KR100846055B1

KR100846055B1 - 에어백

Info

Publication number: KR100846055B1
Application number: KR1020070033829A
Authority: KR
Inventors: 현석 방; 순식 김; 제프리 에스 쿤
Original assignee: 키 세이프티 시스템즈 인코포레이티드
Priority date: 2006-04-07
Filing date: 2007-04-05
Publication date: 2008-07-11
Also published as: US20070108753A1; JP2007276771A; KR20070100651A; EP1842742B1; EP1842742A2; EP1842742A3; CA2584099A1; JP4630302B2; US7625008B2

Abstract

에어백(100a)은 일체형이거나, 정합 에지를 따라 부착되는 메인 패널(102b) 및 한 쌍의 측면 패널(104a, 104b)에 의해 형성되는 단일 팽창식 챔버(101)를 갖는다. 메인 패널(102b)은 상부(135), 전방부(126) 및 하부를 갖는다. 수직 지향 요홈부는 에어백(100a)의 전방 대면부 상에 형성된다. 요홈부(110)는 팽창식 챔버(101)를 2개의 로브 부분(112a, 112b)으로 나눈다. 구속부(180)가 팽창식 챔버(101) 내에 위치되고, 요홈부(110)에 부착되는 하나의 단부 및 고정되어 팽창식 챔버(101)의 팽창시에 요홈부의 전방 이동을 제한하는 제 2 단부를 갖는다. 메인 패널(102b)의 상부(135)는 요홈부(110)의 상부 영역에 걸쳐 연장한다. 상기 에어백은 전방 에어백, 특히 승객측 전방 에어백으로서 유용하다.

Description

에어백{AIRBAG WITH VERTICAL GROOVE}

도 1은 미국 특허 제 7,152,880 B1 호에 따른 팽창식 에어백에 대한 도면,

도 1a는 차량의 앞유리와 좌석에 대한 도 1의 에어백의 등축도로서, 에어백의 내부를 도시하기 위해 우측 패널이 부분적으로 제거된 도면,

도 1b는 도 1의 에어백의 평면도,

도 1c는 우측 패널의 일부가 제거된 변형적 에어백의 등축도,

도 1d는 도 1c의 에어백의 평면도,

도 1e는 완전한 우측 패널 및 일측 또는 양측 패널 내의 임의의 구멍을 갖는 도 1c의 에어백에 대한 또 다른 등축도,

도 2는 함께 봉합되기 전의, 도 1의 에어백의 여러 에어백 부품에 대한 도면,

도 2a는 본 발명의 또 다른 실시예에 대한 도면,

도 2b는 도 4b(도 4a 포함)에 도시된 실시예에 유용한 패널의 레이아웃을 도시한 도면,

도 3은 도 1의 에어백의 측면 패널 중 하나와, 가상선에 의해 도시된 구속부 및 요홈부 형성 구조물의 중앙 패널을 도시하는 측면도,

도 4는 도 1의 에어백의 변형예에 대한 도면,

도 4a는 도 1의 에어백의 또 다른 변형예에 대한 도면,

도 4b는 도 1의 에어백의 또 다른 변형예에 대한 도면,

도 5는 도 1의 에어백의 추가적 변형예에 대한 도면,

도 6은 도 1의 에어백의 추가적 변형예에 대한 도면,

도 7은 전개되어 팽창된 상태를 도시한 미국 특허 제 7,131,664 B1 호에 따른 에어백의 사시도,

도 8은 도 7의 에어백을 아래로 내려다 본 평면도,

도 9는 도 7의 에어백의 정면도,

도 10은 내부 구속부 및 확산기 요소를 나타내기 위해 좌측 패널의 대부분이 제거된 상태의 도 7의 에어백의 사시도,

도 11은 양 측면 패널이 제거된 상태의 도 10의 사시도,

도 11a 내지 도 11h는 함께 봉합되기 전을 나타낸 여러 에어백 부품의 평면도,

도 12a 내지 도 12h는 조립 전의 패널 및 다른 부품을 도시하는 에어백의 변형적 실시예의 평면도로서, 요홈측 패널 및 구속부가 도 11a 내지 도 11h에 도시된 실시예로부터 변형된 도면,

도 13은 종래 기술에 따른 에어백의 하나의 유형에 대한 평면도,

도 14는 종래 기술에 따른 에어백의 또 다른 유형에 대한 평면도,

도 15는 본 발명의 에어백과 결합하여 사용될 수 있는 전형적인 팽창기의 단 면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100a: 에어백 102b: 메인 패널

104a, 104b: 측면 패널 110: 요홈부

130b: 개구 135: 메인 패널의 상부

149: 오목형 구조체 160: 중앙 요홈 패널

180: 구속부 300: 에어백 모듈

본 발명은 차량의 계기판으로부터 전개되는 승객측 에어백에 관한 것이다.

도 13은 에어백 팽창기(280)에 의해 팽창되는 팽창식 단일 챔버(330)를 갖는 종래의 승객측 전방 에어백(20)을 도시한다. 에어백(20)의 정면부 또는 전방 패널(320)은 가슴, 어깨 및 머리 등 전반에 걸쳐 차량 탑승자(22)에게 충격을 가한다. 차량 탑승자가 차량 계기판에 더 가깝고, 좌석(24)의 좌석 등받이(26)로부터 더 먼 곳에서 착석 위치를 취하고 있는 것으로 가정하면, 에어백이 차량 탑승자에게 충격을 가하는 속도는 증가한다. 만일, 차량 탑승자의 신체가 에어백 전개시에 에어백 모듈의 커버와 접촉하거나 상기 커버와 근접하여 있다면, 차량 탑승자와 에어백 간의 상호 작용은 증가된다.

