WO2025230239A1 - 에어 펌프용 플런저 구동장치 및 이를 이용한 에르고 모션 시트용 에어 펌프 - Google Patents

에어 펌프용 플런저 구동장치 및 이를 이용한 에르고 모션 시트용 에어 펌프

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WO2025230239A1
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pumping piston
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김병수
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Amotech Co Ltd
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K33/00—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system

Definitions

  • the present invention relates to a plunger driving device for an air pump and an air pump for an ergo motion seat using the same, and more particularly, to an air pump for an ergo motion seat using the same, which has a small number of parts and a simple flow path structure, thereby driving a single large pumping piston using a plunger that reciprocates and moves linearly and thus has high assembly productivity and high driving efficiency, thereby providing an excellent air pumping amount per minute (LPM) (L/min).
  • LPM air pumping amount per minute
  • the Ergo Motion Seat features an internal air bladder to provide comfortable support for passengers. Furthermore, the Ergo Motion Seat adjusts the air pressure within the seat to provide optimal seating comfort tailored to the passenger and driver's body type and driving posture.
  • the above ergo motion seat is equipped with a total of seven air bladders: two in the bottom cushion, three in the backrest, and one in each side bolster, and adjusts the passenger's posture by controlling the amount of air in the bladders as needed.
  • the Ergo Motion Seat has a function that allows the passenger to directly set the desired cushioning, allowing the passenger to control the air pockets in the seat cushion and the air pockets in the backrest to the desired level.
  • the drive mode linkage technology is installed to change the seating position by adjusting the size of the air bladder, helping the driver to focus on driving in a lower posture in sports driving mode.
  • the Ergo Motion seat features a feature that allows passengers to customize the cushioning to their liking.
  • the air pockets in the seat cushion inflate by approximately 10mm, and the air pockets in the backrest inflate by up to 30mm, allowing the passenger to adjust each area to their desired level.
  • This feature can be controlled via a switch on the side of the seat and is also linked to the AVN monitor.
  • the intuitiveness of the system allows for direct visibility of the operating area.
  • the lumbar support, bolster device, and multi-contour installed on the seat of the above ergo motion seat are each equipped with air cells that can be injected with air, thereby enabling the passenger to have a stable riding posture and enjoy the convenience of seat seating.
  • air cells can be installed on the left and right sides of the seat back and seat cushion of the seat, respectively, to adjust the passenger's posture by expanding or contracting.
  • the pneumatic control system of the above ergo motion seat can control the pressure of the air cells by driving an air pump to inject air into each air cell or discharge the air filled in the air cell.
  • Patent Document 1 proposes a pneumatic pump having an integrated inlet check valve and outlet check valve as a check valve structure for intake and exhaust into a pumping piston in a pneumatic pump applied to a pneumatic control system of a seat.
  • the pneumatic pump of the above patent document 1 is difficult and very complex to produce and assemble because the air pumping part is composed of many components, and the structure of the suction and discharge paths is also complex, which reduces productivity and causes an increase in process costs.
  • the above-mentioned pneumatic pump has a structure that generates very large vibration and noise structurally because it implements air pumping by unbalanced rotation of a rotating plate with a cam and camshaft, which are unbalanced shafts.
  • the above pneumatic pump has a structure in which four pumping pistons sequentially take charge of air intake and discharge according to the rotation of an unbalanced rotating rotary plate, so it has a problem in that the efficiency is low and the air pumping amount per minute (LPM) (L/min) is insufficient.
  • LPM air pumping amount per minute
  • the above pneumatic pump fundamentally uses a DC drive motor to provide rotational force to the air pumping part, so it has poor durability against noise and vibration.
  • the present invention has been proposed to solve the problems of the above-mentioned prior art, and its purpose is to provide a plunger driving device for an air pump having a small number of parts and a simple flow path structure, thereby driving a single large pumping piston using a plunger that reciprocates and moves linearly, and thus having high assembly productivity and high driving efficiency, and an air pump for an ergo motion seat using the same.
  • Another object of the present invention is to provide a plunger driving device for an air pump capable of minimizing vibration and noise by driving a single large pumping piston by a reciprocating linear plunger, and an air pump for an ergo motion seat using the same.
  • Another object of the present invention is to provide a plunger driving device for an air pump having a compact overall size and excellent durability, which drives a large pumping piston by a plunger that is accommodated inside an integrated housing and performs a reciprocating linear motion and discharges air into an air cell through a check valve, and an air pump for an ergo motion seat using the plunger driving device.
  • Another object of the present invention is to provide a plunger driving device for an air pump capable of driving a reciprocating linear motion of a plunger in the first stage (top dead center) of an air discharge mode, the second stage (middle stage) of an air intake mode, and the third stage (bottom dead center) of an air exhaust mode using a three-stage solenoid driving unit that selectively drives the first to third solenoid coils, and an air pump for an ergo motion seat using the same.
  • Another object of the present invention is to provide a plunger driving device for an air pump capable of reducing the overall height of a housing by using a structure for supporting a plunger (shaft) with a short bearing and a double shaft structure at the bottom to prevent the force of the plunger (shaft), and an air pump for an ergo motion seat using the same.
  • a plunger driving device for an air pump includes: a plunger; a permanent magnet movable body coupled to the rear end of the plunger, the upper side of which is magnetized with a north pole magnetic pole and the lower side thereof is magnetized with a south pole magnetic pole; and a solenoid driving unit which is accommodated in a receiving space at the rear end of an air pump housing and has first to third solenoid coils wound respectively on first to third channels of a hollow bobbin, and causes the permanent magnet movable body and the plunger to reciprocate linearly within the hollow bobbin; and is characterized in that the plunger is driven to one of the upper end in an air discharge mode, the middle in an air intake mode, and the lower end in an air exhaust mode according to selective driving of the first to third solenoid coils.
  • the solenoid driving unit may set the first to third solenoids formed according to the selective activation of the first to third solenoid coils to the S pole, the S pole, and the N pole, respectively, when the plunger is moved to the upper end of the air discharge mode, and may set the first to third solenoids formed according to the selective activation of the first to third solenoid coils to the N pole, the S pole, and the S pole, respectively, when the plunger is moved to the stop of the air intake mode, and may set the first to third solenoids formed according to the selective activation of the first to third solenoid coils to the N pole, the N pole, and the S pole, respectively, when the plunger is moved to the lower end of the air exhaust mode.
  • the solenoid driving unit may include a hollow bobbin having first to fourth coil guides formed in a rectangular shape protrudingly at intervals on the outer periphery to form first to third annular channels on the outside of the cylindrical portion; first to third solenoid coils each wound on the first to third channels of the bobbin and forming first to third solenoids upon activation; and first to twelfth back yokes coupled to four sides of the bobbin and serving to collect magnetic force lines formed by the conduction of the first to third solenoid coils.
  • the first to twelfth back yokes are each formed in a ' ⁇ ' shape by folding an electromagnetic steel plate in two stages to perform a magnetic circuit function
  • the second and third coil guides are each provided with two pairs of first to fourth slots into which one end of the back yoke is inserted in the four sides of a square
  • the front end of each of the first to fourth back yokes is coupled to the first slot formed in the four sides of the first coil guide and the four sides of the second coil guide so as to surround the first solenoid coil
  • the front end of each of the fifth to eighth back yokes is coupled to a pair of second and third slots provided in the second and third coil guides so as to surround the second solenoid coil
  • the front end of each of the ninth to twelfth back yokes can be coupled to the fourth slot provided in the third coil guide and the four sides of the fourth coil guide so as to surround the third solenoid coil.
  • an air pump for an ergo motion seat comprises: a housing having a body having a rear end receiving space and a front end receiving space inside; a plunger cover coupled to the rear end of the body to define the rear end receiving space; and a pump cover coupled to the front end of the body to define the front end receiving space and having an air discharge port connected to the central portion thereof for discharging compressed air from the front end receiving space to the outside; a plunger driving device accommodated in the rear end receiving space and causing a plunger to reciprocate linearly by a solenoid driving device; a pumping piston accommodated in the front end receiving space and having a central portion connected to the front end of the plunger to rise and fall according to the reciprocating linear movement of the plunger, and which sucks in air from the outside and then provides the compressed air to the front end receiving space; It is characterized by including a first check valve disposed in a valve receiving groove provided between the front end receiving space and the air discharge port of the pump cover, the first valve
  • An air pump for an ergo motion seat further includes a suction passage formed in the body to communicate between the outside of the housing and the front end receiving space; and an internal passage communicating from the front end receiving space to a second valve of the second check valve through a side of the plunger and the inside of the plunger; when the plunger and the pumping piston are arranged in a stop position, the second valve of the second check valve is opened, and external air can be sucked from the outside of the housing into the front end receiving space located in front of the pumping piston through the suction passage, the front end receiving space, and the internal passage.
  • the air pump for an ergo motion seat further includes an exhaust passage formed in the pump cover to communicate between the outside of the pump cover and the front end receiving space; and an exhaust chamber forming part having an exhaust chamber formed on the upper portion of the pump cover and having an exhaust chamber formed therein, the exhaust chamber being connected to an air bladder installed in the ergo motion seat through a first exhaust passage having one side communicating with the valve receiving groove, and the other side communicating with the front end receiving space through a second exhaust passage, and when the plunger and the pumping piston are arranged at the bottom of the air exhaust mode, air filled in the air bladder can be exhausted to the outside of the housing along an exhaust path passing through the first exhaust passage, the exhaust chamber, the second exhaust passage, the front end receiving space, and the exhaust passage.
  • the pumping piston has an inner diameter fixed to the upper outer periphery of the plunger
  • It includes a right-angled extension portion extended at a right angle from the inner diameter portion; a piston extension portion extended while increasing in diameter from the right-angled extension portion; and a flange extended from the piston extension portion and fixed by a joint between the body and the pump cover; and when the plunger and the pumping piston are arranged at the upper and middle positions, the piston extension portion of the pumping piston closes the exhaust passage, and when the plunger and the pumping piston are arranged at the lower position in the air exhaust mode, the piston extension portion of the pumping piston can open the exhaust passage.
  • the first check valve may include a valve top having a spherical ball protruding from the center of the lower surface of a disc; and a support supporting the valve top; wherein the support may include an inner ring through which the spherical ball of the valve top passes through a through hole and is coupled; and an outer ring supporting the inner ring through a pair of flexible bridges on the outer side of the inner ring.
  • the second check valve may be formed integrally with the pumping piston.
  • the second check valve may be formed integrally with the inner diameter of the pumping piston to cover the tip of the plunger, and may include a valve plate covering an internal passage communicating with the tip of the plunger.
  • both the first valve and the second valve are closed
  • the pumping piston is positioned at the middle
  • the first valve is closed and the second valve is open
  • both the first valve and the second valve can be closed.
  • the plunger driving device includes a plunger; a permanent magnet movable body coupled to the rear end of the plunger, the upper side of which is magnetized with a north pole magnetic pole and the lower side of which is magnetized with a south pole magnetic pole; and a solenoid driving unit having first to third solenoid coils respectively wound on first to third channels of a hollow bobbin and accommodated in the rear end accommodation space, and causing the permanent magnet movable body and the plunger to reciprocate linearly within the hollow bobbin; and the plunger can be driven to one of the upper end in air exhaust mode, the middle in air intake mode, and the lower end in air exhaust mode according to selective driving of the first to third solenoid coils.
  • an air pump for an ergo motion seat comprises: a housing having a rear end receiving space and a front end receiving space inside, and an air discharge port connected to a front end for discharging compressed air into an air bladder installed in an ergo motion seat; a plunger driving device accommodated in the rear end receiving space of the housing and configured to reciprocate and linearly move a plunger by a solenoid driving device; a pumping piston accommodated in the front end receiving space of the housing and connected to the front end of the plunger for reciprocating and linearly moving to suck in air from the outside and then provide compressed air; a first check valve for discharging compressed air supplied by the pumping piston into the air bladder through the air discharge port; And a second check valve installed at the tip of the plunger and opened when the plunger and the pumping piston descend and closed when the plunger and the pumping piston ascend; wherein the plunger driving device is characterized in that it drives the plunger, in which the permanent magnet movable element is installed, to one
  • a single large pumping piston is driven by a reciprocating linear plunger driven by a solenoid drive unit instead of the rotational power of a drive motor, thereby reducing the number of parts and simplifying the flow path structure, resulting in high assembly productivity and high drive efficiency, and thus providing an excellent air pumping rate per minute (LPM) (L/min) of an air pump that supplies air to an air cell for an ergo motion seat.
  • LPM air pumping rate per minute
  • the conventional air pump has a structure that has a very large vibration and noise due to the air pumping method that sequentially drives four pumping pistons by unbalanced rotation of a rotating plate with a cam and camshaft, which are unbalanced shafts.
  • a single large pumping piston is driven by a plunger that performs a reciprocating linear motion instead of the rotational power of a driving motor, thereby structurally eliminating the factors that cause vibration and noise.
  • a three-stage solenoid driving unit that selectively drives the first to third solenoid coils can be used to drive the reciprocating linear motion of the plunger in the first stage (top dead center) of the air discharge mode, the second stage (middle stage) of the air intake mode, and the third stage (bottom dead center) of the air exhaust mode.
  • the air filled in the air pocket can be discharged to the outside using the exhaust chamber provided in the pump cover.
  • the assembly structure can be simplified by adopting a structure in which the pumping piston and the second check valve are formed as an integral unit.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an air pump for an ergo motion seat according to a preferred embodiment of the present invention.
