쿠션 프레임이 구동원(4)에 의해 구동된 후 변화된 모습을 도시한 측면도이다.
구동원(4)의 회전 구동력에 의해 리어 링크(13)가 시계 반대 방향으로 회전하게 되면, 그와 연동하여 프론트 링크(6)가 회전하게 되고 그 결과 아우터 시트 쿠션 프레임(2)의 자세가 변화되게 된다.
도 15에서 도시된 종래의 차량용 시트의 아우터 시트 쿠션 프레임에서는 전술한 바와 같이, 프론트 링크(6a)의 시트 쿠션 프레임(2a) 측 단부와, 리어 링크(13a)의 시트 쿠션 프레임(2a)측 단부가 모두 동시에 같은 방향(상방)으로 회전하고 있다. 이와 달리, 도 6b에서 도시된 본 발명의 바람직한 실시예에서는 프론트 링크(6)는 핀(24)을 회전 중심으로 회전 할 때에 그 상부가 차량 상방을 향해 회전하는 반면, 리어 링크(13)는 핀(21)을 중심으로 회동할 때에 그 상부가 차량 하방을 향하도록 회전한다. 즉 프론트 링크(6)의 아우터 시트 쿠션 프레임(2) 측 단부와, 리어 링크(13)의 아우터 시트 쿠션 프레임(2)측 단부가 동시에 서로 다른 방향을 향해 이동하도록 하고 있다.
그 결과, 도 6b에서 도시된 바와 같이, 시트 쿠션 프레임(2, 3)은 그 전단부가 상승하는 한편, 그 후단부는 하강하도록 자세가 변화한다. 그에 따라 시트 쿠션(100)에 착석한 운전자의 무릎 관절이 상승하는 것과 더불어 힙 포인트는 하강한다. 이를 통해 차량 내부의 한정된 공간에서 중립 자세를 구현하기 위한 허벅지 수평 각도를 용이하게 형성할 수 있게 된다.
도 7a는 도 6a에서 도시된 측면도 중 리어 링크(13) 부분을 확대한 부분 확대도이고, 도 7b는 도 6b에서 도시된 측면도 중 리어 링크 부분을 확대한 부분 확대도이다.
도 7a 및 도 7b에는 각각 4절 링크 구조가 회동할 때에 리어 링크(13)의 회동 중심이 되는 핀(21)으로부터 수직으로 연장되는 가상의 수직선과, 핀(21)으로부터, 리어 링크(13)를 아우터 시트 쿠션 프레임(2)과 회동 가능하게 연결하는 핀(22) 사이를 연장하는 가상의 선분이 각각 도시되어 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 구동원(4)에 의해 리어 링크(13)가 구동 전 가상의 수직선과 선분 사이의 각도(A)는, 구동원(4)에 의해 리어 링크(13)가 차량 전방을 향해 시계 반대 방향으로 회전한 상태에서, 가상의 수직선 및 선분 사이의 각도(B)의 1/3 이하가 되도록 구성된다.
만약, 각도(A)가 각도(B)의 1/3 보다 크게 되면, 리어 링크(13)의 회전에 따라 연동하여 4절 링크 구조가 회동할 때, 리어 링크(13)의 상단이 하강하기 시작하는 시점에는 이미 프론트 링크(6)의 상단은 상사점을 넘어서 하강하는 상태가 된다. 따라서, 도 6b에서 도시된 실시예에서와는 달리 프론트 링크(6)의 상단과 리어 링크(13)의 상단은 모두 동시에 하강하게 되어, 시트 쿠션 프레임(2, 3)의 전단부가 상승하는 한편, 그 후단부는 하강하도록 자세를 변화시키는 것은 불가능하게 된다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 각도(A)가 각도(B)의 1/3 이하가 되도록 한 것이다.
한편, 바람직하게는 구동원(4)에 의해 리어 링크(13)가 구동 전 가상의 수직선과 선분 사이의 각도(A)는 수직선을 중심으로 ±10°내에 있도록 설정된다.
각도(A)가 커질수록, 차량의 전방 충돌 시 쿠션 프레임 무게와 승객 하중을 합한 자중에 의해, 링크 전방이 무너지는 현상이 발생할 가능성이 커지게 된다. 따라서, 이러한 현상의 발생을 억제하기 위해서 각도(A)는 수직선을 중심으로 ±10°이내가 되도록 설정되는 것이 바람직하다.
이하에서는, 도 9a 내지 9c를 참조하여, 도 6a 내지 도 7b에서 도시된 실시예에 있어서, 자중에 의해 링크가 변형되는 현상을 억제할 수 있는 스토퍼 구조에 대해서 보다 상세하게 설명한다.
전술한 바와 같이, 차량의 충돌 시 쿠션 프레임 무게와 승객 하중을 합한 자중에 의해, 링크 구조가 변형되어 쿠션 쳐짐 현상이 발생할 수 있다. 따라서, 하중이 전달될 때에 이를 지지하여 하중에 의한 쿠션 쳐짐을 방지할 수 있는 스토퍼 구조가 필요하게 된다.
