KR101047561B1 - 차량용 외장에어백 장치 - Google Patents

Abstract

에어백쿠션이 차량 전면에 전개되는 차량용 외장에어백 장치가 소개된다. 이 외장에어백 장치의 에어백하우징은 차량 범퍼에 장착되는 복수로 구성되고, 에어백쿠션은 복수의 에어백하우징에 수용되어 차량 범퍼의 전면으로 전개되고, 분할챔버는 에어백쿠션에 길이방향으로 구획되고 에어백가스가 균일하게 배분되는 가스공급홀이 각각 형성된 복수로 구성되며, 인플레이터는 에어백가스에 전개력을 제공하는 구성이다.

에어백쿠션, 에어백하우징, 인플레이터, 가스배분기

Description

차량용 외장에어백 장치{EXTERIOR AIR-BAG FOR VEHICLES}

본 발명은 에어백쿠션이 신속하고 안정적으로 차량 전면에 전개되는 차량용 외장에어백 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차에는 순간 돌발상황에 대비해서 운전자 및 탑승자를 보호하기 위한 각종 안전장치가 구비되어 있으며, 그 대표적인 안전장치로는 차량에 착석한 운전자와 승객을 직접적으로 보호하는 에어백 장치가 있다.

이러한 에어백장치는 차량에 충돌이 발생했을 경우, 에어백쿠션 내부에 에어백가스가 순간적으로 주입되고, 에어백쿠션은 에어백가스에 의해 빠른 속도로 팽창되면서 운전자 및 조수석 승객의 전면을 감싸 차량의 전면 유리나 전방의 물체로부터 보호한다.

그런데 상기와 같은 종래 에어백장치는 차량 내부에서 터지게 되는 내장형 에어백장치로, 차량 내부의 탑승객은 보호할 수 있지만 외부와 충돌되는 자기 차량이나 상대 차량, 및 외부 인명은 전혀 보호하지 못한다는 결점이 있었다. 특히, 차량 실내의 내장형 에어백 장치로만은 탑승객을 안전하게 보호하기가 어려웠다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 외장 에어백쿠션 내 원활한 에어백가스 흐름을 유도하여 에어백쿠션을 신속하고 안정적으로 전개하는 차량용 외장에어백 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 차량용 외장에어백 장치는,
차량 범퍼에 장착되는 복수의 에어백하우징과, 상기 복수의 에어백하우징에 수용되어 상기 차량 범퍼의 전면으로 전개되는 에어백쿠션과, 상기 에어백쿠션에 길이방향으로 구획되고 에어백가스가 균일하게 배분되는 가스공급홀이 각각 형성된 복수의 분할챔버와, 상기 에어백가스에 전개력을 제공하는 인플레이터와, 자기 차량 및 상대물의 속도 및 거리를 감지하여 감지신호를 인가하는 감지부와, 상기 감지신호를 통해 충돌 직전 상태를 판단하여 에어백쿠션을 전개하기 위한 전개신호를 인가하는 제어부를 포함하고, 상기 에어백쿠션에는 상기 가스공급홀에 연통되는 가이드홀부가 상기 에어백쿠션의 길이방향으로 연장 형성되고, 상기 가이드홀부에는 상기 가스공급홀에 대응되는 가스배분홀을 가지면서 상기 인플레이터에 연결되는 가스배분기가 삽입되고, 상기 가이드홀부의 끝단에는 상기 에어백쿠션의 단부에 에어백가스를 공급하는 단부홀이 형성되고, 상기 가이드홀부의 단부에는 상기 가스배분기의 단부와 상기 단부홀 사이를 연결하는 전개가이드가 마련되고, 상기 복수의 에어백쿠션은 만개시 각각의 인접한 측단이 서로 겹쳐지는 중첩부가 형성되면서 차량 범퍼의 전면을 전체적으로 둘러싸고, 상기 에어백하우징은 차량 범퍼의 양측부에 장착되고, 상기 에어백쿠션은 상기 차량 범퍼의 일측 에어백하우징에 마련되어 측단이 상기 차량 전방 센터를 감싸도록 전개되는 제1 에어백쿠션, 및 상기 차량 범퍼의 타측 에어백하우징에 마련되어 측단이 상기 제1 에어백쿠션의 측단을 감싸도록 전개되는 제2 에어백쿠션으로 구성되고, 상기 제1 및 제2 에어백쿠션에는, 차량 전방으로 볼록하게 전개되는 엠보싱부가 형성되고, 상기 중첩부는 상기 제1 에어백쿠션 및 제2 에어백쿠션의 측단이 서로 대각으로 대향되게 전개되는 대향경사면을 형성하고, 상기 제어부는 상기 중첩부를 형성한 복수의 에어백쿠션 중에서 후방의 에어백쿠션이 전방의 에어백쿠션보다 먼저 전개되도록 시간차를 두면서 전개신호를 인가한다.

