KR100313321B1 - 차량의탑승자보호장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 탑승자 보호장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 충격시 차체와 분리될 수 있는 별도의 탑승자 보호공간을 구성하고, 상기 보호공간 내에 설치되는 시트상에 운전자를 밀착시킴과 함께 운전자 바깥 방향으로 터지는 에어백을 다수곳에 구성함으로써, 충격이나 전복시 탑승자를 안전하게 보호할 수 있도록 한 차량의 탑승자 보호장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 차량의 탑승자 보호장치는, 충격시 고정수단(12)이 파괴되면서 차체와 분리되도록 승차공간부에 구성되는 캡슐 형태의 보호공간부(10); 상기 보호공간부(10) 내에 설치되어 탑승자를 항상 밀착고정시키는 안전시트부(20); 및 충격력에 의해 구부러지거나 부러지는 구조로 된 조향축을 구비한 안전핸들부(40);로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이러한 구성의 본 발명은 탑승자가 상기 안전시트부에 항상 밀착된 상태를 유지시켜 충격이나 전복으로 부터 안전하게 보호되고, 또한 충격력에 의해 탑승자가 위치한 안전공간부가 상승하는 작용에 의해 탑승자만은 온전하고 안전하게 보호되는 효과를 발휘한다.

Description

차량의 탑승자 보호장치 {PASSENGER PROTECTION DEVICE OF VEHICLE}

본 발명은 차량의 탑승자 보호장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 충격시 차체와 분리될 수 있는 별도의 탑승자 보호공간을 구성하고, 상기 보호공간 내에 설치되는 시트상에 운전자를 밀착시킴과 함께 운전자 바깥 방향으로 터지는 에어백을 다수곳에 구성함으로써, 충격이나 전복시 탑승자를 안전하게 보호할 수 있도록 한 차량의 탑승자 보호장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량은 차체와 섀시로 구성되며, 이 차체는 골격을 형성하는 차체프레임과, 이 차체프레임에 결합되는 패널들로 이루어진다.

이러한, 차량은 충돌 사고시 승객의 안전을 확보하기 위한 테스트로 전방충돌과 측면충돌이 있으며, 이는 자동차의 안전성을 확보하는 중요한 요소로서, 이미 각 나라에서는 이러한 충돌시의 안전치를 법규화하여 수입규제 등의 항목으로 적용하고 있다.

안전성을 확보하기 위한 방안으로는 차량의 전후방에 외부 충돌에 대한 충격 저감수단으로 우레탄 등의 완충부재로 성형된 범퍼 등을 설치하여 충돌에너지에 대응하거나, 오프셋 충돌시 충돌력을 균일하게 분산시켜 흡수할 수 있도록 하여 충돌력으로 인한 실내 침입량을 저감시키고 탑승객의 안전성을 확보할 수 있도록 차체 프레임구조를 변경하거나 하는 방법이 있으며, 또한 자동차가 정면충돌했을 경우 2차 충돌을 방지하는 수단으로 시트 벨트, 에어 백, 충격흡수 스티어링 칼럼, 인스트러먼트 패널 등이 있다.

시트 벨트는 2차 충돌의 방지 또는 그 충격의 완화를 꾀하면서 승객이 자동차 밖으로 튀어나가는 것을 방지하는 가장 유효한 수단으로, 정면 충돌시 승객의 신체 각부에 걸리는 감속도를 경감한다.

에어 백은 정면충돌시에 승객과 스티어링 휠과의 사이에 순간적으로 백을 가스로 팽창하게 하여 승객의 운동에너지를 흡수하므로써 승객의 2차 상해를 경감하는 것이다.

충격흡수 스티어링 칼럼은 스티어링 휠에 흉부가 충돌할 때 상해를 완화할 수 있도록 칼럼이 구부러져서 에너지를 흡수하는 구조로 되어 있다.

