KR101880827B1 - 자동차용 암레스트 프레임 - Google Patents

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한화첨단소재 주식회사
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Abstract

본 발명은 서로 평행하면서 마주하도록 길이방향으로 연장 형성되는 베이스부; 상기 베이스부의 일단에 상기 베이스부와 일체로 형성되는 컵홀더부; 시트백 프레임의 암레스트 보드에 회전 가능하게 결합하기 위해 상기 베이스부의 타단에 설치되는 결합 회동부;를 포함하고 상기 베이스부와 상기 컵홀더부는 유리섬유강화 열가소성수지로 형성되고, 상기 결합 회동부는 금속재질로 형성되는 자동차용 암레스트 프레임에 관한 것으로, 실험계획법에 따라 최적의 설계를 통해 암레스트 프레임의 강도를 보강하면서 경량화를 도모하여 자동차의 연비를 개선하고, 조립 공정수를 대폭 감소시켜 제조시간 및 제조비용을 절감하며, 작업자의 편의를 도모하고, 자동차의 안전성과 신뢰성을 향상시킬 수 있는 자동차용 암레스트 프레임을 제공하는 것이다.

Description

자동차용 암레스트 프레임{Arm rest frame for automibile}
본 발명은 자동차용 암레스트 프레임에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 베이스부와 컵홀더부는 일체로 유리섬유강화 열가소성 플라스틱(GMT) 소재로 형성하고, 결합 회동부는 금속재질로 형성함에 따라 경량화를 도모하면서 강도를 증가시키고, 조립 공정수 감소를 통해 제조시간 및 제조비용을 절감하고, 자동차의 연비를 개선할 수 있는 자동차용 암레스트 프레임에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 실내에는 탑승자가 착석하는 시트가 설치되어 있으며, 후방에는 다수의 탑승자가 동시에 착석할 수 있도록 후방시트가 제공된다.
일반적으로, 자동차용 암레스트는 접혀 있는 상태로 운적석 시트백 프레임 또는 후방 시트백 프레임에 장착되어 있는데, 탑승자가 필요시에 펼치게 되면 전방 또는 후방 시트 쿠션과 수평하게 위치하게 된다. 이러한 암레스트는 자동차의 뒷자석에 탑승한 사람들이 팔을 올려놓을 수 있는 용도로 주로 사용되나, 음료수 및 물품 등을 놓을 수 있는 수납용으로도 사용된다.
종래에는 이러한 암레스트는 고급차에만 적용되었으나 최근에는 리어 시트에 3명 이상의 승객이 탑승하는 경우가 감소함에 따라 소형차에도 적용되는 등, 적용 범위가 증가하고 있는 추세이다.
그런데, 이와 같은 암레스트는 자동차 내부에 실장되는 구조물이기 때문에 법규에서 정한 적정 요구 정하중에 대한 일정 수준내의 변형량을 만족하여야만 한다.
그 중 하나로 이를테면, 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같은 수직강도 시험과 수평 강도시험시에 일정한 요구 변위량을 만족해야 한다.
이러한 수직강도 시험은 암레스트 프레임(3) 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, 암레스트가 쿠션 상단에 걸쳐지는 프린 힌지에서는 적용하지 않는다.
또한, 암레스트는 수평강도 시험시 요구 변위량을 만족해야 하는데, 이 수평강도 시험은 암레스트 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 한다.
이에 따라, 도 3에 도시된 것처럼, 시트(1)의 시트백 프레임(2)의 암레스트 보드에 장착되는 종래 자동차용 암레스트 프레임은(3)은 금속재질로 형성되었다.
그러나 종래 자동차용 암레스트 프레임이 금속재질로 형성되는 경우, 소정의 강도 수준은 만족시킬 수 있으나, 그 자체 중량이 증가하여 자동차의 경량화를 도모할 수 없고, 자동차의 연비를 개선할 수 없는 문제점이 있었다.
도 3에 도시된 것처럼, 암레스트 프레임(3)을 금속소재로 형성되는 경우에, 플라스틱 소재로 만들어진 컵홀더(5)를 수납하기 위해 컵홀더 프레임(4)을 별도로 제작하거나 금속재질 사이를 10회 이상 용접하는 공정이 요구된다.
이에 따라, 종래 자동차용 암레스트 프레임이 금속재질로 형성되는 경우 각 구성품이 판금 프레임에 형성되기 위해서는 각 구성품을 해당 판금 프레임의 부위에 용접 해야만 완전한 암레스트 프레임을 완성할 수 있었기에 조립 공정수 증가에 따라 제조비용과 제조시간이 증가하고, 최종적으로 암레스트 프레임의 생산단가 상승에 의해 가격 경쟁력이 저하되는 문제점이 있었다.
