KR101453417B1 - 에어백 - Google Patents

Abstract

자동 차량 내의 전방 좌석 승객용 에어백 장치에 있어서, 그 차량의 대시보드(18) 내에 적재 상태로 장착된 에어백(10)은 팽창되어 전개된 상태에서 대시보드와 전방 좌석의 승객의 사이에 개재되도록 구성되고, 팽창된 에어백은 충격 영역(24C)에 걸쳐서 대시보드에 인접한 하측 측부에서보다 전방 좌석의 승객에 가까운 상측 측부의 폭이 넓도록 구성되며, 또한 전방 좌석의 승객에 가까운 단부에서보다 차량 대시보드에 인접한 단부에서 폭이 좁게 되어 있다.

Description

에어백{Airbag}

본 발명은 충돌 상황에서 자동 차량(motor vehicle)의 탑승자를 상해(injury)로부터 보호하기 위하여 이용되는 종류의 소위 에어백에 관한 것이다. 그러한 에어백은 충돌 상황에서, 파이로테크닉 가스 발생기 또는 팽창기(pyrotechnic gas generator or inflator)에 의하여, 접혀진 백(bag)이 차량(vehicle)의 변위가능한 내부 패널 뒤의 격실(compartment) 내에 보관되는 적재 상태(stowed condition)로부터, 의도된 목적을 위하여 차량 탑승자의 전방으로 완전히 팽창된 상태로 신속히 팽창된다. 본 발명은 특히, 자동 차량의 전방 좌석 승객을 위하여 대시보드(dashboard)에 장착된 에어백에 관련된다.

그러한 승객 에어백은 보통 차량의 운전자를 위한 것으로서 대응되는 에어백보다 현저히 커야 하는데, 이것은 운전자의 에어백이 스티어링 휠(steering wheel)의 허브(hub)에 장착되는 것이 보통이어서 대시보드에 장착되는 승객용 에어백보다 그 의도된 목적에 해당하는 개인에게 훨씬 더 가깝게 있기 때문이다. 따라서 자동 차량의 전방 좌석 승객을 위한 그러한 대형 에어백은 운전자용 에어백의 체적보다 현저히 더 큰 체적을 가져야 하고, 현저히 많은 직물과 더 큰 팽창기를 필요로 하는데, 이것은 상대적으로 고가이고 무겁다.

본 발명의 목적은, 공지된 전방 좌석 승객용 에어백과 비교하여 감소된 체적을 갖는 전방 좌석 승객용 에어백 자동 차량 내에 제공하여, 상대적으로 작은 팽창기, 그리고 가능하다면 운전자용 에어백을 위하여 이용되는 것과 동일한 형태의 팽창기를 이용하는 것을 가능하게 하는 것이다.

본 발명에 따르면 자동 차량 내의 전방 좌석 승객용 에어백 장치가 제공되는데, 그 에어백 장치는 그 차량의 대시보드 내에 적재 상태로 장착된 에어백을 포함하고, 그 에어백은 팽창되어 전개된 상태에서 한편으로는 차량의 대시보드 및 전방유리, 그리고 다른 한편으로는 승객용 전방 좌석의 탑승자의 사이에 개재되도록 구성되고, 팽창된 에어백은 그 하측 측부에서보다 그 탑승자에 가까운 그 상측 측부의 폭이 넓도록 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 그 에어백은, 팽창되어 전개된 상태에서, 그 팽창된 에어백이 승객용 전방 좌석에 가까운 단부에서보다 차량 대시보드에 인접한 단부에서 더 좁은 폭을 갖도록 더 구성된다.

바람직하게는, 에어백은, 에어백과 전방 좌석의 승객의 충격 시에 차량의 전면유리 및 대시보드와의 접촉면적이 넓어지도록 구성된다.

아래에서는 본 발명의 실시예가 하기의 첨부 도면들을 참조로 하여 예시적으로서 설명된다.

