KR20030082503A - 축압기를 이용한 팽창식 안전벨트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 충돌사고시 탑승자의 안전을 위해 신체에 착용되는 안전벨트에 관한 것으로, 상세하게는 차량충돌시 안전벨트 자체에 의한 상해 및 에어백의 팽창에 의한 상해를 방지하기 위하여, 안전벨트를 벨트형에어백으로 구성하고, 상기의 벨트형에어백은 차량충돌시 통상의 에어백을 작동시키는 센서의 신호에 의해 축압기에 고압으로 축적된 질소가스가 분출되어 팽창되도록 하여, 탑승자를 보호하는 축압기를 이용한 팽창식 안전벨트에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 고압튜브로 연결된 벨트형에어백이 내설된 벨트본체와, 상기 벨트형에어백과 고압튜브로 연결되어 압축저장된 고압가스를 상기의 벨트형에어백에 공급하는 축압기와, 상기 축압기에 유압라인으로 연결되어 작동유를 가압하여 축압기의 가스를 일정 압력으로 압축시키는 펌프와, 상기 벨트형에어백과 축압기를 연결하는 고압튜브의 라인상에 설치되어 차량충돌을 감지하는 센서로부터 신호를 받아 작동되는 방향제어밸브와, 상기 축압기와 펌프의 유압라인 상에 설치되어 작동유의 역류를 방지하는 방향제어밸브를 포함하여 구성된 축압기를 이용한 팽창식 안전벨트가 제공된다.

Description

축압기를 이용한 팽창식 안전벨트{An expansion-type seat belt making use of accumulator for automobile}

본 발명은 차량의 충돌사고시 탑승자의 안전을 위해 신체에 착용되는 안전벨트에 관한 것으로, 상세하게는 차량충돌시 안전벨트 자체에 의한 상해 및 에어백의 팽창에 의한 상해를 방지하기 위하여, 안전벨트를 벨트형에어백으로 구성하고, 상기의 벨트형에어백은 차량충돌시 통상의 에어백을 작동시키는 센서의 신호에 의해 축압기에 고압으로 축적된 질소가스가 분출되어 팽창되도록 하여, 탑승자를 보호하는 축압기를 이용한 팽창식 안전벨트에 관한 것이다.

통상의 안전벨트는 긴 띠의 형상으로 되어 탑승자의 어깨에서부터 허리까지 착용되어 시트에 탑승자를 움직이지 못하게 고정함으로써, 충돌시 관성력에 의해 전방으로 튀어져 나가는 것을 방지하는 역할을 한다. 그리고, 차량 탑승자의 안전을 위하여 핸들과 데쉬보드 등에 에어백장치가 설치되어 있고, 에어백장치는 자동차의 충돌시에 센서의 작동으로 핸들 등에 내장되어 있는 에어백이 급속도로 폭발팽창하면서 관성력에 의해 앞으로 쏠리는 인체의 충격을 완화시켜 핸들이나 데쉬보드에 부딪혀 상해를 입는 것을 방지 할 목적으로 장착된다. 이러한 에어백장치의 장착은 핸들뿐만 아니라 조수석의 데쉬보드와 도어 및 루프에까지 광범위하게 설치되어 지고 있다.

이와같이 안전장치로서의 안전벨트와 에어백장치는 탑승자를 보호하는 역할을 함에도 불구하고 문제점을 가지고 있는데, 종래의 경우 안전벨트와 에어백장치의 작동이 효과적으로 연동되지 못하여 에어백장치 자체에 의한 상해가 발생하거나 안전벨트 자체에 의해 상해가 발생되기도 한다. 즉, 안전벨트는 탑승자를 순간적으로 고정시키지 못하여 충돌과 동시에 에어백이 완전히 팽창되기 전에 탑승자가 관성력에 의해 전방으로 쏠리게 될 때 에어백이 폭발하는 충격을 탑승자가 그대로 받음으로써 보호받기 위한 장치에 의해 오히려 상해를 입는 경우가 발생되고 있다.

그리고, 종래의 안전벨트는 폴리에스테르 등의 합섬섬유의 띠모양으로 되어 있어 그 모서리부가 상해를 가하는 문제점이 있는데, 자동차의 속도가 높은 경우일수록 탑승자와 접촉되는 모서리부에 의해 인체가 받는 상해의 정도가 커지게 되어 어깨, 목, 가슴, 허리 부분에 큰 상해를 입게 된다.

