KR101494694B1 - 자동차용 무릎 에어백 - Google Patents

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Abstract

개시된 자동차용 무릎 에어백의 접는 방법은 무릎 에어백의 하단이 무릎 에어백의 프론트 패널 상에 위치하도록 무릎 에어백의 하부를 무릎 에어백의 세로 중심축과 직교되게 접는 단계; 무릎 에어백의 양측을 세로 중심축을 향해 각각 접는 단계; 및 무릎 에어백의 상단부측을 하부를 향해 감는 단계를 포함한다. 이와 같이 절첩된 무릎 에어백은 하부가 초기 전개 시 탑승자의 하지를 향하여 빠르게 전개되어 인스트루먼트 패널과 탑승자의 하지 사이의 최소 공간을 확보하는 시간을 최소화하고 탑승자의 하지부분을 신속하게 구속할 수 있게 된다.

Description

자동차용 무릎 에어백 {KNEE AIRBAG FOR VEHICEL AND FOLDING METHOD THEREOF}
본 발명은 자동차 안전장치에 관한 것으로서, 특히 자동차 충돌 시 탑승자의 무릎을 보호하는 팽창 가능한 자동차용 무릎 에어백에 관한 것이다.
일반적으로 자동차 무릎 에어백 모듈은 스티어링 휠이 설치된 인스트루먼트 패널내의 하부에 장착되며, 폴딩 상태로 수납되고 차량 충돌시 탑승자의 무릎을 향해 전개되는 무릎 에어백과, 무릎 에어백에 고압의 가스를 공급하는 인플레이터를 포함한다.
차량 충돌 시 센서에 의해 충격이 감지되면, 인플레이터가 작동하여 무릎에어백에 고압의 가스를 공급한다. 무릎 에어백은 고압의 가스에 의해 일정 부피로 팽창된 후 탑승자의 무릎을 향해 전개되므로 탑승자의 무릎이 전방의 인스트루먼트 패널에 부딪혀 상해를 입게 되는 것이 방지된다.
본 발명의 목적은 탑승자의 다리부와 인스트루먼트 패널과의 사이에서 상하 방향으로 전개되어 탑승자의 무릎뿐 만 아니라 무릎부로부터 하방으로 연장된 하지 부분도 보호하는 자동차용 무릎 에어백을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 무릎 에어백 초기 전개 시 인스트루먼트 패널과 탑승자의 다리 사이의 최소 공간을 확보하는 시간을 최소화할 수 있는 자동차용 무릎 에어백을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 무릎 에어백 전개 시 탑승자의 두 다리 사이로 무릎 에어백이 끼는 것을 방지하는 자동차용 무릎 에어백을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 관점을 따르면, 탑승자의 무릎과 대략 마주하는 차체 내에 절첩 상태로 수납되고, 차량 충돌 시 인플레이터로부터 분출된 가스에 의하여 탑승자의 무릎을 향하여 전개되는 자동차용 무릎 에어백에 있어서, 무릎 에어백은 탑승자의 다리를 향하는 프론트 패널 및 탑승자의 다리의 반대 방향을 향하며 인플레이터로부터 공급되는 가스가 도입되는 가스 도입구를 갖는 리어 패널을 포함하고, 리어 패널의 가장 자리 측의 세로 방향의 길이는 프론트 패널의 세로 방향의 길이보다 소정 길이만큼 길게 형성되고, 리어 패널은 가스 도입구 양측에 마련된 주름부에 의하여 그 세로 방향의 길이가 프론트 패널의 길이와 동일 길이를 이루고, 주름부는 프론트 패널 상에 포개어진 상태에서 프론트 패널 및 리어 패널의 가장 자리부와 함께 봉합사에 의해 봉합된 자동차용 무릎 에어백이 제공된다.
본 발명의 다른 관점을 따르면, 무릎 에어백의 하단이 무릎 에어백의 프론트 패널 상에 위치하도록 무릎 에어백의 하부를 상기 무릎 에어백의 세로 중심축과 직교되게 접는 단계; 무릎 에어백의 양측부를 세로 중심축을 향해 각각 접는 단계; 및 무릎 에어백의 상부로부터 하부를 향해 감는 단계를 포함하는 무릎 에어백 절첩 방법이 제공된다.
