KR100483266B1 - 에어백 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 에어백 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 탑승자의 안전을 보호하는 에어백에 있어서, 차체의 충격 및 탑승자의 상태를 감지하는 센서부와, 상기 센서부의 신호를 받아들여 제어명령을 내리는 컨트롤부와, 상기 컨트롤부의 신호에 의하여 작동하며 유체를 생성하는 인플레이터부와, 상기 인플레이터부에 의하여 발생된 유체의 통로인 중공이 형성되며 상기 컨트롤부의 신호에 의하여 상기 중공의 크기와 방향이 조절되는 리테이너부와, 상기 리테이너부를 통과한 유체에 의하여 팽창되는 쿠션부로 구성된다.

상기와 같은 구성에 의하면 종래 사용되는 에어백 시스템에 비하여 탑승자의 안전을 보다 지킬 수 있으며, 동종의 에어백 시스템보다 더 저렴한 생산비를 갖게 된다.

Description

에어백 시스템 {Airbag system}

본 발명은 에어백 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 에어백쿠션 전개시, 탑승자에 대한 정보를 센서를 통하여 받아들이는 것에 의하여, 인플레이터에서 에어백으로 분출되는 유량을 자동으로 제어하는 에어백 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에는 탑승자의 안전을 위하여 차량 충돌이나 전복 등에 의하여 차체에 충격이 가해질 경우 센서에 의하여 자동적으로 에어백시스템이 작동 된다.

이하 도 1을 참조하여 종래 에어백의 요부구성에 대하여 알아보기로 한다.

도시된 바와 같이, 자동차에는 차체의 충격을 감지하기 위한 센서(1)가 구비되며, 종류에 있어서는 스프링을 사용하는 기계식과 뒤틀림계를 사용하는 전기식으로 분류되며, 검출된 값이 설정값 보다 클 경우 작동되도록 되어 있다.

상기 센서(1)는 에어백 시스템에 있어서 팽창가스를 생성하는 인플레이터(3)와 연결되어 비상시 상기 인플레이터(3)에 작동신호를 보내게 된다.

상기 인플레이터(3)는 일반적으로, 고체추진제를 사용하며, 상기 센서(1)의 작동신호에 의하여 발화되고, 이에 따른 연소반응으로 다량의 팽창가스를 급속하게 생성한다. 상기 작용을 하는 고체추진제는 변화하는 주위 조건 아래에서도 장시간 안정한 상태로 보관될 수 있는 특징을 가지고 있다.

상기 인플레이터(3) 일측에는 소정의 크기로 통공(5)을 다수개 갖고 있는 통공부(7)가 구비되어서, 상기 인플레이터(3)에서 발생한 가스가 나가는 통로가 된다.

상기 통공부(7)에 형성된 통공(5)과 대응하는 부위에 중공(9)이 형성된 사각플레이트 형상의 리테이너(11)가 구비되어서, 상기 통공부(7)에 볼트체결에 의하여 고정된다.

그리고, 상기 인플레이터(3)에서 발생한 가스에 의하여 팽창되어서 탑승자의 안전을 보호하는 쿠션부(13)가 접혀진 상태로 상기 리테이너(11) 일측에 고정된다.

상기 장착구조에서 리테이너(11)를 사용하는 이유는, 상기 인플레이터(3)의 발화 연소반응이 급격히 일어나는 것에 의하여 상기 인플레이터(3)가 고열이 되고, 이로 인한 쿠션부(13)의 손상을 방지하기 위하여 사용되며, 상기 리테이너(11)는 상기 인플레이터(3)와 상기 쿠션부(13) 사이에 장착된다.

상기 구성을 가지는 종래 에어백시스템의 동작을 도 1을 참고하여 설명하기로 한다.

차체에 설정된 값 이상의 충격이 가해지면, 차체 내에 장착된 센서(1)가 이를 감지하여 인플레이터(3)에 발화 신호를 보내게 된다.

상기 센서(1)의 신호에 의하여 인플레이터(3) 내에 있는 고체발화제가 발화하며 급속히 연소반응을 일으키는 것에 의해 가스가 생성되어, 상기 인플레이터(3) 일측에 형성된 통공부(7)의 통공(5)과 외부에 장착된 리테이너(11)의 중공(9)을 차례로 통과하여 쿠션부(13)로 유입되어 상기 쿠션부(13)를 팽창시키게 된다.

상기 팽창된 쿠션부(13)는 탑승자의 전방 또는 측면 등에서 튀어나와 탑승자와 직접 접촉하며, 사고시 탑승자가 받는 충격을 완하시켜 주는 역할을 하게 된다.