  • Figures 2 and 3 are a side view and a plan view, respectively, showing an air pump according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIGS. 4A to 4C are longitudinal cross-sectional views taken along line A-A of FIG. 3, each showing a case where the plunger is positioned at the first stage (top dead center) of the air discharge mode, the second stage (middle stage) of the air intake mode, and the third stage (bottom dead center) of the air exhaust mode in an air pump according to a preferred embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a fully exploded perspective view of an air pump according to a preferred embodiment of the present invention.
  • Figure 6d is a bottom perspective view of the bobbin of the plunger drive device in Figure 6c.
  • Figures 7a to 7d are a perspective view, a plan view, a side view, and a cross-sectional view taken along line B-B in Figure 7c, respectively, of the valve support of the first backflow prevention valve.
  • Figures 8a to 8c are a plan view, a partially enlarged view, and a cross-sectional view taken along line C-C of Figure 8a, respectively, showing a structure in which a pumping piston and a second check valve are formed as an integral part.
  • the Ergo Motion Seat features internal air cells to provide comfortable support for passengers. Furthermore, the Ergo Motion Seat adjusts air pressure within the seat to provide optimal seating comfort tailored to the passenger's and driver's body types and driving posture.
  • the above ergo motion seat is equipped with a total of seven air bladders (air cells) - two in the bottom cushion, three in the backrest, and one in each side bolster - to control the amount of air in the air bladders (air cells) as needed to adjust the passenger's posture.
  • the pneumatic control system of the Ergo Motion Seat can control the pressure of the air cells by driving an air pump to inject air into each air cell or by exhausting the air that is filled in the air cell.
  • the air pump of the present invention can supply air to an air cell for an ergo motion seat through a check valve by driving a pumping piston with a plunger that reciprocates and moves linearly and is driven by a solenoid drive unit, thereby sucking in air.
  • an air pump (100) for an ergo motion seat is formed in an overall square cylinder shape and includes a housing (100) having a rear end receiving space (118) and a front end receiving space (119a, 119b) therein, a plunger driving device (200) accommodated in the rear end receiving space (118) of the housing (100) and causing a plunger (250) to reciprocate linearly move by a solenoid driving device (230), a pumping piston (300) accommodated in the front end receiving space (119a, 119b) of the housing (100) and connected to the front end of the plunger (250) to reciprocate linearly move to suck in air from the outside and then discharge the compressed air, and a first check valve (400) that discharges the compressed air supplied by the pumping piston (300) to the outside.
  • the housing (100) is formed in a rectangular shape overall, and includes a body (110) having a rear end receiving space (118) and a front end receiving space (119a, 119b) inside, a plunger cover (120) fixed to the rear end of the body (110) by fastening a fixing bolt (150) to seal the rear end receiving space (118) of the body (110), and a pump cover (130) fixed to the front end of the body (110) by fastening a fixing bolt (140) to seal the front end receiving space (119b) of the body (110).
  • the body (110) is provided with a first inner diameter portion (111) that forms a rear end receiving space (118) from the rear end to form a rear end receiving space (119a, 119b) therein, and receives a solenoid drive unit (230) therein, a third inner diameter portion (113) that receives a sleeve bearing (370) that slidably supports a plunger (250) therein, a second inner diameter portion (112) that forms a step portion located between the first inner diameter portion (111) and the third inner diameter portion (113), and a fourth inner diameter portion (114) that limits the receiving position of the sleeve bearing (370) at the front end of the third inner diameter portion (113).
  • the first inner diameter portion (111), the second inner diameter portion (112), the third inner diameter portion (113), and the fourth inner diameter portion (114) are set to have an inner diameter that sequentially decreases, and the fourth inner diameter portion (114) is set to have an inner diameter that is larger than the outer diameter of the plunger (250).
  • the body (110) has a fifth diameter portion (115) having an inner diameter wider than that of the fourth inner diameter portion (114) to accommodate a pumping piston (300) that reciprocates in a front end receiving space (119a, 119b) arranged in front of the fourth inner diameter portion (114), an inclined expansion portion (116) whose inner diameter is gradually expanded from the fifth diameter portion (115), and a sixth diameter portion (117) having an annular groove for inserting and fixing a flange (304) formed on the outer periphery of the pumping piston (300) at the front end of the inclined expansion portion (116), and to which a flange fixing projection (131) protruding annularly from the pump cover (130) is coupled.
  • the fourth inner diameter portion (114), the fifth inner diameter portion (115), the inclined expansion portion (116), and the sixth inner diameter portion (117) are set to sequentially increase in inner diameter.
  • the body (110) is formed with a suction passage (310) that communicates with the fifth inner diameter portion (115) from the outside, and a first inner passage (320) that penetrates the plunger (250) in the diametric direction and a second inner passage (330) that communicates with the first inner passage (320) along the axial direction from the tip of the plunger (250) are formed on the upper portion of the plunger (250) that is arranged in the fifth inner diameter portion (115).
  • a second check valve (400a) is installed at the tip of the plunger (250) to open when the plunger (250) and the pumping piston (300) descend and close when the plunger (250) and the pumping piston (300) ascend.
  • the above second backflow prevention valve (400a) may be manufactured separately from the pumping piston (300) or may be manufactured as an integral part thereof, as shown in FIGS. 8a to 8c.
  • the second backflow prevention valve (400a) may be formed integrally with the inner diameter (301) of the pumping piston (300) to cover the tip of the plunger (250), and includes a square-shaped valve plate (430) covering the second internal flow path (330) communicating with the tip of the plunger (250).
  • the above valve plate (430) has flexibility and can move freely from the main body of the second check valve (400a), so that when the plunger (250) and the pumping piston (300) rise, the tip of the second internal passage (330) is closed, and when the plunger (250) and the pumping piston (300) descend, the valve plate (430) is lifted and the second internal passage (330) is opened.
  • the above pumping piston (300) includes an inner diameter portion (301) fixed to the upper outer periphery of the plunger (250), a right-angled extension portion (302) extended from the inner diameter portion (301) at a substantially right angle, a piston extension portion (303) expanded while increasing in diameter from the right-angled extension portion (302), and a flange (304) extended from the piston extension portion (303) and fixed by a flange fixing projection (131).
  • the above pumping piston (300) is made of rubber, and when the plunger (250) moves up and down between the third stage (bottom dead center) of the air exhaust mode shown in FIG. 4c, the second stage (middle stage) of the air intake mode shown in FIG. 4b, and the first stage (top dead center) of the air exhaust mode shown in FIG. 4a, it performs an air pumping operation by repeating the rising and falling.
  • the second backflow prevention valve (400a) opens, and external air is sucked in through the suction path (310) and the first and second internal paths (320, 330) and flows into the front end receiving space (119b).
  • the above pump cover (130) has a slanted reducing portion (132) whose inner diameter is gradually reduced from a flange fixing projection (131) therein, a valve receiving groove (134) in which a first backflow prevention valve (400) is received, and a flange receiving portion (133) in which a flange (411b) for a valve support (410) of the first backflow prevention valve (400) is received between the slanted reducing portion (132) and the valve receiving groove (134).
  • a receiving space communicating with the shear portion receiving space (119b) is formed inside the slope reduction section (132).
  • the above pump cover (130) has a valve receiving projection (135) that forms a valve receiving groove (134) inside from the center, and an air discharge port (136) formed such that a tip extends from the valve receiving projection (135) and an internal through hole (136a) communicates with the valve receiving groove (134) to discharge discharged air.
  • the pump cover (130) is formed with at least one exhaust passage (340) that communicates with the front end receiving space (119b) from the outside, as shown in FIG. 1.
  • the plunger (250) when the plunger (250) is moved to the third stage (bottom dead center) of the air exhaust mode shown in FIG. 4c by using an exhaust chamber forming part (160) having an exhaust chamber (138) inside the upper portion of the pump cover (130), the air filled in the air pocket (air cell) can be discharged to the outside.
  • the pneumatic control system of the ergo motion seat can control the amount of air in the air pocket (air cell) by driving an air pump (1000) to inject, maintain, and discharge air filled in the air cell, thereby adjusting the passenger's posture.
  • the discharge can be performed through the air pump (1000).
  • the air pump (1000) In order to discharge air filled in an air pocket (air cell) to the outside, the air pump (1000) according to the present invention has an exhaust chamber (138) which is connected to the air pocket (air cell) on one side through a first exhaust path (360) and communicates with the front end receiving space (119b) on the other side through a second exhaust path (350) using an exhaust chamber forming part (160) installed on the upper part of the pump cover (130).
  • the exhaust chamber forming part (160) is exemplified as a structure in which the part is installed on the upper part of the pump cover (130), but it may also be formed integrally.
  • the air filled in the air pocket (air cell) is at a higher pressure than the front end receiving space (119b) of the air pump (1000) and the external atmosphere, so when the air exhaust mode is set, exhaust can be performed to the outside along an exhaust path passing through the first and second exhaust passages (360, 350) and the exhaust chamber (138), the front end receiving space (119b), and the exhaust passage (340) from the air cell.
  • the pumping piston (300) may be formed with a corresponding length and expansion angle so that the piston expansion portion (303) comes into contact with the inclined expansion portion (116) of the body (110) when the plunger (250) is positioned at the third stage (bottom dead center) of the air exhaust mode illustrated in FIG. 4c.
  • the piston extension (303) is set to a substantially horizontal state.
  • an exhaust passage (340) is formed on the upper part of the pump cover (130) to communicate from the outside to the inside of the front end receiving space (119b), and when in the air intake mode illustrated in FIG. 4b, the exhaust passage (340) is maintained in a closed state by the piston extension (303).
  • the piston extension (303) is bent from the right-angled extension (302) and comes into contact with the inclined reduction portion (132) of the pump cover (130).
  • the exhaust path (340) provided in the pump cover (130) can be set to a closed state.
  • the above first backflow prevention valve (400) is installed in the valve receiving groove (134) of the pump cover (130) and serves to discharge compressed air supplied by the pumping piston (300) to the outside.
  • the first backflow prevention valve (400) includes a valve top (420) with a spherical ball protruding from the center of the lower surface of the disc, as illustrated in FIG. 5, and a support (410) that supports the valve top (420).
  • the support (410) includes, as shown in FIGS. 7a to 7d, an inner ring (412) in which a spherical ball of the valve top (420) is coupled to a through hole (412a), an outer ring (411) which is arranged on the outside of the inner ring (412) and has a through hole (411a) formed therein and supports the inner ring (412) through a pair of bridges (413), and a flange (411b) which is accommodated in the flange accommodation portion (133) at the lower end thereof extends outward.
  • the above outer ring (411) is accommodated in the valve receiving groove (134), and the flange (411b) is caught in the step between the flange receiving portion (133) and the valve receiving groove (134).
  • valve top (420) and support (410) are both made of rubber, and in particular, a pair of bridges (413) supporting the inner ring (412) of the support (410) are designed to be relatively flexible.
  • the second check valve (400a) can prevent resistance from occurring when the pumping piston (300) descends due to contraction of the front end receiving space (119a) when the valve is opened when the plunger (250) and the pumping piston (300) descend.
  • the first backflow prevention valve (400) closes the arc-shaped through hole (414) by lowering the inner ring (412) where the ball of the valve top (420) is coupled and the disc of the valve top (420).
  • the rear end receiving space (118) formed in the first inner diameter portion (111) of the body (110) is formed in a substantially cylindrical shape to receive the solenoid driving unit (230), so that the outer shape of the first to fourth coil guides (212-215) provided in the bobbin (210) of the solenoid driving unit (230) described later is also formed in a square shape to have four side surfaces to which the back yoke is coupled, and it is preferable that the four corners of the square have straight or curved surfaces instead of right angles.
  • the plunger cover (120) is formed in a square shape, and as illustrated in FIG. 5, an annular guide protrusion (120a) is protruded on the upper surface, the outer circumference of which is coupled to the first inner diameter portion (111) of the body (110).
  • the outer circumference of the annular guide protrusion (120a) is provided with four straight surfaces corresponding to the four sides of the plunger cover (120), so that coupling with the first inner diameter portion (111) of the body (110) can be achieved.
  • plunger driving device (200) according to the present invention is described with reference to FIGS. 1 to 6d.
  • the plunger driving device (200) is accommodated in a rear end receiving space (118) formed in the first inner diameter portion (111) of the body (110) and causes a plunger (250) having a permanent magnet movable member (260) coupled to the rear end to reciprocate linearly by a solenoid driving member (230).
  • the above plunger (250) is supported so as to be slidable in the upper and lower directions by a sleeve bearing (370) installed in the third inner diameter portion (113) of the body (110) at the middle portion, and the lower portion is supported so as to be slidable on a support shaft (270).
  • a guide groove (250a) is formed long inside the lower part of the plunger (250), and a support shaft (270) that is slidably coupled to the guide groove (250a) is formed extending from the central part of the plunger cover (120).
  • two bearings or long sleeve bearings are used to support the shaft or plunger to prevent shaft strain.
  • a sleeve bearing (370) is used as a structure for supporting a plunger (250) that performs a reciprocating linear motion, and a double shaft structure is used at the bottom to prevent the plunger (shaft) from being strained, thereby reducing the overall height of the housing (100).
