KR101320080B1

KR101320080B1 - 안전장치

Info

Publication number: KR101320080B1
Application number: KR1020087012276A
Authority: KR
Inventors: 벤그트 피프코른
Original assignee: 아우토리브 디벨롭먼트 아베
Priority date: 2005-11-23
Filing date: 2006-11-22
Publication date: 2013-10-18
Also published as: RU2418697C2; JP2009516617A; US20090048741A1; KR20080083626A; ATE529304T1; WO2007059934A1; EP1951557A1; DE102005056134B4; US8113535B2; RU2008120398A; JP4889744B2; EP1951557B1; DE102005056134A1

Abstract

본 발명은 사고를 검출하기 위한 센서장치; 및 차량 지붕(6)의 지지구조(1), 특히, 차량의 윈도우 개구부(4)의 하부에지 위로 돌출하는 A-기둥, B-기둥 또는 C-기둥을 보강하는 장치를 포함하는 차량의 안전장치에 관한 것으로, 상기 지지구조(1)에 팽창될 수 있는 보강부재(2)가 고정되거나 형성되며, 상기 보강부재(2)는, 해당하는 센서 데이터가 존재하는 경우, 가스 생성기(gas generator)에 의해 가스로 채워질 수 있고 전개되는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명은 상기 지지구조(1)에 관한 것이다.

Description

안전장치{Safety system}

본 발명은 사고를 검출하기 위한 센서장치, 및 차량의 지지구조, 특히, 차량의 윈도우 개구부(window opening)의 하부에지 위로 돌출하는 A-기둥(column), B-기둥 또는 C-기둥을 보강하는 장치를 포함하는 차량의 안전장치에 관한 것이다.

차량이 전복될 때, 특히, 차량 지붕의 지지구조, 특히, A-기둥이 심하게 부하를 받는다. 그 결과, A-기둥은 윈도우 하부에지 또는 차량 섀시(chassis)의 방향으로 굽혀지므로, 차량 지붕은 차량 승객의 방향으로 이동된다. 이는, 차량 승객석 내부의 생존공간에 영향을 미칠 수 있다.

A-기둥과 같은 지붕 지지구조를 고안하고 형성할 때, 상충되는 다수의 요구사항이 충족되어야 한다. 이러한 지지구조는 차량 전복시 차량 승객을 잘 보호할만큼 충분히 단단해야하며, 동시에, 차량 사용자가 주변지역을 잘 볼 수 있을만큼 충분히 얇아야한다. 또한, 확대된 형성공간을 고려할 때, 지지구조, 즉, A-기둥, B-기둥 또는 C-기둥이 너무 두껍지 않은 것이 좋다.

프랑스 특허출원 FR 2,814,411에는 제어장치 및 불꽃 제조 혼합물(pyrotechnic composition)에 연결되는, 차량 안의 A-기둥을 위한 보강볼트가 개시되어 있다. 차량 전복시 불꽃 제조 혼합물이 활성화되고, 보강볼트는 레버장 치(lever mechanism)에 의해 A-기둥 내부의 캐비티(cavity) 안으로 회전된다.

여기서, 중량이 추가되고, 보강볼트를 배치하기 위하여 A-기둥 내부에 공간이 필요한 것은 불리한 점으로 작용한다.

차량구조의 또 다른 지지구조에서도 유사한 부하 상태가 다시 형성된다.

본 발명의 목적은, 지지구조를 형성할 때 충분한 강성을 갖는 유동(play) 공간을 보장하는 차량의 안전장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명에 따르면, 상기 목적은, 상기 지지구조에 팽창될 수 있는 보강부재가 고정되거나 형성되며, 상기 보강부재는 해당하는 센서 데이터가 존재하는 경우, 가스 생성기(gas generator)에 의해 가스로 채워질 수 있고 전개됨으로써 해결된다. 본 발명의 실시예들은 종속항들에 기재된다.