인스트러먼트 패널은 승객의 머리와 흉부가 충돌할 때 충격을 완화하는 것과 같은 구조나 충격흡수재의 사용 또한 충격시의 외상 대책과 안구보호 등을 위해 패널상의 각종 스위치, 손잡이류의 돌기나 형상 변경이 배려되고 있다.

그러나 종래의 이러한 승객 보호수단은 다음과 같은 문제점을 안고 있었다.

즉, 범퍼나 차체골격을 이용하는 방법은 충돌시 충돌력에 대응하여 흡수 및 완충작용을 어느정도 수행하지만 충돌력에 대한 전방변위가 크고 아울러 작용하는 시간이 짧기 때문에 엔진 및 전륜서스펜션 등이 차실측으로 침입하게 되는 침입량이 커지게 되는 등으로 탑승객 특히 운전자를 근본적으로 안전하게 보호할 수 없게 되고, 시트 벨트를 이용한 방식은 2차 충돌의 방지 또는 그 충격의 완화를 꾀하면서 승객이 자동차 밖으로 튀어나가는 것을 방지할 뿐 차체가 변형되어 침입되는 것을 원천적으로 차단할 수 없게 되며, 에어 백은 백을 가스로 팽창하게 하여 승객의 운동에너지를 흡수하므로써 승객의 2차 상해를 경감하게 하나 차체에서 운전자 방향으로 터지게 되는 구성에 의해 오히려 그 에어백에 의한 사고가 자주 발생하게 되는 염려가 있게 되며, 특히 탑승자를 고정시키는 시트가 차체에 고정설치되어 있어 차체의 변형됨에 따라 시트가 연동하여 변형됨으로써 이에 앉아 있는 승객에게 치명적인 영향을 미치게 되는 것 등이 그 것이다.

다시 말해 종래의 안전구조 또는 안전장치는 차체를 보호함과 동시에 탑승객을 보호하게 되는 것에 의해 인명보호에 치중할 수 없게 되고, 인명을 보호하는 안전구성이 고정된 차체를 이용하여 구성되는 것에 의해 차체가 변형되면 상기 시트 역시 변형되어 시트상의 탑승자에게 안전을 위협하게 되는 문제점을 안고 있었다.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서,본 발명의 목적은 차체보다는 탑승자 위주로 안전장치를 구성함으로써 충격이나 전복으로 부터 탑승자를 온전히 보호할 수 있도록 한 차량의 운전자 보호장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량의 탑승자 보호장치는, 충격시 차체와 분리될 수 있는 별도의 탑승자 보호공간부를 구성하고, 상기 보호공간부 내에 설치되는 안전시트부상에 운전자를 밀착시킴과 함께 운전자 바깥 방향으로 터지는 에어백을 다수곳에 구성함으로써, 충격이나 전복시 탑승자를 안전하게 보호할 수 있도록 함에 특징이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 안전공간부 구성을 나타낸 차량의 개략적인 측면도,

도 2는 도 1의 "A"부 상세도,

도 3은 본 발명의 안전공간 내에 설치되는 시트의 측면도,

도 4는 도 3의 상세한 구성도,

도 5는 도 3의 작동을 나타낸 정면도,

도 6은 본 발명의 조향핸들 구성 사시도,

도 7은 도 1의 외부 충격시 변형도이다.

도 8은 본 발명의 고정수단의 다른 실시예를 나타내는 도면,

도 9는 본 발명의 고정수단의 다른 설치상태를 나타내는 도면이다.

