KR102154173B1 - 자동차의 에어백 장치 - Google Patents

Abstract

자동차의 에어백 장치에 관한 것으로, 시트의 등받이에 설치되는 하우징, 자동차의 충돌시 충돌감지센서의 감지신호에 의해 점화되어 가스를 발생하는 인플레이터 및 상기 하우징 내부에 롤링 또는 폴딩된 상태로 수납되고 자동차의 충돌시 상기 인플레이터에서 발생한 가스를 공급받아 탑승자의 상체와 머리 부위를 감싸도록 팽창 전개되는 에어백 쿠션을 포함하는 구성을 마련하여, 자동차의 충돌시 정면 에어백에 의해 리바운드되는 탑승자가 시트와의 충돌로 인한 부상을 방지할 수 있다.

Description

자동차의 에어백 장치{AIRBAG APPARATUS OF VEHICLE}

본 발명은 자동차의 에어백 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차의 충돌 시 팽창 전개되어 탑승자를 구속해서 보호하는 자동차의 에어백 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차 에어백 장치는 자동차 충돌 시 충격 감지 센서의 신호에 따라 에어백에 가스를 주입하여 급속히 에어백을 팽창시킴으로써 탑승자를 보호하는 안전장치이다.

이러한 에어백 장치는 자동차에 마련되는 스티어링 휠이나 데쉬보드, 시트, 측벽 등에 설치되고, 자동차의 충돌시 탑승자의 전면이나 측면을 향해 팽창되어 탑승자를 보호한다.

즉, 자동차에는 운전석 및 동승석 전방에서 전개되는 정면에어백, 승객의 측방에서 전개되어 승객을 보호하는 커튼에어백 및 사이드에어백, 승객의 무릎을 보호하기 위한 무릎에어백 등이 마련될 수 있다.

한편, 최근에는 운전자가 차량을 운전하지 않아도 스스로 움직이는 자율주행 자동차가 개발되고 있다.

상기 자율주행 자동차는 주변 사물을 인식할 수 있는 첨단 센서와 성능 높은 그래픽 처리 장치를 이용해서 차량에 마련된 각 장치 및 차량 주변의 상황을 감지하고, 감지 결과에 따라 차량에 마련된 각 장치의 구동을 제어하여 주행한다.

상기 첨단 센서는 사람처럼 사물과 사물의 거리를 측정하고, 위험을 감지하여 사각지대 없이 모든 지역을 볼 수 있도록 도와준다. 그리고 상기 그래픽 처리 장치는 여러 대의 카메라를 통해 자동차의 주변 환경을 파악하고, 그 이미지를 분석해서 자동차가 안전하게 주행할 수 있도록 도와준다.

예를 들어, 자율주행 차량에는 라이더(LiDAR) 장비, 음파 장비, 3D 카메라, 레이더 장비 등이 탑재될 수 있다.

이와 같이 구성되는 자율주행 자동차는 운전자가 운전할 필요가 없어짐에 따라, 운전석을 포함한 전체 시트가 자유롭게 회전하고, 틸팅 조작에 의해 등받이의 각도가 수평 상태까지 조절된다.

탑승자는 등받이의 각도를 다양하게 조절할 수 있고, 시트를 회전시켜 뒷좌석의 탑승자와 마주보고 회의를 할 수도 있다.

따라서 자율주행 자동차에는 탑승자가 시트에 전방을 향해서 착석한 자세를 기준으로 설계된 일반적인 에어백 장치를 적용하는 것이 불가능하다.

하기의 특허문헌 1 및 특허문헌 2에는 차량용 승객 보호 시스템 구성이 개시되어 있다.

대한민국 특허 등록번호 제10-1655569호(2016년 9월 8일 공고) 대한민국 특허 등록번호 제10-1611087호(2016년 4월 11일 공고)

한편, 자율주행 자동차에 탑승한 탑승자는 직접 운전을 하지 않음에 따라, 목적지까지 이동하는 동안 시트를 좌우 방향으로 회전(swivel)시켜 회의를 하거나, 등받이를 후방으로 회전(recline)시켜 휴식을 취할 수 있다.