도 1a, 1b, 및 1c 는 각각 본 발명에 따른 에어백이 완전히 팽창되어 전개된 상태를 도시하는 측면도, 정면도, 및 평면도이고;

도 2a 는 에어백의 두 개의 직물성 측부 패널(fabric side panel)과 팽창기 인터페이스 패널(inflator interface panel)을 도시하는 도면이고;

도 2b 는 에어백의 메인 패널(main panel)이고;

도 2c 는 도 2a 의 팽창기 인터페이스 패널에 꿰매어진 도 2a 의 측부 패널들이 도시되어 있고;

도 3a 는 시험용 더미인형(test dummy)이 차량 전방의 승객 좌석에 있는 위치에 있는 때에 시험 차량에서 팽창되어 완전히 전개된 상태에 있는 에어백을 도시하는 측면도이고;

도 3b 는 도 4a 의 요소들을 위에서 본 평면도이고;

도 4a 는 도 1a 에 있는 IV-IV 선을 따라 취한 개략적 수직단면도이고;

도 4b 는 도 4a 와 유사한 도면으로서, 여기에는 충돌 상황에서 전방 좌석 승객이 에어백에 충격을 가하는 때에 있어서 차량의 대시보드에 대한 에어백의 변형이 도시되어 있다.

도 1a 에는 완전히 팽창된 전방 좌석 승객용 에어백(10)의 측면도가 도시되어 있는바, 여기에는 에어백이 내부에 설치되는 차량의 대시보드(18)와 전방유리(windscreen; 14)가 파단선으로 표시되어 있다. 20 으로 표시된 영역에 걸쳐서, 에어백은 (도시되지 않은) 자체 공지되고 대시보드 내에 있는 (도시되지 않은) 공동(cavity) 내에 장착된 팽창기에 고정되고, 사용 또는 전개(deployment) 전에 적 재 상태에 있는 에어백도 공지된 방식으로 대시보드 내에 분리가능하게 장착되고 예를 들어 가벼운 플라스틱으로 만들어진 패널 아래의 공동 내에 수용된다. 도 1a 내지 도 1c 로부터 알 수 있는 바와 같이, 팽창된 구성형태에 있는 에어백은 종단 방향으로 전체적으로 길고, 도 1a 의 측면도에 도시된 바와 같이 에어백은 전체적으로 후방 및 하향으로 굽혀져서 대시보드의 곡선을 따르게 되어 있어서, 전후방 방향으로 수직인 평면에서 볼록한 상측 표면과 그 평면에서 길이의 대부분에 걸쳐서 오목한 하측 표면을 제공하는데, 이것은 에어백의 전방 단부로부터 에어백의 후방 단부에 인접한 부분까지 이어진다.

에어백은 초기에 편평한 복수의 직물성 패널들로 형성되는데, 그 직물성 패널들은 도 2b 에 도시된 바와 같이 적어도 상측 표면(24C) 및 하측 표면(24G)을 구비한 긴 메인 패널(24), 및 도 2a 에 도시된 두 개의 대향된 측부 패널(26)들을 포함하며, 바람직하게는 도 2a 에 도시된 팽창기 인터페이스 패널(28)을 포함한다. 상기 메인 패널(24)은 대향된 단부 부분들로부터 최대의 폭을 갖는 상측 표면(24C)을 향하여 갈수록 폭이 증가하며, 상기 상측 표면(24C)과 하측 표면(24G) 각각의 길이방향의 가장자리는 상기 측부 패널(26)들 각각의 주변 가장자리들에 꿰매어진다. 도 2a 에 도시된 바와 같이, 측부 패널(26)들은 전체적으로 콩팥 모양을 가지는데, 이것은 팽창된 에어백의 측면 형상(도 1a 참조)에 대응되는 것이다. 팽창기 인터페이스 패널은 상대적으로 작은 패널인데, 이것은 도 2a 및 도 2c 에 표시된 바와 같이 거울-대칭의 관계로서 배치된 패널(26)들의 오목한 가장자리들의 양 단부에서 꿰매어지는데, 그 꿰매어지는 위치는 도 1a 에 표시된 영역 20 에 대응되는 오목한 가장자리의 전방 영역들이다. 인터페이스 패널(28)은 팽창기와의 결합을 위하여 강화된 구조를 갖는 것이 바람직하고, 그러한 팽창기가 에어백을 팽창시키기 위하여 에어백 내로 가스를 통과시킬 수 있도록하는 중앙 통공(central aperture; 30)을 구비한다.

