KR100599572B1 - 운전석 에어백모듈용 인플레이터조립체의 구조 - Google Patents

운전석 에어백모듈용 인플레이터조립체의 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명의 운전석 에어백모듈용 인플레이터조립체의 구조에 관한 것으로, 조향핸들(3)의 중앙부위에 장착되는 리테이너(51)와, 다수개의 분사구멍(53a)이 외주면을 따라 형성되면서 상기 리테이너(51)상에 결합되는 인플레이터(53)와, 다양한 크기의 노즐(55a)이 상기 분사구멍(53a)과 연결되게 외주면을 따라 형성되면서 상기 인플레이터(53)를 감싸도록 상기 리테이너(51)상에 회전 가능하게 결합되는 인플레이터하우징(55)과, 상기 인플레이터하우징(55)의 상단 중앙부에 연결되도록 설치되고, ECU에어백(73)의 제어를 받는 전원공급부(75)를 통해 동력을 전달받아 선택적으로 구동되면서 상기 인플레이터하우징(55)을 회전시키는 하우징회전수단(57)으로 구성되어져, 운전자의 체격조건에 따라 에어백쿠션(20)으로 분사되는 에어백가스의 양이 자동적으로 조절됨으로써, 운전자는 체격조건에 상관없이 실내측으로 전개된 에어백쿠션(20)을 통해 항상 효과적으로 보호받을 수 있도록 된 것이다.
에어백모듈. 인플레이터

Description

운전석 에어백모듈용 인플레이터조립체의 구조{structure of inflater assembly for driver air bag module}
도 1은 종래의 인플레이터조립체를 구비한 운전석 에어백모듈의 분리사시도,
도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 인플레이터조립체를 설명하기 위한 사시도 및 단면도,
도 5는 본 발명에 따라 인플레이터에 형성된 분사구멍과 인플레이터하우징에 형성된 노즐의 관계를 설명하기 위한 개념도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
3 - 조향핸들 50 - 인플레이터조립체
51 - 리테이너 53 - 인플레이터
53a - 분사구멍 55 - 인플레이터하우징
55a - 노즐 57 - 하우징회전수단
73 - ECU에어백 75 - 전원공급부
본 발명은 운전석 에어백모듈용 인플레이터조립체의 구조에 관한 것으로, 특 히 인플레이터의 폭발시 에어백쿠션으로 분사되는 에버백가스의 양이 운전자의 체격조건에 따라 자동 조절되도록 함으로써 운전자의 상해저감 성능을 극대화시킬 수 있도록 하는 운전석 에어백모듈용 인플레이터조립체의 구조에 관한 것이다.
일반적으로, 차량에 장착되는 에어백모듈은 충돌 및 추돌사고시 탑승자에게 상해를 입힐 정도의 큰 충격력이 발생될 때 에어백튜브가 실내측으로 전개되면서 탑승자를 보호하도록 하는 장치로서, 조향핸들내에 장착되는 운전석용 에어백모듈과 인스트루먼트패널내에 안착되도록 장착되는 조수석 에어백모듈로 분류되며, 이외에도 측면 에어백모듈 및 커튼식 에어백모듈 등 용도와 장착위치에 따라 다양하게 분류된다.
한편, 운전석용 에어백모듈의 통상적인 구성은 도 1에 도시된 바와 같이, 마운팅브라켓트(1)를 매개로 조향핸들(3)의 중앙부위에 고정되도록 장착되면서 차량의 충격 신호에 따라 제어신호를 발생하는 에어백ECU를 통해 뇌관이 점화되어 에어백가스를 발생시키는 인플레이터조립체(10)와, 상기 인플레이터조립체(10)에 밀봉되도록 결합되면서 상기 인플레이터조립체(10)로부터 분사되는 에어백가스에 의해 실내측으로 전개되는 에어백쿠션(20)과, 상기 에어백쿠션(20)을 감싸면서 상기 마운팅브라켓트(1)에 고정 장착되는 한편 상기 에어백쿠션(20)이 실내측으로 전개될 수 있도록 티어라인(Tear line)이 형성된 쿠션커버(30)로 이루어지게 된다.
