KR20170064367A - 무릎 에어백 장치 - Google Patents

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Abstract

무릎 에어백 장치가 제공된다. 장치는 차량의 인스트루먼트 패널의 내부에 배치되고, 일측이 개방된 개구를 갖는 하우징; 상기 하우징에 결합되고, 정면 충돌이 일어나는 경우 또는 정면 충돌이 감지되는 경우 중 적어도 한 경우에 동작되어 가스를 발생시키는 가스 발생부재; 상기 인스트루먼트 패널 내에 배치된 하우징에 절첩 상태로 수용되고, 상기 가스 발생부재로부터 공급되는 가스에 의해 초기 전개되는 근단부 및 상기 근단부로터 연장되어 상기 인스트루먼트패널의 외면을 따라 상향 전개되는 경사 팽창부를 갖는 에어백; 및 상기 에어백의 내부에서 상기 에어백의 근단부(root portion)로부터 상기 에어백의 경사 팽창부로 연장되고 상기 차량의 폭 방향을 따라 일정 간격을 두고 배치된 복수의 수직 방향 분할부재를 포함한다.

Description

무릎 에어백 장치{KNEE AIRBAG APPARATUS}
본 발명은 차량용 에어백 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 승객의 다리를 보호하는 무릎 에어백 장치에 관한 것이다.
무릎 에어백 장치는 차량 충돌 시 승객의 다리를 보호하도록 된 것으로서, 에어백이 인스트루먼트 패널과 승객의 하지(lower legs), 예컨대 정강이(tibia) 사이에서 전개된다.
에어백은 자동차 충돌 시 승객이 높은 가속도(high acceleration)로 인스트루먼트 패널에 충돌하는 것을 방지한다. 인스프루트 패널은 고강도(high stiffness)의 재질로 형성되어 높은 가속도로 인스트루먼트 패널에 충돌하는 동안 승객의 다리에 큰 충격(high force)을 초래한다.
에어백은 승객이 자동차의 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.
무릎 에어백 장치는 인스트루먼트 패널의 하부에 설치되어 에어백이 차량의 바닥을 향하여 초기 전개된 후 인스트루먼트 패널을 따라 차량의 상부로 전개되도록 구성된다 ("로우 마운팅 무릎 에어백 장치"로 불림).
따라서 이와 같은 무릎 에어백 장치는 인스트루먼트 패널의 형상을 따라 에어백을 차량의 상부로 효과적으로 전개시키도록 다양한 전개경로에 관한 연구가 이루어지고 있다.
미국특허공개번호 US 2012/0025498 미국특허공개번호 US 2012/0091696
본 발명의 목적은 에어백 전개 시 에어백이 하우징 및 인스트루먼트패널이 결합된 부근을 중심으로 에어백이 원활하게 직립되도록 유도하는 무릎 에어백 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 차량 충돌 시 승객의 다리가 차량의 내부구조물, 예컨대, 센터 페시아 또는 인스트루먼트 패널, 또는 차량의 도어 내측 등으로부터 승객의 다리를 구속 가능한 무릎 에어백 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시 예를 따르면, 차량의 인스트루먼트 패널의 내부에 배치되고, 일측이 개방된 개구를 갖는 하우징; 상기 하우징에 결합되고, 정면 충돌이 일어나는 경우 또는 정면 충돌이 감지되는 경우 중 적어도 한 경우에 동작되어 가스를 발생시키는 가스 발생부재; 상기 인스트루먼트 패널 내에 배치된 하우징에 절첩 상태로 수용되고, 상기 가스 발생부재로부터 공급되는 가스에 의해 초기 전개되는 근단부 및 상기 근단부로터 연장되어 상기 인스트루먼트 패널의 외면을 따라 상향 전개되는 경사팽창부를 갖는 에어백; 및 상기 에어백의 내부에서 상기 에어백의 근단부(root portion)로부터 상기 에어백의 경사팽창부로 연장되고 상기 차량의 폭 방향을 따라 일정 간격을 두고 배치된 복수의 수직 방향 분할부재를 포함하는 무릎 에어백 장치가 제공된다.
