KR100512856B1 - 자동차용 2단 운전석 에어백 - Google Patents

Abstract

자동차의 충돌시 탑승객을 적절하게 구속 및 완충하여 탑승객의 상해치를 최소화할 수 있는 자동차용 2단 운전석 에어백이 개시되어 있다. 본 발명은 림 및 림과 스포크를 통해 연결되는 코어로 구성된 스티어링휠과, 에어백 및 인플레이터를 구비하며 코어에 설치되는 에어백 모듈과, 에어백 모듈의 상부를 커버하도록 스티어링휠에 장착되는 에어백 커버 및 림의 하단부 내측에 설치되는 보조 에어백을 포함하여 이루어지며, 상기 에어백 커버에는 상기 에어백의 전개시 파열되는 제1테어라인이 형성되고, 상기 보조 에어백이 위치한 상기 림 부위에는 상기 보조 에어백의 전개시 파열되는 제2테어라인이 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

자동차용 2단 운전석 에어백{DOUBLE DRIVER AIR-BAG FOR A VEHICLE}

본 발명은 자동차용 에어백에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동차의 충돌시 탑승객을 적절하게 구속 및 완충하여 탑승객의 상해치를 최소화할 수 있는 자동차용 2단 운전석 에어백에 관한 것이다.

일반적으로, 에어백 장치는 자동차의 충돌시 탑승자를 보호하기 위한 것으로, 시트벨트와 함께 사용되어 운전자 및 승객의 안전을 보호하도록 하고 있다.

이러한 에어백 장치에 있어서, 특히, 운전석 에어백(Driver Air-Bag)은 자동차의 스티어링휠(Steering Wheel) 중앙부에 장착되어 사용되며, 자동차의 충돌시 운전자가 전방으로 향하려는 관성에 의하여 스티어링휠에 안면부나 흉부가 직접적으로 부딪히는 것을 방지하여 운전자를 보호하도록 하고 있다.

이와 같은 운전석 에어백의 일예로서, 미국특허 제 6,142,510호(2000.11.7)에서는 운전석 에어백이 설치된 스티어링휠의 구조가 상세하게 기재되어 있다.

도 1a는 스티어링휠의 평면구조를 도시한 도면이고, 도 1b는 도 1a의 A-A섹션 단면구조를 보인 단면이다. 또한, 도 1c는 도 1a에서 운전석 에어백 모듈의 전체적인 구성을 도시한 분해 사시도이다.

도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 스티어링휠(10)은 외곽을 이루는 림(Rim;12)과, 중앙부를 형성하는 코어(Core;14), 그리고 림(12)과 코어(14)를 연결하는 스포크(Spoke;16)으로 구성되며, 상기 코어(14)상에는 에어백 모듈(20)이 설치되고, 이에어백 모듈(20)을 감싸도록 상부에 에어백 커버(30)가 결합된다.

에어백 모듈(20)은 에어백(21)과, 리테이너(22)와, 인플레이터(23)와, 인플레이터 하우징(24) 및 베이스 플레이트(25)를 포함하여 구성된다.

에어백(21)은 리테이너(22)를 매개로 베이스 플레이트(25)의 상면에 고정되고, 인플레이터(23)는 인플레이터 하우징(24) 내에 수납된 상태에서 상기 베이스 플레이트(25)의 저면부에 취부된다.

인플레이터(23) 및 인플레이터 하우징(24)이 상기 베이스 플레이트(25)에 취부된 상태에서는 리테이너(22)의 저면부에 형성된 스터드 볼트(Stud bolt;26)에 너트(27)를 체결하여 에어백 모듈(20)의 조립을 완성한다.

이렇게 조립된 에어백 모듈(20)은 에어백 커버(30)의 저면부에 취부된 상태에서 리테이너(22)의 측벽면과 대응하는 상기 에어백 커버(30)의 측벽면상에 브래킷(32)을 매개로 하여 리벳(34)을 통해 결합된다.

이후에, 에어백 모듈(20)과 에어백 커버(30)와의 조립체는 스티어링휠 본체(12) 중앙부 상면에 장착됨으로써 전체적인 스티어링휠(10)의 조립이 완성된다.

