KR930004514Y1 - 에어백에 의한 탑승자 보호용 안전장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

에어백에 의한 탑승자 보호용 안전장치

제1도는 본 고안의 구성을 보여주는 외형도.

제2도는 본 고안에 설치되는 압출가스 작동기구의 분해사시도.

제3도는 제1도의 A-A선 단면도.

제4도는 제3도의 작동상태도.

제5도는 제1도의 C-C선 단면도

제6도는 본 고안의 작동상태도.

제7도는 본 고안의 설치예를 보여주는 평면도.

제8도는 제1도에 도시한 압축가스 작동기구의 변형례로서의 단면도.

제9도는 제1도의 구성의 변형 실시예를 나타낸 외형도.

제10도는 제9도로 실시하기 위한 에어백수납기구의 실시예.

제11도는 제9도의 설치예를 도시한 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 압축가스작동기구 2 : 에어백수납기구

3 : 파워호스 4 : 외측프레임

5 : 커버체 6 : 중량추

7 : 탄지스프링 8 : 작동링크

11 : 시이트 12 : 가스공급고정부재

13 : 가스압력용기 14 : 작동자

15 : 스프링 19 : 천공핀

30 : 외측케이스 31 : 커버체

33 : 에어백

본 고안은 차량의 내부에 장착하여 충돌사고시 압축가스 작동기구가 동작하여 형성되는 에어백(Air Bag)에 의하여 탑승자를 안전하게 보호할 수 있도록 한 차량의 탑승자 보호용 안전장치에 관한 것이다.

일반적으로 에어백에 의한 탑승자 보호용 안전장치로서는 전자식, 또는 기계식으로 대별되는데 전자식의 경우엔 센서를 통한 입력감지부분과 컴퓨터를 이용한 비교판단 부분 그리고 점화되어 에어백이 부풀려지는 출력부분으로 구성되어 그 장치의 구조가 복잡하고, 제작이 어려우며 고가이므로 일반수요자에게 큰 부담을 안겨주기 때문에 실용화에 문제점이 있고 특히 노후화된 차량이나 중간에 부품이 교체되는 차량에 있어서는 입력감지부분에서 오동작이 발생하게 되어 차량의 충돌시 적절하게 작동되지 않아 에어백이 펼쳐지는 확률이 점차로 낮아지게 되므로 결국 100% 동작이 아닌 문제점이 노출되고 있다.+

또한 기계식의 경우 국내특허출원 90-2187호(공개번호 91-15452호, 1991년 9월 30일자 공개)의“에어백으로된 충격방지장치”가 있으나 이는 차량의 충돌시 가동추가 관성작용에 의하여 L간을 밀면 스프링의 탄력으로 탄설 해머가 공핀을 타격하여 압축가스탱크를 천공하고 압축가스는 가스토출지관을 통하여 에어백으로 분출주입됨과 동시에 에어백이 순간팽창하여 매트리스 보호벽을 형성하여 충돌시 탑승객을 보호할 수 있게 구성되어 있어 다음과 같은 문제점이 노출되었다.

첫째, 가동추가 L간을 가압함에 있어서 가동추의 전단이 수직단부로 형성되어 가압동작이 원활하지 못하다는 점.

둘째, 가동추에 의하여 L간을 가압하는 경우 L간의 단자와 탄설해머가 맞닿는 부위가 구조적으로 결함이 있어 정확하게 로크되거나 로크의 해제가 확실하게 이루어지지 못한다는 점.

셋째, L간으로부터 탄설해머가 로크해제되어 스프링에 의한 작동이 이루어지는 경우 천공핀을 가압하게 되어 있으나 실제로는 탄설해머가 천공핀을 타격하는 각도가 거의 수직으로 이루어지므로 천공핀의 가압동작이 원활하지 못하고 심지어는 천공핀을 가압하는 것이 아니라 그 두단을 파손시켜 작동이 이루어지지 않게 되는 문제가 있는 점.

