KR101695241B1 - 차량용 에어백 장치 - Google Patents

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    • B60R21/02—Occupant safety arrangements or fittings, e.g. crash pads
    • B60R21/16—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags
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Abstract

차량용 에어백 장치가 제공된다. 에어백 장치는 그 내부에 에어백을 절첩 상태로 수용하며 개구를 갖는 에어백 케이스, 상기 에어백 케이스에 결합되어 상기 개구를 덮는 에어백 도어, 상기 에어백 도어에 구비되고 그 반경 방향을 따라 팽창 및 수축 가능하도록 그 둘레 방향을 따라 일정 간격을 두고 형성된 복수의 슬릿을 포함하는 탄성 튜브, 및 상기 탄성 튜브 내로 삽입되도록 상기 에어백 케이스에 구비되며, 상기 탄성 튜브의 수축력에 의해 상기 탄성 튜브에 고정되는 스터드 부재를 포함한다.

Description

차량용 에어백 장치 {AIRBAG APPARATUS FOR VEHICLE}
본 발명은 에어백을 절첩 상태로 수용하는 에어백 케이스 및 에어백 케이스의 개구를 커버하는 에어백 도어의 결합 구조가 개선된 차량용 에어백 장치에 관한 것이다.
차량 충돌 시 차량내의 승객, 예를 들면 전방 승객석에 착좌한 운전자 또는 승객을 보호하기 위한 차량용 에어백 장치가 알려져 있다.
이러한 에어백 장치는 에어백, 에어백이 용이하게 팽창하고 전개될 수 있도록 절첩 상태로 수용하는 에어백 케이스, 및 에어백을 짧은 시간 내에 팽창시키는 인플레이터를 포함한다.
특히, 차량의 전방 승객석에 사용되는 에어백 장치는 차량의 인스트루먼트 패널의 뒤에 배치된다. 차량 충돌로 인해 차량이 갑자기 감속하면, 에어백을 급속히 팽창시키고, 인스트루먼트 패널의 파열홈(fracture groove)를 따라서 인스트루먼트 패널이 파열되어 개방되도록 인플레이터가 동작한다.
그 결과, 에어백은 인스투트먼트 패널의 개구를 통하여 인스트루먼트 패널의 외부를 향하여 팽창하고 전개된다. 따라서, 에어백 장치는 차량의 충격으로부터 승객을 보호한다.
에어백 장치는 에어백 케이스에 결합되어 에어백 케이스의 개구를 커버하고 에어백 케이스를 인스트루먼트 패널의 내면에 지지하는 에어백 도어를 포함한다.
에어백 케이스의 측벽에는 다수의 체결편이 구비되고, 에어백 도어의 측벽에는 체결 부재, 예컨대 볼트 등을 통해 체결편에 결합되는 연결부가 구비된다.
종래의 에어백 장치에서는 에어백 케이스 및 에어백 도어와 체결부재를 통하여 결합함에 따라 체결 부재 체결을 위한 별도의 공구가 필요하며, 체결 부재를 공구를 이용하여 조이고 해체하여 에어백 케이스 및 에어백 도어의 조립 및 분해 작업이 번거로운 문제점이 있다.
미국 특허 출원 공개 번호 US2003/0080540
본 발명의 목적은 별도의 공구 없이 용이하게 에어백 케이스 및 커버를 결합하고 분리할 수 있는 차량용 에어백 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시 예를 따르면, 그 내부에 에어백을 절첩 상태로 수용하며 개구를 갖는 에어백 케이스, 상기 에어백 케이스에 결합되어 상기 개구를 덮는 에어백 도어, 상기 에어백 도어에 구비되고 그 반경 방향을 따라 팽창 및 수축 가능하도록 그 둘레 방향을 따라 일정 간격을 두고 형성된 복수의 슬릿을 포함하는 탄성 튜브, 및 상기 탄성 튜브 내로 삽입되도록 상기 에어백 케이스에 구비되며, 상기 탄성 튜브의 수축력에 상기 탄성 튜브에 고정되는 스터드 부재를 포함하는 차량용 에어백 장치가 제공된다.
상기 복수의 슬릿은 상기 탄성 튜브의 길이 방향 축을 따라 형성되고 상기 탄성 튜브의 상단에서 개구될 수 있다.
상기 스터드 부재는 일단이 상기 케이스 브라켓에 고정되는 스템부, 및 상기 스템부의 타단에 형성되며 상기 탄성 튜브의 상단과 접하는 헤드부를 포함할 수 있다.