이와 같이, 자율주행 자동차에서는 시트와 등받이가 자유롭게 회전 가능함에 따라, 탑승자의 방향 및 자세가 다양하게 변경될 수 있다.

따라서 자동차의 충돌시 탑승자의 방향 및 자세와 무관하게, 탑승자를 안전하게 보호할 수 있는 에어백 기술이 요구되고 있다.

특히, 탑승자가 등받이를 후방으로 회전시킨 상태에서 자동차의 전방 충돌이 발생하는 경우, 정면 에어백 장치는 탑승자의 전면을 향해 팽창 전개되어 탑승자를 보호할 수 있다.

그러나 탑승자는 정면 에어백과 충돌한 후, 에어백에 의해 리바운드되면서 다시 후방으로 이동해서 시트의 등받이 또는 머리받침과 같은 자동차의 다른 부품들과 충돌한다.

이로 인해, 종래기술에 따른 자동차의 에어백 장치는 에어백에 의해 리바운드되는 탑승자의 부상을 초래할 수 있다.

따라서 자동차의 충돌시, 에어백과 충돌한 후 리바인되는 탑승자를 안전하게 보호할 수 있는 기술의 개발이 요구되고 있다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 자동차의 충돌시 탑승자의 전면에 팽창 전개되는 정면 에어백에 의해 리바운드되는 탑승자를 안전하게 보호하는 자동차의 에어백 장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 자동차의 에어백 장치는 시트의 등받이에 설치되는 하우징, 자동차의 충돌시 충돌감지센서의 감지신호에 의해 점화되어 가스를 발생하는 인플레이터 및 상기 하우징 내부에 롤링 또는 폴딩된 상태로 수납되고 자동차의 충돌시 상기 인플레이터에서 발생한 가스를 공급받아 탑승자의 상체와 머리 부위를 감싸도록 팽창 전개되는 에어백 쿠션을 포함하여 자동차의 충돌시 정면 에어백에 의해 리바운드되는 탑승자가 시트와의 충돌로 인한 부상을 방지하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차의 에어백 장치에 의하면, 정면 에어백과 충돌한 후 리바운드되는 힘에 의해 후방으로 이동하더라도, 에어백 쿠션을 이용해서 상체와 목 및 머리 부위 후면, 양측면 및 상면을 감쌀 수 있다는 효과가 얻어진다.

이에 따라, 본 발명에 의하면, 정면 에어백에 의해 리바운드되는 탑승자의 상체와 목 및 머리 부위를 안전하게 보호함으로써, 등받이 등의 부품과의 충돌로 인한 탑승자의 부상을 방지할 수 있다는 효과가 얻어진다.

또한, 본 발명에 의하면, 롤 형상으로 말아서 폴딩된 에어백 쿠션의 후면과 전면에 각각 메인챔버의 제1 및 제2 챔버를 배치함에 따라, 에어백 쿠션의 초기 전개시 신속하게 전방으로 팽창 전개시킨 후, 다시 상방으로 팽창 전개되도록 전개 방향을 변경해서 탑승자의 상체와 머리 부위를 효과적으로 보호할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동차의 에어백 장치의 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 에어백 쿠션의 전개도,
도 3은 도 1에 도시된 에어백 쿠션이 팽창 전개된 상태를 보인 사시도,
도 4는 에어백 쿠션의 정면도,
도 5는 도 4에 도시된 A-A'선에 대한 단면도,
도 6 및 도 7은 에어백 쿠션이 폴딩된 상태를 보인 도면,
도 8은 에어백 쿠션의 폴딩 방법을 설명하는 도면,
도 9 및 도 10은 에어백 쿠션의 팽창 전개동작을 보인 동작 상태도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동차의 에어백 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 실시 예에서는 자율주행 자동차에 적용되는 에어백 장치의 구성을 이용해서 자율 주행 모드 설정시 동작을 설명하나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 운전자가 자동차를 운전하는 일반 주행 모드 시 및 일반적인 자동차에서 기존 에어백 쿠션과 함께 적용할 수도 있음에 유의하여야 한다.

