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(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 공개특허공보(A)
(11) 공개번호 10-2017-0100123
(43) 공개일자 2017년09월04일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
B60R 21/203 (2006.01) B60R 21/00 (2006.01)
B60R 21/2165 (2011.01) B60R 21/231 (2011.01)
B60R 21/232 (2011.01) B60R 21/2334 (2017.01)
B60R 21/235 (2006.01) B60R 21/237 (2006.01)
(52) CPC특허분류
B60R 21/203 (2013.01)
B60R 21/23138 (2013.01)
(21) 출원번호 10-2016-0022263
(22) 출원일자 2016년02월25일
심사청구일자 2016년02월25일
(71) 출원인
아우토리브 디벨롭먼트 아베
스웨덴, 에스-44783 바르가르다, 발렌틴스베겐 22
(72) 발명자
이성우
경기도 화성시 동탄면 동부대로 730-66
김동영
경기도 화성시 동탄면 동부대로 730-66
(74) 대리인
특허법인 웰
전체 청구항 수 : 총 8 항
(54) 발명의 명칭 자동차의 운전석 에어백 장치
(57) 요 약
자동차의 운전석 에어백 장치는 팽창 시 운전자를 향하는 전방 패널과, 상기 전방 패널과 마주하여 소정의 팽창
체적을 가질 수 있는 공간을 한정하는 후방 패널을 포함하고, 자동차의 소정의 정면 충돌 시, 상기 자동차의 측
면을 향하여 상기 팽창 체적이 증대 가능하도록 하여 운전자의 두부가 상기 자동차의 전방 및 상기 측면을 향하
여 돌출하는 것을 방지하는 팽창 체적 가변 구조를 갖는 에어백을 포함한다. 이러한 구성으로 자동차의 편심 정
면 충돌 시, 예를 들면 좌측 정면 충돌 시, 운전자의 두부가 자동차의 측면 예컨대, 커튼 에어백 및 운전석 에어
백의 사이의 갭으로 삽입되어 자동차의 내부 구조물에 부딪히는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
대 표 도 - 도4
공개특허 10-2017-0100123
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(52) CPC특허분류
B60R 21/232 (2013.01)
B60R 21/2334 (2013.01)
B60R 21/237 (2013.01)
B60R 2021/0004 (2013.01)
B60R 2021/21652 (2013.01)
B60R 2021/23538 (2013.01)
B60R 2021/23566 (2013.01)
공개특허 10-2017-0100123
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명 세 서
청구범위
청구항 1
팽창 시 운전자를 향하는 전방 패널과, 상기 전방 패널과 마주하여 소정의 팽창 체적을 가질 수 있는 공간을 한
정하는 후방 패널을 포함하고,
자동차의 소정의 정면 충돌 시, 상기 자동차의 측면을 향하여 상기 팽창 체적이 증대 가능하도록 하여 운전자의
두부가 상기 자동차의 전방 및 상기 측면을 향하여 돌출하는 것을 방지하는 팽창 체적 가변 구조를 갖는 에어백
을 포함하는 자동차의 운전석 에어백 장치.
청구항 2
제1항에 있어서, 상기 에어백은 상기 전, 후방 패널의 적어도 어느 하나가 적어도 1회 접혀 상기 에어백 비 팽
창 시 중첩부를 이루도록 구성된 자동차의 운전석 에어백 장치.
청구항 3
제2항에 있어서, 상기 전방 패널 및 상기 후방 패널은 전방 본체부 및 후방 본체부를 포함하고,
상기 전방 패널은 상기 전방 본체부의 일측으로부터 일 반경 방향으로 연장된 전방 연장부에 의해 상기 전방 본
체부에 대하여 가동 가능한 전방 가동 단부를 포함하고,
상기 후방 패널은 상기 전방 본체부, 상기 전방 연장부 및 상기 전방 가동 단부에 각각 대응하는 후방 본체부,
후방 연장부, 및 후방 가동 단부를 포함하고,
상기 전방 연장부 및 상기 후방 연장부는 상기 에어백의 비팽창 상태에서 적어도 1회 접혀 중첩부를 이루고,
상기 전방 연장부 및 상기 후방 연장부가 중첩되어 상기 전방 본체부에 상기 전방 가동 단부가 이웃하고, 상기
후방 가동 단부가 상기 후방 본체부에 이웃한 경우, 상기 에어백의 외형은 상기 에어백의 중심축에 대하여 대칭
된 형상을 갖는 자동차의 운전석 에어백 장치.
청구항 4
제2항에 있어서, 상기 전방 패널의 일측에 상기 중첩부가 구비되어 상기 에어백의 팽창 시 상기 에어백의 전방
일측이 상기 운전자를 향하여 더 돌출되게 팽창하여 상기 운전자의 두부가 상기 자동차의 전방 및 측면을 향하
여 이동하는 것을 저지하는 자동차의 운전석 에어백 장치.
청구항 5
제2항에 있어서, 상기 에어백은 상기 자동차의 스티어링 휠의 회전운동에 대하여 정지 상태로 배치되는 자동차
의 운전석 에어백 장치.
