KR20220146112A - 자동차의 에어백 장치 - Google Patents

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Abstract

자동차의 에어백 장치에 관한 것으로, 자동차의 충돌시 탑승자의 양측 어깨를 중심으로 상체를 전체적으로 구속하는 에어백 쿠션 및 자동차의 충돌시 충격 감지신호에 의해 가스를 발생시켜 상기 에어백 쿠션에 공급하는 인플레이터를 포함하고, 상기 에어백 쿠션은 탑승자의 후측에서 전면을 향해 팽창 전개되어 탑승자의 상체 전면과 머리 부분 양측을 구속하는 구성을 마련하여, 자동차의 충돌시 탑승자의 정면과 양측면에 에어백 쿠션을 팽창 전개시켜 탑승자를 안전하게 보호할 수 있다.

Description

자동차의 에어백 장치{AIRBAG APPARATUS OF VEHICLE}
본 발명은 자동차의 에어백 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차의 충돌 발생시 탑승자의 어깨를 중심으로 상체를 구속해서 안전하게 보호하는 자동차의 에어백 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차 에어백 장치는 자동차 충돌 시 충격 감지 센서의 신호에 따라 에어백에 가스를 주입하여 급속히 에어백을 팽창시킴으로써 탑승자를 보호하는 안전장치이다.
이러한 에어백 장치는 자동차에 마련되는 스티어링 휠이나 데쉬보드, 시트, 측벽 등에 설치되고, 자동차의 충돌시 탑승자의 전면이나 측면을 향해 팽창되어 탑승자를 보호한다.
즉, 자동차에는 운전석 및 동승석 전방에서 전개되는 정면에어백, 승객의 측방에서 전개되어 승객을 보호하는 커튼에어백 및 사이드에어백, 승객의 무릎을 보호하기 위한 무릎에어백 등이 마련될 수 있다.
한편, 최근에는 운전자가 차량을 운전하지 않아도 스스로 움직이는 자율주행 자동차가 개발되고 있다.
자율주행 자동차에 탑승한 탑승자는 직접 운전을 하지 않음에 따라, 목적지까지 이동하는 동안 시트를 좌우 방향으로 회전(swivel)시켜 회의를 하거나, 등받이를 후방으로 회전(recline)시켜 휴식을 취할 수 있다.
이와 같이, 자율주행 자동차에서는 시트와 등받이가 전후 및 좌후 방향으로 자유롭게 회전 가능함에 따라, 탑승자의 방향 및 자세가 다양하게 변경될 수 있다.
그리고 자동차의 충돌시 차량 내부에 비치된 물건이나 파손된 부품이 비행하면서 탑승자의 부상을 유발하기도 한다.
따라서 자동차의 충돌시 탑승자의 방향 및 자세에 따라 탑승자를 안전하게 보호할 수 있는 에어백 기술이 요구되고 있다.
대한민국 특허 등록번호 제10-1655569호(2016년 9월 8일 공고) 대한민국 특허 등록번호 제10-1611087호(2016년 4월 11일 공고)
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 자동차의 충돌시 탑승자의 정면과 양측면에 에어백을 팽창 전개시켜 탑승자를 안전하게 보호할 수 있는 자동차의 에어백 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 탑승자의 자세에 따라 에어백 쿠션을 사이드 에어백이 전개되는 영역을 회피해서 팽창 전개시키고, 탑승자의 정면을 보호 기능을 추가적으로 제공할 수 있는 자동차의 에어백 장치를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 자동차의 에어백 장치는 자동차의 충돌시 탑승자의 양측 어깨를 중심으로 상체를 전체적으로 구속하는 에어백 쿠션 및 자동차의 충돌시 충격 감지신호에 의해 가스를 발생시켜 상기 에어백 쿠션에 공급하는 인플레이터를 포함하고, 상기 에어백 쿠션은 탑승자의 후측에서 전면을 향해 팽창 전개되어 탑승자의 상체 전면과 머리 부분 양측을 구속하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차의 에어백 장치에 의하면, 자동차의 충돌시 탑승자의 정면과 양측면에 에어백 쿠션을 팽창 전개시켜 탑승자를 안전하게 보호할 수 있다는 효과가 얻어진다.
