KR20100049081A - 시팅에서의 또는 시팅에 관련된 개선 - Google Patents

Abstract

시트 프레임을 구성하는 중공 섹션들 내부에 발포체 보강을 포함함으로써 강도가 증가되면서 중량은 그대로이거나 더 가벼워진 차량 시트 프레임이 제공된다. 시트 프레임에 추가적인 보강을 제공하도록 설계될 수 있는 캐리어 상에 발포제가 제공될 수도 있다.

Description

시팅에서의 또는 시팅에 관련된 개선{IMPROVEMENTS IN OR RELATING TO SEATING}

본 발명은 시팅, 특히 충돌 및/또는 속도 변화에 대비한 보호가 요구되는 이동 환경에서 사용되는 시팅에서의 또는 그에 관련된 개선에 관한 것이다. 본 발명은 승용차, 트럭, 버스를 포함한 자동차, 그리고 기차, 비행기와 같은 이동수단에 사용되는 시팅에 있어 특히 유용하다.

특히 자동차에 사용되는 시팅은 흔히 서로 용접된 스탬핑들로 제조된 U, C, I, G, W 또는 기타 형상화 섹션과 같은 개방 섹션, 파이프식 섹션, 또는 박스 섹션으로 이루어진 중공형 금속 프레임에 기초를 두고 있다. 프레임들은 경사 기구(tilting mechanism), 시트를 앞뒤로 이동시키는 기구, 가열 및 냉각 요소, 그리고 그와 연관된 전자장치들과 같은 악세사리를 수반할 수 있도록 설계된다. 또한, 이러한 프레임들은 요구될 수 있는 다양한 시팅 및 쿠션 재료들을 수반할 수 있도록 설계되며 프레임에는 시트가 차량 내부에 위치되고 고정되도록 하는 수단이 제공될 수도 있다.

시트는 안전함은 물론 차량 운전중에 승객에 대한 보호를 제공하는 것이 필요하다. 특히 시트는 반복될 수 있는 차량 가속 및 감속 도중에 승객을 보호하는 것이 필요하다. 특히 시트는 충돌의 경우에 승객을 보호하는 것이 필요하다. 예를 들어, 뒷좌석의 등받이는 충돌시 차량 트렁크 또는 짐 저장 구획에서 시트의 등받이로 돌진할 수 있는 짐으로부터의 보호를 제공해야 한다. 마찬가지로 앞좌석의 등받이는 충돌시 안전 벨트에 의한 적절한 안전성을 보장함은 물론 후방으로부터의 충격에 대해서도 보호를 제공할 필요가 있다. 시트의 필요 강도(strength requirements)는 점점 더 규제되어 가고 있다. 시트 강도의 대부분은 금속 프레임에 의해 제공된다. 필요 강도가 증가됨에 따라 금속 프레임은 중량 및/또는 비용상의 단점을 갖는 더 두꺼운 금속 및/또는 특수 고강도 금속들로 제작되어 왔다.

시트의 안전 벨트의 추가 개선에서, 앞좌석과 뒷좌석에서, 벨트가 종종 차량의 필라(예를들어 B 필라, C 필라) 대신에 시트의 프레임에 연결된다. 이 개념은 동일 또는 유사한 시트가 상이한 사이즈와 모양의 차량에 사용될 수 있도록 하며 각 차량에 고유한 시트를 설계 개발할 필요를 없애준다. 그러나, 이것은 충돌시 안전 벨트에 가해지는 변형(strain)을 흡수할 수 있도록 프레임의 강도를 증가시킬 추가의 필요를 발생시킨다.

이러한 개선들은 모두 연료 소비 및 환경 오염의 저감을 위해 차량의 중량을 줄이고자 하는 일반적인 요구 및 차량에서 시트가 차지하는 상당한 중량을 고려하면서 이루어진다.

본 발명은 이러한 과제들에 대한 해결책을 제시하며, 더욱이 본 발명은 시트의 다양한 부품을 조립하는 개선된 방법을 제공할 수 있다.

따라서 본 발명은 발포체(foam)로 보강된 중공 섹션들을 포함하는 시트 프레임을 제공한다. 이 시트 프레임은 예를들어 쿠셔닝, 전자장치, 안전 벨트 등 시트의 요소들을 지지하는 임의의 섹션으로 이루어진다. 이 섹션들은 폐쇄형이거나 U, C, W, W 또는 기타 형상 섹션과 같은 개방형 섹션일 수 있다. 본 발명은 또한 이러한 프레임에 기초한 시트를 제공한다.