청구항 6
제2항에 있어서, 상기 중첩부는 상기 자동차의 순수 정면 충돌 시 접힘 상태를 유지하고, 상기 자동차의 편심
정면 충돌 시 상기 전, 후방 연장부는 펼쳐지도록 구성된 자동차의 운전석 에어백 장치.
청구항 7
제4항에 있어서, 상기 중첩부 및 상기 후방 패널의 사이에 연결되어 상기 에어백의 팽창 시 인장되는 인장부재;
및
상기 자동차의 편심 정면 충돌 시 상기 인장부재를 절단하는 커터를 더 포함하는 자동차의 운전석 에어백 장치.
청구항 8
제6항에 있어서, 상기 중첩부는 파열 가능한 재봉라인에 의해 상기 전, 후방 패널의 적어도 어느 하나에 연결된
공개특허 10-2017-0100123
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자동차의 운전석 에어백 장치.
발명의 설명
기 술 분 야
본 발명은 자동차의 정면 충돌 시 운전자를 향하여 팽창 전개하여 운전자를 보호하는 자동차의 운전석 에어백[0001]
장치에 관한 것이다.
배 경 기 술
에어백은 자동차의 안전벨트와 더불어 대표적인 안전장치이다. 에어백은 운전석 에어백, 조수석 에어백, 측면[0002]
에어백, 커튼 에어백 등을 포함한다.
운전석 에어백은 자동차 정면 충돌 시 운전자를 보호한다. 운전석 에어백은 자동차의 스티어링 휠 내부에 장착[0003]
되어 일정한 충격이 가해졌을 때 순간적으로 팽창한다.
조수석 에어백은 자동차의 인스트루먼트 패널의 내부에 장착되어 차량 충돌 시 순간적으로 팽창하여 조수석측[0004]
승객을 보호한다.
이러한 안전장치가 장착된 자동차의 충돌 시험은 필수적이다. 자동차 충돌 시험은 자동차 정면 충돌 시험, 측면[0005]
충돌 시험 등을 포함하고 있으며, 각국별로 여러 가지 충돌 시험이 있다.
자동차 정면 충돌 시험은 운전석과 조수석 측에 인체모형을 탑재하고, 시험용 자동차를 요구하는 시험속도로 장[0006]
애물에 정면 충돌시켰을 때 두부와, 흉부, 목부 등의 상해치를 평가하도록 한다.
2009년 9월에 미국의 고속도로교통안전위원회(NHTSA: National Highway Traffic Safety Administration)는 자[0007]
동차 정면 충돌(front crashes)에서 벨트를 착용한 비 돌출 운전자에 관한 사망자 발생률을 조사한 보고서를 발
표하였다.
보고서는 극도로 심각한 충돌 후에 자동차와 예컨대, 코너 충격, 경사 충돌 또는 좁은 물체와의 충격과 같은 충[0008]
돌 파트너 사이의 취약한 구조적 관계(poor structural engagement)와 관련된 충돌에서 가장 많은 사망자 수가
발생된다는 결론을 내렸다.
이러한 조사에 대응하여 NHTSA는 취약한 구조적 문제와 관련하는 자동차 충돌에 관계된 사상 위험을 경감시키기[0009]
위한 시험 방법을 연구하기 시작했다. 이 연구는 연구 유동 변형 장벽(RMDB: research moving deformable
barrier)과 15도로 정지한 자동차 사이의 옵셋 충격(offset impact)은 자동차 간 충돌에서 보여진 자동차 찌그
러짐(vehicle crush), 운전자 거동(occupant kinematics), 상해의 위험을 재현할 수 있다는 것을 입증했다. 최
근 연구에서는 추가 경사 RMDB 대 자동차 시험 (additional oblique RMDB-to-vehicle crash tests)을 추가하고
있다.
자동차의 정면의 외측에 충격이 가해질 경우, 운전자의 두부는 전방 및 충돌측으로 이동하면서 자동차의 커튼[0010]
에어백 및 정면 에어백, 예컨대 운전석 에어백 사이의 갭으로 끼어 들어가 자동차의 내부 구조물과 충돌하여 운
전자의 두부 및 목부에 치명적인 손상이 가해진다. 자동차의 내부 구조물은 자동차의 측부 패널, 전방 필라, 인
스트루먼트 패널 등을 포함한다.
선행기술문헌
특허문헌
(특허문헌 0001) 미국특허공개번호 2014/0375032 [0011]
(특허문헌 0002) 미국특허공개번호 US2012/0306187
발명의 내용
공개특허 10-2017-0100123
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해결하려는 과제
본 발명의 목적은 자동차의 정면 충돌 시, 운전자의 두부가 자동차의 전방 및 측부, 예를 들면, 커튼 에어백 및[0012]
운전석 에어백 사이의 틈새로 돌출하는 것을 효과적으로 저지할 수 있는 자동차의 운전석 에어백 장치를 제공하
는 것이다.
