KR20130099963A - 차량 좌석용 에너지 흡수 브라켓 - Google Patents

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Abstract

브라켓은 차량 좌석의 착좌 프레임 부재 및 등받이 프레임 부재를 함께 커플링시키는 데 이용된다. 브라켓은 주변부, 및 브라켓을 전방부 및 후방부로 나누는 중심 종축을 포함한다. 브라켓의 전방부는 소정의 값보다 큰 힘이 등받이 프레임 부재에 가해질 때 소성 변형되는 항복 세그먼트를 형성한다. 항복 세그먼트의 소성 변형은 좌석으로부터 탑승자에게 전달되는 충격력을 감소시킨다. 브라켓의 후방부의 주변부는 제1 접촉 표면 및 제1 접촉 표면으로부터 이격된 제2 접촉 표면을 포함한다. 항복 세그먼트가 소성 변형됨에 따라 제1 접촉 표면이 이동하여 제2 접촉 표면과 접촉하고, 이로써 항복 세그먼트의 소성 변형을 제한한다.

Description

차량 좌석용 에너지 흡수 브라켓 {ENERGY ABSORBING BRACKET FOR A SEAT OF A VEHICLE}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 전문이 본 출원에 참고로 포함되는 2010년 9월 14일에 출원한 미국 특허 가출원 61/382,582의 우선권을 주장한다.
발명의 배경
1. 발명의 분야
본 출원은 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
브라켓은 좌석의 착좌 프레임 부재 및 등받이 프레임 부재를 함께 커플링시키는 데 이용된다. 착좌 프레임 부재는 차량 내에서 탑승자를 지지하는 표면을 제공한다. 등받이 프레임 부재는 착좌 프레임 부재로부터 연장된다. 브라켓은 주변부, 및 브라켓을 전방부 및 후방부로 나누는 중심 종축을 포함한다. 브라켓의 전방부는 소정의 값보다 큰 힘이 등받이 프레임 부재에 가해질 때 소성 변형되는 항복 세그먼트를 한정한다. 항복 세그먼트의 소성 변형은 소정의 값보다 큰 힘에 의해 야기되는 좌석으로부터 탑승자에게 전달되는 충격력을 감소시킨다. 브라켓의 후방부의 주변부는 제1 접촉 표면 및 제1 접촉 표면으로부터 이격된 제2 접촉 표면을 포함한다. 제1 접촉 표면 및 제2 접촉 표면은 브라켓 노치를 한정한다. 항복 세그먼트가 소성 변형됨에 따라 제1 접촉 표면이 이동하여 제2 접촉 표면과 접촉하고, 이로써 항복 세그먼트의 소성 변형을 제한한다. 항복 세그먼트의 소성 변형을 제한하는 것은 착좌 프레임 부재에 대한 등받이 프레임 부재의 회전을 제한하여 등받이 프레임 부재의 회전이 최대 변형각을 초과하지 않도록 보장한다.
도면의 간단한 설명
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 브라켓에 의해 함께 커플링된 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 항복 세그먼트를 갖는 브라켓의 정면도.
도 5는 좌석에 의해 지지되는 탑승자의 개략도.
도 6은 탑승자 때문에 등받이 프레임 부재가 착좌 프레임 부재에 대하여 회전하는 것을 나타내는 개략도.
도 7은 브라켓이 변형된 후의 도 4의 브라켓의 정면도.
도 8은 항복 세그먼트의 대안적인 실시양태를 나타내는 브라켓의 정면도.
도 9는 브라켓이 변형된 후의 도 8의 브라켓의 정면도.
도 10은 제1 항복 세그먼트 및 제2 항복 세그먼트를 갖는 브라켓의 대안적인 실시양태의 정면도.
도 11은 브라켓이 변형된 후의 도 10의 브라켓의 정면도.
도 12는 좌석의 가로 부재 및 보스를 나타내는 좌석의 투시도.
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.
