KR20210001507A - 차량용 시트백 프레임 - Google Patents

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KR20210001507A
KR20210001507A KR1020190077698A KR20190077698A KR20210001507A KR 20210001507 A KR20210001507 A KR 20210001507A KR 1020190077698 A KR1020190077698 A KR 1020190077698A KR 20190077698 A KR20190077698 A KR 20190077698A KR 20210001507 A KR20210001507 A KR 20210001507A
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공주열
김길주
유정상
차주현
원태희
나선채
정찬호
서진호
이성용
김만석
박주호
김동진
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현대자동차주식회사
현대트랜시스 주식회사
기아자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 차량용 시트백 프레임에 관한 것으로서, 차량 충돌 사고시 시트에 착석한 승객이 사이드 프레임의 샤프 엣지에 의해 상해를 입는 것이 효과적으로 방지될 수 있고, 샤프 엣지 관련 법규를 만족시킬 수 있는 차량용 시트백 프레임을 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 좌우 양측에서 상하로 길게 배치되는 사이드 프레임; 상기 사이드 프레임에 접합되어 설치된 어퍼 프레임; 및 상기 사이드 프레임에 접합되어 설치된 로어 프레임을 포함하고, 상기 사이드 프레임의 가장자리 부분에 존재하는 엣지 부분으로부터 정해진 거리를 두고 위치되는 어퍼 프레임 표면에 돌기가 형성되어, 상기 엣지 부분으로 인한 승객 상해가 상기 돌기에 의해 방지되도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 시트백 프레임이 개시된다.

Description

차량용 시트백 프레임{Seat back frame for vehicle}
본 발명은 차량용 시트백 프레임에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량 충돌 사고시 시트에 착석한 승객이 사이드 프레임의 샤프 엣지에 의해 상해를 입는 것을 방지할 수 있도록 개선한 차량용 시트백 프레임에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 시트는 승객 하체를 지지하는 시트쿠션(seat cushion), 승객 상체를 지지하는 시트백(seat back), 그리고 시트백 상단에 설치되어 승객 머리와 목 부위를 지지하는 헤드레스트(headrest)를 포함하여 구성된다.
이 중에서 시트백은 하단부가 시트쿠션에 연결되고 시트백의 골격을 이루면서 그 형상을 유지시키는 시트백 프레임, 및 시트백 프레임의 전면을 감싸도록 조립되는 시트백 쿠션을 포함하여 구성될 수 있다.
이에 더하여 시트백은 시트백 프레임의 후면을 덮도록 설치되는 플레이트 형상의 부재인 백보드(back board)를 더 포함할 수 있고, 백보드가 조립된 시트는 대형 세단의 운전석과 조수석에 주로 적용되고 있다.
최근 차량이 고급화됨에 따라 시트에도 다양한 기능 및 장치들이 부가되고 있는데, 예를 들면 헤드레스트의 상하/전후 위치를 전동식으로 조절해주는 파워 헤드레스트, 시트 위치와 높이, 시트백 각도 등을 조절해주는 전동 장치, 그 밖에 볼스터 조절장치나 시트 열선, 시트 공조 장치, 시트용 멀티미디어 장치 등을 들 수 있다.
도 1은 종래의 시트백 프레임의 조립상태를 보여주는 도면으로, 도시된 바와 같이, 시트백 프레임(1)은 정면에서 보았을 때 상하로 길다란 직사각 프레임의 형태로 구비될 수 있다.
보다 상세하게는, 시트백 프레임(1)은 좌우 양 측면부를 형성하는 부분으로서 상하 길게 배치되도록 설치되는 사이드 프레임(10), 상단부를 형성하는 부분으로서 좌우 양 사이드 프레임의 상단부 사이를 연결하도록 설치되는 어퍼 프레임(20), 그리고 하단부를 형성하는 부분으로서 좌우 양 사이드 프레임의 하단부 사이를 연결하도록 설치되는 로어 프레임(30)을 포함할 수 있다.
예시된 바와 같이, 시트백 프레임(1)을 구성하기 위해 사이드 프레임(10)과 어퍼 프레임(20), 로어 프레임(30)이 직사각 프레임 형태를 이루도록 조립될 수 있는데, 이때 직사각 프레임 형태의 내측에는 서스펜션 와이어 어셈블리(40)가 설치될 수 있다.
도 1에는 서스펜션 와이어 어셈블리(40)의 일부만이 예시되어 있으며, 공지의 서스펜션 와이어 어셈블리는 한 쌍의 세로 와이어(미도시), 및 상기 한 쌍의 세로 와이어 사이를 연결하도록 설치되는 복수 개의 가로 와이어(41)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 1에는 서스펜션 와이어 어셈블리(40) 중 가로 와이어(41)의 일부만이 도시되고 있다.
