KR20030001436A - 차량용 에어백 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 에어백 장치는 센터 필러의 차량 내부를 향한 붕괴변형(collapse deformation)에도 불구하고, 에어백 본체를 하방으로 적절하게 팽창할 수 있게 한다. 에어백 장치는 차량의 전후방으로 병치(juxtaposed)된 복수 개의 팽창 가능한 챔버를 구비한다. 이들 챔버에서, 센터 필러(13)에 상응하는 챔버(3A)에는 그 상부 측에 챔버(3A)의 내부 천(1a)과 그 외부 천(1b)을 맞붙인 후킹부(21)가 설치된다. 후킹부(21)의 설치에 기인하여, 챔버(3A)의 팽창 두께가 부분적으로 제한되기 때문에, 2개로 포개어진 에어백 본체(1)는 루프 트림(16)의 하부 단 아래를 센터 필러(13)의 상부에 끼이지 않고 용이하게 통과하여 커튼 형태로 에어백 본체(1)의 팽창을 성취할 수 있는 그 하부 단을 갖는다.

Description

차량용 에어백 장치{AIR BAG APPARATUS FOR VEHICLE}
일본국 특허 출원 제2000-159048호 공보에는 차량의 충돌 시에 그 충격 에너지를 흡수하면서, 차량의 캐빈(cabin)의 측벽과 승객의 머리 등이 접촉하는 것을 방지하도록 설치된 자동차 에어백 장치가 개시되어 있다. 이 에어백 장치는 차량의 전후방을 따라 연장하도록 차량의 루프-사이드 레일의 내부 측에 설치된다. 또한, 상기 장치는 차량의 측면 충돌 시에 자동차의 루프-사이드 레일의 내부 측으로부터 그 에어백 본체를 하방으로 팽창시키도록 적용된다.
에어백 본체는 차량의 전후방으로 서로 분리된 복수 개의 챔버, 챔버와 공통의 덕트부 및 챔버와 덕트부를 연통하는 복수 개의 가스 유도구(induction port)를 구비한다. 에어백 장치의 비작동 조건하에서, 에어백 본체는 포개어져, 루프-사이드 레일의 측면(내부 측)과 루프-사이드 레일 및 루프 패널(roof panel)을 덮는 루프 트림(roof trim)과의 사이에 수납된다.
본 발명은 차량용 에어백 장치, 특히 차량의 충돌 시에 에어백 본체가 자동차의 루프-사이드 레일(roof-side rail)의 내부 측으로부터 하방으로 팽창되는 것을 허용하는 에어백 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 에어백 장치의 배치를 도시하며, 또한 차량의 내부 측으로부터 도시한 개략 설명도이다.
도 2는 제1 실시예의 에어백 장치의 요부를 도시하는 개략 설명도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 에어백 장치의 요부를 도시하는 개략 설명도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 에어백 장치의 요부를 도시하는 개략 설명도이다.
도 5는 제1 내지 제3 실시예와 공통의 그 에어백 본체를 팽창시키는 과정을 설명하는 에어백 장치의 단면도이며, 자동차 센터 필러의 단면을 도시한다.
도 6은 도 1의 센터 필러부의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 에어백 장치의 배치를 도시하며, 또한 그 차량의 내부 측으로부터 도시한 개략 설명도이다.
도 8은 제4 실시예의 에어백 장치의 요부를 도시하는 개략 설명도이다.
도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 에어백 장치의 요부를 도시하는 개략 설명도이다.
도 10은 본 발명의 제6 실시예에 따른 에어백 장치의 요부를 도시하는 개략 설명도이다.
도 11은 본 발명의 제7 실시예에 따른 에어백 장치의 요부를 도시하는 개략 설명도이다.
차량의 측면 충돌 시에, 에어백 가스를 발생시키기 위해 인플레이터(inflator)가 제일 먼저 작동된다. 이후, 에어백 가스는 인플레이터와 에어백 본체 사이의 관을 통해 덕트부 및 가스 유도구의 순서로 챔버에 도입된다. 에어백 가스의 도입에 기인하여, 에어백 본체는 커튼과 같이 하방으로 팽창한다.