도 9a는 본 발명에 따른 차량용 시트의 아우터 시트 쿠션 프레임(2)과 리어 링크(13)의 연결 부분을 나타낸 사시도이다.
도 9a에서 도시된 바와 같이, 리어 링크(13)는 그 양 단 사이에서 양 측면을 관통하도록 형성되는 가이드홀(5) 및 전동 모터인 구동원(4)의 회전축에 동축으로 연결되어 구동원(4)의 회전력에 의해 회전하는 구동원 기어(15)에 맞물리는 리어 링크 기어(25)가 구비된다. 또한 아우터 시트 쿠션 프레임(2)에는 그 표면으로부터 돌출 형성되어 가이드홀(26)에 삽입되는 가이드핀(16)을 지지하는 가이드핀 지지부(14)가 형성된다. 구동원(4)의 회전력에 의해 리어 링크(13)가 회전할 때에 가이드핀(16)은 가이드홀(5)을 따라 원활히 이동할 수 있도록, 가이드홀(5)은 원호 형상을 갖는다.
상기한 구조에 의해, 차량의 충돌 시 하중에 의한 링크 구조 변형은, 1차적으로 구동원(4)인 전동 모터에 의해 리어 링크(13)의 회전을 구속함으로써 저지되고, 2차적으로는, 가이드핀(16)이 가이드홀(5)과 맞닿음으로써 아우터 시트 쿠션 프레임(2)에 대한 리어 링크(13)의 상대 회전이 규제되어 저지되게 된다.
그런데 아우터 시트 쿠션 프레임(2) 측에 상기한 스토퍼 구조를 구비하고, 이너 시트 쿠션 프레임(2) 측에는 별도의 스토퍼 구조를 구비하지 않게 되면, 하중은 그대로 이너 시트 쿠션 프레임(2)에 작용하게 되고, 그 결과 하중이 아우터 시트 쿠션 프레임(2)측으로도 전달되게 되어 쿠션 쳐짐이 발생될 수 있다. 따라서, 이너 시트 쿠션 프레임(2)에도 하중 전달에 의한 링크 구조 변형을 막기 위한 스토퍼 구조를 구비할 필요가 있다.
이와 관련하여, 도 9b에서는 이너 시트 쿠션 프레임(2) 측에 구비되는 스토퍼 구조에 관한 실시예를 도시하고 있다.
도 9b의 도시 내용에 따르면, 아우터 시트 쿠션 프레임(2) 측과 마찬가지로, 이너 시트 쿠션 프레임(3) 측의 리어 링크(12)에도 일단과 타단 사이에서 양 측면을 관통하도록 형성된 가이드홀(28)이 구비된다. 그리고, 이너측 시트 쿠션 프레임(3)에는 그 일 측면으로부터 돌출 형성되고, 가이드홀(28)에 삽입되게 설치되는 가이드핀(27)이 구비된다.
따라서, 아우터 시트 쿠션 프레임(2) 측과 마찬가지로, 가이드핀(27)이 가이드홀(28)과 맞닿음으로써 이너 시트 쿠션 프레임(3)에 대한 리어 링크(12)의 상대 회전이 규제되어, 하중에 의한 쿠션 쳐짐이 저지될 수 있다.
도 9c에서는 이너 시트 쿠션 프레임(2) 측에 구비되는 스토퍼 구조에 관한 또 다른 바람직한 실시예를 도시하고 있다.
도 9c의 도시 내용에 따르면, 리어 링크(12)의 일 단부는 핀(21)에 의해 축지되어, 고정부 브라켓(9)에 의해 고정부(7)에 회동 가능하게 연결된다. 그리고, 리어 링크(12)의 일측면에는 돌출부(29)가 구비되고, 돌출부(29)는 고정부 브라켓(9)의 측벽과 맞닿는 맞닿음 면을 구비한다.
따라서, 차량의 충돌 시 4절 링크 구조에 하중이 작용함으로써, 리어 링크(12)가 회전하게 되면, 회전 돌출부(29)가 고정부 브라켓(9)과 맞닿음으로서, 이너 시트 쿠션 프레임(2)에 대한 상대 회전을 규제하게 된다. 따라서, 하중에 의한 쿠션 쳐짐이 저지될 수 있다.
이하에서는, 도 10a 및 도 10b를 참조하여, 중립 자세를 구현하기 위해, 시트 쿠션(100)의 자세를 조절하기 위한 상이한 매커니즘을 구체적으로 설명한다.
도 10a는 구동 장치에 의한 구동 전, 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 시트의 아우터 시트 쿠션 프레임 주위를 외측에서 바라본 측면도이다.