더욱이, 종래 자동차용 암레스트 프레임은 경량화를 도모하기 위해 플라스틱 소재만을 사용하여 제조하였으나 구체적인 해석이나 실험 없이 단순히 플라스틱 소재로만 암레스트 프레임을 제조함에 따라 원하는 강도를 달성하지 못하여 자동차의 안전성과 신뢰성을 저하시키는 문제점이 있었다.
대한민국 특허공개공보 제10-20116-0052889호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 베이스부와 컵홀더부는 일체로 유리섬유강화 열가소성 플라스틱(GMT) 소재로 형성하고, 결합 회동부는 금속재질로 형성하며, 실험계획법에 따라 최적의 설계를 통해암레스트 프레임의 강도를 보강하면서 경량화를 도모하여 자동차의 연비를 개선하고, 금속소재 또는 플라스틱 소재로만 형성됨에 따라 조립시에 불편한 점을 개선하고 조립 공정수를 대폭 감소시킴에 따라 제조시간 및 제조비용을 절감하며, 작업자의 편의를 도모하고, 자동차의 안전성과 신뢰성을 향상시킬 수 있는 자동차용 암레스트 프레임을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 자동차용 암레스트 프레임은 서로 평행하면서 마주하도록 길이방향으로 연장 형성되는 베이스부; 상기 베이스부의 일단에 상기 베이스부와 일체로 형성되는 컵홀더부; 시트백 프레임의 암레스트 보드에 회전 가능하게 결합하기 위해 상기 베이스부의 타단에 설치되는 결합 회동부;를 포함하고 상기 베이스부와 상기 컵홀더부는 유리섬유강화 열가소성수지로 형성되고, 상기 결합 회동부는 금속재질로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 자동차용 암레스트 프레임의 바람직한 다른 실시예에서, 자동차용 암레스트 프레임의 베이스부는 단면이 "∩" 형상으로 형성되는 본체부; 상기 본체부의 상부면의 일부에 길이방향을 따라 함입 형성되는 오목부; 및 상기 오목부와 대응하면서 마주하도록 상기 본체부의 하부면의 중앙에 길이방향을 따라 돌출 형성되는 돌출부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 자동차용 암레스트 프레임의 바람직한 다른 실시예에서, 자동차용 암레스트 프레임의 결합 회동부는 상기 본체부의 후단에서 상기 본체부의 내측면에 양단이 접촉되게 설치되어 상기 본체부를 지지하는 지지부; 상기 본체부의 일측 외측면에 접촉되게 설치되는 제1 체결부; 상기 제1 체결부와 마주하면서 대응하도록 상기 본체부의 타측 외측면에 접촉되게 설치되는 제2 체결부; 상기 본체부, 지지부, 제1 체결부, 및 제2 체결부를 결합하기 위한 결합핀부; 상기 본체부, 지지부, 제1 체결부, 및 제2 체결부를 상기 시트백 프레임의 상기 암레스트 보드에 대해 회전 가능하게 고정하기 위한 회전핀부; 및 상기 본체부, 지지부, 제1 체결부, 및 제2 체결부를 상기 시트백 프레임의 상기 암레스트 보드에 체결하기 위한 체결핀부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 자동차용 암레스트 프레임의 바람직한 다른 실시예에서, 자동차용 암레스트 프레임의 결합 회동부의 지지부는 바디부; 상기 바디부의 일부에 함입 형성되는 함입부; 및 상기 본체부의 후단에서 상기 본체부의 내측면에 각각 접촉되도록 상기 바디부의 양단에서 하방으로 연장 형성되는 접촉부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 자동차용 암레스트 프레임의 바람직한 다른 실시예에서, 자동차용 암레스트 프레임의 결합 회전부의 지지부의 접촉부는 각각 상기 결합핀부가 삽입 결합되도록 상기 접촉부를 관통하여 형성되는 제1 결합공; 상기 회전핀부가 삽입 결합되도록 상기 제1 결합공과 길이방향으로 이격되어 상기 접촉부를 관통하여 형성되는 제1 회전공; 및 상기 체결핀부가 삽입 결합되도록 상기 제1 결합공 및 상기 제1 회전공과 높이방향으로 이격되어 상기 접촉부를 관통하여 형성되는 제1 체결공;을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 자동차용 암레스트 프레임의 바람직한 다른 실시예에서, 자동차용 암레스트 프레임의 결합 회전부의 제1 체결부는 상기 본체부의 일측 외측면에 접촉하는 제1 몸통부; 및 상기 제1 몸통부가 상기 본체부에서 이탈되는 것을 방지하기 위해 상기 본체부의 일측 상단면과 접촉하도록 상기 제1 몸통부의 상단에서 길이방향으로 연장 형성되는 제1 걸림부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 