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상기 분할챔버는 상기 에어백쿠션 내부 길이방향을 따라 이격 배치된 복수의 격벽에 의해 분할되고, 상기 격벽에는 각각의 분할챔버 간에 에어백가스 흐름을 조절하는 가스조절홀이 형성되는 것이 바람직하다. 상기 가스배분홀은 상기 에어백가스가 이동되는 에어백쿠션의 길이방향을 따라 점차 커지는 직경을 갖는 것이 바람 직하다.

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본 발명에 의하면, 에어백쿠션에 마련된 각각의 분할챔버에 에어백가스가 고르게 공급됨에 따라, 에어백쿠션의 전개가 전체적으로 균형있게 진행되고 에어백쿠션의 빠른 전개가 유도될 수 있다는 이점이 있다.

아울러, 본 발명은 전개가이드를 통해 에어백쿠션의 단부에도 에어백가스가 신속하게 공급됨으로써, 에어백쿠션이 전체적으로 신속하게 전개될 수 있다는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 좌,우측에 배치된 외장에어백이 시간 차이를 두고 전개됨으로써, 외장에어백의 오버랩 구간에서 정상적인 전개 형상이 유도되고, 안정적인 전개가 이루어질 수 있다는 이점이 있다.

우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 외장에어백 장치는, 에어백가스의 균일한 흐름을 유도하는 분할챔버(201)를 통해, 에어백쿠션(200)의 전개가 전체적으로 균형있게 이루어지고 에어백쿠션(200)이 빠르게 전개될 수 있다는 점에 가장 큰 특징이 있다.

이를 구현하기 위한 구성을 설명하면, 외장에어백 장치는 차량 범퍼(700)에 장착되는 복수의 에어백하우징(300)과, 복수의 에어백하우징(300)에 수용되는 에어백쿠션(200)과, 에어백쿠션(200)의 길이방향을 따라 배치되는 분할챔버(201), 및 에어백가스에 전개력을 제공하는 인플레이터(100)를 포함하여 구성된다.

구체적으로, 에어백쿠션(200)은 에어백하우징(300)에 수용되어, 만개시 범퍼의 전면을 둘러싸도록 전개되는 구조이다. 이러한 에어백쿠션(200)의 내측에는 에어백쿠션(200) 내부 길이방향을 따라 구획되어 형성된 분할챔버(201)가 마련된다.

분할챔버(201)는 인플레이터(100)로부터 공급된 에어백가스가 충진되는 공간으로, 격벽(202)을 사이에 두고 에어백쿠션(200) 내부 길이방향을 따라 인접하게 배치되는 복수로 구성된다. 격벽(202)은 만개시 에어백쿠션(200)의 형상을 일정하게 유지하는 역할을 하는 동시에, 에어백쿠션(200)내에 복수의 분할챔버(201)가 형성되도록 한다. 이 격벽(202)에는 복수의 분할챔버(201)내 에어백가스의 유동이 가능한 가스조절홀(203)이 형성된다. 가스조절홀(203)은 한 쪽의 분할챔버(201)에만 많은 양의 에어백가스가 공급되는 경우, 한 쪽의 분할챔버(201)에 충진된 에어백가스가 다른 쪽의 분할챔버(201)로 유동될 수 있도록 한다.

