KR102404249B1 - 자동차용 시트백 프레임 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프레임본체부는 복합소재로 형성되고, 프레임본체부 중에서 하중 부하가 증가하는 부하부 또는 컷팅부에 설치되는 보강부는 금속소재로 형성하여 기존 금속소재로만 형성되는 시트백 프레임보다 경량화를 도모하고, 복합소재로만 형성되는 시트백 프레임보다 강성 품질과 강도 품질을 증대시키고, 부하부 또는 컷팅부의 소성변형을 통해 에너지 흡수율 향상을 도모하여, 주변 부품에 악영향 미치는 것을 방지하고, 이에 따라 내구성과 신뢰성을 극대화하며, 최종적으로 자동차의 연비와 안정성 및 신뢰성을 개선할 수 있는 하이브리드 SUV 2열 자동차용 시트백 프레임 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

자동차용 시트백 프레임{Seat back frame for car}

본 발명은 자동차용 시트백 프레임 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 프레임본체부는 복합소재로 형성되고, 프레임본체부 중에서 하중 부하가 증가하는 부하부 또는 컷팅부에 설치되는 보강부는 금속소재로 형성하여 복합소재로만 형성되거나 금속소재로만 형성되는 자동차용 시트백 프레임의 단점을 보완할 수 있는 하이브리드 SUV 2열 자동차용 시트백 프레임 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

일반적인 자동차 시트백 프레임은 뒷좌석 뒤에 위치한 화물이 차량의 급정거로 인해 앞으로 갑자기 이동할 시 승객의 안전을 보호 하는 기능을 가지고 있다.

즉, 일반적으로 차량에 구비된 좌석(seat)은 탑승자의 착석 시 하체를 지지하는 쿠션 프레임(cushion frame)과, 전후방향으로 회동되는 구조를 갖도록 쿠션 프레임에 결합되어 탑승자의 상체를 지지하는 시트백 프레임(seatback frame)으로 구성된다.

도 2 에 도시된 것처럼, 이러한 종래 자동차용 시트백 프레임(3)은 금속 특히, 스틸(STEEL)로 형성되었다. 이처럼, 금속으로 자동차용 시트백 프레임을 형성하는 경우에는 충분한 강성을 확보할 수 있지만, 중량이 무거운 문제점이 있다.

즉, 종래 금속소재로 형성되는 자동차용 시트백 프레임(3)은 중량이 무거워 자동차의 경량화와 소형화를 도모할 수 없고, 최종적으로 자동차의 연비를 개선할 수 없다.

또한, 종래 금속소재로 형성되는 자동차용 시트백 프레임(3)은 부품수가 많아 공정이 증가되어 제조비용과 제조시간이 증가하고, 작업자의 불편을 초래하는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 자동차의 경량화 및 연비 향상을 고려한다면 경량소재로의 대체가 필요하다. 스틸(STEEL)을 대체할 수 있는 경량소재는 트렁크에 위치한 화물이 급정거로 인해 앞으로 이동할 때 승객의 안전을 보호할 수 있으면서 동시에 중량 절감 효과까지 고려되어야 한다.

일반적으로 유리섬유가 보강된 복합재가 연구되고 있다. 하지만, 스틸(STEEL) 정도의 강도를 가지려면 많은 량의 유리섬유가 보강재로 사용되어야 하므로, 추가적으로 경량화가 요구된다. 이런 요구에 만족할 수 있는 소재가 탄소섬유이다. 탄소섬유는 적은 량으로도 고강도의 물성을 나타낼 수 있기 때문에 다양한 분야에서 복합재의 보강재로 많은 연구가 이루어지고 있다.

종래에 알려진 보강 기술은 유리섬유, 탄소섬유 등의 보강재가 단독으로 적용되는 경우이며 탄소섬유 단독의 경우 경량화 효과 및 강도 증가 효과는 탁월하지만, 탄소섬유의 높은 가격으로 인한 경제성 문제로 상업적 적용이 어려움이 있었다.

