KR20210067579A - 자동차용 시트의 리클라이너 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 시트의 리클라이너에 관한 것으로, 익스터널기어와 인터널기어가 다단기어 구조로 치합됨으로써 응력 분산 성능이 향상된다. 따라서 기어 강도 증가를 위해 기어를 크게 만들거나 열처리할 필요가 없게 됨으로써 리클라이너를 작게 만들 수 있고, 제조 비용을 절감할 수 있다.

Description

자동차용 시트의 리클라이너{Recliner of seat for car}

본 발명은 자동차용 시트의 리클라이너에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시트백의 각도를 조절할 수 있도록 해 주는 자동차용 시트의 리클라이너에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 시트에는 시트쿠션에 대하여 시트백을 회동 가능하게 연결하고, 시트백을 소정 각도로 고정된 록킹 상태 및 회동이 가능한 언록킹 상태로 상호 전환해주는 리클라이너가 설치되어 있다. 즉, 탑승자는 리클라이너를 조작하여 자신의 체형이나 편의에 따라 시트백의 각도를 조절할 수 있다.

이러한 리클라이너는 작동레버를 조작하면 록킹이 해제되어 시트백을 탑승자의 등으로 밀어서 각도를 조절하는 레버방식과, 다이얼 형태의 조작노브를 회전시켜서 시트백의 각도를 조절하는 로터리 방식으로 분류된다. 이러한 로터리 방식의 회전샤프트에 모터를 연결하면 전동 방식으로 리클라이너를 작동시킬 수 있다.

도 1과 도 2에 종래 기술에 따른 리클라이너의 일 예가 도시되어 있다. 도 1은 리클라이너의 분해 사시도이고, 도 2는 조립 상태의 반단면도이다(중심축을 기준으로 우측 반부만 도시함)

도 1, 도 2에 도시된 바와 같이, 리클라이너는 서로 내접되는 익스터널기어(10)와 인터널기어(20), 인터널기어(20)에 압입되는 부시(30), 익스터널기어(10)의 센터보스(11)에 삽입되어 회전되는 소켓(40), 부시(30)와 익스터널기어(10)의 센터보스(11) 사이에 설치되는 한 쌍의 웨지(50) 및 웨지(50)와 센터보스(11) 사이에 설치되는 캠슬리버(51), 인터널기어(10)의 일측면에 고정되어 상기 소켓(40)과 웨지(50) 등의 부품이 이탈되는 것을 방지하는 커버플레이트(60), 익스터널기어(10)의 외주를 감싸는 형태로 고정되어 인터널기어(20)의 분리를 방지하는 가이드링(70)을 포함한다.

또한 도 1에는 도시되지 않았으나 소켓(40)의 일측면에 설치되고, 일측부가 개구된 원형 링 형상으로 형성되며 그 절곡된 양측 단부가 상기 양측 웨지(50) 사이로 삽입되어 이들을 항상 벌려주는 방향으로 힘을 가하는 스프링(80)을 더 포함한다.

상기 소켓(40)에 연결된 샤프트가 모터에 의해 회전되면, 소켓(40)이 웨지(50)를 매개로 인터널기어(20)를 회전시키고, 이에 두 기어의 기어비에 따라 익스터널기어(10)가 회전됨으로써 시트백의 각도가 조절된다.

모터가 작동되지 않은 보통 상태에 시트백에 외력(탑승자의 기대는 힘)이 가해질때는 상기 웨지(50)중 외력 작용 방향 반대쪽 웨지가 캠슬리버(51)를 매개로 센터보스(11)와 부시(30) 사이에 끼이게 되어 인터널기어(20)에 대한 익스터널기어(10)의 회전이 억제됨으로써 시트백의 각도가 고정 상태로 유지된다.

한편, 리클라이너는 평상시 탑승자가 등을 기대는 것에 의한 하중뿐만 아니라 충돌 및 추돌 사고 발생시 가해지는 충격 하중에 대해서도 시트백을 안정적인 고정 상태로 유지할 수 있는 강도를 가져야만 한다.