등받이 프레임 부재 (36)는 일반적으로 착좌 프레임 부재 (34)로부터 수직으로 연장된다. 등받이 프레임 부재 (36)는 각각 착좌 프레임 부재 (34)로부터 일반적으로 위쪽으로 연장된 제1 측면 부재 (40) 및 제2 측면 부재 (42)를 포함할 수 있다. 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 한정한다. 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 1에 나타낸 바와 같이, 브라켓 (38)은 착좌 프레임 부재 (34)를 등받이 프레임 부재 (36)에 커플링시키기 위해 착좌 프레임 부재 (34) 및 등받이 프레임 부재 (36) 둘 다에 커플링된다. 제1 측면 부재 (40) 및 제2 측면 부재 (42)가 존재할 때, 각 측면 부재 (40),(42)가 브라켓 (38)에 의해 착좌 프레임 부재 (34)에 커플링된다는 것을 인식해야 한다. 도 4에 대해 설명하면, 브라켓 (38)은 브라켓 (38)의 형상을 제시하는 주변부 (100)를 갖는다. 전형적으로, 브라켓 (38)의 형상은 타원형이다. 그러나, 브라켓 (38)의 형상은 타원형과 상이할 수 있고, 예컨대 직사각형일 수 있다는 것을 인식해야 한다. 브라켓 (38)은 브라켓을 전방부 (104) 및 후방부 (106)로 나누는 중심 종축 (102)을 갖는다. 전방부 (104)는 탑승자 (32)가 좌석 (30)에 착석할 때 탑승자 (32)에 인접한다. 또한, 브라켓 (38)은 브라켓 (38)을 상부 (110) 및 하부 (112)로 나누는, 중심 종축 (102)에 수직인 횡축 (108)을 갖는다.
브라켓 (38)은 상부 부착 홀 (114) 및 상부 부착 홀 (114)로부터 이격된 하부 부착 홀 (116)을 포함한다. 부착 홀 (114),(116)은 브라켓 (38)을 등받이 프레임 부재 (36)에 커플링시키는 체결 요소 (72)를 수용한다. 전형적으로, 부착 홀 (114),(116)은 중심 종축 (102)과 정렬된다. 달리 말해서, 중심 종축 (102)은 부착 홀 (114),(116)의 중심점을 통해 연장된다. 횡축 (108)은 전형적으로 하부 부착 홀 (116)을 통해 연장된다. 또한, 브라켓 (38)은 브라켓 (38)을 착좌 프레임 부재 (34)에 커플링시키기 위한 또 다른 체결 요소 (72)를 수용하기 위한 좌석 부착 홀 (118)을 한정할 수 있다. 일단 체결 요소 (72)가 부착 홀 (114), (116) 및 (118)에 수용되면, 브라켓 (38)은 체결 요소 (72)들의 위치를 서로에 대해 및 착좌 프레임 부재 (34)에 대해 유지시킨다.
일반적으로, 충돌 사건, 예컨대 후방 충돌시, 차량이 갑자기 전진 방향으로 가속될 때 좌석 (30)에 착석한 탑승자 (32)가 좌석 (30)의 등받이 프레임 부재 (36)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 5 및 6에 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.
브라켓 (38)은 에너지 흡수 특징을 갖고, 탑승자 (32)가 등받이 프레임 부재 (36)에 충돌력을 가할 때 변형된다. 보다 특히, 브라켓 (38)의 전방부 (104)는, 소정의 값보다 큰 힘이 등받이 프레임 부재 (36)에 가해질 때 소성 변형되어 소정의 값보다 큰 힘에 의해 야기되는 좌석 (30)으로부터 탑승자 (32)에게 전달되는 충격력을 감소시키기 위한 항복 세그먼트 (120)를 한정한다. 도 6 및 7에 나타낸 바와 같이, 충돌력이 소정의 값보다 큰 힘일 때, 등받이 프레임 부재 (36)가 착좌 프레임 부재 (34)에 대하여 회전함에 따라 상부 부착 홀 (114)의 체결 요소 (72)가 브라켓 (38)을 변형시킨다. 보다 특히, 브라켓 (38)을 등받이 프레임 부재 (36)에 커플링시키는 체결 요소 (72)가 충돌력을 등받이 프레임 부재 (36)로부터 브라켓 (38)으로 전달한다. 브라켓 (38)에 작용하는 충돌력 때문에 항복 세그먼트 (120)가 신장될 때 항복 세그먼트 (120)가 소성 변형되고 그 결과 항복 세그먼트 (120)의 네킹을 야기한다. 항복 세그먼트 (120)가 변형될 때, 브라켓 (38)의 상부 (110)가 하부 부착 홀 (116)에 대하여 피봇회전한다.
