KR20120109676A - 자동차용 니볼스터 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 니볼스터 장치에 관한 것으로서, 종래 니볼스터는 회전로드(14), 지지로드(13) 등을 설치하기 위한 공간 확보가 어려우며, 회전로드(14)가 힌지(15)를 중심으로 회전되므로 탑승자의 무릎을 보호하는 반응속도가 느려서 탑승자의 무릎을 보다 신속하게 보호할 수 없는 문제점이 있다.
이에 본 발명은 자동차용 니볼스터 장치를, 크러쉬패드(110)의 하부에서 힌지(121)를 기점으로 회전되도록 설치되는 글로브박스(120)와; 글로브박스(120)의 후방에 설치되어 팽창가스가 주입되면 팽창되면서 글로브박스(120)의 뒤쪽을 밀어 회전시켜 주는 에어백쿠션(140)와; 전자제어유닛(ECU)의 제어신호에 따라 팽창가스를 발생하여 에어백쿠션(140)으로 공급하는 인플레이터(150); 로 구성하고, 에어백쿠션(140)에 벤트홀(141)을 구비한 것으로서, 차량 충돌시 차량에 설치된 에어백과 동시에 동작되는 글로브박스가 신속하면서도 안정적으로 탑승자의 무릎 부위를 구속시켜 안전성을 향상시켜 주며, 글로브박스(120)가 원위치로 복귀될 때 벤트홀(141)에 의해 에어백쿠션(140)의 팽창가스가 서서히 빠져 나가면서 원상태로 복귀됨에 따라 탑승자의 무릎에 가해지는 충격을 최대한 완화시켜 주는 것이다.

Description

자동차용 니볼스터 장치{knee-bolster structure for automobile}

본 발명은 자동차용 니볼스터 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 자동차의 정면 충돌시에 크러쉬패드에 설치된 니볼스터(Knee Bolster)가 프런트시트의 탑승자 쪽으로 신속하게 젖혀지게 함으로써 탑승자의 무릎 부위를 효과적으로 보호할 수 있도록 한 니볼스터 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 윈드실드글라스의 저면에는 엔진룸과 차량 실내를 구분하는 크러쉬패드가 고정되며, 크러쉬패드에는 계기판과 함께 각종 부품들이 장착된다.

그리고 이러한 크러쉬패드 중 조수석쪽에는 메모지와 필기구, 안경 등의 여러 가지 물품들을 넣어 보관할 수 있는 글로브박스가 양단의 회전축을 중심으로 회전되어 여닫히도록 설치된다.

또한 근래에는 탑승자를 보다 안전하게 보호하기 위해 안전벨트와 함께 운전석에어백, 조수석에어백, 커튼에어백외에 탑승자의 하체를 보호하기 위한 무릎에어백이 설치된 차량이 많이 출시되고 있다.

상기 무릎에어백은 크러쉬패드의 저면에 고정되는 인스트루먼트패널에 내장되어 설치되며, 이들 무릎에어백은 충돌센서로부터 감지된 충격량이 전자제어유닛(ECU)으로 보내지고, 전자제어유닛에서는 충격량에 따라 인플레이터에 신호를 제어신호를 보내게 된다.

상기 인플레이터는 전자제어유닛으로부터 제어신호가 입력되면 전기 착화에 의하여 가스발생제를 연소시키고, 가스발생제가 연소되면서 발생된 다량의 팽창가스는 에어백으로 주입되어 에어백을 급속하게 팽창시키게 된다.

하지만, 상기와 같이 크러쉬패드에 무릎에어백이 설치되면 무릎에어백이 설치되는 공간만큼 글로브박스의 용량이 감소하므로 사용자의 편의성을 떨어뜨림은 물론 상품성을 감소시킨다.

또한 글로브박스 하단에 설치되는 무릎에어백은 인플레이터 및 에어백 하우징을 견고하게 고정시키기 위한 구성부품을 별도로 추가해야 하므로 무릎에어백 장착을 위해서는 상당한 장착 공간을 필요로 한다.

이러한 무릎에어백은 탑승자가 크러쉬패드에 근접하여 앉은 경우 무릎에어백으로 탑승자의 하체를 적절하게 보호할 수 없게 된다.

이를 위해, 크러쉬패드 하부에 설치되어 탑승자의 하체를 안전하게 보호하기 위한 니볼스터(Knee Bolster)가 많이 개발되었으며, 그 중 일례로 대한민국 공개특허 제1999-21489호의 "승객보호용 크러쉬패드의 볼스터구조"를 도 1 및 도 2 에 도시하였다.

즉, 도 1 은 종래의 니볼스터가 설치된 상태를 보인 측면 개략도이고, 도 2 는 종래의 니볼스터가 동작되어 무릎부위를 구속시키는 상태를 보인 측면 개략도이다.

