KR101148168B1 - 자동차용 운전석 에어백모듈 - Google Patents

자동차용 운전석 에어백모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차의 충돌시 에어백 전개 압력에 의한 운전자의 가슴 부위 부상을 방지하는 자동차용 운전석 에어백모듈에 관한 것으로, 자동차의 충돌시 운전자를 향해 양측으로 분리되어 나란하게 전개되는 제 1 및 제 2에어백 쿠션과 자동차의 충돌시 팽창가스를 발생하여 상기 제 1 및 제 2에어백 쿠션 내부에 공급하는 인플레이터를 포함하는 구성을 마련한다.
상기와 같은 자동차용 운전석 에어백모듈을 이용하는 것에 의해, 운전자의 어깨 부위에 대응되는 한 쌍의 에어백 쿠션의 외곽부를 두껍게 전개시키고, 가슴 부위에 대응되는 중앙부를 외곽부에 비해 얇게 전개시켜 가슴 보호 공간을 형성함으로써, 에어백 전개 압력에 의한 운전자의 가슴 부위 부상을 방지할 수 있다.
자동차, 운전석 에어백, 에어백 쿠션, 충격 완화, 가슴 보호

Description

자동차용 운전석 에어백모듈{DRIVER AIRBAG MODULE FOR VEHICLE}
본 발명은 자동차용 운전석 에어백모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차의 충돌시 에어백 전개 압력에 의한 운전자의 가슴 부위 부상을 방지하는 자동차용 운전석 에어백모듈에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 에어백 장치는 급격한 감속이나 자동차 충돌 사고시와 같은 유사시에, 팽창가스를 순간적으로 에어백의 내부에 주입하고, 이 에어백이 빠른 속도로 팽창하면서 탑승자가 스티어링 휠 또는 대시보드 등 차량의 내장품과 직접적으로 충돌하지 않도록 보호해주는 안전장치이다.
종래의 자동차용 운전석 에어백장치는 화약이 내장된 인플레이터, 인플레이터 내의 화약 폭발시 팽창하는 공기에 의해 전개되는 에어백 쿠션, 에어백 쿠션을 감싸는 에어백 커버, 에어백 커버와 리벳 결합되는 마운팅 플레이트 및 에어백 쿠션과 마운팅 플레이트를 고정하는 리테이너를 포함하여 이루어진다.
이와 같은 종래의 자동차용 운전석 에어백장치는 자동차의 충돌시 인플레이터가 폭발하면서 발생된 팽창가스가 에어백 쿠션 내부로 순식간에 유입됨에 따라 에어백 쿠션이 에어백 커버에 형성된 테어라인을 파열하고서 외부로 전개되어 승객을 완충한다.
하지만, 이와 같은 종래의 자동차용 운전석 에어백은 스티어링 휠 전방으로 전개되는 에어백 쿠션의 전개형상이 단순한 원형 구조를 갖기 때문에, 자동차 충돌에 따른 에어백의 전개시 승객을 적절하게 구속해 주는 데 한계가 있었다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위한 자동차용 운전석 에어백장치가 대한민국 등록특허번호 제10-0510359호(2005년 08월18일자 등록, 이하 '문헌 1'이라 함) 등에 개시되어 있다.
도 1은 상기의 문헌 1에 따른 자동차용 운전석 에어백장치의 구조를 개략적으로 보인 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 운전석 에어백의 운전자 완충동작을 설명하는 동작상태도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 문헌 1에 따른 자동차용 운전석 에어백장치는 스티어링 휠(1)의 중앙부에 설치되며, 에어백 쿠션(4)과 팽창가스를 발생하여 에어백 쿠션(4) 내부로 공급하는 인플레이터(도면 미도시)를 포함하는 에어백 모듈(3) 및 에어백 모듈(3)을 차폐하는 에어백 커버(5)를 포함하여 이루어진다.
