KR20140039332A

KR20140039332A - 발포재 보강된 굽힘 튜브 및 방법

Info

Publication number: KR20140039332A
Application number: KR1020147004264A
Authority: KR
Inventors: 다니엘 제이. 사키넨; 마이클 제이. 토마스
Original assignee: 존슨 컨트롤스 테크놀러지 컴퍼니
Priority date: 2011-07-19
Filing date: 2012-07-19
Publication date: 2014-04-01
Also published as: EP2734352A1; WO2013012972A1; WO2013012972A8; US20140152071A1; EP2734352A4; CN103796812A; JP2014522779A

Abstract

차량 시트 프레임에 사용하기 위한 발포재 보강되고 굽혀진 튜브 및 이러한 튜브의 성형 방법이 제공된다. 튜브는 그의 길이부를 따라 연장하는 공동 그리고 하나 이상의 개방 단부를 갖는다. 발포재는 예컨대 주입을 포함하는 임의의 바람직한 프로세스를 통하여 공동 안으로 주입될 수 있다. 굽힘부는 관형 요소의 부분을 가열하고 가열된 구역에서 이를 굽힘으로써 성형된다. 관형 요소의 공동 안으로의 발포 재료의 삽입은 가열 및 굽힘 프로세스들에 앞서거나, 후속하거나 또는 동시적일 수 있다. 발포 재료는 공동의 길이부를 통하여 가변적인 타입 및/또는 가변적인 밀도를 가질 수 있다.

Description

발포재 보강된 굽힘 튜브 및 방법 {BENT TUBE WITH FOAM REINFORCEMENT AND METHOD}

본 PCT 특허 출원은 발명의 명칭이 "발포재 보강된 굽힘 튜브 및 방법" 인, 2011년 7월 19일자로 출원된, 미국 가출원 제 61/509,313호의 이득을 주장하며, 상기 출원의 전체 내용은 본 출원의 내용의 일부로 고려되고 인용에 의해 본원에 포함된다.

본 발명은 일반적으로 차량 시트용 프레임들에 관한 것이다. 더 구체적으로는, 본 발명은 발포 재료에 의해 보강된 하나 이상의 긴 관형 요소를 포함하는 프레임들에 관한 것이다.

2 개의 차량들 사이의 또는 고정 물체와의 자동차 충돌들의 경우에서, 차량의 실내에 위치되는 운전자 및 승객 시트들은 매우 높은 하중들을 받을 수 있고 내부의 시트들에 앉아있는 임의의 탑승자들을 보호하기 위해 이러한 하중들 하의 변형에 저항하도록 디자인되어야만 한다. 동시에, 시트의 강도와 절충되지 않는 한 비용 효과 및 질량 감소(차량에 대하여 더 나은 성능 및 연비를 초래함)가 또한 중요한 목적들이다.