도 1에 도시된 것처럼, 종래 복합소재로 형성되는 자동차용 시트백 프레임(2)은 강도를 확보하면서 경량화를 도모할 수 있다. 그러나, 도 3 내지 도 4에 도시된 것처럼, 복합소재로 형성되는 자동차용 시트백 프레임(2)은 강성 과다로 인한 자체 에너지 흡수율 저하로 인해 주변 상관 부품에 악영향을 미치는 문제점이 있다. 복합소재로 형성되는 자동차용 시트백 프레임(2) 적정 수준의 강도(strength) 유지에는 도움이 되나 제품의 강성(stiffness)을 충분히 높이는데에 한계가 있다.

이처럼, 자동차용 시트백 프레임의 강성(stiffness)와 강도(sterngth)와는 다른 개념으로 강도는 물체의 강한 정도 다시 말해 재료에 하중이 걸린 경우 재료가 파괴되기까지의 변형저항을 의미함에 반해, 강성(stiffness)는 재료의 딱딱한 정도 혹은 단단한 정도를 의미하는 것으로 자동차용 시트백 프레임의 경우에는 감성품질까지 포함하는 개념이다.

이를테면, 탑승자가 착좌시, 시트의 폴딩 다운시, 암레스트를 눌렀을 때에 시트백 프레임의 강성이 부족할 경우 꿀렁거림이 발생되는 것과 같은 것을 예로 들 수 있는데, 이러한 감성품질은 사람마다 다르게 느끼기 때문에 평가기준을 정량화하기는 어렵지만 이를 최소화할 필요가 있다.

따라서, 앞서 설명한 바와 같은 강도 보강을 통해 국제 성능 법규를 만족하는 제품 강도를 확보했음에도 불구하고, 이와 같은 강성 부족 현상은 여전히 발생되고 있다.

결국, 도 4에 도시된 것처럼, 하중이 많이 걸리는 부분에 변형이 발생하나 에너지 흡수율이 감소하여 소성변형까지 발생하지 않거나 발생하고, 이러한 변형으로 인해 리클라이너가 결합되는 톱니에 마모가 발생하여 리클라이너의 락킹 기능이 상실되어 국제 성능 법규를 불만족하게 되고, 작동하여도 소음을 유발하여 탑승자에게 불쾌감을 유발하고, 이를 유지보수하거나 교체하기 위해 비용과 시간이 소모되는 문제점이 있었다.

그러나, 도 5에 도시된 것처럼, 금속소재로 형성되는 자동차용 시트백 프레임(3)은 하중이 많이 걸리는 부분에 소성 변형이 발생하여 하중이 분산됨에 따라 리클라이너 마운팅부의 손상이 미미함에 따라 주변 부품에 손상이나 파손을 주지 않아 국제 성능 법규를 만족하고 유지보수 비용을 절감할 수 있으나, 여전히 부품수가 증가하여 경량화와 소형화를 도모할 수 없고, 최종적으로 자동차 연비를 개선할 수 없는 문제점이 있다.

따라서, 하중이 집중되는 부분에 대한 분석을 통해 경량화와 소형화를 도모하여 자동차 연비와 성능을 개선하면서 주변 부품에 손상이나 파손을 최소화하기 위해서는 복합소재와 금속소재의 하이브리드 2열 자동차 시트백 프레임 개발이 절실히 요구된다.

