KR101847401B1 - 자동차 시트 슬라이드용 기어박스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웜샤프트와 웜휠너트가 개별적인 하우징 제작 없이 설치되도록 하고, 충돌시 시트의 밀림을 방지함으로써 시트의 이동이 이루어지도록 하는 자동차 시트 슬라이드용 기어박스에 관한 것으로, 시트를 구비한 상부레일에 결합되며, 길이방향 중심부에 양측이 개방된 함몰부를 갖는 고정브라켓; 상기 고정브라켓의 함몰부 내측으로 직교된 상태로 회전 가능하게 설치된 웜샤프트 및 웜휠너트; 상기 고정브라켓의 함몰부 양측으로 마주하게 결합되며, 상기 웜샤프트를 회전가능하게 지지하는 한 쌍의 지지커버; 상기 지지커버와 직교되게 상기 함몰부에 설치되며, 슬라이딩 가능하게 배치된 슬라이드부시를 통해 상기 웜휠너트를 회전 가능하게 지지하는 한 쌍의 지지플레이트; 및 상기 슬라이드부시와 인접한 상태로 리드스크류와 이격되게 상기 함몰부에 설치되며, 충격 하중이 발생하면 상기 슬라이드부시에 의해 이동하면서 리드스크류와 록킹되어 상기 기어박스의 이동을 차단하는 록킹유닛;을 포함하여 구성된다.

Description

자동차 시트 슬라이드용 기어박스{Gear Box for moving seats for vehicle}

본 발명은 자동차 시트 슬라이드용 기어박스에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 웜샤프트와 웜휠너트가 개별적인 하우징 제작 없이 설치되도록 하고, 충돌시 시트의 밀림을 방지함으로써 시트의 이동이 이루어지도록 하는 자동차 시트 슬라이드용 기어박스에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 시트는 시트백과 시트쿠션을 포함하고, 차체의 전후방향으로 시트쿠션을 슬라이딩 이동할 수 있도록 시트트랙의 슬라이드 장치가 설치되어 있다.

상기 시트트랙은 플로어패널에 고정 설치되는 하부레일과, 하부레일을 따라 슬라이딩 이동할 수 있도록 결합되고 시트쿠션이 연결설치되는 상부레일로 구성되어 있으며, 시트 슬라이드 장치는 상부레일을 슬라이드시키기 위한 구동수단과, 구동수단에 의해 하부레일에 설치되는 리드스크류를 따라 회동하여 상부레일을 전후 슬라이드 시키는 기어박스를 포함하도록 구성되어 있다.

기어박스는 내부에는 웜샤프트와 웜휠너트이 서로 맞물림 상태를 유지하도록 직교설치되어 있으며, 구동수단에 의해 웜샤프트가 회전되면 리드스크류에 결합되어 있는 웜휠너트이 연동회전하면서 기어박스를 리드스크류를 따라 전,후로 슬라이딩시킨다.

상기와 같이 구성된 기어박스는 웜샤프트와 웜휠너트가 하우징내에 정밀하게 조립되어야 구동수단에 의한 시트의 슬라이드가 이루어질 수 있으나, 종래의 기어박스는 하우징과 웜샤프트 및 웜휠너트이 단순히 치수조정에 의해 서로 설치되어 있어, 웜샤프트와 웜휠너트 및 하우징 간의 조립공차 또는, 차량의 주행중에 발생되는 진동에 의해, 하우징내에 설치된 웜샤프트와 웜휠너트, 하우징과 웜샤프트, 하우징과 웜휠너트 사이에 유격현상이 발생되고 있으며, 이와 같은 유격발생에 의해 웜샤프트와 웜휠너트에 마찰로 인한 손상이 발생되고, 웜샤프트와 웜휠너트간의 동력전달에 손실이 발생되는 문제점이 발생되었다.

특히, 시트에 하중 또는 진동이 가해지게 될 경우, 웜휠너트와 리드스크류 사이에 축방향 틈새로 인한 이음 및 유격이 생기며, 오랜 작동(내구품질)으로 인한 마모로 틈새가 발생되어 유격 및 이음이 발생되는 문제점이 있었다.

또한, 기어박스내의 웜샤프트와 웜휠너트는 서로 정확하게 직교하도록 정밀조립된 상태를 유지하여야 하나, 웜휠너트의 유격으로 인해 웜샤프트와 웜휠너트이 정확하게 직교하지 않아, 구동 시, 이음 및 진동이 발생하게 되는 등 여러가지 문제점이 있었다.

위의 문제들을 해결하기 위해 국내공개특허 제10-2017-0121495호에는, 차량용 시트 슬라이드 장치에 설치되는 기어박스에 있어서; 상기 기어박스는, 하우징의 설치공간 내에 설치되고 구동축이 연결되는 웜샤프트; 웜샤프트와 치합되도록 하우징의 설치공간내에 설치되고 리드스크류가 연결설치되는 웜휠너트; 웜휠너트 양단의 외부면 둘레를 따라 일측이 접촉지지되고 타측이 하우징에 접촉지지도록 하우징

과 웜휠너트 사이에 위치하는 설치공간 내에 설치되어 웜휠너트에 서로 반대되는 방향으로 예압을 발생시키는 예압부재;를 포함하여, 하우징의 설치공간은, 웜샤프트가 회전가능하도록 설치되는 제1공간과, 웜휠너트가 회전가능하도록 설치되는 제2공간을 포함하고, 상기 제2공간은 제1공간과 연통되도록 형성되고 웜휠너트가 수용되는 웜휠너트공간과, 상기 웜휠너트공간의 양측에 웜휠너트공간과 연통되도록 형성되어 예압부재가 삽입 설치되는 예압부재공간이 형성되며, 상기 예압부재공간은 웜휠너트공간과 연통되고 예압부재의 접촉지지부가 삽입설치되는 제1예압공간과, 상기 제1예압공간과 연통되고 예압부재의 탄성지지부가 삽입설치되어 지지되는 제2예압공간을 포함하되, 제2예압공간은 탄성지지부의 삽입을 용이하게 하기 위한 삽입경사면과, 탄성지지부의 탄성지지편이 접촉지지되는 지지면을 구비하도록 하여, 예압부재의 예압 및 지지에 의해 하우징 내에서 웜휠너트의 유동이 방지되고, 웜휠너트가 동심원을 구비하며 회전작동되도록 구성된 유격방지 기능을 구비한 자동차 시트 슬라이드용 기어박스가 개시되어 있다.