에어백 커버(5)는 중앙부에 에어백 쿠션(4)의 팽창시 소정형상을 가지며 파열되도록 형성된 제 1테어라인(6), 스티어링 휠(1)의 림(2) 부위에 형성된 제 2테어라인(7) 및 제 1테어라인(6)과 제 2테어라인(7) 사이에 형성되는 제 3테어라인(8)을 구비한다. 이러한 제 1 내지 제 3테어라인(6,7,8)은 외부에서 보이지 않도록 은폐되어 형성되며, 제 3테어라인(8)은 제 1테어라인(6)보다 얇게 형성되고 제 2테어라인(7)보다 두껍게 형성된다.
그래서 자동차의 충돌에 의한 에어백 작동시, 가장 얇은 두께로 형성된 제 2테어라인(7)이 먼저 파열되고, 이어서 제 3테어라인(8) 및 제 1테어라인(6)이 순차적으로 파열된다.
이에 따라, 문헌 1에 따른 자동차용 운전석 에어백장치는 에어백 팽창시 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 내지 제 3테어라인(6,7,8)의 두께 차에 따라 림(2)의 하단부 영역부터 전개되어 운전자의 하체부분을 구속함으로써 먼저 운전자의 자세를 바르게 고정한다. 이어서 에어백 쿠션(4)의 중앙부가 전개되어 운전자의 머리 및 가슴부위에 가해지는 충격을 완충시킬 수 있다.
하지만, 문헌 1에 따른 자동차용 운전석 에어백장치는 전개 초기에 도 2에 도시된 바와 같이, 운전자의 하체를 구속하여 자세를 고정할 수 있는 효과를 가지지만, 완전 전개된 상태에서는 일반적인 에어백 쿠션과 같이 단순한 원형 구조를 갖게 된다.
따라서 문헌 1에 따른 자동차용 운전석 에어백장치는 자동차 충돌에 따른 에어백의 전개시, 에어백 쿠션의 중앙부로부터 가해지는 충격에 의해 운전자의 가슴부위에 상해가 발생되는 문제점이 있었다.
또한 하기 문헌 2에 따른 운전석용 에어백 쿠션은 차량 충돌시 웨빙으로 구속되지 않은 어깨 쪽으로 에어백이 먼저 전개되도록 전개속도를 이원화하는 기술에 대해서만 개시되어 있을 뿐, 에어백 전개 압력에 의한 운전자의 가슴부위 부상을 방지하는 기능을 구비하지 않은 문제점이 있었다.
[문헌 1] 대한민국 등록특허 공보 제10-0510359호(2005년08월19일자 등록)
[문헌 2] 대한민국 공개특허 공보 제10-2005-0046340호(2005년05월18일자 공개)
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 자동차의 충돌시 에어백 전개 압력에 의한 운전자의 가슴 부위 부상을 방지하는 자동차용 운전석 에어백모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 자동차의 충돌시 운전자의 자세를 바르게 잡아준 뒤 에어백 쿠션에 의해 운전자를 안전하게 보호할 수 있는 자동차용 운전석 에어백모듈을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 자동차의 충돌시 운전자를 향해 양측으로 분리되어 나란하게 전개되는 제 1 및 제 2에어백 쿠션과 자동차의 충돌시 팽창가스를 발생하여 상기 제 1 및 제 2에어백 쿠션 내부에 공급하는 인플레이터를 포함한다.
상기 인플레이터는 상기 제 1 및 제 2에어백 쿠션에 팽창가스를 각각 공급하는 제 1 및 제 2인플레이터로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 및 제 2에어백 쿠션은 결합된 형상이 원반 형상이 되도록 각각 반원반 형상으로 전개되도록 형성되고, 운전자의 가슴부위에 대응되는 중앙부 및 상기 중앙부의 외곽에 반원호 형상으로 상기 중앙부보다 두껍게 형성되는 외곽부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 및 제 2에어백 쿠션은 운전자의 머리에 대응되는 상기 외곽부의 상부가 상기 외곽부의 중간부보다 더 두껍게 전개되도록 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 및 제 2에어백 쿠션은 자동차 차체의 일정한 위치에 고정되는 스티어링 컬럼 부분에 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차용 운전석 에어백.
