KR102064848B1 - 자동차의 무릎 에어백 장치 및 폴딩 방법 - Google Patents

Abstract

자동차의 무릎 에어백 장치에 관한 것으로, 무릎 에어백, 자동차의 충돌 시 상기 무릎 에어백에 가스를 공급하는 인플레이터, 내부에 상기 무릎 에어백과 인플레이터가 수납되는 하우징 및 자동차 내부에 설치된 지지구조물에 상기 하우징을 고정하는 브래킷을 포함하는 구성을 마련하여, 자동차의 충돌 발생시 무릎 에어백을 탑승자의 발을 향해 후측 하방으로 팽창 전개시킨 후 다시 탑승자의 무릎을 향해 후측 상방으로 전개시켜 탑승자의 하지와 무릎을 효과적으로 구속할 수 있다.

Description

자동차의 무릎 에어백 장치 및 폴딩 방법{KNEE AIRBAG AND FOLDING METHOD FOR VEHICLE}

본 발명은 자동차의 무릎 에어백 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 탑승자의 무릎 및 하지를 효과적으로 보호하는 자동차의 무릎 에어백 장치 및 폴딩 방법에 관한 것이다.

에어백 시스템은 주행중인 자동차에 충돌 및 추돌사고가 발생하면, 탑승자 쪽으로 전개되면서 탑승자의 부상을 최소화하는 기능을 한다.

즉, 에어백 시스템은 자동차의 외부충격에 의한 인체 상해로부터 탑승자를 보호하기 위하여, 자동차 내에 적용되는 상용화된 안전장치의 하나로서, 종전의 경우에는 핸들(Steering Wheel)의 중앙부(운적석)나 인스트루먼트 패널(Instrument Panel)의 상부(조수석)쪽에 주로 설치되어 탑승자의 상체만을 보호한다.

최근에는 자동차 도어부나 인스트루먼트 패널 하부 쪽에도 에어백모듈이 설치되어 탑승자의 측면이나 무릎 또는 하체 등과 같은 인체의 각부에 대해서도 보다 효율적으로 보호할 수 있도록 다양하게 적용되고 있다.

이에 따라, 에어백의 종류는 운전자를 보호하기 위한 운전석 에어백, 조수석에 탑승한 탑탑승자를 보호하기 위한 조수석 에어백(Passenger Air Bag), 운전자와 탑탑승자등의 측면부분을 보호하기 위하여 도어에서 팽창되는 사이드 에어백(Side Air Bag), 운전자 또는 탑탑승자의 무릎을 보호하기 위한 무릎 보호용 에어백, 즉 무릎 에어백(Knee Air Bag) 등이 있다.

무릎 에어백은 탑승자의 무릎 및 하지(lower legs)를 구속해서 보호한다.

이러한 무릎 에어백은 인스트루먼트 패널 및/또는 탑승자의 좌석에 관하여 다양한 위치로 장착될 수 있다. 그리하여, 충돌 시 에어백은 탑승자의 무릎 및 하지를 향하여 팽창될 수 있고 탑승자의 무릎 및/또는 하지의 움직임이 저지된다.

예를 들어, 본 출원인은 하기의 특허문헌 1 및 특허문헌 2 등 다수에 무릎 에어백 장치를 개시하여 특허 출원해서 등록받은 바 있다.

종래 기술에 따른 무릎 에어백 장치는 운전석에 설치되는 경우에는 시트에 앉은 탑승자의 무릎 전방에 위치하는 스티어링 휠이 설치된 대쉬 패널의 하부에 장착되고, 조수석에 설치되는 경우에는 글러브 박스의 하단 부분에 장착된다.

대한민국 특허 등록번호 제10-1052988호(2011년 7월 29일 공고) 대한민국 특허 등록번호 제10-1010819호(2011년 1월 25일 공고) 대한민국 특허 등록번호 제10-1520850호(2015년 5월 20일 공고)

그러나 종래기술에 따른 폴딩 방법으로 폴딩된 무릎 에어백은 자동차의 충돌 발생시 탑승자의 무릎 또는 무릎보다 상방을 향해 충분하게 상승하지 못하고 탑승자의 정강이 부분을 향해 팽창 전개되는 문제점이 있었다.

