KR20210032410A

KR20210032410A - 섬유 복합 재료로 제조된 튜브 요소를 구비한 차량 시트 프레임

Info

Publication number: KR20210032410A
Application number: KR1020217003445A
Authority: KR
Inventors: 안드레아 바우저삭스; 요헨 호프만; 토마스 비터만; 자샤 바이트; 스벤 신네; 마이크 구드; 알렉산더 리에브슈; 로버트 쿠퍼
Original assignee: 브로제 파르쪼이크타일레 에스이 운트 코. 콤만디트게젤샤프트, 코부르크
Priority date: 2018-07-25
Filing date: 2019-07-25
Publication date: 2021-03-24
Also published as: DE102018212442A1; DE112019003745A5; WO2020021030A1; CN112584999A; WO2020021023A1

Abstract

본 발명은 섬유 복합 재료로 형성된 튜브 요소를 제조하기 위한 방법으로서: (S1) 각각 메쉬 튜브로 형성된 제1 섬유 메쉬(M1) 및 제2 섬유 메쉬(M2)를 제공하는 단계 및 (S3) 섬유 메쉬(M1, M2)를 가열하여 섬유 메쉬(M1, M2) 사이에 접합식 연결부를 형성함으로써 제1 섬유 메쉬(M1)를 구비한 적어도 하나의 제1 층(210) 및 제2 섬유 메쉬(M2)를 구비한 제2 층(211)을 가진 튜브 요소(2)의 튜브 바디(21)를 형성하는 단계를 포함하는 방법에 관한 것이다. 이러한 방식으로, 하중 발생시 힘의 소산을 유리하게 제어하면서 차량 시트의 경량 구성이 가능한 튜브 요소가 제공된다.

Description

섬유 복합 재료로 제조된 튜브 요소를 구비한 차량 시트 프레임

본 발명은 청구범위 제1항에 따른 튜브 요소를 제조하기 위한 방법 및 차량 시트 프레임의 어셈블리 뿐 아니라 제14항의 전제부에 따른 튜브 요소 및 차량 시트 프레임의 어셈블리에 관한 것이다.

차량 시트 프레임의 기존 구조, 예를 들어 등받이부의 구조에서, 지금까지 통상적으로 강철로 제조되어 왔고 특히 충돌시 강도 요건과 관련하여 등받이부에 충분한 강성과 강도를 제공하기 위해 사용되고 있는 횡방향 튜브 형태의 튜브 요소가 등받이부의 프레임부 사이에 연장되어 있다. 이러한 강철제 튜브는 일반적으로 무겁고 차량 시트의 총 중량을 크게 증가시킨다.

시트 프레임의 구조에서는 비틀림 모멘트, 굽힘 하중 및 인장 및 압축 하중이 발생한다. 이를 위해 구조부는 이러한 하중을 흡수하고 소산하도록 구성되어야 한다. 이와 관련하여 시트 프레임에 가해지는 하중은 국소적으로 크게 다르므로 동하중력(dynamic load force)과 모멘트를 흡수 및 소산하기 위한 수단이 특히 하중이 가해지는 위치에 제공되어야 한다.

DE 10 2006 012 699 A1에는 방향성이 없는 장섬유로 보강된 수지로 제조된 영역과 다차원 장섬유로 보강된 수지로 제조된 영역을 포함하는 차량 등받이의 3차원 구조가 공지되어 있다.

DE 10 2010 051180 A1에는 중공형이면서 전체적으로 평면이며 바람직하게는 금속으로 제조되지만 경우에 따라서는 복합 재료로 제조되는 튜브형의 보강 요소를 포함하는 중공 성형된 수지제 시트 등받이의 외피(shell)가 공지되어 있다.

DE 20 2014 004 095 U1에는 튜브 바디를 포함하고 중공 바디로서 구성된 차량 시트용 횡지지체가 공지되어 있다. 상기 횡지지체는 수지 재료로 구성된다.

본 발명의 과제는 하중이 가해질 때 원하는 유리한 힘의 소산과 함께 차량 시트를 경량으로 구성할 수 있는 튜브 요소를 제공하는 것이다.

상기 과제는 청구범위 제1항의 특징부를 가진 방법에 의해 해결된다.

본 발명에 의하면, 섬유 복합 재료(특히 유기 금속 시트)로 형성된 튜브 요소를 제조하기 위한 방법이 제공된다. 상기 방법은 경우에 따라 각각 메쉬 튜브로 형성된 제1 섬유 메쉬 및 제2 섬유 메쉬를 제공하는 것을 포함한다. 또한 상기 방법은 (특히 섬유 메쉬를 가열함으로써) 섬유 메쉬 사이에 접합식 연결부를 형성함으로써 상기 제1 섬유 메쉬를 구비한 적어도 하나의 제1 층 및 상기 제2 섬유 메쉬를 구비한 제2 층을 가진 튜브 요소의 튜브 바디를 형성하는 것을 포함한다.

이러한 튜브 요소를 사용하면, 특히 경량이면서 동시에 힘의 소산을 제어할 수 있는 차량 시트를 특히 제조할 수 있다. 경우에 따라 상기 튜브 요소는 종축을 따라 연장되어 있다. 상기 튜브 요소는 다양한, 특히 길이를 따라 서로 다른 단면 형상을 가질 수 있고 중공 형상(profile)을 나타낼 수 있다.

상기 섬유 메쉬를 제공한 후 가열하기 전에 상기 섬유 메쉬를 서로 고정시킬 수 있다. 이를 위해, 하나 이상의 용접점, 예를 들어 적외선 용접점 및/또는 초음파 용접점을 설정할 수 있으며, 이를 통해 2개 이상의 (사전에 분리되어 있는) 섬유 메쉬 (및 경우에 따라 추가 섬유 구조체)가 서로 체결된다.

제조한 튜브 요소는 예를 들어 열가소성 수지 기지(matrix)에 매립된 연속 섬유를 포함한다.

상기 섬유 메쉬 중 하나는 다른 섬유 메쉬 내부에 적어도 부분적으로 배치될 수 있다. 제조된 튜브 요소에서, 예를 들어 제1 섬유 메쉬를 구비한 제1 층은 제2 섬유 메쉬를 구비한 제2 층 내부에 반경 방향으로 배치된다. 경우에 따라 2개가 넘는 섬유 메쉬가 다수의 층으로 서로 끼워져 배치될 수 있다. 이를 통해 단순한 방법으로 상기 튜브 요소의 최적 내응력성을 소정 용도에 맞게 조절할 수 있다.

상기 섬유 메쉬들은 다양한 섬유 조성을 가지거나 이와 달리 동일한 섬유 조성을 가질 수도 있다.

경우에 따라, 상기 섬유 메쉬 각각은 예를 들어 폴리아미드(PA), 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 제조된 폴리머 섬유를 포함한다. 상기 폴리머 섬유는 가열시 용융되고 전체적으로 또는 부분적으로 섬유 복합 재료의 기지를 형성할 수 있는데, 이는 매우 단순화된 제조 공정과 기지 재료의 특히 균일한 분포를 가능하게 한다.

상기 섬유 메쉬들은 폴리머 섬유의 서로 다른 질량 및/또는 부피 분율을 가질 수 있다. 예를 들어 상기 튜브 바디의 표면을 형성하는 섬유 메쉬는 인접한 (예를 들어, 양면이 섬유 메쉬에 의해 둘러싸인) 섬유 메쉬보다 더 큰 폴리머 섬유의 부피 분율을 갖는다.

상기 섬유 메쉬 중 적어도 하나는 대부분 또는 전체가 폴리머 섬유로 구성 될 수 있다.

경우에 따라서 상기 섬유 메쉬 중 적어도 하나 또는 여러 개, 특히 모든 섬유 메쉬가 각각 하이브리드 얀(hybrid yarn)으로 구성되거나 하이브리드 얀을 포함한다. 상기 하이브리드 얀은 폴리머 섬유 및 예를 들어 유리, 탄소섬유(CF), 현무암 또는 아라미드로부터 선택된 보강 섬유를 포함한다.