도 10a의 실시예에서는 도 6a의 실시예와 마찬가지로, 시트 쿠션(100)의 자세 조절을 위한 틸팅 조절을 위해, 아우터 및 이너 시트 쿠션 프레임(2, 3)의 전방과 후방에 각각 회동 가능하게 연결되는 프론트 링크(6) 및 리어 링크(12, 13), 아우터 및 이너 시트 쿠션 프레임(2, 3)의 하방에 위치하고 프론트 링크(6) 및 리어 링크(12, 13)와 각각 회동 가능하게 연결되는 고정부(7)를 포함하고, 이로써, 측면에서 보았을 때 평행사변형 형상을 갖는 4절 링크 구조를 형성한다.
그러나, 도 6a에서 도시된 실시예와 달리, 도 10a에서 도시된 실시예에서는 프론트 링크(6) 및 리어 링크(12, 13)의 하단부는 각각 고정부(7)에 구비된 프론트 링크 가이드(37) 및 리어 링크 가이드(38)에 의해 고정부(7)에 대하여 슬라이드 이동 가능하게 연결된다. 보다 상세하게는 프론트 링크 가이드(37) 및 리어 링크 가이드(38)에는 각각 길이 방향으로 연장하는 가이드홀(30, 31)이 형성된다. 프론트 링크(6)의 하단부를 축지하는 핀(24)은 프론트 링크 가이드의 가이드홀(30)에 삽입되고, 리어 링크(12, 13)의 하단부를 축지하는 핀(21)은 프론트 링크 가이드의 가이드홀(31)에 삽입된다. 따라서, 프론트 링크(6)와 리어 링크(12, 13)가 회동 운동할 때에 핀(21)과 핀(24)은 각각 가이드홀(30, 31)을 따라 슬라이드 이동하게 된다.
그리고, 도 6에서 도시된 실시예와 달리, 도 10a에서 도시된 실시예에서는 구동원(4)은 아우터 시트 쿠션 프레임(2)에 설치되지 않고, 아우터 시트 쿠션 프레임(2)과 별도의 위치에 위치하여, 아우터 시트 쿠션 프레임(2)을 시계 방향으로 회전시키는 동력을 발생시킨다. 보다 상세하게는 구동원(4)은 고정부(7)로부터 상하 방향으로 연장하는 구동원 지지부(32)의 상단에 설치되고, 구동원(4)의 회전축의 일단에는 회전축과 동축으로 회전하는 구동원 기어(33)가 구비된다. 그리고, 아우터 시트 쿠션 프레임(2)에는 구동원 기어(33)와 맞물리는 시트 쿠션 프레임 기어(34)가 구비된다. 이로써, 구동원(4)에 의해 구동원 기어(33)가 시계 방향으로 회전하면, 아우터 시트 쿠션 프레임(2)은 구동원 기어(33)와 맞물린 시트 쿠션 프레임 기어(34)의 회전축을 중심으로 시계 방향으로 회전하게 된다.
도 10b는 도 10에서 도시된 시트 쿠션 프레임이 구동원(4)에 의해 구동된 후 변화된 모습을 도시한 측면도이다.
도 10b에서 도시된 바와 같이, 구동원(4)에 의해 구동원 기어(33)가 시계 방향으로 회전하면, 아우터 시트 쿠션 프레임(2)은 구동원 기어(33)와 맞물린 시트 쿠션 프레임 기어(34)의 회전축을 중심으로 시계 방향으로 회전한다. 따라서, 아우터 시트 쿠션 프레임(2)의 전단부는 상승하게 되고, 하단부는 하강하게 된다. 이 때, 핀(23)을 통해 아우터 시트 쿠션 프레임(2)의 전단부에 회동 가능하게 연결된 프론트 링크(6)의 단부도 상승하게 되고 그에 따라 핀(24)은 프론트 링크 가이드(37)의 가이드홀(30)을 따라 슬라이드 이동하게 된다. 리어 링크(12, 13)도 프론트 링크(6)와 마찬가지로, 핀(22)을 통해 아우터 시트 쿠션 프레임(2)의 후단부에 회동 가능하게 연결된 리어 링크(6)의 단부가 상승함에 따라 핀(24)은 리어 링크 가이드(38)의 가이드홀(31)을 따라 슬라이드 이동하게 된다.
그 결과, 도 6b에서 도시된 실시예와 마찬가지로, 도 10b에서 도시된 실시예에서도, 시트 쿠션 프레임(2, 3)은 그 전단부가 상승하는 한편, 그 후단부는 하강하도록 자세가 변화한다. 그에 따라 시트 쿠션(100)에 착석한 운전자의 무릎 관절이 상승하는 것과 더불어 힙 포인트는 하강한다. 이를 통해 차량 내부의 한정된 공간에서 중립 자세를 구현하기 위한 허벅지 수평 각도를 용이하게 형성할 수 있게 된다.
도 11a는 도 10a에서 도시된 측면도 중 구동원 기어 및 시트 쿠션 프레임 기어 부분을 확대한 부분 확대도이다.
도 11a에서는 아우터 시트 쿠션 프레임(2)의 회전 중심 즉, 구동원 기어(33)와 맞물리는 시트 쿠션 프레임 기어(34)의 회전 중심으로부터 수직으로 연장하는 가상의 수직선과, 시트 쿠션 프레임 기어(34)의 회전 중심으로부터 탑승자의 힙 포인트 사이에서 연장하는 가상의 선분이 도시되어 있다.
