KR20130105302A - 취입 성형 좌석 등판을 갖는 좌석 조립체 - Google Patents

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제이 노튼 파드리그
에스 로크한데 아시쉬쿠마르
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스타이런 유럽 게엠베하
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Abstract

좌석 등판을 포함하도록 제조되는 취입 성형 좌석 등판 조립체를 포함하는 개선된 좌석 시스템은 전방(14) 및 후방(16) 벽을 갖는 이중 벽 설계를 포함하고, 적어도 하나 이상의 섹션이 단일 벽(213)을 포함한다. 또한, 취입 성형 좌석 등판은 일체 강화 구조를 포함할 수 있다.

Description

취입 성형 좌석 등판을 갖는 좌석 조립체{SEATING ASSEMBLY WITH A BLOW MOLDED SEAT BACK}
본 발명은 개선된 차량 구조 조립체에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 저감된 질량을 갖는 개선된 취입 성형 좌석 시스템 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근에는, 화물 유지를 위한 더욱 엄격한 정부 기준을 고려하여 차량 좌석을 개선하고자 하는 노력이 주목받아 왔다. 이러한 필요성을, 비용 효율적이고 일반적으로 경량의 재료를 선택하여 다루는 능력에 따라, 미국 특허 제6,491,346호, 제6,688,700호, 제6,739,673호, 제6,997,515호, 제7,128,373호, 및 제7,137,670호에 예시되고 그 모두는 본 명세서에 참고로 원용된 바와 같이 다수의 좌석 시스템이 개발되었다. 이러한 발전에도 불구하고, 특히, 좌석 및 전체 차량 중량 저감이 주요 관심사인 다양한 응용에 대한 대체 해결책을 제시할 필요가 있다.
당해 기술에서의 과제는 본 발명의 자동차용 좌석 조립체에 의해 해결되며, 이 자동차용 좌석 조립체는, 전방 벽부와 후방 벽부를 갖는 성형 플라스틱, 일체 강화 구조 패턴을 규정하기 위한 복수의 개별적인 일체 강화 구조, 및 하나 이상의 단일벽 섹션으로 형성된, 취입 성형 플라스틱 좌석 등판(blow molded plastic seat back); 및 좌석 등판을 자동차의 백색 부분의 적어도 하나의 본체에 앵커링하기 위한 부착 조립체를 포함하고, 좌석 조립체는, (1) 파열 없이 자동차의 길이 방향 중심선에 평행한 평면에서 좌석이 향하는 방향으로 적어도 약 13000 뉴튼을 견딜 수 있고, (2) 적어도 약 20g까지의 급격한 가속 시, 좌석 등판 뒤에 적어도 36㎏의 질량이 배치된 상태에서 좌석 등판의 분열을 실질적으로 나타내지 않을 수 있다.
바람직하게는, 전술한 좌석 조립체의 부착 조립체는, 제1측벽부, 대향하는 제2측벽부, 및 중간 벽을 포함하는 브래킷부, 및 좌석 등판을 자동차의 백색 부분의 제1본체에 직접 힌지 방식으로 앵커링하기 위한 피봇 부재를 구비하는 힌지 조립체로서, 이들 벽은 서로 인접하여 좌석 등판을 수용하기 위한 채널을 규정하는 것인, 상기 힌지 조립체; 자동차의 백색 부분의 제2본체에 고정된 래치; 및 래치와 간섭 결합하여 좌석 등판을 일반적으로 직립 위치에 유지하도록 좌석 등판의 후방 벽부와 중첩 결합되는 장착부에 부착된 돌출 스트라이커 바를 갖는 스트라이커를 포함하고, 좌석 조립체는, (1), (2), 또는 (1)과 (2) 응답 모두의 조합으로부터 선택되는 적어도 하나의 응답을 나타낼 수 있다.
바람직하게는, 전술한 좌석 조립체의 플라스틱은 폴리스타이렌, 아크릴로나이트릴, 뷰타다이엔, 스타이렌 터폴리머, 폴리아마이드, 폴리올레핀, 폴리카보네이트, 또는 이들의 혼합물이다.
일 실시예에서, 본 명세서에서 설명하는 좌석 조립체는 접힘가능 좌석 시스템이다.
본 발명의 다른 일 실시예에서, 전술한 좌석 조립체는, 취입 성형 플라스틱 좌석 등판의 전방 벽부와 후방 벽부 사이에 배치되도록 구성된 보조 강화 삽입체(supplemental reinforcing insert)를 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예는, 하나 이상의 단일벽 섹션 및 하나 이상의 이중벽 섹션을 포함하는, 자동차 조립체용 취입 성형 플라스틱 좌석 등판을 제조하는 방법으로서,
(i) 후방 벽, 전방 벽, 및 제거될 섹션을 부분적으로 또는 완전히 둘러싸는 하나 이상의 택오프(tack off)를 갖는 이중벽 좌석 등판을 취입 성형하는 단계;
(ii) 임의의 허용가능 수단에 의해, 인접하는 이중벽 섹션(들)로부터 제거될 섹션을 분리하는 단계; 및
(iii) 분리된 섹션을 제거하여, 하나 이상의 이중벽 섹션 및 하나 이상의 단일벽 섹션을 포함하는 취입 성형 좌석 등판을 제공하는 단계를 포함하되,
취입 성형 좌석 등판은, 일체 강화 구조 패턴을 규정하기 위한 복수의 개별적인 일체 강화 구조, 및 좌석 등판을 자동차의 백색 부분의 적어도 한 본체에 앵커링하기 위한 부착 조립체를 포함하고, 취입 성형 좌석 등판을 포함하는 좌석 조립체는, (1) 파열 없이 자동차의 길이 방향 중심선에 평행한 평면에서 좌석이 향하는 방향으로 적어도 약 13000 뉴튼을 견딜 수 있고, (2) 적어도 약 20g까지의 급격한 가속 시, 적어도 36㎏의 질량이 좌석 등판 뒤에 배치된 상태에서 좌석 등판의 분열을 실질적으로 나타내지 않는다.
도 1은 좌석 등판 조립체의 사시도;
도 2는 도 1의 좌석 등판의 단면도;
도 3a 내지 도 3i는 대체 좌석 등판 일체형 강화 구조 부품 및 패턴의 예를 도시한 도면;
도 4a와 도 4b는 예시적인 좌석 등판 조립체의 사시도;
도 5는 바람직한 힌지 구조의 사시도;
도 6은 다른 바람직한 힌지 구조의 사시도;
도 7a 내지 도 7d는 대체 힌지 구성의 예를 도시한 도면;
도 8a 내지 도 8d는 대체 힌지 브래킷 구성의 예를 도시한 도면;
도 9a 내지 도 9f는 좌석 등판 강화의 예를 도시한 도면;
도 10은 바람직한 단면도;
도 11a 내지 도 11f는 대체 스트라이커 조립체 구성의 예를 도시한 도면;
도 12는 다른 예시적인 좌석 등판 구조의 사시도;
도 13은 좌석 등판 조립체의 정면도;
도 14는 대체 피봇 장착 구성의 일례를 도시한 도면;
도 15는 예시적인 좌석 등판 조립체의 사시도;
도 16은 다른 예시적인 좌석 등판 조립체의 사시도;
도 17은 관련된 부품들을 도시한 좌석 등판 조립체의 사시도;
도 18은 예시적인 좌석 등판 조립체의 정면도;
도 19는 절단부 앞에서 그리고 성형된 바와 같은 도 18의 B-B에서의 단면도;
도 20은 벽의 일부가 제거된 도 19에 도시한 바와 같은 좌석 등판 조립체의 단면도;
도 21은 도 18에 도시한 좌석 등판 조립체의 정면의 사시도;
도 22는 도 18에 도시한 좌석 등판 조립체의 후면의 사시도;
도 23은 섹션들과 함께 다른 예시적인 좌석 등판 조립체를 도시한 정면도;
도 24는 도 23에 도시한 좌석 등판 조립체의 정면의 사시도; 및
도 25는 도 23에 도시한 좌석 등판 조립체의 후면의 사시도.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명은, 제1벽부(14)와 대향하는 제2벽부(16)(이러한 벽 부분들은 일체형으로 형성될 수 있고 일체형으로 형성되지 않을 수도 있음), 및 이러한 벽부들 사이에 배치된 하나 이상의 일체형 강화 구조체(18)를 포함하는 취입 성형 플라스틱 좌석 등판(12)을 구비하는 개선된 자동차 좌석 등판 조립체(10)의 개발에 기초하고 있다. 힌지 조립체(20)는 좌석 등판(12)을 자동차에 대하여 피봇 앵커링하는 데 채용된다. 힌지 조립체(20)는 좌석 등판을 상기 힌지 조립체에 고정하기 위한 수용부(22), 및 힌지 조립체를 자동차에 고정하기 위한 장착부(24)를 포함한다. 유지 기구(26)는 좌석 등판을 일반적으로 직립 위치로 유지하는 데 채용된다. 힌지 조립체(20), 유지 기구(26), 또는 이 둘의 조합은 좌석 등판(12)을 자동차에 부착하고 좌석 등판을 자동차의 백색 부분들 내의 하나 이상의 본체에 대하여 앵커링하기 위한 조립체를 효과적으로 규정한다.