그런데 종래에는 리클라이너의 강도 향상을 위해 익스터널기어(10)와 인터널기어(20)의 두께, 외경 등의 크기를 증가시키고, 열처리를 실시하는 방법을 사용하였다.

그러나 상기와 같은 리클라이너의 크기 증가는 부품 제조를 위한 소재 소비량과 리클라이너의 중량을 증가시킬 뿐만 아니라, 또한 리클라이너의 크기를 감소시켜 시트백을 슬림하게 구성하는데 방해가 되는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-1569625호(2015.11.10. 등록)

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 부품의 크기를 증가시키거나 열처리를 하지 않고도 필요한 강도를 확보할 수 있도록 된 자동차용 시트의 리클라이너를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 내접 관계에 있는 익스터널기어와 인터널기어, 상기 익스터널기어의 센터보스에 회전 가능하게 삽입되고 모터로 회전되는 샤프트에 연결된 소켓, 상기 익스터널기어의 센터보스와 상기 인터널기어 사이에 설치되어 이들을 상호 구속하거나 구속 상태를 해제하는 한 쌍의 웨지, 상기 익스터널기어의 내측 둘레에 형성된 다단기어와, 상기 인터널기어의 외측 둘레에 상기 익스터널기어의 다단기어와 동일한 단수로 형성되고 상기 익스터널기어의 다단기어에 치합되는 다단기어를 포함한다.

상기 익스터널기어의 다단기어는 1단기어와 그보다 직경이 작고 높이가 낮은 2단기어로 이루어지고, 상기 인터널기어의 다단기어는 1단기어와 그보다 직경이 작고 높이가 낮은 2단기어로 이루어지며, 상기 익스터널기어의 1단기어와 인터널기어의 1단기어가 치합되고, 상기 익스터널기어의 2단기어와 인터널기어의 2단기어가 치합된다.

상기 1단기어의 치합 위치에 대응되는 상기 2단기어의 치합 위치에는 익스터널기어와 인터널기어의 치형 사이에 미세한 간극이 존재한다.

상기 인터널기어의 내측부에 부시가 삽입되고, 그 부시의 내주면에 상기 웨지의 외측면이 접촉된다.

상기 익스터널기어의 센터보스 외주면에 슬라이딩 이동 가능한 캠슬리버가 설치되고, 상기 캠슬리버의 외주면에 상기 웨지가 슬라이딩 이동 가능하게 접촉된다.

상기 캠슬리버의 하단부가 반경 방향 외측으로 절곡되어 웨지의 하단부를 지지한다.

상기 소켓의 일측면에 일측부가 개구된 원형 링 형상의 스프링이 설치되고, 스프링의 양단부는 절곡 연장되어 상기 한 쌍의 웨지 사이에 삽입되어 웨지들을 서로 멀어지는 방향으로 밀어준다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따르면, 익스터널기어와 인터널기어의 기어를 다단으로 구성하여 응력 분산 성능을 향상시킴으로써 필요한 강도를 확보할 수 있게 된다.

따라서 강도 확보를 위해 익스터널기어와 인터널기어의 크기를 증가시키거나 열처리를 실시할 필요가 없게 되는 효과가 있다.

따라서 리클라이너를 작게 제작할 수 있으며, 이에 따라 소재 사용량이 감소되고, 중량이 감소되며, 시트백프레임을 슬림하게 디자인할 수 있게 된다.

도 1은 종래 기술에 따른 리클라이너의 분해사시도.
도 2는 종래 기술에 따른 리클라이너의 조립 상태 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 리클라이너의 분해사시도.
도 4는 본 발명에 따른 리클라이너의 조립 상태 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 리클라이너의 익스터널기어와 인터널기어의 조립 상태 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 리클라이너의 익스터널기어와 인터널기어의 조립 상태 평면도 및 그 부분 확대도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 첨부된 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 익스터널기어(10), 인터널기어(20), 부시(30), 소켓(40), 한 쌍의 웨지(50)와 이를 지지하는 캠슬리버(51), 커버플레이트(60), 가이드링(70), 스프링(80)을 포함한다.