상술한 바와 같이, 본 발명은 운전자의 어깨 부위에 대응되는 한 쌍의 에어백 쿠션의 외곽부를 두껍게 전개시키고, 가슴 부위에 대응되는 중앙부를 외곽부에 비해 얇게 전개시켜 가슴 보호 공간을 형성함으로써, 에어백 전개 압력에 의한 운전자의 가슴 부위 부상을 방지할 수 있다.
그리고 본 발명은 분리 전개되는 에어백 쿠션에 각각의 인플레이터를 이용해 팽창가스를 공급함에 따라 각 에어백 쿠션의 전개형상 및 전개압력을 정밀하게 제어할 수 있고, 에어백 쿠션의 전개속도를 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명은 한 쌍의 에어백 쿠션을 이용해서 자동차의 충돌시 우선적으로 운전자의 어깨 부위를 구속하여 운전자의 자세를 바르게 고정함으로써, 자동차의 충돌로 인해 운전자에게 가해지는 충격을 완화하여 운전자를 안전하게 보호할 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동차용 운전석 에어백모듈을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동차용 운전석 에어백의 전개된 상태를 보인 정면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 자동차용 운전석 에어백이 전개된 상태를 다른 측면에서 보인 사시도이며, 도 5는 도 3의 A-A'선에 대한 단면도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동차용 운전석 에어백모듈(10)은 스티어링 휠(11)의 중앙부에 설치되어 자동차의 충돌시 운전자를 향해 양측으로 분리되어 나란하게 전개되는 제 1 및 제 2에어백 쿠션(12,13)과 자동차의 충돌시 팽창가스를 발생하여 상기 제 1 및 제 2에어백 쿠션(12,13) 내부에 공급하는 인플레이터를 포함하여 이루어진다.
제 1 및 제 2에어백 쿠션(12,13)은 전체 형상이 원반 형상이 되도록 대략 반원반 형상으로 전개되며, 외곽부(121,131)의 두께가 가장 두껍게 전개되고, 상기 외곽부(121,131)로부터 중앙부(122,132)로 갈수록 두께가 점차 얇아지도록 전개된다.
또한, 상기 제 1 및 제 2에어백 쿠션(12,13)은 외곽부(121,131)의 내압이 가장 크고, 중앙부(122,132)의 내압은 외곽부(121,131)의 내압보다 작게 제어되는 것이 바람직하다.
특히, 상기 제 1 및 제 2에어백 쿠션(12,13)은 운전자의 어깨 부위와 머리 부위를 보호할 수 있도록 외곽부(121,131)의 상부가 외곽부(121,131)의 중간부보다 더 높은 압력으로 더 두껍게 전개되는 것이 바람직하다.
따라서 자동차의 충돌시, 제 1 및 제 2에어백 쿠션(12,13)의 외곽부(121,131)는 양측으로 전개되어 운전자의 어깨와 팔 부위를 구속함으로써 운전자의 자세를 바르게 고정한다.
반면, 제 1 및 제 2에어백 쿠션(12,13)의 중앙부(122,132)는 외곽부(121,131)보다 두께가 얇게 형성됨에 따라 외곽부(121,131)가 운전자의 어깨와 팔 부분을 구속하여 운전자의 자세를 바르게 고정한 이후에 운전자의 가슴부위와 접하게 된다.
인플레이터는 하나의 인플레이터를 이용하여 제 1 및 제 2에어백 쿠션(12,13) 내부에 팽창가스를 동시에 공급할 수도 있으나, 본 실시 예에서 제 1 및 제 2에어백 쿠션(12,13) 내부에 각각 팽창가스를 공급하도록 제 1 및 제 2인플레이터(14,15)를 구비한다.
제 1 및 제 2인플레이터(14,15)는 각각 제 1 및 제 2에어백 쿠션(12,13)과 연결되어 스티어링 휠(11)의 중앙 하부에 설치된다.