통상적인 차량 시트들은 등받이 프레임 및 하부 시트 프레임을 포함하고, 이들 각각은 하나 또는 둘 이상의 관형 요소들을 포함할 수 있다. 몇몇의 좌석 제작자들은 차량 사고들을 견디기 위해 강한 재료들 그리고 충분한 두께의 관형 요소들을 제조한다. 다른 제작자들은 차량 충돌들을 견디기 위한 증가된 강도를 제공하기 위해 더 약한 및/또는 더 얇은 재료들의 하지만 그 안에 보강제가 배치된 관형 요소들을 제조한다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 공동을 갖고 하나 이상의 굽힘부를 갖는 말단부들 사이에서 연장하는 하나 이상의 긴 관형 요소를 포함하는 차량 시트 프레임 조립체가 제공된다. 발포 재료가 공동 내에 배치되고 긴 관형 요소의 길이부의 적어도 일부를 통해 공동의 횡단면 영역을 완전히 채운다. 발포 재료는 관형 요소를 보강하기 위해 공동의 길이부의 일부를 따라 변하는 타입 및 변하는 밀도 중 하나 이상을 갖는다. 이는 비용 절약을 제공하는데 관형 요소가 더 얇은 및/또는 더 약한 재료로 성형될 수 있고 차량 충돌들로부터 초래될 수 있는 힘들로부터의 변형에 저항하기에 여전히 충분히 강하기 때문이다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 차량 시트의 성형 방법이 제공된다. 방법은 공동을 갖고 대향 단부들 사이에서 길이방향으로 연장하는 하나 이상의 긴 관형 요소를 제조하는 단계를 포함한다. 방법은 관형 요소의 공동의 적어도 일부 안으로 발포 재료를 삽입하는 단계를 또한 포함한다. 예컨대 팽창 가능한 플러그 또는 수지로서 포함하는 발포 재료는 임의의 적절한 프로세스를 통하여 공동 안으로 삽입될 수 있다. 방법은 관형 요소의 적어도 일부를 가열하고 굽히는 것에 의해 진행된다. 관형 요소의 가열 및 굽힘은 공동 안으로의 발포 재료의 삽입에 앞서거나, 후속하거나 또는 동시적일 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 차량 시트의 다른 성형 방법이 제공된다. 방법은 공동을 갖고 대향 단부들 사이에서 길이방향으로 연장하는, 하나 이상의 긴 관형 요소를 제조하는 단계를 포함하며, 대향 단부들 중 하나 이상은 개방되고 하나 이상의 스페이서는 대향 단부들 사이에 공동 내에 배치된다. 방법은 개방 단부를 통하여 플랜지가 스페이서로부터 떨어져 있는 위치로, 반경 방향 외측으로 연장하는 플랜지를 갖는 주입기를 공동 안으로 삽입하는 단계에 의해 계속된다. 방법은 스페이서와 주입기의 플랜지 사이의 공동 안으로 발포 재료를 주입하는 단계에 의해 진행된다. 방법은 공동으로부터 주입기를 제거하는 단계에 의해 계속된다. 방법은 관형 요소를 가열하고 굽히는 단계를 추가적으로 포함한다. 공동 안으로의 발포 재료의 주입은 가열하고 굽히는 단계들에 앞서거나, 후속하거나 또는 동시적일 수 있다. 이러한 프로세스는 관형 요소를 위한 보강을 제공하는 특별히 효율적이고 비용 효과적인 프로세스이다.

본 발명의 다른 이점들은 이러한 이점들이 첨부된 도면들과 관련하여 고려될 때 이후의 상세한 설명을 참조하여 더 잘 이해되기 때문에 쉽게 이해될 것이다.

도 1 은 예시적인 굽혀지고 발포재 보강된 관형 요소의 사시도이고,
도 2 는 도 1 의 라인 2-2 을 따라 취해진 예시적인 관형 요소의 횡단면도이고,
도 3 은 발포재 보강되고 굽혀진 관형 요소의 제 1 예시적인 성형 방법의 흐름도이고,
도 4 는 발포재 보강되고 굽혀진 관형 요소의 제 2 예시적인 성형 방법의 흐름도이고,
도 5 는 발포재 보강되고 굽혀진 관형 요소의 제 3 예시적인 성형 방법의 흐름도이고,
도 6 은 관형 요소의 공동 안으로 수지를 주입하기 위해 주입기가 그 안에 위치된 예시적인 관형 요소의 횡단면도이고,
도 7 은 발포재 보강되고 굽혀진 관형 요소의 제 4 예시적인 성형 방법의 흐름도이고,
도 8 은 라인 유도식 열 변형(line induced thermal straining; LITS) 프로세스를 받는 예시적인 관형 요소의 사시도이고,
도 9 는 LITS 프로세스에 후속하여 다양한 지점들에서의 도 8 의 관형 요소의 예시적인 재료의 미세조직을 나타내는 확대도이고,
도 10a 는 LITS 프로세스를 사용하여 굽혀진 예시적인 관형 요소의 횡단면도이고, 및
도 10b 는 굽힘부를 따라 다양한 지점들에서 취해진 도 10a 의 관형 요소의 시험 결과들을 나타내는 표이다.

도면들을 참조하면, 유사한 숫자들은 몇몇의 도들에 걸쳐 대응하는 부분들을 나타내고, 본 발명의 일 양태에 따라 구성되고 차량 시트의 등받이 프레임 또는 하부 시트 프레임 중 하나와 사용하기 위한 예시적인 긴 관형 요소(20)가 일반적으로 도 1 에 나타나 있다. 예시적인 관형 요소(20)는 횡단면으로 볼 때 일반적으로 원형 형상을 갖는다. 하지만, 관형 요소(20)가 임의의 바람직한 횡단면 형상으로 성형될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 관형 요소(20)는 바람직하게는 강 또는 알루미늄으로 성형되지만, 대안적으로 임의의 적절한 금속성 또는 비금속성 재료일 수 있다.

