KR102399128B1 - 무릎 에어백 장치 - Google Patents

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Abstract

무릎 에어백 장치에 관한 발명이 개시된다. 개시된 무릎 에어백 장치는, 인스트루먼트 패널에 결합되는 인플레이터부와, 인플레이터부에서 분사되는 가스에 의하여 전개되며, 전개 시 인스트루먼트 패널에 대향하는 면의 형상이 인스트루먼트 패널의 형상에 대응되게 형성되는 에어백 쿠션을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

무릎 에어백 장치{KNEE AIRBAG APPARATUS}
본 발명은 무릎 에어백 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인스트루먼트 패널에 설치되어, 차량의 충돌 등의 비상 시 탑승자의 신체 상해를 저감하는 무릎 에어백 장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량에는 차량 충돌 등의 비상 시 에어백 쿠션이 팽창, 전개되어 탑승자를 보호하는 에어백 장치가 구비된다.
이러한, 에어백 장치는 필요에 따라 차량의 각 부위에 설치되는데, 보호 대상에 따라, 운전자를 보호하기 위하여 조향휠에 장착되는 운전석 에어백 장치와, 조수석 승객을 보호하기 위하여 글로브박스의 상측에 장착되는 조수석 에어백 장치와, 탑승자의 측면을 보호하기 위하여 루프레일을 따라 장착되어 있는 커튼 에어백 장치와, 탑승자의 무릎을 보호하기 위해 인스트루먼트 패널에 장착되는 무릎 에어백 장치 등으로 분류된다.
종래의 무릎 에어백 장치는 에어백 쿠션이 차량의 전방으로 전개되는 정도가 동일하므로, 글로브 박스 등의 단차 발생 시 무릎을 충분히 보호할 수 없는 구조이다. 이에 따라 종래의 무릎 에어백 장치가 장착되는 경우 글로브 박스의 단차 적용이 상당히 제한되며, 이러한 제한은 글로브 박스 등의 상품성을 저하시키는 요인으로 작용한다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명의 배경 기술은 공개특허공보 제10-2012-0039263호(2012.04.25 공개, 발명의 명칭: 무릎에어백 장치 및 그 조립방법)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로, 글로브 박스 등의 주변 부품의 디자인 설계 자유도를 확보함과 동시에 에어백 쿠션의 전개성능을 유지할 수 있는 무릎 에어백 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 무릎 에어백 장치는: 인스트루먼트 패널에 결합되는 인플레이터부; 및 상기 인플레이터부에서 분사되는 가스에 의하여 전개되며, 전개 시 상기 인스트루먼트 패널에 대향하는 면의 형상이 상기 인스트루먼트 패널의 형상에 대응되게 형성되는 에어백 쿠션;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 인플레이터부는, 상기 에어백 쿠션의 내측에 위치하며, 가스를 분사하여 상기 에어백 쿠션을 전개시키는 인플레이터; 및 상기 인플레이터와 상기 에어백 쿠션 사이에 개재되고, 가스배출홀부를 포함하여, 상기 인플레이터에서 분사되는 가스의 이동을 안내하는 분사가이드;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 에어백 쿠션은, 상측면의 길이가 하측면의 길이보다 짧게 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 에어백 쿠션은, 일단부가 상기 상측면에 결합되고, 타단부가 상기 하측면에 결합되며, 일단부의 형상이 상기 인스트루먼트 패널의 형상에 대응되게 형성되는 내부테더부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 내부테더부는 상호 이격되어 복수 개 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 내부테더부는, 일단부가 상기 상측면에 결합되고, 타단부가 상기 하측면에 결합되는 내부테더; 및 상기 내부테더를 관통하여 형성되는 벤트홀부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 벤트홀부는, 상기 내부테더의 길이 방향으로 복수 개 구비되며, 상기 벤트홀부의 직경은 상기 벤트홀부가 위치한 지점에서의 상기 내부테더의 폭의 길이에 비례하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 벤트홀부는, 상기 내부테더의 길이 방향으로 길게 형성되며, 상기 벤트홀부의 폭의 길이는, 상기 내부테더의 폭의 길이에 비례하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 무릎 에어백 장치는 에어백 쿠션이 인스트루먼트 패널, 특히 글로브박스의 외주면에 대응하는 형상으로 전개되므로 글로브박스와의 간섭을 방지하면서 전개 성능을 충분히 확보할 수 있다.
이에 따라 본 발명은 글로브박스 등의 설계 및 디자인 자유도를 확보하여 상품성을 증대시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무릎 에어백 장치가 장착된 상태를 나타내는 개념도이다.
