KR20180121189A - Air bags system comprising fabric with breaking area - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 에어백 시스템에 관한 것으로, 더 상세하게는 본 발명은 에어백의 공기 팽창에 따른 충격완화를 개선한 직물을 사용한 에어백 시스템에 대한 것이다.The present invention relates to an air bag system, and more particularly, the present invention relates to an air bag system using a fabric that improves the impact mitigation resulting from air expansion of the air bag.
부품성이 있는 직물은 차량용 에어백, 구명용 조끼 등의 용도로 사용할 수 있다. 특히, 자동차가 전복하여 구를 경우 운전자나 승객의 머리 부분이 자동차의 유리창이나 측면 구조물에 의하여 다치는 것을 방지할 목적으로 사고시 자동차의 측면 유리창 부위에서 커튼형의 에어백이 펼쳐지게 되는 사이드커튼 형태의 에어백에 부품성 직물을 사용하고 있다. 상기 사이드커튼 형태의 에어백은 사고시 안전하게 승객을 보호하기 위해서 차가 구르는 동안 해당 에어백이 적어도 5초 이상은 부풀려 진 상태로 있어야 하며 이 경우 부품성이 있는 직물이 유용하다.The fabric having a component property can be used for a vehicle air bag, a life jacket, and the like. In particular, in order to prevent the head portion of a driver or a passenger from being injured by a window or a side structure of an automobile when the automobile is rolled over, a curtain type airbag is deployed at the side window portion of the automobile We use part-woven fabrics. The side curtain airbag should be inflated for at least 5 seconds while the car rolls to safely protect passengers in the event of an accident, in which case a component fabric is useful.
차량용 에어백 등과 같이 공기부품성을 갖는 제품을 제조하는 방법은 크게 두 개의 직물을 봉제, 융착 또는 접착하여 사용하는 방법과, 두 개층의 직물이 접결점에 의해 부분적으로 접결되어 있는 이중직물을 사용하는 방법으로 구분된다.A method of manufacturing a product having an air part property such as an air bag for a vehicle includes a method of sewing, fusing or adhering two fabrics and a method of using a double fabric in which two layers of fabric are partly joined by a connecting point .
사고 시에는 인체의 머리 부분의 보호가 가장 중요하며, 따라서 에어백도 인체의 머리 부분의 보호를 중점으로 한다. 외부의 충격에 의해서 에어백이 전개되는데, 오히려 에어백의 전개 시의 폭압에 의해서 상해를 입는 경우도 빈번하다.In the event of an accident, the protection of the head of the human body is most important, and thus the airbag also focuses on the protection of the human head. The airbag is deployed by an external impact, but it is often injured by the explosion of the airbag when it is deployed.
인체의 머리의 보호에 충실하면서, 폭압에 의한 상해 방지에 적합한 에어백이 요구되고 있다.While being faithful to the protection of the head of a human body, an air bag suitable for prevention of injury due to pressure is demanded.
선행기술 1: 한국공개특허 제1992-006556호(1992.04.27 공개)Prior Art 1: Korean Published Patent Application No. 1992-006556 (published Apr. 27, 1992)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 효율이 우수하고 안전성이 향상된 에어백을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an air bag which is excellent in efficiency and improved in safety.
본 발명의 바람직한 일 실시예 따르면, 충격센서, 팽창수단, 팽창제어 수단 및 에어백을 구비하는 에어백 시스템에 있어서, 상기 에어백은 상이한 파열 강도를 갖는 2 이상의 영역을 구비하는 직물을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어백 시스템을 제공한다.According to a preferred embodiment of the present invention, in an airbag system having an impact sensor, an inflation means, an inflation control means and an airbag, the airbag comprises a fabric having two or more regions having different rupture strengths Thereby providing an air bag system.
또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예 따르면, 상기 파열 강도는 경사와 위사의 인터레이싱 구조의 변화에 의해서 조정되는 것을 특징으로 하는 직물을 포함하는 에어백을 사용할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the rupture strength is adjusted by a change in the interlacing structure of warp and weft yarns.
그리고, 본 발명의 바람직한 일 실시예 따르면, 상기 경사와 위사의 인터레이싱 구조의 변화는 상기 경상와 위사의 인터레이싱 교차횟수에 의해서 결정되는 것을 특징으로 하는 직물을 포함하는 에어백을 사용할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the change in the interlacing structure of the warp yarn and the weft yarn is determined by the number of interlacing crosses of the warp yarn and the weft yarn.
