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KR101684123B1 - 폴딩 시트 액츄에이터 - Google Patents

폴딩 시트 액츄에이터 Download PDF

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KR101684123B1
KR101684123B1 KR1020150078061A KR20150078061A KR101684123B1 KR 101684123 B1 KR101684123 B1 KR 101684123B1 KR 1020150078061 A KR1020150078061 A KR 1020150078061A KR 20150078061 A KR20150078061 A KR 20150078061A KR 101684123 B1 KR101684123 B1 KR 101684123B1
Authority
KR
South Korea
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gear
reduction gear
coil ring
ring gear
elastic body
Prior art date
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Application number
KR1020150078061A
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English (en)
Inventor
김영동
김상호
이상수
김연수
장명수
주영식
양흥석
강영구
김영배
Original Assignee
현대자동차주식회사
대동모벨시스템 주식회사
애디언트코리아 주식회사
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Publication date
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Priority to JP2015188698A priority patent/JP6616638B2/ja
Priority to US14/946,439 priority patent/US10259344B2/en
Priority to DE102015120303.0A priority patent/DE102015120303B4/de
Priority to CN201510919328.8A priority patent/CN106218460B/zh
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Abstract

시트백 또는 시트쿠션에 결합된 와이어;와이어와 연결되고 회전시 와이어를 감아 시트를 폴딩시키는 코일링 기어; 코일링 기어와 연동되어 코일링 기어를 회전시키는 감속 기어; 감속 기어에 회전력을 제공하는 동력원; 및 감속 기어가 동력원에 의해 회전된 후 설정된 위치로 복원되도록 감속 기어에 회전력을 제공하는 탄성체;를 포함하는 폴딩 시트 액츄에이터가 소개된다.

Description

폴딩 시트 액츄에이터{FOLDING SEAT ACTUATOR}
본 발명은 폴딩 시트 액츄에이터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동 시트 폴딩 시스템을 구현할 수 있도록 하는 폴딩 시트 액츄에이터에 관한 것이다.
종래의 차량용 시트, 특히 다인승 차량에 있어서 후석 시트의 경우 사용 용도에 따라 차량 내부 공간을 확보 할 수 있도록 시트의 폴딩이 가능하도록 설계되어 있다. 이러한 종래의 시트는 시트백의 언폴딩 상태에서 시트백에 설치된 록킹레버를 조작하여 록킹을 해제시킴으로써 폴딩이 가능한 구조로 이루어져 있어왔다.
하지만, 소비자의 요구가 더 안락하고 편안한 시트백의 조작에 집중되면서 최근 차량의 시트백을 전동식으로 조작할 수 있는 전자식 리모트 폴딩 시스템이 사용되고 있다. 이에 관하여 종래 JP2008-285114A의 시트백 액추에이터는 모터의 회전 속도를 감속시키는 3개 이상의 기어들과 최후 기어에 설치된 와이어 및 와이어를 원복시키는 탄성 스프링을 포함하여 모터를 이용한 전자식 리모트 폴딩 시스템을 구현하고 있다.
그러나 이러한 종래의 기술에 의하더라도 3개 이상의 기어를 사용함에 따른 액추에이터의 비대화 문제를 해결할 수 없었고, 와이어를 원복시키기 위해 기어를 회전시킴에 있어서 3개 이상 서로 치합된 감속 기어를 역으로 회전시키기 위해서는 상당한 탄성 복원력을 필요로 하는 바 탄성 스프링의 길이가 길어질 수 밖에 없었고 강성이 강한 탄성체를 사용하여야 하기 때문에 비용과 무게가 증가할 수 밖에 없는 문제점이 있어왔던 것이다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에대한이해증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
(특허문헌1)JP2008-285114A
본발명은이러한문제점을해결하기위하여제안된것으로, 탄성체에 요구되는 하중을 감소시키고 액추에이터의 크기를 축소시킬 수 있는 폴딩 시트 액츄에이터를제공하는데그목적이있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 폴딩 시트 액츄에이터는 시트백 또는 시트쿠션에 결합된 와이어; 와이어와 연결되고 회전시 와이어를 감아 시트를 폴딩시키는 코일링 기어; 코일링 기어와 연동되어 코일링 기어를 회전시키는 감속 기어; 감속 기어에 회전력을 제공하는 동력원; 및 감속 기어가 동력원에 의해 회전된 후 설정된 위치로 복원되도록 감속 기어에 회전력을 제공하는 탄성체;를 포함한다.
