KR102202375B1 - 언더컷 구조의 암레스트 프레임 및 그 제조방법 - Google Patents

언더컷 구조의 암레스트 프레임 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

언더컷 구조를 갖는 암레스트 프레임 및 그 제조방법에 관하여 개시한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 소재를 프리포밍(performing) 하여 보강부재를 마련하는 단계와, 프리포밍 된 보강부재에 제2 소재를 사출하며, 암레스트 프레임의 단면 확장을 위한 언더컷(undercut) 구조체를 형성하는 단계를 포함하는 언더컷 구조의 암레스트 프레임 제조방법이 제공된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, CFT(Continuous Fiber reinforced Thermoplastic)를 포함하는 제1 소재를 프리포밍 하여 마련되는 보강부재에 제2 소재를 이용하여 사출 성형되는 암레스트 프레임으로서, 상기 제2 소재의 사출 시 슬라이드 코어(slide core)를 이용하여 암레스트 프레임의 단면을 확장시키는 방향으로 형성되는 언더컷(undercut) 구조체를 포함하는 언더컷 구조의 암레스트 프레임이 제공된다.

Description

언더컷 구조의 암레스트 프레임 및 그 제조방법{ARMREST FRAME HAVING UNDERCUT AND THE MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명의 실시예들은 언더컷 구조의 암레스트 프레임 및 그 제조방법에 관한 것이다.
암레스트는 의자, 좌석 등에 함께 설치되어 운전자 또는 승객의 팔을 올려놓을 수 있도록 제공되는 장치로서, 운전자 또는 승객이 차내에서 보다 편안하고 안정적인 자세를 취할 수 있도록 해준다. 예컨대, 이러한 암레스트는 도어의 안쪽 부분에 위치하도록 설계될 수 있으며, 뒷좌석의 중앙에 위치하여 등받이 부분과 함께 쓸 수 있도록 설계될 수도 있다.
암레스트 프레임은 상기와 같이 제공되는 암레스트의 기본 골격을 형성하는 부재이다. 이러한 암레스트 프레임은 운전자 또는 승객의 안전과 밀접한 관련이 있으므로, 특정한 힘 또는 충격을 받을 경우 변형 또는 파손이 유발되지 않을 것으로 요구되는 다수의 관련 법규를 만족시켜야 한다. 예를 들면, 암레스트 프레임은 일정한 힘으로 당기거나 밀 때 그리고 암레스트 프레임의 영구 변형 및 파손이 없을 것 등에 관하여 법규로 규정되어 있으며, 이러한 법규를 만족시키도록 제작되어야 한다.
종래의 암레스트 프레임은 이러한 법규를 충족하여 운전자 또는 승객의 안전을 도모하기 위하여 대부분 스틸(steel) 소재로 제작되었다.
도 1은 종래의 암레스트 프레임을 간략히 도시한 도면이다. 종래의 암레스트 프레임(10)은 메인 파이프(11), 컵 홀더 와이어(12), 컵 홀더 브라켓(13), 암레스트 브라켓(14), 스토퍼 핀(15), 핀 부재(16), 그리고 너트 부재(17)를 포함하는 다수의 구성으로 이루어져 있었다. 이러한 구성의 대부분은 스틸 소재로 제공되었으며, 서로 간의 구성이 용접 등으로 결합되어 암레스트의 골격을 형성하였다.
그런데, 이와 같이 스틸 소재로 제작된 종래의 암레스트 프레임(1)은, 스틸 재질로 인해 중량이 증가되는 문제가 있었으며, 이 외에도 암레스트 프레임(1)에 대한 수직 강도 시험 시 핀 부재(60)가 이탈하는 등의 문제가 있었다.
한편, 최근에는 경량이면서 구조적인 강성을 만족시킬 수 있는 열가소성 플라스틱, 예를 들면 GMT(Glass Mat Thermoplastic) 등을 소재로 하여 압축 성형으로 제작된 암레스트 프레임(20, 도 2 참조)이 최근 소개되어 있다.