여기서, 상기 인플레이터조립체(10)는 도시된 바와 같이 조향핸들(3)의 중앙부위에 결합되는 리테이너(11)와, 상기 리테이너(11)에 결합되는 인플레이터(13)와, 상기 인플레이터(13)를 감싸도록 상기 리테이너(11)에 결합되는 인플레이터하 우징(15)으로 구성된다.
한편, 상기 인플레이터(13)와 상기 인플레이터하우징(15)의 외주면에는 에어백가스의 배출을 위한 분사구멍(13a,15a)이 다수개 형성된다.
따라서, 충돌 및 추돌사고가 발생되면 에어백ECU의 제어신호에 따라 인플레이터(13)가 폭발하게 되고, 상기 인플레이터(13)의 폭발시 발생된 에어백가스는 인플레이터(13)와 인플레이터하우징(15)에 형성된 분사구멍(13a,15a)을 통해 에어백쿠션(20)으로 분사되어지게 된다.
그리고, 상기 에어백쿠션(20)은 전개압력을 이용하여 쿠션커버(4)의 티어라인을 절개시키면서 운전석쪽으로 전개되어지며, 이로 인해 머리를 포함한 운전자의 상체는 실내측으로 전개된 에어백쿠션(20)에 의해 보호받게 된다.
그러나, 상기와 같은 종래의 운전석 에어백모듈은 인플레이터(13)의 폭발시 에어백쿠션(20)으로 분사되는 에어백가스의 양이 상기 인플레이터(13)의 용량에 따라 항상 일정한 양으로서 분사되어지고, 이로 인해 평균 체격 이외의 운전자인 경우에는 에어백쿠션(20)이 전개되더라도 전개된 에어백쿠션(20)에 의해 충분히 보호받지 못하는 문제점이 있었다.
즉, 인플레이터(13)의 폭발시 에어백가스의 배출속도 및 압력은 통상 성인의 평균 체격조건을 기준으로 하여 튜닝되어 있으며, 이에 따라 상기 인플레이터(13)와 인플레이터하우징(15)에 형성된 분사구멍(13a,15a)의 크기도 성인의 평균 체격조건에 맞는 크기로서 튜닝되어 있다.
따라서, 성인의 평균 체격조건에 해당하는 운전자인 경우에는 실내측으로 전 개된 에어백쿠션(20)에 의해 충분히 보호받을 수 있으나, 평균 이상의 체격조건에 해당하는 운전자는 체격에 비해 상대적으로 낮은 압력으로서 전개된 에어백쿠션(20)에 부딪히게 되어 부상을 당하게 되고, 또한 평균 이하의 체격조건에 해당하는 운전자는 체격에 비해 상대적으로 높은 압력으로서 전개된 에어백쿠션(20)에 부딪히게 되어 2차 충격을 받게 되는 문제점이 있었던 것이다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 인플레이터조립체로부터 에어백쿠션으로 분사되는 에어백가스의 양이 운전자의 체격조건에 비례하여 자동 조절되도록 구성함으로써, 성인의 평균 체격조건을 갖는 운전자 뿐만 아니라 평균 체격조건 이외의 운전자도 전개된 에어백쿠션을 통해 모두 효과적으로 보호받을 수 있도록 하여 운전자의 상해저감 성능을 극대화시킬 수 있도록 하는 운전석 에어백모듈용 인플레이터조립체의 구조를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 조향핸들의 중앙부위에 장착되는 리테이너와, 다수개의 분사구멍이 외주면을 따라 형성되면서 상기 리테이너상에 결합되는 인플레이터와, 다양한 크기의 노즐이 상기 분사구멍과 연결되게 외주면을 따라 형성되면서 상기 인플레이터를 감싸도록 상기 리테이너상에 회전 가능하게 결합되는 인플레이터하우징과, 상기 인플레이터하우징의 상단 중앙부에 연결되도록 설치되고 ECU에어백의 제어를 받는 전원공급부를 통해 동력을 전달받아 선택적으로 구동되면서 상기 인플레이터하우징을 회전시키는 하우징회전수단으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 인플레이터조립체를 설명하기 위한 사시도 및 단면도로서, 종래 구조와 동일한 부위에는 동일한 참조부호를 붙이면서 설명하기로 한다.
