KR19990045369A - 팽창성 가스 백을 구비하는 차량 탑승자용 충돌 보호 장치 - Google Patents

Abstract

차량 탑승자 구속 장치용 가스 백은 통기구를 구비한다. 가스 백(1)의 외면 상에서 통기구(2) 둘레에 루프(4)를 형성하도록 비탄성 실이 배치된다. 실의 각각의 단부는 가스 백의 신축성 표면에 부착된다. 통기구는 차량 탑승자가 팽창된 가스 백으로 돌진할 때 발생되는 내압으로 인해 가스 백(1)의 탄성 팽창과 비례하여 축소될 수 있는 유동 단면을 갖는다.

Description

팽창성 가스 백을 구비하는 차량 탑승자용 충돌 보호 장치

본 발명은 팽창 가능한 가스 백 및 내부에 배치된 추진제의 점화시 가스 백을 급격히 팽창시키기 위한 가스 발생기를 구비한 차량 탑승자용 충돌 보호 장치에 관한 것이다.

이러한 충돌 보호 장치는 오랫동안 "에어 백"이란 약칭으로 공지되어 있으며, 거의 모든 최신 차량들에는 표준 사양으로 이러한 에어 백이 장착되어 있다. 한편으로는, 조향 휠 내에 수용된 차량 운전자용 에어 백 뿐만 아니라 탑승자용 에어 백, 측면 에어 백, 머리 보호 에어 백 등이 표준 사양으로 또는 적어도 선택 사양으로 제공되고 있다. 이러한 모든 충돌 보호 장치의 목적은 과도한 관성력으로 인하여 차량 탑승자가 부상을 입는 것을 방지하는 것이다.

가스 백을 작동시키기 위해서는, 적당한 가속 센서에 의해 신호가 발생되어, 가스 백이 신속하게 팽창하여 탑승자와 차체 구조물 사이에 완충물을 최단시간으로 설치함으로써, 차량 탑승자가 이러한 완충물로 돌진하여 그 위치가 유지될 수 있게 된다. 이를 위해, 완충물 또는 가스 필로우(pillow)는 가요성을 갖도록 구성되어야 한다. 즉, 실제로 최대 크기에 신속히 도달하여야 하지만, 단단하거나 아주 탄성인 상태로 유지되지 말아야 하며, 돌진해온 탑승자 몸체를 되던지지 않아야 한다. 오히려, 가스 백은 충격에 대해 보다 유연하게 거동하여야 하고 또 질량의 영향에 의하여 압축될 수 있어야 한다.

이를 위해서는, 가스 충전물이 에어 백으로부터 방출될 수 있어야만 한다. 이것은 가스 백이 전체 표면에 걸쳐 소정의 가스투과율을 갖는 직물로 구성되어, 급격한 팽창 동안 부정적인 효과를 갖지 않으면서 탑승자 몸체가 가스 백으로 돌진할 때 가스 백이 적어도 부분적으로 비워짐으로써, 가스 백을 충격에 대하여 유연한 거동을 취한다.

가스 백의 팽창 및 수축 작용은 충돌 실험에서 이른바 "인체 모형(dummy)"에 의해 검사된다. 이 실험에서는, 신체를 본뜬 인형이 좌석 벨트가 채워진 상태로 차체 내에 배치되어, 고정된 장애물을 향해 규정된 속도로 피동된다. 충돌 보호 장치의 설계에 필요한 매개변수를 예시할 수 있도록, 복수 개의 가속 센서에 의해 몸체의 여러 부분의 일련의 운동이 측정되어 차체의 속도 및 가속 변수와 함께 계산된다. 끝으로 중요한 점을 말하겠지만, 아주 중요한 가스 백의 배출 거동도 이러한 방식으로 확립된다.

이와 같은 경우, 사고시 에어 백으로 돌진하는 몸체 질량이 넓은 범위 내에서 변화할 수 있다는 문제가 발생한다. 차량 탑승자의 질량 범위는 50 내지 100kg으로 대략적으로만 정해진다. 체격이 큰 사람은 작고 마른 사람과는 에어 백에 의해 다르게 "제동될(braked)" 것임이 분명하다. 따라서, 충돌 실험은 상이한 질량의 인체 모형에 의해서도 수행되어야 하며, 이를 위해 백분율 분류가 개발되었다. 충돌 질량이 적은 것을 시뮬레이션하고자 하는 경우에는 5％ 인체 모형을 선정하며, 충돌 질량이 큰 것을 시뮬레이션하고자 하는 경우에는 95％ 인체 모형을 선정한다.