도 2는 GMT 등을 소재로 압축 성형된 종래의 암레스트 프레임(20)을 간략히 도시한 도면이다.
도시된 종래의 암레스트 프레임(20)은 프레임(21), 컵 홀더부(23), 스토퍼 핀(25), 그리고 핀 부재(26)를 포함하는데, 프레스 성형으로 제작되므로 아무래도 스틸 소재를 이용한 암레스트 프레임(10, 도 1 참조)에 비해 강성 및 강도 확보에 불리하다.
그리고 프레스 성형에 의하면 암레스트 프레임의 제작 시 언더컷 구조를 구현해내기가 불가능하여, 구조적인 보강을 위해 필요한 부분의 단면 길이를 길게 해주거나 보강용 리브(Rib) 등을 추가하는 등의 작업이 어려운 단점이 있다. 왜냐하면, 프레스 금형의 경우 구조 또는 제작 여건 상 사이드 슬라이딩 코어를 사용하기에 어려움이 있기 때문이다.
본 발명과 관련된 선행문헌으로는 대한민국 등록특허 제10-1049454호(2011.07.15, 공고)가 있으며, 상기 선행문헌에는 자동차용 암레스트 프레임에 관한 내용이 개시된다.
본 발명의 목적은, 사출 성형을 통해 사이드 슬라이딩 코어 구조를 적용하여 성형 제작되는 암레스트 프레임에 언더컷 구조를 구현하고, 다양한 형상의 보강용 리브(Rib)를 추가하여 목표하는 강성 및 강도를 확보할 수 있는 언더컷 구조의 암레스트 프레임 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 보강용 리브의 형상 및 크기 조절에 따라 필요한 강성 및 강도를 확보하면서도 중량을 대폭 줄일 수 있는 언더컷 구조의 암레스트 프레임 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, (a) 제1 소재를 프리포밍(performing) 하여 보강부재를 마련하는 단계; 및 (b) 상기 프리포밍 된 보강부재에 제2 소재를 사출하며, 암레스트 프레임의 단면 확장을 위한 언더컷(undercut) 구조체를 형성하는 단계;를 포함하는 언더컷 구조의 암레스트 프레임 제조방법이 제공될 수 있다.
바람직하게는, 상기 (b) 단계에서, 상기 언더컷 구조체는, 상기 제2 소재의 사출 시 슬라이드 코어(slide core)를 이용하여 형성될 수 있다.
그리고 상기 (b) 단계 이후에, (c) 상기 언더컷 구조체의 내측으로 보강용 리브를 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 (c) 단계에서, 상기 보강용 리브는, 상기 언더컷 구조체 사이에서 경사지게 연결되는 제1 리브; 및 상기 제1 리브에 교차하여 상기 언더컷 구조체 사이에서 경사지게 연결되는 제2 리브;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 (c) 단계에서, 상기 보강용 리브는, 상기 제1 리브와 상기 제2 리브와 연결되며, 암레스트 프레임을 관통하는 핀 부재의 외경을 감싸도록 돌출되는 원형의 제3 리브;를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 (a) 단계에서, 상기 제1 소재는 CFT(Continuous Fiber reinforced Thermoplastic)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 (a) 단계에서, 상기 제1 소재는 준비된 프리포밍 금형 내부로 투입된 후, 상기 프리포밍 금형에 의해 설정 형상의 상기 보강부재로 압축 성형될 수 있다.
바람직하게는, 상기 (b) 단계에서, 상기 제2 소재는, 보강성분을 포함하는 사출소재인 것이 좋다.
또한, 상기 (b) 단계에서, 상기 보강성분은, 글래스 파이버(Glass Fiber), 카본 파이버(Carbon Fiber) 중 적어도 하나일 수 있다.