넷째, 에어백의 경우 그 형태를 매트리스형으로 제작한 관계로 작동시 에어백의 팽창속도가 느리고 탑승자의 인체형상에 부합되지 않아 충돌사고시 충격은 어느정도 방지되겠으나 인체에 손상을 줄 수 있다는 점이 있다.

본 고안은 이와같은 종래의 제반 문제점을 해소하고자 전자감응방식이 아닌 충격감지방식으로서 기계식을 응용한 에어백에 의한 탑승자 보호용 안전장치를 제공하되, 압축가스작동 기구에 있어서 그 기술구성을 보다 안정적이고 확실한 작동이 가능하도록 하고 에어백 수납기구의 구성을 작동시 신속한 분리가 가능하도록 하며 에어백 자체의 형태를 인체의 형성에 부합되도록 형성하여 차량충돌사고에 의한 작동시 인체에 충격을 적게 주면서 피해를 최소화할 수 있으며 차량의 노후화나 차량의 사용중 부품의 교체가 이루어지더라도 원활한 작동과 함께 오동작의 방지가 가능하도록 하는데 그 목적이 있다.

이와같은 목적을 달성하기 위한 본 출원인의 선고안인 실용신안출원 제91-19000호가 안출된바 있다.

이와같은 선출원고안에 의거하여 첨부된 도면에 의거 본 고안에 대하여 보다 상세히 살펴보기로 한다.

제1도에 도시한 바와같이, 본 고안인 안전장치는 압축가스 작동기구(1)와 에어백 수납기구(2)로 분리 형성되고 이 압축가스 작동기구(1)와 에어백 수납기구(2)는 압축공기 공급공 파워호스(3)에 의하여 상호 연결설치되어 이루어져 차량의 내부 천장상에 부착고정할 수 있게 이루어진다.

압축가스 작동기구(1)는 제1도 내지 제4도에 도시되어 있는 바와같이 외측프레임(4)과 커버체(5)가 외형을 이루고 외측프레임(4)의 내측엔 중앙의 격벽(4a)을 중심으로 구획되어지되 일측에 중량추(6)를 중심으로 그 후부엔 완충패킹(9)이 설치되어 이에 탄지된 탄지스프링(7)이 압축되도록 끼워지고 전방엔 작동링크(8)가 일측의 힌지부(10)를 중심으로 움직일 수 있게 외측프레임(4)의 내측에 고정된 시이트(11)에 설치되며, 타측엔 가스공급 고정부재(12)를 중심으로 후부엔 압력가스용기(13)가 나사 결합설치되고 전방엔 작동자(14)가 스프링(15)에 탄지된 채로 축(16)을 중심으로 움직일 수 있게 설치되는 동시에, 상기 가스공급부재(12)와 작동자(14)는 프레임(4)의 내측에 고정된 시이트(17)에 설치되고 상기 작동링크(8)와 작동자(14)는 서로 로크상태에서 로크해제상태로 전환될 수 있게 설치되어 이루어진다.

이때 외측프레임(4)의 양단엔 고정공(4c)을 형성하여 차량의 상부천정에 스크류체결할 수 있게 되어 있으며 커버(5) 일측엔 통공(5a)이 외측에 원통형(4b)을 형성하여 이루어짐과 동시에 커버(5)는 관련된 내부구성부재를 모두 조립한 다음 외측프레임(4)상에 덮고 밀봉할 수 있게 되어 있다.

또한 중량추(6)는 격벽(4a)을 중심으로 일측의 공간내에서 상기한 탄지스프링(7)에 의하여 후퇴가 더이상되지 않고 수평이동에 의한 전진이 가능하도록 설치되고 전방에는 활형의 만곡테이퍼면(6a)이 형성되어 작동시 마찰력이 적게 이루어진다.

