KR0123402Y1 - 자동차의 에어백용 충격감지식 작동장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 차량의 내부에 장착하여 충돌사고시 순간적으로 팽창되는 에어백에 의하여 탑승자를 안전하게 보호할 수 있도록한 자동차 에어백에 있어서 충격감지 방식에 의하여 압축가스를 순간적으로 배출시키기 위한 작동장치에 관한 것으로, 종래의 전자식이나 기계식 작동장치가 갖는 문제점으로서 제작상 어려운점, 제조원가가 비싼점, 오동작에 의한 작동신뢰도가 떨어지는 점 등의 제문제점을 해소하고자 기존의 전자식 작동장치중 감지수단 및 제어수단은 그대로 이용하고 솔레노이드에 의한 기계식 작동장치로서 로크기구를 채택하여 내부 작동자 및 천공핀에 의한 연동작용이 순간적으로 이루어질수 있도록 함으로써, 전자식에 의한 충격 감지도의 신뢰성 확보와 함께 기존 장치에 비하여 구조의 단순화 및 기계식 작동장치에 의한 오동작이 없는 안정적인 작동 신뢰도를 얻을수 있고 설치장소의 제한성을 배제할수 있도록 하는데 그 특징이 있다.

Description

자동차의 에어백용 충격감지식 작동장치

제1도는 종래의 작동장치를 보여주는 단면도.

제2도는 본 고안인 압축가스 작동장치의 일례를 보여주는 단면도.

제3도는 본 고안의 요부 분해사시도.

제4도는 본 고안의 변형례를 보여주는 단면도.

제5도는 본 고안의 다른 변형례를 보여주는 단면도.

제6도는 본 고안의 작동상태도.

제7도는 본 고안의 작동과정을 설명하기 위한 블록도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

5 : 작동자 6 : 스프링

7 : 축 8 : 천공핀

9 : 압축가스용기 20 : 로크기구

21 : 고정축 22 : 스프링

30 : 솔레노이드 31 : 왕복로드

본 고안은 차량의 내부에 장착하여 충돌사고시 순간적으로 팽창되는 에어백에 의하여 탑승자를 안전하게 보호할 수 있도록한 자동차용 에어백에 있어서 충격감지방식에 의하여 압축가스를 순간적으로 배출시키기 위한 작동장치에 관한 것이다.

일반적으로 탑승자 보호용 안전장치로서 사용되는 자동차용 에어백은 작동방식에 따라 전자식 또는 기계식으로 대별되는데 전자식의 경우엔 센서를 통한 입력감지부분과 컴퓨터를 이용한 비교판단 부분 그리고 점화되어 에어백이 부풀려지는 출력 작동부분으로 구성되어 그 장치의 구조가 복잡하고, 제작이 어려우며 고가이므로 일반 수요자에게 큰 부담을 안겨주기 때문에 실용화에 문제점이 있고 특히 설치후 장시간이 경과하게 되면 경년 변하에 따라 오동작의 발생이나 작동신뢰도가 떨어지는 문제점이 노출되고 있다.

기계식의 경우에는 국내 특허 공개번호 제90-17840호, 제91-15452호등이 있으나, 전자의 경우엔 압축기체 탱크내에서 분사노즐을 작동볼이 스프링에 탄지되는 밀대에 의하여 막고 있는 상태를 유지하다가 외부 충격에 의하여 작동볼이 이탈되면 내부 압축기체가 에어백으로 공급되게 형성되어 있어 작동볼과 밀대 상호간의 가압 탄지력과 차량의 충돌사고시의 충격력과의 상호 관계가 정확하지 아니하면 작동상 신뢰도가 떨어지고 때에 따라서는 오동작의 문제점이 노출되고 있어 실용화에 문제점이 있다.

또한 후자의 경우엔 차량의 충돌시 가동추가 관성작용에 의하여 L간을 밀면 스프링의 탄력으로 탄설해머가 천공핀을 타격하여 압축가스탱크를 천공하고 압축가스는 가스토출지관을 통하여 에어백으로 분출주입됨과 동시에 에어백이 순간 팽창하여 매트리스 보호벽을 형성하여 충동시 탑승객을 보호할 수 있게 구성되어 있어 다음과 같은 문제점이 노출되었다.

