KR100588909B1 - 승객 보호용 니 볼스터 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 니 볼스터에 관한 것으로, 특히 차량 충돌시 승객을 보호하기 위한 니 볼스터 시스템에 관한 것이다.

본 발명의 니 볼스터 시스템은, 콕핏 모듈의 카울 크로스바에 장착되는 니 볼스터에 있어서, 상기 카울 크로스바에 결합되어 작동 전개부를 지지하는 카울 크로스바 결합부와; 자동차 충돌시 ACU로부터 충돌 신호를 받아 점화되는 스파크 발생기 및 상기 스파크에 의해 연소하며 가스 팽창을 일으키는 화약이 장착되어 있는 인플레이터와; 상기 인플레이터 전방에 위치하여 팽창 가스의 압력을 받아 운전석 방향으로 전진하는 램과; 상기 팽창 가스를 수용하고 상기 램의 전진 거리를 규제하며 램을 가이드하는 가이드 실린더;를 구비하는 작동 전개부와, 상기 작동 전개부의 램 단부에 설치되어 작동 전개부의 작동시 램과 함께 전진하는 로워 카울패드를 포함하여, 차량 충돌시 상기 로워 카울패드에 의해 운전자의 무릎을 조기에 구속하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 로워 카울패드의 내부에는 로워 카울패드 강도 보강용 스틸 패널이 접합되는 것을 특징으로 한다.

Description

승객 보호용 니 볼스터 시스템{KNEE BOLSTER SYSTEM FOR PROTECTING PASSENGER}

도 1은 종래의 니 에어백 시스템을 나타낸 단면도;

도 2는 도 1의 에어백 시스템의 구성을 나타낸 단면도;

도 3은 본 발명에 따른 일실시예로서 니 볼스터 시스템의 구성을 나타낸 분해 사시도;

도 4a는 도 3의 니 볼스터 시스템의 작동 전개부의 작동 전 상태로서, 작동 전개부와 스틸패널 및 로워 카울패드의 결합구조를 나타낸 측면 단면도;

도 4b는 도 4a의 작동 전개부의 작동 후의 상태를 나타낸 측면 단면도; 그리고,

도 5는 도 3의 니 볼스터 시스템의 작동을 나타낸 단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10: 에어백 11: 로워 카울패드

12: 인플레이터 13: 하우징

14: 에어백 커버 2: 카울 크로스바

3: 지지대 4: 작동 전개부

41: 카울 크로스바 결합부 42: 인플레이터

43: 램 44: 실린더

5: 스틸 패널 6: 로워 카울패드

7: 콕핏 모듈

본 발명은 차량의 충돌시 로워 카울패드가 운전자 방향으로 전진하여 운전자의 무릎 위치를 조기 구속함으로써, 충돌로부터 발생하는 운전자의 상해를 감소시켜 운전자를 보호하도록 하는 승객 보호용 니 볼스터에 관한 것이다.

차량에는 충돌시 승객을 보호하기 위해 에어백 시스템이 장착된다. 핸들의 커버 내에는 운전자 안면 및 가슴부를 보호하기 위한 에어백이 내장되어 있다. 그러나 이러한 운전석 정면 에어백 시스템만을 장착하여 충돌 실험을 한 결과, 운전자의 하체가 앞으로 밀려 나오기 때문에, 무릎 침잎량이 높아 다리 하지부 상해치가 높아지며, 하체까지 앞으로 밀려 나온 결과 스티어링 휠의 로워 부위에 운전자의 가슴이 접촉하게 되어 가슴 상해치가 높아지는 단점이 있었다.

이러한 문제점을 인식하여 현재에는 정면 충돌시 무릎을 보호하고, 무릎을 조기에 구속하여 승객의 머리와 가슴이 에어백이나 스티어링 칼럼에 가장 이상적으로 부딪히게 함으로써 상해치를 줄이는 니(knee) 에어백 시스템이 사용되고 있다.

도 1은 종래의 니 에어백 시스템을 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 에어백 시스템의 구성을 나타낸 단면도이다. 에어백 시스템은 로워 카울패드(11) 배면 에 설치되어 있다. 인플레이터(12)는, 하우징(13)과 에어백 커버(14)에 의해 형성되는 내부 공간에 내장된 에어백(10)에 연결되어 있다. 차량이 충돌하면 인플레이터(12)가 에어백(10)에 에어를 제공하고, 이에 에어백(10)이 로워 카울패드(11)의 테어라인(tear line; 미도시)을 통해 팽창되어 나오게 된다.

이러한 종래기술의 문제점은 다음과 같다.

첫째, 에어백을 전개시키기 위한 인플레이터(12)의 사이즈가 크고, 조수석 에어백과 같이 하우징(13) 구조가 필요하여 다수의 부품 및 지지구조를 요하므로 조수석 에어백 구조와 흡사한 구조로 설계 변경이 불가피하다는 것이다.

