KR20110064940A - 3 챔버를 구비한 전면 에어백 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 충돌시 탑승자를 보호하기 위하여 안전벨트와 함께 충격을 완화시키는 역할을 하는 에어백에 관한 것으로, 특히 조수석 승객의 충돌시 충격을 감소시키고 승객 거동시 머리 부위를 보호하며 구속시켜 승객의 전반적인 구속력을 높여주는 조수석의 전면 에어백에 관한 것이다.

이에 본 발명은, 차량의 조수석에 탑승한 탑승객을 보호하기 위해 에어백 모듈의 인플레이터에서 공급되는 가스에 의해 전개 작동되는 전면 에어백에 있어서, 에어 인플레이터에 연결되어 신속히 팽창되는 제1챔버; 상기 제1챔버의 전면 양측부에 연장되어 형성된 제2챔버 및 제3챔버; 상기 제2챔버와 제3챔버의 전면 양단을 고정 연결하는 연결부재;를 포함하여 어린이의 안전을 보호하는 것을 특징으로 하는 3 챔버를 구비한 전면 에어백을 제공한다.

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Description

3 챔버를 구비한 전면 에어백 {Front Air Bag involving 3 Chambers}

본 발명은 자동차 충돌시 탑승자를 보호하기 위하여 안전벨트와 함께 충격을 완화시키는 역할을 하는 에어백에 관한 것으로, 특히 조수석 승객의 충돌시 충격을 감소시키고 승객 거동시 머리 부위를 보호하며 구속시켜 승객의 전반적인 구속력을 높여주며, 차량의 충돌시 어린이 승객의 경우 머리가 제2챔버 및 제3챔버 사이에 내입되도록 하고, 어른 승객의 경우 머리가 제2챔버 및 제3챔버를 연결하는 연결부재에 부딛히도록 하여 완충하는 3 챔버를 갖춘 조수석의 전면 에어백에 관한 것이다.

일반적으로 차량 충돌시 운전자가 탑승객을 보호하기 위하여 조향 핸들 또는 인스트러먼트 패널에 에어백 모듈(Air bag module)을 장착하여 사용한다. 상기 에어백 모듈은 차량 충돌시 에어백(Air bag)을 전개시켜 운전자 또는 탑승객이 차량 내부에 구비된 크레쉬패드 또는 윈드 쉴드와 충돌하지 않도록 함으로써 충돌에 의한 상해를 저감시킬 수 있도록 하고 있다.

상기 에어백 모듈은 에어백 하우징커버, 차량 충돌시 가스를 발생시키는 인플레이터(Inflater), 상기 인플레이터에 의하여 발생된 가스에 의해 전개 작동되는 에어백(Air-bag)으로 이루어져 있으며, 별도의 감지센서 및 인플레이터 뇌관을 폭발시키는 전자제어모듈(Electronic Control Module)로 구성되어 있다. 상기 인플레이터는 전자제어모듈로부터 출력되는 동작 제어신호에 의하여 점화되는 뇌관과 상기 뇌관이 점화됨에 따라 가스를 발생하는 가스 발생체를 포함한다.

상기와 같이 구성되는 일반적인 에어백 모듈은 정면 충돌에 의해 주행속도가 급격히 저하되면 충격 센서가 이를 감지하여 기 설정된 신호를 발생하게 되고, 상기 충격 센서로부터 출력되는 충격 신호를 인식한 전제제어모듈은 뇌관을 점화시켜 가스 발생체를 연소시킨다.

도 1에서 보는 바와 같이, 상기한 가스 발생체가 가스를 급속히 발생시키기 때문에, 에어백(1)이 급속히 팽창 및 전개되고, 이렇게 전개된 에어백 쿠션은 승객(2)의 머리와 가슴이 관성에 의해 차량의 전방으로 이동되는 것을 방지하여 승객을 보호하며, 이와 동시에 에어백 쿠션에 형성된 배출공으로 팽창된 가스를 배출시켜 충격 에너지를 흡수하고 충돌시 승객에게 전달되는 충격력을 효과적으로 완충하여 승객의 상해를 경감할 수 있는 것이다.

그러나, 종래의 조수석에 장착되는 전면 에어백의 경우를 살펴보면, 도 2a 내지 도 2c에서 볼 수 있듯이, 어린이(2b)가 탑승하는 경우 어린이의 머리는 전면 에어백에 의해 강한 굽힘 모멘트(플래션 모멘트, flextion moment) 및 압축력(콤프 레션, compression)을 받게 된다. 이에 어린이의 각 나이별에 따른 종래 에어백의 작용을 살펴보기로 한다.

도 2a는 종래 전면 에어백이 1살 정도의 어린이에 대해 작동할 때를 도시한 도면이며, 도 2b는 종래 전면 에어백이 3살 정도의 어린이에 대해 작동할 때를 도시한 도면이고, 도 2c는 종래 전면 에어백이 6살 정도의 어린이에 대해 작동할 때를 도시한 도면이다.