동시에, 차량의 측면 충돌에 따라, 센터 필러(center pillar)가 차량의 내부를 향해 변형되는 경우가 있다. 이후, 에어백 본체의 초기팽창단계에서, 루프 트림의 반응력이 증가하는 동안 센터 필러에 상응하는 트림의 최하단은 크게 튀어오른다. 루프 트림의 증가된 반응력 및 변형 시에 센터 필러에 부가된 외력에 기인하여, 에어백 본체가 루프 트림의 최하단과 전개 가이드(unfolding guide)의 하단(또는 가니쉬(garnish)의 상단) 사이에 끼이게 되는 문제점이 발생하므로, 에어백 본체의 불완전한 팽창에 의해 에어백 본체의 하부 부분이 전개 가이드의 하단(또는 가니쉬의 상단)에 걸리게 된다. 이러한 상황하에서, 불완전한 팽창에도 불구하고, 센터 필러에 상응하는 위치에서, 에어백 본체가 2개의 본체로 포개어져, 루프 트림의 최하단과 센터 필러의 가니쉬 사이에 여전히 고정된다.
상기 상황 하에서, 본 발명의 목적은 차량이 측면 충돌하여 센터 필러가 차량의 내부를 향해 붕괴될지라도, 다른 구성요소에 의해 끼이지 않고 에어백 본체의 완전한 팽창을 보장할 수 있는 차량용 에어백 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따라, 상기 언급한 목적은, 충돌 시 에어백 가스를 발생시키기 위해 차체에 배치된 인플레이터, 상기 인플레이터에 연결되며, 차량의 전후방으로 병치된 복수 개의 챔버를 가지며, 차체를 형성하는 루프-사이드 레일의 내부 측면과상기 루프-사이드 레일의 내부 측면을 덮는 트림 사이의 한정된 공간에 포개어져 수용되는 에어백 본체, 및 차체를 형성하는 센터 필러에 상응하게 배치되는 챔버의 특정 챔버에서 에어백 본체가 불완전하게 팽창되는 것을 방지하기 위한 방지기구를 구비하며, 이것에 의해 차량의 충돌시에, 에어백 본체가 에어백 가스에 의해 상기 공간으로부터 하방으로 완전하게 팽창됨과 동시에 트림의 하부 단이 후방으로 튀어나갈 수 있도록 구성된 차량용 에어백 장치에 의해 성취된다.
본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 하기에 설명한다.
도면에서, 도 1은 본 발명의 제1 실시예의 에어백 장치를 도시하며, 또한 차량의 내부 측으로부터 도시한 측면도이다. 이 에어백 장치에서, 복수 개의 부착편(2)에 의해 그 상부 가장자리에 에어백 본체(1)가 설치된다. 부착편(2)을 통해, 또한 에어백 본체(1)가 차량의 전후방을 따라 볼트/너트(10)에 의해 자동차의 루프-사이드 레일(11)의 측면(차량의 내부 측)에 고정된다. 에어백 장치의 팽창 조건이 또한 도시된 도 1과 같이, 에어백 본체(1)는 차량의 전후방으로 서로 분리된 복수 개의 챔버(3), 챔버(3)와 공통의 상부 덕트부(4) 및 각각의 챔버(3)와 덕트부(4)를 연통하는 복수 개의 가스 유도구(5)를 구비한다.
에어백 본체(1)의 상부 덕트부(4)는 튜브(8)를 통해 인플레이터(6)에 연결되어 있다. 도시되지 않은 충돌 센서로부터 충돌 신호의 수용 작동시, 이 인플레이터(6)는 에어백 본체(1)의 팽창을 위한 가스를 발생시킨다. 인플레이터(6)는 브래킷(7)을 통해 리어 필러(rear pillar)(14)에 고정된다. 선택적으로,인플레이터(6)는 도시되지는 않았지만, 변형에 의해 프론트 필러(front pillar)(12)에 고정될 수 있다.
