KR102290050B1 - 운전석 에어백장치의 쿠션 - Google Patents

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Abstract

운전석 에어백장치의 쿠션에 대한 발명이 개시된다. 본 발명의 운전석 에어백장치의 쿠션은: 스티어링 휠과 운전자의 사이로 전개되고, 상기 스티어링 휠과 접하는 전방챔버부와, 운전자와 접하는 후방챔버부가 형성되는 쿠션본체부와, 쿠션본체부의 내부에 전방챔버부와 후방챔버부를 구획하도록 설치되고, 전방챔버부에서 후방챔버부로 가스가 유입되는 내부벤트홀부가 형성되는 중간패널와, 전방챔버부 상에 배치되고, 전개 시 중간패널이 전방으로 오목한 형상을 이루도록 중간패널의 후방 이동을 구속하는 내부테더를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

운전석 에어백장치의 쿠션{CUSHION OF DRIVER AIRBAG APPARATUS}
본 발명은 운전석 에어백장치의 쿠션에 관한 것으로, 보다 상세하게는 운전자의 상해를 방지하기 위한 운전석 에어백장치의 쿠션에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 운전석 에어백은 차량 충돌 시 운전자와 스티어링휠의 사이에 순간적으로 에어쿠션을 부풀게 하여 충격으로 인한 부상을 저감시킬 수 있도록 한 장치이다. 이러한 운전석 에어백은 가스를 발생시키는 인플레이터(inflater), 그 발생된 가스에 의해 운전석측으로 팽창 전개되는 쿠션 등으로 구성된다.
차량 충돌 시 충격 센서에 충격이 감지되면, 전자 제어모듈은 인플레이터를 작동시키고 급속한 가스 발생에 의해 쿠션이 운전자측으로 전개된다. 전개된 쿠션은 운전자의 상체와 접촉하면서 충돌에 의한 충격하중을 부분적으로 흡수하고, 운전자의 상체가 팽창된 쿠션과 충돌될 때, 쿠션 내부의 가스는 쿠션에 형성된 배출공으로 급속히 배출되며 완충 작용을 하게 된다.
이러한 운전석 에어백은 차량 충돌 시 쿠션의 전개가 완료된 상태에서 전방으로 쏠리는 운전자의 머리와 접하도록 제작되나, 자동 긴급제동 시스템(AEB, Autonomous Emergency Braking) 작동에 의한 급제동 시 운전자의 머리가 전방으로 보다 급격하게 쏠림에 따라 쿠션이 만개되기 이전에 쿠션과 접하게 되고, 연속적인 에어백쿠션의 팽창과 함께 머리가 후방으로 젖혀지면서 목 상해가 가중되는 경우가 발생되고 있다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2007-0042262호(2007.04.23. 공개, 발명의 명칭: 운전석 에어백 쿠션 구조)에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 자동 긴급제동 시스템의 작동 시 운전자의 목 상해를 보다 안정적으로 감소시킬 수 있는 운전석 에어백장치의 쿠션을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 운전석 에어백장치의 쿠션은: 스티어링 휠과 운전자의 사이로 전개되고, 상기 스티어링 휠과 접하는 전방챔버부와, 운전자와 접하는 후방챔버부가 형성되는 쿠션본체부; 상기 쿠션본체부의 내부에 상기 전방챔버부와 상기 후방챔버부를 구획하도록 설치되고, 상기 전방챔버부에서 상기 후방챔버부로 가스가 유입되는 내부벤트홀부가 형성되는 중간패널; 및 상기 전방챔버부 상에 배치되고, 전개 시 상기 중간패널이 전방으로 오목한 형상을 이루도록 상기 중간패널의 후방 이동을 구속하는 내부테더;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 쿠션본체부는, 상기 스티어링 휠과 접하고, 상기 전방챔버부 상의 가스가 외부로 배출되는 외부벤트홀부가 형성되는 전방패널; 및 상기 전방패널의 후방에 배치되고, 운전자와 마주하는 후방패널;을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 전방챔버부는, 인플레이터로부터 가스가 유입되는 가스완충챔버; 및 상기 가스완충챔버 상의 가스가 분산되어 유입되는 유동안정화챔버;를 포함하고, 상기 쿠션본체부는, 상기 전방챔버부의 내부에 상기 가스완충챔버와 상기 유동안정화챔버를 구획하도록 설치되는 전개압분산패널;을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 내부테더는, 상기 전방챔버부 상에 배치되고, 전후방향으로 연장되게 형성되는 연장부; 상기 연장부의 전방부에 형성되고, 상기 쿠션본체부와 결합되는 전방접합부; 및 상기 연장부의 후방부에 형성되고, 상기 중간패널과 결합되는 후방접합부;를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 내부테더는, 상기 전방챔버부의 중간부에 위치되고, 상기 내부벤트홀부는, 상기 내부테더를 사이에 두고 상기 전방챔버부의 양측부에 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 운전석 에어백장치의 쿠션에 의하면, 스티어링 휠과 운전자의 사이로 전개되는 쿠션본체부를 전방챔버부와 후방챔버부로 구획하고, 전방챔버부와 하부챔버부를 구획하는 중간패널의 중간부의 후방 이동을 내부테더로 구속함으로써, 전개 시 중간패널 중 운전자의 머리에 대응되는 부분이 전방으로 오목한 형상을 이루게 된다.
