KR20000010695A - 운송수단의 안전용 에어백을 접는 방법 - Google Patents

Abstract

운송수단의 안전용 에어백(10)은 기존의 백 팽창기 주위에 설치되기 위하여 환상(環狀)이면서 컴팩트한 아코디온과 비슷한 형상으로 접혀진다. 백을 접는 동작은 축방향으로 백을 늘이는 것과, 늘어난 백의 국부적인 영역에서 반경방향 팽창을 구속하는 것과, 구속장치를 이동시키면서 백을 축방향으로 눌러주어 백에 환상의 아코디온 형상의 주름이 형성되게 하는 것을 포함한다.

Description

운송수단의 안전용 에어백을 접는 방법

본 발명은 운송수단의 안전용 에어백에 관한 것이며, 특히 에어백 팽창기를 둘러싸는 크기의 소형이면서 환상(環狀) 형상으로 에어백을 접는 방법에 관한 것이다.

팽창할 수 있는 에어백이 운송수단, 특히 자동차나 트럭에 설치되어, 운송수단 내에 있는 물건들이 계기반이나 전방 유리방향으로 내던져지게 하는 경향을 가지는 전방충돌의 경우에 운전자나 앞좌석의 승객을 보호한다. 일반적으로, 운전자측의 에어백은 핸들(steering wheel)이나 스티어링 칼럼(steering column)에 묻혀있는 공기 팽창기 근처에서 접혀진 상태로 핸들 내에 배치되어 있다. 승객측의 에어백은 계기반의 하우징 내에 설치된다.

본 발명은 특히 운전자측의 에어백의 설치에 관한 것이다. 더 상세하게는, 본 발명은, 백(bag)이, 연결된 에어백 팽창기를 둘러싸도록 된, 복수의 환상의 주름으로 형성되도록, 운전자측 에어백을 접는 방법에 관한 것이다.

종래의 에어백 팽창기의 일 실시예는 평탄한 단부 벽(end wall)을 갖는 원통형 하우징과 원통형의 측벽에 있는 가스 배출구인 링으로 이루어지며, 원통형 측벽은 일반적으로 약 3 혹은 약 4인치의 직경을 갖는다. 종래의 운전자측 에어백은 지그재그식으로 접혀서, 팽창기 하우징의 단부 벽에 대향하여 놓여질 수 있는, 다수의 주름을 형성한다.

주름진 에어백의 이러한 방향에 의해서, 에어백의 팽창과정은 잠깐동안의 부분 팽창단계에서 버섯 형상을 만드는 경향을 갖는다. 공기압력은 불규칙적으로 일부 열려진 에어백의 주름을 통하여 전달되어 상대적으로 좁은 줄기부와 구근(球根)의 선단부를 형성하며, 펼쳐지는 과정의 일부분은 예측할 수가 없다.

종래 에어백을 접는 방법의 다른 단점은 에어백 팽창기의 축방향 크기에 다수의 주름이 더해지기 때문에, 핸들의 림(rim)의 중앙부를 안으로 들어가게 하기 어렵다는 것이다. 팽창기-에어백 조립체는 축방향으로 바람직하지 않게 커진다.

윌리엄 베이커에게 주어진 미국 특허 제 5,360,387호는 에어백을 접는 방법의 종래기술의 대표적인 것이다. 미국 특허 제 5,360,387호의 도 18에서 도시된 바와 같이 바닥판의 꼭대기에서 지그재그식으로 접혀있고, 실제 바닥판은 에어백 팽창기의 단부 벽 근처에 위치할 수 있으며, 여기서 압력을 가진 가스가 팽창기로부터 바닥판을 관통하여 에어백의 접혀진 영역으로 이동한다. 가스 압력은 주름을 통하여 이동하여, 에어백이 팽창되는 동안 에어백의 주름을 편다. 이 펴는 과정은 불규칙적이고 균일하지 않다.

본 발명은 연결된 에어백 팽창기를 둘러싸기에 적합한 복수의 환상 주름을 갖도록 운송수단의 안전용 에어백을 접는 방법에 관한 것이다. 접혀진 백은 팽창기의 단부 면에 걸쳐지는 일 주름의 연결 벽을 가진다. 에어백의 접혀진 벽은 팽창기의 축방향의 두께의 증가 없이 팽창기를 둘러싼다. 따라서 에어백 팽창기 조립체는, 바깥면이 움푹 들어간 핸들을 형성하도록, 안으로 들어간 핸들의 중앙부 내에 맞도록 한 팬케익 형상을 한다.