본 명세서에서 사용되는 그리고 도 2에 도시한 바와 같이, 일례로 성형부(28)를 참조함으로써, "벽 충격 두께" 또는 "벽 두께"라는 어구는 제1벽(34) 등의 벽의 제1표면(30)과 제2표면(32) 사이의 치수(Tw)를 가리킨다. 또한, "일부 섹션 두께" 또는 섹션 두께"(Ts)라는 어구는, 수직 교차하는 면에 의해 절단되는 경우 제1벽의 제1표면과 제2벽(38)의 외측에 배치된 표면(36) 사이의 치수를 가리킨다.
"일체 강화 구조"라는 어구는, 도 2에 도시한 바와 같이, 벽 두께에 있어서 취입 부품의 제1벽(34)과 제2벽(38)이 결합, 확대 또는 감소되거나 그 외에는 부분적으로 수정된 굽힘 모멘트를 생성하고 또는 그 외에는 추가 강성도, 인성, 또는 충격 저항을 좌석 등판 조립체에 부여하기 위한 빔(beam)형 구조 섹션을 효과적으로 생성하도록 구성된 위치를 가리킨다.
도 2를 더 참조하면, 서로 다른 다양한 구조적 구성이 도시되어 있으며, 이들 중 하나 이상은 본 발명의 좌석 등판 설계에 채용될 수 있다. 이러한 한 가지 구 성은, 빔 구조를 효과적으로 규정하도록 이격된 복수의 벽(42)(선택 사항으로, 벽(38)과 접하는 것으로 도시되어 있음)을 갖는 택오프(tack-off)(40)를 포함한다. 다른 예시적인 구성은, 서로 접하면서 인접하는 복수의 벽(46)을 갖는 택오프(44)를 포함한다. 또 다른 예시적인 구성은, 예를 들어, 형성 동안 툴링에 하나 또는 복수의 이동가능 삽입체를 채용함으로써 형성될 수 있는 단일 벽 리브(48)를 포함한다. 또 다른 구성은, 확대 리브(50)(즉, 하나 이상의 측면 상에 확대부를 갖는 것) 또는 다른 소정의 구성을 포함할 수 있다. 또 다른 구성은 인접하는 벽부에 대하여 다른 벽 두께를 갖는 벽부(52)를 포함한다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 좌석 등판 조립체에 추가 강성도, 인성, 또는 충격 저항을 부여하거나 그 외에는 구조의 굽힘 모멘트를 국부적으로 수정하기 위한 일체 강화 구조를 사용하는 것을 고려한다. 이를 위해 다양한 구조를 채용할 수 있지만, 가장 선호되는 구조는 리브, 택오프, 또는 이들의 조합으로부터 선택된다.
유익하게는, 좌석 등판이 취입 성형되고, 일체 강화 구조체(18)들이 성형 공정 동안 일체형으로 형성되는 바람직한 일 실시예에서, 예를 들어, 좌석 등판은 취입 성형에 의해 제조되며, 이러한 취입 성형에 따라 좌석 등판의 형상을 규정하도록 적응된 제1툴의 캐비티 내에 패리슨(parison)이 배치된다. 패리슨은 약 100℃부터 약 400℃까지 (예를 들어, 후술하는 바람직한 재료를 위한) 적절한 온도까지 가열되고, 더욱 바람직하게는 약 180℃부터 약 260℃까지 가열되어 가소성을 유도한다. 가스는 패리슨 내에 주입되어 툴 캐비티 내에서의 패리슨의 팽창 및 일반적으로 이격된 대항하는 제1및 제2벽부들의 형성을 야기한다. 재료가 플라스틱 상태로 유지되는 동안 팽창이 발생할 때 또는 그 팽창의 발생 후에, 제1툴 또는 선택 사항으로 제2툴이 벽들 중 하나 또는 모두와 접하게 되며, 접한 벽을 대향하는 벽의 방향으로 각각 변형시킨다. 일 실시예에서, 대향하는 벽들은 서로 이격된 상태로 유지된다. 더욱 바람직한 일 실시예에서, 벽들은 특정 위치에서 서로 접하며, 이러한 변형 단계에 의해 접한 상태로 유지되며, 이에 따라 택오프를 형성하게 된다. 각 택오프를 형성하는 효과는 벽부들로부터 돌출 형성되는 벽부들을 (예를 들어 리브로서) 갖는 구조를 형성하는 것이라는 점을 인식할 것이다.
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, x-y-z 직교 좌표 시스템에서, 섹션 및 벽 프로파일들은 일반적으로 적어도 하나의 축에서, 예를 들어, z 방향으로 가변되어 개별적인 일체 강화 구조를 규정한다. 섹션 또는 벽 프로파일은 개별적인 일체 강화 구조를 위해 x 방향(크로스카(cross-car)) 또는 y 방향(즉, 일반적으로 좌석의 직립 위치에 대하여 수직) 또는 양측 방향 모두 가변될 수도 있다. 일반적으로, 개별적인 일체 강화 구조는, 소정의 형상의 수직 지향(즉, y 방향으로)된 부품들, 수평 지향(즉, x 방향으로)된 부품들, 또는 이들 중 일부 또는 전부의 조합으로 이루어진다. 복수의 개별직인 일체 강화 구조의 그룹화는 "일체 강화 구조 패턴"(integrated reinforcement structure pattern)을 구성한다. 좌석 등판(12)은 하나 이상의 패턴(54)을 포함할 수 있다.
도 3은 개별적인 일체 강화 구조체(18)에 대한 다양한 소정의 대체 형상 구성들의 예들을 도시한다. 또한, 도 3은 다양한 일체 강화 구조 패턴(54)의 예들을 도시한다. 개별적인 일체 강화 구조체(18), 일체 강화 구조 패턴(54)은 임의의 적절한 글자, 문자, 형상, 또는 기호 풍 하나 또는 조합을 포함할 수 있다. 이러한 구조나 패턴들의 구성요소들의 예로는, "C" 형상, "D" 형상, "H" 형상, "I" 형상, "J" 형상, "L" 형상, "M" 형상, "N" 형상, "O" 형상, "S" 형상, "T" 형상, "U" 형상, "V" 형상, "W" 형상, "X" 형상, "Y" 형상, "Z" 형상, 곡선(예를 들어, 사인 곡선), 지그재그, "+" 형상 등이 있지만, 이러한 예로 한정되지 않는다. 일체 강화 구조 패턴(54)은 복수의 개별적인 일체 강화 구조체(18)를 포함한다. 도 3f 및 도 3g에서 알 수 있듯이, 개별적인 일체 강화 구조체(18)는 다수의 구성요소 형상들의 합성물일 수 있지만, 이러한 예로 한정되지 않는다. 패턴(54)은 도 3b 및 도 3g에서 알 수 있듯이 랜덤일 수 있으며, 또는 도 3a 또는 도 3e에서 알 수 있듯이 반복형일 수 있다. 도 2에 도시한 유형의 일체 강화 구조체(18)의 하나 이상의 서로 다른 유형을 채용하여 좌석 등판(12)에 사용되는 각 패턴(54)을 규정할 수 있다.
모든 응용에 대하여, 수직 지향된 일체 강화 구조에서 성형 동안 공기 흐름을 허용할 수 있는 개구를 필요로 하면, 힌지 포인트들을 줄이거나 제거하는 것에 일조하도록 개구의 위치를 지그재그(stagger)형으로 하는 것이 바람직하다는 점을 인식하기 바란다. 또한, 복수의 수직 지향된 일체 강화 구조를 패턴에서 이용하는 경우, 개별적인 일체 강화 구조 각각 사이의 수평 간격(도 3a의 "x")은 약 5㎜ 내지 약 100㎜로 가변되며, 더욱 바람직하게는, 약 20㎜ 내지 약 50㎜로 가변된다.