※도면 주요 부분에 대한 부호의 설명※

1: 차체 2: 플로워 패널

10: 보호공간부 11: 경사부

12: 고정수단 13: 핀

14,15: 고정체 16: 연결수단

20: 안전시트부 21: 시트쿳션

22: 백레스트 23: 헤드레스트

24: 안전벨트 25: 관절축

26: 회전샤프트 27: 와이어

28: 판스프링 29: 구동수단

30: 가슴보호구 31: 턱보호구

32: 연결구 33,34,35: 센서

36: 인출수단 37: 머리보호구

40: 안전핸들부 41: 조향핸들

42: 조향축 A1~A5: 에어백

2a: 안내홈 15a: 결합구좌

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 안전공간부 구성을 나타낸 차량의 개략적인 측면도이고, 도 2는 도 1의 "A"부 상세도이며, 도 3은 본 발명의 안전공간 내에 설치되는 시트의 측면도이며, 도 4는 도 3의 상세한 구성도이며, 도 5는 도 3의 작동을 나타낸 정면도이며, 도 6은 본 발명의 조향핸들 구성 사시도이며, 도 7은 도 1의 외부 충격시 변형도이다.

도시된 바와 같이 본 발명의 차량의 탑승자 보호장치는, 충격시 차체와 분리될 수 있는 별도의 탑승자 보호공간부(10)와, 상기 보호공간 내에 설치되어 탑승자를 밀착고정시키는 안전시트부(20) 및 안전핸들부(40)로 이루어진다.

상기 보호공간부(10)는 캡슐 형태의 프레임으로 구성되어 차체(1)의 내부 승차공간을 형성하며, 고정수단(12)에 의해 바닥인 플로워 패널(2)상에 설치된다.

상기 고정수단(12)은 도 2에 예시된 바와 같이 소정의 힘이 보호공간부(10)에 작용하게 되면 상기 보호공간부(10)가 차체로 부터 분리 및 상승될 수 있도록 핀(13)을 사용하여 고정시킬 수 있다.

또한 상기 보호공간부(10)는 하부의 전,후,좌,우가 라운드지거나 경사진 경사부(11)가 형성되어 전후좌우의 충격시 밀려들어오는 차체(1)가 상기 경사부(11)에 의해 미끄러면서 상기 보호공간부(10)를 들어올려지도록 한다.

또한 상기 보호공간부(10)의 고정수단(12)은 도 8에서와 같이 보호공간부(10)상의 고정체(14)와 수단과 플로워 패널(2)상의 고정체(15)가 스프링 등과 같은 연결수단(16)에 의해 연결되도록 하여 결합해제시 완전한 이탈이 방지되도록 하였으며, 이 때 상기 고정체(15)는 그 하단에 형성된 결합구좌(15a)가 플로워 패널(2)상에 형성된 크로스형태의 안내홈(2a)에 결합 설치되도록 함으로써 충격 이탈시 상기 안내홈(2a)을 따라 전후좌우로 안내되면서 이동될 수 있도록 하였다.(도 9참조)

한편, 상기 보호공간부(10)내에 설치되는 안전시트부(20)의 구성을 설명한다.

도 3내지 도 5에 도시된 바와 같이 보호공간부(10)내에 설치되는 안전시트부(20)는, 시트쿳션(21)과 백레스트(22)와 헤드레스트(23) 및 안전벨트(24)를 포함한 것에 있어서, 상기 백레스트(22)를 다단으로 분할구성하여 각각이 관절축(25)에 의해 변형가능하게 하고, 상기 관절축(25)은 시트쿳션(21)에설치된 회전샤프트(26)에 와이어(27)로 연결되며, 상기 관절축(25)을 구비한 백레스트(22)는 후부에서 판스프링(28)에 의해 탄성 지지된다.

또한 상기 백레스트(22)의 상단 양측에는 구동수단(29)으로 회전하는 가슴보호구(30)가 힌지설치되고, 가슴보호구(30)에는 턱보호구(31)가 일체로 형성되어 연결구(32)에 의해 안전벨트(24)와 연결된다.

또한 상기 가슴보호구(30)는 시트쿳션(21)상에 설치된 센서(33)에 의해 작동되며, 탑승자의 착석시 센서(33)의 감지에 의해 가슴보호구(30)는 탑승자 방향으로 회동하게 되며, 탑승자의 착석상태가 이루어지지 않는 상태에서의 가슴보호구(30)는 바깥쪽으로 전개된 상태를 유지하도록 한다.

