KR100582971B1 - 전개식 쿠션 기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량이 경사질 때 전개되는 쿠션을 구비한 차량용 전개식 쿠션 기구에 관한 것이다. 상기 쿠션은 저장된 에너지의 신속한 방출을 통해 절첩된 상태로부터 팽창된다. 공기는 밸브 또는 다른 오리피스를 통해 쿠션 안으로 유입된다. 경사진 차량이 쿠션과 함께 지면에 접촉함으로써 탑승자를 부상으로부터 보호한다.

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Description

전개식 쿠션 기구 {DEPLOYABLE CUSHION MECHANISM}

본 발명은 전개식 쿠션에 관한 것으로 특히, 개인 차량의 탑승자를 부상으로부터 보호하기 위한 전개식 쿠션에 관한 것이다.

차량 설계 시, 안정성은 조종성을 위해 등한시되고 어떤 차량에서는 설계에 의해 안정성이 어느 정도 결여되어 있다. 이렇게 설계된 차량은 충돌, 기계적 고장, 경사로 인한 갑작스런 전복, 조작자 오류 또는 안정화 기구가 견딜 수 없을 정도의 지면 불규칙성으로 인해 전복되기 쉽다. 이러한 상황에서 차량의 운전자 또는 내용물은 지면을 향하는 추진력으로 인한 부상 및 손해를 입지 않도록 보호되어야만 한다.

차량의 이동 시의 운동에너지가 지면과 같은 중실체 쪽으로 차량의 운전자의 추진력으로 변환되지 않는 것을 보장하도록 상기 운동에너지를 흡수하거나 또는 변환시키는 방법들은 공지되어 있다. 통상의 예로는, 주름진 금속 내에 운동에너지를 흡수하는 자동차 범퍼와, 탑승자의 신체가 심각한 부상을 일으키는 조향 핸들 또는 자동차 유리에 부딪히기 전에 가스의 가압 및 재분산으로 탑승자의 기계적 에너지를 결합시키는 에어백이 있다.

자동차에서, 고온도 화학 변화 수단들이 에어백을 팽창시키는데 사용된다. 고온도 화학 변화 수단은 에어백을 매우 신속하게 팽창시킬 수 있지만 비교적 비싸고 유독성 화학물을 종종 사용한다. 다른 단점으로는 수리 및 교체를 위한 특별한 연습 및 도구가 필요하다는 것과, 과도한 전개로 인한 부상 발생력의 문제를 포함한다. 휠체어와 같은 개방된 차량에서, 고온도 화학 변화 수단에 의한 에어백의 가압 팽창은 비실용적이고 불안전하고 불필요하다. 차량의 소부품에 있는 운동에너지를 사용하여 차량 운전자의 머리 충돌을 방지하기 위한 벨로우즈 또는 다른 쿠션을 팽창시키는 다른 수단들이 공지되어 있다.

본 발명에 따른 일 실시예에 따르면 개인 차량의 탑승자를 보호하기 위한 전개식 쿠션 기구가 제공된다. 쿠션 기구는 에너지를 흡수하기 위해 내부면을 갖고 쿠션이 차량으로부터 외부로 팽창되도록 허용하는 방식으로 차량에 결합된 쿠션이다. 또한, 상기 쿠션 기구는 쿠션의 외부로부터 쿠션의 내부면 안으로 공기를 유입시키는 방식으로 저장된 에너지를 방출하는 작동기를 갖는다. 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 쿠션은 쿠션을 팽창시키기 위해 에너지를 저장하기 위한 에너지 저장조와, 쿠션의 외부로부터 쿠션의 내부면 안으로 공기를 유동시키기 위한 적어도 하나의 오리피스를 갖는다. 상기 밸브는 공기 유동을 제한하여 공기가 쿠션의 외부로부터 쿠션의 내부면 안으로의 방향으로만 유동되도록 한다.