이제 도 2 를 참조하면, 관형 요소(20)는 개방 단부(22)들 그리고 개방 단부(22)들 사이에서 연장하는 개방 공동(24)을 갖는다. 발포 재료(26)가 선택적으로 공동(24) 내에 배치되고 관형 요소(20)의 미리 정해진 부분들을 통해 공동(24)의 횡단면 영역을 완전히 채운다. 발포 재료(26)는 차량 충돌 동안 발생할 수 있는 힘들로부터의 변형에 저항하기 위한 추가적인 강도를 위해 관형 요소(20)의 이러한 미리 정해진 부분들에 보강을 제공한다. 이는 차량 충돌 동안 발생할 수 있는 힘들로부터의 변형 또는 고장에 저항하는 관형 요소의 능력과 절충함이 없이 관형 요소(20)가 감소된 벽 두께를 가지고 성형되고/되거나 더 가벼운, 더 약한 및/또는 더 싼 재료로 형성되는 것을 가능하게 한다. 차량 충돌들 동안 변형에 저항하고 추가적인 강도를 요구하는 다른 영역들을 발포 재료(26)에 의해 보강하기 위해 강도의 최소한의 양을 요구하는 영역들에 따라 관형 요소(20)의 재료 및 벽 두께를 선택하는 것이 유리할 수 있다. 그 자체로, 관형 요소(20)의 비용 및/또는 중량은 그의 성능과 절충함이 없이 감소될 수 있다.

심지어 또한, 추가적인 비용 절약이 공동(24)의 길이부를 따라 발포 재료(26)의 타입 및/또는 밀도를 변하게 함으로써 실현될 수 있다. 예컨대, 발포 재료(26)는 차량 충돌들 동안 발생할 수 있는 하중들에 저항하기 위해 더 많은 보강을 요구하는 관형 요소(20)의 부분들에서 다소 밀집될 수 있지만, 발포 재료(26)는 더 적은 보강을 요구하는 관형 요소(20)의 부분들에서 다소 밀집될 수 있다. 이용되는 발포 재료(26)의 타입에 의존하여, 증가된 밀도는 발포 재료(26)에 의해 관형 요소(20)의 보강을 증가시키지 않을 수 있다는 것이 주목되어야 한다. 발포 재료(26)는 바람직하게는 폴리우레탄 발포 재료(26)일 수 있다. 하지만, 임의의 다른 타입의 적절한 타입의 발포 재료(26)가 대안적으로 이용될 수 있다.

예시적인 관형 요소(20)는 한 쌍의 굽힘부들을 통하여 길이방향으로 연장한다. 이러한 굽힘부들은 공동(24) 안으로의 발포 재료(26)의 삽입 이전, 동안, 또는 이후에 관형 요소(20)로 성형될 수 있다. 도 3 내지 도 5 는 도 1 및 도 2 에 나타낸 것과 같은 굽혀지고 보강된 관형 요소(20)의 3 개의 상이한 예시적인 성형 방법들을 나타내는 흐름도들이다.

이제 도 3 의 흐름도 그리고 도 1 및 도 2 의 구조를 참조하면, 굽혀지고 보강된 관형 요소(20)의 제 1 예시적인 성형 프로세스는 공동(24)을 갖고 미리 정해진 길이를 갖는 관형 요소(20)를 제조하는 단계(100)를 포함한다. 제조하는 단계(100)는 예컨대 관형 요소(20)의 절단 또는 롤 성형(roll forming)일 수 있다. 예시적인 방법은 그 후 관형 요소(20)의 그 부분을 보강하기 위해 긴 관형 요소(20)의 공동(24)의 적어도 일부 안으로 발포 재료(26)를 삽입하는 단계(102)에 의해 진행된다. 발포 재료(26)는 임의의 적절한 프로세스를 통하여 공동(24) 안으로 삽입될 수 있다. 예컨대, 발포 재료(26)는 주입기(428)(도 6 에 나타내고 이하에 더 상세하게 논의되는 것과 같은)에 의해 공동(24) 안으로 주입될 수 있거나 플러그(도시되지 않음)로서 삽입될 수 있고 공동(24)의 횡단면 영역을 채우기 위해 팽창하는 것이 가능할 수 있다. 공동(24)의 전체 길이부는 발포 재료(26)에 의해 채워질 수 있지만, 필수적이지는 않으며, 발포 재료(26)의 타입 및 밀도는 관형 요소(20)의 상이한 부분들에서 변할 수 있다. 발포 재료(26)의 타입은 관형 요소(20)가, 예컨대 발포 재료(26)의 어떠한 악화 없이 차량 시트의 등받이 프레임 또는 하부 시트 프레임의 다른 부분들에 용접되는 것을 가능하게 하기 위해 매우 높은 온도들에 대하여 내성일 수 있다.