  • the above solenoid driving part (230) has an outer circumference of an approximately square shape, and the first to third solenoid coils (221-223) are wound on three first to third channels (CH1-CH3) formed by the first to fourth coil guides (212-215) protruding from the cylindrical part (211), and the bobbin (210) is provided with two pairs of slots (SL1-SL4) into which one end of a back yoke (231-234, 241-244, 251-254) is inserted into each of the four sides of the square of the second and third coil guides (213, 214), the first to third solenoid coils (221-223) wound on the first to third channels (CH1-CH3) of the bobbin (210) and the four sides of the second and third coil guides (213, 214) are provided.
  • SL1-SL4 two pairs of slots
  • It includes a plurality of back yokes (231-234, 241-244, 251-254) which are connected at one end to two pairs of slots (SL1-SL4) and serve to collect the magnetic lines of force formed by the energization of the first to third solenoid coils (221-223).
  • the bobbin (210) is located in the center and includes a cylindrical portion (211) having a through hole (211a) and first to fourth coil guides (212-215) that form first to third channels (CH1-CH3) on which the first to third solenoid coils (221-223) are wound at intervals on the outer periphery of the cylindrical portion (211).
  • the bobbin (210) has four fixing protrusions (219a-219d) protrudingly formed at the four corners of the upper surface of the first coil guide (212) to be used when assembling the solenoid drive unit (230) into the rear end receiving space (118) of the body (110), and four fixing protrusions (216a-216d) protrudingly formed at the four corners of the lower surface of the fourth coil guide (215) to be used for fastening the fixing bolt (150) for fixing the plunger cover (120) to the body (110).
  • the first to third solenoid coils (221-223) are wound on the first to third channels (CH1-CH3) formed by the first to fourth coil guides (212-215), and the outer periphery is formed in a square shape.
  • the four sides of the square of the second and third coil guides (213, 214) are provided with two pairs of slots (SL1-SL4) into which one end of a back yoke (231-234, 241-244, 251-254) is inserted, and one end of the first to twelfth back yokes (231-234, 241-244, 251-254) is inserted into the two pairs of slots (SL1-SL4).
  • a slot partition (217) is arranged between each pair of slots (SL1SL2; SL3, SL4) to form two pairs of slots (SL1SL2; SL3, SL4) on each of the four sides of the square of the second and third coil guides (213, 214), or the slot partition (217) may be deleted and two ends of the back yoke adjacent to each other vertically may be inserted and fixed together in one slot.
  • the first to twelfth back yokes are each made of, for example, an electrical steel plate to perform the role of a magnetic circuit and are folded in two stages to form a ' ⁇ ' shape.
  • the first to fourth back yokes (231-234) are connected at both ends to the upper surface of the first coil guide (212) and four first slots (SL1) to surround the first solenoid coil (221), respectively, the fifth to eighth back yokes (241-244) are connected at both ends to the four first slots (SL1) and the second slot (SL2) to surround the second solenoid coil (222), respectively, and the ninth to twelfth back yokes (251-254) are connected at both ends to the four third slots (SL1) and the lower surface of the fourth coil guide (215) to surround the third solenoid coil (223), respectively.
  • the air pump (1000) has first to third solenoid coils (221-223) wound on first to third channels (CH1-CH3) of a bobbin (210) in a solenoid driving unit (230) of a plunger driving device (200), and by selectively driving (activating) the first to third solenoid coils (221-223), the plunger (250) can be reciprocally driven in the first stage (top dead center) of the air discharge mode, the second stage (middle stage) of the air intake mode, and the third stage (bottom dead center) of the air exhaust mode as shown in FIGS. 4a to 4c.
  • the first to third solenoids are set as shown in Table 1 below by selective driving (activation) of the first to third solenoid coils (221-223).
  • the permanent magnet movable member (260) provided on the lower side of the plunger (250) functions as a movable member that can move up and down within the first to third solenoids (SOL1-SOL3) formed by the first to third solenoid coils (221-223) of the solenoid driving unit (230), and the N pole is magnetized on the upper side and the S pole is magnetized on the lower side.
  • the solenoid driving unit (230) is provided with the first to third solenoids (SOL1-SOL3) formed by the first to third solenoid coils (221-223), and the first to third solenoids (SOL1-SOL3) can be used as electromagnets by controlling the amount of current flowing through the first to third solenoid coils (221-223).
  • the first to third solenoids (SOL1-SOL3) above can be referred to as energy conversion devices since they convert electrical energy into magnetic energy.
  • the size of the internal magnetic field of the first to third solenoids (SOL1-SOL3) is proportional to the size of the current and proportional to the number of turns per unit length. In this case, when current flows through the first to third solenoid coils (221-223), a magnetic field is formed around them in a counterclockwise direction according to Ampere's right-hand screw law.
  • the first check valve (400) is opened, the second check valve (400a) is set to a closed state, and the pressurized air located in the front end receiving space (119b) passes through the first check valve (400) and the air discharge port (136) and is supplied to the air cell.
  • the first to third solenoids are set as shown in Table 2 below by selectively driving the first to third solenoid coils (221-223).
  • the valve of the first check valve (400) is closed as the front end receiving space (119b) is set to a negative pressure (vacuum) state, and the valve of the first check valve (400) is closed as the front end receiving space (119a) changes to a contracted (compressed) state, and a pressure difference occurs between the front end receiving space (119b) and the front end receiving space (119a), and the valve of the second check valve (400a) is opened.
  • the first to third solenoids are set as shown in Table 3 below by selectively driving the first to third solenoid coils (221-223).
  • the air filled in the air pocket (air cell) can be discharged to the front end receiving space (119b) through the first and second exhaust passages (360, 350) and the exhaust chamber (138), and then discharged to the outside through the exhaust passage (340) provided in the pump cover (130).
  • the air filled in the air pocket (air cell) is at a higher pressure than the front end receiving space (119b) of the air pump (1000) and the external atmosphere, so when the air exhaust mode is set, exhaust can be performed to the outside along an exhaust path passing through the first and second exhaust passages (360, 350) and the exhaust chamber (138), the front end receiving space (119b), and the exhaust passage (340) from the air cell.
  • the reciprocating linear motion of the plunger (250) can be driven to the first stage (top dead center) of the air discharge mode and the second stage (middle stage) of the air intake mode as well as the third stage (bottom dead center) of the air exhaust mode by using a three-stage solenoid driving unit (230) that selectively drives the first to third solenoid coils (221-223), so that the air filled in the air pocket (air cell) can be exhausted.
  • a three-stage solenoid driving unit (230) that selectively drives the first to third solenoid coils (221-223), so that the air filled in the air pocket (air cell) can be exhausted.
  • the air pump (1000) of the present invention is driven by a solenoid drive unit (230) and drives a single large pumping piston (300) using a reciprocating linear plunger (250), thereby providing an air pump for an ergo motion seat with a small number of parts, a simple flow path structure, high assembly productivity, and high driving efficiency, thereby providing an excellent air pumping amount per minute (LPM) (L/min).
  • LPM air pumping amount per minute
  • vibration and noise of a vehicle composing an ergo motion seat can be minimized by using an air pump by driving a single large pumping piston (300) by a reciprocating linear plunger (250).
  • the air pump for the ergo motion seat according to the present invention can be applied to control the amount of air in the air cell by supplying or discharging air to the air cell, thereby adjusting the passenger's posture.

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Abstract

본 발명은 솔레노이드 구동부로 플런저를 왕복 직선운동시킴에 의해 하나의 대형 펌핑 피스톤을 구동하는 플런저 구동장치 및 이를 이용한 에르고 모션 시트용 에어 펌프에 관한 것이다. 본 발명에 따른 에어 펌프용 플런저 구동장치는 플런저; 상기 플런저의 후단부에 결합되어 있으며, 상측이 N극 자극으로 착자되고 하측이 S극 자극으로 착자되어 있는 영구자석 가동자; 및 에어 펌프 하우징의 후단부 수용공간에 수용되며 중공형 보빈의 제1 내지 제3 채널에 각각 권선된 제1 내지 제3 솔레노이드 코일을 구비하고 상기 영구자석 가동자와 플런저를 상기 중공형 보빈 내부에서 왕복 직선운동시키는 솔레노이드 구동부;를 포함하며, 상기 제1 내지 제3 솔레노이드 코일의 선택적인 구동에 따라 상기 플런저를 공기배출모드의 상단, 공기흡입모드의 중단 및 공기배기모드의 하단 중 하나로 구동하는 것을 특징으로 한다.

Description

에어 펌프용 플런저 구동장치 및 이를 이용한 에르고 모션 시트용 에어 펌프
본 발명은 에어 펌프용 플런저 구동장치 및 이를 이용한 에르고 모션 시트용 에어 펌프에 관한 것으로, 특히 3단 구조의 솔레노이드 구동부에 의해 구동되어 왕복 직선운동하는 플런저를 이용하여 하나의 대형 펌핑 피스톤을 구동함에 의해 부품수가 적고 유로 구조가 단순하여 조립 생산성이 높고 구동 효율이 높아 분당 에어 펌핑량(LPM)(L/min)이 우수한 에어 펌프용 플런저 구동장치 및 이를 이용한 에르고 모션 시트용 에어 펌프(Air Pump)에 관한 것이다.
에르고 모션 시트(Ergo Motion Seat)는 내부에 공기주머니를 더해 탑승자를 편안하게 받친다. 또한, 에르고 모션 시트는 시트의 공기압을 조절해 승객과 운전자의 체형과 운전자세에 맞는 최적의 착좌감을 제공한다.
상기 에르고 모션 시트는 바닥 쿠션에 2개, 등받이에 3개, 양쪽의 사이드 볼스터에 1개씩 총 7개의 공기주머니가 장착되어 필요에 따라 주머니의 공기량을 제어해 탑승자의 자세를 조절한다.
에르고 모션 시트에는 탑승자가 원하는 쿠션감을 직접 설정할 수 있는 기능이 적용되어, 시트 쿠션부의 공기주머니와 등받이의 공기주머니를 각 부위를 탑승자가 원하는 정도로 제어할 수 있다.
또한, 드라이브 모드 설정 시, 공기주머니의 크기를 조절해 착좌 자세를 바꾸는 드라이브 모드 연동 기술이 탑재되어 스포츠 주행 모드에서는 운전자가 더 낮은 자세로 운전에 몰입할 수 있도록 돕는다.
에르고 모션 시트에는 탑승자가 원하는 쿠션감을 직접 설정할 수 있는 기능이 적용되었다. 시트 쿠션부의 공기주머니는 10mm 정도, 등받이의 공기주머니는 최대 30mm 정도 부풀게 되어 있는데, 각 부위를 탑승자가 원하는 정도로 제어할 수 있다. 해당 기능은 시트 측면의 스위치로 조절할 수 있으며 AVN 모니터와도 연동되며, 작동 부위를 직접 확인할 수 있는 만큼 직관적인 사용이 가능하다.
상기 에르고 모션 시트의 시트에 설치되는 럼버서포트, 볼스터장치, 멀티 컨투어 등에는 공기의 주입이 가능한 에어셀이 각각 설치되어, 탑승자의 안정적인 탑승자세 및 시트 착좌의 편의성을 구현할 수 있게 된다.
예컨대, 에어셀은 팽창 또는 수축되어 승객의 자세를 조절하는 것으로, 시트의 시트백 및 시트쿠션 좌우에 각각 설치될 수 있다.
상기 에르고 모션 시트의 공압 조절 시스템은 에어 펌프를 구동하여 각 에어셀에 공기를 주입하거나 또는 에어셀에 채워지는 공기를 배출함으로써, 에어셀의 압력을 조절할 수 있다.
한국 공개특허공보 제10-2020-0051936호(특허문헌 1)는 시트의 공압 조절 시스템에 적용되는 공압 펌프에서 펌핑 피스톤 내로의 흡기 및 배기를 위한 체크 밸브 구조로서, 인렛 체크 밸브와 아웃렛 체크 밸브가 일체화된 구조의 공압 펌프를 제안하고 있다.
상기 특허문헌 1의 공압 펌프는 구동모터에 의해 캠과 캠축을 회전시키면 캠축의 선단부에 연결된 회전 플레이트도 회전과 동시에 회전 플레이트의 4 모퉁이가 교대로 상하로 운동하게 된다. 그 결과, 회전 플레이트의 상하 운동이 일어나면 회전 플레이트의 4 모퉁이에 각각 하단부가 연결된 4개의 펌핑 피스톤도 교대로 상하 운동하면서 에어를 밸브 플레이트를 거쳐 일체형 체크밸브쪽으로 밀어주며, 상기 일체형 체크밸브를 타고 커버의 토출구로 에어가 토출된다.
상기 특허문헌 1의 공압 펌프는 에어 펌핑부가 많은 구성요소로 이루어져 있어 생산 및 조립이 난해하고 매우 복잡하며, 흡입 및 배출 유로의 구조도 복잡하여 생산성이 떨어지고 공정 비용의 증가를 유발하고 있다.
또한, 상기 공압 펌프는 언밸런스 샤프트인 캠과 캠축으로 회전 플레이트를 언밸런싱 회전시킴에 의해 에어 펌핑을 구현하기 때문에 구조적으로 진동과 소음이 매우 큰 구조를 가지고 있다.
상기 공압 펌프는 언밸런싱 회전하는 회전 플레이트의 회전에 따라 4개의 펌핑 피스톤이 순차적으로 에어 흡입과 배출을 담당하는 구조이므로 효율성이 떨어져 분당 에어 펌핑량(LPM)(L/min)이 충분하지 못한 문제가 있다.