상기 헤드부의 타면은 상기 스터드 부재가 상기 탄성 튜브로 원활하게 삽입되도록 상기 헤드부의 중심을 향하여 상향 경사지게 형성될 수 있다.
상기 탄성 튜브는 절두형 콘 형상으로 형성될 수 있다.
상기 탄성 튜브는 합성 수지를 포함하는 상기 에어백 도어와 일체로 성형될 수 있다.
상기 스터드 부재는 금속성 재질로 형성되고, 인서트 사출에 의해 상기 에어백 케이스와 일체로 성형되거나, 압입 또는 용접에 의해 상기 에어백 케이스에 결합될 수 있다.
상기 탄성 튜브는 수축 상태에서 상기 스터드 부재의 스템부의 외경보다 작은 내경을 가지며 상기 탄성 튜브의 상기 길이 방향 축과 나란하게 형성된 일자형 홀을 포함할 수 있다.
상기 탄성 튜브는 상기 탄성 튜브의 상기 길이 방향 축을 향하여 상향 경사지게 형성된 테이퍼 홀을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예를 따르면, 에어백 도어의 일측에 구비된 반경 방향으로 팽창, 수축 가능한 탄성 튜브에 의하여 스터드 부재를 단순히 끼움 방식에 의해 결합할 수 있다. 그 결과, 에어백 케이스 및 에어백 도어의 결합 및 분리 작업을 용이하게 할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예를 따르면, 스터드 부재의 헤드부의 상부 표면이 그 중심을 향하여 경사지게 형성되어 탄성 튜브에 용이하게 삽입할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예를 따르면, 탄성 튜브를 콘형 또는 원통형과 같이 다양하게 변경 적용하여 스터드 부재를 죄는 힘을 개선시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시 예를 따르면 스터드 부재를 에어백 케이스에 일체로 결합하여 에어백 케이스 및 에어백 도어의 조립 공수를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예를 따른 차량용 에어백 장치의 구성을 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예를 따른 차량용 에어백 장치의 구성을 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예를 따른 에어백 케이스 및 에어백 도어의 결합을 위한 구성을 도시한 일부 확대도이다.
도 4는 도 2의 선 Ⅸ-Ⅸ를 따라 취해진 종단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예를 따른 차량용 에어백의 케이스 및 에어백 도어의 결합 상태를 도시한 종단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예를 따른 차량용 에어백의 케이스 및 에어백 도어의 결합 상태를 도시한 종단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
에어백 장치는 운전석측 인스트루먼트 패널의 하부의 뒤에 설치되어 운전자의 다리를 보호하는 무릎 에어백 장치, 조수석측 인스투루먼트 패널의 뒤에 설치되어 조수석에 착좌한 승객의 상체를 보호하는 조수석 에어백 장치, 차체의 측부에 설치되어 승객의 측부를 보호하는 측부 에어백 장치 등을 포함할 수 있다.
이하, 조수석 에어백 장치를 일 예로서 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예를 따른 에어백 장치의 구성을 도시한 종단면도이다.
도 1을 참조하면, 차량용 에어백 장치(1)는 차량의 인스트루먼트 패널(3)에 결합된다. 에어백 장치(1)는 에어백(11), 에어백 케이스(13), 에어백 도어(15), 인플레이터(17) 등을 포함한다.
인스트루먼트 패널(3)은 차량의 전방 조수석측의 앞쪽에 결합되고, 합성 수지 재질, 예컨대, 폴리프로필렌 등으로 형성되고, 삼차원 곡면을 갖도록 형성된다. 인스트루먼트 패널(3)은 에어백(11) 팽창 시 파열되는 파열홈(3a)을 포함한다.
에어백 도어(15)는 에어백 케이스(13)를 인스트루먼트 패널(3)의 내면에 지지한다. 에어백 도어(15)는 고탄성의 합성 수지 재질로 형성될 수 있다. 에어백 도어(15)는 에어백(11) 팽창 시 파열되는 파열홈(15a)을 포함한다. 에어백 도어(15)는 진동 용접 또는 다른 적절한 공정에 의하여 인스트루먼트 패널(3)의 내면에 결합된다.
에어백 케이스(13)은 에어백(11)이 용이하게 팽창하고 전개되도록 에어백(11)을 절첩 상태로 수용한다. 에어백 케이스(13)는 그 상단이 개방된 개구(13a)를 갖는다.
인플레이터(17)는 에어백 케이스(13)의 하부에 배치되어 에어백(11)을 팽창시키기 위한 고압의 가스를 생성한다.