그리고 본 실시 예에서는 일반적인 자동차의 운전석 시트의 등받이에 설치되는 구성을 설명하나, 본 발명은 운전석뿐만 아니라, 조수석, 후열 시트에도 적용될 수 있음에 유의하여야 한다.

이하에서는 운전석을 중심으로 자동차의 전면을 향하는 방향을 '전방'이라 하고, 자동차의 후면을 향하는 방향을 '후방'이라 한다. 이와 함께, '좌측', '우측', '상방' 및 '하방'과 같은 방향을 지시하는 용어들은 상기 전방 및 후방을 기준으로 각각의 방향을 지시하는 것으로 정의한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동차의 에어백 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 에어백 쿠션의 전개도이며, 도 3은 도 1에 도시된 에어백 쿠션이 팽창 전개된 상태를 보인 사시도이다.

본 발명에 따른 자동차의 에어백 장치(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 자동차의 시트에 설치되고, 정면 에어백과 충돌 후 리바운드되는 탑승자의 후면을 향해 팽창 전개된다.

이에 따라, 본 발명은 정면 에어백과의 충돌에 의해 리바운드된 탑승자가 시트의 등받이(11)와 같은 차량 내부의 장치들과의 충돌로 인한 탑승자의 부상을 방지할 수 있다.

상세하게 설명하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동차의 에어백 장치(10)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 시트의 등받이(11)에 설치되는 하우징(20), 자동차의 충돌시 충돌감지센서의 감지신호에 의해 점화되어 가스를 발생하는 인플레이터(30) 및 하우징(20) 내부에 롤링 또는 폴딩된 상태로 수납되고 자동차의 충돌시 인플레이터(30)에서 발생한 가스를 공급받아 탑승자의 상체와 머리 부위를 감싸도록 팽창 전개되는 에어백 쿠션(40)을 포함한다.

하우징(20)은 대략 직육면체 형상으로 형성되고, 등받이(11)의 내부 공간 상단부에 수납될 수 있다.

등받이(11)의 전면에는 에어백 쿠션(40)이 탑승자를 향해 전방으로 팽창 전개될 수 있도록, 절개선이 형성될 수 있다.

인플레이터(30)는 하우징(20)의 내부 공간 후측에 수납되고, 자동차에 설치된 충돌감지센서의 감지신호에 따라 점화되어 가스를 발생시킨다.

에어백 쿠션(40)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 탑승자의 머리와 상체를 감싸서 보호할 수 있도록, 탑승자의 머리 및 상체 후면을 향해 팽창 전개되는 메인챔버(50), 탑승자의 머리 양측면을 감싸도록 팽창 전개되는 한 쌍의 측면챔버(60) 그리고 한 쌍의 측면챔버(60)를 연결하고 탑승자의 머리 상면을 감싸도록 팽창 전개되는 연결챔버(70)를 포함할 수 있다.

따라서 팽창 전개된 에어백 쿠션(40)의 내부에는 탑승자의 머리 및 목 부위가 수용되는 공간이 형성된다.

에어백 쿠션(40)은 팽창 전개시 탑승자와 접촉되는 내부 패널(41)과 내부 패널(41)의 반대측, 즉 등받이(11)와 접촉되는 외부 패널(42)을 포함한다.

내부 패널(41)과 외부 패널(42)은 도 2에 도시된 바와 같이, 서로 연결된 하나의 패널로 마련되고, 서로 겹쳐진 상태에서 가장자리를 따른 재봉(sewing)이나 접합, 또는 원 피스 우븐(one-piece woven) 방식에 의해 백(bag) 형상으로 형성될 수 있다.

