KR100967685B1

KR100967685B1 - 에어백 장치

Info

Publication number: KR100967685B1
Application number: KR1020087014556A
Authority: KR
Inventors: 오사무 후카와타세; 아키요시 사나다
Original assignee: 도요타 지도샤（주）
Priority date: 2005-12-16
Filing date: 2006-12-15
Publication date: 2010-07-07
Anticipated expiration: 2026-12-15
Also published as: CN101184654A; JP2007161201A; WO2007069064A3; EP1960236A2; EP1960236B1; WO2007069064A2; CN101184654B; DE602006013876D1; KR20080067383A; JP4165559B2

Abstract

조수석용 에어백(44)은 탑승자 측에서 봤을 때 글자 "T" 모양으로 형성되는 주요부(58), 및 칸막이 부재(40)에 의해 주요부(58)로부터 분리되는 주변부(56)를 포함한다. 인플레이터(20)가 작동되는 경우, 주요부(58)가 우선 팽창 및 전개하여 탑승자의 두부를 구속한다. 그 다음, 주요부(58)의 내부 압력이 기결정된 값 이상이 되는 경우, 주변부(56)가 팽창하도록 제1 벤트 구멍(60) 및 제2 벤트 구멍(62)이 개방된다. 그 결과, 조수석용 에어백(44)의 크기가 감소될 수 있으면서 초기 탑승자 구속 성능이 확보다. 또한, 앞면유리와 접촉하는 표면적을 증가시키는 상부(54)도 제공되고, 그로 인해 조수석용 에어백(44)의 작용을 안정시킨다.

Description

에어백 장치{AIRBAG APPARATUS}

본 발명은 충돌시에 탑승자를 향하여 에어백을 전개시키는 에어백 장치에 관한 것이다.

일본 특허 출원 공개 No. JP-A-2000-153747은 인플레이터(inflator)로부터 직접적으로 주입되는 가스에 의해 팽창되는 중심부, 및 칸막이 부재에 의해 중심부로부터 분리되고 칸막이 부재 내에 형성되는 연결 구멍을 매개로 하여 중심부로부터 그것으로 유입하는 가스에 의해 팽창되는 주변부를 포함하는 운전석 에어백 장치를 개시한다. 이러한 구조에 따르면, 정면 충돌시에, 우선 중심부가 탑승자의 두부, 흉부, 및 복부를 지지하기 위해 팽창한다. 중심부의 내부 압력이 기결정된 값 이상이 되는 경우, 연결 구멍이 개방되고, 중심부로부터의 가스가 주변부로 흐르는 것이 가능하게 되어, 주변부가 팽창된다. 그 결과로, 에어백의 크기가 감소될 수 있다.

그러나, JP-A-2000-153747의 기술에 있어서, 에어백의 중심부는 탑승자의 두부, 흉부, 및 복부를 구속하기 때문에, 에어백의 크기가 감소되는 것을 도모하기에 한계가 있다. 그러므로, 상기 선행 기술은 이 점에 관하여 개선의 여지가 있다. 에어백의 크기를 감소시키는 경우, 탑승자에 대하여 에어백의 초기 구속 성능을 감소 시키지 않는 방식으로 이루어져야 한다,

또한, 만약 에어백, 특히 조수석용 에어백의 작용(behavior)이 불안정하다면, 에어백은 충격 에너지를 의도한 만큼 흡수하지 못할 수도 있다. 그러므로, 에어백이 전개되는 경우 에어백의 작용을 고려하는 것도 바람직하다. 그러나, JP-A-2000-153747의 기술은 운전석 에어백에 관한 것이므로 이러한 점에 관하여 특별한 언급을 하지 않는다.

상기 것을 고려하여, 본 발명은, 탑승자에 대하여 에어백의 초기 구속 성능을 확보하면서 에어백의 크기를 더 감소시키는 것뿐만 아니라, 그것이 전개되는 경우 에어백의 작용을 안정화시킬 수 있는 에어백 장치를 제공한다.

본 발명의 일 측면은 차량 충돌시에 작동되는 경우 가스를 분출하는 가스 발생 수단, 및 주요부 및 주변부를 포함하고 계기판에 접혀서 저장되는 에어백을 포함하는 것을 특징으로 한다. 에어백의 주요부는 가스 발생 수단에 의해 발생되는 가스에 의해 팽창되는 경우 탑승자를 향해 전개하는 기결정된 폭의 중심부 및 상부를 가지고, 그것은 중심부의 상단측 상의 백(bag) 폭 방향의 양 측면을 향해 연장하고 중심부와 함께 팽창한다. 에어백의 주변부는 주요부의 주위에 제공되고 백 주요부와 연통하는 연통 구멍이 형성되는 칸막이 부재에 의해 주요부로부터 분리되고, 연통 구멍을 매개로 하여 주요부로부터 나오는 가스에 의해 팽창되는 경우 팽창한다.

이러한 측면에 따르면, 차량 충돌시에, 가스 발생 수단은 가스를 발생시키고 에어백으로 분출하고, 그리고 그것은 계기판 내에 접혀서 저장된다.

여기에서, 이러한 구조에 따르면, 에어백은 주요부 및 주변부를 포함한다. 또한, 에어백의 주요부는 기결정된 폭의 중심부 및 중심부의 상단측으로부터 백 폭 방향의 양 측면으로 연장하는 상부를 구비한다. 그러므로, 인플레이터가 주요부에 가스를 공급하는 경우, 중심부는 기결정된 폭으로 탑승자를 향해 전개되고, 상부는, 백 폭 방향의 양 측면으로 연장하면서 중심부와 함께 탑승자를 향해 전개된다. 중심부 및 상부를 포함하는 주요부는 탑승자의 두부를 지지하고, 차량 충돌시의 충돌 에너지를 흡수한다.

보충한다면, 차량의 탑승자는 안전 벨트 장치에 의해 그들의 복부(허리부를 포함) 및 흉부에서 차량 좌석에 구속되는 것이 일반적이다. 그러므로, 차량 충돌의 관성에 기인하여 차량의 앞쪽으로 가장 많이 이동할 것 같은 탑승자의 일부는 두부이다. 따라서, 이러한 측면에 있어서, 주요부로 탑승자의 두부를 지지 및 구속함으로써 차량 충돌시의 충돌 에너지는 흡수된다.