에어백 도어(15)는 에어백 케이스(13)와 결합되어 에어백 케이스(13)의 개구(13a)를 커버한다. 에어백 도어(15) 및 에어백 케이스(13)는 결합 유닛(100)에 의해 서로 결합된다.
결합 유닛(100)은 에어백 도어(15)의 측벽의 하부에 구비된 복수의 도어 브라켓(110)와 에어백 케이스(13)의 측벽에 구비되어 도어 브라켓(110)와 접촉하는 복수의 케이스 브라켓(130)를 포함한다.
도어 브라켓(110)는 그 반경 방향으로 수축 또는 팽창 가능하게 구성된 탄성 튜브(150)를 포함한다.
케이스 브라켓(130)에는 탄성 튜브(150)의 내부로 삽입되는 스터드 부재(170)가 구비된다. 스터드 부재(170)는 탄성 튜브(150)의 수축력에 의해 조임되어 고정된다.
에어백 케이스(13)의 하부는 차체의 전방에 설치된 카울 크로스 부재(19)에 장착된다. 에어백 케이스(13)의 하부에는 마운팅 브라켓(21)이 용접에 의해 결합되고 카울 크로스 부재(19)에는 마운팅 브라켓(21)에 접하는 카울 크로스 브라켓(23)이 용접에 의해 결합된다.
차량 충돌 시, 충돌에 의해 야기된 충격력이 도시되지 않은 선서에 의해 감지된다. 콘트롤 유닛은 감지된 충격력이 소정의 값 이상인지 여부를 판단한다. 콘트롤 유닛이 감지된 충격력이 소정의 값 이상으로 판단하면, 콘트롤 유닛은 인플레이터가 고압의 가스를 생성하도록 신호를 발생한다. 가스는 에어백(11)을 신속하게 팽창시키도록 에어백(11)으로 공급된다. 팽창하는 에어백(11)은 에어백 도어(15) 및 인스트루 먼트 패널(3)을 가압한다. 그 결과, 에어백 도어(15) 및 인스트루먼트 패널(3)의 파열홈(11a, 15a)이 파열되어 분리된다. 인스트루먼트 패널(3)의 개구를 통하여 에어백(11)이 인스트루 먼트 패널(3)의 외부로 팽창되어 승객을 보호한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예를 따른 차량용 에어백 장치의 구성을 도시한 측면도이다. 도 2를 참조하면, 에어백 케이스(13)의 측벽에는 에어백 케이스(13)의 측벽(13a)으로부터 수직으로 연장된 복수의 케이스 브라켓(130)가 구비된다. 케이스 브라켓(130)에는 스터드 부재(170)가 상향 돌출되게 구비된다. 스터드 부재(170)의 일단이 케이스 브라켓(130)에 고정되고, 스터드 부재(170)의 타단에 헤드부(175)가 구비된다.
에어백 도어(15)의 측벽(13a)에는 케이스 브라켓(130)와 접촉하는 도어 브라켓(110)가 구비된다. 케이스 브라켓(130)에는 탄성 튜브(150)가 구비된다. 탄성 튜브(150)는 반경 방향으로 확장 또는 신축 가능토록 구성된다.
스터드 부재(170)는 탄성 튜브(150)의 내부를 관통하고 탄성 튜브(150)의 수축력에 의해 탄성 튜브(150)에 고정된다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예를 따른 에어백 하우징 및 에어백 도어의 결합을 위한 구성을 도시한 일부 확대도이고, 도 4는 도 2의 선 Ⅸ-Ⅸ를 따라 취해진 종단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 케이스 브라켓(130)에 구비된 스터드 부재(170)는 강도가 강한 재질, 예컨대, 금속성 재질로 형성될 수 있다. 스터드 부재(170)는 케이스 브라켓(130)에 일단이 고정되는 스템부(171)와 스템부(171)의 타단에 구비된 헤드부(173)를 포함한다.
헤드부(173)의 상면은 탄성 튜브(150)의 내부로 용이하게 삽입되도록 그 중심을 향하여 상향 경사지게 형성된다. 도면에서는 헤드부(150)의 상면이 직선 형태로 형성된 것이 도시되었으나 경사면은 만곡되게 형성될 수 있다. 헤드부(150)의 저면은 탄성 튜브(150)의 상단에 접하여 스터드 부재(170)가 탄성 튜브(150)로부터 분리되는 것이 방지된다.
스터드 부재(170)는 케이스 브라켓(130)에 인서트 사출에 의해 일체로 성형될 수 있다. 또 다르게는, 스터드 부재(170)는 압입 또는 용접 등을 통하여 케이스 브라켓(130)에 고정적으로 결합될 수 있다.
