KR20140125940A - 무릎 에어백 장치 및 그것의 에어백 폴딩방법 - Google Patents

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Abstract

에어백 전개시 에어백이 인스트루먼트패널 및 하우징의 연결부에 간섭되는 것을 방지하는 에어백 절첩체를 구비한 무릎 에어백 장치 및 그것의 에어백의 폴딩방법에 관하여 개시된다. 에어백 절첩체는 에어백의 상단을 전방패널위로 접은 후 에어백의 하단을 향하여 감아 형성된 상부절첩부 및 에어백의 하부 중앙부를 상부절첩부의 감김방향과 반대방향으로 적어도 한번 접어 상부절첩부와 인접되게 배치된 하부절첩부를 포함한다. 에어백 절첩체는 상부절첩부 형성 전에 에어백의 측부를 접거나 상부절첩부 및 하부절첩부를 먼저 형성한 후 상부절첩부 및 하부절첩부의 양측을 접어서 형성된 측부절첩부를 포함한다.

Description

무릎 에어백 장치 및 그것의 에어백 폴딩방법{MOUNTING KNEE AIRBAG APPARATUS AND METHOD OF FOLDING AIRBAG THEREOF}
본 발명은 무릎 에어백 장치 및 그것의 에어백 폴딩 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 에어백 팽창시 에어백이 인스트루먼트패널 및 하우징이 결합된 연결부와 간섭되는 것을 방지할 수 있는 무릎 에어백 장치 및 그것의 에어백 폴딩 방법에 관한 것이다.
무릎 에어백 장치는 차량 충돌시 승객의 다리를 보호하도록 된 것으로서, 에어백이 인스트루먼트 패널과 승객의 하지(lower legs), 예컨대 정강이(tibia)의 사이에서 전개된다.
에어백은 차량 충돌시 승객이 높은 가속도(high acceleration)로 인스트루먼트 패널에 충돌하는 것을 방지한다. 인스트루먼트 패널은 고강도(high stiffness)의 재질로 형성되어 높은 가속도로 인스트루먼트 패널에 충돌하는 동안 승객의 다리에 큰 충격(high force)을 초래한다.
에어백은 승객이 차량의 부품에 충돌하는 대신 에어백에 충돌하여 상대적으로 낮은 충격이 승객에 가해지도록 한다.
무릎 에어백 장치는 차량의 인스트루먼트 패널의 뒤에 위치하여 인스트루먼트 패널의 표면상에 위치한 도어 또는 슈트(chute)를 통하여 에어백이 전개되도록 구성된다.
다르게, 무릎 에어백 장치는 인스트루먼트 패널의 하부에 설치되어 에어백이 차량의 바닥을 향하여 초기 전개된 후 인스트루먼트패널을 따라 차량의 상부로 전개되도록 구성된다 ("로우 마운팅 무릎 에어백 장치"로 불림).
*미국특허공개번호 2012/0025498 *미국특허공개번호 2005/0230941
상술한 바와 같은 무릎 에어백 장치에서 에어백은 하우징에 절첩 상태로 수용되고, 인플레이터로부터 가스가 공급되면 팽창되어 하우징의 외부로 배출되어 인스트루먼트패널 및 승객의 무릎의 사이로 상향 전개된다.
