KR100775447B1 - 무릎 보호용 에어백 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에어백 전개시 에어백이 하부에서 상부로 순차적으로 팽창되도록 하는 것으로, 자동차의 스티어링 컬럼 하부에 설치되는 무릎 보호용 에어백에 있어서, 팽창 가스가 발생되는 인플레이터를 내장하여 에어백 쿠션의 일측에 설치되는 리테이너와, 상기 에어백 쿠션 내부에 팽창 가스가 채워지는 다수 챔버를 구획하고, 인플레이터로부터 주입된 팽창 가스를 통과하도록 다수의 벤트홀이 형성된 테더를 구비한 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명은 에어백 전개시 각 챔버 순서대로 전개되므로 팽창 가스의 주입에 따른 에어백 유동을 최소화하게 되고, 테더에 의하여 에어백 형태를 안정적으로 전개시키며, 에어백이 인스트루먼트 패널에 밀착되게 전개되어 무릎과의 간격을 확보하여 줌으로써 무릎을 보다 안전하게 보호되는 유용한 효과가 있다.

에어백, 리테이너, 테더, 챔버

Description

무릎 보호용 에어백{Knee Air Bag}

도1a 내지 도1c는 종래의 무릎보호용 에어백장치를 보인 단면도.

도2a 내지 도2c는 종래의 차량 탑승자용 무릎 보호장치를 보인 단면도.

도3은 본 발명의 무릎 보호용 에어백을 보인 단면도.

도4는 도3의 A-A선 단면도.

도5는 본 발명의 에어백이 전개된 상태를 보인 측면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100: 에어백 101: 에어백 쿠션

102: 인스트루먼트 패널 103: 에어백 도어

104: 에어백 커버 105: 에어백 하우징

120: 테더 121: 제1테더

122: 제2테더 123: 제3테더

125: 벤트홀 131: 제1챔버

132: 제2챔버 133: 제3챔버

134: 제4챔버

본 발명은 무릎 보호용 에어백에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차의 사고 발생시 운적석의 스티어링 휠 아래에 위치하게 되는 운전자의 무릎 부분을 보호하도록 하는 무릎 보호용 에어백에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 자동차에는 충돌, 추돌, 전복 사고 등 자동차의 주행시 발생되는 사고로부터 탑승자를 보호하도록 안전장치를 구비하는데, 이러한 안전장치로는 안전벨트와 함께 자동차 사고 발생시 탑승자가 차체에 부딪히더라도 충격을 완화시키는 에어백이 있다.

여기서 상기 에어백은 운전석, 조수석, 뒷좌석 탑승자들을 보호하도록 운전석에는 스티어링 휠 아래에 설치하고, 조수석에는 인스트루먼트 패널에 설치하며, 뒷좌석 탑승자의 측면을 보호하도록 측면 에어백 또는 커튼 에어백을 설치한다.

특히, 운전자 및 조수석 탑승자의 무릎을 보호하기 위한 무릎 보호용 에어백은 스티어링 휠 아래쪽의 카울 브라켓트 또는 인스트루먼트 패널 아래에 설치한다.

이러한 무릎 보호용 에어백의 예로서 대한민국 특허공개공보 제2003-50611호(이하, "종래기술1"이라 함)로 "운전자의 무릎보호용 에어백장치"가 개시되어 있으며, 이를 도1a 내지 도1c에 도시하였다.

도1에 도시된 바와 같이, 종래기술1의 무릎 보호용 에어백장치(10)는 로어크래시패드(3)의 안쪽면에 설치되고, 에어백콘트롤유니트의 제어에 따라 통전되면서 폭발되는 인플레이터유니트(11)와, 상기 인플레이터유니트(11)의 폭발시 분사되는 팽창 가스에 의해 로어크래시패드(3)에서 슈라우드패널(2)쪽으로 전개되는 에어백튜브(12)와, 상기 에어백튜브(12)를 감싸면서 다수개의 고정부재(13)를 매개로 로어크래시패드(3)에 고정되도록 설치됨과 더불어 상기 에어백튜브(12)의 전개시 로어크래시패드(3)와 분리되면서 에어백튜브(12)와 주변부품들과의 간섭을 차단하여 에어백튜브(12)의 파손을 방지하는 에어백커버(14)와, 상기 슈라우드패널(2)쪽으로 위치된 에어백튜브(12)의 선단과 슈라우드패널(2)의 소정 부위를 연결시키면서 상기 인플레이터유니트(11)의 폭발시 에어백튜브(12)의 선단이 슈라우드패널(2)의 내측으로 전개되도록 전개방향을 유도하는 에어백고정수단(15)으로 구성된다.

