KR20150134790A - 에어백 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유입되는 가스에 의하여 팽창되는 메인 쿠션; 메인 쿠션의 측면 일측에 마련되며 일측에 가스가 배출되는 제2 벤트가 형성되는 보조 챔버; 및 메인 쿠션과 보조 챔버 사이에 마련되며 작동부의 동작에 따라 선택적으로 벤트를 형성하여 메인 쿠션과 보조 챔버를 연통시키는 액티브 벤트를 포함하는 에어백 모듈을 제공하여, 액티브 벤트에 의한 과도한 내압 감소를 개선하여 에어백 작동 시 탑승자의 머리나 목 상해를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

에어백 모듈{Airbag Module}

본 발명은 에어백 모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 액티브 벤트에 의한 과도한 내압 감소를 개선하여 충돌 성능을 향상시킨 에어백 모듈에 관한 것이다.

일반적으로 차량 충돌시 운전자가 탑승객을 보호하기 위하여 조향 핸들 또는 인스트루먼트 패널(instrument panel)에 에어백 모듈(Air bag module)을 장착하여 사용한다.

이러한 에어백 모듈은 차량 충돌시 에어백(Air bag)을 전개시켜 운전자 또는 탑승객이 차량 내부에 구비된 크레쉬 패드 또는 윈드 쉴드와 충돌하지 않도록 함으로써 충돌에 의한 상해를 저감시킬 수 있도록 하고 있다.

에어백 모듈은 에어백 하우징커버와 차량 충돌시 가스를 발생시키는 인플레이터(Inflator)와, 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.

인플레이터는 전자제어모듈로부터 출력되는 동작 제어신호에 의하여 점화되는 뇌관과, 뇌관이 점화됨에 따라 가스를 발생하는 가스 발생체를 포함한다.

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

이때, 가스 발생체가 가스를 급속히 발생시키기 때문에, 에어백이 급속히 팽창 및 전개되고, 이렇게 전개된 에어백 쿠션은 승객의 머리와 가슴이 관성에 의해 차량의 전방으로 이동되는 것을 방지하여 승객을 보호하며, 이와 동시에 에어백 쿠션에 형성된 벤트홀로 팽창된 가스를 배출시켜 충격 에너지를 흡수하고 충돌시 승객에게 전달되는 충격력을 효과적으로 완충하여 승객의 상해를 경감할 수 있다.

한편, 최근에는 에어백 작동 시 에어백의 과도한 압력 증가로 인하여 승객의 머리나 목 상해가 증가하는 것을 방지하기 위하여 액티브 벤트가 사용된다.

액티브 벤트는 에어백 전개시에는 벤트홀을 폐쇄한 상태로 있다가 벤트 작동 신호에 의하여 벤트홀을 개방시킴으로써 에어백 내부의 압력을 강하시킨다. 이에 의하여 에어백 내부의 압력 저하로 탑승자의 머리나 목 상해를 감소시킬 수 있다.

그러나 액티브 벤트 작동으로 벤트홀 개방 후 에어백 내부의 압력이 지속적으로 빠르게 감소함에 따라 탑승자의 머리와 목의 상대 운동이 증가하게 되고 이로 인한 목 상해가 증가하는 문제가 있다.

대한민국공개특허 제10-2013-0062521호 (2013.06.13.)

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 액티브 벤트에 의한 과도한 내압 감소를 개선하여 충돌 성능을 향상시킨 에어백 모듈을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 유입되는 가스에 의하여 팽창되는 메인 쿠션; 상기 메인 쿠션의 일면에 마련되며 일측에 가스가 배출되는 제2 벤트가 형성되는 보조 챔버; 및 상기 메인 쿠션과 상기 보조 챔버 사이에 마련되며 작동부의 동작에 따라 선택적으로 벤트를 형성하여 상기 메인 쿠션과 상기 보조 챔버를 연통시키는 액티브 벤트를 포함하는 에어백 모듈을 제공한다.

상기 메인 쿠션은 일측에 가스가 배출되는 제1 벤트가 형성될 수 있다.

상기 보조 챔버의 체적은 상기 메인 쿠션의 체적의 50% 이하로 마련될 수 있다.

상기 메인 쿠션의 일측에 형성되는 제1 벤트는 상기 보조 챔버의 일측에 형성되는 제2 벤트보다 크게 형성될 수 있다.

