KR20130099096A - 차량용 에너지 흡수 좌석 - Google Patents

차량용 에너지 흡수 좌석 Download PDF

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Abstract

좌석은 차량 탑승자를 지지한다. 좌석은 탑승자를 지지하는 표면을 제공하기 위한 착좌 프레임 부재 및 착좌 프레임 부재로부터 연장된 등받이 프레임 부재를 포함한다. 등받이 프레임 부재는 제1 측면 부재 및 제2 측면 부재를 갖는다. 제1 가로 부재 및 제2 가로 부재가 제1 측면 부재와 제2 측면 부재 사이에서 수평으로 연장된다. 제1 가로 부재 및 제2 가로 부재 각각은 굽은 부분이 양옆에 위치하는 중앙 영역을 가지고, 제1 가로 부재 및 제2 가로 부재는 굽은 부분 내에서 자체적으로 접혀 꺽인다. 소정의 값보다 큰 힘이 제1 가로 부재 및 제2 가로 부재에 가해질 때 굽은 부분이 곧게 펴진다. 좌석으로부터 탑승자에게 전달되는 충격력을 감소시키기 위해 일단 굽은 부분이 곧게 펴지면 중앙 영역이 소성 변형된다.

Description

차량용 에너지 흡수 좌석 {ENERGY ABSORBING SEAT FOR A VEHICLE}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 전문이 본원에 참고로 포함되는 2010년 9월 14일에 출원한 미국 특허 가출원 61/382,582의 우선권을 주장한다.
발명의 배경
1. 발명의 분야
본 발명은 일반적으로 차량용 좌석, 보다 특히, 적어도 하나의 에너지 흡수 특징을 갖는 좌석에 관한 것이다.
2. 관련 기술의 설명
차량용 좌석 및 특히, 좌석의 등받이 부분은 전형적으로 충돌 사건시 좌석의 등받이 부분 또는 좌석 등받이에 가해지는 반복된 하중을 지탱하기에 충분한 강도를 가짐으로써 구조 요건을 충족시켜야 한다. 예를 들어, 차량이 또 다른 차량에 의해 뒤에서부터 부딪힐 때, 탑승자의 질량이 적은 시간에 걸쳐 좌석 등받이에 큰 힘을 가한다. 이들 구조 요건을 충족시키기 위해, 좌석 등받이는 일반적으로 금속, 예컨대 스틸, 알루미늄 또는 망기니즈로부터 형성된다. 예를 들어, 스틸로 제조된 좌석 등받이는 상기 요건을 만족시키는 충분한 강성, 강도 및 연성을 제공함으로써 구조 요건을 충족시킬 수 있다.
최근, 더 많은 특징 및 내용물이 좌석 등받이에 설계되었다. 그 결과, 좌석 등받이 제조 비용이 증가하였다. 비용을 감소시키기 위해, 이전에 금속으로부터 제조된 좌석 등받이가 이제는 중합체 물질로부터 제조되고 있다. 중합체 물질로부터 제조된 좌석 등받이는 좌석 등받이에 설계되는 특징 및 내용물의 수를 감소시키는 능력을 제공하고, 따라서, 제조 및 조립 비용을 감소시킨다. 게다가, 중량 감소는 좌석 등받이에 중합체 물질을 사용하는 것의 또 다른 가능한 이익이고, 뿐만 아니라 더 큰 설계 자유 및 감소된 프로필은 차량에 증가된 내부 공간을 제공한다. 그러나, 중합체 물질로부터 제조된 좌석 등받이는 여전히 충돌 사건에 관한 구조적 요건을 충족시켜야 한다. 예를 들어, 후방 충격 충돌시, 차량은 전진 방향으로 가속된다. 이 때문에 좌석 등받이가 짧은 시간에 걸쳐 가속력을 탑승자에게 가한다. 따라서, 전형적으로, 좌석 등받이가 변형 한계를 초과하지 않으면서 탑승자에게 가하는 가속력을 감당하는 것이 요구된다.
발명의 개요 및 이점
좌석은 차량 탑승자를 지지한다. 좌석은 탑승자를 지지하는 표면을 제공하기 위한 착좌 프레임 부재를 포함한다. 또한, 좌석은 착좌 프레임 부재로부터 연장된 등받이 프레임 부재를 포함한다. 등받이 프레임 부재는 제1 측면 부재 및 제1 측면 부재로부터 이격된 제2 측면 부재를 갖는다. 각 측면 부재는 착좌 프레임 부재에 커플링되는 근위 말단 및 근위 말단으로부터 이격된 원위 말단을 갖는다. 제1 가로 부재가 제1 측면 부재와 제2 측면 부재 사이에서 수평으로 연장되고, 제1 가로 부재는 측면 부재의 근위 말단으로부터 이격된다. 제2 가로 부재는 제1 측면 부재와 제2 측면 부재 사이에서 수평으로 연장되고, 제2 가로 부재는 제1 가로 부재와 측면 부재들의 원위 말단 사이에서 이격된다.