시트 쿠션(100)에 착석한 운전자의 무릎 관절이 상승하는 것과 더불어 힙 포인트는 하강하도록, 시트 쿠션(100)의 자세를 설정하기 위해서는 도 10a에서 도시된 바와 같이 가상의 선분은 가상의 수직선에 대하여 차량 방향 후방 측으로 기울어져 있어야 한다. 만약, 가상의 선분이 가상의 수직선에 대하여, 차량 방향 전방 측으로 기울어져 있으면, 힙 포인트가 회전 중심 전방에 존재하게 되기 때문에, 아우터 시트 쿠션 프레임(2)이 회전 중심을 따라 시계 방향으로 회전하게 되면 힙 포인트는 하강하지 않고 상승하게 된다. 따라서, 원칙적으로는 시트 쿠션(100)에 착석한 운전자의 무릎 관절이 상승하는 것과 더불어 힙 포인트는 하강하도록 자세를 변화시키는 것은 불가능하게 된다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 원칙적으로 가상의 선분은 가상의 수직선에 대하여 차량 방향 후방 측으로 기울어져 있도록 하고 있다.
도 11b는 도 10b에서 도시된 측면도 중 구동원 기어 및 시트 쿠션 프레임 기어 부분을 확대한 부분 확대도이다.
도 11b에서는 아우터 시트 쿠션 프레임(2)의 회전 중심 즉, 구동원 기어(33)와 맞물리는 시트 쿠션 프레임 기어(34)의 회전 중심으로부터 수직으로 연장하는 가상의 수직선과, 구동원(4)에 의한 4절 링크의 구동 전 시트 쿠션 프레임 기어(34)의 회전 중심으로부터 탑승자의 힙 포인트 사이에서 연장하는 가상의 선분 및 구동원(4)에 의해 4절 링크가 구동된 후 시트 쿠션 프레임 기어(34)의 회전 중심으로부터 탑승자의 힙 포인트 사이에서 연장하는 가상의 선분이 도시되어 있다.
도 11a의 도시 내용과 달리 구동원(4)에 의한 4절 링크의 구동 전 시트 쿠션 프레임 기어(34)의 회전 중심으로부터 탑승자의 힙 포인트 사이에서 연장하는 가상의 선분은 가상의 수직선에 대하여 차량 전방 방향으로 기울여져 있다.
이 경우, 아우터 시트 쿠션 프레임(2)의 회전에 의해 힙 포인트가 하강하기 위해서는 가상의 수직선과, 구동원(4)에 의한 4절 링크의 구동 전 시트 쿠션 프레임 기어(34)의 회전 중심으로부터 탑승자의 힙 포인트 사이에서 연장하는 가상의 선분 사이의 각도 A보다, 가상의 수직선과 구동원(4)에 의한 4절 링크의 구동 후 시트 쿠션 프레임 기어(34)의 회전 중심으로부터 탑승자의 힙 포인트 사이에서 연장하는 가상의 선분 사이의 각도 B가 더 커야 한다. 이 경우, 아우터 시트 쿠션 프레임(2)이 시계 방향으로 회전함에 따라 처음에는 힙 포인트가 상승하게 되지만, 소정 각도 범위 이상 회전하게 되면, 다시 힙 포인트가 하강하게 된다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 구동원(4)에 의한 4절 링크의 구동 전 시트 쿠션 프레임 기어(34)의 회전 중심으로부터 탑승자의 힙 포인트 사이에서 연장하는 가상의 선분이 가상의 수직선에 대하여 차량 전방 방향으로 기울여져 있는 경우, 가상의 수직선과, 구동 전 회전 중심과 힙 포인트 사이의 선분이 이루는 각도 A보다, 가상의 수직선과 구동 후 회전 중심과 힙 포인트 사이의 선분이 이루는 각도 B가 더 크도록 설정한다.
이하에서는, 도 12a 및 도 12b를 참조하여, 중립 자세를 구현하기 위해, 시트 쿠션(100)의 자세를 조절하기 위한 또 다른 매커니즘을 구체적으로 설명한다.
도 12a는 구동 장치에 의한 구동 전, 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 시트의 아우터 시트 쿠션 프레임 주위를 외측에서 바라본 측면도이다.
도 12a의 실시예에서는 도 6a 또는 도 10a의 실시예는 달리, 시트 쿠션(100)의 자세 조절을 위한 틸팅 조절을 위해, 아우터 및 이너 시트 쿠션 프레임(2, 3)의 전방과 후방에 그 일단이 각각 회동 가능하게 연결되는 프론트 링크(6) 및 제1 리어 링크(37), 제1 리어 링크(37)의 타단에 그 일단이 회동 가능하게 연결되는 제2 리어 링크(35), 아우터 및 이너 시트 쿠션 프레임(2, 3)의 하방에 위치하고 프론트 링크(6)의 타단이 회동 가능하게 연결되고, 제2 리어 링크(35)의 타단이 회동 불가능하게 연결되는 고정부(7)를 포함하는 5절 링크 구조를 형성한다.