대한민국 특허공개공보 제10-2016-0121622호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 프레임본체부는 복합소재로 형성되고, 프레임본체부 중에서 하중 부하가 증가하는 부하부 또는 컷팅부에 설치되는 보강부는 금속소재로 형성하여 기존 금속소재로만 형성되는 시트백 프레임보다 경량화를 도모하고, 복합소재로만 형성되는 시트백 프레임보다 강성 품질과 강도 품질을 증대시키고, 부하부 또는 컷팅부의 소성변형을 통해 에너지 흡수율 향상을 도모하여, 주변 부품에 악영향 미치는 것을 방지하고, 이에 따라 내구성과 신뢰성을 극대화하며, 최종적으로 자동차의 연비와 안정성 및 신뢰성을 개선할 수 있는 하이브리드 SUV 2열 자동차용 시트백 프레임 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 의한 자동차용 시트백 프레임은 자동차용 시트백 프레임에 있어서 프레임본체부; 상기 프레임본체부 중 일부에 하중 부하가 증가하는 부하부; 및 상기 부하부의 소성변형을 통해 에너지 흡수율을 증가하기 위해 상기 부하부에 체결되는 보강부;를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 자동차용 시트백 프레임의 바람직한 실시예에서, 자동차용 시트백 프레임의 상기 프레임본체부와 상기 보강부는 이종소재로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 자동차용 시트백 프레임의 바람직한 실시예에서, 자동차용 시트백 프레임의 상기 프레임본체부는 복합소재로 형성되고, 상기 보강부는 금속소재로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 자동차용 시트백 프레임의 바람직한 실시예에서, 자동차용 시트백 프레임의 상기 프레임본체부는 강도를 보강하기 위해 상기 프레임본체부에 수평방향 또는 수직방향 또는 방사상으로 형성되는 복수의 리브부;를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 자동차용 시트백 프레임의 바람직한 실시예에서, 자동차용 시트백 프레임의 상기 프레임본체부는 강도를 보강하기 위해 상기 프레임본체부에 수평방향 또는 수직방향으로 형성되는 복수의 채널부;를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 자동차용 시트백 프레임의 바람직한 실시예에서, 자동차용 시트백 프레임의 상기 보강부는 상기 부하부에 볼트-너트 체결, 리벳 체결, 보스-스크류 체결, 부하부에 스틸브라켓 인서트 성형 후 용접고정 중 하나의 방식으로 체결될 수 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다른 일 실시예에 의한 자동차용 시트백 프레임는 SUV 자동차용 2열 시트백 프레임에 있어서 프레임본체부; 상기 프레임본체부 중 일부에 하중 부하가 집중되는 부분의 탄성변형저하를 위해 컷팅을 통해 형성되는 컷팅부; 및 상기 컷팅부의 소성변형을 통해 에너지 흡수율을 증가하기 위해 상기 컷팅부에 결합되는 보강부;를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 자동차용 시트백 프레임의 바람직한 다른 실시예에서, 자동차용 시트백 프레임의 상기 프레임본체부는 강도를 보강하기 위해 상기 프레임본체부에 수평방향 또는 수직방향 또는 방사상으로 형성되는 복수의 리브;를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 자동차용 시트백 프레임의 바람직한 다른 실시예에서, 자동차용 시트백 프레임의 상기 프레임본체부는 강도를 보강하기 위해 상기 프레임본체부에 수평방향 또는 수직방향으로 U자 형상으로 형성되는 복수의 채널부;를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 자동차용 시트백 프레임의 바람직한 다른 실시예에서, 자동차용 시트백 프레임의 상기 프레임본체부와 상기 보강부는 이종소재로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 자동차용 시트백 프레임의 바람직한 다른 실시예에서, 자동차용 시트백 프레임의 상기 프레임본체부는 복합소재로 형성되고, 상기 보강부는 금속소재로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 자동차용 시트백 프레임의 바람직한 다른 실시예에서, 자동차용 시트백 프레임의 상기 프레임본체부는 LWRT, SMC GMT, LFT, CFRTPC 중 어느 하나 또는 이들의 2개 이상의 합성물로 형성되고, 상기 보강부는 스틸, 알루미늄 중 어느 하나 또는 이들의 합성물로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 자동차용 시트백 프레임의 바람직한 다른 실시예에서, 자동차용 시트백 프레임의 상기 보강부는 상기 컷팅부에 볼트-너트 결합, 리벳 결합 보스-스크류 결합, 부하부에 스틸브라켓 인서트 성형 후 용접결합 중 하나의 방식으로 결합될 수 있다.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 의한 자동차용 시트백 프레임의 제조방법은 자동차용 시트백 프레임의 제조방법에 있어서 복합소재로 프레임본체부를 형성하는 단계; 상기 프레임본체부에서 하중이 집중되는 부하부를 분석하는 단계; 상기 부하부 분석에 따라 부하부에 결합되는 보강부의 형상, 크기, 및 두께를 결정하는 단계; 형상이 결정된 상기 보강부를 금속소재로 형성하는 단계; 및 상기 부하부에 상기 보강부를 결합하는 단계;를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 의자동차용 시트백 프레임의 제조방법임의 바람직한 다른 실시예에서, 자동차용 시트백 프레임의 제조방법은 상기 보강부를 결합하는 단계 이후에 상기 시트백 프레임을 최종 자동차용 시트백 프레임에 부합하도록 트리밍하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다른 실시예에 의한 자동차용 시트백 프레임의 제조방법은 SUV 자동차용 2열 시트백 프레임의 제조방법에 있어서 프레임본체부의 하중 부하를 분석하는 단계; 복합소재로 프레임본체부를 형성하는 단계; 상기 프레임본체부에서 하중 부하가 집중되는 부분을 컷팅하여 컷팅부를 형성하는 단계; 상기 컷팅부에 결합하는 보강부를 금속소재로 형성하는 단계; 및 상기 컷팅부에 상기 보강부를 결합하는 단계;를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 의자동차용 시트백 프레임의 제조방법임의 바람직한 또 다른 실시예에서, 자동차용 시트백 프레임의 제조방법은 상기 보강부를 결합하는 단계 이후에 상기 시트백 프레임을 최종 SUV 자동차용 2열 시트백 프레임에 부합하도록 트리밍하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의한 자동차용 시트백 프레임 및 이의 제조방법은 프레임본체부는 복합소재로 형성되고, 프레임본체부 중에서 하중 부하가 증가하는 부하부 또는 컷팅부에 설치되는 보강부는 금속소재로 형성하여 기존 금속소재로만 형성되는 시트백 프레임보다 경량화를 도모하고, 복합소재로만 형성되는 시트백 프레임보다 강성 품질과 강도 품질을 증대시키고, 부하부 또는 컷팅부의 소성변형을 통해 에너지 흡수율 향상을 도모하여, 주변 부품에 악영향 미치는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의한 자동차용 시트백 프레임 및 이의 제조방법은 강성과 강도를 보강하면서 에너지 흡수율 저하를 방지하여 주변 부품이 손상되거나 파손되는 것을 방지하여 이를 교체하기 위한 시간이나 비용을 절감함에 따라 최종적으로 자동차의 유지비용과 시간을 감소하여 비용과 자원 낭비를 예방할 수 있는 효과가 있다.