하나 이상의 수평 지향 일체 강화 구조는, 수직 지향 강화 구조에 더하여 또는 수직 지향 강화 구조 대신에 통합되어 좌석 등판의 크로스카 방향 강성의 개선에 일조할 수 있다. 수직 지향 일체 강화 구조를 함께 채용하는 경우, 수평 지향 일체 강화 구조는 수직 지향 일체 강화 구조들 사이에 지그재그형으로 되거나 그 외에는 힌지 포인트(예를 들어, 도 3g 참조)로서 기능할 가능성을 줄이는 데 일조하는 것이 바람직하다. 수평 지향 일체 강화 구조는 기존의 수직 지향 일체 강화 구조에 직접 부가될 수 있다(예를 들어, 도 3g 및 도 3h 참조). 대안으로, 수평 지향 일체 강화 구조들은, 일체 강화 구조가 수평 굽힘 대각면에 대하여 경사지거나 실질적으로 수직으로 되도록 전체 패턴 내에 통합될 수 있다.
좌석 등판(12)에 제조되는 일체 강화 구조체(18) 및 패턴(54) 각각의 설계 및 위치는, 이하의 기준들 중 일부 또는 전체를 고려하여 각 개별적인 응용에 대하여 최적화될 수 있다. 각 응용에 대하여, 당업자는, 채용되는 특정한 일체 강화 구조가 승객이나 화물이 존재하는 경우 차량의 급속한 감속이나 가속으로부터 발생하는 (예를 들어, 상부 장착 중심 숄더 벨트, 상부 장착 어린이 좌석 앵커, 및 화물 침해에 의해 발생하는) 부하에 의해 야기되는 굽힘 또는 힌지 효과의 최소화에 일조하도록 구성된다는 점을 인식할 것이다. 예를 들어, 바람직한 일 실시예에서, 일반적으로 선택되는 일체 강화 구조 및 패턴은, 더욱 높은 굽힘 모멘트를 갖는 일체 강화 구조의 일부를 일반직으로 비틀림 굽힘 대각면에 수직하는 위치에 위치 설정하는 것이다.
이하의 설명에서는, 특히 좌석 등판의 둘레 영역 및 좌석 벨트, 좌석 벨트 앵커, 힌지, 래칭 부품 등의 하드웨어에 근접하는 영역에서, 일체 강화 구조에 대하여 더욱 흔하게 예상되는 위치들 중 두 개를 참조함으로써, 일체 강화 구조의 사용을 더 예시한다.
많은 응용에 있어서, 수평 강성도, 수직 강성도의 증가에 일조하도록 좌석 등판(12)의 둘레(56)의 적어도 일부 주위에 또는 수평 강성도와 수직 강성도 모두의 증가에 일조하도록 좌석 등판의 둘레 영역에 일체 강화 구조를 통합하는 것이 특히 매력적이다. 도 3a를 참조하면, 대부분의 응용에 있어서, 일체 강화 구조체(18)의 외판 에지(outboard edge; 58)가 좌석 등판(12)의 둘레(56)를 한정하는 에지의 약 50㎜에 또는 그 이하에 (더욱 바람직하게는 약 15㎜ 내에) 있는 것을 고려한다. 도 2를 더 참조하면, 좌석 등판의 둘레 영역에서 사용되는 임의의 일체 강화 구조의 폭("w")의 범위는 최대 약 30㎜까지가 바람직하며, 약 4㎜ 내지 약 20㎜가 더욱 바람직하다. 특히, 도 2의 택오프(40)와 같이 도시된 유형의 일체 강화 구조에 대해서는, 이러한 치수는 오목한 밸리부(recessed valley portion)(60)에서의 굽힘을 최소화하는 데 일조한다.
또한, 임의의 래치 스트라이커 또는 래치 부재 근처에 일체 강화 구조를 형성하는 것이 바람직하다. 좌석이 중심 벨트 또는 어린이용 좌석 테더를 위한 부하를 반송하려는 곳인 일부 응용에서는, 상부 둘레 수평 지향 일체 강화 구조를 수정하고 더 강화하고 또는 제거하여 그 근처에서의 힌지 효과 응력 집중 장치에 대한 가능성을 저감하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 응용 및 기타 응용에서, (대체 힌지 구조를 도시한) 도 4a와 도 4b를 참조하면, 수직 지향 둘레 일체 강화 구조(64)의 하단(62)은 좌석 등판을 차량에 고정하는 힌지 조립체 브래킷(68) 또는 기타 강화부(70)의 최고점(66)의 아래에 위치한다. 더욱 바람직하게는, 중첩("O")의 범위는 임의의 힌지 또는 강화부의 수직 길이("LH")의 약 25% 내지 약 100%에 이른다. 또한, 이러한 수직 둘레 일체 강화 구조의 상단(72)은 좌석의 상부로부터 (예를 들어, 그 상부로부터 약 10㎜ 내지 약 200㎜ 내에서) 이격된다. 대안으로, 도 1 및 도 2의 구조(50 또는 52)의 사용에 의해 이용가능한 더욱 두꺼운 부분 섹션 두께는 강성도 증가에 일조하도록 좌석 등판의 상부 또는 하부에 통합될 수 있다.
중간 승객 숄더 벨트 시스템을 채용하거나 상부 어린이 좌석 테더를 채용하는 경우에, 선택 사항으로, 설계 기준을 채용하여, 숄더 벨트 또는 테더 부착물에서의 또는 그 근방에서의 둘레 부하에 의해 야기되는 좌석 등판의 전방향, 하향 및 비틀림 또는 대각선 굽힘을 저감하는 데 일조한다. 바람직하게는, 일체 강화 구조는, 양호한 수직 강성도(이 면은 더욱 큰 굽힘력을 견딜 것으로 예상되는 면이기 때문임) 및 (승객이 숄더 벨트 시스템에 부여하는 대각 오프셋 부하에 응답하는) 양호한 비틀림 강성도를 제공한다. 이러한 경우에는, 랜덤 또는 소정의 패턴으로 일체 강화 구조들의 형상을 교대로 하거나 일체 강화 구조의 폭을 최대 약 40㎜까지 더욱 바람직하게는 최대 약 30㎜까지(예를 들어, 약 5㎜ 내지 약 30㎜) 유지하는 것이 바람직하다.
수직 지향 일체 강화 구조들의 배치는, 수직 굽힘을 회피하는 데 일조하도록 중심 벨트 부하 및 상부 어린이 좌석 테더를 위한 부하 경로에 있어서 특히 바람직하다. 바람직하게는, 이러한 응용에서는, 일체 강화 구조 폭(W)이 최대 약 50㎜까지 가변되며, 더욱 바람직하게는, 약 4㎜ 내지 약 40㎜이며, 더욱 바람직하게는, 약 15㎜ 내지 약 25㎜이다. 수직 지향 일체 강화 구조 길이(LR)는 수직 좌석 등판 높이의 약 70% 내지 약 95%이며, 더욱 바람직하게는 약 80% 내지 약 90%이다.
위 설계 기준은 바람직하지만 한정적인 의도가 아님을 인식할 것이다. 구체적인 응용에 따라, 위 내용에 대하여 변동을 행할 수 있다. 또한, 일체 강화 구조는 모든 응용에서 발생할 필요가 없으며, 이러한 일반성에 대한 필요 및 규모는 좌석 등판의 크기에 직접 비례한다는 점을 인식하기 바란다. 따라서, 예를 들어, 더욱 작은 접힘식 좌석은 둘레 일체 강화 구조를 요구하지 않을 수 있으며 또는 둘레 일체 강화 구조를 한정된 영역에서만 요구할 수 있다.
접힘식 좌석 등판에 대하여 (수직 지향 둘레 일체 강화 구조를 배제하는 구성 등의 다른 구성에 대한 제한 없이) 도 1 및 도 4 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 힌지 조립체(20)는, 갑작스럽거나 급속한 가속, 감속의 경우에 또는 큰 힘이 가해지는 경우에 좌석 등판이 백색 차량 본체에 앵커링 상태로 유지되는 것을 보장하기 위한 임의의 적절한 방식으로 제공된다.
