KR20150054351A - 에어백 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인플레이터와 상기 인플레이터로부터 발생한 가스가 유입되어 전개되는 쿠션을 포함하고, 상기 쿠션은, 상기 인플레이터로부터 발생한 가스가 배출되어 내압을 제한하도록 ?어지고, ?어지는 단부가 모서리지게 형성된 파열부를 포함하여, 별도의 내압 조절 장치가 필요없이 쿠션 자체의 구조물로 제어가 가능하고, 기존 에어백과 동일한 작업 공정을 가지며, 별도의 테더나 장치가 필요치 않아 부품수가 감소하여, 성능의 향상과 편의성, 공정의 단순화 및 부품수의 감소와 경량화로 인한 원가 절감 등이 가능하게 되는 에어백에 관한 것이다.

Description

에어백{AN AIRBAG}

본 발명은 에어백에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량에 설치되는 에어백의 내압을 조절하여 충격에너지를 흡수하는 구조에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 어느 순간 발생될지 모르는 돌발상황에 대비해서 운전자 및 탑승자를 보호하기 위한 각종 안전 장치가 구비되고, 그 대표적인 것으로는 차량의 앞좌석에 착석한 운전자와 승객 등을 직접적으로 보호하는 에어백 장치가 설치되며, 또, 차량에 충돌자를 보호하기 위한 외장 에어백등이 설치된다.

그러나 이러한 에어백은 충격력을 흡수 및 완화시키기 보다는 오히려 순간적인 전개로 인한 상기 에어백쿠션으로 충격에너지가 흡수되지 못하여 더 큰 상해를 입을 수 있었다.

따라서, 충격에너지를 흡수하기 위하여 기존 에어백에서 액티브 벤트 개념이 적용되고, 그 중에서도 동승석 에어백은 상품성/법규 성능 만족을 위해 LRD 벤트(LOW RISK DEPLOYMENT VENT), 일반벤트, 액티브 벤트와 같은 벤트들이 하나의 사이드 패널에 모여 있는 구조를 가지고 있다. 특히, 액티브 벤트는 조수석 에어백 전개시 내압을 조절하는 장치로 각 목적에 따라 혹은 전개 시간에 따라 열리고 닫히는 구조 특성을 가지고 있다.

도 1은 다양한 충돌 모드에서 전방의 강체와의 접촉 모형을 그림으로 표현하고 있는 외장 에어백(1)에 관한 것이다. 도 1의 (a)는 고정벽 충돌, (b)는 폴 충돌, (c)는 옵셋 충돌 모형을 보여주고 있다. 그 외 차량의 충돌은 다양한 방식이 될 수 있으나 세가지 충돌모드로 대표하는게 일반적이다.

액티브 벤트는 일정 이상의 압력을 가질때 열어주어 쿠션 내압의 변화를 유도하고 있다. 액티브 벤트에서 테더 해제 구조는 강제로 벤트를 열어 주는 장치로 별물의 폭약 장치를 쿠션 리테이너에 추가하고 있다.

여기서 액티브 벤트가 사용되는 PAB 액티브 벤트(Passenger Airbag Active Vent)를 외장에어백에 적용시 부품 비용이나 조립성이 불리하고 여러개의 벤트를 조절할 수 없는 문제점이 있다.

또한, 도 1과 같은 충돌 모드 실험에서 쿠션의 파손이나 원하지 않는 압력의 상승으로 피충돌체에서 전달되는 에너지의 흡수가 부족한 경우가 발생하게 되는 문제가 있었다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 에어백의 구간별로 쿠션 내압을 조절하는 벤팅 구조에 있으며, 이러한 벤팅 구조가 벤트별 다르게 설정되어 벤트 수량 및 가스량을 효율적으로 조절하여 에어백 전개에 따른 속도와 내압의 조절로 인한 충격을 흡수하여 안정성을 높이는 것을 제공하는데 있다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 에어백에 있어서, 인플레이터 및 상기 인플레이터로부터 발생한 가스가 유입되어 전개되는 쿠션을 포함하고, 상기 쿠션은 상기 인플레이터로부터 발생한 가스가 배출되어 내압을 제한하도록 ?어지고, ?어지는 단부가 모서리지게 형성된 파열부를 포함한다.

또한, 상기 파열부는 복수개가 형성되어 내압의 변화에 따라 순차적으로 찢어질 수 있다.

또한, 상기 파열부는 단부에 응력이 집중되도록 응력집중부가 형성되고, 상기 응력집중부부터 순차으로 찢어질 수 있다.

또한, 상기 응력집중부는 상기 파열부에 적어도 하나 이상이 형성될 수 있다.

또한, 상기 파열부는 중심부에 가스가 배출되도록 벤트홀이 형성될 수 있다.