이에 도시된 종래의 니볼스터는 차량의 정면 충돌로 탑승자의 무릎이 하부커버(8)와 접촉되어 하부커버(8)에 힘이 가해지면 이송수단(16)의 회전로드(14)가 힌지(15)를 중심으로 회전되면서 중앙부커버(7)는 앞으로 튀어나오고, 반대로 하부커버(8)는 뒤로 후퇴되어 탑승자의 하체가 보호되는 구조이다.

도면중 미설명부호 (6)는 중앙부커버(7)에 구비된 가이드홈(4)의 가이드레일이며, (5)는 중앙부커버(7)의 발포성수지재이고, (3)은 개방함이며, (9)는 힌지이고, (10)(12)는 회전로드(14)의 힌지(15)를 지지해주는 지지로드(13)의 양단을 잡아주는 제1,제2 브래킷이다.

그러나 상기의 종래 니볼스터는 회전로드(14), 지지로드(13) 등을 설치하기 위한 공간 확보가 어려우며, 회전로드(14)가 힌지(15)를 중심으로 회전되므로 탑승자의 무릎을 보호하는 반응속도가 느려서 탑승자의 무릎을 보다 신속하게 보호할 수 없는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로서, 본 발명의 목적은 정면 충돌시 크러쉬패드에 설치된 글로브박스가 신속하게 돌출되어 탑승자의 무릎을 보다 신속하게 구속시키도록 함으로써 탑승자의 무릎부위가 안정적인 자세를 유지하여 안전하게 보호될 수 있는 자동차용 니볼스터 장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 크러쉬패드의 하부에 설치되어 힌지를 기점으로 회전되는 글로브박스, 글로브박스의 후방에 설치되며 팽창가스가 주입되면 팽창되면서 글로브박스를 밀어 회전시켜 주는 에어백쿠션, 전자제어유닛(ECU)의 제어신호에 따라 팽창가스를 에어백쿠션에 공급하여 에어백쿠션이 팽창되게 하는 인플레이터로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 에어백쿠션은 글로브박스와 히터유닛 사이에 설치되고, 에어백쿠션에는 내부로 주입된 팽창가스가 배출되는 벤트홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 글로브박스는 탑승자의 무릎에 의해 밀리는 경우 벤트홀을 통해 팽창가스가 배출되면서 서시히 원상태로 복귀되게 하며, 글로브박스에는 고정핀에 끼워지는 수평상의 장공을 구비하여 글로브박스가 고정핀에서 장공의 길이만큼 수평상으로 이동된 후 회전되게 한 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 니볼스터 장치는 차량 충돌시 차량에 설치된 에어백과 동시에 동작되므로 글로브박스가 신속하게 돌출되어 탑승자의 무릎을 구속시켜 탑승자의 무릎 부위를 보다 안정적으로 유지시켜 주기 때문에 탑승자의 안전성을 향상시키는 효과가 있다.

또한 탑승자의 무릎이 신속하게 구속되면 무릎에 가해지는 충격량이 상당히 감소되고, 글로브박스가 원위치로 복귀될 때 그 배면의 에어백에 구비된 벤트홀을 통해 팽창가스가 서서히 빠져 나가면서 에어백이 원상태로 복귀됨에 따라 탑승자의 무릎에 가해지는 충격을 최대한 완화시켜 주어 부상을 줄여주는 효과가 있다.

도 1 은 종래의 니볼스터가 설치된 상태를 보인 측면 개략도
도 2 는 종래의 니볼스터가 동작되어 무릎부위를 구속시키는 상태를 보인 측면 개략도
도 3 은 본 발명의 니볼스터가 설치된 상태를 일례로 보인 측면 개략도
도 4 는 본 발명의 니볼스터가 동작된 상태를 보인 측면 개략도
도 5 는 본 발명에서 다른 실시 예의 니볼스터 구조를 보인 측면 개략도
도 6 은 본 발명에서 다른 실시 예의 니볼스터가 동작된 상태를 보인 측면 개략도

이하에서 본 발명의 상기 목적 달성을 실시하기 위한 구체적인 구성과 작용을 바람직한 실시 예로 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3 은 본 발명의 니볼스터가 설치된 상태를 일례로 보인 측면 개략도이고, 도 4 는 본 발명의 니볼스터가 동작된 상태를 보인 측면 개략도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명은 크러쉬패드(110)의 하부에서 힌지(121)를 기점으로 회전되도록 설치되는 글로브박스(120); 글로브박스(120)의 후방에 설치되어 팽창가스가 주입되면 팽창되면서 글로브박스(120)의 뒤쪽을 밀어 회전시켜 주는 에어백쿠션(140); 전자제어유닛(ECU)의 제어신호에 따라 팽창가스를 발생하여 에어백쿠션(140)으로 공급하는 인플레이터(150); 로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 인플레이터(150)는 차량에 설치된 전자제어유닛(ECU)에 의해 제어되며 크러쉬패드(110)의 하부 쪽에 에어백쿠션(140)과 함께 설치된다.