첫째, 가동추가 L간을 가입함에 있어서 가동추의 전단이 수직단부로 형성되어 가압동작이 원활하지 못하다는 점.

둘째, 가동추에 의하여 L간을 가압하는 경우 L간의 단자와 탄설해머가 맞닿는 부위가 구조적으로 결함이 있어 정확하게 로크되거나 로크의 해제가 확실하게 이루어지지 못한다는 점.

셋째, L간으로부터 탄설해머가 로크해제되어 스프링에 의한 작동이 이루어지는 경우 천공핀을 가압하게 되어 있으나 실제로는 탄설해머가 천공핀을 타격하는 각도가 거의 수직으로 이루어지므로 천공핀의 가압동작이 원활하지 못하고 심지어는 천공핀을 가압하는 것이 아니라 그 두단을 파손시켜 작동이 이루어지지 않게 되는 제반 문제점이 있다.

또한 본 고안자의 선출원인 국내 실용신안 등록 출원 제91-19000호, 제92-463호 및 제92-9087호에 있어서는 제1도에 도시한 바와같이 차량의 충돌사고시에 차량은 급속도로 감속되어 중량추(1)는 관성의 법칙에 의하여 전진하거나 그 후방에 압축탄지된 탄지 스프링(2)의 순간적 압축과 팽창에 의하여 만곡 테이퍼면(1a)과 작동링크(3)의 활형면(3a)이 압접되거나 상기 탄지스프링(2)이 팽창하면서 중량추(1)를 그대로 밀어주고 작동링크(3)는 힌지부(4)를 중심으로 하강하며 로크홈(3b)에 로크되어 있던 자동차(5)의 예각단부(5b)는 로크해제되면서 스프링(6)의 탄발력에 의하여 축(7)을 중심으로 시계반대방향으로 만곡홈(5c)을 거쳐 순간적으로 회전하면서 천공핀(8)의 만곡단부(8a)는 작동자(5)의 만곡단부(5a)와의 슬라이드 압접이 이루어지게 되고 천공핀(8)은 가압전진하여 천공침(8b)이 압력가스용기(9)의 선단봉입부를 순간적으로 천공한 후 천공핀(8)은 스프링(10)에 의하여 원위치되게 되는 동시에 천공된 압력가스 용기(9)로부터 배출되는 압축가스는 엘보우(11)를 거쳐 미도시된 에어백으로 유입되고 순간적으로 팽창된 에어백에 의하여 탑승자를 보호하게 되어있다.

이와같은 종래의 압축가스 작동장치는 차량의 충동과 같은 갑작스런 충격에 의하여 작동추(1), 작동링크(3), 작동자(5) 및 천공핀(8)의 연동동작이 이루어져 압력가스용기(9)를 천공하고 압려가스를 에어백에 공급하는 동작이 순간적으로 짧은 시간에 이루어질 수 있고 기계식인 관계로 작동신뢰도가 높다는 장점은 있으나 제1도에 도시한 바와같이 작동링크(3)가 위치하는 경우엔 작동추(1)의 만곡테이퍼면(1a)과 작동링크(3)의 활형면(3a)이 압접된 상태에서 외부 충격이 없더라도 작동링크(3)가 힌지부(4)를 중심으로 자중에 의하여 낙하하게 되면 작동자(5)의 예각단부(5b)가 로크홈(3b)으로부터 로크 해제되어 오동작이 발생할 염려가 있고 설치방법에 제한이 뒤따르게 된다.

즉, 탑승자의 안전을 주목적으로 하는 압력가스 작동장치가 갖는 특성상 필연적으로 극도의 안전성을 요구하게 되므로 작동장치의 구성부품 중 일부가 조금이라도 불완전하게 된다면 작동신뢰도에 영향을 미치게 되는 결과를 초래하고 있는 것이다.