더욱이, 상기 공압 펌프는 에어 펌핑부와 이에 회전력을 제공하는 DC 구동모터가 별개로 제조된 후, 조립되는 것이므로, 전체적인 사이즈가 크게 된다.
또한, 상기 공압 펌프는 근본적으로 에어 펌핑부에 회전력을 제공하기 위해 DC 구동모터를 사용함에 따라 소음과 진동에 내구성이 떨어지게 된다.
상기 공압 펌프는 각각 별도로 제조된 후, 조립되는 구조이므로 에어 펌핑부의 캠을 회전구동하기 위한 구동모터의 회전축은 길이의 최소화가 어렵고 이에 따라 진동을 최소화하기 어려운 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하고자 제안된 것으로, 그 목적은 3단 구조의 솔레노이드 구동부에 의해 구동되어 왕복 직선운동하는 플런저를 이용하여 하나의 대형 펌핑 피스톤을 구동함에 의해 부품수가 적고 유로 구조가 단순하여 조립 생산성이 높고 구동 효율이 높아 분당 에어 펌핑량(LPM)(L/min)이 우수한 에어 펌프용 플런저 구동장치 및 이를 이용한 에르고 모션 시트용 에어 펌프(Air Pump)를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 왕복 직선운동하는 플런저에 의해 하나의 대형 펌핑 피스톤을 구동함에 의해 진동과 소음을 최소화할 수 있는 에어 펌프용 플런저 구동장치 및 이를 이용한 에르고 모션 시트용 에어 펌프를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 일체형 하우징 내부에 수용되어 왕복 직선운동하는 플런저에 의해 하나의 대형 펌핑 피스톤를 구동하며 역류방지밸브를 통하여 공기를 에어셀로 토출함에 전체적인 사이즈가 콤팩트하며 내구성이 우수한 에어 펌프용 플런저 구동장치 및 이를 이용한 에르고 모션 시트용 에어 펌프를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 제1 내지 제3 솔레노이드 코일을 선택적으로 구동하는 3단 구조의 솔레노이드 구동부를 이용하여 플런저의 왕복 직선운동을 공기배출모드의 제1단(상사점), 공기흡입모드의 제2단(중간단) 및 공기배기모드의 제3단(하사점)으로 구동할 수 있는 에어 펌프용 플런저 구동장치 및 이를 이용한 에르고 모션 시트용 에어 펌프를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 플런저(Plunger)(축)를 지지하기 위한 구조로서 베어링을 짧게 사용하고 하단에 2중 축(Shaft) 구조를 이용하여 플런저(축)의 힘들림 방지 구조를 채용함에 의해 하우징의 전체 높이를 줄일 수 있는 에어 펌프용 플런저 구동장치 및 이를 이용한 에르고 모션 시트용 에어 펌프를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 특징에 따른 에어 펌프용 플런저 구동장치는 플런저; 상기 플런저의 후단부에 결합되어 있으며, 상측이 N극 자극으로 착자되고 하측이 S극 자극으로 착자되어 있는 영구자석 가동자; 및 에어 펌프 하우징의 후단부 수용공간에 수용되며 중공형 보빈의 제1 내지 제3 채널에 각각 권선된 제1 내지 제3 솔레노이드 코일을 구비하고 상기 영구자석 가동자와 플런저를 상기 중공형 보빈 내부에서 왕복 직선운동시키는 솔레노이드 구동부;를 포함하며, 상기 제1 내지 제3 솔레노이드 코일의 선택적인 구동에 따라 상기 플런저를 공기배출모드의 상단, 공기흡입모드의 중단 및 공기배기모드의 하단 중 하나로 구동하는 것을 특징으로 한다.
상기 솔레노이드 구동부는 상기 플런저를 공기배출모드의 상단으로 이동시킬 때, 상기 제1 내지 제3 솔레노이드 코일의 선택적인 활성화에 따라 형성되는 제1 내지 제3 솔레노이드를 각각 S극, S극, N극으로 설정하고, 상기 플런저를 공기흡입모드의 중단으로 이동시킬 때, 상기 제1 내지 제3 솔레노이드 코일의 선택적인 활성화에 따라 형성되는 제1 내지 제3 솔레노이드를 각각 N극, S극, S극으로 설정하며, 상기 플런저를 공기배기모드의 하단으로 이동시킬 때, 상기 제1 내지 제3 솔레노이드 코일의 선택적인 활성화에 따라 형성되는 제1 내지 제3 솔레노이드를 각각 N극, N극, S극으로 설정할 수 있다.
또한, 상기 솔레노이드 구동부는 원통부의 외측에 환형의 제1 내지 제3 채널을 형성하도록 외주부에 간격을 두고 사각 형상으로 이루어진 제1 내지 제4 코일가이드가 돌출 형성된 중공형 보빈; 상기 보빈의 상기 제1 내지 제3 채널에 각각 권선되며 활성화에 따라 제1 내지 제3 솔레노이드를 형성하는 제1 내지 제3 솔레노이드 코일; 및 상기 보빈의 4변에 결합되어 상기 제1 내지 제3 솔레노이드 코일의 통전에 의해 형성되는 자기력선을 모아주는 역할을 하는 제1 내지 제12 백요크;를 포함할 수 있다.
더욱이, 상기 제1 내지 제12 백요크는 각각 자기회로 역할을 수행하도록 전자강판을 2단 절곡하여 형성된 'ㄷ'자 형상으로 이루어지며, 상기 제2 및 제3 코일가이드는 각각 사각형의 4변에 상기 백요크의 일단이 삽입되는 2쌍의 제1 내지 제4 슬로트가 구비되고, 상기 제1 내지 제4 백요크 각각의 선단부는 상기 제1솔레노이드 코일을 둘러싸도록 상기 제1코일가이드의 4변과 제2코일가이드의 4변에 형성된 제1슬로트에 결합되고, 상기 제5 내지 제8 백요크 각각의 선단부는 상기 제2솔레노이드 코일을 둘러싸도록 상기 제2 및 제3 코일가이드에 구비된 1쌍의 제2 및 제3 슬로트에 결합되며, 상기 제9 내지 제12 백요크 각각의 선단부는 상기 제3솔레노이드 코일을 둘러싸도록 상기 제3 코일가이드에 구비된 제4슬로트와 제4코일가이드의 4변에 결합될 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따른 에르고 모션 시트용 에어 펌프는 내부에 후단부 수용공간과 전단부 수용공간을 갖는 몸체, 상기 몸체의 후단부에 결합되어 상기 후단부 수용공간을 정의하는 플런저 커버 및 상기 몸체의 선단부에 결합되어 상기 전단부 수용공간을 정의하며 중앙부에 상기 전단부 수용공간으로부터 외부로 압축된 공기를 배출하는 공기토출구가 연결된 펌프 커버를 구비하는 하우징; 상기 후단부 수용공간에 수용되며 솔레노이드 구동부에 의해 플런저를 왕복 직선운동시키는 플런저 구동장치; 상기 전단부 수용공간에 수용되며 중앙부가 상기 플런저의 선단부에 연결되어 상기 플런저의 왕복 직선운동에 따라 승강 및 하강이 이루어지며 외부로부터 공기를 흡입한 후 압축된 공기를 상기 전단부 수용공간으로 제공하는 펌핑 피스톤; 상기 펌프 커버의 상기 전단부 수용공간과 공기토출구 사이에 구비된 밸브수용홈에 배치되어 상기 펌핑 피스톤의 상승에 따라 제1밸브가 개방되어 압축된 공기를 상기 공기토출구를 통하여 외부로 토출하고 상기 펌핑 피스톤의 하강에 따라 상기 제1밸브를 폐쇄하는 제1역류방지밸브; 및 상기 플런저의 선단부에 설치되어 상기 펌핑 피스톤의 상승시에 상기 전단부 수용공간에 수용된 공기를 전방으로 가압하도록 제2밸브를 폐쇄하고, 상기 펌핑 피스톤의 하강시에 상기 펌핑 피스톤의 후방에 위치한 상기 전단부 수용공간의 공기가 상기 제2밸브를 통하여 상기 펌핑 피스톤의 전방에 위치한 상기 전단부 수용공간으로 이동하도록 상기 제2밸브를 개방하는 제2역류방지밸브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 에르고 모션 시트용 에어 펌프는 상기 하우징의 외부로부터 상기 전단부 수용공간 사이를 연통하도록 상기 몸체에 형성된 흡입 유로; 및 상기 전단부 수용공간으로부터 상기 플런저의 측면과 상기 플런저의 내부를 통하여 상기 제2역류방지밸브의 제2밸브로 연통하는 내부유로;를 더 포함하며, 상기 플런저와 펌핑 피스톤이 중단에 배치될 때, 상기 제2역류방지밸브의 상기 제2밸브는 개방되고, 상기 흡입 유로, 상기 전단부 수용공간 및 상기 내부유로를 통하여 상기 하우징의 외부로부터 외부 공기가 상기 펌핑 피스톤의 전방에 위치한 상기 전단부 수용공간으로 흡입될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 에르고 모션 시트용 에어 펌프는 상기 펌프 커버의 외부로부터 상기 전단부 수용공간 사이를 연통하도록 상기 펌프 커버에 형성된 배기 유로; 및 상기 펌프 커버의 상부에 형성되며 일측이 상기 밸브수용홈과 연통하는 제1배기 유로를 통하여 상기 에르고 모션 시트에 설치된 공기주머니와 연결되고, 타측이 제2배기 유로를 통하여 상기 전단부 수용공간과 연통하는 배기 챔버를 내부에 구비하는 배기챔버 형성부를 더 포함하며, 상기 플런저와 펌핑 피스톤이 공기배기모드의 하단에 배치될 때, 상기 공기주머니에 충진된 공기는 상기 제1배기 유로, 배기 챔버, 제2배기 유로, 전단부 수용공간 및 배기 유로를 통과하는 배기경로를 따라 상기 하우징의 외부로 배기가 이루어질 수 있다.
더욱이, 상기 펌핑 피스톤은 상기 플런저의 상단 외주부에 고정된 내경부;
상기 내경부부로부터 직각으로 절곡되어 연장된 직각 연장부; 상기 직각 연장부로부터 직경이 증가하면서 확장된 피스톤 확장부; 및 상기 피스톤 확장부로부터 연장되며 상기 몸체와 상기 펌프 커버 사이의 접합부에 의해 고정되는 플랜지;를 포함하며, 상기 플런저와 펌핑 피스톤이 상단 및 중단에 배치될 때, 상기 펌핑 피스톤의 피스톤 확장부는 상기 배기 유로를 폐쇄하고, 상기 플런저와 펌핑 피스톤이 공기배기모드의 하단에 배치될 때, 상기 펌핑 피스톤의 피스톤 확장부는 상기 배기 유로를 개방할 수 있다.
상기 제1역류방지밸브는 원판의 하부면 중앙에 구형상의 볼이 돌출된 밸브탑; 및 상기 밸브탑을 지지하는 지지체;를 포함하며, 상기 지지체는 상기 밸브탑의 구형상의 볼이 관통구멍을 통과하여 결합되는 내륜; 및 상기 내륜의 외측에 가요성을 갖는 한쌍의 브릿지를 통하여 상기 내륜을 지지하는 외륜;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2역류방지밸브는 상기 펌핑 피스톤과 일체형으로 이루어질 수 있다. 이 경우, 상기 제2역류방지밸브는 상기 펌핑 피스톤의 내경부에 플런저의 선단부를 커버하도록 일체로 형성되며, 상기 플런저의 선단부와 연통하는 내부유로를 커버링하는 밸브판을 포함할 수 있다.
더욱이, 상기 펌핑 피스톤이 상단에 위치할 때 상기 제1밸브와 제2밸브는 모두 폐쇄되고, 상기 펌핑 피스톤이 중단에 위치할 때 상기 제1밸브는 폐쇄되고 상기 제2밸브는 개방되며, 상기 펌핑 피스톤이 하단에 위치할 때 상기 제1밸브와 제2밸브는 모두 폐쇄될 수 있다.
또한, 상기 플런저 구동장치는 플런저; 상기 플런저의 후단부에 결합되어 있으며, 상측이 N극 자극으로 착자되고 하측이 S극 자극으로 착자되어 있는 영구자석 가동자; 및 상기 후단부 수용공간에 수용되며 중공형 보빈의 제1 내지 제3 채널에 각각 권선된 제1 내지 제3 솔레노이드 코일을 구비하고 상기 영구자석 가동자와 플런저를 상기 중공형 보빈 내부에서 왕복 직선운동시키는 솔레노이드 구동부;를 포함하며, 상기 제1 내지 제3 솔레노이드 코일의 선택적인 구동에 따라 상기 플런저를 공기배출모드의 상단, 공기흡입모드의 중단 및 공기배기모드의 하단 중 하나로 구동할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따른 에르고 모션 시트용 에어 펌프는 내부에 후단부 수용공간과 전단부 수용공간을 구비하고 선단부에 에르고 모션 시트에 설치된 공기주머니로 압축된 공기를 배출하는 공기토출구가 연결된 하우징; 상기 하우징의 후단부 수용공간에 수용되며 솔레노이드 구동부에 의해 플런저를 왕복 직선운동시키는 플런저 구동장치; 상기 하우징의 전단부 수용공간에 수용되며 상기 플런저의 선단부에 연결되어 왕복 직선운동하여 외부로부터 공기를 흡인한 후 압축된 공기를 제공하는 펌핑 피스톤; 상기 펌핑 피스톤에 의해 공급되는 압축된 공기를 상기 공기토출구를 통하여 공기주머니로 토출하는 제1역류방지밸브; 및 상기 플런저의 선단부에 설치되어 상기 플런저와 펌핑 피스톤의 하강시에 개방되고, 상기 플런저와 펌핑 피스톤의 상승시에 닫히는 제2역류방지밸브;를 포함하며, 상기 플런저 구동장치는 제1 내지 제3 솔레노이드 코일을 이용한 솔레노이드 구동부에 의해 영구자석 가동자가 설치된 상기 플런저를 공기배출모드의 상단, 공기흡입모드의 중단 및 공기배기모드의 하단 중 하나로 구동하는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이, 본 발명에서는 구동모터의 회전동력 대신에 솔레노이드 구동부에 의해 구동되는 왕복 직선운동하는 플런저를 이용하여 하나의 대형 펌핑 피스톤을 구동함에 의해 부품수가 적고 유로 구조가 단순하여 조립 생산성이 높고 구동 효율이 높아 에르고 모션 시트용 에어셀에 에어를 공급하는 에어 펌프(Air Pump)의 분당 에어 펌핑량(LPM)(L/min)이 우수하다.