상기 접합식 연결부를 형성하기 위해 가열하는 동안 일반적인 통합 공정(consolidation process)으로 통합 도구에서 섬유 메쉬를 통합할 수 있다. 이때 상기 폴리머 섬유가 섬유 복합 재료의 기지 재료를 형성할 수 있다.

경우에 따라서 또 다른 구성 요소를 일반적인 통합 공정 중 또는 후에 열가소성 용접 및/또는 성형한다. 이를 통해 추가 기능을 수행할 수 있다. 상기 구성 요소는 예를 들어 열가소성 수지로 구성되거나 열가소성 수지를 포함한다.

선택적으로 또는 추가로, 적어도 하나의 섬유 구조체를 특히 평면의 메쉬, 직포, 피륙, 편직물, 스티치 또는 기타 (특히 평면의) 직물 구성으로 제공할 수 있고 일반적인 통합 공정으로 섬유 메쉬와 연결시킬 수 있다. 이를 통해 특히 간단한 제조와 함께 추가 기능을 수행할 수 있게 된다. 특히 섬유 메쉬(들)와 동종 또는 동일한 폴리머를 가진 하이브리드 얀을 사용할 수 있다.

상기 접합식 연결부를 형성하기 위해 가열하기 전에 상기 섬유 메쉬 중 적어도 하나를 절단할 수 있다. 이는 약화를 제어할 수 있고, 선택적으로 또는 추가로 예를 들어 다른 구성 요소에 연결할 수 있게 한다.

상기 접합식 연결부를 형성하기 위해 가열하기 전에 상기 섬유 메쉬 중 적어도 하나로부터 플랩을 잘라낼 수 있다.

또한 차량 시트 프레임의 어셈블리를 제조하기 위한 방법이 제공되는데, 본 명세서에 기재되어 있는 튜브 요소를 제조하기 위한 방법의 임의의 구성에 따라 튜브 요소를 제조하고 차량 탑승자를 위한 시트면을 제공하기 위한 시트 서브 어셈블리 또는 시트 서브 어셈블리와 연결된 등받이 서브 어셈블리의 구조부에 배치한다.

위에서 언급한 과제는 또한 튜브 요소, 특히 종축을 따라 연장되고 특히 섬유 복합 재료(특히 유기 금속 시트)로 형성, 특히 제조되고 제1 섬유 메쉬를 구비한 적어도 하나의 제1 층 및 제2 섬유 메쉬를 구비한 제2 층을 가진 튜브 바디를 포함하는 차량 시트 프레임의 어셈블리용 튜브 요소에 의해 해결된다. 경우에 따라서 상기 섬유 메쉬는 각각 적어도 부분적으로 종축을 중심으로 원주 방향으로 연장된 메쉬 튜브에 의해 형성된다.

상기 튜브 요소는 예를 들어 본 명세서에 기재되어 있는 방법에 의해 제조 될 수 있다.

예를 들어 상기 튜브 바디의 서로 다른 층의 섬유 메쉬는 각각 종축을 중심으로 원주 방향으로 연장되어 있는 메쉬 튜브로 형성된다. 따라서 상기 섬유 메쉬는 각각 제1 층의 제1 섬유 메쉬가 예를 들어 튜브 바디의 내부에 배치되고 제2 층의 섬유 메쉬에 의해 덮여져 있는 (원주 방향으로 폐쇄된) 튜브 구조를 형성할 수 있다. 또한 제3 층의 섬유 메쉬가 상기 제2 층의 섬유 메쉬 외측에 반경 방향으로 배치될 수 있고, 또한 상기 제3 층의 섬유 메쉬는 제4 층의 섬유 메쉬에 의해 둘러싸일 수 있다. 펜싱(fencing) 튜브 형태의 상기 섬유 메쉬는 특정 하중(비틀림, 굽힘 또는 인장/압축 하중)에 맞게 구성될 수 있고 서로 다른 섬유 메쉬를 중첩하여 서로 다른 하중 방향의 하중을 수용 및 흡수할 수 있다. 이때 상기 섬유 메쉬는 국소적으로 강성 증가 및 튜브 요소의 다른 곳에서는 강성 감소를 조절하여 예를 들어 튜브 요소에 의도한 복원성을 제공할 수도 있다.

경우에 따라서 상기 튜브 바디는 예를 들어 토크를 도입하거나 밀봉을 위해 튜브 요소의 다른 구성 요소와 접합식으로 맞물려진다.

따라서 상기 튜브 요소는 튜브 바디와 다층으로 형성된다. 제1 층은 제1 섬유 메쉬를 포함하고 제2 층은 제2 메쉬를 포함한다. 상기 섬유 메쉬는 각각 예를 들어 섬유를 교차시켜 형성되고 중첩시켜 튜브 바디를 형성한다.

예를 들어, 상기 튜브 요소는 원주 방향으로 폐쇄되어 있고 공간(lumen)을 둘러싸고 있다. 따라서 상기 튜브 요소는 내부가 비어 있는 형태이다. 상기 공간을 원주 방향으로 둘러싸고 있는 튜브 바디는 섬유 메쉬로 형성된 층에 의해 제조된다. 여기서 상기 개별 층의 섬유 메쉬는 동일하거나 또는 서로 다르게 구성될 수 있다.

일 구현예에서, 상기 튜브 요소(전체 또는 부분적으로)는 원형 단면을 가진 실질적으로 원통형의 형상을 갖는다. 따라서 상기 튜브 요소는 종축을 따라 길이 방향으로 연장되고 (원형의) 원통형으로 성형된다.

그러나 이와 달리 (또는 단면 형상의 경우에 추가로), 상기 튜브 요소(전체적으로 또는 부분적으로)는 원통형 형상에서 벗어난 형상을 가지며, 특히 원형 단면을 형성하지 않는 것을 생각할 수 있다. 상기 튜브 요소의 형상은 원주 방향으로 원형 형상으로부터 벗어나고 종축을 따라서는 원통형 형상으로부터 벗어날 수 있다. 적절한 성형기에서 성형함으로써 상기 튜브 요소는 기본적으로 힘과 모멘트의 흡수 및 소산을 제어하기 위한 어떠한 형상으로도 구성될 수 있다. 경우에 따라 상기 튜브 요소는 별 모양 및/또는 톱니 모양으로 형성된 단면을 갖는다. 상기 단면 형상은 종방향으로 변할 수 있다는 것 또한 중요하다. 예를 들어, 상기 튜브 요소는 어느 한 위치에서는 원형의 단면을 갖고 다른 위치에서는 원형이 아닌 단면, 예를 들어 직사각형의 단면을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 튜브 요소는 어느 하나의 위치에서는 원형 단면을 갖고, 다른 위치에서는 정사각형 단면 및/또는 또 다른 위치에서는 육각형 단면을 가질 수 있다. 선택적으로 또는 추가로, 상기 튜브 요소의 단면 직경은 부분적으로 변할 수 있다.

상기 튜브 요소의 튜브 바디는 다층으로 구성된다. 상기 층은 바람직하게는 제1 층이 반경 방향으로 가장 안쪽의 층을 구성하고 제2 층이 제1 층의 반경 방향으로 외측에 배치되도록 반경 방향으로 중첩하여 배치된다. 따라서 상기 제2 층은 적어도 부분적으로 제1 층의 외면을 덮게 된다.

또한 상기 튜브 바디는 예를 들어 제2 층의 반경 방향으로 외측에 배치되는 제3 층을 포함할 수 있다. 상기 제3 층의 반경 방향으로 외측에는 추가 층들이 배치될 수 있다. 따라서 상기 튜브 바디는 중첩 배치된 3개의 (또는 그 이상의) 층에 의해 형성되는데, 이때 상기 층수는 바람직하게는 튜브 바디에 (국소적으로 또는 전체적으로) 제공할 강도에 맞게 조정된다.

일 구현예에서, 상기 튜브 바디는 예를 들어 각각 섬유 메쉬를 구비한 최대 10개의 층으로 구성될 수 있다. 경우에 따라서는 더 많은 층을 생각할 수 있다.