어린이, 유아용 카시트(child seat)에 있는 유아 및 잘못된 방향(out-of-position)으로 앉아 있는 차량 탑승자를 포함하는 차량 탑승자에 대한 부상을 줄이기 위해, 몇몇의 더 새롭고 더 복잡한 에어백 시스템은 차량 탑승자의 체중, 크기 또는 좌석 위치를 측정하기 위한 다양한 센서를 사용함으로써 에어백 팽창 속도를 제어할 것을 제안한다. 센서는 차량의 수명 내내 기능을 유지할 것을 보장할 수 있도록 높은 신뢰성이 요구되며 비용이 많이 소요된다. 통상적으로 사용되고 있는 에어백 시스템 중 어떠한 것도 차량의 앞좌석에 위치되어 차량의 후방을 향하여 있는 유아용 카시트의 유아를 향한 에어백의 전개를 수용할 수 있는 것은 없다. 모든 차량 제조업자는 유아용 카시트의 이러한 사용에 대해 경고 수단을 제공하거나, 이와 달리 수동으로 에어백의 작동을 멈추는 수단을 제공한다.

도 14는 팽창시에 공간(360)에 의해 분리되는 2개의 에어백(21a, 21b)으로 형성될 수 있는 팽창식 쿠션 또는 에어백의 종래 기술에 따른 제안예를 도시한다. 이러한 에어백이 팽창될 때, 상기 에어백은 상기 공간(360)이 정상적으로 착석한 차량 탑승자(22)의 전방에 위치되도록 도시된 형상을 취하여, 차량 탑승자의 머리와 접촉하는 것을 방지하게 될 것이다. 에어백과 차량 탑승자 사이의 상호 작용은 주로 탑승자의 몸통과 어깨의 측면에 부딪히는 2개의 에어백에 의해 이루어진다. 이러한 에어백 시스템은 잘못된 위치에 있는 차량 탑승자가 과도한 힘을 받도록 한다.

미국에서, 1살, 3살, 6살, 47.6kg의 여성에 대한 미연방 도로 교통 안전국 기준은, 각각 통상적인 크기 및 체중의 성인 차량 탑승자의 기준에서 벗어나, 에어백 전개에 대한 별도의 기준을 보장하도록 충분히 상이한 것으로 간주된다. 유사하게, 임신부는 그들이 포태하고 있는 태아의 생존 가능성을 보장하기 위해 특별한 요구 사항을 갖는다.

안전 장치 산업(safety restraints industry)은 여전히 비용측면에서도 감당할 수 있으면서도 가능한 가장 높은 신뢰도로 다수의 잠재적 사용자를 위한 최대 안전 범위를 갖춘 차량 탑승자 안전 장치(vehicle occupant restraint devices)를 제공할 것을 요구한다. 복잡한 센서 및 제어는 부품 수를 증가시키며, 이는 본질적으로 부품 오작동의 위험을 증가시켜, 불필요한 기술자의 사용을 유발하여서 비용 증가의 원인이 된다.

도 1 내지 도 6은 보호되어야 할 차량 탑승자와 대면하는 에어백의 실질적으로 상부로부터 바닥부까지 연장하는 수직 지향 요홈부로 구성되는 팽창식 단일 챔버를 갖는 에어백을 도시한다. 특허청구범위를 포함한 본원에서 사용되는 "요홈(recess)"이란 용어는 함몰되거나 움푹 들어간 폐쇄부와 같은 표면 내의 오목부를 의미한다. 본 실시예에서, 에어백의 메인 패널은 상기 요홈부의 입구, 개구 또는 출입구를 형성하는 긴 슬롯 또는 개구를 갖는다. 도 1c, 도 1d, 도 1e, 도 8a 및 도 11a는 대략 동일한 크기의 요홈부를 얻기 위해 유사한 구성을 사용하는 또 다른 실시예를 도시한다. 메인 패널의 개구는 크기면에서 감소되고, 조립시 메인 패널의 일부는 요홈부의 상부를 덮는다. 넓은 의미에서, 메인 패널의 덮개부는 요홈부의 상부에 걸쳐 연장하는 교량을 제공한다. 도 4a는 사다리꼴 형상의 요홈부의 사용을 도시한다. 도 4b에 있어서, 이러한 변형예는 메인 패널의 일부를 이용하여 요홈부의 상부를 덮는다. 도 7 내지 도 12에 있어서, 요홈부는 감소되고, 메인 패널의 중간에서부터 에어백의 하부까지 연장하게 되나, 이러한 실시예에서, 메인 패널 내에 대응하는 소 개구를 갖는 상기와 같은 감소된 요홈부는 예를 들어, 도 1a 및 도 2a에 도시된 실시예에서와 같이 메인 패널 아래에서 연장하지 않는다.

다양한 도면에서 도시된 에어백(100)은 팽창식 단일 챔버(101)를 가지며, 하나 이상의 직물 패널에 의해 형성될 수 있다. 에어백은 일편(one piece) 구성으로서 직조(weaving)되거나 편조(knitting)될 수 있으며, 또는 다수의 패널을 함께 접착시키거나 봉합하여 형성될 수 있다. 요홈부(110)는 보호되어야 할 차량 탑승자에 대면하는 에어백의 일부 또는 패널 뒤에 형성된다. 도시된 실시예에서, 에어백(100)은 보호되어야 할 차량 탑승자에 대면하는 정면 패널부(103)와, 다수의 측면 패널(104a, 104b)을 갖는 메인 패널(102)을 갖는다. 에어백 및 상기 에어백의 다양한 패널의 크기는 각각의 차량 적용예에 따라 변경될 것이다. 반드시 별도의 측면 패널 및 연결 메인 또는 중앙 패널을 갖춘 에어백을 형성할 필요는 없다. 이러한 패널 각각은 통상적으로 나일론 또는 폴리에스테르를 포함하는 직조 직물로 제조된다. 측면 패널(104a, 104b)은 실질적으로 동일하고 서로 거울상(mirror image)을 이룬다. 측면 패널(104a, 104b) 각각은 팽창기 및 쿠션부(122)와 연통하도록 구성된 목부(120)를 갖는다. 메인 패널은 첨두 또는 말단 또는 상부, 중간부 및 저부 또는 말단 또는 하부를 갖는다.