바람직한 일 실시예에서는 좌석 등판과 일체형으로 된 국부적 강화 구조를 채용할 수 있지만, 좌석 등판의 제조 후에 하나 이상의 힌지 조립체(20)를 좌석 등판(12)에 고정하는 것을 고려한다. 힌지 조립체(20)는, 바람직하게는, 무게에 대하여 비교적 강하고 고 강도의 재료(보통 탄소강 또는 합금강, 또는 비슷한 금속, 복합 재료 또는 기타 재료)를 포함하며, 부하를 전달하기 위한 피제어 변형이 용이하도록 구성된다.
따라서, 힌지 조립체(20)는, 좌석 등판(12)을 수용하거나 그 외에는 이 좌석 등판과 맞물리도록 적응된 브래킷부(74), 및 전체 좌석 등판 조립체(10)를 힌지에 의해 앵커링하는, 차량 본체 또는 기타 장착면에 고정될 수 있는 적절한 피봇부(76)를 포함한다. 바람직한 일 실시예에서, 힌지 조립체(20)(및 다른 임의의 앵커리지 시스템)는 앵커링 기판에 연결되고, 바람직하게는, 그 좌석 위치의 초기 장비로서 설치된 임의의 좌석 벨트 조립체의 웨빙(webbing)의 파괴 강도 이상의 파괴 강도를 갖는 백색 차량 본체 또는 관련된 구조에 연결된다. 도 1은 크로스바(78)가 백색 차량 본체에 장착되며 피봇부 및 관련된 브래킷부를 반송하는 피봇 부착을 확립하기 위한 방식의 일례를 도시한다. 도 14에서, 크로스바를 채용하지 않는 대신에, 백색 차량 본체에 직접 (또는 좌석 트랙, 받침대, 하위 잠금/래치 등의 중간 구조와 함께) 장착되도록 적응된 브래킷부(80)를 갖는 다른 대체를 알 수 있다. 다른 대체 실시예에서는, 도 15에 도시한 바와 같이, 절단부(84)를 갖는 프레임(82)이 연결되어 백색 차량 본체에 연결될 수 있는 좌석 광륜 조립체를 규정한다.
브래킷부(74)는 안착 또는 정합 유형 관계로 좌석 등판을 수용하도록 적응되며, 브래킷부는 도 4a 및 도 5 내지 도 7에 일반적으로 도시한 바와 같이 (예를 들어, 도 4b에서와 같이 판 강화 부재(70) 또는 다른 이러한 삽입 부재로서 구조화되는 경우) 수형부(male portion) 또는 암형부(female portion)로서 또는 수형부와 암형부 모두로서 기능한다. 도 4 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 암형부에 대해서는, 브래킷 유형은 좌석 등판(12)을 수용 및 유지하도록 (적어도 하나의 폐쇄단을 갖거나 갖지 않는) 웰(well) 또는 일반적으로 "U 형상" 채널을 규정하기 위한 복수의 인접 벽을 포함한다. 브래킷의 평균 벽 두께는, 강 등의 고 강도 금속인 경우, 약 1㎜ 내지 약 3㎜이다.
일 실시예에서, 브래킷부는, 약 30㎜ 내지 약 300㎜의 길이와 약 10㎜ 내지 약 75㎜의 폭을 갖는 길게 연장된 부재이다(예를 들어, 도 5 및 도 6 참조). 웰 또는 복수의 웰은 힌지 조립체의 길이를 따라 어느 곳에나 (예를 들어, 힌지 조립체의 일단 또는 양단에, 또는 중간 위치에) 배치될 수 있다. 벽들은 임의의 적절한 방식으로 구성될 수 있으며, 도 5에서는 이러한 구성이 두 개로 도시되어 있다. 도 5에서, 벽들은 제1측벽부(86) 및 대향하는 제2측벽부(88)를 포함하고, 이들 모두는 대략 동일한 길이를 갖고, 이러한 측벽부들을 잇는 중간 벽부(90)를 갖는다. 도 6에서, 제1측벽부(92) 및 제2측벽부(94)는 중간부(96)와 연결되어 있다. 제1측벽부와 제2측벽부는, 제2측부의 원단(98)이 제1측부(92)의 원단(100)을 초과하여 연장되도록 배치된다. 중간측부(96)는, 선택 사항으로, 제2측부(94)의 원단(98)을 향하여 제1측부(92)의 원단(100)을 초과하여 연장되는 에지(102)에서 종단되는 섹션을 포함한다. 에지(102)는 임의의 적절한 구성일 수 있으며, 예를 들어, 도 8a 내지 도 8d에 도시한 바와 같이 선형, 곡선형, 스텝형 등일 수 있다. 또한, 도 9a 내지 도 9d에서는 에지(102)의 정면 대 후면 상향 경사(front to rear upward slope)를 도시하고 있지만, 에지의 경사는 하향으로 될 수 있다.
힌지 조립체는 임의의 적절한 연결 기술을 이용하여 좌석 등판(12)에 고정된다. 힌지 조립체는 (예를 들어, 스크루나 숄더 볼트에 의해) 기계적으로 고정될 수 있고, 접착식으로 고정될 수 있고, 또는 이들의 조합일 수 있으며, 또는 그 외의 방식일 수 있다. 특히 바람직한 일 실시예에서, 도 7a에 도시한 바와 같이, 파스너(fastener)(104)는 힌지 브래킷(74) 및 좌석 등판의 제1벽부(14)와 제2벽부(16)를 통해 고정된다. 도 7c에서, 파스너(104)는 힌지 브래킷(74)에 형성되거나 대향하는 측벽부들 사이에 배치된 스터드(stud)에 고정된다.
도 7b에 도시한 바와 같이, 다른 일 실시예에서, 하나의 가능한 브래킷은, 일체 강화 구조체(18)와 함께 협동하고 간섭 연결을 확립하고 이에 따라 (도 7d에 도시한 바와 같은) 순방향 길이 방향 힘에 응답하여 부착을 강화하기 위한 돌출부(106)와 함께 구성된 측벽부를 포함한다. 예를 들어, 브래킷은, 택오프로 크림프 처리(crimp)될 수 있고, 또는 택오프에 의해 규정된 체적을 관통하고 또는 그 외에는 일체 강화 구조를 잡는 돌출부를 포함하도록 미리 형성될 수 있다.
도 9a 내지 도 9f를 참조하면, 힌지 조립체는, 선택 사항으로, 좌석 등판의 벽들 사이에 또는 벽들 외부에, 바람직하게는 브래킷의 근처에 (삼각형, 정사각형, 다각형, 둥근형 또는 기타 형상 등의) 적절한 형상의 보조 강화 삽입체(108)의 배치에 의해 더 강화될 수 있다. (힌지 브래킷에서와 같이) 강화 삽입체(108)는, 강(steel)일 수 있지만, 바람직하게는, 티타늄, 마그네슘, 알루미늄, 플라스틱, 플라스틱 복합체, 탄소 섬유 등의 무게에 대하여 비교적 강하고 고 강도의 재료로 이루어진다. 보조 강화는, 중공이거나 고형일 수 있으며, 브래킷의 전체 스팬 또는 브래킷의 일부만을 연장할 수 있고, 또는 심지어 브래킷을 초과하여 연장될 수 있다. 예를 들어, 분리된 좌석들에 대하여, 이러한 하나의 강화의 통상적인 수직 길이는 최대 약 300㎜일 수 있으며, 이때 크로스카의 폭은 약 10㎜ 내지 약 75㎜이며, 세로 깊이는 약 12㎜ 내지 약 37㎜이다.
보조 강화부의 사용은 힌지 조립체에 인접하는 영역에 한정되지 않으며 조립체 내의 임의의 곳일 수 있다는 점을 인식하기 바란다. 이러한 점에서, 금속(예를 들어, 강), 복합체, 미발포 플라스틱(unfoamed plastic), 또는 (예비발포되거나 현장에서 발포된) 발포 플라스틱 등의 비교적 강성의 부재가, 국부화된 강화부가 얻어지는 좌석 등판의 벽들 사이에 통합될 수 있다. 제한 없이, 적절한 폼의 예로는, 폴리우레탄, 에폭시, 스타이렌 등이 있다. 잡음 및 진동 흡수를 위해 더욱 연성인 폼을 채용할 수도 있다.
일반적으로, 힌지 조립체(20)는, 차량의 갑작스럽거나 급격한 가속 또는 변속 발생시 변형 사이트 또는 응력 집중 장치로서 기능 가능한 좌석 등판(12)의 일부를 발생시킨다. 도 1에서 알 수 있듯이, 이러한 예상 변형 사이트는 차량에 조립시 순방향을 향하는 벽을 향하여 위치한다. 예를 들어, 예상 변형 사이트는, 그 영역에서 압축 부하를 유도하도록 좌석 등판의 리딩 에지를 따라 위치할 수 있다.