분할챔버(201)에는 에어백가스가 공급되는 가스공급홀(205)이 형성된다. 이 가스공급홀(205)은 인플레이터(100)로부터 공급된 에어백가스가 분할챔버(201) 내로 유입되는 통로로, 에어백쿠션(200)을 길이방향으로 관통하는 가이드홀부(206)와 연통된다. 즉, 인플레이터(100)로부터 공급된 에어백가스는 가이드홀부(206)에 유 입된 후, 가스공급홀(205)을 통해 각각의 분할챔버(201)내로 유입된다.

도 5a 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 가이드홀부(206)에는 가스배분기(600)가 삽입될 수 있다. 가스배분기(600)는 인플레이터(100)의 에어백가스를 각각의 분할챔버(201)에 적절하게 분배하기 위한 것으로, 에어백가스가 유동되는 가스배분홀(610)이 형성된다. 가스배분홀(610)은 분할챔버(201)의 가스공급홀(205)에 각각 대향되게 배치되며, 에어백쿠션(200)의 길이방향 단부측으로 점점 직경이 더 커지도록 설계되는 것이 바람직하다.

즉, 인플레이터(100)로부터 먼 위치에 형성된 가스배분홀(610)은, 인플레이터(100)로부터 가까운 위치에 형성된 가스배분홀(610)보다 더 큰 직경을 갖는다. 이는 인플레이터(100)에서 가까운 위치의 에어백가스 공급압력이, 인플레이터(100)에서 먼 위치의 에어백가스 공급압력보다 높으므로, 가스배분홀(610)이 동일한 직경을 가질 경우 서로 다른 양의 에어백가스가 해당 분할챔버(201)내로 공급되는 것을 방지하기 위함이다. 이를 통해, 각각의 분할챔버(201)에는 에어백가스의 압력 배분이 고르게 이루어져, 동일 시간에 에어백쿠션(200)의 만개가 원활하게 이루어질 수 있다.

상기에서 서로 다른 직경을 갖는 가스배분홀(610)을 통해 복수의 분할챔버(201) 간 에어백가스의 압력배분이 고르게 이루어지는 구성을 예로 설명하였으나, 인플레이터(100)로부터 먼 위치에 형성된 가스공급홀(205)이, 인플레이터(100)로부터 가까운 위치에 형성된 가스공급홀(205)보다 더 큰 직경을 갖도록 설계함으로써, 복수의 분할챔버(201) 간 에어백가스의 압력배분이 고르게 이루어지도록 할 수도 있을 것이다.

가이드홀부(206)에는 에어백쿠션(200)의 끝단으로 에어백가스를 전달하기 위한 전개가이드(620)가 마련될 수 있다. 이 전개가이드(620)는 가스배분기(600)의 단부와 클립(미도시)을 통해 연결되는 동시에, 에어백쿠션(200)의 단부홀(207)에 연통되는 구조이다. 그리고 전개가이드(620)는 에어백쿠션(200)이 원활하게 접혀질 수 있도록 직물이나 비닐과 같은 유연한 소재로 구성되는 것이 바람직하고, 쏘우잉(sewing), 본딩(bonding), 태핑(taping)등의 방법으로 에어백쿠션(200)에 고정된다. 이로써, 가스배분기(600)에서 공급된 에어백가스는 전개가이드(620)를 통해 에어백쿠션(200)의 길이방향 끝단까지 전달될 수 있고, 에어백쿠션(200)은 신속하고 원활하게 만개될 수 있다.