도 2는 종래의 시트백 프레임에서 사이드 프레임과 어퍼 프레임의 접합 전 상태를 예시한 사시도이고, 도 3는 종래의 시트백 프레임에서 사이드 프레임과 어퍼 프레임의 접합상태를 예시한 단면도이다.
도 2는 도 1에서 점선으로 나타낸 사각형의 내측 부분을 확대하여 도시한 것이며, 도 3은 도 1에서 점선으로 나타낸 사각형의 내측 부분에서 선 'A-A'를 따라 취한 단면 구조를 예시한 것이다.
도시된 바와 같이, 사이드 프레임(10)과 어퍼 프레임(20)은 모두 소정 두께의 금속 패널로 이루어져 있고, 패널로 이루어진 사이드 프레임(10)의 정해진 부분과 어퍼 프레임(20)의 정해진 부분을 서로 접합시키면 도 3의 상태가 된다.
도 2를 참조하면, 사이드 프레임(10)에서 어퍼 프레임(20)에 접합되는 접합부(12)의 가장자리를 따라 절단면이 위치되고, 상기 절단면에 날카로운 엣지 부분(sharp edge, 이하 '샤프 엣지'라 칭함)(11)이 존재함을 볼 수 있다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 어퍼 프레임(20)에 접합되는 사이드 프레임(10)의 접합부(12)에서 그 가장자리 부분을 따라 샤프 엣지(11)가 존재하면, 차량 충돌 등 사고가 발생하였을 때, 시트에 착석한 승객의 상체나 머리 부분이 샤프 엣지(11)에 접촉하여 상해를 입을 수 있다.
따라서, 승객 상해를 미연에 방지하기 위해 샤프 엣지와 관련된 규제가 필요한데, 현재 법규에 따르면 직경(Φ) 165mm의 구(2)가 절단면의 샤프 엣지(11)에 접촉하지 않아야 한다.
하지만, 도 3에 나타낸 바와 같이, 통상의 사이드 프레임 두께나 양측 프레임(10,20)의 접합부(12,21) 형상 등을 고려할 때, 직경 165mm의 구(2)가 절단면의 샤프 엣지(11)에 접촉되지 않도록 하는 것이 어렵다.
단순히 양측 프레임(10,20)의 접합부 형상이나 두께, 구조 변경 만으로는 법규 만족이 어려우므로, 이를 해결하기 위해 사이드 프레임(10)의 절단면 샤프 엣지(11)를 가려주는 별도의 커버(13)를 양측의 접합부(12,21) 위에 씌워주는 것이 알려져 있다.
도 4 및 도 5는 종래의 시트백 프레임에서 사이드 프레임(10)과 어퍼 프레임(20)의 접합부(12,21)에 커버가 부착된 상태를 예시하고 잇다.
도시된 바와 같이, 사출 성형된 커버(13)가 양측 프레임(10,20)의 접합부(12,21)를 덮어주도록 부착될 수 있고, 부착 후 커버(13)가 사이드 프레임(10)의 샤프 엣지(11)를 가려주므로, 직경 165mm의 구(2)가 절단면의 샤프 엣지(11)에 접촉하지 않게 되어 법규는 만족시킬 수 있다.
그러나, 별도의 커버(13)를 제작한 뒤 양측 프레임(10,20)의 접합부(12,21)에 고정 설치해야 하므로 비용 상승은 물론 조립공수 증가의 문제점이 있게 된다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 차량 충돌 사고시 시트에 착석한 승객이 사이드 프레임의 샤프 엣지에 의해 상해를 입는 것을 방지할 수 있는 차량용 시트백 프레임을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따르면, 좌우 양측에서 상하로 길게 배치되는 사이드 프레임; 상기 사이드 프레임에 접합되어 설치된 어퍼 프레임; 및 상기 사이드 프레임에 접합되어 설치된 로어 프레임을 포함하고, 상기 사이드 프레임의 가장자리 부분에 존재하는 엣지 부분으로부터 정해진 거리를 두고 위치되는 어퍼 프레임 표면에 돌기가 형성되어, 상기 엣지 부분으로 인한 승객 상해가 상기 돌기에 의해 방지되도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 시트백 프레임을 제공한다.
여기서, 상기 엣지 부분은 사이드 프레임에서 어퍼 프레임에 접합되는 접합부의 가장자리 부분에 존재하는 엣지 부분일 수 있다.
또한, 상기 돌기는 어퍼 프레임 단부에서 시트 전후방향을 기준으로 할 때 어퍼 프레임 전측면에 전방으로 돌출되도록 형성되는 것일 수 있다.
또한, 상기 돌기는 좌우 양측의 사이드 프레임 상단부 사이를 연결하는 어퍼 프레임의 좌우 양 단부 표면에 각각 형성되는 것일 수 있다.