이로 인해 종래기술에 따른 무릎 에어백은 탑승자의 무릎과 하지를 완전하게 구속하지 못하게 되고, 오히려 무릎 에어백의 팽창력에 의해 탑승자의 부상을 유발하는 문제점이 있었다.

특히, 종래기술에 따른 무릎 에어백 장치가 조수석의 글러브 박스에 설치되는 경우, 에어백 하우징의 부피 및 형상의 변경이 불가피하다.

예를 들어, 도 1은 종래기술에 따른 운전석에 적용되는 무릎 에어백 장치의 구성도이고, 도 2는 조수석에 적용되는 무릎 에어백 장치의 구성도이다.

무릎 에어백 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 운전석에 적용되는 경우에는 설치 공간에 여유가 있으나, 도 2에 도시된 바와 같이 조수석에 적용되는 경우에는 제한된 공간 상에 설치하기 위해 에어백 하우징(1) 내부에서 인플레이터(2)보다 자동차의 전방측에 무릎 에어백(3)을 편심되게 설치하도록 레이아웃이 변경되고 있다.

이와 같이, 인플레이터(2)를 중심으로 자동차의 전방측에 무릎 에어백(3)이 편심 실치되는 경우, 무릎 에어백(3)은 인플레이터(2)의 하부를 경유해서 탑승자를 향해 후방으로 팽창 전개된다.

특히, 종래기술에 따른 무릎 에어백 장치는 자동차의 충돌시 폴딩된 무릎 에어백(3)을 로워 크래시 패드 하단(lower crash pad)까지 하단까지 밀어줄 수 있도록, 무릎 에어백(3) 상단에는 Z 폴딩 방식으로 폴딩된 Z 폴딩 구간(4)이 마련된다.

이와 같이 조수석에 무릎 에어백(3)을 인플레이터(2)의 전방측에 편심 설치하고, 운전석에 설치되는 무릎 에어백(3)과 동일하게 Z 폴딩 구간(4)을 적용해서 폴딩하는 경우, 무릎 에어백(3)은 전개 초기 시간 동안 Z 폴딩 구간(4)이 전개되면서 하방으로 전개된다.

이에 따라, 종래기술에 따른 무릎 에어백 장치는 자동차의 충돌시 무릎 에어백(3)이 탑승자의 발을 향해 하방을 전개된 후, 탑승자의 무릎까지 충분하게 상승하지 못하고, 무릎 하부의 정강이 부분을 향해 팽창 전개된다.

이로 인해, 종래기술에 따른 무릎 에어백 장치는 무릎 에어백(3)을 탑승자의 무릎 및 하지를 안전하게 보호하기 위한 정확한 형상으로 전개시키지 못함에 따라, 전개 성능이 저하되고, 탑승자의 정강이에 가해지는 충격으로 인해 탑승자의 부상을 유발하는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 탑승자의 무릎 및 하지를 효과적으로 보호하는 자동차의 무릎 에어백 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 자동차의 충돌시 무릎 에어백을 'L' 형상으로 전개시켜 탑승자의 무릎과 하지를 완전하게 구속할 수 있도록 무릎 에어백을 폴딩하는 자동차의 무릎 에어백 장치 및 폴딩 방법을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 자동차의 무릎 에어백 폴딩 방법은 (a) 무릎 에어백의 양단을 가상 중심선을 향해 폴딩해서 상기 에어백의 폭을 조절하는 단계, (b) 상기 무릎 에어백의 하단부를 적어도 1회 이상 상방으로 폴딩하는 단계, (c) 상기 무릎 에어백이 전개 초기에 신속하게 하우징 내부에서 팽창시켜 하방으로 전개되도록, 폴딩된 상기 무릎 에어백에서 내부에 인플레이터가 설치되는 상단의 연결챔버를 제외한 나머지 부분을 서로 겹쳐서 높이가 절반이 되도록 하프 폴딩하는 단계 및 (d) 하프 폴딩된 상기 무릎 에어백의 하단부를 적어도 1회 이상 상방으로 폴딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 자동차의 무릎 에어백 장치는 무릎 에어백, 자동차의 충돌 시 상기 무릎 에어백에 가스를 공급하는 인플레이터, 내부에 상기 무릎 에어백과 인플레이터가 수납되는 하우징 및 자동차 내부에 설치된 지지구조물에 상기 하우징을 고정하는 브래킷을 포함하고, 상기 무릎 에어백은 자동차의 충돌시 탑승자의 발을 향해 후측 하방으로 팽창 전개된 후 다시 탑승자의 무릎을 향해 후측 상방으로 전개되어 탑승자의 하지와 무릎을 구속하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차의 무릎 에어백 장치 및 폴딩 방법에 의하면, 자동차의 충돌 발생시 무릎 에어백을 탑승자의 발로부터 무릎을 향해 'L' 형상으로 전개시켜 탑승자의 무릎 및 하지를 효과적으로 보호할 수 있다는 효과가 얻어진다.