인식하듯이, 전술한 브래킷은, 해치백 차량 세단 또는 쿠페의 뒷좌석에서 발견되는 바와 같이 접힘가능 좌석 응용에서 특히 유익하게 사용된다. 그러나, 브래킷은 독립 좌석 조립체에서 적절히 채용될 수도 있으며, 이 경우, 브래킷은 받침대 또는 좌석 등판에 관련된 기타 구조에 장착된다.
본 명세서의 다른 부분에서 설명한 바와 같이, 이제 도 1, 도 10 및 도 11을 또한 참조하면, 본 발명의 시스템은, 좌석 등판의 분리 가능 자체 잠금을 힌지에 대한 차량에 제공하도록, 좌석 조립체 상의 다수의 서로 다른 위치 중 임의의 위치에서 (예를 들어, 좌석측을 따라, 좌석 등판 상에, 또는 좌석 등판의 상부를 따라) 하나 이상의 유지 기구(26)(예를 들어, 래치 조립체)를 포함할 수 있다. 이러한 임의의 유지 기구는 고 강도 및 부착되는 구조에 걸친 양호한 부하 분포의 충분한 조합 및 고 강도를 제공하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 구성은, 갑작스럽거나 급격한 가속, 감속, 또는 다른 힘이 발생하는 경우에 유지 기구에 의해 좌석이 제 위치에 유지되고 이에 따라 좌석 등판 상의 부하가 좌석 등판 내에서 필요 시 전달될 수 있게 하는 것이다.
유지 기구 구성은 응용에 따라 가변될 수 있다. 그러나, 순방향으로 향하는 좌석에 대하여, 일단 결합되면, 바람직하게, 이러한 기구는, 좌석의 힌지부 또는 접힘부의 질량(킬로그램)의 20배에 9.8을 곱한 값과 동일한 순방향 길이 방향의 힘(뉴튼)이 대략 래치된 좌석부의 중력 중심을 통해 가해지는 경우에, 해제되지 않고 또는 떨어지지 않는다. 또한, 기구는, 일단 결합되면, 바람직하게는, 예를 들어, 좌석 접힘 방향의 반대인 길이 방향으로 약 20g의 가속을 받는 경우, 분리되지 않고 또는 떨어지지 않는다.
한 가지 바람직한 유지 기구는, 회수 가능 폴(retractable pawl) 및 대응하는 스트라이커(114)를 갖는 종래의 래치(112)를 포함하는 도 10에 도시한 바와 같은 래치 조립체(110)이다. 좌석 등판에 고정된 스트라이커를 참조하여 도시되어 있지만, 스트라이커 또는 래치가 좌석 등판(12)을 통해 당겨지는 것을 회피하는 적절한 구성에 의해 스트라이커 또는 래치가 좌석 등판에 고정될 수 있다.
예시적인 대체 구성은 도 11a 내지 도 11f에 도시되어 있다. 각 경우에, 스트라이커(114)는, (접착식으로, 적절한 파스너를 이용하여, 또는 기타 방식으로) 좌석 등판(12)에 부착하기 위한 적어도 하나의 장착부(116), 및 (좌석 등판(12)의 개구 또는 슬롯을 통해 돌출되는) 돌출 스트라이커 바(118)를 포함한다. 장착부(116)는, 좌석 등판(12) 또는 이에 관련되어 구조화된 일체 강화 구조체(18)와 중첩하고 결합하기 위한 하나 이상의 플랜지(120)를 포함한다(예를 들어, 도 11f 참조). 중첩의 범위는, 바람직하게는, 약 3㎜부터(더욱 바람직하게는, 약 10㎜ 내지 약 150㎜) 시작된다. 도 11c와 도 11d에 도시한 바와 같이, 일부 실시예들에서는, 보조 강화판(122) 또는 유사 구조를 채용할 수도 있다.
제한 없이, 도 11b와 도 11e에 도시한 바와 모든 것인, 숄더 볼트(124) 또는 유사 구조는, 선택 사항으로, 필요 시 유지 기구(26)를 좌석 등판(12)에 고정하도록 채용될 수 있다.
래치 부재가 고정되는 영역에서 또는 그 영역에 인접하여 좌석 등판을 국부적으로 강화함으로써 유지 기구가 힌지 포인트를 생성하는 가능성을 더욱 저감하는 것이 바람직할 수 있다. 이는, 임의의 적절한 방식으로, 예를 들어, 좌석 등판의 둘레의 적어도 일부 또는 전체에 대하여, 그 영역에서의 하나 이상의 일체 강화 구조들의 통합에 의해 또는 좌석 등판 내의 추가 또는 보조 금속, 플라스틱, 또는 합성 강화 부재의 통합에 의해, 행해질 수 있다. 예를 들어, 도 12는, 좌석 등판의 대향하는 벽들 사이에 위치하는 비교적 강성 부재인 L 형상의 보조 코너 강화부(126)를 도시한다. 보조 강화부(126)는 또한 도 12에 도시한 위치에 대하여 z축 주위로 직교로 다시 지향될 수 있다. 물론, 이러한 영역에서, 필요 시 일체 강화 구조를 채용하여 이러한 강화를 얻을 수 있다. 통상적으로, 스트라이커 바(118)가 좌석 등판의 상부로부터 측정된 좌석 등판의 높이의 약 20% 아래에 위치하면, 보조 강화 부재는 일반적으로 좌석 벨트 장착점(존재하는 경우) 및 스트라이커 바(118) 사이의 예상 부하 경로에 통합 및 위치한다.
보조 강화 부재의 사용은 래치 근처로 한정되지 않는다는 점을 인식할 것이다. 하나 이상의 보조 강화 부재는 좌석 등판의 다른 곳에 사용될 수 있다. 예를 들어, 강성 보조 강화 부재를 갖는 하이브리드 좌석 등판은, 일반적으로 좌석 등판 벽들 사이에 또는 좌석 등판의 둘레 주위로 좌석 등판 벽들의 외부에 배치될 수 있다.
도 13을 참조하면, 통상적인 분리 접힘 좌석 등판 조립체가 도시되어 있다. 유지 기구의 위치는 좌석 등판의 상부 또는 측면들에 근접하는 임의의 곳일 수 있다. 좌석 등판측을 따라 예시되는 위치는 제1위치(26A)이며, 좌석 등판 코너들 중 하나를 예시하는 위치는 제2위치(26B)이며, 좌석 등판의 상부를 따라 예시되는 위치는 제3위치(26C)이다.
도 14를 참조하면, 좌석 등판 구성은 피봇 장착 부재와 함께 도시되어 있다. 이 구성은 연장 피봇 부재(128)를 갖는 좌석 등판(12)을 도시한다. 연장 피봇 부재(128)는, 좌석 등판(12)이 브래킷부(80)에 피봇 장착되어 크로스바(78)가 필요하지 않도록 구성된다.
도 18을 참조하면, 개선된 무게 저감을 제공하면서 특히 최소 안전 요건을 충족하는 양호한 성질 성능을 유지하는 단일벽 섹션을 포함하는 취입 성형 좌석 등판 구성이 도시되어 있다. 취입 성형 공정은 단일 단계로 폐쇄 프로파일을 갖는 이중벽 부분을 제공한다. 폐쇄 섹션은 단일 C 섹션 주형의 비틀림 강성의 54배 및 동일한 질량에 대한 리브 구조의 비틀림 강성의 1.5배를 전달한다. 굽힘에 대하여, 폐쇄 섹션은 비교대상 C 섹션보다 2.7배 단단하며 리브 구조보다 2배 단단하다. 일부 경우에, 취입 성형 부분의 이중벽 설계에 의해 제공되는 개선된 강성도는 그 설계의 요건을 초과한다.