상기 층들은 각각 섬유 메쉬를 포함하되, 상기 층들의 섬유 메쉬는 중첩 배치되어 다층 구조를 형성한다. 여기서 상기 섬유 메쉬는 예를 들어 메쉬형 하이브리드 얀로 형성되거나 열가소성/열경화성 수지 재료로 제조된 기지에 매립되어 기지-섬유 복합재로 제조된 튜브 요소의 다층 구조가 얻어진다. 상기 섬유 메쉬가 메쉬형 하이브리드 얀으로 형성되는 경우에 상기 섬유 메쉬는 예를 들어 가열에 의해 일부 용융됨으로써 접합식으로 서로 연결될 수 있다. 기지에 매립시 개별 층들의 섬유 메쉬는 예를 들어 서로 중첩 배치된 다음 함께 중합되어 폴리머 기지에 매립된다.

상기 섬유 메쉬는 각각 바람직하게는 섬유 직물 또는 섬유 피륙의 형태에 따라 섬유를 교차시켜 형성된다. 각 섬유 메쉬의 서로 다르게 배향된 섬유는 예를 들어 비스듬히(예를 들어 20°내지 90°의 각도로) 또는 서로 거의 수직으로 연장된다. 상기 섬유 메쉬를 바람직하게는 튜브 형태로 롤링하여 섬유 교차에 의해 메쉬 튜브를 구성하고, 이를 중첩하여 다층 배치함으로써 튜브 바디를 형성한다.

일 구현예에서, 상기 섬유 메쉬의 섬유는 연속 섬유에 의해 형성된다. 연속 섬유는 일반적으로 길이가 긴, 예를 들어 50 mm보다 긴 섬유를 의미하는 것으로 이해된다. 이러한 연속 섬유는 튜브 요소의 높은 강도에 기여하며 유리, 아라미드 또는 탄소와 같은 다양한 섬유 재료로 제조될 수 있다.

상기 튜브 바디의 서로 다른 층들은 특히 섬유 메쉬의 구성에 있어서 서로 다를 수 있다.

종축을 따라 측정했을 때 서로 다른 층의 섬유 메쉬는 서로 다른 길이를 가질 수 있다. 따라서 특히 상기 튜브형으로 구성된 섬유 메쉬는 부분적으로만 중첩하게 되므로(종축을 따라 축 방향으로 봤을 때), 상기 튜브 바디는 종단면에서 예를 들어 단 하나의 층, 다른 단면에서는 2개의 층, 다른 단면에서는 3개의 층으로 구성될 수 있다. 또 다른 축 방향 길이를 갖거나 또는 또 다른 층의 축 방향 길이에 상응하는 길이를 가진 층들이 더 존재할 수 있다.

상기 층의 상호 배치를 상이하게 변화시키는 것을 생각할 수 있다. 예를 들어 상기 제1 섬유 메쉬를 구비한 제1 층은 축 방향으로 짧게 구성할 수 있고 예를 들어 상기 튜브 요소의 중앙에 높은 강성을 제공하기 위해 튜브 요소의 중앙에 축 방향으로 배치할 수 있다. 이 경우, 상기 제2 및 제3 층을 예를 들어 제1 층보다 길게 구성할 수 있고, 상기 제1 층을 원주 방향으로 둘러싸고 축 방향으로 돌출해 있을 수 있다.

또 다른 구현예에서, 상기 제1 층을 축 방향으로 길게 구성하는 한편, 상기 제2 층 및 경우에 따라서 제3 층은 제1 층보다 짧게 구성하는 것도 생각할 수 있다. 이 경우, 상기 제3 층은 예를 들어 축 방향으로 가장 짧은 길이를 가질 수 있고, 예를 들어 상기 튜브 요소의 중앙에 배치될 수 있으므로 튜브 요소의 중앙에 강성을 증가시킨다.

또 다른 구현예에서, 축 방향으로 가장 짧은 층(예를 들어 제1 층 또는 제3 층)을 또한 튜브 요소의 일단부에 배치하여 상기 단부의 강성을 증가시킬 수 있다.

추가로 또는 선택적으로, 축 방향 길이가 서로 다른 층들의 섬유 메쉬를 형성하기 위해서 섬유 메쉬를 섬유의 배향이 서로 다르게 되도록 제공할 수도 있다. 인접한 섬유 메쉬는 섬유 메쉬의 섬유 간 각도가 비스듬하게 되도록 서로 배치될 수 있는데, 이때 상기 각도는 하나 이상의 바람직한 하중 방향으로 튜브 요소의 내응력성이 크게 조절되도록 선택될 수 있다. 상기 튜브 요소의 제조시, 특히 예를 들어 중공 성형기에서 형상 변경시, 섬유 메쉬의 각도는 최종 상태, 즉 성형된 튜브 요소에서 섬유 메쉬 사이의 원하는 각도로 조절되도록 고정될 수 있다.

상기 섬유 메쉬는 또한 섬유 밀도, 섬유 재료 및 섬유의 두께(즉, 직경)이 다를 수 있다.

추가로 또는 선택적으로, 하나 이상의 층은 각각의 섬유 메쉬 외에도 종방향으로 연장된 보강 섬유를 포함하여 상기 보강 섬유의 길이 (종으로 연장된) 방향을 따라 각각의 섬유 메쉬를 더욱 보강한다. 이때 서로 다른 층은 보강 섬유의 배치에 있어서 서로 다를 수 있다. 예를 들어 서로 다른 층이 서로 다르게 배향되거나 서로 다른 밀도로 배치된 보강 섬유를 포함할 수 있다. 또한 서로 다른 층의 보강 섬유가 재료에 있어서 서로 다른 것을 생각할 수 있다. 예를 들어 상기 보강 섬유는 유리, 아라미드 또는 탄소로 제조될 수 있다.

섬유 메쉬의 중첩에 의한 다층 구성 외에도, 상기 튜브 바디의 외부에(또는 경우에 따라 내부에도) 튜브 바디의 국소 보강을 위한 추가 구조체를 부착할 수 있다. 상기 튜브 바디는 예를 들어 외부에 길게 연장된 섬유를 구비하고 튜브 바디 상에 또는 내부에 적층되는 밴드 구조체를 더 포함할 수 있다. 이러한 밴드 구조체에 의해 상기 튜브 요소는 예를 들어 단부가 보강되거나 길이 방향을 따라 보강되어 힘 또는 모멘트를 흡수하기 위해 방향에 따른 강도를 제어할 수 있다. 예를 들어, 각각의 섬유 메쉬 외에도 상기 튜브 바디는 바깥쪽을 향한 외주면에 튜브 바디의 국소 보강을 위한 적어도 하나의 밴드 구조체를 포함한다.

예를 들어, 이러한 밴드 구조체는 종축을 중심으로 원주 방향으로 감쌀 수 있어 상기 튜브 바디의 외주면을 따라 외부에서 연장될 수 있다. 추가로 또는 선택적으로, 상기 튜브 바디의 외주면에 밴드 구조체가 길게 연장될 수 있다. 추가로 또는 선택적으로, 상기 밴드 구조체는 튜브 바디의 외주면을 따라 나선형으로 연장되는 나선 형상을 가질 수 있다. 상기 밴드 구조체의 섬유는 각각 밴드 구조체의 길이 방향을 따라 배향된다. 이러한 밴드 구조체에 의해 상기 튜브 요소는 힘과 모멘트가 튜브 요소에 유리한 방식으로 흡수될 수 있도록 하중의 특정 유형에 맞게 구성될 수 있다.

추가로 또는 선택적으로, 상기 튜브 요소는 예를 들어 짧은 메쉬 튜브로 형성되고 예를 들어 튜브 바디의 중심에 형성되는 환형 웹 형태의 보강 구조 또는 상기 튜브 바디 내부에 배치되고 튜브 바디 내부에서 직경 방향(종축에 대해 횡)으로 연장되어 특히 종축에 대해 횡으로 하중에 대해 내부에서 튜브 요소를 보강하는 하나 이상의 스트럿 요소를 더 포함한다.

또한 상기 섬유 메쉬 또는 이와 접합식으로 연결된 섬유 구조체는 루프를 형성할 수 있다. 특히, 상기 루프(일반적으로 섬유 복합 재료부)는 튜브 바디로부터 측방향으로 돌출해 있을 수 있다. 예를 들어 상기 루프는 탑-테더-브래킷(top-tether-bracket)을 구성할 수 있다. 이와 달리 예를 들어 2개의 루프가 아이소픽소 홀더(isofix-holder)를 구성할 수 있다.