이에 따라, 본 발명에 의하면, 전방챔버부와 후방챔버부가 순차적으로 전개됨에 있어서, 후방챔버부가 중간패널에 대응되는 오목한 형상으로 초기 전개가 이루어지게 되므로, 자동 긴급제동 시스템의 작동 시 전방으로 급속하게 쏠린 운전자의 머리가 쿠션본체부와 직접 접하여 후방으로 젖혀짐에 따른 목 상해를 보다 안정적으로 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 운전석 에어백장치의 쿠션의 설치 위치 및 전개 형상을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 운전석 에어백장치의 쿠션이 전개되기 이전의 형상을 개략적으로 도시한 요부 종단면도이다.
도 3은 자동 긴급제동 시스템의 작동 시 본 발명의 일실시예에 따른 운전석 에어백장치의 쿠션의 전개 형상을 개략적으로 도시한 요부 종단면도이다.
도 4는 일반적인 차량 충돌 시 본 발명의 일실시예에 따른 운전석 에어백장치의 쿠션의 전개 형상을 개략적으로 도시한 요부 종단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 운전석 에어백장치의 쿠션의 일실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 운전석 에어백장치의 쿠션의 설치 위치 및 전개 형상을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 운전석 에어백장치의 쿠션이 전개되기 이전의 형상을 개략적으로 도시한 요부 종단면도이다.
도 3은 자동 긴급제동 시스템의 작동 시 본 발명의 일실시예에 따른 운전석 에어백장치의 쿠션의 전개 형상을 개략적으로 도시한 요부 종단면도이고, 도 4는 일반적인 차량 충돌 시 본 발명의 일실시예에 따른 운전석 에어백장치의 쿠션의 전개 형상을 개략적으로 도시한 요부 종단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 운전석 에어백장치(1)의 쿠션(3)이 적용되는 운전석 에어백장치(1)는 운전자(5)의 전방에 위치되는 스티어링 휠(4)에 설치된다. 차량의 충돌 시 또는 자동 긴급제동 시스템 작동 시 스티어링 휠(4)에 결합된 인플레이터(2)가 작동되고, 본 발명에 따른 운전석 에어백장치(1)의 쿠션(3)은 운전자(5)측으로 후방 전개되면서 전방으로 쏠리는 운전자(5)의 상체를 받치게 된다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 운전석 에어백장치(1)의 쿠션(3)은 쿠션본체부(10), 중간패널(20), 내부테더(30)를 포함한다.
쿠션본체부(10)는 챠량 충돌 시 인플레이터(2)로부터 가스를 공급받아 부풀어지며 충격을 완충시키는 에어쿠션을 이루는 부분이다. 본 발명의 일실시예에 따른 쿠션본체부(10)는 전후방향으로 배열되는 전방챔버부(11)와 후방챔버부(14)를 포함하여 스티어링 휠(4)과 운전자(5)의 상체 사이로 전개된다.
중간패널(20)은 쿠션본체부(10)의 내부에 전방챔버부(11)와 후방챔버부(14)를 구획하도록 설치되는 부재이다. 전방챔버부(11)와 후방챔버부(14)는 중간패널(20)에 의해 상호 구획되어 전방챔버부(11)와 후방챔버부(14)의 순서로 그 전개가 순차적으로 이루어지게 된다. 중간패널(20) 상에는 전방챔버부(11) 상의 가스가 후방챔버부(14)로 유입될 수 있는 통로를 이루는 내부벤트홀부(21)가 형성된다.
내부테더(30)는 쿠션본체부(10)의 전개 시 중간패널(20)이 전방으로 오목한 형상을 이루도록 중간패널(20)의 후방 이동을 구속하기 위한 부재이다. 내부테더(30)는 전방챔버부(11) 상에 배치되되, 전방챔버부(11)를 전후방향으로 가로지르도록 설치된다. 내부테더(30)는 전방챔버부(11)의 중간부에, 보다 구체적으로는 운전자(5)의 머리에 대응되는 위치에 설치된다.
