KR100692075B1 - 자동차용 크래시패드 시스템 - Google Patents

자동차용 크래시패드 시스템 Download PDF

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KR100692075B1
KR100692075B1 KR1020050120374A KR20050120374A KR100692075B1 KR 100692075 B1 KR100692075 B1 KR 100692075B1 KR 1020050120374 A KR1020050120374 A KR 1020050120374A KR 20050120374 A KR20050120374 A KR 20050120374A KR 100692075 B1 KR100692075 B1 KR 100692075B1
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KR
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inflator
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pinion
vehicle
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이태희
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 차량 충돌사고시 승객거동을 조기에 구속하여 승객 상해치를 낮출 수 있는 자동차용 크래시패드 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 차량 정면충돌시 크래시패드 로워와 승객 무릎 사이의 공간(거리)을 줄여서 승객거동을 조기에 구속함으로써, 승객거동 개선에 따른 승객 상해치를 저감할 수 있고, 승객거동 개선으로 운전자측 에어백이나 승객측 에어백에 대한 설계자유도를 높일 수 있으며, 특히 니 에어백 대체가 가능하여 니 에어백 적용시 수반되는 재료비 증가 및 튜닝작업에 소요되는 개발비, 개발기간 등의 세이브할 수 있는 자동차용 크래시패드 시스템을 제공한다.
차량 충돌사고, 크래시패드 시스템, 승객 조기구속, 크래시패드 로워, 승객 상해치