제1 가로 부재 및 제2 가로 부재는 각각 열가소성 물질을 포함한다. 추가로, 제1 가로 부재 및 제2 가로 부재는 중앙 영역을 가지며 중앙 영역의 양옆은 굽은 부분 위치하고, 제1 가로 부재 및 제2 가로 부재는 굽은 부분 내에서 자체적으로 접혀 꺾인다. 소정의 값보다 큰 힘이 제1 가로 부재 및 제2 가로 부재에 가해질 때 굽은 부분이 곧게 펴진다. 일단 굽은 부분이 곧게 펴지면, 중앙 영역이 소성 변형된다. 굽은 부분의 곧게 펴짐 및 중앙 영역의 소성 변형은 소정의 값보다 큰 힘에 의해 야기되는 좌석으로부터 탑승자에게 전달되는 충격력을 감소시킨다. 탑승자가 경험하는 충격력을 감소시키는 것은 차량 충돌 결과로 탑승자가 부상을 입을 가능성을 감소시킨다.
본 발명이 다음 상세한 설명을 참고함으로써 더 잘 이해되는 바와 같이, 첨부 도면과 관련시켜서 고려할 때 본 발명의 다른 이점이 쉽게 인식될 것이다.
도 1은 등받이 프레임 부재 및 착좌 프레임 부재를 포함하는 좌석의 투시도.
도 2는 좌석의 등받이 프레임 부재의 투시도.
도 3은 등받이 프레임 부재 둘레에 배치된 강화 매트를 갖는 좌석의 등받이 프레임 부재의 투시 조립도.
도 4는 등받이 프레임 부재에 커플링된 제1 가로 부재 및 제2 가로 부재를 갖는 좌석의 투시도.
도 5는 곧은 구성을 갖는 제1 가로 부재 및 제2 가로 부재의 상면도를 나타내는 등받이 프레임 부재의 단면도.
도 6은 양옆에 굽은 부분이 위치하는 중앙 영역을 갖는 제1 가로 부재 및 제2 가로 부재의 상면도를 나타내는 등받이 프레임 부재의 단면도.
도 7은 제1 가로 부재와 제2 가로 부재를 연결하는 수직 부재를 나타내는 등받이 프레임 부재의 일부의 정면도.
도 8은 제1 가로 부재와 제2 가로 부재를 상호 연결하는 등받이 쉘을 나타내는 등받이 프레임 부재의 일부의 정면도.
도 9는 좌석에 의해 지지되는 탑승자의 개략도.
도 10은 탑승자 때문에 등받이 프레임 부재가 착좌 프레임 부재에 대하여 회전하는 것을 나타내는 개략도.
도 11은 부분적으로 변형된 제1 가로 부재 및 제2 가로 부재의 상면도를 나타내는 등받이 프레임 부재의 단면도.
도 12는 완전히 변형된 제1 가로 부재 및 제2 가로 부재의 상면도를 나타내는 등받이 프레임 부재의 단면도.
도 13은 제2 가로 부재로부터 수평방향에서 이격된 제1 가로 부재의 상면도를 나타내는 등받이 프레임 부재의 단면도.
도 14는 등받이 프레임 부재 내에서 리브로부터 연장된 핑거를 나타내는 등받이 프레임 부재의 측면도.
도 15는 등받이 프레임 부재가 휘어져서 핑거와 접촉하는 것을 나타내는 측면도.
발명의 상세한 설명
수 개의 도면에 걸쳐 같은 숫자는 같은 또는 상응하는 부분을 나타내는 도면들에 대해 설명하면, 차량용 좌석 (30)을 일반적으로 나타낸다. 차량 내에 표준 위치에서 탑승자 (32)를 지지하기 위해 좌석 (30)이 차량에 커플링된다. 도 1에 대해 설명하면, 좌석 (30)은 일반적으로 수평으로 연장된 착좌 프레임 부재 (34) 및 착좌 프레임 부재 (34)에 커플링되어 그로부터 연장된 등받이 프레임 부재 (36)를 포함한다. 착좌 프레임 부재 (34)를 등받이 프레임 부재 (36)에 커플링시키기 위해 브라켓 (38)이 착좌 프레임 부재 (34) 및 등받이 프레임 부재 (36) 둘 다에 커플링된다.