본 발명은 운전석 에어백모듈을 구성하는 인플레이터조립체에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 인플레이터조립체(50)는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 리테이너(51)와, 다수개의 분사구멍(53a)이 외주면을 따라 형성되면서 상기 리테이너(51)상에 결합되는 인플레이터(53)와, 다양한 크기의 노즐(55a)이 상기 분사구멍(53a)과 연결되게 외주면을 따라 형성되면서 상기 인플레이터(53)를 감싸도록 상기 리테이너(51)상에 회전 가능하게 결합되는 인플레이터하우징(55)과, 상기 인플레이터하우징(55)의 상단 중앙부에 연결되도록 설치되고 ECU에어백(73)의 제어를 받는 전원공급부(75)를 통해 동력을 전달받아 선택적으로 구동되면서 상기 인플레이터하우징(55)을 회전시키는 하우징회전수단(57)으로 구성된다.
여기서, 상기 리테이너(51)는 도 1에 도시된 종래의 리테이너와 동일하게 마운팅브라켓트(1)를 매개로 조향핸들(3)의 중앙부위에 고정 장착된다.
그리고, 본 발명에 따른 인플레이터조립체(50)는 에어백쿠션(20)에 의해 밀봉되도록 결합되어지며, 상기 에어백쿠션(20)은 티어라인(Tear line)이 형성되면서 상기 마운팅브라켓트(1)에 고정 장착되는 쿠션커버(30)에 의해 감싸여지게 된다.
한편, 상기 리테이너(51)에는 상기 인플레이터하우징(55)이 회전 가능하도록 끼워지는 가이드홈(51a)이 원주방향을 따라 형성된다.
그리고, 상기 인플레이터하우징(55)에 형성된 노즐(55a)은, 입구측에서 출구측으로 갈수록 직경이 점진적으로 커지는 확장노즐(55a-1), 입구측과 출구측의 직경이 동일한 중립노즐(55a-2), 입구측에서 출구측으로 갈수록 직경이 점진적으로 작아지는 축소노즐(55a-3)이 한 묶음의 형태로서 구성되어 진다.
상기 확장노즐(55a-1)과 중립노즐(55a-2) 및 축소노즐(55a-3)은 한 묶음씩 상기 인플레이터하우징(55)의 외주면을 따라 이격되어 형성된다.
그리고, 상기 확장노즐(55a-1)과 중립노즐(55a-2) 및 축소노즐(55a-3)은 인플레이터하우징(55)의 외주면에서 일방향을 따라 동일한 배열순서를 갖도록 형성된다.
또한, 서로 인접한 상기 확장노즐(55a-1)사이의 간격(L1)과 상기 중립노즐(55a-2)사이의 간격(L2) 및 상기 축소노즐(55a-3)사이의 간격(L3)은 도 5에 도시된 바와 같이 서로 동일(L1=L2=L3)하게 형성되며, 상기 간격(L1,L2,L3)은 상기 인플레이터(53)에 형성된 분사구멍(53a)의 간격(L4)과 동일(L1=L2=L3=L4)하게 형성된다.
한편, 상기 하우징회전수단(57)은, 일단은 상기 가이드홈(51a)과 중복되지 않도록 상기 리테이너(51)상에 용접 결합되고 다수번 절곡된 타단은 상기 인플레이터하우징(55)의 상단 중앙부에 이격되어 위치하도록 설치되는 모터브라켓트(57a)와, 상기 인플레이터하우징(55)의 상단 중앙부에 모터축이 연결되도록 상기 모터브라켓트(57a)상에 고정되도록 장착됨과 동시에 상기 전원공급부(75)와 통전 가능하도록 설치되는 스텝모터(57b)로 구성된다.
이하, 본 발명에 따른 실시예의 작용 및 효과에 대해서 설명한다.
운전석에 착석한 운전자의 체격은 시트센서(71)에 의해 검출되어 에어백ECU(73)로 보내지게 된다.
상기 에어백ECU(73)는 전원공급부(75)를 통해 스텝모터(57b)의 구동을 제어하고 있는 상태이다.