본 발명을 따른 무릎 에어백의 하부를 무릎 에어백의 세로 중심축과 직교되게 접는 단계는 무릎 에어백의 프론트 패널 상에 위치하는 무릎 에어백의 하부가 지그재그 형태로 절첩되도록 무릎 에어백의 하단이 무릎 에어백의 상방을 향하도록 접은 후 무릎 에어백의 하단이 상기 무릎 에어백의 하방을 향하도록 다시 반으로 접는 것을 포함할 수 있다.
본 발명을 따른 무릎 에어백의 양측을 세로 중심축을 향해 각각 접는 단계는 무릎 에어백의 양단이 무릎 에어백의 리어 패널 상에 위치하도록 상기 무릎 에어백의 양단을 후방으로 접는 것을 포함할 수 있다.
본 발명을 따른 자동차용 무릎 에어백은 탑승자의 하지 쪽으로 팽창되는 하지 팽창부를 포함하여 탑승자의 하지를 효과적으로 보호할 수 있다.
본 발명을 따른 자동차용 무릎 에어백은 가스 주입구의 하방측의 에어백 부분을 에어백의 프론트 방향으로 접어 올린 후 다시 무릎 에어백의 하방으로 반을 접어줌으로써, 에어백 초기 전개 시 인스트루먼트 패널과 탑승자의 하지와의 사이의 최소 공간을 확보하는 시간을 최소화할 수 있다.
본 발명을 따른 자동차용 무릎 에어백은 단일의 에어백 원단을 반으로 접어 에어백 프론트 패널 및 리어 패널을 이루고, 리어 패널 양측에 대칭되게 주름부를 형성함으로써 에어백 원단 사용량을 최소화하면서도 상부 팽창부 및 하부 팽창부를 구성할 수 있다.
본 발명을 따른 자동차용 무릎 에어백은 주름부를 에어백 리어 패널 양측에 형성함으로써 무릎 에어백이 안정적으로 전개되도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명을 따른 자동차용 무릎 에어백 모듈을 나타내는 단면도,
도 2는 본 발명을 따른 자동차용 무릎 에어백의 초기 전개 상태를 나타내는 단면도,
도 3은 본 발명을 따른 자동차용 무릎 에어백이 완전히 팽창된 상태를 나타내는 단면도,
도 4는 본 발명을 따른 자동차용 무릎 에어백을 분리해서 도시한 분리 사시도,
도 5는 본 발명을 따른 자동차용 무릎 에어백이 결합된 상태를 나타내는 사시도,
도 6은 도5의 선Ⅵ-Ⅵ 따라 취해진 단면도, 그리고
도 7a 내지 7f는 본 발명을 따른 자동차용 무릎 에어백의 절첩 과정을 설명하기 위한 도면들이다.
이하에서, 탑승자의 무릎(K)을 향하는 방향을 전방(F), 탑승자(O)의 무릎 반대 방향을 후방(R)으로 정의하고, 인플레이터의 대략 중심을 지나는 수평축(HA)을 기준으로 상, 하 방향을 각각 상방(U) 및 하방(L)으로 정의한다.
도 1은 본 발명을 따른 자동차 무릎 에어백 모듈 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명을 따른 자동차용 무릎 에어백의 초기 전개 상태를 나타내는 단면도이고, 도 3은 본 발명을 따른 자동차용 무릎 에어백이 완전히 팽창된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 무릎 에어백 모듈(1)은 무릎 에어백(10), 무릎 에어백(10)에 가스를 공급하는 인플레이터(30), 절첩 상태의 무릎 에어백(10) 및 인플레이터(30)를 수용하며 인스투르먼트 패널(50)내에 설치된 리테이너(70)를 포함한다.
인스트루먼트 패널(50)은 탑승자의 무릎(K)과 대응하는 부분의 인스트루먼트 패널(50)의 내면 일측에 형성된 티어라인(51)과 내면 타측에 형성된 힌지라인(53)에 의해 리테이너(70)의 개구(71)를 커버하는 뚜껑 영역(55)을 구성한다.
뚜껑 영역(55)은 인플레이터(30)로부터 가스가 공급되어 무릎 에어백(10)이 팽창되면, 그 내면이 압박되어 티어라인(51)이 파단되고, 힌지라인(53)를 중심으로 회동되어 인스트루먼트 패널(50)의 탑승자의 무릎(K)과 대응하는 측을 개방한다.