작동링크(8)는 일측끝단에 활형면(3a)이 형성되고 이와 연결된 일측이 예각 단면형상으로 이루어진 기다란 로크홈(8b)이 형성되고 그 인접부위엔 작동시 후술되는 작동자(14)의 예각단부(14b)와의 간섭을 배제하기 위한 만곡홈(8c)이 형성되어 외측프레임(4)의 내측면과의 사이에 설치되며 상기 중량추(6)의 만곡테이퍼면(6a)에 탄지된 상태로 유지되도록 이루어진다.

또한 가스공급고정부재(12)는 외측프레임(4)에 고정되는 시이트(17)의 안착홈(17a)에 돌기부(12a)가 끼워진체로 고정설치되어지되, 내부유로(12b)의 일측엔 압력가스용기(13)가 결합되고 타측엔 엘보우(18)가 체결고정되며 타측엔 천공핀(19)이 왕복가능하게 끼워지되, 천공핀(19)은 일측의 만곡단부(19a)와 타측의 천공침(19b)중간의 플랜지부(19c)가 일체로 형성되어 내부의 스프링(20)이 끼워진 상태로 결합부재(21)에 의하여 외부로부터 상기 천공핀(19)을 감싼 상태로 결합하여 상기 결합부재(21)가 가스공급고정부재(12)의 돌출부(12)에 나사결합되어 이루어진다.

또한 작동자(14)는 일측에 스프링결합홈(14a)을 형성하고 일측 끝단엔 예각단부(14b)와 만곡단부(14c)를 연이어 형성하며 타측끝단에 만곡단부(14d)를 형성하여 이루어져서 스프링(15)에 의하여 탄지된 상태로 작동링크(8)의 로크홈(8b)의 일측면에 상기 예각단부(14b)가 걸려 로크상태를 갖도록 하되, 일단 로크상태가 해제되면 순간적으로 축(16)을 중심으로 스프링(15)의 탄성력에 의하여 회전가능하게 이루어진다.

이때 프레임(4)의 내측에 고정되는 시이트(11)(17)는 일체로서 강체로 제작함이 바람직한데 상기 작동자(14)는 평상시 스프링(15)의 강한 탄성력에 의하여 탄지된 상태를 유지하게 되므로 압축가스 작동기구(1)의 비작동상태에서 장기간 경과하게 되면 상기 스프링(15)의 강한 탄성력에 의하여 프레임(4)의 국부변형이 발생하여 오동작의 발생가능성이 있기 때문이다.

이 경우에 특히 역학적인 특성상 스프링(15)의 탄성력은 작동자(14) 및 작동링크(8)에 미치게 되고 이들 영향력은 힌지부(10) 및 축(16)에 집중적으로 가해지므로 이들 힌지부(10) 및 축(16)은 변위가 발생하지 않도록 강체인 시이트(11)(17)에 각각 설치함이 바람직하다.

에어백 수납기구(2)는 제1도 및 제5도에 도시한 바와같이 외측케이스(30)와 커버체(31)가 결합되어지고 외측케이스(30)의 일측엔 결합공(32)을 형성하여 에어백(33)의 주입구(34)를 상기 결합공(32)을 통하여 외부로 노출시킨 상태로 로크너트(35)에 의하여 끼워 고정결합할 수 있게되어 있고, 에어백(33)을 일명 낙하산 접는 방식인 겹쳐진 상태로 접어놓아 내장하고 커버체(31)를 결합하여 이루어지며 후부엔 브라켓(36)을 설치하여 차량내부에 케이스(30)를 설치할 수 있게 되어 있으며 커버체(31)는 전면을 튀어나오게 형성하되 그 외주연엔 취약부(37)를 형성하여 이루어진다.

이때 에어백(33)의 외형은 인체의 상부 몸통의 형상에 부합되도록 두겹의 주머니 형태로 형성하되 내부엔 상부 접합부(38), 양측의 중간접합부(39, 40)를 각각 형성하고 양측 중간접합부(3,9, 40)사이엔 U형 접합부(41)를 형성하여 순간적으로 압축공기가 주입구(34)를 통하여 유입되면 상부접합부(38)를 중심으로 외측에 부풀어진 부분은 인체의 머리부분이 위치하고 중간접합부(39, 40)와 U형 접합부(41)를 중심으로 외측에 부풀어진 부분은 인체의 상부몸통 부분이 위치하여 인체형상에 맞도록 이루어진다.