에어백은 절첩 상태로부터 팽창되는 동안 하우징 및 인스트루먼트패널이 결합된 부분과 같이 주변 구조물에 간섭되어 전개가 원활하게 이루어지지 못하는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 에어백의 절첩 구조를 개선하여 에어백이 초기 전개시 하우징 및 인스트루먼트패널과 간섭되지 않고 신속하게 전개되도록 하는 무릎 에어백 장치 및 그것의 에어백 폴딩 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 에어백의 절첩 구조를 개선하여 에어백 전개시 에어백이 승객의 무릎 사이로 끼는 것을 방지하는 무릎 에어백 장치 및 그것의 에어백 폴딩 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 관점을 따르면, 차량의 인스트루먼트패널에 설치되는 하우징, 상기 하우징 내부에 에어백 절첩체 형태로 수용되며 상기 하우징으로부터 승객의 무릎의 전방으로 전개되며, 인스트루먼트패널과 이웃하는 전방패널 및 상기 승객의 무릎과 이웃하는 후방패널을 포함하는 에어백, 및 상기 하우징의 내부에 설치되어 상기 에어백에 가스를 공급하는 인플레이터를 포함하며, 상기 에어백 절첩체는 상기 에어백의 상단을 상기 전방패널위로 접은 후 상기 에어백의 하단을 향하여 감아 형성된 상부절첩부 및 상기 에어백의 하부 중앙부를 상기 상부절첩부의 감김방향과 반대방향으로 적어도 한번 접어 상기 상부절첩부와 인접되게 배치된 하부절첩부를 포함하는 무릎 에어백 장치가 제공된다.
상기 인플레이터는 상기 하우징의 전방에 배치되고, 상기 상부절첩부는 상기 하우징의 후방에 배치되고, 상기 하부절첩부는 상기 상부절첩부의 상부에 상기 하우징의 바닥과 나란하게 배치될 수 있다.
상기 후방패널은 에어백 팽창시 추가팽창챔버를 구성하는 주름부를 포함하고, 상기 하부절첩부는 상기 주름부가 형성된 부분과 대응되게 배치될 수 있다.
상기 에어백 절첩체는 상기 상부절첩부를 형성하기 전 상기 에어백의 양측을 적어도 1회 접어 형성된 측부폴딩부를 포함할 수 있다.
상기 에어백 절첩체는 상기 상부절첩부 및 상기 하부절첩부의 양측을 상기 에어백의 후방패널을 향하여 접어서 형성된 측부절첩부를 포함할 수 있다.
상기 에어백은 상기 차량의 바닥을 향하여 초기 전개된 후 상기 인스트루먼트 패널 및 상기 승객의 상기 무릎 사이로 상향 전개되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 관점을 따르면, 에어백의 상부를 에어백의 하단을 향하여 감아 상부절첩부를 형성하는 단계, 에어백의 하부의 중앙부를 상부절첩부의 감김 방향과 반대방향으로 적어도 한번 접어 적어도 하부절첩부를 형성하는 단계, 및 상기 하부절첩부를 상기 상부절첩부의 상부에 배치하는 단계를 포함하는 무릎 에어백 장치의 에어백 폴딩 방법이 제공된다.
상기 상부절첩부는 상기 전방패널 위로 감겨질 수 있다.
상기 상부절첩부를 형성하는 단계 이전에 상기 에어백의 양측을 적어도 1회 수직으로 절첩하여 측부절첩부를 형성하는 측부절첩단계를 더 포함될 수 있다. 측부절첩부는 지그재그형태로 절첩될 수 있다.
상기 하부절첩부는 상기 후방 패널의 주름부가 형성된 부분을 포함할 수 있다.
상기 상부절첩부 및 상기 하부절첩부의 양측을 상기 후방패널을 향하여 접어서 측부절첩부를 형성하는 측부절첩단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예를 따른 무릎 에어백 장치 및 그것의 에어백의 폴딩 방법에 의하면, 에어백 절첩체의 구성이 개선되어 에어백의 초기 전개시 에어백의 전면패널의 하부가 하우징 및 인스트루먼트패널 연결부로 먼저 접촉되도록 유도할 수 있다. 그 결과, 에어백 팽창시 에어백이 하우징 및 인스트루먼트패널의 연결부와 간섭되는 것을 방지하여 에어백의 신속한 전개를 이룰 수 있다.