본 발명의 변경 실시예에서, 에너지 저장조는 기계적 에너지를 저장하기 위한 압축성 부재인 스프링을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 전개식 쿠션은 차량의 후방, 전방 또는 측방향으로 팽창되도록 차량에 결합된다. 또 다른 실시예 에서, 상기 쿠션은 이의 외부로부터 쿠션의 내부면 안으로 공기의 유동을 허용하는 밸브와, 탑승자의 측방향 이동을 제한하는 다수의 블래더(bladder)와, 쿠션의 외부로부터 쿠션의 내부면 안으로 공기를 추진시키는 공기 가압 장치와, 쿠션의 외부로부터 쿠션의 내부면 안으로 유입되는 가스의 부피를 증가시키도록 구성된 흡입기를 포함한다. 또한, 상기 쿠션은 가압 시에 해제될 수 있는 래칭 기구를 갖는다.

본 발명은 첨부되는 도면을 참조하여 설명함으로써 보다 용이하게 이해할 수 있다.

도1은 전개식 쿠션이 보관 상태에 있는 것을 도시한 본 발명의 실시예에 따른 휠체어형 차량의 측면도.

도2는 전개식 쿠션이 후방 대면 위치로 일부 전개된 상태를 도시한 도1의 휠체어형 차량의 측면도.

도3은 전개식 쿠션이 후방 대면 위치로 전개된 상태를 도시한 도1의 휠체어형 차량의 측면도.

도4는 전개식 쿠션이 지면에 접촉하기 전의 상태를 도시한 도1의 휠체어형 차량의 측면도.

도5는 전개식 쿠션이 지면에 접촉한 상태를 도시한 도1의 휠체어형 차량의 측면도.

도6은 보관 상태로 도시된 전개식 쿠션의 사시도.

도7은 전개된 상태로 도시된 전개식 쿠션의 사시도.

도8은 전개된 위치로 도시된 본 발명의 다른 실시예의 전방 분해도.

도9는 일부 전개된 위치에서의 후방 범퍼를 도시한 본 발명의 다른 실시예의 측면도.

도10a는 도1의 휠체어형 차량의 정면도.

도10b는 전개식 쿠션이 측면 대면 위치로 일부 전개된 상태로 도시된 본 발명의 실시예에 사용되는 도1의 휠체어형 차량의 정면도.

도10c는 전개식 쿠션이 측면 대면 위치로 완전 전개된 상태로 도시된 본 발명의 실시예에 사용되는 도1의 휠체어형 차량의 정면도.

도10d는 전개식 쿠션이 바닥에 접촉된 상태로 도시된 본 발명의 실시예에 사용되는 도1의 휠체어형 차량의 전방도.

동일한 부분은 동일한 도면 부호로 도시한 도1 내지 도5에서는 휠체어형 차량(10)이 후방으로 전복되는 점진적인 단계가 측면도로 도시되어 있다. 본 발명이 다양한 형태의 차량에 적용 가능하지만, 단지 예로써 개인용 휠체어형 차량을 사용하여 설명한다. 이러한 차량의 하나의 특별한 예는 1997년 12월 30일자로 발행된 미국 특허 제5,701,965호에 개시되어 있고, 그 내용은 본 명세서에서 참조한다. 특히, 도1에서 차량(10)은 이를 위한 지면 접촉을 제공하는 한 쌍의 측방향으로 배치된 휠(12)에 지지된 것으로 도시되어 있다. 본 발명의 과제인 전개식 쿠션 기구는 도면 부호 14로 도시되고, 도1에서는 힌지(16)에서 시트(seat) 조립체(18)에 부착된 보관 위치로 도시되어 있다. 휠에 대해 차량(10)이 후방(20)으로 급속한 가 속도로 이동될 때, 탑승자(22)를 차량의 후방 전복에 의한 부상으로부터 보호할 필요가 있다. 마찬가지로, 탑승자(22)를 전방 또는 측방의 충돌 또는 전복에 의한 부상으로부터 보호할 필요가 있다. 양호한 실시예에서, 하나 이상의 전개식 쿠션 기구(14)가 차량(10)에 부착된다.