상기 구성과 작용을 갖는 종래 에어백시스템에 있어서는 상기 쿠션부(13)의 팽창시 쿠션부(13)의 팽창압력이 정해져 있는 것이 일반적이며, 보통 상기 쿠션부(13)의 팽창압력은 성인이 안전벨트를 한 채 탑승한 것을 가정으로 설정된다.

이러한 경우, 안전벨트를 하지 않은 탑승자와 노약자 및 어린이에게 있어서는 과도한 팽창압력을 가진 쿠션부(13)가 전개되는 것에 의한 신체에 손상을 가져오며, 심한 경우 생명을 위협하게 된다.

최근에는 센서(1)의 발달에 의하여 안전벨트의 착용여부를 검출하는 센서도 에어백시스템에 적용 가능하게 되었고, 인플레이터(3)도 두 개가 쓰이는 듀얼 스테이지 에어백이 개발되었다.

이로 인하여, 순차적으로 작동하는 인플레이터(3)에 의하여, 상기 쿠션부 (13)에 공급되는 팽창압력을 조절하게 되었으나, 종래 에어백 시스템에 비해 부품수의 증가와 함께 제조단가의 상승 등 제조상의 문제점을 갖게 되었다.

상기 열거된 종래 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 안전벨트 착용을 하지 않은 사람이나 노약자를 포함한 모든 탑승객에게 있어서 안전한 사용 환경을 제공하며, 종래 듀얼스테이지 에어백보다 생산비가 절감되는 에어백시스템을 제공하는데 있다.

상기 목적을 이루기 위한 본 발명은, 탑승자의 안전을 보호하는 에어백에 있어서, 차체의 충격 및 탑승자의 상태를 감지하는 센서부와, 상기 센서부의 신호를 받아들여 제어명령을 내리는 컨트롤부와, 상기 컨트롤부의 신호에 의하여 작동하며 유체를 생성하는 인플레이터부와, 상기 인플레이터부에 의하여 발생된 유체의 통로인 중공이 형성되며 상기 컨트롤부의 신호에 의하여 상기 중공의 크기와 방향이 조절되는 리테이너부와, 상기 리테이너부를 통과한 유체에 의하여 팽창되는 쿠션부로 구성된다.

상기 리테이너부는 상기 제어부의 신호에 의하여 동작하는 구동수단과, 상기 구동수단의 동력을 이용하여 이동하는 플레이트와, 상기 플레이트가 상기 리테이너부에 형성된 중공을 개폐할 수 있도록 안내하는 가이드로 구성된다.

상기 구동수단과 상기 플레이트는 각각 랙의 형상과 피니언의 형상으로 이루어져 동력 전달이 이루어진다.

상기 구동수단과 상기 플레이트는 각각 두개로 이루어져서, 상기 리테이너부 중공의 개폐정도와 함께 중공의 위치도 조절할 수 있게 된다.

상기 센서부를 이루고 있는 센서 가운데, 차체에 충격이 가해지는 것을 감지하는 센서는 상기 인플레이터에 직접 연결될 수 있다.

상기 본 발명에 의하면, 종래 듀얼 스테이지 에어백 보다 생산비가 월등히 감소되면서도, 탑승자에 대한 안정성이 향상된 에어백시스템을 구현하게 된다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 차체의 충격 감지 및 탑승자에 대하여 여러 정보를 검출하는 센서부(20)가 있다. 종래 에어백 시스템에 있어서는 단순히 차체의 충격감지를 위한 센서만 구비되었으나, 본 발명의 에어백 시스템에 의한 센서부(20)는 탑승자의 안전벨트 착용유무와 함께 탑승자의 무게 및 앉은 키와 앉은 자세등을 검출하는 센서를 더 구비하여 이루어진다.

상기 센서부(20)는 각각의 센서에서 검출된 신호를 제어부에 보내게 되며, 상기 제어부(30)는 설정된 프로그램에 의하여 이를 분석하여 제어명령을 내리게 된다.

상기 제어부(30)와 연결되어서, 상기 제어부(30)의 명령에 의하여 작동하여 순식간에 에어백 팽창가스를 생성하는 인플레이터(40)가 있다. 상기 인플레이터 (40)의 구성과 동작은 종래와 동일하며, 이에 대한 자세한 설명은 종래 기술에서 설명하였기에 생략하기로 한다.