이러한 구성에 따르면, 자동차의 충돌시 충돌감지센서(도시안됨)가 충돌을 감지하여 제어부(ECU;도시안됨)로 신호를 송출하고, 상기 제어부에서는 입력된 충돌신호에 대응하는 점화신호를 출력하여 인플레이터(23)를 폭발시키게 된다.

이어서, 상기 인플레이터(23)의 폭발로 발생된 팽창가스가 에어백(21) 내부로 순식간에 유입됨에 따라 에어백(21)은 에어백 커버(30)에 형성된 테어라인(Tear line;도시안됨)을 파열하고서 외부로 전개되어 승객을 완충시키게 된다.

그러나, 이와 같은 종래의 운전석 에어백은 스티어링휠(10) 전방으로 전개되는 에어백(21)의 전개형상이 단순한 원형구조를 갖기 때문에, 자동차 충돌에 따른 에어백(21)의 전개시 승객을 적절하게 구속해 주는 데에는 한계가 있었다.

예컨대, 자동차의 정면 충돌이 일어나게 되면, 승객이 관성력에 의하여 전방으로 쏠림에 따라 하체부위가 아래방향으로 미끄러지면서 밑으로 잠기게 되는 서브마린(Submarine) 현상이 발생하여 승객의 무릎부위가 전방 구조물에 강하게 부딪혀 하체부위의 상해를 가져올 수 있는 문제점이 있었다.

만일. 승객의 하체부위를 고정시켜 줄 경우에도 에어백(21)의 전개형상으로 인하여 에어백(21) 팽창으로 인한 승객의 넥모멘트(Neck Moment)가 크게 걸려 승객의 목에 상해를 입게될 수도 있는 문제점이 있었다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 스티어링휠 내에 탑승객의 상체부위 및 하체부위를 각각 구속시키는 에어백을 장착함으로써, 자동차의 충돌로 인한 탑승객의 상해치를 효과적으로 줄일 수 있도록 한 자동차용 2단 운전석 에어백을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 림 및 상기 림과 스포크를 통해 연결된 코어로 구성된 스티어링휠; 에어백 및 인플레이터를 구비하며 상기 코어에 설치되는 에어백 모듈; 상기 에어백 모듈의 상부를 커버하도록 상기 스티어링휠에 장착되는 에어백 커버; 및 상기 림의 하단부 내측에 설치되는 보조 에어백을 포함하여 이루어지되, 상기 에어백 커버에는 상기 에어백의 전개시 파열되는 제1테어라인이 형성되고, 상기 보조 에어백이 위치한 상기 림 부위에는 상기 보조 에어백의 전개시 파열되는 제2테어라인이 형성된 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제2테어라인의 두께는 상기 제1테어라인의 두께 보다 얇도록 형성한다.

또한, 상기 스티어링휠 내에는 팽창가스를 발생시켜 상기 보조 에어백에 공급하는 보조 인플레이터가 더 설치될 수도 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자동차용 2단 운전석 에어백을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 2단 운전석 에어백은 스티어링휠(100)과, 스티어링휠(100) 중앙부에 설치되는 에어백 모듈(200)과, 에어백 모듈(200)을 커버하는 에어백 커버(300) 및 스티어링휠(100) 하단부에 장착되는 보조 에어백(240)을 포함한다.

스티어링휠(100)은 외곽을 형성하는 림(120) 및 상기 림(120)과 스포크를 통해 연결되는 코어(도시안됨)로 구성되어 있다.

상기 코어의 상면에는 에어백 모듈(200)이 설치되고, 에어백 커버(300)는 상기 에어백 모듈(200)을 커버하며 스티어링휠(100) 내에 결합된다.

상기 에어백 모듈(200)은 에어백(220)과, 팽창가스를 발생하여 상기 에어백(220) 내부로 공급하는 인플레이터(도시안됨)를 포함하여 구성된다.

상기 에어백(220)은 그 전개시 탑승객의 머리 및 가슴부위를 효과적으로 보호할 수 있도록 후술되는 도 3 및 도 4의 전개형태와 같이 스티어링휠(100) 중심부로부터 상측으로 일정부분 치우져진 전개형상을 갖도록 형성한다.

한편, 림(120)의 하단부 내측에는 보조 에어백(240)이 일정구간에 걸쳐서 접혀진 상태로 패키징된다.