메인 패널은 상기 메인 패널의 단부에 위치되는 한쌍의 마주보는 목부(neck portion)(124)를 갖는다. 여러 목부가 함께 결합되어, 공지된 방식으로 팽창기 또는 하우징에 연통하는 에어백의 목 또는 입구를 형성한다. 메인 패널(102)의 전방부(126)는 메인 패널의 중앙에 위치되며, 상기 메인 패널의 중앙부의 일부는 차량 탑승자에 대면하여, 정면 패널부(103)를 형성한다. 정면 패널부(103)에 인접한 전방부(126)는 요홈, 더욱 구체적으로는 팽창식 에어백(100) 내의 요홈으로의 개구를 형성하는데 사용되는 개구(130)를 갖는다. 에어백(100)은 측면 패널(104a)의 에지(132)를 메인 패널(102)의 에지(134)에 봉합함으로써 형성된다. 다른 측면 패널(104b)의 에지(132)는 공지된 방식으로 메인 패널(102)의 에지(134a)에 봉합된다. 팽창식 챔버(301)는 개구, 팽창 가스가 팽창식 챔버(301)로 유입하여 에어백(100)을 팽창시킬 수 있도록 측면 패널과 연동하는 메인 패널의 단부 또는 목부에 의해 형성되는 경로 또는 목(neck)(129)을 갖는다. 여러 패널의 조립시, 도 1 및 도 15에 도시된 바와 같은 팽창기(308)가 에어백의 목 내에 위치된다. 전개에 앞서, 에어백은 접혀져서 에어백 모듈(300)의 하우징(306) 내에 저장된다.

팽창된 에어백 내의 요홈부(110)의 폭은 메인 패널(212)의 전방부(126)의 폭의 적어도 25%, 바람직하게는 전체 폭의 25% 내지 35% 사이이다. 이는 약 120mm 내지 250mm의 범위일 수 있다. 요홈의 전체 길이는 통상 약 1500mm 내지 1600mm의 에어백 전체 길이의 85% 내지 90% 사이에서 변경될 수 있다.

메인 패널(102)의 개구(130)는 하나 이상의 에지(140a, 140b, 140c, 140d)를 갖는다. 비록, 개구(130)가 직사각형으로 도시되었지만, 상기 개구(130)는 타원형 개구(130a)를 갖는 변형적 메인 패널(102a)을 도시하는 도 4에서 도시된 바와 같이 장방형을 포함하여 다른 형상을 가질 수 있다. 정면 패널부 내의 개구는 혼합 형상일 수 있다. 도 4a의 개구(130a)는 사다리꼴 또는 삼각형(131) 및 직사각형(133)의 결합으로서 형성되는 요홈부(110)를 사용한다. 큰 개구를 갖고 에어백의 바닥을 향해 위치되는 사다리꼴 형상은 에어백 모듈의 커버 상에서 또는 에어백 모듈의 커버에 바로 인접하여 그들의 머리 또는 가슴으로 잘못된 위치의 착석 위치의 어린이 또는 작은 성인과의 간섭을 최소화하는 것을 돕는다. 도 2b는 도 4a의 에어백을 제조하는데 유용한 다양한 패널의 레이아웃을 도시하며, 도 4b에 도시된 에어백의 구조를 이해하는데 유용하다. 도 2b에 있어서, 개구(130c)의 직사각형부(133)의 상부(140a)는 요홈부가 앞선 실시예의 경우에서와 같이 에어백의 정면부의 상부로부터 바닥까지 연장할 수 있도록, 패널(102d)의 상부를 향해 위치된다. 또한, 도 2b는 점선(140'a)를 도시하며, 상기 점선은 메인 패널(102d)의 상부(135)가 요홈부(110)의 상부를 덮는 도 4b의 에어백과 함께 사용하기 위한 개구(130c)의 상부의 위치를 도시한다. 여기서, 도 1c에 도시된 실시예에서와 같이, 메인 패널의 상부는 로브(lobe)(112a, 112b)를 연결하고 있다.

도 1 및 도 2에서, 에어백(100)은 개구(130, 130a) 내에 고정되고, 메인 패널 개구(130)의 에지(140a 내지 140d)에 봉합되거나 고정되는 직물의 패널(150, 152, 160)과 같은 하나 또는 다수의 패널을 사용하여 형성될 수 있는 오목형으로 형성된 그루브 형상의 구조체 또는 오목형 구조체(149)를 갖는다. 상기 그루브형 또는 오목형 구조체(149)는 에어백 내의 메인 패널의 외측면 아래에 위치되며, 구속부(tether) 및 섬유의 다른 패널과 협력하여, 단일 챔버형 에어백의 마주보는 로브부(112a, 112b) 사이에 요홈부(110)를 형성하기 위해 사용된다. 그루브(groove)형 또는 오목형 구조체(149)는 형상화된 단일 패널을 제공함으로써, 또는 개구(130)의 에지(140a 내지 140d)에 직물의 하나 이상의 패널을 봉합함으로써 형성될 수 있다.

도 2의 에어백(100)은 좌측 요홈 패널(150) 및 우측 요홈 패널(152)을 갖는다. 좌측 요홈 패널(150)의 에지(150a)는 메인 패널의 개구(130)의 에지(140d)에 봉합되며, 우측 요홈 패널(152)의 에지(152a)는 메인 패널(102)의 개구(130)의 또 다른 에지(140c)에 봉합된다. 좌측 요홈 패널(150) 및 우측 요홈 패널(152) 양자는 에지(150a, 152a) 맞은편에 각각의 측면 에지(156, 158)를 더 갖는다. 상기 측면 패널(150, 152)이 메인 패널(102)의 개구(130)의 에지에 봉합될 때, 개구(130a, 130b) 뿐만 아니라 개구(130)로의 깊이를 제공한다. 에어백(100)은 에지(162a, 162b, 162c, 162d)를 갖는 중앙 요홈 패널(160)을 갖는다. 중앙 요홈 패널은 메인 패널에서의 개구의 형상을 따르지만, 중앙 요홈 패널은 메인 패널 상의 개구와 형상에 있어서 구별될 수 있다. 중앙 요홈 패널의 에지(162d)는 좌측 요홈 패널(150)의 에지(156)에 봉합되며, 중앙 요홈 패널의 또 다른 에지(162c)는 우측 요홈 패널(152)의 에지(158)에 봉합된다. 중앙 요홈 패널의 에지(162a)는 메인 패널 내의 개구의 에지(140a)에 봉합된다. 중앙 요홈 패널의 또 다른 에지(162b)는 메 인 패널 내의 개구의 에지(140b)에 봉합된다. 패널(150, 152)은 그루브형 또는 요홈형 구조체(149)를 형성한다. 그루브형 또는 오목형 구조체(149)의 오목한 형상은 예를 들어, 도 6에 도시되는 바와 같이 편평한 직물편(165) 주위에 위치되는 플리트(pleat)를 생성함으로써 형성될 수 있다.