또한, 탑승자가 그것과 접촉함에 따라 탑승자에 의하여 인가되는 힘으로 인해 에어백의 주요부의 내부 압력이 높아지는 경우, 주요부 내부로부터의 가스가 칸막이 부재 내에 형성되는 연통 구멍을 통하여 에어백의 주변부로 흐른다. 그 결과, 주변부가 팽창하여 두부를 제외한 탑승자의 상체의 부분의 관성력으로부터의 충돌 에너지를 흡수한다. 또한, 주요부 내부로부터의 가스를 주변부로 공급함으로써, 종래에 에어백 외부로 배출되는 가스를 더욱 효과적으로 사용될 수 있게 한다.

이렇게 하여, 상기 측면은 안전 벨트 장치로 탑승자의 복부 및 흉부 모두를 구속하고 에어백의 주요부를 탑승장의 두부로 우선 전개함으로써 초기 탑승자 구속 성능을 확보하는 것뿐만 아니라, 에어백의 크기를 크게 감소시키는 것을 가능하게 한다.

또한, 상기 측면에 따르면, 중심부만 가지는 주요부와 비교했을 때, 에어백의 주요부는 앞면유리(windshield)와 접촉하는 표면적을 증가시키는 상부를 갖는다. 따라서, 에어백이 전개되는 경우 주요부의 작용이 더 많이 안정된다.

상술된 바와 같이, 상기 측면에 따른 에어백 장치는 에어백에 의한 초기 승객 구속 성능을 확보하면서 에어백의 크기를 더욱 감소될수 있게 할 뿐만 아니라, 전개시에 에어백의 작용을 안정시킨다.

상기 측면에 있어서는, 연통 구멍은, 주요부의 내부 압력이 기결정된 값 아래인 경우 폐쇄될 수 있고, 주요부의 내부 압력이 기결정된 값 이상인 경우에 개방될 수도 있다.

이러한 구성에 따르면, 에어백의 주요부의 내부 압력이 기결정된 값 아래인 경우 칸막이 부재 내의 연통 구멍이 폐쇄되어, 그러므로 주요부가 신속히 팽창 및 전개할 수 있게 한다. 또한, 주요부의 내부 압력이 기결정된 값 이상인 경우 칸막이 부재 내의 연통 구멍이 개방되어 주요부 내의 가스가 주변부로 흐르는 것이 가능하게 한다. 따라서, 최소한의 가스 필요량에 의해 에어백이 효율적으로 팽창 및 전개될 수 있다.

이러한 구조는 에어백의 크기가 더욱 효과적으로 감소될 수 있게 한다.

상기 측면에 있어서, 연통 구멍의 외주보다 더 큰 폐쇄 부재에 의해 연통 구멍이 폐쇄될 수 있고, 폐쇄 부재의 외주부는 내부 압력이 기결정된 값 이상의 조건에서 찢어지는 이음새(tear seam)를 사용하여 봉합(sewn)될 수도 있다.

상기 측면에 있어서, 기결정된 값은 주요부가 완전히 팽창 및 전개되는 경우의 가스 압력일 수도 있다.

또한, 상기 측면에 있어서, 백 폭 방향의 양 측면으로 연장하고 중심부와 함께 팽창하는 하부가 중심부의 하단측에 제공될 수도 있다.

이러한 구조에 따르면, 상부 및 중심부에 더하여 하부가 제공될 수도 있다. 그러므로, 안전 벨트 장치와 더불어 하부는, 충돌에 있어서 탑승자의 복부가 초기에 구속되는 것을 가능하게 한다.

또한, 하부를 추가함으로써, 상부가 앞면유리에 접촉하도록 만들어질 수 있고 하부가 계기판의 상면에 접촉하도록 만들어질 수 있다. 그 결과, 주요부는 상하로 샌드위치되면서(sandwiched) 탑승자를 향하여 전개되고, 그것은 전개시에 에어백의 주요부의 작용을 더욱 안정시킨다.

또한, 탑승자의 복부에 대한 보호 성능을 높이고 에어백의 주요부의 작용을 안정시키는 양 측면에 관하여 그 구조는 탑승자 보호 성능을 향상시킨다.

또한 상기 측면에 있어서, 백 폭 방향의 양 측면으로 연장하고 중심부와 함께 팽창하는 중간부가 중심부의 높이 방향으로 기결정된 위치에 제공될 수도 있다.

이러한 구조에 따르면, 중심부 및 상부가 탑승자의 두부를 지지할 뿐만 아니라, 중간부가 탑승자의 어깨를 지지하고 구속한다. 이렇게 하여, 탑승자의 두부의 보호에 높은 우선권이 주어질지라도, 충돌 초기에 탑승자의 두부 및 어깨 모두를 구속함으로써 차량의 전방으로의, 관성에 기인하는 탑승자의 이동량이 효과적으로 억제된다.

또한, 이러한 구조는 충돌 초기에 두부뿐만 아니라 탑승자의 어깨가 구속되는 것을 가능하게 하므로, 탑승자 보호 성능이 더욱 향상된다.

상기 측면에 있어서, 주요부는 주요부의 백 폭 방향의 실질적으로 중앙의 위치에서 제2 칸막이 부재에 의해 분리될 수도 있다.

이러한 구조에 따르면, 가스가 주요부 내의 제2 칸막이 부재의 양 측면으로 흘러 주요부의 양 측면이 팽창 및 전개한다. 가스는 주요부 내의 제2 칸막이를 통과하지 않기 때문에, 에어백은 충돌 표면이 경사져 있는 소위 경사(oblique) 충돌에도 효과적이다. 즉, 경사 충돌에 있어서, 관성에 기인하여 탑승자가 이동하는 방향은 차량의 전방으로부터 좌측 또는 우측으로 오프셋(offset)된다. 그러므로, 만약 에어백의 주요부가 폭 방향에서 실질적으로 중앙의 위치에서 분리된다면, 그때는 관성에 기인하여 탑승자가 비록 어느 방향으로 (탑승자가 차량의 바로 앞쪽에 대해 좌측 또는 우측으로 흔들리는지 여부에 관계없이) 이동할지라도, 탑승자의 두부는 확실하게 지지될 수 있고, 충돌 에너지는 흡수될 수 있다.