그리고 본 발명에 의하면, 에어백 쿠션의 양측에 중첩방지영역을 마련해서 사이드 에어백 쿠션과의 중첩을 방지할 수 있다는 효과가 얻어진다.
또한, 본 발명에 의하면, 탑승자가 등받이를 후방으로 회전시켜 등받이에 기댄 자세인 경우, 한정수단의 길이를 조절해서 팽창 전개되는 에어백 쿠션을 탑승자의 상체에 더욱 밀착시켜 탑승자를 구속할 수 있다는 효과가 얻어진다.
이에 따라, 본 발명에 의하면, 탑승자의 후방 회전 각도에 따라 에어백 쿠션의 전개 형상을 효과적으로 제한해서 탑승자를 더욱 안전하게 보호할 수 있다는 효과가 얻어진다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동차의 에어백 장치의 정면도,
도 2는 도 1에 도시된 자동차의 에어백 장치의 측면도,
도 3은 도 1에 도시된 에어백 쿠션의 전개도,
도 4는 도 3에 도시된 에어백 쿠션이 설치되는 시트의 등받이 프레임의 예시도,
도 5 및 도 6은 각각 에어백 쿠션이 전개된 상태를 보인 정면도와 측면도,
도 7 및 도 8은 각각 조절모듈에 의해 한정수단의 길이가 조절된 상태를 보인 정면도와 측면도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동차의 에어백 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동차의 에어백 장치의 정면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 자동차의 에어백 장치의 측면도이다. 그리고 도 3은 도 1에 도시된 에어백 쿠션의 전개도이고, 도 4는 도 3에 도시된 에어백 쿠션이 설치되는 시트의 등받이 프레임의 예시도이다.
이하에서는 일반적인 차량의 운전석에 설치된 에어백 장치의 구성을 설명하며, 운전석을 중심으로 자동차의 전면을 향하는 방향을 '전방(F)'이라 하고, 자동차의 후면을 향하는 방향을 '후방(B)'이라 한다. 이와 함께, '좌측(L)', '우측(R)', '상방(U)' 및 '하방(D)'과 같은 방향을 지시하는 용어들은 상기 전방(F) 및 후방(B)을 기준으로 각각의 방향을 지시하는 것으로 정의한다. 그리고 도면에 도시된 참조부호 I는 자동차의 폭 방향에서 자동차의 내부 방향을 나타내고, 참조부호 O는 자동차의 폭 방향에서 자동차의 외부 방향을 나타낸다.
따라서 자동차의 전, 후(F, B) 방향은 가로 방향으로 표현될 수 있으며, 자동차의 상, 하(U, D) 방향은 세로 방향으로 표현될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동차의 에어백 장치(10)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 자동차의 충돌시 탑승자의 양측 어깨를 중심으로 상체를 전체적으로 감싸서 구속하도록, 탑승자의 후측에서 전면을 향해 팽창 전개되는 에어백 쿠션(20) 및 자동차의 충돌시 충격 감지신호에 의해 가스를 발생시켜 에어백 쿠션(20)에 공급하는 인플레이터(21)(도 3 참조)를 포함한다.
이와 함께, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동차의 에어백 장치(10)는 탑승자의 양측에 각각 팽창 전개되는 한 쌍의 사이드 에어백 쿠션(이하 '사이드 쿠션'이라 약칭함)(22)을 더 포함할 수 있다.
에어백 쿠션(20)은 탑승자의 후측에서 전면을 향해 팽창 전개되어 탑승자의 상체 전면과 머리 부분 양측을 구속해서 탑승자를 안전하게 보호하는 기능을 한다.