도 2a를 살펴보면, 1살 이하의 유아의 경우에는 앞좌석에 보조좌석장치를 마련하여 아이가 누울 수 있도록 탑승하게 되는데, 이러한 아이의 탑승시 머리는 전면을 향하게 되고, 다리는 후방을 향하게 된다.

이 때 차량의 충돌사고 발생과 동시에 전면 에어백(1)이 팽창하게 되고 상향으로 팽창하면서 동시에 로테이션을 가지며 A1 방향의 굽힘 모멘트를 가지게 된다. 이에 상기 전면 에어백(1)은 유아 탑승객의 머리 상부를 감싸며 오히려 머리가 차량 전방으로 더욱더 밀착하게 되도록 하여 더욱 심각한 충돌력을 가지게 된다. 더 나아가 B1 방향으로 압축력이 발생되어 아이의 안전에 더욱더 심각한 위험을 초래하게 된다.

또한, 도 2b 내지 도 2c에서 3살 내지 6살의 어린이가 조수석에 탑승하게 된 경우를 살펴보면, 어린이의 키가 전반적으로 작고 상반신의 크기는 도 1에서의 어른 탑승객(2)과는 달리 짧으므로 그 머리 부위는 당연히 전면 에어백(1)의 아래에 위치할 수 밖에 없다.

이 경우 차량의 충돌과 동시에 에어백이 팽창되는데, 이렇게 완전히 팽창되 어 전면 에어백의 하부까지 전부 펴치는 속도보다 어린이의 머리가 전방으로 튀어나가는 속도가 더 빠르게 되므로 결국 어린이의 머리는 도 2b 내지 도 2c에서 보는 것처럼 전면 에어백의 하부 안쪽에 내입되게 된다.

이때, 더욱더 심각한 것은 전면 에어백이 펴치면서 발생되는 굽힘 모멘트(A1 및 A2 방향)가 내입된 어린이의 머리를 차량의 내부 전면에 부딪히게 하는 속도를 더욱 증가시키므로 그 충돌력을 강하게 하는 문제가 발생될 수 있다.

상기 A2 방향 및 A3 방향의 굽힘 모멘트 뿐만 아니라, B2 방향 및 B3 방향의 압축력으로 인해 어린이의 목은 심하게 앞으로 꺽이게 되고 목이 부러져 즉사하는 사태까지 발생하게 되는데, 안전을 위한 전면 에어백에 의해 오히려 더욱더 심각한 위험을 초래할 수도 있게 되는 문제점이 발생하게 되는 것이다.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 조수석에 탑승한 어린이가 차량의 충돌시에도 보다 안전하게 보호될 수 있도록 하는 전면 에어백을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 조수석에 탑승한 어린이의 경우 전면 에어백에 내입된 후 강한 굽힘모멘트 및 압축력을 받을 수 있으므로, 이를 제거하여 어린이의 머리에 커다란 충격을 주는 것을 일소할 수 있는 3 챔버를 구비한 전면 에어백을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 어른의 경우에는 어린이보다 높은 위치에서 충격지점을 가지므로 제2챔버 및 제3챔버의 전면 상부에 포함된 연결부재를 통해 충실히 안전하게 보호될 수 있도록 하는 3 챔버를 구비한 전면 에어백을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 어린이 승객 탑승시 차량 충돌에 따라 제1챔버의 전면에 부딪혀 완충함과 동시에 상기 제1챔버 및 제2챔버의 내측면 쿠션을 통해 충돌하는 머리에 구속력을 줄 수 있도록 하여 어린이의 경우 차량 충돌에 따라 전면 에어백에 부딪힐 때, 앞부분의 보호뿐만 아니라 측면에서도 구속력을 부여하여 측면 충돌을 방지하여 안전을 보다 확실히 보장할 수 있는 3 챔버를 구비한 전면 에어백을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 제2챔버 및 제3챔버의 양단에 고정 연결된 연결 부재의 위치를 다양하게 하여 어른의 경우에도 보다 충실하게 보호될 수 있도록 하는 3 챔버를 구비한 전면 에어백을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 어린이의 머리가 부딪히는 제1챔버를 크기 및 형상을 다양하게 하여 어린이가 보다 적절하게 보호될 수 있도록 하는 3 챔버를 구비한 전면 에어백을 제공하는 것이다.