과제의 해결 수단
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예를 따르면, 팽창 시, 운전자를 향하는 전방 패널과, 상기 전[0013]
방 패널과 마주하여 소정의 팽창 체적을 가질 수 있는 공간을 한정하는 후방 패널을 포함하고, 자동차의 소정의
정면 충돌 시, 상기 자동차의 측면을 향하여 상기 팽창 체적이 증대 가능하도록 하여 운전자의 두부가 상기 자
동차의 전방 및 상기 측면을 향하여 돌출하는 것을 방지하는 팽창 체적 가변 구조를 갖는 에어백을 포함하는 자
동차의 운전석 에어백 장치가 제공된다.
상기 에어백은 상기 전, 후방 패널의 적어도 어느 하나가 적어도 1회 접혀 상기 에어백 비 팽창 시 중첩부를 이[0014]
루도록 구성될 수 있다.
상기 전방 패널 및 상기 후방 패널은 전방 본체부 및 후방 본체부를 포함하고, 상기 전방 패널은 상기 전방 본[0015]
체부의 일측으로부터 일 반경 방향으로 연장된 전방 연장부에 의해 상기 전방 본체부에 대하여 가동 가능한 전
방 가동 단부를 포함하고, 상기 후방 패널은 상기 전방 본체부, 상기 전방 연장부 및 상기 전방 가동 단부에 각
각 대응하는 후방 본체부, 후방 연장부, 및 후방 가동 단부를 포함하고, 상기 전방 연장부 및 상기 후방 연장부
는 상기 에어백의 비 팽창 상태에서 적어도 1회 접혀 중첩부를 이루고, 상기 전방 연장부 및 상기 후방 연장부
가 중첩되어 상기 전방 본체부에 상기 전방 가동 단부가 이웃하고, 상기 후방 가동 단부가 상기 후방 본체부에
이웃한 경우, 상기 에어백의 외형은 상기 에어백의 중심축에 대하여 대칭된 형상을 가질 수 있다.
상기 에어백의 상기 전방 패널의 일측에 상기 중첩부가 구비되어 상기 에어백의 팽창 시 상기 에어백의 전방 일[0016]
측이 상기 운전자를 향하여 더 돌출되게 팽창하여 상기 운전자의 두부가 상기 자동차의 전방 및 측면을 향하여
이동하는 것을 저지할 수 있다.
상기 에어백은 상기 자동차의 스티어링 휠의 회전운동에 대하여 정지 상태로 설치될 수 있다. [0017]
상기 에어백의 상기 중첩부는 상기 자동차의 순수 정면 충돌 시 접힘 상태를 유지하고, 상기 자동차의 편심 정[0018]
면 충돌 시 펼쳐지도록 구성될 수 있다.
상기 자동차의 운전석 에어백 장치는 상기 중첩부 및 상기 후방 패널의 사이에 연결되어 상기 에어백의 팽창 시[0019]
인장되는 인장부재, 및 상기 자동차의 편심 정면 충돌 시 상기 인장부재를 절단하는 커터를 더 포함할 수 있다.
상기 중첩부는 파열 가능한 재봉라인에 의해 상기 전, 후방 의 적어도 어느 하나에 연결될 수 있다. [0020]
발명의 효과
본 발명의 일 실시 예를 따르면, 자동차의 정면 충돌, 예컨대 자동차의 편심 정면 충돌 시, 운전자의 두부가 커[0021]
튼 에어백 및 운전석 에어백 사이의 갭으로 돌출하는 것을 방지할 수 있다. 그 결과 운전자의 두부 및 목부의
상해치를 효과적으로 감소시킬 수 있다.
도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명의 일 실시 예를 따른 스티어링 휠이 장착된 자동차의 내부를 도시한 도면이다. [0022]
도 2는 도 1의 선 Ⅱ-Ⅱ를 따라 취해진 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예를 따른 팽창된 에어백을 완전히 펼친 상태를 도시한 저부 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예를 따른 팽창된 에어백의 중첩부가 완전히 펼쳐진 상태를 도시한 저부 평면도이다.
도 5는 도 3의 선 Ⅴ-Ⅴ를 따라 취해진 단면도이다.
도 6은 도 4의 선 Ⅵ-Ⅵ을 따라 취해진 단면도이다.
도 7 내지 도 11은 본 발명의 다양한 실시 예를 따라 다양한 접힘 방식에 의해 형성된 중첩부들을 포함하는 에
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어백들을 도시한 도면들이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예를 따른 운전석 에어백이 팽창된 상태를 도시한 사시도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시 예를 따른 에어백 장치의 에어백 비 전개 상태를 도시한 단면도이다.
도 14는 도 13의 에어백의 중첩부가 접힘 상태를 유지하며 에어백이 팽창된 상태를 도시한 단면도이다.
도 15는 도 14의 에어백의 중첩부가 완전히 펼쳐지면서 에어백이 팽창된 상태를 도시한 단면도이다. 도 16은 본
발명의 또 다른 실시 예를 따른 비 팽창 상태의 에어백을 도시한 단면도이다.