도 3 의 예시적인 방법은 그 후 관형 요소(20)를 그의 최종 형상에 일치시키기 위해 가열된 부분들에서 관형 요소(20)를 선택적으로 가열하고 굽히는 단계(104, 106)에 의해 계속된다. 관형 요소(20)의 선택적인 영역들은 바람직하게는 레이저 빔에 의해 가열된다. 하지만, 임의의 바람직한 가열 프로세스가 대안적으로 이용될 수 있다. 관형 요소(20)의 가열은 더 작은 굽힘 반경들로 관형 요소를 굽히는 것을 가능하게 하며 굽힘부들에서의 내부 응력들을 감소시킨다. 대조적으로, 관형 요소(20)가 굽힘 전에 가열되지 않는다면, 이는 오그라들거나(crimp) 또는 그렇지 않으면 너무 예리하게 굽힌다면 변형될 수 있다. 발포 재료(26)가 굽혀질 관형 요소(20)의 부분들 내에 위치된다면, 관형 요소(20)는 그 안에 배치되는 발포 재료(26)를 열화시키지 않을 온도로 가열된다. 예컨대, 발포 재료(26)는 최대 100 도 화씨(100℉)의 온도들에 대해 탄성적이라면, 발포 재료(26)를 담고 있는 관형 요소(20)의 부분들은 굽힘 전에 이러한 온도를 초과하여 가열되지 않는다. 일단 굽혀지고 냉각되면, 예시적인 방법은 차량 시트의 등받이 프레임 또는 하부 시트 프레임의 적어도 일부로서 관형 요소(20)를 이용하는 단계(108)에 의해 계속된다. 이러한 예시적인 방법은 유리할 수 있는데, 이는 관형 요소(20)가 굽혀지기 전에 발포 재료(26)가 공동(24) 안으로 삽입되는 것을 가능하게 하기 때문이다. 이는 관형 요소(20)가 굽혀진 후에 발포 재료(26)를 삽입하는 것과 비교할 때 효율적인 이점들을 제공할 수 있다.

이제 도 4 를 참조하면, 보강되고 굽혀진 관형 요소(20)의 다른 예시적인 성형 방법의 흐름도가 나타나있다. 상기 논의된 방법과 유사하게, 이러한 예시적인 방법은 공동(24) 그리고 미리 정해진 길이를 갖는 관형 요소(20)를 제조하는 단계(200)를 포함한다. 이러한 예시적인 방법은 그 후 관형 요소(20)를 그의 최종 형상에 일치시키기 위해 가열된 부분들에서 관형 요소(20)를 가열하고 굽히는 단계(202, 204)에 의해 계속된다. 관형 요소(20)는 바람직하게는 레이저 빔에 의해 가열되지만; 임의의 적절한 가열 프로세스가 대안적으로 이용될 수 있다. 굽히는 단계(204)가 완료된 후에, 방법은 관형 요소(20)의 공동(24)의 적어도 일부 안으로 발포 재료(26)를 삽입하는 단계(206)에 의해 진행된다. 공동(24)의 전체 길이부는 발포 재료(26)에 의해 채워질 수 있지만, 필수적이지는 않으며, 발포 재료(26)의 타입 및 밀도는 공동(24)의 상이한 부분들에서 변할 수 있다. 추가적으로, 발포 재료(26)는 임의의 적절한 프로세스를 통하여 공동(24) 안으로 삽입될 수 있다. 이러한 예시적인 방법은 그 후 차량 시트의 등받이 프레임 또는 하부 시트 프레임의 적어도 일부로서 관형 요소(20)를 이용하는 단계(208)에 의해 계속된다. 단지 굽힘 프로세스가 완료된 후에 공동(24) 안으로 발포 재료(26)를 삽입하는 것은 유리할 수 있는데, 이는 사용되는 발포 재료(들)(26)의 타입 또는 타입들에 의존하여, 관형 요소(20)는 굽힘 프로세스 전에 더 높은 온도들로 가열될 수 있기 때문이다.

