KR101182545B1 - 다단 충격흡수기능 및 에어백이 장착된 유아용 카 시트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유아가 자동차에 탑승 시 사용되는 다단 충격흡수기능 및 에어백이 장착된 유아용 카 시트에 관한 것으로, 자동차의 추돌 등으로 인해 탑승한 유아에 관성력이 작용될 때 충돌 시간을 최대한 길게 하여 충격 완화기능을 발휘하도록 한 것이다.
이를 위해, 유아가 착석하는 카 시트 본체(10)와, 상기 카 시트 본체에 앉아 있는 유아의 상체에 적합한 각도로 펼쳐지거나, 접혀지도록 설치되어 사고 발생 시 유아의 복부, 가슴, 안면에 작용되는 충격을 다단으로 흡수하는 에어백 쿠션뭉치(20)와, 상기 에어백 쿠션뭉치의 양측 하단에 힌지 결합되고 다른 일단은 카 시트 본체(10)의 전방부에 형성된 전, 후방 이동 홈(11)과 볼트, 너트(33)(34)로 힌지 결합하여 에어백 쿠션뭉치(20)가 펼쳐지거나 접혀지도록 하는 회전레버 플레이트(30)와, 상기 에어백 쿠션뭉치(20)에 충격이 가해질 때 쿠션역할을 하여 유아에게 가해지는 충격을 보조적으로 흡수하는 쿠션 스프링뭉치(40)로 구성하여 과격한 충돌 외에도 하루에도 몇 차례씩 일어날 수 있는 급제동이나 가벼운 충돌 시에 타박상 등과 같은 경미한 부상을 일으킬 수 있는 충격을 완화시켜주는 것을 기본으로 하고 있으며, 치명적인 인명사고로 이어질 수 있는 과격한 충돌이 발생할 때에는 내장된 팽창식 에어백으로 인명사고를 줄이도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

다단 충격흡수기능 및 에어백이 장착된 유아용 카 시트{omitted}

본 발명은 유아가 자동차에 탑승 시 사용되는 유아용 카 시트에 관한 것으로써, 좀더 구체적으로는 자동차의 추돌 등으로 인해 탑승한 유아에 관성력이 작용될 때 충돌 시간을 최대한 길게 하여 충격 완화기능을 발휘하도록 하는 다단 충격흡수기능 및 에어백이 장착된 유아용 카 시트에 관한 것이다.

일반적으로 승용차를 비롯한 각종 차량의 탑승 시에는 탑승자의 안전을 위하여 안전벨트를 맨 상태에서 운행을 하게 된다.

그런데, 대개의 안전벨트는 성인을 기준으로 설치되어 있음에 따라 성인에 비해 상대적으로 몸집이 작은 유아나 어린아이의 경우에는 안전벨트의 착용이 불가능하기 때문에 별도의 유아용 보호시트인 '카 시트'를 차량의 시트에 장착하여 그 카 시트에 유아를 앉힌 상태에서 차량을 운행하고 있다.

종래의 카 시트는 대개 플라스틱 재질로 이루어진 다리가 없는 의자 형태의 본체 상에 쿠션재질의 커버지가 둘러 싸여 지고, 등받이 전면 상부로부터 바닥 면 사이에는 한 쌍의 안전벨트가 장착되어 이루어진 구조이다.

이러한 카 시트에 앉혀지는 유아는 양쪽 어깨를 지나 가랑이 사이로 체결되는 안전벨트에 의해서 몸체의 이동이 억제된다.

그러나 이러한 종래의 유아용 카 시트는 다음과 같은 여러 가지 문제점이 있었다.

첫째, 종래의 유아용 카 시트는 오로지 안전벨트만으로 어린아이의 상체를 잡아주고 있지만 충돌 시에 상체 및 머리가 앞으로 심하게 꺾이게 되므로 부상의 우려가 있을 뿐만 아니라, 심한 충돌로 과격한 충격이 가해질 경우에는 안전벨트가 벗겨지면서 카 시트에서 이탈되는 치명적인 결함이 있어 차체와의 2차 충돌에 따른 심한 부상은 물론이고 심한 경우에는 생명이 위태롭게 된다.

둘째, 최근에 출시되는 카 시트에는 어린아이의 무릎 위에 베개(pillow)와 같은 원통형의 완충재를 올려놓는 방식을 채택하고 있지만, 베개와 같은 완충재는 원통형으로 되어있어 안면이 완충재에 감싸 말리는 현상으로 안면부가 아래로 꺾이면서 머리의 정수리 부분이 진행 방향에 직각이 되어 심한 충돌이 있을 경우 튀어나가면서 머리의 정수리부분이 차체와 부딪히는 사고가 발생된다.

셋째, 종래의 유아용 카 시트는 통상의 기폭 팽창식 에어백을 장착하려고 해도 장착할 수 없는 구조적 결함을 태생적으로 가지고 있다.

넷째, 종래의 유아용 카 시트는 안전벨트만이 구비되어 있어 가해지는 과격한 충격을 전혀 흡수하지 못하게 되므로 심한 부상을 입게 된다.

다섯째, 착석하고 있는 어린아이의 전면부가 아무것도 없는 허공이기 때문에 장거리 운행 시에 불안한 상태이고 독서를 하고 싶어도 책을 거치할 수 있는 구조가 없어 독서에 많은 어려움이 수반되었다.

여섯째, 부모(보호자)가 어린아이와 함께 뒷좌석에 동승하고 장거리를 운행할 때 부모(보호자)가 가장 괴로운 것은 어린아이가 잠을 자고 있을 때이다.

이 때에는 보호자 자신도 함께 잠을 청하고 싶지만, 지금까지 출현된 통상의 유아용 카 시트로는 보호자와 어린아이가 함께 잠을 자고 있을 때 급정지하거나 충돌할 경우 카 시트에서 어린아이가 이탈될 것이 염려되어 보호자는 유아나 어린아이로부터 눈을 뗄 여유가 없어 매우 불편한 실정이다.