이러한 한가지 안전 요건은 화물 유지 시험이다. 화물 유지 시험(Economic Commission for Europe (ECE) R17)은 중심 래치 분리 좌석 구성에 대한 중요 시험이다. 화물 유지 시험은, 정면 충격에 있어서 좌석의 좌석 등판에 가해지는 화물의 힘에 견디는 좌석 구조의 능력을 평가하도록 행해지며, 뒷좌석에 대한 가장 엄격한 요건들 중 하나이다. 화물 유지 시험은, 좌석 등판으로부터 200㎜ 떨어져 위치하는 18킬로그램의 두 개의 블록을 포함한다. 두 개의 블록 사이의 거리는 50㎜이다. 블록들은 바닥 높이에서 좌석 등판의 뒤에 위치한다. 감속 펄스를 좌석 바닥에 가하는 한편 블록들은 정지 상태에서 좌석 등판과 강제적으로 접하게 된다. 피크 가속은, 차 설계, 차 제조사에 따라, 시간당 최대 약 64킬로미터(㎞/h)의 정면 충격에 있어서 등가 차량 속도를 변환하는 적어도 20그램이다. 화물 유지 시험을 위한 허용가능 성능은, 좌석 등판이 H 포인트의 전방 100㎜의 평면 뒤에 있는 한편 머리 받침대가 H 포인트의 전방 150㎜ 뒤에 위치해야 하며 블록들이 승객 공간 내로 침입하지 않아야 하는 것이다.
신중한 설계에 의해, 중요 영역에서의 이중벽들 및 비중요 영역에서의 단일벽들의 조합을 갖는 취입 성형 좌석 등판이 단일벽 섹션이 없는 이중벽 좌석 등판에 비해 부분 중량을 최대 5%까지 때로는 10%만큼 때로는 20%만큼 그리고 최적으로는 중량을 25% 저감하면서 최소 안전 요건을 완전히 충족한다는 것을 발견하였다.
도 18의 일 실시예에서, 본 발명은, 좌석 등판에서 하나 이상의 벽 섹션(212)을 제거하여 하나 이상의 단일벽 섹션(210)을 제공하도록 설계된 이중벽 좌석 등판을 포함한다. 도 19 및 도 20을 참조하면, 취입 성형 부분은, 지점(들)(211)에서 임의의 허용가능 수단에 의해 제거될 영역을 절단하거나 밀링하여 하나 이상의 단일벽(들)(213) 및 하나 이상의 이중벽 폐쇄 섹션(들)(214)을 제공하도록 그 제거될 영역을 부분적으로 또는 완전히 둘러싸는 하나 이상의 택오프(40)를 갖는 것으로 설계되어 있으며, 그 제거될 영역(212)은 때때로 절단부(cut-out)라 칭한다. 절단부의 형상은 가변적이며, 좌석 등판의 설계, 성질, 및 안전 성능 요건 등의 여러 인자들에 의존한다. 예를 들어, 절단부는, 삼각형, 정사각형, 직사각형, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 또는 그 이상의 변을 갖는 사다리꼴(도 18), 둥근 형상(도 23), 계란형, 타원형, 이들의 조합, 또는 임의의 형상일 수 있지만, 이러한 예들 한정되지 않는다. 좌석 등판은, 좌석 등판의 설계 및 요건에 따라, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 또는 그 이상의 절단부들을 가질 수 있다. 또한, 좌석 등판은, 팔걸이와 함께(도 23 내지 도 25) 또는 팔걸이 없이(도 18, 도 21 및 도 22) 설계될 수 있다. 팔걸이와 함께 설계된 좌석 등판에 대해서는, 좌석 등판(215)을 통해 팔걸이가 위치 설정되기 위한 개구를 제공한다.
다른 일 실시예에서, 본 발명은 하나 이상의 단일벽 섹션(213)을 포함하는 취입 성형 좌석 등판을 제조하는 방법을 제공한다. 이 방법은 이중벽 좌석 등판을 취입 성형하는 단계를 포함한다. 상기 취입 성형 좌석 등판은 제거될 섹션(210)을 부분적으로 또는 완전히 둘러싸는, 후방 벽, 전방 벽, 및 하나 이상의 택오프(40)를 갖는다. 택오프에 인접하는 벽들 중 하나는 제거되며, 바람직하게는, 후방을 향하는 후벽(16)의 섹션, 더욱 바람직하게는, 전방 또는 정면 벽(14)의 섹션(212)은, 예를 들어, 절단, 밀링 등에 의해, 인접하는 이중벽 섹션(들)로부터 분리되고, 절단된 섹션(212)이 제거되어, 하나 이상의 이중벽 섹션(214)과 하나 이상의 단일벽 섹션(213)을 포함하는 취입 성형 좌석 등판을 제공하게 된다.
인식할 수 있듯이, 차량 무게를 상당히 증가시키지 않고 또는 내부 공간 가용성을 침입하지 않고 소망하는 성능을 얻도록 적절한 재료 선택에 따라 효율적인 설계 및 최적의 벽 두께, 부분 섹션 두께, 또는 이러한 두께 모두의 성형이 가능하다. 예를 들어, 많은 응용에서는, 최대 벽 스톡(stock) 두께의 범위는 최대 약 6㎜ 이상이며, 더욱 바람직하게는, 약 1.5㎜ 내지 약 4.0㎜이며, 더욱 바람직하게는, 약 2.5㎜ 내지 약 3.5㎜가 필요하다. 마찬가지로, 최대 섹션 두께의 범위는, 최대 약 60㎜이며, 더욱 바람직하게는, 약 20㎜ 내지 약 40㎜이며, 더욱 바람직하게는, 약 25㎜ 내지 약 35㎜이다.
본 발명의 좌석 등판의 벽을 형성하도록 선택되는 재료는, 바람직하게는, 약 500㎫ 내지 약 6000㎫ 범위의, 더욱 바람직하게는, 약 1300㎫ 내지 약 1500㎫ 범위의, 더욱 바람직하게는, 약 1700㎫ 내지 약 3500㎫ 범위의 탄성 탄성율(elastic modulus)을 나타낸다. 좌석 등판이 또한 부하 지지 바닥으로서 사용되는 응용에서는, 그 범위들의 더욱 높은 상한값을 향하는 재료를 선택하는 것이 바람직하다.
바람직한 굴곡 탄성율은 적어도 약 600㎫이며, 더욱 바람직하게는, 약 200ksi 내지 약 500ksi(1300㎫ 내지 3500㎫)이며, 더욱 바람직하게는, 약 250ksi 내지 350ksi(1700㎫ 내지 2500㎫)이다.
재료의 바람직한 항복 강도 범위는 약 20㎫ 내지 약 200㎫이다. 더욱 바람직하게는, 그 범위는 약 25㎫ 내지 약 70㎫이며, 더욱 바람직하게는, 약 35㎫ 내지 약 55㎫이다. 또한, 재료의 (퍼센트 연장에 의해 측정되는) 연성 범위는, 바람직하게 약 20% 내지 약 150%이며, 더욱 바람직하게는, 적어도 약 30%이며, 더욱 바람직하게는, 적어도 약 100%이다.
재료는, 또한, 바람직하게는, 약 0.300 내지 약 5.0g/10분 내지 약 0.900 내지 약 3g/10분의 용융 흐름률(ASTM D1238에 따르면 230℃/3.8㎏-1), 약 180℃ 미만, 더욱 바람직하게는 약 90℃ 내지 약 150℃의 연화점(ASTM D 1525에 따름), 약 0.003㎜/㎜(0.003 인치/인치) 내지 약 0.008㎜/㎜(0.008 인치/인치), 더욱 바람직하게는, 약 0.006㎜/㎜(0.006인치/인치) 내지 약 0.007㎜/㎜(0.007인치/인치)의 선형 흐름 성형 수축(ASTM D 955에 따름), 또는 이러한 성질들의 조합 등의 매력적인 처리 특성들을 나타낸다.
이에 따라, 바람직한 일 실시예에서, 본 발명의 좌석 등판은, 바람직하게는, 플라스틱 재료로 형성되며, 더욱 바람직하게는, 열가소성 재료로 형성된다. 특히 바람직한 일 실시예에서, 좌석 등판은, 스타이렌, 폴리아마이드, 폴리올레핀, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 고 강도 열가소성 수지로 형성된다. 더욱 바람직하게는, 좌석 등판은, 아크릴로나이트릴 뷰타다이엔 스타이렌, 폴리카보네이트/아크릴로나이트릴 뷰타다이엔 스타이렌, 폴리카보네이트, 폴리페닐렌, 옥사이드/폴리스타이렌, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트/폴리카보네이트, 폴리아마이드(예를 들어, 나일론), 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 및 이들의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택된다.
상업적으로 이용가능한 바람직한 재료의 예로는, PULSE(상표명) 2200 BG 및 MAGNUM(상표명) 1150 EM이 있으며, 이들 모두는 Dow Chemical Company에 의해 이용가능하다.