즉, 에어백 쿠션(20)은 탑승자의 양측에 팽창 전개되는 한 쌍의 사이드 쿠션(22)과 함께 탑승자의 상체 전면과 양측면을 구속해서 보호하는 기능을 한다.
이를 위해, 에어백 쿠션(20)은 도 3에 도시된 바와 같이, 상부에서 보았을 때 단면이 대략 '∩' 형상이나 '∧' 형상으로 형성될 수 있다.
그래서 에어백 쿠션(20)은 탑승자의 머리 부위를 중심으로 양측 어깨를 감싸고 탑승자의 가슴 부위 전면에서 복부 및 골반 부위 전면을 향해 숄 형상으로 팽창 전개된다.
상세하게 설명하면, 에어백 쿠션(20)은 탑승자의 양측 어깨부터 골반 부위의 전면에 팽창 전개되는 제1 및 제2 쿠션(30,40)과 제1 및 제2 쿠션(30,40)의 후단부를 연결하고 탑승자의 머리 부위를 구속하는 연결부(50)를 포함한다.
연결부(50)는 도 3에 도시된 바와 같이, 대략 '⌒' 형상을 이루도록 상방으로 볼록하게 형성되고, 에어백 쿠션(20)의 팽창 전개시, 등받이(12)의 상단에 연결된 헤드레스트(13)의 후측에 배치될 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 에어백 쿠션의 연결부를 헤드레스트 후측에 배치함으로써, 헤드레스트의 강성을 이용해서 에어백 쿠션의 팽창 전개시 강성을 높일 수 있다.
물론, 연결부(50)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니며, '一' 형상이나 '┏┓' 형상 등 다양하게 변경될 수 있다.
또한, 연결부(50)는 등받이(12) 후측에 탑승하는 탑승자와의 충돌시 충격을 완화할 수 있도록, 등받이(50) 후면을 따라 하방으로 연장 형성될 수도 있다.
제1 및 제2 쿠션(30,40)은 각각 연결부(50)의 양단에서 전방으로 연장 형성될 수 있다.
제1 및 제2 쿠션(30,40)과 연결부(50)는 각각 탑승자의 전면에 접하는 내측 패널과 내측 패널의 반대측에 배치되는 외측 패널의 가장자리를 재봉 방식 등으로 접합해서 백 형상으로 형성될 수 있다.
제1 및 제2 쿠션(30,40)은 각각 탑승자의 어깨 부위에서 골반 부위를 안전하게 보호할 수 있도록, 중앙부에 비해 상단부와 하단부가 각각 넓은 폭으로 형성될 수 있다.
여기서, 제1 및 제2 쿠션(30,40)의 대략 중앙부 외측에는 각각 사이드 쿠션(22)과의 중첩을 방지하기 위해, 제1 및 제2 중첩방지영역(33,43)이 마련될 수 있다.
제1 및 제2 중첩방지영역(33,43)은 각각 사이드 쿠션(20)과의 중첩되더라도 팽창 두께가 증가하지 않도록, 에어백 쿠션(20)의 팽창 전개시 팽창되지 않는 비팽창 영역으로 마련될 수 있다.
그리고 제1 및 제2 쿠션(30,40) 중에서 어느 하나, 예컨대 제1 쿠션(30)의 하단에는 제2 쿠션(40)의 하단부와 연결 가능하도록, 연장부(34)가 연장 형성될 수 있다.
연장부(34)는 벨크로 파스너나 접착테이프 등을 이용해서 제2 쿠션(40)의 하단부에 부착되거나, 재봉 방식 등 다양한 방식으로 제2 쿠션(40)의 하단부와 연결될 수 있다.
이러한 에어백 쿠션(20)은 도 4에 도시된 바와 같이, 시트(11)의 등받이(12) 내부에 마련되는 등받이 프레임(14)의 상단부에 설치될 수 있다.