또한, 상기 파열부에 상기 쿠션 내부의 가스가 배출되도록 보강포홀이 형성된 보강포가 부착될 수 있다.

또한, 상기 벤트홀과 상기 보강포홀의 중심이 일치하게 상기 쿠션에 상기 보강포가 부착될 수 있다.

또한, 상기 보강포홀이 상기 벤트홀에 편심되도록 상기 쿠션에 상기 보강포가 부착될 수 있다.

또한, 상기 파열부와 상기 보강포홀은, 각각 크기 및 형상이 다르거나 동일하게 형성될 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 차량의 에어백에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

첫째, 본 발명에 따른 차량의 에어백은 속도에 따른 쿠션 내압 조절 기능으로 효율적인 에너지 흡수 구조를 구현할 수 있다.

둘째, 본 발명에 따른 차량의 에어백은 별도의 내압 조절 장치가 필요없이 쿠션 자체의 구조물로 제어가 가능하다.

셋째, 본 발명에 따른 차량의 에어백은 기존 에어백과 동일한 작업 공정을 가지게 된다.

넷째, 본 발명에 따른 차량의 에어백은 별도의 테더나 장치가 필요치 않아 부품수가 감소한다.

따라서, 위와 같이 성능의 향상과 편의성, 공정의 단순화 및 부품수의 감소와 경량화로 인한 원가 절감 등이 가능하게 된다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 차량의 에어백에 충돌 실험의 예시를 나타내는 평면도,
도 2는 본 발명에 따른 차량의 에어백의 일실시예를 나타내는 평면도,
도 3는 도 2의 파열부의 제2 실시예를 나타내는 평면도,
도 4은 도 3에 도시된 A-A 부분을 나타내는 단면도,
도 5는 도 2의 파열부의 다른 실시예를 나타내는 평면도,
도 6는 본 발명에 따른 에어백 내압 변화를 나타내는 그래프이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 차량의 에어백을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도 1은 차량의 에어백에 충돌 실험의 예시를 나타내는 평면도와 도 2는 본 발명에 따른 차량의 에어백의 일실시예를 나타내는 평면도이고, 도 3는 도 2의 파열부의 제2 실시예를 나타내는 평면도이며, 도 4은 도 3에 도시된 A-A 부분을 나타내는 단면도이고, 도 5는 도 2의 파열부의 다른 실시예를 나타내는 평면도이며, 도 6는 본 발명에 따른 에어백 내압 변화를 나타내는 그래프이다.

바람직한 차량의 에어백은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변경될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 차량의 에어백인 경우이다.

도 2는 본 발명에 따른 차량의 에어백의 일실시예를 나타내는 평면도이고, 도 3는 도 2의 파열부의 제2 실시예를 나타내는 평면도이며, 도 4은 도 3에 도시된 A-A 부분을 나타내는 단면도이다.

도 2 및 도 4를 참조하여 설명하면, 인플레이터는 쿠션(10)에 설치되고 전기적 신호로 작동되어 고압의 가스를 상기 쿠션(10)의 내부로 분사하여 전개시킨다.

쿠션(10)은 상기 인플레이터로부터 발생한 가스가 배출되어 내압을 제한하도록 ?어지고, ?어지는 단부가 모서리지게 파열부(20)가 형성된다.

파열부(20)는 중심부에 가스가 배출되도록 벤트홀(25)이 형성되어 쿠션 내부의 가스를 배출한다. 여기서, 파열부(20)는 쿠션(10)의 내압을 제한하도록 쿠션(10)에 적어도 하나 이상이 형성되어, 쿠션(10)의 내압 상승으로 인해 순차적으로 찢어진다.

파열부(20)는 상기 벤트홀(25)보다 크게 형성되고, 파열부(20)에 테어라인(30)이 형성되어 찢어지므로 파열부(20)가 찢겨져 파열홀(미도시)이 형성된다.

파열부(20)는 단부에 응력이 집중되도록 응력집중부(P)가 형성된다. 보다상세하게는, 상기 응력집중부(P)는 파열부(20)에 형성된 테어라인(30)에 형성되어 응력집중부(P)가 찢어지고, 응력집중부(P)외의 테어라인(30)이 찢겨진다.

파열부(20)는 동시에 찢겨질 수 있고, 순차적으로 찢겨지도록 시간을 달리 정할 수 있다. 즉, 순차적으로 찢겨지다가 동시에 찢겨질 수도 있으며, 동시에 찢겨지다가 순차적으로 찢겨질 수 있다. 예를들면, 5개의 파열부 형성시, 3개는 동시에 찢겨지고, 나머지 2개는 순차적으로 찢겨질 수 있고, 이와 반대로 찢겨질 수 있다.