리테이너(70)의 개구(71)를 커버하는 뚜껑 영역(55)은 이와 같이 인스트루먼트 패널(50)과 일체로 형성될 수 있으며, 다르게는 별도의 부재를 사용할 수 있다.
인플레이터(30)는 그 둘레 방향의 절반측이 리테이너(70)의 홈부(73)에 끼워지고, 타측이 가압부재(80)에 의해 지지되어 체결부재(90)를 통해 리테이너(70)의 바닥부에 결합된다. 인플레이터(30)의 구성 및 설치상태는 이에 한정된 것은 아니며 다양하게 변형 가능하다.
후술될 무릎 에어백(10)의 가스도입구(13a) 주변부(13c)는 리테이너(70) 및 가압부재(80)의 사이에 끼워져 체결부재(90)를 통해 리테이너(70) 및 가압부재(80)와 함께 체결될 수 있다.
무릎 에어백(10)은 탑승자의 무릎(K)측으로 팽창되는 상부 팽창부(C1) 및 탑승자의 하지(K1)쪽으로 팽창되는 하부 팽창부(C2)를 포함한다.
도 4는 본 발명을 따른 자동차용 무릎 에어백을 분리해서 도시한 분리 사시도, 도 5는 본 발명을 따른 자동차용 무릎 에어백이 결합된 상태를 나타내는 사시도이고, 도 6은 도5의 선Ⅵ-Ⅵ 따라 취해진 단면도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 무릎 에어백(10)은 단일편으로 이루어지고, 단일편의 중간부(M)가 절첩되어 탑승자의 무릎(K) 측을 향하는 프론트 패널(11)과 프론트 패널(11)과 마주하는 리어 패널(13)을 구성한다. 중간부(M)는 반으로 접혀져 실질적으로 무릎 에어백(10)의 상단을 이룬다(도 7a 내지 도 7f 참조).
프론트 패널(11) 및 리어 패널(13)이 단일편으로 이루어지는 것에 한정되는 것은 아니며, 프론트 패널(11) 및 리어 패널(13)이 별개의 부재로 이루어질 수 있다. 즉, 에어백(10)은 1장의 프론트 패널과 1장의 리어 패널로 구성될 수 있다.
리어 패널(13)에는 인플레이터(30)로부터 공급되는 가스가 도입되는 가스도입구(13a)가 형성된다. 리어 패널(13)의 가장 자리측의 상하 방향(U, L)의 길이는 프론트 패널(11)의 상하 방향의 길이보다 소정 길이만큼 길게 형성된다.
가스 도입구(13a)는 리어 패널(13)의 상하 방향(U,L)의 절반보다 아래에 배치된다. 리어 패널(13)의 가스 도입구(13a) 양측에는 주름부(13t)가 형성되어 리어 패널(13)의 상하 방향의 길이는 프론트 패널(11)의 상하 방향의 길이와 실질적으로 동일하게 된다.
이와 같이 주름부(13t)가 접혀진 상태에서 프론트 패널(11)과 리어 패널(13)을 서로 겹치면, 주름부(13t)는 프론트 패널(11)상에 포개어 진다. 이 상태에서 에어백(10)의 가장 자리부를 봉합사(15)를 통해 봉합하면, 주름부(13t)를 포함하는 리어패널(13)의 가장 자리부와 프론트 패널(11)의 가장 자리부는 봉합사(15)를 통해 함께 봉합된다.
주름부(13t)는 무릎 에어백(10)이 완전히 전개된 상태에서 탑승자의 하지측 방향으로 더욱 연장되게 전개되어 무릎 에어백(10)의 하부 팽창부(C2)를 이루도록 하는 것으로서, 탑승자의 하지(K1) 보호 효과를 높인다.
주름부(13t)는 가스 도입구(13a)의 양측에 대칭되게 형성되어 무릎 에어백(10)의 팽창시 무릎 에어백(10)이 보다 안정적으로 전개되도록 할 수 있다.
주름부(13t)는 도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이 가스 도입구(13a)를 중심으로 적어도 한 쌍을 이룬다.
무릎 에어백(10)의 하부 팽창부(C2)를 이루기 위하여 별도의 패널을 채용하여 예컨대 봉합사를 통해 상부 팽창부(C1)를 이루는 부분과 연결되는 구조를 취할 수 있으나, 이와 같은 경우 원단 사용량의 증가 및 봉합사 봉합 공정이 추가되어 원가가 상승된다. 본 발명의 주름부(13t)는 별도의 패널을 추가하지 않고도 리어 패널(13)에 일체로 형성된 것으로서, 에어백 제조 원가를 절감할 수 있는 이점이 있다.
