KR20230169656A - 무릎 에어백 및 에어백어셈블리 - Google Patents

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KR20230169656A
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고석훈
김도형
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현대모비스 주식회사
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Abstract

본 발명은 슬림화된 칵핏 디자인에 적용하여 에어백쿠션의 패키지를 증대하지 않으면서 승객의 무릎을 신속하게 구속하여 승객 상해 위험을 저감하는 무릎 에어백에 관한 것으로, 본 발명에서는, 칵핏 하단에 설치되고, 승객 방향에 에어백쿠션이 구비된 에어백하우징; 상기 에어백쿠션을 덮는 형상으로 에어백하우징에 조립되며, 에어백쿠션의 전개압력에 의해 상부가 에어백하우징에 고정된 상태에서 하부가 에어백하우징에서 개방되면서 승객을 향해 이동이 되는 커버;를 포함하여 구성되는 무릎 에어백이 소개된다.

Description

무릎 에어백 및 에어백어셈블리{Knee air bag and air bag assembly}
본 발명은 슬림화된 칵핏 디자인에 적용하여 에어백쿠션의 패키지를 증대하지 않으면서 승객의 무릎을 신속하게 구속하여 승객 상해 위험을 저감하는 무릎 에어백에 관한 것이다.
무릎 에어백 장치는 에어백쿠션이 크래시패드와 승객의 무릎 사이에서 전개되어 승객의 무릎을 보호하는 장치이다.
이러한 무릎 에어백 장치는 인스트루먼트 패널 내부에 에어백하우징이 설치되고, 상기 에어백하우징에 가스발생기구인 인플레이터와 에어백쿠션이 수납됨으로써, 충돌 사고시 인플레이터에서 발생된 가스가 에어백쿠션 내에 제공되면서 에어백쿠션이 인스트루먼트 패널 하단에서 승객을 향해 상방으로 전개되고, 이에 승객의 무릎을 보호할 수 있게 된다.
한편, 최근에는 차량의 내부공간 활용도를 높이기 위한 방안의 하나로, 칵핏이 슬림하게 디자인되고 있다.
다만, 칵핏의 슬림화에 따라 기존 칵핏 대비하여 전후 방향 크기가 크게 축소됨으로써, 칵핏과 승객 간의 거리가 멀어지게 되어 승객의 무릎 구속이 지연되는 것은 물론, 무릎 에어백을 장착할 수 있는 공간이 부족해지는 문제가 발생되었다.
이에, 승객의 무릎을 신속하게 구속하기 위해 에어백쿠션의 볼륨을 증대하는 방안을 생각해볼 수 있으나, 이 경우 에어백 패키지가 증대될 수 밖에 없어 무릎 에어백을 장착하는 공간이 더 부족해지는 문제가 있었다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-1720980 B US 5536043 B
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 슬림화된 칵핏 디자인에 적용하여 에어백쿠션의 패키지를 증대하지 않으면서 승객의 무릎을 신속하게 구속하여 승객 상해 위험을 저감하는 무릎 에어백을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 무릎 에어백의 구성은, 칵핏 하단에 설치되고, 승객 방향에 에어백쿠션이 구비된 에어백하우징; 상기 에어백쿠션을 덮는 형상으로 에어백하우징에 조립되며, 상부가 에어백하우징에 고정된 상태에서 에어백쿠션의 전개압력에 의해 하부가 에어백하우징에서 개방되면서 승객을 향해 이동이 되는 커버;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 에어백하우징의 상단에 커버의 상단이 힌지구조로 결합되어 커버가 힌지구조를 중심으로 회전하여 개방될 수 있다.
상기 커버의 상단이 'U'형상으로 형성되어 에어백하우징의 상단에 덮여지고, 상기 커버의 끝부분과 에어백하우징의 상단이 겹쳐진 상태에서 함께 체결될 수 있다.
상기 커버의 좌우에 상하 길이방향으로 절개라인(tear seam)이 형성되고, 에어백쿠션의 전개압력에 의해 절개라인이 절개되면서 커버의 중간부분이 승객을 향해 이동될 수 있다.