이와 같은 종래기술1의 에어백은 자동차의 충돌 사고 발생시 에어백의 전개로 운전자의 무릎을 보호하게 된다.

그러나, 이러한 종래기술1의 에어백은 슈라우드 패널 내부에서 전개됨에 따라 무릎이 슈라우드 패널(2)과 부딪히게 되고, 이에 따라 에어백의 완충 역할이 감소되는 문제점이 있다.

또한, 무릎 보호용 에어백으로서 대한민국 공개특허공보 제2005-93843호(이하 "종래기술2"라 함)로 "차량 탑승자용 무릎 보호장치"가 개시되어 있으며, 이를 도2a 내지 도2c에 도시하였다.

도2에 도시된 바와 같이 종래기술2의 무릎 에어백 모듈(10')은 패널(21) 및 좌우 브래킷(22)을 통해 계기 패널 보강부(23)와 패널(21)을 통해 계기 패널(24)의 바닥부(24a)에 고정된다. 이러한 무릎 에어백 모듈(10')은 에어백(11'), 차량 충돌시 에어백(11')에 가스를 공급하기 위한 인플레이터(12'), 에어백(11') 및 인플 레이터(12')를 수납하는 에어백 케이스(13')와 에어백 케이스(13')를 덮기 위한 에어백 커버(14')가 고정된다.

아울러 에어백 커버(14')는 에어백 케이스(13)와 패널(21')에 부착되어 에어백 케이스(13)의 후방 개구(13a)와 패널(21)의 개구(21a)를 덮고, 사각 형상의 도어부(14a)를 설치하며, 에어백 케이스(13)의 후방 개구(13a)와 패널(21)의 개구(21a)에 대응하는 위치에 설치된다. 또한, 비교적 얇은 두께의 힌지부(14c)가 하부 가장자리에 형성되어 도어부(14a)는 에어백(11') 전개시 아래 방향으로 개방된다.

그런데, 이와 같은 종래기술2의 무릎 보호용 에어백은 자동차의 충돌 사고시 에어백이 급속하게 팽창됨에 따라 운전자의 무릎과 에어백과의 마찰에 의하여 찰과상이 발생하게 되며, 인플레이터에서 발생된 팽창 가스의 급속한 주입으로 에어백에 진동이 발생되어 에어백을 원활하게 팽창시키지 못하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 에어백 전개시 에어백이 하부에서 상부로 순차적으로 팽창되도록 하는 무릎 보호용 에어백을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 무릎 보호용 에어백은 자동차의 스티어링 컬럼 하부에 설치되는 무릎 보호용 에어백에 있어서, 팽창 가스가 발생되는 인플레이터를 내장하여 에어백 쿠션의 하측에 설치되는 리테이너와, 상기 에어백 쿠션 내부에 상기 인플레이터 쪽에서부터 제1테더, 제2테더 및 제3테더를 각각 다른 각도로 고정하여 팽창 가스가 채워지는 다수 챔버를 구획하고, 상기 테더에는 인플레이터로부터 주입된 팽창 가스를 통과하도록 다수의 벤트홀이 형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도3은 본 발명의 무릎 보호용 에어백을 보인 단면도이고, 도4는 도3의 A-A선 단면도이며, 도5는 본 발명의 에어백이 전개된 상태를 보인 측면도이다.

도3 내지 도5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 무릎 보호용 에어백(100)은 에어백 쿠션(101) 소정 위치에 고정된 리테이너(110)와, 에어백 쿠션(101)을 다수 분할된 공간을 구획하는 테더(120)로 이루어진다.

아울러 에어백 쿠션(101)은 도3에 도시한 바와 같이 하부는 좁고, 상부는 넓게 팽창되도록 하여 그 형태가 바나나 같은 형상으로 이루어지며, 에어백 쿠션(101) 내부에 다수개의 테더(120)를 고정한다.