즉, 본 발명에 의하면, 무릎 에어백을 탑승자의 발을 향해 후측 하방으로 전개되는 부분을 최소화해서 탑승자의 무릎을 향해 신속하게 후측 상방으로 전개시키는 전개 성능을 향상시킬 수 있다는 효과가 얻어진다.

도 1은 종래기술에 따른 운전석에 적용되는 무릎 에어백 장치의 구성도,
도 2는 조수석에 적용되는 무릎 에어백 장치의 구성도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동차의 무릎 에어백 장치가 자동차에 설치된 상태를 보인 사시도,
도 4는 도 3에 도시된 무릎 에어백 장치의 분해 사시도,
도 5는 도 3에 도시된 A-A'선에 대한 단면도,
도 6은 에어백의 전개도,
도 7은 에어백이 팽창 전개된 상태를 보인 측면도,
도 8은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동차의 무릎 에어백 폴딩 방법을 단계별로 설명하는 도면,
도 9는 에어백의 전개 동작을 순차적으로 도시한 예시도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동차의 무릎 에어백 장치 및 폴딩 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동차의 무릎 에어백 장치가 자동차에 설치된 상태를 보인 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 무릎 에어백 장치의 분해 사시도이다.

이하에서, 참조부호 U는 자동차의 상방을 나타내고, 참조부호 L은 자동차의 하방을 나타내고, 참조부호 F는 자동차의 전방을 나타내고, 참조부호 R은 자동차의 후방을 나타낸다. 참조부호 O는 자동차의 외측 방향을 나타내고, 참조부호 I는 자동차의 내측 방향을 나타낸다. 이하에서, 내, 외측(I,O) 방향을 자동차의 폭 방향이라 칭한다.

무릎 에어백 장치(10)는 인스트루먼트 패널 및/또는 탑승자의 좌석을 기준으로 다양한 위치로 장착될 수 있다.

본 실시 예에서는 조수석측 글러브 박스 전방 하부에 설치된 카울 크로스 바(Cowl Cross Bar)(11)에 장착되어 조수석측 탑승자의 무릎을 보호하는 무릎 에어백 장치(10)의 구성을 설명한다.

그래서 무릎 에어백 장치(10)의 팽창시 에어백(20)은 카울 크로스 바(11)에 장착된 하우징(40)으로부터 자동차의 후방을 향하여 팽창하고, 자동차의 상방으로 회전하여 인스트루먼트 패널 및 탑승자의 무릎 사이에 배치될 수 있다.

물론, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 무릎 에어백 장치(10)가 스티어링 컬럼의 하부에 위치하는 로우 인스트루먼트 패널 내부에 설치되거나, 운전석측 로우 인스트루먼트 패널의 하부나 스티어링 컬럼 내부에 장착되도록 변경될 수도 있음에 유의하여야 한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동차의 무릎 에어백 장치(10)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 무릎 에어백(이하 '에어백'이라 약칭함)(20), 자동차의 충돌 시 에어백(20)에 가스를 공급하는 인플레이터(30), 내부에 에어백(20)과 인플레이터(30)가 수납되는 하우징(40) 및 자동차 내부에 설치된 지지구조물, 예컨대 카울 크로스 바(11)에 하우징(40)을 고정하는 브래킷(50)을 포함한다.