만일, 메인 패널(102)에 봉합된 후에 3개의 요홈 패널(150, 152, 160)을 포함하는 그루브형 또는 요홈형 구조체(149)가 메인 패널 내의 개구(130)를 통해 후방으로 가압되면, 요홈부(110)가 형성된다. 만일, 하나 또는 그 이상의 패널(150, 152, 160)의 이동이 에어백이 팽창함에 따라 제한되지 않는다면, 에어백의 팽창시, 그루브형 또는 오목형 구조체(149)는 메인 패널의 전방에서 외측방향으로 불룩해질 것이다. 불룩해지는 것을 방지하기 위해, 에어백(100)은 하나 이상의 패널(150, 152, 160)에 연결되는 하나 이상의 구속부(180)를 갖는다. 도 2는 이러한 구속부 하나를 도시한다. 구속부(180)는 마주보는 에지(182a, 182b) 및 상기 구속부를 2부분으로 나누는 중간 지점 또는 영역(184)을 갖는 직물 패널이다. 상기 2부분은 각각의 직물편에 의해 실현될 수 있다. 구속부(180)는 모듈 하우징(306)과 같은 에어백 모듈(300)의 일부 또는 하부 목부(124)에 인접한 메인 패널(102), 그렇지 않으면 양쪽 모두에 고정된다.

도 1, 도 2 및 도 3은 에어백(100)을 형성하는 다른 패널에 대한 구속부(180)의 변위 및 위치를 도시한다. 도 2는 패널(160)에 대해, 구속부(180)의 에지 또는 단부(182a, 182b)가 각각 요홈 중앙 패널(160)에 봉합되는 결합선 또는 솔기(seam)를 나타내는 점선(186a, 186b)을 도시한다. 또한, 도 3은 구속부(180)의 중심 선 또는 영역(184)이 봉합되거나 결합되는 또 다른 점선(188)을 갖는다. 에어백의 팽창시, 구속부(180)는 중앙 요홈 패널(160)이 또는 그루브형 또는 요홈형 구조체(149)에 있어서 에어백의 로브 부분(112a, 112b)에 대해 외측으로 이동하는 것을 방지하도록 응력을 받는다. 구속된 그루브형 또는 오목형 구조체(149)는 이러한 로브 부분(112a, 112b) 사이에 요홈부(110)를 생성하고, 도 1 및 도 1a에 도시된 바와 같이 로브 부분(112a, 112b)이 팽창되도록 한다. 도 1a는 에어백(100)의 통상적으로 팽창된 형상을 도시한다. 도 1a에서, 에어백(100)은 상부 장착 에어백 모듈(300)의 일부로서 구성된다. 에어백 모듈(300)은 공지된 방식으로, 계기판(302)의 상부면에 또는 상기 상부면 아래에 위치된다. 에어백의 팽창시, 에어백 모듈의 커버(도시되지 않음)는 강제 개방되고, 에어백은 전면 유리(304)를 향하여 상방으로 착석한 차량 탑승자를 향하여 전방으로 팽창한다. "전방"이라는 용어가 에어백의 전개와 관련하여, 특허청구범위를 포함한 본원 명세서에서 사용될 때, 이는 차량 탑승자를 향하는 방향을 의미하는 것으로 이해된다. 도 1a에서, 차량 탑승자는 도시되어 있지 않지만, 차량 좌석(24) 및 좌석 등받이(26)는 도시되어 있다. 로브 부분(112a, 112b)이 명확하게 도시된다. 도 1b는 착석한 차량 탑승자에 대하여 팽창된 에어백(100)의 평면도로서, 차량 탑승자의 몸통 및 어깨에는 접촉하지만 머리에는 충격을 가하지 않는 단일 챔버형 에어백의 로브(112a, 112b)를 도시하는 도면이다.

팽창 동안, 에어백(100)이 전개됨에 따라, 팽창 로브 부분(112a, 112b) 사이의 공간은 정상 상태 공간보다 더 크게 증가하게 될 것이다. 도 5는 바람직하게는 에어백(100)과 동일한 직물로 제조되며, 메인 패널(102)의 정면부(103) 상에 위치되는 것으로, 2개의 로브 부분(112a, 112b)을 결합시키고, 팽창 동안 및 팽창 후에 상기 로브 부분의 공간을 한정하는 패치(patch)(400)를 도시한다. 에어백 직물로 이루어진 대신, 패치용 직물은 예를 들어, 직조된 좌석 벨트 웨빙(webbing)의 길이부 또는 인장 하중을 흡수할 수 있는 소정의 재료일 수 있다. 일 실시예에서, 패치(400a)는 로브 부분 양자의 상부를 결합하고, 가상선으로 도시되고, 에어백이 팽창된 상태에서 로브 부분 사이에서 수평으로 연장할 것이며, 차량 탑승자의 머리를 완충하는데 유용할 것이다. 바람직한 실시예에 있어서, 패치(400)는 로브 부분의 중앙 부분에 대면한다. 하부 패치(400)는 6살난 차량 탑승자가 에어백 모듈의 커버 상에 가슴을 위치시키는 잘못된 위치로 착석하고 있을 때, 상기 6살난 탑승자의 가슴 아래에 위치되며, 또한 통상의 평균 크기를 갖는 성인 차량 탑승자의 목 아래에 위치된다.

도 1c, 도 1d, 도 1e 및 도 2a는 도 1, 도 1a 및 도 2의 에어백(100)의 많은 특징을 갖는 청구된 발명에 따른 에어백(100a)을 도시한다. 도 2a에 도시된 메인 패널(102b)은 개구(130b)가 개구(130)보다 작다는 것을 제외하고 도 2의 메인 패널(102)과 실질적으로 동일하다. 도 2a의 다른 패널은 도 2의 패널들과 동일하다. 단부 또는 측면(140a)은 개구(130b)를 줄이는 패널(102b)의 중앙을 향해 이동되었다. 에어백의 측면(104a, 104b) 및 요홈부(110)를 형성하는 나머지 패널은 에어백(100) 내에 사용되는 패널과 실질적으로 동일하다.