본 발명의 일 실시 예를 따른 무릎 에어백 장치 및 그것의 에어백의 폴딩 방법에 의하면, 에어백이 전개되는 동안 에어백이 승객의 다리 사이에 끼는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예를 따른 무릎 에어백 장치의 에어백의 절첩 상태를 도시한 종단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예를 따른 무릎 에어백 장치의 초기 에어백 팽창 상태를 도시한 종단면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예를 따른 무릎 에어백 장치의 에어백 절첩체를 도시한 사시도이다.
도 4A는 본 발명의 다른 실시 예를 따른 무릎 에어백 장치의 에어백을 일부 절첩한 상태를 도시한 사시도이다.
도 4B는 도 4A의 에어백 절첩체의 양측을 접은 상태를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예를 따른 무릎 에어백 장치의 에어백 절첩 상태를 도시한 종단면도이다.
도 6A는본 발명의 일 실시 예를 따른 에어백 절첩체의 측부절첩부 형성과정을 도시한 평면도이다.
도 6B는 도 6A의 선 6B-6B를 따른 단면도이다.
도 7A는 도 본 발명의 일 실시 예를 따른 에어백 절첩체의 상부절첩부 형성과정을 도시한 평면도이다.
도 7B는 도 7A의 선7B-7B를 따른 단면도이다.
도 8A는 본 발명의 일 실시 예를 따른 에어백 절첩체의 상부절첩부가 연속적으로 감겨진 상태를 도시한 평면도이다.
도 8B는 도 8A의 선 8B-8B를 따른 단면도이다.
도 9A는 본 발명의 일 실시 예를 따른 에어백 절첩체의 하부절첩부가 형성된 상태를 도시한 평면도이다.
도 9B는 도 9A의 선 9B-9B를 따른 단면도이다.
도 10A는 본 발명의 다른 실시 예를 따른 에어백 절첩체의 상부 절첩부 형성과정을 도시한 평면도이다.
도 10B는 도 10A의 선 10B-10B를 따른 단면도이다.
도 11A는 본 발명의 다른 실시 예를 다른 에어백 절첩체의 하부절첩부 형성과정을 도시한 평면도이다.
도 11B는 도 11A의 선 11B-11B를 따른 단면도이다.
도 12A는 본 발명의 다른 실시 예를 따른 에어백 절첩체의 측부절첩부 형성과정을 도시한 평면도이다.
도 12B는 도 12A의 선 12B-12B를 따른 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
이하에서, "상방", "하방", "전방" 및 "후방" 및 그와 유사한 다른 방향성 용어들은 에어백 하우징이 인스트루먼트의 패널의 하부에 결합된 상태에서 에어백 하우징을 기준으로 정의한다. 즉, 차량의 천정을 향하는 방향을 상방(U), 차량의 바닥을 향하는 방향을 하방(L), 승객측을 향하는 방향을 후방(R), 차량의 앞쪽을 향하는 방향을 전방(F)으로 정의한다.
또한, 용어들 "상단", "하단", "수직", "수평", "상부", 및 "하부"와 그와 유사한 방향성 용어들은 비 팽창된 에어백을 평면상에 펼친 상태에서 인플레이터가 연결되는 부분과 근접된 부분을 하부, 하부의 끝단을 하단, 하부와 대향되는 부분을 상부, 상부의 끝단을 상단, 에어백의 상단과 나란한 방향을 수평방향, 수평방향과 직교하는 방향을 수직방향으로 정의한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예를 따른 무릎 에어백 장치의 에어백 절첩 상태를 나타내는 종단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예를 따른 무릎 에어백 장치의 초기 전개 상태를 나타내는 종단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 무릎 에어백 장치(1)는 인스트루먼트 패널(2)의 하부에 설치된다.
무릎 에어백 장치(1)는 에어백(100), 차량의 충돌 시 에어백(100)에 가스를 공급하는 인플레이터(3), 에어백(100)과 인플레이터(3)를 수납하기 위한 에어백 하우징(5), 및 에어백 하우징(5)의 개구(5a)를 커버하는 도어(7)를 포함한다.