등받이 프레임 부재 (36)는 일반적으로 착좌 프레임 부재 (34)로부터 수직으로 연장되어 나간다. 등받이 프레임 부재 (36)는 각각 착좌 프레임 부재 (34)로부터 일반적으로 위쪽으로 연장된 제1 측면 부재 (40) 및 제2 측면 부재 (42)를 포함한다. 각 측면 부재 (40),(42)는 착좌 프레임 부재 (34)에 근접한 근위 말단 (44) 및 착좌 프레임 부재 (34)로부터 이격된 원위 말단 (46)을 갖는다. 도 2에 대해 설명하면, 각 측면 부재 (40),(42)는 측면 부재 (40),(42)의 근위 말단 (44)에서부터 원위 말단 (46)까지 연장되고 각 측면 부재 (40),(42)를 반으로 나누는 측면 부재 축 (48)을 한정한다. 측면 부재 (40),(42)의 원위 말단 (46)에서 측면 부재 (40),(42) 사이에 상면 부재 (50)가 배치될 수 있다. 일반적으로, 상면 부재 (50)는 제1 측면 부재 (40) 및 제2 측면 부재 (42)와 함께 단단하게 커플링된다. 또한, 상면 부재 (50)는 좌석 (30)의 머리 받침을 수용할 수 있다. 상면 부재 (50)가 이용될 때 상면 부재 (50)가 측면 부재 (40),(42)와 일체를 이룰 수 있거나 또는 분리된 독립 성분일 수 있다는 것을 인식해야 한다.
등받이 프레임 부재 (36)는 중합체 물질을 포함할 수 있다. 중합체 물질은 전형적으로 측면 부재 (40),(42)를 사출성형할 수 있게 하기 위한 열가소성 물질이다. 예를 들어, 측면 부재 (40),(42)의 중합체 물질은 폴리아미드를 포함할 수 있다. 폴리아미드가 이용될 때, 폴리아미드는 나일론 6, 나일론 6/6 및 그의 조합의 군으로부터 선택된다. 폴리아미드는 섬유 강화 폴리아미드일 수 있다. 적당한 섬유 강화 폴리아미드의 한 예는 바스프 코포레이션(BASF Corporation)으로부터 울트라미드(Ultramid)® TG7S PA6이라는 상표명으로 상업적으로 입수가능한 유리섬유 강화 폴리아미드이다. 본 발명의 성질로부터 벗어남이 없이 측면 부재 (40),(42)가 폴리아미드이든 아니든, 강화되든 되지 않든 어떠한 유형의 적당한 중합체 물질로도 형성될 수 있다는 것을 인식해야 한다.
도 3에 가장 잘 나타낸 바와 같이, 좌석 (30)은 등받이 프레임 부재 (36) 둘레에 배치된 강화 매트 (52)를 포함할 수 있다. 강화 매트 (52)가 이용될 때, 강화 매트 (52)는 등받이 프레임 부재 (36)가 강화 매트 (52)가 없는 등받이 프레임 부재 (36)에 비해 고장 없이 더 큰 하중을 견딜 수 있게 하기 위해 강도를 등받이 프레임 부재 (36)에 부여한다. 강화 매트 (52)는 등받이 프레임 부재 (36)를 수용하기 위한 일반적인 U자 모양 단면을 나타내는 캐비티 (54)를 한정한다. 일반적으로, 강화 매트 (52)는 그것만으로는 강화 매트 (52)를 따라서 연장되는 종축 (56)에 대하여 가요성을 가지며, 하중을 받을 때 휘어질 수 있다. 이러해서, 등받이 프레임 부재 (36)가 종축 (56)을 따라서 일어나는 강화 매트 (52)의 구부러짐 및 휘어짐을 방지하도록 강화 매트 (52)를 지탱한다. 제1 측면 부재 (40) 및 제2 측면 부재 (42)가 존재할 때, 강화 매트 (52)가 제1 측면 부재 (40) 및 제2 측면 부재 (42) 각각의 둘레에 배치된다는 것을 인식해야 한다.
전형적으로, 강화 매트 (52)는 유리 섬유 충전 중합체 물질을 포함한다. 유리 충전 중합체 물질은 상기한 등받이 프레임 부재 (36)의 중합체 물질일 수 있다는 것을 인식해야 한다. 대안으로, 유리 충전 중합체 물질은 등받이 프레임 부재 (36)의 중합체 물질과 상이할 수 있다. 일반적으로, 유리 충전 중합체 물질 내의 유리 섬유는 강화 매트 (52)의 종축 (56)을 따라서 연장된다. 그러나, 다수의 섬유가 상이한 방향으로 연장될 수 있거나 또는 제직될 수 있고, 즉 서로 꼬일 수 있다. 전형적으로, 유리 섬유는 기다랗고, 강화 매트 (52)에 대한 응력이 유리 충전 중합체 물질로부터 유리 섬유로 전달된다. 응력 전달은 유리 섬유가 유리 충전 중합체 물질을 강화할 수 있게 한다.