상기 보조 에어백(240)은 도면상에 도시되지는 않았으나, 에어백 모듈(200) 내에 구비된 인플레이터로부터 팽창가스를 제공받아 팽창될 수 있도록 상기 인플레이터와 연통되도록 구성한다.

또한, 상기 보조 에어백(240)은 그 전개시 탑승객의 복부 및 대퇴부 부위를 보호할 수 있도록 후술되는 도 3 및 도 4의 전개형태와 같이 스티어링휠(100) 중심부로부터 하측으로 일정부분 치우쳐진 전개형상을 갖도록 형성한다.

한편, 에어백 커버(300)의 중앙부 이면에는 에어백(220)의 팽창시 소정형상을 가지며 파열되는 외부에서 보이지 않도록 은폐된 형태의 제1테어라인(320)이 형성되어 있다.

또한, 상기 보조 에어백(240)이 위치한 상기 림(120) 부위에는 그 이면에 상기 보조 에어백(240)의 팽창시 파열되는 역시 은폐된 형태의 제2테어라인(340)이 형성되어 있다.

이때, 상기 제2테어라인(340)의 두께는 상기 제1테어라인(320)의 두께 보다 얇도록 형성하는 것이 바람직하다.

이렇게 되면, 에어백 작동시 상대적으로 두께가 얇은 상기 제2테어라인(340)이 상기 제1테어라인(320) 보다 먼저 파열될 수 있기 때문에, 에어백(220) 및 보조 에어백(240)의 순차적인 전개가 가능해질 수 있다.

한편, 본 발명에서는 하나의 인플레이터를 사용하여 에어백(220) 및 보조 에어백(240)을 전개시키는 구조를 채용하고 있으나, 이 밖에 상기 보조 에어백(240)에 독립적으로 팽창가스를 공급할 수 있는 별도의 보조 인플레이터(도시안됨)를 설치하여 구성할 수도 있다.

이러한 경우, 상기 보조 인플레이터는 스티어링휠(100) 내의 림(120)이나 스포크 혹은 코어 등의 적절한 위치에 알맞게 형상을 변경하여 내장시킬 수 있을 것이다.

이하, 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 3은 도 2의 상단 및 하단 에어백이 전개된 모습을 개략적으로 보인 평면도이고, 도 4는 본 발명의 2단 운전석 에어백에 의한 탑승객 완충구조를 보여주는 측면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 먼저, 자동차의 충돌시 충돌감지센서가 충돌을 감지하여 제어부로 전송하고, 제어부에서는 상기 충돌신호에 대응하는 점화신호를 인플레이터에 인가하여 내부의 점화장치를 기폭시키게 된다.

그러면, 인플레이터 내에서는 가스발생제가 연소되면서 소정의 팽창가스가 발생되고, 이 발생된 팽창가스는 에어백(220) 및 보조 에어백(240) 내부로 유입되어 이들을 각각 팽창시키게 된다.

여기서, 림(120)에 형성된 제2테어라인(340)이 에어백 커버(300)에 형성된 제1테어라인(320) 보다 상대적으로 두께가 얇기 때문에, 보조 에어백(240)이 상기 제2테어라인(340)을 먼저 파열하고 나와 전개되고, 뒤이어, 짧은 시간차를 두고서 에어백(220)이 상기 제1테어라인(320)을 파열하고 나와 외부로 전개된다.

이때, 먼저 전개된 보조 에어백(240)은 탑승객(500)의 복부 및 허벅지 부위를 구속하여 탑승객(500)의 자세를 고정시키기 때문에 탑승객(500)이 하방으로 미끄러져 내려하는 서브마린(Submarine) 현상을 방지할 수 있다.

또한, 상기 보조 에어백(240)에 뒤이어 짧은 시간차를 두고서 전개되는 상측 에어백(220)은 상기 보조 에어백(240)에 의해 탑승객(500)의 자세가 고정된 상태에서 탑승객(500)의 머리 및 가슴부위를 구속하여 완충함으로써 탑승객(500)의 목부위가 심하게 꺾이는 것을 미연에 방지할 수 있다.

상술한 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

첫째, 자동차의 충돌시 보조 에어백이 먼저 전개되어 탑승객의 자세를 고정시킨 후, 상부 에어백의 전개가 순차적으로 이루어지기 때문에, 에어백에 의한 완충효과가 극대화되므로 탑승객의 상해치를 최소화할 수 있다.