에어백(100)은 에어백(100) 팽창시 인스트루먼트패널(2)에 인접하고, 에어백 설치홀(113)을 갖는 전방 패널(110) 및 승객의 하지(L)와 인접하는 후방패널(130)을 포함한다.
후방패널(130)은 에어백(100) 팽창시 펼쳐지는 주름부(131)를 포함하여 에어백이 인스트루먼트패널(2)을 따라 상향 전개되도록 한다.
에어백(100)은 하우징(5)의 내부에 수용가능하도록 에어백 절첩체(F1)를 이룬다.
에어백 절첩체(F1)는 에어백(100)의 상부를 에어백(100)의 하단을 향하여 감아 형성된 상부절첩부(150) 및 에어백(100)의 하부 중간을 적어도 한번 접어 상부절첩부(150)와 인접되게 배치된 하부절첩부(170)를 이룬다.
하부절첩부(170)는 폴딩선(171)을 중심으로 상부절첩부(150)의 감김 방향(화살표A)의 반대방향(화살표 B)으로 접어 상부절첩부(150)의 상부에 배치되어 하우징(5)의 바닥(5c)과 나란하게 배치된다.
하부절첩부(170)는 에어백 팽창시 하우징(5) 및 인스트루먼트패널(2)이 결합된 연결부(C)와 접촉되면서 먼저 팽창되어 계속하여 팽창되는 상부절첩부(150)가 연결부(C)와 간섭되지 않고 원활하게 팽창되도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예를 따른 에어백 절첩체의 구성을 도시한 사사도이다.
도 3을 참조하면, 에어백 절첩체(F1)는 펼쳐진 에어백(100)의 양측으로부터 에어백의 중심을 향하여 적어도 1회 접어 형성된 측부절첩부(180)를 포함한다.
측부절첩부(180)는 에어백 초기 전개시부터 에어백을 양측으로 전개되도록 유도하여 에어백(100)이 승객의 무릎 사이로 끼는 것을 방지한다.
에어백 절첩체(F1)는 측부절첩부(180)를 형성한 상태에서 에어백(100)의 상부를 에어백(100)의 하단(140)을 향해 화살표 A방향을 따라 연속적으로 감아 형성된 상부절첩부(150) 및 상부절첩부(150)와 이웃하는 에어백(100)의 하부의 폴딩선(171)을 중심으로 화살표 B방향으로 접어서 형성된 하부절첩부(170)를 포함한다.
하부절첩부(170)는 후방패널(130)의 하부에 형성된 주름부(131)를 포함한다.
참조부호(113)은 인플레이터가 삽입되는 인플레이터 설치홀을 나타낸다.
도 4A는 본 발명의 다른 실시 예를 따른 무릎 에어백 장치의 에어백을 일부 절첩한 상태를 도시한 사시도이고, 도 4B는 도 4A의 에어백 절첩체의 양측을 접은 상태를 도시한 사시도이다.
도 4A를 참조하면, 에어백 절첩체(F2)는 에어백 상부를 에어백(100) 하단(140)을 향하여 화살표 A방향으로 감아서 형성된 상부절첩체(250), 에어백(100)의 하부 중간을 적어도 한번 접어 상부절첩부(250)와 인접되게 배치된 하부절첩부(270), 및 상부절첩부(250) 와 하부절첩부(270)의 양단을 화살표 C방향으로 접어 상부절첩부(250) 형성된 측부절첩부(280)을 포함한다.
상술한 에어백 절첩체(F1)은 측부절첩부(180)가 먼저 형성한 후 상부절첩부(150)가 형성한다. 이에 반하여 에어백 절첩체(F2)는 상부절첩부(250) 및 하부절첩부(170)를 형성한 후 측부절첩부(280)가 형성된다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예를 따른 무릎 에어백 장치의 에어백 절첩 상태를 도시한 종단면도이다.
도 5를 참조하면, 에어백 조립체(F3)는 하부절첩부(370)가 인플레이터(3) 및 상부절첩부(350)의 사이에 배치되어 하우징(5)의 바닥(5c)에 대하여 대략 수직되게 배치될 수 있다.