또한 차량 시트 프레임의 어셈블리가 제공된다. 이러한 어셈블리는 차량 탑승자에게 시트면을 제공하기 위한 시트 서브 어셈블리의 구조부 또는 시트 서브 어셈블리와 연결된 등받이 서브 어셈블리를 포함한다. 상기 구조부에는 종축을 따라 연장되어 있고 구조부 보강을 위해 섬유 복합 재료로 제조되는 튜브 요소가 배치된다. 이때 상기 튜브 요소는 본 명세서에 기재된 임의의 구성에 따라 형성되고/또는 제1 섬유 메쉬를 구비한 제1 층 및 제2 섬유 메쉬를 구비한 제2 층을 포함하는 튜브 바디를 포함한다.

일 구현예에서, 상기 튜브 요소는 예를 들어 등받이 서브 어셈블리의 일부인 구조부에 횡으로 연장되어 있다. 따라서 상기 튜브 요소는 예를 들어 종축에 대해 횡으로 연장된 구조부의 횡방향 바아 형태의 프레임부 사이에서 연장되어 있는 횡방향 튜브이다. 따라서 상기 튜브 요소는 서로 다른 프레임부를 서로 연결하고 상기 프레임부를 서로 보강한다. 상기 튜브 요소는 구조부의 프레임부 사이에서 연장될 수 있다(예를 들어 실질적으로 종축에 대해 횡으로 연장될 수 있다). 상기 튜브 요소는 일반적으로 차량 시트 프레임의 2개의 프레임부, 예를 들어 시트 프레임 또는 등받이 프레임을 서로 연결할 수 있다.

또한 본 명세서에 기재되는 임의의 구성에 따른 차량 시트 프레임의 어셈블리를 각각 포함하는 차량 시트 및 차량 시트 프레임이 제공된다.

이하, 도면에 도시되어 있는 실시예를 참조하여 본 발명의 토대가 되는 사상을 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 차량 시트의 시트 프레임을 도시하고 있는 도면이고;
도 2는 등받이 서브 어셈블리의 구조부를 보강하는 튜브 요소를 구비하고 있는 차량 시트의 시트 프레임을 도시하고 있는 도면이고;
도 3은 튜브 요소를 별도로 도시하고 있는 도면이고;
도 4a는 서로 다른 섬유 메쉬를 구비한 3개의 서로 다른 층을 포함하는 튜브 요소의 일 실시예를 도시하고 있는 도면이고;
도 4b는 도 4a에 따른 튜브 요소의 종단면도이고;
도 5a는 서로 다른 섬유 메쉬를 구비한 3개의 서로 다른 층을 포함하는 튜브 요소의 또 다른 실시예를 도시하고 있는 도면이고;
도 5b는 도 5a에 따른 튜브 요소의 종단면도이고;
도 6a는 서로 다른 섬유 메쉬를 구비한 3개의 서로 다른 층을 포함하는 튜브 요소의 또 다른 실시예를 도시하고 있는 도면이고;
도 6b는 도 6a에 따른 튜브 요소의 종단면도이고;
도 7A는 서로 다른 섬유 메쉬를 구비한 3개의 서로 다른 층을 포함하는 튜브 요소의 또 다른 실시예를 도시하고 있는 도면이고;
도 7b는 도 7A에 따른 튜브 요소의 종단면도이고;
도 8은 서로 다른 섬유 메쉬를 구비한 3개의 서로 다른 층을 포함하는 튜브 요소의 또 다른 실시예를 도시하고 있는 도면이고;
도 9a는 밴드 구조체에 의해 국소적으로 형성된 보강부를 포함하는 튜브 요소의 일 실시예를 도시하고 있는 도면이고;
도 9b는 도 9a에 따른 튜브 요소의 종단면도이고;
도 10a는 또 다른 밴드 구조체를 구비한 튜브 요소의 일 실시예를 도시하고 있는 도면이고;
도 10b는 도 10a에 따른 튜브 요소의 종단면도이고;
도 11a는 밴드 구조체를 구비한 튜브 요소의 또 다른 실시예를 도시하고 있는 도면이고;
도 11b는 도 11a에 따른 튜브 요소의 종단면도이고;
도 12a는 원통형 이외의 형상을 가진 튜브 요소를 도시하고 있는 도면이고;
도 12b는 도 12a의 A-A선에 따른 단면도이고;
도 12c는 도 12a의 B-B선에 따른 단면도이고;
도 13a는 원형 단면을 가진 하이브리드 얀을 도시하고 있는 도면이고;
도 13b는 직사각형 단면을 가진 하이브리드 얀을 도시하고 있는 도면이고;
도 14a는 형상 맞춤형 형태를 가진 튜브 요소를 도시하고 있는 도면이고;
도 14b는 도 14a의 단면도이고;
도 15a는 루프를 구비한 튜브 바디를 도시하고 있는 도면이고;
도 15b는 루프를 구비한 권취형 튜브 바디를 도시하고 있는 도면이고;
도 16은 돌출해 있는 평면의 연결면을 가진 튜브 바디를 도시하고 있는 도면이고;
도 17은 튜브 요소를 제조하기 위한 방법을 도시하고 있는 도면이다.

도 1에 예시된 차량 시트(1)는 시트 서브 어셈블리(10) 및 상기 시트 서브 어셈블리(10)에 대해 피팅 장치(13)를 통해 피벗 축(D)을 중심으로 피벗 이동이 가능하도록 배치된 등받이 서브 어셈블리(11)를 포함하고 있다. 등받이 서브 어셈블리(11)는 차량 탑승자를 위한 시트면(100)을 형성하고 예를 들어 종방향 조정 장치(12)를 통해 차량 바닥과 연결되어 있다. 등받이 서브 어셈블리(11)는 피벗 축(D)을 중심으로 피벗 이동하여 시트 서브 어셈블리(10)에 대한 경사 위치에서 적절히 구성되어 차량 탑승자를 위한 편안한 시트 위치를 조절하거나 예를 들어 평평한 위치로 차량 시트(1)를 이동시키거나, 예를 들어 차량 내 추가 적재 공간을 제공할 수 있다.

차량 시트(1)는 예를 들어 차량의 뒷좌석 배치의 일부일 수 있다(2열 또는 3열 시트의 차량에서). 그러나 이러한 차량 시트가 차량의 앞좌석 시트를 구성하는 것을 생각할 수도 있다.

도시된 실시예에서, 등받이 서브 어셈블리(11)는 일반적으로 등받이를 제공하기 위한 쿠션이 배치되는 구조부(110)를 포함하고 있다. 구조부(110)에는 횡방향 튜브 형태의 튜브 요소(2)가 배치되어 있고, 튜브 요소(2)는 피벗 축(D)에 실질적으로 수직 연장되어 있는 횡방향 바아 형태의 프레임부(111, 112)를 서로 연결하고 구조부(110)를 보강하여 등받이 서브 어셈블리(11)의 구조부(110)에 작용하는 하중 및 모멘트를 흡수하고 시트 서브 어셈블리(10)의 방향으로 소산시킬 수 있다.

횡방향 튜브 형태의 이러한 튜브 요소(2)는 차량 시트(1) 및 특히 등받이 서브 어셈블리(11)에 충분한 강성을 제공하기 위해 지금까지는 일반적으로 강철 튜브로서 구성되었다. 그러나 이는 차량 시트(1)의 중량이 튜브 요소(2)에 의해 크게 증가함을 의미한다.

이에 따라, 도 2에 도시된 차량 시트(1)에는 섬유 복합 재료(특히 유기 금속 시트)로 제조되는 튜브 요소(2)가 제공되어 있으며 도 3에서는 별도의 도면으로 도시되어 있다. 튜브 요소(2)는 종축(L)을 따라 길이 방향으로 연장되어 있고 내부 공간(20)을 둘러싸 중공 형태로 구성되는 튜브 바디(21)를 포함하고 있다. 튜브 바디(21)는 섬유 복합 재료로 제조되기 때문에 튜브 요소(2)를 경량화할 수 있고 따라서 차량 시트(1)의 중량을 전체적으로 감소시킬 수 있다.