또한, 국내등록특허 제10-1344390호에는, 차량 좌석을 길이방향으로 조절하기 위한 스핀들 구동장치로서, 몸체 장착 레일에 대해 길이방향으로 조절될 수 있는 조절 레일; 및 구동 기구에 연결되는 구동 웜 및 스핀들 너트를 포함하는 조절 기구를 가지며, 상기 스핀들 너트의 외부 치형부는 상기 구동 웜의 외부 치형부와 결합하고, 상기 스핀들 너트의 내부 치형부는 스핀들의 외부 나사와 결합하며, 상기 스핀들 너트는 하이브리드 스핀들 너트로 형성되고, 이 하이브리드 스핀들 너트는 상기 구동 웜과 상기 스핀들 사이의 힘전달 경로에 배치되는 기능부 및 충돌력을 상기 조절 레일로부터 상기 스핀들로 전환시키기 위한 하나 이상의 강화부를 구비하는, 스핀들 구동장치 기술이 개시되어 있다.

그러나, 국내공개특허 제10-2017-0121495호는 다음과 같은 문제가 있다.

첫째, 차량의 충돌 또는 정하중 강도 시험시 하우징으로 가해지는 하중이 분산되지 못하여 하우징의 파손 및 브라켓의 뒤틀림이 발생하는 치명적인 문제가 있다.

이는, 도 1과 같이 브라켓(1)의 길이방향 하면에 한 쌍의 하우징 조립을 위해 결합볼트가 체결되는 돌출부위가 도피할 수 있는 도피홀(2)이 형성되어 있고, 이 도피홀에 의해 하중이 가해지는 방향으로의 브라켓의 강도가 취약해진 상태이기 때문이다. 따라서, 브라켓은 하우징을 통해 전달되는 하중을 지지해야 하지만 도피홀의 형성으로 인한 강도 저하로 인해 도 2와 같이 뒤틀리면서 알루미늄 재질로 이루어진 하우징을 파손시키게 된다.

둘째, 하우징을 브라켓에 조립시 하우징 양측으로 댐퍼를 끼운상태로 브라켓에 조립되는 구조이기 때문에 각 부품간의 누적공차가 발생하여 충격에 대한 강도가 저하되는 문제가 있다.

셋째, 기어박스 즉 브라켓이 상부레일에 체결될 때 결합볼트가 체결되는 방향으로 미세한 회전이 이루어짐에 따라, 웜샤프트와 웜휠너트의 치합 불안정으로 인해 시트 작동시 작동구간별 소음이 발생하는 문제가 있다.

이는, 브라켓의 일측이 결합볼트에 의해 체결되는 과정에서 결합볼트의 체결방향을 따라 미세한 회전한 상태로 타측의 체결이 이루어지기 때문에 결국 브라켓의 비틀림 상태가 미세하더라도 웜휠너트와 리드스크류 간에는 서로 다른 비틀림 응력이 작용하여 소음이 발생되기 때문이다.

그리고, 국내등록특허 제10-1344390호는, 돌출부가 강화부의 슬롯 사이로 끼워지도록 하여 강화부와 기능부를 결합시킴으로써 충돌후 기능부가 강화부와 함께 억지로 맞물려 돌아가도록 하지만, 강화부가 기능부에 인서트되는 사출방식으로 제작됨에 따라 스핀들의 회전이 원활하게 이루어지도록 강화부와 기능부 내부의 나사선을 일치시키는 조립과정이 매우 어렵고, 가공비의 상승으로 인한 단가 경쟁력이 떨어지는 문제가 있다.

국내공개특허 제10-2017-0121495호 국내등록특허 제10-1344390호

본 발명은 상기와 같은 문제점 및 기술적 편견을 해소하기 위해 안출된 것으로, 별도의 하우징 없이 웜샤프트와 웜휠너트가 브라켓의 내측에 정밀하게 치합된 상태로 설치되도록 하고, 기어박스의 설치가 비틀림 없이 체결될 수 있도록하며, 브라켓의 강도가 보강될 수 있도록 하는 자동차 시트 슬라이드용 기어박스를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 차량의 전방추돌시 시트의 밀림 방지와 함께 시트의 이동이 이루어지도록 하는 또 다른 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동차 시트 슬라이드용 기어박스는, 시트를 구비한 상부레일에 결합되며, 길이방향 중심부에 양측이 개방된 함몰부를 갖는 고정브라켓; 상기 고정브라켓의 함몰부 내측으로 직교된 상태로 회전 가능하게 설치된 웜샤프트 및 웜휠너트; 상기 고정브라켓의 함몰부 양측으로 마주하게 결합되며, 상기 웜샤프트를 회전가능하게 지지하는 한 쌍의 지지커버; 상기 지지커버와 직교되게 상기 함몰부에 설치되며, 슬라이딩 가능하게 배치된 슬라이드부시를 통해 상기 웜휠너트를 회전 가능하게 지지하는 한 쌍의 지지플레이트; 및 상기 슬라이드부시와 인접한 상태로 리드스크류와 이격되게 상기 함몰부에 설치되며, 충격 하중이 발생하면 상기 슬라이드부시에 의해 이동하면서 리드스크류와 록킹되어 상기 기어박스의 이동을 차단하는 록킹유닛;을 포함하여 구성된다.