도 17은 도 16의 에어백이 팽창된 상태를 도시한 단면도이다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서[0023]
개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발
명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것
이다.
에어백 장치는 차량 충돌 시, 운전자의 상해를 감소 또는 최소화시키기 위하여 폭넓게 이용된다. 에어백 장치는[0024]
자동차 내의 다양한 위치에 설치될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예를 따르면 에어백 장치는 운전석 측 인스트루
먼트 패널에 설치된다. 본 발명의 다른 실시 예로 에어백 장치는 조수석 측 스티어링 휠에 설치될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예를 따른 스티어링 휠(10)이 장착된 자동차의 내부를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1[0025]
의 선 Ⅱ-Ⅱ를 따라 취해진 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 에어백 장치(30)가 스티어링 휠(10)의 중앙 내부에 수용된다. [0026]
스티어링 휠(10)은 컵형 스티어링 휠 허브(11), 스티어링 휠 허브(11)로부터 연장된 복수의 스티어링 휠 스포크[0027]
(13) 및 스티어링 휠 스포크(13)에 의해 스티어링 휠 허브(11)와 연결되며, 폼 부재로 감싸진 스티어링 휠 림
(15)을 포함한다. 스티어링 휠 허브(11)의 하단에는 스티어링 휠 허브(11)의 중심축(A) 방향을 따라 스티어링
컬럼(20)에 끼워지도록 슬리브(12, sleeve)가 돌출 형성된다.
에어백 장치(30)는 정면 충돌 감지 센서(47)의 신호에 따라 구동신호를 출력하는 제어기(43)의 명령에 의해 가[0028]
스를 발생시키는 인플레이터(31), 인플레이터(31)가 지지되는 베이스부를 가지는 에어백 하우징(34), 하우징
(34)에 접힘 상태로 수용된 에어백(100) 및 하우징(34)의 개구를 커버하는 커버부재(37)를 포함한다.
에어백(100)은 팽창 시, 자동차의 측면을 향하여 팽창 길이를 증대 가능하도록 하는 팽창 체적 가변 구조(V)를[0029]
갖는다. 팽창 체적 가변 구조(V)는 자동차의 정면 충돌 시, 팽창된 에어백(100)의 자동차의 측면을 향하는 측이
돌출되도록 하여 운전자의 두부가 팽창된 에어백(100) 및 커튼 에어백 사이의 틈새로 돌출하는 것을 방지할 수
있다. 그 결과, 운전자의 두부가 자동차의 내부 구조물, 예컨대, 자동차의 측면 패널, 전방 필라, 또는 인스트
루먼트 패널에 부딪히는 것을 방지하여 운전자의 두부 또는 목부가 상해를 입는 것을 방지할 수 있다. 팽창 체
적 가변 구조(V)는 자동차의 편심 측면 충돌 시 더욱 효과적으로 기능할 수 있다.
정면 충돌 감지 센서(47)는 자동차의 순수 정면 충격, 자동차의 좌측 충격 또는 우측 충격을 감지하도록 구성될[0030]
수 있으며, 각 위치에서의 충격을 각각 감지하도록 각 위치에 개별적으로 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예를 따르면, 스티어링 휠(10)은 스티어링 컬럼(20)에 대하여 회전 가능하게 설치되고, 스티[0031]
어링 휠(10)의 중앙 내부에 에어백 장치(30)가 스티어링 휠(10)의 회전 운동에 무관하게 설치될 수 있다.
예를 들면, 에어백 장치(30)의 하우징(34)은 스티어링 휠(10)과 이격되게 배치되고 스티어링 컬럼(20)에 고정적[0032]
으로 연결되어 스티어링 휠(10)의 회전 운동에 관계없이 에어백 장치(30)는 일정 위치로 배치될 수 있다.
본 발명의 실시 예를 따르면, 차량 충돌 시 운전자에 의해 스티어링 휠(10)이 급격히 회전되더라도 에어백 장치[0033]
(30)가 스티어링 휠(10)의 중앙에서 회전됨 없이 일정 위치로 배치된다. 따라서, 에어백(100)의 팽창 체적 가변
구조(V)를 갖는 부분이 항상 자동차의 측면에 이웃하게 배치되도록 할 수 있다.
편심 정면 충돌은 충돌 장애물이 자동차의 일측으로 편중되어 충돌하는 모든 경우를 포함할 수 있다. 즉, 자동[0034]
차의 폭 방향을 따르는 방향으로 자동차의 정면의 외측에서 부분적으로 충돌하는 것을 포함할 수 있다. 편심 정
면 충돌은 충돌 장애물에 대하여 기울어짐 없이 정면으로 충돌하거나, 충돌 장애물에 대하여 소정각도로 충돌하
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는 것을 포함할 수 있다.
예를 들면, 편심 정면 충돌은 자동차의 폭 방향을 따르는 방향으로 자동차의 정면의 외측의 40%미만의 부분에[0035]
충돌하는 것을 포함할 수 있으며, 충돌 장애물에 대하여 소정각도, 예를 들면 15도 미만으로 충돌하는 것을 포
함할 수 있다.