본 발명은 앞서 상술한 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의하여 구현된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 차량의 조수석에 탑승한 탑승객을 보호하기 위해 에어백 모듈의 인플레이터에서 공급되는 가스에 의해 전개 작동되는 전면 에어백에 있어서, 에어 인플레이터에 연결되어 신속히 팽창되는 제1챔버; 상기 제1챔버의 전면 양측부에 연장되어 형성된 제2챔버 및 제3챔버; 상기 제2챔버와 제3챔버의 전면 양단을 고정 연결하는 연결부재;를 포함하여 어린이의 안전을 보호하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제1챔버의 전면 중앙부에는 제2챔버 및 제3챔버 사이에 빈 공간인 완충공간이 형성되어 있어 차량 충돌의 경우에 어린이 승객 탑승시 머리가 들어가 상해를 방지하고, 상기 제2챔버 및 제3챔버는 어린이 승객 탑승시 차량 충돌에 따라 제1챔버의 전면에 부딪혀 완충함과 동시에 상기 제2챔버 및 제3챔버의 내측면 쿠션을 통해 충돌하는 머리에 구속력을 주는 것을 특 징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 연결부재는 상기 제2챔버 및 제3챔버의 전면 양단에서 상부에 위치하여 고정 연결되어 있어, 어른 승객 탑승시 상부의 연결부재에 부딪혀 충격을 완화하며, 어린이 승객 탑승시 하부에 빈 공간으로 머리가 내입되어 충격을 완화하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 연결부재는 큰 인장력을 가지고 있어 차량 충돌에 따라 공기팽창시 상기 제2챔버 및 제3챔버를 견고히 지탱하며, 동시에 어른 승객의 머리가 부딪혀 충격이 가해지는 경우 완충기능을 충실히 수행하는 직물조직의 원단으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 전술한 과제 해결 수단 및 후술할 구성과 결합, 작동관계에 의해서 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.

본 발명은, 제2챔버와 제3챔버 사이에 빈 공간인 완충공간이 형성되도록 하여 어린이의 머리가 전방으로 숙여질 수 있도록 하며, 상기 형성된 빈 공간 하부 전면에 형성된 쿠션인 전면 충돌부에 어린이의 머리가 부딪히도록 함으로써 충격을 완화하는 효과를 기대할 수 있고, 이렇게 함으로써 조수석에 탑승한 어린이가 차량의 충돌시에도 보다 안전하게 보호될 수 있도록 하는 효과를 도모할 수 있다.

즉, 통상적으로 충돌과 동시에 에어 인플레이터에 의해 에어백 팽창시 먼저 본 발명의 제1챔버는 곧바로 팽창되나 제2챔버 및 제3챔버가 팽창되기 전에 어린이 의 머리가 전방으로 튀어나가게 되며 그 위치는 상기 제1챔버의 전면 하부에 위치하게 될 것이므로 제1챔버로써 어린이의 머리에 충격을 보다 확실히 완화시켜 주게 되는 것이다.

본 발명은 또한, 종래의 조수석의 전면 에어백에서 어린이가 탑승한 경우 에어백에 내입된 후 오히려 상기 에어백에 의해 강한 굽힘모멘트 및 압축력을 받을 수 있으므로, 이를 충실히 완화하여 어린이의 머리에 커다란 충격을 주는 것을 일소할 수 있는 효과를 도모할 수 있다.

본 발명은 또한, 제2챔버 및 제3챔버의 전면 상부에 별도의 인장력에 강한 연결부재를 포함하여 어른의 경우에는 어린이보다 높은 위치에서 충격지점을 가지므로 상기 연결부재를 통해 어른도 충실히 안전하게 보호될 수 있도록 하는 효과를 도모할 수 있다.

본 발명은 또한, 어린이 승객 탑승시 차량 충돌에 따라 제1챔버의 하부 전면에 부딪혀 앞머리를 완충함과 동시에 상기 제2챔버 및 제3챔버의 내측면 쿠션을 통해 충돌하는 머리에 구속력을 줄 수 있도록 하여 앞부분의 보호뿐만 아니라 측면에서도 구속력을 부여하여 측면의 충격도 방지하여 안전을 보다 확실히 보장할 수 있는 효과를 도모할 수 있다.

본 발명의 3 챔버를 구비한 전면 에어백은 3개의 챔버 사이의 완충공간을 이용하여 어린이가 비정상 착좌시에 어린이 머리부가 에어백의 완충공간으로 들어가게 하여 어린이의 상해를 감소시킬 수 있게 되고, 또한, 어른 탑승 시에는 3개의 챔버의 구속력으로 정면부에 연결부재인 직물의 원단 지지력으로 충격을 완화시키 므로 어른 승객 및 어린이 승객의 상해치 감소에 큰 효과를 보인다

이하에서는 본 발명에 따른 3 챔버를 구비한 전면 에어백의 구성에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3 챔버를 구비한 전면 에어백을 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 3 챔버를 구비한 전면 에어백의 작동관계를 도시한 블럭도이며, 도 5는 본 발명의 3 챔버를 구비한 전면 에어백을 도시한 평면도이다.

먼저 본 발명의 3 챔버를 구비한 전면 에어백(10)은 도 3을 참조하여 살펴보기로 한다. 본 발명은 차량의 조수석에 탑승한 탑승객을 보호하기 위해 에어백 모 듈의 인플레이터에서 공급되는 가스에 의해 전개 작동되는 전면 에어백에 있어서, 종래의 전면 에어백이 단순히 하나의 챔버로 구성된 것과는 상이하다.

