KR20040079708A - 자동차 탑승객의 측면이동 구속장치 - Google Patents

Abstract

자동차의 측면충돌시 탑승객의 측면이동을 구속 및 완충시켜 탑승객 상호간의 충돌로 인한 이차적인 부상을 방지할 수 있는 자동차 탑승객의 측면이동 구속장치가 개시되어 있다. 본 발명은 시트의 측면부 내에 설치된 측면구속부재와, 일단부가 측면구속부재와 결합되고 시트 내에 회전 가능하게 설치된 회전축과, 회전축의 타단부와 맞물리며 회전축을 회전시키는 구동부와, 구동부를 제어하는 제어부 및 제어부와 전기적 연결을 이루며 자동차의 측면충돌을 감지하는 측면충돌감지센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

자동차 탑승객의 측면이동 구속장치{Apparatus for restraint a side movement of passenger in a vehicle}

본 발명은 자동차의 측면충돌시 사이드에어백의 팽창반력에 따른 탑승객의 측면이동을 구속 및 완충시켜 탑승객의 이차적인 부상을 방지할 수 있는 자동차 탑승객의 측면이동 구속장치에 관한 것이다.

최근들어, 자동차의 기능성 및 편의성과 더불어 탑승객의 안전에 대한 관심이 높아지면서, 자동차의 사고시 탑승객을 안전하게 보호할 수 있는 안전과 관련된 장치들의 중요성이 점차 증대되고 있는 추세이다.

이러한 안전장치들 중에서, 특히 에어백 시스템은 시트벨트와 함께 사용되어 자동차의 정면충돌이나 측면충돌, 또는 전복시 탑승객을 완충시켜 상해를 입는 것을 방지하도록 하고 있다.

이와 같은 에어백 시스템 중에서 사이드 에어백(Side Air-Bag)은 자동차의 측면충돌시 탑승객의 머리 및 가슴부위를 완충하여 보호할 수 있도록 하고 있다.

도 1은 종래의 일반적인 사이드 에어백의 일예를 보인 것으로, 도시된 바와 같이, 사이드 에어백은 에어쿠션(6), 인플레이터(7) 및 인플레이터 하우징(8)으로 구성되는 에어백 모듈 조립체(9) 및 에어백 하우징(10)을 포함하고 있다.

상기 에어백 모듈 조립체(9)는 상기 에어백 하우징(10)에 삽입되어 볼트 등의 고정구에 의하여 시트 백(Seat back;5)의 시트 프레임(Seat frame;11)에 장착된다.

이러한 구성에 따라, 자동차의 측면충돌시 제어부(도시안됨)를 통해 인플레이터(7)에 작동신호가 인가되면, 상기 인플레이터(7)에서는 소정의 압축가스를 생성하여 에어쿠션(6) 내부로 공급하게 되고, 상기 에어쿠션(6)은 일정 형상으로 순식간에 팽창되면서, 탑승자의 머리부 및 옆구리부를 동시에 커버하며 보호하게 된다.

그러나, 이와 같은 종래의 사이드 에어백은 자동차의 측면충돌시 승객이 도어측 구조물에 충격되는 것을 완충하는 데에는 효과적이지만, 에어쿠션(6)의 급작스런 팽창에 따른 쿠션반동에 의해 운전석 또는 조수석 탑승객이 실내 중앙부쪽으로 튕겨져 목과 허리에 상해를 입거나 서로 부딪혀 발생되는 2차적인 부상을 입게되는 문제점이 있었다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 자동차의 측면충돌시 사이드에어백의 팽창반력에 따른 탑승객의 측면이동을 구속 및 완충시킴으로써 시트 탑승객 상호간의 충돌로 인한 2차적인 부상을 방지할 수 있는 자동차 탑승객의 측면이동 구속장치를 제공함에 있다.

도 1은 종래의 일반적인 사이드 에어백의 장착구조를 나타낸 분해 사시도.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 측면이동 구속장치를 도시한 도면.

도 3은 인플레이터의 내부구조를 보인 단면도.

도 4는 본 발명의 사용상태를 도시한 도면.

도 5는 본 발명의 전체적 작동과정을 보여주는 블럭도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 시트 110 : 시트백

210a,210b : 측면구속부재 220a,220b : 회전축

230 : 구동부 232 : 래크

233 : 연결축 235 : 챔버

236 : 실린더 237 : 피스톤

238 : 점화장치 240a,240b : 회전축 지지판

300 : 제1사이드에어백 400 : 제2사이드에어백

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 탑승객 측면이동 구속장치는 시트의 측면부 내에 설치된 측면구속부재; 일단부가 상기 측면구속부재와 결합되고, 상기 시트 내에 회전 가능하게 설치된 회전축; 상기 회전축의 타단부와 맞물리며 상기 회전축을 회전시키는 구동부; 상기 구동부를 제어하는 제어부; 및 상기 제어부와 전기적 연결을 이루며 자동차의 측면충돌을 감지하는 측면충돌감지센서를 포함한다.