상기 인플레이터(40) 측면에는 통공(40)이 형성된 통공부(42)가 있어서, 상기 인플레이터(40)에서 발생하는 가스가 나가는 통로가 되며, 상기 통공부(42)와 대응하는 부분에 중공(51)이 형성된 리테이너부(50)가 상기 통공부(42)에 나사체결로 결합된다.

상기 리테이너부(50)를 도 3을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

상기 리테이너부(50)에는 상기 인플레이터(40)에 형성된 통공(41)과 대응하는 크기로 중공(51)이 형성되며, 상기 중공(51) 부위를 선택적으로 차폐하는 사각플레이트 형상의 제1플레이트(53)와 제2플레이트(54)가 구비된다.

상기 제1, 제2 플레이트(53,54) 하반부에는 톱니 형상을 가지는 제1, 제2 래크부(53a,54a)가 각각 형성되며, 상기 제1, 제2 플레이트(53,54)의 이동을 안내하기 위하여 홈이 형성된 상측가이드(56)와 하측가이드(58)가 상기 리테이너부(50) 상부와 하부에 각각 형성되어 있다.

상기 제1, 제2 래크부(53a,54a)와 맞물려 돌아갈 수 있도록 원통형상에 톱니가 형성된 제1피니언부(62)와 제2피니언부(64)가 설치되며, 상기 피니언부(62,64)에 구동력을 전달하는 제1모터(66)와 제2모터(68)가 상기 피니언부(62,64)와 각각 연결되어 회전동력을 전달하게 된다.

상기 제1모터(66)와 제2모터(68)는 상기 제어부(30)와 연결되어 있어서 상기 제어부(30)의 작동신호에 의하여 작동하게 된다.

상기 구성으로 이루어진 리테이너부(50)에는 도 2에 도시된 쿠션부(70)의 일측이 고정되어 장착되어 진다.

이하, 첨부도면에 의거하여 본 발명의 작용 및 효과를 설명하도록 한다.

차체에 일정 충격이 가해질 경우 이를 감지하는 센서와 함께, 탑승자의 안전벨트 착용여부를 비롯하여 키와 몸무게 등의 정보를 검출하는 센서등, 센서부(20)를 이루는 여러 센서에 의하여 검출된 정보를 제어부(30)에 보내게 된다.

그러나, 차체에 충격을 감지하는 센서는 사고발생시 더 빠른 인플레이터(40)의 작동을 위하여 상기 인플레이터(40)에 직접 연결될 수 있다. 이 경우 센서의 검출값이 소정의 값을 넘어가면 자동적으로 상기 인플레이터(40)에 전기적 신호가 흘러가서 상기 인플레이터(40)를 작동시키게 된다.

상기 제어부(30)에 충격감지 센서가 연결된 경우에는 명령처리 속도를 빠르게 하여 상기 인플레이터(40)에 신호를 보내는 것에 의하여 상기 인플레이터(40)를 작동시키게 된다.

상기 인플레이터(40)는 작동시, 고체추진제가 발화되는 것과 함께 빠른 연소반응을 하며 에어백 팽창 가스를 발생시키게 된다.

상기 발생된 가스는 인플레이터 통공부(42)에 형성된 통공(40)과 상기 리테이너부(50)에 있어서, 제1차플레이트(53)와 제2차플레이트(54)로 막혀지지 않은 중공(51)을 차례로 통과하여 쿠션부(70)로 들어가 상기 쿠션부(70)를 팽창시켜 탑승자를 보호하게 된다.

이와 같은 본 발명 실시예에 의한 동작 가운데 상기 리테이너부(50)와 관련된 동작을 상세히 설명하기로 한다.

상기 제어부(30)는 상기 센서부(20)에 의하여 들어온 정보를 분석하여 상기 제1모터(66)와 제2모터(68)에 동작명령을 보내게 된다.

가령 센서부(20)에 의하여 탑승자가 성인이며, 안전벨트를 착용하고 있다는 정보를 제어부(30)에 보내게 되면, 상기 제1플레이트(53)와 제2플레이트(54)가 상기 리테이너부(50) 외측으로 각각 이동하게 되며, 이로 인하여 상기 리테이너부 중공(51)이 넓게 개방이 되어 상기 인플레이터(40) 작동시 비교적 많은 양의 가스가 쿠션부(70)로 들어가게 된다.

한편, 상기 센서부(20)에 의하여 탑승자가 안전벨트를 하고 있지 않는 경우와, 어린이 및 노약자라는 정보를 제어부(30)에 보내게 되면, 상기 제어부(30)에 설정된 값에 의해 상기 리테이너에 형성된 중공(51)이 비교적 적은 면적을 가지도록 상기 제1플레이트와 상기 제2플레이트를 상기 리테이너부(50) 중앙으로 각각 이동하도록 상기 제1, 제2모터(66,68)에 동작 명령을 내리게 된다.