그러므로, 상기 구조는 특히 경사 충돌시에 탑승자 보호 성능을 또한 향상시킨다.

상기 측면에 있어서, 연통 구멍은 주요부의 내부 압력에 따라 개구량을 변경시키는 밸브 기구에 의해 폐쇄될 수 있다.

이러한 구조에 따르면, 칸막이 부재 또는 제2 칸막이 부재에 형성되는 연통 구멍은 주요부의 내부 압력에 따라 개구량을 변경시키는 밸브 기구에 의해 폐쇄될 수 있다. 그 결과, 주요부의 중심부로부터 탑승자의 두부에 적용되는 반력은, 관성에 기인하여 두부가 이동하는 속도에 따라 증가 또는 감소시킬 수 있다. 즉, 관성에 기인하여 탑승자의 두부가 빠르게 이동하는 경우, 주요부의 중심부로부터 주변부로 흐르는 가스량을 증가시키기 위해 밸브 기구의 개구량을 증가시키도록 제어가 실행될 수 있고, 그로 인해 충돌시에 에너지 흡수 효율이 증가한다. 이것은 에어백의 주요부의 중심부로부터 탑승자의 두부에 적용되는 반력을 감소시킨다.

또한 그 구조는 충돌시에 주요부의 에너지 흡수 효율을 제어(즉, 주요부로부터 탑승자의 두부에 입력되는 반력을 제어)하는 것을 가능하게 하고, 그로 인해 탑승자 보호 성능을 더욱 향상시킨다.

상기 구조에 있어서, 밸브 기구는 스프링일 수도 있다.

또한 상기 구조에 있어서, 주변부의 내부 압력이 기결정된 값 이상인 경우에 개방되는 연통 구멍은, 주변부와 에어백의 외부 사이에 제공될 수도 있다.

본 발명의 상기 목적 및/또는 추가 목적, 특징 및 장점들은, 동일하거나 대응하는 부분들이 동일한 참조 부호로 표시된 첨부 도면들을 참조하여 후술하는 예시적인 실시예들의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 조수석용 에어백 장치의 작동 상태를 도시하는 종단면도이며;

도 2는 전개된 상태의 도 1에 도시된 조수석용 에어백 장치를 도시하는 투시 도이며;

도 3은 차량 폭 방향으로 절단된, 도 1에 도시된 조수석용 에어백 장치의 횡단면도이며;

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 조수석용 에어백 장치의 작동 상태를 도시하는 종단면도이며;

도 5는 전개된 상태의 도 4에 도시된 조수석용 에어백 장치를 도시하는 투시도이며;

도 6은 차량 폭 방향으로 절단된, 도 4에 도시된 조수석용 에어백 장치의 횡단면도이며;

도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 조수석용 에어백의 일례의 도 3에 대응하는 횡단면도이며;

도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 조수석용 에어백의 일례의 도 6에 대응하는 횡단면도이며;

도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 조수석용 에어백의 일례의 도 3에 대응하는 횡단면도이며;

도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 조수석용 에어백의 일례의 도 6에 대응하는 횡단면도이며;

도 11은 전개된 상태의 본 발명의 제4 실시예에 따른 조수석용 에어백을 도시하는 투시도이다.

<제1 실시예>

이하, 본 발명에 따른 에어백 장치의 제1 실시예가 도 1 내지 3을 참조하여 설명될 것이다. 도면에서, 화살표 FR은 차량의 전방을 나타내고, 화살표 UP는 차량에 대하여 상방을 나타내고, 화살표 IN은 차량 폭 방향으로 차량의 내측을 나타내고, 그리고 화살표 OUT은 차량 폭 방향으로 차량의 외측을 나타낸다.

도 1은 차량의 종방향으로 절단된, 본 실시에에 따른 조수석용 에어백 장치(10)의 작동 상태를 도시하는 종단면도이다. 또한, 도 2는 작동 상태에서의 조수석용 에어백 장치(10)의 주요부만을 도시하는 투시도이다. 더욱이, 도 3은 차량 폭 방향으로 절단된, 팽창되고 전개된 상태의 후술되는 조수석용 에어백 장치(44)의 횡단면도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 계기판(12)의 상면(12A)의 승객측에 조수석용 에어백 장치(10)가 배치된다. 이 조수석용 에어백 장치(10)는 기능 부품을 수용하는 에어백 모듈(14), 에어백 모듈(14)의 상단의 개방부를 폐쇄하는 에어백 도어(16)를 주로 포함한다. 에어백 모듈(14)은 윗측면이 개방된 채로 기능 부품을 수용하는 모듈 케이스(18), 모듈 케이스(18) 내에 수용되는 가스 발생 수단으로서 기능하는 일반적인 기둥-형상 인플레이터(20), 및 인플레이터(20) 주위에 접혀서 저장되는 조수석용 에어백(44)을 포함한다. 장치에 따라서는, 인플레이터(20)와 조수석용 에어백(44) 사이에 가스를 정류하는 디퓨져(diffuser)(즉, 정류 수단)가 배치될 수도 있다.

기능 부품은 다음과 같다. 인플레이터(20)는 가스-발생제 봉입 인플레이터 또는 고압 가스 봉입 인플레이터가 사용될 수 있다. 또한, 인플레이터(20)는 전기 점화식 인플레이터 또는 기계 점화식 인플레이터가 사용될 수도 있다. 본 실시예에서는, 전기 점화식 인플레이터가 사용된다. 전기 점화식 인플레이터(20)에 있어서, 도시되지 않은 점화기가 제공되고, 그 작동은 도시되지 않은 에어백 ECU에 의해 제어되며 에어백 ECU는 콘솔 박스(console box) 아래 근처에 배치된다. 즉, 만약 전방 에어백 센서 또는 중앙 에어백 센서 등에 의해 정면 충돌이 검출된다면(또는 만약 전방 범퍼의 중앙 근처에 배치되는 밀리미터-전파 레이더 등을 사용하는 프리-크래쉬(pre-crach) 센서에 의해 정면 충돌이 예견된다면), 에어백 ECU는 에어백 작동이 필요하다고 결정하고, 그에 따라 점화기에 기결정된 전류를 공급한다.