일곱째, 다른 제품들은 거의 카 시트 한 가지의 모델에 대하여 사용하는 연령의 범위가 매우 좁다. 이는 좌석의 크기 때문이기도 하지만 더 큰 이유는 안전벨트의 규격이나 또는 좌석의 규격이 맞지 않는다면 충돌로 인한 급정지가 발생할 때 전방으로 튀어나갈 위험이 있기 때문에 어린아이의 체형에 적합한 사이즈의 카 시트를 구입해야만 어느 정도의 위험한 상황에 대처할 수 있기 때문이다.
여덟째, 종래의 유아용 카 시트는 급제동이나 가벼운 충돌 시에는 무방비한 상태이다. 즉 종래의 유아용 카 시트는 일반적으로 전, 후, 좌, 우로 흔들리는 요동 정도만을 어느 한계 안에서만 감당하고 있지만, 과격한 충돌같은 돌발적인 상황에서는 전혀 유아를 보호하는 기능이 없다.
혹, 팽창식 에어백을 장착하였다 해도 충돌로 인한 과격한 충격이 가해질 경우에만 작동되도록 하고 있기 때문에 인명사고로 이어질 정도의 충격이 아닌 급제동이나 가벼운 충돌 시에도 심한 요동이 발생하므로 그로 인한 타박상이나 찰과상과 같은 부상이 발생할 수 있고 이에 대한 충격완화기능을 전혀 발휘하지 못한다.
따라서 팽창식 에어백을 종래의 유아용 카 시트에 장착하려 해도 장착할 수 없는 구조적인 문제가 있지만, 설령 장착 가능하게 하더라도 팽창식 에어백을 가벼운 충돌이나 급제동 시에도 작동되도록 한다면 하루에도 몇 차례씩 급제동을 하는 경우가 허다한 현실에서 급제동을 할 때마다 에어백은 작동되고 작동될 때마다 에어백을 재정비하여야 하는 폐단이 발생된다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로써, 카 시트 본체에 착석한 유아에 충격이 가해질 경우 기계적 충격완화장치인 에어백 쿠션뭉치, 에어백 쿠션 백보드, 쿠션 스프링뭉치가 담당하며, 기계적으로 감당할 수 없는 과격한 충돌이 발생하는 경우에는 팽창식 에어백을 작동시켜 유아를 보호하는데 그 목적을 가지고 있다.

본 발명의 다른 목적은 카 시트 본체에 착석하는 유아의 전방에 변형된 인볼류트(involute) 곡선을 채택한 에어백 쿠션뭉치를 구비하여 갑작스런 사고로 유아에 충격이 가해질 경우 가해지는 충격력이 복부로부터 가슴과 안면의 순서로 가해지도록 함으로써 충격력을 분산시키며 충돌시간을 지연시킴으로써 가해지는 충격이 완화되도록 하고, 에어백 쿠션뭉치의 위치를 자유자재로 조절할 수 있도록 하여 유아 또는 어린아이의 신체 발육정도가 다르더라도 항상 에어백 쿠션뭉치를 탑승자의 복부에 밀착시킬 수 있도록 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 가벼운 충돌 시에도 일어날 수 있는 부상을 기본 구조인 1차 충격완화장치(프리 차지드 에어백과 인볼류트 곡선의 백보드 및 스프링쿠션 뭉치)로 예방하고, 2차적으로는 팽창식 에어백을 작동시켜 과격한 충돌로 인한 인명사고를 줄이도록 하는데 가장 큰 목적을 가지고 있다.

삭제

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 유아가 착석하는 카 시트 본체와, 상기 카 시트 본체에서 펼쳐지거나, 접혀지도록 설치되어 사고 발생 시 유아의 복부, 가슴, 안면에 작용되는 충격을 다단으로 흡수하는 에어백 쿠션뭉치와, 상기 에어백 쿠션뭉치의 양단에 위치되게 설치되어 일단은 에어백 쿠션뭉치와 힌지 결합되고 다른 일단은 카 시트 본체에 힌지 결합되어 카 시트 본체로부터 에어백 쿠션뭉치가 펼쳐지거나, 접혀지도록 하는 회전레버 플레이트와, 상기 에어백 쿠션뭉치의 전방 하부 양측에 일단이 각각 회동 가능하게 설치되고, 타단은 카 시트 본체에 걸쳐지도록 설치되어 유아에게 작용되는 충격을 보조적으로 흡수하는 쿠션 스프링뭉치로 구성된 것을 특징으로 하는 다단 충격흡수기능 및 에어백이 장착된 유아용 카 시트가 제공된다.

본 발명은 종래의 유아용 카 시트에 비하여 다음과 같은 여러 가지 장점을 갖는다.

첫째, 에어백 쿠션 뭉치가 복부와 허리를 감싸주고 또한 에어백 쿠션 뭉치는 상체에 가깝게 안면 앞까지 근접하게 밀착시킬 수 있어 어떠한 경우라도 몸이 꺾이거나 카 시트로부터 이탈되는 현상을 미연에 방지하게 되고, 이에 따라 차체와의 2차 충돌에 따른 부상을 방지하게 된다.

둘째, 어린아이의 안면부 전면에 변형된 인볼류트 곡선을 채용한 에어백 쿠션 뭉치가 구비되어 상체와 안면에 가깝게 위치를 조절할 수 있도록 되어 있어 충돌이 있을 경우라도 어린아이나 유아가 카 시트에서 튀어나가거나 머리의 정수리 부분이 진행방향에 직각으로 되지 않으므로 과격한 충돌로 인한 위험한 상황이 발생되지 않는다.