상기 구동부는, 상기 회전축의 타단부와 치합을 이루는 래크 및 상기 제어부를 통해 제어되고 상기 래크를 상방으로 직선 구동시키는 인플레이터를 포함하고 있다.

상기 회전축은, 상기 구동부가 위치한 단부로부터 상기 측면구속부재가 위치한 단부로 진행될 수록 직경이 점차 작아지는 테이퍼 형상을 이루고 있다.

상기 시트 내에는 상기 회전축을 지지하는 회전축 지지판이 구비된다.

상기 측면구속부재와 상기 시트 탑승객 사이에 위치한 상기 시트 내에는 상기 제어부를 통해 동작이 제어되는 제1사이드에어백이 설치된다.

상기 시트의 도어측 방향 측면부 내에는 상기 제어부를 통해 제어되는 제2사이드에어백이 설치된다.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자동차의 탑승객 측면이동 구속장치를 개략적으로 보여주는 도면으로서, 작동전의 정상상태의 모습을 보인 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 탑승객 측면이동 구속장치는 시트(100)의 시트백(Seatback;110) 내부에 설치되며, 상기 시트(100) 탑승객의 측면유동을 구속해 주는 측면구속부재(210a)(210b)와, 상기 측면구속부재(210a)(210b)와 연결되는 회전축(220a)(220b)과, 상기 회전축(220a)(220b)을 회전시키는 구동부(230)와, 상기 구동부(230)의 작동을 제어하는 제어부(ECU;도시안됨) 및 제어부에 충돌신호를 전송하는 측면충돌감지센서(도시안됨)를 포함한다.

여기서, 상기 시트(100)는 운전석 시트 혹은 조수석 시트가 될 수 있으나, 본 실시예에서는 운전석 시트를 일예로 들어 설명한다.

한편, 도면상에 표현된 (A)방향은 운전석 시트(100)를 기준으로 자동차 실내의 콘솔박스(Console box)측 방향을 나타내고, (B)방향은 사이드 도어(Side door)측 방향을 나타내고 있다.

측면구속부재(210a)(210b)는 플레이트 형상으로 이루어진 구조물로서, (A)방향의 시트백(110) 측면부 내에 상호 동일 수직선상에 배열되도록 설치된다.

이때, 상측에 위치한 측면구속부재(210a)는 탑승객의 머리부를 구속하는 역할을 담당하고, 하측에 위치한 측면구속부재(210b)은 탑승객의 옆구리부를 구속할 수 있도록 하고 있다.

또한, 상기 측면구속부재(210a)(210b)는 후술되는 제1사이드에어백(300)이 전개된 상태에서 (A)방향으로 유동되는 것을 방지할 수 있도록 지지해 준다.

회전축(220a)(220b)은 시트백(110) 내에 횡방향으로 배치되고 상기 시트백(110)의 내부 구조물상에 축방향으로 회전 가능하도록 설치된다.

상기 회전축(220a)(220b)의 각 단부는 상기 측면구속부재(210a)(210b)의 각 상단부와 수직을 이루며 결합되고, 상기 회전축(220a)(220b)의 회전에 따라 연동하여 일정각도만큼 회전할 수 있도록 되어 있다.

이때, 상기 시트백(110) 내에는 측면구속부재(210a)(210b)의 회전이 가능하도록 하는 소정의 공간부가 마련되어 있으며, 상기 시트백(110)에는 도시되지 않은 파열라인(Tear line)이 형성되어 상기 측면구속부재(210a)(210b)의 회동하여 상기파열라인을 찢고서 시트백(110) 외부로 나올 수 있도록 되어 있다.

상기 회전축(220a)(220b)은 (B)방향쪽 단부에서 (A)방향쪽 단부로 진행될 수록 점차 직경이 축소되는 테이퍼(Taper) 형상을 이루도록 하는 것이 바람직하다.

이렇게 되면, 상기 회전축(220a)(220b)에 있어서, 후술되는 구동부(230)측과 맞물린 영역은 상당의 기계적 강성을 유지할 수 있고, 측면구속부재(210a)(210b)측과 가까운 영역은 직경이 작기 때문에, 탑승객의 충격시 미소량 휘어지면서 충격에너지를 흡수할 수 있으므로 탄성 완충작용을 수행할 수 있다.

한편, 시트백(110) 내에는 상기 회전축(220a)(220b)을 지지해 주는 회전축 지지판(240a)(240b)이 설치된다.