상기 에어백하우징에 장착홀이 형성되어 리테이너가 장착되고, 상기 리테이너를 관통하여 인플레이터가 장착되며, 상기 인플레이터에 에어백쿠션이 연결될 수 있다.
상기 커버의 하부 개방량을 제한하는 개방량제한수단;을 더 포함할 수 있다.
상기 개방량제한수단은, 에어백하우징와 커버 사이에 연결부가 신축 가능하게 연결되어 연결부의 최대 신장된 길이에 상응하여 커버의 하부 개방량을 제한할 수 있다.
상기 연결부는 테더일 수 있다.
본 발명의 에어백어셈블리의 구성은, 승객 방향에 에어백쿠션이 구비된 에어백하우징; 상기 에어백쿠션을 덮는 형상으로 에어백하우징에 조립되며, 일단이 에어백하우징에 고정된 상태에서 에어백쿠션의 전개압력에 의해 타단이 에어백하우징에서 개방되면서 승객을 향해 이동이 되는 커버;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 에어백 전개시, 에어백쿠션의 전개압력에 의해 승객을 향해 커버를 이동하여 승객의 무릎을 지지하게 됨으로써, 에어백쿠션의 패키지를 증대하지 않으면서도 승객의 무릎을 신속하게 구속하여 승객 상해 위험을 저감하는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 무릎 에어백이 칵핏에 장착된 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따라 칵핏에 장착된 무릎 에어백의 형상을 도시한 도면.
도 3은 도 2에서 에어백쿠션이 전개되어 커버가 이동된 상태를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 무릎 에어백이 전개되는 작동을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 무릎 에어백의 에어백어셈블리를 도시한 도면.
도 6은 도 5에 도시한 에어백어셈블리의 배면 형상을 도시한 도면.
도 7은 도 6의 A - A선 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 무릎 에어백의 구성요소들을 분리하여 도시한 도면.
도 9는 본 발명에 따른 무릎 에어백에 테더가 적용된 형상을 도시한 도면.
도 10은 도 9에 도시한 테더에 의해 커버의 개방량을 제한하는 작용을 설명하기 위한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부" 는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 무릎 에어백이 칵핏(10)에 장착된 구조를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따라 칵핏(10)에 장착된 무릎 에어백의 형상을 도시한 도면이며, 도 3은 도 2에서 에어백쿠션(300)이 전개되어 커버(200)가 이동된 상태를 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 무릎 에어백은 슬림화된 칵핏(10)에 적용이 가능한 것으로, 칵핏(10) 하단에 설치되고, 승객 방향에 에어백쿠션(300)이 구비된 에어백하우징(100); 상기 에어백쿠션(300)을 덮는 형상으로 에어백하우징(100)에 조립되며, 상부가 에어백하우징(100)에 고정된 상태에서 에어백쿠션(300)의 전개압력에 의해 하부가 에어백하우징(100)에서 개방되면서 승객을 향해 이동이 되는 커버(200);를 포함하여 구성이 된다.
예컨대, 칵핏(10)을 구성하는 인스트루먼트 패널 하단이 경사지게 형성되고, 상기 경사진 부분에 에어백하우징(100)이 장착된다.
상기 에어백하우징(100)은 칵핏(10)에 볼팅 방식으로 결합될 수 있다.
그리고, 상기 에어백하우징(100)에 커버(200)가 조립되고, 에어백하우징(100)과 커버(200) 사이에 에어백쿠션(300)이 내장된다.
또한, 상기 에어백쿠션(300)의 가스주입구(도시생략)에는 인플레이터(600)가 연결되어 충돌 사고시 인플레이터(600)의 폭발에 의해 발생한 가스가 에어백쿠션(300) 내에 공급된다.
특히, 커버(200)의 상단이 에어백하우징(100)의 상단에 고정된 상태로 구성이 됨으로써, 에어백쿠션(300)의 전개시 커버(200)의 상단을 제외한 하단 부분이 에어백하우징(100)으로부터 분리되면서 개방되어 커버(200)가 승객을 향하게 된다.