이때, 상기 보강성분으로 상기 글래스 파이버가 포함되는 경우, 상기 글래스 파이버의 함량은 20~40wt% 내에서 정해지는 것이 바람직하다. 만일 10wt% 이하를 쓸 경우 프레임의 구조 강성에 문제가 생길 수 있으며, 이와 달리 50wt%를 초과할 경우 중량 감소에 큰 영향을 주지 못한다. 따라서, 10~50wt%, 더욱 바람직하게는 20~40wt%인 것이 좋다.
또한, 상기 보강성분으로 상기 카본 파이버가 포함되는 경우, 상기 카본 파이버의 함량은 10~20wt% 내에서 정해지는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 (b) 단계에서, 상기 프리포밍 된 보강부재를 사출기 내에 삽입하기 이전에, 상기 프리포밍 된 보강부재를 예열할 수 있다.
그리고 상기 (b) 단계에서, 상기 예열된 보강부재는 암레스트 프레임의 핀 부재가 결합되는 부위에 대응하는 위치로 삽입될 수 있다. 상기 보강부재는 핀 부재가 결합되는 부위를 구조적으로 보강하며, 특히, 수직 강도 시험 시 핀 부재의 이탈을 방지하는 역할을 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, CFT(Continuous Fiber reinforced Thermoplastic)를 포함하는 제1 소재를 프리포밍 하여 마련되는 보강부재에 제2 소재를 이용하여 사출 성형되는 암레스트 프레임으로서, 상기 제2 소재의 사출 시 슬라이드 코어(slide core)를 이용하여 암레스트 프레임의 단면을 확장시키는 방향으로 형성되는 언더컷(undercut) 구조체를 포함하는 언더컷 구조의 암레스트 프레임이 제공될 수 있다.
바람직하게는, 상기 언더컷 구조체의 내측으로 형성되는 보강용 리브;를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 보강용 리브는, 상기 언더컷 구조체 사이에서 경사지게 연결되는 제1 리브; 및 상기 제1 리브에 교차하여 상기 언더컷 구조체 사이에서 경사지게 연결되는 제2 리브;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 보강용 리브는, 상기 제1 리브와 상기 제2 리브와 연결되며, 암레스트 프레임을 관통하는 핀 부재의 외경을 감싸도록 돌출되는 원형의 제3 리브;를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제2 소재는, 글래스 파이버(Glass Fiber), 카본 파이버(Carbon Fiber) 중 적어도 하나를 포함하는 사출소재인 것이 좋다. 이때, 상기 글래스 파이버가 포함되는 경우, 상기 글래스 파이버의 함량은 20~40wt% 내에서 정해질 수 있다. 또한, 상기 카본 파이버가 포함되는 경우, 상기 카본 파이버의 함량은 10~20wt% 내에서 정해질 수 있다.
본 발명에 의하면, 사출 성형을 통해 사이드 슬라이딩 코어 구조를 적용하여 성형 제작되는 암레스트 프레임에 언더컷 구조를 구현해 낼 수 있다. 이에 따라, 언더컷 구조 안쪽 공간을 통해 다양한 형상의 보강용 리브(Rib)를 추가 적용할 수 있어, 암레스트 프레임의 경량화와 동시에 필요한 강성 및 강도를 확보할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 보강용 리브의 형상 및 크기 조절에 따라 필요한 강성 및 강도를 확보하면서도 중량을 줄일 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 의하면, CFT(Continuous Fiber Thermoplastic) 소재를 프리포밍 한 후 사출 시 프리포밍 된 CFT 소재를 삽입하여 암레스트 프레임을 제조할 수 있어 조립 수 및 가공 수를 줄일 수 있다. 이에 따라, 암레스트 프레임의 취약 부위(예: 핀 결합 부위 등)에 CFT 소재의 삽입과 함께 보강용 리브를 추가하여 강도를 대폭 향상시킬 수 있으며, 암레스트 프레임의 수직 강도 시험 시 핀의 이탈을 방지할 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 종래의 스틸 재질 암레스트 프레임을 간략히 도시한 도면이다.