도면상에 도시되지는 않았으나, 상기 회전축 지지판(240a)(240b)에는 회전축(220a)(220b)의 삽입을 위한 홀(Hole)이 형성되어 있으며, 상기 홀과 상기 회전축(220a)(220b) 사이에는 베어링을 장착하여 회전축(220a)(220b)의 회전작용이 원활히 이루어질 수 있도록 한다.

이와 같은 상기 회전축 지지판(240a)(240b)은 상기 회전축(220a)(220b)과 더불어 탑승객의 충격시 좌우로 미소량 밴딩되면서 탄성 완충작용을 수행하게 된다.

한편, (B)방향에 위치한 상기 회전축(220a)(220b)의 단부에는 상기 회전축(220a)(220b)과 수직으로 맞물려 회전력을 제공하는 구동부(230)가 설치된다.

상기 구동부(230)는 래크(Rack;232)와, 래크(232)의 하단에 연결된 인플레이터(234)를 포함하여 구성된다.

상기 래크(232)는 회전축(220a)(220b) 단부와 치합을 이루고 있으며, 연결축(233)을 매개로 하여 인플레이터(234)와 상호 연결되어 상하방향으로 직선이동이 가능하도록 되어 있다.

인플레이터(234)는 제어부와 연결되어 있으며, 상기 제어부의 제어에 따른 내부 가스폭발 압력에 의해 래크(232)를 상방으로 일정거리 들어 올리도록 하고 있다.

도 3은 인플레이터(234)의 내부구조 및 래크(232)의 상승운동에 따른 회전축(220a)(220b)의 회전과정을 보인 도면이다.

도시된 바와 같이, 인플레이터(234)는 시트백(110) 내에 고정되는 챔버(235)와, 연결축(233)과 결합되어 상기 챔버(235) 내에 상하이동 가능하게 수용되는 실린더(236)와, 실린더(236) 내에 상하이동 가능하게 설치된 피스톤(237) 및 제어부와 연결되며 상기 챔버(235) 내에 설치된 점화장치(238)를 포함하여 구성된다.

따라서, 점화장치(238)의 점화에 의해 가스발생제(도시안됨)가 연소 폭발되면, 그 압력에 의해 피스톤(237)이 상승 이동되고, 상기 피스톤(237)의 충격으로 실린더(236)가 연결축(233)과 함께 챔버(235) 내에서 상승 이동되어 래크(232)를 들어 올리게 됨에 따라 회전축(220a)(220b)의 회전작용이 수행될 수 있도록 하고 있다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 시트백(110)의 (A)방향 측면부에 있어서, 측면구속부재(210a)(210b)와 탑승객(도시안됨) 사이에 위치하게 되는 영역에는 제어부를 통해 작동이 제어되는 제1사이드에어백(300)이 설치되어 있다.

그리고, 상기 제1사이드에어백(300)고 대향하는 상기 시트백(110)의 (B)방향 측면부에는 여기 제어부를 통해 작동이 제어되는 제2사이드에어백(400)이 설치되어 있다.

여기서, 상기 제2사이드에어백(400)은 자동차 측면 충돌시 탑승객의 머리부 및 옆구리부의 보호가 동시에 가능한 일반적인 사이드에어백이 채용되며, 상기 제1사이드에어백(300)은 제2사이드에어백(400)의 팽창시 팽창반동에 의해 탑승객이 (A)측 방향으로 측면 이동되는 것을 완충시키도록 하고 있다.

이와 같은 상기 제1 및 제2사이드에어백(300)(400)은 종래의 일반적인 사이드에어백 구조를 채용하고 있으므로, 종래기술에서 기재된 구조 및 구성을 참조하기로 하고 이하에서는 별도의 상세한 설명은 생략한다.

이하, 본 발명의 작용을 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 탑승객 측면이동 구속장치의 작동예를 보인 작동 상태도이고, 도 5는 본 발명의 전체적인 작동과정을 도시한 블럭도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 먼저, 자동차의 측면 충돌시 측면충돌감지센서(도시안됨)가 충돌을 감지하여 제어부에 전송하고, 상기 제어부에서는 상기 충돌신호에 대응하는 작동신호를 제1 및 제2사이드에어백(300)(400)에 출력하여 전개시킴과 동시에 탑승객 측면이동 구속장치를 작동시키게 된다.

이때, 상기 탑승객 측면이동 구속장치에서는 제어부로부터 전송된 작동신호가 도 3의 점화장치(238)로 인가되어 내부의 가스발생제(도시안됨)를 연소 폭발시키고, 이에 따라 발생된 가스압력을 통해 피스톤(237)을 상승시켜 챔버(235) 내에서 실린더(236) 및 이와 연결된 연결축(233)을 상승시킴으로써, 래크(232)가 일정거리만큼 상부로 들어 올려져 회전축(220a)(220b)을 회전시키게 된다.