사용을 위한 전제조건으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 에어백 본체(1)는 루프-사이드 레일(11)과 루프 패널(15)을 덮는 루프 트림의 차량 내부 측면 및 루프-사이드 레일(11)의 차량 내부 측면 사이의 한정된 공간에 포개어져 수납된다.
차량의 측면 충돌 시, 인플레이터(6)는 가스를 발생시키도록 작동된다. 이후, 발생된 가스는 튜브(8)를 통해 에어백 본체(1)의 덕트부(4)로 도입되며, 연속해서 가스 유도구(5)를 통해 팽창을 위해 각각의 챔버(3)로 도입된다. 팽창 압력에 기인하여, 챔버(3)는 루프 트림(16)의 최하단을 상방으로 튀어오르게 하면서 커튼 형상으로 하방으로 전개된다. 에어백 본체(1)의 하방 팽창을 적절하게 성취하기 위해서, 복수 개의 전개 가이드(9)는 차량의 루프-사이드 레일(11)의 내부 측에 부착편(2)과 함께 차량의 전후방으로 체결된다.
전개 가이드(9)의 설치에 부가하여, 제1 실시예에 따라, 복수 개의 챔버(3)중에서 센터 필러(13)에 상응하는 특정 챔버(3A)가 선택된다. 또한, 특정 챔버(3A)에는 에어백 본체(1)의 내부 천(1a)(도 5)과 그 외부 천(1b)을 부분적으로 맞붙인 후킹부(21)(방지 기구)가 설치된다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 실시예의 후킹부(21)는 높이 L을 갖는 전개된 챔버(3A)의 수직 중심보다 대략 높은 위치에 개설된다. 또한, 챔버(3A)의 전후방에서, 후킹부(21)는 폭 W를 갖는 챔버(3A)의 수평 중심에 위치된다. 도 1 및 도 2에 도시된 제1 실시예에서, 단일 후킹부(21)는 소정의 영역에서 원형 형상이된다.
후킹부(21)는 (직물 성형 후)봉합에 의해 에어백 본체(1)를 꿰매어 형성된다. 선택적으로, 후킹부(21)는 에어백 본체(1)의 직물 성형과 동시에 형성될 수 있다.
이 실시예의 에어백 장치의 작동은 도 5를 참조로 하여 기술된다.
차량 측면 충돌에 의해 센터 필러(13)가 차량 내부를 향해 변형된다면, 챔버(3A)는 센터 필러(13)에 상응하는 영역에서 또한 팽창된다. 챔버(3A)의 이러한 팽창에 관해서는, 종래에는 작동의 초기단계에서 에어백 본체(1)가 2개로 포개어지면서 전개되어, 본체(1)가 루프 트림(16)의 최하단과 전개 가이드(9)의 하단(또는 가니쉬(17)의 상단) 사이에 끼이게 되므로, 에어백 본체(1)의 전개 작동의 최종단계임에도 불구하고, 에어백 본체(1)의 하부가 전개 가이드(9)의 하단 또는 가니쉬(17)의 상단에 걸려서 그 내부의 팽창에서 챔버(3A)가 여전히 2개로 포개어질 가능성이 있었다. 한편, 본 발명의 실시예에 따라, 도 5에 도시된 바와 같이, 챔버(3A)의 팽창 두께는 후킹부(21)에서 가파르게 감소된다. 따라서, 2개로 포개진 에어백(1)의 하부는 후킹부(21)에 의해 챔버 부분 아래를 쉽게 통과할 수 있게 되어, 이에 의해 에어백 본체(1)는 루프 트림(16)의 최하단과 루프-사이드 레일(11)(또는 센터 필러(13)의 상부) 사이에 끼이지 않고 적절하게 팽창될 수 있다.
변형예에서는, 챔버(3A)의 내부 압력이 통상의 팽창 압력에 도달할 때, 후킹부(21)가 파괴되어, 이에 의해 에어백 본체(1)의 커튼 형상 전개에 기인하여 챔버(3A)의 통상의 팽창 두께를 얻을 수 있다는 것이 개설될 수 있다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예를 도시한다. 제2 실시예를 포함하여 후속 실시예에서는, 제1 실시예의 구성요소와 동일한 요소는 각각 동일한 참조기호로 지시된다.