바람직한 실시예에서, 발포체가 중공 섹션 또는 섹션들 내부에서 인 시츄(in situ)로 형성될 수 있다. 예를 들어 혼합시 반응하는 두 성분 등과 같은 발포성 물질이 중공 섹션 내로 펌핑될 수 있다. 대안적으로 발포체가 미발포 상태로 주입된 다음, 후속적으로 시트 프레임의 중공 섹션의 단면을 채우도록 발포될 수 있다. 또 다른 대안으로 미발포 물질이 캐리어 상에서 중공 섹션 내로 도입되고 캐리어와 중공 섹션의 내부 표면 사이의 갭을 채우도록 발포될 수 있다. 이 바람직한 실시예에서 캐리어는 시트 프레임에 부가적 강도를 제공하도록 설계될 수 있다.

시트 프레임에 보강 효과를 제공하도록 발포될 수 있는 임의의 물질이 사용될 수 있다. 자동차 시트의 제조에서 일부 또는 전부의 프레임이 일반적으로 금속이고 통상적으로 전자코트 내식 코팅(electrocoat anticorrosion coating)되며 쿠셔닝, 전자장치 및 기타 시팅 성분들의 제공에 앞서 페인팅된다. 따라서 내식 및/또는 페인팅 프로세스들에 채용되는 조건하에서 발포할 수 있는 발포성 물질을 사용하는 것이 편의적이며, 이들 프로세스가 코팅을 베이킹하는 가열 단계를 포함한다면 발포성 물질이 열 활성적이고 베이킹 온도에서 팽창하도록 제조되는 것이 바람직하다. 이런 식으로 시트 프레임의 생산에서 부가적인 조립 단계들없이 보강(reinforcement)이 제공될 수 있다. 이런 관점에서, 이와같은 보강의 제공은 차량 바디 프레임의 중공 섹션들 내에 구조적 보강을 제공하는 것과 어느정도 유사하다.

바람직한 실시예에서 외부 표면의 일부 또는 전부에 발포성 물질을 수반하는 코어 물질에 의해 보강이 제공되고 코어 물질은 시트 프레임에 보강을 제공하도록 설계된다. 발포성 물질은 열 활성적이고, 활성화될 때 점착 특성을 나타내며 팽창시 캐리어를 시트 프레임의 중공 부재의 내부 표면에 접착시키는 것이 바람직하다. 바람직한 발포성 물질들은 에폭시계 발포성 물질들, 예컨대 L & L Products Inc가 L5206, L5207, L5208 및 L5209의 명칭으로 제공하는 것들이다. 대안적으로 발포성 폴리우레탄 및 기타 고강도 물질들이 사용될 수 있다. 이러한 제품은 발포 온도 아래에서 연화하고(soften) 점착성을 띄며 요구되는 팽창 속도 및 발포 밀도에 따라 선택된다. 또한 이것은 전자코트 프로세스에서 피복되는 내식 코팅을 건조 및 경화(cure)하는데 또는 에폭시 페인트 등의 페인트 코팅을 통상 80℃ 내지 220℃, 더 통상적으로 110℃ 내지 185℃, 가장 통상적으로 130℃ 내지 150℃에서 베이킹하는데 사용되는 오븐 내의 온도에서 팽창하는 것이 바람직하다.

우리는 몰딩이 복잡한 구조이고 캐리어 상의 특정 위치들에만 발포체를 제공하는 것이 필요하다면 발포를 가이드하는 특정 기법을 채용하는 것이 유용하다는 것을 발견하였다. 우리는 발포성 물질이 발포할 때 팽창 방향으로 유도하는 것을 돕도록 캐리에 내에 리브(rib)들을 제공하는 것이 유용하다는 것을 발견하였다. 이런 기법은 영국 특허 공개 GB 2375328 A에 개시되어 있는데 발포체를 필요로하는 영역에 발포체를 구속하는(confine) 것을 도움으로써 요구되는 발포성 물질의 양을 절약한다는 점에서 유용하다.