탄성 튜브(150)는 고탄성의 합성 수지로 형성된 에어백 도어(15)와 일체로 사출 성형된다. 탄성 튜브(150)는 그 둘레 방향을 따라 일정 간격을 두고 형성된 다수의 슬릿(153)을 포함한다. 슬릿(153)은 탄성 튜브(150)의 길이 방향 축(A)을 따라 형성되고 탄성 튜브(150)의 상단에서 개구된다. 슬릿(153)은 탄성 튜브(150)가 반경 방향으로 확장되고 수축 가능케 한다.
상기의 설명에서, 슬릿(153)은 탄성 튜브(150)의 길이 방향 축(A)을 따라 일자형으로 형성되었으나, 스터드 부재(170)와의 접촉력을 향상시키기 위하여 그 형상은 다양하게 변형 가능하다.
탄성 튜브(150)는 그 상단이 절단된 콘형으로 형성되고, 그 내부에 일자형 홀(151)을 포함한다. 에어백 도어(15) 및 탄성 튜브(150)는 고탄성의 합성 수지를 포함함에 따라 탄성 튜브(150)는 반경 방향으로 유연하게 확장되고, 원래의 위치로 쉽게 복원된다.
스터드 부재(170)의 조임력 및 원활한 삽입을 고려하여, 탄성 튜브(150)의 두께는 다양하게 변형 가능하다.
탄성 튜브(150)는 콘형으로 형성되고 그 내부에 일자형 홀(151)을 포함함에 따라 탄성 튜브(150)의 하부측의 두께가 상대적으로 더 두꺼워진다. 이러한 구성을 통하여 탄성 튜브(150)는 스터드 부재(170)를 견고하게 조이면서 탄성 튜브(150)의 슬릿(153)들 사이의 힌지 부분의 강도를 보강할 수 있다.
일자형 홀(151)의 내경은 스터드 부재(170)의 스템부(171)의 외경보다 실질적으로 작게 형성되어 스템부(171)가 탄성 튜브(150)에 의해 견고하게 조여지도록 함이 바람직하다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예를 따른 차량용 에어백의 케이스 및 에어백 도어의 결합 상태를 도시한 종단면도이다.
도 5를 참조하면, 탄성 튜브(250)는 그 외주면이 도어 브라켓(110)로부터 수직으로 뻗는 원통형으로 형성되고, 그 내부에 형성된 일자형 홀(251)을 포함한다. 이 경우, 탄성 튜브(250)의 두께는 일정하다. 그 결과, 탄성 튜브(250)는 스터드 부재(170)의 스템부(171)를 스템부(171)의 길이 방향을 따라 대략 균일하게 조일 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예를 따른 차량용 에어백의 케이스 및 에어백 도어의 결합 상태를 도시한 종단면도이다.
도 6을 참조하면, 탄성 튜브(350)는 그 외주면이 도어 브라켓(110)로부터 수직으로 뻗는 원통형으로 형성되고, 그 내부에 형성된 테이퍼 홀(351)을 포함한다. 테이퍼 홀(351)은 탄성 튜브(350)의 길이 방향 축(A)을 향하여 상향 경사지게 형성된다. 탄성 튜브(350)의 두께는 그 상부로 갈수록 상대적으로 두꺼워진다.
이 구성에서는 스터드 부재(170)의 삽입을 보다 원활하게 행할 수 있으며, 스터드 부재(170)의 헤드부(173)와 인접한 스템부(171)의 상부를 더욱 강하게 죄일 수 있다.
다음은 본 발명의 일 실시 예를 따른 차량용 에어백 장치의 에어백 케이스 및 에어백 도어의 결합 과정에 대하여 설명한다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 먼저, 에어백 도어(15)에 구비된 도어 브라켓(110)와 에어백 케이스(13)에 구비된 케이스 브라켓(130)이 서로 마주하도록 정렬한다. 다음, 케이스 브라켓(130)에 구비된 스터드 부재(170)를 도어 브라켓(110)에 구비된 탄성 튜브(150)의 내로 삽입한다. 스터드 부재(170)가 탄성 튜브(150)내로 삽입되는 동안 탄성 튜브(150)는 스터드 부재(170)의 헤드부(173)에 의해 가압되어 반경 방향으로 확장된다. 탄성 튜브(150)는 탄성 튜브(150)의 둘레 방향을 따라 일정 간격을 두고 형성된 다수의 슬릿(153)에 의해 확장 가능하다.