본 발명은 운전자의 양측 어깨 부위를 구속하는 제 1 및 제 2에어백 쿠션(12,13)에 각각 팽창가스를 공급하도록 제 1 및 제 2인플레이터(14,15)를 구비함에 따라, 제 1 및 제 2에어백 쿠션(12,13)에 하나의 인플레이터를 이용하여 팽창가스를 공급하는 경우에 비해, 제 1 및 제 2에어백 쿠션(12,13)의 전개압력 및 전개형상을 정밀하게 제어할 수 있고, 제 1 및 제 2에어백 쿠션(12,13)의 전개속도를 향상시킬 수 있다.
다음 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동차용 운전석 에어백모듈의 동작을 도 6을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동차용 운전석 에어백모듈의 동작을 설명하기 위한 동작상태도이다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동차용 운전석 에어백모듈(10)에서 도 6에 도시된 바와 같이, 자동차의 충돌시 제 1 및 제 2인플레이터(14,15)는 내부의 화약을 폭발시켜 팽창가스를 발생시킨다.
그리면, 스티어링 휠(11)의 중앙부에 나란하게 설치된 제 1 및 제 2에어백 쿠션(12,13)은 제 1 및 제 2인플레이터(14,15)로부터 각각 팽창가스를 공급받아 운전자를 향해 양측으로 전개된다.
이때, 제 1 및 제 2에어백 쿠션(12,13)은 원반 형상이 되도록 각각 반원반 형상으로 전개되고, 제 1 및 제 2에어백 쿠션(12,13)의 외곽부(121,131)는 최대의 두께로 전개되고, 중앙부(122,132)는 운전자의 가슴과 일정 간격만큼 이격되어 가슴 보호 공간(S)을 형성하도록 얇은 두께로 전개된다.
또한, 제 1 및 제 2에어백 쿠션(12,13)의 외곽부(121,131)는 최대의 내압을 갖도록 제어되고, 중앙부(122,132)는 외곽부(121,131)보다 작은 내압을 갖도록 제어된다.
즉, 운전자는 자동차의 충돌시 충격에 의해 전방을 향해 이동하면서 제 1 및 제 2에어백 쿠션(12,13)의 외곽부(121,131)에 어깨와 팔 부위가 먼저 구속되어 바른 자세로 고정되고, 그 이후에 가슴 부위가 제 1 및 제 2에어백 쿠션(12,13)의 중 앙부(122,132)에 접촉하게 된다.
한편, 제 1에어백 쿠션(12)과 제 2에어백 쿠션(13)이 서로 분리되어 나란하게 전개됨에 따라 운전자의 머리 부위는 제 1 및 제 2에어백 쿠션(12,13)의 상부에 접촉하게 된다. 이때, 제 1 및 제 2에어백 쿠션(12,13)은 외곽부(121,131)의 상부가 중간부보다 두껍게 전개되므로, 운전자의 머리 부위를 안전하게 보호할 수 있다.
상기한 바와 같은 과정을 통하여, 본 발명은 운전자의 어깨 부위에 대응되는 한 쌍의 에어백 쿠션의 외곽부를 두껍게 전개시키고, 가슴 부위에 대응되는 중앙부를 외곽부에 비해 얇게 전개시킴으로써, 에어백 전개 압력에 의한 운전자의 가슴 부위 부상을 방지할 수 있다.
본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시 예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
상기의 실시 예에서 자동차용 운전석 에어백모듈(10)은 스티어링 휠(11) 부분에 연결되어 설치되는 것으로 설명하였다. 하지만, 본 발명은 제 1 및 제 2인플레이터(14,15)와 제 1 및 제 2에어백 쿠션(12,13)을 반드시 스티어링 휠(11)에 연결시켜 설치하도록 한정되는 것은 아니다.