자동차용 암레스트 프레임의 바람직한 다른 실시예에서, 자동차용 암레스트 프레임의 결합 회전부의 제1 체결부의 제1 몸통부는 상기 결합핀부가 삽입 결합되어 상기 제1 결합공과 연통하도록 상기 제1 몸통부를 관통하여 형성되는 제2 결합공; 상기 회전핀부가 삽입 결합되어 상기 제1 회전공과 연통하도록 상기 제2 결합공과 길이방향으로 이격되어 상기 제1 몸통부를 관통하여 형성되는 제2 회전공; 및 상기 체결핀부가 삽입 결합되어 상기 제1 결합공과 연통하도록 상기 제2 결합공 및 상기 제2 회전공과 높이방향으로 이격되어 상기 제1 몸통부를 관통하여 형성되는 제2 체결공;을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 자동차용 암레스트 프레임의 바람직한 다른 실시예에서, 자동차용 암레스트 프레임의 제2 체결부는 상기 본체부의 타측 상기 본체부의 외측면에 접촉하는 제2 몸통부; 및 상기 제2 몸통부가 이탈되는 것을 방지하기 위해 상기 본체부의 타측 상단면과 접촉하도록 상기 제2 몸통부의 상단에서 길이방향으로 연장 형성되는 제2 걸림부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 자동차용 암레스트 프레임의 바람직한 다른 실시예에서, 자동차용 암레스트 프레임의 결합 회전부의 제2 체결부의 제2 몸통부는 상기 결합핀부가 삽입 결합되어 상기 제1 결합공과 연통하도록 상기 제2 몸통부를 관통하여 형성되는 제3 결합공; 상기 회전핀부가 삽입 결합되어 상기 제1 회전공과 연통하도록 상기 제3 결합공과 길이방향으로 이격되어 상기 제2 몸통부를 관통하여 형성되는 제3 회전공; 및 상기 체결핀부가 삽입 결합되어 상기 제1 결합공과 연통하도록 상기 제3 결합공 및 상기 제3 회전공과 높이방향으로 이격되어 상기 제2 몸통부를 관통하여 형성되는 제3 체결공;을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 자동차용 암레스트 프레임의 바람직한 다른 실시예에서, 자동차용 암레스트 프레임의 오목부의 높이는 돌출부의 높이보다 높게 형성될 수 있다.
본 발명에 의한 자동차용 암레스트 프레임은 베이스부와 컵홀더부는 일체로 유리섬유강화 열가소성 플라스틱(GMT) 소재로 형성하고, 결합 회동부는 금속재질로 형성하며, 실험계획법에 따라 최적의 설계를 통해암레스트 프레임의 강도를 보강하면서 경량화를 도모할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의한 자동차용 암레스트 프레임은 요구되는 강도를 만족하면서 경량화를 도모함에 따라 자동차의 연비를 개선하여 소비자의 만족도를 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
더욱이, 본 발명에 의한 자동차용 암레스트 프레임은 종래 금속소재 또는 플라스틱 소재로만 형성되는 암레스트 프레임의 조립시에 불편한 점을 개선하고, 조립 공정수를 대폭 감소시킴에 따라 제조시간 및 제조비용을 절감하고, 생산단가를 감소시켜 가격 경쟁력 향상을 유도하며, 수출 증대를 도모할 수 있는 효과가 있다.
게다가, 본 발명에 의한 자동차용 암레스트 프레임은 조립공수 감소와 조립 편의성 확보를 통해 작업자의 편의를 도모하고, 자동차의 안전성과 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 암레스트 프레임에 요구되는 수직하중 시험예에 대한 예시도를 나타낸다.
도 2는 암레스트 프레임에 요구되는 수평하중 시험예에 대한 예시도를 나타낸다.
도 3은 종래 자동차용 암레스트 프레임이 암레스트 시트와 암레스트 보드에 장착된 상태의 사시도를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 의한 자동차용 암레스트 프레임이 암레스트 시트와 암레스트 보드에 장착된 상태의 사시도를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 암레스트 프레임의 사시도를 나타낸다.
도 6은 도 5에 도시된 자동차용 암레스트 프레임의 분해 사시도를 나타낸다.
도 7은 도 5에 도시된 자동차용 암레스트 프레임의 평면도를 나타낸다.
도 8은 도 7에 도시된 Ⅰ-Ⅰ선의 단면도를 나타낸다.
도 9는 도 7에 도시된 Ⅱ-Ⅱ선의 단면도를 나타낸다.
도 10은 도 7에 도시된 Ⅲ-Ⅲ선의 단면도를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 암레스트 프레임의 최적화 설계를 위한 실험계획법을 설명하기 위한 사시도이다.