상기 팽창될 수 있는 보강부재로 인해, 상기 지지구조의 횡단면, 특히, A-기둥이 확대되므로, 지지 모멘트 및 저항 모멘트의 증가로 인해 강성이 향상되며, 이는, 특히, 상기 A-기둥의 지붕으로 향한 상부 부분이 변형되지 않거나, 변형되더라도 약간 변형되는 결과를 유발한다. 이와 같이, 정상적인 주행동작시 윈도우 하부에지 또는 전방면 유리 하부에지 위에 있는 A-기둥의 두께를 상대적으로 좁게 유지할 수 있는 반면에, 차량 전복시 보강효과가 발생한다. 마찬가지로, 팽창될 수 있고, 전개될 수 있거나 감길 수 있는 보강부재는 마찬가지로, 전복을 수반하지 않으면서 전면 또는 측면 충돌시 개선된 보호를 제공한다. 대안으로, 상기 보강부재를 외부에서 덮을 수 있으므로, 상기 지지구조의 돌출 횡단면을 확대시킬 수 있다. 이는 지지 모멘트 및 저항 모멘트의 증가도 유발한다.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 보강부재는 주행방향으로 상기 지지구조의 전방면 또는 측면에 고정되며, 바람직하게는, 상기 지지구조의 하부영역, 즉, 차량 섀시에서 윈도우 또는 방풍유리로 옮겨가는 영역에 고정되는데, 이는, 전복시 그 곳에서 최대 부하를 예상할 수 있기 때문이다. 대안으로, 상기 보강부재는 내부쪽으로 가압되거나 젖혀진 솔기(seam)이다. 이러한 솔기는 증가된 내부압력으로 인해 외부에서 덮히므로, 상기 보강부재 또는 상기 A-기둥을 형성하는 중공 형상부(hollow profile)의 횡단면이 확대된다. 상기 확대된 횡단면과 증가된 체적으로 인해, 강성이 향상된다.

바람직하게는, 상기 보강부재는, 상기 지지구조, 바람직하게는, 상기 외측이나 상기 지지구조의 외측에 접히거나 감겨지게 고정되는 금속몸체로 이루어진다. 상기 보강부재는 아코디언 형태로 접힐 수 있으므로, 전개할 때 실질적으로, 일측으로 차량구조에 단단히 고정되는 평면으로 연장되어, 일방향으로만, 즉, 상기 차량구조와 반대방향인 방향으로만 전개된다. 하나의 방향 또는 하나의 차원으로 전개시키기 위하여 접거나 콤팩트하게 하는 것 외에도, 상기 보강부재는 다수의 방향으로 전개되는, 팽창될 수 있는 쿠션으로 형성된다. 이에 따라, 상기 저항 모멘트 및 지지 모멘트는 다수의 방향 또는 배향(orientation)으로 증가되므로, 보강 및 안정성 증가는 부하를 받는 방향에서만 발생되지 않는다. 상기 보강부재의 체적 확대는 상기 가스 생성기의 점화시 발생한다.

상기 보강부재는 상기 윈도우 개구부의 하부에지와 상기 지지구조 사이에서 팽창된 상태로 연장될 수 있고, 팽창되지않은 상태에 비해 팽창된 상태에서는 확대된 횡단면을 포함한다.

상기 가스 생성기는 상기 차량 구조 내부의 각각의 임의 장소에 배치될 수 있으며, 바람직하게는, 상기 가스 생성기는 상기 지지구조 내부 또는 상기 보강부재 가까이에 직접, 상기 윈도우 개구부의 하부 에지의 하부, 예를 들어, 상기 윈도우 개구부 하부의 A-기둥, B-기둥 또는 C-기둥의 하부 영역에 배치된다.

상기 가스 생성기는 불꽃 제조 혼합물 또는 압축가스의 가스 저장부로 형성될 수 있으며, 사고가 발생하거나 또는 임박한 사고를 검출하는 경우 활성화된다. 이를 위해, 상기 센서장치는, 신속하게 근접하는 물체를 검출하고 상기 가스 생성기의 구동혼합물을 점화시키는 소위 프리크러쉬 센서장치로 형성된다.