카울 크로스바(11)는 인스트루먼트 패널의 전방 하부에 자동차의 폭 방향을 따라 수평으로 설치될 수 있다.

인플레이터(30)는 하우징(40) 내부에 수평 방향을 따라 설치되고, 인플레이터(30)의 일단, 도 4에서 보았을 때 인플레이터(30)의 좌측단에는 케이블(31)의 일단이 연결되며, 케이블(31)의 타단에는 자동차의 충돌을 감지하는 감지센서의 감지신호 및 인플레이터(30)를 구동하기 위한 전원을 공급받는 커넥터(32)가 연결될 수 있다.

커넥터(32)의 전면에는 아래에서 설명할 브래킷(50)의 전단에 형성된 고정 플랜지에 결합되는 후크(33)가 형성될 수 있다.

하우징(40)은 하면이 개구된 대략 직육면체 형상으로 형성되는 상부 케이스(41)와 상부 케이스(41)의 하면에 결합되는 하부 케이스(42)를 포함할 수 있다.

상부 케이스(41)는 측면에서 보았을 때 단면이 대략 사각 형상으로 형성되고, 상부 케이스(41)의 후면 및 전면에는 각각 하부 케이스(42)와 결합되는 결합부가 마련될 수 있다.

그리고 하부 케이스(42)는 상부 케이스(41)의 개구된 하면에 대응되는 형상으로 형성되고, 하부 케이스(42)의 후면과 전면에는 각각 상방을 향해 수직으로 형성되는 결합판부가 마련될 수 있다.

브래킷(50)은 하우징(40)의 상면에 안착되도록 대략 사각판 형상으로 형성되고, 브래킷(50)의 전면에는 볼트를 체결해서 카울 크로스 바(11)에 결합되는 하나 이상의 결합 플랜지(51)가 형성될 수 있다.

다음, 도 5 내지 도 7을 참조하여 에어백의 구성을 상세하게 설명한다.

도 5는 도 3에 도시된 A-A'선에 대한 단면도이고, 도 6은 에어백의 전개도이며, 도 7은 에어백이 팽창 전개된 상태를 보인 측면도이다.

본 실시 예에서는 하우징(40)의 레이아웃 변경에 의해, 에어백(20)은 도 5에 도시된 바와 같이, 인플레이터(30)를 중심으로 자동차의 전방측 하부의 편심된 위치에 폴딩된 상태로 배치된다.

따라서 에어백(30)은 도 5에 도시된 화살표 B 방향을 따라 탑승자의 발이나 자동차의 바닥면을 향해 후측 하방으로 전개된 후 다시 신속하게 회전하여 후측 상방을 향해 대략 'L' 형상으로 팽창 전개된다.

이와 같은 전개 과정에서 에어백(20)은 하우징(40) 내부에서 자동차의 후방 측에 설치된 인플레이터(30)의 하부를 경유해서 하우징(40)의 상부 케이스(41)와 하부 케이스(42) 사이의 개방된 틈새를 통해 팽창 전개된다.

이로 인해, 종래기술에 따른 Z 폴딩 구간(4)을 적용하는 폴딩 방식으로 에어백(20)을 폴딩하는 경우, 탑승자의 무릎 또는 무릎보다 상방을 향해 충분하게 상승하지 못하고 탑승자의 정강이 부분을 향해 팽창 전개될 수 있다. 이와 같이, 에어백(20)이 전개되는 경우, 탑승자의 무릎과 하지를 완전하게 구속하지 못하게 되고, 오히려 에어백의 팽창력에 의해 탑승자의 부상을 유발할 수 있다.