브라켓 (38)의 후방부 (106)의 주변부 (100)는 제1 접촉 표면 (122) 및 제1 접촉 표면 (122)으로부터 이격된 제2 접촉 표면 (124)을 포함한다. 제1 접촉 표면 (122) 및 제2 접촉 표면 (124)은 브라켓 (38)에 브라켓 노치 (126)를 한정한다. 충돌 사건시, 항복 세그먼트 (120)가 소성 변형됨에 따라 제1 접촉 표면 (122)이 이동하여 제2 접촉 표면 (124)과 접촉하게 되고, 이로써 항복 세그먼트 (120)의 소성 변형을 제한한다. 항복 세그먼트 (120)의 소성 변형을 제한하는 것은 등받이 프레임 부재 (36)의 회전을 제한하여 충돌 사건시 탑승자 (32)가 좌석 (30)에 의해 안전하게 지지되는 것을 보장한다. 추가로, 브라켓 (38)의 소성 변형을 제한하는 것은 착좌 프레임 부재 (34)에 대한 등받이 프레임 부재 (36)의 회전을 제한하여 등받이 프레임 부재 (36)의 회전이 최대 변형각을 초과하지 않도록 보장한다.
브라켓 (38)은 제1 접촉 표면 (122)이 이동하여 제2 접촉 표면 (126)과 접촉하게 되는 것을 허용하기 위해 브라켓 노치 (126)와 소통하는 릴리프 노치 (128)를 한정할 수 있다. 달리 말해서, 릴리프 노치 (128)가 브라켓 (38)이 브라켓 노치 (126)에서 휘어지는 것을 방지함으로써, 브라켓 (38)이 변형될 때 제1 접촉 표면 (122)이 제2 접촉 표면 (124)과 접촉할 것이다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 브라켓 (38)의 변형은 표준 위치로부터 좌석 (30)의 등받이 프레임 부재 (36) 쪽으로 탑승자 (32)의 변위를 초래한다. 달리 말해서, 브라켓 (38)의 변형은 등받이 프레임 부재 (36)의 회전을 초래하고, 이것은 탑승자 (32)의 변위를 초래하며, 이로써 소정의 값보다 큰 힘에 의해 야기되는 좌석 (30)으로부터 탑승자 (32)에게 전달되는 충격력을 감소시킨다. 위에서 기술된 바와 같이, 항복 세그먼트 (120)가 소성 변형됨에 따라 브라켓 (38)의 상부 (110)가 하부 부착 홀 (116)에 대하여 피봇회전한다. 상부 부착 홀 (114)에서 체결 요소 (72)가 등받이 프레임 부재 (36)를 브라켓 (38)에 커플링시키기 때문에, 브라켓 (38)의 상부 (110)의 피봇회전으로 인해 등받이 프레임 부재 (38)가 회전한다. 일반적으로, 충돌력이 완전히 소산될 때까지 또는 제1 접촉 표면 (122)이 제2 접촉 표면 (124)과 접촉할 때까지 브라켓 (38)의 변형이 계속된다.