튜브 요소(2)는 튜브 바디(21)와 함께 다층으로 구성된다. 서로 다른 실시예를 참조하여 아래에서 설명하고 있는 바와 같이, 튜브 바디(21)는 서로 다른 중첩 섬유 메쉬를 구비한 서로 다른 층에 의해 형성된다. 상기 층의 섬유 메쉬의 구성, 배치 및 배향에 의해 튜브 요소(2)에서 힘 및 모멘트의 흡수를 제어하기 위해 -경우에 따라 국소적으로 그리고 방향에 따라 달라질 수 있는- 강성을 의도한 대로 조절할 수 있다.

도 4a 및 4B에 도시된 실시예에서, 튜브 요소(2)의 튜브 바디(21)는 서로 다른 섬유 메쉬(M1, M2, M3)를 구비한 3개의 층(210, 211, 212)을 포함하고 있다. 섬유 메쉬(M1, M2, M3)는 각각 섬유(F)를 교차시켜 형성되며, 제1 층(210)의 가장 안쪽의 제1 섬유 메쉬(M1)가 제2 층(211)의 제2 섬유 메쉬(M2)의 내부에 반경방향으로 배치되고 제2 층(211)의 제2 섬유 메쉬(M2)가 제3 층(212)의 제3 섬유 메쉬(M3) 내부에 반경 방향으로 배치되도록 중첩되어 있다. 도시된 실시예에서, 섬유 메쉬(M1, M2, M3)는 가장 바깥 쪽의 제3 층(212)이 제2 층(211)보다 축 방향으로 짧고 또한 제1 층(210)보다 축 방향으로 짧도록 축 방향 길이에 있어서 서로 다르다. 여기서 제3 섬유 메쉬(M3)를 구비한 제3 층(212)은 튜브 요소(2)의 중앙에 배치되고, 제2 층(111)은 제3 층(212)의 중앙에 위치하여 튜브 요소(2)의 중앙이 보강된다.

또한 도 5a 및 5B에 도시된 실시예에서는 튜브 요소(2)의 일단부(22)에 보강부가 제공되어 있다. 이를 위해 축 방향으로 가장 짧고 제3 섬유 메쉬(M3)를 구비한 제3 층(212)이 단부(22)에 배치된다. 제2 층(211)은 또한 단부(22)까지 연장되어 있고 제3 층(212)을 통해 타단부(23) 방향으로 연장되어 있지만, 단부(23)까지 연장되어 있는 제1 층(210)보다는 축 방향으로 짧다. 따라서 단부(22)의 영역에서 튜브 요소(2)는 서로 다른 층(210, 211, 212)의 섬유 메쉬(M1, M2, M3)를 중첩시켜 보강이 제어된다. 또한 이러한 방식으로 충돌시(변형 요소의 의미에서) 에너지 관리를 위해 단부(23)의 영역에서 복원성이 제어될 수 있다.

도 6a, 6B에 도시된 또 다른 실시예에서, 튜브 요소(2)는 중앙이 더욱 보강되어 있는데, 이 경우 가장 안쪽 층(210)이 축 방향으로 가장 짧게 형성되어 있고 중앙에 배치되어 있다. 제2 층(211)은 제1 층(210)보다 축 방향으로 길지만 제3 층(212)보다는 짧다. 튜브 요소(2)의 중앙에서 층(210, 211, 212)을 중첩시킴으로써, 튜브 요소(2)의 중앙에 보강부를 제공한다. 또한 이러한 방식으로 충돌시(변형 요소의 의미에서) 에너지 관리를 위해 단부 양측에서 복원성이 제어될 수 있다.

도 7A, 7B에 따른 실시예는 층(210, 211, 212)의 배치가 도 1에 따른 실시예와 유사한데, 본 실시예에서는 소정의 축 방향 거리(213)로 중앙에 서로 배치되어 있는 2개의 메쉬 튜브에 의해 내부 층(210)이 형성되어 있다. 이러한 방식으로, 경우에 따라 튜브 바디(21)의 중앙에 복원성을 제공할 수 있다.

도 8에 따른 실시예는 또한 도 4a, 4B에 따른 실시예와 동일하며, 이 경우 보강 방향(V)을 따라 종방향으로 연장되어 있는 연속 섬유 형태의 추가 보강 섬유(214)가 제2 층(211)의 섬유 메쉬(M2)에 매립되어 있다. 본 실시예에서, 제2 층(211)은 보강 섬유(214)의 추가 매립에 의해 보강되어 튜브 요소(2)에 방향에 따른 추가적인 강성이 보강 섬유(214)의 연장 방향(V)을 따라 제공된다.

서로 다른 실시예에서, 다층 구조를 형성하기 위한 섬유 메쉬(M1, M2, M3)는 부분적으로 또는 튜브 요소(2)의 전체 길이를 따라 중첩되는 메쉬 튜브로부터 형성된다. 여기서, 서로 다른 섬유 메쉬(M1, M2, M3)의 섬유(F)의 배향은 서로 다를 수 있으므로 서로 다른 섬유 메쉬(M1, M2, M3)의 섬유(F)는 예를 들어 서로 비스듬한 각도로 배향된다. 이러한 방식으로, 튜브 요소(2)에서 힘 및 모멘트를 흡수하기 위해 소정의 방향 의존성을 조절할 수 있다.

섬유 메쉬(M1, M2, M3)는 섬유(F)의 밀도 및/또는 강도가 다를 수 있다. 추가로 또는 선택적으로, 섬유 메쉬(M1, M2, M3)의 섬유(F)는 또한 예를 들어 유리, 아라미드 또는 탄소와 같은 서로 다른 재료로 제조될 수 있다.

섬유 메쉬(M1, M2, M3)의 섬유(F)는 예를 들어 연속 섬유, 즉 바람직하게는 50mm 보다 (현저히) 긴 길이를 가진 장섬유에 의해 형성될 수 있다.

섬유 메쉬(M1, M2, M3)는 예를 들어 하이브리드 얀, 즉 유리와 폴리머 섬유의 혼합물로 제조된다. 이 경우, 튜브 바디(21)의 제조를 위한 일체형의 접합식 연결을 위해 중첩 위치시킨 메쉬 튜브 형태의 섬유 메쉬(M1, M2, M3)를 가열하여 부분적으로 용융시킴으로서 메쉬 튜브 사이의 접합식 연결부를 형성한다.

이와 달리, 섬유 메쉬(M1, M2, M3)는 예를 들어 유리, 탄소 또는 아라미드 섬유로 메쉬화(meshed)할 수 있다. 섬유 메쉬(M1, M2, M3)는 튜브 바디(21)를 제조하기 위해 서로 겹쳐 배치한 다음, 함께 (동시에) 중합하여 일체형의 구조 구성 요소를 형성한다.

도 9a, 9B에 도시된 실시예에서, 밴드 구조체(215) 형태의 추가 형상부가 외주면(216)(제3 층(212)의 외면에 해당)의 외부에 배치되어 있고, 밴드 구조체(215)는 섬유 구조체(B)와 함께 튜브 요소(2)의 단부(22, 23)의 둘레를 원주 방향(U)을 따라 둘러싸고 있어 단부(22, 23)를 더욱 보강한다. 이때 밴드 구조체(215)의 섬유 구조체(B)의 섬유는 원주 방향(U)를 따라 연장되어 단부(22, 23)에서 원주 방향(U)를 따라 (예를 들어 팽창에 대해) 특별한 보강이 이루어진다.

본 실시예에서도, 다수의 층(210, 211, 212)이 중첩되고, 추가 밴드 구조체(215)가 가장 바깥 층(212)의 외부에 형성되고 예를 들어 외주면(216) 상에 또는 층(210, 211, 212)의 섬유 기지 구조 내 적층된다.

도 10a, 10b에 따른 실시예에서도, 테이프층 형태의 밴드 구조체(215)가 다층 튜브 바디(21)의 외부에 형성되어 있다. 본 실시예에서, 밴드 구조체(215)는 종축(L)에 평행하게 연장되고 길게 연장된 섬유 구조체(B)에 의해 형성된다. 이 경우, 튜브 요소(2)는 종축(L)을 따라 특별한 보강이 이루어진다.