도 2는 종래의 GMT 재질 암레스트 프레임을 간략히 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 언더컷 구조를 갖는 암레스트 프레임을 간략히 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 언더컷 구조를 갖는 암레스트 프레임 제조방법을 간략히 나타낸 순서도이다.
도 5는 종래의 암레스트 프레임의 수직 강도 시험 후 변형 형상을 간략히 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 언더컷 구조의 암레스트 프레임의 수직 강도 시험 후 변형 형상을 간략히 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 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 구성 요소를 지칭한다.
그리고 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
언더컷 구조의 암레스트 프레임
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 언더컷 구조의 암레스트 프레임을 간략히 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 도시된 언더컷 구조의 암레스트 프레임(100)은, 보강부재(110)와, 언더컷 구조체(122) 및 다수의 보강용 리브(123)가 구비된 사출몸체(120)를 포함한다.
보강부재(110)는 CFT(Continuous Fiber reinforced Thermoplastic)를 포함하는 제1 소재를 프리포밍 하여 제공될 수 있다. 일 예로서, 보강부재(110)는 상면과 측면이 직교방향으로 구부러져 형성된 "ㄱ"형태의 단면을 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한편, 프리포밍 된 보강부재(110)는 사출기 내부로 삽입되며, 삽입된 보강부재(110)를 제2 소재로 사출 성형하여 언더컷 구조의 암레스트 프레임(100)을 제작한다. 예컨대, 프리포밍 된 보강부재(110)는 설정 위치, 예를 들면, 핀 부재 결합부(140) 등에 근접하는 위치로 삽입될 수 있는데, 제2 소재를 이용한 사출 성형을 통해 언더컷 구조의 암레스트 프레임(100)은 전체적인 외형이 완성된다.
구체적으로, 사출몸체(120)의 일단부에는 컵 홀더(미도시)가 형성될 수 있는데, 이를 위해 컵 홀더용 홀(121)이 소정 형상 및 크기로 마련될 수 있다. 그리고 사출몸체(120)의 타단부에는 핀 부재 결합부(140)가 형성되며, 사출몸체(120)의 타단부를 너비 방향으로 가로질러 스토퍼 핀(150)이 연결될 수 있다.
보강부재(110)는 이와 같이 구성된 사출몸체(120) 내에서, 핀 부재 결합부(140)에 대응하여 사출몸체(120)의 타단부 양측에 삽입 배치될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 언더컷 구조의 암레스트 프레임(100)에 따르면, 사출몸체(120)의 타단부 양측을 통해 암레스트 프레임(100)의 단면 길이를 증가, 즉 단면을 확장시키는 형태로 언더컷 구조체(122: 122a, 122b)가 형성된다.
이로 인해, 기존의 스틸 재질 암레스트 프레임(10, 도 1 참조)에 비해 경량이면서 필요한 강성을 확보할 수 있으며, GMT(Glass Mat Thermoplastic) 등의 소재로 프레스 성형된 암레스트 프레임(20, 도 2 참조)에 비해 강도 및 강성이 향상되는 효과를 가질 수 있다.
이러한 언더컷 구조는, CFT(Continuous Fiber reinforced Thermoplastic)를 포함하는 제1 소재를 프리포밍 하여 마련되는 보강부재에 제2 소재를 이용하여 사출 성형할 때, 슬라이드 코어(slide core)를 이용함에 따라 형성 가능하다.
한편, 언더컷 구조체(122: 122a, 122b)의 내측으로는 보강용 리브(123)가 더 형성될 수 있는데, 보강용 리브(123)의 위치, 형성 개수, 두께, 길이 등을 조절하여 중량을 줄이면서 필요한 강성 및 강도를 확보할 수 있다.