즉, 본 발명의 전면 에어백은 에어 인플레이터에 직접 연결되어 차량의 충돌시 인플레이터로 부터 공급되는 가스(F)로 가장 먼저 신속히 팽창되는 제1챔버(100); 상기 제1챔버의 전면 양측부에 일체로 연장 형성되어 상기 제1챔버를 통해 에어 인플레이터로부터 공급된 가스(F)로 팽창되는 제2챔버(200) 및 제3챔버(300); 그리고, 상기 제2챔버 및 제3챔버의 전면 양단에서 이를 고정하여 연결 결합시키는 연결부재(500)를 포함한다.

이러한 상기 제2챔버(200) 및 제3챔버(300) 사이에는 빈 공간인 완충공간으로 형성되는 완충공간(E)이 형성되어 있는데, 이러한 완충공간(E) 하측 내부로 어린이의 머리가 내입될 수 있도록 함으로써 종래의 전면 에어백이 어린이의 뒷머리를 오히려 더욱 가격하여 어린이의 머리가 더욱더 가속되어 전면에 부딪히게 하거나, 목뼈에 치명적인 손상을 유발하는 것을 방지할 수 있게 된다. 이러한 상기 완충공간(E)에 대한 설명은 하기에서 상세히 하도록 한다.

상기 제1챔버(100)는 도 3 내지 도 5에서 보는 바와 같이, 차량의 조수석 전면에서 에어 인플레이터에 직접 접하는 부위로써 차량의 충돌시 가장 먼저 가스(F)가 공급되어 우선적으로 팽창하게 된다. 이렇게 우선적으로 팽창하게 됨으로써 어린이의 머리가 상기 제1챔버(100)의 전면 충돌부에 부딪힐 수 있도록 하는 것이다.

상기 제2챔버(200) 및 제3챔버(300)는 상기 제1챔버(100)의 전면부 양측면에서 일체로 돌출되어 형성된 챔버로써 차량의 충돌시 먼저 상기 제1챔버(100)에 가스가 공급되어 다음 즉시 제2챔버(200) 및 제3챔버(300)에 가스가 공급되어 충전된다. 순차적으로 제1챔버(100)에서의 충전 이후 제2챔버(200) 및 제3챔버(300)로의 충전에 따라, 상체 로테이션 반경이 작은 어린이의 경우 제1챔버(100)의 전면 충돌부에 의해 머리를 충실히 보호하고, 상체 로테이션 반경이 큰 어른의 경우에는 상기 제2챔버(200) 및 제3챔버(300)의 양단에 연결된 연결부재(500)에 의해 충실히 머리가 보호될 수 있도록 하는 것이다.

상기 연결부재(500)는 본 발명의 핵심 구성요소로써 상기 제2챔버(200) 및 제3챔버(300)의 전면 양단부를 고정 결합하는 부재인데, 인장력이 매우 크고 어른의 머리가 부딪히는 부위가 될 수 있으므로 쿠션을 충분히 줄 수 있는 직물 원단으로 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 상기 직물 원단은 비록 탄성력이 없을지라도 제2챔버(200) 및 제3챔버(300)에 내입되는 공기에 의해 충분히 완충작용을 수행할 수 있으므로 통상적으로 에어백의 외피를 형성하는 원단으로 형성될 수 있을 것이다. 즉, 상기 연결부재(500)와 상기 제1챔버(100) 내지 제3챔버(300)의 외피는 동일 재질로 이루어져 완충작용을 충실하게 기능할 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기 연결부재(500)의 상단부(510)와 하단부(530)는 도 3에서 보는 바와 같이, 제1챔버(100)의 전면부 하단까지 연장되는 것이 아니라 일정부분만 연장 되어 상기 제2챔버(200) 및 제3챔버(300) 사이가 관통되도록 형성될 수 있을 것이다. 이렇게 형성하는 것은 갑작스런 공기 팽창으로 인해 제2챔버 및 제3챔버 사이의 완충공간(E)이 보다 원활하게 형성될 수 있도록 하기 위함이며, 더욱더 중요한 것은 상기 하단부(530)가 어린이의 머리 높이 이상으로 위치하여야 하기 때문이다.

즉, 상기 연결부재(500)의 하단부(530)는 상기 제2챔버(200) 및 제3챔버(300)의 사이 하단부 완충공간(E)에 어린이의 머리가 내입될 수 있도록 하여야 하므로 연결부재(500)의 하단부(530) 위치는 어린이 머리의 높이보다는 높게 위치하여 형성되어야 할 것이다. 그러나, 반대로 어른의 경우에는 상기 연결부재(500)의 전면에 충돌하게 되어야 하므로 어른의 머리 높이보다는 높게 형성되어야 할 것이다. 다만, 이렇게 어른의 머리가 충돌하게 되는 경우 매우 큰 충격량을 받게 될 것이므로 제2챔버 및 제3챔버의 양단에 매우 견고하게 고정 연결되어야 할 것이다. 이러한 작용관계는 하기에서 보다 상세히 설명하도록 한다.