이렇게, 상기 회전축(220a)(220b)이 회전되면, 이와 연동하여 측면구속부재(210a)(210b)가 일정각도만큼 회전되면서 시트백(110)의 파열라인(도시안됨)을 찢고나와 시트백(110) 외부로 인출되어 탑승객의 (A)측 방향으로의 측면유동을 구속시킴과 아울러 전개가 이루어진 제1사이드에어백(300)의 (A)측 방향으로의 유동을 방지하게 된다.

따라서, 시트(100) 탑승객이 제2사이드에어백(400)의 팽창반력에 의해 튕겨져 (A)측 방향으로 이동되어도 상기 제1사이드에어백(300)을 통해 완충되어 구속되어지기 때문에 옆좌석 탑승객과의 충돌로 인한 2차적인 부상을 방지할 수 있다.

상기한 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

첫째, 자동차의 측면 충돌시 측면구속부재가 전개상태의 제1사이드에어백을 지지해주기 때문에, 제2사이드에어백의 팽창반력에 따른 탑승객의 측면유동을 제1사이드에어백을 통해 적절하게 구속함과 동시에 완충시킬 수 있으므로, 옆좌석 승객과의 충돌로 인한 2차적 부상을 방지할 수 있다.

둘째, 탑승객 측면이동 구속장치 내의 구동부를 피니언 형태의 회전축과 치합되는 래크로 구성함으로써, 구조적으로 견고하고 간단하게 회전축을 회전시킬 수 있고, 또한, 상기 래크의 구동수단으로서 가스 폭발압력을 사용하는 인플레이터를채용함으로써 제1 및 제2사이드에어백의 전개시간에 상응하는 빠른 동작으로 탑승자 측면이동 구속장치의 원활한 작동을 유도할 수 있다.

셋째, 회전축을 측면구속부재측으로 갈수록 직경이 감소하는 테이퍼 형상으로 형성함으로써, 상기 직경이 작게 형성된 부분에서 어느정도의 밴딩이 이루어질 수 있기 때문에 탑승객의 충돌에 따른 탄성 완충작용이 가능해진다.

넷째, 시트백 내에 회전축을 지지하는 회전축 지지판을 설치함으로써 회전축의 강성을 구조적으로 보완할 수 있으며, 탑승객의 충돌시 상기 회전축과 함께 미소량 밴딩되기 때문에 충격에너지를 일벙부분 흡수하여 탑승객의 완충효과를 보다 증대시킬 수 있다.

다섯째, 측면구속부재와 시트 탑승객 사이에 제1사이드에어백을 설치함으로써 탑승객이 상기 측면구속부재에 직접적으로 충격되는 것을 방지할 수 있고, 탑승자를 적절하게 완충시켜서 부상을 방지할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (6)

1. 시트의 측면부 내에 설치된 측면구속부재;

   일단부가 상기 측면구속부재와 결합되고, 상기 시트 내에 회전 가능하게 설치된 회전축;

   상기 회전축의 타단부와 맞물리며 상기 회전축을 회전시키는 구동부;

   상기 구동부를 제어하는 제어부; 및

   상기 제어부와 전기적 연결을 이루며 자동차의 측면충돌을 감지하는 측면충돌감지센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 탑승객의 측면이동 구속장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 구동부는,

   상기 회전축의 타단부와 치합을 이루는 래크; 및

   상기 제어부를 통해 제어되고, 상기 래크를 상방으로 직선 구동시키는 인플레이터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차 탑승객의 측면이동 구속장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 회전축은 상기 구동부가 위치한 단부로부터 상기 측면구속부재가 위치한 단부로 진행될 수록 직경이 점차 작아지는 테이퍼 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 자동차 탑승객의 측면이동 구속장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 시트 내에는 상기 회전축을 지지하는 회전축 지지판이 더 설치된 것을 특징으로 하는 자동차 탑승객의 측면이동 구속장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 측면구속부재와 상기 시트 탑승객 사이에 위치한 상기 시트 내에는 상기 제어부를 통해 동작이 제어되는 제1사이드에어백이 설치되고, 상기 제1사이드에어백은 상기 측면구속부재를 통해 전개위치가 고정되는 것을 특징으로 하는 자동차 탑승객의 측면이동 구속장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 시트의 도어측 방향 측면부 내에는 상기 제어부를 통해 제어되는 제2사이드에어백이 설치된 것을 특징으로 하는 자동차 탑승객의 측면이동 구속장치.