본 발명의 에어백용 직물은 파열 강도가 상이한 영억을 구비하여, 에어백의 전개 시에 일부분이 먼저 파열되며, 이러한 파열에 순서나 위치 등에 대한 패턴을 조정할 수 있으므로, 상기 에어백용 직물을 사용한 에어백은 효율이 우수하고 안전성이 향상될 수 있다. The airbag fabric according to the present invention is provided with an airbag having different rupture strengths so that a part of the airbag is ruptured first when the airbag is deployed and the pattern of the rupture can be adjusted in order or position, And the safety can be improved.
본 발명의 기술로부터 같은 재료의 에어백의 크기와 inflation시 공기의 양에 의해서 가장 효율이 높은 에어백의 완충효과를 나타냄으로써 다음과 같은 실질적 기대효과를 가져올 수있다. 즉 동일 충격량을 완충하기 위하여 필요한 에어백의 크기와 inflator의 공기의 양을 줄이거나, 같은 재료로 된 같은 크기의 에어백과 같은 inflator 공기의 양을 가지고 더 큰 충격량을 완충할 수 있는 효과이다.From the technology of the present invention, by showing the buffering effect of the airbag which is the most efficient by the size of the airbag of the same material and the amount of air upon inflation, the following practical effect can be expected. That is, the effect of reducing the size of the airbag required to buffer the same impact amount and the amount of air in the inflator, or the amount of inflator air such as the same size airbag made of the same material.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1 내지 도 58은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어백용 직물을 나타낸 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate exemplary embodiments of the invention and, together with the description of the invention, It should not be construed as limited.
1 to 58 show a fabric for an airbag according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다. 각 도면은 명확한 설명을 위해 일부가 간략하거나 과장되게 표현되었다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 도시되었음에 유의해야 한다. 또한, '포함(또는 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 더불어, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Each drawing has been partially or exaggerated for clarity. It should be noted that, in adding reference numerals to the constituent elements of the respective drawings, the same constituent elements are shown to have the same reference numerals as possible even if they are displayed on different drawings. Also, components and acts referred to as " comprising (or comprising) " do not exclude the presence or addition of one or more other components and operations. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
본 발명의 바람직한 일 실시예 따르면, 충격센서, 팽창수단, 팽창제어 수단 및 에어백을 구비하는 에어백 시스템에 있어서, 상기 에어백은 상이한 파열 강도를 갖는 2 이상의 영역을 구비하는 직물을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어백 시스템을 제공한다.According to a preferred embodiment of the present invention, in an airbag system having an impact sensor, an inflation means, an inflation control means and an airbag, the airbag comprises a fabric having two or more regions having different rupture strengths Thereby providing an air bag system.
또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예 따르면, 상기 파열 강도는 경사와 위사의 인터레이싱 구조의 변화에 의해서 조정되는 것을 특징으로 하는 직물을 포함하는 에어백을 사용할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the rupture strength is adjusted by a change in the interlacing structure of warp and weft yarns.
그리고, 본 발명의 바람직한 일 실시예 따르면, 상기 경사와 위사의 인터레이싱 구조의 변화는 상기 경상와 위사의 인터레이싱 교차횟수에 의해서 결정되는 것을 특징으로 하는 직물을 포함하는 에어백을 사용할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the change in the interlacing structure of the warp yarn and the weft yarn is determined by the number of interlacing crosses of the warp yarn and the weft yarn.
본 발명의 에어백용 직물은 파열 강도가 상이한 영억을 구비하여, 에어백의 전개 시에 일부분이 먼저 파열되며, 이러한 파열에 순서나 위치 등에 대한 패턴을 조정할 수 있으므로, 상기 에어백용 직물을 사용한 에어백은 효율이 우수하고 안전성이 향상될 수 있다. The airbag fabric according to the present invention is provided with an airbag having different rupture strengths so that a part of the airbag is ruptured first when the airbag is deployed and the pattern of the rupture can be adjusted in order or position, And the safety can be improved.
전체 구조 : OPW 또는 일반 airbag의 fabric에 특정 위치에 필요한 크기와 형태로 interlacing structure가 다른 조직으로 설계한 직물을 제직하고, 이렇게 제직된 fabric을 적당한 종류의 수지와 두께로 코팅한 에어백.Overall structure: An airbag that woven fabrics designed with different interlacing structure in the size and shape required for a specific location on the fabric of the OPW or general airbag, and the fabric thus coated with a suitable type of resin and thickness.