보다 구체적으로는 도 12a에서 도시된 바와 같이, 프론트 링크(6)의 상단은 핀(23)에 의해 축지되어 아우터 시트 쿠션 프레임(2)의 차량 전후 방향 전단부에 회동 가능하게 연결된다. 또한, 프론트 링크(6)의 하단은 핀(24)에 의해 축지되어 고정부(7)의 고정부 브라켓(9)에 회동 가능하게 연결된다. 프론트 링크(6)는 구동원(4)에 의해 5절 링크가 회동하기 전 위치에서는 그 상방이 하방보다 차량 후방을 향해 기울여지도록 배치된다.
제1 리어 링크(37)의 상단은 핀(22)에 의해 축지되어 아우터 시트 쿠션 프레임(2)의 차량 전후 방향 후단부에 회동 가능하게 연결된다. 또한, 제1 리어 링크(37)의 하단은 핀(22)에 의해 축지되어 제2 리어 링크(35)의 상단과 회동 가능하게 연결된다. 제2 리어 링크(35)의 하단은 핀(36)에 의해 축지되나 고정부 브라켓(9)에 대하여 회동 불가능하게 고정된다. 프론트 링크(6)와 마찬가지로 제2 리어 링크(35)도 구동원(4)에 의해 5절 링크가 회동하기 전 위치에서는 그 상방이 하방보다 차량 후방을 향해 기울여지도록 배치된다.
제1 리어 링크(37)는 구동원(4)의 구동력에 의해 핀(22)을 회전 중심으로 하여 회전 운동 하도록 구성된다. 바람직하게는 도 12a에 도시된 바와 같이, 구동원(4)의 회전축의 일단에 구비되어 회전축과 동축으로 회전하는 구동원 기어(15)와 맞물리는 리어 링크 기어(25)를 구비함으로써, 구동원(4)의 회전 구동력에 의해 회전 운동할 수 있다.
도 12b는 도 12a에서 도시된 시트 쿠션 프레임이 구동원(4)에 의해 구동된 후 변화된 모습을 도시한 측면도이다.
구동원(4)의 회전 구동력에 의해 리어 링크(13)가 회전하게 되면, 그와 연동하여 5절 링크가 회동하고, 그 결과 아우터 시트 쿠션 프레임(2)의 자세가 변화되게 된다. 이 때, 제2 리어 링크(35)는 고정부(7)에 대해서 그 위치가 고정되어 있기 때문에, 제1 리어 링크(37)가 핀(22)을 회전 중심으로 하여 회전하게 되면, 제1 리어 링크(37)의 상부는 핀(21)을 중심으로 차량 전방 및 하방을 향해 기울어지게 된다. 이때, 제1 리어 링크(37)의 회동에 연동하여, 프론트 링크(6)도 차량 전방 그리고 상방으로 회동하게 된다. 즉 프론트 링크(6)의 아우터 시트 쿠션 프레임(2) 측 단부와, 제 1 리어 링크(37)의 아우터 시트 쿠션 프레임(2)측 단부가 동시에 서로 다른 방향을 향해 이동하게 된다.
그 결과, 도 12b에서 도시된 바와 같이, 시트 쿠션 프레임(2, 3)은 그 전단부가 상승하는 한편, 그 후단부는 하강하도록 자세가 변화한다. 그에 따라 시트 쿠션(100)에 착석한 운전자의 무릎 관절이 상승하는 것과 더불어 힙 포인트는 하강한다. 이를 통해 차량 내부의 한정된 공간에서 중립 자세를 구현하기 위한 허벅지 수평 각도를 용이하게 형성할 수 있게 된다.
도 12c에서는 도 12a에서 도시된 실시예에 있어서, 제2 리어 링크(35)의 하단이 핀(21)에 의해 축지되어 고정부 브라켓(9)에 대하여 회동 가능하게 연결되도록 하는 것과 더불어, 제1 리어 링크(37)의 하단이 핀(35)에 의해 축지되지만 제2 리어 링크(35)의 상단에 대하여 회동 불가능하게 연결되는 경우, 구동원(4)에 의한 구동시 시트 쿠션 프레임의 변화를 나타내는 도면이다.
이 경우, 도 12b에서 도시된 것과는 달리, 제1 리어 링크(37)가 구동원(4)에 의해 핀(22)을 중심으로 회전하게 되면, 제1 리어 링크(37)가 제2 리어 링크(35)에 대해 회동 불가능하게 연결되기 때문에, 제1 리어 링크(37)와 제2 리어 링크(35)는 일체로 핀(21)을 중심으로 회동하게 된다. 따라서, 제1 리어 링크(37)의 일단에 회동 가능하게 연결된 아우터 시트 쿠션 프레임(2)의 후단은 상승하게 된다. 또한, 제1 리어 링크(37) 및 제2 리어 링크(35)가 일체로 회동하는 것에 연동하여, 프론트 링크(6)도 차량 전방 그리고 상방으로 회동하게 된다. 따라서, 프론트 링크(6)의 일단에 회동 가능하게 연결된 아우터 시트 쿠션 프레임(2)의 전단도 상승하게 된다. 그 결과, 시트 쿠션(100)의 높이는 전체적으로 높아지게 된다.