도 2는 도 1의 'A' 면으로 자른 단면을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 내부테터부를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 무릎 에어백 장치의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무릎 에어백 장치가 장착된 상태를 나타내는 개념도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무릎 에어백 장치(1)는 인플레이터부(100) 및 에어백 쿠션(200)를 포함한다.
인플레이터부(100)는 클러스터, 오디오 및 공조 장치 등이 설치되는 인스트루먼트 패널(10), 구체적으로 글로브박스(11)의 하측에 위치하고, 인스트루먼트 패널(10)에 장착된다.
본 실시예에서 인플레이터부(100)는 차량의 충돌 등의 사고 시에 제어부(미도시)의 제어에 의하여 작동하고, 에어백 쿠션(200)의 내측에 가스를 분사한다.
인플레이터부(100)에서 분사된 가스는 에어백 쿠션(200)을 전개시켜 탑승자의 무릎과 인스트루먼트 패널(10) 사이로 진입하여 탑승자의 무릎 상해를 방지한다. 본 실시예에서 인플레이터부(100)는 인플레이터(110), 분사가이드(130) 및 인플레이터결합부(150)를 포함한다.
인플레이터(110)는 에어백 쿠션(200)의 내측에 위치하며, 차량의 충돌 등의 경우 제어부에 의하여 작동되어 가스를 분사함으로써 에어백 쿠션(200)을 전개시킨다.
본 실시예에서 인플레이터(110)는 인스트루먼트 패널(10)의 내부, 구체적으로 글로브박스(11)의 하측에 위치하고, 차량의 폭 방향으로 길게 형성된다.
분사가이드(130)는 인플레이터(110)와 에어백 쿠션(200) 사이에 개재되고, 가스배출홀부(131)를 포함하여 인플레이터(110)에서 분사되는 가스의 이동을 안내한다.
본 실시예에서 분사가이드(130)는 대략 원통 형상으로 형성되어 인플레이터(110)를 둘러싸며, 양단부 또는 일단부가 개구되어 인플레이터(110)에서 분사되는 가스의 이동을 안내함으로써 에어백 쿠션(200)이 파손되는 것을 방지한다.
인플레이터결합부(150)는 일단부가 인플레이터(110) 또는 분사가이드(130)에 결합되고, 타단부가 인스트루먼트 패널(10)에 볼팅 등의 방식으로 결합된다. 본 실시예에서 인플레이터결합부(150)는 금속 재질을 포함하여 이루어져 인플레이터(110) 및 분사가이드(130) 등을 지지한다.
에어백 쿠션(200)은 인플레이터부(100)에서 분사되는 가스에 의하여 전개되며, 전개 시 인스트루먼트 패널(10)에 대향하는 면의 형상이 인스트루먼트 패널(10)의 형상에 대응되게 형성된다.
여기서 에어백 쿠션(200) 면의 형상이 인스트루먼트 패널(10)의 형상에 대응되게 형성되는 것의 의미는, 인스트루먼트 패널(10)이 오목하게 형성되는 경우, 해당 오목 부위에 대응되는 위치의 에어백 쿠션(200)의 형상은 볼록하게 형성되는 것으로, 에어백 쿠션(200)과 인스트루먼트 패널(10)과의 간격이 대략 일정하게 유지되도록 형성되는 것을 의미한다. 본 실시예에서 에어백 쿠션(200)은 상측면(210), 하측면(230) 및 내부테더(251)를 포함한다.
상측면(210)과 하측면(230)은 상호 포개진 상태에서 둘레면이 바느질 등의 방식으로 결합되어 내측에 공간부가 형성되며, 인플레이터부(100)에서 분사되는 가스에 의하여 전개된다. 상측면(210)은 에어백 쿠션(200)의 전개 시 인스트루먼트 패널(10)에 대향하는 면에 해당하며, 내부테더부(250)에 의하여 전개 시 형상이 결정된다.
본 실시예에서 에어백 쿠션(200)은 상측면(210)의 길이가 하측면(230)의 길이보다 짧게 형성되어, 인플레이터부(100)에 의하여 전개될 때, 선단부가 무릎과 인스트루먼트 패널(10), 구체적으로 글로브박스(11)의 사이로 진입하도록 하여, 탑승자의 무릎을 보호한다.