또한, 상기 어퍼 프레임에서 돌기의 위치는, 정해진 직경의 구가 상기 사이드 프레임의 표면 중 임의의 위치의 표면과 상기 돌기에 동시에 접촉하고 있을 때, 상기 구가 상기 엣지 부분에 접촉되지 않는 위치로 정해질 수 있다.
여기서, 상기 구는 165mm이거나 165mm보다 작은 직경을 가지는 구일 수 있다.
또한, 상기 돌기의 상면부는 편평한 표면을 가지거나 볼록한 표면을 가지는 것일 수 있다.
또한, 상기 돌기는 상기 어퍼 프레임의 표면으로부터 상기 상면부까지 경사지게 상승하는 둘레 부분을 가지며, 상기 둘레 부분 중에서 상기 돌기의 상면부에 접하는 곡면부위가 단면상 정해진 곡률반경을 나타내는 것일 수 있다.
또한, 상기 돌기의 상면부가 가지는 볼록한 표면의 단면상 곡률반경이 상기 돌기의 상면부에 접하는 곡면부위의 단면상 곡률반경보다 큰 것일 수 있다.
또한, 정해진 직경의 구가 상기 사이드 프레임의 표면 중 임의의 위치의 표면과 상기 돌기에 동시에 접촉할 때, 상기 구가 접촉하는 사이드 프레임 표면의 접촉점에서 상기 엣지 부분까지의 거리가 'm'이고, 상기 구의 정해진 직경이 Φ이며, 상기 어퍼 프레임의 표면으로부터 돌기의 상면부까지의 수직높이가 'h'이고, 상기 엣지 부분으로부터 R 끝점까지의 수평거리가 'd'이며, 상기 R 끝점이 상기 돌기에서 상기 곡면부위와 상기 편평한 상면부 사이의 경계를 이루는 점일 때, 상기 돌기의 'm', 'h', 'd'의 관계는 '
Figure pat00001
'일 수 있다.
이때, 상기 어퍼 프레임에서 돌기의 위치는, 상기 구가 상기 사이드 프레임의 표면 중 임의의 위치의 표면과 상기 돌기에 동시에 접촉하고 있을 때, 상기 구가 상기 엣지 부분에 접촉되지 않는 위치로 정해질 수 있다.
여기서, 상기 구는 165mm이거나 165mm보다 작은 직경을 가지는 구일 수 있다.
그리고, 여기서, 상기 사이드 프레임의 두께가 0.5mm ~ 2mm일 수 있다.
이로써, 본 발명에 따른 차량용 시트백 프레임에 의하면, 직경(Φ) 165mm의 구가 사이드 프레임의 샤프 엣지에 접촉하지 않아야 하는 법규를 만족시킬 수 있고, 나아가 차량의 충돌 사고시 시트에 착석한 승객이 사이드 프레임의 샤프 엣지에 의해 상해를 입는 것이 효과적으로 방지될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 시트백 프레임에서는 법규 만족을 위해 샷프 엣지 부분을 덮을 수 있도록 별도로 제작하여 설치하던 종래의 사출 커버가 삭제될 수 있고, 샤프 엣지 부분의 날카로움을 없애기 위한 추가 용접 작업 등이 생략될 수 있다.
이에 재료비의 절감이 가능해지는 것은 물론, 추가 용접을 위한 용접 설비 변경 등에 소요되는 비용을 절감할 수 있고, 원가 절감 및 공수 축소 등이 가능해진다.
또한, 샤프 엣지 회피를 위한 시트백 프레임의 형상 변경이 불필요하고, 시트백 프레임의 설계 자유도가 증대되는 효과가 있게 된다.
도 1은 종래의 시트백 프레임의 조립상태를 보여주는 도면이다.
도 2는 종래의 시트백 프레임에서 사이드 프레임과 어퍼 프레임의 접합 전 상태를 예시한 사시도이다.
도 3는 종래의 시트백 프레임에서 사이드 프레임과 어퍼 프레임의 접합상태를 예시한 단면도이다.
도 4 및 도 5는 종래의 시트백 프레임에서 사이드 프레임과 어퍼 프레임의 접합부에 커버가 부착된 상태를 예시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 시트백 프레임에서 사이드 프레임과 어퍼 프레임의 접합 전 상태를 예시한 사시도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 시트백 프레임에서 사이드 프레임과 어퍼 프레임의 결합상태를 나타내는 사시도이다.
도 9는 도 8에서 선 'B-B'를 따라 취한 단면도이다.