이러한 문제점을 해소하기 위해, 본 실시 예에서는 에어백(20)에서 Z 폴딩 구간을 제거하여 인플레이터(30)가 설치되는 영역을 최소화하고, 에어백(20)이 후측 하방을 따라 전개된 후 다시 회전해서 신속하게 후측 상방을 향해 'L' 형상으로 전개되도록 에어백(20)의 폴딩 방법을 개선한다.

이에 따라, 본 발명은 에어백 팽창 전개시 후측 하방으로 팽창되는 거리를 최소화하고, 에어백을 탑승자의 무릎을 향해 신속하게 팽창 전개시켜 탑승자의 무릎 및 하지를 효과적으로 구속할 수 있다.

상세하게 설명하면, 에어백(20)은 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 탑승자 측에서 보았을 때, 대략 사각 형상으로 봉제된 직포(woven cloth)로 형성될 수 있다.

그리고 에어백(20)은 팽창 시 에어백(20)의 팽창력에 의해 하우징(40)의 하부 케이스(42) 후단부가 찢어지면서 하부 케이스(42)가 전단부를 중심으로 회전해서 개방된 틈새를 통하여 하우징(40)으로부터 배출되고, 자동차의 후측 하방을 향해 전개된 후, 로우 인스트루먼트 패널과 탑승자의 다리 사이에서 후측 상방(U)으로 팽창하여 탑승자의 하지를 전체적으로 보호한다.

여기서, 에어백(20)의 양측부의 팽창 두께는 에어백(20) 중간부의 팽창 두께보다 크게 구성되어 탑승자의 다리가 에어백(20)의 보호 영역을 벗어나는 것을 방지하여 다리 보호 효과를 높일 수 있다.

이를 위해, 에어백(20)은 팽창 시, 차체, 예를 들면 인스트루먼트 패널을 향하는 전방패널(21)과 탑승자의 다리를 향하는 후방패널(22)을 포함하고, 전방패널(21)과 후방 패널(22)의 가장자리를 재봉하는 재봉선에 의해 재봉 방식으로 접합될 수 있다.

이러한 에어백(20)에는 하우징(40)과 연결된 일측, 자동차의 전측 방향 단부로부터 후측 방향 단부를 향해 순차적으로 배열되는 복수의 챔버로 구획되고, 에어백(20)의 팽창 두께는 전방패널(21) 및 후방패널(22)의 사이에 연결된 복수의 테더부재에 의해 한정된다.

예를 들어, 에어백(20)은 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 내부에 인플레이터(30)가 설치되고 일단부가 하우징(40)에 고정되는 연결챔버(23), 연결챔버(23)로부터 탑승자의 발을 향해 후측 하방으로 경사지게 팽창 전개되는 제1 챔버(24), 제1 챔버(24)에서 탑승자의 무릎을 향해 후측 상방으로 팽창 전개되는 복수, 예컨대 제2 내지 제4 챔버(25 내지 27)로 이루어지는 3개의 챔버로 구획될 수 있다.

연결챔버(23)와 제1 내지 제4 챔버(24 내지 27)는 각 챔버 사이에서 전방 패널(21)과 후방패널(22) 사이를 연결하는 제1 내지 제4 테더(T1 내지 T4)에 의해 구획되고, 각 테더에는 인플레이터(30)에서 공급된 가스를 다음 챔버로 전달하는 전달공이 형성될 수 있다.

제1 내지 제4 테더(T1 내지 T4)의 형상 및 길이는 각 챔버의 팽창 두께를 조절해서 원하는 형상으로 팽창되도록, 서로 동일하거나 서로 상이하게 제조될 수 있다.

예를 들어, 제1 테더(T1)는 연결챔버(23)와 제1 챔버(24) 사이에 수직 방향을 따라 단면이 대략 'ㄷ' 형상으로 설치될 수 있다.

제2 테더(T2)는 제1 챔버(24)와 제2 챔버(25)가 전면패널(21)에 연결되는 부분이 후면패널(22)에 연결되는 부분보다 상부에 배치되도록 후측 하방을 향해 경사지게 설치될 수 있다.