상기 액티브 벤트의 크기는 상기 보조 챔버의 일측에 형성되는 제2 벤트보다 크게 형성될 수 있다.

상기 보조 챔버는 상기 메인 쿠션의 양측면에 각각 마련될 수 있다.

상기 보조 챔버는 상기 메인 쿠션의 상하면 중 하나에 마련될 수 있다.

상기 보조 챔버는 상기 메인 쿠션의 전면을 포함한 상하좌우 측면 중 선택된 복수의 면에 각각 분할되어 마련될 수 있다.

본 발명의 에어백 모듈에 따르면, 액티브 벤트에 의한 과도한 내압 감소를 개선하여 에어백 작동 시 탑승자의 머리나 목 상해를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어백 모듈의 사시도이다.
도 2는 도 1의 에어백 모듈의 액티브 벤트 작동 전의 모습을 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 1의 에어백 모듈의 액티브 벤트 작동 후의 모습을 나타낸 사시도이다.
도 4는 에어백 모듈 작동 시 메인 쿠션의 압력 분포를 나타낸 그래프이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어백 모듈의 사시도이고, 도 2는 도 1의 에어백 모듈의 액티브 벤트 작동 전의 모습을 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 1의 에어백 모듈의 액티브 벤트 작동 후의 모습을 나타낸 사시도이고, 도 4는 에어백 모듈 작동 시 메인 쿠션의 압력 분포를 나타낸 그래프이다.

도 1을 참조하여 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 에어백 모듈(1)은, 유입되는 가스에 의하여 팽창되는 메인 쿠션(100)과, 메인 쿠션(100)의 측면 일측에 마련되는 보조 챔버(200)와, 메인 쿠션(100)과 보조 챔버(200) 사이에 마련되며 작동부의 동작에 따라 선택적으로 벤트를 형성하여 메인 쿠션(100)과 보조 챔버(200)를 연통시키는 액티브 벤트(300)를 포함한다.

메인 쿠션(100)은, 가스가 유입되는 유입구를 가지며, 차량 충돌 시 인플레이터(10)에 의하여 발생되는 가스가 유입되어 팽창하며 전개된다. 메인 쿠션(100)은 차량 충돌 시 팽창된 상태로 탑승자와 접촉되어 탑승자의 충돌 충격을 완화시킨다.

본 실시예에서 메인 쿠션(100)은 측면에 내부 가스를 배출시키는 제1 벤트(400)가 형성된다. 제1 벤트(400)는 메인 쿠션(100) 전개 후 탑승자가 메인 쿠션(100)에 접촉하는 경우 메인 쿠션(100) 내부의 가스를 배출시켜 탑승자의 충돌 충격을 흡수하고 완화시킨다.

보조 챔버(200)는, 메인 쿠션(100)의 일면에 마련된다. 즉, 보조 챔버(200)는 메인 쿠션(100)의 전면을 포함한 상하좌우 측면에 마련될 수 있다. 다만, 보조 챔버(200)가 메인 쿠션(100)의 전면에 형성되는 경우에는 탑승자가 충돌하는 부분을 제외한 전면 가장자리 영역에 마련된다.

보조 챔버(200)가 마련되어 추가적인 쿠션부를 형성함으로써 차량 충돌 시 탑승자의 충격 보호 영역을 확장시킬 수 있는 효과가 있다. 특히, 보조 챔버(200)가 메인 쿠션(100)의 양측면에 마련되는 경우 정면 경사 충돌 시에도 확장된 탑승자 보호 영역에 의하여 안전성이 향상될 수 있다.

본 실시예에서 보조 챔버(200)는 일측면에 하나만을 마련하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 제한될 필요는 없으며 필요에 따라 보조 챔버(200)의 크기를 분할하여 전면을 포함한 상하좌우 측면 중 선택된 측면에 복수로 마련될 수도 있다.

보조 챔버(200)는 메인 쿠션(100)보다 작은 체적을 갖도록 마련된다. 바람직하게는, 보조 챔버(200)는 메인 쿠션(100) 체적의 50% 이하로 마련된다. 보조 챔버(200)의 크기는 메인 쿠션(100)의 내압 제어시 후반 부 내압 감소 속도 저하(또는 유지) 단계의 시작 시점을 결정하기 때문에 보조 챔버(200)의 크기가 너무 큰 경우에는 메인 쿠션(100)의 내압 제어가 효과적으로 이루어지기 어렵다.