이하에서는 도 4 및 도 5를 통해 본 발명이 작동하는 경우 에어 인플레이터로부터 공기가 공급되는 흐름(F)에 대해 상세히 설명한다. 먼저 도 4에서 보는 바와 같이, 차량의 충돌시 가장 먼저 즉각적으로 에어 인플레이터로부터 공급되는 공기(F)는 제1챔버에 충전되어 팽창되는데, 이러한 제1챔버의 즉각적인 빠른 충전을 통해 어린이를 충실히 보호할 수 있게 된다.

즉, 어린이의 경우 차량의 충돌시 작은 상반신으로 인한 로테이션 반경이 짧 으므로 빠르게 전면으로 튀어나와 부딪히게 되는데, 상기 제1챔버(100)의 즉각적이고 빠른 팽창은 어린이를 충분히 보호할 수 있도록 한다. 이는 제2챔버 및 제3챔버가 팽창하기 전에 이미 머리가 전방으로 튀어나가게 되므로 제2챔버 및 제3챔버는 어린이의 머리를 보호하는 기능을 수행하기 어렵기 때문이다.

따라서, 본 발명은 차량의 충돌시 먼저 어린이의 머리가 상기 제2챔버 및 제3챔버 사이의 완충공간(E) 하측에 내입되도록 하고, 그 후 이미 팽창된 제1챔버(100)의 하측의 전면부 쿠션에 어린이의 머리가 부딪히도록 하여 충격을 완화함으로써 보호할 수 있게 되는 것이다.

또한, 도 4 및 도 5에서 보는 바와 같이, 에어 인플레이터에서 공급되는 가스(F)가 제1챔버(100)에 충전된 후 이에 전면에서 일체로 연장되어 연결된 제2챔버(200) 및 제3챔버(300)에 공급되는데, 어린이의 머리가 완충공간(E)에 내입되어 상기 제1챔버(100)의 하측부 전면 쿠션에 부딪힐 때, 상기 제2챔버(200) 및 제3챔버(300)가 팽창되면서 격벽을 만들어 준다. 이러한 상기 제2챔버(200) 및 제3챔버(300)의 격벽 역할을 하는 내측면의 쿠션으로 어린이의 머리를 좌우로 구속하게 되고, 머리 양측면을 보호하게 되는 것이다. 이러한 작용관계는 하기에서 보다 상세히 설명될 것이다.

본 발명에 따른 3 챔버를 구비한 전면 에어백에서 에어 인플레이터에서 공급되는 가스(F)의 흐름을 살펴보면, 먼저 제1챔버(100)에 충진되어 팽창되고, 다음 제2챔버(200) 및 제3챔버(300)에 동시에 충진되어 팽창되는 흐름을 가진다. 또한, 상기 제2챔버(200)와 제3챔버(300) 사이에 완충공간(E)이 생기면서 어린이 승객의 머리가 전방으로 숙여 내입시킴으로써 안전을 확보하는 효과 및 굽힘 모멘트(flextion moment)를 감소시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있게 된다.

즉, 제2챔버(200) 및 제3챔버(300) 사이에 완충공간(E)이 생기면서 기존의 상해치를 회피하여 어린이의 충격을 최소한으로 감소시키고, 기존의 전면 에어백이 오히려 어린이에게 위험하게 작용하였던 문제점들을 해소하게 되었다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 3 챔버를 구비한 전면 에어백의 작동관계 및 작용에 대해 살펴보기로 한다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 3 챔버를 구비한 전면 에어백이 어른에 대해 작동할 때를 도시한 작동도이고, 도 7a 및 도 7b는 본 발명의 3 챔버를 구비한 전면 에어백이 어린이에 대해 작동할 때를 도시한 작동도이며, 도 8은 본 발명의 3 챔버를 구비한 전면 에어백이 어린이의 머리를 좌우로 구속하는 제2챔버 및 제3챔버의 작동에 대해 도시한 작동도이다.

도 6a 및 도 6b를 참조하여 본 발명에서 어른이 차량의 추돌사고시 전면 에어백에 의해 보호되는 것을 상세히 설명한다. 본 발명에서 어른의 경우 차량의 충돌사고에서 어떻게 보호되는지 살펴보기로 한다.

먼저 차량의 충돌 사고 발생시 기존의 전면 에어백의 경우 어른을 기준으로 한 일체화된 하나의 챔버를 구비하고 있으므로 어른의 경우 충실하게 보호될 수 있음은 당연하다. 그러나, 본원발명의 경우에도 비록 어린이의 머리를 보호할 수 있도록 하는 것을 목적으로 하나, 어른 승객도 당연히 보호될 수 있다.