상기 수직 방향 분할부재는 상기 인스트루먼트 패널의 외부 표면과 대응된 형상을 갖도록 구성될 수 있다.
상기 수직 방향 분할부재는 상기 하우징의 상기 개구와 상기 인스트루먼트 패널이 이웃하는 부분과 대응하는 위치에서의 폭이 상기 수직 방향 분할부재의 양단의 폭보다 상대적으로 작게 형성될 수 있다.
상기 수직 방향 분할부재의 폭은 상기 에어백의 양단의 전, 후 방향 팽창 두께보다 작게 형성될 수 있다.
상기 수직 방향 분할부재는 상기 에어백의 근단부에 결합된 하부 수직 방향 분할부재 및 상기 에어백의 상부에 결합된 상부 수직 방향 분할부재를 포함하며, 상기 하부 수직 방향 분할부재의 일단 및 상기 하부 수직 방향 분할 부재의 상기 일단과 마주하는 상기 상부 수직 방향 분할부재의 일단은 상기 하우징의 상기 개구와 상기 인스트루먼트 패널이 이웃하는 부분(코너부)과 대응하는 위치를 중심으로 부채꼴 형상을 갖도록 배치될 수 있다.
상기 하부 수직 방향 분할 부재의 상기 일단 및 상기 하부 수직 방향 분할 부재의 상기 일단과 마주하는 상기 상, 하부 수직 방향 분할부재의 일단은 상기 하부 수직 방향 분할 부재의 타단 및 상기 상부 수직 방향 분할 부재의 타단의 폭보다 작게 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예를 따르면, 무릎 에어백의 내부에 에어백의 수직 방향으로 연장된 복수의 수직 방향 분할 부재를 구비하여 차량의 폭 방향으로 승객의 다리가 유동하는 것을 방지하여 승객의 다리를 효과적으로 보호할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예를 따르면, 무릎 에어백의 내부에 인스트루먼트 패널의 외면과 대응된 형상을 갖는 수직 방향 분할 부재를 구비하여 에어백 팽창 시 에어백이 인스트루먼트 패널을 향하여 빠르게 이동하면서 상향 전개될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예를 따른 무릎 에어백 장치의 구성을 도시한 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예를 따른 무릎 에어백의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예를 따른 무릎 에어백의 정면도이다.
도 4는 도 2의 선 Ⅳ-Ⅳ을 따라 취해진 단면도이다.
도 5는 도 2의 선 Ⅴ-Ⅴ을 따라 취해진 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예를 따른 무릎 에어백 장치의 구성을 도시한 측면도이다.
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, “U”는 차량의 상방, “L”은 차량의 하방, “F”는 차량의 전방, “R”은 차량의 후방, “I”는 차량의 내측 방향, “O”는 차량의 외측 방향을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예를 따른 무릎 에어백 장치의 구성을 도시한 측면도이다.
도 1을 참조하면, 무릎 에어백 장치(1)는 에어백(100), 차량의 충돌 시 에어백(100)에 가스를 공급하는 가스발생부재(3, 이하 “인플레이터”라 칭함), 에어백(100) 및 인플레이터(3)를 수납하기 위한 하우징(5) 및 하우징(5)의 개구(5a)를 커버하는 도어(7)를 포함한다.
하우징(5)은 인스트루먼트 패널(2)의 하부에 배치되어 개구(5a)가 차량의 바닥(B)을 향할 수 있다. 다른 실시 예로 하우징(5)은 인스트루먼트 패널(2)의 상부 또는 스티어링 휠 컬럼(미도시)의 내부에 배치될 수 있다.
에어백(100)은 하우징(5)의 내부에 절첩 상태로 수용된다. 에어백(100)은 차량 충돌 시 하우징(5)의 도어(7)을 차량의 바닥(B)을 향하여 밀어내고, 개구(5a)를 통하여 하우징(5)의 외부로 배출된 후 인스트루먼트 패널(2)의 외면을 따라 상향 전개된다.