이 경우, 하우징(5)의 깊이가 하우징(5)의 폭에 비하여 길이가 짧으므로 하부절첩부(370)의 폴딩선(371)이 상대적으로 증가할 수 있다.
무릎 에어백 장치(1)는 위와 같이 운전석, 조수석측의 인스트루먼트패널(2)의 하부에 설치되어 에어백(100)이 차량의 바닥(B)을 향하여 초기 전개된 후 상방향으로 전개되는 로우 마운팅 무릎 에어백 장치일 수 있다.
이외에도, 무릎 에어백 장치(1)는 운전석측 스티어링 휠의 하부에 설치되거나, 자동차 후방측 등 다양한 위치로 설치될 수 있다.
다음은 본 발명의 일 실시 예를 따른 에어백 폴딩 방법에 대해서 보다 구체적으로 설명한다.
도 6A 내지 도 9B는 본 발명의 일 실시 예를 따른 에어백 절첩체(F1)의 형성 과정을 도시한 도면들이다.
도 6A 및 도 6B를 참조하면, 에어백(100)의 양측을 에어백(100)의 중심을 향하여 적어도 1회 접어 측부절첩부(180)을 형성한다.
측부절첩부(180)은 화살표 D 방향을 따라 에어백(100)의 중심을 향하여 접은 후, 화살표 E 방향을 따라 에어백(100)의 외측으로 접는다. 즉 측부절첩부(180)는 지그 재그 형태로 접혀진다.
도 7A 및 도 7B를 참조하면, 측부절첩부(180)가 형성된 에어백의 상단(160)을 에어백(100)의 전방패널(110) 위로 접은 후 화살표 A 방향을 따라 연속하여 감아서 상부절첩부(150)를 형성한다.
도 8A 및 도 8B를 참조하면, 상부절첩부(150)는 대략 후방패널(130)의 주름부(131)가 형성된 부분까지 계속 감는다.
도 9A 및 도 9B를 참조하면, 에어백(100)의 하부를 폴딩선(171)을 중심으로 화살표 B 방향으로 접어 상부절첩부(150)의 감김 방향 A과 반대방향(화살표 B방향)으로 접어 에어백 절첩체(F1)를 완성한다.
이와 같이 구성된 에어백 절첩체(F1)는 승객의 다리가 인스트루먼트패널에 매우 근접되게 위치한 경우에도 승객의 두 다리 사이로 끼지 않고 에어백이 쉽게 전개되도록 하고 빠르게 전개되도록 할 수 있다.
다음은 본 발명의 다른 실시 예를 따른 무릎 에어백 장치의 에어백 절첩체(F2)의 폴딩 방법에 대해서 설명한다.
도 10A 및 도 10B를 참조하면, 에어백(100)의 상단(160)을 중심으로 화살표 방향을 따라 에어백(100)의 하단을 향하여 감아 상부절첩부(250)를 형성한다.
도 11A 및 도 11B를 참조하면, 에어백(100)의 하부의 대략 중간에 위치하는 폴딩선(271)을 중심으로 상부절첩부(250)의 감김 방향 A과 반대 방향인 화살표 B방향으로 접어 하부절첩부(270)를 형성한다.
도 12A 및 도 12B를 참조하면, 도 11A의 폴딩선(273)을 중심으로 화살표 C방향을 따라 에어백(100)의 후방으로 접어 측부절첩부(280)를 형성하여 에어백 절첩체(F2)를 완성한다.
이와 같이 구성된 에어백 절첩체(F2)는 승객의 무릎과 인스트루먼트 패널 사이의 좁은 공간에서 쉽고 빠르게 전개될 수 있다.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술하는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술하는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.