도 12은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 암레스트 프레임의 최적화 설계를 위한 실험계획법을 설명하기 위한 저면도이다.
도 13은 실험계획법에 따른 직교배열표 분석 및 최적인자에 대한 S/N비에 대한 그래프이다.
도 14는 실험계획법에 따른 직교배열표 분석 및 최적인자에 대한 BETA/MEAN에 대한 그래프이다.
이하, 본 발명의 실시예에 의한 조립식 베개의 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시 예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다 (comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/ 또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 4는 본 발명에 의한 자동차용 암레스트 프레임이 암레스트 시트와 암레스트 보드에 장착된 상태의 사시도를 나타내고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 암레스트 프레임의 사시도를 나타내며, 도 6은 도 5에 도시된 자동차용 암레스트 프레임의 분해 사시도를 나타내고, 도 7은 도 5에 도시된 자동차용 암레스트 프레임의 평면도를 나타낸다. 도 8은 도 7에 도시된 Ⅰ-Ⅰ선의 단면도를 나타내고, 도 9는 도 7에 도시된 Ⅱ-Ⅱ선의 단면도를 나타내며, 도 10은 도 7에 도시된 Ⅲ-Ⅲ선의 단면도를 나타낸다. 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 암레스트 프레임의 최적화 설계를 위한 실험계획법을 설명하기 위한 사시도이고, 도 12은 도 11의 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 암레스트 프레임의 최적화 설계를 위한 실험계획법을 설명하기 위한 저면도이다. 도 13은 실험계획법에 따른 직교배열표 분석 및 최적인자에 대한 S/N비에 대한 그래프이고, 도 14는 실험계획법에 따른 직교배열표 분석 및 최적인자에 대한 BETA/MEAN에 대한 그래프이다.
이하에서 사용하는 용어의 정의는 다음과 같다. "폭방향"이란 동일부재에서 세로방향, 즉 도 5에서 Y축 방향을 의미하고, "길이방향"이란 폭방향에 대해 직교하면서 동일부재에서 가로방향, 즉 도 5에서 X축 방향을 의미하며, "높이방향"이란 폭방향과 길이방향에 대해 직교하면서 동일부재에서 높이방향, 즉 도 5에서 Z축 방향을 의미한다.
도 4 내지 도 7를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 암레스트 프레임(10)을 설명한다. 도 4에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 암레스트 프레임(10)은 전방 또는 후방 시트백(20)의 암레스트 보드(30)에 설치된다.
도 4 내지 도 7에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 암레스트 프레임(10)은 베이스부(100), 컵홀더부(200), 및 결합 회동부(300)로 이루어진다.
베이스부(100)는 서로 평행하면서 마주하도록 길이방향(X)으로 연장 형성된다. 즉, 베이스부(100)는 소정의 폭과 길이 및 높이를 갖고 서로 마주하면서 평행하도록 길이방향으로 형성된다.
컵홀더부(200)는 베이스부(200)의 일단에 베이스부(100)와 일체로 형성된다. 이처럼, 컵홀더부(200)가 베이스부(100)와 일체로 형성됨에 따라 제조 공수를 감소시켜 제조비용과 제조시간을 더욱 절감할 수 있다.
결합 회동부(300)는 암레스트 프레임(10)을 시트백 프레임(20)의 암레스트 보드(30)에 회전 가능하게 결합하기 위해 베이스부(100)의 타단에 설치된다. 즉, 결합 회동부(300)는 베이스부(200)에서 컵홀더부(200)와 반대되는 부분에 형성되어 암레스트 프레임(10)을 암레스트 보드(30)와 시트백 프레임(20)에 회동 가능하게 결합시키는 기능을 수행한다.
베이스부(100)와 컵홀더부(200)는 유리섬유강화 열가소성수지로 형성되고, 결합 회동부는 금속재질로 형성된다
따라서, 본 발명에 의한 자동차용 암레스트 프레임은 실험계획법에 따라 최적의 설계를 통해 암레스트 프레임의 강도를 보강하면서 경량화를 도모하면서 동시에 강도를 보강하여 자동차의 연비를 개선하여 소비자의 만족도를 증가시키고, 자동차의 안전성과 신뢰성을 확보할 수 있다.
도 4 내지 도 8에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 암레스트 프레임(10)의 베이스부(100)는 본체부(110), 오목부(120), 및 돌출부(130)를 포함한다.
본체부(110)는 베이스부(100)의 외형을 형성하고, 단면이 "∩" 형상으로 형성된다. 도면에 도시되지는 않았지만, 본체부(110)의 타단, 즉 후술하는 결합 회동부(300)가 결합되는 곳에는 후술하는 결합핀부, 회전핀부, 체결핀부가 삽입 결합될 수 있는 삽입공이 각각의 본체부(110)의 외측면에 관통 형성된다.