가스 도입구(13a)의 주변부(13c)는 리테이너(70) 및 가압부재(80)의 사이에 끼워져 체결부재(90)를 통해 리테이너(70) 및 가압부재(80)와 함께 결합된다(도 1 참조).
이와 같이 구성된 무릎 에어백 모듈(1)은 자동차가 충돌 예컨대 정면 충돌할 경우, 인플레이터(30)가 작동하고 무릎 에어백(10)내에 가스가 도입되어 무릎 에어백(10)이 팽창을 개시한다. 무릎 에어백(10)이 팽창됨에 인스트루먼트 패널(50)의 뚜껑영역(55)이 밀려 개방되고 무릎 에어백(10)은 인스트루먼트 패널(50)의 외측으로 팽창한다.
이후, 무릎 에어백(10)의 내부 압력이 점점 높아지고 프론트 패널(11) 및 리어 패널(26)의 면방향으로 생기는 장력이 커지면서, 주름부(13t)가 겹쳐진 프론트 패널(11) 및 리어 패널(13)의 사이가 벌어지면서 전개된 후 그 상하 방향으로 전개된다.
계속하여 무릎 에어백(10)의 내부 압력이 더욱 높아지면 주름부(13t)가 펼쳐지면서 에어백(10)이 탑승자의 하지(K1)쪽으로 신장되어 팽창되어 실질적으로 무릎 에어백(10)은 상부 팽창부(C1) 및 하부 팽창부(C2)를 이룬다.
그 결과, 무릎 에어백(10)은 상부 팽창부(C1)를 통해 탑승자의 무릎부(K)를 보호할 뿐만 아니라 하부 팽창부(C2)에 의해 탑승자의 하지(K1) 부분도 효과적으로 보호할 수 있게 된다.
도 7a 내지 7f는 본 발명을 따른 자동차용 무릎 에어백의 절첩 과정을 설명하기 위한 도면들로서, 도 4 내지 도 6과 같이 구성된 무릎 에어백(10)의 절첩 방법을 나타낸 도면들이다.
도 7a를 참조하면, 먼저, 무릎 에어백(10)의 하단(16)이 프론트 패널(11) 상에 위치하도록 하며, 무릎 에어백(10)의 상방(U)을 향하도록 무릎 에어백(10)의 하부(17)를 무릎 에어백(10)의 세로 중심축(VA)과 직교되게 접는다(S1).
도 7b를 참조하면, 상술할 바와 같이 무릎 에어백(10)의 세로 중심축과 직교되게 프론트 패널(10)상으로 접어 올려진 부분을 절반으로 접어 다시 무릎 에어백(10)의 하단(16)을 무릎 에어백(10)의 하방(L)을 향하도록 한다(S2).
단계(S1, S2)를 통해 무릎 에어백(10)의 하부(17)는 프론트 패널(10)상에서 세로 중심축(VA)과 직교된 방향을 따라 지그재그 형태로 접혀진다.
이와 같이 절첩된 무릎 에어백(10)의 하부(17)는 초기 전개 시 탑승자의 하지(K1)를 향하여 빠르게 전개되어 인스트루먼트 패널(50)과 탑승자의 하지(K1) 사이의 최소 공간을 확보하는 시간을 최소화하고 탑승자의 하지(K1)부분을 신속하게 구속할 수 있게 된다. 이후, 팽창이 완료되며 하부로 팽창되어 탑승자의 하지(K1)를 보호한다.
도 7c를 참조하면, 단계(S1,S2)를 통해 무릎 에어백(10)의 하부(17)는 프론트 패널(11)상에서 세로 중심축(VA)과 직교된 방향을 따라 지그재그 형태로 접혀진 상태에서 무릎 에어백(10)의 일측단(18)이 에어백(10)의 리어 패널(13)상에 위치하도록 하며, 세로 중심축(VA)과 대략적으로 나란하게 하며 상기 세로 중심축(VA)을 향하도록 접는다(S3).
도 7d를 참조하면, 단계(S3)에서 무릎 에어백(10)의 일측단(18)이 무릎 에어백(10)의 세로 중심축(VA)을 향해 접혀진 부분을 절반으로 접어 다시 일측단(18)이 무릎 에어백(10)의 일측방(S1)을 향하도록 접는다(S4).