즉, 에어 인플레이터로부터 공급되는 공기(F)는 먼저 제1챔버(100)에 공급되어 팽창되고 다음 제2챔버(200) 및 제3챔버(300)에 공급되어 팽창되게 된다. 이때, 어른은 상체가 어린이에 비해 충분히 크기 때문에 긴 상체 로테이션 반경을 갖게 되며, 상기 제2챔버 및 제3챔버가 팽창될 때까지 전면에 튀어나가지 않게 된다.

따라서, 상기 제2챔버 및 제3챔버가 팽창된 후 어른의 머리(P1)가 전면에 부딪히게 되는데, 도 6a에서 보는 바와 같이, 제2챔버 및 제3챔버의 양단에 고정 접합된 연결부재(500)에 부딪히게 되고 이는 인장력을 가지는 직물 원단 소재로 형성되어 있으므로 어른 머리에 가해지는 충격을 충실히 완화하게 되어 보호할 수 있게 되는 것이다. 따라서, 상기 연결부재(500)는 제2챔버 및 제3챔버에 매우 견고히 연결되어야 한다.

도 6a에서는 그 상단부(510)가 제2챔버(200) 및 제3챔버(300)의 전면 상측까지만 연장됨으로써 상기 완충공간(E)의 상측이 개방되도록 한다. 즉, 어른의 머리(P1)가 전면 충돌하는 연결부재(500)의 상단부(510)가 제2챔버 및 제3챔버의 전면만을 덮도록 함으로써 완충공간(E)의 상부가 개방되도록 하는 것을 특징으로 한다. 이렇게 함으로써 상기 연결부재(500)가 조금이라도 덜 사용되도록 하여 재료비를 절감할 수 있고, 또한 공기가 주입되어 팽창될 때, 보다 안정적으로 팽창 완료 될 수 있도록 하는 기능을 한다.

도 6b는 차량의 추돌사고 발생시 본 발명이 어른 승객에 대해 작동하는 또 다른 실시예를 도시한 것으로, 연결부재(500)의 상단부(510)가 제1챔버(100)의 전면 상측에 접하도록 연장되며 상기 완충공간(E)의 상측이 상기 연결부재(500)에 의해 폐쇄되도록 한다. 즉, 도 6b에서의 연결부재(500)는 그 상단부(510)가 상측으로 더 길게 연장되어 제1챔버(100)의 전면부의 상단까지 연장됨으로써 완충공간(E)의 상부가 연결부재에 의해 폐쇄되도록 하는 것을 특징으로 한다. 이에 상기 연결부재(500)의 상단부(510) 연장은 연결고정되는 부위가 더욱 길게 됨으로써 보다 견고한 연결부재의 결합이 가능하도록 할 수 있고, 또한, 전체적으로 상기 제2챔버 및 제3챔버 사이의 완충공간(E)이 하나의 별도의 챔버를 형성하도록 하게 되는 것이다. 즉, 어른의 경우에는 머리가 상기 완충공간(E)으로 내입되지 아니하므로 완충공간(E)이 챔버로써 기능하고 연결부재(500)가 이러한 별도의 챔버에 외주면을 형성하는 직물원단으로 이루어질 수 있는 것이다.

도 7a 및 도 7b를 참조하여 본 발명에서 어린이가 차량의 추돌사고시 전면 에어백의 제1챔버 하부 전면 쿠션으로 특히 어린이의 머리 앞부분이 충실히 보호될 수 있음을 상세히 설명한다.

어린이의 경우 앞서 언급한 바와 같이 상체가 작으므로 짧은 로테이션 반경을 가지고 있고 이에 따라 빠르게 머리가 앞으로 튀어나가게 되어 결국 제2챔 버(200) 및 제3챔버(300)가 팽창하기 전에 전면에 부딪히게 된다. 이때 상기 제1챔버(100)는 가장 먼저 에어 인플레이터로부터 가스(F)를 공급받아 팽창하므로 어린이의 머리(P2)가 제2챔버(200) 및 제3챔버(300)와는 별개로 제1챔버(100)의 하부 전면쿠션인 전면 충돌부(110)에 부딪힐 수 있게 된다. 이로써 어린이의 머리(P2) 앞부분은 제1챔버(100) 하부 전면 쿠션인 전면 충돌부(110)에 의해 충실히 보호될 수 있는 것이다.

또한 도면에는 표시되어 있지 아니하지만, 상기 제1챔버(100)의 전면 충돌부(110)는 어린이의 머리가 접하여 부딪히는 면에 어린이의 머리 부분을 감싸는 함몰부를 추가적으로 포함할 수 있다. 이러한 전면 충돌부(110)의 함몰부는 안쪽으로 움푹 패인 그루브(groove)의 형상으로 형성될 수 있을 것이다. 이에 차량의 충돌시 어린이의 머리가 완충공간(E)으로 내입되어 제1챔버의 전면 충돌부(110)에 부딪히게 될 때, 상기 함몰부에 의해 머리의 전면부가 감싸지게 되며 안착됨으로써 접하는 면이 더 많게 되므로 충격을 충실하게 완화시킬 수 있게 된다.