익스터널기어(10)는 내주면에 치형이 형성되고, 인터널기어(20)는 외주면에 치형이 형성된다. 인터널기어(20)는 익스터널기어(10)의 내부에 삽입 안착되며, 그 상태에서 양측 기어의 치형이 치합된다. 즉 익스터널기어(10)와 인터널기어(20)는 내접 기어 관계에 있다.

익스터널기어(10)에 비해 인터널기어(20)는 직경이 작을 뿐만 아니라 치형의 개수도 적다. 따라서 익스터널기어(10)와 인터널기어(20)는 편심되고, 인터널기어(20)는 익스터널기어(10)의 내부에서 공전 및 자전을 하게 되며, 이러한 인터널기어(20)의 회전에 의해 익스터널기어(10)는 기어비에 따라 감속된 회전수로 인터널기어(20)에 비해 천천히 회동된다.

인터널기어(20)의 내경에는 원형의 부시(30)가 삽입 고정되며, 이에 인터널기어(20)와 부시(30)는 일체로 회전된다.

소켓(40)은 일측부에 형성된 원통부가 익스터널기어(10)의 중앙에 형성된 센터보스(11)에 회전 가능하게 삽입된다. 소켓(40)의 관통홀에는 샤프트의 일단이 스플라인 결합되며, 샤프트의 타단은 모터에 연결된다.

익스터널기어(10)의 센터보스(11)와 인터널기어(20)의 부시(30) 사이에는 한 쌍의 웨지(50)와 이를 지지하는 캠슬리버(51)가 설치된다.

웨지(50)는 전체적으로는 1/4원 정도에 해당되는 호 형상이고, 하단에서 상단으로 갈수록 그 폭이 점차 증가하는 형상으로 형성된다. 즉 양측 웨지(50)는 서로 마주보는 상단부의 폭이 크고 서로 반대쪽으로 떨어져 있는 하단부는 폭이 작은 형상으로 형성된다.

캠슬리버(51)는 대략 반원 형상으로 형성되며, 센터보스(11)의 외주면에 접촉하여 슬라이딩 이동 가능하다. 상기 웨지(50)는 캠슬리버(51)의 외주면에 슬라이딩 이동 가능하게 접촉해 있으며, 캠슬리버(51)의 하단부는 반경 방향 외측으로 절곡되어 웨지(50)의 하단부를 지지하고 있다. 이와 같은 단순한 형상으로 캠슬리버(51)는 웨지(50)를 지지하여 소켓(40)의 회전력을 웨지(50)로 원활하게 전달할 수 있다.

캠슬리버(51)의 하단부는 소켓(40)의 일측면에 돌출 형성된 푸시부(41)에 지지되어 소켓(40) 회전시 상기 푸시부(41)에 의해 밀려져 캠슬리버(51)와 웨지(50)가 회전될 수 있도록 되어 있다.

소켓(40)의 일측면에는 일측부가 개구된 원형 링 형상의 스프링(80)이 설치되며, 스프링(80)의 양측 단부는 웨지(50)쪽으로 절곡 연장되어 양측 웨지(50)의 상단부를 항상 서로 멀어지는 방향으로 밀어준다. 즉, 한 쌍의 웨지(50)는 스프링(80)에 의해 회전 방향으로 서로 간의 간극이 탄성적으로 변형되는 상태로 서로 지지된다.

커버플레이트(60)는 상기 스프링(80), 소켓(40)등을 가려주는 상태로 상기 인터널기어(20)의 내경부에 삽입 및 용접된다. 따라서 인터널기어(20)의 내측에 설치된 웨지(50), 캠슬리버(51), 소켓(40), 스프링(80) 등의 부품이 외부로 이탈되는 것이 방지된다.