이와 함께 에어백 쿠션(101)의 하부에는 인플레이터(111)를 내장하는 리테이너(110)를 설치한다.

또한, 테더(120)는 제1테더(121), 제2테더(122) 및 제3테더(123)로 이루어지며, 에어백 쿠션(101) 하부에 제1테더(121)를 고정하여 제1챔버(131)를 형성하고, 제1테더(121)로부터 상부로 떨어진 위치에 제2테더(122)를 고정하여 제2챔버(132)를 형성한다. 상기 제2테더(122)는 일측으로 경사지게 고정한다.

아울러 제3테더(123)는 제2테더(122)로부터 상부로 떨어진 위치에 고정하여 제3챔버(133)와 제4챔버(134)를 구획하며, 제3테더(123)는 제2테더(122) 보다 더 경사지게 고정한다.

이러한 테더(120)에는 벤트홀(125)을 다수개 형성하며, 벤트홀(125)은 도4에 도시된 바와 같이 원형상으로 형성하거나 각형, 타원형 등 다양한 형태로 형성하고, 벤트홀(125)은 각 테더(121,122,123)에 다수개 형성한다.

아울러 제1챔버(131) 내면에는 인플레이터(111)에서 발생된 팽창 가스의 주입시 팽창 가스의 열원에 의하여 제1챔버(131)의 형태적인 변형이 발생하지 않도록 코팅층(131a)을 형성한다. 이러한 코팅층(131a)은 리테이너(103)와 제1테더(121)의 벤트홀(125) 부분을 제외한 전체 내면에 형성한다.

이러한 코팅층(131a)은 알루미늄 분말, 아연 분말, 흑연 등의 내열성을 가지는 내열도료 또는 페놀 수지, 프탈산 수지, 실리콘 수지 등을 도포하거나 스프레이 등으로 분사하여 코팅층(131a)을 형성할 수 있다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 무릎 보호용 에어백은 도5에서와 같이, 자동차의 운전석 스티어링 컬럼(도면상 미도시됨) 하부의 인스트루먼트 패널(102) 내부에 에어백 도어(103)를 설치하며, 에어백 도어(103) 내측에 에어백 커버(104)를 고정하고, 이와 대향된 위치에 에어백 하우징(105)을 설치한다.

이와 같이 설치된 무릎 보호용 에어백(100)은 자동차의 충돌, 추돌, 전복 등에 의하여 자동차에 충격이 가해지면, 충돌 감지 센서(도면상 미도시됨)에서 충격량을 감지하여 이를 전자 제어 유닛(ECU: Electronic Control Unit)으로 보내게 되고, 전자 제어 유닛에서 에어백의 전개 유무를 판단하여 인플레이터(111)에 제어신 호를 보내게 된다.

이러한 제어신호에 따라 에어백(100)이 전개되는데, 리테이너(110) 내부에 설치된 인플레이터(111)에서는 내장된 점화회로에서 짧은 시간에 전기 점화를 일으켜 점화제를 점화시킴으로써 내장된 화약을 기폭시킨다.

이와 같은 화약으로 기폭으로 발생된 열기가 가스 발생제를 연소시켜 발생된 팽창 가스가 에어백 쿠션(101) 내부로 유입되고, 에어백 쿠션(101)을 감싸고 있던 인스트루먼트 패널(102), 에어백 도어(103) 및 에어백 커버(104)를 운전자 방향으로 회전시켜 에어백 쿠션(101)을 개방시키며, 이때, 팽창 가스에는 폭발로 인한 열원을 가진 상태로 에어백 쿠션(101) 내부의 제1챔버(131)로 유입된다.

이와 같이 제1챔버(131)에 유입된 팽창 가스는 열원을 가지고 있으나, 제1챔버(131) 내면에 코팅된 코팅층(131a)에서 열을 차단하여 줌으로써 제1챔버(131)가 변형되지 않게 된다.