이를 위해, 내부 패널(41)과 외부 패널(42)은 서로 대칭된 형상으로 형성될 수 있다.

다만, 메인챔버(50) 영역에서 외부 패널(42)은 내부 챔버(41)에 비해 세로 길이가 짧게 형성될 수 있다.

예를 들어, 외부 패널(42)의 제2 챔버(52) 영역은 내부 패널(41)의 제2 챔버(52) 영역에 비해 세로 길이가 짧게 형성될 수 있다.

따라서, 메인챔버(50)는 제1 챔버(51)가 전방을 향해 수평으로 전개된 후, 제2 챔버(52) 내지 제4 챔버(54)가 상방을 향해 수직으로 전개되도록, 전개 방향이 변경될 수 있다.

그리고 내부 패널(41)과 외부 패널(42) 사이에는 에어백 쿠션(40)의 전개 형상을 한정하는 테더가 설치될 수 있다.

예를 들어, 도 4는 에어백 쿠션의 정면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 A-A'선에 대한 단면도이다. 그리고 도 6 및 도 7은 에어백 쿠션이 폴딩된 상태를 보인 도면이다.

메인챔버(50)는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 팽창 전개시 하단에서부터 순차적으로 배치되는 제1 내지 제4 챔버(51 내지 54)를 포함할 수 있다.

제1 챔버(51)는 인플레이터(30)와 연결되는 부분으로, 인플레이터(30)로부터 가스를 전달받아 탑승자의 머리 및 상체 후면을 향해 전방을 향해 수평으로 팽창 전개되는 부분이다.

제2 챔버(52)는 제1 챔버(51)와 연결되고 탑승자의 상체, 등 및 어깨 부위에서 머리 부위를 향해 상방을 향해 수직으로 팽창 전개되는 부분이다.

제3 챔버(53)와 제4 챔버(54)는 각각 제2 챔버(52)와 순차적으로 연결되고, 탑승자의 머리 부위 후면을 보호하는 부분이다.

여기서, 제1 챔버(51)와 제2 챔버(52) 사이에는 제1 테더(55)가 설치되고, 제2 챔버(52)와 제3 챔버(53) 사이에는 제2 테더(56)가 설치되며, 제3 챔버(53)와 제4 챔버(54) 사이에는 제3 테더(57)가 설치될 수 있다.

에어백 쿠션(40)의 팽창 전개시 제1 테더(55)는 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 챔버(51,52) 사이에 수직 방향을 따라 배치되고, 제2 및 제3 테더(56,57)는 각각 수평 방향을 따라 배치될 수 있다.

이러한 제1 내지 제3 테더(55 내지 57)에는 인플레이터(30)에서 공급된 가스를 다음 챔버로 전달할 수 있도록, 하나 이상의 전달공이 형성될 수 있다.

여기서, 제1 내지 제3 테더(55 내지 57)는 메인챔버(50)가 팽창 전개시 하단에서 상단으로 갈수록 좌우 폭이 넓어지고, 전후 방향의 두께가 얇아지도록, 도 2에서 보았을 때, 길이는 점차 길어지고, 세로 길이는 점차 짧아지게 형성될 수 있다.

물론, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 에어백 쿠션(40)의 크기나 형상, 챔버의 개수, 크기나 형상에 따라 테더의 개수 및 형상을 다양하게 변경할 수 있다.

한 쌍의 측면챔버(60) 사이에는 연결챔버(70)가 배치됨에 따라, 각 챔버(60,70)는 서로 순차적으로 연결된다.

여기서, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 측면챔버(70) 하단과 메인챔버(40)에 마련되는 제4 챔버(53)의 양측단은 재봉 방식 등으로 접합될 수 있다.

따라서 한 쌍의 측면챔버(60)는 각각 도 7에 도시된 바와 같이, 에어백 쿠션(40)의 중앙을 향해 경사지게 연결챔버(70)의 후면에 겹쳐지도록 폴딩된 상태가 된다.