일반적으로, 브라켓 (38)의 변형이 클수록, 탑승자 (32)의 변위가 크고, 이로써 탑승자 (32)가 경험하는 충격력을 감소시킨다. 소정의 값보다 큰 힘이 차량의 정상 운전 과정 동안에 등받이 프레임 부재 (36)에 가해지는 정상 하중보다 높다는 것을 인식해야 한다. 달리 말해서, 브라켓 (38)은 정상 비충돌 하중 하에서는 변형되지 않는다.
브라켓 (38)의 전방부 (104)는 항복 세그먼트 (120)가 소성 변형되는 것을 허용하기 위한 적어도 하나의 보이드 (130)를 한정할 수 있다. 달리 말해서, 보이드 (130)는 브라켓 (38)에 약한 지점을 생성하여 브라켓 (38)에서 소성 변형의 위치를 조절한다. 항복 세그먼트 (120)는 브라켓 (38)의 보이드 (130)와 주변부 (100) 사이에 배치된다. 브라켓 (38)의 주변부 (100)는 심지어 항복 세그먼트 (120)의 일부를 한정할 수 있다. 주변부 (100)가 충돌 사건시 더 큰 하중을 경험할 것이기 때문에 항복 세그먼트 (120)는 주변부 (100)에 근접한다. 보이드 (130)는 전형적으로 중심 종축 (102)으로부터 이격되고, 중심 종축 (102)에 평행한 방향으로 기다랗다. 중심 종축 (102)에 평행한 방향에서 보이드 (130)를 기다랗게 한 것은 브라켓 (38)의 전방부 (104)가 신장되는 것을 허용하고, 이로써 등받이 프레임 부재 (36)가 회전하여 탑승자 (32)를 변위시키는 것을 허용한다.
탑승자 (32)의 변위는 브라켓 (38)의 강성에 의존하고, 즉, 브라켓 (38)의 강성이 높을수록, 탑승자 (32)가 더 적은 변위를 경험한다. 따라서, 충돌 사건시 탑승자 (32)의 변위는 브라켓 (38)의 강성에 의해 조절될 수 있다. 그러나, 브라켓 (38)의 강성은 브라켓 (38)을 변형시키지 않고서 탑승자 (32)가 좌석 (30)에 들어가고 좌석으로부터 나갈 때와 같이 좌석 (30)에 가해지는 정상 하중에 저항하기에 충분해야 한다. 브라켓 (38)은 좌석에 작용하는 정상 하중에 저항하기 위한 강성 요건을 충족시킬 수 있는 어떠한 적당한 물질도 포함할 수 있다. 전형적으로, 브라켓 (38)은 금속, 예컨대 스틸이다.
항복 세그먼트 (120)의 강성은 항복 세그먼트 (120)의 구성에 의존한다는 것을 인식해야 한다. 예를 들어, 도 8에 나타낸 바와 같이, 항복 세그먼트 (120)는 항복 세그먼트 (120)의 길이를 따라서 사인형 구성으로 배열된 다수의 곡선을 한정할 수 있다. 충돌 사건시, 소정의 값보다 큰 힘이 등받이 프레임 부재 (36)에 가해질 때 다수의 곡선이 곧게 펴짐으로써 사인형 형상을 제거한다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 일단 항복 세그먼트 (120)가 곧게 펴지면, 소정의 값보다 큰 힘이 등받이 프레임 부재 (36)에 계속 가해질 때 항복 세그먼트 (120)가 네킹에 의해 변형된다. 곡선이 이용될 때, 곡선은 항복 세그먼트 (120)에 비곡선 항복 세그먼트 (120)의 강성보다 낮은 초기 강성을 제공한다. 항복 세그먼트 (120)가 네킹에 의해 소성 변형되기 시작하기 전에 먼저 장력 하에서 곡선을 곧게 당겨야 하기 때문에, 곡선은 항복 세그먼트 (120)의 초기 강성을 낮춘다. 항복 세그먼트 (120)의 초기 강성을 낮추는 것은 충돌 사건시 탑승자 (32)를 목뼈 골절 부상으로부터 보호한다.
