KR100456559B1 - 자동차용 알루미늄 시트 프레임 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 알루미늄 시트 프레임에 관한 것으로, 압출성이 좋고 시효경화시 인장응력이 증가하는 물리적 특성을 갖는 알루미늄으로 사출성형하여 시트 프레임을 제조함으로써, 간단하면서도 스틸과 비교하여 물리적 특성이 비슷하고, 또한 자동차 연비를 향상시킬 수 있는 자동차용 알루미늄 시트 프레임을 제공한다.

이를 실현하기 위한 본 발명은, 압출성이 좋고 시효경화시 인장응력이 증가하는 물리적 특성을 갖는 알루미늄으로 사출성형하여 시트 프레임을 제조하되, 상기 시트 프레임은 사각 단면 형상으로 이루어진 프론트 스퀘어 파이프 및 리어 스퀘어 파이프와, 이들 파이프의 양단을 각각 연결시켜 주는 사이드 브라켓과, 상기 프론트 스퀘어 파이프와 리어 스퀘어 파이프를 연결시켜 주는 이종 보강판으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

자동차용 알루미늄 시트 프레임{Aluminum seat frame for an automobile}

본 발명은 자동차용 알루미늄 시트 프레임에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스틸재로 이루어진 종래의 시트 프레임에 비해 가벼우면서도 우수한 압출성형을 이용한 부품 단순화와 시효 경화에 의한 요구 강도를 얻을 수 있는 물리적 특성을 갖는 자동차용 알루미늄 시트 프레임에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 시트 프레임은 운전자나 탑승자의 체중에 견딜 수 있으며 주행중의 관성력 등을 고려하여 소정의 힘이 가해지더라도 차체로부터 분리되지 않도록 제작하게 안정성을 높이게 된다.

이러한 종래의 시트 프레임은 요구되는 강도를 얻기 위해 스틸로 프레스 성형하거나 스틸 파이프 형태로 제작하여 사용하고 있다.

그러나, 종래의 시트 프레임은 스틸 자체의 중량이 많이 나가고 강도 만족을 위한 복잡한 가공품의 조합 때문에 시트 전체의 중량을 크게 증대시키는 원인으로 작용하게 되고, 이러한 중량의 증가는 자동차의 연비를 떨어뜨리게 되었다. 또한, 각종 스틸 프레스 성형품 또는 스틸 파이프를 연결하기 위해서는 여러개의 연결 브라켓을 사용해야 하기 때문에 많은 금형을 필요로 하게 되어 이에 대한 개선이 필요하게 되었다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로, 우수한 압출 성형을 이용한 부품의 단순화와 시효 경화에 의한 요구 강도를 얻을 수 있는 물리적 특성을 갖는 알루미늄으로 사출성형하여 시트 프레임을 제조함으로써, 간단하면서도 스틸과 비교하여 물리적 특성이 비슷하고, 또한 자동차 연비를 향상시킬 수 있는 자동차용 알루미늄 시트 프레임을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따르는 시트 프레임을 나타내는 사시도,

도 2는 본 발명에 따르는 프론트 스퀘어 파이프와 리어 스퀘어 파이프를 나타내는 도 1의 A-A선 단면도,

도 3은 본 발명에 따르는 사이드 브라켓을 나타내는 도 1의 B-B선 단면도,

도 4a와 도 4b는 본 발명에 따르는 이종 보강판을 나타내는 도 1의 C-C선과 D-D선 단면도.