감속 기어의 외주부를 따라 외측 기어치가 형성되어 동력원과 치합되고, 감속 기어의 중앙부에는 코일링 기어의 외주부와 치합되는 내측 기어가 돌출 형성될 수 있다.
감속 기어의 일면에는 탄성체가 삽입될 수 있도록 일면홈이 형성되고, 탄성체의 양단부는 각각 감속 기어 및 감속 기어의 회전을 지지하는 하우징에 결합되며, 동력원에 의한 감속 기어의 정회전시 압축되고 복원시 감속 기어를 역회전 시킬 수 있다.
감속 기어의 일면에는 탄성체가 결합되고, 타면에는 내측 기어가 삽입될 수 있도록 타면홈이 형성되며, 내측 기어는 단부가 타면홈에 삽입 고정되어 감속 기어와 일체로 회전할 수 있다.
내측 기어의 단부에는 다수개의 플랜지가 방사형으로 돌출 형성되며, 타면홈에는 상기 플랜지가 삽입 고정될 수 있다.
감속 기어와 코일링 기어의 회전을 지지하는 하우징이 더 마련되고, 코일링 기어와 하우징에는 코일링 기어의 회전을 제한하도록 서로 접하는 스토퍼가 더 마련될 수 있다.
탄성체는 스파이럴 스프링일 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 폴딩 시트 액츄에이터에 따르면, 탄성체의 요구 하중을 감소시킬 수 있어 탄성체의 소형화 및 액츄에이터의 컴팩트화를 구성할 수 있다.
또한, 사용되는 기어의 수량 감소를 통해 생산가격 저하 및 액츄에이터의 컴팩트화를 달성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴딩 시트 액츄에이터의 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴딩 시트 액츄에이터의 하우징을 도시한 도면.
도 3은 감속 기어와 내측 기어의 조립도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴딩 시트 액츄에이터의 코일링 기어를 도시한 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 폴딩 시트 액츄에이터에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴딩 시트 액츄에이터의 구성도로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 폴딩 시트 액츄에이터는 시트백(미도시) 또는 시트쿠션(미도시)에 결합된 와이어(100); 와이어(100)와 연결되고 회전시 와이어(100)를 감아 시트를 폴딩시키는 코일링 기어(200); 코일링 기어(200)와 연동되어 코일링 기어(200)를 회전시키는 감속 기어(300); 감속 기어(300)에 회전력을 제공하는 동력원(400); 및 감속 기어(300)가 동력원(400)에 의해 회전된 후 설정된 위치로 복원되도록 감속 기어(300)에 회전력을 제공하는 탄성체(500);를 포함한다.
구체적으로, 와이어(100)는 일단부가 시트백에 결합되고 타단부가 코일링 기어(200)에 결합되어 코일링 기어(200)의 회전시 와이어(100)가 시트백을 잡아당겨 시트백의 폴딩이 구현될 수 있다.
또한, 상기 코일링 기어(200), 감속 기어(300) 및 동력원(400)이 설치되는 하우징(600)이 더 마련되고, 하우징(600)은 시트쿠션 또는 차체에 직결 또는 별도의 연결 브라켓을 통해 지지되어 와이어(100)의 당김에 따른 시트백의 폴딩을 가능하게 할 수 있다. 물론, 설계자의 의도에 따라 와이어(100)의 일단부가 시트쿠션 또는 상기 연결 브라켓에 결합되고 하우징(600)이 시트백에 결합된 형태도 가능할 것이다. 시트백을 폴딩할 수 있는 다양한 설치예의 구성이 가능하다.