또한, 인플레이터(20)의 주변 벽부의 기결정된 위치에 가스를 분출하기 위한 가스 분출 구멍이 형성된다. 이 가스 분출 구멍으로부터 분출되는 가스는 조수석용 에어백(44)으로 흘러간다. 인플레이터(20)와 조수석용 에어백(44) 사이에 디퓨져가 배치되는 경우, 가스 분출 구멍으로부터 분출되는 가스는 우선 디퓨져에 의해 정류된 후에 조수석용 에어백(44)으로 흘러간다. 또한, 본 실시예에서는, 인플레이터(20)가 조수석용 에어백(44) 안에 삽입되어 배치되는 것과 같은 구조이지만, 본 발명은 이것에 제한되지 않는다. 예를 들어, 조수석용 에어백(44)에 형성되고, 그것을 통해 가스가 흐르는, 개방부의 주변 모서리의 안쪽에 디퓨져가 배치될 수 있고, 모듈 케이스(18)의 바닥부에 고정되는 인플레이터(20)의 상반부가 디퓨져에 의해 덮이도록 조수석용 에어백(44)이 배치될 수도 있다. 인플레이터(20)로부터 분출되는 가스가 조수석용 에어백(44)으로 흐르는 한, 여기에서는 어떠한 구조도 채택 될 수 있다.

모듈 케이스(18)는 계기판(12)에서 차량 폭 방향을 따라 배치되는 고강도 및 고강성 부재인 계기판 강화제인, 도시되지 않은 브라켓(bracket)을 매개로 하여 지지된다.

한편, 에어백 도어(16)는 계기판(12)에 일체화되는 도어 또는 계기판(12) 내에 형성되는 개방부에 들어맞는 분리된 도어가 사용될 수도 있다. 에어백 도어(16)를 개방하기 위한 파단부(breaking portion)로서 기능하는 이음선(tear line)은 계기판(12)의 전면 또는 후면에 형성된다. 기결정된 값 이상의 백 팽창 압력이 에어백 도어(16)에 가해지는 경우, 계기판(12)이 이음선을 따라 찢어져 하나 이상의 부분에서 개방한다. 에어백 도어(16)의 이면측에 다리부(16A)가 일체적으로 형성되고, 이 다리부(16A)에 리테이닝 구멍(24)이 형성된다. 훅크(hook)(26)는 리테이닝 구멍(24)에 대응하여 모듈 케이스(18)의 상단측 상에 형성된다. 그것이 유지되도록 훅크(26)를 리테이닝 구멍(24)에 삽입함으로써 에어백 도어(16)에 의해 모듈 케이스(18)의 윗측면이 폐쇄된다.

다음에, 조수석(28)에 착석한 탑승자(P)를 구속하는 안전 벨트 장치(30)가 설명될 것이다. 안전 벨트 장치(30)는 중앙 필라(pillar)의 하부 근처에 제공되는 웨빙 와인딩(webbing winding) 장치(32)를 포함한다. 웨빙 와인딩 장치(32)의 와인딩 축에 의해 승객을 구속하기 위한 웨빙(34)의 단부가 유지된다. 웨빙(34)의 중간부는 중앙 필라의 상부측 상에 제공되는 숄더 앵커(shoulder anchor)(36)를 통하여 삽입되고 접혀진다. 웨빙(34)의 다른 부분은 차량 바닥과 같은 몸체의 일부에 고정 되는 앵커 플레이트에 단단히 고착된다. 또한, 웨빙(34)의 중심부(즉, 숄더 앵커(36)로부터 앵커 판까지의 부분)는 도시되지 않은 탕(tang) 플레이트를 통하여 삽입된다. 탕 플레이트를 조수석(28)의 좌석 쿠션 프레임에 부착되는 버클 장치에 결합함으로써 탑승자(P)는 3점 안전 벨트 장치(30)의 웨빙에 의해 안전하게 되고, 그리고 그것은 숄더측의 웨빙(34A) 및 랩(lap)측의 웨빙(34B)을 포함한다.

여기에서, 본 실시예에 따른 조수석용 에어백 장치(10)의 주요부인 조수석용 에어백(44)의 구성이 상세히 설명될 것이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 조수석용 에어백(44)은 주머니 모양으로 형성되는 백 기초포(foundation fabric)(38), 및 백 기초포(38)에 봉합된 한 쌍의 좌측 및 우측 칸막이 부재(40)를 포함한다. 각각의 칸막이 부재(40)는 수직벽(41) 및 수평벽(42)을 가지며, 탑승자 측에서 봤을 때 훅크 모양(즉, 괄호 기호 L을 닮은 모양)으로 형성된다. 수직벽(41)의 치수는 그 높이가 에어백(44)이 팽창되는 경우의 조수석용 에어백(44)의 전체 높이보다 더 낮은 것과 같다. 또한, 각 칸막이 부재(40)의 주변 모서리부는 백 기초포(38)에 봉합된다. 더 구체적으로, 각 칸막이 부재(40)의 후단 모서리(40A), 측면 모서리(40B), 및 하부 모서리(40D)는 백 기초포(38)의 내측면에 봉합되고, 전단 모서리(40C)(도 1 참조)는, 후술되는 주변부(56)로의 유로를 차단하도록, 백 기초포(38)의 내부 표면에 백 폭 방향으로 백의 내측을 향해 접혀 봉합된다. 또한, 좌측 및 우측 칸막이 부재(40)는 백 폭 방향으로 기결정된 거리만큼 서로 떨어져 배치된다.

이러한 구조에 따르면, 조수석용 에어백(44)의 내부 공간은 칸막이 부재(40) 에 의해 좌측 및 우측으로 분리되지 않은 백 기단부(50)(즉, 칸막이 부재(40)의 전단보다 더 인플레이터(20)와 근접하게 위치되는 부분)(도 1 참조), 좌측 및 우측 칸막이 부재(40)의 수직벽(41) 사이에 형성되는 긴 수직 중심부(52), 그 중심부(52)의 상단측으로부터 백 폭 방향의 양 측면을 향하여 연장하는 상부(54), 및 칸막이 부재(40) 및 백 기초포(38)에 의해 둘러싸이는 주변부(56)로 분할된다. 이들 중에서, 중심부(52) 및 상부(54)는 주요부(58)를 형성하는 부분이다. 다시 말하면, 조수석용 에어백(44)의 주요부(58)의 공기 챔버는 탑승자 측에서 봤을 때 글자 "T"와 같은 모양이다. 또한, 에어백(44)이 팽창 및 전개되는 경우의 차량의 종방향으로 조수석용 에어백(44)의 길이 L은(도 1 참조), 종래의 에어백이 팽창 및 전개되는 경우의 종래의 조수석용 에어백의 길이와 같다.