에어백 쿠션(20)에는 등받이 프레임(14)에 고정되는 복수의 고정부(23)가 돌출 형성될 수 있다.
예를 들어, 고정부(23)는 제1 쿠션(30)의 좌측 상단과 제2 쿠션(40)의 우측 상단 및 연결부(50)의 후단에 형성될 수 있다.
여기서, 연결부(50)의 후단에는 인플레이터(21)로부터 가스가 도입되는 도입부(51)가 형성되고, 도입부(51)의 양측에 각각 한 쌍의 고정부(23)가 형성될 수 있다.
각 고정부(23)는 등받이 프레임(14)의 상단 프레임 양측과 중앙부에 설정된 결합위치(P)에 각각 볼트를 체결하거나 리벳 등의 방식으로 고정될 수 있다.
물론, 고정부(23)는 등받이 프레임(14)에 형성된 걸림돌기가 후크 등에 결합되는 결합홈이 형성되거나, 등받이 프레임(14)에 형성된 결합홈에 결합되는 걸림돌기나 후크를 구비할 수도 있다.
한편, 본 실시 예에 따른 자동차의 에어백 장치(10)는 탑승자의 자세, 즉 후방으로 기댄 자세에서 에어백 쿠션(20)의 전개 형상을 한정하는 한정수단(60) 및 한정수단(60)의 길이를 조절하는 조절모듈(70)(도 6 참조)을 더 포함할 수 있다.
한정수단(60)은 대략 띠 형상으로 형성되고, 팽창 전개된 에어백 쿠션(10)의 제1 및 제2 쿠션(30,40)과 연결부(50)가 탑승자와 밀착되어 탑승자를 효과적으로 구속하도록, 전개 형상을 한정할 수 있다.
예를 들어, 한정수단(60)은 미리 설정된 폭을 갖는 띠 형상의 웨빙으로 마련될 수 있다. 이러한 한정수단(60)의 양단은 조절모듈(70)에 연결될 수 있다.
조절모듈(70)은 에어백 쿠션(20)을 감는 한정수단(60)의 길이를 조절하는 기능을 한다.
이러한 조절모듈(70)은 전원을 공급받아 구동되는 모터나, 시트벨트에 적용되는 리트랙터와 같이 다양한 방식으로 한정수단의 길이를 조절하는 액츄에이터로 마련될 수 있다.
에어백 쿠션(20)에는 한정수단(60)을 이용해서 구속하고자 하는 위치를 제한하도록, 복수의 고정부재(24)가 마련될 수 있다.
고정부재(24)는 에어백 쿠션(20)과 동일하거나 유사한 직물 재질의 재료를 이용해서 제조될 수 있다.
이러한 고정부재(24)는 에어백 쿠션(20)의 제1 및 제2 쿠션(30,40)과 연결부(50)에 각각 마련될 수 있다.
예를 들어, 고정부재(24)는 제1 및 제2 쿠션(30,40)의 중앙부와 제1 및 제2 중첩방지영역(33,43)나 연결부(50)에 서로 이격되어 복수 개로 마련될 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 에어백 쿠션에 복수의 고정부재를 설치해서 한정수단이 탑승자와 밀착되도록 위치를 한정할 수 있다.
따라서 본 발명은 한정수단을 이용해서 에어백 쿠션의 전개 형상을 한정하여 탑승자의 상체를 구속함으로써, 탑승자를 더욱 안전하게 보호할 수 있다.
한편, 조절모듈(70)은 등받이(12)의 회전 각도를 감지하는 감지센서(도면 미도시)의 감지신호에 따라 구동될 수 있다.
상기 감지센서는 등받이(12)가 후방으로 회전한 각도에 따라 감지신호의 전압값 또는 전류값을 변경해서 출력할 수 있다.