에어백(100)을 형성하기 위해 사용된 것과 동일한 기술을 사용하여 에어백(100a)을 구성할 때, 메인 패널(102b)의 상부(135)는 요홈부(110)의 상부(110a)를 가로지르는 미지지식 스팬(unsupported span)을 갖는 가교(bridge)를 형성한다. 본질적으로, 팽창된 에어백의 로브의 상부는 메인 패널의 상부(135)를 위해 인접한 지지부를 제공하지 않으며, 팽창된 상태의 에어백(100a)을 도시하는 등축도인 도 1c 및 도 1e에서 볼 수 있다.

임의의 확산기 패널 또는 요소(160)가 도시된다. 도 1c에 도시된 바와 같은 확산기 요소(160)는 도 1의 실시예에서도 사용될 수 있으며, 별도의 직물 패널 또는 요소에 의해 형성될 수 있다. 이와 달리, 확산기 요소(160)는 구속부(180)의 연장부 또는 일체부일 수 있다. 다른 형태에 있어서, 확산기 요소(160)는 에어백이 펼쳐짐에 따라 팽창기로부터 측면 패널을 향해 측방으로 에어백으로 유입하는 팽창 가스의 흐름을 편향시킨다. 확산기 요소(160)의 위치의 직접적인 결과로서, 가스 흐름은 정상적인 또는 직선 흐름 패턴으로 흐르지 않는다. 팽창 가스는 먼저 에어백(100a)의 측면을 향해 안내된 후, 전방으로 이동하여, 에어백(100b)의 전방 추력 및 전개 속도를 늦추는데 일조하는 경로를 따른다.

메인 패널(102b)의 상부(135)는 도 1c, 도 1e 및 도 1d에 도시된 바와 같이 전방 충돌 동안에 차량 탑승자의 머리와 상호작용한다. 충돌시에 에어백이 팽창함에 따라, 차량 탑승자는 요홈부(110)의 상부를 가로지르는 가교로서 작용하고 에어백의 대향 양 로브(112a, 112b)에 걸쳐 있는 상부(135)에 충돌한다. 메인 패널(102b)의 상부(135)가 양쪽 로브(112a, 112b) 뒤로부터 직접 지지되지 않고, 상기 양쪽 로브(112a, 112b)에 걸쳐 연결되기 때문에, 상부(135)가 충돌 동안 차량 탑승자에 의해 충격을 받을 때, 상기 상부(135)는 차량 탑승자를 지지하기에 충분한 탄성을 가지며, 충돌시의 에너지를 흡수하여, 충돌 동안 차량 탑승자의 머리의 감속을 줄이기에 적합한 지지부를 제공한다. 실험에 따르면, 벨트를 메지 않은 평균 체격의 남성 차량 탑승자에 대한 시속 40km 동안의 머리 가속은 정부 규제의 700 두부 상해치(head injury criteria)에 비해, 300의 두부 상해치 미만임을 보여준다. 차량 탑승자는 메인 패널의 상부(135)에 하중을 가하는데, 이는 이러한 하중력이 인접한 로브를 견인하여 마주보는 로브를 함께 당겨[도 1d의 화살표(137)], 충돌시 차량 탑승자의 가슴과 어깨에 대한 우수한 지지부를 제공하게 하기 위함이다.

본 발명은 작은 어린이 뿐만 아니라 잘못된 위치에 있는 차량 탑승자를 보호한다. 만약, 잘못된 위치에 있는 차량 탑승자가 에어백의 하나의 로브에만 충격을 가하게 되면, 상기 하나의 로브의 압축은 팽창 가스가 메인 챔버 내의 단일 챔버형 에어백을 지나 반대편 로브로 이동하여, 차량 탑승자에게 탄성 쿠션을 제공한다. 이는 2개의 분리형 에어백을 갖는 시스템과 비교하여, 잘못된 위치의 차량 탑승자에게 가해지는 힘을 줄여준다.

도 1e는 벤트 개구(139)가 측면 패널(104a, 104b) 내에 위치되는 본 발명의 또 다른 실시예이다.

도 7 내지 도 12h는 미국 특허 제 7,131,664 B1 호에 따른 에어백을 도시한다. 본 실시예의 요홈부(220)는 도 1 내지 도 6에 도시된 것보다 낮게 위치된다. 도 7에서, 에어백(100b)은 메인 패널(212) 및 2개의 측면 패널(214, 216)를 가지 며, 상기 메인 패널 및 측면 패널의 형상 및 크기는 도 1의 실시예와 실질적으로 동일하다. 메인 패널(212)은 상부, 전방부(126) 및 하부를 가지며, 도 11a에서 도시되는 바와 같이, 에어백 직물의 단일 패널로 제조될 수 있다. 메일 패널(212) 및 측면 패널(214, 216)의 결합은 팽창식 단일 챔버(301)를 형성한다. 팽창식 단일 챔버(301)는 측면 패널과 협동하여 메인 패널의 단부 또는 목부에 의해 형성되어, 팽창 가스가 상기 팽창식 챔버(301)로 유입되어 에어백(100b)을 팽창시키도록 하는 경로 또는 목(230)을 생성하는 개구를 갖는다. 도 7에서, 에어백의 요홈부가 도시된다. 본 실시예의 요홈부(220)는 비록 상이한 형상이지만 기능면에서는 패널(150, 152, 160)과 유사한 중앙 요홈 패널(222), 좌측 요홈 패널(224) 및 우측 요홈 패널(226)을 가지며, 상기 패널의 결합은 메인 패널(212) 내에 요홈부(220)를 형성한다. 요홈부(220)는 에어백(100b)을 2개의 하부 로브 부분(240, 242)[비록, 상이하게 위치되지만 로브(112a, 112b)와 유사함]으로 나눈다. 하부 로브 부분(240, 242)은 팽창시, 각각의 로브 부분이 어느 정도 독립적으로 작동하기에 충분한 정도로 요홈부(220)에 의해 이격된다. 도 9에 있어서, 로브 부분(240, 242)은 에어백이 팽창식 단일 챔버(301)를 형성하기 위해 완전히 전개될 때, 메인 패널(212)의 전방부 및 하부에 있게 된다.