더욱이, 본 발명에 의한 자동차용 시트백 프레임 및 이의 제조방법은 각 부품과 자동차의 내구성과 신뢰성을 극대화하며 자동차의 신뢰성을 향상할 수 있는 효과가 있다.

게다가, 본 발명에 의한 자동차용 시트백 프레임 및 이의 제조방법은 자동차이 경량화와 소형화를 도모하고, 시트백 프레임의 강도품질과 강성품질을 향상하고, 에너지 흡수율 증가에 따라 주변 부품 악영향을 방지하여 자동차의 연비와 안정성 및 성능을 개선할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 복합소재로만 형성되는 자동차용 시트백 프레임의 개념도를 나타낸다.
도 2는 종래 금속소재로만 형성되는 자동차용 시트백 프레임의 개념도를 나타낸다.
도 3은 종래 복합소재로만 형성되는 자동차용 시트백 프레임의 호주 ADR 34/02 법규 평가시험을 수행하는 사진을 나타낸다.
도 4는 도 3의 시험을 통해 주변 부품이 손상된 상태의 사신을 나타낸다.
도 5는 종래 금속소재로만 형성되는 자동차용 시트백 프레임의 호주 ADR 34/02 법규 평가시험을 수행하는 사진을 나타낸다.
도 6은 본 발명에 따른 자동차용 시트백 프레임의 개념도를 나타낸다.
도 7은 본 발명에 따른 자동차용 시트백 프레임에 설치되는 보강부의 개념도를 나타낸다.
도 8은 본 발명에 따른 자동차용 시트백 프레임의 부하부 또는 컷팅부에 보강부가 볼트-너트, 리벳, 또는 보스-스크류로 설치된 상태의 개념도를 나타낸다.
도 9는 본 발명에 따른 자동차용 시트백 프레임의 부하부 또는 컷팅부에 보강부가 인서트 성형으로 설치된 상태의 개념도를 나타낸다.
도 10은 본 발명에 따른 자동차용 시트백 프레임의 호주 ADR 34/02 법규 평가시험을 수행하는 사진을 나타낸다.
도 11은 도 10의 평가시험의 데이터 해석에 대한 그래프이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 시트백 프레임의 제조방법의 절차도를 나타낸다.
도 13은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 자동차용 시트백 프레임의 제조방법의 절차도를 나타낸다.