예컨대, 보강용 리브(123)는 3개의 리브, 즉 제1, 2, 3 리브(125, 127, 129)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 리브(125)는 언더컷 구조체(122: 122a, 122b) 사이에서 경사지게 연결될 수 있다. 그리고 제2 리브(127)는 제1 리브(125)와 격자형태로 연결되는데, 언더컷 구조체(122: 122a, 122b) 사이에서 제1 리브(125)와 교차하는 방향으로 경사지게 연결될 수 있다. 이에 더하여, 제3 리브(129)는 제1 리브(125)와 제2 리브(127)가 교차하는 부위에 연결 가능한데, 구체적으로는 암레스트 프레임(100), 즉 사출몸체(120)의 타단부를 관통하는 핀 부재 결합부(140)를 감싸도록 원형으로 돌출될 수 있다.
한편, 사출몸체(120)를 형성하는 제2 소재는 보강성분을 포함한 사출소재로 이루어질 수 있다. 이때의 보강성분에는 글래스 파이버(Glass Fiber), 카본 파이버(Carbon Fiber) 중 하나 이상이 포함될 수 있다.
만일, 글래스 파이버가 포함되는 경우, 글래스 파이버의 함량은 20~40wt% 내에서 정해지는 것이 좋다. 만일 20wt% 미만일 경우 프레임의 구조 강성에 문제가 생길 수 있으며, 이와 달리 40wt%를 초과할 경우 중량 감소에 큰 영향을 주지 못한다. 따라서, 글래스 파이버의 함량은 20~40wt%인 것이 좋다. 이와 달리 카본 파이버가 포함되는 경우, 카본 파이버의 함량은 10~20wt% 내에서 정해지는 것이 좋다.
암레스트 프레임 제조방법
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 암레스트 프레임 제조방법을 간략히 나타낸 순서도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 언더컷 구조의 암레스트 프레임 제조방법은, 프리포밍 단계(S100), 그리고 사출 및 언더컷 구조 형성단계(S200)를 포함한다.
프리포밍 단계(S100)
본 단계는 프리포밍 단계로서, 제1 소재를 프리포밍(performing) 하여 보강부재를 마련하는 단계에 해당한다.
본 단계에서, 제1 소재는 CFT(Continuous Fiber reinforced Thermoplastic)를 포함할 수 있다.
여기서, CFT는 열가소성 연속섬유 강화 복합재를 말한다. 열가소성 수지에는 폴리프로필렌 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리아미드 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리페닐렌설파이드 수지 및 이들의 조합으로 이루어질 수 있다. 원단 형태로 준비된 제1 소재는 프리포밍 금형 내부에 투입되고, 프리포밍 금형에 의해 설정 형상의 보강부재로 성형될 수 있다. 이 단계에서, 프리포밍 된 보강부재(110)는 상면과 측면이 구부러진 "ㄱ"자 형태의 단면형상을 가질 수 있는데, 이러한 형상은 필요에 따라 조금씩 다른 형상으로 변경 가능하다.
사출 및 언더컷 구조체 형성단계(S200)
본 단계는 사출 및 언더컷 구조 형성단계로서, 프리포밍 된 보강부재에 제2 소재를 사출하며, 암레스트 프레임의 단면 확장을 위한 언더컷(undercut) 구조체를 형성한다.
본 단계에서는 이전 단계에서 프리포밍 된 보강부재를 삽입한 상태에서, 제2 사출소재를 이용하여 암레스트 프레임을 사출 성형한다. 이때, 제2 사출소재를 이용한 사출 시 암레스트 프레임의 단면 확장을 위한 언더컷 구조체를 추가 형성한다.
언더컷 구조체(122, 도 3 참조)는 제2 소재의 사출 시 슬라이드 코어(slide core)를 이용하여 형성할 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 단계를 통해 형성된 언더컷 구조체(122: 122a, 122b)는 사출몸체(120)의 타단부 양측을 통해 암레스트 프레임(100)의 단면 길이를 증가시키는 형태, 즉 단면을 확장시키는 형태로 이루어진다.