에어백(100)은 인스트루먼트 패널(2)에 인접하는 전방 패널(110) 및 승객의 다리(K)와 인접하는 후방패널(130)을 포함한다.
전방패널(110)의 상, 하 방향(U, L)을 따르는 수직 길이(Lf)는 후방 패널(130)의 길이(Lr)보다 짧게 형성된다. 그 결과, 전방패널(110) 및 후방 패널(130)에 가스가 비 공급된 상태에서 전방 패널(110) 및 후방 패널(130)이 서로 마주하도록 접촉시킬 경우 후방 패널(130)에는 주름부가 형성될 수 있다.
에어백(100)의 전방 패널(110) 및 후방 패널(130)의 사이에는 복수의 수직 방향 분할 부재(200)가 배치된다.
수직 방향 분할 부재(200)는 차량의 폭 방향으로 에어백(100)의 내부 공간을 분할한다. 수직 방향 분할 부재(200)는 에어백(100) 팽창 시, 인스트루먼트 패널(2)의 외면과 대응된 형태를 갖도록 구성된다.
수직 방향 분할부재(200)는 에어백(100) 팽창 시, 에어백(100)이 인스트루먼트 패널(2) 및 하우징(5)의 개구(5a)가 인접한 부분(2a, 이하 “코너부”라 칭함)에서 회전되어 인스트루먼트 패널(2)의 외면을 따라 빠르게 상향 전개되도록 유도 가능한 형상을 갖는다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예를 따른 무릎 에어백의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예를 따른 무릎 에어백의 정면도이고, 도 4는 도 2의 선 Ⅳ-Ⅳ을 따라 취해진 단면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 에어백(100)은 에어백 팽창 시, 근단부(101, roof portion) 및 근단부(101)로부터 상향 경사지게 팽창 전개하는 경사 팽창부(103)를 포함한다. 팽창된 에어백(100)의 측면 형상은 대략 “L”자 형상을 가질 수 있다.
에어백(100)의 전방 패널(110) 및 후방 패널(130)의 사이에는 복수의 수직 방향 분할 부재(200)가 배치된다. 각각의 수직 방향 분할 부재(200)는 적어도 하나의 관통홀(201)을 포함한다.
수직 방향 분할 부재(200)는 팽창된 에어백(100)의 측면 형상과 대응하는 대략 “L”자 형상을 가지며, 그 일단이 코너부(2a)로부터 일정 간격(D)을 두고 배치된다. 이러한 구성으로 에어백(100)의 내부에는 인플레이터(3)와 인접한 공통 통로(P1)가 형성되고, 공통 통로(P1)와 연통하는 복수의 분할통로(P2)가 형성된다.
인플레이터(3)로부터 발생된 가스는 공통 통로(P1)으로 1차적으로 공급되어 에어백(100)의 근단부(101)가 먼저 팽창되고, 이후 복수의 분할통로(P2)로 상향 공급되어 에어백(100)의 경사 팽창부(103)가 팽창한다. 이때, 수직 방향 분할 부재(200)의 관통홀(201)을 통하여 각각의 분할 통로(P2) 내의 가스가 원활하게 소통되어 에어백(100)이 원활하게 팽창전개 되도록 한다.
팽창된 에어백(100)의 외부 표면은 수직 방향 분할 부재(200)에 의해 그 폭 방향을 따라 복수의 오목홈(105)이 형성된다. 오목홈(105)은 팽창된 에어백(100)의 상하 방향(U, L)을 따라 수직으로 배치되어 승객의 다리(K)와 대략 나란하게 배치된다. 그 결과, 차량 충돌이 일어나거나 충돌이 감지된 경우, 에어백(100)이 팽창하고, 팽창된 에어백(100)의 표면에 승객의 다리(K)가 접촉할 경우 수직 방향을 따라 오목하게 형성된 오목홈(105)에 의해 승객의 다리(K)가 구속될 수 있다. 즉, 오목홈(105)에 의해 승객의 다리(K)가 차량의 폭 방향을 따라 유동되는 것이 구속 가능하여 승객의 다리(K)가 차량의 내부 구조물, 예컨대 센터 페시아, 인스트루먼트 패널 또는 차량 도어의 내측에 접촉되는 것을 방지하여 승객 다리(K)의 상해를 줄일 수 있다.