다음, 도 8 내지 도 10을 참조해서 에어백 쿠션의 폴딩 방법 및 팽창 전개동작을 상세하게 설명한다.

도 8은 에어백 쿠션의 폴딩 방법을 설명하는 도면이고, 도 9 및 도 10은 에어백 쿠션의 팽창 전개동작을 보인 동작상태도이다.

도 8의 (a) 내지 (i)에는 에어백 쿠션을 폴딩하는 과정이 순차적으로 도시되어 있다.

도 9의 (a) 내지 (c)에는 메인챔버의 제1 및 제2 챔버의 전개 동작이 도시되어 있고, 도 10의 (a)와 (b)에는 에어백 쿠션이 탑승자의 머리부위에 팽창 전개된 상태가 도시되어 있다.

먼저, 작업자는 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 에어백 쿠션(40)의 상단을 1회 접은 후 연속적으로 롤 형상으로 말아서 폴딩한다.

즉, 에어백 쿠션(40)은 도 8의 (a) 내지 (h)에 도시된 바와 같이, 에어백 쿠션(40)의 상단, 즉 한 쌍의 측면챔버(60)와 연결챔버(70) 및 메인챔버(50)의 제4 및 3챔버(54,53)가 롤 형상으로 말아진다.

이때, 제1 챔버(51)와 제2 챔버(52)는 각각 도 8의 (i)에 도시된 바와 같이, 롤 형상으로 말아진 에어백 쿠션(40)의 전면과 후면에 배치된다.

그래서 에어백 쿠션(40)은 팽창 전개시 도 9의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 인플레이터(30)와 연결된 제1 챔버(51)가 탑승자의 후면을 향해 전방으로 팽창 전개된다.

이때, 도 9의 (c)에 도시된 바와 같이, 제1 챔버(51)로부터 전달된 가스에 의해 제2 챔버(52)가 팽창됨에 따라, 에어백 쿠션(40)의 전개 방향은 전방을 향한 수평 방향에서 상방을 향한 수직으로 변경된다.

이어서, 롤 형상으로 말아진 메인 챔버(50)의 제3 및 제4 챔버(53,54)와 연결챔버(70) 및 한 쌍의 측면챔버(60)가 순차적으로 팽창 전개된다.

즉, 메인챔버(50)는 도 10의 (a)와 (b)에 도시된 바와 같이, 탑승자의 어깨와 목, 머리 부위의 후면을 보호하고, 한 쌍의 측면챔버(60)는 탑승자의 목과 머리 부위의 양측면을 감싸서 보호하며, 연결챔버(70)는 탑승자의 머리 부위 상면을 감싸서 보호한다.

상기한 바와 같은 과정을 통하여, 본 발명은 정면 에어백과 충돌한 후 리바운드되는 힘에 의해 후방으로 이동하더라도, 에어백 쿠션을 이용해서 상체와 목 및 머리 부위 후면, 양측면 및 상면을 감쌀 수 있다.

이에 따라, 본 발명은 정면 에어백에 의해 리바운드되는 탑승자의 상체와 목 및 머리 부위를 안전하게 보호함으로써, 등받이 등의 부품과의 충돌로 인한 탑승자의 부상을 방지할 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.

즉, 상기의 실시 예에서는 자율주행 자동차에 적용되는 에어백 장치의 구성을 이용해서 자율 주행 모드 설정시 동작을 설명하였으나, 본 발명은 운전자가 자동차를 운전하는 일반 주행 모드 시 및 일반적인 자동차에서 기존 에어백 쿠션과 함께 적용 가능하도록 변경될 수 있다.

그리고 상기의 실시 예에서는 일반적인 자동차에서 운전석 시트의 등받이에 설치되는 구성을 설명하였으나, 본 발명은 운전석뿐만 아니라, 조수석, 후열 시트에도 적용 가능하도록 변경될 수 있다.