셋째, 통상의 기폭 팽창식 에어백을 에어백 쿠션뭉치에 장착할 수 있는 구조이어서, 대형사고가 발생하더라도 인명을 보호할 수 있게 된다.

넷째, 여러 단계의 강화된 충격완화장치가 구비되어있어 충돌시간을 최대한 연장하면서 충격을 완화하게 되므로 부상의 우려를 최소화하게 된다.

다섯째, 어린아이의 전면에 에어백 쿠션뭉치가 구비되어 있어 에어백 쿠션뭉치를 이용하여 독서도 가능하게 된다.

여섯째, 에어백 쿠션뭉치를 어린아이의 몸에 편안히 밀착시킬 수 있고, 더욱이나 에어백 쿠션뭉치의 각도를 상체와 더불어 안면부에 근접하게 대면하도록 조정할 수 있어 잠을 잘 때 급정지 혹은 충돌하는 경우가 발생하더라도 지금까지의 유아용 카 시트와는 달리 몸이 꺾이거나 안면이 전면에 있는 물체와 충돌할 위험한 상황이 발생하지 않는다.

일곱째, 에어백 쿠션뭉치를 어린아이의 상체와 안면부에 근접 거리에 위치시킬 수 있어 근거리 이동 시 안전벨트를 착용하지 않더라도 안전벨트 이상의 기능을 발휘하게 된다.

물론, 안전 상 그리고 규칙상 아무리 근거리라해도 안전벨트를 착용하여야하지만 때로는 자주 오르내리는 근거리 운행을 할 때 승하차 할 때마다 안전벨트를 착용시키고 해제시키는 번잡한 일을 해소하면서도 안전벨트 이상의 안전성을 확보할 수 있게 된다.

여덟째, 에어백 쿠션뭉치가 어린아이의 복부와 허리를 감싸주기 때문에 자동차가 전복되어 거꾸로 매달리는 일이 있을지라도 어린아이가 카 시트에서 이탈되거나 빠져 나오지 않으며 전복되거나 충돌 사고 시에 차량으로부터 어린아이를 구출할 때에도 에어백 쿠션뭉치를 용이하게 개방시킬 수 있게 되므로 안전하고 신속하게 구출할 수 있게 된다.

아홉째, 가벼운 충돌이나 급제동으로 인한 부상은 물론 과격한 충돌로 인한 인명사고를 줄일 수 있다. 기본적으로 팽창식 에어백을 제외한 충격완화장치만으로도 일반적인 충격을 완화시켜 주고, 과격한 충돌이 발생할 때에는 팽창식 에어백을 작동시켜 치명적인 사고를 줄일 수 있는 2중 기능을 발휘하는 구조이다.
열 번째, 프리 차지드 에어백 쿠션뭉치의 위치(각도 및 근접위치)를 체형에 맞도록 조정할 수 있는 구조이고 상체와 허리에 근접하게 조정되도록 한 구조이므로 충격크기의 한계를 크게 벗어나는 정도가 아니라면 일반적으로 나이가 들면서 커져 가는 체형과 체격에 따라 재 구매하는 경제적 손실이 없다.

또한, 제작 면에서도 모델별로 만들어야하는 고가의 금형의 개수를 줄일 수 있게 되므로 제조단가를 낮출 수 있게 되고, 이에 따라 카 시트를 보다 저렴한 가격으로 보급할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 구성을 나타낸 분해 사시도
도 2a 및 도 2b는 도 1의 결합상태 종단면도로써,
도 2a는 정상적인 상태도
도 2b는 기폭 팽창식 에어백이 터진 상태도
도 3은 카 시트 본체에 에어백 쿠션뭉치가 설치된 상태의 정면도
도 4는 에어백 쿠션뭉치에 회전레버 플레이트가 결합된 상태도
도 5는 에어백 쿠션뭉치에 기폭 팽창식 에어백이 설치된 상태의 종단면도
도 6은 쿠션 스프링뭉치의 일부를 생략하여 나타낸 종단면도
도 7은 도 6의 A - A선 단면도
도 8은 카 시트 본체로부터 에어백 쿠션뭉치를 펼친 상태도
도 9는 급정지나, 경미한 추돌 등으로 인해 충격이 가해질 때 에어백 쿠션뭉치에 의해 충격을 완화시키는 과정을 설명하기 위한 개략도

달리는 자동차에 동승한 사람은 자동차가 달리는 속력과 동일한 속력으로 달리는 것과 같다.
따라서 질량(m)을 가진 동승한 사람도 자동차와 같은 속도(v)로 진행하므로 아래와 같은 운동량(P)을 갖는다.
P = mv

상기한 조건에서 자동차가 다른 물체와 충돌하면 운동량이 변하고 동승한 사람의 운동량도 변하게 된다. 이 때 동승한 사람이 받는 충격량은 충돌 전의 운동량에서 충돌 후의 운동량을 뺀 운동변화량이 된다.
운동변화량 = 충돌 직전의 운동량 - 충돌 직후의 운동량

이와 같이 충돌함으로써 변화된 운동량이 충격량으로 사람에게 작용하여 부상을 일으키기도 하고 심한 경우 치명적인 사고를 발생시키기도 한다.
운동변화량 = 충격량

이 때의 충격량(I)이라는 것은 물체에 가해지는 충격력(힘)과 충돌시간(dt)을 곱한 값의 물리량이므로 다음과 같은 식이 성립된다.
I = F × dt
이 때의 운동변화량은 일정하므로 충격량의 값 또한 일정하다.
운동변화량 = 충격량 = constant(일정)

따라서 I = F × dt 의 식에서 해석되듯이 동승한 사람이 받게 되는 힘, 즉 충격력(F)은 충돌시간(dt)의 길이에 좌우되므로 충돌시간이 짧으면 충격력(F)의 값이 크고, 이와는 반대로 길면 길수록 충격력(F)의 값이 작아진다.
즉, 충격량(I)은 일정하고 충돌시간(dt)이 길어질 때 F = I/dt의 값이 성립되므로 충격력은 작아진다.