즉, 도 4와 같이, 인플레이터(600) 가스에 의해 에어백쿠션(300)이 팽창되면, 커버(200)와 에어백하우징(100)의 상단은 고정되어 있기 때문에 에어백쿠션(300)이 펼쳐지는 전개압력이 커버(200)의 하부에 제공되어 커버(200)의 하부영역이 분리된다.
따라서, 커버(200)를 승객을 향해 이동시키게 됨으로써, 에어백쿠션(300)의 패키지를 증대하지 않으면서도 커버(200)가 승객의 무릎을 신속하게 구속하여 승객 상해 위험을 저감하게 된다.
아울러, 도 5는 본 발명에 따른 무릎 에어백의 에어백어셈블리를 도시한 도면이고, 도 6은 도 5에 도시한 에어백어셈블리의 배면 형상을 도시한 도면이며, 도 7은 도 6의 A - A선 단면도이다.
도면을 참조하면, 상기 에어백하우징(100)의 상단에 커버(200)의 상단이 힌지구조(H)로 결합되어 커버(200)가 힌지구조(H)를 중심으로 회전하여 개방될 수 있다.
구체적으로, 상기 커버(200)의 상단이 'U'형상으로 형성되어 에어백하우징(100)의 상단에 덮여지고, 상기 커버(200)의 끝부분과 에어백하우징(100)의 상단이 겹쳐진 상태에서 함께 체결될 수 있다.
즉, 커버(200)의 구부러진 상단부가 에어백하우징(100)의 상단에 덮여 씌워져 에어백하우징(100)의 상단과 커버(200)의 상단이 겹쳐지게 된다.
이에, 겹쳐진 커버(200)와 에어백하우징(100) 부분에 스터드 및 너트 등을 이용하여 공동 체결함으로써, 체결된 부분이 힌지구조(H)의 힌지점이 되어 힌지점을 중심으로 커버(200)의 하부가 회전하여 개방이 된다.
한편, 도 8은 본 발명에 따른 무릎 에어백의 구성요소들을 분리하여 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명은 상기 커버(200)의 양측에 상하 길이방향으로 절개라인(220)(tear seam)이 형성되고, 에어백쿠션(300)의 전개압력에 의해 절개라인(220)이 절개되면서 커버(200)의 중간부분이 승객을 향해 이동될 수 있다.
예컨대, 커버(200)의 양측 끝부분에 에어백하우징(100)을 향해 후크(210)가 돌출되어 형성되고, 상기 후크(210)와 대응하는 에어백하우징(100) 부분에는 후킹홀(110)이 형성되어 후크(210)가 후킹홀(110)에 조립된다. 참고로, 커버(200)의 양측에 에어백하우징(100)이 노출되는 경우, 크래시패드 트림을 조립하여 에어백하우징(100)이 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있다.
그리고, 양측 후크(210) 사이에는 후크(210)와 인접하여 절개라인(220)이 형성된다.
이때에, 후크(210)는 에어백쿠션(300)의 전개압력에도 후킹홀(110)에서 분리되지 않도록 견고하게 조립된다.
이에, 에어백쿠션(300)의 전개시, 커버(200)의 테두리가 에어백하우징(100)에 조립된 상태에서 절개라인(220)이 찢어지면서 커버(200)가 개방됨으로써, 커버(200)의 상단을 중심으로 아래 부분이 승객을 향해 회전하여 이동하게 된다.
아울러, 본 발명은 상기 에어백하우징(100)에 장착홀(120)이 형성되어 리테이너(500)가 장착되고, 상기 리테이너(500)를 관통하여 인플레이터(600)가 장착되며, 상기 인플레이터(600)에 에어백쿠션(300)이 연결되는 구조가 된다.
예컨대, 에어백하우징(100)이 사각의 판 형상으로 형성되어 중앙부분에 장착홀(120)이 형성된다.