보강 부재는 시트 프레임 내의 적절한 위치에 위치되고 유지될 수 있도록 하는 수단을 구비할 수 있다. 많은 경우 보강 부재들은 로봇에 의해 시트 내에 위치되므로, 로봇이 보강 부재의 위치를 잡고 상승시키고 시트 구조물 내에 안착시킬 수 있도록 하는 로케이터(locator) 수단을 구비하는 것이 바람직하다. 로케이터 수단은 로봇상의 센서에 의해 확인될 수 있는 보강 부재 내의 구멍들과 같은 지점들을 포함할 수 있다. 또한 보강 부재는 로봇이 보강 부재를 집어 올려서 시트 금속 프레임 구조물내의 적절한 지점에 전달할 수 있도록 하는 연장부들을 구비할 수 있다. 보강 부재가 시트 프레임 구조물의 수평 또는 경사 요소에 제공되는 경우, 보강 부재가 시트 프레임 구조물 내에 유지되는 방식은 구조물 내 부분의 위치에 달려있다. 보강 부재가 금속 구조물 내부에 수평으로 놓이는 경우 보강 부재가 금속 구조물상에 놓일 수 있도록 하는 탭(tab)들을 구비할 수 있다. 다른 환경에서는 클립 또는 다른 형태의 부착물이 필요할 수도 있다. 대안적으로 중력의 영향으로 제 위치에 놓일 수도 있다.

하나 또는 둘 이상의 보강 부재를 갖는 금속 구조물이 전자코트 내식 유체의 탕(bath)을 통과할 때, 발포 이전에 도포되는 상기 유체가 시트의 중공 구조물들을 언제 통과하여 흐를 수 있는가가 중요하다. 따라서, 전자코트 유체의 흐름을 가능케하기 위해 보강 부재 내에 채널들을 제공하는 것이 필요할 수 있다. 또한 전자코트 유체의 유동을 위해 발포성 물질과 상기 금속 사이에 적절한 갭을 제공하는 것이 필요할 수도 있다. 이러한 갭은 적절한 부착 수단이나 공간, 예를 들어 일본 특허출원 7-117728 시트 프레임 섹션에 설명된 것에 의해 제공될 수 있다. 대안적으로 혹은 부가적으로 이러한 구조적 보강 부재는 작은 러그(lug)들을 구비함으로써, 중공 구조물의 내벽으로부터 떨어져 서있을 수 있다. 이런 식으로 조임 기구(fastening device)의 필요성을 제거할 수 있고 구조적 보강 부재와 차량 프레임의 내벽과의 접촉 면적이 최소화된다.

이와 같이 발포성 물질이 캐리어 상에 제공되는 바람직한 실시예에서 캐리어 재료는 금속 또는 플라스틱일 수 있다. 금속 재료인 경우에는 스탬핑 또는 액압성형(hydroforming)에 의해 제작될 수 있고, 플라스틱 재료인 경우에는 압출성형(extrusion), 사출성형(injection moulding) 또는 중공성형(blow moulding)으로 제작될 수 있다. 특히 바람직한 실시예에서 캐리어는 강화된 가열가소물(thermoplastics), 예컨대 섬유 충진된 나일론 또는 폴리프로필렌으로 만들어지고 사출성형으로 형성되는데, 유리 충진된 나일론이 특히 유용하다. 캐리어는 보강하고자 하는 시트 프레임의 중공 섹션의 외형에 부합하는 사이즈와 형상으로 몰딩될 수 있다. 캐리어는 프레임에 부가적인 보강을 제공하도록 설계된 내측 또는 외측 리브(rib)들을 포함하는 리브형 구조일 수도 있다. 얼음 받이(ice tray) 형태 구성이 특히 유용하다.

부가적 강도 및/또는 중량 절감이 필요한 시트 프레임의 어떤 위치에라도 보강이 제공될 수 있는데, 이런 위치는 차량의 설계에 따라 다르다. 그러나 (차량 내부 위치에서 볼 때) 프레임의 상부 가로 섹션에, 특히 가로 섹션에서 수직 섹션으로 연장하면서 굽어지는 프레임의 위치들에 보강을 제공하는 것이 선호된다. 이 위치들은 시트 프레임 내에서 차량 가속 및 감속으로 인해 가장 큰 응력을 받는 영역들이며 또한 차량이 정면 충돌하는 경우 휘어지기 쉬운 섹션들이다. 다른 실시예에서 시트 프레임의 한쪽 또는 양쪽 측면에 보강이 제공된다. 뒷좌석은 시트의 후방 지지용으로 종종 금속 패널을 구비하며 벤치 시트와 같이 셋 또는 그 이상의 승객을 수용할 수 있는 뒷좌석을 구비한 중대형 차량에서는 용접된 섹션들로부터 제작된 다수의 패널을 시트 등받이가 포함할 수 있다. 이와 같은 패널들 내부에 시트의 등받이에 대한 충격에 대한 강성을 제공하기 위해 보강이 제공될 수 있다. 본 발명은 벤치 시트의, 종종 안전 벨트들이 고정되는, 중앙 가로 부재에 대해 보강을 제공함에 있어 특히 유용하다. 또한 머리 받침대가 시트 프레임에 연결되는 위치에도 보강이 제공될 수 있다.