또한, 제1 벤트(vent) 구멍(60)은 각 칸막이 부재(40)의 수직벽(41)에 형성되고, 제2 벤트 구멍(62)은 각 칸막이 부재(40)의 수평벽(42)에 형성된다. 제1 벤트 구멍(60) 및 제2 벤트 구멍(62)은 모두, 만약 기결정된 값 이상의 가스 압력이 가해진다면 찢어질 이음새(66)에 구멍의 지름보다 약간 더 큰 지름을 가지는 폐쇄 부재(64)의 외주부가 봉합되도록 구성된다. 이 기결정된 값은 에어백의 주요부(58)기 완전히 팽창 및 전개되는 경우의 가스 압력일 수도 있다. 그러나, 폐쇄 부재(64)가 이음새(66)에 봉합되는 이러한 구조 이외의 방법이 채택될 수도 있다(이러한 점은 실시예의 보충 설명에서 후술될 것임).

<작용 및 효과>

다음으로, 본 실시예의 작용 및 효과가 설명될 것이다.

우선, 본 실시예에 따른 조수석용 에어백 장치(10)의 전체적인 작동이 개설될 것이다. 만약, 도시되지 않은, 전방 에어백 센서 또는 중앙 에어백 센서 등에 의해 정면 충돌이 검출된다면, 또는 역시 도시되지 않은, 프리-크래쉬 센서에 의해 정면 충돌이 예견된다면, 에어백 ECU는 인플레이터(20)를 작동시킨다. 인플레이터(20)가 작동되는 경우, 인젝터(20)의 주변 벽부에 형성되는 복수의 가스 분출 구멍으로부터 가스를 분출한다. 이러한 분출된 가스는 디퓨져에 의해 정류되고, 그 후에 조수석용 에어백(44)으로 흘러간다. 그 결과, 조수석용 에어백(44)이 팽창한다. 백의 내부 압력이 기결정된 값 이상에 도달하는 경우, 에어백 도어(16)는 이음새를 따라 찢어지고 앞면유리(46)의 내측면(46A)을 향한 일 부분에서 개방된다. 에어백 도어(16)가 개방되는 경우, 백 팽창을 위한 개방부(48)는 계기판(12)의 상면(12A)에 형성되고 조수석용 에어백(44)은 조수석(28)을 향하여 뒤로 팽창한다.

여기에서, 본 실시예에서는, 조수석용 에어백(44)의 공기 챔버는 한 쌍의 좌측 및 우측 칸막이 부재(40)에 의해 백 기단부(50), 탑승자 측에서 봤을 때 T-모양인 주요부(58), 및 주요부(58)의 양 측면에 배치되는 주변부(56)로 분리된다. 그 결과, 인플레이터(20)로부터 가스가 분출되는 경우, 우선 백 기저부(50)로 흐르고, 그 다음에 주변부(56)에 공급되지 않고 주요부(58)에 공급된다. 그러므로, 중심부(52) 및 상부(54)를 포함하는 주요부(58)는 신속히 팽창하고 T 모양을 유지된 채로 탑승자를 향하여 전개된다. 그 결과, 탑승자(P)의 두부는 주요부(58)에 의해 지지되고, 그것은 정면 충돌시의 충돌 에너지를 흡수한다. 에어백이 팽창 및 전개되는 경우의 차량의 종방향으로 조수석용 에어백(44)의 길이 L(도 1 참조)이, 종래의 에어백이 팽창 및 전개되는 경우의 차량의 종방향에서의 종래의 조수석용 에어백의 길이와 같도록 설정되기 때문에, 탑승자(P)의 초기 구속 위치는 종래 기술에서와 같이 유지될 수 있다.

보충한다면, 탑승자는 묶여진 안전 벨트 장치의 웨빙에 의해 그들의 복부(허리부를 포함) 및 흉부에서 차량 좌석에 구속되는 것이 일반적이다. 그러므로, 차량 충돌시의 관성에 기인하여 차량의 앞쪽으로 가장 많이 이동할 것 같은 탑승자의 일부는 두부이다. 따라서, 본 실시예에 있어서, 중심부 및 상부를 포함하는 에어백의 주요부로 탑승자의 두부를 지지 및 구속함으로써 차량 충돌시의 충돌 에너지는 흡수된다.

또한, 탑승자(P)가 주요부(58)에 접촉하고 주요부(58)의 내부 압력이 증가하는 경우, 칸막이 부재(40)의 수직벽(41)에 형성되는 제1 벤트 구멍(60) 및 칸막이 부재(40)의 수평벽(42)에 형성되는 제2 벤트 구멍(62)이 찢겨져 폐쇄 부재(64)가 개방된다. 그 결과, 주요부(58) 내의 가스는 제1 벤트 구멍(60) 및 제2 벤트 구멍(62)을 통하여 주변부(56)로 흐른다. 따라서, 주변부(56)는 팽창하고 두부를 제외한 탑승자(P)의 상체의 부분의 충돌 에너지를 흡수한다. 또한, 주요부(58) 내부로부터의 가스를 주변부(56)로 공급함으로써, 종래에 조수석용 에어백 외부로 손실되는 가스를 더욱 효과적으로 사용될 수 있게 한다.

이렇게 하여, 본 실시예에 따른 조수석용 에어백 장치(10)에 있어서는, 탑승자(P)의 복부 및 흉부를 안전 벨트 장치(30)를 사용하여 구속하고 조수석용 에어백(44)의 주요부(58)를 팽창 및 전개하여 탑승자(P)의 두부를 우선 지지 및 구속함 으로써, 탑승자(P)의 초기 구속 성능이 확보되고 조수석용 에어백(44)의 크기가 크게 감소된다.