본 실시예에서 보조 챔버(200)의 측면에는 내부 가스를 배출시키는 제2 벤트(500)가 형성된다. 보조 챔버(200)에 형성되는 제2 벤트(500)의 크기는 메인 쿠션(100)에 형성되는 제1 벤트(400)의 크기보다 작게 형성된다. 제2 벤트(500)의 크기가 작게 형성됨에 따라 보조 챔버(200) 전개 후 제2 벤트(500)에 의한 메인 쿠션(100) 내압 감소 속도가 감소될 수 있다.

액티브 벤트(300)는, 메인 쿠션(100)과 보조 챔버(200) 사이에 마련되어 작동부의 동작에 따라 선택적으로 벤트를 형성한다. 구체적으로 액티브 벤트(300)의 벤트홀은 테더(tether)에 의해 폐쇄된 상태로 유지되나, ACU(Airbag Control Unit) 등의 작동부에서 테더커터를 작동시키면 테더커터가 테더를 절단함으로써 액티브 벤트(300)의 벤트홀이 개방된다. 액티브 벤트(300)의 벤트홀이 개방되면 메인 쿠션(100)과 보조 챔버(200)가 상호 연통되어 내부의 가스가 이동될 수 있다.

액티브 벤트(300)의 크기는 보조 챔버(200)에 형성되는 제2 벤트(500)보다 크게 형성된다.

이러한 구성을 갖는 에어백 모듈(1)의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

1단계로, 차량 충돌 시 메인 쿠션(100)은 인플레이터(10)로부터 유입되는 가스에 의하여 빠른 속도로 팽창하며 탑승자를 충격으로부터 보호한다.

이 단계에서는 메인 쿠션(100)에 형성되는 제1 벤트(400)에 의하여 내부 가스가 일부 배출될 수 있다. 이 단계에서는 도 2와 같이 메인 쿠션(100)만 팽창된 상태이며 메인 쿠션(100)에 형성된 제1 벤트(400)에 의해서만 가스 배출이 이루어진다.

2단계로, 메인 쿠션(100) 전개 후 일정 시간 후에 작동부에 의하여 메인 쿠션(100)과 보조 챔버(200) 사이에 마련되는 액티브 벤트(300)가 개방된다.

이 단계에서는 메인 쿠션(100)과 보조 챔버(200)가 액티브 벤트(300)에 의하여 상호 연통되어 메인 쿠션(100) 내부의 가스가 보조 챔버(200)로 이동된다. 이에 의하여 도 3에서와 같이 보조 챔버(200)가 팽창하며, 메인 쿠션(100) 내부의 압력이 빠르게 감소하여 탑승자의 머리부 상해를 감소시킬 수 있다. 이 단계에서는 메인 쿠션(100) 내부의 가스가 액티브 벤트(300) 및 제1 벤트(400)에 의하여 메인 쿠션(100)의 외부로 배출된다.

3단계로, 보조 챔버(200)가 메인 쿠션(100)으로부터 이동된 가스로 인하여 만개한 후에는 보조 챔버(200)에 형성되는 제2 벤트(500)를 통하여 보조 챔버(200) 내부의 가스가 배출된다.

기본적으로 보조 챔버(200)에 형성되는 제2 벤트(500)는 메인 쿠션(100)과 보조 챔버(200)를 연통시키는 액티브 벤트(300)보다 작게 형성되기 때문에, 이 단계에서는 메인 쿠션(100)의 내압 감소 속도가 2단계에서 메인 쿠션(100)의 내압 감소 속도보다 감소된다.

이에 의해서, 액티브 벤트(300)에 의한 과도한 내압 감소를 방지하고, 결과적으로 과도한 내압 감소에 의한 탑승자의 목 상해 증가 현상을 방지할 수 있다.

3단계가 시작되는 시점, 즉 보조 챔버(200)가 메인 쿠션(100)으로부터 가스가 유입되어 만개하는 시점은 보조 챔버(200)의 크기에 의하여 정해진다. 따라서, 보조 챔버(200)의 크기는 3단계가 시작되는 시점을 고려하여 설계된다.

도 4는 본 실시예에 따른 에어백 모듈(1)과, 일반 벤트만을 사용한 에어백 모듈 및 액티브 벤트(300)를 사용한 에어백 모듈 작동 시 메인 쿠션(100)의 내부 압력을 시간에 따라 나타낸 그래프이다.