언더컷 구조체(122: 122a, 122b)를 갖는 암레스트 프레임(100)은 종래의 스틸 재질 암레스트 프레임(10, 도 1 참조)에 비해 경량이면서 필요한 강성을 확보할 수 있는 장점이 있다. 아울러, 종래의 GMT(Glass Mat Thermoplastic) 등의 소재로 프레스 성형된 암레스트 프레임(20, 도 2 참조)에 비해 언더컷 구조체(122: 122a, 122b)의 추가로 인하여 강도 및 강성이 향상되는 장점이 있다.
한편, 언더컷 구조체(122: 122a, 122b)의 내측으로는 보강용 리브(123)가 더 형성될 수 있는데, 보강용 리브(123)의 위치, 형성 개수, 두께, 길이 등을 조절하여 중량을 줄이면서 필요한 강성 및 강도를 확보할 수 있다.
예컨대, 보강용 리브(123)는 3개의 리브, 즉 제1, 2, 3 리브(125, 127, 129)를 포함하여 구성될 수 있다.
바람직하게는, 제1 리브(125)는 언더컷 구조체(122: 122a, 122b) 사이에서 경사지게 연결될 수 있다. 그리고 제2 리브(127)는 제1 리브(125)와 격자형태로 연결되는데, 언더컷 구조체(122: 122a, 122b) 사이에서 제1 리브(125)와 교차하는 방향으로 경사지게 연결될 수 있다. 이에 더하여, 제3 리브(129)는 제1 리브(125)와 제2 리브(127)가 교차하는 부위에 연결 가능한데, 구체적으로는 암레스트 프레임(100), 즉 사출몸체(120)의 타단부를 관통하는 핀 부재 결합부(140)를 감싸도록 원형으로 돌출될 수 있는데, 이에 한정되지 않는다.
한편, 본 단계에서의 제2 소재는 목표하는 형상으로 사출 가능한 소재(이하, 사출 소재라 함)로서, 보강성분을 더 포함한 사출소재인 것이 좋다. 그리고 이때의 보강성분에는 글래스 파이버(Glass Fiber), 카본 파이버(Carbon Fiber) 중 하나 이상이 포함될 수 있다.
만일, 글래스 파이버가 포함되는 경우, 글래스 파이버의 함량은 20~40wt% 내에서 정해지는 것이 좋다. 만일, 글래스 파이버의 함량이 20wt% 미만일 경우 프레임의 구조 강성에 문제가 생길 수 있으며, 반대로 40wt%를 초과할 경우 중량 감소에 큰 영향을 주지 못한다. 따라서, 글래스 파이버의 함량은 20~40wt%인 것이 좋다.
또 다른 예로서, 글래스 파이버 대신에 카본 파이버가 포함될 수 있는데, 이때의 카본 파이버의 함량은 10~20wt% 내에서 정해지는 것이 좋다. 만일 카본 파이버의 함량이 10wt% 미만일 경우에는 카본 파이버에 따른 강성 또는 강도 확보의 효과가 미미할 수 있으며, 반대로 20wt%를 초과할 경우에는 그 함량에 따른 효과에 비해 가성비가 저하되는 문제가 있을 수 있다.
한편, 본 단계에서, 프리포밍 된 보강부재를 사출기 내부로 삽입하기에 앞서, 프리포밍 된 보강부재를 설정온도로 예열하는 단계를 거칠 수 있다. 이후, CFT를 포함하는 제1 소재로 프리포밍 된 보강부재(110, 도 3 참조)는 핀 부재 결합부(140, 도 3 참조)에 대응하여 사출몸체(120, 도 3 참조)의 내부로 삽입되며 구조적으로 보강하는 역할을 하게 된다.
한편, 본 단계를 통해 언더컷 구조의 암레스트 프레임이 사출 성형됨에 따라, 사출 공정의 장점, 예를 들면 높은 디자인 자유도 등을 장점을 가질 수 있다. 따라서, 다양한 디자인으로 언더컷 구조의 암레스트 프레임을 손쉽게 제작할 수 있다.