따라서 달리는 차량에 동승한 사람이 충격력을 적게 받으려면 충돌하는 시간을 되도록 길게 지연시키면 충격을 덜 받게 된다.
참고로, 상기의 운동법칙을 좀더 상세히 설명하기 위해서는 아래와 같은 운동변화량(dP)과 충격량(I) 및 충격력(F)과의 관계식으로 상세히 설명된다.
충격량(I) = 운동변화량(dP) = 일정
충격량 I = Fdt 이고, 충격력(힘) F = ma 이므로
충격량 I = Fdt = madt = mdtdv/dt = mdv = dmv = dP

본 발명은 이러한 물리적 원리를 이용하여 개발된 것으로써 시간을 두고 충격을 완화시켜 주는 장치를 유아용 카 시트에 적용시켜 충격으로 인한 피해를 줄이고자 노력한 것이다.

이러한 원리는 일상생활에서도 흔히 발견되는 것으로써 실시 예를 들어 설명하면 다음과 같다.

고속으로 던져진 야구공을 야구 글러브로 받을 때 야구 글러브를 정지한 상태에서 야구공을 받으면 그 충격이 매우 커서 손바닥에 큰 고통을 느끼지만 야구 글러브를 야구공의 진행방향에 맞추어 뒤로 젖히면서 받으면 충격을 거의 느끼지 않는 이치와 같은 것이다.

마찬가지로 고속으로 진행하는 차량이 충돌하였을 때의 순간 충격을 적게 하기 위해서는 무한대의 쿠션기능을 가진 완충재를 사용하면 이상적으로 충격을 완화시킬 수 있겠지만 현실적으로 불가능한 것이므로 야구공을 뒤로 젖히면서 받을 수 있듯이 적당히 충돌시간을 지연시키도록 기계적인 방법을 채택하여 충격을 완화시키는 방법을 구사하고 있다.

이러한 기계적인 방법으로 충격을 완화시키는 기계적 구조에 대해서 간략히 설명하면, 충돌할 때 제일먼저 충격력을 받아주는 프리 차지드 고압, 저압 에어백은 백보드가 인볼류트 곡선으로 형성되어 있어 동일한 형태를 가지며 충격을 순차적으로 감소시키는 역할을 담당하게 된다.

이와 동시에 더욱 가해지는 충격력을 감소시키기 위해 쿠션 스프링뭉치를 장착하여 2단계로 충격을 완화시켜 주지만, 차량을 과속으로 운행하다가 충돌하였을 때 충돌이 너무 심하여 상기의 충격완화장치의 한계를 초과한 충돌이 발생하였을 때에도 위험한 상황을 피하도록 기폭 팽창식 에어백을 더 구비하였다.

속도를 가진 차량이 충돌하면 발생한 충격력이 제일 먼저 에어백 쿠션뭉치에 가해지는데, 상기 에어백 쿠션뭉치는 2가지의 단계적 완화기능을 가지고 있다.

첫 번째로는 에어백 쿠션뭉치의 백보드가 인볼류트 곡선으로 형성되어 있고 여기에 부착된 프리 차지드 저압 에어백와 프리 차지드 고압 에어백도 백보드와 같은 형상이기 때문에 에어백 쿠션뭉치는 전체적으로 인볼류트 곡선을 이루고 있다.

따라서 에어백 쿠션뭉치의 고유의 쿠션기능과 인볼류트 곡선의 순차적 충격완화기능이라는 두 가지의 기능이 동시에 작용하여 충돌시간을 지연시키게 되므로 충격을 순차적으로 완화시켜준다.

제1 단계 및 제2 단계의 충격완화 단계를 지나 제3 단계의 충격완화작용은 쿠션 스프링뭉치에 의해 이루어지게 된다.

날아오는 야구공을 받을 때 야구 글러브가 제일 먼저 충격을 받기 때문에 야구 글러브를 본 발명에서 기술하는 에어백 쿠션뭉치로 가정하면, 야구 글러브는 에어백 쿠션뭉치에 해당하고, 손바닥은 쿠션 스프링뭉치에 해당한다.

따라서 이를 야구공을 받는 상황으로 설명하면, 야구 글러브만으로도 적당한 속도의 야구공을 아무런 충격 없이 받을 수 있지만 상당한 속도를 가진 야구공을 받을 때에는 손바닥에 가해지는 충격력이 너무 크기 때문에 야구 글러브를 끼고 있던 손을 뒤로 젖히면서 야구공을 받아 충격을 완화시키는 원리를 이용하여 본 발명에서 제1차 및 제2차의 충격완화기능을 구현시켰다.

이러한 원리로 만들어진 구조에서 제1차 충격완화기능을 갖도록 에어백 쿠션뭉치를 구현하였으며 제2차 충격완화기능을 갖도록 쿠션 스프링뭉치를 구현하였다.

또한, 이를 더욱 더 좋은 완화효과를 발휘하도록 하기 위하여 에어백 쿠션뭉치에 2단계의 충격완화기능을 갖도록 고압과 저압의 에어백을 구비하였으며, 쿠션 스프링뭉치에는 스프링 세트만을 채택하지 않고 단동형 쇽 업저버를 쿠션 스프링뭉치안에 내장시켰다.

상기 스프링 세트는 약 스프링과 강 스프링을 직렬로 결합한 구조를 갖도록 하여 스프링 세트에 가해지는 충격을 처음에는 약 스프링이 담당하다가 더 진행하는 충격력을 강 스프링이 담당하여 충격을 단계적으로 완화시키는 구조이다.

