KR20090114850A - 차량용 사이드 에어백 - Google Patents

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Abstract

인플레이터(20)로부터 유입되는 가스에 의해 쿠션이 다단 전개되는 차량용 사이드 에어백이 소개된다. 이 쿠션은 내부 벤트홀(33a)을 갖는 격막에 의해 2 이상의 챔버로 구분된 메인 챔버(30)와 이 메인 챔버에 추가된 서브 챔버(50)를 구비한다. 메인 챔버(30)와 서브 챔버(50)를 구분하는 격막에는 메인 챔버의 압력이 임계치 이상일 때 파열되는 소정 크기의 필름(40)이 설치된다. 이러한 사이드 에어백은, 승객의 체격 조건에 따른 쿠션의 전개 크기 및 내부 압력의 적절한 조절이 가능하다.
에어백, 쿠션, 전개, 성능

Description

차량용 사이드 에어백{Side Airbag for a Vehicle}
본 발명은 차량 시트에 설치되는 사이드 에어백에 관한 것이다.
통상적으로 에어백 쿠션의 크기 내지 전개력은 이른바 50% 더미(북미 법규에서 규정하고 있는 차량 충돌 시험용 더미들 중 50% 이상의 신체 조건을 갖는 더미 그룹)를 기준으로 설정된다. 따라서, 5% 더미(상기 더미들 중 5% 이하의 신체 조건을 갖는 더미 그룹)에게는, 위와 같이 설정된 쿠션의 크기나 전개력은 과도한 것이다.
일례로서, 도 1 및 도 2를 참조하면, 사이드 에어백은 겨드랑이 바로 아래 갈비뼈까지 보호하도록 설계되는데, 쿠션 크기가 50% 더미에 맞추어진 경우(도 1에 10a로 표시), 이러한 쿠션은 5% 더미의 팔에 걸려 불완전하게 전개(도 2에 10b 로 표시)되며, 이후, 축적되는 내부압에 의해 쿠션이 급격하게 상방향 팽창(도 2에 10a로 표시)되어 5% 더미의 가슴 부위 상해를 악화시키게 된다. 만일, 쿠션의 크기가 5% 더미에 맞추어져 있다면, 50% 더미에 대한 가슴 부위 보호는 불충분(도 1에 10b로 표시)하게 되고 만다.
도 3을 참조하면, 위와 같은 문제점의 해결을 위해 종래에는, 쿠션(10)의 내 부 공간이 내부 벤트홀(13a)을 갖는 격막(13)에 의해 상부 챔버(12)와 하부 챔버(11)로 구획되도록 함과 아울러, 상부 챔버(12)에 외부 벤트홀(12a)을 마련하였다. 쿠션(10)의 전개가 단계적으로 이루어지도록 하고, 외부 벤트홀(12a)에 의해 쿠션(10)의 내부 압력이 조절될 수 있도록 한 것이다.
에어백 쿠션(10)의 전개과정을 구체적으로 살펴보면, 골반 측의 보호를 위해 인플레이터(20)로부터의 가스는 하부 챔버(11)로 먼저 공급되며, 하부 챔버(11)에 어느 정도 가스가 채워지면 내부 벤트(13a)를 거쳐 상부 챔버(12)로 이동된다. 상부 챔버(12)의 내부압은, 특히, 외부 벤트홀(12a)에 의해 조절되는데, 이 외부 벤트홀(12a)은 쿠션(10)이 완전 전개된 상태에서 50% 더미의 어깨 부위에 배치되도록 설계된다. 이러한 설계에 따르면, 성인 승객의 경우 외부 벤트홀(12a)이 성인 승객의 어깨 부위에 막혀 팽팽하게 부풀려진 쿠션에 의해 보호될 수 있으며, 어린이 승객의 경우 외부 벤트홀(12a)이 막히지 않으므로 상부 챔버(12)의 내부압은 어린이에게 적정한 수준으로 유지될 수 있게 된다.