도 5는 종래의 암레스트 프레임의 수직 강도 시험 후 변형 형상을 간략히 나타낸 도면이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 암레스트 프레임의 수직 강도 시험 후 변형 형상을 간략히 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 종래의 암레스트 프레임(1)은 결합 대상물(S)에 결합된 상태에서, 1차 하중(F1)(예: 400N 등) 및 2차 하중(F2)(예: 960N 등)이 수직 방향으로 부과되는 수직 강도 시험을 받게 된다. 그리고 암레스트 프레임의 요구 성능은 1차 하중(F1) 부과 시 허용기준 이내의 변위 량(예: 40mm 이내 등)을 가져야 하며, 2차 하중(F2) 부과 시에는 암레스트 프레임의 파괴 및 기능 저하 등이 없을 것이 요구된다.
그런데, 도 5를 참조하면, 종래의 암레스트 프레임(1)은 1차 하중(F1)의 부과 시에는 허용기준 이내의 변위 량을 가질 수 있으나, 2차 하중(F2)의 부과 시에는 핀 부재(60, 도 1 참조)의 과도한 변형으로 인해 암레스트 브라켓(40, 도 1 참조)의 기능 저하가 발생된다.
이와 달리, 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 언더컷 구조의 암레스트 프레임(100)은 언더컷 구조체(122: 122a, 122b, 도 3 참조)가 다수의 보강용 리브(123: 125, 127, 129, 도 3 참조)와 함께 형성되어, 보강 효과가 향상될 수 있다. 즉, 언더컷 구조의 암레스트 프레임(100)의 경우 1차 하중(F1) 및 2차 하중(F2) 부과 시에도 핀 부재 결합부(140, 도 3 참조)에서의 과도한 변형이 억제될 수 있으며, 핀 부재의 이탈이 방지됨을 알 수 있었다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 구성 및 작용에 의하면, 사출 성형을 통해 사이드 슬라이딩 코어 구조를 적용하여 성형 제작되는 암레스트 프레임에 언더컷 구조를 구현해 낼 수 있다. 이에 따라, 언더컷 구조 안쪽 공간을 통해 다양한 형상의 보강용 리브(Rib)를 추가 적용할 수 있어, 암레스트 프레임의 경량화와 동시에 필요한 강성 및 강도를 확보할 수 있다.
나아가, 보강용 리브의 형상 및 크기 조절에 따라 필요한 강성 및 강도를 확보하면서도 중량을 줄일 수 있는 장점이 있다.
더 나아가, CFT(Continuous Fiber Thermoplastic) 소재를 프리포밍 한 후 사출 시 프리포밍 된 CFT 소재를 삽입하여 암레스트 프레임을 제조할 수 있어 조립 수 및 가공 수를 줄일 수 있다. 이에 따라, 암레스트 프레임의 취약 부위(예: 핀 결합 부위 등)에 CFT 소재의 삽입과 함께 보강용 리브를 추가하여 강도를 대폭 향상시킬 수 있으며, 암레스트 프레임의 수직 강도 시험 시 핀의 이탈을 방지할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
S100: 프리포밍 단계
S200: 사출 및 언더컷 구조 형성단계
100: 언더컷 구조의 암레스트 프레임(또는 암레스트 프레임)
110: 보강부재
120: 사출몸체
121: 컵 홀더용 홀
122: 언더컷 구조체
123: 보강용 리브
125: 제1 리브
127: 제2 리브
129: 제3 리브
140: 핀 부재 결합부
150: 스토퍼 핀

Claims (14)

  1. (a) 제1 소재를 프리포밍(performing) 하여 보강부재를 마련하는 단계; 및
    (b) 상기 프리포밍 된 보강부재에 제2 소재를 사출하며, 암레스트 프레임의 단면 확장을 위한 언더컷(undercut) 구조체를 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 (b) 단계 이후에, (c) 상기 언더컷 구조체의 내측으로 보강용 리브를 형성하는 단계;를 더 포함하며,
    상기 (c) 단계에서, 상기 보강용 리브는, 상기 언더컷 구조체 사이에서 경사지게 연결되는 제1 리브;