따라서, 이와같은 종래의 안전벨트의 문제점을 해결하고자 에어백의 기능을 하는 안전벨트가 개발되어 있는데, 이는 통상의 에어백장치에서와 같은 폭발방식의 구조를 가지도록 통상의 에어백장치와 연계되어 구성되고, 폭발가스를 같이 사용하는 시스템이다. 즉 충돌에 의해 에어백장치가 폭발할 때 발생된 가스가 안전벨트로도 공급되어 부풀어 오르게 하는 구조를 가진다. 그러나 이러한 방식의 안전벨트는 에어백이 폭발가스에 의하여 부풀어 오를 때 갑작스런 동시팽창의 충격이 상당히 크고 에어백 내에서 열이 발생되기 때문에 탑승자가 상해 및 화상까지 당하는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여, 안전벨트를 벨트형에어백으로 하고 상기 벨트형에어백은 통상의 에어백장치의 팽창을 위한 폭발방식을 사용하지 않고 축압기에서 축압된 고압의 가스를 사용하여 충돌신호에 의해상기의 고압가스가 벨트형에어백으로 공급되게 함으로써, 탑승자가 에어백과 충돌되는 시간을 지연시켜 종래의 안전벨트로 부터 입는 상해 및 완전히 부풀어 오르지 않은 에어백에 인체가 부딪혀 발생되는 상해를 줄여 안전성을 높인 축압기를 이용한 팽창식 안전벨트를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명의 전체 구성도

도 2는 본 발명의 착용 상태도

도 3은 본 발명에 의한 벨트본체의 팽창전의 단면도

도 4는 본 발명에 의한 벨트본체의 팽창후의 단면도

도 5는 본 발명의 벨트형에어백에 고압 질소가스가 주입되는 상태도

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 고압튜브 2 : 벨트형에어백

3 : 벨트본체 4 : 축압기

5 : 펌프 6a, 6b : 방향제어밸브

7 : 압력제어밸브

100 : 팽창식안전벨트

이하 본 발명의 구성 및 작용을 첨부 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 팽창식안전벨트(100)는 고압튜브(1)에 연결되어 가스에 의해 팽창되는 벨트형에어백(2)이 내설된 벨트본체(3)와, 상기 벨트형에어백(2)과 고압튜브(1)로 연결되어 고압가스를 압축저장하고 상기 벨트형에어백(2)에 공급하는 축압기(4)와, 상기 축압기(4)에 유압라인으로 연결되어 작동유를 가압하여 축압기(4)의 가스를 일정 압력으로 압축시키는 펌프(5)와, 상기 벨트형에어백(2)과 축압기(4)를 연결하는 고압튜브(1)의 라인상에 설치되어 차량충돌을 감지하는 센서로부터 신호를 받아 작동되는 체크밸브ㆍ파이럿조작체크벨브ㆍ방향전환밸브ㆍ솔레노이드밸브 등의 방향제어밸브(6a)와, 상기 축압기(4)와 펌프(5)의 유압라인 상에 설치되어 작동유의 역류를 방지하는 체크밸브ㆍ파이럿조작체크벨브ㆍ방향전환밸브ㆍ솔레노이드밸브 등의 방향제어밸브(6b)를 포함하여 구성된다.

그리고, 상기의 방향제어밸브(6a)와 벨트형에어백(2) 사이의 고압튜브(1) 및 방향제어밸브(6b)와 펌프(5) 사이의 유압라인에 릴리프밸브ㆍ감압밸브 등의 압력제어밸브(7)가 설치되어 구성될 수도 있다. 특히 상기의 방향제어밸브(6a)(6b)는 더블솔레노이드밸브를 사용하여 그 응답성을 빠르게 할 수도 있음은 당연하다.

또한, 상기의 벨트본체(3)는 다수개로 분할되어 실 등의 박음질로 가접되어 있고, 그 내부에 접혀져 수납되고 고압튜브(1)에 연결되며 통상의 안전벨트와 같이 긴 형상을 가진 벨트형에어백(2)이 설치되어 있다.

이와같이 본 발명은 통상의 에어백장치를 보조하고, 탑승자가 충돌시 받는 충격력을 흡수하여 어깨, 가슴, 허리 등의 상해를 방지하며, 탑승자가 통상의 에어백장치에 충돌하는 시간을 지연시켜 에어백 자체로부터의 상해를 방지하게 된다.