메인 패널(24)은 일 단부로부터 패널 길이의 대략 1/3 만큼 연장된 부분(24A)을 포함하는데, 이것은 팽창기 인터페이스 패널(28)의 전방 가장자리의 폭과 실질적으로 동일한 폭을 갖는 자유 단부로부터 폭이 점진적으로 증가하여, 도 2b 에서 점선 24B 로 표시된 위치에서의 최대 폭까지 이르는데, 이 위치에서부터는 패널의 폭이 상측 표면(24C)에 걸쳐서 점진적으로 테이퍼(taper)지는바, 이 부분은 충격 영역으로도 불리는데, 이것은 이 부분이 충격 상황에서 전방 좌석 승객의 몸체와 맞닿게 될 영역이기 때문이다. 메인 패널은, 부분(24A)으로부터 떨어진 상측 표면(24C)의 단부에서 파단선(24D)에 의하여 표시된 위치로부터 위치(24F)까지 영역(24E)에 걸쳐서 약간 더 예리하게 더 테이퍼져서 위치(24F)에서는 상대적으로 좁아지고, 메인 패널의 잔여부, 즉 하측 표면(24G)은 부분(24A)으로부터 떨어진 최단부를 향하여 아주 약간만 테이퍼지거나 또는 실질적으로 균일한 폭을 갖는데, 그 최단부에서는 메인 패널의 폭이 팽창기 인터페이스 패널(28)의 후방 가장자리의 폭과 일치한다.

에어백의 조립에 있어서는, 도 2c 에 도시된 측부 패널(26)들에 패널(28)을 꿰맨 후에, 부분들(24A, 24G)의 단부 가장자리들이 개별적으로 패널(28)의 전방 및 후방 가장자리들에 꿰매어지고, 패널(24)의 측부 가장자리들은 패널(26)들의 대응하는 주변 가장자리들에 꿰매어지며, 패널(24)의 개별적 부분들의 최종적인 상대적 위치는 도 1a 내지 도 1c 에 도시된 바와 같다. 도 2a 및 도 2c 에 도시된 바와 같이, 패널(28)의 전방 및 후방 가장자리들은 전체적으로 오목하여 패널(24)의 전체적으로 볼록한 단부 가장자리들과 짝맞춤되며, 패널(28)의 후방 가장자리는 개별의 좁은 꼬리부들로 테이퍼지는 탭 또는 구셋 부분(tab or gusset portion; 28A)들로 종료된다. 탭 또는 구셋 부분(28A)들은 메인 패널의 하측 표면(24G)의 단부 가장자리의 둥근 단부들을 패널(28) 및 패널(26)에 바느질하는 것을 용이하게 한다. 이 탭 또는 구셋 부분들은 응력 집중을 방지하는바, 이것은 패널들(26, 28, 및 24)가 만나는 영역에서의 잠재적인 파열과 취약함의 위치를 방지하는 것인데, 이렇게 하지 않아 그 패널들이 뾰족한 직각의 모서리에서 만난다면 그 취약함이 초래되었을 것이다. 물론, 패널들(26, 28)에 의하여 제공되는 에어백의 부분은 단일의 패널로서 일체로 만들어질 수 있다는 것이 이해될 것이다. 그러나, 도시된 형상의 패널들에 의하면, 그러한 에어백의 대량 생산에 있어서 에어백 직물 소재의 경제적인 사용이 가능하다.

상기의 사항으로부터, 도 1a 및 도 1b 에 도시된 바와 같은 에어백의 전방 단부가 패널(28)의 위치로부터 상향으로 확장되면서, 부분(24A)의 후방 부분 및 충격 영역에 해당되는 에어백의 상측 표면(24C)이 에어백의 전방으로부터 후방으로 더 넓은 충격 영역까지 확장되며, 그 다음에 곡선으로 되어 둥근 에어백의 후방 단부와 에어백의 하측 표면에 걸쳐서 다시 좁아지고, 이로서 에어백은 그 하측 표면에서보다 그 상측 표면에서 더 넓은 폭을 갖게 된다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 팽창된 에어백은 대략적으로 역사다리꼴의 형상인 수직 단면을 갖는 것으로 간주될 수 있다.