쿠션본체부(10)의 전개 시 중간패널(20)의 중간부는 내부테더(30)에 의해 후방으로의 자유로운 이동이 제한되어, 중간패널(20)의 양측부 또는 가장자리부에 비해 전방에 위치하게 되고, 중간패널(20)은 도 3, 도 4에 도시된 바와 같이 전체적으로 그 중간부가 전방으로 오목한 형상을 이루게 된다.
전방챔버부(11)가 전개된 상태에서 중간패널(20)은 상기와 같이 전방으로 오목한 형상을 이루게 된다. 전방챔버부(11)가 전개된 후, 후방챔버부(14)는 중간패널(20)의 오목한 형상에 대응되는 형상으로, 즉 운전자(5)의 머리에 대응되는 오목한 형상으로 초기 전개가 이루어지게 된다. 자동 긴급제동 시스템 작동 시, 운전자(5)의 머리는 일반적인 차량 충돌 시와 비교해 전방으로 더 급속하게 쏠리게 되는데, 이때 상기와 같이 전방으로 오목한 형상을 이루는 후방챔버부(14)와 마주하게 된다.
자동 긴급제동 시스템 작동 시 운전자(5)의 상체가 전방으로 급속하게 쏠린 상태에서, 쿠션본체부(10)는 아직 만개(滿開)되지 않은 상태, 즉 도 3에 도시된 바와 같이 후방챔버부(14)의 일부만이 전개되거나, 전방챔버부(11)가 만개되지 않은 상태이다. 상기와 같이 후방챔버부(14)가 전방으로 오목한 형상으로 초기 전개되도록 유도함으로써, 자동 긴급제동 시스템 작동 시 운전자(5)의 머리가 쿠션본체부(10)에 직접 접하는 것을 방지할 수 있다.
이에 따라, 자동 긴급제동 시스템 작동 시 쿠션본체부(10)의 백슬랩(backslap)으로 인해 운전자(5)의 머리에 순간적인 압력이 작용하여 운전자(5)의 목이 꺾이는 현상을 방지할 수 있고, 자동 긴급제동 시스템 작동 시 발생되던 운전자(5)의 목상해 악화를 저감시킬 수 있다.
일반적인 차량 충돌 시, 운전자(5)의 상체는 전방챔버부(11)와 후방챔버부(14)가 도 4에 도시된 바와 같이 만개된 상태에서 쿠션본체부(10)와 접하게 된다. 이때, 후방챔버부(14)는 그 중간부가 후방으로 볼록한 형상을 이루게 된다. 일반적인 차량 충돌 시, 운전자(5)의 상체는 전방으로 쏠리면서 쿠션본체부(10)에 로딩(loading)되고, 전방챔버부(11)와 후방챔버부(14)의 유지력과 쿠션력에 의해 완충, 지지된다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 쿠션본체부(10)는 전방패널(110), 전개압분산패널(120), 후방패널(130)을 포함한다.
전방패널(110)은 스티어링 휠(4)과 마주하는 쿠션본체부(10)의 전방부를 이루는 부분이다. 후방패널(130)은 운전자(5)와 마주하는 쿠션본체부(10)의 후방부를 이루는 부분으로, 중간패널(20)을 사이에 두고 전방패널(110)의 후방에 배치된다. 전방패널(110), 중간패널(20), 후방패널(130)은 순차적으로 겹친 상태로 그 가장자리부가 봉제 등의 형태로 상호 접합됨으로써 전방챔버부(11)와 후방챔버부(14)를 형성할 수 있다.
쿠션본체부(10)의 전개 시 전방챔버부(11)와 후방챔버부(14)는 각각 원반 형상으로 부풀어지면서 전후방향으로 배열된 형태를 이루게 된다. 인플레이터(2)에서 공급된 가스는 전방챔버부(11)로 유입되고, 전방챔버부(11)의 전개가 후방챔버부(14)보다 우선적으로 이루어지게 된다.
차량의 충돌 시 또는 자동 긴급제동 시스템 작동 시, 전방챔버부(11)는 후방챔버부(14)에 실리는 하중을 전방에서 지지하게 된다. 운전자(5)의 하중은 후방챔버부(14)에 1차적으로 실리게 되고, 후방챔버부(14)에 작용하는 전방력이 전방챔버부(11)에 2차적으로 작용하게 된다. 이러한 작용에 의해, 쿠션본체부(10)가 하나의 챔버로 이루어지는 경우와 비교해, 충격력으로부터 운전자(5)를 보호하기 위한 쿠션력을 보다 안정적으로 확보할 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 전방챔버부(11)는 가스완충챔버(12)와 유동안정화챔버(13)를 포함한다. 가스완충챔버(12)는 인플레이터(2)에서 방출된 가스가 1차적으로 유입되는 공간부를 이룬다. 유동안정화챔버(13)는 가스완충챔버(12) 상에서 완충된 가스가 분산되어 유입되는 공간부를 이루고, 후방챔버부(14)와 접한다.
