KR20170065917A - 하이브리드 타입의 차량용 리어 시트백 프레임 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 리어 시트백 프레임에 있어서, 복합소재 프레임; 상기 복합소재 프레임의 뒷면에 부착 고정되는 스틸구조물; 상기 스틸구조물을 덮어 포장하도록 부착된 부직포;로 이루어진 것을 특징으로 하는 하이브리드 타입의 차량용 리어 시트백 프레임을 제공한다.

Description

하이브리드 타입의 차량용 리어 시트백 프레임{Hybrid type vehicle rear seat back frame}

본 발명은 하이브리드 타입의 차량용 리어 시트백 프레임에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스틸을 사용하면서도 중량 증대를 초래하지 않아 강도 특성을 만족시키고 컴포터블 특성을 향상시킨 하이브리드 타입의 차량용 리어 시트백 프레임에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 시트백(Seat Back)은 탑승자의 엉덩이를 받쳐 주는 시트 쿠션과 연결되어 탑승자의 등을 지지함으로써 편안하고 안락한 탑승환경을 제공해 주는 수단이다.

이러한 시트백은 강도(Strength) 유지를 위해 도 1의 예시와 같이, 시트백 프레임(10) 상에 리브(Rib)(12) 및 채널(Channel)(14)을 형성하고 있다.

그러나, 이와 같은 구조는 적정 수준의 강도(Strength) 유지에는 도움이 되나 제품의 강성(Stiffness)을 충분히 높이는데는 한계가 있다.

또한, 스틸(Steel)류의 보강 브라켓이나 판상의 보강재를 사용하여 강도를 더 보강한 예도 있으나, 이 경우에는 중량이 급증하므로 경쟁력 측면에서 매우 불리한 단점을 가지며, 강성 측면에서도 불리하다.

즉, 시트백 프레임의 강성(Stiffness)은 강도(Strength)와는 다른 개념으로서, 강도는 물체의 강한 정도, 다시 말해 재료에 하중이 걸린 경우 재료가 파괴되기까지의 변형저항을 의미함에 반해, 강성(Stiffness)은 재료의 딱딱한 정도 혹은 단단한 정도를 의미하는 것으로 시트백 프레임의 경우에는 꿀렁거림과 밀접한 관계를 갖는 감성품질을 의미하는 개념이다.

다시 말해, 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.

근래에는 강도 향상은 물론 경량화가 가능한 섬유강화 열가소성수지(GMT, LFT 등)를 사용하여 시트백 프레임과 관련된 기술의 현격한 진보를 달성해 왔다.

이러한 예는 도 2의 (a)와 같은 전형적인 스틸 시트백 프레임이 갖는 중량 문제를 해결하기 위한 것으로, 도 1과 같은 형태의 복합소재를 사용한 시트백 프레임, 도 2의 (b)와 같은 스틸 브라켓이 인서트된 형태의 시트백 프레임 등을 예시할 수 있다.

그런데, 스틸은 전통적으로 강도와 강성은 강하지만 무겁고, 복합소재로 된 시트백 프레임은 소재 특성상 강도는 높으나 탄성율이 높아 강성이 스틸 대비 약하며, 복합소재에 일부 구간 스틸 인서트한 시트백 프레임의 경우는 낮은 강도와 강성을 요구하는 사양에는 적합하나 높은 성능을 요구하는 고성능 사양에서는 요구성능을 만족시키지 못하는 단점이 있다.

더구나, 시트백 프레임의 중량이 높아지면 차량의 연비가 나쁘게 되며, 시트백 프레임의 두께가 증가되면 승객 착좌시 이물감을 느끼게 되어 컴포트 문제가 발생된다.

대한민국 특허 등록번호 제10-1529069호(2015.06.10.) '강성이 향상된 시트백 프레임' 대한민국 특허 등록번호 제10-1536146호(2015.07.07.) '경량 시트백 프레임' 대한민국 특허 등록번호 제10-1047563호(2011.07.01.) '차량용 시트백프레임 어셈블리' 대한민국 공개특허 제10-2014-0125577호(2014.10.29.) '자동차용 스트백 프레임 및 그 제조방법'

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 고장력 강판의 출현에 힘입어 복합소재와 스틸을 하이브리드 형태로 제작하되, 힘을 받는 모든 부분은 스틸에만 집중되게 하여 강도와 강성 특성을 모두다 만족시킬 수 있고, 나아가 컴포터블 특성까지 향상시킨 하이브리드 타입의 차량용 리어 시트백 프레임을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 차량용 리어 시트백 프레임에 있어서, 복합소재 프레임; 상기 복합소재 프레임의 뒷면에 부착 고정되는 스틸구조물; 상기 스틸구조물을 덮어 포장하도록 부착된 부직포;로 이루어진 것을 특징으로 하는 하이브리드 타입의 차량용 리어 시트백 프레임을 제공한다.