이렇게 제1챔버(131)로 유입된 팽창 가스는 제1테더(121)에 형성된 다수개의 벤트홀(125)을 통하여 제2챔버(132)로 들어가 제2챔버(132)를 팽창시킨다. 이러한 제2챔버(132)의 팽창과 함께 팽창 가스는 제2테더(122)의 벤트홀(125)을 통하여 제3챔버(133)로 들어가게 되고, 제3챔버(133)의 팽창과 함께 제3테더(123)의 벤트홀(125)을 통하여 제4챔버(134)로 들어가 제4챔버(134)를 팽창시킨다.

이와 같이 테더(120)는 각 챔버(131~134)를 구획하는 격판 역할을 하므로, 에어백 쿠션(101) 내부로 유입된 팽창 가스는 벤트홀(125)을 통하여 제1챔버(131)에서부터 제4챔버(134) 순서대로 팽창된다. 이에 따라 팽창 가스는 구획된 챔버 들(131~134)의 내부 공간에 순차적으로 채워짐에 따라 팽창 가스의 유동을 최소화하여 에어백 쿠션(101)의 출렁거림이 방지된다.

즉, 에어백 쿠션(101) 내의 각 테더들(120)은 팽창 가스의 흐름을 조절하는 조절판(배플, Baffle) 역할을 하게 되고, 제2테더(122)와 제3테더(123)는 각각 다른 각도로 경사지게 고정되어 있어 팽창가스는 제2챔버(132)를 팽창시킴과 함께 제3챔버(133)로 이동된다. 아울러 팽창 가스는 제3챔버(133)를 팽창시킴과 함께 제4챔버(134)로 이동되어 제4챔버(134)를 팽창시키므로, 각 테더(120)의 벤트홀(125)을 통한 팽창 가스의 흐름이 원활하게 이루어진다.

이에 따라 본 발명의 에어백(100)은 도5 내지 도6에 도시된 바와 같이, 완만한 곡선 형태로 전개되어 그 형태가 바나나 형상을 이루게 된다.

이와 같은 본 고안의 에어백(100)은 인스트루먼트 패널(102)의 저면에서부터 상부까지 순차적으로 전개되므로, 에어백 쿠션(101)과 무릎과의 접촉 시간을 지연시켜 에어백(100)과 무릎의 충격을 완화시키게 된다.

이와 같은 본 발명은 에어백 전개시 각 챔버 순서대로 전개되므로 팽창 가스의 주입에 따른 에어백 유동을 최소화하게 되고, 테더에 의하여 에어백 형태를 안정적으로 전개시키며, 에어백이 인스트루먼트 패널에 밀착되게 전개되어 무릎과의 간격을 확보하여 줌으로써 무릎을 보다 안전하게 보호되는 유용한 효과가 있다.

Claims (5)

1. 자동차의 스티어링 컬럼 하부에 설치되는 무릎 보호용 에어백에 있어서,

   팽창 가스가 발생되는 인플레이터를 내장하여 에어백 쿠션의 하측에 설치되는 리테이너와,

   상기 에어백 쿠션 내부에 상기 인플레이터 쪽에서부터 제1테더, 제2테더 및 제3테더를 각각 다른 각도로 고정하여 팽창 가스가 채워지는 다수 챔버를 구획하고, 상기 테더에는 인플레이터로부터 주입된 팽창 가스를 통과하도록 다수의 벤트홀이 형성된 것을 특징으로 하는 무릎 보호용 에어백.
2. 제1항에 있어서,

   상기 챔버는 상기 제1테더, 제2테더 및 제3테더에 의해 각각 제1챔버, 제2챔버, 제3챔버 및 제4챔버로 구획되고, 인플레이터가 설치된 제1챔버 내면에는 팽창 가스의 열로 변형되지 않도록 코팅층을 형성한 것을 특징으로 하는 무릎 보호용 에어백.
3. 제2항에 있어서,

   상기 챔버들은 인플레이터에서 주입된 팽창 가스가 벤트홀을 통하여 순차적으로 전개되는 것을 특징으로 하는 무릎 보호용 에어백.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,

   상기 제2테더는 제1테더의 경사 각도 보다 큰 각도로 경사지게 고정되고, 제3테더는 제2테더 보다 큰 각도로 경사지게 고정된 것을 특징으로 하는 무릎 보호용 에어백.

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