또한, 본 실시예에 따라서, 주요부(58)는 상부(54)도 가지고 있기에, 주요부(58)가 중심부(52)만 가지는 경우와 비교했을 때, 앞면유리(46)의 내측면(46A)과 접촉하는 접촉면적이 증가될 수 있다. 따라서, 에어백이 전개되는 경우 주요부(58)의 작용이 더 많이 안정된다.

상술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 조수석용 에어백 장치(10)는 탑승자(P)에 대하여 조수석용 에어백(44)의 초기 구속 성능을 확보하면서 조수석용 에어백(44)의 크기를 더욱 감소될수 있게 할 뿐만 아니라, 전개시에 에어백의 작용을 안정시킨다.

또한 본 실시예에 있어서는, 칸막이 부재(40)의 수직벽(41) 및 수평벽(42)에 제1 벤트 구멍(60) 및 제2 벤트 구멍(62)이 각각 형성된다. 이음새(66)에 봉합되는 폐쇄 부재(64)는 벤트 구멍(60 및 62)를 폐쇄한다. 주요부(58)의 내부 압력이 기결정된 값 이상인 경우 폐쇄 부재(64)가 이음새(66)를 따라서 찢어지나, 내부 압력이 기결정된 값 미만인 경우 찢어지지 않는다. 이러한 구조는 최소한의 가스 필요량으로 에어백이 효율적으로 전개될 수 있게 한다. 그 결과, 본 실시예는 에어백의 크기를 더욱 효과적으로 감소시킬 수 있다.

<제2 실시예>

다음으로, 본 발명에 따른 에어백 장치의 제2 실시예가 도 4 내지 6을 참조하여 설명될 것이다. 상술된 제1 실시예의 구성 부분과 동일한 제2 실시예의 구성 부분은 동일한 참조 부호로 표시되며 그 설명은 생략하기로 한다.

도면에 도시된 바와 같이, 제2 실시예에 따른 조수석용 에어백 장치(10)는 탑승자 측에서 봤을 때 비스듬한 글자 "U"와 같이 형성되는 칸막이 부재(70)를 사용하여 중심부(52), 상부(54), 및 하부(76)로 형성되는 글자 "I"와 같이 조수석용 에어백(72)의 주요부(74)가 형성된다는 점을 특징으로 한다.

더욱 구체적으로, 칸막이 부재(70)는 3개의 요소 즉, 수직벽(78), 상부벽(80), 및 하부벽(82)을 포함한다. 제1 실시예에서 상술된 것과 유사한 방법으로 각 요소의 주변 모서리부가 백 기초포 상에 봉합된다. 유사하게, 제1 벤트 구멍(60) 및 제2 벤트 구멍(62) 이외에, 제3 벤트 구멍(84)도 하부(82)에 형성된다.

상술된 구조를 가지는 실시예에 따르면, 인플레이터(20)로부터 분출되는 가스는 우선 백 기저부(50)를 통과하고 그 다음에 주요부(74), 즉, 중심부(52), 상부(54), 및 하부(76) 각각으로 흘러, 에어백의 주요부(74)는 I 모양으로 팽창 및 전개한다. 에어백이 전개되는 경우 차량의 종방향으로 조수석용 에어백(44)의 길이는 상술된 제1 실시예에서의 그것과 동일한 길이 L이다. 주요부(74)의 내부 압력이 기결정된 값 이상이 되는 경우, 칸막이 부재(70)의 각 요소에 각각 제공되는 제1 벤트 구멍(60), 제2 벤트 구멍(62), 및 제3 벤트 구멍(84)은 개방되고 주변부(86)는 팽창한다.

여기에서, 본 실시예에서는, 백 폭 방향의 양 측면으로 연장하고 중심부와 함께 팽창하는 하부(76)가 주요부(74)의 중심부(52)의 하단측 상에 제공된다. 즉, 상부(54) 및 중심부(52) 외에 하부(76)가 제공된다. 그러므로, 안전 벨트 장치(30) 과 함께, 이 하부(76)가 충돌 초기에 탑승자(P)의 복부를 구속할 수 있다.

또한, 하부(76)를 추가함으로써, 상부(54)가 앞면유리(46)의 내측면(46A)에 접촉할 수 있고 하부(76)가 계기판(12)의 상면(12A)에 접촉할 수 있다. 따라서, 조수석용 에어백(72)의 주요부(74)는 에어백(72)이 전개하는 경우 상하 양쪽으로부터 지지되고, 그리고 그것은 주요부(74)의 작용을 안정시킨다.

그 결과, 본 실시예는 탑승자의 복부에 대한 보호 성능을 높이고 주요부(74)의 작용을 안정시키는 양 측면에 관하여 탑승자 보호 성능을 향상시킨다.

<제3 실시예>

다음으로, 본 발명에 따른 에어백 장치의 제3 실시예가 도 7 및 8에 관하여 설명된다. 상술된 제1 실시예의 구성 부분과 동일한 제3 실시예의 구성 부분은 동일한 참조 부호로 표시되며 그 설명은 생략하기로 한다.

도 7에 도시된 조수석용 에어백(90)는 상술된 제1 실시예의 T-모양 타입 조수석용 에어백(44)의 주요부(58)의 중간 부분에 백의 상단부로부터 하단부로 연장하는 제2 칸막이 부재(92)가 제공된다는 점을 특징으로 한다. 이 제2 칸막이 부재(92)는 주요부(58)의 공기 챔버를 2개 부분, 즉, 좌측 부분 및 우측 부분으로 분할한다.

반면에, 도 8에 도시된 조수석용 에어백(94)은, 제2 칸막이 부재(92)가 상술된 제2 실시예의 I-모양 타입 조수석용 에어백(72)에 적용되는 에어백이다.