즉, 상기의 실시 예에서 설명한 바와 같이, 자동차용 운전석 에어백모듈(10)이 스티어링 휠(11) 부분에 고정되어 설치되는 경우, 스티어링 휠(11)이 일정 각도 만큼 회전된 상태에서 자동차의 충돌이 발생하는 경우, 제 1 및 제 2에어백 쿠션(12,13)은 스티어링 휠(11)의 회전 각도에 따라 회전된 형태로 전개된다.
이로 인해, 회전된 제 1 및 제 2에어백 쿠션(12,13)은 외곽부(121,131)가 중앙부(122,132)보다 더 두껍게 전개됨에 따라 운전자의 목과 복부에 충격을 가해 부상을 발생시킬 수도 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 에어백 쿠션(12,13)이 스티어링 휠(11)의 회전과 무관하게 일정한 위치에서 전개되도록 변경될 수 있다.
예를 들어, 도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 자동차용 운전석 에어백의 설치구조를 보인 측단면도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 자동차용 운전석 에어백모듈(10')은 스티어링 휠(11)의 회전력을 조향륜으로 전달하는 샤프트(11)를 스티어링 컬럼(20) 내부에 설치하고, 상기 스티어링 컬럼(20)을 차체에 고정한 후, 상기 스티어링 컬럼(20) 부분에 형성되는 에어백 설치공간(21)에 제 1 및 제 2에어백 쿠션(12,13)을 설치한다.
이에 따라, 본 발명은 제 1 및 제 2에어백 쿠션(12,13)을 차체에 연결된 스티어링 컬럼(20) 부분에 설치함으로써, 스티어링 휠(11)의 회전 상태와 무관하게 제 1 및 제 2에어백 쿠션(12,13)이 일정한 위치에서 전개되도록 하여 자동차의 충돌시, 운전자의 어깨 부위를 먼저 구속해서 자세를 바르게 고정하고, 가슴 부위에 가해지는 에어백 전개압력을 감소시켜 운전자를 안전하게 보호할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 자동차용 운전석 에어백장치의 평면도.
도 2는 도 1에 도시된 운전석 에어백의 동작상태도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동차용 운전석 에어백의 전개상태를 보인 정면도.
도 4는 도 3에 도시된 자동차용 운전석 에어백의 사시도.
도 5는 3의 A-A'선에 대한 단면도.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동차용 운전석 에어백모듈의 동작상태도.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 자동차용 운전석 에어백모듈의 측단면도.
《도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명》
10,10': 자동차용 운전석 에어백모듈 11: 스티어링 휠
12,13: 에어백 쿠션 14,15: 중앙부
121,131: 외곽부 122,132: 중앙부
20: 스티어링 컬럼 21: 에어백 설치공간

Claims (5)

  1. 자동차의 충돌시 운전자를 향해 양측으로 분리되어 나란하게 전개되고 결합된 형상이 원반 형상이 되도록 각각 반원반 형상으로 전개되도록 형성되는 제 1 및 제 2에어백 쿠션(12,13)과
    자동차의 충돌시 팽창가스를 발생하여 상기 제 1 및 제 2에어백 쿠션(12,13) 내부에 공급하는 인플레이터를 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2에어백 쿠션(12,13)은
    운전자의 가슴부위에 대응되는 중앙부(122,132) 및
    상기 중앙부(122,132)의 외곽에 반원호 형상으로 상기 중앙부(122,132)보다 두껍게 전개되는 외곽부(121,131)를 구비하며,
    운전자의 머리 부위에 대응되는 상기 외곽부(121,131)의 상부가 상기 외곽부(121,131)의 중간부보다 더 두껍게 전개되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 운전석 에어백모듈.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 인플레이터는
    상기 제 1 및 제 2에어백 쿠션(12,13)에 팽창가스를 각각 공급하는 제 1 및 제 2인플레이터(14,15)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 운전석 에어백모듈.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2에어백 쿠션(12,13)은
    자동차 차체의 일정한 위치에 고정되는 스티어링 컬럼(20) 부분에 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차용 운전석 에어백모듈.
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