도 10 및 도 11에 있어서, 에어백(100b)은 에어백(100b)의 팽창식 챔버(301)가 가시화될 수 있도록 부분적으로 또는 전체적으로 제거된 하나 또는 양 측면 패널(214, 216)을 갖고 전개된 것으로 도시된다. 에어백(100b)의 내부에, 요홈부(220)의 중앙 요홈식 패널(222)은 구속부(250)에 연결된다. 구속부(250)는 가스 입구 경로(230)를 향해 연장한다. 가스 입구 경로(230)는 에어백 모듈 조립체(310)를 형성하기 위해 에어백(100c) 및 팽창기(308) 양자를 수용하기에 적합한 에어백 모듈 하우징(306)과 정합 및 부착된다. 충돌이 충돌 센서에 의해 감지되고, 작동 신호가 팽창기(308)로 송신되면, 팽창기는 차량의 계기판으로부터 외측으로 에어백(100c)을 팽창 및 추진하는 가스를 제공한다. 에어백(100b)은 가스 입구 경로(230)에 인접하여 에어백 모듈 하우징(303)에 고착 또는 부착되는 단부 및 에어백을 고정하기 위한 다른 수단을 갖는다. 요홈부(220)의 전방 이동은 구속부(250)에 의해 제한된다. 바람직하게는, 에어백(100b)의 상부 및 하부 양자가 구속부에 의해 과도한 전방 이동이 제한되도록, 제 2 구속부 또는 하나의 긴 구속부(252)가 에어백(100b)의 상방 및 전방 이동을 추가로 제한하기 위해 제공된다.

임의의 확산기 패널 또는 요소(260)가 도 1c에 도시된다. 도 7 및 도 11h에 도시된 바와 같은 확산기 요소(260)는 별도의 직물 구성요소이지만, 이와 달리 확산기 요소(260)는 구속부(250, 252) 중 하나 또는 양쪽 모두의 주요 부분일 수 있다. 어느 쪽 형태에 있어서도, 확산기 요소(260)는 에어백이 펼쳐짐에 따라 측면 패널(214, 216)을 향해 팽창기로부터 에어백으로 들어가는 팽창 가스의 흐름을 편향시킨다. 확산기 요소(260)의 위치로 인해, 가스 흐름은 수직 또는 직선 흐름 패턴으로 흐르지 않는다. 팽창 가스는 먼저 에어백(100a)의 측면 중 하나를 향해 안내된 후, 전방으로 이동하여, 에어백(100b)의 전방 추력 및 전개 속도를 늦추는데 일조하는 경로를 따른다.

본 에어백에 있어서, 요홈부(220)는 메인 패널(212)의 전방부(126)의 중앙 위에서부터 메인 패널(212)의 하부까지 일반적으로 수직하게 연장하는 전개된 에어백의 하부에만 위치된다. 요홈부(220)는 에어백이 전개된 상태에 있을 때, 가스 입구 경로를 통해 지나는 수평면에 대해 가스 입구 경로(230)의 위치에 또는 상기 위치 아래에 위치된다. 가스 입구 경로(230)는 상방으로 이동한 후, 확산기 요소(260)에 의해 편향되는 팽창 가스를 갖는다. 구속부(250)에 의해 부착되는 요홈부(220)는 상기 요홈부(220)가 차량 탑승자를 향해 더 이상 연장할 수 없도록 상기 구속부(250)가 팽팽해질 때까지 에어백(100b)이 전개됨에 따라 외측으로 이동한다. 측면 로브 부분(240, 242)은 전개 및 팽창을 계속하며, 차량 탑승자가 차량 충돌시 전방으로 이동함에 따라 차량 탑승자의 에너지 충격을 흡수할 수 있다. 하나 또는 그 이상의 벤트(vent) 또는 개구(139)는 에어백(100b)의 측면 각각에 전략적으로 위치되어, 차량 탑승자와의 상호작용 및 전개 이후에 에어백의 공기 배출을 용이하게 한다. 벤트 또는 개구(139) 각각은 팽창된 에어백 내부에 수용된 가스의 방출을 허용하기에 충분한 크기로 치수화된다. 벤트 개구부(139)는 입구 경로(230)와 전방부(212) 사이이면서 각각의 로브 부분(240, 242) 위의 중앙로 주위의 각 측면 패널 상의 상부에 위치된다.

하부 로브 부분(240, 242)은 에어백(100b)의 상부보다 덜 심한 하부력 쿠션 효과를 제공하는데, 여기서 로브 부분(240, 242) 각각은 이동이 자유롭고, 요홈부(220)에 대하여 내부적으로 뿐만 아니라 측면 상에 측방 내향으로 편향한다. 잘못된 위치의 차량 탑승자는 다른 로브 부분보다 많이 하나의 로브 부분을 압축 또는 가압할 수 있지만, 로브 부분 내에서 생성되는 부분으로 완전히 개방되는 팽창식 단일 챔버(301)의 특성으로 인해, 이러한 부분의 용이한 편향은 소아 또는 유아가 도 4b의 실시예에 따른 경우에서와 같이 전개시 종래의 에어백의 전체 충격을 수용하지 않을 것이 가능하다. 로브 부분(240, 242)은 계기판을 향해 측방 및 후방 양자로 자유롭게 편향된다. 에어백의 형상은 작은 어린이 또는 잘못된 위치의 성인 또는 에어백에 가까이 앉은 승객이 로브 부분(240, 242) 중 하나 또는 양자에 의해 가격되고, 로브 부분은 손상의 위험을 현저하게 감소시키기 위해 차량 탑승자에게 가해지는 힘의 양을 줄이도록 용이하게 편향되도록 형상화된다. 만일, 차량 탑승자가 정 중앙에 위치되면, 로브 부분(240, 242)의 양 부분은 요홈부(220) 뿐 아니라 접촉부를 형성할 수 있으며, 에어백(100b)이 팽창하기 시작하여 완전히 팽창된 상태에 도달하기 전에 구속부(250)에 의해 제한된다.