도1에서는 전개식 쿠션 기구(14)의 구조 부재(24, 26)가 서로 인접한 수축 위치에 있는 것이 도시되어 있다. 구조 부재(24, 26)는 금속과 같은 강성 재료로 제조되고, 본 발명의 실시예에 따라 차량(10)의 통상의 작동 중에는 한지(16) 근처에서 이들을 분리시키는 스프링력에 대항하여 함께 유지된다. 스프링력은 예로써, 힌지(16) 내에 포함된 스프링 금속의 권취된 스트립에 의해 제공될 수 있거나 그렇지 않으면 공지된 기계적 기술로써 제공될 수 있다. 압축 스프링의 잠재 에너지는 단지 상기 쿠션 기구의 전개를 위해 사용되는 에너지 저장조의 일 예일 뿐이다. 본 발명의 다른 실시예에서, 공기와 같은 압축 가스의 공급원은 전개식 쿠션 기구의 팽창을 위해 에너지 및 가스 모두의 저장조로서 제공된다.

도2에 도시된 방향(20)을 따르는 가속력으로 야기된 후방 전복의 초기 단계에 대하여 설명한다. 휠(12)의 위치 각도 및 휠 구동 모터(도시 생략) 상의 회전력을 감시하는 제어기(도시 생략) 또는 종래 기술의 다양한 경사 센서 중 하나에 의해 경사각 및 경사 각속도가 감지될 때, 쿠션 기구(14)의 전개가 시작되고 스프링력이 힌지(16)를 중심으로 구조 부재(24, 26)들을 분리시키도록 방출된다. 또한, 다른 구조 부재도 제공될 수 있다. 이로써, 쿠션(28)이 펼쳐지고 공기로 충전된다. 공기는 대기로부터 또는 압축 가스 저장조로부터 (도8에 도시된) 일련의 밸브(40)를 통해 쿠션(28)에 유입된다. 쿠션(28) 안으로 공기를 추진시키는 데 사용되는 (도8에 도시된) 팬(32)은 쿠션(28)이 팽창되는 동안 압력 유지의 기능을 함으로써 압력 조절기로써 작동하지만, 사실상 어느 정도의 공기가 쿠션으로부터 배출되는 것을 허용함으로써 운동에너지를 발산시키는 변위를 제공한다. 또한, 팽창에 의해 생성된 쿠션(28) 내의 압력은 쿠션(28)을 절첩된 형상으로 유지하는 자기 래치와 같은 래치(27)를 해제하는 데 사용될 수 있다. 팽창 쿠션(28)에 습득된 에너지는 밸브(40)를 통한 공기의 유동에 따라 달라진다.

다른 실시예에서, 쿠션(28)은 초기에 내부 진공 상태로 유지된다. 경사각 또는 경사 각속도가 감지되면 차량의 정상 작동 중에 밸브(40)의 개구를 막는 래치(27)와 같은 래칭 기구가 해제된다.

도3에서, 쿠션(28)은 충분히 팽창되고, 구조 부재(24, 26)는 힌지(16)를 중심으로 완전히 분리된다. 도4에는 지면 방향으로 후방 경사가 더 진행된 상태에서 충격력을 흡수하기 위해 쿠션(28)이 전개된 상태의 차량과, 시트 조립체(18)와 머리 지지부(30)에 의해 지지된 탑승자를 도시하고 있다. 도5에는 쿠션(28)이 지면에 접촉되고 쿠션(28) 내에 저장된 공기를 가압하여 재분산시킴으로써 충돌 에너지를 흡수하고 있는 후방 전복된 차량이 도시되어 있다. (도8에 도시된) 밸브의 완전한 또는 부분적인 폐쇄를 통해 쿠션(28) 내부로부터의 공기의 방출이 조절된다.