한편, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴딩 시트 액츄에이터의 하우징을 도시한 도면으로서, 하우징(600)에는 상기 감속 기어(300) 및 코일링 기어(200)가 각각 회전 가능하게 결합될 수 있도록 돌출된 제1돌기(610)와 제2돌기(620)가 마련될 수 있다. 상기 감속 기어(300)와 코일링 기어(200)의 중앙부에는 홀이 형성되어 각각 제1돌기(610) 또는 제2돌기(620)에 삽입 결합되며 각각 결합된 돌기에 대해 자유 회전함으로써 각각의 기어는 하우징(600)에 회전 지지될 수 있다. 설계자의 의도에 따라 제1돌기(610)와 제2돌기(620)의 외주부에는 베어링이 결합되어 결합되는 기어의 구름성을 향상시킬 수도 있다.
제1돌기(610)가 삽입되는 감속 기어(300)에 대해 더 구체적으로 설명하자면, 도 1에 도시된 바와 같이 감속 기어(300)의 외주부를 따라 외측 기어치(301)가 형성되어 동력원(400)과 치합될 수 있다. 동력원(400)은 모터가 될 수 있으며 바람직하게는 DC 모터를 사용하여 생산시의 비용을 절감할 수 있다.
모터의 회전축에는 웜기어(410)가 결합되고, 감속 기어(300)의 외측 기어치(301)로써 헬리컬 기어가 형성됨에 따라 기어와 기어가 치합될 때의 충격 및 소음 발생을 저감시킬 수 있고 1차적으로 동력원(400)과 감속 기어(300) 간의 감속이 이루어질 수 있다. 또한 감속 기어(300) 외에 추가적인 감속을 위해 별도의 기어를 더 설치하지 않아도 됨으로써 전체적인 크기를 감소시키고 비용을 절감시키며 기어 추가에 따른 소음 및 진동 발생을 억제할 수 있다.
한편, 감속 기어(300)의 일면에는 탄성체(500)가 삽입될 수 있도록 일면홈(302)이 형성되고, 탄성체(500)의 양단부는 각각 감속 기어(300) 및 감속 기어(300)의 회전을 지지하는 하우징(600), 바람직하게는 제1돌기(610)에 결합되며, 동력원(400)에 의한 감속 기어(300)의 정회전시 압축되고 복원시 감속 기어(300)를 역회전 시키도록 동력을 제공할 수 있다.
상기 탄성체(500)는 다양한 형태의 스프링 또는 탄성력을 제공할 수 있는 소재가 사용될 수 있으나, 바람직하게는 스파이럴 스프링 형태의 판 스프링이 사용될 수 있다. 스파이럴 스프링을 사용함에 따라 감속 기어(300)에 직접 탄성체(500)를 이식하여 종래와 같이 탄성체(500) 설치를 위해 하우징(600) 또는 하우징(600) 외부에 별도의 공간 또는 케이스를 형성할 필요가 없게 된다. 따라서 액츄에이터 전체의 크기를 컴팩트화 시킬 수 있게 된다.
또한, 동력원(400)의 동력 공급이 종료된 경우, 탄성체(500)가 직접 동력원(400)과 직결된 감속 기어(300)를 회전시켜 복원하도록 함에 따라 다수회의 감속이 이미 이루어진 코일링 기어(200)를 감속시키는 것에 비해 더 적은 힘을 가지고도 복원이 이루어질 수 있도록 할 수 있다.
종래와 같이 최종 기어에 탄성체를 설치하여 기어 위치의 복원을 수행하고자 하는 경우 감속과 반대의 동력 전달이 수행되는 것이므로 동력원에는 동력원의 정회전과 동등하거나 유사한 속도로 역회전이 이루어져야 하며, 이를 달성하기 위해서는 탄성체에 높은 탄성력이 요구되는 바 탄성체의 강성이 강해지고 길이가 길어질 수 밖에 없는 구조를 포함하게 되는 것이다.