도 11a 내지 도 11h는 폐쇄형 에어백을 만들기 위해 사용된 구성요소 또는 패널 각각을 도시한다. 이러한 패널은 도 2 내지 도 2b에 도시된 패널과 크기 및 형상면에서 유사하며, 또한 나일론 또는 폴리에스테르의 직조식 에어백 직물로 만들어진다. 메인 패널(212)은 에어백(100b)의 상부, 바닥부 및 전방부를 형성한다. 메인 패널(212)은 가스 입구 경로(230)의 일부를 제공하기 위해 단부(230a, 230b) 양자가 가늘어지거나 좁아지는 대칭적 구조를 갖는다. 개구(211)는 맞은편의 에지(212a, 212c, 212b, 212c)에 의해 둘러싸인다.

도 11b는 에어백의 좌측면 및 우측면용 측면 패널(214, 216)을 도시한다. 측면 패널(214)은 에어백의 좌측면용이며, 에어백의 우측면(216)은 측면 패널(214)의 거울상인 것으로 도시된다. 패널(214, 216) 각각은 가스 입구 경로(230)의 일 부를 제공하기 위해 목부(230d, 230c)를 갖는다. 벤트(139)는 도 11b 및 도 12b에 도시된 바와 같이, 각각의 측면 패널(214, 216) 상에 제공될 수 있다. 측면 패널의 에지(214e, 216e)는 메인 패널의 측방 에지(212e)를 따라 전방 메인 패널에 부착된다. 이러한 패널의 에지는 팽창식 챔버(301)를 만들기 위해 서로 봉합 또는 고정된다. 메인 패널 내의 개구(211)에는 우측 요홈 패널 및 좌측 요홈 패널(226, 224)이 제공된다. 우측 및 좌측 요홈 패널(224, 226)은 그들의 만곡 에지(224c, 226c)를 따라 메인 패널 내의 개구(211)의 에지(212c)에 봉합된다. 도시된 바와 같이 일단 직사각형 개구(211)의 각각의 에지(212c)에 봉합되면, 그 후 측면 요홈 패널(224, 226)은 그들의 직선 에지(224d, 226d)에서 중앙 요홈 패널의 에지(222d)를 따라 중앙 요홈 패널(222)에 봉합된다. 요홈부(220)는 메인 패널(212)의 전체 개구(211)를 폐쇄하는 이전 실시예와 유사한 포켓, 컵 또는 홈통 형상의 형태를 갖는다. 전개된 에어백에 있어서, 중앙 요홈 패널(222)의 상부 및 바닥 에지(222a, 222b)가 되는 것은 메인 패널 내의 개구(211)의 대응 에지(212a, 212b)에 봉합된다.

에어백(100b)은 상부 및 하부 단부(222a, 222b) 사이의 대략 중간 위치에 중앙 요홈 패널(222)에 부착되는 적어도 하나의 구속부를 갖는다. 상측 구속부(252)의 길이는 중앙 요홈 패널(222)에 부착되는 구속부(250)의 길이와 구속부(250)가 중앙 요홈 패널(222)에 부착되는 위치로부터 측면 요홈 패널(224, 226, 223, 225)을 따라 연장하는 메인 패널(212)까지의 거리의 합과 동일하거나 더 크다. 요홈부 또는 그루브(220)는 메인 패널(212)의 전방부(126)의 폭의 약 25%의 팽창된 에어백의 폭, 바람직하게는 전체 폭의 25% 내지 35% 사이의 폭을 가지며, 이는 일반적으로 150 내지 250mm이다. 요홈의 전체 길이는 전체 에어백 높이의 40% 내지 65% 사이이다. 요홈부(222)는 측면 요홈 패널을 따라 수직 지점에 또는 상기 지점 아래에 측면 요홈 패널 중 하나를 따라 측정되는 최대 깊이를 갖는다. 최대 깊이는 요홈부(222)의 폭과 동일하거나 더 크다. 통상의 그루브 또는 수용된 부분은 120mm 내지 250mm 범위의 깊이를 가질 수 있다.

측정되고 실험된 본 발명에 따른 전형적인 에어백(100b)은 요홈의 상부에 180mm로부터 바닥부에 235mm까지의 깊이 및 120mm의 폭을 갖는 250mm 길이의 요홈(220)을 구비하여 500mm의 전체 폭 및 650mm의 전체 높이를 가졌다. 전형적인 에어백은 도 15에 도시된 유형의 팽창기를 사용하여 전개되었다. 팽창기(505)는 불활성 가스(506)를 포함하는 가압 매체 및 팽창기 하우징(511)의 내부에서 하나의 단부에 연결되는 하나 이상의 히터(501, 502)로 충전된 팽창기 하우징(511)을 갖는다. 적어도 하나의 가스 히터(501, 502)는 다수의 히터 구멍(560), 제너런트 차지(generant charge; 527)가 저장되는 가스 발생 챔버(507)를 갖는 히터 하우징(501A)를 형성하는 외측 쉘(shell)을 갖는다. 가스 발생 챔버(507) 및 팽창기 하우징(511)은 다수의 구멍(560)을 통해 서로 연통하며, 점화 수단(503)은 가스 히터(502)에 연결되고, 팽창기 하우징(511)의 단부에 위치되며, 인핸서 차지(enhancer charge)가 위치되는 인핸서 챔버(504)는 점화 수단(503)과 가스 히터(501, 502) 사이에 배치된다. 인핸서 챔버(504)는 가스 발생 챔버(507)와 점화 수단(503) 사이에 위치되며, 벌크 헤드(540)에 의해 가스 발생 챔버(507)로부터 분리된다. 벌크 헤드(540)는 가스 발생 챔버(507)로 안내되는 하나 이상의 제 1 개구(542)를 갖는다. 가스는 팽창기 하우징(511) 내의 경로(561)를 통해 팽창기를 빠져나가, 에어백의 개구를 통해 유동하여 팽창식 에어백으로 유입된다. 팽창기(505)는 본 발명에 따른 에어백(100b)의 평가 실험에 성공적으로 사용된 다단형 혼합 팽창기이다. 본 발명의 에어백은 이중 단계 불꽃식 및 혼합식 팽창기와 작용하며 단일 단계 팽창기와의 사용에 한정되지 않는다.