그러나, 위와 같이 상부 챔버(12)에 마련된 외부 벤트홀(12a)은, 의도한 바와 달리, 막혀야 할 승객에 의해서는 막히지 않고, 막히지 않아야 할 승객에 의해서는 막히게 될 수 있다는 문제가 있다. 일례로서, 성인이라 하더라도 완전 전개된 쿠션의 외부 벤트홀(12a)을 막지 못할 수 있고, 이 경우, 성인은 사이드 에어백에 의한 충분한 보호를 받지 못하게 된다. 또한, 외부 벤트홀(12a)이 막히는 양이나 지속 시간 등에 차이가 발생할 수 있는 것이므로, 종래 사이드 에어백에 의한 승객 보호는 한계가 있다.
이상, 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안될 것이다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 승객의 체격 조건에 적합하게 쿠션의 전개 크기 및 내부 압력이 조절될 수 있는 차량용 사이드 에어백을 제공함에 목적이 있다.
또한, 성인 및 어린이 승객 모두에게 적절한 충격 흡수력을 제공할 수 있는 차량용 사이드 에어백을 제공함에 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 사이드 에어백은, 외부 신호에 의해 가스를 분출하는 인플레이터; 및 이 인플레이터로부터 유입되는 가스에 의해 다단 전개되는 쿠션, 여기서, 쿠션은 내부 벤트홀을 갖는 격막에 의해 2 이상의 공간으로 구분된 메인 챔버와 이 메인 챔버에 추가된 서브 챔버를 구비하며, 메인 챔버와 서브 챔버를 구분하는 격막에는 임계치 이상의 압력에서 파열되어 서브 챔버가 추가 전개될 수 있도록 소정 크기의 필름이 설치됨;을 포함한다.
바람직하게는, 상기 임계치는 인플레이터에 의해 제공될 수 있는 메인 챔버 내부 압력 보다 높게 설정되며, 상기 메인 챔버의 크기는 어린이 충격 시험용 더미의 가슴 보호에 적합하도록 설계된다.
상기 메인 챔버에는 내부 가스압의 조절을 위한 외부 벤트홀이 마련될 수 있다.
또한, 상기 메인 챔버는 하부 챔버와 상부 챔버를 구비하며 인플레이터로부터의 가스는 하부 챔버로 공급될 수 있다. 또한, 외부 벤트홀은 상기 상부 챔버에 마련될 수 있다.
또한, 상기 서브 챔버는 메인 챔버 전방부에 설치되며, 서브 챔버와 하부 챔버를 구분하는 격막에 상기 필름이 설치될 수 있다. 또한, 상기 서브 챔버는, 메인 챔버의 상부, 하부, 전방부 중 어느 하나에 또는 복합 설치될 수 있다.
상술한 바와 같은 차량용 사이드 에어백은, 승객으로부터 쿠션에 전달되는 충돌 에너지의 정도에 따라 서브 챔버의 팽창 여부가 결정된다. 따라서, 승객의 체격 조건에 따른 쿠션의 전개 크기 및 내부 압력의 적절한 조절이 가능하며, 승객 조건에 맞는 적절한 충격 흡수력을 제공할 수 있게 된다.
또한, 서브 챔버의 설치 개수 및 위치, 내/외부 벤트홀의 크기, 필름의 두께 등을 조절하여, 승객 보호 부위의 확장이 가능하다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 사이드 에어백에 대하여 살펴본다.
[제1 실시예]
도 4 내지 도 7을 참조하여 제1 실시예에 따른 사이드 에어백을 살펴본다.
도 4에서 보듯이, 사이드 에어백은 에어백 제어유닛으로부터의 신호에 의해 가스를 분출하는 인플레이터(20)와, 인플레이터(20)로부터 제공되는 가스압에 의해 다단 전개되는 쿠션을 포함한다. 인플레이터(20)는 통상적인 기술에 따라 구성되며, 이에 대한 설명은 생략한다.
쿠션은 내부 벤트홀(33a)을 갖는 격막(33)에 의해 상부 챔버(32)와 하부 챔버(31)가 구분된 메인 챔버(30)와, 이 메인 챔버(30)에 추가된 서브 챔버(50)를 갖는다. 인플레이터(20)로부터의 가스는 골반 측의 보호를 위해 하부 챔버(31)로 먼저 공급되며, 이후 내부 벤트홀(33a)을 통하여 상부 챔버(32)로 전달된다. 상부 챔버(32)에는 메인 챔버(30)의 내부압 조절을 위한 외부 벤트홀(32a)이 마련된다. 이 외부 벤트홀(32a)은 쿠션의 팽창압 또는 전개 크기를 다양한 승객 및 차량 조건에 맞게 능동적으로 조절하기 위한 튜닝 요소이다.