본 발명은 정면 에어백과의 충돌에 의해 후측으로 리바운드되는 탑승자의 상체와 목 및 머리 부위를 안전하게 보호함으로써, 등받이 등의 자동차 내부 타 장치들과의 충돌로 인한 탑승자의 부상을 방지하는 자동차의 에어백 장치 기술에 적용된다.

10: 자동차의 에어백 장치
11: 등받이
20: 하우징
30: 인플레이터
40: 에어백 쿠션
41,42: 내부, 외부 패널
50: 메인챔버
51 내지 54: 제1 내지 제4 챔버
55 내지 57: 제1 내지 제3 테더
60: 측면챔버
70: 연결챔버

Claims (7)

1. 시트의 등받이에 설치되는 하우징,
   자동차의 충돌시 충돌감지센서의 감지신호에 의해 점화되어 가스를 발생하는 인플레이터 및
   상기 하우징 내부에 롤링 또는 폴딩된 상태로 수납되고 자동차의 충돌시 상기 인플레이터에서 발생한 가스를 공급받아 탑승자의 상체와 머리 부위를 감싸도록 팽창 전개되는 에어백 쿠션을 포함하여
   자동차의 충돌시 정면 에어백에 의해 리바운드되는 탑승자가 시트와의 충돌로 인한 부상을 방지하며,
   상기 에어백 쿠션은 탑승자의 머리 부위와 상체를 감싸서 보호할 수 있도록, 탑승자의 머리 및 상체 후면을 향해 팽창 전개되는 메인챔버,
   탑승자의 머리 부위 양측면을 감싸도록 팽창 전개되는 한 쌍의 측면챔버 그리고
   상기 한 쌍의 측면챔버를 연결하고 탑승자의 머리 상면을 감싸도록 팽창 전개되는 연결챔버를 포함하며,
   상기 한 쌍의 측면챔버 하단과 메인챔버의 양측단은 서로 재봉 또는 접합되고,
   상기 한 쌍의 측면챔버는 상기 에어백 쿠션의 중앙을 향해 경사지게 상기 연결챔버의 후면에 겹쳐지도록, 폴딩되는 것을 특징으로 하는 자동차의 에어백 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 에어백 쿠션은 팽창 전개시 탑승자와 접촉되는 내부 패널과
   상기 등받이와 접촉되는 외부 패널을 서로 대칭된 형상으로 형성하고,
   상기 내부 패널과 외부 패널을 서로 겹친 상태에서 가장자리를 따른 재봉 또는 접합 방식에 의해 백 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 에어백 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 메인챔버는 팽창 전개시 하단에서부터 순차적으로 배치되는 제1 내지 제4 챔버를 포함하고,
   상기 인플레이터와 연결되는 상기 제1 챔버와 제2 챔버 사이에는 제1 테더가 수직으로 설치되며,
   상기 제2 챔버와 제3 챔버 사이 및 상기 제3 챔버와 제4 챔버 사이에는 각각 제2 및 제3 테더가 수평으로 설치되고,
   상기 에어백 쿠션은 상기 제1 테더에 의해 수평 방향에서 수직 방향으로 전개 방향이 변경되는 것을 특징으로 하는 자동차의 에어백 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1 내지 제3 테더는 상기 메인챔버가 팽창 전개시 하단에서 상단으로 갈수록 좌우 폭이 넓어지고, 전후 방향의 두께가 얇아지도록, 가로 길이는 점차 길어지고, 세로 길이는 점차 짧아지게 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 에어백 장치.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 에어백 쿠션은 상단을 1회 접은 후 연속적으로 롤 형상으로 말아서 폴딩되고,
   상기 메인챔버에서 인플레이터와 연결되는 제1 챔버와 제2 챔버는 각각 상기 에어백 쿠션의 초기 전개시 전방을 향해 팽창 전개된 후 상방으로 전개 방향이 변경되도록, 롤 형상으로 말아진 에어백 쿠션의 전면과 후면에 배치되는 것을 특징으로 하는 자동차의 에어백 장치.

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