이때, 상기 스틸구조물은 원형 또는 각형으로 형성된 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 스틸구조물은 상기 복합소재 프레임의 뒷면에 형성된 조립홈 상에 삽입된 상태에서 볼트 혹은 나사 고정된 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 스틸구조물에는 리어 시트백 프레임에서 래치조립부, 센터벨트 가이드, 센터 힌지부, 사이드 힌지부를 포함한 큰 힘을 받는 구조물이 설치되고; 상기 복합소재 프레임에는 헤드레스트 조립부, 테더 앵커 조립부, 암레스트 조립부를 포함한 상대적으로 작은 힘을 받는 구조물이 설치되는 것에도 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 스틸을 하이브리드 형태로 활용하되 힘을 받는 부분은 모두 스틸에 집중되게 하여 효율적인 충격분산, 그에 따른 강도 향상, 강성 향상, 컴포터블 개선 모두를 달성하는 효과를 얻을 수 있다.

도 1 및 도 2는 종래 차량용 리어 시트백 프레임의 예시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 차량용 리어 시트백 프레임의 개념을 보인 예시적인 분해도이다.
도 4는 본 발명에 따른 하이브리드 타입의 차량용 리어 시트백 프레임의 개념도이다.
도 5는 본 발명에 따른 하이브리드 타입의 차량용 리어 시트백 프레임을 구성하는 스틸구조물의 예시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 하이브리드 타입의 차량용 리어 시트백 프레임의 조립상태 및 요부 단면을 보인 예시도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 하이브리드 타입의 차량용 리어 시트백 프레임은 전통적으로 사용되는 스틸의 두께 개념이 아니라 중공형 프레임 개념으로 보강함으로써 기존 스틸 대비 두께를 현저히 얇게 하여 중량을 충분히 절감한 상태에서 복합소재, 바람직하기로는 섬유강화 열가소성수지로 된 소재와 병행 조립되는 일종의 하이브리드 개념의 시트백 프레임이다.

일반적인 하이브리드의 개념은 스틸을 인서트하는 형태에 국한되었으나 본 발명에서는 각형의 스틸구조물(100)을 복합소재 프레임(200)의 뒷면에 부착하고, 이를 부직포(300)로 마감하여 외관 형상을 양호하게 한 형태를 갖는다.

이 경우, 상기 스틸구조물(100)을 복합소재 프레임(200)에 부착시키는 방식은 스크류, 볼트/너트 방식 등 다양한 공지의 방법이 사용될 수 있다.

이때, 상기 복합소재 프레임(200)을 구성하는 복합소재는 단섬유 강화 열가소성수지(GMT), 장섬유 강화 열가소성수지(LFT), 연속섬유 강화 열가소성수지(CFRTPC) 등이 적당하다.

뿐만 아니라, 상기 스틸구조물(100)은 고강도 특성과, 강성 향상을 위해 판형이 아닌 원형 또는 각형으로 반드시 구현되어야 한다.

아울러, 상기 스틸구조물(100)을 구성하는 스틸, 즉 고장력 강판으로는 인장강도가 600-800MPa에 해당하는 고장력 강판이 바람직하며, 이들을 포밍되어 원형 또는 각형 구조물을 이룬다.

또한, 본 발명의 경우에도 복합소재 프레임(200)의 앞면에는 채널과 리브가 형성될 수 있음은 물론이다.

나아가, 상기 복합소재 프레임(200)의 뒷면에는 상기 스틸구조물(100)이 부착될 위치에 그 형상에 맞게 조립홈(210)이 요입되도록 포밍 가공되면 결합성이 증대되므로 더욱 좋다.

그리고, 상기 스틸구조물(100)에는 시트백 프레임에서 힘을 가장 많이 받는 기구물들, 이를 테면 도 5와 같은 래치조립부(110), 센터벨트 가이드(120), 센터 힌지부(130), 사이드 힌지부(140) 등 힘을 받는 모든 기구물은 기존과 달리 스틸구조물(100)에만 장착된다.