이러한 구조에 따르면, 제2 칸막이 부재(92)는 주요부(58 및 74)의 폭 방향으로 실질적으로 중간 부분에 제공된다. 그 결과, 주요부(58 및 74)의 제2 칸막이 부재(92)의 양 측면으로 가스가 흘러, 주요부(58 및 74)의 양 측면이 팽창 및 전개한다. 가스는 주요부(58 및 74)의 제2 칸막이 부재(92)를 통과하지 않을 것이기 때문에, 에어백은 충돌 표면이 경사진 소위 경사 충돌에서도 효과적이다. 즉, 경사 충돌에서는, 관성에 기인하는 탑승자(P)가 이동하는 방향이 차량의 전방으로부터 좌측 또는 우측(도 7 및 도 8의 2점 쇄선 참조)으로 오프셋된다. 그러므로, 만약 폭 방향으로 실질적으로 중간 부분에서 주요부(58 및 74)가 분리된다면, 관성에 의해 탑승자(P)가 어떤 방향으로 이동할지라도(즉, 탑승자가 차량의 바로 앞쪽에 대해 좌측 또는 우측으로 흔들리는지 여부에 관계없이), 탑승자(P)의 두부는 확실하게 지지될 수 있고 충돌 에너지는 흡수될 수 있다. 그 결과, 본 실시예는 특히 경사 충돌시의 탑승자 보호 성능을 향상시킨다.

각 공기 챔버의 압력에 관해서는, 탑승자(P)가 조수석용 에어백(90)의 중심선(즉, 제2 칸막이 부재(2))의 우측 공간에 접촉하는 경우, 주요부(58)가 가스로 충만할 때까지 제1 벤트 구멍(60) 및 제2 벤트 구멍(62)은 폐쇄된 채로 유지된다. 그러므로, 좌측 및 우측 주요부(58)의 내부 압력(P1)이 제일 높고, 우측 주변부(56)의 내부 압력(P2)이 두 번째로 높고, 좌측 주변부(56)의 내부 압력(P3)이 가장 낮다.

<제4 실시예>

다음으로, 본 발명에 따른 에어백 장치의 제4 실시예가 도 9 및 10을 참조하여 설명될 것이다. 상술된 제1 실시예의 구성 부분과 동일한 제4 실시예의 구성 부분은 동일한 참조 부호로 표시되며 그 설명은 생략하기로 한다.

도 9에 도시된 조수석용 에어백(96)은 상술된 제1 실시예의 T-모양 타입 조수석용 에어백(44)의 주변부(56)의 기결정된위치에 제4 벤트 구멍(98)이 제공된다는 점을 특징으로 한다. 이들 제4 벤트 구멍(98)은 가스가 주변부(56)로부터 백의 외부로 새어 나가는 것을 가능하게 한다.

반면에, 도 10에 도시된 조수석용 에어백(100)은 제4 벤트 구멍이 상술된 제2 실시예의 I-모양 타입 조수석용 에어백(72)에 적용되는 에어백이다.

상기 구성에 따르면, 인플레이터(20)로부터 분출되는 가스는 주요부(58 및 74)로 흐르고, 그로 인해 그것을 팽창 및 전개하고, 그 후에 가스는 제1 벤트 구멍(60), 제2 벤트 구멍(62), 및 제3 벤트 구멍(84)(도 9의 조수석용 에어백(96)에는 제공되지 않음)을 통과하여 주변부(56 및 86)로 흐른다. 탑승자(P)의 두부 등을 지지하여 에너지를 흡수한 결과 주변부(56 및 86)의 내부 압력이 기결정된 값 이상이 되는 경우, 제4 벤트 구멍(98)은 개방되어 가스 압력을 감소시킨다. 그 결과, 조수석용 에어백(96 및 100)으로부터 탑승자(P)의 상체에 적용되는 반력이 감소된다.

<제 5 실시예>

다음으로, 본 발명에 따른 에어백 장치의 제5 실시예가 도 11을 참조하여 설명될 것이다. 상술된 제1 실시예의 구성 부분과 동일한 제5 실시예의 구성 부분은 동일한 참조 부호로 표시되며 그 설명은 생략하기로 한다.

도 11에 도시된 바와 같이, 이 조수석용 에어백(110)은 상술된 제2 실시예의 I-모양 타입 조수석용 에어백(72)을 응용하고, 2단계, 즉, 백 내의 상부 및 하부로 배치되고 탑승자 측에서 봤을 때 비스듬한 글자의 모양 "U"로 형성되는 각각의 칸막이 부재(112)를 구비한다는 점을 특징으로 한다. 따라서, 중간부(114)는 중심부(52)의 높이 방향으로 중간 위치 근처에 상부(54) 및 하부(76)와 평행한 백 폭 방향의 양 측면으로 연장한다. 즉, 주요부(116)는 4개의 요소, 즉, 중심부(52), 상부(54), 하부(76), 및 중간부(114)를 포함한다. 덧붙여 말하자면, 중간부(114)는 탑승자(P)가 조수석용 에어백(110)에 접촉하는 경우 탑승자(P)의 어깨에 대응하는 팽창부이다. 도 11에는 제1 벤트 구멍(60), 제2 벤트 구멍(62), 및 제3 벤트 구멍(84)이 생략된다.

상기 구조에 따르면, 중간부(114)는 중심부(52), 상부(54)로 탑승자(P)의 두부를 우선적으로 지지 및 구속하고, 그 다음에 탑승자(P)의 어깨를 지지 및 구속한다. 그러므로, 충돌 초기에 탑승자(P)의 어깨뿐만 아니라 두부도 구속되고, 그리고 그것은 탑승자(P)가 관성에 의하여 차량의 전방으로 이동하는 양을 효과적으로 억제한다. 그 결과, 탑승자 보호 성능은 더욱 향상된다.

<상기 실시예의 보충 설명>

다음은 상기 실시예의 보충 설명을 열거할 것이다.

각각의 상기 실시예는 본 발명이 조수석용 에어백 장치(10)에 적용되는 것을 가정하여 설명되었다. 그러나, 본 발명은 이것에 제한되지 않는다. 즉, 본 발명은 스티어링(steering) 구조가 일반적 스티어링 휠을 사용하지 않는 레버 작동 타입 차량 등의 운전석 에어백 장치로서 적용될 수도 있다.

각각의 상기 실시예에서는, 탑승자를 구속하는 안전 벨트 장치(30)의 웨 빙(34)은 통상의 웨빙이지만, 본 발명은 이것에 제한되지 않는다. 예를 들어, 정면 충돌시에 인플레이터로부터의 가스에 따라 팽창하는 소위 공기 벨트가 채택될 수도 있다.

본 발명의 "정면 충돌시"는 에어백 센서에 의해 호스트 차량의 정면 충돌이 검출되는 경우뿐만 아니라, 프리-크래쉬 센서와 같은 충돌 예견 센서에 의해 호스트 차량과 다른 차량 등 사이의 정면 충돌이 예견되는 경우도 포함한다.