또한, 종래의 에어 펌프는 언밸런스 샤프트인 캠과 캠축으로 회전 플레이트를 언밸런싱 회전시킴에 의해 4개의 펌핑 피스톤을 순차 구동하는 에어 펌핑 방식 때문에 구조적으로 진동과 소음이 매우 큰 구조이나, 본 발명에서는 구동모터의 회전동력 대신에 왕복 직선운동하는 플런저를 이용하여 하나의 대형 펌핑 피스톤을 구동함에 의해 구조적으로 진동과 소음 발생 요인을 제거할 수 있다.
더욱이, 본 발명에서는 일체형 하우징 내부에 수용되어 왕복 직선운동하는 플런저에 의해 하나의 대형 펌핑 피스톤를 구동하며 제1역류방지밸브를 통하여 공기를 에어셀로 토출함에 전체적인 사이즈가 콤팩트하며 내구성이 우수하다.
또한, 본 발명에서는 제1 내지 제3 솔레노이드 코일을 선택적으로 구동하는 3단 구조의 솔레노이드 구동부를 이용하여 플런저의 왕복 직선운동을 공기배출모드의 제1단(상사점), 공기흡입모드의 제2단(중간단) 및 공기배기모드의 제3단(하사점)으로 구동할 수 있다.
그 결과, 본 발명에서는 3단 구조의 솔레노이드 구동부를 이용하여 플런저를 공기배기모드의 제3단(하사점)으로 이동시키는 경우 펌프 커버에 구비된 배기 챔버를 이용하여 공기주머니(에어셀)에 충진된 에어를 외부로 배출할 수 있다.
더욱이, 본 발명에서는 펌핑 피스톤과 제2역류방지밸브가 일체형으로 이루어진 구조를 채용함에 의해 조립 구조를 단순화할 수 있다.
또한, 일반적으로 축계 힘들림 방지를 위해 축을 지지할 때 베어링을 2개를 사용하거나 긴 슬리브 베어링을 사용하고 있으나, 본 발명에서는 왕복 직선운동하는 플런저(Plunger)(축)를 지지하기 위한 구조로서 베어링을 짧게 사용하고 하단에 2중 축(Shaft) 구조를 이용하여 플런저(축)의 힘들림 방지 구조를 채용함에 의해 하우징의 전체 높이를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에르고 모션 시트용 에어 펌프(Air Pump)를 나타내는 사시도이다.
도 2 및 도 3은 각각 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에어 펌프(Air Pump)를 나타내는 측면도 및 평면도이다.
도 4a 내지 도 4c는 각각 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에어 펌프(Air Pump)에서 플런저가 공기배출모드의 제1단(상사점), 공기흡입모드의 제2단(중간단) 및 공기배기모드의 제3단(하사점)에 위치한 경우를 나타내는 도 3의 A-A선 길이방향 단면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에어 펌프(Air Pump)의 완전 분해 사시도이다.
도 6a 내지 도 6c는 각각 플런저 구동장치를 나타내는 사시도, 단면도 및 분해 사시도이다.
도 6d는 도 6c에서 플런저 구동장치의 보빈에 대한 저면 사시도이다.
도 7a 내지 도 7d는 각각 제1역류방지밸브의 밸브지지체에 대한 사시도, 평면도, 측면도 및 도 7c에서 B-B선 단면도이다.
도 8a 내지 도 8c는 각각 펌핑 피스톤과 제2역류방지밸브가 일체형으로 이루어진 구조를 나타낸 평면도, 부분 확대도 및 도 8a의 C-C선 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
에르고 모션 시트(Ergo Motion Seat)는 내부에 공기주머니(에어셀)를 더해 탑승자를 편안하게 받친다. 또한, 에르고 모션 시트는 시트의 공기압을 조절해 승객과 운전자의 체형과 운전자세에 맞는 최적의 착좌감을 제공한다.
상기 에르고 모션 시트는 바닥 쿠션에 2개, 등받이에 3개, 양쪽의 사이드 볼스터에 1개씩 총 7개의 공기주머니(에어셀)가 장착되어 필요에 따라 공기주머니(에어셀)의 공기량을 제어해 탑승자의 자세를 조절한다.
에르고 모션 시트의 공압 조절 시스템은 에어 펌프를 구동하여 각 에어셀에 공기를 주입하거나 또는 에어셀에 채워지는 공기를 배출함으로써, 에어셀의 압력을 조절할 수 있다.
본 발명의 에어 펌프(Air Pump)는 솔레노이드 구동부에 의해 구동되는 왕복 직선운동하는 플런저에 의해 펌핑 피스톤을 구동함에 의해 흡인된 공기를 역류방지밸브를 통하여 에르고 모션 시트용 에어셀에 에어를 공급할 수 있다.
도 1 내지 도 6d를 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에르고 모션 시트용 에어 펌프(Air Pump)(100)는 전체적으로 사각통 형상으로 이루어져 있으며, 내부에 후단부 수용공간(118)과 전단부 수용공간(119a,119b)을 갖는 하우징(100), 상기 하우징(100)의 후단부 수용공간(118)에 수용되며 솔레노이드 구동부(230)에 의해 플런저(250)를 왕복 직선운동시키는 플런저 구동장치(200), 상기 하우징(100)의 전단부 수용공간(119a,119b)에 수용되며 상기 플런저(250)의 선단부에 연결되어 왕복 직선운동하여 외부로부터 공기를 흡인한 후 압축된 공기를 배출하는 펌핑 피스톤(300) 및 상기 펌핑 피스톤(300)에 의해 공급되는 압축된 공기를 외부로 토출하는 제1역류방지밸브(400)를 포함하고 있다.
상기 하우징(100)은 전체적으로 사각통 형상으로 이루어져 있으며, 내부에 후단부 수용공간(118)과 전단부 수용공간(119a,119b)을 갖는 몸체(110), 상기 몸체(110)의 후단부 수용공간(118)을 밀폐시키도록 고정볼트(150)의 체결에 의해 상기 몸체(110)의 후단부에 고정되는 플런저 커버(120) 및 상기 몸체(110)의 전단부 수용공간(119b)을 밀폐시키도록 고정볼트(140)의 체결에 의해 상기 몸체(110)의 선단부에 고정되는 펌프 커버(130)를 포함하고 있다.
이 경우, 상기 몸체(110)는 내부에 후단부 수용공간(118)과 전단부 수용공간(119a,119b)을 형성하도록 후단부로부터 후단부 수용공간(118)을 형성하여 내부에 솔레노이드 구동부(230)를 수용하는 제1내경부(111), 내부에 플런저(250)를 슬라이딩 가능하게 지지하는 슬리브 베어링(370)를 수용하는 제3내경부(113), 상기 제1내경부(111)와 제3내경부(113) 사이에 위치되는 단차부를 형성하는 제2내경부(112), 상기 제3내경부(113)의 앞단에 상기 슬리브 베어링(370)의 수용위치를 한정하기 위한 제4내경부(114)를 구비하고 있다.
상기 제1내경부(111), 제2내경부(112), 제3내경부(113) 및 제4내경부(114)는 순차적으로 내경이 감소하도록 설정되며, 상기 제4내경부(114)는 플런저(250)의 외경보다 더 큰 내경을 갖도록 설정된다.
또한, 상기 몸체(110)는 상기 제4내경부(114)의 전방에 배치된 전단부 수용공간(119a,119b)에 왕복운동하는 펌핑 피스톤(300)을 수용하도록 상기 제4내경부(114)보다 더 넓은 내경을 갖는 제5직경부(115), 상기 제5직경부(115)로부터 점차적으로 내경이 확장되는 경사확장부(116) 및 상기 경사확장부(116)의 선단부에 상기 펌핑 피스톤(300)의 외주부에 형성된 플랜지(304)를 삽입 고정시키기 위한 환형 요홈을 구비하고 상기 펌프 커버(130)로부터 환형으로 돌출된 플랜지 고정돌기부(131)가 결합되는 제6직경부(117)를 구비하고 있다.
상기 제4내경부(114), 제5내경부(115), 경사확장부(116) 및 제6내경부(117)는 순차적으로 내경이 증가하도록 설정된다.
더욱이, 상기 몸체(110)에는 외부로부터 제5내경부(115)와 연통하는 흡입 유로(310)가 형성되어 있으며, 상기 제5내경부(115)에 배치되는 플런저(250)의 상부에는 플런저(250)의 직경방향으로 관통하는 제1내부유로(320) 및 상기 플런저(250)의 선단부로부터 축방향을 따라 상기 제1내부유로(320)와 연통하는 제2내부유로(330)가 형성되어 있다.
상기 플런저(250)의 선단부에는 플런저(250)와 펌핑 피스톤(300)의 하강시에 개방되고, 상기 플런저(250)와 펌핑 피스톤(300)의 상승시에 닫히는 제2역류방지밸브(400a)가 설치되어 있다.
상기 제2역류방지밸브(400a)는 펌핑 피스톤(300)과 별도로 제작되거나 도 8a 내지 도 8c에 도시된 바와 같이, 일체형으로 제작될 수 있다.
도 8a 내지 도 8c를 참고하면, 상기 제2역류방지밸브(400a)는 상기 펌핑 피스톤(300)의 내경부(301)에 플런저(250)의 선단부를 커버하도록 일체로 형성될 수 있으며, 상기 플런저(250)의 선단부와 연통하는 제2내부유로(330)를 커버링하는 4각 형상의 밸브판(430)을 포함하고 있다.
상기 밸브판(430)은 가요성을 가지고 제2역류방지밸브(400a)의 본체로부터 자유롭게 거동이 이루어질 수 있어, 상기 플런저(250)와 펌핑 피스톤(300)의 상승시에 제2내부유로(330)의 선단부를 닫으며, 플런저(250)와 펌핑 피스톤(300)의 하강시에는 밸브판(430)이 들리면서 제2내부유로(330)를 개방한다.
또한, 플런저(250)와 펌핑 피스톤(300)의 하강에 따라 펌핑 피스톤(300)이 하강하면, 상기 전단부 수용공간(119b)은 부압(진공) 상태가 발생하고 전단부 수용공간(119a)은 수축이 발생함에 따라 상기 제2역류방지밸브(400a)의 밸브판(430)이 열리게 된다.
상기 펌핑 피스톤(300)은 내경부(301)가 플런저(250)의 상단 외주부에 고정되고 상기 내경부(301)로부터 대략 직각으로 절곡되어 연장된 직각 연장부(302), 상기 직각 연장부(302)로부터 직경이 증가하면서 확장된 피스톤 확장부(303) 및 상기 피스톤 확장부(303)로부터 연장되며 플랜지 고정돌기부(131)에 의해 고정되는 플랜지(304)를 포함하고 있다.
상기 펌핑 피스톤(300)은 고무 재질로 이루어지며, 플런저(250)가 도 4c에 도시된 공기배기모드의 제3단(하사점)과 도 4b에 도시된 공기흡입모드의 제2단(중간단) 및 도 4a에 도시된 공기배출모드의 제1단(상사점) 사이에서 상하 왕복운동할 때, 상승과 하강을 반복하면서 에어 펌핑 동작을 수행하게 된다.
도 4b에 도시된 공기흡입모드의 제2단(중간단)인 경우, 도 4a의 공기배출모드의 제1단(상사점)에서 전단부 수용공간(119b)에 있던 내부 공기를 에어셀로 배출할 때 배기 유로(340)는 펌핑 피스톤(300)의 러버에 의해 닫혀 있는 상태를 유지한다.
이 경우, 도 4a의 공기배출모드의 제1단(상사점)에서 상기 플런저(250)가 도 4b의 공기흡입모드의 제2단(중간단)으로 하강할 때 제2역류방지밸브(400a)가 개방되면서 흡입 유로(310), 제1 및 제2 내부유로(320,330)를 통하여 외부 공기가 흡입되어 전단부 수용공간(119b)으로 유입된다.
상기 펌프 커버(130)는 내부에 플랜지 고정돌기부(131)로부터 점차적으로 내경이 축소되는 경사축소부(132), 제1역류방지밸브(400)가 수용되는 밸브수용홈(134) 및 상기 경사축소부(132)와 밸브수용홈(134) 사이에 상기 제1역류방지밸브(400)의 밸브지지체(410)에 대한 플랜지(411b)가 수용되는 플랜지수용부(133)를 구비하고 있다.