한편 시트쿳션(21)상에 설치된 회전샤프트(26)를 구동시키기 위해 백레스트(22) 및 가슴보호구(30)에 대향하는 센서(34)(35)가 설치되며, 탑승자의 자세를 상기 센서(34)(35)가 감지하게 되면 회전샤프트(26)가 와이어(27)를 통해 백레스트(22)의 관절축(25)을 작동시킴으로써 탑승자가 항상 백레스트(22)에 밀착되는 상태를 가능하게 한다.

또한 헤드레스트(23)상에는 소정의 충격이 가해질 경우 상승되도록 인출수단(36)에 의해 작동되는 머리보호구(37)가 설치되고, 시트쿳션(21)의 좌우, 백레스트(22)의 좌우, 헤드레스트(23)의 좌우, 양 가슴보호구(30), 및 양 턱보호구(31)에는 각각 에어백(A1~A5)가 설치되며, 상기 에버백(A1~A5)은 바깥쪽으로 터지도록 구성된다.

한편, 보호공간부(10) 내로 돌출 설치되는 조향핸들(40)의 조향축(41)은 도6에 도시된 바와 같이 밸로우즈 타입과 같이 소정의 힘이 가해질 경우 구부러지도록 하고 소정 이상의 힘이 가해질 경우 부러지도록 구성하였다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용효과를 설명한다.

안전시트부(20)에 탑승자가 앉게 되면 센서(33)의 감지에 의해 전개되어 있던 양 가슴보호구(30)가 탑승자 방향으로 회동하여 탑승자의 가슴 부위에 밀착되고, 턱보호구(31)가 탑승자의 턱 바로 전방에 위치된다.

이러한 상태에서 안전벨트(24)를 체결시킨다.

이 때 대향하는 양 센서(34)(35)의 감지에 의해 양 센서(34)(35) 사이에 위치된 탑승자의 위치가 감지되고, 탑승자가 백레스트(22)로 부터 떨어져 있는 상태가 될 경우 회전샤프트(26)가 작동하여 와이어(27)를 풀게 되면 관절축(25)이 판스프링(28)의 텐션력에 의해 탑승자 방향으로 구부러지게 되고, 이에 따라 백레스트(22)는 탑승자에 항상 밀착되는 상태가 된다.

이러한 상태로 주행하다가 사고가 발생하여 차체(1)에 충격이 가해지게 되면, 그 충격치를 감안하여 먼저 에어백(A1~A5)이 터지게 된다.

이 때 상기 에어백(A1~A5)은 탑승자 바깥쪽으로 터지게 되어 터지는 에어백에 의해 탑승자가 다치지 않게 된다.

동시에 인출수단(36)이 동작하여 이에 연결된 머리보호구(37)를 상승시키게 되어 충격이나 전복으로 부터 탑승자의 머리가 차체 천정에 부딪치게 되는 것을 방지하게 된다.

한편, 도 7에서와 같이 충격력에 의해 차체(1)는 변형되면서 내부로 침입하게 되는 데, 그 침입량이 보호공간부(10)에 미치게 되면 보호공간부(10)의 경사부(11)에 의해 미끄러지면서 상기 보호공간부(10)가 상승되는 작용을 일으키게 된다.

즉, 고정수단(12)이 부러지면서 보호공간부(10)가 들려지게 되고, 이에 따라 충격력은 감쇄되어지고 침입량에 따른 보호공간부(10) 내의 탑승자 공간을 최대한 보호하게 된다.

이 때 고정수단(12)이 부러지게 되지만 도 8에서와 같이 상기 고정수단(12)은 열결수단(16)에 의해 연결되어 있는 까닭에 완전한 고정해제가 방지되어지며, 또한 고정수단이 부러지지 않더라고 도 9에서와 같이 고정수단이 플로워 패널(2)상에 형성된 안내홈(2a)을 따라 어느정도 유동될 수 있게 된다.