당업자라면, 전술한 교시를 본 발명의 범위에 여전히 속하는 많은 방식들 중 임의의 방식으로 수정할 수 있음을 인식할 것이다. 특히 서로 다른 선택 사항들은 다음과 같다.
본 발명의 기술을 취입 성형 제조 공정과 함께 예시하였지만, 본 발명을 이러한 공정으로 한정하려는 것은 아니다. 주입 성형, 로스트 코어 처리(lost core processing), 로토포밍(rotoforming), (장식형 또는 구조적 삽입체를 이용한 또는 이용하지 않는) 압축 성형, 열성형(thermoforming) 등을 포함하는 다른 제조 기술과 함께 본 발명의 교시를 이용하여 유사한 결과를 얻을 수 있지만, 이러한 예들로 한정되지는 않는다.
전술한 바로부터 인식할 수 있듯이, 본 명세서에서 개요를 밝힌 기준에 따라 최적화되고 언급한 재료를 사용하는 바람직한 좌석 시스템은, 자동차 초기 장비 제조사 및 그 공급사의 요건뿐만 아니라 자동차용 미국 및 유럽 정부 시험 기준들(예를 들어, FMVSS 207, FMVSS 210, FMVSS 225(49 CFR 571.207,.210,.225) 또는 ECE 17에서 다루어짐; 이러한 기준 모두는 참고로 본 명세서에 명확하게 원용됨)을 일관되게 통과할 것이다.
일 실시예에서, 좌석 시스템은, (1) 파열 없이 차량의 길이 방향 중심선에 평행한 평면에서 좌석이 향하는 방향으로 적어도 약 11000 뉴튼을 견딜 수 있거나; (2) 적어도 약 20g까지의 급속한 가속 시, 적어도 30㎏ 질량이 좌석 등판 뒤에 배치된 상태에서 좌석 등판의 분열을 실질적으로 나타내지 않거나; 또는 (3) (1)과 (2) 모두를 갖추고 있다.
더욱 바람직하게는, 좌석 시스템은, (1) 파열 없이 차량의 길이 방향 중심선에 평행한 평면에서 좌석이 향하는 방향으로 적어도 약 13000 뉴튼을 견딜 수 있거나; (2) 적어도 약 20g의, 바람직하게는 적어도 약 20g 내지 약 100g의 급속한 가속 시, 적어도 36㎏의 질량이 좌석 등판 뒤에 배치된 상태에서 좌석 등판의 분열을 실질적으로 나타내지 않거나; 또는 (3) (1)과 (2) 모두를 갖추고 있다.
이하와 같이 한정하려는 것은 아니지만, 일 실시예에서, 본 발명의 시스템을 위한 좌석, 앵커리지, 부착 하드웨어, 및 부착 볼트는, 완전한 분열 없이, 적어도 3,000 파운드의 힘, 더욱 바람직하게는 5,000 파운드의 힘을 견딜 수 있다. 특히 바람직한 일 실시예에서, 시스템은, 일반적으로 좌석이 차량의 길이 방향 중심선에 평행한 평면을 (펠빅 본체 블록(pelvic body block)으로) 향하는 방향으로 적어도 약 13,000N 내지 약 22,000N의 힘을 견딜 수 있으며, 이때 초기 힘 인가 각도는 수평 위로 약 5도 이상이며 또는 약 15도를 초과한다.
다른 일 실시예에서, 각 좌석 조립체는,
(a) 좌석이 조절될 수 있는 임의의 위치에서, 전방 또는 후방 길이 방향으로 가해지는 9.8로 승산되는 킬로그램의 좌석의 질량의 20배의 힘(뉴튼); 또는
(b) 최후방 위치에서, (전방으로 향하는 좌석에 대한 후방 길이 방향으로 좌석 등판의 상위 크로스 부재 또는 상위 좌석 등판에 가해지는 경우) 좌석이 제공하는 지정된 각 좌석 위치를 위한 좌석 기준점에 대하여 373 뉴튼 미터 모멘트를 생성하는 힘을 견딜 수 있다.
또 다른 바람직한 일 실시예에서, 본 발명의 좌석 등판은 좌석 조립체 내에 통합되며, 18㎏ 질량(예를 들어, 에지 길이가 약 300㎜인 큐브) 두 대가 좌석 등판으로부터 약 200㎜에 배치된다. 적어도 약 20g 내지 약 100g으로의 급속한 가속 시, 좌석 등판은 화물을 좌석 등판 뒤에 배치된 상태로 유지하며, 좌석 등판의 가시적 분열 또는 급격한 에지나 코너의 형성은 없다.
유익하게는, 바람직한 추가 일 실시예에서, 본 발명에 따라 제조된 좌석 등판은, 약 244㎏/㎡의 부하 및 약 615㎏/㎡의 모멘트 부하가 가해지며 약 82℃에서 약 4시간 동안 담금 후 6㎜ 미만의 세트를 나타낼 수 있다.
이 좌석 등판의 강성도, 충격 강도, 및 균열 저항은, 또한, 종래에 제조된 현재의 취입 성형 폴리에틸렌 좌석 등판, 충전된 폴리에틸렌 좌석 등판, 폴리프로필렌 좌석 등판, 또는 충전된 폴리프로필렌 좌석 등판보다 크다.
본 발명은, 소망하는 강성도 및 세기를 실현하여, 중심 장착 숄더 벨트 부하, 어린이 좌석 앵커 부하, 또는 화물 침입이 야기되는, 자동차에서 통상적으로 요구되는 부하 요건을 충족하도록, 재료 선택, 벽 두께, 섹션 두께, 힌지 설계, 및 래치 설계 중 하나 이상의 최적화를 위한 기술 및 방법을 고려한다. 그러나, 당업자라면, 응용마다, 설계 요건이 가변되며 이에 따라 다양한 기술들을 고유하게 의도한 환경에 적응시키는 데 상당량의 실험이 필요할 수 있다는 점을 인식할 것이다. 예를 들어, 부분 크기, 좌석 벨트 위치, 힌지 포인트, 래치 위치, 및 분리비가 최종 설계에 영향을 끼칠 수 있다. 종래의 컴퓨터 보조 엔지니어링(CAE) 기술을 본 발명의 교시와 함께 이용함으로써, (예를 들어, 힌지 포인트, 래치 영역, 좌석 벨트 장착 영역, 팔걸이 지지 영역 등의 고 응력 영역에서) 국부화된 강 보강을 위한 종래의 기술에 비해 필요 시 개선될 수 있는 만족할만한 결과를 얻는다고 여겨진다.
따라서, 본 발명에서는, 힌지 좌석을 비롯하여 조절가능 좌석, 고정 위치 좌석, 접힘가능 좌석, 축 주위로 피봇 가능한 좌석을 포함하는 다수의 서로 다른 유형의 좌석 시스템들 중 임의의 것을 이용하는 응용이 유익하지만, 이러한 예들로 한정되지는 않는다. 좌석들은, 뒷좌석, 앞좌석, 보조 좌석 등일 수 있다. 이동가능 좌석은, (상부로부터 하부로의 임의의 곳을 따른) 좌석 측면을 따라 좌석 구성의 중심 부분에(예를 들어, 상부에) 배치된 래치에 의해 제 위치에 또는 다른 곳에 유지될 수 있다. 고정된 좌석은 래치 조립체 또는 어떠한 조립체도 포함하지 않을 수 있다. 좌석 시스템은, 더욱 넓은 저장 영역으로 하향으로 접히는 하나 이상의 뒷좌석을 포함할 수 있으며, 이는 좌석 등판이 부하 바닥으로서 기능하는 것을 요구할 수 있다. 좌석은 (예를 들어, 약 50/50, 60/40, 70/30 등) 분리 설계될 수 있으며, 또는 좌석들은 일체 설계를 구성할 수 있다. 일 실시예에서, 좌석 등판은 구조적 패치지 쉘프에 래치(상부 래치)되거나 백색 본체에 래치(측 외판 래치)되며, 두 개의 외판 좌석을 위한 (중심 장착 벨트용으로 필요할 수 있는) 좌석 벨트 앵커 또는 좌석 벨트 유도 시스템은 좌석 상에 부착되지 않는다(도 1 참조).