시험에 따르면, 에어백의 상측 표면 상에서의 충격 영역으로부터 에어백의 하측 표면에서의 좁은 부분까지 팽창된 에어백의 깊이는 적어도 400mm 이어야 하고, 충격 영역에서의 팽창된 에어백의 횡방향 폭도 적어도 400mm 이어야 한다. 유 사하게, 전체 팽창된 에어백의 전방 단부로부터 그 후방 단부까지의 길이는 이상적으로 대략 750mm이라는 것이 시험에 의하여 밝혀졌다.

전술된 바와 같이, 팽창된 에어백은 승객 좌석의 탑승자가 에어백과 충격을 일으키기 전에, 그 상측 측부에서 폭넓은 충격 영역을 가지며 상대적으로 좁은 하측 영역을 갖는다.

도 3a 에는 에어백(10)이 완전히 팽창된 상태에서, 자동 차량 내의 전방 승객 좌석에 있는 승객이 도시되어 있다. 도시된 상태는, 전방 좌석의 승객이 차량에 대하여 인식할 수 있을 정도로 전방으로 움직이기 시작하기 바로 직전 순단에서 전방의 충돌 상황에서 얻어지는 상태에 대응된다. 도시된 바와 같이, 에어백의 후방 단부는 승객의 다리상측부(lap)에 놓여지는데, 충돌 상황에서는 승객의 머리와 상체가 전방 하향으로 기울어져서 승객의 머리가 상측 표면(24C)의 중간부에서 에어백에 부딪칠 것이라는 것이 이해될 것이다.

도 3b 에는 팽창된 에어백의 폭이 대시보드와 전방유리에 인접한 전방 단부에서보다 승객에 인접한 단부에서 더 넓다는 것이 도시되어 있다. 에어백이 팽창된 때에는, 패널(28)에 인접한 부분(24A)에 의하여 제공되는 에어백의 전방이 전방유리의 내부 표면과 접촉하여 에어백의 안정성을 증진시킨다.

도 4a 는 팽창된 에어백의 도 1 의 IV-IV 선을 따라 취한, 즉 상측 표면(24C)을 통하고 대시보드(18)와 접촉하는 에어백의 하측부의 영역을 통하는, 단면을 어느 정도 개략적으로 도시한 것이다. 도 4a 에는, 승객이 에어백에 현저히 충격을 가하기 전, 즉 에어백이 전개된 후 승객용 좌석의 탑승자에 의해 인가되는 힘이 없는 상태가 도시되어 있는데, 상기 하측 표면(24G)은 폭(W)을 갖는 편평한 중앙부(C)를 포함한다. 팽창된 에어백은 대략적으로 역사다리꼴의 형태인 단면을 가져서, 충격 영역을 제공하는 상측 표면(24C)이 에어백의 하측 표면(24G)보다 넓은 폭을 갖는다. 에어백은 팽창된 때에 에어백의 형상을 제어하는 역할을 하는 내부 스트랩(internal strap)을 구비할 수 있다. 또한 에어백은, 예를 들어 에어백 내부의 스트랩 또는 필라멘트에 의하여 제어되는, 본 기술분야에서의 통상의 실시예에 따라서 안전 벤트(safety vent) 또는 신치 튜브 벤트(cinch tube vent)(미도시)를 구비할 수도 있다.

도 4b 는 도 4a 에 대응되는 개략적 단면도이지만, 여기에서는 승객이 팽창된 에어백에 충격을 가한 상황(도 4b 에서는 승객의 머리가 H 로서 표시되어 있음)이 도시되어 있어서, 에어백이 압축되고 또한 초기에 좁은 하측 영역이 대시보드의 큰 표면에 걸쳐 넓어지게 된다(spread out). 따라서, 대시보드에 의하여 지지되는 팽창된 에어백의 지지 표면은 좌석의 탑승자가 에어백을 가격함에 따라서 확장된다. 탑승자의 충격시 에어백이 앞서 설명된 바와 같이 넓어짐(펼쳐짐)에 의한 일 효과는, 특별히 우수한 에너지 흡수 특성을 제공한다는 것이다. 따라서, 종래에는, 에어백에 있는 벤트 구멍(vent hole)이 에어백으로부터 가스가 천천히 방출되도록 하여 좌석의 탑승자를 감속시키는 역할을 한 반면에, 도면을 참조로 하여 설명된 구성에 있어서는, 탑승자가 에어백을 대시보드 및 전방유리를 향하여 밀침에 따라서, 에어백이 완전히 압축되기 전에 대시보드 또는 전방유리에 대해 먼저 넓어지거나 또는 편평하게 된다. 에어백이 전술된 바와 같이 먼저 넓어지기 때문에, 에어백이 압축되는 때에는, 에어백 내의 가스 압력이 상승하고 그 가스가 벤트 구멍을 통하여 밖으로 강제된다.