도 7a 및 도 7b에서 보는 바와 같이 상기 제1챔버(100)는 다양한 형상으로 마련될 수 있는데, 그 전면부가 수직형상으로 형성(도 7a 참조)될 수도 있고, 그 전면부가 그 상측이 후퇴하고, 하측인 전면 충돌부가 전진하여 경사진 형상으로 형성(도 7b 참조)될 수도 있을 것이다.

도 7a에 따른 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제1챔버(100)는 그 전면부가 수직하게 형성되어 있어 공기에 의해 팽창될 때, 보다 큰 챔버를 형성하도록 하고, 이로써 조금 큰 어린이의 머리일지라도 충실하게 충격을 완화하는 완충효과를 충실히 달성할 수 있게 된다. 즉, 보다 큰 챔버가 형성됨으로써 보다 큰 하중을 충실히 완충시킬 수 있게 되는 것이다.

도 7b는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 것으로 상기 제1챔버(100)는 상기 도 7a에 도시된 것보다는 더 작은 챔버를 형성하며 마련된다. 상기 제1챔버(100)는 작은 챔버 공간을 가지게 되나, 이와는 반대로 완충공간(E)은 충분히 크게 확보할 수 있게 된다.

그러나, 비록 상기 제1챔버(100)의 전면부 상측은 보다 안쪽으로 후퇴하여 형성될지라도, 전면부 하측인 전면 충돌부(110)는 도 7b에서와 동일하도록 위치하여야 할 것이다. 이는 어린이의 머리가 부딪힐 수 있고, 충분한 완충효과를 가질 수 있도록 하기 위함이다. 이에 상기 제1챔버(100)가 작으므로 에어 인플레이터에 의해 가스가 공급될 때, 보다 빠르게 팽창을 완료하게 되고 빠른 시간에 어린이 머리를 보호할 수 있는 완충효과를 달성하게 된다. 즉, 보다 작은 챔버가 형성됨으로써 보다 빠르게 팽창을 완료하게 되고 즉각적으로 어린이의 머리를 보호할 수 있게 되는 것이다.

도 8을 참조하여 본 발명에서 어린이가 차량의 추돌사고시 제2챔버 및 제3챔 버의 내측면 쿠션에 의해 구속력이 부가되어 어린이 머리 양측면에 충실히 보호될 수 있음을 상세히 설명한다.

위에 언급한 바와 같이 어린이의 머리가 먼저 튀어나가 제1챔버(100)의 하부 전면 쿠션에 부딪히면서 어린이 머리의 앞부분이 충실하게 보호될지라도 좌우측의 하중으로 인하여 어린이의 머리가 측면으로 쏠려 에어백으로부터 벗어날 수 있게 된다. 그러나, 본 발명에서는 상기 제2챔버(200) 및 제3챔버(300)가 팽창되어 내부에 완충공간(E)을 형성하면서 격벽의 역할을 하게 되고, 결국 도 8에서 보는 바와 같이 어린이의 머리(P2)는 좌우로 구속되어 어린이 머리 측면도 더욱더 충실하게 보호될 수 있게 되는 것이다.

이와 같은 본 발명의 조수석 전면 에어백(10)은 차량 충돌 성능 및 어린이 보호 성능의 상해치 감소를 위해 에어백 쿠션에 제2챔버(200) 및 제3챔버(300)의 구속력을 부가하여 어린이 승객이 탑승하였을 때는 3 개의 챔버 사이의 완충공간(E)으로 머리 부위가 들어가게 하여 어린이 머리에 상해를 주지 않게 함과 동시에, 이와 더불어 어른 승객이 탑승할 때는 3개의 챔버의 압력으로 제2챔버 및 제3챔버의 정면 양단에 형성된 연결부재인 직물 원단의 구속력으로 어른 승객을 보호하게 된다.

앞서 살펴본 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자(이하 '당업자'라 한다)가 본 발명에 따른 3 챔버를 구비한 전면 에어백을 용이 하게 실시할 수 있도록 하는 바람직한 실시예일 뿐, 전술한 실시예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니므로 이로 인해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 당업자에게 있어 명백할 것이며, 당업자에 의해 용이하게 변경가능한 부분도 본 발명의 권리범위에 포함됨은 자명하다.

도 1은 차량의 내부에 설치되는 종래 전면 에어백에 대한 작동도.

도 2a는 종래 전면 에어백이 1살 정도의 어린이에 대해 작동할 때를 도시한 도면.

도 2b는 종래 전면 에어백이 3살 정도의 어린이에 대해 작동할 때를 도시한 도면.

도 2c는 종래 전면 에어백이 6살 정도의 어린이에 대해 작동할 때를 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3 챔버를 구비한 전면 에어백을 도시한 사시도.