이에 따라, 운전자가 성인의 평균 체격조건에 해당하게 되면 스텝모터(57b)의 구동을 제어하여 인플레이터하우징(55)에 형성된 중립노즐(55a-2)이 인플레이터(53)의 분사구멍(53a)과 일치되도록 하고, 평균 체격조건보다 그 이상에 해당하게 되면 인플레이터하우징(55)에 형성된 확장노즐(55a-1)이 인플레이터(53)의 분사구멍(53a)과 일치되도록 하며, 평균 체격조건보다 그 이하에 해당하게 되면 축소노즐(55a-3)이 분사구멍(53a)과 일치되도록 한다.
이때, 에어백ECU(73)의 제어에 따라 스텝모터(57b)가 구동을 하게 되면, 상기 스텝모터(57b)의 구동력은 모터축(도시않됨)을 통해 연결된 인플레이터하우징(55)으로 전달되며, 이에 따라 상기 인플레이터하우징(55)은 리테이너(51)상에서 가이드홈(51a)을 따라 회전을 하게 된다.
따라서, 인플레이터하우징(55)에 형성된 확장노즐(55a-1)과 중립노즐(55a-2) 및 축소노즐(55a-3)중 어느 한 개의 노즐은 운전자의 체격조건에 따라 인플레이터(53)에 형성된 분사구멍(53a)과 일직선으로 연결되도록 일치하게 된다.
도 4에 도시된 상태는 인플레이터하우징(55)에 형성된 확장노즐(55a-1)이 인플레이터(53)에 형성된 분사구멍(53a)과 연결된 상태로서, 이때의 운전자는 성인의 평균 체격조건보다 그 이상에 해당하는 운전자이다.
이와 같이, 운전자의 체격조건에 따라 확장노즐(55a-1)과 중립노즐(55a-2) 및 축소노즐(55a-3)중 어느 한 개의 노즐이 선택되어 인플레이터(53)에 형성된 분사구멍(53a)과 연결되어지면, 충돌 및 추돌사고 발생시 실내측으로 전개된 에어백쿠션(20)에 의해 운전자는 가장 최적의 상황에서 효과적으로 보호받을 수 있게 된다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이 인플레이터하우징(55)의 확장노즐(55a-1)이 인플레이터(53)의 분사구멍(53a)과 연결된 상태이면, 상기 인플레이터(53)의 폭발시 에어백쿠션(20)쪽으로 분사되는 에어백가스는 양이 순간적으로 많이 분사되어 짐으로써, 상기 에어백쿠션(20)은 짧은 시간내에 최대한 팽창되면서 실내측으로 전개되어 진다.
이에 따라, 짧은 시간내에 최대로 팽창된 에어백쿠션(20)은 그 내부의 압력이 평균이상의 압력을 갖게 되며, 이로 인해 성인의 평균 체격조건보다 그 이상에 해당하는 운전자가 실내측으로 전개된 에어백쿠션(20)에 부딪히게 되더라도 운전자의 체중을 충분히 지탱할 수 있게 됨으로서, 운전자의 상해저감 성능을 극대화시킬 수 있게 된다.
또한, 인플레이터하우징(55)의 중립노즐(55a-2)이 인플레이터(53)의 분사구멍(53a)과 연결된 상태이면, 상기 인플레이터(53)의 폭발시 에어백쿠션(20)쪽으로 분사되는 에어백가스는 양은 성인의 평균 체격조건으로 튜닝된 양으로서 분사되어지며, 이에 따라 상기 에어백쿠션(20)은 짧은 시간내에 최대로 팽창되던 속도 및 압력보다 약간 감소된 정상적인 속도 및 압력을 갖도록 실내측으로 전개되어 진다.
이에 따라, 성인의 평균 체격조건에 해당하는 운전자가 정상적인 압력으로서 전개된 에어백쿠션(20)에 부딪히게 됨으로써, 운전자의 상해저감 성능을 극대화시킬 수 있게 된다.
또한, 인플레이터하우징(55)의 축소노즐(55a-3)이 인플레이터(53)의 분사구멍(53a)과 연결된 상태이면, 상기 인플레이터(53)의 폭발시 에어백쿠션(20)쪽으로 분사되는 에어백가스는 양은 성인의 평균 체격조건으로 튜닝된 양보다 적은 양으로서 분사되어지며, 이에 따라 상기 에어백쿠션(20)은 정상적인 속도 및 압력보다 감소된 속도 및 압력을 갖도록 실내측으로 전개되어 진다.