이때, 상기 록킹유닛은, 상기 리드스크류를 수용한 상태로 리드스크류와 이격되게 설치되며, 내측에 상기 리드스크류와 치합되는 암나사산을 가지는 양분된 한 쌍의 록킹바디; 상기 록킹바디의 일측에 구비되며, 양분된 상기 록킹바디를 연결시켜 상기 리드스크류와 이격시키는 탄성을 갖는 복귀부재; 및 상기 록킹바디의 타측에 구비되며, 상기 복귀부재의 탄성을 유지시키는 탄성링;으로 구성된 것이 바람직하다.

또한, 상기 록킹바디는, 상기 슬라이드부시와 인접하는 플랜지; 상기 슬라이드부시와 인접하는 상기 플랜지의 표면에 상기 복귀부재가 삽입될 수 있도록 반경방향을 따라 형성된 삽입홈; 및 상기 플랜지 일면으로부터 테이퍼지게 돌출되며, 상기 탄성링이 끼워진 상태로 상기 고정브라켓의 함몰부에 형성된 테이퍼공에 삽입되는 삽입부;로 구성된 것이 바람직하다.

이 경우, 상기 복귀부재는 'C'형상의 와이어스프링 인 것이 바람직하다.

한편, 상기 지지커버는, 상기 고정브라켓의 개방된 함몰부 일측을 마감하도록 결합되는 결합공이 형성된 수직편과, 상기 수직편의 상측으로부터 마주하는 방향으로 절곡 연장된 수평편으로 구성된 것이 바람직하다.

또한, 상기 고정브라켓의 함몰부와 상기 지지커버는 억지 끼움에 의해 결합되며, 상기 함몰부와 상기 수직편 중 어느 하나에는 복수개의 제1끼움돌기가 형성되고, 다른 하나에는 상기 제1끼움돌기가 끼워지는 제1끼움홈들이 형성된 것이 바람직하다.

이때, 상기 지지플레이트가 상기 지지커버와 직교되게 설치될 수 있도록, 상기 지지플레이트에는 복수개의 제2끼움돌기가 형성되고, 상기 지지커버에는 상기 제2끼움돌기가 끼워지는 제2끼움홈들이 형성된 것이 바람직하다.

더하여, 상기 슬라이드부시는, 상기 웜휠너트의 회전축이 회전 가능하게 수용된 상태로 상기 지지플레이트의 슬라이드홀에 관통되는 슬리브와, 상기 슬리브의 단부로부터 외측방향으로 연장 절곡되어 상기 지지플레이트 및 록킹유닛과 인접하는 접촉편으로 구성된 것이 바람직하다.

그리고, 상기 슬라이드홀에 관통된 상기 슬리브의 회전이 이루어지지 않도록, 상기 슬라이드홀과 상기 슬리브 중 어느 하나에는 가이드돌기가 형성되고, 다른 하나에는 상기 가이드돌기가 수용되는 가이드홈이 형성된 것이 바람직하다.

마지막으로, 상기 고정브라켓의 양측에는 상기 상부레일에 결합될 때 결합볼트의 체결방향으로 회전되는 것을 방지하는 복수개의 위치고정돌기가 형성된 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 자동차 시트 슬라이드용 기어박스에 의하면, 지지커버와 지지플레이트가 직교된 상태로 고정브라켓에 결합되는 구조를 통해 일체화된 기어박스를 형성함으로써 차량의 충돌 또는 정하중 강도 시험시 기어박스의 상.하.좌.우 뒤틀림을 방지하고, 더불어 기어박스 내부로 웜샤프트와 웜휠너트가 누적공차 없이 안정적으로 설치됨에 따라 소음이 방지되는 탁월한 효과가 있다.

또한, 차량의 전방 추돌시 록킹유닛에 의해 시트의 밀림이 방지되게 함으로써, 인명구조를 위한 시트의 후진구동이 이루어지도록 하는 구조적인 효과 또한 탁월하다.

또한, 종래와 같이 웜샤프트와 웜휠너트를 지지하기 위한 하우징 제작이 필요치 않기 때문에 부품수 생략에 따른 조립구조 개선과 더불어, 부품간의 누적공차가 최소화됨에 따라 내구성이 향상되되는 효과를 갖는다.

또한, 고정브라켓에 위치고정돌기를 형성함으로써, 브라켓의 상부레일 체결시 비틀림 없이 체결되도록 함으로써 작동에 따른 소음을 원천적으로 방지하는 구조적 효과도 있다.

도 1은 종래 기어박스의 브라켓을 보여주는 사시도이고,
도 2는 종래 기어박스의 하우징과 브라켓의 변형된 상태를 보여주는 사진이며,
도 3은 본 발명에 따른 기어박스가 리드스크류에 설치된 모습을 보여주는 사시도이고,
도 4는 본 발명 기어박스를 분해한 분해사시도이며,
도 5는 도 4의 결합상태로 일측만 개방한 상태의 시시도이고,
도 6은 도 5의 요부단면도이며,
도 7은 본 발명 기어박스의 구성중 록킹유닛을 분해한 분해사시도이고,
도 8은 본 발명 기어박스의 록킹유닛 작동상태를 보여주는 작용도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면을 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예들은 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 3은 본 발명에 따른 기어박스가 리드스크류에 설치된 모습을 보여주는 사시도이고, 도 4는 본 발명 기어박스를 분해한 분해사시도이며, 도 5는 도 4의 결합상태로 일측만 개방한 상태의 시시도이고, 도 6은 도 5의 요부단면도이며, 도 7은 본 발명 기어박스의 구성중 록킹유닛을 분해한 분해사시도이고, 도 8은 본 발명 기어박스의 록킹유닛 작동상태를 보여주는 작용도이다.