본 발명의 주된 장점은 백의 팽창 과정 동안 가스압력이 초기에 직접, 팽창기의 단부 면에 걸쳐있는 연결 벽에 작용하는 것이다. 연결 벽(환상 주름에 걸쳐있는)은 백 보관 공간의 바깥으로 안내하여, 사람이 납작한 장난감 풍선에 공기를 불어 넣어서 상대적으로 작은 구형 형상에서 큰 구형 형상으로 팽창시킬 때 발생하는 동작과 유사하게, 백이 여러 방향으로 점진적으로 팽창한다. 구형 에어백 팽창 동작을 사용함으로써, 백은 팽창의 비교적 초기 단계에서, 즉 백이 완전히 팽창하기 전에 어느 정도의 충격흡수 보호를 제공한다.

완전팽창 사이클이 35 밀리 세컨드(millisecond)정도 걸리는 것이 일반적이다. 처음 8 밀리 세컨드(대략)는 팽창기에서 화학물질을 점화하는데 사용된다. 그 시점에 팽창기는 가압된 연소 가스를 생성하기 시작하고, 백 팽창과정을 시작한다. 가스압이 생성되어 벽 안으로 이동되어, 약 35밀리 세컨드만에 완전한 백 팽창을 생성한다.

본 발명의 백을 접는 방법에 의하여 백은 상대적으로 적은 구형 크기에서 큰 구형크기로 예정된 형태로 점진적으로 팽창한다. 종래의 일부 백 접는 방법에 있어서, 백의 팽창 과정은 지그재그 주름이 불규칙한 형태로 점진적으로 펼쳐지도록 한다. 본 발명은 필요시 예측 가능하면서, 규칙적으로 백이 팽창하도록 하는 백을 접는 방법을 고안한 것이다. 본 발명은 진보성이 있는 기술이라고 생각된다.

백은 백의 일단부에서 일 주름의 연결벽에 연결된 아코디온 형상의 일련의 환상 주름을 갖도록 접혀있다. 이러한 접는 방법으로, 에어백은 상대적으로 축방향으로 컴팩트하고, 백 팽창기를 둘러싸기에 적합한 크기를 가진다. 백과 팽창기 조립체는 핸들의 중앙 요부 내에 쉽게 장착된다.

본 발명의 또 다른 장점과 특징은 첨부된 도면과 본 발명의 도시된 실시예에 대한 설명에서 명확하게 될 것이다.

본 발명은 유첨된 도면을 참조로 예를 들어가면서 설명할 것이며, 여기서

도 1은 본 발명의 방법의 실시에 사용될 수 있는 장치의 반 개략 정면도이고,

도 2는 도 1의 장치를 관통하여 취한 부분 횡단면도이고,

도 3은 도 2에서 선 3-3을 따라 취한 부분 단면도이고,

도 4는 백이 부분적으로 접힌 상태에서 도 1의 장치의 부분도이며,

도 5는 도 1의 장치에 의해 생산된 접힌 백을 관통하여 취한 단면도이다.

도 5는, 고정된 위치에서 백의 입부(mouth)를 고정위치에 고정시키기 위한 원형 장착 디스크 (14)를 구비한 백 하우징(12) 내에서, 접혀진 상태의 에어백(10)을 도시한다. 에어백의 환상 입 단부(16)는 디스크(14)의 내측 환상 단부에 고정되어, 기존의 에어백 팽창기(18)의 원통형 측면 주위에 밀접하게 맞추어진다.

팽창기 하우징은 그 측면에 가스 배출구(20)를 가지며, 이것을 통하여 가압된 가스가 팽창기로부터 반경방향 바깥으로, 필수적으로 백 내측 공간의 모든 방향으로 흐른다. 이렇게 하여 백은 실선으로 도시된 납작한 접혀진 상태에서 점선(22)으로 도시된 팽창된 상태로 팽창하게 된다. 팽창과정은 약 35 밀리 세컨드의 시간이내에 수행되는 것이 일반적이다. 팽창과정 동안에 백은, 백 하우징(12)의 바깥에서, 팽창기(18)의 축 주위를 기준으로 모든 방향으로 팽창하며, 따라서 과정 도중에 그 크기가 점진적으로 커지는 곡선의 3 차원 형상을 가진다.

접혀진 상태에서는 백은 팽창기(18) 주위에서 아코디온 형상으로 복수의 환상 주름(24)을 갖는다. 접혀진 백의 선단 벽(26)은 환상 주름(24)을 팽창기(18)의 단부면 상에 걸쳐있게 하는 연결 벽 역할을 한다. 가스 압력이 연결 벽(26)에 작용하여, 벽(26)은 통상적으로, 화살표(19)로 도시된 바와 같이, 축방향으로 백 하우징으로부터 멀어진다. 접혀진 부분이 펼쳐지는 동안 연결 벽(26)은 백의 접혀진 영역(24)을 백 하우징으로부터 끌어내고, 따라서 부호(22)로 표시된 최종 형상으로 팽창하면서 3차원 형상을 유지한다. 팽창과정은 조정되며 예측할 수 있다.

