KR101247778B1 - 자동차용 암 레스트 프레임 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 암레스트 프레임에 관한 것으로, 자동차의 시트 백 프레임에 설치되는 암 레스트 프레임에 있어서; 상기 암 레스트 프레임은 프레임본체와 컵 홀더 및 힌지부로 이루어지되, 상기 프레임본체, 컵 홀더는 엔지니어 플라스틱을 소재로 하여 일체 성형되어 형성되고, 상기 힌지부가 설치되는 상기 프레임본체에는 상기 프레임본체와 동일 재질의 보강브라켓이 더 구비된 것을 특징으로 하는 자동차용 암 레스트 프레임을 제공한다.
본 발명에 따르면, 다수개로 이루어지던 기존 스틸재를 완전히 통합하여 하나로 일체화시킬 수 있어 제조공수가 절감되고, 작업효율이 향상되며, 요구 성능은 기존 스틸재와 동등 이상을 유지하면서 중량은 40% 이상 감소시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Description

자동차용 암 레스트 프레임{ARM REST FRAME FOR AUTOMOBILE}

본 발명은 자동차용 암레스트 프레임에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔지니어 플라스틱을 이용하여 더욱 더 경량화시키되 구조적으로 안정하고 강성이 보강된 자동차용 암레스트 프레임에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 암 레스트(Arm Rest:팔걸이)는 주로 운전석 시트 백 프레임에 부착되어 있으며, 다양한 기능 수행을 위한 형상들이 디자인되어 있다.

이러한 암 레스트는 운전자의 편의를 위해 구비되는 차실내 인테리어 구조물 중 하나로, 최근에는 다양한 음료 문화를 충족시키기 위해 컵 홀더를 장착하는 것이 일반적인 추세이다.

그런데, 이와 같은 암 레스트는 자동차 내부에 실장되는 구조물이기 때문에 법규에서 정한 적정 요구 정하중에 대한 일정 수준내의 변형량을 만족하여야만 한다.

그 중 하나로 이를 테면, 도 1에 도시된 바와 같은 수직강도 시험시 요구 변위량을 만족해야 한다.

이 수직강도 시험은 암 레스트 프레임 끝단에서 20mm 위치에 40kgf의 하중을 가했을 때 변위량을 측정하고 하중을 80kgf까지 증가한 후 파괴상태를 조사하는 형태로 이루어지는데, 이때 버켓(Bucket) 시트용 암 레스트나 벤치(Bench) 시트용 암 레스트 모두 변형량이 40mm 이하여야 한다(이 경우, 암 레스트가 쿠션 상단에 걸쳐지는 프린 힌지에서는 적용하지 않는다).

다른 하나로, 수평강도 시험시 요구 변위량을 만족해야 하는데, 이 수평강도 시험은 암 레스트 프레임 끝단에서 20mm 지점에 30kgf의 하중을 가해 다이얼 게이지를 0으로 세팅한 후 반대방향으로 30kgf의 하중을 가했을 때의 변형량을 측정하는 것으로, 하중을 50kgf까지 증가한 후 그 파괴상태를 조사하는 형태로 이루어진다.

이때, 요구 성능은 변위량이 40mm 이하여야 한다.

따라서, 이와 같은 요구 성능을 만족하기 위해서는 일정 이상의 강도가 확보되어야 하므로 도 3 및 도 4의 도시와 같이, 암 레스트 프레임(10)을 스틸로 제작하고, 이를 포장하여 디자인하는 것이 일반적이다.

하지만, 암 레스트 프레임(10)을 스틸로 제작할 경우 요구 성능은 우수하나 경량화에 대한 요구와는 상반되기 때문에 개선에 있어 난관에 봉착해 있는 상태이다.