또한 제8도는 압축가스 작동기구(1)를 전술한 실시예와 다른 대향측에 설치하기 적합한 구성을 보여주는 것으로서 그 구성은 상호 대칭되게 형성되는 점만 상이하고 나머지 기술구성은 동일한 것도 보여주므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

미설명부호로서 42는 차량본체를 43은 차량의 천장부를 각각 나타낸다.

다음은 전술한 바와같이 이루어진 본 고안의 작용 및 효과에 대하여 살펴보기로 한다.

제3도 및 제4도, 제7도 및 제8도를 참조하여 살펴보면, 본 고안인 안전장치는 차량본체(42)의 천정부(43)를 중심으로 운전석 또는 조수석에 설치할 수 있고 도시하지는 아니하였으나 탑승자가 앉게 되는 시이트의 상부의 적정위치에 압축가스 작동기구(1)는 중량추(6)가 전진 작동가능하게 중량추(6)의 길이방향과 차량의 길이방향이 일치하게 설치하고 에어백 수납기구(2)는 승객이 앉게되는 시이트부의 전단 직상부에 위치하도록 설치하면 되겠다.

상기 같은 설치상태에서 차량의 운행중 불의의 사고가 발생하여 차량이 충돌하는 사태에 이르게 되면 차량은 급속도로 감속되므로 제4도를 기준으로 살펴볼 때 압축가스 작동기구(1)의 중량추(6)은 관성의 법칙에 의하여 전진하고 그 후방에 압축탄지된 탄지스프링(7)의 순간적 팽창에 의하여 만곡 테이퍼면(6a)과 작동링크(8)의 활형면(8a)이 압접된 상태에서 상기 탄지스프링(7)이 팽창하면서 중량추(6)를 그대로 밀어주기 때문에 상기 만곡테이퍼면(6a)과 활형면(8a)은 마찰력이 보다 감소된 상태에서 중량추(6)는 전진하고, 작동링크(8)는 힌지부(10)를 중심으로 상승하여 로크홈(8b)에 로크되어있던 작동자(14)의 예각단부(14b)는 로크해제되면서 스프링(15)의 탄발력에 의하여 축(16)을 중심으로 시계반대방향으로 만곡홈(8c)을 거쳐 순간적으로 회전하면서 작동자(14)의 만곡단부(14d)가 천공핀(19)의 만곡단부(19a)를 슬라이드 압접이 이루어지게 하고 천공핀(19)은 가압전진하여 천공침(19b)이 압력가스용기(13)의 선단봉입부를 순간적으로 천공한 후 천공핀(19)은 스프링(20)에 의하여 원위치되게 된다.

이와같은 천공핀(19)이 압력가스용기(13)의 선단봉입부를 천공하는 것에 의해 압력가스용기(13)로부터 배출되는 압력가스는 내부유로(12b), 엘보우(18), 파워호스(3), 및 에어백(33)의 주입구(34)를 통하여 에어백(33) 내부로 유입되게 되고, 에어백(33)이 팽창하면서 에어백수납기구(2)의 외측케이스(30)는 취약부(37)에 의하여 돌출부위가 분리이탈하게되고 에어백(33)이 부풀어지면서 순간적으로 하향으로 내려오되, 탑승객의 상부몸체가 관성에 의하여 앞으로 전진하기전에 탑승객과 차체내부 탑승객 전방물체사이(예를들면 운전자의 경우 운전자와 운전핸들사이)에 위치하게 되며 이와같이 부풀어진 에어백(33)에 의하여 탑승객의 머리부분이나 상체가 차량의 충돌충격으로부터 안전하게 보호될 수 있게 된다.