도 10과 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 시트백 프레임에서 돌기의 위치와 높이를 설정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 시트백 프레임에서 높이와 위치를 달리한 돌기의 여러 예를 도시한 개략도이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 시트백 프레임에서 'm', 'h', 'd' 간 관계식 도출을 위한 삼각형에서의 기하학 공식을 설명하는 도면이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 시트백 프레임의 돌기 형상을 예시한 단면도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명의 실시예에 따른 시트백 프레임의 기본 프레임 구성에 있어서는 종래와 비교하여 차이가 없으며, 시트백 프레임의 전체 구성에 대해서는 도 1을 참조한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 시트백 프레임(1)은 좌우 양 측면부를 형성하는 부분으로서 상하 길게 배치되도록 설치되는 사이드 프레임(10)과, 상단부를 형성하는 부분으로서 좌우 양 사이드 프레임(10)의 상단부 사이를 연결하도록 설치되는 어퍼 프레임(20)과, 하단부를 형성하는 부분으로서 좌우 양 사이드 프레임(10)의 하단부 사이를 연결하도록 설치되는 로어 프레임(30)을 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 사이드 프레임(10)과 어퍼 프레임(20), 로어 프레임(30)이 직사각 프레임 형태를 이루도록 조립됨으로써 시트백 프레임(1)이 구성될 수 있고, 이때 직사각 프레임 형태의 내측에 서스펜션 와이어 어셈블리(40)가 설치될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 시트백 프레임(1)에서 사이드 프레임(10)과 어퍼 프레임(20)의 접합 전 상태를 예시한 사시도로서, 시트백 프레임(1)을 구성하는 사이드 프레임(10)과 어퍼 프레임(20)이 조립되기 전의 분리 상태로 도시되어 있다.
도시된 바와 같이, 어퍼 프레임(20)은 좌우 양 단부에 사이드 프레임(10)과의 접합이 이루어지는 접합부(21)를 가지며, 이때 어퍼 프레임(20)의 단부에서 상측 부분과 하측 부분에 사이드 프레임(10)과의 접합이 이루어지는 접합부(21)가 설정될 수 있다.
어퍼 프레임(20)의 접합부(21)는 대응부위인 사이드 프레임(10)의 접합부(12) 내측면에 접합된 상태로 스폿 용접될 수 있고, 이로써 사이드 프레임(10)과 어퍼 프레임(20)의 고정 및 결합이 이루어진다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 시트백 프레임(1)에서 어퍼 프레임(20)의 좌우 양 단부 표면에는 돌기(22)가 형성되는데, 상기 돌기(22)는 어퍼 프레임(20)에서 사이드 프레임(10)에 접합되는 접합부(21)로부터 정해진 거리를 두고 위치하도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 돌기(22)는 어퍼 프레임(10)의 좌우 양 단부 표면에서 볼록한 형상으로 형성될 수 있고, 어퍼 프레임(20)의 좌우 양 단부 표면 중에서도 시트의 전후방향을 기준으로 어퍼 프레임 전측면에 전방으로 돌출되도록 형성될 수 있다.
이에 시트백 프레임의 전체를 볼 때 상기 돌기(22)는 시트백 프레임(1)의 상단부 전측면에 위치하는 것이 된다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 시트백 프레임에서 사이드 프레임과 어퍼 프레임의 결합상태를 나타내는 사시도로서, 도 7과 도 8은 서로 다른 각도에서 바라본 사시도이다.
도 9는 도 8에서 선 'B-B'를 따라 취한 단면도로서, 직경(Φ) 165mm의 구(2)를 함께 도시하였다.
본 발명에서 구의 직경(Φ)은 법규로 규정된 구의 일례를 든 것이나, 이하 본 발명을 설명함에 있어서 구의 직경은 165mm일 수 있고, 또는 165mm 보다 작은 직경일 수 있다.
도시된 바와 같이, 시트백 프레임(1)이 조립된 상태에서, 어퍼 프레임(20)에 돌출된 형상으로 형성되는 돌기(22)는 사이드 프레임(10)의 샤프 엣지(11)에 근접하여 배치되며, 이때 어퍼 프레임(20)의 돌기(22)가 사이드 프레임(10)의 샤프 엣지(11)로부터 미리 정해진 거리만큼 이격되어 배치된다.
본 발명의 실시예에 따른 시트백 프레임에서, 좌측과 우측에 각각 위치되는 사이드 프레임(10)의 상단부에 어퍼 프레임(20)의 좌우 양 단부가 접합되며, 이하의 설명에서는 양측 프레임(10,20)에서 서로 접합이 이루어지는 부분과 그에 근접된 주변 부분을 '접합부'라 칭하기로 한다.
양측 프레임(10,20)의 결합시, 사이드 프레임(10)의 접합부(12) 내측으로 어퍼 프레임(20)의 접합부(21)가 넣어진 후, 사이드 프레임(10)의 접합부(12) 내측면과 어퍼 프레임(20)의 접합부(21) 외측면이 접합된 상태로 스폿 용접될 수 있다.