Description

자동차용 크래시패드 시스템{Crash pad system for vehicle}
도 1은 본 발명에 따른 크래시패드 시스템의 구성을 보여주는 구성도
도 2는 본 발명에 따른 크래시패드 시스템에서 각 구성요소의 1단계 동작 상태를 보여주는 측단면 도면
도 3은 본 발명에 따른 크래시패드 시스템에서 각 구성요소의 2단계 동작 상태를 보여주는 측단면 도면
도 4는 본 발명에 따른 크래시패드 시스템의 작동 전 상태를 보여주는 사시도
도 5는 본 발명에 따른 크래시패드 시스템의 작동 후 상태를 보여주는 사시도
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 인플레이터 11 : 랙 기어
12 : 피니언 블럭 13 : 제1피니언 기어
14 : 제2피니언 기어 15 : 크래시패드 로워
16 : 로드 17 : 브라켓
18 : 크래시패드 메인 19 : 절취선
본 발명은 차량 충돌사고시 승객거동을 조기에 구속할 수 있는 크래시패드 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량 충돌신호와 동시에 크래시패드 로워를 신속하게 하향 이동시켜 크래시패드 로워와 승객 무릎 간의 거리를 줄여줌으로써, 승객거동을 조기에 구속하여 승객 상해치를 낮출 수 있는 자동차용 크래시패드 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 차량 충돌사고시 승객의 몸이 벨트 밑으로 빠져서 시트 아래로 내려가는 서브마린(Submarine) 현상 등으로 인해 승객 상해치가 높아지는 문제가 발생한다.
그러나, 승객 편의성(Leg room 확보) 문제로 크래시패드 로워와 승객 무릎 사이에 일정수준 이상의 공간을 확보해야 하기 때문에 승객거동을 조기에 구속하는데 어려움이 있고, 이로 인해 차량 충돌사고시 승객 상해치가 증가하고, 또 상품성을 떨어뜨리는 결과를 초래한다.
위와 같은 문제를 해소하기 위하여 차량 충돌사고시 신호를 받아 액추에이터에 내장된 화약을 터뜨려서 무릎부위에 에어백을 전개시키는 방식의 니 에어백(Knee air bag)이 제시되어 있으나, 이러한 니 에어백의 경우 비가역적 구동 메카니즘, 수리성 측면에서 불리함, 에어백 전개시 크래시패드 전체가 손상되기 때문에 수리비 증가 등의 단점이 있다.
또한, 차량 특성에 따라 에어백 전개시간, 전개압력, 에어백 형상 등의 최적화가 필요함에 따라 니 에어백 적용에 따은 재료비 증가 이외에 튜닝작업을 위한 개발기간 및 개발비 증가, 튜닝 실패시 서브마린 현상 발생 등으로 오히려 승객거동을 악화시키는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 차량 정면충돌시 크래시패드 로워와 승객 무릎 사이의 공간(거리)을 줄여서 승객거동을 조기에 구속함으로써, 승객거동 개선에 따른 승객 상해치를 저감할 수 있고, 승객거동 개선으로 운전자측 에어백이나 승객측 에어백에 대한 설계자유도를 높일 수 있으며, 특히 니 에어백 대체가 가능하여 니 에어백 적용시 수반되는 재료비 증가 및 튜닝작업에 소요되는 개발비, 개발기간 등의 세이브할 수 있는 자동차용 크래시패드 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 화약의 폭발력으로 동력을 발생시키는 인플레이터 및 이것으로부터 동력을 받아 전진 동작하는 랙 기어와, 피니언 블럭상에 회전가능하게 지지되며 랙 기어와 치합전동가능한 제1피니언 기어 및 이 제1피니언 기어의 한쪽 옆에 나란하게 배치되면서 함께 맞물려 돌아가는 제2피니언 기어와, 상기 제2피니언 기어(14)의 축에 고정되어 축과 함께 동작되면서 크래시패드 로워를 밀어서 하향 이동시켜주는 로드와, 상기 인플레이터 및 기어류의 고정을 위한 브라켓을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 인플레이터는 에어백 작동을 위한 신호를 제공하는 충돌감지센서의 신호를 받아 작동되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 인플레이터는 2세트의 랙 기어, 제1,2피니언 기어 및 로드의 동시 작동을 가능하게 하는 양방향으로 동력을 발생시키는 방식인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 로드는 "ㄱ"자 형상의 막대부재로 이루어져 90°회전에 의해 크래시패드 로워를 강제로 밀어낼 수 있는 구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 크래시패드 시스템에 대한 바람직한 구현예를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 크래시패드 시스템의 구성을 보여주는 구성도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 승객 또는 운전자의 무릎부위 바로 윗쪽 부분에 위치되는 크래시패드 로워(15)는 대략 사각형태의 판부재로 되어 있으며, 크래시패드 메인(18)상에 절취선(19)을 통해 임시로 붙어 있는 구조로 지지된다.
이때의 절취선(19)은 크래시패드 성형시 두께를 얇게 만드는 방식을 적용할 수 있으며, 또는 접착수단으로 살짝 붙어 있는 형태를 적용할 수 있다.
따라서, 크래시패드 로워(15)에 외력이 가해지는 경우 절취선(19)이 뜯어지면서 크래시패드 로워(15)는 크래시패드 메인(18)으로부터 분리되어 아래쪽으로 이동될 수 있게 된다.
상기 크래시패드 로워(15)의 하향을 이동을 위한 액추에이터 수단들은 크래시패드 내측에서 크래시패드 로워(15) 바로 안쪽에 설치된다.
이를 위하여, 크래시패드 내측에서 서로 일정거리를 두고 나란하게 배치되는 절곡형 바형태의 2개의 브라켓(17)이 차체 프레임(미도시)측에 고정되는 구조로 설치되고, 상기 각각의 브라켓(17)상에는 길이중간 위치에 인플레이터(10)가 설치되며, 상기 인플레이터(10)를 기준하여 그 양편에는 각각 피니언 블럭(12)이 브라켓(17)상에 고정되는 구조로 설치된다.
여기서, 상기 인플레이터(10)는 에어백 작동을 위한 신호를 제공하는 충돌감지센서의 신호를 받아 작동되면서 화약의 폭발력으로 동력을 발생시키는 수단으로서, 본 발명에서는 제공하는 인플레이터(10)는 2세트의 랙 기어(11), 제1,2피니언 기어(13),(14) 및 로드(16)의 동시 작동을 가능하게 하는 양방향으로 동력을 발생시키는 방식으로 되어 있다.
상기 인플레이터(10)의 양측에는 각각의 랙 기어(11)가 인출가능한 구조로 장착되며, 이에 따라 인플레이터(10)의 작동에 의해 화약이 폭발하면 이때의 폭발력을 받아 랙 기어(11)가 바깥쪽으로 인출될 수 있게 된다.
즉, 화약의 폭발력으로 랙 기어(11)가 전진될 수 있게 된다.