이러한 점에 착안하여, 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 고정부(7)와 제2 리어 링크(35) 사이의 연결 및 제1 리어 링크(37)와 제2 리어 링크(35) 사이의 연결이 선택적으로 회동 가능하도록 하고 있다.
즉, 중립 자세를 구현하는 모드에서는 고정부(7)와 제2 리어 링크(35) 사이의 연결을 회동 불가능하도록 전환하는 것과 더불어 제1 리어 링크(37)와 제2 리어 링크(35) 사이의 연결을 회동 가능하게 전환하고, 시트 높이 조절 모드에서는 고정부(7)와 제2 리어 링크(35) 사이의 연결을 회동 가능하도록 전환하는 것과 더불어 제1 리어 링크(37)와 제2 리어 링크(35) 사이의 연결을 회동 불가능하게 전환하도록 구성한다. 이 경우, 1개의 구동 장치로 높이 조절 모드와 중립 자세 모드를 모두 구현할 수 있게 된다.
한편, 2개의 링크 사이의 연결을 회전 가능 모드 및 회전 불가능 모드 사이에서 전환하도록 하는 수단은 공지의 수단을 사용하여도 무방하다. 예컨대, 전동 장치 또는 유압 장치를 이용하여 표면으로부터 외부로 돌출되는 방향으로 이동 가능한 핀부를 1개의 링크에 구비하고, 이 핀부가 삽입될 수 있는 홀을 다른 링크에 구비하도록 하면, 링크의 핀부를 돌출시켜 다른 링크의 홀에 삽입시키는 것으로 2개의 링크 사이의 연결을 회동 불가능하게 구성할 수 있다. 또한 회동 가능하게 전환할 때에는 전동 장치 또는 유압 장치로 이 핀부를 돌출 방향과 반대 방향으로 이동시켜 다른 링크의 홀로부터 이탈시킴으로써, 2개의 링크 사이의 연결을 회동 가능하게 전환시킬 수 있다.
1: 쿠션 패널 2: 아우터 시트 쿠션 프레임
3: 이너 시트 쿠션 프레임 6: 프론트 링크
7: 고정부(이동 레일) 13: 리어 링크
9: 고정부 브라켓 21, 22, 23, 24: 핀부
25: 리어 링크 가이드 홀 26: 가이드 핀
100: 시트 쿠션 200: 시트백
300: 리클라이너

Claims (26)

  1. 시트 쿠션의 자세 조절이 가능하도록 구성된 차량용 시트로서, 탑승자가 차량에 탑승하여 착좌하였을 때의 기본 자세가 되는 제1 시트 위치로부터, 상기 차량의 수평 방향에 대한 상기 탑승자의 허벅지의 각도가 소정 각도가 되도록 하는 제2 시트 위치로 이동하도록, 위치 상기 시트 쿠션의 차량 전후 방향 전단부를 상승시키는 것과 동시에 후단부를 하강시키는 시트 쿠션 구동 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 시트.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 시트 쿠션 구동 수단은 상기 허벅지의 각도가 28°내지 32°가 되도록 상기 시트 쿠션의 자세를 조절하는 것을 특징으로 하는 차량용 시트.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 시트 쿠션에 대한 시트백의 자세 조절을 위한 리클라이너를 포함하고,
    상기 리클라이너는 상기 허벅지의 각도 범위가 유지되는 상태에서 상기 탑승자의 상체와 하체 사이의 상/하체 각도가 105°내지 125°가 되도록 상기 시트백의 자세를 조절하는 것을 특징으로 하는 차량용 시트.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 리클라이너는 상기 허벅지의 각도 범위 및 상기 탑승자의 상/하체 각도 범위가 유지되는 상태에서, 상기 탑승자의 전방 시계를 확보하도록, 상기 차량의 수평 방향에 대한 탑승자의 상체 각도를 소정범위로 조절하는 것을 특징으로 하는 차량용 시트.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 차량의 수평 방향에 대한 탑승자의 상체 각도는 32°내지 47°인 것을 특징으로 하는 차량용 시트.