오목부(120)는 본체부의 상부면(111)의 일부에 길이방향을 따라 함입 형성된다. 오목부(120)가 본체부의 상부면(111)의 길이방향을 따라 함입 형성됨에 따라 중량을 더욱 저감시켜 초경량화를 도모할 수 있다.
돌출부(130)는 오목부(120)와 대응하면서 마주하도록 본체부의 하부면(112)의 중앙에 길이방향을 따라 돌출 형성된다. 돌출부(130)에 의해 베이스부(100)가 뒤틀리거나 파손되는 것을 방지하여 베이스부(100)의 강도를 향상시킬 수 있다.
반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 도 8에 도시된 것처럼, 오목부의 높이(H)는 돌출부의 높이(h)보다 높게 형성된다. 이에 따라 상대적으로 뒤틀림이 큰 부분에 대한 강성을 확보하면서, 오목부(120)의 면적을 넓게 하여 경량화를 도모할 수 있다.
도 4 내지 도 8에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 암레스트 프레임(10)의 결합 회동부(300)는 지지부(310), 제1 체결부(320), 제2 체결부(330), 결합핀부(340), 회전핀부(350), 및 체결핀부(360)를 포함한다.
지지부(310)는 본체부(110)의 후단에서 본체부의 내측면(113)에 양단이 접촉되게 설치되어 본체부(110)를 지지한다. 즉, 지지부(310)는 일정한 길이를 갖고, 폭방향으로 연장 형성된 상태로 지지부(310)가 본체부의 내측면(113)의 좌측과 우측 사이에 삽입 결합되어 본체부(110)가 뒤틀리는 것을 방지하고, 본체부(110)가 휘지 않도록 본체부(110)를 안정적이고 견고하게 지탱한다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 지지부(310)는 대략 "ㄷ"자 형상으로 형성된다.
제1 체결부(320) 본체부의 일측 외측면(114)에 접촉되게 설치된다. 즉, 제1 체결부(320)는 후술하는 지지부(310)의 2개의 접촉부(313) 중 1개의 접촉부와 본체부를 사이에 두고 서로 마주하면서 대응하도록 본체부의 일측 외측면(114)에 접촉 설치된다.
제2 체결부(330)는 제1 체결부와 마주하면서 대응하도록 본체부의 타측 외측면(114)에 접촉되게 설치된다. 즉, 제2 체결부(330)는 후술하는 지지부(310)의 2개의 접촉부 중 제1 체결부(320)와 접촉하지 않은 다른 1개의 접촉부(313)와 본체부를 사이에 두고 서로 마주하면서 대응하도록 본체부의 타측 외측면(114)에 접촉되게 설치된다.
반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 제1 체결부(320)와 제2 체결부(330)는 대략 "ㄱ"가 형상으로 형성된다.
결합핀부(340)는 상술한 본체부(110)의 삽입공과 후술하는 지지부, 제1 체결부, 제2 체결부의 제1, 2, 3 결합공(314, 324, 334)을 통해 본체부(310), 지지부(310), 제1 체결부(320), 및 제2 체결부(330)를 결합시킨다.
회전핀부(350)는 상술한 본체부(110)의 삽입공과 후술하는 지지부, 제1 체결부, 제2 체결부의 제1, 2, 3 회전공(315, 325, 335)을 통해 본체부(110), 지지부(310), 제1 체결부(320), 및 제2 체결부(330)를 시트백 프레임(20)의 암레스트 보드(30)에 대해 회전 가능하게 고정한다.
체결핀부(350)는 상술한 본체부(110)의 삽입공과 후술하는 지지부, 제1 체결부, 제2 체결부의 제1, 2, 3 체결공(316, 326, 336)을 본체부(110), 지지부(310), 제1 체결부(320), 및 제2 체결부(330)를 시트백 프레임(20)의 암레스트 보드(30)에 체결한다.
이처럼, 본 발명은 베이스부(100)와 컵홀더부(200)는 GMT와 같은 복합소재를 통해 플라스틱 재질로 형성하고, 결합 회동부(300)는 금속재질로 형성하여 결합의 용이성을 통해 조립시간과 조립비용을 절감하고, 회전하는 부분과 움직이는 부분에 대한 충분한 강성은 확보하면서 전체적으로 중량을 감소시켜 경량화를 도모할 수 있다.
도 5 내지 도 10에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 암레스트 프레임(10)의 결합 회동부(300)의 지지부(310)는 바디부(311), 함입부(312), 및 접촉부(313)로 형성된다.