도 4 및 도 5에서 보듯이, 메인 챔버(30)의 상부에는 추가적인 서브 챔버(50)가 마련된다. 메인 챔버(30)와 서브 챔버(50)를 구분하는 격막에는 소정 크기의 필름(40)이 설치된다. 필름(40)은, 서브 챔버(50)의 추가 전개를 위해, 임계치 이상의 압력에서 파열된다. 일례로서, 필름(40)의 재질은 합성수지이다. 이러한 필름(40)은 임계치 이상에서 파열될 수 있도록 그 파열 강성, 두께 등이 조절된다. 임계치는 인플레이터(20)에 의해 제공될 수 있는 메인 챔버(30) 내부 압력 보다 높게 설정된다. 필름(40)은 인플레이터(20)가 제공하는 메인 챔버(30)의 내부 가스압 만으로는 파열되지 않도록 한다.
도 6 및 도 7을 참조하여, 앞서 설명된 사이드 에어백의 성인 및 어린이 보 호 성능을 살펴본다.
도 6에 보듯이, 성인 더미일 경우 쿠션은 완전히 전개된다. 즉, 메인 챔버(30) 뿐만 아니라 서브 챔버(50) 또한 완전히 팽창된다. 메인 챔버(30)의 크기는 어린이 더미의 가슴 보호에 적합한 크기로 설계된다. 따라서, 메인 챔버(30)가 완전히 팽창하더라도 성인 더미의 가슴 보호에는 불충분하다. 서브 챔버(50)의 추가 전개는, 예를 들면, 쿠션이 성인 더미와 도어 트림 사이에 끼여진 상태에서, 성인 더미가 쿠션을 누르는 힘에 의해 발생된다. 체격이 큰 성인의 충돌 에너지에 의해 필름(40)이 파열되어 서브 챔버(50)가 추가로 팽창되는 것이다. 서브 챔버(50)의 크기는 성인 가슴 보호에 적절한 크기로 설계된다. 쿠션이 완전히 전개된 상태에서, 외부 벤트홀(32a)은 성인 더미에 의해 막히지 않으므로, 메인 챔버(30) 내의 적절한 내부압력 유지를 위해 외부 벤트홀(32a)의 크기 조절이 필요하다.
도 7에서 보듯이, 어린이 더미일 경우 쿠션은 완전히 전개되지 않는다. 즉, 메인 챔버(30) 만이 팽창되며, 필름(40)이 파열되지 않아 서브 챔버(50)는 팽창되지 않는다. 필름(40)의 파열 강도 또는 두께는, 성인 보다 체격이 작은 어린이의 충돌 에너지에 의해서는 필름(40)이 파열되지 않도록 설계된다. 한편, 메인 챔버(30)는 팽창된 상태에서 어린이 더미, 바람직하게는 10% 더미, 더욱 바람직하게는 5% 더미의 가슴 보호에 적합한 크기로 설계된다. 메인 챔버(30)가 팽창된 상태에서 외부 벤트홀(32a)이 5% 더미의 어깨 부위에 막힌다.
[제2 실시예]
도 8에서 보듯이, 서브 챔버는 메인 챔버(30)에 2개 이상 추가될 수 있다. 서브 챔버의 설치 위치는 다양할 수 있는데, 제2 실시예에 따른 사이드 에어백은 제1 실시예에 따른 사이드 에어백의 서브 챔버(50: 편의상 "제1 서브 챔버"라 한다) 상부에 제2 서브 챔버(60)가 추가된 구조를 갖는다. 이들 서브 챔버(50,60) 사이의 격막에도 필름(41)이 설치되는데, 승객으로부터 쿠션에 전달되는 충돌 에너지가 매우 큰 경우(위험한 충돌 상황)에 이 필름(41)이 파열되며, 이에 따라 팽창된 제2 서 챔버에 의해 머리가 보호된다.