상술한 복수의 에어백쿠션(200)은 만개시 각각의 인접한 측단이 서로 겹쳐지는 중첩부(O)가 형성되면서 차량 범퍼(700)의 전면을 전체적으로 둘러싸는 구조이다.

이를 위해, 에어백쿠션(200)은 차량 범퍼(700)의 일측부에 마련되어 측단이 상기 차량 전방 센터를 감싸도록 전개되는 제1 에어백쿠션(210)과, 차량 범퍼(700)의 타측부에 마련되어 측단이 제1 에어백쿠션(210)의 측단을 감싸도록 전개되는 제2 에어백쿠션(220)으로 구성된다.

제1 및 제2 에어백쿠션(220)에는 만개시 해당 측단이 서로 대각으로 대향되게 전개되면서 대향경사면(208)을 형성하는 중첩부(O)가 형성된다. 이 중첩부(O)는 에어백쿠션(200)의 만개시 차량의 전면에 배치되므로, 차량의 정면 충돌에 따른 충돌에너지를 효과적으로 흡수할 수 있다. 즉, 에어백쿠션(200)이 전개되면, 제1 에어백쿠션(210)의 측단은 차량의 전방 센터를 감싸고, 제2 에어백쿠션(220)의 측단은 제1 에어백쿠션(210)의 전방 센터 부분을 감싸므로, 탑승자는 충격으로부터 안전하게 보호될 수 있는 것이다.

제1 및 제2 에어백쿠션(220)에는 차량 전방으로 볼록하게 전개되는 엠보싱부(204)가 형성된다. 이 엠보싱부(204)는 충돌에너지를 완충하는 효과를 증진시키는 동시에, 차량의 전방충돌 뿐만 아니라 차량의 측전방충돌에 대해서도 효과적으로 대응할 수 있도록 한다.

충돌 직전 에어백쿠션(200)의 전개는 감지부(400) 및 제어부(500)를 통해 구현된다.

감지부(400)는 자기 차량 및 상대물의 속도 및 거리를 감지하여 해당 감지신호를 제어부(500)에 인가한다. 이를 위해, 감지부(400)는 충돌 전 상대물의 속도 및 거리를 감지하기 위한 상대물 감지센서(410)와, 자기 차량의 속도 및 거리를 감지하기 위한 자기차량 감지센서(420)로 구성된다.

여기서, 상대물 감지센서(410)는 충돌 전 상대물의 속도 및 거리 등을 감지하는 레이더 센서(411)와, 상대물의 형상을 이미지 캡쳐하는 카메라 센서(412)가 사용될 수 있으며, 자기차량 감지센서(420)는 자기 차량의 속도 및 거리의 감지가 가능한 차속 센서, 조향각 센서, 휠 스피드 센서 및 G센서 등이 사용될 수 있다.

감지부(400)의 감지신호가 제어부(500)에 전달되면, 제어부(500)는 이 감지신호를 통해 자기 차량의 충돌 직전 상태 여부를 판단하고, 차량 충돌이 예상되면 전개신호를 인플레이터(100)에 인가하여, 차량 전면에서 에어백쿠션(200)이 전개되도록 한다. 이때, 자기 차량과 상대물 간의 상대 속도가 일정 이상이고, 차량과 상대물 간의 거리가 일정 거리 이하이면, 제어부(500)는 이들 간에 충돌 직전인 것을 판단하여 전개신호를 인플레이터(100)에 인가한다.

특히, 전개신호 인가시, 제어부는 중첩부(O)를 형성한 복수의 에어백쿠션(200) 중에서 후방의 에어백쿠션(200)이 전방의 에어백쿠션(200)보다 먼저 전개되도록 TTF(Time To Fire) 설정에 시간차를 둔다.

즉, 본 실시예에서 제어부는 제1 에어백쿠션(210)이 제2 에어백쿠션(220)보다 먼저 전개되도록 전개신호를 인가한다. 이로써, 제1 에어백쿠션(210)은 제2 에어백쿠션(220)보다 먼저 전개되어 차량의 전방 센터에서 일정 형태의 쿠션 형상을 형성하고, 이후 제2 에어백쿠션(220)이 전개됨에 따라, 에어백쿠션(200)은 전체적으로 안정적인 쿠션형상을 구현할 수 있다.