응력집중부(P)는 상기 파열부(20)에 적어도 하나 이상이 형성된다. 상기 보강포홀(25)의 지름(R1)은 상기 파열부(20)의 지름(R2)보다 작게 형성된다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예로서 제1 실시예와 동일한 부분은 동일부호 및 동일명칭을 쓰도록 한다 본 발명에 따른 실시예를 설명하면, 상기 전단하중은 상기 보강포홀(25)이 상기 파열부(20)에 편심되게 형성되어, 상기 보강포홀(25)의 중심과 상기 파열부(20)의 상기 응력집중부(P)까지의 지름은 전단하중A이고, 상기 보강포홀(25)의 중심에서 편심된 상기 보강포홀(25)에 가까운 상기 파열부(20)의 일점까지의 지름이 전단하중B이다.

전단하중A와 상기 전단하중B는 균일하지 않은 하중차가 발생된다. 즉, 전단하중A는 전단하중B보다 상대적으로 큰 전단력이 발생되어 응력집중부(P)에 응력이 집중되어 먼저 찢어진다.

도 5는 본 발명에 따른 파열부의 다른 실시예를 나타내는 평면도이다.

도 5의 (a)를 참조하여 본 발명의 제2 실시예를 설명하면, 상기 파열부는 정방형 및 장방형으로 형성될 수 있다. 도 4의 (a)에 도시된 정방형을 예시하여 설명하면, 보강포(20a)에 정방형의 파열부(27a)가 형성되고, 파열부(27a)의 중심에 보강포홀(25a)이 형성된다. 보강포홀(25a)은 원형으로 형성되고, 보강포홀(25a)의 지름(R3)은 상기 파열부(27a)의 일변(L1)보다 짧게 형성된다. 파열부(27a)는 응력이 집중되는 응력집중부(Pa)가 꼭짓점에 형성되어 응력집중부(Pa)가 파열부(27a)보다 먼저 찢어지므로 파열부(27a)가 쉽게 파열되어 파열홀(미도시)이 형성되어 보강포홀(25a)에서 배출되는 가스량보다 많은 양의 가스량이 배출되어 상기 쿠션(10)의 내부 압력을 조절한다.

도 5의 (b)를 참조하여 본 발명의 제3 실시예를 설명하면, 보강포(20)에 활꼴로 파열부(27b)가 형성될 수 있다. 파열부(27b)의 중심에 보강포홀(25b)이 원형으로 형성되고, 상기 보강포홀(25b)의 지름(R3)은 상기 파열부(27b)의 현(L2)의 길이보다 짧게 형성된다. 파열부(27b)에 형성된 현의 일측에 응력의 집중을 받는 응력집중부(Pb)가 형성되어 응력집중부(Pb)가 먼저 찢어져 벤트홀(미도시)이 형성된다.

도 5의 (c)를 참조하여 본 발명의 제4 실시예를 설명하면, 보강포(20)는 삼각형으로 파열부(27c)가 형성될 수 있다. 파열부(27c)의 중심에 보강포홀(25c)이 형성된다. 보강포홀(25c)은 원형으로 형성되고, 보강포홀(25c)의 지름(R3)은 상기 파열부(27c)의 일변(L3)보다 짧게 형성되어 보강포홀(25c)에서 쿠션(10)의 내부 가스를 외부로 배출한다. 파열부(27c)는 응력이 집중되는 응력집중부(Pa)가 꼭짓점에 형성되어 상기 응력집중부(Pa)가 상기 파열부(27c)보다 빨리 찢어진다.

다른 실시예에 설명하면, 파열부(20)에 쿠션() 내부의 가스가 배출되도록 보강포홀(미도시)이 형성된 보강포(미도시)가 부착된다.

이하, 도면에 추가되지 아니하였으나 본발명에 따라 다음과 같은 다양한 실시예까 추가될 수 있다. 파열부는 별표형, 타원형, 마름모형, 육각형 등으로 다양하게 형성될 수 있으나, 바람직하게는 본 발명에서와 같은 원형 형상이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 어백의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 2 내지 6을 참조하면, 쿠션(10)에 벤트홀(15)과 상기 벤트홀(15)과 일치하게 보강포(20)가 폴딩되어 배치된다.

상기 쿠션(10)은 차량의 전방에서 충돌이 발생되면 인플레이터에서 고압의 가스가 분출되면서 상기 쿠션(10)이 전개된다.

이때, 상기 쿠션(10)에 형성된 쿠션홀(15)에서 저압의 가스가 배출되어 상기 쿠션(10)의 내압을 조절하게 되고, 시간이 지남에 따라 상기 쿠션(10) 내부의 압력이 높아지면서 상기 쿠션홀(15)로 배출되는 가스량보다 상기 쿠션(10)의 내부 압력이 높아지게 되어 상기 쿠션(10)이 전개된다.