도 7e를 참조하면, 단계(S3,S4)의 절첩 방향을 달리하며 동일한 절첩 방법에 의해 무릎 에어백(10)의 타측단(19)부를 세로 중심축(VA)과 나란하게 지그재그 형태로 접어 최종적으로 타측단(19)이 무릎 에어백(10)의 타측방(S2)를 향하도록 접는다(S5).
단계 S3 내지 S5와 같은 절첩 방법을 통해 무릎 에어백(10)은 무릎 에어백(10)의 후면 패널(13)상에서 양측이 무릎 에어백(10)의 세로 중심축(VA)을 향하여 지그재그 형태로 절첩됨에 따라 절첩된 무릎 에어백(10)의 양측단(18,19)이 탑승자의 다리를 향하는 반대측에 위치하여 양측으로 전개된다. 그 결과 무릎 에어백(10) 전개 시 무릎 에어백(10)이 탑승자의 두 다리 사이로 전개되어 끼는 것을 방지할 수 있다.
도 7f를 참조하면, 무릎 에어백(10)의 후면 패널(13)상에서 양측이 무릎 에어백(10)의 세로 중심축(VA)을 향하여 지그재그 형태로 절첩된 상태에서 상단부(M)측을 하방(U)을 향하도록 감아(rolling) 절첩 동작을 마무리 한다(S6).
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1: 무릎 에어백 모듈 10 : 무릎 에어백
11: 프론트 패널 13: 리어 패널
13a: 가스 도입구 13t : 주름부
15 : 봉합사 VA: 세로 중심축

Claims (4)

  1. 탑승자의 무릎과 마주하는 차체 내에 절첩 상태로 수납되고, 차량 충돌 시 인플레이터로부터 분출된 가스에 의하여 상기 탑승자의 상기 무릎을 향하여 전개되는 자동차용 무릎 에어백에 있어서,
    상기 무릎 에어백은 상기 탑승자의 상기 무릎을 향하는 프론트 패널 및 상기 탑승자의 상기 무릎의 반대 방향을 향하며 상기 인플레이터로부터 공급되는 가스가 도입되는 가스 도입구를 갖는 리어 패널을 포함하고,
    상기 리어 패널의 가장 자리 측의 세로 방향의 길이는 상기 프론트 패널의 세로 방향의 길이보다 소정 길이만큼 길게 형성되고, 상기 리어 패널은 상기 가스 도입구 양측에 마련된 주름부에 의하여 그 세로 방향의 길이가 상기 프론트 패널의 길이와 동일 길이를 이루고,
    상기 주름부는 상기 프론트 패널 상에 포개어진 상태에서 상기 프론트 패널 및 상기 리어 패널의 가장 자리부와 함께 봉합사에 의해 봉합된 자동차용 무릎 에어백.
  2. 제1항의 자동차용 무릎 에어백을 접는 방법에 있어서.
    상기 무릎 에어백의 하단이 상기 무릎 에어백의 상기 프론트 패널 상에 위치하도록 상기 무릎 에어백의 하부를 상기 무릎 에어백의 세로 중심축과 직교되게 접는 단계;
    상기 무릎 에어백의 양측을 상기 세로 중심축을 향해 각각 접는 단계; 및
    상기 무릎 에어백의 상단부측을 상기 무릎 에어백의 하부를 향해 감는 단계를 포함하는 자동차용 무릎 에어백을 접는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 무릎 에어백의 하부를 상기 무릎 에어백의 세로 중심축과 직교되게 접는 단계는,
    상기 무릎 에어백의 상기 프론트 패널 상에 위치하는 상기 무릎 에어백의 하부가 지그재그 형태로 절첩되도록 상기 무릎 에어백의 하단이 상기 무릎 에어백의 상방을 향하도록 접은 후 상기 무릎 에어백의 하단이 상기 무릎 에어백의 하방을 향하도록 다시 반으로 접는 것을 포함하는 자동차용 무릎 에어백을 접는 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 무릎 에어백의 양측을 상기 세로 중심축을 향해 각각 접는 단계는,
    상기 무릎 에어백의 양측단이 상기 무릎 에어백의 리어 패널 상에 위치하도록 상기 무릎 에어백의 양측단을 상기 세로 중심축과 나란하게 하여 후방으로 접는 것을 포함하는 자동차용 무릎 에어백을 접는 방법.
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