    상기 제1 리브에 교차하여 상기 언더컷 구조체 사이에서 경사지게 연결되는 제2 리브; 및
    상기 제1 리브와 상기 제2 리브와 연결되며, 암레스트 프레임을 관통하는 핀 부재의 외경을 감싸도록 돌출되는 원형의 제3 리브;를 포함하고,
    상기 (a) 단계에서, 상기 제1 소재는 CFT(Continuous Fiber reinforced Thermoplastic)를 포함하며,
    상기 보강부재는 상기 제1 소재를 프리포밍하여 제공되되, 상면과 측면이 구부러져 형성된 “ㄱ”형태의 단면을 가지고,
    상기 (b) 단계에서, 상기 프리포밍 된 보강부재를 사출기 내에 삽입하기 이전에, 상기 프리포밍 된 보강부재를 예열하며,
    상기 (b) 단계에서, 상기 예열된 보강부재는 암레스트 프레임의 핀 부재가 결합되는 부위에 대응하는 위치로 삽입되어, 핀 부재가 결합되는 부위를 구조적으로 보강하여 수직 강도 시험 시 핀 부재의 이탈을 방지하는 것을 특징으로 하는 언더컷 구조의 암레스트 프레임 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서,
    상기 언더컷 구조체는, 상기 제2 소재의 사출 시 슬라이드 코어(slide core)를 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는
    언더컷 구조의 암레스트 프레임 제조방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서,
    상기 제1 소재는 준비된 프리포밍 금형 내부로 투입된 후, 상기 프리포밍 금형에 의해 상기 “ㄱ”형태의 단면을 갖는 상기 보강부재로 압축 성형되는 것을 특징으로 하는 언더컷 구조의 암레스트 프레임 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서,
    상기 제2 소재는,
    보강성분을 포함하는 사출소재인 것을 특징으로 하는 언더컷 구조의 암레스트 프레임 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서,
    상기 보강성분은, 글래스 파이버(Glass Fiber), 카본 파이버(Carbon Fiber) 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 언더컷 구조의 암레스트 프레임 제조방법.
  10. 삭제
  11. 제1항, 제2항, 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항의 언더컷 구조의 암레스트 프레임 제조방법에 따라 제조된 언더컷 구조의 암레스트 프레임으로서,
    CFT(Continuous Fiber reinforced Thermoplastic)를 포함하는 제1 소재를 프리포밍 하여 마련되는 보강부재와,
    상기 보강부재가 삽입되며, 제2 소재로 사출 성형되는 사출몸체를 포함하며,
    상기 보강부재는, 상기 제1 소재를 프리포밍하여 제공되되, 상면과 측면이 구부러져 형성된 “ㄱ”형태의 단면을 가지고,
    상기 제2 소재의 사출 시 슬라이드 코어(slide core)를 이용하여 암레스트 프레임의 단면을 확장시키는 방향으로 형성되는 언더컷(undercut) 구조체를 포함하고,
    상기 언더컷 구조체의 내측으로 형성되는 보강용 리브를 포함하며,
    상기 보강용 리브는, 상기 언더컷 구조체 사이에서 경사지게 연결되는 제1 리브;
    상기 제1 리브에 교차하여 상기 언더컷 구조체 사이에서 경사지게 연결되는 제2 리브; 및
    상기 제1 리브와 상기 제2 리브와 연결되며, 암레스트 프레임을 관통하는 핀 부재의 외경을 감싸도록 돌출되는 원형의 제3 리브;를 포함하는 언더컷 구조의 암레스트 프레임.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
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