이에 비해, 도 11a, 11b에 따른 실시예에서는 밴드 구조체(215)가 튜브 바디(21)의 외주면(216)을 따라 나선형으로 연장되어 있다. 또한 밴드 구조체(215)는 나선형 형상을 가진 섬유 구조체(B)를 통해 종방향으로 연장된 섬유에 의해 형성된다.

도 4a, 4B 내지 11A, 11B에 도시된 실시예에서, 튜브 요소(2)의 튜브 바디(21)는 원형의 단면과 함께 실질적으로 원통형인 형상을 갖는다. 이에 반해, 도 12a, 12b, 12c에 도시된 실시예에서 튜브 요소(2)의 외부 형상은 원통형 형상에서 벗어나 종축(L)을 중심으로 원주 방향으로 뿐만 아니라 종축(L)을 따라 변한다. 따라서 튜브 요소(2)의 형상은 예를 들어 등받이 서브 어셈블리(11)의 구조부(110)에 대한 부착에 맞게 구성될 수 있는데, 예를 들어 피팅 장치(13)와 연결하기 위한 어댑터부가 부착될 수 있는 장착부를 가진 구조체를 평평한 평면부 상에 제공할 수 있다. 또한 튜브 요소(2)의 형상을 통해 (방향에 따른) 강성을 조절할 수 있어 비틀림 모멘트 및 굽힘 하중이 제어 방식으로 튜브 요소(2)에 흡수될 수 있다.

본 명세서에 기재된 각각의 실시예에서, 튜브 바디(21)를 제조하기 위해 하이브리드 얀(3)를 사용할 수 있다. 하이브리드 얀(3)는 열가소성 폴리머 섬유(30) 및 보강 섬유(31)를 포함한다. 폴리머 섬유(30)는 예를 들어 PA, PP 및/또는 PET로 구성된다. 보강 섬유(31)는 예를 들어 유리, CF, 현무암 및/또는 아라미드로 구성된다.

도 13a는 하이브리드 얀(3) 내 폴리머 섬유(30) 및 보강 섬유(31)의 가능한 배치를 도시하고 있다. 폴리머 섬유(30) 및 보강 섬유(31)는 (단면에서) 실질적으로 균일하게 분포되어 있다. 상기 분포는 예를 들어 무작위적일 수 있다.

도 13b는 하이브리드 얀(3) 내 폴리머 섬유(30) 및 보강 섬유(31)의 또 다른 배치를 도시하고 있다. 여기에서는 폴리머 섬유(30) 및 보강 섬유(31)가 배치되어 있다. 폴리머 섬유(30) 및 보강 섬유(31)의 여러 평면 층들이 제공되어 있다. 이 경우에, 여러 층의 폴리머 섬유(30)가 여러 층의 보강 섬유(31)를 둘러싸고 있다.

하이브리드 얀(3) 내 폴리머 섬유(30)의 질량 분율은 30% 내지 70%이다. 하이브리드 얀 내 폴리머 섬유(30)의 수는 보강 섬유(31)의 수와 비슷하거나 동일할 수 있다. 선택적으로 또는 추가로, 순수한 폴리머 얀이 튜브 바디(21)의 하나 이상의 층(210, 211, 212)에 사용될 수 있다.

하이브리드 얀(3)에서 폴리머 섬유(30)는 보강 섬유(31)를 함침 및 통합하고 튜브 바디(21)를 통합하기 위한 기지 재료를 구성한다.

도 14a 및 14B는 튜브 바디(21)의 일 실시예를 도시하고 있는 것으로, 통합 공정시 또는 후속 성형 공정시 형상 맞춤형 형태(217)가 튜브 바디(21)의 일단부에제공된다. 여기에서는 별 형태로 형상 맞춤형 형태(217)가 형성되어 있다. 적절히 구성된 형상 맞춤형 형태(240)가 제공되는 예시적인 폐쇄부(24)가 단부(24)에 배치, 예를 들어 형상 맞춤형으로 탈착 가능하게 배치되어 있다. 폐쇄부(24)는 튜브 바디(21)를 (일단에서) 예를 들어 기밀식으로 밀봉할 수 있다. 해당 폐쇄부(24)와 형상 맞춤형 형태(217)는 튜브 바디(21)의 양단부에 제공될 수 있다. 폐쇄부(24)는 예를 들어 복합 재료, 특히 유기 금속 시트 상에 성형되거나 그로부터 제조되고, 경우에 따라서는 통합된다(특히 일반적인 통합 공정으로). 형상 맞춤형 형태(217)는 특히 확실한 연결을 가능하게 한다.

튜브 바디(21)는 특히 하이브리드 얀(3)으로 제조된 메쉬 튜브에 의해 형성된 적어도 하나의 섬유 메쉬(M1)를 포함하거나 또는 이와 달리 제1 섬유 메쉬(M1)를 구비한 적어도 하나의 제1 층 및 제2 섬유 메쉬를 구비한 제2 층을 포함하며, 이때 상기 섬유 메쉬는 특히 각각 적어도 부분적으로 종축을 중심으로 원주 방향으로 연장된 메쉬 튜브에 의해 형성될 수 있다.

도 15a는 추가의 섬유 구조체들(25)(이와 달리 단 하나의 섬유 구조체(25))이 튜브 바디(21)(다수 개, 특히 2개)와 접합식으로 연결되어 있는 실시예를 도시하고 있다. 이 경우에, 섬유 구조체(25)는 루프(250)의 형태로 배치되어 있다. 루프(250)는 어린이용 시트를 고정하는 역할을 하고, 예를 들어 Isofix 시스템용으로 사용된다. 이와 달리, 하나 이상의 이러한 루프(250)는 안전 벨트를 안내하고/또는 벨트 하중을 유도하기 위해 사용될 수 있다.

섬유 구조체들(25)(또는 섬유 구조체(25))은 예를 들어 섬유 메쉬, 특히 메쉬 튜브에 의해 형성될 수 있다. 이와 달리, 상기 섬유 구조체는 예를 들어 편직 섬유로 제조된다. 경우에 따라, 섬유 구조체(25)는 튜브 바디(21)를 형성하는 메쉬 튜브와 일반적인 통합 공정으로 형상 맞춤형으로 연결된다. 통합의 결과로서, 섬유 구조체(25)는 섬유 복합 재료부로 통합된다. 이 경우에, 섬유 구조체(25)는 각각 로프의 형태를 가지며, 다른 형태 또한 생각할 수 있다.

섬유 구조체(25)는 예를 들어 튜브 바디(21)의 양단부에 배치된다.

도 15b는 섬유 구조체 또는 구조체들(25)이 튜브 바디(21)를 한 번 또는 여러 번 둘러싸는 또 다른 실시예를 도시하고 있다. 특히 섬유 구조체(25)는 튜브 바디(21) 주위를 한 번 또는 여러 번 감을 수 있다. 이를 통해 특히 높은 내응력성이 가능해진다.

도 16은 각각 예를 들어 표면 요소를 형성하는 추가 섬유 구조체들(26)이 튜브 바디(21)와 접합식으로 연결되어 있는 실시예를 도시하고 있다. 섬유 구조체들(26)은 통합의 결과로서 섬유 복합 재료부로 통합되고 튜브 바디(21) 주위를 부분적으로, 완전히 또는 여러 번 감을 수 있다. 일반적인 통합 공정으로 섬유 구조체들(26)은 튜브 바디(21)를 형성하는 메쉬 튜브와 형상 맞춤식 및 접합식으로 연결되거나 추후에 통합될 수 있다. 추가 구성 요소가 섬유 구조체(26)와 연결될 수 있다. 섬유 구조체(26)는 각각 열가소성 용접 공정으로 추후 부착될 수 있는 열가소성 또는 그 외 다른 유형의 구성 요소를 위한 연결면을 제공할 수 있다. 이러한 방식으로 예를 들어 서로 다른 시트 장치에 대한 다양한 형태를 제어할 수 있다. 또한 경우에 따라 후속 공정에 의해 형성되는 추가 중공 형상부가 연결될 수 있다(예를 들어, 결합면에 의해 U-형상부가 폐쇄됨).