실제로 본 출원인이 실험해본 결과 시속 40㎞의 속도의 차량에 충돌충격력이 가해진 경우 본 고안인 안전장치의 경우 중량추(6)가 이동하여 작동링크(8), 작동자(14) 및 천공핀(19)의 작동으로부터 압력가스용기(13) 내부의 압력가스가 에어백(33)에 유입되고 부풀어져 하강하며 작동이 완료되기까지 0.05초-0.1초가 소요됨이 밝혀졌다.

한편 첨부한 도면 제9도 내지 제11도에서와 같이 에어백(33)의 주입구(34)를 전방에 형성하여 압력가스용기(13)으로부터의 가스배출시 거치는 파워호스(3)의 길이를 짧게 유도하여 에어백(33)이 부풀어질 수 있는 시간을 단축할 수도 있겠다.

이상 살펴본 바와같이 본 고안인 에어백에 의한 탑승자 보호용 안전장치는 탄지스프링(7)의 압축된 상태에서 외부의 충격에 의해 발생하는 그 팽창력에 의해 중량추(6)의 동작을 정확하게 이루어질 수 있도록 함과 동시에 작동링크(8), 작동자(14) 및 천공핀(19)에 의한 기계적인 구성에 의하여 정확하고 안전한 작동이 신속하게 이루어질 수 있으며, 특히 에어백(33)의 구성상 상부 및 중간접합부(38, 39, 40) 및 U형 접합부(41)를 인체형상에 맞게 형성하여 차량의 충돌사고시 탑승자를 보다 안전하게 보호할 수 있는 우수한 효과를 갖는다.

Claims (4)

1. 압축가스 작동기구(1)와 에어백 수납기구(2)로 분리형성하고 파워호스(3)에 의하여 상호 연결설치하며, 압축가스 작동기구(1)는 외측프레임(4)의 내측엔 중앙의 격벽(4a)을 중심으로 일측엔 중량추(6)를 설치하고, 중량추(6)의 전방엔 작동링크(8)가 일측의 힌지부(10)를 중심으로 움직일 수 있게 설치되며, 타측엔 가스공급 고정부재(12)를 중심으로 후부엔 압력가스용기(13)가 설치되고 전방엔 작동자(14)가 스프링(15)에 탄지된 채로 축(16)을 중심으로 움직일 수 있게 설치되어 상기 작동링크(8)와 작동자(14)가 서로 로크상태에서 로크해제 상태로 전환될 수 있게 설치되어 이루어지고, 에어백 수납기구(2)는 외측케이스(30)와 커버체(31)가 결합되고 내부에 에어백(33)을 내장하여 에어백(33)의 주입구(34)와 파워호스(3)를 결합하여 이루어지는 에어백에 의한 탑승자 보호용 안전장치에 있어서, 압축가스 작동기구(1)는 중량추(6)를 중심으로 후부엔 환충패킹(9)이 탄지스프링(7)과 함께 설치되고 상기 작동링크(8) 및 작동자(14)가 프레임(4)의 내측에 고정된 시이트(11)(17)에 각각 설치되어 이루어지고, 에어백(33)이 내장되는 에어백수납기구(2)의 커버체(31) 외주연에 취약부(37)를 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어백에 의한 탑승자 보호용 안전장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 중량추(6)의 전방에 활형의 만곡 테이퍼면(6a)이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어백에 대한 탑승자 보호용 안전장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 에어백(33)의 주입구(34)가 전방에 설치되는 것을 특징으로 하는 에어백에 의한 탑승자 보호용 안전장치.
4. 제1항에 있어서, 에어백(33)이 두겹의 주머니 형태로서 상부접합부(38) 및 양측의 중간접합부(39, 40)를 형성하고 양측 중간접합부(39, 40) 사이에 U형 접합부(41)를 형성하여 인체의 상부몸통 형상에 부합되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어백에 의한 탑승자 보호용 안전장치.