안전 벨트가 차량의 메인 바디에 부착되지 않고 시트 프레임상에 장착되는 특정 실시예에서, 안전 벨트가 시트 프레임에 부착되는 하나, 둘 또는 모든 위치에 보강이 제공되는 것이 선호된다.

우리는 시트 프레임의 상부 가로 섹션에서 본 발명의 실시는 휨(bucking)에 앞서 최대 70%의 에너지를 더 흡수할 수 있는 상부 섹션을 갖는 전부 철로 된 프레임에 비견되는 중량의 시트를 제공할 수 있다는 것을 발견하였다. 또한 본 발명의 이용에 의해 동일한 휨 에너지를 갖는 상부 섹션을 30%의 중량 절감하에 생산할 수 있는 것을 알아냈다. 따라서 본 발명은 시트 제조 재료의 경제성 향상을 제공하고, 또한 더 작은 피로(fatigue)를 갖는 더 단단한 구조를 제공한다는 점에서 개선된 충돌 성능을 제공한다. 본 발명은 또한 발포성 물질이 시트의 부재들을 서로 접합시키는 구조적 접착제로서도 작용할 수 있기 때문에, 시트, 특히 시트 프레임의 조립을 간단하게 할 수 있다. 이 물질은 금속 부재들을 서로 접합시키는데 이용될 수 있어서 용접에 대한 필요성을 감소 또는 제거함으로써 상당한 경제적, 기술적 이득을 가져온다. 중공 섹션들의 조립시에 시트 프레임에 보강이 제공될 수 있다는 점에서 제조 공정이 용이하다. 또한, 안전 벨트가 시트 프레임에 고정되는 본 발명의 실시예에서, 설계 옵션이 크게 증가하고 이 가능성은 하나의 기초 시트 디자인을 다양한 차량에 사용하는데 활용된다.

본 발명은 첨부 도면을 참조하여 설명된다.
도 1은 시트 프레임 둘레의 여러 상이한 위치들에 제공된 보강을 나타낸 시트 프레임의 개략적 도면이다.
도 2는 차량의 뒷좌석의 등받이를, 도 3은 도 2로 삽입될 수 있는 보강을 나타낸 것이다.
도 4는 시트 프레임의 측면에 보강이 제공될 수 있는 방법을 나타낸 것이다.
도 5는 안전 벨트 고정 위치들에 보강을 구비한 시트를 나타낸 것이다.
도 6은 안전 벨트가 부착된 벤치 시트를 나타낸 것이다.
도 7은 도 6에 도시된 벤치 시트의 중앙 가로 부재를 나타낸 것이다.

도 1은 크로스 부재들(3),(4)로 연결된 베이스의 두 측면부(1),(2)를 포함하는 시트 프레임을 나타내고 있다. 각 측면부는 두 개의 패널(5),(6) 및 (7),(8)로 이루어진다. 등 지지 프레임은 세 개의 필라(9),(10),(11)를 갖는다. 도시된 바와 같이 상기 섹션은 중공형이고, 안전 벨트 부착 지점(14),(15)의 베이스부(10),(11)내의 위치들에 보강 부재(12),(13)를 포함시킴으로써 강화되어 있다. 등 섹션 필라(10),(11)도 보강(16),(17)을 구비한다. (17)에 있는 보강은 안전 벨트의 상부 부착 지점에 강성을 제공한다.

도 2는 중공 섹션(20),(21)을 포함하는 두 금속 패널(18),(19)로 이루어진 뒷 좌석의 등받이 패널을 개략적으로 도시한 것이다. 도 3은 패널의 중공 캐비티내로 삽입될 수 있는 보강 부재(22)를 도시한 것이고 패널(23)내에 제공되는 보강을 나타낸 것이다.

도 4는 시트의 등받이를 지지하는 시트 프레임의 측면(22) 및 시트(24)의 U자형 측면 부재내로 삽입될 수 있는 보강 부재(23)를 도시한 것이다. 이 보강 부재는 리브(25)들과 발포성 물질(26)로 덮히는 영역들을 포함하는 얼음 받이 형태의 캐리어를 갖는다. 상기 물질은 발포되어 캐리어를 상기 측면 부재에 접합시킬 수 있고 예를 들어 안전 벨트 부착 영역(27),(28)에 보강을 제공할 수 있다.