상기 가스 생성기를 의도적이지 않게 해제할 때 그리고 이에 연결되는 보강부재를 전개할 때, 상기 보강부재를 교체하기 위해서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 수용부 안의 상기 보강부재는 상기 지지구조에 고정된다. 상기 수용부는 상기 보강부재가 삽입되거나 고정되는 그루브 또는 레일로 형성됨으로써, 간단한 고정이 이루어진다. 이에 따라, 상기 보강부재는 그에 형성되거나 고정된 결합부재에 의해 차량 구조에 고정되면서, 상기 지지구조에 가역적으로 고정될 수 있다. 이를 위해, 상기 결합부재는 형태맞춤부재를 포함하는데, 상기 형태맞춤부재는 상기 형태맞춤부재에 상응하여 상기 수용부에 형성되므로, 상기 보강부재 설치시 비용이 소요되지 않고 확실하게 고정될 수 있다.

또한, 본 발명은 팽창될 수 있는 보강부재를 포함하는 지지구조에 관한 것이다.

도 1은 종래기술에 따른, 차량의 문 위치에 있는 차량 안의 지지구조를 개략적으로 도시하며,

도 2는 변형된 상태에 있는 도 1의 지지구조를 나타내며,

도 3은 변형 전, 팽창된 보강부재를 구비한 지지구조를 개략적으로 도시하며,

도 4은 변형 후 도 3의 지지구조를 나타내고,

도 5는 보강부재의 설치상태를 나타낸다.

이하, 본 발명의 실시예가 첨부된 도면을 참조로 하여 설명될 것이다.

도 1에는 소위 A-기둥 형태의 지지구조(1)를 개략적으로 도시한다. 차량 지붕과 보네트(bonnet) 사이의 연결부가 차량 승객석의 전방영역에 A-기둥(1)으로서 언급된다. 상기 A-기둥(1)은 보네트 하부에서 차량 섀시까지 멀리 연장될 수 있다.

상기 A-기둥 외에도, 또 다른 지지구조, 예를 들어, B-기둥이 종래기술에 따른 차량에 구비되는데, 상기 B-기둥은 차량 바닥과 차량 지붕 사이의 연결부를 상기 차량 승객석의 중앙에서 형성한다. 많은 차량 유형, 예를 들어, 쿠페(Coupes) 또는 카브리올렛(Cabriolet)은 일반적으로 B-기둥을 포함하지 않는다. C-기둥은 차량 후미에 있는 상기 차량 지붕과, 후면 흙받이 사이의 연결부이며, 모 든 지지구조 또는 차량 기둥에서는 전복에 의한 사고의 경우 수직 변형에 대해서 차량 승객석을 안정화시켜 생명을 유지시켜야한다. 또한, 이러한 차량 기둥은 측면 충돌시 힘을 수용해야한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 A-기둥(1)은 도시된 보네트(5)로부터 도시된 차량 지붕(6)까지 연장된다. 이때, 상기 A-기둥(1)은 윈도우 개구부(4)의 전방 부분이나, 차문에 고정된 윈도우 개구부(4)를 구비한 윈도우 프레임의 스톱퍼(stopper)를 형성한다.

전복에 의한 사고시 매우 높은 수직방향의 힘이 상기 A-기둥(1)에 가해질 수 있다. 이러한 힘이 소정의 값을 초과하면, 상기 지지구조(1)는 고장나고, 굽혀지 므로, 상기 차량 승객석 내부의 공간이 축소된다. 이러한 굽힘은 일반적으로 상기 A-기둥(1)의 풋(foot)에서 상기 윈도우 개구부(4)로부터 상기 보네트(5)의 하부로옮겨갈 때 연장되는 상기 지지구조(1)의 부분에서 발생한다. 여기서, 레버 암(lever arm)으로 인해 발생하는 모멘트는 특히 크므로, 굽힘 가능성이 커진다.