이에 따라 경사축소부(132)의 내부에는 상기 전단부 수용공간(119b)과 연통하는 수용공간이 형성된다.
상기 펌프 커버(130)에는 중앙부로부터 내부에 밸브수용홈(134)을 형성하는 밸브수용돌기부(135)와 상기 밸브수용돌기부(135)로부터 선단부가 연장 형성되며 내부 관통구멍(136a)이 상기 밸브수용홈(134)과 연통되어 토출 공기가 배출되는 공기토출구(136)가 형성되어 있다.
또한, 상기 펌프 커버(130)에는 도 1과 같이 외부로부터 전단부 수용공간(119b)과 연통하는 배기 유로(340)가 적어도 1개 이상 형성되어 있다.
더욱이, 본 발명에서는 펌프 커버(130)의 상부에 내부에 배기 챔버(138)를 구비하는 배기챔버 형성부(160)를 이용하여 플런저(250)를 도 4c에 도시된 공기배기모드의 제3단(하사점)으로 이동시키는 경우 공기 주머니(에어셀)에 충진된 에어를 외부로 배출할 수 있다.
에르고 모션 시트의 공압 조절 시스템은 에어 펌프(1000)를 구동하여 공기주머니(에어셀)에 공기를 주입, 유지 및 에어셀에 채워지는 공기를 배출함으로써, 공기주머니(에어셀)의 공기량을 제어하여 탑승자의 자세를 조절할 수 있다. 상기와 같이 공기주머니(에어셀)에 충진된 에어를 외부로 배출하는 경우는 에어 펌프(1000)를 통하여 배출이 이루어질 수 있다.
이와 같이 공기주머니(에어셀)에 충진된 에어를 외부로 배출하기 위해 본 발명에 따른 에어 펌프(1000)는 펌프 커버(130)의 상부에 설치된 배기챔버 형성부(160)를 이용하여 일측이 제1배기 유로(360)를 통하여 공기주머니(에어셀)와 연결되고, 타측이 제2배기 유로(350)를 통하여 전단부 수용공간(119b)과 연통된 배기 챔버(138)를 구비하고 있다.
도시된 실시예에서는 배기챔버 형성부(160)가 펌프 커버(130)의 상부에 부가 설치된 구조를 예시하고 있으나 일체로 형성될 수도 있다.
상기 플런저(250)를 도 4c에 도시된 공기배기모드의 제3단(하사점)으로 이동시키는 경우 제1 및 제2 배기 유로(360,350)와 배기 챔버(138)를 통하여 전단부 수용공간(119b)으로 배출된 후, 펌프 커버(130)에 구비된 배기 유로(340)를 통하여 외부로 배출이 이루어질 수 있다.
상기와 같이 공기배기모드일 때, 상기 공기주머니(에어셀)에 충진된 에어는 에어 펌프(1000)의 전단부 수용공간(119b) 및 외부 대기보다 고압 상태에 있으므로, 공기배기모드가 설정되면 에어셀로부터 제1 및 제2 배기 유로(360,350)와 배기 챔버(138), 전단부 수용공간(119b) 및 배기 유로(340)를 통과하는 배기경로를 따라 외부로 배기가 이루어질 수 있다.
상기 펌핑 피스톤(300)은 플런저(250)가 도 4c에 도시된 공기배기모드의 제3단(하사점)에 위치할 때, 상기 피스톤 확장부(303)는 상기 몸체(110)의 경사확장부(116)와 접촉하도록 대응하는 길이와 확장각을 가지고 형성될 수 있다.
상기 펌핑 피스톤(300)은 플런저(250)가 도 4b에 도시된 공기흡입모드의 제2단(중간단)에 위치할 때, 상기 피스톤 확장부(303)는 대략 수평상태로 설정된다.
이 경우, 상기 펌프 커버(130)의 상부에는 외부로부터 전단부 수용공간(119b) 내부로 연통하는 배기 유로(340)가 형성되어 있으며, 도 4b에 도시된 공기흡입모드일 때, 상기 배기 유로(340)는 상기 피스톤 확장부(303)에 의한 폐쇄된 상태를 유지한다.
상기 펌핑 피스톤(300)은 플런저(250)가 도 4a에 도시된 공기배출모드의 제1단(상사점)에 위치할 때, 상기 피스톤 확장부(303)는 직각 연장부(302)로부터 절곡되어 상기 펌프 커버(130)의 경사축소부(132)와 접촉하는 형태를 갖게 된다.
그 결과, 상기 펌프 커버(130)에 구비된 배기 유로(340)는 폐쇄된 상태로 설정될 수 있다.
상기 제1역류방지밸브(400)는 상기 펌프 커버(130)의 밸브수용홈(134)에 설치되어 있으며, 펌핑 피스톤(300)에 의해 공급되는 압축된 공기를 외부로 토출하는 역할을 한다.
이를 위해 상기 제1역류방지밸브(400)는 도 5에 도시된 바와 같이, 원판의 하부면 중앙에 구형상의 볼이 돌출된 밸브탑(420)과 상기 밸브탑(420)을 지지하는 지지체(410)를 포함하고 있다.
상기 지지체(410)는 도 7a 내지 도 7d에 도시된 바와 같이, 상기 밸브탑(420)의 구형상의 볼이 관통구멍(412a)에 결합되는 내륜(412), 상기 내륜(412)의 외부에 배치되며 내부에 관통구멍(411a)이 형성되어 있으며 상기 내륜(412)을 한쌍의 브릿지(413)를 통하여 지지하는 외륜(411)을 포함하며, 상기 외륜(411)은 하단부에 상기 플랜지수용부(133)에 수용되는 플랜지(411b)가 외측으로 연장되어 있다.
상기 외륜(411)은 밸브수용홈(134)에 수용되며, 상기 플랜지(411b)는 플랜지수용부(133)와 밸브수용홈(134) 사이의 단차부에 걸림이 이루어지게 된다.
상기 밸브탑(420)과 지지체(410)는 모두 러버로 이루어지며, 특히 상기 지지체(410)의 내륜(412)을 지지하는 한쌍의 브릿지(413)는 상대적으로 가요성을 갖도록 설계된다.
또한, 상기 내륜(412)을 지지하는 한쌍의 브릿지(413) 사이에는 호 형상의 관통구멍(414)이 형성되어 있다.
그 결과, 상기 제1역류방지밸브(400)는 플런저(250)와 펌핑 피스톤(300)가 도 4b에 도시된 공기흡입모드의 제2단(중간단) 및 도 4c에 도시된 공기배기모드의 제3단(하사점)으로 하강할 때, 밸브탑(420)의 구형상의 볼이 내륜(412)의 관통구멍에 결합되어 있는 경우 상기 밸브탑(420)의 원판은 상기 한쌍의 브릿지(413) 사이의 호 형상의 관통구멍(414)을 폐쇄하고 있게 된다.
그 결과, 상기 플런저(250)와 펌핑 피스톤(300)가 하강할 때, 상기 전단부 수용공간(119b)은 부압(진공) 상태로 변하고, 상기 전단부 수용공간(119a)은 수축(압축) 상태로 변하면서 상기 전단부 수용공간(119b)와 전단부 수용공간(119a) 사이의 압력차가 발생하여 상기 제2역류방지밸브(400a)의 밸브판(430)이 들리게 된다.
이에 따라 제2내부유로(330)가 개방되면서, 하우징(100)의 외부로부터 흡입유로(310), 제1 및 제2 내부유로(320,330)를 통하여 상기 전단부 수용공간(119b)으로 외부 공기의 흡입이 이루어진다.
또한, 상기 제2역류방지밸브(400a)는 플런저(250)와 펌핑 피스톤(300)의 하강시에 밸브가 개방되면서 전단부 수용공간(119a)의 수축으로 인하여 펌핑 피스톤(300)의 하강시에 저항이 발생하는 것을 막을 수 있다.
그러나, 상기 제1역류방지밸브(400)는 플런저(250)와 펌핑 피스톤(300)가 도 4a에 도시된 상사점으로 상승하면서 압축된 토출 공기에 의해 가압이 이루어질 때, 밸브탑(420)의 볼이 결합된 내륜(412)은 한쌍의 브릿지(413)의 가요성으로 인하여 들림이 발생하게 되고, 그 결과 상기 밸브탑(420)의 원판은 상기 한쌍의 브릿지(413) 사이의 호 형상의 관통구멍(414)을 개방하면서, 압축된 토출 공기는 호형상의 관통구멍(414)을 통하여 공기토출구(136)로부터 배출된다.
그 후, 압축된 토출 공기가 공기토출구(136)로부터 배출되고 플런저(250)와 펌핑 피스톤(300)가 도 4b에 도시된 공기흡입모드의 제2단(중간단) 및 도 4c에 도시된 공기배기모드의 제3단(하사점)으로 하강할 때, 상기 제1역류방지밸브(400)는 밸브탑(420)의 볼이 결합된 내륜(412)과 밸브탑(420)의 원판은 하강하여 호 형상의 관통구멍(414)을 폐쇄하게 된다.
상기 몸체(110)의 제1내경부(111)에 형성되는 후단부 수용공간(118)은 솔레노이드 구동부(230)가 수용되도록 대략 원통 형상으로 이루어지므로, 후술하는 솔레노이드 구동부(230)의 보빈(210)에 구비된 제1 내지 제4 코일가이드(212-215)의 외형 또한 백요크가 결합되는 4개의 측면을 갖도록 사각 형상으로 이루어지며, 사각형의 4모서리도 직각 대신에 직선면 또는 곡면을 갖는 것이 바람직하다.
상기 플런저 커버(120)는 사각 형상으로 이루어지며, 도 5에 도시된 바와 같이, 상부면에 상기 몸체(110)의 제1내경부(111)에 외주부가 결합되는 환형 가이드 돌기(120a)가 돌출되어 있다. 이 경우, 상기 환형 가이드 돌기(120a)의 외주에는 상기 플런저 커버(120)의 4변에 대응하여 4개의 직선면이 구비되어 상기 몸체(110)의 제1내경부(111)와 결합이 이루어질 수 있다.
이하에 도 1 내지 도 6d를 참고하여 본 발명에 따른 플런저 구동장치(200)를 설명한다.
본 발명에 따른 플런저 구동장치(200)는 상기 몸체(110)의 제1내경부(111)에 형성되는 후단부 수용공간(118)에 수용되며 솔레노이드 구동부(230)에 의해 후단부에 영구자석 가동자(260)가 결합되어 있는 플런저(250)를 왕복 직선운동시킨다.
상기 플런저(250)는 중간부분이 몸체(110)의 제3내경부(113)에 설치된 슬리브 베어링(370)에 의해 상하방향으로 슬라이딩 가능하게 지지되며, 하단부는 지지축(270)에 슬라이딩 가능하게 지지되어 있다.
이를 위해 상기 플런저(250)의 하단부에는 내부에 가이드홈(250a)이 길게 형성되어 있고, 상기 플런저 커버(120)의 중앙부에는 상기 가이드홈(250a)에 슬라이딩 결합되는 지지축(270)이 연장 형성되어 있다.
일반적으로 축계 힘들림 방지를 위해 축 또는 플런저를 지지할 때 베어링을 2개를 사용하거나 긴 슬리브 베어링을 사용하고 있다.
그러나, 본 발명에서는 왕복 직선운동하는 플런저(Plunger)(250)를 지지하기 위한 구조로서 슬리브 베어링(370)을 짧게 사용하고 하단에 2중 축(Shaft) 구조를 이용하여 플런저(축)(250)의 힘들림 방지 구조를 채용함에 의해 하우징(100)의 전체 높이를 줄일 수 있다.
상기 솔레노이드 구동부(230)는 외주부가 대략 사각 형상으로 이루어지며 원통부(211)로부터 돌출된 제1 내지 제4 코일가이드(212-215)에 의해 형성되는 3개의 제1 내지 제3 채널(CH1-CH3)에 제1 내지 제3 솔레노이드 코일(221-223)이 권선되고 상기 제2 및 제3 코일가이드(213,214)의 사각형의 4변에 각각 백요크(231-234,241-244,251-254)의 일단이 삽입되는 2쌍의 슬로트(SL1-SL4)가 구비된 보빈(210), 상기 보빈(210)의 제1 내지 제3 채널(CH1-CH3)에 권선되는 제1 내지 제3 솔레노이드 코일(221-223) 및 상기 제2 및 제3 코일가이드(213,214)의 4변에 구비된 2쌍의 슬로트(SL1-SL4)에 일단이 결합되어 상기 제1 내지 제3 솔레노이드 코일(221-223)의 통전에 의해 형성되는 자기력선을 모아주는 역할을 하는 복수의 백요크(231-234,241-244,251-254)를 포함하고 있다.
상기 보빈(210)은 중앙부에 위치하며 관통구멍(211a)을 갖는 원통부(211) 및 상기 원통부(211)의 외주부에 간격을 두고 상기 제1 내지 제3 솔레노이드 코일(221-223)이 권선되는 제1 내지 제3 채널(CH1-CH3)을 형성하는 제1 내지 제4 코일가이드(212-215)를 포함하고 있다.
상기 보빈(210)은 상기 제1코일가이드(212)의 상부면의 4모서리에 상기 솔레노이드 구동부(230)를 상기 몸체(110)의 후단부 수용공간(118)에 조립할 때 사용되는 4개의 고정돌기(219a-219d)가 돌출 형성되어 있으며, 상기 제4코일가이드(215)의 하부면의 4모서리에 플런저 커버(120)를 상기 몸체(110)에 고정시키기 위한 고정볼트(150)의 체결에 이용되는 4개의 고정돌기(216a-216d)가 돌출 형성되어 있다.