도 5는 쿠션(29), 등받이(30) 및 머리 받침대(31)를 구비한 완성 시트를 나타낸 것이며, 또한 안전 벨트(32)에 대해 안전 벨트 부착 지점에 보강(33),(34)이 제공된 것을 나타낸다.

도 6은 두 개의 착석 위치(37),(38)를 포함하는 벤치 시트(36)를 나타낸 것이며, 안전 벨트(39),(40) 및 엣지 위치(41),(42)와 하부 중앙(43),(44)과 상부 중앙(45),(46)에서 프레임에 대한 안전 벨트의 부착을 도식적으로 보여준다.

도 7은 채용된 중앙 가로부(central transverse)를 나타낸 것인데, 안전 벨트 부착을 위한 위치들(41),(42),(43),(44),(45) 및 (46)을 나타낸 도 6에서의 시트에는 도시되지 않았다. 본 발명은 이들 위치 중 하나 또는 그 이상에 보강을 제공하는데 특히 적합하다.

Claims (24)

1. 발포체(foam)로 보강된 중공 섹션들을 포함하는 시트 프레임.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 시트 프레임이 자동차, 트럭 또는 버스를 위한 것인 시트 프레임.
   
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 발포체가 상기 중공 섹션 또는 섹션들 내부에서 인시츄(in situ)로 형성되는 것인 시트 프레임.
   
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보강은 외표면의 일부 또는 전부 상에서 발포성 물질을 운반하는 캐리어 물질에 의해 제공되며, 상기 시트 프레임에 부가적인 보강을 제공하기 위해 코어 물질이 설계되는 것인 시트 프레임.
   
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발포성 물질이 에폭시계 발포성 물질인 것인 시트 프레임.
   
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발포성 물질은 발포 온도 아래에서 연화하고 점착성을 띄게 되는 것인 시트 프레임.
   
7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발포성 물질은 전자코트(electrocoat) 프로세스 또는 페인트 베이킹 프로세스에서 피복되는 내식 코팅을 건조 및 경화하는데 사용되는 오븐 내의 온도에서 팽창하는 것인 시트 프레임.
   
8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보강 부재가 상기 시트 프레임 내의 적정 위치에 배치되고 유지될 수 있도록 하는 수단이 상기 보강 부재에 구비되는 시트 프레임.
   
9. 제 8항에 있어서, 상기 수단이 클립들을 포함하는 시트 프레임.
   
10. 제 4항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캐리어 물질이 금속 또는 플라스틱인 시트 프레임.
    
11. 제 10항에 있어서, 상기 캐리어가 금속으로 이루어지고 스탬핑 또는 액압성형에 의해 제작되는 것인 시트 프레임.
    
12. 제 10항에 있어서, 상기 캐리어가 플라스틱으로 이루어지고 압출성형, 사출성형 또는 중공성형에 의해 생산되는 것인 시트 프레임.
    
13. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캐리어가 내측 또는 외측 리브(rib)들을 포함하는 리브형 구조를 갖는 것인 시트 프레임.
    
14. 제 13항에 있어서, 상기 리브들이 상기 프레임에 부가적 보강을 제공하도록 설계되는 것인 시트 프레임.
    
15. 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보강이 (상기 차량의 내부 위치에서 볼 때) 상기 프레임의 상부 가로 섹션에 제공되는 것인 시트 프레임.
    
16. 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보강이 상기 시트 프레임의 한쪽 또는 양쪽 측면에 제공되는 것인 시트 프레임.
    
17. 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보강이 베이스 지지부에 제공되는 것인 시트 프레임.
    
18. 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보강이 등받이 지지부에 제공되는 것인 시트 프레임.
    
19. 제 1항 내지 제 18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안전 벨트가 상기 시트 프레임상에 장착되고 상기 안전 벨트가 상기 시트 벨트에 부착되는 위치들 중 하나, 둘 또는 모든 위치에 보강이 제공되는 것인 시트 프레임.
    
20. 제 1항 내지 제 19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보강이 상기 시트의 등받이 내의 중공 섹션에 제공되는 것인 시트 프레임.
    
21. 제 20항에 있어서, 상기 보강이 중앙 가로부에 제공되는 것인 시트 프레임.
    
22. 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보강이 머리 받침대의 고정 영역에 제공되는 것인 시트 프레임.
    
23. 제 1항 내지 제 22항 중 어느 한 항에 따른 시트 프레임에 기초한 시트.
    
24. 제 1항 내지 제 22항 중 어느 한 항에 따른 시트 프레임을 포함하는 차량용 뒷좌석.

Images