[제3 실시예]
도 9에서 보듯이, 사이드 에어백은 제1 실시예에 따른 사이드 에어백의 메인 챔버(30) 전면부에 제3 서브 챔버(70)가 추가된 구조를 가질 수 있다. 하부 챔버와 제3 서브 챔버(70) 간의 격막에 필름이 설치되며, 이 필름 파열 시, 제3 서브 챔버(70)가 팽창되어 승객의 가슴 전단부를 보호한다. 한편, 상부 챔버와 제1 서브 챔버(50)의 사이에 마련된 필름(40)과 하부 챔버와 제3 서브 챔버 사이에 마련된 필름의 파열 강도 또는 두께는 다를 수 있다. 이러한 필름들의 파열 강도 또는 두께 조절에 의해, 복수개의 서브 챔버 중 먼저 팽창될 서브 챔버를 선택할 수 있다.
[제4 실시예]
도 10에서 보듯이, 사이드 에어백은 제1 실시예에 따른 사이드 에어백의 하부 챔버 하부에 제4 서브 챔버(80)가 추가된 구조를 가질 수 있다. 하부 챔버와 제4 서브 챔버(80) 간에도 필름이 설치되며, 이 필름 파열 시, 제4 서브 챔버(80)가 팽창되어 승객의 골반 하부를 보호한다.
이상, 본 발명의 특정 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음이 이해될 필요가 있다.
도 1은 종래 사이드 에어백의 성인 더미에 대한 전개 양상을 보인 도면,
도 2는 종래 사이드 에어백의 어린이 더미에 대한 전개 양상을 보인 도면,
도 3은 종래 사이드 에어백의 개념도,
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 사이드 에어백의 개념도,
도 5는 도 4에 도시된 사이드 에어백의 필름 설치 구조를 설명하기 위한 도면,
도 6은 도 4에 도시된 사이드 에어백의 성인 더미에 대한 전개 양상을 보인 도면,
도 7은 도 4에 도시된 사이드 에어백의 어린이 더미에 대한 전개 양상을 보인 도면,
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 사이드 에어백의 개념도,
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 사이드 에어백의 개념도,
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 사이드 에어백의 개념도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
20: 인플레이터 30: 메인 챔버
31: 하부 챔버 32: 상부 챔버
32a: 외부 벤트홀 33: 격막
33a: 내부 벤트홀 40,41: 필름
50,60,70,80: 서브 챔버

Claims (8)

  1. 외부 신호에 의해 가스를 분출하는 인플레이터; 및
    상기 인플레이터로부터 유입되는 가스에 의해 다단 전개되는 쿠션, 여기서, 쿠션은 내부 벤트홀을 갖는 격막에 의해 2 이상의 공간으로 구분된 메인 챔버와 이 메인 챔버에 추가된 서브 챔버를 구비하며, 메인 챔버와 서브 챔버를 구분하는 격막에는 임계치 이상의 압력에서 파열되어 서브 챔버가 추가 전개될 수 있도록 소정 크기의 필름이 설치됨;을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 사이드 에어백.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 임계치는 인플레이터에 의해 제공될 수 있는 메인 챔버 내부 압력 보다 높게 설정되는 것을 특징으로 하는 차량용 사이드 에어백.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 메인 챔버에는 내부 가스압의 조절을 위한 외부 벤트홀이 마련된 것을 특징으로 하는 차량용 사이드 에어백.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 메인 챔버의 크기는 어린이 충격 시험용 더미의 가슴 보호에 적합하도록 설계된 것을 특징으로 하는 차량용 사이드 에어백.
  5. 청구항 2에 있어서, 상기 메인 챔버는 하부 챔버와 상부 챔버를 구비하며, 인플레이터로부터의 가스는 하부 챔버로 공급되는 것을 특징으로 하는 차량용 사이 드 에어백.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 상부 챔버에 내부 가스압의 조절을 위한 외부 벤트홀이 마련된 것을 특징으로 하는 차량용 사이드 에어백.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 서브 챔버는 메인 챔버 전방부에 설치되며, 서브 챔버와 하부 챔버를 구분하는 격막에 상기 필름이 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 사이드 에어백.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 서브 챔버는, 메인 챔버의 상부, 하부, 전방부 중 어느 하나에 또는 복합 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 사이드 에어백.
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