상기 실시예에서는, 제1 벤트 구멍(60), 제2 벤트 구멍(62), 제3 벤트 구멍(84), 및 제4 벤트 구멍(98)이 이음새(66)를 사용하여 개방 및 폐쇄될 수 있도록 구성된다. 그러나, 본 발명은 이것에 제한되지 않는다. 즉, 주요부(58 및 74)의 내부 압력에 따라 개구량을 변경시키는 밸브 기구에 의해 폐쇄된 채로 유지될 수도 있다. 예를 들어, 이음새로 봉합되는 것 대신에, 스프링을 사용하여 탄성력에 의해 페쇄되고 내부 압력이 상승함에 따라 제1 내지 제4 벤트 구멍(60 ~ 98)의 개구량이 증가하도록 폐쇄 부재가 구성될 수도 있다. 이러한 예는 본 발명의 제1 실시예에 해당한다.

이러한 구조에 따르면, 주요부(58 및 74)의 중심부(52)로부터 탑승자(P)의 두부에 적용되는 반력은 관성에 의해 두부가 이동하는 속도에 따라 증가 또는 감소될 수 있다. 즉, 관성에 기인하여 탑승자(P)의 두부가 빠르게 이동하는 경우, 주요부(58 및 74)의 중심부(52)로부터 주변부(56 및 86)로 흐르는 가스량을 증가시키도록 밸브 기구의 개구량을 증가시키고, 그로 인해, 충돌시의 에너지 흡수 효율을 증가시키는 제어가 실행될 수 있다. 이것은 주요부(58 및 74)의 중심부(52)로부터 탑 승자(P)의 두부에 적용되는 반력을 감소시킨다. 그 결과, 본 실시예는 정면 충돌시에 주요부(58 및 74)의 에너지 흡수 효율을 제어(즉, 주요부(58 및 74)로부터 탑승자(P)의 두부에 입력되는 반력을 제어)하고, 그로 인해 탑승자 보호 성능을 더욱 향상시키는 것을 가능하게 한다.

본 발명이 그 예시적인 실시예를 참조하여 기술되었지만, 본 발명이 예시적인 실시예 또는 구성예에 제한되지는 않음은 자명하다. 이와는 대조적으로, 본 발명은 다양한 수정예 및 등가 형태을 포괄하도록 의도된다. 또한, 예시적인 실시예의 다양한 요소는 단 하나의 요소나 그 이상 또는 그 이하를 포함하는 여타의 조합 및 구성을 설명하는 다양한 조합예 및 구성예로 도시되어 있지만, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에도 있다.

Claims

에어백 장치에 있어서,

차량 충돌이 발생하는 경우 작동되는 가스를 분출하기 위한 가스 발생 수단(20), 및

계기판(12)에 접혀서 저장되고, i) 상기 가스 발생 수단(20)에 의해 발생되는 가스의 공급을 받아 탑승자를 향해 전개하는 기결정된 폭의 중심부(52) 및 상기 중심부(52)의 상단측 상의 백(bag) 폭 방향의 양 측면을 향해 연장하도록 제공되고 상기 중심부(52)와 함께 팽창하는 상부(54)를 가지는 주요부(58; 74; 116), 및 ⅱ) 상기 주요부(58; 74; 116)와 연통하는 연통 구멍(60, 62, 84)이 형성되는 칸막이 부재(40; 70; 112)에 의해 상기 주요부(58; 74; 116)로부터 분리되는 동안 상기 주요부(58; 74; 116)의 주위에 제공되고, 상기 연통 구멍(60, 62, 84)을 매개로 하여 상기 주요부(58; 74; 116)로부터의 가스의 공급을 받아 팽창하는 주변부(56; 86)를 포함하는 에어백(44; 72; 90; 94; 96; 100; 110)을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어백 장치.
제1항에 있어서,

상기 연통 구멍(60, 62, 84)은, 상기 주요부(58; 74; 116)의 내부 압력이 기결정된 값 아래인 경우 폐쇄되고, 상기 주요부(58; 74; 116)의 내부 압력이 상기 기결정된 값 이상인 경우 개방되는 것을 특징으로 하는 에어백 장치.
제2항에 있어서,

상기 연통 구멍(60, 62, 84)의 외주보다 더 큰 폐쇄 부재(64)에 의해 상기 연통 구멍(60, 62, 84)은 폐쇄되고, 상기 폐쇄 부재(64)의 외주부는 내부 압력이 상기 기결정된 값 이상의 조건에서 찢어지는 이음새(tear seam)(66)를 사용하여 봉합(sewn)되는 것을 특징으로 하는 에어백 장치.
제2항 또는 제3항에 있어서,

상기 기결정된 값은 상기 주요부(58; 74; 116)가 완전히 팽창 및 전개되는 경우의 가스 압력의 값인 것을 특징으로 하는 에어백 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 백 폭 방향의 양 측면으로 연장하고 상기 중심부(52)와 함께 팽창하는 하부(76)가 상기 중심부(52)의 하단측 상에 제공되는 것을 특징으로 하는 에어백 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 백 폭 방향의 양 측면으로 연장하고 상기 중심부(52)와 함께 팽창하는 중간부(114)가 상기 중심부(52)의 높이 방향으로 기결정된 위치에 제공되는 것을 특징으로 하는 에어백 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 주요부(58; 74; 116)는, 상기 주요부(58; 74; 116)의 상기 백 폭 방향의 실질적으로 중앙의 위치에서 제2 칸막이 부재(92)에 의해 분리되는 것을 특징으로 하는 에어백 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 연통 구멍(60, 62, 84)은, 상기 주요부(58; 74; 116)의 상기 내부 압력에 따라 개구량을 변경시키는 밸브 기구에 의해 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 에어백 장치.
제8항에 있어서,

상기 밸브 기구는 스프링인 것을 특징으로 하는 에어백 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 주변부(56; 86)의 상기 내부 압력이 상기 기결정된 값 이상인 경우 개방되는 연통 구멍(98)이 상기 주변부(56; 86)와 상기 에어백의 외부 사이에 제공되는 것을 특징으로 하는 에어백 장치.
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