편심 정면 충돌은 예를 들면, 자동차의 정면 좌측이 충돌 장애물에 대하여 소정각도로 기울고, 자동차의 정면[0036]
좌측의 일부가 충돌 장애물과 중첩되어 충격(이하 “좌측 충격(left side impact)”이라 칭함)이 가해지는 경우
를 포함한다.
편심 정면 충돌은 자동차의 정면 우측이 충돌 장애물에 대하여 소정 각도로 기울고, 자동차의 정면 우측의 일부[0037]
가 충돌 장애물과 중첩되어 충격(이하, “우측 충격(right side impact)”라 칭함)이 가해지는 경우를
포함한다.
본원 발명의 에어백 장치(300)는 상술한 바와 같은 편심 정면 충돌 상태 이외에도 예를 들면, 자동차의 정면 전[0038]
체 또는 자동차의 정면의 40%이상의 부분에 충격이 가해지는 순수 정면 충돌 상태에서도 유용하게 기능할 수 있
다. 순수 정면 충돌은 충돌 시 승객이 자동차의 측부를 향하여 일정 각도 미만으로 이동하는 상태로 규정될 수
있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예를 따른 팽창된 에어백을 완전히 펼친 상태를 도시한 저부 평면도이고, 도 4는 본[0039]
발명의 일 실시 예를 따른 팽창된 에어백의 중첩부를 완전히 펼친 상태를 도시한 저부 평면도이고, 도 5는 도 3
의 선 Ⅴ-Ⅴ를 따라 취해진 단면도이고, 도 6은 도 4의 선 Ⅵ-Ⅵ을 따라 취해진 단면도이다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 에어백(100)은 팽창 시, 운전자와 마주하는 전방 패널(110)과 전방 패널(110)과 마[0040]
주하는 후방 패널(130)을 포함한다. 전방 패널(110) 및 후방 패널(130)은 재봉라인(S1)을 통하여 그 가장자리가
서로 결합되어 소정의 팽창 체적을 가질 수 있는 공간을 형성한다.
후방 패널(130)의 중앙에는 인플레이터(31)가 설치되는 인플레이터 홀(136)이 형성되고, 인플레이터 홀(136)의[0041]
주변에 재봉라인(S2)를 통하여 결합된 보강 패널(150)이 제공된다.
에어백(100)은 소정의 정면 충돌 시, 자동차의 측면을 향하여 팽창 체적을 증대 가능하도록 하여 운전자의 두부[0042]
가 자동차의 전방 및 측면을 향하여 돌출하는 것을 방지하는 팽창 체적 가변 구조(V)를 갖는다.
에어백(100)의 팽창 체적 가변 구조(V)는 전방 본체부(111), 전방 연장부(113), 전방 가동 단부(115)를 포함하[0043]
는 전방 패널(110), 및 후방 본체부(131), 후방 연장부(133), 후방 가동 단부(135)를 포함하는 후방 패널(130)
에 의해 한정될 수 있다.
전방 본체부(111) 및 후방 본체부(131)는 일측이 절단된 원형을 이루고, 전방 가동 단부(115) 및 후방 가동 단[0044]
부(135)는 전방 본체부(111) 및 후방 본체부(131)와 인접되게 배치될 경우, 전, 후방 본체부(111,131)와 함께
완전한 원형을 이루도록 구성된다.
전, 후방 연장부(113,133)는 전, 후방 본체부(111,131)와, 전, 후방 가동 단부(115,135)의 사이에 배치되고, 에[0045]
어백 비 팽창 시, 적어도 1회 접혀 중첩부 (O1)를 이룬다. 전, 후방 가동 단부(115,135)는 전, 후방 본체부
(111,131)의 일측으로부터 일 반경 방향으로 연장되어 적어도 1회 접혀 형성된 중첩부(O1)를 갖는 전, 후방 연
장부(113,133)에 의해 전, 후방 본체부(111,131)에 대하여 가동 가능하다. 중첩부(O1)는 전, 후방 연장부
(113,133)를 전, 후방 패널(110,130)의 외측으로 돌출시키면서 좌우 대칭된 상태로 접힌 상태일 수 있다.
도 7 내지 도 11은 본 발명의 다양한 실시 예를 따라 다양한 접힘 방식에 의해 형성된 중첩부들을 포함하는 에[0046]
어백들을 도시한 도면들이다.
도 7을 참조하면, 중첩부(O2)는 에어백(100)의 전, 후방 연장부(113,133)를 전, 후방 패널(110,130)의 사이에[0047]
위치하도록 하여 좌우 대칭된 상태로 접힌 상태일 수 있다.
도 8을 참조하면, 중첩부(O3)는 에어백(100)의 전, 후방 연장부(113,133)를 전, 후방 패널(110,130)의 외측으로[0048]
돌출되게 접어 에어백(100)의 중심축(C)을 향하여 재친 후 연속되게 접힌 상태일 수 있다.