본 고안은 전술한 제반 문제점을 해소하고자 연구 개발된 것으로서 종래에 있어서 전자식이 갖는 장점과 기계식이 갖는 장점을 모두 살릴수 있도록 입력감지부분과 작동제어부분은 종래의 전자식 기술을 이용하고 작동기구부분은 솔레노이드에 의하여 기계식으로 작동될 수 있는 압축가스 작동장치를 제공함으로써, 구조의 단순화와 함께 기계식 구조에 의한 작동신뢰도의 향상을 얻을 수 있고 설치장소에 거의 제한을 받지 않으면서 작동이 용이하고 신속하게 이루어질 수 있도록 하고자 하는데 그 목적이 있다.

이하 첨부된 도면에 의거 본 고안에 대하여 보다 상세히 살펴 보기로 한다.

본 고안인 압축가스 작동장치는 제2도 및 제3도에 도시한 바와같이 스프링(6)에 탄지된 작동자(5)가 축(7)을 중심으로 회전하면서 천공핀(8)이 압축가스용기(9)의 선단 봉입부를 순간적으로 천공할 수 있게 이루어지는 작동장치에 있어서, 상기 작동자(5)를 로크하기 위한 로크기구(20)를 고정축(21)을 중심으로 회전할 수 있도록 스프링(22)에 탄지된 상태로 설치하고 로크기구(20)의 일측 선단이 솔레노이드(30)의 왕복로드(31) 끝에 걸려 있도록 설치되어 이루어져 전기적 신호에 의하여 솔레노이드(30)의 왕복로드(31)가 후퇴하면 로크기구(20)의 선단이 왕복로드(31)로부터 해방되어 로크기구(20)는 스프링(22)에 의하여 고정축(21)을 중심으로 시계 반대 방향으로 회전하고 로크기구(20)에 로크되어 있던 작동자(5)가 로크해제될 수 있게 이루어진다.

이때 로크기구(20)는 일측에 축공(20a)을 형성하고 스프링 안착구(23)에 형성된 나공(23a)에 결합고정되는 고정축(21)이 상기 축공(20a)에 끼워지는 상태로 결합되어 고정축(21)을 중심으로 움직일수 있게 설치되고, 일측엔 로크홈(20b)이 형성되어 작동자(5)의 예각단부(5b)가 로크될수 있게 이루어진다.

내측엔 길이방향으로 장공(20c)이 형성되고 기판(24)엔 스프링 지지돌부(25) 및 스프링 안축구(23)를 고정하여 스프링 안착구(23)엔 상부로부터 스프링(22)을 끼우고 스프링 받이(26)를 놓고 고정축(21)을 축공(20a) 및 스프링 받이(26)를 경유 끼워 고정하고 스프링(22)의 일측단은 상기 지지돌부(25)에 재치 시키고 스프링(22)의 걸림단부(22a)는 상기 장공(20c)에 끼워 결합하여 로크기구(20)가 스프링(22)에 탄지된 상태를 유지시킬수 있게 되어 있으며 선단엔 만곡부(20d)를 이루어 왕복로드(31) 끝에 걸려 있다가 원활하게 이탈될수 있게 되어있다.

또한 솔레노이드(30)는 기판(24) 상에 고정 설치되어지되, 왕복로드(31)의 끝엔 요홈부(32)를 형성하고 기판(24)에 고정된 지지부재(33)의 로드공(33a)내에서 왕복 운동할수 있게 설치되며 왕복로드(31)는 스냅링(34)일측에 스프링(35)이 끼워 설치되어 솔레노이드(30)의 작동에 따라 왕복로드(31)가 후퇴한 다음 원위치로 복귀될수 있도록 하는 기능을 가지고 있으며 요홈부(32)엔 로크기구(20)의 선단 만곡부(20d)가 끼워 걸려질수 있게 되어 있다.

제4도는 본 고안의 변형례를 보여주는 것으로서 로크기구(20)는 고정축(21)을 중심으로 움직일 수 있게 설치되고 로크홈(20b) 및 만곡부(20d)가 형성되어 있으되, 기판(24)에 고정된 고정부재(27)와 로크기구(20)사이에 압축 스프링(28)을 설치하여 작동시엔 로크기구(20)가 압축 스프링(28)에 의하여 당겨질수 있게 이루어지는 것을 보여준다.