더구나, 암 레스트 프레임(10)을 스틸로 제작할 경우, 플라스틱 소재로 만들어진 컵 홀더(14)를 수납하기 위한 컵 홀더 프레임(12)을 별도 성형해야 하므로 작업공수의 증대는 물론 공정 싸이클 타임 증가, 제조비용 상승 등 파생되는 다른 많은 단점들까지 더 포함하고 있는 것이 현실이다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 엔지니어 플라스틱을 이용하여 암 레스트 프레임을 제작함으로써 컵 홀더 수납을 위한 별도의 컵 홀더 프레임 제작없이 암 레스트 프레임에 일체화시킬 수 있어 작업공수 절감, 제조비용 등 많은 단점들을 극복하되, 요구 성능은 스틸재와 동등 이상을 유지하고, 강도 취약부인 힌지부의 보강을 통해 기존 스틸재를 완전히 대체할 수 있도록 한 자동차용 암 레스트 프레임을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 자동차의 시트 백 프레임에 설치되는 암 레스트 프레임에 있어서; 상기 암 레스트 프레임은 프레임본체와 컵 홀더 및 힌지부로 이루어지되, 상기 프레임본체, 컵 홀더는 엔지니어 플라스틱을 소재로 하여 일체 성형되어 형성되고, 상기 힌지부가 설치되는 상기 프레임본체에는 상기 프레임본체와 동일 재질의 보강브라켓이 더 구비된 것을 특징으로 하는 자동차용 암 레스트 프레임을 제공한다.

이때, 상기 프레임본체와 보강브라켓은 진동용착 또는 초음파 용접되어 상호 접합된 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 프레임본체와 보강브라켓이 접합되는 접합면에는 톱니 형상이 형성되어 접합효율 및 접합강도를 향상시킨 것에도 그 특징이 있다.

아울러, 상기 프레임본체와 보강브라켓이 접합되는 접합면에는 돌기와 홈이 형성되어 상호 삽입되는 형태로 마련되고, 상기 돌기와 홈이 접하는 접촉면에서 진동용착 또는 초음파 용접이 일어나는 것에도 그 특징이 있다.

뿐만 아니라, 상기 돌기와 홈이 접하는 접촉면에는 톱니 형상이 형성되어 접합효율 및 접합강도를 향상시킨 것에도 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 다수개로 이루어지던 기존 스틸재를 완전히 통합하여 하나로 일체화시킬 수 있어 제조공수가 절감되고, 작업효율이 향상되며, 요구 성능은 기존 스틸재와 동등 이상을 유지하면서 중량은 40% 이상 감소시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 암 레스트 프레임에 요구되는 수직하중 시험예를 보인 예시도이다.
도 2는 암 레스트 프레임에 요구되는 수평하중 시험예를 보인 예시도이다.
도 3 및 도 4는 종래 기술에 따른 암 레스트 프레임의 예시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 암 레스트 프레임의 예시적인 사시도이다.
도 6은 도 5의 배면을 보인 예시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 암 레스트 프레임 및 그것의 강도 구조해석을 보인 그래프이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 암 레스트 프레임은 프레임본체(100)을 구성하는 소재 자체가 엔지니어 플라스틱으로 이루어진다.

따라서, 상기 프레임본체(100)에 구비되는 컵 홀더(110)를 포함한 다양한 디자인 형상을 모두 일체로 성형하여 형성할 수 있는 장점이 있어 제조공수를 줄일 수 있다.

이때, 상기 프레임본체(100)를 이루는 소재인 엔지니어 플라스틱은 LFT(Long Fiber Thermoplastics:열가소성 장섬유 복합재)를 비롯한 GMT(Glass fiber Mat Thermoplastics)를 모두 포함한다.

이와 같이, 본 발명에 따른 암 레스트 프레임은 프레임본체(100)가 일단 플라스틱 재질로 성형되어 제조되기 때문에 기존 스틸재에 비해 현저한 중량 감소 효과를 얻는 것은 당연하다 하겠다.

그런데, 플라스틱 소재로 제조되다보니 동적하중이 집중되는 힌지부(120)의 강도가 매우 취약할 수 있다.

이에, 본 발명에서는 상기 프레임본체(100)를 성형할 때 컵 홀더(110)까지 일체로 성형한 다음 상기 힌지부(120)를 보강할 수 있는 구조를 갖추도록 구성된다.

이를 위해, 상기 힌지부(120)에는 보강브라켓(130)이 더 구비된다.