도 3 내지 도 8에 나타낸 바와 같이 본 발명의 자동차 시트 슬라이드용 기어박스(600)는, 시트를 구비한 상부레일(L)에 결합되며, 길이방향 중심부에 양측이 개방된 함몰부(110)를 갖는 고정브라켓(100); 상기 고정브라켓(100)의 함몰부(110) 내측으로 직교된 상태로 회전 가능하게 설치된 웜샤프트(210) 및 웜휠너트(230); 상기 고정브라켓(100)의 함몰부(110) 양측으로 마주하게 결합되며, 상기 웜샤프트(210)를 회전가능하게 지지하는 한 쌍의 지지커버(300); 상기 지지커버(300)와 직교되게 상기 함몰부(110)에 설치되며, 슬라이딩 가능하게 배치된 슬라이드부시(430)를 통해 상기 웜휠너트(230)를 회전 가능하게 지지하는 한 쌍의 지지플레이트(400); 및 상기 슬라이드부시(430)와 인접한 상태로 리드스크류(S)와 이격되게 상기 함몰부(110)에 설치되며, 충격 하중이 발생하면 상기 슬라이드부시(430)에 의해 이동하면서 리드스크류(S)와 록킹되어 상기 기어박스(600)의 이동을 차단하는 록킹유닛(500);을 포함하여 구성된다.

설명에 앞서, 본 발명의 기어박스(600)는 차량의 시트의 하부에 구비된 한 쌍의 상부레일(L)에 각각 결합된 상태로 상부레일(L) 사이로 배치된 구동장치(미도시)에 의해 구동하면서 상부레일(L)을 이동시켜 시트의 이동이 이루어지도록 한다.

이러한 기어박스(600)는, 차체 바닥의 하부레일(미도시)에 고정된 리드스크류(S)를 타고 이동가능하게 설치되어 있다. 이하에서는 본 발명의 기어박스(600)를 제외한 구조는 통상적인 사항임에 따라 설명은 생략하기로 한다.

또한, 기어박스(600)는 동일한 구조로 한 쌍의 상부레일(L)에 각각 결합됨에 따라 하나의 구조에 대해서만 설명하기로 한다.

기어박스(600)는 도 3과 같이 전체적으로 사각의 형태를 유지하고 있으며, 리드스크류(S)가 관통된 상태로 상부레일(L)의 내부 하측에 배치되어 후술하는 고정브라켓(100)에 체결되는 2개의 결합볼트(B)에 의해 상부레일(L)과 결합을 이루고 있다.

기어박스(600)의 도면상 우측에는 기어박스(600) 내부에 설치된 웜샤프트(210)와 결합되는 구동장치(미도시)의 구동축(10)이 삽입된다.

이하에서는 기어박스(600)의 구조에 대해서 설명하기로 한다.

기어박스(600)는 도 3 내지 8과 같이 고정브라켓(100)과, 웜샤프트(210) 및 웜휠너트(230)와, 지지커버(300)와, 지지플레이트(400)와, 록킹유닛(500)으로 구성되어 있다.

고정브라켓(100)은 시트를 구비한 상부레일(L)과 결합을 이룸으로써, 웜샤프트(210)과 웜휠너트(230)의 구동에 의해 기어박스(600)가 리드스크류(S)를 타고 좌,우로 이동할 수 있도록 한다.

고정브라켓(100)은 상부레일(L)을 따라 소정의 길이를 유지하고 있으며, 길이방향 중심부에 양측이 개방된 함몰부(110)가 형성되어 있다.

함몰부(110)는 한 쌍의 수직프레임(120)과 수직프레임(120)을 연결하는 수평프레임(130)으로 형성되고, 수직프레임(120)의 상측 말단부에는 길이방향으로 절곡 연장된 연장프레임(140)이 형성되어 있으며, 연장프레임(140)에는 상부레일(L)과의 결합을 위해 결합볼트(B)가 체결되는 체결공(141)이 형성되어 있다.

위와 같은 형상을 갖는 고정브라켓(100)은 종래와 같이 함몰부(110)의 하측 즉 수평프레임(130)에 도피홀을 형성하지 않기 때문에 가해지는 하중에 대한 기계적 강도가 보강됨으로써 뒤틀림이 방지된다.

또한, 고정브라켓(100)의 양측 즉 연장프레임(140)의 각 상면에는 고정브라켓(100)이 상부레일(L)에 결합될 때 결합볼트(B)의 체결방향으로 회전되는 것을 방지하는 2개의 위치고정돌기(150)가 상측방향으로 돌출되게 형성되어 있다.

이때, 상부레일(L)에는 위치고정돌기(150)가 삽입될수 있는 2개의 삽입구멍(미도시)이 형성됨은 물론일 것이다.

이러한 2개의 위치고정돌기(150)는, 고정브라켓(100)이 상부레일(L)에 결합될 때 먼저 삽입구멍에 삽입됨으로써 고정브라켓(100)의 설치 위치를 셋팅하기 때문에, 고정브라켓(100)이 결합볼트(B)의 체결이 이루어지는 과정에서 결합볼트(B)의 회전방향으로 회전되는 것을 막아주게 된다.

이렇게 되면, 고정브라켓(100)이 상부레일(L)에 정교하게 설치됨에 따라 종래와 같이 고정브라켓(100)의 미세한 회전에 따른 웜샤프트(210)와 웜휠너트(230)의 불안정한 치합 해소되어 기어박스(600)의 구동시 발생하는 소음이 원천적으로 차단된다.