특정 위치에 필요한 크기와 형태로 경위사의 interlacing structure가 다른 조직이란 직물의 경사, 위사가 서로 interlacing 되지 않고, 경사, 위사 어느 한방향이나 양 방향으로 뜬(float) 갯수가 일반적인 평직, 능직, 주자직이나 그 범주의 변형 조직에서나 보인 것과 같이 경사, 위사 방향으로 많아야 10가닥 정도를 뜬(float) 것을 벗어난 크기로 경사, 위사 방향에서 서로 독립적으로 다르게 뜬 조직으로 된 부분의 영역이 에어백의 필요한 특정 위치에 필요한 크기와 형태로 설계되어 제직된 직물이다.In other words, the interlacing structure of the warp yarn is not interlaced with the warp and weft of the fabric, and the number of float yarns in either one direction or both directions is generally plain weave, twill weave, As shown in the modified structure of the category, the area of the portion of the tissue which is different from each other in the weft direction is inclined at a size deviating from the float of at most 10 strands in the warp and weft directions, It is a woven fabric designed in the required size and shape.
직물 중 특정 부분의 경위사의 interlacing structure를 변경하여 조절함으로써 coated fabric의 경위사 방향의 인장력은 큰 차이가 없으나 직물 위에 coating된 수지막은 에어백이 팽창했을 때 고압의 internal pressure에 의하여 직물 조직이 벌어지거나 경위사 interlacing된 부분의 정도의 차이로 인한 강력의 차이에 의하여 약한 bursting strength가 된다.The tensile strength of the coated fabric in the warp direction is not significantly different by changing the interlacing structure of the warp yarn of the specific part of the fabric. However, when the airbag is expanded, the fabric film is opened due to the high pressure internal pressure, Weak bursting strength due to differences in strength due to differences in the degree of interlaced part.
Vent hole 형성 : 특정의 위치에 필요한 크기와 형태로 경위사 interlacing structure가 다른 직물에 코팅을 하게 되면 적절한 수지 종류나 양에 따라 bursting strength가 다르게 되어 약한 bursting strength의 영역이 파열되어 vent hole이 되도록 한다.Vent hole formation: When the interlacing structure is coated on other fabric in the size and shape required for the specific position, the bursting strength is different according to the type and amount of resin, so that the weak bursting strength region ruptures and becomes the vent hole .
여기서 에어백의 전개 과정 중의 inflated airbag에 인체 및 물체가 충격시 internal air pressure가 증가할 때 일정 수준의 압력에서 1차로 가장 약한 영역이 파열되어 vent hole로 작용되게 함. vent hole로부터 air가 빠지면 bounce 되지 않고 계속 감가속도가 이루어지기 때문에 충격이 완화되는 것이다.In the inflated airbag during the deployment of the airbag, when the internal air pressure increases when the human body and the object are impacted, the weakest region first ruptures at a certain level of pressure and acts as a vent hole. When the air is released from the vent hole, the shock is relaxed because the depressurization speed is maintained without bouncing.
위의 과정에서도 충분한 감가속도가 이루어지지 않고 즉 vent hole로 빠지는 air보다 더 큰 airbag의 변형으로 internal air pressure가 증가하면 그 다음 약간 큰 bursting strength로 조절된 영역이 파열되어 2차의 vent hole이 발생되어 다시 한번의 충격 완화가 이루어지게 되어 궁극적으로 15초나 36초의 감가속도 적분 영역에서 최대한의 감가속이 이루어져서 더 낮은 HIC 값이 된다.If the internal air pressure is increased due to the deformation of the airbag, which is larger than the air that is released into the vent hole, the regulated region with a slightly larger bursting strength is ruptured and a secondary vent hole is generated So that the shock is relaxed once again. Ultimately, the maximum deceleration is achieved in the depression speed integral area of 15 seconds or 36 seconds, resulting in a lower HIC value.
위의 과정을 계속 거치도록 즉 순차적으로 강한 bursting strength 부분이 계속적으로 파열되게 하면 최종적으로는 multi-step-attenuation airbag이 된다. Continuing with the above procedure, that is, sequentially bursting the strong bursting strength portion, finally becomes a multi-step-attenuation airbag.
vent hole은 이러한 interlacing의 불균일한 영역에서 만들어진다. 즉 interlacing structure를 조절하는 정도에 따라서 달라지므로, 자카드와 같은 조직변화로 필요한 부분에, 필요한 크기로, 필요한 interlacing 조직 변화, 수지종류 및 양에 따라서도 전체 bursting 은 달라질 수 있다.Vent holes are created in the non-uniform region of this interlacing. That is, depending on the degree of control of the interlacing structure, the overall bursting can be varied depending on the required size of the tissue change such as jacquard, the required size, the required interlacing tissue change, the resin type and amount.