즉, 에어백쿠션(140)은 도 3 에서와 같이 크러쉬패드(110)의 하부에 놓인 글로브박스(120)와 히터유닛(130) 사이에서 여러번 접힌 상태로 인플레이터(150)와 함께 설치되어 인플레이터(150)로부터 팽창가스가 주입되면 팽창되는 힘으로 글로브박스(120)의 후미를 강하게 밀어서 회전시켜 주는 구조로 설치되며, 필요에 따라 에어백쿠션(140)을 감싸는 하우징이 설치될 수 있다.

그리고, 상기 에어백쿠션(140)에는 내부로 주입된 팽창가스가 서서히 배출되게 하는 벤트홀(141)이 형성되며, 상기 벤트홀(141)은 에어백쿠션(140)이 팽창가스에 의해 팽창된 후 일정시간 동안 팽창된 상태를 유지하면서 서서히 팽창가스가 배출되도록 하기 위해 그 크기를 되도록 작게 형성하는 것이 바람직하다.

그리고, 에어백쿠션(140)은 팽창가스에 의해 팽창될 때 인플레이터(150)로부터 이탈되지 않도록 설치되어야 하므로 이를 위해 통상의 테더로 인플레이터(150)에 연결 고정시키는 것이 바람직하며, 이는 일반적인 기술이라고 할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 니볼스터 장치는 차량의 충돌, 전복 등에 의해 강한 충격이 가해지면 충돌센서는 그 충격량을 감지하여 전자제어유닛으로 보내게 되고, 전자제어유닛은 인플레이터(150)의 작동 유무를 판단하여 작동이 필요할 시에 동작에 따른 제어신호를 인플레이터(150)로 보낸다.

이때 인플레이터(150)는 차량에 설치되는 운전석에어백, 조수석에어백 등에 보내는 제어신호와 동일하므로 본 발명의 니볼스터 장치의 인플레이터(150)는 통상의 에어백과 동일한 상태에서 신속하게 작동된다.

이에 따라 전자제어유닛으로부터 제어신호를 받은 인플레이터(150)는 팽창가스를 발생하고, 그 발생된 팽창가스는 신속하게 에어백쿠션(140)으로 주입되어 에어백쿠션(140)을 팽창시키게 된다.

여기서 상기 에어백쿠션(140)은 히터유닛(130)과 글로브박스(120) 사이에 위치되어 팽창시 에어백쿠션(140)의 후면은 히터유닛(130)에 받쳐진 상태를 유지하므로 에어백쿠션(140)의 팽창되는 힘은 전방의 글로브박스(120)에 전량 미치게 된다.

즉, 팽창되는 에어백쿠션(140)은 전방의 글로브박스(120) 후미를 강하게 밀어주게 되며, 이때 글로브박스(120)는 하단의 힌지(121)를 중심으로 회전되는 구조이므로 글로브박스(120)의 상단은 신속하게 회전되어 탑승자의 무릎에 접촉되면서 무릎을 구속하게 된다.

그리고 차량의 전방에서 가해지는 강한 충격량은 에어백쿠션(140)으로 받쳐지는 글로브박스(120)를 거쳐 탑승자 무릎에 전달되므로 무릎에 가해지는 충격은 최대한 완화된 상태이며, 탑승자가 앉은 상태에서 무릎이 바깥쪽으로 이동되지 않도록 글로브박스(120)가 구속하여 눌러줌으로써 탑승자의 무릎은 상당히 안정적인 구속상태를 유지하게 된다.

또한 상기와 같이 탑승자의 무릎이 글로브박스(120)와 접촉되어 구속되는 동안 글로브박스(120)에는 탑승자 무릎에 눌리는 만큼 응력이 작용하게 되어 뒤쪽의 원위치를 향하여 복귀하게 되는데, 이때 글로브박스(120) 뒤쪽의 팽창된 에어백쿠션(140)에서 내부의 팽창가스가 벤트홀(141)을 통해 서서히 빠져 배출되므로 이러한 에어백쿠션(140)의 작용에 의해 글로브박스(120)는 서서히 복귀하게 된다.

즉, 글로브박스(120)가 복귀되려고 할 때 팽창가스가 서서히 빠져 나가는 에어백쿠션(140)이 완충제 역활을 하여 글로브박스(120)의 급격한 복귀를 막아주므로 탑승자의 무릎을 강한 충격으로부터 보다 안전하게 보호할 수 있는 것이다.