또한 섬유 복합 재료로 제조되는 스프링 요소, 예를 들어 굴곡형 스프링(meander spring) 및/또는 스프링 매트(예를 들어 도 2 참조)를 튜브 바디(21)(예를 들어 도 2에 따른 차량 시트(1)의 시트 서브 어셈블리(10)의 횡지지체일 수도 있음)와 예를 들어 일반적인 통합 공정으로 연결할 수 있다. 상기 스프링 요소는 예를 들어 하이브리드 얀 테이프로 형성할 수 있다. 상기 스프링 요소는 골반 지지대 또는 요추 지지대 역할을 할 수 있으며 그에 상응하게 배치된다.

일반적으로 평면으로 돌출된 플랩은 특히 메쉬 튜브의 외측 영역에 예를 들어 절단에 의해 제공될 수 있다.

도 17은 섬유 복합 재료로 형성된 중공 형상부 또는 튜브 요소를 제조하기 위한 방법을 도시하고 있다.

상기 방법은 메쉬 튜브에 의해 각각 형성되는 제1 섬유 메쉬(M1) 및 그로부터 분리되어 있는 제2 섬유 메쉬(M2)를 제공하는 것을 포함한다. 상기 2개의 섬유 메쉬(M1, M2)는 하이브리드 얀에 의해 하이브리드 튜브 형태로 제공된다.

다음, 상기 메쉬 튜브를 서로 겹쳐 적층, 예를 들어 서로 안에 끼워 넣는다. 메쉬 튜브 중 하나를 나머지 다른 메쉬 튜브 내부에 (동축) 배치한다. 그 결과, 메쉬 튜브 패키지가 형성된다. 경우에 따라서 하나 이상의 추가 섬유 구조체를 부착하여 상기 패키지에 추가할 수 있다.

상기 메쉬 튜브의 개별 층들을 예를 들어 국소 용접하여 위치를 고정할 수 있다. 이를 위해 하나 이상의 적외선 용접점(IR-점) 및/또는 초음파 용접점(US-점)을 설정할 수 있다.

또한 튜브(42) 또는 다른 팽창 수단을 예를 들어 가장 안쪽의 메쉬 튜브에 삽입한다. 상기 메쉬 튜브를 튜브(42)와 함께 통합 도구(4)에 삽입한다. 이 경우에, 통합 도구(4)는 튜브(42)와 함께 메쉬 튜브를 삽입하기 위해 개방 및 폐쇄될 수 있는 2개의 반쪽 도구(40, 41)를 포함한다. 다음, 튜브(42)를 펌핑하고 하나 또는 2개의 반쪽 도구(40, 41)에서 히터(43)를 작동시킨다. 그 결과, 패키지가 통합 도구(4)(예를 들어 통합 도구의 온도 조절기)의 성형 형태에 근접할 때까지 팽창된다. 이때 상기 튜브는 재료를 바깥쪽으로 가압한다.

히터(43)는 패키지의 섬유 메쉬(M1, M2) 및 경우에 따라 하나 이상의 추가 섬유 구조체를 가열하여 튜브 요소(2)의 튜브 바디(21)의 형성과 함께 섬유 메쉬(M1, M2) 사이에 접합식 연결부를 생성한다. 튜브(42)(팽창 수단)에 의해 가해지는 압력에 의해 섬유 메쉬(M1, M2)는 함께 압착된다. 최종 튜브 바디(21)는 적어도 제1 섬유 메쉬(M1)를 구비한 제1 층(210) 및 제2 섬유 메쉬(M2)를 구비한 제2 층(211)을 포함한다(예를 들어 도 4a 내지 9B 참조). 동일한 통합 공정으로 모든 메쉬 튜브가 통합되므로 특히 효율적인 제조가 가능하다.

상기 메쉬 튜브 중 하나에 대한 대안으로서, 추가 섬유 구조체(25, 26) 및/또는 밴드 구조체(215)가 메쉬 튜브 상부 또는 내부에 배치되어 통합 도구(4)에서 접합식으로 연결될 수 있다. 다른 밴드 및/또는 인서트도 동일한 통합 공정으로 연결할 수 있다.

경우에 따라서 하이브리드 얀(3)을 사용하여 전체 기지 재료를 제공한다. 이때, 폴리머 섬유(30)가 통합 도구(4)에서 용융되어 보강 섬유(31)를 함침시킨다. 폴리머 섬유(30)가 제조 중 용융될 때에도 적어도 보강 섬유(31)는 남아 있으므로 통합 전후에 섬유 메쉬의 해당 층을 알 수 있다(통합 공정의 조절에 따라 연속적인 기지층을 형성할 수 있는 순수 고분자 섬유 메쉬는 제외).

추가 기지 재료를 제공하기 위해서 예를 들어 폴리머로 제조되는 하나 이상의 슬리브, 호일, 튜브 및/또는 섬유 구조체가 경우에 따라 메쉬 튜브 패키지에, 예를 들어 메쉬 튜브 내부, 외부 및/또는 사이에 배치될 수 있다. 이로부터 적어도 부분적으로 일반적인 통합 공정으로 복합 재료, 특히 유기 금속 시트의 기지가 형성된다.

그 결과, 후속 기지 재료가 이미 메쉬 튜브 패키지에 포함되어 있기 때문에 특히 짧은 사이클 시간을 달성할 수 있어 대규모 생산을 가능하게 하거나 단순화될 수 있다.

도 17에 예시된 최종 튜브 바디(21)는 유기 금속 시트로 구성되어 있다. 도 17에 따른 방법에 의하면, 임의의 중공 형상부를 제조할 수 있다. 이미 언급한 바와 같이, 섬유 메쉬(M1, M2)는 동일한 유형일 수 있다. 예를 들어, 긴 섬유 메쉬를 여러 부분으로 절단하여 여러 개의 개별 섬유 메쉬(M1, M2)를 제공한다. 이와 달리, 섬유 메쉬(M1, M2)는 예를 들어 메쉬 유형(메쉬 각도, 추가 실 및/또는 통합 밴드 관련), 섬유 조성(예를 들어 다양한 보강 섬유 및/또는 폴리머 섬유, 예를 들어 유리, CF, 현무암 및 아라미드로부터 선택되는 다양한 보강 섬유의 다양한 혼합물 포함) 및/또는 폴리머 섬유의 부피 분율에 있어서 다양할 수 있다.

튜브 바디(21)를 구비하고 있는 최종 튜브 요소(2)는 예를 들어 차량 시트(1)에 설치되고/또는 차량 시트 프레임의 어셈블리의 일부를 형성한다.

본 발명의 토대가 되는 사상은 위에 도시된 실시예들에 제한되지 않고 기본적으로 완전히 다른 방식으로 구현될 수도 있다.

상기 기재된 유형의 튜브 요소는 특히 등받이 서브 어셈블리 뿐만 아니라, 예를 들어 차량 시트의 시트 서브 어셈블리에도 사용될 수 있다. 기본적으로, 상기 기재된 유형의 구조들은 튜브 요소를 통해 보강될 수 있으며, 상기 튜브 요소는 횡으로(차량 횡방향을 따라) 또는 수직으로(특히 등받이 서브 어셈블리의 피벗 축에 횡으로) 연장될 수 있다.