그러므로 airbag의 크기, 충격의 양 등에 의하여 vent hole이 될 수 있는 부분의 위치, 크기, 조직이 달라진다.Therefore, the position, size, and structure of the vent hole can vary depending on the size of the airbag and the amount of impact.
충격에 의하여 inflated된 airbag의 internal pressure가 일정 수준 올라갔을 때 충격흡수가 일어나도록 특정의 약한 부분에서 1차 bursting이 일어난다. 그 이후 과정의 계속되는 관성의 영향으로 internal pressure의 증가가 더 커서, 1차 rip(rive)된 부분으로 vent 되는 것보다 압축이 더 크게 일어나도록 vent hole의 크기를 어떤 한계 이하로 조절한다.The first bursting occurs at a certain weak part so that shock absorption occurs when the internal pressure of the inflated airbag is raised to a certain level. The subsequent increase in internal pressure due to the subsequent inertia of the process is greater, and the size of the vent hole is regulated below a certain limit so that compression is greater than venting to the first ripped portion.
또한 충격이 큰 경우에는 앞의 1차 과정 이후 vent에 의한 압력 감소보다 관성에 의한 internal pressure의 증가가 크게 되는 경우 1차 vent hole이 된 부분보다 bursting strength가 더 큰 다른 부분에 의하여 새로운 bursting에 의한 2차 vent hole이 만들어짐으로써 충격 흡수가 일어난다.Also, in case of large impact, if the increase of internal pressure due to inertia is larger than the pressure decrease due to vent after the first step, the bursting strength is higher than that of the first vent hole. The secondary vent hole is created and shock absorption occurs.
where t 1 and t 2 are the initial and final times (in seconds) of the interval during which HIC attains a maximum value, and acceleration a is measured in gs (standard gravity acceleration). The maximum time duration of HIC, t 2 - t 1, is limited to a specific value between 3 and 36 ms, usually 15 ms. where t 1 and t 2 are the initial and final times (in seconds) of the interval during which HIC attains a maximum value, and acceleration a is measured in g s (standard gravity acceleration). The maximum time duration of HIC, t 2 - t 1 , is limited to a specific value between 3 and 36 ms, usually 15 ms.
At a HIC of 1000, there is an 18% probability of a severe head injury, a 55% probability of a serious injury and a 90% probability of a moderate head injury to the average adult.At a HIC of 1000, there is an 18% probability of a severe head injury, a 55% probability of a serious injury, and a 90% probability of a moderate head injury.
충돌시 인체에 가해지는 충격을 계산하기 위한 실험 계산치 HIC를 줄이기 위하여는 감가속도를 줄이는 것이 필요하다. 본 발명에서는 일정한 압력 이상에서 에어백의 특별히 설계 제직된 원단의 특정 부분의, 특정 크기의, 우선적 파열로 인한 ventilation이 생김으로써 가속도의 크기가 작게 되며, 결과적으로 HIC가 작아지게 하는 것이다. It is necessary to reduce the depreciation rate to reduce the experimental calculated HIC to calculate the impact on the human body in the event of a collision. In the present invention, ventilation due to a certain size, preferential rupture of a specific portion of a specially designed woven fabric of an airbag over a certain pressure results in a reduction in the magnitude of the acceleration, resulting in a smaller HIC.
본 발명의 구체적인 설명으로는 충돌-inflation시 에어백의 공기 팽창으로 인한 내부 압력이 증가할때, 에어백의 직물 밀도가 가장 낮게 제직되어, 파열강도가 낮은 특정 부위가 우선적으로 파열되게 하는 것이며, 직물 밀도가 낮게 제직되는 것은 특정 위치에 필요한 크기로 경, 위사가 interlacing이 되지 않고 floating되게 제직 설계하는 것이다. 에어백의 표면 조직 밀도가 경, 위사 방향으로 일반 조직의 각각 최저 20%가 되게 한다면, 표면에 나타나는 경위사 조직 점이 0.2^2 즉 4%에 지나지 않아 코팅의 피막을 지탱하는 힘이 그만큼 낮아지게 하여 그 부분이 우선적으로 파열에 이르게 되는 것이다. 이렇게 제직 설계에서 경, 위사 방향으로 특정 비율로 floating되게 jacquard설계를 하는 것이 본 발명의 기술의 핵심 기초이다. 또한 특정 비율의 floating 설계된 부분의 크기가 적당히 조절됨으로써 우선 파열된 부분의 크기에 의한 ventilation 정도를 조절할 수 있다. 이 1차의 ventilation에 의해 가속도를 줄여주나 계속되는 충돌 물체의 관성에 의한 내부 압력이 증가할 때 그 다음으로 floating이 덜 약하게 설계된 부분이 2차적으로 파열을 일으켜서 다시 가속도를 줄여줄 수있게 만드는 것이다.A specific description of the present invention is that when the internal pressure due to the air expansion of the airbag increases during impact-inflation, the fabric density of the airbag is woven at the lowest level so that a specific region with low rupture strength is preferentially ruptured, The weft is designed to be so small that the weft yarns and weft yarns are not interlaced but are floating in a specific position. If the surface density of the airbag is at least 20% of the normal tissue in the light and weft direction, the strength of the coating on the coating is reduced to as low as 0.2 ^ 2 or 4% That part will lead to rupture preferentially. It is a key basis of the present invention to design the jacquard to be floating at a certain ratio in the weaving design in the light and weft direction. Also, by adjusting the size of the floating part of a certain ratio, the degree of ventilation by the size of the ruptured part can be controlled first. This primary ventilation reduces the acceleration, and when the internal pressure due to the inertia of the impacting object continues to increase, then the floating is designed so that the less weakly designed part will secondaryly burst and reduce the acceleration again.