한편, 도 7 또는 도 8에 도시된 바와 같이, 에어백쿠션(200)은 에어백하우징(300)을 통해 차량 범퍼(700)에 장착된다. 에어백하우징(300)은 해당 내측에 에어백쿠션(200)이 수용되며, 마운팅브라켓(340)을 통해 차량 범퍼 백빔(720)에 고정된다.

에어백하우징(300)에는 에어백쿠션(200)의 전개시 개방되는 에어백도어(310) 가 장착된다. 에어백도어(310)는 해당 상부가 양면접착제(360) 또는 볼트를 통해 차량 범퍼(700)에 고정되고, 해당 하부는 클립(330)을 매개로 에어백하우징(300)에 고정되면서 체결볼트(350)를 통해 차량 범퍼(700)에 결합된다. 즉, 에어백쿠션(200)이 전개되면, 에어백쿠션(200)의 팽창력에 의해 에어백도어(310)의 상부가 차량 범퍼(700)에서 분리되면서 클립(330)이 에어백하우징(300)에서 분리되고 에어백도어(310)의 하부는 차량 범퍼(700)의 체결볼트(350)에 매달린 상태로 유지되는데, 이때, 에어백하우징(300)은 개방되고 개방된 개구를 통해 에어백쿠션(200)은 차량 전방으로 전개되면서 상대물과의 충격을 완충한다.

에어백하우징(300)에는 에어백가스의 공급을 위해 인플레이터(100)가 연결된다. 이 인플레이터(100)는 차량의 휠사이드 패널에 장착되어, 제어부(500)의 전개신호 인가시 폭발되면서 에어백가스를 에어백쿠션(200)에 공급한다. 이때, 인플레이터(100)의 에어백가스는 가스배분기(600)를 통해 에어백쿠션(200)의 분할챔버(201)에 공급된다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작동 과정을 정리하여 설명하면 다음과 같다.

감지부(400)는 상대물 감지센서(410)를 통해 상대물의 속도 및 거리를 감지하는 동시에, 자기차량 감지센서(420)를 통해 자기 차량의 속도 및 거리를 감지하여 해당 감지신호를 제어부(500)에 인가한다.

감지부(400)의 감지신호가 인가되면, 제어부(500)는 감지부(400)의 자기 차 량 데이터와 상대물 데이터를 비교하여, 상대 속도가 일정 속도 이상이고 자기 차량과 상대물 간의 거리가 일정 거리 이하이면, 이들 간 충돌이 발생 직전에 전개신호를 인플레이터(100)에 인가한다.

이때, 제어부(500)는 제1 에어백쿠션(210)이 제2 에어백쿠션(220)보다 먼저 전개되도록 해당 인플레이터(100)에 시간차를 두어 전개신호를 인가한다. 따라서, 제어부(500)에서 전개신호가 인가되면, 제1 에어백쿠션(210)의 가스배분기(600)에 에어백가스가 먼저 제공된 후, 제2 에어백쿠션(220)의 가스배분기(600)에 에어백가스가 제공된다.

인플레이터(100)의 작동에 의해 에어백가스가 가스배분기(600)로 전달되면, 에어백가스는 가스배분기(600)의 가스배분홀(610)을 통해 각각의 분할챔버(201)에 고르게 배분되고, 전개가이드(620)를 통해 에어백쿠션(200)의 끝단측에도 공급되어, 에어백쿠션(200)은 차량의 충돌 직전 차량 전면에 고르게 전개될 수 있다.

본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 외장에어백 장치를 도시한 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 차량용 외장에어백 장치의 에어백쿠션을 확대하여 도시한 확대도.