2: 인스트루먼트패널 3: 인플레이터
5: 하우징 100: 에어백
110: 전방패널 130: 후방패널
131,231: 주름부 F1,F2,F3: 에어백절첩체
140: 에어백하단 160: 에어백상단
150,250,350: 상부절첩부 170,270,370: 하부절첩부
171,271,371: 폴딩선
180,280: 측부절첩부

Claims (11)

  1. 차량의 인스트루먼트패널에 설치되는 하우징;
    상기 하우징 내부에 에어백 절첩체 형태로 수용되며 상기 하우징으로부터 전개되어 승객의 무릎의 전방으로 전개되며, 상기 인스트루먼트패널과 이웃하는 전방패널 및 상기 승객의 상기 무릎과 이웃하는 후방패널을 포함하는 에어백; 및
    상기 하우징의 내부에 설치되어 상기 에어백에 가스를 공급하는 인플레이터를 포함하며,
    상기 에어백 절첩체는 상기 에어백의 상단을 상기 전방패널위로 접은 후 상기 에어백의 하단을 향하여 감아 형성된 상부절첩부; 및
    상기 에어백의 하부를 상기 상부절첩부의 감김방향과 반대방향으로 적어도 1회 접어 상기 상부절첩부와 인접되게 배치된 하부절첩부를 포함하고,
    상기 인플레이터는 상기 하우징의 전방에 배치되고;
    상기 상부절첩부는 상기 하우징의 후방에 배치되고;
    상기 하부절첩부는 상기 상부절첩부의 상부에 상기 하우징의 바닥과 나란하게 배치된 무릎 에어백 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 후방패널은 상기 에어백 팽창시 추가팽창챔버를 구성하는 주름부를 포함하고,
    상기 하부절첩부는 상기 주름부가 형성된 부분과 대응되게 배치된 무릎 에어백 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 에어백 절첩체는 상기 상부절첩부를 형성하기 전 상기 에어백의 양측을 적어도 1회 접어 형성된 측부절첩부를 포함하는 무릎 에어백 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 에어백 절첩체는 상기 상부절첩부 및 상기 하부절첩부의 양측을 상기 에어백의 후방패널을 향하여 접어서 형성된 측부절첩부를 포함하는 무릎 에어백 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에어백은 상기 차량의 바닥을 향하여 초기 전개된 후 상기 인스트루먼트 패널 및 상기 승객의 상기 무릎 사이로 상향 전개되도록 구성된 무릎 에어백 장치.
  6. 하우징으로부터 승객의 무릎의 전방으로 전개되며, 인스트루먼트패널과 이웃하는 전방패널 및 상기 승객의 상기 무릎과 이웃하는 후방패널을 포함하는 무릎 에어백 장치의 에어백 폴딩 방법에 있어서,
    상기 에어백의 상부를 상기 에어백의 하단을 향하여 감아 상부절첩부를 형성하는 단계;
    상기 에어백의 하부를 상기 상부절첩부의 감김 방향과 반대방향으로 적어도 1회 접어 적어도 하부절첩부를 형성하는 단계; 및
    상기 하부절첩부를 상기 상부절첩부의 상부에 배치하는 단계;
    를 포함하는 무릎 에어백 장치의 에어백 폴딩 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 상부절첩부는 상기 전방패널 위로 감겨지는 무릎 에어백 장치의 에어백 폴딩 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 상부절첩부를 형성하는 단계 이전에 상기 에어백의 양측을 수직으로 적어도 1회 접어 측부절첩부를 형성하는 측부절첩단계를 더 포함하는 무릎 에어백 장치의 에어백 폴딩 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 측부절첩부는 지그재그 형태로 접혀지는 무릎에어백 장치의 에어백 폴딩 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 하부절첩부는 상기 후방 패널의 주름부가 형성된 부분을 포함하는 무릎 에어백 장치의 에어백 폴딩 방법.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 상부절첩부 및 상기 하부절첩부의 양측을 상기 후방패널을 향하여 접어서 측부절첩부를 형성하는 측부절첩단계를 더 포함하는 무릎 에어백 장치의 에어백 폴딩 방법.
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