강화 매트 (52)의 유리 충전 중합체 물질은 다양한 방법으로 유리 섬유와 통합될 수 있다. 예를 들어, 강화 매트 (52)는 미리 형성된 후 유리 충전 중합체 물질과 통합되는 연속 섬유 강화 매트 형태일 수 있다. 적당한 연속 섬유 강화 매트의 한 예는 퍼포먼스 머티리얼즈 코포레이션(Performance Materials Corporation; 미국 캘리포니아주 카마릴로)으로부터 CFRT (Continuous Fiber Reinforced Thermoplastic)라는 상표명으로 상업적으로 입수가능한 것이다.
도 1 내지 3에 대해 설명하면, 등받이 프레임 부재 (36)는 등받이 프레임 부재 (36)에 강직성을 제공하기 위해 U자 모양 캐비티 (58)를 한정할 수 있다. 일반적으로, 등받이 프레임 부재 (36)는 U자 모양 캐비티 (58)를 한정하는 기저부 (60) 및 기저부 (60)로부터 연장된 둘 이상의 다리부 (62)를 포함한다. 다리부 (62)는 기저부 (60)를 따라서 서로 이격된다. 전형적으로, 다리부 (62) 중 하나는 좌석 (30)에 착석한 탑승자 (32)에 인접하고, 다른 한 다리부 (62)는 탑승자 (32)에 인접하는 다리부 (62)로부터 탑승자 (32)와 멀어지는 방향으로 이격된다. 기저부 (60) 및 다리부 (62)가 일체로 형성될 수 있다는 것을 인식해야 한다. 강화 매트 (52)가 존재할 때, 강화 매트 (52)는 기저부 (60) 및 다리부 (62) 둘레를 감싼다. 추가로, 제1 측면 부재 (40) 및 제2 측면 부재 (42)가 존재할 때, 그들은 각각 U자 모양 캐비티 (58)를 한정하기 위한 기저부 (60) 및 다리부 (62)를 갖는다.
도 1 - 3에 가장 잘 나타낸 바와 같이, 등받이 프레임 부재 (36)의 U자 모양 캐비티 (58) 내에 다수의 리브 (64)가 배치될 수 있다. 일반적으로, 리브 (64)는 등받이 프레임 부재 (36)를 강화하기 위해 등받이 프레임 부재 (36)의 기저부 (60) 및 다리부 (62)에 커플링된다. 리브 (64)가 U자 모양 캐비티 (58) 내에 등받이 프레임 부재 (36)를 강화하기에 적당한 어떠한 구성으로도 배치될 수 있다는 것을 인식해야 한다. 일반적으로, 리브 (64)는 십자형 구성을 형성하는 일련의 교차하는 쌍으로 배열된다. 도 14에 나타낸 바와 같이, 핑거 (66)가 등받이 프레임 부재 (36)의 다리부 (62) 중 하나에 근접해서 리브 (64)로부터 연장될 수 있다. 핑거 (66)는 아래에서 상세히 기술한다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 좌석 (30)은 제1 측면 부재 (40)와 제2 측면 부재 (42) 사이에서 수평으로 연장된 제1 가로 부재 (74A)를 포함한다. 제1 가로 부재 (74A)는 측면 부재 (40),(42)의 근위 말단 (44)으로부터 이격된다. 또한, 좌석 (30)은 제1 측면 부재 (40)와 제2 측면 부재 (42) 사이에서 수평으로 연장된 제2 가로 부재 (74B)를 포함한다. 제2 가로 부재 (74B)는 제1 가로 부재 (74A)와 측면 부재 (40),(42)의 원위 말단 (46) 사이에서 이격된다.
일반적으로, 제1 및 제2 가로 부재 (74A),(74B)는 직사각형 단면 구성을 갖는다. 그러나, 제1 가로 부재 (74A) 및 제2 가로 부재 (74B)가 다른 단면, 예컨대 원형 단면을 가질 수 있다는 것을 인식해야 한다. 또한, 제1 가로 부재 (74A)가 제2 가로 부재 (74B)의 단면 구성과 상이한 단면 구성을 가질 수 있다는 것을 인식해야 한다.