한편, 함몰부(110)의 한 쌍의 수직프레임(120)에는 도 4 및 도 6과 같이 수직프레임(120)을 관통하는 관통공(121)이 형성되어 있으며, 이 중 어느 하나의 관통공(도면상 좌측)은 후술하는 록킹바디(510)의 삽입부(513)가 삽입될 수 있도록 함몰부(110)로부터 외측방향을 향하는 경사면을 갖는 테이퍼공(122)으로 형성되어 있다.

웜샤프트(210)와 웜휠너트(230)는 도 3 내지 도 5와 같이 구동축(10)으로부터 전달된 구동력을 전달받아 기어박스(600)가 리드스크류(S)를 타고 이동할 수 있도록 기어박스(600)에 동력을 부여하는 것이다.

웜샤프트(210)는 고정브라켓(100)의 함몰부(110) 내측에 구동축(10) 방향으로 배치되어 구동축(10)과 결합된 상태로 회전 가능하게 설치되어 있으며, 웜휠너트(230)는 웜샤프트(210)와 직교된 방향으로 회전 가능하게 설치되어 있다.

웜샤프트(210)와 웜휠너트(230)의 결합구조는 통상적인 사항임에 따라 설명은 생략하기로 한다.

지지커버(300)는 좌우가 대칭하는 한 쌍의 형상으로 소정의 두께를 갖는 판상의 형태를 유지하고 있으며, 도 3 내지 도 5와 같이 마주한 상태로 고정브라켓(100) 함몰부(110)의 개방된 양측을 외부와 차단시키면서 웜샤프트(210)의 양측을 회전가능하게 지지한다.

즉, 한 쌍의 지지커버(300)가 고정브라켓(100)의 함몰부(110) 양측을 폐쇄한 상태로 결합되어 있는 것이다.

이러한 지지커버(300)는, 외각 라인이 함몰부(110)의 개방된 형상과 대응하는 형상으로 고정브라켓(100)의 개방된 함몰부(110) 일측을 마감하도록 결합되는 수직편(310)과, 수직편(310)의 상측으로부터 마주하는 방향으로 절곡 연장된 수평편(320)으로 구성되며, 상기 수직편(310)의 상측에는 웜샤프트(210)의 일측이 회전가능하게 삽입되는 결합공(313)이 형성되어 있다.

이 경우, 지지커버(300)는 수평편(320)의 상면이 연장프레임(140)의 상면과 일치하는 높이를 갖는 것이 바람직한데, 이는 고정브라켓(100)이 상부레일(L)에 결합될 때 수평편(320)이 상부레일(L)을 지지토록 함으로써, 수평편(320)과 상부레일(L) 사이에 이격을 방지하여 가해지는 하중에 의해 함몰부(110) 구간 상에 위치한 상부레일(L)의 휨이 발생되지 않도록 하기 위함이다.

그리고, 지지커버(300)는 고정브라켓(100)의 함몰부(110)와 억지 끼움에 의해 결합된다.

이때, 고정브라켓(100)의 함몰부(110)와 지지커버(300)의 수직편(310) 중 어느 하나에는 복수개의 제1끼움돌기(311)가 형성되고, 다른 하나에는 상기 제1끼움돌기(311)가 끼워지는 제1끼움홈(101)들이 형성된다.

이러한, 제1끼움돌기(311)와 제1끼움홈(101)을 이용한 결합은 한 쌍의 지지커버(300)가 고정브라켓(100)의 함몰부(110) 양측에 견고하게 결합될 수 있도록 한다.

더하여, 제1끼움돌기(311)와 제1끼움홈(101)의 결합 이후, 상호 이탈을 방지하기 위해 결합부위에 용접 또는 코킹이 이루어질 수도 있다.

본 실시예에서는 지지커버(300)에 3개의 제1끼움돌기(311)가 형성되고, 함몰부(110)의 개방된 일측에 3개의 제1끼움홈(101)이 형성된 것으로 도시하고 있으나, 제1끼움돌기(311)와 제1끼움홈(101)의 배치, 형상 및 개수는 반드시 한정하지 않는다.

지지플레이트(400)는 도 4와 같이 대응하는 한 쌍으로 소정의 두께를 갖는 판 상의 사각형태를 유지하고 있으며, 함몰부(110) 내부에서 마주하게 결합된 지지커버(300)의 양측방향으로 지지커버(300)와 직교되게 설치된다.

이때, 지지플레이트(400)가 지지커버(300)에 직교되게 설치될 수 있도록, 지지플레이트(400)의 둘레면 양측에는 각 지지커버(300)측으로 돌출된 복수개의 제2끼움돌기(410)가 형성되고, 지지플레이트(400)가 직교되게 위치하는 지지커버(300)에는 제2끼움돌기(410)가 끼워지는 제2끼움홈(312)들이 형성되는 것이 바람직하다.

즉, 제2끼움돌기(410)와 제2끼움홈(312)의 결합에 의해 2개의 지지플레이트(400)가 2개의 지지커버(300)에 대하여 도 5와 같이 직교된 상태로 설치되어 있는 것이다.

그리고, 제2끼움돌기(410)와 제2끼움홈(312)의 결합 이후, 상호 이탈을 방지하기 위해 결합부위에 용접 또는 코킹이 이루어질 수도 있다.

본 실시예에서는 지지커버(300)와 지지플레이트(400)가 제2끼움돌기(410)와 제2끼움홈(312)에 의해 결합된 상태를 유지하고 있으나, 다양한 형상의 돌기와 홈 등에 의해 결합될 수 있기 때문에 결합구조 및 형상을 한정하지는 않는다.

한편, 각 지지플레이트(400)의 판면에는 웜샤프트(210)와 직교되게 배치된 웜휠너트(230)의 회전축이 회전 가능하게 지지하는 슬라이드부시(430)가 구비된다.

슬라이드부시(430)는 원형의 링 형상을 유지하고 있으며, 지지플레이트(400)에 형성된 슬라이드홀(420)을 관통한 상태로 슬라이딩 가능하게 배치되고, 내부가 웜휠너트(230)의 회전축이 삽입될 수 있도록 중공이 형성되어 있다.