내부테더부(250)는 일단부가 상측면(210)에 결합되고, 타단부가 하측면(230)에 결합되며, 일단부의 형상이 인스트루먼트 패널(10)의 형상에 대응되게 형성된다. 본 실시예에서 내부테더부(250)는 상호 이격되어 복수 개 구비되어 상측면(210)과 하측면(230)의 이격 거리를 조절한다. 본 실시예에서 내부테더부(250)는 내부테더(251) 및 벤트홀부(253a, 253b)를 포함한다.
내부테더(251)는 일단부가 상측면(210)에 접하고, 타단부가 하측면(230)에 결합되어 상측면(210)과 하측면(230) 사이의 상호 이동 거리를 제한한다.
벤트홀부(253a, 253b)는 내부테더(251)를 관통하여 형성되어, 상측면(210)과 하측면(230) 사이로 유입되는 가스의 이동 경로를 확보한다.
도 2는 도 1의 'A' 면으로 자른 단면을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서 벤트홀부(253a)는 내부테더(251)의 길이 방향(도 2 기준 X축 방향)으로 복수 개 구비되며, 벤트홀부(253a)의 직경(r)은 벤트홀부(253a)가 위치한 지점(X축 방향 기준)에서의 내부테더(251)의 폭의 길이(L)에 비례한다.
도 2를 참조하면 벤트홀부(253a)가 위치한 지점에서의 내부테더(251)의 폭이 L1인 경우, 벤트홀부(253a)의 직경은 r1에 해당하고, 내부테더(251)의 폭이 L2인 경우 벤트홀부(253)의 직경은 r2에 해당하는데, 이러한 폭(L)과 직경(r)은 상호 비례하여 L1: r1 = L2 : r2에 해당한다.
벤트홀부(253a)의 직경이 해당 위치에서의 내부테더(251)의 폭의 길이(L)에 비례하는 경우, 벤트홀부(253a)를 통하여 유입되는 가스의 양이 벤트홀부(253a)의 면적, 즉 직경의 제곱(r2)에 비례하므로, 에어백 쿠션(200)의 팽창 시 길이 방향(X축 방향) 위치에 따른 팽창 속도를 동일하게 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 내부테터부를 나타내는 도면이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에서 벤트홀부(253b)는 내부테더(251)의 대략 길이 방향으로 길게 형성되며, 벤트홀부(253b)의 폭의 길이(w)는 내부테더(251)의 폭의 길이(L)에 비례하도록 구비된다.
벤트홀부(253b)의 폭의 길이(w)가 내부테더(251)의 폭의 길이(L)에 비례하는 경우, 내부테더(251)의 길이 방향에서의 내부테더(251)의 폭의 길이(L)에 비례하여 가스가 유입되므로, 에어백 쿠션(200)의 길이 방향으로의 균일한 팽창 속도를 구현할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 무릎 에어백 장치(1)의 작동원리 및 효과를 설명하면 다음과 같다.
본 실시예에서 인플레이터부(100)는 글로브박스(11)의 상단에 위치하는 차체브라켓(미도시) 또는 인스트루먼트 패널(10)에 인플레이터결합부(150)가 볼팅 등의 방식으로 결합된다.
차량 충돌 감지 센서 등에서 차량의 충돌을 감지한 것을 기초로 제어부가 인플레이터부(100)를 구동하면, 인플레이터부(100)에서 방출되는 가스에 의하여 에어백 쿠션(200)이 상측으로 경사지게 전개된다.
본 실시예에서 에어백 쿠션(200)은 상측면(210)이 하측면(230)보다 길게 형성되므로 탑승자의 무릎과 글로브박스(11)의 사이 방향으로 선단부가 진입, 탑승자의 무릎을 보호하게 된다.
전개 시 에어백 쿠션(200)의 형상은 상측면(210)과 하측면(230)의 길이와 함께, 내부테더부(250)와의 결합에 의한 영향을 받는다.
본 실시예에서 내부테더부(250)는 일단부가 상측면(210)에 결합되고, 타단부가 하측면(230)에 결합되며, 일단부의 형상이 인스트루먼트 패널(10)의 형상에 대응하는 형상으로 형성되므로 결국 에어백 쿠션(200)의 상측면(210)의 형상 역시 인스트루먼트 패널(10)의 전면, 특히 글로브박스(11)의 전면 형상에 대응되게 형성된다.
이러한 에어백 쿠션(200)의 전개는 인플레이터(110)에서 분사되는 가스의 분사량 등의 영향을 받는데, 본 실시예에서 벤트홀부(253)는 벤트홀부(253)가 구비되는 위치에서의 내부테더(251)의 폭의 길이(L)에 비례하므로, 에어백 쿠션(200)의 폭 방향에 따른 팽창 속도 편차를 줄일 수 있다.