다시 말해 보호공간부(10)이 상승작용에 의해 이에 설치된 안전시트부(20) 역시 들어 올려져 침입량으로 부터 보호되고 상기 상승되는 보호공간부(10) 내의 탑승자 역시 튀어오르게 되는 현상이 있게 되지만 이미 인출되어진 머리보호구(37)와 안전벨트(24) 및 가슴보호구(30)의 작용에 의해 탑승자는 안전한 상태를 유지하게 된다.

이 때 조향핸들(41) 역시 탑승자 방향으로 밀려오게 되지만 그 과정에서 조향축(42)의 구조에 의해 상기 조향축(42)이 구부러지거나 부러지게 되어 탑승자에게 미치게 되는 것이 사전에 차단되어진다.

또한 탑승자 바깥 방향으로 터져 있는 에어백(A1~A5)에 의해서도 차체(1)의 침입이 차단되어 탑승자를 안전하게 보호하게 되고, 충격시 탑승자의 몸이 안전시트(20)의 백레스트(22)로 부터 떨어지게 되는 현상이 있게 되지만 이 때에는 센서(34)(35)의 감지에 의해 백레스트(22)가 변형되어 떨어진 탑승자의 등에 즉시 밀착되는 작용에 의해 탑승자가 관성의 힘으로 부터 보호된다.

한편, 주행을 마치거나 차량으로 부터 잠시 내리기 위해 탑승자가 안전시트(20)의 시트쿳션(21)에 떨어질 경우에는 센서(33)가 이를 감지하여 가슴보호구(30)를 전개시킴으로써 탑승자가 안전시트(20)로 부터 용이하게 벗어날 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 차량의 탑승자 보호장치는, 충격시 차체와 분리될 수 있는 별도의 탑승자 보호공간부와 상기 보호공간부 내에 설치되는 안전시트부의 구성에 의해, 탑승자가 상기 안전시트부에 항상 밀착된 상태를 유지시켜 충격이나 전복으로 부터 안전하게 보호되고, 또한 충격력에 의해 탑승자가 위치한 안전공간부가 상승하는 작용에 의해 탑승자만은 온전하고 안전하게 보호되는 효과를 발휘한다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정하는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 따라서, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

Claims (1)

1. 충격시 고정수단(12)이 파괴되면서 차체와 분리되도록 승차공간부에 구성되는 캡슐형태의 보호공간부(10)내에 안전시트부를 구성함에 있어서,

   상기 안전시트부(20)는 시트쿳션(21)과 백레스트(22)와 헤드레스크(23) 및 안전벨트(24)를 포함하는 것에 있어서, 다단으로 분할 구성하여 각각이 관절축(25)에 의해 변형가능하게 하고, 상기 관절축(25)은 시트쿳션(21)에 설치된 회전샤프트(26)에 와이어(27)로 연결되며, 후부에서 판스프링(28)에 의해 탄성 지지되며, 대향하는 센서(34)(35)에 의해 변형 작동되는 백레스트(22)와;

   상기 백레스트(22)의 상단 양측에 회동가능하게 힌지 설치되고, 센서(33) 및 구동수단(29)에 의해 작동되며, 턱보호구(31)를 구비하여 안전벨트(24)와 연결되는 가슴보호구(30)와;

   소정의 충격이 가해질 경우 인출수단(36)에 의해 상승 작동되도록 헤드레스트(23) 상에 설치되는 머리보호구(37); 및

   상기 시트쿳션(21)의 좌우, 백레스트(22)의 좌우, 헤드레스트(23)의 좌우 및 양 가슴보호구(30)에 각각 설치되고 탑승자 바깥 방향으로터지도록 구성된 에어백(A1~A5);을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 탑승자 보호장치.