  6. 시트 쿠션의 양측면에 각각 구비된 다절 링크에 의해 시트 쿠션의 자세 조절이 가능한 차량용 시트에 있어서,
    상기 다절 링크는 시트 쿠션의 양 측면 프레임을 구성하는 시트 쿠션 프레임, 상기 시트 쿠션 프레임의 전방과 후방에 각각 회동 가능하게 연결되는 프론트 링크 및 리어 링크를 포함하고,
    상기 프론트 링크의 시트 쿠션 프레임에 연결된 링크 단부 부분이 상승하는 것과 동시에 상기 리어 링크의 상기 시트 쿠션 프레임에 연결된 링크 단부 부분이 하강하도록 상기 다절 링크를 회전 운동시키는 구동 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 시트.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 다절 링크는, 상기 시트 쿠션 프레임, 상기 프론트 링크, 상기 리어 링크 및 상기 시트 쿠션 프레임의 하방에 위치하고 상기 프론트 링크 및 상기 리어 링크와 각각 회동 가능하게 연결되는 고정부로 구성되는 4절 링크이고,
    상기 구동 장치는, 상기 시트 쿠션 프레임에 구비되고, 그 일단이 회전 구동원에 연결된 구동원 기어 및
    상기 리어 링크에 구비되어, 상기 구동원 기어와 맞물리고, 상기 구동원 기어의 회전 운동에 의해 상기 다절 링크를 회전 운동시키는 리어 링크 기어로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 시트.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 차량의 측면에서 보았을 때, 상기 리어 링크가 상기 구동 장치에 의해 회전하기 전 초기 위치에서의 상기 리어 링크와 가상의 수직선이 이루는 각도가, 상기 구동 장치에 의해 상기 리어 링크가 차량 전방을 향해 회전하였을 때 상기 리어 링크와 상기 수직선이 이루는 각도의 1/3 이하인 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 차량용 시트.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 리어 링크가 상기 구동 장치에 의해 회전하기 전 초기 위치에서의 상기 리어 링크와 가상의 수직선이 이루는 각도는 상기 수직선을 기준으로 ±10°이내인 것을 특징으로 하는 차량용 시트.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 시트 쿠션 프레임은 이너측 시트 쿠션 프레임과 아우터측 시트 쿠션 프레임으로 이루어지고, 상기 구동 장치는 상기 아우터측 시트 쿠션 프레임에 구비되고,
    상기 이너측 시트 쿠션 프레임에 회동 가능하게 연결되는 리어 링크에는 상기 4절 링크의 구동 범위를 규제하는 스토퍼부를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 시트.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 스토퍼부는,
    상기 리어 링크의 일단과 타단 사이에서 양 측면을 관통하도록 형성된 가이드홀 및 상기 이너측 시트 쿠션 프레임의 일측면으로 부터 돌출 형성되고, 상기 가이드홀에 삽입되게 설치되어, 상기 리어 링크가 회전할 때 상기 가이드홀과의 접촉으로 상기 리어 링크의 회전 이동을 규제하는 가이드핀으로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 시트.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 스토퍼부는 상기 고정부에 구비되어 상기 리어 링크를 지지하는 시트 고정부 브라켓에 맞닿아 상기 리어 링크의 회전 운동을 규제하는 맞닿음면을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 시트.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 다절 링크는, 상기 시트 쿠션 프레임, 상기 프론트 링크, 상기 리어 링크 및 상기 시트 쿠션 프레임의 하방에 위치하고 상기 프론트 링크 및 상기 리어 링크와 각각 회동 가능하게 연결되는 고정부로 구성되는 4절 링크이고,
    상기 프론트 링크의 일단 및 상기 리어 링크의 일단은 각각 프론트 가이드 및 리어 가이드를 통해 상기 고정부과 회동 가능 및 차량의 전후 방향으로 슬라이드 이동 가능하게 연결되고,
    상기 구동 장치는, 상기 시트 쿠션 프레임의 양단 사이의 소정의 지점을 중심으로 상기 시트 쿠션 프레임을 회전 이동시키는 것을 특징으로 하는 차량용 시트.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 구동 장치는, 그 일단이 회전 구동원에 연결된 구동원 기어 및
    상기 시트 쿠션 프레임에 구비되어 상기 구동원 기어와 맞물리고, 상기 구동원 기어의 회전 운동에 의해 상기 다절 링크를 회전 운동시키는 시트 쿠션 프레임 기어로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 시트.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 프론트 링크의 일단에 형성된 핀부 및 상기 리어 링크의 일단에 형성된 핀부는, 상기 프론트 가이드 및 상기 리어 가이드에 각각 구비되고 차량 전후 방향으로 연장되는 가이드 홀에 각각 삽입됨으로써, 상기 가이드홀을 따라 차량 전후 방향으로 슬라이드 가능하게 상기 고정부에 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 시트.
  16. 청구항 13에 있어서,
    상기 구동 장치의 구동 전 초기 위치에 있어서, 상기 차량의 측면에서 보았을 때, 상기 지점으로부터 탑승자의 힙 포인트 사이에서 연장하는 가상의 선분이, 상기 지점으로부터 수직하게 연장하는 가상의 수직선보다 차량 후방 방향에 위치하는 것을 특징으로 하는 차량용 시트.
  17. 청구항 13에 있어서,
    상기 차량의 측면에서 보았을 때, 상기 지점과 상기 구동 장치의 구동 전 탑승자의 힙 포인트 사이에서 연장하는 가상의 선분이 상기 지점으로부터 수직하게 연장하는 가상의 수직선과 이루는 각도보다, 상기 지점과 상기 구동 장치의 구동 후의 탑승자의 힙 포인트 사이에서 연장하는 가상의 선분이 상기 수직선과 이루는 각도가 더 큰 것을 특징으로 하는 차량용 시트.