상기 제1 내지 제4 코일가이드(212-215)에 의해 형성되는 제1 내지 제3 채널(CH1-CH3)에는 제1 내지 제3 솔레노이드 코일(221-223)이 권선되어 있으며, 외주부가 사각 형상으로 이루어져 있다.
상기 제1 내지 제4 코일가이드(212-215) 중 상기 제2 및 제3 코일가이드(213,214)의 사각형의 4변에는 각각 백요크(231-234,241-244,251-254)의 일단이 삽입되는 2쌍의 슬로트(SL1-SL4)가 구비되어 있으며, 2쌍의 슬로트(SL1-SL4)에는 제1 내지 제12 백요크(231-234,241-244,251-254)의 일단부가 삽입되어 있다.
이 경우, 상기 제2 및 제3 코일가이드(213,214)의 사각형의 4변에는 각각 2쌍의 슬로트(Slot)(SL1SL2;SL3,SL4)를 형성하도록 각 쌍의 슬로트(SL1SL2;SL3,SL4) 사이에 슬로트 구획부(217)가 배치되거나, 상기 슬로트 구획부(217)를 삭제하고 하나의 슬로트에 상하로 인접하는 백요크의 2개의 일단부가 함께 삽입 고정되는 것도 가능하다.
상기 제1 내지 제12 백요크(231-234,241-244,251-254)는 각각 자기회로 역할을 수행하도록 예를 들어, 전자강판으로 이루어지며 2단 절곡되어 'ㄷ'자 형상으로 이루어져 있다.
상기 제1 내지 제4 백요크(231-234)는 각각 제1솔레노이드 코일(221)을 둘러싸도록 상기 제1코일가이드(212)의 상부면과 4개의 제1슬로트(SL1)에 양단부가 결합되고, 상기 제5 내지 제8 백요크(241-244)는 각각 제2솔레노이드 코일(222)을 둘러싸도록 4개의 제1슬로트(SL1)와 제2슬로트(SL2)에 양단부가 결합되며, 상기 제9 내지 제12 백요크(251-254)는 각각 제3솔레노이드 코일(223)을 둘러싸도록 4개의 제3슬로트(SL1)와 상기 제4코일가이드(215)의 하부면에 양단부가 결합되어 있다.
이하에 본 발명에 따른 에어 펌프(1000)의 동작을 설명한다.
본 발명에 따른 에어 펌프(1000)는 플런저 구동장치(200)의 솔레노이드 구동부(230)에 제1 내지 제3 솔레노이드 코일(221-223)이 보빈(210)의 제1 내지 제3 채널(CH1-CH3)에 권선되어 있으며, 상기 제1 내지 제3 솔레노이드 코일(221-223)을 선택적으로 구동(활성화)시킴에 따라 플런저(250)를 도 4a 내지 도 4c에 도시된 공기배출모드의 제1단(상사점), 공기흡입모드의 제2단(중간단) 및 공기배기모드의 제3단(하사점)으로 왕복 구동할 수 있다.
먼저, 제3단(하사점)에 위치한 상기 플런저(250)를 도 4a에 도시된 공기배출모드의 제1단(상사점)으로 이동시킬 때, 상기 제1 내지 제3 솔레노이드 코일(221-223)의 선택적인 구동(활성화)에 의해 제1 내지 제3 솔레노이드를 하기 표 1과 같이 설정한다.
하단 중단 상단
SOL1 S S S
SOL2 S - -
SOL3 N - -
본 발명에 따른 플런저 구동장치(200)에서 플런저(250)의 하측에 구비된 영구자석 가동자(260)는 상기 솔레노이드 구동부(230)의 상기 제1 내지 제3 솔레노이드 코일(221-223)에 의해 형성되는 제1 내지 제3 솔레노이드(SOL1-SOL3) 내에서 상하방향으로 이동 가능한 가동자로서 역할을 하며, 상측에 N극 자극이 착자되고 하측에 S극 자극이 착자되어 있다.상기 솔레노이드 구동부(230)는 상기 제1 내지 제3 솔레노이드 코일(221-223)에 의해 형성되는 제1 내지 제3 솔레노이드(SOL1-SOL3)를 구비하고 있으며, 상기 제1 내지 제3 솔레노이드(SOL1-SOL3)는 상기 제1 내지 제3 솔레노이드 코일(221-223)에 흐르는 전류의 양을 조절함에 의해 전자석으로 사용할 수 있다.
상기 제1 내지 제3 솔레노이드(SOL1-SOL3)는 전기에너지를 자기에너지로 변환하므로 에너지 변환장치라고도 할 수 있다. 상기 제1 내지 제3 솔레노이드(SOL1-SOL3)는 내부 자기장의 크기는 전류의 크기에 비례하고 단위길이당 권선 수에 비례한다. 이 경우, 상기 제1 내지 제3 솔레노이드 코일(221-223)에 전류가 흐르면 그 주변에 앙페르의 오른나사 법칙에 따라 시계반대방향으로 자기장이 형성되고 있다.
상기 플런저 구동장치(200)의 플런저(250)가 제3단(하사점)에 위치해 있는 경우, 상기 표 1과 같이 상기 제1 내지 제3 솔레노이드(SOL1-SOL3)가 각각 S극, S극, N극이 설정되도록 상기 제1 내지 제3 솔레노이드 코일(221-223)에 전류를 인가한다.
상기 표 1과 같이 제1 내지 제3 솔레노이드 코일(221-223)에 전류가 인가되면, 각각 S극, S극으로 설정된 제1 및 제2 솔레노이드(SOL1,SOL2)는 상기 플런저(250)의 영구자석 가동자(260)를 상방향으로 끌어당기는 작용이 이루어지고, N극으로 설정된 제3솔레노이드(SOL3)는 영구자석 가동자(260)를 상방향으로 밀어올리는 작용이 이루어지게 된다.
그 결과, 상기 영구자석 가동자(260)와 플런저(250)는 상방향으로 이동하여 도 4b에 도시된 중단에 도달하게 된다.
상기 영구자석 가동자(260)와 플런저(250)가 중단에 도달하게 될 때, 상기 제1 내지 제3 솔레노이드(SOL1-SOL3) 중 제1솔레노이드(SOL1)만 S극으로 설정되고 제2 및 제3 솔레노이드(SOL2,SOL3)는 전류 공급을 중지한다. 이 경우, 제2솔레노이드(SOL2)는 N극으로 설정되는 것이 더욱 바람직할 수 있다.
그 결과, 상기 영구자석 가동자(260)와 플런저(250)는 S극으로 설정된 제1솔레노이드(SOL1)의 흡인력에 의해 상방향으로 이동하여 도 4a에 도시된 상단에 도달하게 된다.
상기 영구자석 가동자(260)와 플런저(250)가 도 4a에 도시된 상단에 도달하여 유지되어야 하는 경우는 제1솔레노이드(SOL1)만 S극으로 설정되고 제2 및 제3 솔레노이드(SOL2,SOL3)는 전류 공급을 중지한 상태를 유지한다.
상기와 같이, 상기 플런저(250)와 펌핑 피스톤(300)이 도 4a에 도시된 공기배출모드의 제1단(상사점)으로 이동한 경우, 제1역류방지밸브(400)는 개방되고, 제2역류방지밸브(400a)는 폐쇄된 상태로 설정되면서 상기 전단부 수용공간(119b)에 위치한 가압 공기는 제1역류방지밸브(400)와 공기토출구(136)를 통과하여 에어셀로 공급이 이루어진다.
그 후, 상단에 위치한 상기 플런저(250)와 펌핑 피스톤(300)을 도 4b에 도시된 공기흡입모드의 제2단(중간단)으로 하강시키는 경우, 상기 제1 내지 제3 솔레노이드 코일(221-223)의 선택적인 구동에 의해 제1 내지 제3 솔레노이드를 하기 표 2과 같이 설정한다.
상단 중단
SOL1 N -
SOL2 S S
SOL3 S -
상기 플런저(250)와 펌핑 피스톤(300)이 상단에 위치한 경우에 상기 제1 내지 제3 솔레노이드 코일(221-223)에 전류가 인가되어 상기 표 2와 같이 제1 내지 제3 솔레노이드가 N극, S극, S극으로 설정하면, N극으로 설정된 제1솔레노이드(SOL1)는 영구자석 가동자(260)를 하방향으로 밀어내리며, 각각 S극, S극으로 설정된 제2 및 제3 솔레노이드(SOL2,SOL3)는 상기 플런저(250)의 영구자석 가동자(260)를 하방향으로 끌어당기는 작용이 이루어지게 된다.그 결과, 상기 영구자석 가동자(260)와 플런저(250) 및 펌핑 피스톤(300)이 하방향으로 이동하여 도 4b에 도시된 중단에 도달하게 된다.
상기와 같이, 상기 영구자석 가동자(260)와 플런저(250) 및 펌핑 피스톤(300)이 중단으로 하강할 때,상기 전단부 수용공간(119b)은 부압(진공) 상태로 설정됨에 따라 상기 제1역류방지밸브(400)의 밸브는 폐쇄되고, 상기 전단부 수용공간(119a)은 수축(압축) 상태로 변하면서 상기 전단부 수용공간(119b)와 전단부 수용공간(119a) 사이의 압력차가 발생하여 상기 제2역류방지밸브(400a)의 밸브는 개방된다.
이에 따라 제2내부유로(330)가 개방되면서 하우징(100)의 외부로부터 흡입유로(310), 제1 및 제2 내부유로(320,330)를 통하여 상기 전단부 수용공간(119b)으로 외부 공기의 흡입이 이루어진다.
그 후, 상단에 위치한 상기 플런저(250)와 펌핑 피스톤(300)을 도 4c에 도시된 공기배기모드의 제3단(하사점)으로 하강시키는 경우, 상기 제1 내지 제3 솔레노이드 코일(221-223)의 선택적인 구동에 의해 제1 내지 제3 솔레노이드를 하기 표 3과 같이 설정한다.
상단 중단 하단
SOL1 N - -
SOL2 N - -
SOL3 S S S
상기 플런저(250)와 펌핑 피스톤(300)이 상단에 위치한 경우에 상기 제1 내지 제3 솔레노이드 코일(221-223)에 전류가 인가되어 상기 표 3과 같이 제1 내지 제3 솔레노이드가 N극, N극, S극으로 설정하면, 각각 N극, N극으로 설정된 제1 및 제2 솔레노이드(SOL1,SOL2)는 영구자석 가동자(260)를 하방향으로 밀어내리며, S극으로 설정된 제3솔레노이드(SOL3)는 상기 플런저(250)의 영구자석 가동자(260)를 하방향으로 끌어당기는 작용이 이루어지게 된다.그 결과, 상기 영구자석 가동자(260)와 플런저(250) 및 펌핑 피스톤(300)이 하방향으로 이동하여 도 4b에 도시된 중단에 도달하게 된다.
그 후, 상기 영구자석 가동자(260)와 플런저(250) 및 펌핑 피스톤(300)이 중단에 도달하게 될 때, 상기 제1 내지 제3 솔레노이드(SOL1-SOL3) 중 제3솔레노이드(SOL3)만 S극으로 설정되도록 제3솔레노이드 코일(223)에 전류가 인가하고 제1 및 제2 솔레노이드 코일(222,223)에는 전류 공급을 중지한다. 이 경우, 상기 제2솔레노이드(SOL2)는 N극으로 설정되도록 구동될 수 있다.
그 결과, 상기 영구자석 가동자(260)와 플런저(250)는 S극으로 설정된 제3솔레노이드(SOL3)의 흡인력에 의해 하방향으로 이동하여 도 4c에 도시된 하단에 도달하게 된다.
상기와 같이, 제3솔레노이드(SOL3)의 흡인력에 의해 상기 영구자석 가동자(260)와 플런저(250) 및 펌핑 피스톤(300)이 하단으로 하강할 때, 상기 펌프 커버(130)의 상부에 외부로부터 전단부 수용공간(119b) 내부로 연통하는 배기 유로(340)는 상기 피스톤 확장부(303)에 의한 폐쇄된 상태에서 개방된 상태로 전환된다.
이 경우, 공기주머니(에어셀)에 충진된 에어는 상기 제1 및 제2 배기 유로(360,350)와 배기 챔버(138)를 통하여 전단부 수용공간(119b)으로 배출된 후, 펌프 커버(130)에 구비된 배기 유로(340)를 통하여 외부로 배출이 이루어질 수 있다.
상기와 같이 공기배기모드일 때, 상기 공기주머니(에어셀)에 충진된 에어는 에어 펌프(1000)의 전단부 수용공간(119b) 및 외부 대기보다 고압 상태에 있으므로, 공기배기모드가 설정되면 에어셀로부터 제1 및 제2 배기 유로(360,350)와 배기 챔버(138), 전단부 수용공간(119b) 및 배기 유로(340)를 통과하는 배기경로를 따라 외부로 배기가 이루어질 수 있다.