제2 실시예에서, 챔버(3A)의 후킹부(21)는 제1 실시예의 후킹부(21)와 비교하여 길이방향으로 연장된다. 상기 후킹부(21)의 형태에 기인하여, 제1 실시예와 비교하여 후킹부(21)에 의해 감소된 챔버부(3A)의 팽창 두께를 수직방향으로 증가시킬 수 있다. 그러므로, 에어백 본체(1)가 팽창의 개시 시에 2개로 포개질지라도, 루프 트림(16) 및 가니쉬(17) 사이의 에어백 본체(1)의 하부의 하향 미끄러짐이 더 촉진될 수 있다. 특히, 본 실시예는 (수직방향으로의) 길이가 긴 챔버(3A)를 갖는 경우에 효과적이다.
선택적으로, 후킹부(21)는 도시하지 않은 챔버(3A)의 수평 방향의 긴 사이드웨이(sideway)형으로 변형될 수 있다. 그러면, 후킹부(21)에 의해 감소된 팽창 두께를 갖는 챔버부(3A)의 두께가 수평방향으로 증가된다. 그러므로, 이 변형은 특히, 폭이 긴 챔버(3A)의 경우에 효과적이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예를 도시한다. 이 실시예에 따라, 챔버(3A)에는 복수 개의 후킹부 예컨대, 엇갈리게 배치된 2개의 후킹부(21)가 설치된다.
제3 실시예에서, 감소된 팽창 두께를 갖는 챔버 부분(3A)이 수직 또는 수평방향으로 증가되기 때문에, 에어백 본체(1)가 팽창의 개시 시에 2개로 포개질지라도, 루프 트림과 가니쉬 사이의 에어백 본체(1)의 하부의 하향 미끄러짐이 더 보장될 수 있다. 이 실시예는 길이 및 폭이 긴 챔버(3A)의 경우에 더욱 효과적이다.
또한, 후킹부(21, 21)의 엇갈림 배치에 기인하여, 챔버(3A)의 가스-통로 영역의 감소를 억제할 수 있으며, 챔버(3A)로의 가스의 유도 성능을 유지할 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 제4 실시예를 도시하며, 상기 언급한 실시예와 센터 필러(19)에 상응하는 챔버(3A)에 대한 기구의 면에서 다르다. 또한, 도 7은 차량의 내부 측에서 본 제4 실시예의 에어백 장치의 측면도이다. 또한, 이 실시예에서, 제1 실시예의 구성요소와 유사한 구성요소는 각각 동일한 참조기호로 지시되며, 이들의 중복된 설명은 생략된다.
이 실시예에 따라, 챔버(3A)에는 다른 챔버(3)보다 우선하여 챔버(3A)로 에어백 가스의 도입을 허용하는 봉합부(23)(방지 기구)가 설치된다. 봉합부(23)는 챔버(3A)의 내부 압력이 소정의 내부 팽창 압력에 도달할 때 파괴되도록 적용된다. 위치에 관해서는, 봉합부(23)는 챔버(3A)의 유도구(5)에 근접한 덕트부(4)에 배치된다. 상세하게는, 봉합부(23)는 에어백 가스의 흐름 방향(화살표 a)으로 챔버(3A)의 유도구(5)의 그 하류 측의 가장자리에 배치된다.
도 7 및 도 8의 실시예에서, 봉합부(23)는 에어백 가스의 흐름 방향(a)과 수직선의 형상을 갖는다. 이전 실시예의 후킹부(21)와 유사하게, 봉합부(23)는 (직물 성형 후)봉합에 의해 에어백 본체(1)를 꿰매어 형성된다. 선택적으로, 동일 부분(23)은 에어백 본체(1)의 직물 성형과 동시에 형성될 수 있다.