상기 쿠션 스프링뭉치가 충격을 받으면 스프링 세트가 압축되다가 충격력이 해소되면 반대로 스프링 고유의 반발력에 의하여 반대 방향으로 반발작용을 하기 때문에 반대 방향으로 작용되는 충격력을 흡수하는 장치로 단동형 쇽 업저버를 채택하였다.

상기 단동형 쇽 업저버는 충격을 받아 스프링이 압축될 때에는 작용하지 않지만 압축된 스프링이 팽창될 때에는 흡수작용을 하여 압축된 스프링이 서서히 팽창되도록 함으로써 반동에 의한 충격을 완화시켜준다.

이러한 과정을 거처 충격을 순차적으로 진행하도록 하여 결국 충돌시간을 길게 함으로써 충격완화기능을 발휘하도록 하였지만 완화능력의 한계를 벗어나는 과격한 충돌로 인한 인명피해를 줄이기 위하여 에어백 쿠션뭉치의 백보드내에 기폭 팽창식 에어백을 더 구비하였다.

이하, 본 발명을 일 실시예로 도시한 도 1 내지 도 9를 참고하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 구성을 나타낸 분해 사시도이고 도 2a 및 도 2b는 도 1의 결합상태 종단면도이며 도 3은 카 시트 본체에 에어백 쿠션뭉치가 설치된 상태의 정면도로써, 본 발명은 유아가 착석하는 카 시트 본체(10)와, 상기 카 시트 본체에서 펼쳐지거나, 접혀지도록 설치되어 충격을 다단으로 흡수하는 에어백 쿠션뭉치(20)와, 상기 에어백 쿠션뭉치의 양단에 위치되게 설치되어 카 시트 본체(10)로부터 에어백 쿠션뭉치(20)가 펼쳐지거나, 접혀지도록 하는 회전레버 플레이트(30)와, 상기 에어백 쿠션뭉치(20)의 전방 하부 양측에 일단이 각각 회동 가능하게 설치되고, 타단은 카 시트 본체(10)에 걸쳐지도록 설치되어 유아에게 작용되는 충격을 보조적으로 흡수하는 쿠션 스프링뭉치(40) 등으로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 카 시트 본체(10)의 양 측면 전방에는 도 1 및 도 2a에 나타낸 바와 같이 전, 후방 이동 홈(11)이 각도 조정 홈(13)을 형성시킨 상부면과 평행하게 형성되어 있고 후방에는 에어백 쿠션뭉치(20) 및 회전레버 플레이트(30)의 높이를 조정하는 높이 조정 홈(12)이 거의 직각방향으로 형성되어 있으며, 상부면에는 소정의 간격으로 각도 조정 홈(13)이 형성되어 있다.

상기 카 시트 본체(10)에서 펼쳐지거나, 접혀지도록 설치되는 에어백 쿠션뭉치(20)는, 변형된 인볼류트 곡선 형태를 갖는 백보드(21)와, 상기 백보드의 상면에 설치된 고압 에어백(22)과, 상기 고압 에어백의 상면에 설치된 저압 에어백(23)으로 구성되어 있다.

이 때, 상기 저압 에어백(23)을 완충기능을 갖는 라텍스와 같이 충격 흡수가 양호한 재료로 대체가 가능하다.

따라서 급제동이나, 경미한 추돌로 인해 유아에게 충격이 가해지면 백보드(21) 및 저, 고압 에어백(22)(23)이 인볼류트곡선으로 이루어져 있어 유아의 상체와 안면부에 편안한 위치에서 각도를 이루게 되므로 최 상부에 위치하는 저압 에어백(23)에 의해 1차 적으로 충격을 흡수함과 동시에 그 하부에 위치하는 고압 에어백(22)에 의해 2차 적으로 충격을 흡수하게 된다.
이와 같이 1차적으로 가해지는 가벼운 충격의 한계를 넘어서는 좀 더 큰 충격을 흡수하기 위해 프리 차지드 저압, 고압 에어백 쿠션뭉치(20)의 회전레버 플레이트(30)와의 사이에 스프링쿠션 뭉치(40)를 더 구비하도록 되어 있다.
상기 스프링쿠션 뭉치(40)의 단동형 쇽 업저버(43)의 상부는 힌지 볼트(41)를 끼울 수 있는 슬리브와 용접 결합되어 있고 하부에는 연장로드 볼트(46)와 결합된 좌, 우 2개의 시트박스(44)를 연결시켜 결합한 스테이 볼트(48)가 카 시트 본체(10)에 형성된 각도 조정 홈(13)에 걸쳐져 프리 차지드 에어백 쿠션뭉치(20)의 각도를 유아의 안면에 적당하게 유지시키도록 되어 있다.

그러나 고속 추행 시 추돌 등으로 인해 차체에 극심한 충격이 가해지는 경우 탑승한 유아를 보다 안전하게 보호할 수 있도록 에어백 쿠션뭉치(20)에 공지의 기폭 팽창식 에어백(50)을 더 구비하는 것이 보다 바람직하지만, 기폭 팽창식 에어백을 압축공기나 압축질소가스로 팽창되는 에어백으로 대체하는 것도 가능하다.

즉, 에어백 쿠션뭉치(20)를 구성하는 백보드(21)의 하부에 도 5와 같이 에어백(51) 및 기폭 팽창장치(52)가 내장되는 챔버(53)를 더 구비하도록 되어 있다.

상기 챔버(53)의 상부에 위치하는 저, 고압 에어백(22)(23)에는 챔버(53)의 위치와 일치되게 공간부(24)가 형성되어 에어백 캡(25)으로 폐쇄되어 있는데, 상기 에어백 캡(25)의 전면 및 공간부(24)의 내벽에는 벨크로 테이프(26)가 부착되어 있다.