이제 도 5 를 참조하면, 보강되고 굽혀진 관형 요소(20)의 또 다른 예시적인 성형 방법이 나타나 있다. 상기 논의된 실시예들과 유사하게, 이러한 실시예는 공동(24) 그리고 미리 정해진 길이를 갖는 관형 요소(20)를 제조하는 단계(300)에 의해 시작한다. 방법은 그 후 공동(24)의 적어도 일부 안으로 발포 재료(26)를 삽입하고, 선택적으로 관형 요소(20)를 가열하고 관형 요소(20)를 그의 최종 형상에 일치시키기 위해 관형 요소를 굽히는 일반적으로 동시적인 단계(302, 304, 306)들에 의해 진행된다. 다른 실시예들에서와 같이, 공동(24)의 전체 길이부는 발포 재료(26)에 의해 채워질 수 있지만, 필수적이지는 않으며, 발포재의 타입 및 밀도는 공동(24)의 상이한 부분들에서 변할 수 있다. 추가적으로, 발포 재료(26)는 임의의 적절한 프로세스를 통하여 공동(24) 안으로 삽입될 수 있으며 관형 요소(20)는 임의의 적절한 프로세스를 통하여 가열되고 굽혀질 수 있다. 발포재 삽입 후에, 가열 및 굽힘 프로세스들은 완료되고, 그 후 방법은 차량 시트의 등받이 프레임 또는 하부 시트 프레임의 적어도 일부로서 관형 요소(20)를 이용하는 단계(308)에 의해 계속된다.

이제 도 6 을 참조하면, 공동(424) 안으로 발포 재료(426)를 주입하기 위해 예시적인 관형 요소(420)의 공동(424) 내에 배치되는 예시적인 주입기(428)가 나타나 있다. 나타낸 것과 같이, 주입기(428)는 관형 요소(420)의 횡단면에 일반적으로 매칭되는 반경 방향 외측으로 연장하는 플랜지(430)를 갖는다.

굽혀지고 보강된 관형 요소(420)의 다른 예시적인 성형 방법이 도 7 의 흐름도에 나타나 있다. 이 흐름도 및 도 6 양쪽을 참조하면, 방법은 공동(424)을 갖고 대향 단부들 사이에서 길이방향으로 연장하는 하나 이상의 긴 관형 요소(420)를 제조하는 단계(500)를 포함하며, 여기서 대향 단부들 중 하나 이상이 개방되고 하나 이상의 스페이서(432)가 대향 단부들 사이에 공동(424) 내에 배치된다. 방법은 그 후 플랜지(430)가 스페이서(432)로부터 떨어져 있는 위치로 개구 단부를 통하여 관형 요소(420)의 공동(424) 안으로 주입기(428)를 삽입하는 단계(502)에 의해 계속된다. 방법은 그 후 주입기(428)의 플랜지(430)와 스페이서(432) 사이의 긴 관형 요소(420)의 공동(424) 안으로 발포 재료(426)를 주입하는 단계(504)에 의해 진행된다. 발포 재료(426)는 바람직하게는 수지로서 주입기(428)의 플랜지(430)와 스페이서(432) 사이의 갭 안으로 주입되고, 이 수지는 그 후 주입기(428)의 플랜지(430)와 스페이서(432) 사이의 갭을 채우기 위해 팽창한다. 발포 재료(426)는 미리 정해진 밀도를 갖도록 선택될 수 있다. 그 다음에, 방법은 공동(424)으로부터 주입기(428)를 제거하는 단계(506)에 의해 진행된다. 팽창된 발포 재료(426)는 주입기(428)가 제거된 후에 긴 관형 요소(420)의 공동(424) 내의 그의 위치에 남아있을 것이다.