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

10a : 프론트 스퀘어 파이프 10b : 리어 스퀘어 파이프

11 : 제 1중공 12 : 제 2중공

13 : 돌출부 20 : 사이드 브라켓

21 : 결합돌기 30a : 제 1보강판

30b : 제 2보강판 31 : 강성 보강 돌기

이를 실현하기 위한 본 발명은, 압출성이 좋고 시효경화시 인장응력이 증가하는 물리적 특성을 갖는 알루미늄으로 사출성형하여 시트 프레임을 제조하되, 상기 시트 프레임은 사각 단면 형상으로 이루어진 프론트 스퀘어 파이프 및 리어 스퀘어 파이프와, 이들 파이프의 양단을 각각 연결시켜 주는 사이드 브라켓과, 상기 프론트 스퀘어 파이프와 리어 스퀘어 파이프를 연결시켜 주는 이종 보강판으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 구현예에서, 상기 프론트 스퀘어 파이프와 리어 스퀘어 파이프는 사각 기둥 형상으로 형성되어 있으면서 각 모서리 부분을 따라 길이방향으로 제 1중공이 형성되고, 중앙에는 이들 제 1중공 사이에 위치하도록 제 2중공이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 프론트 스퀘어 파이프는 하면의 일측에 강도 보강 및 시트 원단을 고정시키기 위한 돌출부가 돌출되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 사이드 브라켓은 프론트 스퀘어 파이프와 리어 스퀘어 파이프의 양단부를 바깥쪽으로부터 감싸주도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 사이드 브라켓은 상면 중앙에 각 파이프와의 결합력을 강화하기 위해 결합 돌기가 전체 길이에 걸쳐 바깥쪽으로 돌출되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이종 보강판은 단면이 스퀘어 형상으로 이루어져서 시트 프레임의 중앙에 대칭으로 설치된 제 1보강판과, 요홈 형태로 절곡 성형된 제 2보강판으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 제 1보강판에는 측면 중앙에 각 파이프와의 결합력을 강화하기 위해 강성 보강 돌기가 전체 길이에 걸쳐 바깥쪽으로 돌출되어 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 도 1은 본 발명에 따르는 시트 프레임을 나타내는 사시도이다. 여기서, 도면부호 100은 본 발명에 따르는 시트 프레임을 나타낸다.

본 발명은 압출성이 좋고 시효 경화시 인장 응력이 증가하는 특성을 갖는 알루미늄을 사출성형하여 시트 프레임(100)을 제조함으로써, 종래의 스틸재로 이루어진 복잡한 프레스 가공 부품들의 조합을 요구 강도에 만족할 수 있는 하나의 단면 부재로 압출하여 사용할 수 있게 되어 후가공 공정을 없앨 수 있으며, 취부 연결 브라켓을 없애 비용 절감과 부품을 단순화할 수 있고, 또한 스틸과 유사한 물성치를 가지면서도 전체 중량을 줄일 수 있도록 한 것이다.

여기서, 상기 시트 프레임(100)은 전부와 후부에 각각 위치하는 프론트 스퀘어 파이프(10a) 및 리어 스퀘어 파이프(10b)와, 이들 파이프(10a,10b)를 양쪽에서 각각 일정한 간격을 유지하도록 고정시켜 주는 한쌍의 사이드 브라켓(20)과, 이 한쌍의 사이드 브라켓(20) 사이에 위치하도록 상기 파이프(10a,10b) 사이에 장착되는 이종 보강판(30a,30b)으로 이루어져 있다.

특히, 상기 프론트 스퀘어 파이프(10a)와 리어 스퀘어 파이프(10b)는 그 단면이 정사각형 형태로 이루어져 있으며, 내부에는 각각 길이방향으로 따라 중공이 형성되어 있다. 특히, 상기 중공은, 첨부도면 도 2a에서 도시한 바와 같이, 각 모서리 부분에 하나씩 전부 4개가 형성된 제 1중공(11)과, 상기 프론트 스퀘어 파이프 및 리어 스퀘어 파이프(10a,10b)의 길이 중심선으로부터 이들 제 1중공(11) 사이에 위치하도록 또 다른 4개의 제 2중공(12)이 관통성형되어 있다. 여기서, 상기 제 1중공(11)은 삼각 모양의 형상으로 이루어진 사각 단면의 부재 내에 중량을 줄이고, 횡방향의 충격이 가해질 때 1차적으로 충격을 완화시켜 주는 기능을 하게 되고, 상기 제 2중공(12)은 중량 감소 및 2차 충격을 완화시켜 주는 기능을 하게 된다. 따라서, 상기 프론트 스퀘어 파이프(10a)와 리어 스퀘어 파이프(10b)는 충분한 강성을 가지면서 우수한 충격 흡수성을 가지는 효과를 얻게 된다. 또한, 상기 프론트 스퀘어 파이프(10a)와 리어 스퀘어 파이프(10b)의 하면에는 일측 단부에 수직으로 돌출부(13)가 형성되어 있으며, 이 돌출부(13)는 종방향의 강도를 지지해 주고 시트 원단을 고정시켜 주는 기능을 가지게 된다.

또한, 상기 사이드 브라켓(20)은, 첨부도면 도 3에서 도시한 바와 같이, 프론트 스퀘어 파이프(10a)와 리어 스퀘어 파이프(10b)의 외주면을 감싸면서 용접되도록 그 단면이 "ㄷ"자 형상으로 이루어져 있다. 또한, 상기 사이드 브라켓(20)은 상면의 중앙에 길이 방향을 따라 결합 돌기(21)가 형성되어 있으며, 이 결합 돌기(21)는 사이드 브라켓(20)에 탄성력을 제공하여 상술한 파이프들(10a,10b)과의 결합력을 높여주게 된다. 이와 같이 이루어진 사이드 브라켓(20)은 양단에 각각 프론트 스퀘어 파이프(10a)와 리어 스퀘어 파이프(10b)가 끼워져서 용착 고정되게 된다.