가로 부재가 어떠한 적당한 방법에 의해서도 측면 부재에 커플링될 수 있다는 것을 인식해야 한다. 예를 들어, 도 5 및 6에 대해 설명하면, 제1 측면 부재 (74A) 및 제2 측면 부재 (74B)는 다수의 앵커링 홀 (90)을 한정하고, 제1 가로 부재 (74A) 및 제2 가로 부재 (74B)의 부분이 앵커링 홀 (90)을 통해 배치된다. 제1 가로 부재 (74A) 및 제2 가로 부재 (74B)의 상기 부분은 제1 측면 부재 (40) 및 제2 측면 부재 (42)의 U자 모양 캐비티 (58) 안으로 연장된다. U자 모양 캐비티 (58) 내에 배치된 제1 가로 부재 (74A) 및 제2 가로 부재 (74B)의 부분은 앵커링 홀 (90)의 크기보다 큰 두께를 가지고, 이로써 제1 가로 부재 (74A) 및 제2 가로 부재 (74B)의 그 부분이 U자 모양 캐비티 (58) 내에 남아서 제1 가로 부재 (74A) 및 제2 가로 부재 (74B)를 측면 부재 (40),(42)에 고정시킨다.
도 6에 대해 설명하면, 제1 가로 부재 (74A) 및 제2 가로 부재 (74B)는 양옆에 굽은 부분 (94)이 위치하는 중앙 영역 (92)을 가지고, 제1 가로 부재 (74A) 및 제2 가로 부재 (74B)는 굽은 부분 (94) 내에서 자체적으로 접혀 꺽인다. 그러나, 도 5에 나타낸 바와 같이, 제1 가로 부재 (74A) 및 제2 가로 부재 (74B)가 중앙 영역 (92)만 가질 수 있고, 이로써 굽은 부분 (94)을 제거할 수 있다는 것을 인식해야 한다.
도 7에 대해 설명하면, 제1 가로 부재와 제2 가로 부재를 함께 커플링시키기 위해 제1 측면 부재와 제2 측면 부재 사이에 수직 부재 (96)가 배치될 수 있다. 추가로, 도 8에 나타낸 바와 같이, 수직 부재 (96)는 제1 측면 부재 (40)와 제2 측면 부재 (42) 사이의 거리를 가로지르는 등받이 쉘 (98)일 수 있다.
일반적으로, 충돌 사건, 예컨대 후방 충돌시, 차량이 갑자기 전진 방향으로 가속될 때 좌석 (30)에 착석한 탑승자 (32)가 좌석 (30)의 제1 가로 부재 (74A) 및 제2 가로 부재 (74B)에 의해 충격을 받는다. 그 결과, 탑승자 (32)는 좌석 (30)에 충돌력을 가하고, 반대로, 좌석 (30)은 충돌력과 관련 있는 충격력을 탑승자 (32)에게 가한다. 그러나, 에너지 흡수 특징을 제공해서 충돌력의 일부를 소산시킴으로써 충돌력에 비해 충격력을 감소시킬 수 있다.
도 9 및 10에 나타낸 바와 같이, 일반적으로, 에너지 흡수 특징은 착좌 프레임 부재 (34)에 대한 탑승자 (32)의 안전한 변위를 허용한다. 이러해서, 충돌 사건시 에너지 흡수 특징이 변형됨으로써 충돌력의 에너지의 일부를 안전하게 소산시키고, 결국은 탑승자 (32)가 경험하는 충격력을 감소시킨다.
제1 가로 부재 (74A) 및 제2 가로 부재 (74B)는 에너지 흡수 특징을 갖고, 탑승자 (32)가 등받이 프레임 부재 (36)에 충돌력을 가할 때 변형된다. 제1 가로 부재 (74A) 및 제2 가로 부재 (74B)는 전형적으로 측면 부재 (40),(42)를 따라서 착좌 프레임 부재 (34)로부터 충돌 사건시 탑승자 (32)가 제1 가로 부재 (74A) 및 제2 가로 부재 (74B)와 접촉하는 것을 허용하기 위한 적당한 거리를 두고 이격된다. 도 11 및 12에 나타낸 바와 같이, 충돌력이 소정의 값보다 큰 힘일 때, 굽은 부분 (94)이 곧게 펴지고, 일단 굽은 부분 (94)이 곧게 펴지면 중앙 영역 (92)이 소성 변형되고, 이로써 소정의 값보다 큰 힘에 의해 야기되는 좌석으로부터 탑승자에게 전달되는 충격력을 감소시킨다. 소정의 값보다 큰 힘이 차량의 정상 운전 과정 동안에 제1 가로 부재 (74A) 및 제2 가로 부재 (74B)에 가해지는 정상 하중보다 높다는 것을 인식해야 한다. 다르게 말하자면, 제1 가로 부재 (74A) 및 제2 가로 부재 (74B)는 정상 비충돌 하중 하에서는 변형되지 않는다.