이때의 랙 기어(11)는 길이 일부가 인플레이터(10) 내에 수납되어 있는 상태로 장착되므로, 그 동작시 인플레이터(10) 내에서 가이드될 수 있게 된다.
상기 각각의 피니언 블럭(12)에는 2개의 피니언 기어, 즉 제1피니언 기어(13)와 제2피니언 기어(14)가 옆으로 나란하게 장착되며, 이때의 제1피니언 기어 (13)와 제2피니언 기어(14)는 서로 맞물린 상태로 조합됨에 따라 하나의 피니언 기어가 회전하면 이에 맞물린 다른 하나의 피니언 기어는 반대방향으로 회전하게 된다.
특히, 상기 제1피니언 기어(13)는 인플레이터(10)측에서 연장 배치되는 랙 기어(11)와 치합전동가능한 구조, 즉 랙 기어(11)의 치형이 제1피니언 기어(13)의 치형에 맞물려 서로 전동가능한 구조로 조합되어 있어서 랙 기어(11)의 전진 동작에 의해 제1피니언 기어(13)도 동시에 회전될 수 있게 된다.
또한, 상기 각각의 제2피니언 기어(14)의 축에는 크래시패드 로워(15)를 실질적으로 밀어주는 로드(16)가 장착된다.
상기 로드(16)는 대략 "ㄱ"자 형상의 막대부재로 이루어져 있으며, 그 막대부재의 양단부는 서로 마주보며 배치되어 있는 양측의 각 제2피니언 기어(14)의 축에 결합되면서 지지되어 양측의 각 제2피니언 기어(14)의 회전시 90°회전되면서 크래시패드 로워(15)를 강제로 밀어낼 수 있도록 되어 있다.
이러한 로드(16)는 2개가 구비되며 2개의 로드(16)가 동시에 움직이면서 함께 크래시패드 로워(15)를 밀어낼 수 있게 된다.
도 2는 본 발명에 따른 크래시패드 시스템에서 각 구성요소의 1단계 동작 상태를 보여주는 측단면 도면이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 차량 충돌사고시 에어백의 작동을 위한 신호를 제공하는 충돌감지센서의 신호가 통상의 차량용 ECU에 입력되면, ECU에는 인플레이터(10)의 작동을 위한 제어신호를 출력한다.
상기 ECU의 제어신호를 받아 인플레이터(10)가 작동하면, 즉 화약이 폭발하면 이때의 폭발력에 의해 랙 기어(11)가 바깥쪽으로 전진 이동하게 되고, 이와 동시에 랙 기어(11)와 맞물려 있는 제1피니언 기어(13)가 시계방향으로 회전하게 된다.
이때, 2개의 인플레이터(10)가 동시에 작동하면 4개의 랙 기어(11)도 동시에 동작되면서 각 피니언 기어를 회전시켜주게 된다.
여기서, 충돌감지센서의 신호를 입력받은 ECU의 제어를 통해 인플레이터를 작동시키는 방법 등은 당해 기술 분야에서 통상적으로 알려져 있는 방법이라면 특별히 제한되지 않고 채택될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 크래시패드 시스템에서 각 구성요소의 2단계 동작 상태를 보여주는 측단면도면
도 3에 도시한 바와 같이, 랙 기어(11)에 의해 제1피니언 기어(13)가 시계방향으로 회전하면 이와 맞물려 있는 제2피니언 기어(14)는 반시계방향으로 회전하게 되고, 따라서 제2피니언 기어(14)의 축에 결합되어 함께 연동가능한 구조로 설치되어 있는 로드(16)가 아래쪽으로 90°회전하면서 젖혀지게 되므로서, 이때의 로드(16)에 의해 크래시패드 로워(15)가 밀려나면서 하향 이동하여 승객의 무릎부위를 구속할 수 있게 되는 것이다.
도 4와 도 5는 본 발명에 따른 크래시패드 시스템의 작동 전/후 상태를 보여주는 사시도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 차량의 정상적인 운행상태에서는 승객 또는 운전 자의 무릎부위 거동공간이 충분하게 확보되므로, 승객 또는 운전자는 편안하게 다리 등을 거동할 수 있게 된다.
도 5에 도시한 바와 같이, 차량 충돌사고시에는 크래시패드 로워(15) 부분이 아래로 내려오면서 승객 또는 운전자의 무릎부위를 신속히 구속하게 되므로, 승객 또는 운전자의 안전을 최대한 보장되면서 충돌사고에 따른 상해치를 최대한 줄일 수 있게 된다.
이상에서와 같이 본 발명은 차량 충돌사고시 크래시패드 로워를 하향 이동시키는 방식으로 승객거동을 조기에 구속하여 승객 상해치를 저감할 수 있도록 함으로써, 차량 충돌사고시 승객의 안전을 최대한 보호할 수 있는 장점이 있으며, 또한 기존의 니 에어백 대체가 가능하여 니 에어백 적용시 수반되는 재료비 증가 및 튜닝작업에 소요되는 개발비, 개발기간 등의 세이브할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 화약의 폭발력으로 동력을 발생시키는 인플레이터(10) 및 이것으로부터 동력을 받아 전진 동작하는 랙 기어(11)와, 피니언 블럭(12)상에 회전가능하게 지지되며 랙 기어(11)와 치합전동가능한 제1피니언 기어(13) 및 이 제1피니언 기어(13)의 한쪽 옆에 나란하게 배치되면서 함께 맞물려 돌아가는 제2피니언 기어(14)와, 상기 제2피니언 기어(14)의 축에 고정되어 축과 함께 동작되면서 크래시패드 로워(15)를 밀어서 하향 이동시켜주는 로드(16)와, 상기 인플레이터(10) 및 기어류의 고정을 위한 브라켓(17)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 크래시패드 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 인플레이터(10)는 에어백 작동을 위한 신호를 제공하는 충돌감지센서의 신호를 받아 작동되는 것을 특징으로 하는 자동차용 크래시패드 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 인플레이터(10)는 2세트의 랙 기어(11), 제1,2피니언 기어(13),(14) 및 로드(16)의 동시 작동을 가능하게 하는 양방향으로 동력을 발생시키는 방식인 것을 특징으로 하는 자동차용 크래시패드 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 로드(16)는 "ㄱ"자 형상의 막대부재로 이루어져 90°회전에 의해 크래시패드 로워(15)를 강제로 밀어낼 수 있는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 크래시패드 시스템.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11827359B2 (en) 2022-04-01 2023-11-28 B/E Aerospace, Inc. Devices for HIC reduction

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR950008144B1 (ko) * 1989-10-02 1995-07-25 오토모티브 시스템스 라보라토리 인코포레이티드 차량용 자동조절형 무릅보호대

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