이로 인하여, 상기 쿠션부(70)에는 비교적 적은 양의 가스가 들어가서 팽창하게 되며, 이로 인하여 탑승자의 상태에 알맞은 에어쿠션의 팽창속도를 갖게된다.

또한, 탑승자의 위치가 옆으로 기운 경우에는, 상기 탑승자 자세의 위치를 검출하는 센서에 의하여 이 정보가 제어부(30)로 들어가며, 이 경우에는 상기 리테이너부 중공(51)의 방향을 탑승자의 위치에 맞도록 조절할 수 있다.

즉, 상기 제어부(30)는 제1, 제2 모터(66,68)에 동작명령을 각각 다르게 내려, 상기 제1플레이트(53)와 제2플레이트(54)가 같은 방향으로 움직이게 하여, 개방된 중공(51)의 위치가 상기 리테이너부(50) 중앙이 아닌, 왼쪽 또는 오른쪽에 위치하도록 할 수 있다.

상기와 같은 구성과 동작을 가지는 본 발명 실시예에 의한 에어백 시스템에 있어서는 탑승자의 상태에 따라 쿠션부(70)에 들어가는 가스의 양을 조절할 수 있으며 또한, 상기 쿠션부(70)에 들어가는 가스의 방향을 조절할 수 있기에, 탑승자의 다양한 상태에도 적절하게 보호를 할 수 있게 되었다.

그리고, 종래 인플레이터(40)가 두 개 사용되는 듀얼 스테이지 인플레이터에 비하여 탑승자를 보호하는 안전성은 향상되고, 제조비는 보다 저렴하게 들어가게 되었다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 에어백 시스템에 의하면, 다양한 형태의 탑승자에 대해서도 적절한 에어백의 작동에 의해서 탑승자의 안전을 지킬 수 있으며, 종래 같은 방식의 에어백에 비하여 생산비가 절감되는 효과가 있다.

도 1은 종래 에어백 시스템의 요부구성을 보이는 사시도.

도 2는 본 발명 실시예에 의한 에어백 시스템의 요부구성을 보이는 사시도.

도 3은 본 발명 실시예에 의한 에어백 시스템에서 리테이너를 보이는 사시도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

20 : 센서부 30 : 제어부

40 : 인플레이터 41 : 통공

42 : 통공부 50: 리테이너부

51 : 통공 53 : 제1플레이트

54 : 제2플레이트 53a, 54a:제1, 제2 래크부

56 : 상측가이드 58 : 하측가이드

62 : 제1피니언 64 : 제2피니언

66, 68 : 제1, 제2모터

Claims (5)

1. 차체의 충격 및 탑승자의 상태를 감지하는 센서부와, 상기 센서부의 신호를 받아들여 제어명령을 내리는 컨트롤부와, 상기 컨트롤부의 신호에 의하여 작동하며 유체를 생성하여 전측에 형성된 통공부를 통해 배출하는 인플레이터부와, 상기 인플레이터부에 의하여 발생된 유체의 통로인 중공이 형성되며 상기 컨트롤부의 신호에 의하여 상기 중공의 크기와 방향이 조절되는 리테이너부와, 상기 리테이너부를 통과한 유체에 의하여 팽창되는 쿠션부 및 제어부로 구성된 에어백에 있어서,

   상기 리테이너부는 상기 인플레이터부의 통공부 상 ·하측 가장자리에 각각 형성되며, 홈을 함몰한 상측가이드 및 하측가이드와;

   상기 상측가이드 및 하측가이드의 홈에서 함께 좌 ·우측 방향으로 슬라이드 이동하며 상기 통공부의 크기를 가변시키고자 한 쌍 구비됨과 아울러 각각의 전측에 제 1,2레크부를 형성한 제 1,2플레이트와;

   상기 제 1,2플레이트의 레크부 각각과 치합되어 회전비를 얻고자 원주연에 이빨을 형성한 제 1,2피니언부와;

   상기 제 1,2피니언부 각각과 연결되며, 상기 제 1,2플레이트의 슬라이드 이동량을 조절하기 위해 차체의 충격을 감지하는 센서의 감지신호를 인가받은 상기 제어부의 제어에 따라 상기 제 1,2피니언부를 회전시키는 제 1,2모터로 이루어짐을 특징으로 하는 에어백 시스템.
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