도 10 및 11에 대해 설명하면, 브라켓 (38)은 항복 세그먼트 (120)를 몇 개이든 얼마든지 포함할 수 있다는 것을 인식해야 한다. 예를 들어, 상기 보이드 (130)는 제1 보이드 (130A)로서 더 한정될 수 있고, 상기 항복 세그먼트는 제1 항복 세그먼트 (120A)로서 더 한정될 수 있다. 이러한 한 실시양태에서, 브라켓 (38)은 제1 보이드 (130A)와 중심 종축 (102) 사이에서 이격된 제2 보이드 (130B)를 한정할 수 있다. 이러해서, 제2 항복 세그먼트 (120B)는 보이드 (130A),(130B) 사이에 배치된다. 제1 항복 세그먼트 (120A) 및 제2 항복 세그먼트 (120B)가 둘 다 존재할 때, 제1 항복 세그먼트 (120A)가 먼저 소성 변형되고, 그 다음 제2 항복 세그먼트 (120B)가 소성 변형되며, 이로써 브라켓 (38)의 2단 변형을 제공한다. 항복 세그먼트 (120A),(120B)의 변형을 엇갈리게 하는 것이 브라켓 (38)의 최대 변형을 증가시킴으로써 브라켓 (38)에 가해지는 충돌력을 더 많이 소산시키기 때문에 2단 변형은 탑승자 (32)에 가해지는 충격력을 추가로 최소화한다.
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, 이렇게 해서 충돌시 체결 요소 (72)가 보스 (68)를 변형시킨다. 보스 (68)의 추가 설명은 동시 계류 중인 출원 일련 번호 (하워드(Howard) 및 하워드의 문서 번호 065322.00115)에 게재되어 있고, 이 문서의 내용은 참고로 포함된다. 게다가, 도 12에 나타낸 바와 같이, 좌석 (30)은 제1 측면 부재 (40)와 제2 측면 부재 (42) 사이에 배치된 적어도 하나의 가로 부재 (74)를 포함할 수 있고, 가로 부재 (74)는 추가의 에너지 흡수 특징으로 작용한다. 가로 부재 (74)의 추가 설명은 동시 계류 중인 출원 일련 번호 (하워드 및 하워드의 문서 번호 065322.00116)에 게재되어 있고, 그 문서의 내용은 참고로 포함된다.
일반적으로, 에너지 흡수 특징 때문에 좌석 (30)의 등받이 프레임 부재 (36)의 안전한 변위 요건을 여전히 충족시키면서 충돌력의 결과로 탑승자 (32)가 경험하는 충격력이 최소화될 수 있다. 에너지 흡수 특징 때문에, 충격력을 더 오랜 기간에 걸쳐 감당하고, 이로써 탑승자 (32)에 작용하는 피크 충격력을 감소시킨다. 피크 충격력의 감소 때문에, 탑승자 (32)가 더 적은 부상을 경험하고, 또한 좌석 (30)이 더 낮은 응력 수준을 경험한다. 좌석 (30)이 더 낮은 응력 수준을 경험하는 결과로, 더 최적의 설계가 이용될 수 있고, 중합체 물질이 충돌력을 감당하는 데 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 (18)

  1. 차량 탑승자를 지지하는 표면을 제공하기 위한 착좌 프레임 부재;
    상기 착좌 프레임 부재로부터 연장된 등받이 프레임 부재; 및
    상기 착좌 프레임 부재 및 상기 등받이 프레임 부재 둘 다에 커플링된 브라켓
    을 포함하는 차량 탑승자를 지지하는 좌석이며,
    상기 브라켓은 주변부를 가지고, 상기 브라켓을 전방부 및 후방부로 나누는 중심 종축을 가지며,
    상기 브라켓의 상기 전방부는, 소정의 값보다 큰 힘이 상기 등받이 프레임 부재에 가해질 때 소성 변형되어 소정의 값보다 큰 힘에 의해 야기되는 상기 좌석으로부터 탑승자에게 전달되는 충격력을 감소시키는 항복 세그먼트를 한정하고,
    상기 브라켓의 상기 후방부의 상기 주변부는 제1 접촉 표면 및 상기 제1 접촉 표면으로부터 이격된 제2 접촉 표면을 포함하여 브라켓 노치를 한정하고, 이로써 상기 항복 세그먼트가 소성 변형될 때 상기 제1 접촉 표면이 이동하여 상기 제2 접촉 표면과 접촉함으로써 상기 항복 세그먼트의 소성 변형을 제한하는 것인, 차량 탑승자를 지지하는 좌석.