제3 및 제4 테더(T3,T4)는 각각 수평 방향을 따라 설치될 수 있다.

즉, 탑승자의 무릎 부분을 구속하는 제5 챔버(27)는 다른 챔버에 비해 높이와 폭이 더 길게 마련되어 더 크게 팽창 전개되는 것이 바람직하다.

물론, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 팽창 전개시키고자 하는 에어백의 형상에 따라 각 테더의 형상 및 길이를 조절해서 각 챔버의 팽창 형상 및 두께를 조절하도록 변경될 수 있다.

연결챔버(23)와 제1 챔버(24)는 자동차의 충돌시 인플레이터(30)에서 발생한 가스가 도입되는 부분으로, 가스 공급으로 인한 손상이나 파손을 방지하도록 강성을 보강하기 위해 복수 겹으로 이루어질 수 있다.

연결챔버(23)에는 내부에 인플레이터(30)가 결합되도록 결합공이 형성되고, 상기 결합공의 일측에는 인플레이터(30)의 일측에 마련되는 결합돌부가 관통 설치되는 설치공이 형성될 수 있다.

제1 챔버(24)와 제2 챔버(25)의 양측단에는 각각 에어백(30)이 'L' 형상으로 절곡된 형상으로 팽창 전개되도록 전개 각도를 한정하는 한 쌍의 한정부재(W)가 설치될 수 있다.

한정부재(W)는 대락 삼각 판 형상으로 형성되고, 에어백(20)과 동일한 재질이 천을 이용해서 제조될 수 있다.

이러한 한정부재(W)는 제1 챔버(24)와 제2 챔버(25)의 양측단 가장자리에 재봉 또는 접합 방식으로 설치되고, 에어백(20) 전개시 제1 챔버(24)와 제2 챔버(25)의 전개 각도를 한정할 수 있다.

이를 위해, 한정부재(W)의 길이와 폭은 제1 챔버(24)와 제2 챔버(25)의 전개 각도에 따라 다양하게 변경 설정될 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 에어백의 제1 및 제2 챔버 양측단에 각각 전개 각도를 한정하는 한정부재를 설치해서 에어백이 탑승자의 발부터 무릎까지 하지 전체를 효과적으로 구속할 수 있다.

그리고 제1 챔버(24)를 형성하는 후방 패널(22)은 전방 패널(21)에 비해 길게 마련될 수 있다.

이에 따라, 에어백(20)은 제1 챔버(24)를 기준으로 회전하면서 'L' 형상으로 전개된다.

다음, 도 6 내지 도 8을 참조하여 에어백 폴딩 방법을 상세하게 설명한다.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동차의 무릎 에어백 폴딩 방법을 단계별로 설명하는 도면이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동차의 무릎 에어백 폴딩 방법은 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이 에어백(20)의 양단을 에어백(20) 중앙의 가상 중심선을 향해 폴딩된다.

여기서, 연결챔버(23)와 제1 챔버(24)가 연결되는 부분은 인플레이터(30)보다 자동차의 전방측에 편심 배치된 상태이다.

에어백(20)의 양단부는 각각 에어백(20)의 폭을 하우징(40) 내부 공간의 폭에 대응되도록, 상기 가상 중심선을 향해 폴딩된 후, 다시 에어백(20)의 외측을 향해 폴딩되는 과정을 적어도 1회 이상 반복해서 폴딩될 수 있다.

이와 같이, 폭이 조절된 에어백(20)의 하단부, 즉 제4 내지 제3 챔버(27 내지 26)에 대응되는 부분은 도 8의 (b) 내지 (d)에 도시된 바와 같이 상방을 향해 3회 연속적으로 폴딩될 수 있다.

그리고 에어백(20)의 하단부, 즉 제1 및 제2 챔버(24,25)와 폴딩된 제3 내지 제4 챔버(25 내지 27)는 도 8의 (e)에 도시된 바와 같이, 높이가 절반이 되도록 하프(half) 폴딩될 수 있다.