도 3은 본 발명에 따른 차량용 외장에어백 장치의 격벽을 도시한 평면도.

도 4는 도 3의 "A-A"선부를 절개하여 도시한 구성도.

도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 차량용 외장에어백 장치의 가이드홀부를 도시한 구성도.

도 6은 본 발명에 따른 차량용 외장에어백 장치의 가스배분기를 도시한 구성도.

도 7은 본 발명에 따른 차량용 외장에어백 장치가 적용되는 차량 범퍼를 도시한 정면도.

도 8은 도 7의 "A-A"선부를 절개하여 도시한 단면도.

※도면의 주요 부분에 대한 부호설명※

100 :인플레이터 200 :에어백쿠션

300 :에어백하우징 400 :감지부

500 :제어부 600 :가스배분기

700 :차량 범퍼

Claims (10)

1. 차량 범퍼에 장착되는 복수의 에어백하우징과, 상기 복수의 에어백하우징에 수용되어 상기 차량 범퍼의 전면으로 전개되는 에어백쿠션과, 상기 에어백쿠션에 길이방향으로 구획되고 에어백가스가 균일하게 배분되는 가스공급홀이 각각 형성된 복수의 분할챔버와, 상기 에어백가스에 전개력을 제공하는 인플레이터와, 자기 차량 및 상대물의 속도 및 거리를 감지하여 감지신호를 인가하는 감지부와, 상기 감지신호를 통해 충돌 직전 상태를 판단하여 에어백쿠션을 전개하기 위한 전개신호를 인가하는 제어부를 포함하고,

   상기 에어백쿠션에는 상기 가스공급홀에 연통되는 가이드홀부가 상기 에어백쿠션의 길이방향으로 연장 형성되고, 상기 가이드홀부에는 상기 가스공급홀에 대응되는 가스배분홀을 가지면서 상기 인플레이터에 연결되는 가스배분기가 삽입되고, 상기 가이드홀부의 끝단에는 상기 에어백쿠션의 단부에 에어백가스를 공급하는 단부홀이 형성되고, 상기 가이드홀부의 단부에는 상기 가스배분기의 단부와 상기 단부홀 사이를 연결하는 전개가이드가 마련되고, 상기 복수의 에어백쿠션은 만개시 각각의 인접한 측단이 서로 겹쳐지는 중첩부가 형성되면서 차량 범퍼의 전면을 전체적으로 둘러싸고, 상기 에어백하우징은 차량 범퍼의 양측부에 장착되고, 상기 에어백쿠션은 상기 차량 범퍼의 일측 에어백하우징에 마련되어 측단이 상기 차량 전방 센터를 감싸도록 전개되는 제1 에어백쿠션, 및 상기 차량 범퍼의 타측 에어백하우징에 마련되어 측단이 상기 제1 에어백쿠션의 측단을 감싸도록 전개되는 제2 에어백쿠션으로 구성되고, 상기 제1 및 제2 에어백쿠션에는, 차량 전방으로 볼록하게 전개되는 엠보싱부가 형성되고, 상기 중첩부는 상기 제1 에어백쿠션 및 제2 에어백쿠션의 측단이 서로 대각으로 대향되게 전개되는 대향경사면을 형성하고, 상기 제어부는 상기 중첩부를 형성한 복수의 에어백쿠션 중에서 후방의 에어백쿠션이 전방의 에어백쿠션보다 먼저 전개되도록 시간차를 두면서 전개신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 차량용 외장에어백 장치.
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3. 청구항 1에 있어서,

   상기 분할챔버는 상기 에어백쿠션 내부 길이방향을 따라 이격 배치된 복수의 격벽에 의해 분할되고, 상기 격벽에는 각각의 분할챔버 간에 에어백가스 흐름을 조절하는 가스조절홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 외장에어백 장치.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 가스배분홀은 상기 에어백가스가 이동되는 에어백쿠션의 길이방향을 따라 점차 커지는 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 차량용 외장에어백 장치.
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