이하, 본 발명의 실시예에 의한 자동차용 시트백 프레임 및 이의 제조방법의 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 6은 본 발명에 따른 자동차용 시트백 프레임의 개념도를 나타내고, 도 7은 본 발명에 따른 자동차용 시트백 프레임에 설치되는 보강부의 개념도를 나타낸다. 도 8은 본 발명에 따른 자동차용 시트백 프레임의 부하부 또는 컷팅부에 보강부가 볼트-너트, 리벳, 또는 보스-스크류로 설치된 상태의 개념도를 나타내고, 도 9는 본 발명에 따른 자동차용 시트백 프레임의 부하부 또는 컷팅부에 보강부가 인서트 성형으로 설치된 상태의 개념도를 나타낸다. 도 10은 본 발명에 따른 자동차용 시트백 프레임의 호주 ADR 34/02 법규 평가시험을 수행하는 사진을 나타내고, 도 11은 도 10의 평가시험의 데이터 해석에 대한 그래프이다. 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 시트백 프레임의 제조방법의 절차도를 나타낸다. 도 13은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 자동차용 시트백 프레임의 제조방법의 절차도를 나타낸다.

이하에서 사용하는 용어의 정의는 다음과 같다. "수평방향"이란 동일부재에서 길이방향인 가로방향, 즉 도 6 내지 도 10에서 가로방향을 의미하고, "수직방향"이란 길이방향에 대해 직교하면서 동일부재에서 세로방향, 즉 도 6 내지 도 10에서 세로방향을 의미한다. 또한, 상방(상부)이란 "수직방향"에서 위쪽 방향, 즉 도 6 내지 도 10에서 위쪽을 향하는 방향을 의미하고, 하방(하부)이란 "수직방향"에서 아래쪽 방향, 즉 도 6 내지 도 10에서 아래쪽을 향하는 방향을 의미한다.

도 6 내지 도 11을 참조하여 본 발명에 따른 자동차용 시트백 프레임(1)을 설명한다. 도 6 내지 도 10에 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 자동차용 시트백 프레임(1)은 프레임본체부(10), 부하부(20) 또는 컷팅부(20), 보강부(30)를 포함한다.

도 6 내지 도 11에 도시된 본 발명에 따른 자동차용 시트백 프레임(1)은 일반 자동차뿐만 아니라 SUV 자동차에도 적용될 수 있으며, 자동차의 1열인 전방시트 뿐만 아니라 자동차의 2열인 후방시트에도 적용될 수 있다.

특히, 본 발명에 의한 자동차용 시트백 프레임(1)은 SUV 차종에서 2열 시트가 접혀져야 하는 특성상 SUV 2열 자동차용 시트백 프레임(1)에 더욱 적합하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 모든 차종의 시트백 프레임에 적용될 수 있다.

프레임본체부(10)는 자동차용 시트백 프레임의 외형을 형성한다. 또한, 프레임본체부(10)는 전체적으로 사각형 형상의 판형상으로 형성된다.

또한, 이러한 프레임본체부(10)는 복합소재로 형성된다. 특히, 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 프레임본체부(10)는 LWRT(low weight reinforced thermoplastics), SMC(sheet molding compound), GMT(glass fiber reinforced thermoplastics), LFT(Long Fiber Thermoplastics), CFRTPC(Continuous Fiber Reinforced ThermoPlastic Composite) 중 어느 하나 또는 이들의 2개 이상의 합성물로 형성될 수 있다.

또한, 도 6, 도 7 및 도 9에 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 프레임본체부(10)는 복수의 리브부(11) 및/또는 복수이 채널부(12)를 더 포함할 수 있다.

복수의 리브부(11)가 프레임본체부(10)의 강도를 보강하기 위해 프레임본체부의 전면 또는 후면에 수평방향 또는 수직방향 또는 방사상으로 형성된다.

복수의 채널부(12)가 프레임본체부(10)의 강도를 보강하기 위해 프레임본체부의 전면 또는 후면에 수평방향 또는 수직방향으로 형성된다.

반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 복수의 채널부(12)는 단면이 U자 형상으로 형성된다. 이에 따라 채널부를 통해 강도 보강이나 제조가 용이할 수 있다.

부하부(20)는 프레임본체부(10) 중 일부에 하중 부하가 증가하는 부분으로 프레임본체부(10)이 전체적인 형상 또는 리클라이너가 결합하는 부분 또는 리브부와 채널부의 형성위치 갯수에 따라 변경될 수 있다.