이는, 과격한 충돌로 인해 충돌감지센서(54)가 기폭 팽창장치(52)를 작동시켜 에어백(51)을 팽창시킴에 따라 공간부(24)를 폐쇄하고 있던 에어백 캡(25)이 공간부에서 이탈되는 과정에서 벨크로 테이프(26)에 의해 탑승자 측으로 튀어나가지 않도록 하기 위한 것이다.

참고로, 도 5의 확대도에서는 벨크로 테이프(26)를 설명하기 위해 공간부(24) 및 에어백 캡(25)의 간격이 벌어지도록 도시하였으나, 실제로 이들은 간격이 없이 밀착된 상태로 조립됨은 이해 가능한 것이다.

상기 카 시트 본체(10)의 내측에 각각 설치되는 회전레버 플레이트(30)에는 도 4에 나타낸 바와 같이 전, 후방 장 홀(31)(32)이 형성되어 있어 카 시트 본체(10)에 형성된 높이 조정 홈(12)과 전, 후방 이동 홈(11)을 전, 후방 장 홀(31)(32)에 각각 일치시킨 다음 힌지 볼트(33) 및 너트(34)로 이들을 체결하도록 되어 있다.

이 때, 상기 너트(34)를 육각 너트를 사용하여도 되지만, 별도의 공구 없이 너트(34)를 조이거나, 풀 수 있도록 나비너트를 사용하는 것이 보다 바람직하다.

상기 에어백 쿠션뭉치(20)의 백보드(21)에 형성된 리브(21a)에는 힌지 홀(21b)이 형성되어 있고 카 시트 본체(10)의 내측에 각각 설치되는 회전레버 플레이트(30)도 힌지 홀(27b)가 형성되어 있어 상기 힌지 홀(21b)(27b)에 힌지 볼트(27)를 끼워 너트(32)로 조립함에 따라 이들이 힌지 볼트(27)를 중심으로 회동하게 된다.

한편, 가해지는 충격을 3차 적으로 흡수하는 쿠션 스프링뭉치(40)는, 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이 에어백 쿠션뭉치(20)의 저면 양측에 형성된 브라켓(28)에 힌지 볼트(41) 및 너트(42)로 힌지 결합되는 단동형 쇽 업저버(43)와, 상기 각 단동형 쇽 업저버에 연결됨과 동시에 시트박스(44)에 끼워져 너트(45)로 체결된 연장로드 볼트(46)와, 상기 단동형 쇽 업저버, 연장로드 볼트의 외측으로 끼워져 충격을 흡수하는 스프링 세트(47)와, 상기 한 쌍의 시트박스를 연결함과 동시에 카 시트 본체(10)에 거치되는 스테이 볼트(48)로 구성되어 있다.

상기 쇽 업저버(43)를 단동형으로 한 이유는 충격을 받아 스프링 세트(47)가 압축될 때에는 작용되지 않도록 하고, 압축된 스프링 세트(47)가 팽창할 때에는 쇽 업저버(43)가 흡수작용을 하여 압축되었던 스프링 세트(47)가 서서히 복귀되도록 함으로써, 반동에 의한 충격을 미연에 방지하도록 하기 위한 것이다.

상기 스프링 세트(47)를 1개로 구성하여도 무방하지만, 가해지는 충격을 보다 효과적으로 다단 흡수할 수 있도록 상부에 스프링(47a)을, 하부에는 스프링(47a)보다 탄성이 강한 스프링(47b)을 위치시키고 이들의 경계부위에는 연결시트(47c)를 위치시켜 스프링(47a)에 의해 가해진 충격을 먼저 흡수하여 스프링(47a)의 변위가 전부 이루어지고 나면 그 이후에 스프링(47b)이 변위되면서 충격을 흡수하도록 하는 것이 보다 효과적이므로 바람직하다.

상기 연장 로드볼트(46)에 조립되는 너트(45)는 잠가주는 정도에 따라 에어백 쿠션뭉치(20)의 높이(각도)를 미세 조절할 수 있는 기능을 갖는다.

한편, 시트박스(44)를 연결하는 스테이 볼트(48)는 카 시트 본체(10)의 상면에 소정의 간격으로 형성된 각도 조정 홈(13) 중 어느 각도 조정 홈(13)에 끼우냐에 따라 에어백 쿠션뭉치(20)의 각도가 변하도록 되어 있다.

본 발명의 구성에서 카 시트 본체(10)를 자동차의 시트(도시는 생략함)에 고정시키는 구조 및 카 시트 본체(10)에 구비되는 안전벨트의 구조는 통상의 카 시트와 동일하므로 이에 대한 도시 및 설명은 생략하기로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 높이 조정 홈(12) 및 전, 후방 이동 홈(11)에 각각 고정되어 있던 너트(34)를 약간 푼 다음 각도 조정 홈(13)에 얹혀져 있던 쿠션 스프링뭉치(40)를 도 8과 같이 분리시킴과 동시에 에어백 쿠션뭉치(20)를 들어올리면 회전레버 플레이트(30)가 힌지 볼트(33)를 중심으로 시계방향으로 회동하게 되므로 카 시트 본체(10) 및 에어백 쿠션뭉치(20) 사이에 공간이 확보되고, 이에 따라 확보된 공간을 통해 유아를 카 시트 본체(10)에 앉힐 수 있게 된다.

유아를 확보된 공간을 통해 카 시트 본체(10)에 앉히고 난 다음 시계방향으로 회동하였던 회전레버 플레이트(30)를 원 위치시키면 높이 조정 홈(12)에서 빠져 나왔던 힌지 볼트(33)가 다시 끼워지면서 상승하였던 에어백 쿠션뭉치(20)도 회전레버 플레이트(30)와 함께 하강하게 된다.