그래서 조절모듈(70)은 상기 감지신호의 전압값 또는 전류값에 대응되는 회전각도가 미리 설정된 설정각도, 예컨대 40°이상인 경우에만 한정수단(60)의 길이를 감소시키도록 구동될 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 탑승자가 후방으로 기댄 자세인 경우에 한정수단의 길이를 조절해서 팽창 전개되는 에어백 쿠션을 탑승자의 상체에 밀착시켜 탑승자를 구속할 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 에어백 쿠션의 전개 형상을 효과적으로 제한해서 탑승자를 더욱 안전하게 보호할 수 있다.
다음, 도 5 내지 도 8을 참조해서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동차의 에어백 장치의 결합관계 및 작동방법을 상세하게 설명한다.
도 5 및 도 6은 각각 에어백 쿠션이 전개된 상태를 보인 정면도와 측면도이고, 도 7 및 도 8은 각각 조절모듈에 의해 한정수단의 길이가 조절된 상태를 보인 정면도와 측면도이다.
먼저, 작업자는 접거나 말아서 폴딩된 상태의 에어백 쿠션(20)을 등받이(120 내부에 설치한다.
이때, 에어백 쿠션(20)에 마련된 각 고정부(23)는 등받이 프레임(14)의 상단 프레임에 미리 설정된 설치위치에 각각 결합된다.
에어백 쿠션(20)에 마련된 복수의 고정부재(24)에는 띠 형상의 한정수단(60)이 설치되고, 한정수단(60)의 양단은 조절모듈(70)에 연결된다.
이와 같은 과정을 통해 자동차에 설치된 에어백 장치(10)는 자동차의 충돌 발생시 인플레이터(21)로부터 도입부(51)를 통해 가스를 공급받아 팽창 전개된다.
즉, 도입부(51)를 통해 연결부(50)에 가스가 공급되면, 연결부(50)는 등받이(12) 커버에 형성된 절개선을 절개하면서 외부로 팽창 전개되고, 연결부(50)의 양측 전단에 연결된 제1 및 제2 쿠션(30,40)으로 가스를 전달한다.
그러면, 제1 및 제2 쿠션(50,60)은 각각 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 등받이(12) 상단에 결합된 헤드레스트(13)와 탑승자의 머리부위을 넘어 전방으로 팽창되고, 탑승자의 상체 전면을 따라 하방으로 전개된다.
그래서 제1 및 제2 쿠션(30,40)은 각각 탑승자의 목 부위부터 가슴, 복부 및 골반 부위까지 팽창 전개되어 탑승자의 상체를 전체적으로 구속할 수 있다.
이때, 제1 및 제2 쿠션(30,40)의 외측에는 각각 제1 및 제2 중첩방지영역(33,43)이 마련됨에 따라, 탑승자의 양측에 각각 팽창 전개되는 사이드 쿠션(22)과 에어백 쿠션(20)의 중첩이 방지된다.
한편, 등받이(12)에 설치된 감지센서는 등받이(12)의 회전각도를 감지한 감지신호를 발생한다.
그러면, 조절모듈(70)은 상기 감지신호에 대응되는 등받이(12)의 회전각도가 미리 설정된 설정각도 이상이면, 한정수단(60)의 길이를 감소시키도록 한정수단(60)의 길이를 조절한다.
한정수단(60)은 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 팽창 전개된 에어백 쿠션(10)의 제1 및 제2 쿠션(30,40)과 연결부(50)가 탑승자와 밀착되도록, 전개 형상을 한정한다.