도 4는 본 발명의 3 챔버를 구비한 전면 에어백의 작동관계를 도시한 블럭도.

도 5는 본 발명의 3 챔버를 구비한 전면 에어백을 도시한 평면도.

도 6a는 본 발명의 3 챔버를 구비한 전면 에어백이 어른에 대해 작동할 때를 도시한 작동도.

도 6b는 본 발명의 3 챔버를 구비한 전면 에어백이 어른에 대해 작동할 때를 도시한 작동도.

도 7a는 본 발명의 3 챔버를 구비한 전면 에어백이 어린이에 대해 작동할 때를 도시한 작동도.

도 7b는 본 발명의 3 챔버를 구비한 전면 에어백이 어린이에 대해 작동할 때 를 도시한 작동도.

도 8은 본 발명의 3 챔버를 구비한 전면 에어백이 어린이의 머리를 좌우로 구속하는 제2챔버 및 제3챔버의 작동에 대해 도시한 작동도.

* 도면의 주요부분에 대한 설명 *

1 : 종래의 전면 에어백 2 : 탑승객

2a : 어른 탑승객 2b : 어린이 탑승객

10 : 본 발명에 따른 전면 에어백

100 : 제1챔버 110 : 전면 충돌부

200 : 제2챔버 300 : 제3챔버

500 : 연결부재 510 : 상단부

530 : 하단부

A1,A2,A3 : 플랙션 모멘트(굽힘 모멘트, flextion moment) 방향

B1,B2,B3 : 콤프레션(압축력, compression) 방향

F : 에어 인플레이터로부터 공급되는 공기의 흐름

E : 제1챔버와 제2챔버 사이의 완충공간

P1,P2 : 충돌되는 머리

Claims (11)

1. 차량의 조수석에 탑승한 탑승객을 보호하기 위해 에어백 모듈의 인플레이터에서 공급되는 가스에 의해 전개 작동되는 전면 에어백에 있어서,

   에어 인플레이터에 연결되어 차량의 충돌시 팽창되는 제1챔버;

   상기 제1챔버의 전면 양측부에 연장되어 형성된 제2챔버 및 제3챔버;

   상기 제2챔버와 제3챔버의 전면 양단을 고정 연결하는 연결부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3 챔버를 구비한 전면 에어백.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1챔버의 전면 중앙부로부터 제2챔버 및 제3챔버 사이에 형성되어, 차량 충돌시 어린이 승객의 머리가 내입되어 충격을 완화시켜주는 완충공간을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3 챔버를 구비한 전면 에어백.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 에어 인플레이터로부터 공급되는 가스는 상기 제1챔버에서 상기 제2챔버 및 제3챔버로 순차적으로 공급되고, 상기 제2챔버와 제3챔버의 팽창은 동시에 실행되는 것을 특징으로 하는 3 챔버를 구비한 전면 에어백.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 제2챔버 및 제3챔버는,

   어린이 승객 탑승시 차량 충돌에 따라 제1챔버의 전면에 부딪혀 완충됨과 동시에 충돌하는 머리에 좌우 구속력을 부여하는 내측면 쿠션이 형성된 것을 특징으로 하는 3 챔버를 구비한 전면 에어백.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 제1챔버는,

   하측에 형성된 전면쿠션으로써 상기 완충공간에 어린이 승객이 탑승한 후 어린이의 머리가 부딪혀 충격을 완화시켜주는 전면 충돌부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3 챔버를 구비한 전면 에어백.
6. 제 2 항에 있어서,

   상기 연결부재는,

   인장력에 견디는 힘을 갖고, 차량 충돌에 따른 에어백의 팽창시 상기 제2챔버 및 제3챔버를 지탱하며, 동시에 어른 승객의 머리가 부딪혀 충격력을 완화시키는 직물조직의 원단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 3 챔버를 구비한 전면 에어백.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 연결부재는,

   그 상단부가 제2챔버 및 제3챔버의 전면 상측까지만 연장됨으로써 상기 완충공간의 상측이 개방되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 3 챔버를 구비한 전면 에어백.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 연결부재는,

   그 상단부가 제1챔버의 전면 상측에 접하도록 연장되며 상기 완충공간의 상측이 상기 연결부재에 의해 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 3 챔버를 구비한 전면 에어백.
9. 제 5 항에 있어서,

   상기 전면 충돌부는 그 면에 접하여 부딪히는 어린이의 머리 부분을 감싸는 함몰부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3 챔버를 구비한 전면 에어백.
10. 제 5 항에 있어서,

    상기 제1챔버는,

    전면부가 수직형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 3 챔버를 구비한 전면 에어백.
11. 제 5 항에 있어서,

    상기 제1챔버는,

    전면부가 그 상측이 후퇴하고, 하측인 전면 충돌부가 전진하여 경사진 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 3 챔버를 구비한 전면 에어백.

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