그리고, 에어백하우징(100)의 승객을 향한 일면에 리테이너(500)가 조립되는데, 상기 리테이너(500)의 중앙에 삽입홀(510)이 형성되고, 삽입홀(510)이 장착홀(120)과 매칭되는 상태로 리테이너(500)가 조립된다.
또한, 인플레이터(600)의 가스토출구(부호생략)가 장착홀(120)과 삽입홀(510)을 관통하여 리테이너(500) 내에 삽입되면서 인플레이터(600)의 테두리가 에어백하우징(100)의 타면 테두리에 조립된다.
한편, 도 9는 본 발명에 따른 무릎 에어백에 테더(400)가 적용된 형상을 도시한 도면이고, 도 10은 도 9에 도시한 테더(400)에 의해 커버(200)의 개방량을 제한하는 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명은 상기 커버(200)의 하부 개방량을 제한하는 개방량제한수단;을 더 포함하여 구성이 된다.
즉, 커버(200)의 하부와 에어백하우징(100)의 하부를 연결하는 구조로 개방량제한수단을 구성하여 커버(200)의 하부가 특정 각도만큼만 개방되도록 제한하게 된다.
따라서, 에어백쿠션(300)의 전개시, 커버(200)가 승객 방향으로 지나치게 강하게 이동하는 것을 방지하여 커버(200)에 의한 승객 상해 위험을 저감하게 된다.
아울러, 상기 개방량제한수단은, 에어백하우징(100)와 커버(200) 사이에 연결부(400)가 신축 가능하게 연결되어 연결부(400)의 최대 신장된 길이에 상응하여 커버(200)의 하부 개방량을 제한하도록 구성이 된다.
즉, 에어백쿠션(300)의 전개시 커버(200)의 상단을 중심으로 커버(200)의 하부가 개방되는 과정에서 연결부(400)가 신장되고, 신장된 연결부(400)의 최대 길이에 따라 커버(200)의 하부 개방량이 규제됨으로써, 커버(200)의 과도한 이동을 방지하게 된다.
상기 연결부(400)는 다양한 방식으로 구성이 가능한데, 바람직하게는 테더(400)로 구성이 가능하게 된다.
구체적으로, 테더(400)는 밴드 형태의 끈 형상으로 형성된 것으로, 테더(400)의 일단이 에어백하우징(100)의 하부에 연결되고, 테더(400)의 타단이 커버(200)의 하부에 연결된다.
따라서, 커버(200)의 개방시, 테더(400)가 신장되면서 커버(200)가 개방되고, 테더(400)가 최대 길이로 신장됨에 따라 커버(200)를 잡아주게 되어 커버(200)가 테더(400)의 최대 길이 이상으로 이동하는 것을 방지하게 됨으로써, 커버(200)의 개방량을 적절하게 규제할 수 있게 된다.
참고로, 테더(400)가 전개되기 전에는 테더(400)가 커버(200)의 후면 또는 에어백하우징(100)의 후면에 접혀진 상태로 수납되어 승객에게 보여지지 않도록 구성하게 된다.
한편, 본 발명의 에어백어셈블리는, 앞서 설명한 무릎 에어백 뿐만 아니라, 무릎 에어백과 유사한 전개양상을 보이는 다른 에어백에도 적용이 가능할 수 있다.
이에, 본 발명의 에어백어셈블리는, 승객 방향에 에어백쿠션(300)이 구비된 에어백하우징(100); 상기 에어백쿠션(300)을 덮는 형상으로 에어백하우징(100)에 조립되며, 에어백쿠션(300)의 전개압력에 의해 일단이 에어백하우징(100)에 고정된 상태에서 타단이 에어백하우징(100)에서 개방되면서 승객을 향해 이동이 되는 커버(200);를 포함하여 구성이 된다.
이하에서는, 본 발명에 따른 무릎 에어백의 전개 작용을 설명하기로 한다.
차량의 충돌 사고가 발생하여 무릎 에어백의 인플레이터(600)가 폭발하게 되면, 인플레이터(600)의 가스가 에어백쿠션(300) 내에 주입되어 에어백쿠션(300)이 팽창된다.