둘째, 로워 카울패드(11) 부위에 테어라인이 추가되어 외관성이 저하되고, 재질에 있어 기존의 하드타입 재료(예를 들면, ABS, PPF 등)를 사용하지 못하고 TPO등의 고가의 연질의 재료를 사용해야 하므로 치수 안정성이 부족하고 내스크래칭성이 취약하여 외관 품질 저하가 우려된다는 것이다.

특히 에어백 전개를 위한 대용량 인플레이터(12)와 백폴딩 구조의 적용을 하기 위해 기존의 설계구조를 다수 변경시켜야 하고 이는 생산라인의 변경에 이르러 적용에 있어서 많은 비용이 소요되는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 카울 크로스바에 작동 전개부를 장착하고 차량 충돌시 상기 전개부로 인해 로워 카울패드를 운전석 방향으로 전진시켜 운전자의 무릎 위치를 규제함으로써, 운전자가 차량 충돌시 이상적인 상태로 충격을 받도록 하여 상해를 감소시키는 니 볼스터 시 스템 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 콕핏 모듈의 카울 크로스바에 장착되는 니 볼스터에 있어서, 상기 카울 크로스바에 결합되어 작동 전개부를 지지하는 카울 크로스바 결합부와; 자동차 충돌시 ACU로부터 충돌 신호를 받아 점화되는 스파크 발생기 및 상기 스파크에 의해 연소하며 가스 팽창을 일으키는 화약이 장착되어 있는 인플레이터와; 상기 인플레이터 전방에 위치하여 팽창 가스의 압력을 받아 운전석 방향으로 전진하는 램과; 상기 팽창 가스를 수용하고 상기 램의 전진 거리를 규제하며 램을 가이드하는 가이드 실린더;를 구비하는 작동 전개부와, 상기 작동 전개부의 램 단부에 설치되어 작동 전개부의 작동시 램과 함께 전진하는 로워 카울패드를 포함하여, 차량 충돌시 상기 로워 카울패드에 의해 운전자의 무릎을 조기에 구속하여 간단한 구조와 간단한 설계변경으로 승객을 보호할 수 있다.

또한, 상기 로워 카울패드의 내부에는 로워 카울패드 강도 보강용 스틸 패널이 접합될 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 니 볼스터 구조의 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 일실시예로서 니 볼스터 시스템의 구성을 나타낸 분해 사시도이다. 콕핏 모듈(7: 도 5 참조)의 카울 크로스바(2)의 하부에는 작동 전개부(4)를 지지할 수 있도록 지지대(3)가 체결되어 있다. 지지대(3)의 하단부에는 작동 전개부(4)가 운전자를 향하도록 설치되어 있으며, 그 단부는 도 3의 화살표에 의해 도시된 바와 같이 스틸 패널(5) 및 로워 카울패드(6)의 홀을 통하여 결합된다. 스틸 패널(5)은 로워 카울패드(6)의 강도를 보강하기 위해 로워 카울패드(6)에 접합되는데, 이는 스크류 접합에 의하거나 인몰드 성형으로 이루어질 수 있다.

도 4a는 도 3의 니 볼스터 시스템의 작동원(作動原)인 작동 전개부(4)의 작동 전으로서, 작동 전개부(4)와 스틸패널(5) 및 로워 카울패드(6)의 결합구조를 나타낸 측면 단면도이고, 도 4b는 도 4a의 작동 전개부(4)의 작동 후의 상태를 나타낸 측면 단면도이다. 작동 전개부(4)는 카울 크로스바(2)의 하부에 체결된 지지대(3)와 결합되는 카울 크로스바 결합부(41)를 구비한다. 상기 결합부(41)의 전방에는 인플레이터(42)가 존재한다. 인플레이터(42) 내에는 차량의 충돌시 ACU로부터 충돌 신호를 받아 스파크를 발생시키는 스파크 발생기(미도시)가 설치되어 있고, 발생된 스파크에 의해 연소가 일어나는 화약(미도시)이 내장되어 있다. 상기 인플레이터(42)의 내부는 실린더(44)와 연통하여 화약이 연소할 때 발생하는 팽창가스가 실린더에 전해지도록 되어 있다. 그리고, 실린더(44)의 내부에는 램(43)이 삽입되어 있다.

스틸 패널(5)과 로워 카울패드(6)의 홀을 통하여 램(43)의 전방 볼트부가 돌출되어 있고 여기에 너트(45)가 체결됨으로써 작동 전개부(4)와 스틸 패널(5) 및 로워 카울패드(6)의 결합이 이루어진다. 상기 체결부위에는 외관 및 작동시 승객의 무릎 보호를 위해 캡(61)이 씌워진다.