슬라이딩 잠금 핀은 두 개의 접힘 좌석 사이에 통합될 수 있다. 슬라이딩 핀은 잠금 해제되어 좌석의 일 부분을 아래로 접을 수 있고 좌석 등판들이 모두 직립하는 경우 자체 잠금될 수 있다. 확산 부하를 위한 국부적 강화부(예를 들어, 강 강화 또는 플라스틱 폼)는, 힌지 포인트, 래치 영역, 좌석 벨트 앵커리지 위치, 어린이 좌석 테더 앵커 위치, 머리받이 부착부, 팔걸이 지지 영역 등의 잠재적 응력 집중 위치 내에 통합될 수 있다.
다른 일 실시예에서, 중심 좌석 벨트 및/또는 어린이 테더 앵커를 위한 좌석 벨트 앵커 또는 좌석 벨트 유도 시스템은 좌석에 부착된다. 바람직하게는, 상부 중심 좌석 벨트 장착 위치는 캔틸레버의 정도 최소화에 일조하도록 좌석 등판의 중간을 향하며, 이에 따라 힘에 응답하는 굽힘의 최소화에 일조한다.
다양한 다른 환경에서의 응용(예를 들어, 철도 수송 좌석, 항공 수송 좌석, 놀이 동산 기구, 강당 또는 스타디움 응용 또는 다른 것)이 존재하지만, 본 발명은, (세단, 쿠페, 스테이션 웨건, 컨버터블 등을 포함하는) 승객 차, (SUV, SAV, 미니밴 등을 포함하는) 다목적 승객 차, 트럭, 및 버스를 포함하는 다수의 서로 다른 유형의 자동차의 애플리케이션에 특히 적합하지만, 이러한 예들로 한정되지는 않는다.
본 발명의 시스템은, 좌석 등판으로 한정되지 않으며, 좌석 벨트 등의, 차량 내부 시스템, 특히, 좌석 시스템을 위한 하나 이상의 추가 부품, 및 부착 하드웨어, 좌석 프레임, 좌석 받침대, 차량 구조 자체, 및 차량 구조로부터의 벨트를 방지하는 데 일조하는 차량의 다른 부분들을 포함하는 좌석 벨트 부하를 차량 구조에 전달하기 위한 좌석 벨트 앵커리지 부품을 포함할 수도 있지만, 이러한 예들로 한정되지는 않는다. 시스템은, 선택 사항으로, 에어 백 등의 보조 팽창 보호 시스템을 포함할 수 있다. 본 발명의 시스템 내에 속하는 것으로 고려되는 다른 좌석 시스템 부품들은, 좌석 조절기(파워 기동 및 수동), 요추 지지부, 어린이 좌석, 어린이 좌석 테더 앵커, 합성 덮개, (가죽 등의) 자연 덮개, 좌석 와머(seat warmer), 좌석 쿨러, 일체형 스테레오 부품, 팔걸이, 발 받침대, 컵 홀더 등을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 바람직한 일 실시예에서, 시스템 내에 통합된 좌석 벨트는 숄더 벨트이지만, 그리고 더욱 바람직하게는 3-포인트 하니스이지만, 랩 벨트만 있는, 또는 개별적인 또는 탈착가능한 토르소 벨트를 갖는 랩 벨트 등의 다른 좌석 벨트 유형을 사용할 수도 있다.
인식할 수 있듯이, 본 발명은, 또한, 좌석 등판의 각 대향하는 벽들의 윤곽 및 구성을 가변하는 능력을 비롯한 상당한 설계 및 제조 유연성을 제시하지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1벽은 적절한 요추 지지부를 제공하도록 성형가능하게 구성될 수 있다. 대향하는 벽(즉, 좌석 등판이 직립 위치에 있는 경우 후방을 향하는 벽)은 부하를 반송하기 위한 비교적 평탄면을 제공하도록 구성될 수 있다. 선택 사항으로, 대향하는 벽은, 통(trough), 고정 부재, 뒷자석 커버 브래킷, 좌석 벨트 회수 하우징 등의 적절한 부품 하우징 또는 화물 반송 구현예로 구성될 수 있다.

Claims (6)

  1. 자동차용 좌석 조립체로서,
    (i) 전방 벽부와 후방 벽부를 갖는 성형 플라스틱, 일체 강화 구조 패턴을 규정하기 위한 복수의 개별적인 일체 강화 구조, 및 하나 이상의 단일벽 섹션으로 형성된, 취입 성형 플라스틱 좌석 등판(blow molded plastic seat back); 및
    (ii) 상기 좌석 등판을 상기 자동차의 백색 부분의 적어도 하나의 본체에 앵커링하기 위한 부착 조립체를 포함하되,
    상기 좌석 조립체는, (1) 파열 없이 상기 자동차의 길이 방향 중심선에 평행한 평면에서 좌석이 향하는 방향으로 적어도 약 13000 뉴튼을 견딜 수 있고, (2) 적어도 약 20g까지의 급격한 가속 시, 상기 좌석 등판 뒤에 적어도 36㎏의 질량이 배치된 상태에서 상기 좌석 등판의 분열을 실질적으로 나타내지 않을 수 있는 것인, 자동차용 좌석 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 부착 조립체는,
    (ii) (a) 제1측벽부, 대향하는 제2측벽부, 및 중간 벽을 포함하는 브래킷부, 및 상기 좌석 등판을 상기 자동차의 백색 부분의 제1본체에 직접 힌지 방식으로 앵커링하기 위한 피봇 부재를 구비하는 힌지 조립체로서, 이들 벽은 서로 인접하여 상기 좌석 등판을 수용하기 위한 채널을 규정하는 것인, 상기 힌지 조립체;
    (ii) (b) 자동차의 백색 부분의 제2본체에 고정된 래치; 및
    (ii) (c) 상기 래치와 간섭 결합하여 상기 좌석 등판을 일반적으로 직립 위치에 유지하도록 상기 좌석 등판의 상기 후방 벽부와 중첩 결합되는 장착부에 부착된 돌출 스트라이커 바를 갖는 스트라이커를 포함하되,
    상기 좌석 조립체는, (1), (2), 또는 (1)과 (2) 응답 모두의 조합으로부터 선택되는 적어도 하나의 응답을 나타낼 수 있는 것인, 자동차용 좌석 조립체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 플라스틱은 폴리스타이렌, 아크릴로나이트릴, 뷰타다이엔, 스타이렌 테르폴리머, 폴리아마이드, 폴리올레핀, 폴리카보네이트, 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 것인, 자동차용 좌석 조립체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 자동차용 좌석 조립체는 접힘가능 좌석 시스템인 것인, 자동차용 좌석 조립체.
  5. 제1항에 있어서, 상기 취입 성형 플라스틱 좌석 등판의 상기 전방 벽부와 상기 후방 벽부 사이에 배치되도록 구성된 보조 강화 삽입체(supplemental reinforcing insert)를 더 포함하는 것인, 자동차용 좌석 조립체.
  6. 하나 이상의 단일벽 섹션 및 하나 이상의 이중벽 섹션을 포함하는, 자동차 조립체용 취입 성형 플라스틱 좌석 등판을 제조하는 방법으로서,
    (i) 후방 벽, 전방 벽, 및 제거될 섹션을 부분적으로 또는 완전히 둘러싸는 하나 이상의 택오프(tack off)를 갖는 이중벽 좌석 등판을 취입 성형하는 단계;
    (ii) 임의의 허용가능 수단에 의해, 인접하는 이중벽 섹션(들)로부터 상기 제거될 섹션을 분리하는 단계; 및
    (iii) 분리된 섹션을 제거하여, 하나 이상의 이중벽 섹션 및 하나 이상의 단일벽 섹션을 포함하는 취입 성형 좌석 등판을 제공하는 단계를 포함하되,
    상기 취입 성형 좌석 등판은, 일체 강화 구조 패턴을 규정하기 위한 복수의 개별적인 일체 강화 구조, 및 상기 좌석 등판을 상기 자동차의 백색 부분의 적어도 한 본체에 앵커링하기 위한 부착 조립체를 포함하고, 상기 취입 성형 좌석 등판을 포함하는 상기 좌석 조립체는, (1) 파열 없이 상기 자동차의 길이 방향 중심선에 평행한 평면에서 좌석이 향하는 방향으로 적어도 약 13000 뉴튼을 견딜 수 있고, (2) 적어도 약 20g까지의 급격한 가속 시, 적어도 36㎏의 질량이 상기 좌석 등판 뒤에 배치된 상태에서 상기 좌석 등판의 분열을 실질적으로 나타내지 않는 것인, 자동차 조립체용 취입 성형 플라스틱 좌석 등판의 제조 방법.
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