이러한 구조의 가스 백의 경우, 사고시 팽창된 가스 백에 뛰어드는 사람의 질량을 예고할 수 없다는 문제가 발생된다. 팽창 체적의 구조적 관점에서 보면 가스 백이 최대로 팽창되어야 하지만, 이러한 방법은 배출 거동과 관련하여 실용적이지 않은데, 그 이유는 체격이 작은 사람의 경우에는 가스 백이 너무 "단단"해지기 때문이다.

본 발명의 목적은 가능한한 모든 차량 탑승자가 구조가 동일한 에어 백에 의해 최적의 방법으로 보호될 수 있도록 돌진하는 몸체 질량에 적합한 배출 거동을 갖는 가스 백을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 가스 백은 차량 탑승자가 가스 백으로 돌진할 때 발생되는 내압으로 인한 가스 백의 탄성 팽창에 비례하여 단면이 축소될 수 있는 통기구를 구비한다. 이러한 방식으로 구성된 가스 백의 장점은 돌진하는 탑승자 몸체 질량에 대한 가스 백의 배출 거동이 자동적으로 조절되며, 통기구의 유동 단면이 무거운 몸체가 돌진해올 때보다 가벼운 몸체가 돌진해올 때 빠르게 가스가 배출될 수 있도록 제어될 수 있다는 것이다. 이러한 장점은, 통기구의 배출 단면을 제어하기 위하여 몸체 질량을 측정하는 센서를 갖는 별도의 조절 회로가 불필요하며 또 본 발명에 따라 배열된 구성 요소들이 이러한 단면의 효과적인 자동 조절을 용이하게 수행할 수 있기 때문에, 매우 간단한 방식으로 달성된다.

본 발명의 다른 상세한 사항들은 도 1 내지 도 6에 도시한 실시예를 참조하여 보다 상세히 설명된다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 팽창된 가스 백을 도시한 도면,

도 2는 도 1을 일부 확대 절결도,

도 3은 본 발명의 제2 실시예를 도시한 도면,

도 4는 본 발명의 제3 실시예를 도시한 도면,

도 5는 본 발명의 제4 실시예를 도시한 도면,

도 6은 적절히 디자인된 직물부를 도시한 도면.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 가스 백

2 : 통기구

3a : 안내 부재

4 : 루프

5, 6 : 단부 부분

9, 9a : 직물 띠

11, 11a: 봉합선

12 : 자오선의 이중 봉합부

13 : 실

14 : 직물부

도 1에 도시한 가스 백(1)에서 통기구(2)는 경험에 따라, 차량 탑승자가 가스 백(1)으로 돌진할 때에 최대량의 팽창이 발생하는 자오선 영역에 배치된다. 실(thread)이 통기구(2)의 가장자리를 따라 루프(loop)를 형성하는 메인 부분(4)을 구비한다. 이러한 실은 비탄성의 재료로 되어 있으며 서로 교차하는 외측 부분(5, 6)을 구비한다. 실의 단부(7, 8)는 서로 별개의 위치에서 신축성 있는 직물 재료로 된 가스 백의 외면에 부착된다. 실의 부분(5, 6)은 가스 백(1)에 결합된 안내 부재(3a) 내에서 안내된다. 실의 메인 부분(4)은 통기구(2)의 가장자리를 따라 외피(3) 내에서 안내된다. 가스 백(1)이 팽창되면 단부들(7, 8) 사이의 거리가 멀어지며 비탄성의 재료로 구성된 실이 인장되어 루프(4)가 자동적으로 조여지게 되므로 통기구(2)의 단면이 축소된다. 배출 단면의 축소는 가스 백(1)의 팽창에 비례하여 발생하며, 실제로 차량 탑승자가 가스 백(1)으로 돌진함에 따라 생성되는 내압에 좌우됨을 알 수 있다. 이러한 방식으로, 이른바 무거운 몸체가 돌진하였을 때보다 가벼운 몸체가 돌진하였을 때 가스 백(1)으로부터 가스를 보다 더 배출시키고자 하는 본원 발명의 목적이 달성된다.

도 2에 따른 실시예에서는, 실의 안내부가 가스 백(1)에 재봉된 직물 띠(9, 9a)로 이루어진다. 물론, 이러한 직물 띠는 다른 방법으로 가스 백(1)에 연결될 수도 있으며, 중요한 것은 다만 실을 종방향으로 이동 가능하게 유지하는 안내부를 제공한다는 것이다. 통기구(2), 실의 루프(4) 및 외측 부분(5, 6)과 단부(7, 8)는 도 1에 따른 실시예와 동일하다.