도 9를 참조하면, 중첩부(O4)는 에어백(100)의 전, 후방 연장부(113,133)를 전, 후방 패널(110,130)의 사이로[0049]
위치하도록 접은 후 에어백(100)의 중심축(C)을 향하여 재친 후 연속되게 접힌 상태일 수 있다.
도 10을 참조하면, 중첩부(O5)는 에어백(100)의 전, 후방 연장부(113,133)를 전, 후방 패널(110,130)의 외측으[0050]
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로 접고 에어백(100)의 외주를 향하여 재친 후 연속되게 접힌 상태일 수 있다.
도 11을 참조하면, 중첩부(O6)는 에어백(100)의 전, 후방 연장부(113,133)를 전, 후방 패널(110,130)의 사이에[0051]
위치하도록 접고 에어백(100)의 외주를 향하여 재친 후 연속되게 접힌 상태일 수 있다.
상술한 바와 같이 에어백(100)의 전, 후방 연장부(113,133)는 다양한 방식에 의해 중첩될 수 있다. [0052]
다음은 상술한 바와 같이 구성된 에어백 장치의 동작 원리에 관해서 설명한다. [0053]
도 1 및 도 2를 참조하면, 자동차의 정면에 부분적으로 또는 전체적으로 충격이 가해질 경우, 정면 충돌 감지[0054]
센서(47)에 의해 충돌이 감지되고 제어기(43)로 충돌 신호가 전달되고, 제어기(43)로부터 동작신호를 수신한 인
플레이터(31)가 동작된다. 이하 자동차의 정면 좌측에 충격이 가해지는 상태를 예로 들어 설명한다.
인플레이터(31)의 작동에 의해 발생된 가스는 에어백(100)의 전방 패널(110) 및 후방 패널(130)의 사이에 한정[0055]
된 팽창 공간 내로 공급되고, 에어백(100)의 내로 공급된 가스압에 의해 커버 부재(37)가 파열된다. 커버 부재
(37)의 파열된 틈새를 통하여 에어백(100)이 운전자를 향하여 팽창 전개된다.
도 3 내지 도 6과 도 12를 참조하면, 에어백(100)의 초기 팽창 시, 인플레이터(31)로부터 발생된 가스는 에어백[0056]
(100)의 전, 후방 본체부(111,131)의 사이 및 전, 후방 가동 단부(115,135) 사이의 공간으로 공급된다. 이때,
전, 후방 본체부(111,131)와 전, 후방 가동 단부(115,135) 사이의 전, 후방 연장부(113, 133)는 중첩되어 있으
므로, 전, 후방 본체부(11,131) 및 전, 후방 가동 단부(115,135)의 팽창보다 지연된다. 따라서, 에어백(100)의
초기 팽창 시, 에어백(100)은 중심축(C)에 대하여 대략 대칭된 형상을 갖는 원형 형상으로 팽창되어 스티어링
휠(10)을 먼저 커버하여 운전자의 가슴, 목, 또는 두부 등이 스티어링 휠(10)에 부딪히는 것을 방지한다.
계속하여 인플레이터(31)로부터 가스가 에어백(100)의 전방 패널(110) 및 후방 패널(130)의 사이로 공급되면,[0057]
전, 후방 연장부(113,133)의 중첩부(O1)가 펼쳐지면서 전, 후방 가동 단부(115,135)가 자동차의 측면측을 향하
여 돌출되어 자동차의 커튼 에어백(L)에 밀착된다.
자동차의 정면 충돌 시, 운전자의 두부(H)는 팽창된 에어백(100)의 전방 패널(111)의 외면에 충돌한다. 특히,[0058]
자동차의 정면 좌측에 충격이 가해지는 좌측 충돌 상태에서는 운전자(O)의 두부(H)는 에어백(100)의 전방 패널
(110)의 중앙 또는 중앙-좌측에 비스듬히 충돌하면서 좌측으로 이동한다. 이때, 운전자의 두부(H) 및 정면 패널
(110) 사이의 마찰에 의해 운전자(O)의 두부(H)는 반 시계방향으로 회전하면서, 좌측으로 이동된다.
이때, 에어백(100)의 전, 후방 가동 단부(115,135)는 자동차의 측면을 향하여 돌출하면서 커튼 에어백(L)에 접[0059]
촉되어 커튼 에어백(L) 및 에어백(100)의 사이에 갭이 발생하는 것을 방지한다. 그 결과, 운전자(O)의 두부(H)
는 커튼 에어백(L)과 에어백(100) 사이의 갭을 통해 자동차의 전방 및 측부를 향하여 돌출하는 것이 방지된다.
따라서, 운전자의 두부(H) 및/또는 목부가 자동차의 내부 구조물, 예컨대, 자동차의 측면 패널, 전방 필라
트림, 인스트루먼트 패널 등에 부딪혀 상해를 입는 것이 방지된다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상술한 바와 같이 동작하는 에어백(100)의 전, 후방 연장부(113,133)는 자동차 충돌[0060]
에 따라 운전자로부터 가해지는 급격한 힘에 의한 스티어링 휠(10)의 회전 운동에 대하여 기준위치로 정렬될 수
있다.