바디부(311)는 지지부(310)의 외형을 형성한다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 바디부(311)는 판형으로 형성되고, 본체부의 내측면(113) 사이의 길이와 유사한 길이를 갖도록 형성된다.
함입부(312)는 바디부(311)의 일부에 함입 형성된다. 이에 따라 바디부(311)의 중량을 감소시켜 경량화를 도모하면서 본체부의 내측면(113) 사이에서 본체부를 견고하고 안정적으로 지지한다.
접촉부(313)는 본체부(110)의 후단에서 본체부의 내측면(113)에 각각 접촉되도록 바디부(311)의 양단에서 하방으로 연장 형성된다. 즉, 접촉부(313)는 상술한 바와 같이 바디부(311)의 양단에서 하방으로 연장 형성되어 바디부(311)가 본체부를 지지할 때에 바디부(311)가 휘어지거나 뒤틀리는 것을 추가적으로 방지하여, 본체부(110)를 더욱 안정적으로 지지한다.
접촉부(313)는 각각 제1 결합공(314), 제1 회전공(315), 및 제1 체결공(316)을 구비한다. 제1 결합공(314)은 결합핀부(340)가 삽입 결합되도록 접촉부(313)를 관통하여 형성된다. 제1 회전공(315)는 회전핀부(350)가 삽입 결합되도록 제1 결합공(314)과 길이방향으로 이격되면서 접촉부(313)를 관통하여 형성된다. 제1 체결공(316)은 체결핀부(360)가 삽입 결합되도록 제1 결합공(314) 및 제1 회전공(315)과 하방으로 이격되도록 접촉부(313)를 관통하여 형성된다.
도 5 내지 도 10에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 암레스트 프레임(10)의 결합 회동부(300)의 제1 체결부(320)는 제1 몸통부(321)와 제1 걸림부(322)를 구빈한다.
제1 몸통부(321)는 판형상으로 제1 체결부(320)의 외형을 형성한다. 제1 몸통부(321)는 본체부의 일측 외측면(115)에 접촉한다.
제1 걸림부(322)는 본체부의 일측 상단면(111)과 접촉하도록 제1 몸통부의 상단에서 길이방향으로 연장 형성된다. 이에 따라 제1 체결부(320)의 조립시에 제1 체결부(320)가 본체부(110)에서 이탈되는 것을 방지하여 작업자의 편의를 도모하고, 조립시간과 조립비용을 절감할 수 있다.
제1 몸통부(321)는 제2 결합공(324), 제2 회전공(325), 및 제2 체결공(326)을 구비한다. 제2 결합공(324)은 결합핀부(340)가 삽입 결합되어 제1 결합공(314)과 연통하도록 제1 몸통부(321)를 관통하여 형성된다. 제2 회전공(325)은 회전핀부(350)가 삽입 결합되어 제1 회전공(315)과 연통하도록 제2 결합공(324)과 길이방향으로 이격되면서 제1 몸통부(321)를 관통하여 형성된다. 제2 체결공(326)은 체결핀부(360)가 삽입 결합되어 제1 체결공(316)과 연통하도록 제2 결합공(324) 및 제2 회전공(325)과 하방으로 이격되도록 제1 몸통부(321)를 관통하여 형성된다.
도 5 내지 도 10에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 암레스트 프레임(10)의 결합 회동부(300)의 제2 체결부(330)는 제2 몸통부(331)와 제2 걸림부(332)를 구빈한다.
제2 몸통부(331)는 판형상으로 제2 체결부(330)의 외형을 형성한다. 제2 몸통부(331)는 본체부의 타측 외측면(115)에 접촉한다.
제2 걸림부(332)는 본체부의 타측 상단면(111)과 접촉하도록 제2 몸통부의 상단에서 길이방향으로 연장 형성된다. 이에 따라 제2 체결부(330)의 조립시에 제2 체결부(320)가 본체부(110)에서 이탈되는 것을 방지하여 작업자의 편의를 도모하고, 조립시간과 조립비용을 절감할 수 있다.
제2 몸통부(331)는 제3 결합공(334), 제3 회전공(335), 및 제3 체결공(336)을 구비한다. 제3 결합공(334)은 결합핀부(340)가 삽입 결합되어 제1 결합공(314)과 연통하도록 제2 몸통부(331)를 관통하여 형성된다. 제3 회전공(335)은 회전핀부(350)가 삽입 결합되어 제1 회전공(315)과 연통하도록 제3 결합공(334)과 길이방향으로 이격되면서 제2 몸통부(331)를 관통하여 형성된다. 제3 체결공(336)은 체결핀부(360)가 삽입 결합되어 제3 체결공(336)과 연통하도록 제3 결합공(334) 및 제3 회전공(335)과 하방으로 이격되도록 제2 몸통부(331)를 관통하여 형성된다.