도6에는 힌지(16)에서 전개식 쿠션 기구(14)가 시트 조립체(18)에 부착된 것을 도시한다. 이 전개식 쿠션 기구(14)는 보관 위치에 있는 것으로 도시되어 있다. 일 실시예에 제공된 전기 팬(32)은 특정 경사각 또는 경사 각속도가 감지되어 쿠션(28)의 팽창이 시작될 때 (도8에 도시된) 밸브(40)를 통해 제공되는 것보다 더 신속한 팽창을 허용하기 위해 공기를 쿠션(28) 안으로 가압한다. 전개식 쿠션 기구(14)는 도7에서 전개된 상태로 도시되어 있다.

도8에는 전개식 쿠션 기구(14)가 전개된 위치에 있는 것이 도시되고, 플랩(flap) 밸브(40) 및 팬(32)의 위치도 도시되어 있다.

도9에서는 후방 범퍼(42)가 시트 조립체(18)에 부착되어 있는 본 발명의 또 다른 실시예가 도시되어 있다. 후방 범퍼(42)는 전개식 쿠션 기구(14)에 대해 상기에 설명한 것과 같은 동일한 방법으로 작동하는 전개식 기구이다. 후방 범퍼(42)는 급박한 전복이 감지될 때, 전개식 쿠션 기구(14)에 의해 수행된 에너지 흡수를 대체하거나 또는 부가하는 방식으로 에너지를 부가적으로 흡수하여 승객(22)을 보호하기 위해서 벨로우즈(bellows)를 팽창시키는 하나 이상의 스프링 장치(도시 생략)를 포함한다. 도9에 도시된 실시예에서, 전개식 쿠션 기구(14)는 힌지(16)에서 시트 조립체(18)에 부착된 것으로 도시되어 있다.

도10a 내지 도10d에는 예로써, 휠체어형 차량(10)의 정면도가 도시되었지만, 첨부된 청구항의 범위 내에서 다른 차량도 가능하다. 특히, 도10a에서는 차량이 정상적인 작동 중일 때, 탑승자(22)가 차량(10)에 착석하고 있는 것이 도시되어 있다. 도10b에는 지면의 불규칙성으로 야기될 수 있는 측방향 전복의 초기 단계를 도시하였으며, 이에 대하여 설명한다. 경사각 및 경사 각속도가 후방 전복에 대한 설명과 같은 방식으로 감지될 때, 쿠션 기구의 전개는 시작되고, 에너지 저장조는 쿠션(28)이 축(16)을 중심으로 펼쳐지도록 작동한다. 공기 또는 다른 가스가 쿠션(28)의 내부면 내의 체적 공간 안으로 유입되거나 또는 가압된다. 본 발명의 실시예에서, 흡입기(도시 생략)는 팽창된 쿠션(28)을 더욱 신속하게 충만시키기 위해 대기와 같은 부가적인 체적의 가스를 유입시키는데 사용된다. 도10c에는 완전히 팽창된 쿠션 기구(14)가 도시되어 있다. 도10d에는 차량(10)이 측방향으로 완전히 전복되고, 쿠션(28) 내에 들어 있는 공기 또는 다른 가스를 압축시켜 재분산시킴으로써 충돌 시의 에너지를 흡수하는 쿠션이 지면에 접촉된 것이 도시되어 있다.

상기 본 발명의 실시예는 단지 예시적인 것이며, 이 분야의 기술자에게는 다양한 변경 및 수정이 가능하다. 이러한 모든 변경 및 수정은 첨부되는 청구항에 한정된 본 발명의 범위 내에 있다.