  2. 제1항에 있어서, 상기 브라켓의 상기 전방부가, 상기 항복 세그먼트가 소성 변형되는 것을 허용하기 위한 적어도 하나의 보이드를 한정하고, 상기 항복 세그먼트가 상기 브라켓의 상기 보이드와 상기 주변부 사이에 배치된 것인 좌석.
  3. 제2항에 있어서, 상기 보이드가 상기 중심 종축으로부터 이격되고 상기 중심 종축에 평행한 방향으로 기다란 것인 좌석.
  4. 제3항에 있어서, 상기 항복 세그먼트가, 상기 항복 세그먼트의 길이를 따라서 사인형 형상으로 배열된 다수의 곡선을 한정하고, 이로써 소정의 값보다 큰 힘이 상기 등받이 프레임 부재에 가해질 때 상기 다수의 곡선이 곧게 펴짐으로써 상기 사인형 형상이 제거되고 상기 항복 세그먼트가 네킹에 의해 변형되는 것인 좌석.
  5. 제2항에 있어서, 상기 보이드가 제1 보이드로서 추가로 한정되고, 상기 항복 세그먼트가 제1 항복 세그먼트로서 추가로 한정되고, 상기 브라켓이 상기 제1 보이드와 상기 중심 종축 사이에서 이격된 제2 보이드를 한정하고, 상기 제2 보이드는 상기 보이드들 사이에 배치된 제2 항복 세그먼트를 한정하고, 이로써 상기 제1 항복 세그먼트가 소성 변형된 다음에 상기 제2 항복 세그먼트가 소성 변형됨으로써 상기 브라켓의 2단 변형을 제공하는 것인 좌석.
  6. 제1항에 있어서, 상기 브라켓이, 상기 제1 접촉 표면이 이동하여 상기 제2 접촉 표면과 접촉하는 것을 허용하기 위해 상기 브라켓 노치와 소통하는 릴리프 노치를 한정하는 것인 좌석.
  7. 제1항에 있어서, 상기 브라켓이 상기 브라켓을 상기 등받이 프레임 부재에 커플링시키는 체결 요소를 수용하기 위해 상부 부착 홀 및 상기 상부 부착 홀로부터 이격된 하부 부착 홀을 포함하고, 상기 부착 홀들은 상기 중심 종축과 정렬된 것인 좌석.
  8. 제7항에 있어서, 상기 브라켓이 상기 하부 부착 홀을 통해 연장되는 횡축을 가지며, 상기 횡축은 상기 브라켓을 상부 및 하부로 나누기 위해 상기 중심 종축에 수직이고, 이로써 소정의 값보다 큰 힘이 상기 등받이 프레임 부재에 가해질 때 상기 항복 세그먼트가 소성 변형됨에 따라 상기 브라켓의 상기 상부가 상기 하부 부착 홀을 중심으로 피봇회전(pivot)하는 것인 좌석.
  9. 제7항에 있어서, 상기 브라켓이 상기 브라켓을 상기 착좌 프레임 부재에 커플링시키기 위한 또 다른 체결 요소를 수용하기 위한 좌석 부착 홀을 한정하는 것인 좌석.