예시적인 방법은 이전에 공동 내에 주입된 발포 재료(426)로부터 떨어져 있는 제 2 스페이서(432)를 공동(424) 안으로 삽입하는 단계(508)를 추가적으로 포함한다. 방법은 그 후 제 2 스페이서(432)로부터 떨어져 있는 위치로 공동(424) 안으로 반경 방향 외측으로 연장하는 플랜지(430)를 갖는 주입기(428)를 재삽입하는 단계(510)에 의해 진행된다. 방법은 그 후 제 2 스페이서(432)와 주입기(428)의 플랜지(430) 사이의 공동(424) 안으로 발포 재료를 주입하는 단계(510)에 의해 계속된다. 공동(424)의 이러한 부분 안으로 주입되는 발포 재료는 공동(424)의 다른 부분 내의 발포 재료(426)와 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 추가적으로, 공동(424)의 다른 부분 안으로 주입되는 발포 재료(426)와 동일한 밀도 또는 상이한 밀도를 갖기 위해 발포 재료가 주입될 수 있다. 발포 재료가 제 2 스페이서(432)와 플랜지(430) 사이의 갭 안으로 주입된 후에, 방법은 그 후 긴 관형 요소(420)의 공동(424)으로부터 주입기(428)를 제거하는 단계에 의해 진행된다.

예시적인 방법은 긴 관형 요소(420)의 적어도 일부를 가열하고 가열된 부분에서 긴 관형 요소(420)를 굽히는 단계(514, 516)들을 추가적으로 포함한다. 가열하는 단계(514) 및 굽히는 단계(516)들은 상기 설명된 주입 단계(510)에 앞서거나, 후속하거나 또는 동시적일 수 있다. 추가적으로, 가열하는 단계(514) 및 굽히는 단계(516)들은 라인 유도식 열 변형(LITS) 프로세스일 수 있으며, 이에 의한 긴 관형 요소(420)의 미리 정해진 부분들의 정밀한 가열 및 냉각은 긴 관형 요소(420)가 외력을 가함이 없이 굽혀지는 것을 야기한다.

이제 도 8 을 참조하면, 가열 소스로서의 역할을 하는 레이저 헤드(634)와 관형 요소(620) 상에 물을 분사하는 워터 젯(636)에 의한 LITS 프로세스를 받는 예시적인 긴 관형 요소(620)가 나타나 있다. 하지만, 다른 가열 소스들 및 냉각수들이 대안적으로 이용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 볼 수 있는 것과 같이, 레이저 헤드(634)로부터의 레이저 빔은 단지 긴 관형 요소(620)의 일 측만을 가열한다. 레이저 헤드(634)의 하류의 활성 냉각은 긴 관형 요소(620) 내에 내부 응력들을 야기하며, 이는 결국 긴 관형 요소(620)를 굽히도록 작용한다. 도 9 의 (b) 및 (c)에 나타낸 것과 같이, 긴 관형 요소(620)의 재료의 미세조직은 가열 및 그 이후의 냉각 프로세스들을 받는 긴 관형 요소(620)의 단지 일부로 인하여 LITS 성형 프로세스 이후에 재료의 상이한 지점들에서 상이하다. 바람직하다면, 긴 관형 요소(620)는 LITS 성형 프로세스가 완료된 후에 긴 관형 요소(620)에 걸쳐 재료의 미세조직을 더 균일하게 하기 위해 열 처리될 수 있다.

도 10a 는 상기 설명된 LITS 성형 프로세스를 사용하여 굽혀진 예시적인 긴 관형 요소(720)의 횡단면도이다. 관형 요소(720)는 차례대로 1 내지 12 로 번호가 매겨진 복수의 단편들로 분할된다. 도 10b 는 관형 요소(720)의 단편(1 내지 8 및 12)들에서의 내벽 및 외벽들의 두께 및 경도의 다양한 측정들을 나타내는 표이다. 볼 수 있는 것과 같이, 관형 요소(720)의 내벽의 두께는 굽힘부의 시작 및 끝 부분들(단편 1 내지 3 및 12)보다 굽힘부의 중간 부분(단편 4 내지 8)에서 더 크다. 또한, 도 10 의 (b) 의 챠트는 관형 요소(720)의 경도가 관형 요소(720)의 직선 단편들(단편 1 및 12)에서 보다 굽힘부의 길이부(단편 2 내지 8)에 걸쳐서 더 큰 것을 나타낸다. 도 10 의 (b) 는 또한 관형 요소(720)의 외벽 두께 및 경도가 굽힘부를 따라 통계적으로 일정하게 남아있는 것을 또한 나타낸다.