따라서, 본 출원과 같이 탄성체(500)를 감속 기어(300)에 실장하고 직접 감속 기어(300)를 역회전 시키도록 함으로써 상기한 부담을 경감시킬 수 있고 탄성체(500)의 강성을 저감시키더라도 충분한 복원력을 제공할 수 있게 되는 것이다.
한편, 감속 기어(300)의 중앙부에는 코일링 기어(200)의 외주부와 치합되는 내측 기어(310)가 돌출 형성될 수 있다.
구체적으로 도 3은 감속 기어와 내측 기어의 조립도로서, 도 3의 좌측(a)에 도시된 바와 같이 감속 기어(300)의 타면에는 내측 기어(310)가 삽입될 수 있도록 타면홈(303)이 형성되며, 내측 기어(310)는 도 3의 우측(b)에 도시된 바와 같이 단부가 타면홈(303)에 삽입 고정되어 감속 기어(300)와 일체로 회전할 수 있다.
상기 내측 기어(310)는 감속 기어(300)에 일체로 결합되어 회전 가능 하지만 조립의 용이성 및 생산의 단순화를 위해 감속 기어(300)와는 별물로 생산된 뒤 조립됨이 바람직하다.
내측 기어(310)는 돌출된 기둥의 둘레부에 기어치가 형성된 형태가 됨이 바람직하며, 단부에는 다수개의 플랜지(311)가 방사형으로 돌출 형성되어 타면홈(303)에 삽입 및 접착, 볼팅, 용접 등의 다양한 방식을 사용하여 고정됨이 바람직하다. 다수개의 플랜지(311)는 각각 설계자의 의해 설정된 간격을 두고 배치될 수 있고, 각각의 플랜지(311)는 내측 기어(310)와 수직을 이루도록 형성될 수 있다.
내측 기어(310)의 중앙에는 내측 기어(310)의 길이를 따라 관통하는 관통홀이 형성될 수 있고, 관통홀은 감속 기어(300)의 중앙에 형성된 홀과 매칭되어 함께 제1돌기(610)와 결합됨이 바람직하다.
한편, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴딩 시트 액츄에이터의 코일링 기어를 도시한 도면으로써, 코일링 기어(200)의 외주부에는 내측 기어(310)와 치합되도록 기어치(210)가 형성될 수 있다. 코일링 기어(200)에 형성된 기어치(210)는 코일링 기어(200)의 외주부 전체를 감싸도록 형성될 수도 있으나 코일링 기어(200)가 제한된 회전 범위를 가지기 때문에 실제적으로 회전 가능한 범위에 해당되는 만큼의 기어치(210)만 부분적으로 형성할 수 있다. 기어치(210)의 형성 길이 등은 설계자의 의도에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
이에 더해, 코일링 기어(200)와 하우징(600)에는 코일링 기어(200)의 회전을 제한하도록 서로 접하는 스토퍼(230,630)가 더 마련될 수 있다. 상기 코일링 기어(200)의 일면에는 홈(220)이 형성되고 상기 홈(220)에 코일링 기어(200) 측 스토퍼(230)가 마련될 수 있으며 하우징(600) 측 스토퍼(630)는 홈(220)에 삽입된 상태에서 코일링 기어(200) 측 스토퍼(230)와 접할 수 있다.
상기 코일링 기어(200)의 기어치(210)와 유사하게 코일링 기어(200)가 갖는 제한된 회전 범위에 따라 상기 코일링 기어(200) 측 스토퍼(230)와 하우징(600) 측 스토퍼(630)의 접촉 시점이 설정될 수 있다. 스토퍼(230,630)의 형태는 다양하게 형성될 수 있지만, 바람직하게는 코일링 기어(200)에 1개, 도 2에 도시된 바와 같이 하우징(600)에는 코일링 기어(200)의 회전 범위에 따라 설정된 간격을 두고 배치된 한 쌍의 스토퍼(630)가 형성될 수 있다.