가이드링(70)은 익스터널기어(10)에 외주에 고정되되 익스터널기어(10)와 인터널기어(20)의 경계부(치형 결합부)를 가려줌으로써 익스터널기어(10)로부터 인터널기어(20)가 이탈되는 것을 방지한다.

한편, 상기 익스터널기어(10)와 인터널기어(20)의 치형은 다단 구조로 치합된다. 익스터널기어(10)의 치형은 서로의 사이에 단차를 두고 형성된 1단기어(12a)와 2단기어(12b)를 포함한다. 1단기어(12a)는 2단기어(12b)에 비해 한 단 높은 위치에 위치하고 그 직경도 크다.

이에 대해 인터널기어(20)의 치형 역시 서로의 사이에 단차를 두고 형성된 1단기어(21a)와 2단기어(21b)를 포함하며, 1단기어(21a)는 2단기어(21b)에 비해 한 단 높은 위치에 위치하고 그 직경도 크다.

도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 익스터널기어(10)의 1단기어(12a)와 2단기어(12b)는 각각 인터널기어(20)의 1단기어(21a)와 2단기어(21b)에 치합된다. 익스터널기어(10)의 1단기어(12a,21a)에 표시된 작은 원 부분이 익스터널기어(10)와 인터널기어(20)의 치형이 맞닿은 부분이다.

상기 1단기어(12a,21a)의 결합위치에 대응되는 2단기어(12b,21b)의 위치에는 익스터널기어(10)와 인터널기어(20)의 치형 사이에 미세한 간극(G)이 존재한다.

상기와 같이 1단기어(12a,21a) 치합 대응 위치에서 2단기어(12b,21b)에는 간극(G)이 존재함으로써 익스터널기어(10)와 인터널기어(20) 사이의 힘의 전달이나 상호 지지 등의 기본 기능은 1단기어(12a,21a)에서 수행되고, 상기 2단기어(12b,21b)는 1단기어(12a,21a)의 기능을 보조하는 역할을 수행하게 된다.

즉 익스터널기어(10)와 인터널기어(20)의 상대 회전시 1단기어(12a,21a)가 먼저 치합되면서 기어 기능(힘의 전달 및 지지)을 수행하고, 상기 간극(G)에 의해 1단기어(12a,21a)와 미세한 시간차(또는 각도차)를 두고 2단기어(12b,21b)가 치합됨으로써 2단기어(12b,21b)에 의한 기어 기능이 수행된다.

상기와 같이 익스터널기어(10)와 인터널기어(20) 사이에 발생하는 응력이 1단기어(12a,21a)와 2단기어(12b,21b)로 분산됨으로써 익스터널기어(10)와 인터널기어(20)의 크기나 두께를 증가시키지 않고도 필요한 강도를 확보할 수 있다.

이에 따라 강도 증대를 위해 익스터널기어(10)와 인터널기어(20)에 실시하던 열처리 공정을 실시할 필요가 없게 되며, 이에 제조 공수가 감소되어 제조 비용이 절감되는 효과가 있다.

또한 익스터널기어(10)와 인터널기어(20)를 크게 제작할 필요가 없으므로 리클라이너의 크기가 감소되며, 이에 따라 시트백프레임을 보다 슬림하게 제작할 수 있게 되는 효과가 있다.

또한 보다 작은 크기의 리클라이너 제작이 가능하므로 익스터널기어(10)와 인터널기어(20)의 편심량이 감소되어 두 기어 사이의 유격이 감소되므로 리클라이너 작동이 보다 부드럽고 원활하며 조용하게 이루어짐으로써 작동 감성이 향상되는 효과가 있다.

아래 표 1은 종래 기술과 본 발명에 따른 리클라이너의 사양을 비교한 것이다.