부하부(20)에 대응하는 컷팅부(20)는 프레임본체부(10) 중 일부에 하중 부하가 집중되는 부분의 탄성변형저하를 위해 살 컷팅을 통해 형성된다.

보강부(30)는 부하부(20)의 소성변형을 통해 에너지 흡수율을 증가하기 위해 부하부에 체결된다.

또한, 이러한 보강부(30)는 컷팅부(20)의 소성변형을 통해 에너지 흡수율을 증가하기 위해 컷팅부에 결합된다.

즉, 보강부(30)는 부하부 또는 컷팅부에 대응하는 형상으로 형성되고, 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 전체적으로 사각형 형상의 판넬 형상으로 형성된다.

또한, 보강부(30)는 프레임본체부(10)는 자동차용 시트백 프레임의 외형을 형성한다. 또한, 프레임본체부(10)는 전체적으로 사각형 형상의 판형상으로 형성된다.

이러한 보강부(30)는 금속소재로 형성된다. 특히, 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 보강부(30)는 스틸, 알루미늄 중 어나 하나 또는 이들의 합성물로 형성된다. 또한, 보강부(30)는 필요에 따라 다양한 합금 또는 1가지 금속소재로 형성될 수 있다.

이처럼, 프레임본체부(10)는 복합소재로 보강부(30)는 금속소재로 형성되어 프레임본체부(10)와 보강부(30)는 이종소재의 하이브리드 형태로 형성된다.

즉, 도 10 및 도 11에 도시된 것처럼, 프레임본체부는 복합소재로 보강부는 금속소재로 형성하고, 보강부를 부하부 또는 컷팅부에 체결하는 경우 부하부 또는 컷팅부에서 소성변형이 발생하고 이러한 소성변형을 통해 에너지 흡수율이 증가하여 주변 부품에 손상이나 파손이 없는 것을 도 10 및 도 11에서 확인할 수 있다.

따라서, 본 발명에 의한 자동차용 시트백 프래임은 프레임본체부 중에서 하중 부하가 증가하는 부하부 또는 컷팅부에 설치되는 보강부는 금속소재로 형성하여 기존 금속소재로만 형성되는 시트백 프레임보다 경량화를 도모하고, 복합소재로만 형성되는 시트백 프레임보다 강성 품질과 강도 품질을 증대시키고, 부하부 또는 컷팅부의 소성변형을 통해 에너지 흡수율 향상을 도모하여, 주변 부품에 악영향 미치는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 자동차용 시트백 프레임은 강성과 강도를 보강하면서 에너지 흡수율 저하를 방지하여 주변 부품이 손상되거나 파손되는 것을 방지하여 이를 교체하기 위한 시간이나 비용을 절감함에 따라 최종적으로 자동차의 유지비용과 시간을 감소하여 비용과 자원 낭비를 예방할 수 있다.

더욱이, 본 발명에 의한 자동차용 시트백 프레임은 각 부품과 자동차의 내구성과 신뢰성을 극대화하며 자동차의 신뢰성을 향상하고, 자동차의 경량화와 소형화를 도모하며, 시트백 프레임의 강도품질과 강성품질을 향상하고, 에너지 흡수율 증가에 따라 주변 부품 악영향을 방지하여 자동차의 연비와 안정성 및 성능을 개선할 수 있다.

또한, 도 8 내지 도 9에 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 자동차용 시트백 프레임(1)의 보강부(30)는 부하부 또는 컷팅부에 볼트-너트, 리벳, 보스-스크, 부하부에 스틸브라켓 인서트 성형 후 용접고정 중 하나의 방식으로 체결 또는 결합 설치된다.

이에 따라, 추가적인 작업공정을 최소화하면서 보강부의 조립이나 설치시간을 감소하고, 보강부가 부하부 또는 컷팅부에 설치된 상태에서 보강부의 이탈을 방지하여 품질을 유지하고, 작업자의 편의를 도모하며, 시트백 프레임의 제조비용과 제조시간을 절감하면서 내구성과 신뢰성을 유지할 수 있다.