도 2에는 변형 후의 A-기둥(1)이 도시되어 있는데, 상기 A-기둥(1)으로 인해, 차량 승객석의 높이가 크게 감소된다. 여기서, 상기 A-기둥(1)은 대략 상기 보네트(5)의 높이로 굽혀지므로, 상기 차량 승객석은 대략 윈도우 숄더(shoulder)의 영역까지만 존재한다.

도 3은 본 발명에 따른 지지구조(1)를 포함한 안전장치를 도시한다. 여기서, 하부 영역, 즉, 상기 보네트(5)의 하부에 가스 생성기가 배치된다. 상기 보네트(5)의 하부에 배치된, 연결 브릿지(bridge)를 형성하기 위한 부분으로부터 상기 차량 지붕(6)으로 옮겨가는 영역에는 팽창될 수 있는 보강부재(2)가 배치되며, 상기 보강부재(2)는 활성화된 상태로 도시되어 있다. 활성화되지않은 상태의 보강부재(2)는 점선으로 도시된 일반적인 형태에 해당되는 반면에, 상기 보강부재(2)는 상기 가스 생성기(3)의 활성화 이후 전개되고, 상기 보강부재(1)의 확대된 횡단면이 제공된다. 이러한 횡단면 확대는 일반적으로 중공 형상부로 형성된 지지구조(1)의 지지 모멘트 및 저항 모멘트의 감소를 유발하므로, 전체적으로 상기 구조의 안정성과 강성이 향상될 수 있다.

도 4에는 이러한 형태의, 보강된 지지구조(1)의 변형을 도시한다. 상기 보강부재(2)의 상부 말단에서 비로소 변형이 시작되므로, 상기 차량 승객석이 종래기술에 따른 구성에 비해 수직방향으로 확대되어 유지된다. 상기 보강부재(2)는 상기 지지구조(1)를 감싸거나 주행방향으로 상기 지지구조(1)의 전방면 또는 측면에 배치될 수 있다. 마찬가지로, 상기 보강부재(2)가 앞문 영역 내의 윈도우 개구부(4)에서 연장되고 상기 지지구조(1)를 지지하도록, 상기 보강부재(2)를 배치할 수 있다. 여기서, 상기 보강부재(2)는 상기 지지구조(1)의 하부영역, 즉, 상기 보네트(5)로부터 지지구조(1)를 형성하기 위한 연결 브레이스(brace)로 옮겨가는 영역, 즉, 상기 윈도우 개구부(4)의 하부 에지의 영역에 배치되는 것이 중요하다. 이는, 상기 A-기둥(1)의 레버 암으로 인해, 최대 굽힘 모멘트(bending moment)가 발생하기 때문이다.

공간 및 중량분할상의 이유로, 상기 보네트(5)의 하부에 위치한 상기 가스 생성기(3)는 중공 형상부로 형성된 지지구조(1) 내부에 배치된다. 상기 가스 생성 기(3)는 특히 불꽃 제조 혼합물 또는 압축가스의 가스 저장부로 형성되고, 센서장치, 특히, 프리크러쉬(precrash) 센서장치에 의해 활성화된다. 상기 지지구조(1)가 팽창되지 않은 상태에 비해, 상기 가스 생성기(3)의 활성화 이후 상기 보강부재(2)의 횡단면이 확대되는 것과 동시에, 바람직하게는, 상기 횡단면은 그 이전에 비해 배로 증가된다. 상기 보강부재(2)는 상기 지지구조(1)에 용접결합될 수 있고, 접힌 금속 쿠션이나, 상기 지지구조(1)의 지지 횡단면의 표면을 외부쪽으로 가압시키고 확대시키는 솔기(seam)로 이루어진다. 이와 같이, 정상동작시 상기 지지구조(1)의 윤곽은 가능한한 작게 형성되므로, 시야의 축소가 최소화된다. 사고시, 내부쪽으로 접힌 솔기 또는 상기 A-기둥(1)의 구성요소가 외부에서 덮히거나 접혀 있던 쿠션이 팽창되므로, 상기 지지구조(1)와 상기 보강부재(2)의 횡단면이 확대되고, 이에 따라 보강이 이루어질 수 있다.