또한 솔레노이드(30)의 왕복로드(31)에 있어서 끝단엔 전술한 실시예와도 달리 요부(36)를 형성하여 로크기구(20)의 선단 만곡부(20d)가 걸려 있을 수 있게 되어있다.

다음 제5도는 본 고안의 다른 변형례를 보여주는 것으로서, 로크기구(20)는 고정축(21)을 중심으로 움직일수 있게 설치되고 로큼홈(20b) 및 만곡부(20d)가 형성되어 있으되, 기판(24)에 고정된 고정부재(27')와 로크기구(20)사이에 인장 스프링(29)이 설치되어 작동시엔 로크기구(20)가 인장 스프링(29)에 의하여 밀어제껴 질수 있게 이루어지는 것을 보여준다.

물론 이때 전술한 실시예에 있어서 압축스프링(28) 및 인장 스프링(29)은 편의상 코일 스프링 형태로 도시하였으나 필요한 경우엔 판 스프링이나 기타 적절형태의 스프링을 설치하여 사용할 수도 있다.

미설명 부호로서 40은 외측 프레임을 나타내고 50은 감지부, 60은 설정부, 70은 릴레이 구동부, 80은 전원부를 각각 나타낸다.

이하 본 고안의 작용 및 효과에 대하여 살펴보기로 한다.

본 고안인 압축가스 작동장치는 제6도 및 제7도에 도시한 바와같이, 종래의 탑승자 보호 장치에 있어서 차량의 범퍼나 내부에 장착된 충격 감지센서로 이루어진 감지부(50)가 차량의 충돌사고와 같은 외부충격에 의하여 충격을 감지하고 설정부(60)에서 그 감지된 신호에 의하여 설정치에 다다르면 전원부(80)로부터 구동부(70)의 릴레이를 구동시키는 동시에 작동부의 솔레노이드(30)가 동작하게 된다.

그리하여 본 고안인 압축가스 작동장치는 제6도의 일점 쇄선으로 도시한 바와같이 솔레노이드(30)가 작동하여 왕복로드(31)가 후퇴하면 스프링(22)에 탄지되어 있던 로크기구(20)는 왕복로드(31)의 요홈부(32)로부터 이탈되어 고정축(21)을 중심으로 반시계 방향으로 부분 회전하고, 로크홈(20b)에 걸려있던 작동자(5)는 스프링(6)에 탄지된 상태에서 예각단부(5b)가 로크 해제되어 축(7)을 중심으로 시계 반대방향으로 회전하여, 이에 따라 작동자(5)는 천공핀(8)을 가압하고 압축가스용기(9)의 선단 보입부를 천공하는 동시에 스프링(10)에 의하여 천공핀(8)은 후퇴 원위치학 압축 가스용기(9)내부에 있던 압축 공기나 가스는 순간적으로 배출되면서 엘보우(11)를 거쳐 미도시된 에어백에 공급되고 에어백이 팽창하면서 탑승자를 보호하게 되는 것이다.

이때, 솔레노이드(30)에 있어서 왕복로드(31)의 후퇴동작으로부터 압축가스용기(9)의 천공과 엘보우(11)를 거쳐 에어백을 팽창시키는 일련의 과정은 거의 동시에 이루어지게 된다.

또한 제4도 및 제5도에 도시한 본 고안인 변형례에 있어서도, 솔레노이드(30)의 작동에 의하여 왕복로드(31)가 후퇴하면 제4도에 도시한 변형례에 있어서는 압축 스프링(28)에 의하여 그리고 제5도에 도시한 변형례에 있어서는 인장 스프링(29)에 의하여 로크기구(20)가 각각 왕복로드(31)로부터 이탈되고 고정축(21)을 중심으로 반시계 방향으로 회전하여, 전술한 바와같이 작동자(5), 천공핀(8), 압축가스용기(9) 및 엘보우(11)을 거쳐 동일한 작동을 수행하게 된다.