1 차량 시트의 시트 프레임
10 시트 서브 어셈블리
100 시트면
11 등받이 서브 어셈블리
110 구조부
111, 112 프레임부(횡방향 바아)
12 종방향 조정 장치
13 피팅 장치
2 튜브 요소
20 내부 공간
21 튜브 바디
210, 211, 212 층
213 스트럿 요소
214 보강 섬유
215 밴드 구조체
216 외주면
217 형상 맞춤형 형태
218 팽창부
22, 23 단부
24 폐쇄부
240 형상 맞춤형 형태
25 섬유 구조체
250 루프
26 섬유 구조체
3 하이브리드 얀
30 폴리머 섬유
31 보강 섬유
4 통합 도구
40, 41 반쪽 도구
42 튜브
43 히터
B 섬유 구조체
D 피벗 축
F 섬유
L 종축
M1, M2, M3 섬유 메쉬(메쉬 튜브)
U 원주 방향
V 보강 방향

Claims

섬유 복합 재료로 형성된 튜브 요소(2)를 제조하기 위한 방법으로서:
- 각각 메쉬 튜브로 형성된 제1 섬유 메쉬(M1) 및 제2 섬유 메쉬(M2)를 제공하는 단계, 및
- 섬유 메쉬(M1, M2)를 가열하여 섬유 메쉬(M1, M2) 사이에 접합식 연결부를 형성함으로써 제1 섬유 메쉬(M1)를 구비한 적어도 하나의 제1 층(210) 및 제2 섬유 메쉬(M2)를 구비한 제2 층(211)을 가진 튜브 요소(2)의 튜브 바디(21)를 형성하는 단계를 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 섬유 메쉬(M1, M2) 중 하나를 다른 섬유 메쉬(M1, M2) 내부에 배치하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 섬유 메쉬(M1, M2)가 서로 다른 섬유 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 섬유 메쉬(M1, M2)가 각각 폴리머 섬유(30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제4항에 있어서, 섬유 메쉬(M1, M2)가 폴리머 섬유(30)의 서로 다른 부피 분율을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 섬유 메쉬(M1, M2) 중 적어도 하나가 대부분 또는 전체가 폴리머 섬유(30)로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 섬유 메쉬(M1, M2)가 각각 하이브리드 얀(3)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접합식 연결부를 형성하기 위해 가열하는 동안 일반적인 통합 공정으로 통합 도구(4)에서 섬유 메쉬(M1, M2)를 통합하고, 폴리머 섬유(30)가 섬유 복합 재료의 기지 재료를 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
제8항에 있어서, 또 다른 구성 요소를 일반적인 통합 공정 중 또는 후에 열가소성 용접하는 것을 특징으로 하는 방법.
제8항 또는 제9항에 있어서, 적어도 하나의 섬유 구조체(26)를 평면의 직포, 피륙, 편직물 또는 스티치로서 제공하고 일반적인 통합 공정으로 섬유 메쉬(M1, M2)에 접합식으로 연결시키는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접합식 연결부를 형성하기 위해 가열하기 전에 섬유 메쉬(M1, M2) 중 적어도 하나를 절단하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접합식 연결부를 형성하기 위해 가열하기 전에 섬유 메쉬(M1, M2) 중 적어도 하나로부터 플랩을 잘라내는 것을 특징으로 하는 방법.
차량 시트 프레임(1)의 어셈블리를 제조하기 위한 방법으로서, 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따라 튜브 요소(2)를 제조하고 차량 탑승자를 위한 시트면(100)을 제공하기 위한 시트 서브 어셈블리(10) 또는 시트 서브 어셈블리(10)와 연결된 등받이 서브 어셈블리(11)의 구조부(110)에 배치하는 것을 특징으로 하는 방법.
종축(L)을 따라 연장되고 섬유 복합 재료로 형성된 튜브 요소(2)로서,
제1 섬유 메쉬(M1)를 구비한 적어도 하나의 제1 층(210) 및 제2 섬유 메쉬(M2)를 구비한 제2 층(211)을 가진 튜브 바디(21)를 특징으로 하고, 섬유 메쉬(M1, M2)가 각각 [적어도 부분적으로] 종축(L)을 중심으로 원주 방향으로 연장된 메쉬 튜브에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 튜브 요소(2).
제14항에 있어서, 튜브 바디(21)가 또 다른 구성 요소(24, 27)와 접합식으로 맞물리는 것을 특징으로 하는 튜브 요소(2).
제14항 또는 제15항에 있어서, 종축(L)에 대해 횡으로 단면을 봤을 때 원주 방향으로 폐쇄되어 있고 공간(20)을 둘러싸고 있는 것을 특징으로 하는 튜브 요소(2).
제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 튜브 요소(2)가 원형 단면을 가진 실질적으로 원통형인 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 튜브 요소(2).
제14항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 튜브 요소(2)가 원통형 형상에서 벗어나는 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 튜브 요소(2).
제14항 내지 제16항 또는 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 튜브 요소(2)는 별 모양 및/또는 톱니 모양으로 형성된 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 튜브 요소(2).
제14항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 섬유 메쉬(M1)를 구비한 제1 층(210)이 제2 섬유 메쉬(M2)를 구비한 제2 층(211) 내부에 반경 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 튜브 요소(2).
제14항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 튜브 바디(21)가 제3 섬유 메쉬(M3)를 구비한 제3 층(212)을 포함하는 것을 특징으로 하는 튜브 요소(2).
제21항에 있어서, 제3 층(212)이 제2 층(211) 외측에 반경 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 튜브 요소(2).
제14항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 튜브 바디(21)의 층(210, 211, 212)이 열가소성 수지 재료에 매립되는 것을 특징으로 하는 튜브 요소(2).
제14항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 섬유 메쉬(M1, M2, M3)가 각각 섬유(F)를 교차시킴으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 튜브 요소(2).
제24항에 있어서, 섬유 메쉬(M1, M2, M3)의 섬유(F)는 연속 섬유에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 튜브 요소(2).
제14항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 튜브 바디(21)의 층(210, 211, 212)의 섬유 메쉬(M1, M2, M3)가 종축(L)을 따라 측정했을 때 서로 다른 축 방향 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 튜브 요소(2).
제14항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 튜브 바디(21)의 층(210, 211, 212)의 섬유 메쉬(M1, M2, M3)가 섬유 메쉬(M1, M2, M3)를 형성하는 섬유(F)의 배향에 있어서 서로 다른 것을 특징으로 하는 튜브 요소(2).
제14항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 섬유 메쉬(M1, M2, M3) 외에도 튜브 바디(21)의 층(210, 211, 212) 중 적어도 하나가 종방향으로 연장된 보강 섬유(214)를 포함하는 것을 특징으로 하는 튜브 요소(2).
제14항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 섬유 메쉬(M1, M2, M3) 외에도 튜브 바디(21)의 서로 다른 층(210, 211, 212)이 서로 다른 보강 섬유(214)의 배치를 갖고, 보강 섬유(214)의 배치가 보강 섬유(214)의 배향, 밀도 및/또는 재료에 있어서 서로 다른 것을 특징으로 하는 튜브 요소(2).
제14항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 튜브 바디(21)는 바깥쪽을 향한 외주면(216)에 튜브 바디(21)의 국소 보강을 위한 적어도 하나의 밴드 구조체(215)를 포함하는 것을 특징으로 하는 튜브 요소(2).
제30항에 있어서, 적어도 하나의 밴드 구조체(215)가 외주면(216)에서 종축(L)을 중심으로 둘레에 원주 방향(L)을 따라 연장되어 있거나, 외주면(216)에서 종축(L)에 평행하게 연장되어 있거나, 또는 외주면(216)을 따라 나선형으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 튜브 요소(2).
제14항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 섬유 메쉬(M1, M2) 중 적어도 하나 또는 이와 접합식으로 연결된 섬유 구조체(25)가 루프(250)를 형성하고/또는 튜브 바디(21)로부터 섬유 복합 재료부(26)가 측방향으로 돌출해 있는 것을 특징으로 하는 튜브 요소(2).
- 차량 탑승자에게 시트면(100)을 제공하기 위한 시트 서브 어셈블리(10)의 구조부(110) 또는 시트 서브 어셈블리(10)와 연결된 등받이 서브 어셈블리(11) 및
- 구조부(110)에 배치되고, 종축(L)을 따라 연장되어 있으며, 구조부(110) 보강을 위해 섬유 복합 재료로 제조되는 튜브 요소(2) 를 구비한 차량 시트 프레임(1)의 어셈블리로서,
튜브 요소(2)가 제14항 내지 제32항 중 어느 한 항에 따라 구성되는 것을 특징으로 하는 차량 시트 프레임(1)의 어셈블리.
제33항에 있어서, 튜브 요소(2)가 실질적으로 종축(L)에 대해 횡으로 연장되어 있는 구조부(110)의 프레임부(111, 112) 사이에서 연장되는 것을 특징으로 하는 차량 시트 프레임(1)의 어셈블리.
제33항 또는 제34항에 따른 차량 시트 프레임(1)의 어셈블리를 특징으로 하는 차량 시트 프레임(1).