도 11a 내지 도 11g 및 도 12a 내지 도 12g에 도시된 바와 같이, 에어백 패널은 에지를 따라 함께 부착, 연결 또는 봉합되는 별개의 직물 요소일 수 있다. 이와 달리, 직물은 각각의 요소가 동시에 형성되도록 직조되거나 또는 편조될 수 있으며, 또는 하나의 편물 구조일 수 있다. 이러한 경우에, 본 발명은 이러한 구조의 형태가, 봉합된 패널 유형 에어백과 동일하지 않는 경우에 유사하게, 에어백(100b)의 하부 상의 수직 연장하는 요홈부(222)를 갖는 측면, 상부, 전방부 및 바닥부를 갖게 되는 바와 같이 동일하게 적용 가능하다.

본 발명에 따른 에어백은 모듈 하우징(303) 내부에 팽창기(308)를 구비한 모듈 하우징(303)을 갖는 에어백 모듈(300)의 일부일 수 있다. 본 발명에 따른 에어백(100b)은 모듈 하우징(303)에 부착되고, 모듈(300) 내부에서 접힐 수 있다.

에어백이 다양한 신체 치수를 갖는 차량 탑승자에게 적합하도록 요구되는 규정은 시스템이 훨씬 더 복잡하게 되거나, 이와 달리 상기 시스템이 에어백의 전개를 방지하는 센서를 갖는다는 것을 의미한다. 청구된 발명은 이러한 요구를 만족한다.

본 발명에 의하면, 부품 수를 증가시키지 않아 부품 오작동 및 비용 증가 등을 유발하지 않으며, 높은 신뢰도로 다수의 잠재적 사용자에 대한 최대 안전 범위를 갖춘 차량 탑승자 안전 장치로서의 에어백을 제공할 수 있다.

Claims

에어백(100a)에 있어서,

메인 패널(102b) 및 상기 메인 패널과 일체형이거나 정합 에지를 따라 부착되는 측면 패널 쌍(104a, 104b)에 의해 형성되는 단일 팽창식 챔버(101)로서, 상기 메인 패널(102b)이 상부(135), 전방부(126) 및 하부를 갖는, 상기 단일 팽창식 챔버(101)와,

상기 에어백의 전방 대면부 상에 형성되는 수직 연장형 요홈부(110)로서, 상기 팽창식 챔버(101)를 2개의 로브 부분(lobe portion)(112a, 112b)으로 분할하는, 상기 요홈부(110)와,

상기 팽창식 챔버(101) 내에 위치되며, 상기 요홈부(110)에 부착되는 일단부 및 상기 팽창식 챔버(101)의 팽창시 상기 요홈부(110)의 전방 이동을 제한하도록 고정되는 타단부를 갖는 구속부(tether; 180)를 포함하며,

상기 메인 패널(102b)의 상부(135)는 상기 요홈부(110)의 상부 영역을 가로질러 연장하여, 상기 요홈부(110)의 상부(110a)를 가로지르는 미지지식 스팬(unsupported span)을 갖는 가교(bridge)를 제공하는

에어백.
제 1 항에 있어서,

상기 요홈부(110)는 상기 메인 패널(102b)의 하부로 연장하는

에어백.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 요홈부(110)는 중앙 요홈 패널(160) 및 한 쌍의 측면 요홈 패널(150, 152)을 포함하며, 상기 측면 요홈 패널(150, 152)의 에지(150a, 152a)는 상기 메인 패널(102b)의 전방부(126) 내의 개구(130b)의 측방향 에지(140c, 140d)에 부착되거나 상기 측방향 에지(140c, 140d)와 일체형으로 형성되며, 상기 중앙 요홈 패널(160)은, 상기 메인 패널(102b)의 전방부(126) 내의 개구(130b)의 상단부 및 하단부(140a, 140b)에 부착되거나 상기 상단부 및 하단부(140a, 140b)와 일체형으로 형성되고, 또한 상기 측면 요홈 패널(150, 152)의 에지(150a, 152a)에 부착되어 상기 요홈부(110)를 형성하는

에어백.
제 3 항에 있어서,

상기 측면 요홈 패널(150, 152)은 상기 메인 패널(102b)에 부착되거나 상기 메인 패널(102b)과 일체형으로 형성되는 에지를 따라 대칭적으로 만곡되는

에어백.
제 3 항에 있어서,

상기 측면 요홈 패널(150, 152)은 아치형의 하부 에지 및 편평한 상부 에지와 편평한 하부 에지를 구비하며, 상기 구속부(180)는 상기 편평한 상부 에지의 최 내측 위치에서 상기 중앙 요홈 패널(160)에 부착되는

에어백.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 요홈부(110)는, 팽창된 상태에서, 상기 메인 패널(102b)의 전방부(126)의 폭의 적어도 25%의 폭을 갖는

에어백.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 요홈부(110)는 상기 측면 요홈 패널(150, 152)의 수직 방향 중간 지점에서 또는 상기 중간 지점 아래에서 상기 측면 요홈 패널(150, 152) 중 하나를 따라 측정될 때 최대 깊이를 갖는

에어백.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 요홈부(110)는 직사각형, 타원형 또는 사다리꼴 형상 중 하나인

에어백.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 메인 패널(102b), 측면 패널(104a, 140b) 및 요홈부(110)는 직조(weaving) 또는 편조(knitting)되어 에어백(100a)을 형성하는

에어백.
모듈 하우징(303)에 부착되는 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 에어백에 있어서,

상기 모듈 하우징(303) 내에는 에어백 팽창기(308)가 위치되며,

상기 팽창식 챔버(101)는, 상기 에어백 팽창기(308)에 의해 공급되는 팽창 가스가 상기 팽창식 챔버(101)로 유입될 수 있도록, 상기 모듈 하우징(303)에 고정되는 가스 입구 경로(230)를 갖는

에어백.