도 5 는 본 발명에서 다른 실시예의 니볼스터 구조를 보인 측면 개략도이고, 도 6 은 본 발명에서 다른 실시예의 니볼스터가 동작된 상태를 보인 측면 개략도이다.

이에 도시된 본 발명의 다른 실시 예는 상기한 일실시 예의 니볼스터 장치 구성에 있어서 글로브박스(120)에 수평상의 장공(122)을 구비하고, 장공(122)에는 고정핀(123)을 설치하여 글로브박스(120)가 고정핀(123)에서 장공(122)의 길이만큼 수평상으로 이동된 후 고정핀(123)을 중심으로 회전되게 한 것을 특징으로 한다.

이러한 구성의 본 발명은 도 6 과 같이 전자제어유닛의 제어신호에 의해 인플레이터(150)에서 발생된 팽창가스가 에어백쿠션(140) 내부로 주입되면 에어백쿠션(140)은 팽창된다.

이때 에어백쿠션(140)의 후방은 히터유닛(130)에 받쳐진 상태이므로 에어백쿠션(140)의 팽창되는 힘은 전량 글로브박스(120)에 미치게 된다.

여기서 글로브박스(120)는 에어백쿠션(140)의 팽창되는 힘을 받아 수평상의 장공(122) 길이만큼 고정핀(123)까지 이동된 후 고정핀(123)을 중심으로 하부로 회전되며, 회전되는 글로브박스(120)는 탑승자의 무릎에 신속하게 접촉되어 무릎을 구속하게 된다.

그러면 탑승자의 무릎에는 차량에 가해지는 충격이 에어백쿠션(140)으로 받쳐지는 글로브박스(120)를 통해 전달되므로 무릎에 가해지는 충격은 최대한 완화된 상태로 가해지게 되며, 이때 또한 탑승자가 앉은 상태에서 무릎이 바깥쪽으로 이동되지 않도록 효과적으로 눌러줌으로써 탑승자의 무릎은 보다 안정적으로 구속된 상태가 된다.

여기서도 탑승자의 무릎이 글로브박스(120)와 접촉되어 구속되는 동안 글로브박스(120)에는 반대 응력이 작용하게 되어 원위치를 향하여 복귀하려는 힘이 작용하게 된다.

이때 글로브박스(120) 뒤쪽의 팽창된 에어백쿠션(140) 내부의 팽창가스가 벤트홀(141)을 통해 서서히 빠져 배출되면서 완충 작용을 하여 주므로 글로브박스(120)는 급속하게 복귀되지 않고 최대한 서서히 원위치로 복귀하게 되며, 이로 인해 탑승자의 무릎을 보다 안전하게 보호할 수 있는 것이다.

이러한 본 발명의 니볼스터 장치는 차량의 정면 충돌이나 전복시 글로브박스(120)가 신속하게 회전되어 탑승자의 무릎을 빠르게 구속시켜 주므로 탑승자의 무릎을 보다 안전하게 보호함은 물론 협소한 공간에서 신속하게 동작 되어야 하는 안전장치의 설치 효율을 높힐 수 있다.

110 : 크러쉬패드 120 : 글러브박스
121 : 힌지 122 : 장공
123 : 고정핀 130 : 히터유닛
140 : 에어백쿠션 141 : 벤트홀
150 : 인플레이터

Claims (4)

1. 자동차용 니볼스터 장치를 구성함에 있어서,
   크러쉬패드(110)의 하부에서 힌지(121)를 기점으로 회전되도록 설치되는 글로브박스(120);
   글로브박스(120)의 후방에 설치되어 팽창가스가 주입되면 팽창되면서 글로브박스(120)의 뒤쪽을 밀어 회전시켜 주는 에어백쿠션(140);
   전자제어유닛(ECU)의 제어신호에 따라 팽창가스를 발생하여 에어백쿠션(140)으로 공급하는 인플레이터(150);
   로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 니볼스터 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   에어백쿠션(140)은 크러쉬패드(110)의 하부에 놓인 글로브박스(120)와 히터유닛(130) 사이에서 여러번 접힌 상태로 인플레이터(150)와 함께 설치되어
   팽창되는 에어백쿠션(140)의 힘에 의해 글로브박스(120)가 회전되게 한 것을 특징으로 하는 자동차용 니볼스터 장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   에어백쿠션(140)에는,
   내부로 주입된 팽창가스가 서서히 배출되게 하는 벤트홀(141)이 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 니볼스터 장치.
   
4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,
   글로브박스(120)에는 수평상의 장공(122)을 구비하고, 장공(122)에는 고정핀(123)을 설치하여
   글로브박스(120)가 고정핀(123)에서 장공(122)의 길이만큼 수평상으로 이동된 후 회전되게 한 것을 특징으로 하는 자동차용 니볼스터 장치.

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