KR20200062736A - 차량의 측면 충돌시 운전자의 머리를 보호할 수 있는 에어백 모듈을 구비한 스티어링 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 운전석에 위치한 사용자에 의해 회전되어 차량의 주행 방향을 제어하는 스티어링 휠; 및 상기 스티어링 휠의 중앙부에 배치되며, 상기 스티어링 휠의 회전에 독립적인 에어백 모듈;을 포함하고, 상기 에어백 모듈은, 차량에 인가된 충격을 감지하는 센서; 상기 센서로부터 신호를 수신받아 고압 가스를 분출하는 인플레이터; 및 상기 인플레이터로부터 가스를 공급받아 상기 스티어링 휠로부터 운전석으로 전개하되, 상기 운전석의 중앙을 기준으로 양측으로 전개되는 에어백;을 포함하는 스티어링 장치에 관한 것이다.

Description

차량의 측면 충돌시 운전자의 머리를 보호할 수 있는 에어백 모듈을 구비한 스티어링 장치{STEERING DEVICE HAVING AIRBAG MODULE CAPABLE OF PROTECTING DRIVER'S HEAD IN SIDE COLLISION OF THE VEHICLE}

본 발명은 차량의 측면 충돌시 운전자의 머리를 보호할 수 있는 에어백 모듈을 구비한 스티어링 장치에 관한 것이다.

에어백(air-bag) 모듈이란 사고시 차량의 탑승객의 안전을 위한 것으로서, 차량이 사고 등으로 일정 이상의 충격을 받으면 작동기체의 순간적인 팽창을 통해 에어백을 부풀려 탑승객이 2차적 충격에 의해 부상당하는 것을 방지하는 역할을 한다.

에어백 모듈은 탑승객의 보호를 위해 차량의 다양한 위치에 설치되는데, 운전석의 경우 일반적으로 스티어링 휠의 중앙부에 배치가 된다.

운전자를 위한 에어백은 스티어링 휠의 중앙부에 배치되기 때문에 그 형상이 둥그런 것으로 제한된다. 만약, 운전자를 위한 에어백이 비대칭적이라면 스티어링 휠의 회전에 따라 팽창되는 방향이 달라지게 되어, 오히려 에어백이 운전자를 부상케할 가능성이 높아지기 때문이다.

또한, 스티어링 휠에 에어백 모듈이 설치될 수 있는 공간은 제한되어 있다. 즉, 조수석과 같이 운전석이 아닌 위치에 비해 팽창전 에어백을 충분히 수용할 수 있는 공간이 부족하다. 결국 운전자를 보호하기 위해서 단순히 에어백의 부피를 증가시키는 것도 쉽지 않다.

특히, 종래의 둥그런 형상의 에어백(23')은 도 1에 도시된 바와 같이, 측면 충돌 사고가 발생한 경우 사용자의 머리(H)가 일측으로 기울어지게 되는데, 이 경우 둥그런 형상의 에어백(23')의 측면으로 운전자의 머리(H)가 미끄러져 에어백(23')이 운전자를 보호하지 못하는 문제가 발생한다.

따라서 이와 같은 문제를 해결할 수 있는 방안이 필요하다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 스티어링 휠에 설치되어 있음에도 불구하고, 차량의 측면 추돌시에도 운전자를 보호할 수 있는 에어백 모듈을 포함하는 스티어링 장치를 제공하고자 한다. 한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.

상기 일 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어링 장치는 운전석에 위치한 사용자에 의해 회전되어 차량의 주행 방향을 제어하는 스티어링 휠; 및 상기 스티어링 휠의 중앙부에 배치되며, 상기 스티어링 휠의 회전에 독립적인 에어백 모듈;을 포함하고, 상기 에어백 모듈은, 차량에 인가된 충격을 감지하는 센서; 상기 센서로부터 신호를 수신받아 고압 가스를 분출하는 인플레이터; 및 상기 인플레이터로부터 가스를 공급받아 상기 스티어링 휠로부터 운전석으로 전개하되, 상기 운전석의 중앙을 기준으로 양측으로 전개되는 에어백;을 포함한다.

일 예에 있어서, 상기 스티어링 휠과 연결되며 내부에 중공을 가지진 원통 형상인 스티어링 컬럼; 및 상기 에어백 모듈과 연결되며, 상기 중공에 배치되는 원통 형상인 에어백 컬럼;을 더 포함하고, 상기 에어백 컬럼은 상기 스티어링 컬럼의 회전에 독립적일 수 있다.

일 예에 있어서, 상기 에어백은, 상기 운전자의 일측으로 길게 전개되는 제1에어백; 및 상기 운전자의 타측으로 길게 전개되는 제2에어백;을 포함할 수 있다.

일 예에 있어서, 상기 에어백은 'U'자 형상일 수 있다.