Claims (18)

1. 시속 25 킬로미터 이하의 속도를 갖는 개방된 개인 차량의 탑승자를 보호하기 위한 전개식 쿠션 기구에 있어서,

   내부면을 갖고 차량으로부터 외부로 쿠션의 팽창을 허용하는 방식으로 차량에 결합된 에너지 흡수용 쿠션과,

   쿠션의 외부로부터 쿠션의 내부면 안으로 가스를 유입시키는 작동기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전개식 쿠션 기구.
2. 제1항에 있어서, 쿠션의 팽창을 위해 에너지를 저장하기 위한 에너지 저장조를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전개식 쿠션 기구.
3. 제2항에 있어서, 상기 에너지 저장조가 기계적 에너지를 저장하기 위한 적어도 하나의 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 전개식 쿠션 기구.
4. 제3항에 있어서, 상기 스프링이 압축성 부재인 것을 특징으로 하는 전개식 쿠션 기구.
5. 제1항에 있어서, 상기 쿠션이 차량의 후방으로 팽창되도록 차량에 결합된 것을 특징으로 하는 전개식 쿠션 기구.
6. 제1항에 있어서, 상기 쿠션이 차량의 전방으로 팽창되도록 차량에 결합된 것을 특징으로 하는 전개식 쿠션 기구.
7. 제1항에 있어서, 상기 쿠션이 차량의 측방으로 팽창되도록 차량에 결합된 것을 특징으로 하는 전개식 쿠션 기구.
8. 제1항에 있어서, 상기 쿠션이 이의 외부로부터 내부면 안으로 공기의 유동을 허용하기 위한 적어도 하나의 오리피스를 포함하는 것을 특징으로 하는 전개식 쿠션 기구.
9. 제8항에 있어서, 적어도 하나의 오리피스가 밸브인 것을 특징으로 하는 전개식 쿠션 기구.
10. 제1항에 있어서, 상기 쿠션이 탑승자의 측방향 이동을 억제하기 위한 다수의 블래더를 포함하는 것을 특징으로 하는 전개식 쿠션 기구.
11. 제1항에 있어서, 쿠션의 외부로부터 쿠션의 내부면 안으로 공기를 추진하기 위한 공기 가압 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전개식 쿠션 기구.
12. 제1항에 있어서, 쿠션의 외부로부터 쿠션의 내부면 안으로 가스를 유입하기 위해 구성된 팬을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전개식 쿠션 기구.
13. 제1항에 있어서, 상기 작동기가 개인 차량의 특정 경사각 및 특정 경사 각속도 중 적어도 하나에 대해 쿠션의 외부로부터 내부면 내로 가스의 유입을 시작케하는 것을 특징으로 하는 전개식 쿠션 기구.
14. 제1항에 있어서, 상기 작동기가 쿠션을 절첩된 상태로 유지시키기 위한 래칭 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 전개식 쿠션 기구.
15. 제14항에 있어서, 상기 래칭 기구가 자기 래치인 것을 특징으로 하는 전개식 쿠션 기구.
16. 제14항에 있어서, 상기 래칭 기구가 쿠션의 가압 상태에서 해제되는 것을 특징으로 하는 전개식 쿠션 기구.
17. 개인 차량의 탑승자를 보호하기 위한 전개식 쿠션 기구에 있어서,

    내부면을 갖고, 차량의 외부로 팽창되는 방식으로 차량에 결합된 에너지 흡수용 쿠션과,

    쿠션의 외부로부터 쿠션의 내부면 안으로 가스를 유입하기 위한 팬을 포함하 는 것을 특징으로 하는 전개식 쿠션 기구.
18. 개인 차량의 탑승자를 보호하기 위한 전개식 쿠션 기구에 있어서,

    내부면을 갖고, 차량의 외부로 팽창되는 방식으로 차량에 결합된 에너지 흡수를 위한 쿠션과,

    쿠션의 외부로부터 쿠션의 내부면 안으로 가스의 유입을 시작케 하는 작동기를 포함하고,

    상기 작동기는 개인 차량의 특정 경사각 및 특정 경사 각속도 중 적어도 하나에 반응하여 쿠션의 외부로부터 쿠션의 내부면 안으로 가스를 유입시키는 것을 특징으로 하는 전개식 쿠션 기구.

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