따라서 본 고안인 압축가스 작동장치는 기존의 전자식 작동장치에 있어서, 감지부(50) 및 설정부(60)는 그대로 이용하고 작동부에 있어서 솔레노이드(30)를 채택하면서 고유기능을 갖는 기계식인 로크기구(20)를 채택하여, 작동자(5) 및 천공핀(8)에 의한 연동작동이 순간적으로 이루어질수 있게 함으로써, 전자식이 갖는 충격감지도의 신뢰성 확보에 따른 이점과 함께, 기계식이 갖는 오동작이 없는 작동기구의 작동상 신뢰도의 확보라는 장점을 고루 살려줄수 있고, 기존 장치에 비하여 구조의 단순화가 가능하고 작동장치의 설치장소에 크게 제한을 받지 않으면서 작동이 신속하게 이루어질수 있는 등의 장점을 갖는다.

Claims (6)

1. 스프링(6)에 탄지된 작동자(5)가 축(7)을 중심으로 회전하면서 천공핀(8)이 압축가스용기(9)의 선단 봉입부를 천공할 수 있게 이루어지는 작동장치에 있어서, 상기 작동자(5)를 로크하기 위한 로크기구(20)를 고정축(21)을 중심으로 회전할수 있도록 스프링(22)에 탄지된 상태로 설치하고 로크기구(20)의 일측 선단이 솔레노이드(30)의 왕복로드(31)에 걸려 있도록 설치되어 이루어져, 솔레노이드(30)의 왕복로드(31)가 후퇴하면 로크기구(20)가 동작하여 작동자(5)를 로크 해제할 수 있게 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 에어백용 충격감지식 작동장치.
2. 제1항에 있어서, 로크기구(20)가 일측엔 축공(20a)을 형성하여 축공(20a)엔 고정축(21)이 결합되어 고정축(21)를 중심으로 움직일수 있게 설치되고, 일측엔 로크홈(20b)이 형성되어 작동자(5)의 예각단부(5b)가 로크될 수 있게 되며, 선단엔 만곡부(20d)를 이루도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 에어백용 충격감지식 작동장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 로크기구(20)가 내측엔 장공(20c)이 형성되고 기판(24)엔 스프링 안착구(23) 및 스프링 지지돌부(25)를 고정하여, 스프링 안착구(23)엔 스프링(22)을 끼우고 스프링 받이(26)을 놓고 상부로부터 축공(20a) 및 스프링 받이(26)를 경우 고정축(21)을 끼워 고정하며, 스프링(22)의 일측단은 상기 지지돌부(25)에 재치시키고 걸림단부(22a)는 상기 장공(20c)에 끼워 결합하여 로크기구(20)가 스프링(22)에 탄지될 수 있게 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 에어백용 충격감지식 작동장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 솔레노이드(30)는 기판(24)상에 고정설치되고 왕복로드(31)의 끝엔 요홈부(32)를 형성하며 기판(24)에 고정된 지지부재(33)의 로드공(33a)내에서 왕복할수 있게 이루어지고, 왕복로드(31)는 스냅링(34) 일측에 스프링(35)이 끼워 설치되어 솔레노이드(30)의 왕복 작동이 가능하게 이루어지며, 요홈부(32)엔 로크기구(22)의 선단 만곡부(20d)가 끼워 걸려 질수 있게 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 에어백용 충격감지식 작동장치.
5. 제4항에 있어서, 솔레노이드(30)의 왕복로드(31)에 요부(36)를 형성하고 기판(24)에 고정된 고정부재(27)와 로크기구(20)사이에 압축 스프링(26)을 설치하여 로크기구(20)가 상기 압축 스프링(28)에 의하여 당겨 질수 있도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 에어백용 충격감지식 작동장치.
6. 제5항에 있어서, 기판(24)에 고정된 고정부재(27')와 로크기구(20)사이에 인장 스프링(29)을 설치하여 로크기구(20)가 상기 인장스프링(29)에 의하여 밀어 제껴질수 있게 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차 에어백용 충격감지식 작동장치.