  10. 차량 내에서 탑승자를 지지하는 좌석의, 탑승자를 지지하는 표면을 제공하는 착좌 프레임 부재 및 착좌 프레임 부재로부터 연장된 등받이 프레임 부재를 함께 커플링시키기 위한 브라켓이며,
    주변부; 및
    상기 브라켓을 전방부 및 후방부로 나누는 중심 종축
    을 포함하고,
    상기 브라켓의 상기 전방부는, 소정의 값보다 큰 힘이 등받이 프레임 부재에 가해질 때 소성 변형되어 소정의 값보다 큰 힘에 의해 야기되는 좌석으로부터 탑승자에게 전달되는 충격력을 감소시키는 항복 세그먼트를 한정하고,
    상기 브라켓의 상기 후방부의 상기 주변부는 제1 접촉 표면 및 상기 제1 접촉 표면으로부터 이격된 제2 접촉 표면을 포함하여 브라켓 노치를 한정하고, 이로써 상기 항복 세그먼트가 소성 변형될 때 상기 제1 접촉 표면이 이동하여 상기 제2 접촉 표면과 접촉함으로써 상기 항복 세그먼트의 소성 변형을 제한하는 것인 브라켓.
  11. 제10항에 있어서, 상기 브라켓의 상기 전방부가, 상기 항복 세그먼트가 소성 변형되는 것을 허용하기 위한 적어도 하나의 보이드를 한정하고, 상기 항복 세그먼트가 상기 브라켓의 상기 보이드와 상기 주변부 사이에 배치된 것인 브라켓.
  12. 제11항에 있어서, 상기 보이드가 상기 중심 종축으로부터 이격되고 상기 중심 종축에 평행한 방향으로 기다란 것인 브라켓.
  13. 제12항에 있어서, 상기 항복 세그먼트가, 상기 항복 세그먼트의 길이를 따라서 사인형 형상으로 배열된 다수의 곡선을 한정하고, 이로써 소정의 값보다 큰 힘이 등받이 프레임 부재에 가해질 때 상기 다수의 곡선이 곧게 펴짐으로써 상기 사인형 형상이 제거되고 상기 항복 세그먼트가 네킹에 의해 변형되는 것인 브라켓.
  14. 제11항에 있어서, 상기 보이드가 제1 보이드로서 추가로 한정되고, 상기 항복 세그먼트가 제1 항복 세그먼트로서 추가로 한정되고, 상기 브라켓이 상기 제1 보이드와 상기 중심 종축 사이에서 이격된 제2 보이드를 한정하고, 상기 제2 보이드는 상기 보이드들 사이에 배치된 제2 항복 세그먼트를 한정하고, 이로써 상기 제1 항복 세그먼트가 소성 변형된 다음에 상기 제2 항복 세그먼트가 소성 변형됨으로써 상기 브라켓의 2단 변형을 제공하는 것인 브라켓.
  15. 제10항에 있어서, 상기 제1 접촉 표면이 이동하여 상기 제2 접촉 표면과 접촉하는 것을 허용하기 위해 상기 브라켓 노치와 소통하는 릴리프 노치를 추가로 한정하는 브라켓.
  16. 제1항에 있어서, 상기 브라켓을 등받이 프레임 부재에 커플링시키는 체결 요소를 수용하기 위해 상부 부착 홀 및 상기 상부 부착 홀로부터 이격된 하부 부착 홀을 추가로 포함하고, 상기 부착 홀들은 상기 중심 종축과 정렬된 것인 브라켓.
  17. 제16항에 있어서, 상기 하부 부착 홀을 통해 연장되는 횡축을 추가로 포함하고, 상기 횡축은 상기 브라켓을 상부 및 하부로 나누기 위해 상기 중심 종축에 수직이고, 이로써 소정의 값보다 큰 힘이 상기 등받이 프레임 부재에 가해질 때, 상기 항복 세그먼트가 소성 변형됨에 따라 상기 브라켓의 상기 상부가 상기 하부 부착 홀을 중심으로 피봇회전하는 것인 브라켓.
  18. 제16항에 있어서, 상기 브라켓을 착좌 프레임 부재에 커플링시키기 위한 또 다른 체결 요소를 수용하기 위한 좌석 부착 홀을 추가로 한정하는 브라켓.
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