상기의 사항으로부터 이해되는 바와 같이, 에어백은 그 최대 길이의 방향에 대해 직각인 단면에서 대략적으로 역사다리꼴의 형태를 가지며, 이 에어백의 형태는 팽창된 에어백에 의하여 제공되는 탑승자에 대한 구속에 있어서 느슨한 또는 유실된 움직임(slack or lost motion)의 수단을 제공한다. 따라서 충돌 상황에서 좌석의 탑승자에 대해 가해지는 주된 구속은 탑승자의 머리와 상체가 에어백과 완전히 맞닥뜨린 때까지 지연된다. 실제에 있어서, 탑승자의 머리는 종래의 에어백에 있어서의 경우보다 더 많이 움직이도록 허용되는데, 이로써 보통의 승객용 에어백에 있어서 발생할 수 있는, 탑승자의 목이 후방으로 굽혀지는 바람직하지 못한 상황이 없게 된다.

Claims (6)

1. 자동 차량 내의 전방 좌석 승객용 에어백 장치로서, 그 에어백 장치는 그 차량의 대시보드(18) 내에 적재 상태로 장착된 에어백(10)을 포함하고, 그 에어백은 팽창되어 전개된 상태에서 한편으로는 차량의 대시보드(18) 및 전방유리(14), 그리고 다른 한편으로는 승객용 전방 좌석의 탑승자의 사이에 개재되도록 구성되고,

   상기 에어백은 적어도 상측 표면(24C) 및 하측 표면(24G)을 구비한 메인 패널(24)과 두 개의 대향된 측부 패널(26)들을 포함하며, 상기 상측 표면(24C)과 하측 표면(24G) 각각의 길이방향의 가장자리는 상기 측부 패널(26)들 각각의 주변 가장자리들에 꿰매어지고,

   에어백이 전개된 후 승객용 좌석의 탑승자에 의해 인가되는 힘이 없는 상태에서, 상기 하측 표면(24G)은 편평한 중앙부(C)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 자동 차량 내의 전방 좌석 승객용 에어백 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   에어백은, 전개된 상태에서, 그 팽창된 에어백(10)이 승객용 전방 좌석에 가까운 단부에서보다 차량 대시보드(18)에 인접한 단부에서 더 좁은 폭을 갖도록 구성된, 자동 차량 내의 전방 좌석 승객용 에어백 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 상측 표면(24C)의 폭은 하측 표면(24G)의 폭보다 큰, 자동 차량 내의 전방 좌석 승객용 에어백 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   에어백의 팽창된 상태에서 그리고 승객용 좌석의 탑승자에 의하여 에어백에 인가되는 임의의 힘이 없는 경우에, 에어백(10)은 하향으로의 곡선을 이루어 전후방으로의 수직 평면에서 볼록한 상측 표면(24C) 및 전후방 방향으로의 수직 평면에서 오목한 하측 표면(24G)을 나타내는, 자동 차량 내의 전방 좌석 승객용 에어백 장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 에어백(10)은 상기 두 개의 측부 패널(26)들을 연결하는 인터페이스 패널(28)을 더 포함하고, 상기 인터페이스 패널(28)의 대향된 단부들 각각에는 메인 패널(24)의 단부들이 꿰매어져 있는, 자동 차량 내의 전방 좌석 승객용 에어백 장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 메인 패널(24)은, 대향된 단부 부분들로부터 최대의 폭을 갖는 상측 표면(24C)을 향하여 갈수록 폭이 증가하는 직물로 형성되고, 상기 두 개의 측부 패널(26)들은 콩팥(kidney)의 형상을 갖는, 자동 차량 내의 전방 좌석 승객용 에어백 장치.

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