일 예에 있어서, 상기 에어백은 'V'자 형상일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스티어링 장치는 에어백 모듈이 스티어링 휠의 중앙부에 배치되되 스티어링 휠의 회전에 독립적으로 배치함으로써, 차량의 주행 중에 스티어링 휠이 회전하더라도 에어백이 항상 운전자의 양측으로 전개된다. 따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어링 장치를 이용함으로써, 차량에 측면 충돌이 발생한 경우에도 운전자를 안전하게 보호할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어링 장치는 에어백 모듈이 스티어링 휠의 회전에 독립적이기 때문에 에어백 커버에 디자인된 자동차 메이커 마크가 회전하지 않아 자동차의 인테리어의 미감을 향상시킬 수 있다.

한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.

도 1은 차량 주행중 측면 충돌사고가 발생한 경우를 시뮬레이션 한 결과로서, 종래의 에어백에 의해 운전자가 보호받지 못하고 있는 것을 설명하기 위한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어링 장치의 개략적 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 스티어링 장치의 개략적 단면도이다.
도 4는 에어백의 전개시 형상으로서, 전개시 U자 형상을 가지는 에어백의 개략적 사시도이다.
도 5는 에어백의 전개시 형상으로서, 전개시 V자 형상을 가지는 에어백의 개략적 사시도이다.
※ 첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어링 장치의 개략적 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어링 장치의 개략적 단면도이다.

이하, 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어링 장치(100)는 스티어링 모듈(10)과 에어백 모듈(20)을 포함한다.

스티어링 모듈(10)은 운전자가 차량의 주행 방향을 제어하기 위해 조작하게 되는 스티어링 휠(11)을 포함한다. 즉, 운전자가 스티어링 휠(11)을 회전(R)하면 기어 또는 피스톤 등을 통해 타이 로드(Tie rod)로 힘이 전달되어 차량 주행 방향이 변경된다.

스티어링 휠(11)은 중앙부에 에어백 모듈(20)을 수용할 수 있는 수용공간(15)을 가진다. 스티어링 휠(11)은 스포크(12)를 통해 스티어링 하우징(13)과 연결된다. 스티어링 하우징(13)은 스티어링 컬럼(31)과 결합되어, 스티어링 휠(11)이 회전(R)함에 따라 스티어링 컬럼(31)도 종속적으로 회전(R)하게 된다. 이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어링 장치(100)의 스티어링 컬럼(31)은 내부에 중공을 가지는 원통 형상으로 형성될 수 있다.

에어백 모듈(20)은 스티어링 휠(11)의 중앙부에 위치한 수용공간(15)에 설치된다. 에어백 모듈(20)은 에어백 하우징(25)의 내부에 인플레이터(22)와 에어백(23)을 수용하고 있으며, 에어백 하우징(25)은 에어백 커버(24)로 밀폐되어 있다. 차량에 일정 기준 이상의 충격이 가해지면 에어백 센서(21)에서 신호를 발생한다. 인플레이터(22)는 에어백 센서(21)에서 송신된 신호를 수신하여 고압의 가스를 분출한다. 예컨대, 인플레이터(22)는 점화정치에 의해 아질산나트륨과 같은 가스발생제를 순간적으로 연소시켜 고압의 가스를 배출할 수 있다. 에어백(23)은 인플레이터(22)로부터 고압의 가스를 공급받아 스티어링 휠(10)로부터 운전석 방향으로 전개된다.

한편, 종래에는 운전석에 설치된 에어백은 도 1에 도시된 바와 같이 에어백(23')이 둥그런 형상이었다. 따라서, 종래의 에어백(23')은 차량의 측면 추돌시에 에어백(23')이 운전자의 머리(H)가 일측으로 기울어져 충격되는 것을 방지하기 어렵다.

하지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어링 장치(100)의 에어백(23)은 둥그런 형상이 아니라 운전석의 중앙을 기준으로 양측으로 전개되는 형상을 가질 수 있다. 즉, 차량의 측면 추돌시에도 에어백(23)이 운전자의 양측으로 전개되어 운전자의 몸 또는 머리가 일측으로 기울어져 충격되는 것을 방지할 수 있다.

구체적으로 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어링 장치(100)의 에어백(23)은 도 4에 도시된 바와 같이 'U'자 형상일 수 있다. 이때, 운전자의 일측으로 길게 전개되는 부분을 제1에어백(23a)라 하고, 운전자의 타측으로 길게 전개되는 부분을 제2에어백(23b)라 할 수 있다.

유의할 점은 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어링 장치(100)가 운전자를 양측을 향해 길게 전개된다는 것이다. 이에 따라, 제1에어백(23a)과 제2에어백(23b) 사이에는 수용부(P)가 형성된다. 차량이 충돌하여 에어백이 전개될 경우 제1에어백(23a)과 제2에어백(23b) 사이에 위치하는 수용부(P)가 운전자, 특히 운전자의 머리가 일측으로 기울어져 충격되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 종래의 둥그런 형상의 에어백(23')이 전방위로 전개되는 것과 달리 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어링 장치(100)의 에어백(23)은 운전자를 향해 길게 전개되므로, 종래에 이용되는 것과 동등한 수준의 인플레이터(22)만으로도 충분히 빠르게 팽창이 가능하다는 장점이 있다. 한편, 에어백(23)이 운전자를 향해 길게 전개된다는 것은 전개된 제1 및 제2에어백(23a, 23b)이 두께보다 길이가 긴 종횡비를 가진다는 것을 의미하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 스티어링 장치(100)의 에어백(23)은 또 다른 형태를 가질 수 있으며, 도 5에 도시된 바와 같이 'V'자 형상일 수 있다 이때, 운전자의 일측으로 길게 전개되는 부분을 제1에어백(23a)라 하고, 운전자의 타측으로 길게 전개되는 부분을 제2에어백(23b)라 할 수 있다. 또한, 제1에어백(23a)과 제2에어백(23b) 사이에는 수용부(P)가 형성된다.