이러한 슬라이드부시(430)는, 도 5 및 도 6과 같이 웜휠너트(230)의 회전축이 회전 가능하게 수용된 상태로 지지플레이트(400)의 슬라이드홀(420)에 관통되는 원형의 슬리브(431)와, 슬리브(431)의 단부로부터 외측방향으로 연장 절곡되어 지지플레이트(400) 및 후술하는 록킹유닛(500)과 인접하는 접촉편(435)으로 구성된다.

이때, 슬라이드홀(420)에 관통된 슬리브(431)가 웜휠너트(230)의 회전시 연동되어 회전이 이루어지지 않도록, 슬라이드홀(420)과 슬리브(431) 중 어느 하나에는 복수개의 가이드돌기(432)가 형성되고, 다른 하나에는 가이드돌기(432)가 수용되는 가이드홈(421)들이 형성되는 것이 바람직하다.

위와 같은 슬라이드부시(430)는 후술하는 록킹유닛(500)과 인접한 상태에서 차량의 전방 추돌시 하중이 가해지는 방향으로 슬라이드홀(420)을 타고 슬라이딩 되면서 록킹유닛(500)을 이동시켜 록킹유닛(500)의 기능이 구현되도록 한다(도 8 참조).

본 실시예에서는 가이드돌기(432)가 슬리브(431)에 형성되고, 가이드홈(421)이 슬라이드홀(420)의 내주면에 형성된 것으로 도시하고 있으나, 가이드돌기(432)와 가이드홈(421)의 위치 및 형상을 한정하지는 않는다.

위와 같은 구조를 갖는 기어박스(600)는, 고정브라켓(100)의 함몰부(110)에 2개의 지지커버(300)와 2개의 지지플레이트(400)가 상호 직교되게 설치됨에 따라 고정브라켓(100), 지지커버(300) 및 지지플레이트(400)가 상호 연결된 상태의 일체화를 이루게 된다.

더하여, 지지커버(300)와 지지플레이트(400)가 완전한 고정상태를 유지하기 때문에 웜샤프트(210)와 웜휠너트(230)의 정확한 설치가 가능해진다.

한편, 고정브라켓(100)의 함몰부(110)에는 지지플레이트(400)의 일측, 즉 차량의 전방 방향으로 록킹유닛(500)이 설치된다.

록킹유닛(500)은 도 4 내지 도 7과 같이 슬라이드부시(430)와 인접한 상태로 리드스크류(S)와 이격되게 고정브라켓(100)의 함몰부(110) 내에 설치되고, 차량의 충격 하중이 발생하면 하중방향으로 슬라이드부시(430)에 의해 이동하면서 리드스크류(S)의 나사산과 록킹되어 기어박스(600)의 이동을 차단하며, 록킹바디(510)와, 복귀부재(520) 및 탄성링(530)으로 구성되어 있다.

록킹바디(510)는 각각 반원 형상을 가지는 양분된 한 쌍으로 이루어지고, 각 록킹바디(510)의 내측에는 리드스크류(S)의 나사산과 치합되는 암나사산이 형성되며, 평상시에는 리드스크류(S)를 수용한 상태로 리드스크류(S)와 이격되게 설치되어 있다(도 8a 참조).

이러한 록킹바디(510)는, 도 6 및 7과 같이 슬라이드부시(430)와 인접하는 반원형태의 플랜지(511)와, 슬라이드부시(430)의 접촉편(435)과 인접하는 플랜지(511)의 표면에 후술하는 복귀부재(520)가 삽입될 수 있도록 반경방향을 따라 형성된 삽입홈(512)과, 플랜지(511) 일면으로부터 테이퍼지게 돌출되며 후술하는 탄성링(530)이 끼워진 상태로 고정브라켓(100)의 함몰부(110)에 형성된 테이퍼공(122)에 삽입되는 삽입부(513),로 구성된다.

이때, 삽입부(513)의 테이퍼진 경사면은 도 6과 같이 고정브라켓(100)의 테이퍼공(122)에 형성된 경사면과 동일하다.

복귀부재(520)는 록킹바디(510)의 일측 즉 플랜지(511)에 형성된 삽입홈(512)에 삽입되며, 양분된 2개의 록킹바디(510)를 연결시키면서 록킹바디(510)를 리드스크류(S)와 탄성적으로 이격시킨다.

이때, 복귀부재(520)는 도 7과 같이 'C'형상을 갖는 금속 재질의 와이어스프링 인 것이 바람직한데, 이는 록킹바디(510)가 리드스크류(S)와 치합될 때 복귀부재(520)가 삽입홈(512) 상에서 탄성을 받으면서 오므라들도록 함으로써, 록킹바디(510)와 리드스크류(S)의 치합 해제시 반발력에 의해 록킹바디(510)를 최초의 위치로 복귀되도록 하기 위함이다.

탄성링(530)은 록킹바디(510)의 타측 즉 플랜지(511)로부터 돌출된 삽입부(513) 외면에 구비되며, 복귀부재(520)에 의해 탄성적으로 연결어 있는 양분된 록킹바디(510)의 삽입부(513)에 탄성을 부여함으로써 복귀부재(520)의 탄성이 상시 유지되도록 한다.

여기서, 탄성링(530)은 양분된 록킹바디(510)에 고무재질로 이루어진 오링 형상인 것이 바람직하다.

위와 같은 구조를 갖는 록킹유닛(500)은, 평상시 삽입부(513)가 테이퍼공(122)에 삽입된 상태에서 복귀부재(520)와 탄성링(530)에 의해 리드스크류(S)와 이격된 상태를 유지하다가, 차량의 추돌시 테이퍼공(122)을 타고 하중방향으로 이동하면서 리드스크류(S)와 치합을 이뤄 기어박스(600)가 하중방향으로 이동하는 것을 막아준다.