전체적으로 본 발명은 1차로 파열 작용을 하게 될 특정 부위에, 특정 크기로, 특정 비율의 floating 제직 설계를 하고, 1차 부위와 상관성을 갖는 위치, 크기와 비율로 floating설계에 의한 2차, 3차의 파열을 갖게 하는 것이다.In general, the present invention relates to a method of designing a specific size of a specific size of a floating weave design at a specific region to be firstly ruptured and designing floating, To have a rupture.
본 발명의 기술로부터 같은 재료의 에어백의 크기와 inflation시 공기의 양에 의해서 가장 효율이 높은 에어백의 완충효과를 나타냄으로써 다음과 같은 실질적 기대효과를 가져올 수있다. 즉 동일 충격량을 완충하기 위하여 필요한 에어백의 크기와 inflator의 공기의 양을 줄이거나, 같은 재료로 된 같은 크기의 에어백과 같은 inflator 공기의 양을 가지고 더 큰 충격량을 완충할 수 있는 효과이다.From the technology of the present invention, by showing the buffering effect of the airbag which is the most efficient by the size of the airbag of the same material and the amount of air upon inflation, the following practical effect can be expected. That is, the effect of reducing the size of the airbag required to buffer the same impact amount and the amount of air in the inflator, or the amount of inflator air such as the same size airbag made of the same material.
직물의 강도를 조절함으로써 작은 크기로도 큰 충격량의 충격흡수도 가능하게 할 수 있는 방법이다. 즉 10층 높이에서 일반적인 직물로 보호가 될려면 매우 큰 airbag을 형성하여야 하고 적절한 internal pressure를 형성하게 하기 위해서는 매우 많은 양의 가스가 필요하여 가스통이 크고 무거우므로 휴대용으로는 불가능해진다. 그러나 본 기술이 p-Aramid나 Polyarylate, PBO, UHMWPE등의 고강도 직물에 적용됐을 때 작은 크기로도 효율적인 충격흡수의 airbag이 만들어진다.By controlling the strength of the fabric, it is possible to make shock absorption with a large impact even with a small size. In other words, to be protected by general fabrics at a height of 10 layers, a very large airbag must be formed and a large amount of gas is required to form an appropriate internal pressure, which makes the gas cylinder bulky and heavy, making it impossible to be portable. However, when this technique is applied to high-strength fabrics such as p-Aramid, Polyarylate, PBO, UHMWPE, etc., airbags with shock absorbing efficiency are produced even at small sizes.
Claims (3)
상기 에어백은 상이한 파열 강도를 갖는 2 이상의 영역을 구비하는 직물을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어백 시스템.An airbag system comprising an impact sensor, an inflation means, an inflation control means and an airbag,
Wherein the airbag comprises a fabric having two or more regions having different rupture strengths.
상기 파열 강도는 경사와 위사의 인터레이싱 구조의 변화에 의해서 조정되는 것을 특징으로 하는 직물을 포함하는 에어백 시스템.The method according to claim 1,
Wherein said burst strength is adjusted by a change in the interlacing structure of warp and weft yarns.
상기 경사와 위사의 인터레이싱 구조의 변화는 상기 경상와 위사의 인터레이싱 교차횟수에 의해서 결정되는 것을 특징으로 하는 직물을 포함하는 에어백 시스템.3. The method of claim 2,
Wherein the change in the interlacing structure of the warp and weft yarns is determined by the number of interlacing crossings of the warp and weft yarns.
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