제1 가로 부재 (74A) 및 제2 가로 부재 (74B)의 소성 변형은 소정의 값보다 큰 힘에 의해 야기되는 좌석 (30)으로부터 탑승자 (32)에게 전달되는 충격력을 감소시킨다. 일반적으로, 충돌 사건시 탑승자 (32)가 제1 가로 부재 (74A) 및 제2 가로 부재 (74B)를 소성 변형시킨다. 일반적으로, 제1 가로 부재 (74A) 및 제2 가로 부재 (74B)의 소성 변형은 충돌력이 완전히 소산되거나 또는 제1 가로 부재 (74A) 및 제2 가로 부재 (74B)의 중앙 영역 (92)이 완전히 고장이 날 때까지 계속된다.
제1 가로 부재 (74A) 및 제2 가로 부재 (74B)의 변형은 도 9에 나타낸 표준 위치로부터 도 10에 나타낸 바와 같이 좌석 (30)의 등받이 프레임 부재 (36) 쪽으로 탑승자 (32)의 변위를 초래한다. 일반적으로, 탑승자 (32)의 변위가 클수록, 변형이 크고, 이것은 탑승자 (32)가 경험하는 충격력을 감소시킨다. 탑승자 (32)의 변위는 제1 가로 부재 (74A) 및 제2 가로 부재 (74B)의 강성에 의존하고, 즉, 제1 가로 부재 (74A) 및 제2 가로 부재 (74B)의 강성이 높을수록, 탑승자 (32)가 더 적은 변위를 경험한다. 따라서, 충돌 사건시 탑승자 (32)의 변위는 제1 가로 부재 (74A) 및 제2 가로 부재 (74B)의 강성에 의해 조절될 수 있다. 그러나, 제1 가로 부재 (74A) 및 제2 가로 부재 (74B)의 강성은 제1 가로 부재 (74A) 및 제2 가로 부재 (74B)의 변형 없이 탑승자 (32)가 좌석 (30)에 들어가고 나갈 때와 같은 좌석 (30)에 가해지는 정상 하중에 저항하기에 충분해야 한다.
제1 가로 부재 (74A) 및 제2 가로 부재 (74B)의 강성은 제1 가로 부재 (74A) 및 제2 가로 부재 (74B)의 단면 두께에 의존한다. 이러해서, 제1 가로 부재 (74A) 및 제2 가로 부재 (74B)의 단면 두께는 정상 하중 하에서 변형에 저항하기 위해 필요에 따라 변화시킬 수 있다.
제1 가로 부재 (74A) 및 제2 가로 부재 (74B)는 등받이 프레임 부재 (36)에 가해지는 정상 하중에 저항하는 데 필요한 강성 요건을 충족시키는 어떠한 적당한 물질도 포함할 수 있다. 제1 가로 부재 (74A) 및 제2 가로 부재 (74B)는 중합체 물질, 예컨대 열가소성 물질을 포함할 수 있다. 제1 가로 부재 (74A) 및 제2 가로 부재 (74B)의 중합체 물질은 등받이 프레임 부재 (36)의 중합체 물질과 동일할 수 있다는 것을 인식해야 한다. 이러해서, 제1 가로 부재 (74A) 및 제2 가로 부재 (74B)는 등받이 프레임 부재 (36)와 일체로 형성될 수 있다. 별법으로, 제1 가로 부재 (74A) 및 제2 가로 부재 (74B)의 중합체 물질은 등받이 프레임 부재 (36)의 중합체 물질과 상이할 수 있다. 전형적으로, 제1 가로 부재 (74A) 및 제2 가로 부재 (74B)의 중합체 물질은 나일론 6, 나일론 6/6 및 그의 조합의 군으로부터 선택된다.
도 13에 나타낸 바와 같이, 제1 가로 부재 (74A)가 제2 가로 부재 (74B)로부터 수평방향에서 이격될 수 있다는 것을 인식해야 한다. 제1 가로 부재 (74A) 및 제2 가로 부재 (74B)가 서로 이격될 때, 탑승자 (32)는 제1 가로 부재 (74A)의 중앙 영역 (92)과 접촉해서 그것을 소성 변형시킨 후 제2 가로 부재 (74B)의 중앙 영역 (92)과 접촉해서 그것을 소성 변형시킨다. 별법으로, 제1 가로 부재 (74A) 및 제2 가로 부재 (74B)는 수평방향에서 정렬될 수 있고, 이로써 탑승자 (32)가 제1 가로 부재 (74A) 및 제2 가로 부재 (74B)의 중앙 영역 (92)과 동시에 접촉해서 그것을 소성 변형시킨다.