도 5는 보강부재(2)가 지지구조(1) 또는 차량구조에 설치되는 상태를 도시한 횡단면도이다. 상기 차량구조는 A-기둥으로 형성되는데, 상기 A-기둥에서는 주행방향과 반대방향인 측에서 수용부(12)가 사다리꼴 형태로 형성된다. 도 4 및 도 5 를 통하여 이해할 수 있는 바와 같이, 수용부(12)는 레일 형태를 가지면서 길이 방향으로 연장될 수 있다. 이러한 수용부(12)는 상기 보강부재(2)를 수용하는데 사용되는, 형태맞춤부재로서 후면부를 구비한다. 상기 보강부재(2)에는 결합부재(21)가 형성되거나 고정되며, 상기 결합부재(21)는 상기 수용부(12)에 상응하게 형성된다. 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 보강부재(2)는 길이 방향으로 연장되고, 상기 수용부(12)에 결합될 수 있다. 상기 보강부재(2)는 상기 결합부재(21)에 의해 상기 차량구조(1) 또는 A-기둥의 세로길이를 따라서 슬라이딩되며, 상기 수용부(12) 및 결합부재(21)의 횡단면 형태에 의하여 형태맞춤식으로 전개된 방향으로 유지된다. 상기 보강부재(2)가 상기 A-기둥(1) 또는 수용부(12)의 세로길이를 따라서 슬라이딩하는 것을 방지하기 위해서, 개별 고정부재가 구비될 수 있다. 도 5에는 설치상태가 개략적으로 도시되는데, 실제설치위치에서는 상기 결합부재(21)와 상기 수용부(12) 사이에 유동(play)이 존재하지 않거나 존재하더라도 매우 작은 유동만이 존재한다.

상기 가스 생성기를 점화한 후에, 상기 보강부재(2)는 가스로 채워지고 전개된 영역에서 체적이 확대되므로, 도 5의 우측 도면에서 볼 수 있는 윤곽이 형성된다. 상기 보강부재(2)는 그 안에 연장된 사다리꼴 형태의 부분을 구비한 원형 형태의 부분을 포함한다. 이러한 체적 확대에 의하여, 지지 모멘트 및 저항 모멘트가 증가되고, 상기 차량구조(1) 또는 상기 지지구조(1)가 보강된다. 전개된 상태에서, 상기 보강부재(2)는 열쇠구멍 형태의 윤곽을 갖는 반면에, 조립된 상태에서 상기 보강부재(2)는 편평하게 연속적으로 접힌다. 따라서, 여러 방향으로 연장되 므로, 상기 보강부재(2)는 팽창될 수 있는 쿠션으로 형성된다. 이의 대안으로서, 상기 보강부재(2)는 아코디언 형태로도 연속적으로 접힐 수 있고, 단지 일 방향으로만, 상기 지지구조(1)로부터 화살표 방향으로 연장된다. 이에 따라, 주로 화살표 방향의 부하에 대한 강성이 향상된다.