때문에, 복합소재 프레임(200)에는 힘을 받는 기구물들이 하나도 부착되지 않기 때문에 강도 특성 향상, 강성 특성 향상에 기여하는 바가 더욱 증대된다.

아울러, 상대적으로 힘을 덜 받는 구조물, 다시 말해 약한 힘을 받는 구조물인 헤드레스트 조립부, 테더 앵커 조립부, 암레스트 조립부 등은 복합소재 프레임(200)에 장착될 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 스틸을 중공형 각형 또는 원형의 프레임 형태로 보강할 수 있도록 구현하여 고강도를 실현함으로써 힘을 받은 구조물들을 분리하여 설치 가능하기 때문에 충돌시 효율적인 힘 분산이 가능하여 얇은 두께의 스틸을 사용하더라도 충분한 강도 특성과 강성 특성을 확보할 수 있게 된다.

뿐만 아니라, 스틸구조물(100)은 복합소재 프레임(200)의 앞면이 아닌 뒷면에 삽입 고정된 후 볼트, 나사 체결방식으로 고정되어 있기 때문에 시트 벨트 앵커 강도 시험이나 차일드 앵커 시험처럼 앞에서 당기는 높은 강도를 요구하는 시험은 1차로 스틸구조물(100)에서 힘을 받고, 2차로 복합소재 프레임(200)에서 힘을 받기 때문에 매우 우수한 저항 특성을 갖는다.

다시 말해, 당기는 힘은 스틸구조물(100)에 집중되지만 스틸구조물(100)은 복합소재 프레임(200)의 뒷면에 삽입되어 있는 구조이기 때문에 스틸구조물(100)이 당겨지면서 복합소재 프레임(200)에 걸려 함께 당겨지는 구조로 힘을 받게 되어 그 만큼 당김 저항력이 커지게 된다.

또한, 스틸구조물(100)이 뒷면에 조립됨으로 인해 강한 힘에도 분리되는 현상을 방지할 수 있는 장점도 있다. 즉, 힘은 앞쪽으로 당겨지거나 뒷쪽에서 밀기 때문에 항상 앞쪽을 향해 작용하므로 스틸구조물(100)이 복합소재 프레임(200)을 항상 밀게 되어 있어 아무리 강한 힘이 작용하더라도 복합소재 프레임(200)과 스틸구조물(100)의 분리 현상은 일어나지 않는다.

뿐만 아니라, 승객 착좌시 복합소재 프레임(200)은 소재 특성상 탄성이 높아 꿀렁거림이 발생할 수 있지만, 스틸구조물(100)이 뒤에서 받치고 있기 때문에 꿀렁거림을 차단하여 강성 특성을 증대시킨다.

이러한 본 발명 리어 시트백 프레임은 도 6의 예시와 같이, 조립홈(210)에 스틸구조물(100)이 삽입된 상태에서 조립홈(210)의 둘레를 따라 볼트 혹은 나사 체결되어 고정되고, 노출된 스틸구조물(100)은 부직포(300)로 마감되기 때문에 외관을 미려하게 할 수 있다.

특히, 부직포(300)의 단부는 복합소재 프레임(200)의 채널(220) 내부로 삽입시켜 마감하기 때문에 마감효율도 향상된다.

100: 스틸구조물 200: 복합소재 프레임
210: 조립홈 300: 부직포

Claims (4)

1. 차량용 리어 시트백 프레임에 있어서,
   복합소재 프레임;
   상기 복합소재 프레임의 뒷면에 부착 고정되는 스틸구조물;
   상기 스틸구조물을 덮어 포장하도록 부착된 부직포;로 이루어진 것을 특징으로 하는 하이브리드 타입의 차량용 리어 시트백 프레임.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 스틸구조물은 원형 또는 각형으로 형성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 타입의 차량용 리어 시트백 프레임.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 스틸구조물은 상기 복합소재 프레임의 뒷면에 형성된 조립홈 상에 삽입된 상태에서 볼트 혹은 나사 고정된 것을 특징으로 하는 하이브리드 타입의 차량용 리어 시트백 프레임.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 스틸구조물에는 리어 시트백 프레임에서 래치조립부, 센터벨트 가이드, 센터 힌지부, 사이드 힌지부를 포함한 큰 힘을 받는 구조물이 설치되고; 상기 복합소재 프레임에는 헤드레스트 조립부, 테더 앵커 조립부, 암레스트 조립부를 포함한 상대적으로 작은 힘을 받는 구조물이 설치되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 타입의 차량용 리어 시트백 프레임.

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