본 발명의 제4 실시예에 따라, 차량의 측면 충돌 시에, 덕트부(4)를 통해 유입하는 에어백 가스는 상기 위치에서 봉합부(23)에 의해 차단되며, 챔버(3A)의 하류 측의 챔버(3)에 우선하여 챔버(3A)로 연속해서 도입된다. 따라서, 도 7의 파단선에 도시된 바와 같이, 챔버(3A)를 팽창시켜, 에어백 본체(1)가 센터 필러(13)에 끼이고 2개로 포개어지는 것을 방지할 수 있다.
이전에 언급한 바와 같이, 챔버(3A)의 내부 압력이 소정의 내부 팽창 압력에 도달할 때, 봉합부(23)는 파단되어 챔버(3A)의 하류 측의 다른 챔버(3)로 에어백 가스를 도입하며, 커튼과 같은 에어백(1)의 팽창을 성취한다.
여기에서, 봉합부(23)가 에어백 가스의 흐름 방향(a)에 수직선으로 형성되기 때문에, 봉합부(23)의 파손에 대해 낮은 내부 압력이 가능하다. 그러므로, 봉합부(23)의 이 형태는, 특정 챔버(3A)의 팽창을 위한 내부 압력이 비교적 낮다면, 효과적일 것이다.
도 9는 본 발명의 제5 실시예를 도시한다. 이 실시예에 따라, 곡선 형상의 봉합부(23)가 에어백 가스의 흐름 방향(a)으로 챔버(3A)의 도입구(5)의 하류 측 가장자리에 배치된다. 봉합부(23)의 곡선은 에어백 가스의 흐름 방향(a)으로 소정의 반경(R)을 갖는 호(arc)로 기술한다.
봉합부(23)의 구조에 기인하여, 덕트부(4) 내측에 응력을 분산시킬 수 있다. 또한, 이 실시예의 봉합부(23)가 이전 실시예의 동일 부분의 길이보다 더 길기 때문에, 상기 구조는 봉합부(23)가 고압의 에어백 가스를 견디도록 할 수 있다. 이러한 이유로, 봉합부(23)의 이 형태는, 특정 챔버(3A)의 팽창을 위한 내부 압력이 비교적 높다면, 효과적일 수 있다.
도 10은 본 발명의 제6 실시예를 도시한다.
이 실시예에 따라, 사선(slanted line) 형태의 봉합부(23)가 에어백 가스의흐름방향(a)으로 챔버(3A)의 유도구(5)의 그 하류 측 가장자리에 배치된다. 상세하게는, 봉합부(23)는 에어백 가스의 흐름방향(a)에 경사진다.
봉합부(23)의 경사에 기인하여, 이 실시예의 봉합부(23)는 또한 도 8의 동일부분의 길이보다 더 길게 형성되며, 상기 구조는 봉합부(23)가 고압의 에어백 가스를 견디는 것을 허용한다. 그러므로, 봉합부(23)의 이 형태는, 특정 챔버(3A)의 팽창을 위한 내부 압력이 비교적 높다면, 효과적이다. 또한, 봉합부(23)의 경사각을 변경하므로서, 봉합부(23)의 파괴 압력을 용이하게 조절할 수 있다.
도 8 내지 도 10의 상기 언급한 봉합부(23)가 명확하게 특정 챔버(3A)로 가스를 도입하도록 각각 지향될지라도, 이 실시예는 명확하게 특정 챔버(3A)의 양측상에 챔버(3)로 가스를 도입시키도록 변형될 수 있으며, 이에 의해 챔버(3A)가 2개로 포개어지는 것을 방지한다.
도 11은 본 발명의 제7 실시예를 도시한다. 이 실시예에서, 특정 챔버(3A)를 제외한 챔버(3)에는 가스 유도구(5)를 차단하는 봉합부(23)가 설치된다. 그러므로, 본 실시예에 따라, 봉합부(23)에 의해 다른 챔버(3)에 우선하여 특정 챔버(3A)로 에어백 가스가 용이하게 도입될 수 있다.
마지막으로, 당기술의 당업자에 의해 전술한 기술은 단지 개시된 에어백 장치의 몇몇 실시예에 지나지 않는다는 것이 이해될 것이다. 이들 실시예외에, 다양한 변형 및 변경이 본 발명의 정신 및 범주를 벗어나지 않고 본 발명 내에서 행해질 수 있다.