마지막으로, 상기 프론트 스퀘어 파이프(10a)와 리어 스퀘어 파이프(10b) 사이에는 이종 보강판이 장착되게 된다. 상기 이종 보강판은 제 1보강판(30a)와 제 2보강판(30b)으로 구성된다.

제 1보강판(30a)은 중앙이 빈 중공의 사각 단면으로 이루어져 있으며 양단이 각각 서로 마주보는 프론트 스퀘어 파이프(10a)와 리어 스퀘어 파이프(10b)에 융착고정된다. 특히, 상기 제 1보강판(30a)에는, 첨부도면 도 4a에서 도시한 바와 같이, 측면부의 폭 중간 부분에 전체 길이 방향으로 강성 보강 돌기(31)가 돌출 성형되어 있다. 이와 같이 이루어진 제 1보강판(30a)은 프론트 스퀘어 파이프(10a)와 리어 스퀘어 파이프(10b)의 길이 중간 부분을 대칭으로 양쪽에 각각 하나씩 융착 고정되어 있다.

제 2보강판(30b)는, 첨부도면 도 4b에서 도시한 바와 같이, 판체로 이루어져 있으면서 특히 자체적으로 강성 보완을 위해 요(凹)자 형태로 절곡되어 있다. 이러한 제 2보강판(30b)은 제 1보강판(30a)의 뒷쪽에 각각 하나씩 전부 2개가 설치된다.

이와 같이 이루어진 본 발명에 따르는 자동차용 알루미늄 시트 프레임은 스틸재로 이루어진 종래의 시트 프레임과 비교하여 다음과 같은 물성치를 얻을 수 있다.

따라서, 본 발명은 종래의 스틸재로 제작된 시트 프레임과 비교하여 가벼우면서도 물성치가 거의 유사한 알루미늄 시트 프레임을 얻을 수 있게 된다.

이상에서 본 바와 같이 본 발명은 압출성이 좋고 시효경화시 인장응력이 증가하는 물리적 특성을 갖는 알루미늄으로 사출성형하여 시트 프레임을 제조함으로써 다음과 같은 효과를 얻게 된다.

1) 종래의 스틸재 시트 프레임과 비교하여 전체 중량을 약 40% 정도 줄일 수 있게 된다.

2) 중량 감소로 차량의 전체 중량을 줄일 수 있게 되어 연비 향상 효과를 얻을 수 있게 된다.

3) 각 프레임의 연결 부위를 간단하게 할 수 있게 되어 제조가 용이하게 된다.

4) 종래의 시트 프레임의 제조 공정중 브라켓 등의 금형과 프레스 가공 공정을 줄일 수 있게 된다.

Claims (7)

1. 압출성이 좋고 시효경화시 인장응력이 증가하는 물리적 특성을 갖는 알루미늄으로 사출성형하여 시트 프레임을 제조하되,

   상기 시트 프레임은 사각 단면 형상으로 이루어진 프론트 스퀘어 파이프 및 리어 스퀘어 파이프와, 이들 파이프의 양단을 각각 연결시켜 주는 사이드 브라켓과, 상기 프론트 스퀘어 파이프와 리어 스퀘어 파이프를 연결시켜 주는 이종 보강판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 알루미늄 시트 프레임.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 프론트 스퀘어 파이프와 리어 스퀘어 파이프는 사각 기둥 형상으로 형성되어 있으면서 각 모서리 부분을 따라 길이방향으로 제 1중공이 형성되고, 중앙에는 이들 제 1중공 사이에 위치하도록 제 2중공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 알루미늄 시트 프레임.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 프론트 스퀘어 파이프는 하면의 일측에 강도 보강 및 시트 원단을 고정시키기 위한 돌출부가 돌출되어 이루어진 것을 특징으로 자동차용 알루미늄 시트 프레임.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 사이드 브라켓은 프론트 스퀘어 파이프와 리어 스퀘어 파이프의 양단부를 바깥쪽으로부터 감싸주도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 알루미늄 시트 프레임.
5. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 사이드 브라켓은 상면 중앙에 각 파이프와의 결합력을 강화하기 위해 결합 돌기가 전체 길이에 걸쳐 바깥쪽으로 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 알루미늄 시트 프레임.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 이종 보강판은 단면이 스퀘어 형상으로 이루어져서 시트 프레임의 중앙에 대칭으로 설치된 제 1보강판과, 요홈 형태로 절곡 성형된 제 2보강판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 알루미늄 시트 프레임.
7. 제 6 항에 있어서, 제 1보강판에는 측면 중앙에 각 파이프와의 결합력을 강화하기 위해 강성 보강 돌기가 전체 길이에 걸쳐 바깥쪽으로 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 알루미늄 시트 프레임.