	종래 기술	본 발명	변화율
강도	Min. 4000Nm	Min. 3500Nm	-12.5%
외경	91.6mm	73.2mm	-20%
중량	480g	300g	-37.5%
부품수	10개	10개	동일

상기 표 1과 같이, 본 발명에 따른 리클라이너는 종래 기술에 따른 리클라이너에 비해 강도 감소율에 비해 외경(크기)과 중량의 감소율이 월등히 큰 것을 확인할 수 있다. 따라서 동일한 강도를 확보하는 경우에도 리클라이너의 외경과 중량 감소 효과가 있음을 알 수 있다. 즉 동일한 크기로 제작하는 경우에는 그 강도가 크게 향상될 수 있음을 알 수 있다.

이상, 도면을 참조하여 익스터널기어와 인터널기어에 형성된 기어의 단수가 2단인 경우를 예로 들어 설명하였으나, 필요에 따라 그 단수는 3개 이상으로 적절히 증가될 수 있음은 물론이다. 이 경우에도 하부 단수의 기어는 상부 단수의 기어가 치합되는 위치일 때 양측 기어 사이(익스터널기어의 치형과 인터널기어의 치형 사이)에 미세한 간극(G)이 존재함은 물론이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 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.

10 : 익스터널기어 11 : 센터보스
20 : 인터널기어 12a,21a : 1단기어
12b,21b : 2단기어 30 : 부시
40 : 소켓 41 : 푸시부
50 : 웨지 51 : 캠슬리버
60 : 커버플레이트 70 : 가이드링
80 : 스프링 G : 간극

Claims (7)

1. 내접 관계에 있는 익스터널기어와 인터널기어;
   상기 익스터널기어의 센터보스에 회전 가능하게 삽입되고 모터로 회전되는 샤프트에 연결된 소켓;
   상기 익스터널기어의 센터보스와 상기 인터널기어 사이에 설치되어 이들을 상호 구속하거나 구속 상태를 해제하는 한 쌍의 웨지;
   상기 익스터널기어의 내측 둘레에 형성된 다단기어와;
   상기 인터널기어의 외측 둘레에 상기 익스터널기어의 다단기어와 동일한 단수로 형성되고, 상기 익스터널기어의 다단기어에 치합되는 다단기어;
   를 포함하는 자동차용 시트의 리클라이너.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 익스터널기어의 다단기어는 1단기어와 그보다 직경이 작고 높이가 낮은 2단기어로 이루어지고, 상기 인터널기어의 다단기어는 1단기어와 그보다 직경이 작고 높이가 낮은 2단기어로 이루어지며, 상기 익스터널기어의 1단기어와 인터널기어의 1단기어가 치합되고, 상기 익스터널기어의 2단기어와 인터널기어의 2단기어가 치합되는 것을 특징으로 하는 자동차용 시트의 리클라이너.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 1단기어의 치합 위치에 대응되는 상기 2단기어의 치합 위치에는 익스터널기어와 인터널기어의 치형 사이에 미세한 간극이 존재하는 것을 특징으로 하는 자동차용 시트의 리클라이너.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 인터널기어의 내측부에 부시가 삽입되고, 그 부시의 내주면에 상기 웨지의 외측면이 접하는 것을 특징으로 하는 자동차용 시트의 리클라이너.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 익스터널기어의 센터보스 외주면에 슬라이딩 이동 가능한 캠슬리버가 설치되고, 상기 캠슬리버의 외주면에 상기 웨지가 슬라이딩 이동 가능하게 접하는 것을 특징으로 하는 자동차용 시트의 리클라이너.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 캠슬리버의 하단부가 반경 방향 외측으로 절곡되어 웨지의 하단부를 지지하는 것을 특징으로 하는 자동차용 시트의 리클라이너.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 소켓의 일측면에 일측부가 개구된 원형 링 형상의 스프링이 설치되고, 스프링의 양단부는 절곡 연장되어 상기 한 쌍의 웨지 사이에 삽입되어 웨지들을 서로 멀어지는 방향으로 밀어주는 것을 특징으로 하는 자동차용 시트의 리클라이너.
   

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