둘째, 자동차 충돌시 보조 에어백에 의해 탑승객의 복부 및 허벅지 부위가 안정적으로 구속되어지기 때문에, 관성력에 따른 탑승객의 서브마린 현상을 효과적으로 억제시킬 수 있다.

셋째, 상기 보조 에어백을 통해 탑승객의 자세가 고정된 상태에서 상부 에어백에 의해 탑승객의 머리 및 가슴부위를 구속함으로써 탑승객의 목부위가 심하게 꺾여지는 것을 방지할 수 있다.

넷째, 제2테어라인의 두께를 제1테어라인의 두께 보다 얇게 형성함으로써, 상대적으로 두께가 얇은 제2테어라인이 제1테어라인 보다 먼저 파열될 수 있기 때문에, 에어백과 보조 에어백을 짧은 시간차를 두고서 순차적으로 전개시킬 수 있다.

다섯째, 스티어링휠 내에는 보조 에어백에 팽창가스를 독립적으로 공급할 수 있는 보조 인플레이터를 설치하게 되면, 대용량의 인플레이터를 사용없이 2개의 소용량 인플레이터를 적용할 수 있기 때문에, 스티어링휠 내의 공간활용을 증대시킬 수 있으며, 또한, 상부 에어백 및 하부의 보조 에어백으로 가스출력압의 조절 및 변경이 용이해진다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1a는 종래의 에어백 모듈이 구비된 스티어링휠을 도시한 정면도.

도 1b는 도 1a의 A-A섹션 방향의 단면구조를 나타낸 단면도.

도 1c는 도 1a에서 에어백모듈의 전체적인 구성을 보여주는 분해 사시도.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 2단 운전석 에어백을 개략적으로 도시한 평면도.

도 3은 도 2에 도시된 에어백과 보조 에어백이 전개된 형태를 개략적으로 도시한 평면도.

도 4는 본 발명에 의한 탑승객 완충구조를 보여주는 측면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 스티어링휠 120 : 림(Rim)

200 : 에어백 모듈 220 : (상부)에어백

240 : 보조 에어백 300 : 에어백 커버

320 : 제1테어라인 340 : 제2테어라인

Claims (3)

1. 림 및 상기 림과 스포크를 통해 연결된 코어로 구성된 스티어링휠;

   에어백 및 팽창가스를 발생시켜 상기 에어백 내부로 공급하는 인플레이터를 구비하며 상기 코어에 설치되는 에어백 모듈;

   상기 에어백 모듈의 상부를 커버하도록 상기 스티어링휠에 장착되는 에어백 커버; 및

   상기 림의 하단부 내측에 설치되며 상기 인플레이터로부터 팽창가스를 제공 받아 팽창되는 보조 에어백을 포함하여 이루어지되,

   상기 에어백 커버에는 상기 에어백의 전개시 파열되는 제1테어라인이 형성되고,

   상기 보조 에어백이 위치한 상기 림 부위에는 상기 보조 에어백의 전개시 파열되는 제2테어라인이 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 2단 운전석 에어백.
2. 제1항에 있어서, 상기 제2테어라인의 두께는 상기 제1테어라인의 두께 보다 얇도록 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 2단 운전석 에어백.
3. 림 및 상기 림과 스포크를 통해 연결된 코어로 구성된 스티어링휠;

   에어백 및 팽창가스를 발생시켜 상기 에어백 내부로 공급하는 인플레이터를 구비하며 상기 코어에 설치되는 에어백 모듈;

   상기 에어백 모듈의 상부를 커버하도록 상기 스티어링휠에 장착되는 에어백 커버; 및

   상기 림의 하단부 내측에 설치되는 보조 에어백을 포함하여 이루어지되,

   상기 에어백 커버에는 상기 에어백의 전개시 파열되는 제1테어라인이 형성되고,

   상기 보조 에어백이 위치한 상기 림 부위에는 상기 보조 에어백의 전개시 파열되는 제2테어라인이 형성되며,

   상기 스티어링휠 내에는 팽창가스를 발생시켜 상기 보조 에어백에 공급하는 보조 인플레이터가 설치된 것을 특징으로 하는 자동차용 2단 운전석 에어백.