좌석 (30)은 다른 에너지 흡수 특징을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 14 및 15에 나타낸 바와 같이, 핑거 (66)가 이용될 때는, 또한, 등받이 프레임 부재 (36)가 충돌력 하에서 휘어져서 등받이 프레임 부재 (36)의 일부가 핑거 (66)에 충격을 가할 때 핑거가 변형함으로써 에너지 흡수 특징일 수 있다. 구체적으로, 탑승자 (32)가 충돌력을 등받이 프레임 부재 (36)에 가할 때, 등받이 프레임 부재 (36)가 휘어질 수 있고, 그 결과, 등받이 프레임 부재 (36)의 일부가 파열되어 U자 모양 캐비티 (58) 안으로 삽입된다. 일단 등받이 프레임 부재 (36)의 그 부분이 U자 모양 캐비티 (58) 안으로 들어가면, 등받이 프레임 부재 (36)의 그 부분이 핑거 (66)와 접촉하기 때문에 핑거 (66)가 변형된다. 등받이 프레임 부재 (36)의 휘어짐 및 핑거 (66)의 변형으로 인해 탑승자 (32)가 표준 위치로부터 좌석 (30)의 등받이 프레임 부재 (36) 쪽으로 변위된다. 상기한 바와 같이, 탑승자 (32)의 변위가 클수록, 충돌력에 비해 충격력의 감소가 크다. 핑거 (66)의 변형 및 등받이 프레임 부재 (36)의 휘어짐이 탑승자 (32)에게 가해지는 충격력을 감소시키는 것으로 믿어진다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 좌석 (30)은 U자 모양 캐비티 (58) 내에 배치되는 보스 (68)를 포함할 수 있고, 체결 요소 (72)는 보스 (68)의 보어 (70) 내에 배치된다. 보스 (68)는 추가의 에너지 흡수 특징일 수 있고, 따라서 충돌시 체결 요소 (72)가 보스 (68)를 변형시킨다. 보스 (68)에 대한 추가 설명은 동시 계류 중인 출원 일련 번호 (하워드(Howard) 및 하워드 문서 번호 065322.00115)에 게재되어 있고, 그의 내용은 참고로 포함된다. 게다가, 브라켓 (38)은 에너지 흡수 특징일 수 있고, 등받이 프레임 부재 (36)가 착좌 프레임 부재 (34)에 대하여 회전할 때 변형되도록 설계될 수 있다. 에너지 흡수 특징으로 이용되는 브라켓 (38)에 대한 추가 설명은 동시 계류 중인 출원 일련 번호 (하워드 및 하워드 문서 번호 065322.00117)에 게재되어 있고, 그의 내용은 참고로 포함된다.
일반적으로, 좌석 (30)의 등받이 프레임 부재 (36)에 대한 안전한 변위 요건을 여전히 만족시키면서, 충돌력의 결과로 탑승자 (32)가 경험하는 충격력이 에너지 흡수 특징 때문에 최소화될 수 있다. 에너지 흡수 특징 때문에, 더 오랜 기간에 걸쳐 충격력을 감당하고, 이로써 탑승자 (32)에 작용하는 피크 충격력을 감소시킨다. 피크 충격력의 감소 때문에, 탑승자 (32)가 부상을 덜 입고, 또한, 좌석 (30)도 더 낮은 응력 수준을 경험한다. 좌석 (30)이 더 낮은 응력 수준을 경험하기 때문에, 더 최적의 설계가 이용될 수 있고, 충돌력을 감당하는 데 중합체 물질이 이용될 수 있다.
명백히, 상기 가르침에 비추어 본 발명의 많은 변경 및 변화가 가능하다. 상기 발명은 관련된 법적 기준에 따라서 기술하였고; 따라서, 이 설명은 본래 제한하는 것이 아니라 전형적인 것이다. 게재된 실시양태에 대한 변화 및 변경은 당업자에게 명백할 수 있고, 본 발명의 범주 내에 든다.