상기 스토퍼(230,630)가 구비됨에 따라 동력원(400)의 과도한 회전 및 이에 따른 와이어(100)의 과도한 감김을 방지하고, 각 기어 및 와이어(100)의 복원시에도 복원 지점을 지나 과도하게 회전하거나 풀리는 것을 방지할 수 있는 것이다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 폴딩 시트 액츄에이터에 따르면, 탄성체의 요구 하중을 감소시킬 수 있어 탄성체의 소형화 및 액츄에이터의 컴팩트화를 구성할 수 있다.
또한, 동력원과 감속 기어 간의 1차 감속 및 감속 기어와 코일링 기어간의 2차 감속을 통해 사용되는 기어의 수량 감소시킬 수 있고, 따라서 생산가격 저하 및 액츄에이터의 컴팩트화를 달성할 수 있다.
또한, 동력원과 기어 및 와이어의 작동 범위를 제한하는 스토퍼가 마련되어 상시 설정된 구간 내에서의 균일한 작동력을 보장할 수 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100 : 와이어 200 : 코일링 기어
230 : 코일링 기어 측 스토퍼 300 : 감속 기어
310 : 내측 기어 311 : 플랜지
400 : 동력원 500 : 탄성체
600 : 하우징 610 : 제1돌기
620 : 제2돌기 630 : 하우징 측 스토퍼

Claims (7)

  1. 시트백 또는 시트쿠션에 결합된 와이어;
    와이어와 연결되고 회전시 와이어를 감아 시트를 폴딩시키는 코일링 기어;
    코일링 기어와 연동되어 코일링 기어를 회전시키는 감속 기어;
    감속 기어에 회전력을 제공하는 동력원; 및
    감속 기어가 동력원에 의해 회전된 후 설정된 위치로 복원되도록 감속 기어에 구비되어 감속 기어에 회전력을 제공하는 탄성체;를 포함하는 폴딩 시트 액츄에이터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    감속 기어의 외주부를 따라 외측 기어치가 형성되어 동력원과 치합되고, 감속 기어의 중앙부에는 코일링 기어의 외주부와 치합되는 내측 기어가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 폴딩 시트 액츄에이터.
  3. 청구항 1에 있어서,
    감속 기어의 일면에는 탄성체가 삽입될 수 있도록 일면홈이 형성되고, 탄성체의 양단부는 각각 감속 기어 및 감속 기어의 회전을 지지하는 하우징에 결합되며, 동력원에 의한 감속 기어의 정회전시 압축되고 복원시 감속 기어를 역회전 시키는 것을 특징으로 하는 폴딩 시트 액츄에이터.
  4. 청구항 2에 있어서,
    감속 기어의 일면에는 탄성체가 결합되고, 타면에는 내측 기어가 삽입될 수 있도록 타면홈이 형성되며, 내측 기어는 단부가 타면홈에 삽입 고정되어 감속 기어와 일체로 회전하는 것을 특징으로 하는 폴딩 시트 액츄에이터.
  5. 청구항 4에 있어서,
    내측 기어의 단부에는 다수개의 플랜지가 방사형으로 돌출 형성되며, 타면홈에는 상기 플랜지가 삽입 고정된 것을 특징으로 하는 폴딩 시트 액츄에이터.
  6. 청구항 1에 있어서,
    감속 기어와 코일링 기어의 회전을 지지하는 하우징이 더 마련되고, 코일링 기어와 하우징에는 코일링 기어의 회전을 제한하도록 서로 접하는 스토퍼가 더 마련된 것을 특징으로 하는 폴딩 시트 액츄에이터.
  7. 청구항 1에 있어서,
    탄성체는 스파이럴 스프링인 것을 특징으로 하는 폴딩 시트 액츄에이터.
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