이처럼, 본 발명에 의한 자동차용 암레스트 프레임은 종래 금속소재 또는 플라스틱 소재로만 형성되는 암레스트 프레임의 조립시에 불편한 점을 개선하고, 조립 공정수를 대폭 감소시킴에 따라 제조시간 및 제조비용을 절감하고, 생산단가를 감소시켜 가격 경쟁력 향상을 유도하며, 수출 증대를 도모할 수 있고, 작업자의 편의를 도모하며, 자동차의 안전성과 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이러한 본 발명에 의한 암레스트 프레임(10)의 전체적인 형상은 최적의 실험 계획법을 통해 도출되었다. 즉, 도 11 내지 도 12에 도시된 것과 같이 A, B, C, D, E, F, G, H 영역을 각각 지정하고, 이를 다구찌 기법과 이를 도 13 내지 도 14와 같이 그래프를 통해 최적인자를 도출(표 1)한다. 도 11 내지 도 12에 도시된 A, B, C, D, E, F, G, H 영역은 종래 자동차용 암레스트 프레임에 작용하는 하중이나 변형량에 대한 데이터 베이스에 근거한 최적의 해석을 도출하기 위한 영역을 지정한 것이다. 다만, 도 11 내지 도 12에서 A, B, C, D, E, F, G, H는 필요에 따른 다른 영역을 각각 지정하고, 다구찌 기법을 통해 인자를 도출할 수도 있다. 또한, 수직강도 시험은 상술한 도 1 내지 도 2에서와 같이 암레스트 프레임(10) 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.
Figure 112016129682155-pat00001
이후, 이러한 인자를 적용하여 이를 18 직교배열표를 통해 배열(표 2 참조)한다.
Figure 112016129682155-pat00002
이후, 상술한 바와 같이 수직 강도 시험을 통해 검증하면 다음과 같은 표3의 결과가 도출됨을 알 수 있다.
구분
 중량(g)
 수직 강도
해석(mm) 실제 평가(mm)
종래 암레스트 프레임 1,464 35.12 36.77
본 발명에 의한 암레스트 프레임 1,022 38.35 37.36
즉, 종래 금소 재질을 사용하는 암레스트 프레임 대비 GMT 소재로 일체로 형성되는 베이스부와 컵홀더부 및 금속재질로 형성되는 결합 회동부를 갖는 본 발명에 이한 암레스트 프레임은 422g(그램)이 감소되어, 무게가 30% 이상 절감되어 경량화를 도모할 수 있다.
또한, 수직 강도 시험에서 해석과 실제 평가의 경우 모두 최종 기준치인 40mm 이내를 만족하여 강도역시 금속재질만을 사용하는 경우와 차이가 없을 알 수 있다.
이처럼, 본 발명에 의한 자동차용 암레스트 프레임은 베이스부와 컵홀더부는 일체로 유리섬유강화 열가소성 플라스틱(GMT) 소재로 형성하고, 결합 회동부는 금속재질로 형성하며, 실험계획법에 따라 최적의 설계를 통해암레스트 프레임의 강도를 보강하면서 경량화를 도모하여 자동차의 연비를 개선하고, 금속소재 또는 플라스틱 소재로만 형성됨에 따라 조립시에 불편한 점을 개선하고 조립 공정수를 대폭 감소시킴에 따라 제조시간 및 제조비용을 절감하며, 작업자의 편의를 도모하고, 자동차의 안전성과 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
10 : 암레스트 프레임, 20 : 시트백 프레임,
30 : 암레스트 보드, 100 : 베이스부,
110 : 본체부,
111, 112, 113, 114 : 본체부의 상부면, 하부면, 내측면, 외측면
120 : 오목부,
130 : 돌출부, 200 : 컵홀더부,
300 : 결합 회동부, 311 : 바디부,
312 : 함입부, 313 : 접촉부,
314 : 제1 결합공, 315 : 제1 회전공,
316 : 제1 체결공, 320 : 제1 체결부,
321 : 제1 몸통부, 322 : 제1 걸림부,
324 : 제2 결합공, 325 : 제2 회전공,
326 : 제2 체결공, 330 : 제2 체결부,
331 : 제2 몸통부, 332 : 제2 걸림부,
324 : 제3 결합공, 335 : 제3 회전공,
326 : 제3 체결공,
340 : 결합핀부, 350 : 회전핀부,
360 : 체결핀부.