결합부재(21)를 형성함으로써, 강성 및 차량의 사고 안전성을 개선하기 위한 보강부재(2)를 상기 차량구조 내부의 소정 부분에 보강을 위하여 쉽고 확실하게 설치할 수 있다. 우선적으로 결합된, 특히, 접힌 보강부재(2)는 가스 내부압력에 의한 작동에 의하여 전개된다. 설치시에, 상기 보강부재(2)를 쉽게 설치할 수 있고, 해제시에는 프리크러쉬 센서의 신호로 인한 사고를 수반하지 않으면서 상기 보강부 재(2)를 쉽게 교체할 수 있다. 본 발명은 상기 차량구조의 서로 다른 부분에 삽입될 수 있는데, 예를 들어, 문기둥 및 특히, 지붕 지지구조에 삽입될 수 있다. 사고시, 상기 수용부(12) 내부의 결합부재(21)의 형태맞춤식 수용으로 인해, 안정적인 배치가 이루어지고, 상기 지지구조(1)와의 단단한 결합이 이루어질 수 있다. 상기 가스 생성기를 해제할 때, 상기 보강부재(2)를 연장시키고, 동시에 상기 결합부재(21)를 연장시킴으로써 이러한 단단한 결합이 수행된다. 기본적으로, 가스 내부압력으로 작동된 부재들은 전개되지 않고, 그 체적이 확대되더라도, 전술한 바와 같이 상기 차량구조에 고정될 수 있다.

Claims

사고를 검출하기 위한 센서장치; 및 차량의 도어 기둥 및 지붕 지지부를 포함하는 차량의 지지 구조를 보강하기 위한 장치를 포함하는 차량의 안전장치로서,

상기 센서장치에 의해서 사고가 검출되었을 때 팽창 가스를 발생시키는 가스 생성기와;

상기 지지 구조(1)에 고정되어 상기 가스 생성기(3)로부터 출력된 가스에 의해서 팽창됨으로써 상기 지지 구조(1)의 단면을 확대시킬 수 있는 보강 부재(2);를 구비하며,

상기 지지 구조(1)에는 길이 방향으로 연장된 레일 형태의 수용부(12)가 설치되고,

상기 보강 부재(2)에는, 길이 방향으로 연장되고, 상기 수용부(12)에 결합되어 상기 보강 부재(2)를 상기 지지 구조(1)에 대하여 고정시키기 위한 결합 부재(21)가 설치되는 것을 특징으로 하는, 차량의 안전장치.
제1항에 있어서,

상기 보강부재(2)는 주행방향으로 상기 지지구조(1)의 전방면 또는 측면에 고정되는 것을 특징으로 하는 차량의 안전장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 보강부재(2)는 상기 지지구조(1)의 하부영역에서 상기 윈도우 개구부의 하부에지의 영역에 고정되는 것을 특징으로 하는 차량의 안전장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 보강부재(2)는, 상기 지지구조(1)에 접히거나 감기게 고정되는 금속몸체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 안전장치.
제4항에 있어서,

상기 보강부재(2)는 아코디언 형태로 접히거나 평면에서 전개되는 것을 특징으로 하는 차량의 안전장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 보강부재(2)는 다수의 방향으로 전개되는, 팽창될 수 있는 쿠션으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 안전장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 보강부재(2)는 상기 윈도우 개구부(4)의 하부에지와 상기 지지구조(1) 사이에서 팽창된 상태로 연장되는 것을 특징으로 하는 차량의 안전장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 보강부재(2)는 상기 지지구조(1)의 외측에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량의 안전장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 보강부재(2)는 팽창되지않은 상태에 비해 팽창된 상태에서 확대된 횡단면을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 안전장치.
제9항에 있어서,

상기 횡단면은 팽창되지않은 상태에 비해 팽창된 상태에서 배로 증가 되는 것을 특징으로 하는 차량의 안전장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 가스 생성기(3)는 상기 지지구조(1)의 내부에서 상기 윈도우 개구부(4)의 하부에지의 아래에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량의 안전장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 가스 생성기(3)는 불꽃 제조 혼합물(pyrotechnic composition) 또는 압축가스의 가스 저장부로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 안전장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 센서장치는 프리크러쉬 센서장치로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 안전장치.
삭제
삭제
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 보강부재(2)는 상기 지지구조(1)에 해제가능하게 고정되는 것을 특징으로 하는 차량의 안전장치.
삭제
제1항 또는 제2항 따른 팽창될 수 있는 보강부재(2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 지지구조(1).