즉, 한정수단(60)의 길이가 감소함에 따라, 도 7 및 도 8에 도시된 에어백 쿠션(20)의 가로 방향 폭(w1)과 전후 방향 폭(w2)은 각각 도 5 및 도 6에 도시된 가로 방향 폭(W1)과 전후 방향 폭(W2)에 비해 감소한다(w1<W1, w2<W2)
이와 같이, 본 발명은 탑승자가 후방으로 기댄 자세인 경우에 한정수단의 길이를 조절해서 팽창 전개되는 에어백 쿠션을 탑승자의 상체에 밀착시켜 탑승자를 구속할 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 에어백 쿠션의 전개 형상을 효과적으로 제한해서 탑승자를 더욱 안전하게 보호할 수 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
본 발명은 자동차의 충돌시 탑승자의 정면과 양측면에 에어백 쿠션을 팽창 전개시켜 탑승자를 안전하게 보호할 수 있는 자동차의 에어백 장치 기술에 적용된다.
10: 자동차의 에어백 장치
11: 시트 12: 등받이
13: 헤드레스트 14: 등받이 프레임
15: 시트 프레임
20: 에어백 쿠션 21: 인플레이터
22: 사이드 에어백 쿠션 23: 고정부
24: 고정부재
30: 제1 쿠션 33: 제1 중첩방지영역
34: 연장부
40: 제2 쿠션 43: 제2 중첩방지영역
50: 연결부 51: 도입부
60: 한정수단 70: 조절모듈

Claims (9)

  1. 자동차의 충돌시 탑승자의 양측 어깨를 중심으로 상체를 전체적으로 구속하는 에어백 쿠션 및
    자동차의 충돌시 충격 감지신호에 의해 가스를 발생시켜 상기 에어백 쿠션에 공급하는 인플레이터를 포함하고,
    상기 에어백 쿠션은 탑승자의 후측에서 전면을 향해 팽창 전개되어 탑승자의 상체 전면과 머리 부분 양측을 구속하는 것을 특징으로 하는 자동차의 에어백 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 에어백 쿠션은 탑승자의 양측 어깨부터 골반 부위의 전면에 팽창 전개되는 제1 및 제2 쿠션과
    상기 제1 및 제2 쿠션의 후단부를 연결하고 탑승자의 머리 부위를 구속하는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 에어백 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 탑승자의 양측에 팽창 전개되는 한 쌍의 사이드 에어백 쿠션을 더 포함하고,
    상기 제1 및 제2 쿠션의 외측에는 각각 상기 한 쌍의 사이드 에어백 쿠션과의 중첩을 방지하도록, 제1 및 제2 중첩방지영역이 마련되는 것을 특징으로 하는 자동차의 에어백 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 에어백 쿠션은 시트의 등받이 내부에 내장되고,
    상기 에어백 쿠션에는 등받이 내부의 시트 프레임에 고정되는 복수의 고정부가 마련되는 것을 특징으로 하는 자동차의 에어백 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 고정부는 상기 제1 및 제2 쿠션의 양측과 상기 연결부의 후단에 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 에어백 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 연결부는 상기 에어백 쿠션의 팽창 전개시, 상기 에어백 쿠션의 지지 강도를 높이도록, 등받이의 상단에 결합된 헤드레스트에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 자동차의 에어백 장치.
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에어백 쿠션이 탑승자와 밀착되도록, 상기 에어백 쿠션의 전개 형상을 한정하는 한정수단을 더 포함하고,
    상기 에어백 쿠션에는 상기 한정수단을 고정하는 복수의 고정부재가 마련되는 것을 특징으로 하는 자동차의 에어백 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 고정부재는 상기 한정수단이 탑승자의 가슴부위에 배치되도록, 상기 제1 및 제2 쿠션의 중앙부와 상기 제1 및 제2 중첩영역 또는 상기 연장부에 각각 마련되는 것을 특징으로 하는 자동차의 에어백 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    등받이의 전후 방향 회전 각도를 감지하는 감지센서 및
    상기 감지센서의 감지신호에 대응되는 등받이의 회전 각도가 미리 설정된 설정각도 이상이면, 상기 한정수단의 길이를 감소시키도록 상기 한정수단의 길이를 조절하는 조절모듈을 더 포함하는 것을 자동차의 에어백 장치.
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