가스완충챔버(12)와 유동안정화챔버(13)의 사이에는 전개압분산패널(120)이 설치된다. 가스는 인플레이터(2) 상의 특정 위치에서 특정 방향으로 방출되는데, 이와 같이 불균일한 형태로 가스완충챔버(12)의 내부로 유입된 가스는 전개압분산패널(120)에 의해 가로막혀 간섭, 완충되면서 가스완충챔버(12)의 내부에 확산된다.
이와 같이 가스완충챔버(12) 상에서 완충, 확산된 가스는, 전개압분산패널(120) 상에 형성된 복수개의 분산홀부(121)를 통해 유동안정화챔버(13)로 유입된다. 가스완충챔버(12) 상의 가스는 복수개의 분산홀부(121)를 통해 분산되어 유동안정화챔버(13)로 유입되므로, 유동안정화챔버(13) 내부로의 가스 유입은 일측으로 편중되지 않고, 전개압분산패널(120)과의 접속부 전반에 걸쳐 보다 균일하게 이루어지게 된다.
전개압분산패널(120)은 전방챔버부(11)의 내부에 가스완충챔버(12)와 유동안정화챔버(13)를 구획하도록 설치된다. 전개압분산패널(120) 상에는 가스완충챔버(12) 상의 가스가 유동안정화챔버(13)로 유입되는 통로를 이루는 복수개의 분산홀부(121)가 관통되게 형성된다. 가스완충챔버(12) 상의 가스는 복수개의 분산홀부(121)를 통해 고르게 분산되어 유동안정화챔버(13)로 유입된다.
유동안정화챔버(13) 상의 가스는 중간패널(20)에 형성된 내부벤트홀부(21)를 통해 후방챔버부(14)로 유동된다. 본 발명의 일실시예에 따른 내부테더(30)는 중간패널(20)의 중간부에 연결되고, 내부벤트홀부(21)는 내부테더(30)를 사이에 두고 전방챔버부(11)의 양측부 또는 가장자리부에 복수개가 분산되게 형성된다. 내부벤트홀부(21)의 개수와 너비를 조절하는 것에 의해 후방챔버부(14)의 전개 속도와 수축 속도를 조절할 수 있다.
이에 따라, 전방챔버부(11)에서 후방챔버부(14)측으로의 가스 유동이 중간패널(20)의 오목부가 아닌 가장자리부에서 우선적으로 이루어지게 되고, 후방챔버부(14)의 가장자리부가 그 중간부보다 우선적으로 전개된다. 따라서, 후방챔버부(14)가 그 전개 초기 시 전방으로 오목한 형상을 이루도록 후방챔버부(14)의 전개 형상을 안정화시킬 수 있고, 후방챔버부(14)로 유입되는 가스의 유동 압력이 운전자(5)의 머리에 직접적으로 작용하게 되는 것을 방지할 수 있다.
전방패널(110) 상에는 쿠션본체부(10) 내부의 가스가 외부로 배출되는 외부벤트홀부(111)가 형성된다. 운전자(5)의 상체가 쿠션본체부(10)에 로딩 시, 전방챔버부(11) 내부의 가스는 외부벤트홀부(111)를 통해 급속히 배출되며 완충 작용을 하게 된다. 외부벤트홀부(111)의 개수와 너비를 조절함으로써 쿠션본체부(10)의 수축 속도를 조절할 수 있다. 또한, 외부벤트홀부(111)를 전방패널(110) 중 유동안정화챔버(13) 상에 형성함으로써, 쿠션본체부(10) 내부의 가스가 운전자(5)를 향해 배출되는 것을 방지할 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 내부테더(30)는 연장부(31), 전방접합부(32), 후방접합부(33)를 포함한다.
연장부(31)는 끈 또는 패널 형상을 가지고 전방챔버부(11)를 전후방향으로 가로지르도록 형성된다. 전방접합부(32)는 연장부(31)를 쿠션본체부(10)와 연결하는 부분으로, 연장부(31)의 전방부에 형성되고, 전개압분산패널(120)에 결합된다. 후방접합부(33)는 연장부(31)와 중간패널(20)을 연결하는 부분으로, 연장부(31)의 후방부에 형성되고, 중간패널(20)의 중간부에 결합된다.