이와 같이 제1 내지 제4 챔버(24 내지 27)가 하프 폴딩됨에 따라, 에어백(20)의 전개 초기에 연결챔버(23)와 제1 챔버(24)가 하우징(40) 내부에서 신속하게 팽창되고, 제2 내지 제4 챔버(25 내지 27)가 탑승자의 무릎을 향해 후측 상방으로 회전해서 연속적으로 팽창 전개될 수 있다.

이에 따라, 에어백(20)은 측면에서 보았을 때 'L' 형상으로 팽창 전개되어 탑승자의 발부터 무릎까지 하지 전체를 구속해서 안전하게 보호할 수 있다.

이어서, 에어백(20)의 하단부, 즉 폴딩된 제1 내지 제4 챔버(24 내지 27)는 상방으로 2회 폴딩된다.

이와 같은 과정을 통해 폴딩된 에어백(20)은 연결챔버(23)에 인플레이터(30)가 설치된 상태에서 하우징(40) 내부에 수납된다.

다음, 도 9를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동차의 무릎 에어백 장치의 전개 동작을 설명한다.

도 9는 에어백의 전개 동작을 순차적으로 도시한 예시도이다.

도 9의 (a) 내지 (d)에는 자동차의 충돌시 약 5㎳ 간격으로 에어백이 전개되는 과정이 도시되어 있다.

본 실시 예에 따른 무릎 에어백 장치(10)에서 에어백(20)은 도 9의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 자동차의 충돌 발생 후 초기 전개시 제1 챔버()에 제2 내지 제4 챔버가 하프 폴딩된 연결챔버(23)와 제1 챔버(24)가 하우징(40) 내부에서 하우징(40)의 하방을 향해 신속하게 팽창된다.

이어서, 에어백은 도 9의 (c) 및 (d)에 도시된 바와 같이, 제2 내지 제4 챔버(25 내지 27)가 연속적으로 탑승자의 무릎을 향해 후측 상방으로 팽창되면서 'L' 형상으로 전개된다.

이러한 본 실시 예에 따른 무릎 에어백 장치(10)는 전개 성능 테스트 결과, 종래기술에 따른 무릎 에어백 장치에 비해 에어백(20)을 탑승자의 무릎을 향해 후측 상방으로 전개시키는 성능이 개선된 효과를 확인할 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 자동차의 충돌시 무릎 에어백을 'L' 형상이 되도록 후측 하방으로 팽창 전개하고 다시 탑승자의 무릎을 향해 후측 상방으로 신속하게 팽창 전개시켜 무릎 에어백의 전개 성능을 향상시킴으로써, 탑승자의 무릎 및 하지를 효과적으로 구속할 수 있다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

본 발명은 자동차의 충돌시 무릎 에어백을 'L' 형상이 되도록 후측 하방으로 팽창시키고 다시 탑승자의 무릎을 향해 후측 상방으로 신속하게 팽창 전개시켜 무릎 에어백의 전개 성능을 향상시킴으로써, 탑승자의 무릎 및 하지를 효과적으로 구속하는 자동차의 무릎 에어백 장치 및 폴딩 방법 기술에 적용된다.

10: 무릎 에어백 장치 11: 카울 크로스 바
20: 무릎 에어백 21,22: 전방,후방 패널
23: 연결챔버 24 내지 27: 제1 내지 제4 챔버
30: 인플레이터 31: 케이블
32: 커넥터 33: 후크
40: 하우징 41,42 : 상부, 하부 케이스
50: 브래킷 51: 결합 플랜지
T1 내지 T4: 제1 내지 제4 테더 W: 한정부재

Claims (8)