따라서 이러한 목적의 달성을 위해 본 발명은 통상의 에어백장치가 폭발팽창하는 시스템을 이용하지 않고, 고압으로 압축된 질소가 저장된 축압기(4)를 사용하며, 통상의 안전벨트를 압축공기의 주입에 의해 긴 자루형상으로 팽창되는 벨트형에어백(2)으로 구성하였다. 동일한 용량을 팽창시키는 데는 통상의 에어백장치에서 사용되는 팽창기가 속도면에 있어 월등히 뛰어나지만, 본 발명에 사용되는 벨트형에어백(2)은 통상의 에어백에 비하여 용량이 적기 때문에 에어백의 팽창속도인 50ms 보다 빠른 30ms정도에서 완전히 팽창되기 때문에 통상의 에어백보다도 먼저 완전히 팽창되어 탑승자의 충격을 완화시키고, 완전히 팽창되지 않은 통상의 에어백에 부딪혀 상해를 입는 것을 방지하게 된다.

팽창식안전벨트(100)는 기존의 폭발식보다 안전도면에서 고압의 질소 가스를 사용함으로서 유해가스가 배출되지 않고, 폭발시 발생하는 열에 의한 화상의 위험을 줄일 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 충격에 의해 전기신호가 입력될 때만축압기(4)의 고압가스가 방향제어밸브(6a)를 거쳐 벨트형에어백(2)을 팽창시키기 때문에 손실되는 전원이 없고, 방향제어밸브(6a)로서 더블솔레노이드 밸브를 사용할 경우 반응시간을 줄일 수 있다.

벨트본체(3)의 소재로는 일반적으로 사용되는 폴리에스테르섬유를 사용하게 되면 기존 안전벨트에 쉽게 부착을 할 수 있고, 벨트본체(3)를 다수조각으로 분할하여 접합부분을 팽창시 신속히 터질 수 있도록 박음질로 가접하여 팽창식안전벨트(100) 내의 벨트형에어백(2)이 보다 신속히 팽창하도록 되어 있다.

상기와 같은 개략적인 작용을 상술하면 다음과 같다. 본 발명의 전체적인 구성은 도 1에 도시되어 있는데, 펌프(5)는 축압기(4)를 작동유로써 가압하여 축압기(4)에 저장된 질소가스를 고압으로 압축한다. 축압기(4)와 펌프(5) 사이의 유압라인에는 방향제어밸브(6b)가 설치되어 있어 작동유의 역류를 방지하게 된다. 물론 펌프(5)는 축압기(4)가 일정압에 도달하게 되면 작동을 멈추게 되고, 비정상적으로 승압되는 경우는 압력제어밸브(7)에 의해 정상적인 압력으로 조절된다. 상기의 방향제어밸브(6b)는 체크밸브나 파이럿조작 체크밸브 또는 솔레노이드밸브 등 다양한 종류가 가능하고, 압력제어밸브(7) 또한 릴리프밸브나 감압밸브 등 다양하게 사용될 수 있다.

상기의 펌프(5)의 작동으로 작동유는 축압기(4) 내의 질소가스를 고압의 상태로 만들게 된다. 물론, 방향제어밸브(6b)는 펌프(5)가 작동할 때만 유압라인을 개구시키는데, 펌프(5)의 작동을 감지하여 작동하게 된다. 여기서의 축압기(4)는 피스톤식, 블레이드식, 격판식 등 다양하게 사용될 수 있다.

이와같이 펌프(5)에 의해 일정한 압력을 유지하고 있는 축압기(4)의 압력이 저하되면 펌프(5)가 재작동하여 압력을 보충하게 되고, 이 때는 물론 방향제어밸브(6b)가 열리게 된다. 축압기(4)가 일정압력에 달하게 되면 펌프(5)의 작동은 멈추고 방향제어밸브(6b)는 닫히게 된다.

상기와 같이 축압기(4)는 항상 일정압으로 유지되고 있어야 하는데, 이는 충돌사고시 압축된 고압의 질소가스가 팽창식안전벨트(100)로 공급되어 이를 구성하는 벨트형에어백(2)을 충분히 부풀어 오르게 해야하기 때문이다.

상기와 같이 일정압력으로 질소가스가 압축되어 있다가 차량의 충돌이 인식되면, 방향제어밸브(6a)가 통상의 에어백장치의 구성요소인 충격감지센서로 부터 신호를 받아 작동하게 된다. 즉, 방향제어밸브(6a)가 개구되면 고압으로 저장된 축압기(4)의 질소가스는 고압튜브(1)를 따라 벨트형에어백(2)으로 공급된다.