본 실시예에서는 록킹유닛(500)이 차량의 전방측(도면상 좌측)에 구비된 것으로 설명하였으나, 이는 차량의 제원 또는 종류에 따라 일측 또는 양측에 구비될 수 있기 때문에 그 위치를 반드시 한정하지는 않는다.

미 설명된 부호 440은 스페이서로서, 록킹유닛(500)이 일측에만 구비될 경우 타측의 슬라이드부시(430)와 인접하게 설치되어 비여있는 공간을 채워주는 역할을 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기어박스(600)에 구비된 록킹유닛(500)이 작용하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 차량의 주행중 전방으로 추돌이 발생하면 도 8a와 같이 하중이 화살표방향으로 작용하게 된다.

하중이 작용하기 전 록킹유닛(500)은 도 8a와 같이 리드스크류(S)와 이격된 상태를 유지하고 있다.

이후, 발생된 충돌 하중에 의해 시트가 장착된 상부레일(L)과 기어박스(600)에 하중방향으로의 관성이 작용하게 되고, 이 과정에서 슬라이드부시(430)가 도 8b의 도면상 좌측방향으로 슬라이딩되면서 인접한 록킹바디(510)를 밀어 이동시킨다.

이동하는 한 쌍의 록킹바디(510)는 슬라이드부시(430)에 의해 테이퍼공(122)을 타고 도면상 하중방향으로 이동하면서 어느 순간 도 8b와 같이 리드스크류(S)의 나사산과 치합을 이루게 된다.

이때, 탄성링(530)은 한 쌍의 록킹바디(510)가 관성에 의해 순간적으로 테이퍼공(122)을 타고 이동하면서 리드스크류(L)와 치합을 이룸에 따라 한 쌍의 록킹바디(510)의 직경이 순간적으로 작아지기 때문에 도 8b와 같이 록킹바디(510)의 플랜지(511) 둘레면으로 올라타게 된다.

이렇게 되면, 웜휠너트(230)와 리드스크류(S) 사이에 일차적 관성이 작용함과 동시에 록킹유닛(500)에서 리드스크류(S)와의 치합을 통한 록킹이 이루어짐에 따라 기어박스(600)의 이동을 차단하게 되고, 이는 결국 시트의 하중방향 이동을 제어하게 되는 것이다.

또한, 기어박스(600)의 하중방향으로의 이동이 제한됨에 따라 반대방향의 리드스크류(S) 나사산의 영향을 주지않게 된다.

만일, 유사시 인명구조를 위한 시트의 후진구동이 이루어져야 하는 경우, 상부레일(L)을 전방측(도면상 좌측) 방향으로 조금만 이동시키면 웜휠너트(230)의 회전에 의해 록킹바디(510)와 슬라이드부시(430)를 제외한 기어박스(600) 자체가 이동하게 된다.

이 과정에서, 록킹바디(510)는 삽입부(513)를 압입하고 있던 고정브라켓(100)의 테이퍼공(122)이 멀어짐과 동시에 복귀부재(520)의 반발력에 의해 상부레일(L)과 이격되면서 탄성링을 초기의 위치로 위치시켜 도 8c와 같은 상태가 된다. 이때, 슬라이드부시(430)의 슬리브(431)는 지지플레이트(400)의 슬라이드홀(420)로 슬라이딩된다.

이후, 상부레일(L)을 도면상 우측방향으로 후진시키면, 기어박스(600)와 함께 시트의 후진 이동이 이루어지기 때문에 인명구조가 손쉽게 이뤄지게 된다.

지금까지 서술된 바와 같이 본 발명의 기어박스는, 지지커버와 지지플레이트가 직교된 상태로 고정브라켓에 결합되는 구조를 통해 일체화된 기어박스를 형성함으로써 차량의 충돌 또는 정하중 강도 시험시 기어박스의 상.하.좌.우 뒤틀림을 방지하고, 더불어 기어박스 내부로 웜샤프트와 웜휠너트가 누적공차 없이 안정적으로 설치됨에 따라 소음이 방지되는 탁월한 효과가 있다.

또한, 차량의 전방 추돌시 록킹유닛에 의해 시트의 밀림이 방지되게 함으로써, 인명구조를 위한 시트의 후진구동이 이루어지도록 하는 구조적인 효과 또한 탁월하다.

또한, 종래와 같이 웜샤프트와 웜휠너트를 지지하기 위한 하우징 제작이 필요치 않기 때문에 부품수 생략에 따른 조립구조 개선과 더불어, 부품간의 누적공차가 최소화됨에 따라 내구성이 향상되되는 효과를 갖는다.

또한, 고정브라켓에 위치고정돌기를 형성함으로써, 브라켓의 상부레일 체결시 비틀림 없이 체결되도록 함으로써 작동에 따른 소음을 원천적으로 방지하는 구조적 효과도 있다.

이상, 본 발명의 기어박스를 바람직한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 설명하였으나, 이는 발명의 이해를 돕고자 하는 것일 뿐 발명의 기술적 범위를 이에 한정하고자 함이 아님은 물론이다.

즉, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않고도 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다양한 변형이나 개조가 가능함은 물론이고, 그와 같은 변경이나 개조는 청구범위의 해석상 본 발명의 기술적 범위 내에 있음은 말할 나위가 없다.