1. 자동차의 무릎 에어백 폴딩 방법에 있어서,
   (a) 무릎 에어백의 양단을 가상 중심선을 향해 폴딩해서 상기 에어백의 폭을 조절하는 단계,
   (b) 상기 무릎 에어백의 하단부를 적어도 1회 이상 상방으로 폴딩하는 단계,
   (c) 상기 무릎 에어백이 전개 초기에 신속하게 하우징 내부에서 팽창시켜 하방으로 전개되도록, 폴딩된 상기 무릎 에어백에서 내부에 인플레이터가 설치되는 상단의 연결챔버를 제외한 나머지 부분을 서로 겹쳐서 높이가 절반이 되도록 하프 폴딩하는 단계,
   (d) 하프 폴딩된 상기 무릎 에어백의 하단부를 적어도 1회 이상 상방으로 폴딩하는 단계 및
   (e) 상기 무릎 에어백 상단에 연결챔버에 상기 인플레이터를 결합해서 하우징 내부에 설치하는 단계를 포함하고,
   상기 무릎 에어백은 상기 하우징 내부에 상기 인플레이터를 중심으로 자동차의 전방측 하부의 편심된 위치에 설치되며,
   자동차의 충돌시 탑승자의 발을 향해 후측 하방으로 팽창 전개된 후 다시 탑승자의 무릎을 향해 후측 상방으로 회전해서 L 형상으로 전개되어 탑승자의 하지와 무릎을 구속하는 것을 특징으로 하는 자동차의 무릎 에어백 폴딩 방법.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 (a)단계는 상기 무릎 에어백의 양단부를 각각 상기 가상 중심선을 향해 폴딩한 후 다시 외측을 향해 폴딩하는 과정을 적어도 1회 이상 반복해서 폴딩되는 것을 특징으로 하는 자동차의 무릎 에어백 폴딩 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 (b)단계는 탑승자의 정강이와 무릎 부분을 구속하도록 상기 무릎 에어백의 하단부에 마련되는 제3 내지 제4 챔버를 상방으로 3회 연속 폴딩하는 것을 특징으로 하는 자동차의 무릎 에어백 폴딩 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 (d)단계는 탑승자의 발과 발목 부분을 구속하도록 상기 무릎 에어백의 상단에 마련되는 연속 챔버 및 제1 챔버와 폴딩된 제2 내지 제4 챔버를 상방으로 2회 연속 폴딩하는 것을 특징으로 하는 자동차의 무릎 에어백 폴딩 방법.
6. 제1항 및 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 폴딩 방법에 의해 폴딩되는 무릎 에어백,
   자동차의 충돌 시 상기 무릎 에어백에 가스를 공급하는 인플레이터,
   내부에 상기 무릎 에어백과 인플레이터가 수납되는 하우징 및
   자동차 내부에 설치된 지지구조물에 상기 하우징을 고정하는 브래킷을 포함하고,
   상기 무릎 에어백은 상기 하우징 내부에 상기 인플레이터를 중심으로 자동차의 전방측 하부의 편심된 위치에 폴딩된 상태로 배치되며,
   자동차의 충돌시 탑승자의 발을 향해 후측 하방으로 팽창 전개된 후, 다시 탑승자의 무릎을 향해 후측 상방으로 회전해서 L 형상으로 전개되어 탑승자의 하지와 무릎을 구속하는 것을 특징으로 하는 자동차의 무릎 에어백 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 무릎 에어백은 내부에 상기 인플레이터가 설치되고 일단부가 상기 하우징에 고정되는 연결챔버,
   상기 연결챔버로부터 탑승자의 발을 향해 후측 하방으로 경사지게 팽창 전개되는 제1 챔버,
   상기 제1 챔버에서 탑승자의 무릎을 향해 후측 상방으로 팽창 전개되는 복수의 챔버를 포함하고,
   상기 각 챔버는 자동차의 전방을 향하는 전방패널과 탑승자를 향하는 후방패널의 사이에 연결되어 각 챔버의 팽창 두께를 조절하는 복수의 테더부재에 의해 구획되는 것을 특징으로 하는 자동차의 무릎 에어백 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제1 챔버와 상기 제1 챔버에 연속되는 다음 챔버의 가장자리에는 상기 무릎 에어백이 측면에서 보았을 때 'L' 형상으로 팽창 전개되도록 전개 각도를 한정하는 한 쌍의 한정부재가 설치되고,
   상기 제1 챔버와 제2 챔버의 전개 각도는 상기 한정부재의 길이와 폭에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 자동차의 무릎 에어백 장치.
   

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