전술한 바와 같이 카 시트 본체(10)에 유아가 앉은 상태에서 회전레버 플레이트(30) 및 에어백 쿠션뭉치(20)가 하강하고 나면 카 시트에 착석한 유아를 안전하고 편안하게 하기 위하여 유아의 체형과 체격에 적합하도록 쿠션 스프링뭉치(40)에 설치된 스테이 볼트(48)를 카 시트 본체(10)의 여러 개의 각도 조정 홈(13) 중 어느 하나의 각도 조정 홈(13)에 올려놓아 에어백 쿠션뭉치(20)의 각도를 조절하게 된다.

그 후, 회전레버 플레이트(30)를 앞뒤로 조정하여 어린아이의 복부와 허리 가까이에 인볼류트 곡선형태를 갖는 에어백 쿠션뭉치(20)를 위치시키고 풀었던 너트(34)를 조여주면 카 시트에 유아의 착석이 완료된다.

유아가 카 시트에 착석한 상태에서는 에어백 쿠션뭉치(20)가 통상적으로 수평에 가깝게 유지되기 때문에 유아의 시야를 가리지 않아 심리적으로 갑갑함을 느끼지 않는 장점이 있어 장거리 운행에 있어 매우 적합하고 편안하다.

통상의 유아용 카 시트에서는 안전벨트를 착용하고 있을 때에는 유아 또는 어린아이들은 전면이 허공으로만 되어있어 심리적으로 불안함을 느끼지만 본 발명에서는 에어백 쿠션뭉치(20)가 전면에 위치되어 있어 어린아이가 손도 올려놓기도 하고 에어백 쿠션뭉치(20) 위에 장난감도 올려놓고 놀 수도 있으며 에어백 쿠션뭉치(20)를 손으로 붙잡기도 하여 심리적으로도 안정되고 육체적으로도 편안함을 느끼는 장점을 갖는다.

이와 같이 유아가 카 시트에 착석시킨 상태에서 주행 중에 급제동이나, 경미한 추돌 사고가 발생하면 관성에 의해 카 시트에 착석하였던 유아가 전방으로 쏠리게 된다.

즉, 카 시트에 착석하였던 유아가 관성에 의해 도 9에 나타낸 화살표 방향과 같이 전방으로 쏠리면 하복부가 인볼류트 곡선형태를 이루는 에어백 쿠션뭉치(20)의 "A"부에 밀착됨과 동시에 상반신이 "B"부위에, 그리고 안면이 "C"부위에 차례로 부딪히면서 충격을 완화시키게 된다.

상기한 바와 같이 유아가 관성에 의해 전방으로 쏠리는 과정에서 크게는 4단계, 정확하게는 7단계에 걸쳐 충격을 순차적으로 완화시켜 유아가 다치지 않도록 보호하게 된다.

1차 충격완화는 에어백 쿠션뭉치(20)에 의해 이루어지고, 2차는 인볼류트 곡선형태를 갖는 백보드(21)에 의해 이루어지며, 3차는 쿠션 스프링뭉치(40)에 의해 이루어지고, 최종 4차는 한계를 넘는 충돌이 발생할 때 기폭 팽창식 에어백(50)에 의해 충격을 완화시켜 준다.

1차 충격을 완화시키는 에어백 쿠션뭉치(20)에는 저압과 고압의 프리 차지드 에어백(22)(23)이 구비되어 있어 2단계로 충격을 흡수하여 완화시킨다.

또한, 3차로 충격을 완화시키는 쿠션 스프링뭉치(40)는 스프링(47a)과 상기 스프링(47a)보다 탄성이 강한 스프링(47b)으로 이루어져 있어 여기서도 2단계로 충격을 흡수하여 완화시키며 쿠션 스프링뭉치(40)에 단동형 쇽 업저버(43)가 구비되어 있어 미세하나마 반동에 의한 충격을 완화시켜 준다.

상기 단동형 쇽 업저버(43)는 충격을 받을 때 압축되는 과정에서는(즉 충격을 받는 과정) 작동되지 않다가 압축된 스프링 세트(47)가 원래 상태로 복원하는 과정에서는 반대의 방향으로 반동되는 충격을 흡수하면서 서서히 팽창하기 때문에 반발력에 의한 반동의 충격을 흡수함으로써 안면에 가해지는 반대 방향의 충격을 흡수하여 크기는 작지만 어린아이에게는 충격으로 느껴질 수 있는 충격까지도 완화시켜 준다.

따라서 크게는 4단계로 충돌시간을 지연시키면서 충격을 완화시키는 기능을 가지고 있지만 정확히는 7단계의 충격완화기능을 발휘하고 있다.

한편, 안전주행(저속운행)의 경우 법적으로는 규제되고 있지만 특별한 경우 안전벨트를 착용하지 않아도 유아나 어린아이가 앞으로 튀어나가거나 좌석에서 이탈되지 않는다.

본 발명은 안전벨트를 착용한 몸의 상체 가까이 에어백 쿠션뭉치(20)를 접근시킬 수 있고 회전레버 플레이트(30)를 상체와 허리가까이 근접시킬 수 있어 안전벨트를 착용하지 않더라도 좌석으로부터 이탈되지 않는다.

기존의 통상적인 안전벨트를 장착하면 심리적으로 갑갑한 느낌을 주기 때문에 착용에 대한 거부 반응을 일으켜 안전벨트를 짜증스럽게 착용하는 것보다는 잠깐 잠깐의 짧은 거리를 운행할 때, 예로서 관광지에서 수시로 승, 하차하며 잠깐 잠깐 단거리를 운행할 때는 저속으로 운행하므로 안전벨트를 착용하지 않더라도 위험하지 않으므로 편안하고 안전하게 어린아이를 탑승시키고 운행할 수 있게 된다.