제3도에 따른 실시예에서는, 루프 영역에서의 실 안내부가 루프 형태로 외측으로 접혀져 통기구의 가장자리를 따라 재봉된 가요성 가스 백 재료로 이루어진 영역(10)으로 형성된 점만이 도 2에 따른 실시예와 상이하다. 이러한 방식으로, 통기구(2) 생성을 위해 제거되어야할 가스 백(1)의 직물 재료가 매우 적절하고 저렴하게 사용될 수 있다.

제4도에 따른 실시예에서는, 실의 안내 영역에 걸쳐 배치된 지그재그형 봉합선(11, 11a)으로 실 안내부가 구성되어, 실이 그 아래에 종방향으로 이동 가능하게 유지된다. 나머지 도면 부호들은 도 1 내지 도 3의 도면 부호와 일치하므로 반복하여 설명하지 않는다.

도 5에 따른 실시예에서는, 가스 백(1)이 두 개의 직물부(1a, 1b)로 구성되며 이들은 자오선의 이중 봉합부(12)를 통해 서로 연결된다. 이러한 봉합부에 의해, 실(13)이 자오선의 이중 봉합부(12) 내에서 전체적으로 또는 부분적으로 안내될 수 있게 된다.

도 6에는 동일하게 절단된 두 개의 직물부를 구비한 가스 백을 생성하도록 재봉되는 직물부(14)가 도시되어 있다. 배기 단면의 축소를 촉진시키기 위하여 직물부(14)에 병목형 견부(15)가 제공되는데, 이러한 견부는 가스 백 팽창시 본 발명에 따른 실이 안내되는 다른 영역들보다 상당히 적은 장력에도 직물이 노출되는 영역을 형성한다. 이것은 배기 단면(2)의 축소에 대한 내압에 의해 응력이 가해지는 직물의 저항이 보다 적어지며 따라서 직물의 저항이 돌진하는 차량 탑승자 질량에 따른 유동 행위를 적용하도록 적은 "조절력"에 의해 조정됨을 의미한다.

본원 발명에 따라 가스 백에 형성된 통기구에 의해, 이른바 무거운 몸체가 돌진하였을 때보다 가벼운 몸체가 돌진하였을 때 가스 백(1)으로부터 가스를 보다 더 배출시킬 수 있게 된다.

Claims (9)

1. 통기구를 갖는 팽창 가능한 가스 백(1) 및 내장된 추진제를 점화시켜 가스 백(1)을 팽창시키는 가스 발생기를 포함하는 차량 탑승자용 충돌 보호 장치에 있어서,

   차량 탑승자가 팽창된 가스 백(1)으로 돌진할 때 발생되는 내압으로 인한 가스 백(1)의 탄성적인 팽창에 비례하여 통기구의 유동 단면이 축소될 수 있는 것을 특징으로 하는 차량 탑승자용 충돌 보호 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 통기구(2) 둘레에 루프(4)를 형성하도록 가스 백(1)의 외면에 비탄성 실이 배열되며, 실의 각각의 단부는 가스 백의 신축성 있는 표면 부분에 부착되는 것을 특징으로 하는 차량 탑승자용 충돌 보호 장치.
3. 제2항에 있어서, 실의 단부(5, 6)는 가스 백(1)의 신축성 있는 표면 부분 상의 안내 부재(3a) 내에서 안내되는 것을 특징으로 하는 차량 탑승자용 충돌 보호 장치.
4. 제3항에 있어서, 안내 부재는 재봉된 직물 띠(9, 9a)로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량 탑승자용 충돌 보호 장치.
5. 제2항에 있어서, 실은 통기구의 가장자리를 따라 안내된 메인 부분을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량 탑승자용 충돌 보호 장치.
6. 제5항에 있어서, 실의 메인 부분은 통기구를 확장시키는 직물 재료의 접힌 가장자리 부분에 의해 안내되는 것을 특징으로 하는 차량 탑승자용 충돌 보호 장치.
7. 제5항에 있어서, 박음질 봉합선이나 지그재그 봉합선(11, 11a)에 의해 안내된 실(13)은 통기구 둘레의 가스 백의 직물 재료에 형성되는 것을 특징으로 하는 차량 탑승자용 충돌 보호 장치.
8. 제2항에 있어서, 가스 백(1)은 자오선의 이중 봉합부(12)를 따라 서로 연결되는 두 개의 직물부로 구성되며, 실(13)은 자오선의 이중 봉합부(12) 내에서 적어도 부분적으로 안내되는 것을 특징으로 하는 차량 탑승자용 충돌 보호 장치.
9. 제1항에 있어서, 가스 백(1)은 병목형 연장부(15)를 구비한 두 개의 직물부(14)로 구성되며, 이들 직물부는 서로 가장자리를 따라 연결되고, 통기구는 병목형 연장부의 선단부에 형성되는 것을 특징으로 하는 차량 탑승자용 충돌 보호 장치.