스터드 부재(170)의 헤드부(173)가 탄성 튜브(150)의 일자홀(151)을 완전히 통과하면, 탄성 튜브(150)는 복원력에 의해 수축되어 스터드 부재(170)의 스템부(171)를 죈다. 탄성 튜브(150)는 고탄성의 합성 수지를 포함하는 에어백 도어(15)와 일체로 사출 성형되어 유연하게 확장하고 수축한다.
한편 탄성 튜브(150)를 완전히 통과한 스터드 부재(170)의 헤드부(173)는 탄성 튜브(150)의 상단에 접하여 스터드 부재(170)가 탄성 튜브(150)로부터 분리되는 것이 방지된다. 그 결과, 에어백 케이스(13) 및 에어백 도어(15)가 견고하게 결합된다.
스터드 부재(170)의 헤드부(173)의 상면은 그 중심을 향하여 상향 경사지게 형성되어 스터드 부재(170)를 원활하게 탄성 튜브(150) 내로 삽입할 수 있다.
상술한 바와 같이 에어백 케이스(13) 및 에어백 도어(15)를 결합함에 있어 스터드 부재(170)를 탄성 튜브(150)에 단순히 끼우고 탄성 튜브(150)의 수축력에 의해 스터드 부재(170)가 탄성 튜브(150)에 고정됨에 따라 별도의 공구를 사용하지 않고 스터드 부재(170)를 결합할 수 있다. 그 결과, 에어백 케이스(13) 및 에어백 도어(15)의 결합 작업을 용이하게 할 수 있다.
한편, 에어백 케이스(13) 및 에어백 도어(15)를 분리하는 경우에도 단순히 탄성 튜브(150)를 확장하여 스터드 부재(170)를 탄성 튜브(150)로부터 인출시킴에 따라 그 분리 작업 또한 용이하게 할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서는 스터드 부재(170)가 에어백 케이스(13)에 일체로 결합됨에 따라 부품 관리도 용이하다.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술하는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술하는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.
1: 에어백 장치 3: 인스트루먼트 패널
11: 에어백 13: 에어백 케이스
15: 에어백 도어 17: 인플레이터
110: 도어 브라켓 130: 케이스 브라켓
150,250,350: 탄성 튜브 153: 슬릿
A: 탄성 튜브의 길이 방향 축 170: 스터드 부재
171: 스템부 173: 헤드부

Claims (8)

  1. 그 내부에 에어백을 절첩 상태로 수용하며 개구를 갖는 에어백 케이스;
    상기 에어백 케이스에 결합되어 상기 개구를 덮는 에어백 도어;
    상기 에어백 도어의 양측에서 상기 에어백 도어의 양측과 나란하게 구비되고 그 반경 방향을 따라 팽창 및 수축 가능하도록 그 둘레 방향을 따라 일정 간격을 두고 형성된 복수의 슬릿을 포함하는 탄성 튜브; 및
    상기 탄성 튜브 내로 삽입되도록 상기 에어백 케이스의 상부 양측에 상기 에어백 케이스의 양측과 나란한 방향으로 구비되며, 상기 탄성 튜브의 수축력에 의해 상기 탄성 튜브에 고정되는 스터드 부재를 포함하고,
    상기 복수의 슬릿은 상기 탄성 튜브의 길이 방향 축을 따라 형성되고 상기 탄성 튜브의 상단에서 개구되고,
    상기 스터드 부재는 상기 에어백 케이스에 그 일단이 고정되는 스템부; 및
    상기 스템부의 타단에 형성되며 상기 탄성 튜브의 상단에 접하는 헤드부를 포함하며,
    상기 헤드부의 상면은 상기 스터드 부재가 상기 탄성 튜브로 원활하게 삽입되도록 상기 헤드부의 중심을 향하여 상향 경사지게 형성되는 차량용 에어백 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 탄성 튜브는 절두형 콘형으로 형성된 차량용 에어백 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 탄성 튜브는 합성 수지를 포함하는 상기 에어백 도어와 일체로 성형된 차량용 에어백 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 스터드 부재는 금속성 재질로 형성되고, 인서트 사출에 의해 상기 에어백 케이스와 일체로 성형되거나, 압입 또는 용접에 의해 상기 에어백 케이스에 결합된 차량용 에어백 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 탄성 튜브는 수축 상태에서 상기 스터드 부재의 스템부의 외경보다 작은 내경을 가지며 상기 탄성 튜브의 상기 길이 방향 축과 나란하게 형성된 일자형 홀을 포함하는 차량용 에어백 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 탄성 튜브는 상기 탄성 튜브의 상기 길이 방향 축을 향하여 상향 경사지게 형성된 테이퍼 홀을 포함하는 차량용 에어백 장치.

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