종래의 카 시트는 어린아이에게 안전벨트를 착용시켰다해도 카 시트로부터 이탈되거나 심한 충격을 받는 경우가 있지만, 본 발명은 에어백 쿠션뭉치(20)를 복부에 부드럽고 안전하게 밀착시키기 때문에 안전벨트를 착용하였을 때에는 안전벨트의 효과와 에어백 쿠션뭉치(20)의 밀착효과가 더해지므로 안전한 운행을 할 수 있게 된다.

본 발명의 기술사상은 상기한 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 전술한 실시예들은 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다.

또한, 본 발명의 기술분야에서 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 다양하게 변화하여 실시할 수 있음은 이해 가능한 것이다.

10 : 카 시트 본체 11 : 전, 후방 이동 홈
12 : 높이 조정 홈 13 : 각도 조정 홈
20 : 에어백 쿠션뭉치 21 : 백보드
22 : 고압 에어백 23 : 저압 에어백
25 : 에어백 캡 30 : 회전레버 플레이트
31 : 전방 장 홀 32 : 후방 장 홀
40 : 쿠션 스프링뭉치 43 : 단동형 쇽 업저버
44 : 시트박스 47 : 스프링 세트
48 : 스테이 볼트 50 : 기폭 팽창식 에어백

Claims (8)

1. 유아가 착석하는 카시트 본체(10)와, 상기 카시트 본체의 전방 양쪽 내측에 위치되게 설치되어 카시트 본체의 전방 장 홈(11)에 힌지 볼트(33)로 힌지 결합되어 힌지 볼트(33)를 회전중심으로 회동하도록 설치되는 한 쌍의 회전레버 플레이트(30)와, 상기 회전레버 플레이트의 후방에 형성된 힌지 홀(27b)과 에어백 쿠션뭉치(20)의 힌지 홀(21b)이 힌지 볼트(27)로 힌지 결합되어 힌지 볼트(27)을 회전중심으로 하여 회동하도록 설치되어 카 시트 본체 앞에서 펼쳐지거나 접혀지는 에어백 쿠션뭉치(20)로 구성된 것을 특징으로 하는 다단 충격흡수 기능 및 에어백이 장착된 유아용 카시트.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 에어백 쿠션뭉치(20)의 전방 하부 양측에 형성된 브라켓(28)에는 힌지 볼트(41) 및 너트(42)에 의해 일단이 각각 회동 가능하게 설치되고, 타단은 카 시트 본체(10)에 형성된 어느 하나의 각도 조정 홈(13)에 걸쳐지도록 설치되어 유아에게 작용되는 충격을 보조적으로 흡수하는 쿠션 스프링뭉치(40)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 다단 충격흡수기능 및 에어백이 장착된 유아용 카 시트.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 에어백 쿠션뭉치(20)는, 변형된 인볼류트 곡선 형태를 갖는 백보드(21)와, 상기 백보드의 상면에 설치된 고압 에어백(22)과, 상기 고압 에어백의 상면에 설치된 저압 에어백(23)으로 구성된 것을 특징으로 하는 다단 충격흡수기능 및 에어백이 장착된 유아용 카 시트.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 백보드(21)의 전방 하부에는 에어백(51) 및 에어백 기폭 팽창장치(52)가 내장되는 챔버(53)를 구비함과 동시에 챔버(53)의 상부에 위치하는 저, 고압 에어백(22)(23)에서 챔버(53)와 일치되는 부위에는 공간부(24)를 형성하여 상기 공간부를 에어백 캡(25)으로 폐쇄하되, 상기 에어백 캡(25) 및 공간부(24)의 내벽에는 벨크로 테이프(26)를 부착하여서 된 것을 특징으로 하는 다단 충격흡수기능 및 에어백이 장착된 유아용 카 시트.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 카 시트 본체(10)의 양측에 높이 조정 홈(12) 및 전, 후방 이동 홈(11)을 형성하고 회전레버 플레이트(30)에는 전, 후방 장 홀(31)(32)을 형성하여 높이 조정 홈(12) 및 후방 장 홀(32)을 일치시킴과 동시에 전, 후방 이동 홈(11) 및 전방 장 홀(31)을 일치시키고 힌지 볼트(33) 및 너트(34)로 이들을 체결하는 것을 특징으로 하는 다단 충격흡수기능 및 에어백이 장착된 유아용 카 시트.
6. 청구항 2에 있어서,
   상기 쿠션 스프링뭉치(40)는, 에어백 쿠션뭉치(20)의 저면 양측에 힌지 결합되는 단동형 쇽 업저버(43)와, 상기 각 단동형 쇽 업저버에 연결됨과 동시에 시트박스(44)에 끼워져 너트(45)로 체결된 연장로드 볼트(46)와, 상기 단동형 쇽 업저버, 연장로드 볼트의 외측으로 끼워져 충격을 흡수하는 스프링 세트(47)와, 상기 한 쌍의 시트박스를 연결함과 동시에 카 시트 본체(10)에 거치되는 스테이 볼트(48)로 구성된 것을 특징으로 하는 다단 충격흡수기능 및 에어백이 장착된 유아용 카 시트.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 스프링 세트(47)는, 상부에 위치하는 스프링(47a)과, 하부에 위치하고 상기 스프링(47a)보다 탄성이 강한 스프링(47b)과, 상기 스프링들(47a)(47b)의 경계부위에 설치되는 연결시트(47c)로 구성된 것을 특징으로 하는 다단 충격흡수기능 및 에어백이 장착된 유아용 카 시트.
8. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
   상기 카 시트 본체(10)의 상면에 복수 개의 각도 조정 홈(13)을 형성 하여 쿠션 스프링뭉치(40)의 스테이 볼트(48)가 각도 조정 홈(13)에 끼워지는 위치에 따라 에어백 쿠션뭉치(20)의 각도가 변하는 것을 특징으로 하는 다단 충격흡수기능 및 에어백이 장착된 유아용 카 시트.

Images