도 12 내지 도 13에 도시된 본 발명에 따른 자동차용 시트백 프레임의 제조방법은 일반 자동차뿐만 아니라 SUV 자동차에도 적용될 수 있으며, 자동차의 1열인 전방시트 뿐만 아니라 자동차의 2열인 후방시트에도 적용될 수 있다.

특히, 본 발명에 의한 자동차용 시트백 프레임의 제조방법은 SUV 차종에서 2열 시트가 접혀져야 하는 특성상 SUV 2열 자동차용 시트백 프레임의 제조에 더욱 접합하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 모든 차종의 시트백 프레임에 적용될 수 있다.

도 12를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 시트백 프레임의 제조방법을 설명한다. 도 12에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 시트백 프레임의 제조방법은 프레임본체부 형성 단계(S1), 부하부 분석 단계(S2), 보강부 형상 결정 단계(S3), 보강부 형성 단계(S4), 보강부 결합 단계(S5), 및 트리밍 단계(S6)을 포함한다.

복합소재로 프레임본체부를 형성한다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 프레임본체부는 LWRT(low weight reinforced thermoplastics), SMC(sheet molding compound), GMT(glass fiber reinforced thermoplastics), LFT(Long Fiber Thermoplastics), CFRTPC(Continuous Fiber Reinforced ThermoPlastic Composite) 중 어느 하나 또는 이들의 2개 이상의 합성물로 형성될 수 있다.

프레임본체부 형성 단계(S1) 이후에, 프레임본체부에서 하중이 집중되는 부하부를 분석한다. 상술한 바와 같이 프레임본체부의 형상이나 프레임본체부에 형성되는 리브부와 채널부의 종류와 갯수 또는 차종에 따라 부하부의 위치와 크기 등이 상이하게 나타날 수 있다. 부하부 분석 단계를 통해 현재 형태의 프레임본체부에 적용되는 부하부의 위치와 크기 등을 정확하게 분석한다.

부하부 분석 단계(S2) 이후에, 부하부 분석에 따라 부하부에 결합되는 보강부의 형상, 크기, 및 두께를 결정한다. 이는 부하부에 결합되어 에너지 흡수률을 충분히 증가시킬 수 있으면서 두께와 크기를 최소화하여 재료비와 제조시간을 절감하기 위함이다.

보강부 형상 결정 단계(S3) 이후에, 형상이 결정된 상기 보강부를 금속소재로 형성한다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 이러한 보강부는 스틸, 알루미늄 중 어나 하나 또는 이들의 합성물로 형성된다.

보강부 형성 단계(S4) 이후에 부하부에 보강부를 결합한다. 이때에 보강부는 부하부에 볼트-너트, 리벳, 보스-스크, 부하부에 스틸브라켓 인서트 성형 후 용접고정 중 하나의 방식으로 체결된다.

보강부 결합 단계(S5) 이후에, 시트백 프레임을 최종 자동차용 시트백 프레임에 부합하도록 트리밍한다.

이처럼, 본 발명에 의한 자동차용 시트백 프레임의 제조방법은 강성과 강도를 보강하면서 에너지 흡수율 저하를 방지하여 주변 부품이 손상되거나 파손되는 것을 방지하여 이를 교체하기 위한 시간이나 비용을 절감함에 따라 최종적으로 자동차의 유지비용과 시간을 감소하여 비용과 자원 낭비를 예방하며, 각 부품과 자동차의 내구성과 신뢰성을 극대화하며 자동차의 신뢰성을 향상하고, 자동차의 경량화와 소형화를 도모하며, 시트백 프레임의 강도품질과 강성품질을 향상하고, 에너지 흡수율 증가에 따라 주변 부품 악영향을 방지하여 자동차의 연비와 안정성 및 성능을 개선할 수 있다.

도 13을 참조하여 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 자동차용 시트백 프레임의 제조방법을 설명한다. 도 13에 도시된 것처럼, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 자동차용 시트백 프레임의 제조방법은 하중 부하 분석 단계(P1), 프레임본체부 형성 단계(P2), 컷팅부 형성 단계(P3), 보강부 형성 단계(P4), 보강부 결합 단계(P5), 및 트리밍 단계(P6)을 포함한다.