도 7 및 도 8의 우측 확대된 도면에 나타낸 바와 같이, 사이드 프레임(10)의 접합부(12) 가장자리 부분은 절단면으로 되어 있고, 이 절단면에 샤프 엣지(sharp edge)(11)가 존재한다.
도시된 바와 같이, 사이드 프레임(10)의 상단부에 어퍼 프레임(20)의 단부가 접합된 상태일 때, 상기 돌기(22)는 어퍼 프레임(20)의 단부에서 사이드 프레임(10)의 절단된 가장자리 면, 즉 사이드 프레임(10)의 절단면 및 그 절단면의 샤프 엣지(11)로부터 정해진 거리만큼 떨어진 위치에 형성된다.
또한, 돌기(22)는 어퍼 프레임(20)의 단부에서 사이드 프레임(10)이 접합되는 표면에, 오목한 형상이 아닌, 소정 높이를 가지는 볼록한 형상으로 돌출 형성되는데, 도 7 및 도 8에 예시된 바와 같이, 어퍼 프레임(20)의 단부 표면에서 사이드 프레임(10)의 절단면 및 샤프 엣지(11)의 옆에 위치하게 된다.
결국, 도 7 및 도 8의 좌측 도면, 그리고 도 9에서 알 수 있듯이, 직경(Φ) 165mm의 구(2)가 사이드 프레임(10)의 외측면 특정 부위에 접촉하는 동시에 돌기(22) 상면에 접촉하고 있으며, 이때 구(2)의 표면이 사이드 프레임(20)의 절단면 샤프 엣지(11)와 접촉되지 않고 이격될 수 있게 된다.
본 발명에서 어퍼 프레임에 형성되는 돌기의 위치는, 정해진 직경, 즉 상기 165mm의 직경을 가지는 구가 상기 사이드 프레임의 표면 중 임의의 위치의 표면과 상기 돌기에 동시에 접촉하고 있을 때, 상기 구가 상기 엣지 부분에 접촉되지 않는 위치로 정해진다.
이와 같이 구(2)의 표면이 사이드 프레임(10)의 샤프 엣지(11)에 접촉되지 않음으로써 법규를 만족시킬 수 있고, 특히 본 발명에서는 종래와 같은 커버의 제작, 설치 및 이용 없이도 간단히 돌기(22)를 형성하는 것에 의해 법규 만족이 가능해진다.
시트에 착석한 승객의 머리 부분이 상기의 구라 가정한다면, 차량 충돌 등 사고시에 승객의 머리 부분이 사이드 프레임(10)의 샤프 엣지(11)에 접촉하지 않고 편평한 표면 또는 볼록한 표면을 가지는 돌기(22)의 상면부(23)에 접촉되어 지지될 수 있으므로, 샤프 엣지(11)에 의해 승객의 머리 부분이 상해를 입는 것을 방지할 수 있게 된다.
또한, 상기와 같이 샤프 엣지(11)에 의한 상해를 방지하면서도 종래와 같은 커버를 삭제할 수 있으므로, 원가 절감 및 조립공수 축소가 가능해지는 이점이 있게 된다.
본 발명의 실시예에서, 도 9에 나타낸 바와 같이, 돌기(22)의 상면부(23)는 넓고 편평한 형상으로 형성됨이 바람직하다.
도 10과 도 11은 본 발명의 실시예에서 돌기의 위치와 높이를 설정하는 방법을 설명하기 위한 도면으로, 도 10은 평면도이고, 도 11은 도 10의 선 'C-C'를 따라 취한 단면도이다.
본 발명의 사이드 프레임(10)의 두께는 0.5mm ~ 2mm일 수 있다.
이하의 설명에서 돌기의 위치 및 높이 설정 방법은 사이드 프레임(10)의 두께가 0.5mm ~ 2mm인 것을 가정하였을 때 적용할 수 있는 것으로, 사이드 프레임(10)의 두께가 0.5mm ~ 2mm인 것을 기준으로 하여 돌기(22)의 위치 및 높이가 이하의 설명과 같이 설정될 수 있으나, 상기 0.5mm ~ 2mm는 사이드 프레임(10)의 바람직한 두께의 예일 뿐, 사이드 프레임의 두께가 0.5mm ~ 2mm로 반드시 한정되는 것은 아니며, 사이드 프레임(10)의 두께에 있어서 다양한 수정 및 변경이 있을 수 있다.
사이드 프레임(10)의 샤프 엣지(11)가 상기의 구(2)와 접촉하는 것을 방지할 수 있도록 하기 위해 어퍼 프레임(20)에서의 돌기(22)의 위치 및 높이는 다음과 같이 설정될 수 있다.