그러면, 에어백쿠션(300)의 전개과정에서 에어백쿠션(300)의 전개압력에 의해 커버(200)에 형성된 절개라인(220)이 찢어지면서 커버(200)의 하부가 에어백하우징(100)으로부터 분리된다.
다만, 커버(200)의 상단은 힌지구조(H)에 의해 에어백하우징(100)의 상단에 고정됨으로써, 커버(200)의 하부만 개방되어 승객을 향해 이동하게 된다.
특히, 커버(200)의 하부가 개방되는 과정에서 커버(200)의 하부와 에어백하우징(100)의 하부를 연결하는 테더(400)의 길이가 신장되고, 신장된 테더(400)의 최대 길이에 따라 커버(200)의 하부 개방량이 규제된다.
즉, 승객을 향해 커버(200)를 이동시키되, 테더(400)에 의해 커버(200)의 과도한 이동을 방지하게 된다.
이처럼, 본 발명은 에어백쿠션(300)의 전개압력에 의해 승객을 향해 커버(200)를 이동하여 승객의 무릎을 지지하게 됨으로써, 에어백쿠션(300)의 패키지를 증대하지 않으면서도 승객의 무릎을 신속하게 구속하여 승객 상해 위험을 저감하게 된다.
한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
10 : 칵핏
100 : 에어백하우징
110 : 후킹홀
120 : 장착홀
200 : 커버
210 : 후크
220 : 절개라인
300 : 에어백쿠션
400 : 테더(연결부)
500 : 리테이너
510 : 삽입홀
600 : 인플레이터
H : 힌지구조

Claims (9)

  1. 칵핏 하단에 설치되고, 승객 방향에 에어백쿠션이 구비된 에어백하우징;
    상기 에어백쿠션을 덮는 형상으로 에어백하우징에 조립되며, 상부가 에어백하우징에 고정된 상태에서 에어백쿠션의 전개압력에 의해 하부가 에어백하우징에서 개방되면서 승객을 향해 이동이 되는 커버;를 포함하는 무릎 에어백.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 에어백하우징의 상단에 커버의 상단이 힌지구조로 결합되어 커버가 힌지구조를 중심으로 회전하여 개방되는 것을 특징으로 하는 무릎 에어백.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 커버의 상단이 'U'형상으로 형성되어 에어백하우징의 상단에 덮여지고, 상기 커버의 끝부분과 에어백하우징의 상단이 겹쳐진 상태에서 함께 체결되는 것을 특징으로 하는 무릎 에어백.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 커버의 좌우에 상하 길이방향으로 절개라인(tear seam)이 형성되고, 에어백쿠션의 전개압력에 의해 절개라인이 절개되면서 커버의 중간부분이 승객을 향해 이동되는 것을 특징으로 하는 무릎 에어백.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 에어백하우징에 장착홀이 형성되어 리테이너가 장착되고, 상기 리테이너를 관통하여 인플레이터가 장착되며, 상기 인플레이터에 에어백쿠션이 연결된 것을 특징으로 하는 무릎 에어백.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 커버의 하부 개방량을 제한하는 개방량제한수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무릎 에어백.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 개방량제한수단은,
    에어백하우징와 커버 사이에 연결부가 신축 가능하게 연결되어 연결부의 최대 신장된 길이에 상응하여 커버의 하부 개방량을 제한하는 것을 특징으로 하는 무릎 에어백.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 연결부는 테더인 것을 특징으로 하는 무릎 에어백.
  9. 승객 방향에 에어백쿠션이 구비된 에어백하우징;
    상기 에어백쿠션을 덮는 형상으로 에어백하우징에 조립되며, 일단이 에어백하우징에 고정된 상태에서 에어백쿠션의 전개압력에 의해 타단이 에어백하우징에서 개방되면서 승객을 향해 이동이 되는 커버;를 포함하는 에어백어셈블리.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5536043A (en) 1994-05-23 1996-07-16 Morton International, Inc. Air bag activated knee bolster
KR101720980B1 (ko) 2011-06-21 2017-03-29 현대모비스 주식회사 무릎 에어백 장치

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