LITS 성형 프로세스는 유리할 수 있는데 이는 굽힘부의 둥글기가 공구 자국을 벗어남이 없이 유지될 수 있기 때문이다. 또한, LITS 프로세스를 통하여 성형되는 관형 요소들은 개선된 액압성형성(hydroformability)을 갖는데, 이는 예비 변형 프로세스가 요구되지 않기 때문이며 그리고 관형 요소의 외벽의 얇아짐이 없기 때문이다.

관형 요소를 굽히기 위해 LITS 프로세스가 이용될 때, LITS 프로세스에서 관형 요소를 가열하기 전에 발포재 전구체가 공동 안으로 특정한 위치로 삽입될 수 있다. LITS 프로세스는 그 후 전구체를 활성화할 수 있고, 이는 전구체가 보강 발포 재료 안으로 팽창하는 것을 야기한다. 이는 어떻게 발포 재료가 관형 요소 안으로 삽입될 수 있는지의 또 다른 예이다.

전술한 본 발명은 관련 법적 기준들에 따라 설명되었으며, 따라서 설명은 본질을 제한하기 보다는 예시적이다. 설명된 실시예에 대한 변형들 및 수정들은 당업자에게 자명하게 될 수 있고 본 발명의 범주 내에 속할 수 있다.

Claims

공동을 갖는 하나 이상의 긴 관형 요소로서, 상기 하나 이상의 긴 관형 요소는 말단부들 사이에서 연장하고 상기 말단부들 사이에 하나 이상의 굽힘부를 갖는, 긴 관형 요소, 및
상기 긴 관형 요소의 상기 공동 내에 배치되고 상기 긴 관형 요소의 길이부의 적어도 일부를 통하여 상기 공동의 횡단면 영역을 완전히 채우며 상기 공동의 길이부의 상기 부분을 따라 변하는 타입 및 변하는 밀도 중 하나 이상을 갖는 발포 재료를 포함하는,
차량 시트 프레임 조립체.
제 1 항에 있어서,
상기 발포 재료는 상기 공동의 전체 길이부보다 적게 공동 안에 배치되는,
차량 시트 프레임 조립체.
제 2 항에 있어서,
상기 발포 재료는 상기 공동의 2 개 이상의 위치들 내에 배치되고 상기 발포 재료를 갖는 2 개 이상의 위치들은 상기 발포 재료가 없는 상기 공동의 부분에 의해 서로 떨어져 있는,
차량 시트 프레임 조립체.
차량 시트 프레임의 성형 방법으로서,
공동을 갖고 대향 단부들 사이에서 길이방향으로 연장하는 하나 이상의 긴 관형 요소를 제조하는 단계,
상기 긴 관형 요소의 공동의 적어도 일부 안으로 발포 재료를 삽입하는 단계,
상기 긴 관형 요소의 적어도 일부를 가열하는 단계, 및
상기 가열된 위치에서 긴 관형 요소의 긴 부분을 굽히는 단계를 포함하는,
차량 시트 프레임의 성형 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 긴 관형 요소의 적어도 일부를 가열하고 굽히는 단계들은 긴 관형 요소의 미리 정해진 부분들의 정밀한 가열 및 냉각이 긴 관형 요소가 굽혀지는 것을 야기하는 라인 유도식 열 변형(line induced thermal strain) 성형 프로세스를 통하여 관형 요소를 가열하고 굽히는 단계로서 추가로 규정되는,
차량 시트 프레임의 성형 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 긴 관형 요소의 공동의 적어도 일부 안으로 발포 재료를 삽입하는 단계는 긴 관형 요소의 적어도 일부를 가열하고 굽히는 단계들에 앞서는,
차량 시트 프레임의 성형 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 긴 관형 요소의 공동의 적어도 일부 안으로 발포 재료를 삽입하는 단계는 긴 관형 요소의 적어도 일부를 가열하고 굽히는 단계들에 후속하는,
차량 시트 프레임의 성형 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 긴 관형 요소의 공동 안으로 발포 재료를 삽입하는 단계 후에 긴 관형 요소를 용접하는 단계를 더 포함하는,
차량 시트 프레임의 성형 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 공동 안으로 발포 재료를 삽입하는 단계는 반경 방향 외측으로 연장하는 플랜지를 갖는 주입기에 의해 공동 안으로 발포 재료를 주입하는 단계로서 추가로 규정되며,
상기 공동으로부터 주입기를 제거하는 단계,