먼저, 도 11에서 돌기(22)의 높이 'h'는 어퍼 프레임(20)의 표면으로부터 돌기 상면부(23)까지의 수직높이로 정의한다.
또한, 돌기(22)가 도 10 내지 도 12에 예시된 바와 같이 어퍼 프레임(20)의 다른 표면으로부터 상면부(23)까지 경사지게 상승하는 둘레 부분(24)을 가진다 할 때, 도 11과 같은 단면 형상에 있어, 곡률반경 'R'은, 상기 돌기(22)의 경사진 둘레 부분(24) 중에서도 돌기의 상면부(23)에 접하고 있는 곡선부위(24a)의 단면상 곡률반경을 의미한다.
위의 설명에서 도 11의 도면부호 24a가 나타내는 부분은 단면상 곡선을 이루고 있는 부분이므로 곡선부위라 지칭한 것이지만, 실제 돌기(22)에서 둘레 부분(24) 중 상기 상면부(23)에 접하고 있으면서 상기 곡률반경 'R'을 가지는 부분(도면부호 '24' 부분임)은 곡면부위가 된다.
또한, 도 10에서 알 수 있듯이, 돌기(22)의 상면부(23)는 넓고 편평한 면으로 되어 있는데, 이때 돌기(22)의 상면부(23)의 형상은 전체적으로는 사각 형상이면서 모서리 부분이 곡선을 이루고 있는 형상일 수 있다.
도 10에는 돌기(22)의 상면부(23)가 전체적으로 사각 형상인 것으로 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것일 뿐, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 돌기(22)의 상면부(23)의 형상은 물론, 돌기(22)의 전체적인 형상에 있어, 다양한 수정 및 변경이 있을 수 있다.
도 10에서 돌기(22)의 상면부(23)의 가장자리 둘레를 따르는 선은 R 끝점을 나타내는 선으로, 이 선은 도 11에 나타낸 R 끝점을 돌기 전 둘레를 따라서 연결한 선이며, R 끝점은 돌기(22)의 상기 곡선부위(24a)와 돌기(22)의 상기 상면부(23) 사이의 경계를 이루는 점이고, 더불어 돌기(22)의 곡선부위(24a)가 끝나고 돌기의 수평한 상면부(23)가 시작되는 부분이다.
즉, 도 11을 참조하여 설명하면, 단면상에서 R 끝점은 돌기(22)의 곡선부위(24a)가 끝나는 점으로서, 단면상에서 곡선부위의 곡선이 끝나고 곡률이 없어지는 점이며, 돌기(22)의 편평하고 수평한 상면부(23)가 시작되는 점을 의미한다.
한편, 도 11을 참조하면, 돌기(22)의 높이인 'h'와 함께, 사이드 프레임(10)의 샤프 엣지(11)에서 돌기(22)의 R 끝점까지의 수평거리인 'd'가 표기되어 있으며, 돌기(22의 곡선부위(24a)에서의 곡률반경 'R'이 표기되어 있다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 시트백 프레임에서 높이(h)와 위치를 달리한 돌기의 여러 예를 도시한 도면으로, 형상을 달리하는 복수 개의 돌기(22)들, 보다 상세하게는 어퍼 프레임(20)에서의 위치(d = d1, d2, 또는 d3)와 높이(h = h1, h2, 또는 h3)를 달리하는 복수 개의 돌기(22)들이 예시되어 있다.
도 12에는 3개의 돌기(22)가 예시되어 있으며, 3개의 돌기(22)들이 모두, 직경(Φ) 165mm의 구(2)가 사이드 프레임(10)의 샤프 엣지(sharp edge)(11)에 접촉하지 않도록 하는 위치와 높이(h)를 가지고 있다.
따라서, 3개 중 어느 것이라도 하나의 돌기(22)가 어퍼 프레임(20)에 형성된다면, 직경(Φ) 165mm의 구(2)가 사이드 프레임(10)의 샤프 엣지(sharp edge)(11)에 접촉하지 않아야 하는 법규를 만족시킬 수 있게 된다.
도 12에서는, 직경(Φ) 165mm의 구(2)가 사이드 프레임(10)의 표면(도면상 상면)에 접촉할 때, 단면상 사이드 프레임(10)의 상면에서 상기 직경(Φ) 165mm의 구(2)가 접촉하는 점(P1)으로부터 샤프 엣지(11)까지의 거리를 'm'으로 정의하고 있다.
즉, 단면상 사이드 프레임(10) 상면의 한 점인 상기 구(2)와의 접점(P1)과 사이드 프레임(10)의 샤프 엣지(11) 사이의 거리가 'm'인 것이다.
결국, 사이드 프레임(10)의 접점(P1)과 샤프 엣지(11)까지의 거리인 'm', 돌기(22)의 높이인 'h', 사이드 프레임(10)의 샤프 엣지(11)에서 R 끝점(P2)까지의 거리인 'd'는, 어퍼 프레임(20)에서 돌기(22)의 높이(h)와 위치를 결정하는 형상 인자가 된다.