도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 에어백 모듈(1)은 에어백 모듈(1) 작동 후 메인 쿠션(100)의 내압이 3단계로 제어됨에 따라 탑승자의 머리 및 목 부분의 상해를 안정적으로 감소시킬 수 있는 효과가 있음을 알 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 에어백 모듈(1)에 의하면, 액티브 벤트(300)에 의한 메인 쿠션(100)의 과도한 내압 감소를 개선하여 에어백 작동 시 탑승자의 머리나 목 상해를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 종래 액티브 벤트(300)가 마련되는 에어백 모듈에 보조 챔버(200)만을 추가로 장착하여 사용함으로써 제작이 용이하며 메인 쿠션(100) 내부 압력을 3단계로 제어하는 작동 성능이 우수한 효과가 있다.

더불어, 일반적으로 에어백 모듈에서 쿠션의 체적 증대시에는 사용되는 인플레이터(10)의 압력을 증대하여 사용하여야 하나, 본 실시예의 에어백 모듈(1)에서는 초기에 메인 쿠션(100)이 전개되는 구성은 종래와 동일하므로 종래의 경량화 인플레이터(10)를 적용하여도 무방하다. 즉, 본 발명의 에어백 모듈(1)은 보조 챔버(200)에 의해서 탑승자 보호 영역이 증대하나, 인플레이터(10)의 용량을 늘리지 않아도 대응이 가능하여 원가 절감의 효과가 있다.

전술한 실시예에서는, 보조 챔버(200)에 형성되는 제2 벤트(500)의 크기를 제한하여 에어백 모듈(1) 작동 후반에 메인 쿠션(100)의 내압 감소 속도를 종래보다 감소시켰으나, 본 발명의 권리범위는 이에 제한될 필요는 없다.

예를 들어, 보조 챔버(200)에는 제2 벤트(500)가 형성되지 않아도 무방하다. 이 경우에는 에어백 모듈(1) 작동 시 보조 챔버(200)가 팽창되어 전개된 후에 메인 쿠션(100)에 형성되는 제1 벤트(400)에 의해서만 가스가 배출되므로 메인 쿠션(100)의 내압 감소 속도가 더욱 감소될 수 있다.

또한, 경우에 따라서는 메인 쿠션(100)에 제1 벤트(400)가 형성되지 않을 수도 있다. 이 경우에도 메인 쿠션(100)의 내압이 3단계로 제어될 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1 : 에어백 모듈
10 : 인플레이터
100 : 메인 쿠션
200 : 보조 챔버
300 : 액티브 벤트
400 : 제1 벤트
500 : 제2 벤트

Claims (8)

1. 유입되는 가스에 의하여 팽창되는 메인 쿠션;
   상기 메인 쿠션의 일면에 마련되며 일측에 가스가 배출되는 제2 벤트가 형성되는 보조 챔버; 및
   상기 메인 쿠션과 상기 보조 챔버 사이에 마련되며 작동부의 동작에 따라 선택적으로 벤트를 형성하여 상기 메인 쿠션과 상기 보조 챔버를 연통시키는 액티브 벤트를 포함하는 에어백 모듈.
2. 제1항에 있어서,
   상기 메인 쿠션은 일측에 가스가 배출되는 제1 벤트가 형성되는 것을 특징으로 하는 에어백 모듈.
3. 제1항에 있어서,
   상기 보조 챔버의 체적은 상기 메인 쿠션의 체적의 50% 이하로 마련되는 것을 특징으로 하는 에어백 모듈.
4. 제1항에 있어서,
   상기 메인 쿠션의 일측에 형성되는 제1 벤트는 상기 보조 챔버의 일측에 형성되는 제2 벤트보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 에어백 모듈.
5. 제1항에 있어서,
   상기 액티브 벤트의 크기는 상기 보조 챔버의 일측에 형성되는 제2 벤트보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 에어백 모듈.
6. 제1항에 있어서,
   상기 보조 챔버는 상기 메인 쿠션의 양측면에 각각 마련되는 것을 특징으로 하는 에어백 모듈.
7. 제1항에 있어서,
   상기 보조 챔버는 상기 메인 쿠션의 상하면 중 하나에 마련되는 것을 특징으로 하는 에어백 모듈.
8. 제1항에 있어서,
   상기 보조 챔버는 상기 메인 쿠션의 전면을 포함한 상하좌우 측면 중 선택된 복수의 면에 각각 분할되어 마련되는 것을 특징으로 하는 에어백 모듈.

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