본 명세서에 참조로서 일본국 특허 출원 제 2001-43139호의 그 전체가 내재되어 있다.
본 발명의 범주는 하기의 청구항을 참조로 하여 한정된다.
본 발명에 따른 차량용 에어백 장치는 차량의 측면 충돌 시, 센터 필러가 차량의 내부를 향해 붕괴될지라도, 다른 구성요소에 의해 끼이지 않고 에어백 본체의 완전한 팽창을 보장할 수 있다.

Claims (11)

  1. 차량의 충돌 시 에어백 가스를 발생시키기 위해 차체에 배치된 인플레이터,
    상기 인플레이터에 연결되며, 차량의 전후방으로 병치된 복수 개의 챔버를 가지며, 차체를 형성하는 루프-사이드 레일의 내부 측면과 상기 루프-사이드 레일의 내부 측면을 덮는 트림 사이의 한정된 공간에 포개어져 수납되는 에어백 본체, 및
    차체를 형성하는 센터 필러에 상응하게 배치되는 챔버의 특정 챔버에서 에어백 본체가 불완전하게 팽창되는 것을 방지하기 위한 방지기구를 구비하며,
    이것에 의해, 차량의 충돌시에, 에어백 본체가 에어백 가스에 의해 상기 공간으로부터 하방으로 완전하게 팽창됨과 동시에 트림의 하부 단이 후방으로 튀어나갈 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 에어백 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방지 기구는 차량의 전후방의 특정 챔버의 대략 중심에 위치되며, 특정 챔버를 형성하는 외부 천과 내부 천을 맞붙인 후킹부를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 에어백 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    후킹부를 형성하는 특정 챔버의 부분은 차량의 상하방으로 비교적 길게 개설되는 것을 특징으로 하는 차량용 에어백 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    후킹부를 형성하는 특정 챔버의 부분은 차량의 전후방으로 비교적 길게 개설되는 것을 특징으로 하는 차량용 에어백 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 방지 기구는 엇갈리게 배치된 특정 챔버에 형성되며, 특정 챔버를 형성하는 외부 천과 내부 천을 맞붙인 후킹부를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 에어백 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 방지 기구는 인플레이터로부터 챔버로 유입하는 에어백 가스의 경로상에 배치되며, 상기 경로를 부분적으로 차단하므로서 특정 챔버로 에어백 가스가 우선하여 도입되는 것을 허용하고, 특정 챔버의 내부 압력이 소정의 내부 팽창 압력에 도달할 때, 파괴되어 개방될 수 있는 봉합부를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 에어백 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 인플레이터의 에어백 가스를 챔버로 도입하는 경로는 챔버와 공통의 하나의 덕트부 및 챔버에 상응하며 또한, 각각 덕트부와 챔버를 연통하는 복수 개의 가스 유도구를 구비하며, 상기 봉합부는 에어백 가스의 흐름 방향으로 특정 챔버에 상응하는 가스 유도구의 그 하류 측 가장자리상에 배치되므로서, 덕트부를 차단시키는 것을 특징으로 하는 차량용 에어백 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 봉합부는 에어백 가스의 흐름 방향에 수직선의 형태인 것을 특징으로 하는 차량용 에어백 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 봉합부는 에어백 가스의 흐름 방향에 곡선의 형태인 것을 특징으로 하는 차량용 에어백 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 봉합부는 에어백 가스의 흐름 방향에 사선의 형태인 것을 특징으로 하는 차량용 에어백 장치.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 인플레이터의 에어백 가스를 챔버로 도입하는 경로는 챔버와 공통의 하나의 덕트부 및 챔버에 상응하며 또한, 각각 덕트부와 챔버를 연통하는 복수 개의가스 유도구를 구비하며, 상기 봉합부는 특정 챔버에 상응하는 가스 유도구를 제외하고 다른 챔버의 가스 유도구를 차단하기 위해 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 에어백 장치.
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