이에 따라, 실내측으로 전개된 에어백쿠션(20)은 그 내부의 압력이 평균이하의 압력을 갖게 되며, 이로 인해 성인의 평균 체격조건보다 그 이하에 해당하는 운전자가 실내측으로 전개된 에어백쿠션(20)에 부딪히게 되더라도 에어백쿠션(20)의압력에 의해 운전자가 2차 부상을 당하는 위험을 없앨 수 있게 됨으로서, 이때에도 운전자의 상해저감 성능을 극대화시킬 수 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 운전자의 체격조건에 따라 에어백쿠션으로 분사되는 에어백가스의 양이 자동적으로 조절됨으로써, 운전자는 체격조건에 상관없이 실내측으로 전개된 에어백쿠션을 통해 항상 효과적으로 보호받을 수 있게 되고, 이에 따라 체격조건에 상관없이 운전자의 상해저감 성능을 극대화시킬 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims (5)

  1. 조향핸들(3)의 중앙부위에 장착되는 리테이너(51)와;
    다수개의 분사구멍(53a)이 외주면을 따라 형성되면서 상기 리테이너(51)상에 결합되는 인플레이터(53)와;
    다양한 크기의 노즐(55a)이 상기 분사구멍(53a)과 연결되게 외주면을 따라 형성되면서 상기 인플레이터(53)를 감싸도록 상기 리테이너(51)상에 회전 가능하게 결합되는 인플레이터하우징(55)과;
    상기 인플레이터하우징(55)의 상단 중앙부에 연결되도록 설치되고, ECU에어백(73)의 제어를 받는 전원공급부(75)를 통해 동력을 전달받아 선택적으로 구동되면서 상기 인플레이터하우징(55)을 회전시키는 하우징회전수단(57);
    으로 구성되는 운전석 에어백모듈용 인플레이터조립체의 구조.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 리테이너(51)에는 상기 인플레이터하우징(55)이 회전 가능하도록 끼워지는 가이드홈(51a)이 원주방향을 따라 형성된 것을 특징으로 하는 운전석 에어백모듈용 인플레이터조립체의 구조.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 노즐(55a)은,
    입구측에서 출구측으로 갈수록 직경이 점진적으로 커지는 확장노즐(55a-1)과, 입구측과 출구측의 직경이 동일한 중립노즐(55a-2)과, 입구측에서 출구측으로 갈수록 직경이 점진적으로 작아지는 축소노즐(55a-3)이 한 묶음의 형태로서 구성되면서 한 묶음씩 상기 인플레이터하우징(55)의 외주면을 따라 이격되어 형성되는 한편;
    상기 확장노즐(55a-1)과 중립노즐(55a-2) 및 축소노즐(55a-3)은 인플레이터하우징(55)의 외주면에서 일방향을 따라 동일한 배열순서를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 운전석 에어백모듈용 인플레이터조립체의 구조.
  4. 제 3항에 있어서,
    서로 인접한 상기 확장노즐(55a-1)사이의 간격(L1)과 상기 중립노즐(55a-2)사이의 간격(L2) 및 상기 축소노즐(55a-3)사이의 간격(L3)은 서로 동일(L1=L2=L3)하게 형성되는 한편;
    상기 간격(L1,L2,L3)은 상기 인플레이터(53)에 형성된 분사구멍(53a)의 간격(L4)과 동일(L1=L2=L3=L4)하게 형성되는 것을 특징으로 하는 운전석 에어백모듈용 인플레이터조립체의 구조.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 하우징회전수단(57)은,
    일단은 상기 가이드홈(51a)과 중복되지 않도록 상기 리테이너(51)상에 용접 결합되고 다수번 절곡된 타단은 상기 인플레이터하우징(55)의 상단 중앙부에 이격되어 위치하도록 설치되는 모터브라켓트(57a)와;
    상기 인플레이터하우징(55)의 상단 중앙부에 모터축이 연결되도록 상기 모터 브라켓트(57a)상에 고정되도록 장착됨과 동시에 상기 전원공급부(75)와 통전 가능하도록 설치되는 스텝모터(57b);
    로 구성되는 것을 특징으로 하는 운전석 에어백모듈용 인플레이터조립체의 구조.
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