Claims (10)

  1. 서로 평행하면서 마주하도록 길이방향으로 연장 형성되는 베이스부;
    상기 베이스부의 일단에 상기 베이스부와 일체로 형성되는 컵홀더부;
    시트백 프레임의 암레스트 보드에 회전 가능하게 결합하기 위해 상기 베이스부의 타단에 설치되는 결합 회동부;를 포함하고
    상기 베이스부와 상기 컵홀더부는 유리섬유강화 열가소성수지로 형성되고, 상기 결합 회동부는 금속재질로 형성되고,
    상기 베이스부는,
    단면이 "∩" 형상으로 형성되는 본체부;
    상기 본체부의 상부면의 일부에 길이방향을 따라 함입 형성되는 오목부; 및
    상기 오목부와 대응하면서 마주하도록 상기 본체부의 하부면의 중앙에 길이방향을 따라 돌출 형성되는 돌출부;를 포함하며,
    상기 결합 회동부는,
    상기 본체부의 후단에서 상기 본체부의 내측면에 양단이 접촉되게 설치되어 상기 본체부를 지지하는 지지부;
    상기 본체부의 일측 외측면에 접촉되게 설치되는 제1 체결부;
    상기 제1 체결부와 마주하면서 대응하도록 상기 본체부의 타측 외측면에 접촉되게 설치되는 제2 체결부;
    상기 본체부, 지지부, 제1 체결부, 및 제2 체결부를 결합하기 위한 결합핀부;
    상기 본체부, 지지부, 제1 체결부, 및 제2 체결부를 상기 시트백 프레임의 상기 암레스트 보드에 대해 회전 가능하게 고정하기 위한 회전핀부; 및
    상기 본체부, 지지부, 제1 체결부, 및 제2 체결부를 상기 시트백 프레임의 상기 암레스트 보드에 체결하기 위한 체결핀부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 암레스트 프레임.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 지지부는,
    바디부;
    상기 바디부의 일부에 함입 형성되는 함입부; 및
    상기 본체부의 후단에서 상기 본체부의 내측면에 각각 접촉되도록 상기 바디부의 양단에서 하방으로 연장 형성되는 접촉부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 암레스트 프레임.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 접촉부는 각각,
    상기 결합핀부가 삽입 결합되도록 상기 접촉부를 관통하여 형성되는 제1 결합공;
    상기 회전핀부가 삽입 결합되도록 상기 제1 결합공과 길이방향으로 이격되어 상기 접촉부를 관통하여 형성되는 제1 회전공; 및
    상기 체결핀부가 삽입 결합되도록 상기 제1 결합공 및 상기 제1 회전공과 높이방향으로 이격되어 상기 접촉부를 관통하여 형성되는 제1 체결공;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 암레스트 프레임.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 체결부는,
    상기 본체부의 일측 외측면에 접촉하는 제1 몸통부; 및
    상기 제1 체결부가 상기 본체부에서 이탈되는 것을 방지하기 위해 상기 본체부의 일측 상단면과 접촉하도록 상기 제1 몸통부의 상단에서 길이방향으로 연장 형성되는 제1 걸림부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 암레스트 프레임.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 몸통부는,
    상기 결합핀부가 삽입 결합되어 상기 제1 결합공과 연통하도록 상기 제1 몸통부를 관통하여 형성되는 제2 결합공;
    상기 회전핀부가 삽입 결합되어 상기 제1 회전공과 연통하도록 상기 제2 결합공과 길이방향으로 이격되어 상기 제1 몸통부를 관통하여 형성되는 제2 회전공; 및
    상기 체결핀부가 삽입 결합되어 상기 제1 체결공과 연통하도록 상기 제2 결합공 및 상기 제2 회전공과 높이방향으로 이격되어 상기 제1 몸통부를 관통하여 형성되는 제2 체결공;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 암레스트 프레임.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 체결부는,
    상기 본체부의 타측 상기 본체부의 외측면에 접촉하는 제2 몸통부; 및
    상기 제2 체결부가 이탈되는 것을 방지하기 위해 상기 본체부의 타측 상단면과 접촉하도록 상기 제2 몸통부의 상단에서 길이방향으로 연장 형성되는 제2 걸림부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 암레스트 프레임.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 몸통부는,
    상기 결합핀부가 삽입 결합되어 상기 제1 결합공과 연통하도록 상기 제2 몸통부를 관통하여 형성되는 제3 결합공;
    상기 회전핀부가 삽입 결합되어 상기 제1 회전공과 연통하도록 상기 제3 결합공과 길이방향으로 이격되어 상기 제2 몸통부를 관통하여 형성되는 제3 회전공; 및
    상기 체결핀부가 삽입 결합되어 상기 제1 체결공과 연통하도록 상기 제3 결합공 및 상기 제3 회전공과 높이방향으로 이격되어 상기 제2 몸통부를 관통하여 형성되는 제3 체결공;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 암레스트 프레임.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 오목부의 높이는 상기 돌출부의 높이보다 높게 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 암레스트 프레임.
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