상기 보강브라켓(130)은 스틸재로 보강할 수도 있지만, 이 경우 중량 감소 효과를 상쇄시키는 단점이 있으므로 동일 재질인 엔지니어 플라스틱을 이용하여 보강함이 바람직하다.

이때, 상기 보강브라켓(130)은 접착제를 통한 단순 용접을 통해서는 원하는 강도를 얻을 수 없기 때문에 본 발명에서는 진동용착 혹은 초음파 용접을 통해 원하는 강도를 확보하도록 구성된다.

여기에서, 진동용착은 열가소성 수지 2개를 제품간에 가압하면서 상측 지그에 좌우 진동을 주어 접촉 부위에서 발생되는 마찰열로 수지를 용융시키고, 충분히 용융된 후 진동을 멈추면 제품이 정렬되며, 이 상태에서 가압하면서 냉각시켜 융착을 이루어내는 방법을 말하며, 초음파 용접은 진동용착과 유사하지만 초음파를 이용하여 진동을 유발시킨다는 점에서 약간 차이가 있다.

본 발명에서는 이 두가지 방식 중 어느 하나의 방식을 이용하여 두 모재, 즉 프레임본체(100)와 이 프레임본체(100)에 접하도록 접합면을 갖는 보강브라켓(130)를 서로 맞댄 상태에서 이들에 진동 또는 초음파 진동을 가해 접합면이 진동용착되거나 혹은 초음파 용접되도록 하여 국부적인 접합강도를 극대화시키도록 구성된다.

이 경우, 상기 프레임본체(100)와 보강브라켓(130) 사이의 접합면에 톱니 형상을 형성하여 용착강도를 더욱 높일 수도 있고, 경우에 따라서는 접합면에 홈과 돌기를 구성하여 상호 삽입고정됨과 동시에 용착되게 구성할 수도 있으며, 나아가 홈과 돌기의 상호 접합면에 톱니 형상을 형성하여 그 접합성을 더욱 더 높일 수도 있을 것이다.

이와 같은 구성을 통해 힌지부(120)의 강도를 보강함으로써 기존 스틸재 대비 동등 이상의 강도를 갖도록 구현할 수 있었으며, 이는 도 7에 예시된 강도 구조해석을 통해 확인되었다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 암 레스트 프레임은 프레임본체(100)를 엔지니어 플라스틱으로 형성함으로써 성형성이 우수하여 컵 홀더(110)를 일체로 성형하기 쉽고, 따라서 부수적인 공정이 요구되지 않아 제조원가를 낮출 수 있게 되며, 강도 측면에서는 기존 스틸재와 동등 이상을 유지함으로써 기존 스틸재 암 레스트 프레임을 완전히 대체할 수 있을 것으로 기대된다.

특히, 본 발명에 따른 암 레스트 프레임은 플라스틱 소재이므로 성형자유도가 향상되어 가공성도 우수한 장점을 가진다.

100 : 프레임본체 110 : 컵 홀더
120 : 힌지부 130 : 보강브라켓

Claims (5)

1. 자동차의 시트 백 프레임에 설치되는 암 레스트 프레임에 있어서;
   상기 암 레스트 프레임은 프레임본체(100)와 컵 홀더(110) 및 힌지부(120)로 이루어지되,
   상기 프레임본체(100), 컵 홀더(110)는 LFT(Long Fiber Thermoplastics) 또는 GMT(Glass fiber Mat Thermoplastics)를 한번에 성형하여 일체로 형성되고,
   상기 힌지부(120)가 설치되는 상기 프레임본체(100)에는 상기 프레임본체(100)와 동일 재질의 보강브라켓(130)이 더 구비되는데,
   상기 프레임본체(100)와 보강브라켓(130)은 진동용착 또는 초음파 용접되어 상호 접합될 때 상기 프레임본체(100)와 보강브라켓(130)이 접합되는 접합면에는 돌기와 홈이 형성되어 상호 삽입되는 형태로 마련되고, 상기 돌기와 홈이 접하는 접촉면에는 톱니 형상이 형성되어 접합효율 및 접합강도를 향상시킨 것을 특징으로 하는 자동차용 암 레스트 프레임.
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