본 발명에서는 제1 내지 제3 솔레노이드 코일(221-223)을 선택적으로 구동하는 3단 구조의 솔레노이드 구동부(230)를 이용하여 플런저(250)의 왕복 직선운동을 공기배출모드의 제1단(상사점) 및 공기흡입모드의 제2단(중간단) 뿐 아니라 공기배기모드의 제3단(하사점)으로 구동할 수 있어 공기주머니(에어셀)에 충진된 에어의 배기가 이루어질 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 에어 펌프(1000)는 솔레노이드 구동부(230)에 의해 구동되어 왕복 직선운동하는 플런저(250)를 이용하여 하나의 대형 펌핑 피스톤(300)을 구동함에 의해 부품수가 적고 유로 구조가 단순하여 조립 생산성이 높고 구동 효율이 높아 분당 에어 펌핑량(LPM)(L/min)이 우수한 에르고 모션 시트용 에어 펌프(Air Pump)를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 왕복 직선운동하는 플런저(250)에 의해 하나의 대형 펌핑 피스톤(300)을 구동함에 의해 에어 펌프(Air Pump)를 이용하여 에르고 모션 시트를 구성하는 차량의 진동과 소음을 최소화할 수 있다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
본 발명에 따른 에르고 모션 시트용 에어 펌프(Air Pump)에 적용되어 공기주머니(에어셀)에 에어를 공급하거나 배출하는 방법으로 공기주머니(에어셀)의 공기량을 제어하여 탑승자의 자세를 조절할 수 있다.

Claims (15)

  1. 플런저;
    상기 플런저의 후단부에 결합되어 있으며, 상측이 N극 자극으로 착자되고 하측이 S극 자극으로 착자되어 있는 영구자석 가동자; 및
    에어 펌프 하우징의 후단부 수용공간에 수용되며 중공형 보빈의 제1 내지 제3 채널에 각각 권선된 제1 내지 제3 솔레노이드 코일을 구비하고 상기 영구자석 가동자와 플런저를 상기 중공형 보빈 내부에서 왕복 직선운동시키는 솔레노이드 구동부;를 포함하며,
    상기 제1 내지 제3 솔레노이드 코일의 선택적인 구동에 따라 상기 플런저를 공기배출모드의 상단, 공기흡입모드의 중단 및 공기배기모드의 하단 중 하나로 구동하는 에어 펌프용 플런저 구동장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 솔레노이드 구동부는 상기 플런저를 공기배출모드의 상단으로 이동시킬 때, 상기 제1 내지 제3 솔레노이드 코일의 선택적인 활성화에 따라 형성되는 제1 내지 제3 솔레노이드를 각각 S극, S극, N극으로 설정하고,
    상기 플런저를 공기흡입모드의 중단으로 이동시킬 때, 상기 제1 내지 제3 솔레노이드 코일의 선택적인 활성화에 따라 형성되는 제1 내지 제3 솔레노이드를 각각 N극, S극, S극으로 설정하며,
    상기 플런저를 공기배기모드의 하단으로 이동시킬 때, 상기 제1 내지 제3 솔레노이드 코일의 선택적인 활성화에 따라 형성되는 제1 내지 제3 솔레노이드를 각각 N극, N극, S극으로 설정하는 에어 펌프용 플런저 구동장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 솔레노이드 구동부는
    원통부의 외측에 환형의 제1 내지 제3 채널을 형성하도록 외주부에 간격을 두고 사각 형상으로 이루어진 제1 내지 제4 코일가이드가 돌출 형성된 중공형 보빈;
    상기 보빈의 상기 제1 내지 제3 채널에 각각 권선되며 활성화에 따라 제1 내지 제3 솔레노이드를 형성하는 제1 내지 제3 솔레노이드 코일; 및
    상기 보빈의 4변에 결합되어 상기 제1 내지 제3 솔레노이드 코일의 통전에 의해 형성되는 자기력선을 모아주는 역할을 하는 제1 내지 제12 백요크;를 포함하는 에어 펌프용 플런저 구동장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 내지 제12 백요크는 각각 자기회로 역할을 수행하도록 전자강판을 2단 절곡하여 형성된 'ㄷ'자 형상으로 이루어지며,
    상기 제2 및 제3 코일가이드는 각각 사각형의 4변에 상기 백요크의 일단이 삽입되는 2쌍의 제1 내지 제4 슬로트가 구비되고,
    상기 제1 내지 제4 백요크 각각의 선단부는 상기 제1솔레노이드 코일을 둘러싸도록 상기 제1코일가이드의 4변과 제2코일가이드의 4변에 형성된 제1슬로트에 결합되고,
    상기 제5 내지 제8 백요크 각각의 선단부는 상기 제2솔레노이드 코일을 둘러싸도록 상기 제2 및 제3 코일가이드에 구비된 1쌍의 제2 및 제3 슬로트에 결합되며,
    상기 제9 내지 제12 백요크 각각의 선단부는 상기 제3솔레노이드 코일을 둘러싸도록 상기 제3 코일가이드에 구비된 제4슬로트와 제4코일가이드의 4변에 결합되는 에어 펌프용 플런저 구동장치.
  5. 내부에 후단부 수용공간과 전단부 수용공간을 갖는 몸체, 상기 몸체의 후단부에 결합되어 상기 후단부 수용공간을 정의하는 플런저 커버 및 상기 몸체의 선단부에 결합되어 상기 전단부 수용공간을 정의하며 중앙부에 상기 전단부 수용공간으로부터 외부로 압축된 공기를 배출하는 공기토출구가 연결된 펌프 커버를 구비하는 하우징;
    상기 후단부 수용공간에 수용되며 솔레노이드 구동부에 의해 플런저를 왕복 직선운동시키는 플런저 구동장치;
    상기 전단부 수용공간에 수용되며 중앙부가 상기 플런저의 선단부에 연결되어 상기 플런저의 왕복 직선운동에 따라 승강 및 하강이 이루어지며 외부로부터 공기를 흡입한 후 압축된 공기를 상기 전단부 수용공간으로 제공하는 펌핑 피스톤;
    상기 펌프 커버의 상기 전단부 수용공간과 공기토출구 사이에 구비된 밸브수용홈에 배치되어 상기 펌핑 피스톤의 상승에 따라 제1밸브가 개방되어 압축된 공기를 상기 공기토출구를 통하여 외부로 토출하고 상기 펌핑 피스톤의 하강에 따라 상기 제1밸브를 폐쇄하는 제1역류방지밸브; 및
    상기 플런저의 선단부에 설치되어 상기 펌핑 피스톤의 상승시에 상기 전단부 수용공간에 수용된 공기를 전방으로 가압하도록 제2밸브를 폐쇄하고, 상기 펌핑 피스톤의 하강시에 상기 펌핑 피스톤의 후방에 위치한 상기 전단부 수용공간의 공기가 상기 제2밸브를 통하여 상기 펌핑 피스톤의 전방에 위치한 상기 전단부 수용공간으로 이동하도록 상기 제2밸브를 개방하는 제2역류방지밸브;를 포함하는 에르고 모션 시트용 에어 펌프.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 하우징의 외부로부터 상기 전단부 수용공간 사이를 연통하도록 상기 몸체에 형성된 흡입 유로; 및
    상기 전단부 수용공간으로부터 상기 플런저의 측면과 상기 플런저의 내부를 통하여 상기 제2역류방지밸브의 제2밸브로 연통하는 내부유로;를 더 포함하며,
    상기 플런저와 펌핑 피스톤이 중단에 배치될 때, 상기 제2역류방지밸브의 상기 제2밸브는 개방되고, 상기 흡입 유로, 상기 전단부 수용공간 및 상기 내부유로를 통하여 상기 하우징의 외부로부터 외부 공기가 상기 펌핑 피스톤의 전방에 위치한 상기 전단부 수용공간으로 흡입되는 에르고 모션 시트용 에어 펌프.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 펌프 커버의 외부로부터 상기 전단부 수용공간 사이를 연통하도록 상기 펌프 커버에 형성된 배기 유로; 및
    상기 펌프 커버의 상부에 형성되며 일측이 상기 밸브수용홈과 연통하는 제1배기 유로를 통하여 상기 에르고 모션 시트에 설치된 공기주머니와 연결되고, 타측이 제2배기 유로를 통하여 상기 전단부 수용공간과 연통하는 배기 챔버를 내부에 구비하는 배기챔버 형성부를 더 포함하며,
    상기 플런저와 펌핑 피스톤이 공기배기모드의 하단에 배치될 때, 상기 공기주머니에 충진된 공기는 상기 제1배기 유로, 배기 챔버, 제2배기 유로, 전단부 수용공간 및 배기 유로를 통과하는 배기경로를 따라 상기 하우징의 외부로 배기가 이루어지는 에르고 모션 시트용 에어 펌프.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 펌핑 피스톤은
    상기 플런저의 상단 외주부에 고정된 내경부;
    상기 내경부부로부터 직각으로 절곡되어 연장된 직각 연장부;
    상기 직각 연장부로부터 직경이 증가하면서 확장된 피스톤 확장부; 및
    상기 피스톤 확장부로부터 연장되며 상기 몸체와 상기 펌프 커버 사이의 접합부에 의해 고정되는 플랜지;를 포함하며,
    상기 플런저와 펌핑 피스톤이 상단 및 중단에 배치될 때, 상기 펌핑 피스톤의 피스톤 확장부는 상기 배기 유로를 폐쇄하고,
    상기 플런저와 펌핑 피스톤이 공기배기모드의 하단에 배치될 때, 상기 펌핑 피스톤의 피스톤 확장부는 상기 배기 유로를 개방하는 에르고 모션 시트용 에어 펌프.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 제1역류방지밸브는
    원판의 하부면 중앙에 구형상의 볼이 돌출된 밸브탑; 및
    상기 밸브탑을 지지하는 지지체;를 포함하며,
    상기 지지체는
    상기 밸브탑의 구형상의 볼이 관통구멍을 통과하여 결합되는 내륜; 및
    상기 내륜의 외측에 가요성을 갖는 한쌍의 브릿지를 통하여 상기 내륜을 지지하는 외륜;을 포함하는 에르고 모션 시트용 에어 펌프.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 제2역류방지밸브는 상기 펌핑 피스톤과 일체형으로 이루어진 에르고 모션 시트용 에어 펌프.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2역류방지밸브는 상기 펌핑 피스톤의 내경부에 플런저의 선단부를 커버하도록 일체로 형성되며, 상기 플런저의 선단부와 연통하는 내부유로를 커버링하는 밸브판을 포함하는 에르고 모션 시트용 에어 펌프.
  12. 제5항에 있어서,
    상기 펌핑 피스톤이 상단에 위치할 때 상기 제1밸브와 제2밸브는 모두 폐쇄되고,
    상기 펌핑 피스톤이 중단에 위치할 때 상기 제1밸브는 폐쇄되고 상기 제2밸브는 개방되며,
    상기 펌핑 피스톤이 하단에 위치할 때 상기 제1밸브와 제2밸브는 모두 폐쇄되는 에르고 모션 시트용 에어 펌프.
  13. 제5항에 있어서,
    상기 플런저 구동장치는
    플런저;
    상기 플런저의 후단부에 결합되어 있으며, 상측이 N극 자극으로 착자되고 하측이 S극 자극으로 착자되어 있는 영구자석 가동자; 및
    상기 후단부 수용공간에 수용되며 중공형 보빈의 제1 내지 제3 채널에 각각 권선된 제1 내지 제3 솔레노이드 코일을 구비하고 상기 영구자석 가동자와 플런저를 상기 중공형 보빈 내부에서 왕복 직선운동시키는 솔레노이드 구동부;를 포함하며,
    상기 제1 내지 제3 솔레노이드 코일의 선택적인 구동에 따라 상기 플런저를 공기배출모드의 상단, 공기흡입모드의 중단 및 공기배기모드의 하단 중 하나로 구동하는 에르고 모션 시트용 에어 펌프.
  14. 내부에 후단부 수용공간과 전단부 수용공간을 구비하고 선단부에 에르고 모션 시트에 설치된 공기주머니로 압축된 공기를 배출하는 공기토출구가 연결된 하우징;
    상기 하우징의 후단부 수용공간에 수용되며 솔레노이드 구동부에 의해 플런저를 왕복 직선운동시키는 플런저 구동장치;
    상기 하우징의 전단부 수용공간에 수용되며 상기 플런저의 선단부에 연결되어 왕복 직선운동하여 외부로부터 공기를 흡인한 후 압축된 공기를 제공하는 펌핑 피스톤;
    상기 펌핑 피스톤에 의해 공급되는 압축된 공기를 상기 공기토출구를 통하여 공기주머니로 토출하는 제1역류방지밸브; 및
    상기 플런저의 선단부에 설치되어 상기 플런저와 펌핑 피스톤의 하강시에 개방되고, 상기 플런저와 펌핑 피스톤의 상승시에 닫히는 제2역류방지밸브;를 포함하며,
    상기 플런저 구동장치는 제1 내지 제3 솔레노이드 코일을 이용한 솔레노이드 구동부에 의해 영구자석 가동자가 설치된 상기 플런저를 공기배출모드의 상단, 공기흡입모드의 중단 및 공기배기모드의 하단 중 하나로 구동하는 에르고 모션 시트용 에어 펌프.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 펌핑 피스톤이 상단에 위치할 때 상기 제1밸브와 제2밸브는 모두 폐쇄되고,
    상기 펌핑 피스톤이 중단에 위치할 때 상기 제1밸브는 폐쇄되고 상기 제2밸브는 개방되며,
    상기 펌핑 피스톤이 하단에 위치할 때 상기 제1밸브와 제2밸브는 모두 폐쇄되는 에르고 모션 시트용 에어 펌프.
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