Claims (14)

  1. 차량 탑승자를 지지하는 표면을 제공하기 위한 착좌 프레임 부재;
    상기 착좌 프레임 부재로부터 연장되고, 제1 측면 부재 및 상기 제1 측면 부재로부터 이격된 제2 측면 부재를 가지며, 상기 각 측면 부재는 상기 착좌 프레임 부재에 커플링하기 위한 근위 말단 및 상기 근위 말단으로부터 이격된 원위 말단을 갖는 것인 등받이 프레임 부재;
    상기 제1 측면 부재와 상기 제2 측면 부재 사이에서 수평으로 연장되고, 상기 측면 부재의 상기 근위 말단으로부터 이격된 제1 가로 부재; 및
    상기 제1 측면 부재와 상기 제2 측면 부재 사이에서 수평으로 연장되고, 상기 제1 가로 부재와 상기 측면 부재의 원위 말단 사이에서 이격된 제2 가로 부재
    를 포함하고,
    상기 제1 가로 부재 및 상기 제2 가로 부재는 각각 열가소성 물질을 포함하고,
    상기 제1 가로 부재 및 상기 제2 가로 부재는 양옆에 굽은 부분이 위치하는 중앙 영역을 가지며, 상기 제1 가로 부재 및 상기 제2 가로 부재는 상기 굽은 부분 내에서 자체적으로 접혀 꺾이고, 이로써 소정의 값보다 큰 힘이 상기 제1 가로 부재 및 제2 가로 부재에 가해질 때 상기 굽은 부분이 곧게 펴지고, 일단 상기 굽은 부분이 곧게 펴지면, 상기 중앙 영역이 소성 변형됨으로써 소정의 값보다 큰 힘에 의해 야기되는 상기 좌석으로부터 탑승자에게 전달되는 충격력을 감소시키는 것인, 차량 탑승자를 지지하는 좌석.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 가로 부재 및 상기 제2 가로 부재를 함께 커플링시키기 위해 상기 제1 측면 부재와 상기 제2 측면 부재 사이에 배치된 수직 부재를 추가로 포함하는 좌석.
  3. 제2항에 있어서, 상기 수직 부재가 상기 제1 측면 부재와 상기 제2 측면 부재 사이의 거리를 가로지르는 등받이 쉘인 좌석.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 가로 부재가 상기 제2 가로 부재로부터 수평방향에서 이격되고, 이로써 탑승자가 상기 제1 가로 부재의 상기 중앙 영역과 접촉해서 그것을 소성 변형시킨 다음에 상기 제2 가로 부재의 상기 중앙 영역과 접촉해서 그것을 소성 변형시키는 것인 좌석.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 가로 부재 및 상기 제2 가로 부재가 수평방향에서 정렬되고, 이로써 탑승자가 상기 제1 가로 부재 및 상기 제2 가로 부재의 상기 중앙 영역과 동시에 접촉해서 그것을 소성 변형시키는 것인 좌석.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 측면 부재 및 상기 제2 측면 부재가 각각 U자 모양 캐비티를 한정하는 기저부 및 둘 이상의 다리부를 갖는 것인 좌석.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 및 제2 측면 부재 및 상기 제1 및 제2 가로 부재가 중합체 물질을 포함하는 것인 좌석.
  8. 제7항에 있어서, 상기 중합체 물질이 나일론 6, 나일론 6/6 및 그의 조합의 군으로부터 선택된 것인 좌석.
  9. 제7항에 있어서, 상기 제1 가로 부재 및 상기 제2 가로 부재가 상기 제1 측면 부재 및 상기 제2 측면 부재와 일체를 이루는 것인 좌석.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 측면 부재 및 상기 제2 측면 부재의 상기 기저부 및 상기 다리부 둘레에 배치된 강화 매트를 추가로 포함하고, 상기 강화 매트는 상기 등받이 프레임 부재에 강도를 부여하기 위한 유리 섬유 충전 중합체 물질을 포함하는 것인 좌석.
  11. 제10항에 있어서, 상기 강화 매트 및 상기 제1 측면 부재 및 상기 제2 측면 부재가 다수의 앵커링 홀을 한정하고, 상기 제1 가로 부재 및 상기 제2 가로 부재의 부분이 상기 앵커링 홀을 통해서 상기 제1 측면 부재 및 상기 제2 측면 부재의 U자 모양 캐비티 안으로 배치된 것인 좌석.
  12. 제11항에 있어서, 상기 U자 모양 캐비티 내에 배치된 상기 제1 가로 부재 및 상기 제2 가로 부재의 상기 부분이 상기 앵커링 홀의 크기보다 큰 두께를 가지며, 이로써 상기 굽은 부분이 곧게 펴져서 상기 중앙 영역이 소성 변형될 때 상기 제1 가로 부재 및 상기 제2 가로 부재의 상기 부분이 상기 U자 모양 캐비티 내에 남게 되는 것인 좌석.
  13. 제1항에 있어서, 상기 제1 측면 부재 및 상기 제2 측면 부재 각각이, 상기 제1 가로 부재 및 상기 제2 가로 부재를 수용하여 상기 제1 가로 부재 및 상기 제2 가로 부재를 상기 제1 측면 부재 및 상기 제2 측면 부재에 커플링시키기 위한 1쌍의 앵커링 홀을 한정하는 것인 좌석.
  14. 제1항에 있어서, 상기 제1 가로 부재 및 상기 제2 가로 부재가 직사각형 단면을 갖는 것인 좌석.
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