차량에 충돌이 발생하면 ACU는 충돌 신호를 스파크 발생기에 보내고, 스파크 발생기가 스파크를 발생시켜 화약의 점화가 일어난다. 화약의 점화, 연소로 가스가 팽창하면 연소가스에 의한 압력이 실린더(44)의 내부로 전달된다. 상기 램(43)의 후방에는 실린더(44)의 내경과 거의 일치하여 연소 가스가 새어 나가지 않도록 하는 걸림턱(431) 형상이 존재한다. 따라서 램(43)은 압력에 밀려 실린더(44)를 따라 전진하게 된다. 이러한 전진은 램(43)의 걸림턱(431)이 실린더(44)의 스토퍼(441)에 다다를때까지 이루어진다. 따라서, 램(43)의 이동거리는 실린더(44)의 길이에 의해 결정된다. 즉, 차량의 구조에 따라 상기 실린더(44)의 길이를 조절할 수 있다.

여기서 스토퍼(441)는 램(43)의 전진을 멈추게 할 정도로 형성되면 족하며, 오히려 램(43)의 외면과 정밀하게 밀착되어 램(43)이 전진하는데 있어서 램(43)과 걸림턱(431), 실린더(44)와 스토퍼(441)에 둘러싸여져서 만들어지는 공간(a)에 존재하는 공기가 배출되는데 방해가 되어서는 안된다. 즉, 걸림턱(431)과 실린더(44) 내면과의 접촉은 긴밀한 것이 바람직하고 스토퍼(441)와 램(43)의 외면과의 접촉은 약간의 여유가 있는 것이 바람직하다.

도 5는 도 3의 니 볼스터 시스템의 작동을 나타낸 단면도이다. 콕핏 모듈(7) 내의 카울 크로스바(2)의 하부에 설치된 지지대(도 5에서는 미도시)에 고정되어 있는 작동 전개부(4)가 충돌 신호를 받아 전개되면, 운전자 방향으로 램(43) 및 램(43)의 단부에 고정된 로워 카울패드(6)가 화살표로 표시된 바와 같이 전방으로 이동하게 된다. 충돌에 의해 보닛 방향으로 밀려나오는 운전자의 무릎은 이렇게 전진된 로워 카울패드(6)에 의해 위치 규제된다. 실린더(44) 내부의 팽창 가스가 쇽 옵서버의 역할을 하여 운전자의 무릎이 카울패드(6)에 닿았을때 발생하는 충격을 흡수하므로 운전자의 무릎은 상해를 입지 않는다. 따라서 본 발명의 구성에 의해 설계의 변경을 최소화하고 부품수를 최소화하면서도 기존의 니 에어백 시스템과 같은 효과를 얻을 수 있다.

이상, 상술한 바와 같이, 본 발명의 니 볼스터 시스템은 차량 충돌시 로워 카울패드를 운전석 방향으로 전진시킴으로써 충돌에 의한 변형구간을 확보하고 운전자의 무릎 위치를 규제하여 차량의 충돌로부터 발생하는 운전자의 상해를 감소시켜 운전자를 보호할 수 있다. 또한 로워 카울패드에 테어라인을 제거함으로써 외관을 개선할 수 있고, 에어백 전개가 아닌 실린더 내부의 램 이동방식을 채택하여 부품수를 감소시키며, 에어백 모듈의 삭제로 인해 중량을 감소시킬 수 있다.

전개시 실린더의 길이 조절에 의해 램의 이동거리를 제어하므로 수치적인 제어가 가능해진다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정하는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 한 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 당업자에게 자명하다고 할 수 있는 바, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속하는 것이다.

Claims (2)

1. 콕핏 모듈의 카울 크로스바에 장착되는 니 볼스터에 있어서,

   상기 카울 크로스바에 결합되어 작동 전개부를 지지하는 카울 크로스바 결합부와; 자동차 충돌시 ACU로부터 충돌 신호를 받아 점화되는 스파크 발생기 및 상기 스파크에 의해 연소하며 가스 팽창을 일으키는 화약이 장착되어 있는 인플레이터와; 상기 인플레이터 전방에 위치하여 팽창 가스의 압력을 받아 운전석 방향으로 전진하는 램과; 상기 팽창 가스를 수용하고 상기 램의 전진 거리를 규제하며 램을 가이드하는 가이드 실린더;를 구비하는 작동 전개부와,

   상기 작동 전개부의 램 단부에 설치되어 작동 전개부의 작동시 램과 함께 전진하는 로워 카울패드를 포함하여,

   차량 충돌시 상기 로워 카울패드에 의해 운전자의 무릎을 조기에 구속하는 것을 특징으로 하는 니 볼스터 시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 로워 카울패드의 내부에는 로워 카울패드 강도 보강용 스틸패널이 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 니 볼스터 시스템.

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