다시 말해, 'm'이 결정되면, 어퍼 프레임(20)의 돌기(22)는 크기별로 높이 'h'와 거리 'd'를 달리하는 여러 형상들을 가질 수 있는 것이며, 도 12에서 알 수 있듯이, 돌기의 높이(h)가 h1, h2, h3 ('h1 < h2 < h3' 임)가 될 수 있고, 이때 샤프 엣지(11)에서 R 끝점(P2)까지의 거리(d)가 d1, d2, d3('d1 < d2 < d3' 임)가 될 수 있다.
이와 같이 도 12에 도시된 돌기(22)들은 모두 형상을 달리하고 있으며, 보다 상세하게는 어퍼 프레임(20)에서의 위치(d = d1, d2, 또는 d3)와 높이(h = h1, h2, 또는 h3)를 모두 달리하고 있다.
도 12에 도시된 3개의 돌기(22)들은 모두 직경(Φ) 165mm의 구(2)가 사이드 프레임(10)의 샤프 엣지(sharp edge)(11)에 접촉하지 않도록 하는 위치와 높이를 가지고 있으며, 따라서 3개의 돌기(22) 중 어느 하나라도 어퍼 프레임(20)에 형성된다면, 법규 만족 물론, 차량 사고시 승객이 샤프 엣지에 의해 상해를 입는 것을 방지할 수 있게 된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 돌기(22)의 형상을 결정하는 인자, 즉 어퍼 프레임(20)에서의 돌기 위치와 돌기 높이를 결정하는 형상 인자인 상기 'm', 'h', 'd'가 아래의 수학식 1의 관계를 만족하는 돌기(22)가 어퍼 프레임(20)에 형성될 수 있다.
[수학식 1]
Figure pat00002
상기 수학식 1에서 Φ는 구의 직경을 나타낸다.
상기 수학식 1은 형상 인자인 'm', 'h', 'd'의 관계, 특히 법규를 만족시킬 수 있는 'm', 'h', 'd'의 관계를 규정하고 있는 것으로, 수학식 1의 관계를 만족하는 'm', 'h', 'd'의 값을 가지는 돌기(22)를 어퍼 프레임(20)에 형성한다면, 직경(Φ)이 165mm인 구(2)가 사이드 프레임(10)의 샤프 엣지(sharp edge)(11)에 접촉하지 않아야 하는 법규를 만족시킬 수 있게 된다.
이는 차량 사고시 시트에 착석한 승객의 머리 부분이 사이드 프레임(10)의 샤프 엣지(11)에 접촉되지 않도록 하여 샤프 엣지에 의해 상해를 입지 않도록 할 수 있다는 것을 의미한다.
상기 수학식 1은 도 13에 도시된 삼각형에서의 기하학 공식으로부터 도출된 것으로, 여기서 기하학 공식은 아래의 수학식 2와 같다.
[수학식 2]
Figure pat00003
수학식 2에서 ' (d + m)2 = (Φ/2-h)×h '이므로, 이 식에서 수학식 1이 도출될 수 있다.
본 발명의 실시예로서 돌기(22)의 상면부(23)는 도 11에 나타낸 바와 같이 넓고 편평한 형상의 표면을 가질 수 있으나, 다른 실시예에서 돌기(22)의 상면부(23)는 도 14에 나타낸 바와 같이 위로 볼록한 형상의 표면을 가질 수 있다.
즉, 돌기(22)의 상면부(23)는 단면상 일정한 곡률반경(R')을 가지는 곡면을 이루고 있는 볼록한 형상의 표면을 포함할 수 있는 것이다.
이때, 상기 볼록한 표면의 단면상 곡률반경(R')은 돌기에서 상면부(23)에 접하고 있는 곡면부위(24a)의 단면상 곡률반경(R)에 비해 큰 값으로 정해질 수 있다(즉 R < R' 일 수 있음).
이와 같이 하여, 본 발명에 따른 시트백 프레임에 의하면, 직경(Φ) 165mm의 구가 사이드 프레임의 샤프 엣지에 접촉하지 않아야 하는 법규를 만족시킬 수 있고, 나아가 차량의 충돌 사고시 시트에 착석한 승객이 사이드 프레임의 샤프 엣지에 의해 상해를 입는 것이 효과적으로 방지될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 시트백 프레임에서는 법규 만족을 위해 샷프 엣지 부분을 덮을 수 있도록 별도로 제작하여 설치하던 종래의 사출 커버가 삭제될 수 있고, 샤프 엣지 부분의 날카로움을 없애기 위한 추가 용접 작업 등이 생략될 수 있다.