수직 방향 분할 부재(200)의 절곡부 부근은 그 양단의 폭 보다 상대적으로 작은 폭(T1)을 갖도록 형성될 수 있다(도 1 및 도 4 참조). 수직 방향 분할 부재(200)의 절곡부는 인스트루먼트 패널(2) 및 에어백 하우징(5)이 이웃하는 인스트루먼트 패널(2)의 코너부(2a, 도 1 참조)와 실질적으로 대응한다.
이러한 구성을 통하여 에어백 팽창 시, 에어백(100)의 근단부(101) 및 경사 팽창부(103)의 경계부는 상대적으로 작은 팽창 두께를 가지므로 힌지 역할을 수행한다. 그 결과, 에어백 팽창 시 에어백(100)의 경사 팽창부(103)가 더욱 빠르게 인스트루먼트 패널(2)의 외면을 향하면서 상향 팽창 가능하여 승객의 다리(K)를 효과적으로 보호할 수 있다.
도 5는 도 2의 선 Ⅴ-Ⅴ를 따라 취해진 단면도이다.
도 5를 참조하면, 에어백(100)의 전방 패널(110) 및 후방 패널(130)의 사이에 수직 방향 분할 부재(200)가 재봉라인(S)을 통하여 결합될 수 있다.
수직 방향 분할 부재(200)의 폭(W)은 팽창된 에어백(100)의 양측 챔버(E1, E2)의 팽창 두께(T)보다 작게 형성된다.
그 결과, 수직 방향 분할 부재(200)는 에어백(100)의 중앙에 배치된 중앙 챔버(E3, E4)의 팽창 두께를 양측 챔버(E1, E2)의 두께(T))보다 작게 구속한다. 따라서, 승객의 다리(K)는 중앙 챔버(E3, E4)보다 돌출된 양측 챔버(E1, E2)에 구속되어 차량의 폭 방향으로 유동되는 것이 저지된다. 그리하여, 승객의 다리(K)가 차량의 내부 구조물, 예컨대, 센터 페시아, 인스트루먼트 패널, 또는 차량 도어의 내측에 충돌하는 것을 방지하여 승객의 다리(K)를 보호한다. 도 5에서는 두 개의 중앙 챔버(E3,E4)를 포함하는 에어백(100)이 도시된다. 그러나, 에어백(100)은 2개 이상의 중앙 챔버를 포함할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예를 따른 무릎 에어백 장치의 구성을 도시한 측면도이다.
상술한 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 명기하며 중복된 설명은 생략한다.
도 6을 참조하면, 수직 방향 분할 부재(200)는 하부 수직 방향 분할 부재(203) 및 상부 수직 방향 분할 부재(205)를 포함할 수 있다.
하부 수직 방향 분할 부재(203)는 에어백(100)의 근단부(101)에 배치되고, 상부 수직 방향 분할 부재(205)는 에어백(100)의 경사 팽창부(103)에 배치된다.
하부 수직 방향 분할 부재(203) 및 상부 수직 방향 분할 부재(205)의 서로 마주하는 각각의 일단(203a, 205a)의 폭(W1, W2)은 상, 하부 수직 방향 분할 부재(205, 203) 각각의 타단(205b, 203b)에 비하여 상대적으로 작게 형성될 수 있다. 즉, 하부 수직 방향 분할 부재(203) 및 상부 수직 방향 분할 부재(205)는 대략 사다리꼴로 형성될 수 있다.