연장부(31)의 길이를 조절함으로써, 중간패널(20)의 중간부의 오목한 정도를 조절할 수 있다. 연장부(31)를 보다 길게 연장시킴으로써 중간패널(20)의 오목한 정도를 보다 얕게 조절할 수 있고, 연장부(31)의 길이를 보다 짧게 단축시킴으로써 중간패널(20)의 오목한 정도를 보다 깊게 조절할 수 있다. 상기와 같이 내부테더(30)의 길이를 다양하게 신축조절함으로써, 차종, 사양 등에 따라 다르게 시뮬레이션되는 운전자(5)의 거동에 맞추어 중간패널(20)의 정도를 적합하게 조정할 수 있다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 운전석 에어백장치(1)의 쿠션(3)은, 스티어링 휠(4)과 운전자(5)의 사이로 전개되는 쿠션본체부(10)를 전방챔버부(11)와 후방챔버부(14)로 구획하고, 전방챔버부(11)와 하부챔버부(14)를 구획하는 중간패널(20)의 중간부의 후방 이동을 내부테더(30)로 구속함으로써, 전개 시 중간패널(20) 중 운전자(5)의 머리에 대응되는 부분이 전방으로 오목한 형상을 이루게 된다.
이에 따라, 본 발명에 의하면, 전방챔버부(11)와 후방챔버부(14)가 순차적으로 전개됨에 있어서, 후방챔버부(14)가 중간패널(20)에 대응되는 오목한 형상으로 초기 전개가 이루어지게 되므로, 자동 긴급제동 시스템의 작동 시 전방으로 급속하게 쏠린 운전자(5)의 머리가 쿠션본체부(10)와 직접 접하여 후방으로 젖혀짐에 따른 목 상해를 보다 안정적으로 감소시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1 : 운전석 에어백장치 2 : 인플레이터
3 : 쿠션 4 : 스티어링 휠
5 : 운전자 10 : 쿠션본체부
11 : 전방챔버부 12 : 가스완충챔버
13 : 유동안정화챔버 14 : 후방챔버부
20 : 중간패널 21 : 내부벤트홀부
30 : 내부테더 31 : 연장부
32 : 전방접합부 33 : 후방접합부
110 : 전방패널 111 : 외부벤트홀부
120 : 전개압분산패널 121 : 분산홀부
130 : 후방패널

Claims (5)

  1. 스티어링 휠과 운전자의 사이로 전개되고, 상기 스티어링 휠과 접하는 전방챔버부와, 운전자와 접하는 후방챔버부가 형성되는 쿠션본체부;
    상기 쿠션본체부의 내부에 상기 전방챔버부와 상기 후방챔버부를 구획하도록 설치되고, 상기 전방챔버부에서 상기 후방챔버부로 가스가 유입되는 내부벤트홀부가 형성되는 중간패널; 및
    상기 전방챔버부 상에 배치되고, 전개 시 상기 중간패널이 전방으로 오목한 형상을 이루도록 상기 중간패널의 후방 이동을 구속하는 내부테더;를 포함하며,
    상기 전방챔버부는,
    인플레이터로부터 가스가 유입되는 가스완충챔버; 및
    상기 가스완충챔버 상의 가스가 분산되어 유입되는 유동안정화챔버;를 포함하고,
    상기 쿠션본체부는,
    상기 전방챔버부의 내부에 상기 가스완충챔버와 상기 유동안정화챔버를 구획하도록 설치되는 전개압분산패널;을 포함하는 것을 특징으로 하는 운전석 에어백장치의 쿠션.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 쿠션본체부는,
    상기 스티어링 휠과 접하고, 상기 전방챔버부 상의 가스가 외부로 배출되는 외부벤트홀부가 형성되는 전방패널; 및
    상기 전방패널의 후방에 배치되고, 운전자와 마주하는 후방패널;을 포함하는 것을 특징으로 하는 운전석 에어백장치의 쿠션.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 내부테더는,
    상기 전방챔버부 상에 배치되고, 전후방향으로 연장되게 형성되는 연장부;
    상기 연장부의 전방부에 형성되고, 상기 쿠션본체부와 결합되는 전방접합부; 및
    상기 연장부의 후방부에 형성되고, 상기 중간패널과 결합되는 후방접합부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 운전석 에어백장치의 쿠션.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 내부테더는, 상기 전방챔버부의 중간부에 위치되고,
    상기 내부벤트홀부는, 상기 내부테더를 사이에 두고 상기 전방챔버부의 양측부에 형성되는 것을 특징으로 하는 운전석 에어백장치의 쿠션.
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