차량 충돌 시 운전자에 의해 스티어링 휠(10)이 급격히 회전되더라도 에어백 장치(30)가 스티어링 휠(10)의 중[0061]
앙에서 회전됨 없이 일정 위치로 배치된다. 따라서, 에어백(100)의 전, 후방 연장부(113,133)가 항상 자동차의
측면에 이웃하게 배치될 수 있어 에어백(100)의 전, 후방 가동 단부(115,135)가 자동차의 측면을 향하여 돌출되
도록 할 수 있다.
이러한 동작에 의해 스티어링 휠(10)의 중앙으로부터 팽창 전개되는 에어백(100)은 정해진 자세로 팽창 전개될[0062]
수 있다. 즉, 에어백(100)의 전, 후방 연장부(113,133)가 자동차의 측면과 이웃하게 배치되어, 에어백(100)의
팽창 시 전, 후방 가동 단부(115,135)가 자동차의 측면을 향하여 돌출되어 팽창된 커튼 에어백(L)에 접촉되도록
할 수 있다.
도 13은 본 발명의 다른 실시 예를 따른 에어백 장치의 에어백의 비 전개 상태를 도시한 단면도이고, 도 14는[0063]
도 13의 에어백의 중첩부가 접힘 상태를 유지하며 에어백이 팽창된 상태를 도시한 단면도이고, 도 15는 도 14의
에어백의 중첩부가 완전히 펼쳐지면서 에어백이 팽창된 상태를 도시한 단면도이다.
이하의 설명에서, 상술한 구성과 동일한 구성에 관해서는 동일 부호를 명기하며, 중복된 설명은 생략한다.[0064]
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도 13 내지 도 15를 참조하면, 에어백(10)의 중첩부(O1)를 갖는 전, 후방 연장부(113,133)는 충돌 시나리오에[0065]
따라 중첩상태를 유지하거나 펼쳐지도록 구성될 수 있다.
에어백 장치(30)는 일단이 전, 후방 연장부(113,133)의 중첩부(O1)에 연결되고, 타단이 후방 패널(130)측에 연[0066]
결되어 에어백(100)의 팽창 시 인장되는 인장부재(51)와, 자동차의 편심 정면 충돌, 예컨대 좌측 충격 시 인장
부재(51)를 절단하는 커터(53)를 더 포함한다. 인장부재(51)의 타단은 에어백(100)의 후방패널(130)에 연결된
인플레이터(31, 2참조)와 이웃하는 부근에 직접 연결되거나, 후방패널(130)의 인플레이터홀(136)을 관통하여 후
방패널(130)의 외측으로 인출되어 일정 위치로 고정될 수 있다.
전, 후방 연장부(113,133)의 중첩부(O1)는 파열 가능한 재봉라인(S5)에 의해 전, 후방 본체부(111,131) 및 전,[0067]
후방 가동 단부(115,135)에 연결될 수 있다.
다음은 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 다른 실시 예를 따른 자동차의 에어백 장치의 동작 원리에 대해서[0068]
설명한다.
도 13 내지 도 15를 참조하면, 예를 들면, 자동차의 정면 좌측에 충격이 가해질 경우 정면 충돌 감지 센서(47)[0069]
에 의해 충돌 신호가 제어기(43)로 전달된다.
좌측 충돌 신호를 전달 받은 제어기(43)는 인플레이터(31) 및 커터(53)로 동작신호를 전달한다. 여기서, 커터[0070]
(53) 동작 시점은 인플레이터(31) 동작 시점보다 지연될 수 있다.
인플레이터(31)가 동작되어 가스를 발생시키고, 발생된 가스는 에어백(100)의 전방 패널(110) 및 후방 패널[0071]
(130)의 사이로 주입되어 에어백(100)을 소정의 팽창 체적(A1)을 가지며 일차적으로 팽창되도록 한다.
에어백(100)이 소정의 팽창 체적(A1)을 가지며 팽창 시, 인장부재(51)는 인장되어 에어백(100)의 전, 후방 연장[0072]
부(113, 133)는 전방 패널(110)의 외면 및 후방 패널(130)의 외면을 향하여 당겨지고, 전, 후방 연장부(113,
133)의 중첩부(O1)는 재봉라인(S5)에 의해 재봉 상태를 이룬다. 이러한 구성으로, 에어백(100)의 초기 팽창 시,
에어백(100)이 소정의 팽창 체적(A1)을 가지고 보다 빠르게 팽창될 수 있다. 따라서, 스티어링 휠(10)을 신속하
게 커버하면서 팽창되어 예컨대 운전자의 가슴 등이 스티어링 휠(10)에 부딪히는 것을 빠르게 방지함과 아울러
서, 운전자(O)의 두부(H)를 빠르게 수용할 수 있다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 인플레이터(11)의 동작 시점으로부터 일정 시간 지연된 시점에 동작된 커터(53)에[0073]
의해 인장 부재(51)가 절단되면, 팽창된 에어백(100) 내로 공급된 가스의 압력에 의해 재봉라인(S5)이 파열되면
서 중첩부(O1)가 펼쳐져 에어백(100)의 전, 후방 가동 단부(115,135)가 자동차의 측부로 돌출되어 팽창 길이가
증대된다. 즉, 에어백(100)의 팽창 체적은 팽창 체적(A2)만큼 증대된다.