이로써, 본 실시예에서 무릎 에어백 장치(1)는 에어백 쿠션(200)이 인스트루먼트 패널(10), 특히 글로브박스(11)의 외주면에 대응하는 형상으로 전개되므로 글로브박스(11)와의 간섭을 방지하면서 전개 성능을 충분히 확보할 수 있다.
또한 본 실시예에서 무릎 에어백 장치(1)는 글로브박스(11) 등의 디자인 자유도를 확장시켜 상품성을 증대시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1: 무릎 에어백 장치 10: 인스트루먼트 패널
11: 글로브박스 100: 인플레이터부
110: 인플레이터 130: 분사가이드
131: 가스배출홀부 150: 인플레이터결합부
200: 에어백 쿠션 210: 상측면
230: 하측면 250: 내부테더부
251: 내부테더 253a, 253b: 벤트홀부

Claims (8)

  1. 인스트루먼트 패널에 결합되는 인플레이터부; 및
    상기 인플레이터부에서 분사되는 가스에 의하여 전개되며, 전개 시 상기 인스트루먼트 패널에 대향하는 상측면의 형상이 상기 인스트루먼트 패널의 형상에 대응되게 형성되며, 내부테더부가 구비되는 에어백 쿠션;을 포함하고,
    상기 인스트루먼트 패널은 상기 인스트루먼트 패널로부터 탑승자의 좌측 무릎까지의 거리와, 우측 무릎까지의 거리가 서로 다르게 형성되는 형상을 가지며,
    상기 에어백 쿠션은 상기 인스트루먼트 패널로부터 상기 탑승자의 좌측 무릎, 우측 무릎까지의 거리에 대응하여 좌측부와 우측부가 서로 다른 전후방향 폭을 가지고,
    상기 내부테더부는,
    일단부가 상기 상측면에 결합되고, 타단부가 탑승자의 무릎과 접하는 하측면에 결합되며, 좌측부와 우측부가 상기 인스트루먼트 패널로부터 상기 탑승자의 좌측 무릎과, 상기 인스트루먼트 패널로부터 상기 탑승자의 우측 무릎까지의 거리에 대응하여 서로 다른 전후방향 폭을 가지는 내부테더; 및
    상기 내부테더를 관통하여 형성되고, 복수 개가 좌우방향으로 이격되게 배치되며, 상기 내부테더의 좌측부와 우측부 중 전후방향 폭이 큰 일측에 형성되는 것이 타측에 형성되는 것보다 큰 너비를 가지는 벤트홀부;를 포함하고,
    상기 에어백 쿠션의 좌측부와 우측부의 팽창 속도가 동일하도록, 상기 벤트홀부 중 제1벤트홀부가 위치한 지점에서의 상기 내부테더의 전후방향 폭이 L1, 상기 제1벤트홀부의 직경이 r1이고, 상기 벤트홀부 중 제2벤트홀부가 위치한 지점에서의 상기 내부테더의 전후방향 폭이 L2, 상기 제2벤트홀부의 직경이 r2일 때, 상기 벤트홀부의 직경 r은 상기 벤트홀부가 위치한 지점에서의 상기 내부테더의 전후방향 폭의 길이 L에 비례하여 L : r = L1 : r1 = L2 : r2 의 관계를 가지고, 상기 벤트홀부를 통과하는 가스의 양은 상기 벤트홀부의 직경 r의 제곱 r2에 비례하는 것을 특징으로 하는 무릎 에어백 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 인플레이터부는,
    상기 에어백 쿠션의 내측에 위치하며, 가스를 분사하여 상기 에어백 쿠션을 전개시키는 인플레이터; 및
    상기 인플레이터와 상기 에어백 쿠션 사이에 개재되고, 가스배출홀부를 포함하여, 상기 인플레이터에서 분사되는 가스의 이동을 안내하는 분사가이드;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무릎 에어백 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 에어백 쿠션은,
    상기 상측면의 길이가 상기 하측면의 길이보다 짧게 형성되는 것을 특징으로 하는 무릎 에어백 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 내부테더부는,
    일단부의 형상이 상기 인스트루먼트 패널의 형상에 대응되게 형성되는 것을 특징으로 하는 무릎 에어백 장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 내부테더부는 상호 이격되어 복수 개 구비되는 것을 특징으로 하는 무릎 에어백 장치.
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