상기의 방향제어밸브(6a)는 더블솔레노이드밸브의 사용이 바람직하나 다른 것도 가능하다. 더블솔레노이드밸브를 사용할 경우는 일반 밸브보다 응답시간이 빠른 장점을 가지고 있어 본 발명의 목적달성에 적합하다. 그리고 고압튜브(1)는 내유성 및 고인장성을 가지도록 함이 바람직하다.

벨트형에어백(2)은 도 3에 도시된 바와 같이 다수 조각으로 구성된 벨트본체(3)의 내부에 수납되어 있다가 고압으로 주입되는 질소가스에 의해 부풀어 오르게 되고, 그 팽창력에 의하여 다수 조각이 실로 박음질되는 등으로 가접되어 있는 벨트본체(3)로부터 팽창되어 나오게 된다. 이 때의 팽창력은 실 등으로 가접된 벨트본체(3)의 약한 부분을 뚫고 나오게 된다. 상기와 같이 벨트형에어백(2)이팽창된 상태가 도 4에 도시되어 있다.

벨트형에어백(2)은 통상의 에어백의 재료와 동일한 것으로서 나일론(PA66)에 실리콘이 코팅되어 있다. 실리콘의 코팅이유는 벨트형에어백(2)이 팽창했을 때 벨트형에어백(2) 안의 가스가 빠른 시간안에 빠져나가는 것을 방지하기 위함이다.

그리고 릴리프밸브 등으로 된 압력제어밸브(7)는 방향제어밸브(6a)가 열리기 전까지의 압력을 관리하는데 사용된다.

이와같이 본 발명은 축압기(4)로부터 공급된 질소가스에 의해 벨트본체(3)에 내설된 벨트형에어백(2)이 팽창하게 되어, 팽창식안전벨트(100)가 착용되는 가슴과 쇄골부위를 효과적으로 보호할 수 있게 된다. 이러한 것은 폭발식의 종래 에어백장치를 사용하지 않고 축압기(4)에 의해 팽창되는 구조를 가짐으로써 가능하고, 이로써 종래의 폭발식 팽창 안전벨트와 같은 갑작스런 폭발에 의해 상해를 당하는 것도 방지된다.

이와같이 된 본 발명은 통상의 에어백이 완전팽창하기 전에 먼저 벨트형에어백(2)을 팽창시키되, 축압기(4)를 사용함으로써 폭발식의 팽창이 아니라 고압의 가스가 주입되어 팽창하는 방식을 택함으로써, 벨트형에어백(2)의 팽창으로 인체가 받는 상해를 감소시키고 팽창이 완전히 이루어지지 않은 통상의 에어백에 부딪혀 상해를 입는 것을 방지하여, 통상의 에어백장치를 보조할 뿐만아니라 안전벨트 자체로부터 받는 상해의 위험을 방지할 수 있어 날로 증대되는 차량 충돌사고의 우려로부터 인명의 손상이나 안전사고를 예방할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 고압튜브(1)로 연결된 벨트형에어백(2)이 내설된 벨트본체(3)와, 상기 벨트형에어백(2)과 고압튜브(1)로 연결되어 압축저장된 고압가스를 상기의 벨트형에어백(2)에 공급하는 축압기(4)와, 상기 축압기(4)에 유압라인으로 연결되어 작동유를 가압하여 축압기(4)의 가스를 일정 압력으로 압축시키는 펌프(5)와, 상기 벨트형에어백(2)과 축압기(4)를 연결하는 고압튜브(1)의 라인상에 설치되어 차량충돌을 감지하는 센서로부터 신호를 받아 작동되는 방향제어밸브(6a)와, 상기 축압기(4)와 펌프(5)의 유압라인 상에 설치되어 작동유의 역류를 방지하는 방향제어밸브(6b)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 축압기를 이용한 팽창식 안전벨트.
2. 제 1항에 있어서, 방향제어밸브(6a)와 벨트형에어백(2) 사이의 고압튜브(1) 및 방향제어밸브(6b)와 펌프(5) 사이의 유압라인에 압력제어밸브(7)가 설치된 축압기를 이용한 팽창식 안전벨트.
3. 제 1항에 있어서, 방향제어밸브(6a)(6b)는 더블솔레노이드밸브인 축압기를 이용한 팽창식 안전벨트.
4. 제 1항에 있어서, 벨트본체(3)는 다수개로 분할되어 가접되고, 그 내부에 고압튜브(1)에 연결된 긴 형상의 벨트형에어백(2)이 접혀져 설치된 축압기를 이용한 팽창식 안전벨트.