종래에 운전석에 설치된 에어백(23')은 도 1에 도시된 바와 같이 둥그런 형상일 수 밖에 없었다. 운전석에 설치된 에어백(23')은 스티어링 휠(11)의 중앙부에 설치되는데 차량의 주행 중에는 스티어링 휠(11)이 회전되는 것이 불가피하기 때문이다. 즉, 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어링 장치(100)의 에어백(23)은 일반적인 에어백과 달리 스티어링 장치(100)를 축으로 회전할 경우에 형상이 달라지므로, 종래의 일반적인 스티어링 장치에 본 발명의 에어백(23)을 설치한다면 스티어링 휠이 0도 회전한 경우에는 운전자를 기준으로 양측으로 전개되지만, 90도 회전한 경우에 운전자를 기준으로 상하로 전개된다. 이와 같이 스티어링 휠의 각도에 따라 에어백이 전개되더라도 운전자를 안전하게 보호하기 힘들 뿐만 아니라, 오히려 운전자를 더 크게 부상케하는 문제가 발생할 수 있다.

따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어링 장치(100)는 종래와 달리 에어백 모듈(20)을 스티어링 휠(11)의 회전(R)에 독립적으로 설치함으로써, 본 발명의 에어백(23)을 이용하더라도 스티어링 휠(11)의 회전에 따라 전개되는 에어백(23)의 형상이 달라지는 것을 방지할 수 있다.

상술한 바와 같이, 스티어링 휠(11)은 내부에 중공을 가지는 원통 형상의 스티어링 컬럼(31)과 연결되는데, 스티어링 컬럼(31)의 중공에는 원통 형상의 에어백 컬럼(41)이 배치된다. 스티어링 컬럼(31)과 에어백 컬럼(41)의 사이에는 베어링이 설치될 수 있으며, 스티어링 컬럼(31)이 회전(R)하더라도 에어백 컬럼(41)은 회전하지 않고 고정되어 있다.

특히, 베어링으로는 마그네틱 베어링을 이용할 수 있다. 예컨대, 스티어링 컬럼(31)의 내면과 에어백 컬럼(41)의 외면을 서로 다른 자성을 가지도록 하여, 서로 이격된 상태로 스티어링 컬럼(31)이 회전(R)하더라도 에어백 컬럼(41)은 회전하지 않도록 할 수 있다.

나아가, 에어백 모듈(20)이 에에백 컬럼(41)의 설치부(42)에 고정설치될 수 있다. 이때, 에어백 모듈(20)과 에어백 컬럼(41)의 설치부(42)는 볼트(27)를 볼트 구멍(47)에 체결함으로써 고정될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

이처럼 스티어링 컬럼(31)의 중공에 에어백 컬럼(31)을 설치할 경우, 종래의 스티어링 시스템에 큰 변화 없이 본 명세서에서 제안하고자 하는 에어백(23)을 스티어링 휠(11)의 회전과 무관하도록 설치할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 스티어링 장치(100)는 운전자의 양측으로 전개되는 에어백을 스티어링 장치의 회전과 독립적이도록 설치함으로써, 차량의 측면 또는 대각 충돌시에도 운전자를 안전하게 보호할 수 있다.

발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.

Claims (5)

1. 운전석에 위치한 사용자에 의해 회전되어 차량의 주행 방향을 제어하는 스티어링 휠; 및
   상기 스티어링 휠의 중앙부에 배치되며, 상기 스티어링 휠의 회전에 독립적인 에어백 모듈;을 포함하고,
   상기 에어백 모듈은,
   차량에 인가된 충격을 감지하는 에어백 센서;
   상기 에어백 센서로부터 신호를 수신받아 고압 가스를 분출하는 인플레이터; 및
   상기 인플레이터로부터 가스를 공급받아 상기 스티어링 휠로부터 운전석으로 전개하되, 상기 운전석의 중앙을 기준으로 양측으로 전개되는 에어백;을 포함하는 스티어링 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 스티어링 휠과 연결되며 내부에 중공을 가지진 원통 형상인 스티어링 컬럼; 및
   상기 에어백 모듈과 연결되며, 상기 중공에 배치되는 원통 형상인 에어백 컬럼;을 더 포함하고,
   상기 에어백 컬럼은 상기 스티어링 컬럼의 회전에 독립적인 스티어링 장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 에어백은,
   상기 운전자의 일측으로 길게 전개되는 제1에어백; 및
   상기 운전자의 타측으로 길게 전개되는 제2에어백;을 포함하는 스티어링 장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 에어백은 'U'자 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 스티어링 장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 에어백은 'V'자 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 스티어링 장치.
   

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