다양한 시험과 결과 예측 등을 통해 프레임본체부에서 하중이 집중되는 부하를 사전에 분석한다. 상술한 바와 같이 프레임본체부의 형상이나 프레임본체부에 형성되는 리브부와 채널부의 종류와 갯수 또는 차종에 따라 하중이 집중되는 부위나 위치 등이 상이하게 나타날 수 있다. 하중 부하 분석 단계를 통해 각 차종별로 제조되는 최종 형태의 프레임본체부에 적용되는 하중이 집중되는 곳의 위치와 크기 등을 정확하게 분석한다.

하중 부하 분석 단계(P1) 이후에, 복합소재로 프레임본체부를 형성한다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 프레임본체부는 LWRT(low weight reinforced thermoplastics), SMC(sheet molding compound), GMT(glass fiber reinforced thermoplastics), LFT(Long Fiber Thermoplastics), CFRTPC(Continuous Fiber Reinforced ThermoPlastic Composite) 중 어느 하나 또는 이들의 2개 이상의 합성물로 형성될 수 있다.

프레임본체부 형성 단계(P2) 이후에, 하중 부하 분석에 따라 프레임본체부에서 살 컷팅을 통해 컷팅부를 형성한다. 컷팅부는 다양한 방식의 컷팅을 통해 형성될 수 있다. 이를 통해 하중이 집중되는 부분의 소성변형을 구현하여 자체 에너지 흡수율 상승을 유도하여 주변 상관 부품에 악영향을 미치는 것을 해소할 수 있다.

컷팅부 형성 단계(P3) 이후에, 보강부를 금속소재로 형성한다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 이러한 보강부는 스틸, 알루미늄 중 어나 하나 또는 이들의 합성물로 형성된다.

보강부 형성 단계(P4) 이후에 컷팅부에 보강부를 결합한다. 이때에 보강부는 컷팅부에 볼트-너트, 리벳, 보스-스크, 부하부에 스틸브라켓 인서트 성형 후 용접고정 중 하나의 방식으로 결합된다.

보강부 결합 단계(P5) 이후에, 시트백 프레임을 최종 자동차용 시트백 프레임에 부합하도록 트리밍한다.

이처럼, 본 발명에 의한 자동차용 시트백 프레임의 제조방법은 프레임본체부를 복합소재로 형성하고, 프레임본체부 중에서 하중 부하가 증가하는 컷팅부에 설치되는 보강부는 금속소재로 형성하여 기존 금속소재로만 형성되는 시트백 프레임보다 경량화를 도모하고, 복합소재로만 형성되는 시트백 프레임보다 강성 품질과 강도 품질을 증대시키고, 부하부 또는 컷팅부의 소성변형을 통해 에너지 흡수율 향상을 도모하여, 주변 부품에 악영향 미치는 것을 방지할 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.

1 : 시트백 프레임, 10 : 프레임본체부,
11 : 리브부, 12 : 채널부,
20 : 부하부 또는 컷팅부, 30 : 보강부.

Claims (17)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. SUV 자동차용 2열 시트백 프레임에 있어서,
   프레임본체부;
   상기 프레임본체부 중 일부에 하중 부하가 집중되는 부분의 탄성변형저하를 위해 컷팅을 통해 형성되는 컷팅부;
   상기 컷팅부의 소성변형을 통해 에너지 흡수율을 증가하기 위해 상기 컷팅부에 결합되는 보강부;
   상기 프레임본체부는 강도를 보강하기 위해 상기 프레임본체부에 수평방향 또는 수직방향 또는 방사상으로 형성되는 복수의 리브; 및
   상기 프레임본체부는 강도를 보강하기 위해 상기 프레임본체부에 수평방향 또는 수직방향으로 U자 형상으로 형성되는 복수의 채널부;를 포함하고,
   상기 프레임본체부는 복합소재로 형성되고, 상기 보강부는 금속소재로 형성됨에 따라 상기 프레임본체부와 상기 보강부는 이종소재로 형성되되,
   상기 프레임본체부는 LWRT, SMC, GMT, LFT, CFRTPC 중 어느 하나 또는 이들의 2개 이상의 합성물로 형성되고,
   상기 보강부는 스틸, 알루미늄 중 어느 하나 또는 이들의 합성물로 형성되고,
   상기 보강부는 상기 컷팅부에 볼트-너트 결합, 리벳 결합 보스-스크류 결합중 어느 하나의 방식으로 결합되는 것을 특징으로 하는 자동차용 시트백 프레임.
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제

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