100 : 고정브라켓 101 : 제1끼움홈
110 : 함몰부 120 : 수직프레임
121 : 관통공 122 : 테이퍼공
130 : 수평프레임 140 : 연장프레임
141 : 체결공 150 : 위치고정돌기
210 : 웜샤프트 230 : 웜휠너트
300 : 지지커버 310 : 수직편
311 : 제1끼움돌기 312 : 제2끼움홈
313 : 결합공 320 : 수평편
400 : 지지플레이트 410 : 제2끼움돌기
420 : 슬라이드홀 421 : 가이드홈
430 : 슬라이드부시 431 : 슬리브
432 : 가이드돌기 435 : 접촉편
500 : 록킹유닛 510 : 록킹바디
511 : 플랜지 512 : 삽입홈
513 : 삽입부 520 : 복귀부재
530 : 탄성링 600 : 기어박스
B : 결합볼트 L : 상부레일
S : 리드스크류

Claims (10)

1. 시트가 구비된 상부레일(L)에 설치되는 자동차 시트 슬라이드용 기어박스(600)에 있어서,
   시트를 구비한 상부레일(L)에 결합되며, 길이방향 중심부에 양측이 개방된 함몰부(110)를 갖는 고정브라켓(100);
   상기 고정브라켓(100)의 함몰부(110) 내측으로 직교된 상태로 회전 가능하게 설치된 웜샤프트(210) 및 웜휠너트(230);
   상기 고정브라켓(100)의 함몰부(110) 양측으로 마주하게 결합되며, 상기 웜샤프트(210)를 회전가능하게 지지하는 한 쌍의 지지커버(300);
   상기 지지커버(300)와 직교되게 상기 함몰부(110)에 설치되며, 슬라이딩 가능하게 배치된 슬라이드부시(430)를 통해 상기 웜휠너트(230)를 회전 가능하게 지지하는 한 쌍의 지지플레이트(400); 및
   상기 슬라이드부시(430)와 인접한 상태로 리드스크류(S)와 이격되게 상기 함몰부(110)에 설치되며, 충격 하중이 발생하면 상기 슬라이드부시(430)에 의해 이동하면서 리드스크류(S)와 록킹되어 상기 기어박스(600)의 이동을 차단하는 록킹유닛(500);을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차 시트 슬라이드용 기어박스.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 록킹유닛(500)은,
   상기 리드스크류(S)를 수용한 상태로 리드스크류(S)와 이격되게 설치되며, 내측에 상기 리드스크류(S)와 치합되는 암나사산을 가지는 양분된 한 쌍의 록킹바디(510);
   상기 록킹바디(510)의 일측에 구비되며, 양분된 상기 록킹바디(510)를 연결시켜 상기 리드스크류(S)와 이격시키는 탄성을 갖는 복귀부재(520); 및
   상기 록킹바디(510)의 타측에 구비되며, 상기 복귀부재(520)의 탄성을 유지시키는 탄성링(530);으로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차 시트 슬라이드용 기어박스.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 록킹바디(510)는,
   상기 슬라이드부시(430)와 인접하는 플랜지(511);
   상기 슬라이드부시(430)와 인접하는 상기 플랜지(511)의 표면에 상기 복귀부재(520)가 삽입될 수 있도록 반경방향을 따라 형성된 삽입홈(512); 및
   상기 플랜지(511) 일면으로부터 테이퍼지게 돌출되며, 상기 탄성링(530)이 끼워진 상태로 상기 고정브라켓(100)의 함몰부(110)에 형성된 테이퍼공(122)에 삽입되는 삽입부(513);로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차 시트 슬라이드용 기어박스.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 복귀부재(520)는 'C'형상의 와이어스프링 인 것을 특징으로 하는 자동차 시트 슬라이드용 기어박스.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 지지커버(300)는, 상기 고정브라켓(100)의 개방된 함몰부(110) 일측을 마감하도록 결합되는 결합공(313)이 형성된 수직편(310)과, 상기 수직편(310)의 상측으로부터 마주하는 방향으로 절곡 연장된 수평편(320)으로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차 시트 슬라이드용 기어박스.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 고정브라켓(100)의 함몰부(110)와 상기 지지커버(300)는 억지 끼움에 의해 결합되며,
   상기 함몰부(110)와 상기 수직편(310) 중 어느 하나에는 복수개의 제1끼움돌기(311)가 형성되고, 다른 하나에는 상기 제1끼움돌기(311)가 끼워지는 제1끼움홈(101)들이 형성된 것을 특징으로 하는 자동차 시트 슬라이드용 기어박스.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 지지플레이트(400)가 상기 지지커버(300)와 직교되게 설치될 수 있도록, 상기 지지플레이트(400)에는 복수개의 제2끼움돌기(410)가 형성되고, 상기 지지커버(300)에는 상기 제2끼움돌기(410)가 끼워지는 제2끼움홈(312)들이 형성된 것을 특징으로 하는 자동차 시트 슬라이드용 기어박스.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 슬라이드부시(430)는, 상기 웜휠너트(230)의 회전축이 회전 가능하게 수용된 상태로 상기 지지플레이트(400)의 슬라이드홀(420)에 관통되는 슬리브(431)와, 상기 슬리브(431)의 단부로부터 외측방향으로 연장 절곡되어 상기 지지플레이트(400) 및 록킹유닛(500)과 인접하는 접촉편(435)으로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차 시트 슬라이드용 기어박스.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 슬라이드홀(420)에 관통된 상기 슬리브(431)의 회전이 이루어지지 않도록,
   상기 슬라이드홀(420)과 상기 슬리브(431) 중 어느 하나에는 가이드돌기(432)가 형성되고, 다른 하나에는 상기 가이드돌기(432)가 수용되는 가이드홈(421)이 형성된 것을 특징으로 하는 자동차 시트 슬라이드용 기어박스.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 고정브라켓(100)의 양측에는 상기 상부레일(L)에 결합될 때 결합볼트(B)의 체결방향으로 회전되는 것을 방지하는 복수개의 위치고정돌기(150)가 형성된 것을 특징으로 하는 자동차 시트 슬라이드용 기어박스.

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