이에 재료비의 절감이 가능해지는 것은 물론, 추가 용접을 위한 용접 설비 변경 등에 소요되는 비용을 절감할 수 있고, 원가 절감 및 공수 축소 등이 가능해진다.
또한, 샤프 엣지 회피를 위한 시트백 프레임의 형상 변경이 불필요하고, 시트백 프레임의 설계 자유도가 증대되는 효과가 있게 된다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당 업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
1 : 시트백 프레임
2 : 구
10 : 사이드 프레임
11 : 샤프 엣지
12 : 접합부
13 : 커버
20 : 어퍼 프레임
21 : 접합부
22 : 돌기
23 : 상면부
30 : 로어 프레임
40 : 서스펜션 와이어 어셈블리
P1 : 접점
P2 : R 끝점

Claims (13)

  1. 좌우 양측에서 상하로 길게 배치되는 사이드 프레임;
    상기 사이드 프레임에 접합되어 설치된 어퍼 프레임; 및
    상기 사이드 프레임에 접합되어 설치된 로어 프레임을 포함하고,
    상기 사이드 프레임의 가장자리 부분에 존재하는 엣지 부분으로부터 정해진 거리를 두고 위치되는 어퍼 프레임 표면에 돌기가 형성되어, 상기 엣지 부분으로 인한 승객 상해가 상기 돌기에 의해 방지되도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 시트백 프레임.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 엣지 부분은 사이드 프레임에서 어퍼 프레임에 접합되는 접합부의 가장자리 부분에 존재하는 엣지 부분인 것을 특징으로 하는 차량용 시트백 프레임.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 돌기는 어퍼 프레임 단부에서 시트 전후방향을 기준으로 할 때 어퍼 프레임 전측면에 전방으로 돌출되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 시트백 프레임.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 돌기는 좌우 양측의 사이드 프레임 상단부 사이를 연결하는 어퍼 프레임의 좌우 양 단부 표면에 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 시트백 프레임.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 어퍼 프레임에서 돌기의 위치는, 정해진 직경의 구가 상기 사이드 프레임의 표면 중 임의의 위치의 표면과 상기 돌기에 동시에 접촉하고 있을 때, 상기 구가 상기 엣지 부분에 접촉되지 않는 위치로 정해지는 것을 특징으로 하는 차량용 시트백 프레임.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 구는 165mm이거나 165mm보다 작은 직경을 가지는 구인 것을 특징으로 차량용 시트백 프레임.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 돌기의 상면부는 편평한 표면을 가지거나 볼록한 표면을 가지는 것을 특징으로 하는 차량용 시트백 프레임.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 돌기는 상기 어퍼 프레임의 표면으로부터 상기 상면부까지 경사지게 상승하는 둘레 부분을 가지며, 상기 둘레 부분 중에서 상기 돌기의 상면부에 접하는 곡면부위가 단면상 정해진 곡률반경을 나타내는 것을 특징으로 하는 차량용 시트백 프레임.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 돌기의 상면부가 가지는 볼록한 표면의 단면상 곡률반경이 상기 돌기의 상면부에 접하는 곡면부위의 단면상 곡률반경보다 큰 것을 특징으로 하는 차량용 시트백 프레임.
  10. 청구항 8에 있어서,
    정해진 직경의 구가 상기 사이드 프레임의 표면 중 임의의 위치의 표면과 상기 돌기에 동시에 접촉하고 있을 때, 상기 구가 접촉하는 사이드 프레임 표면의 접촉점에서 상기 엣지 부분까지의 거리가 'm'이고,
    상기 구의 정해진 직경이 Φ이며,
    상기 어퍼 프레임의 표면으로부터 돌기의 상면부까지의 수직높이가 'h'이고,
    상기 엣지 부분으로부터 R 끝점까지의 수평거리가 'd'이며,
    상기 R 끝점이 상기 돌기에서 상기 곡면부위와 상기 편평한 상면부 사이의 경계를 이루는 점일 때,
    상기 돌기의 'm', 'h', 'd'의 관계는
    '
    Figure pat00004
    '를 나타내는 것을 특징으로 하는 차량용 시트백 프레임.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 어퍼 프레임에서 돌기의 위치는, 상기 구가 상기 사이드 프레임의 표면 중 임의의 위치의 표면과 상기 돌기에 동시에 접촉하고 있을 때, 상기 구가 상기 엣지 부분에 접촉되지 않는 위치로 정해지는 것을 특징으로 하는 차량용 시트백 프레임.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 구는 165mm이거나 165mm보다 작은 직경을 가지는 구인 것을 특징으로 차량용 시트백 프레임.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 사이드 프레임의 두께가 0.5mm ~ 2mm인 것을 특징으로 하는 차량용 시트백 프레임.
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