  18. 청구항 11에 있어서,
    상기 리어 링크는 상기 시트 쿠션 프레임에 회동 가능하게 연결되는 제1 리어 링크 및 일단이 상기 제1 리어 링크와 연결되고 타단이 상기 시트 쿠션 프레임의 하방에 위치하는 고정부에 회동 불가능하게 연결되는 제2 리어 링크로 구성되고,
    상기 다절 링크는, 상기 시트 쿠션 프레임, 상기 프론트 링크, 상기 제1 리어 링크, 상기 제2 리어 링크 및 상기 프론트 링크와 회동 가능하게 연결되는 상기 고정부로 구성되는 5절 링크이고,
    상기 구동 장치는, 그 일단이 회전 구동원에 연결된 구동원 기어 및
    상기 제1 리어 링크에 구비되어 상기 구동원 기어와 맞물리고, 상기 구동원 기어의 회전 운동에 의해 상기 5절 링크를 회전 운동시키는 리어 링크 기어로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 시트.
  19. 청구항 11에 있어서,
    상기 리어 링크는 상기 시트 쿠션 프레임에 회동 가능하게 연결되는 제1 리어 링크 및 일단이 상기 제1 리어 링크와 선택적으로 회동 가능하게 연결되고 타단이 상기 시트 쿠션 프레임의 하방에 위치하는 고정부에 선택적으로 회동 가능하게 연결되는 제2 링크로 구성되고,
    상기 다절 링크는, 상기 시트 쿠션 프레임, 상기 프론트 링크, 상기 제1 리어 링크, 상기 제2 리어 링크 및 상기 프론트 링크와 회동 가능하게 연결되는 상기 고정부로 구성되는 5절 링크이고,
    상기 구동 장치는, 그 일단이 회전 구동원에 연결된 구동원 기어 및
    상기 제1 리어 링크에 구비되어 상기 구동원 기어와 맞물리고, 상기 구동원 기어의 회전 운동에 의해 상기 5절 링크를 회전 운동시키는 리어 링크 기어로 이루어지고,
    상기 시트 쿠션의 틸트 동작 시에는, 제2 리어 링크와 상기 고정부 사이의 연결이 회동 불가능하게 전환되는 것과 더불어, 상기 제1 리어 링크와 상기 제2 리어 링크 사이의 연결이 회동 가능하게 전환되고,
    상기 시트 쿠션의 높이 조절 동작 시에는, 제2 리어 링크와 상기 고정부 사이의 연결이 회동 가능하게 전환되는 것과 더불어, 상기 제1 리어 링크와 상기 제2 리어 링크 사이의 연결이 서로 회동 불가능하게 전환되는 것을 특징으로 하는 차량용 시트.
  20. 청구항 7에 있어서,
    상기 회전 구동원은 전동 모터인 것을 특징으로 하는 차량용 시트.
  21. 청구항 7에 있어서,
    상기 회전 구동원은 수동으로 동작하는 펌핑 레버인 것을 특징으로 하는 차량용 시트.
  22. 시트 쿠션의 자세 조절이 가능하도록 구성된 차량용 시트를 이용한 착석 자세 제어 방법으로서, 탑승자가 차량에 탑승하여 착좌하였을 때의 기본 자세가 되는 제1 시트 위치로부터, 상기 차량의 수평 방향에 대한 상기 탑승자의 허벅지의 각도가 소정 각도가 되도록 하는 제2 시트 위치로 이동하도록, 상기 시트 쿠션의 차량 전후방향 전단부를 상승시키는 것과 동시에 후단부를 하강시키는 것을 특징으로 하는 차량용 시트를 이용한 착석 자세 제어 방법.
  23. 청구항 22에 있어서,
    상기 허벅지의 각도는 28°내지 32°인 것을 특징으로 하는 차량용 시트를 이용한 착석 자세 제어 방법.
  24. 청구항 23에 있어서,
    상기 허벅지의 각도 범위가 유지되는 상태에서 상기 탑승자의 상체와 하체 사이의 상/하체 각도가 105°내지 125°가 되도록 시트백의 자세를 조절하는 것을 특징으로 하는 차량용 시트를 이용한 착석 자세 제어 방법.
  25. 청구항 24에 있어서,
    상기 허벅지의 각도 범위 및 상기 탑승자의 상/하체 각도 범위가 유지되는 상태에서, 상기 탑승자의 전방 시계를 확보하도록, 상기 차량의 수평 방향에 대한 탑승자의 상체 각도를 소정범위로 조절하는 것을 특징으로 하는 차량용 시트를 이용한 착석 자세 제어 방법.
  26. 청구항 25에 있어서,
    상기 차량의 수평 방향에 대한 탑승자의 상체 각도는 32°내지 47°인 것을 특징으로 하는 차량용 시트를 이용한 착석 자세 제어 방법.
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