상기 공동 안으로 이전에 주입된 발포 재료로부터 떨어져 있는 스페이서를 스페이서를 삽입하는 단계,
상기 스페이서로부터 떨어져 있는 위치로 공동 안으로 반경 방향 외측으로 연장하는 플랜지를 갖는 주입기를 재삽입하는 단계,
상기 제 2 스페이서와 주입기의 플랜지 사이의 공동 안으로 주입기에 의해 발포 재료를 주입하는 단계, 및
상기 긴 관형 요소의 공동으로부터 주입기를 제거하는 단계를 후에 더 포함하는,
차량 시트 프레임의 성형 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 공동의 상이한 위치들 안으로 주입되는 발포 재료들은 서로 상이한 재료들인,
차량 시트 프레임의 성형 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 공동의 상이한 위치들 안으로 주입되는 발포 재료들은 서로 상이한 밀도들을 갖는,
차량 시트 프레임의 성형 방법.
차량 시트 프레임의 성형 방법으로서,
공동을 갖고 대향 단부들 사이에서 길이방향으로 연장하며 대향 단부들 중 하나 이상은 개방되고 하나 이상의 스페이서가 상기 대향 단부들 사이의 상기 공동 내에 배치되는 하나 이상의 긴 관형 요소를 제조하는 단계,
상기 하나 이상의 개방 단부를 통하여 플랜지가 스페이서로부터 떨어져 있는 위치로 상기 하나 이상의 긴 관형 요소의 공동 안으로 반경 방향 외측으로 연장하는 플랜지를 갖는 주입기를 삽입하는 단계,
상기 스페이서와 주입기의 플랜지 사이의 긴 관형 요소의 공동 안으로 발포 재료를 주입하는 단계,
상기 긴 관형 요소의 공동으로부터 주입기를 제거하는 단계,
상기 긴 관형 요소의 적어도 일부를 가열하는 단계, 및
상기 가열된 부분의 긴 관형 요소를 굽히는 단계를 포함하는,
차량 시트 프레임의 성형 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 긴 관형 요소의 공동 안으로 발포 재료를 주입하는 단계는 긴 관형 요소를 가열하고 굽히는 단계들에 앞서는,
차량 시트 프레임의 성형 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 긴 관형 요소의 공동 안으로 발포 재료를 주입하는 단계는 긴 관형 요소를 가열하고 굽히는 단계들 중 하나 이상과 동시적인,
차량 시트 프레임의 성형 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 긴 관형 요소의 공동 안으로 발포 재료를 주입하는 단계는 긴 관형 요소를 가열하고 굽히는 단계들에 후속하는,
차량 시트 프레임의 성형 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 공동으로부터 주입기를 제거하는 단계 후에,
상기 공동 안으로 이전에 주입된 발포 재료로부터 떨어져 있는 제 2 스페이서를 공동 안으로 삽입하는 단계,
상기 제 2 스페이서로부터 떨어져 있는 위치로 공동 안으로 반경 방향 외측으로 연장하는 플랜지를 갖는 주입기를 재삽입하는 단계,
상기 제 2 스페이서와 주입기의 플랜지 사이의 공동 안으로 주입기에 의해 발포 재료를 주입하는 단계,
상기 긴 관형 요소의 공동으로부터 주입기를 제거하는 단계를 더 포함하는,
차량 시트 프레임의 성형 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 공동의 상이한 위치들 안으로 주입되는 발포 재료들은 서로 상이한 재료들인,
차량 시트 프레임의 성형 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 공동의 상이한 위치들 안으로 주입되는 발포 재료들은 서로 상이한 밀도들을 갖는,
차량 시트 프레임의 성형 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 긴 관형 요소의 적어도 일부를 가열하고 굽히는 단계들은 긴 관형 요소의 미리 정해진 부분들의 정밀한 가열 및 냉각이 긴 관형 요소가 굽혀지는 것을 야기하는 라인 유도식 열 변형 성형 프로세스를 통하여 관형 요소를 가열하고 굽히는 단계로서 추가로 규정되는,
차량 시트 프레임의 성형 방법.