또한, 하부 수직 방향 분할 부재(203)의 일단(203a) 및 상부 수직 방향 분할 부재(205)의 일단(205a)은 하우징(5) 및 인플레이터(2) 사이의 코너부(2a)를 중심으로 부채꼴 형상으로 배치될 수 있다. 이러한 구성으로, 후방 패널(130)에서 하부 수직 방향 분할 부재(203)의 일단(203a) 및 상부 수직 방향 분할 부재(205)의 일단(205a)의 사이에 주름부(131)를 형성할 수 있다.
본 발명의 실시 예를 따르면, 에어백(100) 팽창 시, 코너부(2a)와 대응하는 에어백(100)의 부분이 다른 비하여 상대적으로 얇게 팽창하여 힌지부를 이룬다, 한편, 에어백 팽창 시, 주름부(131)는 코너부(2a)를 중심으로 펼쳐진다. 그리하여 에어백(100)의 경사 팽창부(103)가 빠르게 인스트루먼트 패널(2)의 외면을 향하면서 빠르게 상향 팽창 전개한다.
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.
1: 에어백 장치 2: 인스트루먼트 패널
2a: 코너부 3: 가스발생부재
5: 하우징 5a: 개구
100: 에어백 101: 근단부
103: 경사 팽창부

Claims (6)

  1. 차량의 인스트루먼트 패널의 내부에 배치되고, 일측이 개방된 개구를 갖는 하우징;
    상기 하우징에 결합되고, 정면 충돌이 일어나는 경우 또는 정면 충돌이 감지되는 경우 중 적어도 한 경우에 동작되어 가스를 발생시키는 가스 발생부재;
    상기 인스트루먼트 패널 내에 배치된 하우징에 절첩 상태로 수용되고, 상기 가스 발생부재로부터 공급되는 가스에 의해 초기 전개되는 근단부 및 상기 근단부로터 연장되어 상기 인스트루먼트 패널의 외면을 따라 상향 전개되는 경사팽창부를 갖는 에어백 및
    상기 에어백의 내부에서 상기 에어백의 근단부로부터 상기 에어백의 경사팽창부로 연장되고 상기 차량의 폭 방향을 따라 일정 간격을 두고 배치된 복수의 수직 방향 분할 부재를 포함하는 무릎 에어백 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 수직 방향 분할 부재는 상기 인스트루먼트 패널의 외부 표면과 대응된 형상을 갖도록 구성된 무릎 에어백 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 수직 방향 분할 부재는 상기 하우징의 상기 개구와 상기 인스트루먼트 패널이 이웃하는 부분과 대응하는 위치에서의 폭이 상기 수직 방향 분할 부재의 양단의 폭보다 상대적으로 작게 형성된 무릎 에어백 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 수직 방향 분할 부재의 폭은 상기 에어백의 양측의 전, 후 방향 팽창 두께보다 작게 형성된 무릎 에어백 장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 수직 방향 분할 부재는 상기 에어백의 근단부에 결합된 하부 수직 방향 분할 부재 및 상기 에어백의 상부에 결합된 상부 수직 방향 분할부재를 포함하며,
    상기 하부 수직 방향 분할 부재의 일단 및 상기 하부 수직 방향 분할 부재의 상기 일단과 마주하는 상기 상부 수직 방향 분할 부재의 일단은 상기 하우징의 상기 개구와 상기 인스트루먼트 패널이 이웃하는 부분과 대응하는 위치를 중심으로 부채꼴 형상을 갖도록 배치된 무릎 에어백 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 하부 수직 방향 분할 부재의 상기 일단 및 상기 하부 수직 방향 분할 부재의 상기 일단과 마주하는 상기 상, 하부 수직 방향 분할 부재의 일단은 상기 하부 수직 방향 분할 부재의 타단 및 상기 상부 수직 방향 분할 부재의 타단의 폭보다 작게 구성된 무릎 에어백 장치.


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