자동차의 좌측 충격 시, 자동차가 충격이 가해진 지점을 중심으로 회전되고, 운전자(0)의 두부(H)는 팽창된 에[0074]
어백(100)의 전방 패널(110)의 중앙 또는 중앙 좌측에 부딪힌 후. 전방 패널(110)과 운전자(O)의 두부 사이의
마찰에 의해 운전자(O)의 두부는 반 시계 방향으로 회전하면서 자동차의 전방 및 측부를 향하여 돌출하게 된다.
이때, 에어백(100)의 전, 후방 가동 단부(115,135)가 자동차의 측면으로 돌출되어 팽창 체적(A2)만큼 에어백[0075]
(100)의 팽창 체적이 증가되어 에어백(100) 및 자동차의 커튼 에어백 사이의 갭을 차단하여 운전자(O)의 두부
(H)가 에어백(100) 및 커튼 에어백 사이의 갭으로 돌출하는 것을 방지한다. 따라서, 운전자(O)의 두부 및/또는
목부가 상해를 입는 것을 방지한다.
한편, 운전자가 자동차의 전방 측부로 쏠리는 현상이 상대적으로 작은 순수 정면 충돌일 경우, 커터(53)는 비동[0076]
작 상태로 되어 에어백(100)의 전, 후방 연장부(113,133)의 중첩부(O1)가 비 전개 상태를 이룰 수 있다. 이 경
우 에어백(100)은 그 중심축(C)을 중심으로 대칭 형상을 가짐에 따라 보다 안정적으로 전개될 수 있다.
위에서, 에어백(100)의 전, 후방 패널(110,310)이 실질적으로 대칭된 형상을 갖는 것이 기술되었다. 그러나,[0077]
전, 후방 패널은 비 대칭 형상을 자질 수 있다. 이하, 상술한 구성과 동일한 구성에 관해서는 동일 부호를 명기
하며, 중복된 설명은 생략한다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시 예를 따른 비 팽창 상태의 에어백을 도시한 단면도이다. [0078]
도 16을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예를 따른 에어백(300)은 팽창 시 운전자를 향하는 전방 패널(310)과[0079]
전방 패널(310)과 마주하는 후방 패널(330)을 포함한다. 전방 패널(310)의 가로 길이는 후방 패널(300)의 가로
길이보다 길게 형성된다. 전방 패널(310)은 에어백 비 팽창 시, 적어도 1회 절첩되어 형성된 중첩부(O7)를 갖는
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다.
도 17은 도 16의 에어백이 팽창된 상태를 도시한 단면도이다. [0080]
도 17을 참조하면, 에어백(300) 팽창 시, 전방 패널(310)의 중첩부(O7)가 펼쳐져 에어백(300)의 중심축(C)의 일[0081]
측이 운전자를 향하여 더 돌출된다. 그 결과, 운전자의 두부(H)가 자동차의 전방 및 측부를 향하여 돌출하는 것
을 방지하여 운전자의 두부(H) 및 목부가 상해를 입는 것을 방지할 수 있다.
즉, 좌측 충격에 의해 운전자의 두부(H)가 에어백(300)의 전방 패널(310)의 중앙, 또는 좌측 중앙에 충돌 시,[0082]
전방 패널(310)의 운전자의 두부(H) 와의 마찰력에 의해 운전자의 두부(H)가 반 시계방향으로 회전하면서 자동
차의 측면 및 전방을 향하여 이동한다.
이때, 전방 패널(310)의 중첩부(07)가 펼쳐지면서 상대적으로 운전자를 향하여 더 돌출되어 운전자의 두부(H)의[0083]
회전 및 이동을 저지하여 운전자의 두부 및 목부가 상해를 입는 것을 방지할 수 있다.
본원 발명의 일 실시 예를 따르는 에어백(300)은 커튼 에어백과 함께 기능 시, 운전자의 두부(H)가 커튼 에어백[0084]
(L) 및 에어백(300) 사이의 갭으로 삽입되는 것을 방지하여 운전자의 두부(H)가 자동차의 내부 구조물, 예컨대
자동차의 측면 패널, 전방 필라 또는 인스트루먼트 패널 등에 부딪히는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 상술
한 바와 같은 본원 발명의 에어백 장치는 운전석측에 한정된 것은 아니며, 조수석 측에도 적용 가능하다.본 발
명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술하
는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술하는 특허청구범위의
기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.
부호의 설명
10: 스티어링 휠 100,300: 에어백[0085]
110,310: 전방패널 130,330: 후방패널
111,131: 전, 후방 본체부 113,133: 전, 후방 연장부
115,135: 전, 후방 가동단부 O1~O7: 중첩부
V: 팽창체적 가변 구조
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도면17
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