쿠션(10)의 전개 중 상기 보강포(20)에 형성된 파열부(20)이 압력이 되면 파열되어 보강포홀(25)이 형성된다. 이러한 상기 보강포홀(25)로 상기 쿠션(10) 내부의 압력을 외부로 배출시키게 되므로 상기 쿠션(10)의 내압을 조절할 수 있다.

즉, 쿠션(10)의 만개시 상기 쿠션(10)은 압력이 높아 사물의 충격에 의해 더욱 크게되어 충격흡수를 위하여, 상기 벤트홀(15)과 상기 보강포홀(25)에 의해 이러한 사물이 상기 쿠션(10)에 부?치는 각도에 따라 부?히는 따른 속도 및 압력 등으로 상기 파열부(20)가 찢어지는 에어백이다.

따라서, 쿠션(10)에 형성된 벤트홀(40)의 주위에 쿠션(10)의 내부 압력으로 찢겨지는 파열부(20)가 형성되고, 파열부(20)가 찢겨질 수 있도록 테어라인(30)이 형성된다. 테어라인(30)에 내부 압력으로부터 집중받는 응력집중부(P)가 형성된다. 전단하중A에 전단력으로 인해 응력집중부(P)가 찢어지게 된다. 본 발명과 같이 상기 파열부(20)는 쿠션 및/또는 보강포 등등에 형성될 수 있으나, 쿠션(10)에 형성되는 것이 바람직할 것이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 에어백의 작용을 도 3를 참조하여 설명하면, 차량에 설치되는 쿠션(10)은 파열부(20)가 찢어지도록 테어라인(30)이 형성되고, 테어라인(30)은 슬릿과 슬릿의 간격이 파열부(20)에 각각 다르게 형성된다.

쿠션에 가스의 충진시 내압의 상태 및 시간에 따라 저압, 중압(t1), 고압(t2)으로 나뉘어 지고, 상태 및 시간에 따라 파열부(20)가 찢어지는 개수가 시간에 따라 달라진다. 여기서는 이해를 돕기위해 시간을 예로 설명한다.

즉, 저압일 경우 쿠션이 전개되며 상기 복수의 파열부(20)보다 작게 형성된 벤트홀을 통하여 쿠션 내부 가스가 외부로 배출된다. 쿠션에 가스가 충진되어 중압의 제1 시간(t1)이 되면 응력집중부(P)가 찢어진다. 응력집중부(P)가 찢어지게되면 제1 파열부(22)의 테어라인(30)도 찢어지게 되어 제1 파열홀(미도시)이 형성된다.

제1 파열홀(22) 벤트홀을 통하여 배출되던 가스량보다 많은 양의 가스가 외부로 배출되어 압력을 조절하게 된다.

상기 제1 시간(t1)보다 진행되어 제2 시간(t2)이 되면 쿠션(10)의 내압이 제1 시간(t1)보다 쿠션(10) 내압이 높아지고 높아진 쿠션(10) 내부의 가스를 배출하기 위해 제2 파열부(24)에 형성된 응력집중부(P)가 찢어지면 테어라인(30)도 찢어져 제2 파열홀(미도시)이 형성되어 제2 벤트홀보다 많은 양의 가스를 외부로 배출하여 압력을 조절한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

<주요부호의 상세한 설명>
10: 쿠션 20: 파열부
30: 테어라인 P: 응력집중부

Claims (9)

1. 인플레이터; 및
   상기 인플레이터로부터 발생한 가스가 유입되어 전개되는 쿠션을 포함하고,
   상기 쿠션은,
   상기 인플레이터로부터 발생한 가스가 배출되어 내압을 제한하도록 ?어지고, ?어지는 단부가 모서리지게 형성된 파열부를 포함하는 에어백.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 파열부는,
   적어도 하나 이상이 형성되어 내압의 변화에 따라 순차적으로 찢어지는 에어백.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 파열부는,
   단부에 응력이 집중되도록 응력집중부가 형성되고, 상기 응력집중부부터 순차적으로 찢어지는 에어백.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 응력집중부는 상기 파열부에 적어도 하나 이상이 형성되는 에어백.
   
5. 제2항에 있어서,
   상기 파열부는,
   중심부에 가스가 배출되도록 벤트홀이 형성되는 에어백.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 파열부에 상기 쿠션 내부의 가스가 배출되도록 보강포홀이 형성된 보강포가 부착되는 에어백.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 벤트홀과 상기 보강포홀의 중심이 일치하게 상기 쿠션에 상기 보강포가 부착되는 에어백.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 보강포홀이 상기 벤트홀에 편심되도록 상기 쿠션에 상기 보강포가 부착되는 에어백.
   
9. 제6항에 있어서,
   상기 파열부와 상기 보강포홀은,
   각각 크기 및 형상이 다르거나 동일하게 형성되는 에어백.
   
   

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