도 5의 백 형상의 특별한 장점은 환상 주름(24)이 팽창기(18)를 둘러싸는 것이며, 이것에 의하여 백과 팽창기의 조립체의 축방향 크기가 상대적으로 작아진다. 조립체는 핸들에서의 비교적 좁은 공간을 차지한다.

본 발명은 특히 에어백을 도 5의 접혀진 형상으로 접는 방법에 관한 것이다. 도 1에서 4까지는 이 방법을 실현하는데 사용될 수 있는 장치를 도시한다.

도 1은 고정된 관형 가이드(29)에 미끄럼 운동할 수 있도록 지지되는 원통형 심봉(心棒, mandrel; 28)을 구비한 장치를 도시한다. 심봉(28)의 하단은 유체 실린더(32)의 피스톤 막대(31)에 부착된 헤드구조물(30) 내에 위치한다. 실린더는 상단 혹은 하단에서 선택적으로 가압될 수 있어서 피스톤 막대(31)를 아래, 위로 이동시키며, 따라서 심봉(28)을 내리거나 올린다.

전기 모터(혹은 유체 모터; 33)가 헤드 구조물(30) 상에 장착되어 심봉(28)을 심봉의 길이방향 축 둘레로 제한된 거리만큼 회전시킨다. 모터 축에는 심봉(28)에 형성된 제2 피니언 기어(35)와 맞물리는 피니언 기어(34)가 형성되며, 이것에 의해 모터의 회전이 심봉을 회전시킨다. 모터(33)는 역회전이 가능하며, 따라서 심봉은 시계방향 혹은 반시계 방향으로 회전할 수 있다.

가압된 공기원(空氣源, air source)이 제공되어, 백이 심봉 상에 위치하였을 때, 장치가 에어백(10)의 선택된 영역에서 반경방향 바깥으로 부풀게 하는 것을 돕는다. 도시된 가압된 공기원은 헤드 구조물(30)과 심봉(28) 내의 통로 시스템에 연결시키는 호스(39)를 구비하며, 이것에 의해 가압공기가 심봉(28)에 있는 축방향 배기구(46)를 통하여 심봉 주위에 위치한 에어백(10)의 내부로 방출될 수 있다. 배기구(46)를 통한 공기의 흐름은 도 4와 같이 백의 선택된 영역을 바깥으로 부풀도록 돕는다.

도 1은 고정된 플랫폼(36)을 관통하여 상측으로 신장하여 상승된 위치에 있는 심봉(28)을 도시한다. 심봉(28)을 그 상단이 플랫폼(36)의 면과 같거나 혹은 아래에 있도록 낮춤으로써, 에어백(10)을 장치에 올려놓을 수 있어서 백 접는 작업을 시작한다. 에어백의 장착 디스크(14)는 플랫폼 상에 놓여지며, 적절한 실린더 작동 클램프(37)에 의해 제 위치에 지지된다.

유체 실린더(32)가 작동하여 심봉(28)을 도 1의 위치로 올리며, 거기서 에어백(10)은 심봉의 축을 따라서 늘어난다. 백을 늘이는 동작은, 백의 벽에서, 길이 방향으로, 즉 외주방향으로 공간이 있는 위치에서 심봉면의 주위에 수직으로, 축방향 주름을 형성한다.

장치는 심봉(28)의 축에 수직인 수평면에서 움직이도록 한 2 세트의 클램핑 판(40)을 구비하여, 백의 선택된 영역이 심봉으로부터 축방향으로 팽창하는 것을 구속한다. 각각의 판의 세트는 심봉(28)의 왼쪽이나 오른쪽에 위치한 장착축(41) 주위를 움직일 수 있는 두개의 판으로 이루어져서, 각 세트의 판들은 단부가 백의 중앙축(27)방향으로 움직일 수 있어서 심봉(28)에 대하여 백의 벽 일부 영역을 느슨하게 클램프하도록 한다. 클램프 판은 백 물질이 심봉으로부터 반경방향으로 팽창하는 것을 구속한다.

도시된 바와 같이, 2 세트의 클램핑 판(40)이 배치되어서, 심봉(28)의 길이 방향을 따라서 축방향으로 간격을 둔 구속하는 평면에서 백 물질 상에 구속하는 힘을 가한다. 각 세트의 판은 백 상의 일부 영역에 구속하는 힘을 가하여, 클램프되는 백 영역의 축방향 팽창을 방지한다.

각 세트의 판(40)들은, 고정된 가이드 채널(43) 상에서 수직방향으로 미끄러질 수 있는 공용의 칼라(collar; 42)를 둘러싸는, 겹치는 면 영역을 가지며, 칼라는 각 판(40)이 선회 가능하도록 장착되게 하며, 이것에 의하여 각 판은 칼라축(41) 주위로 회전할 수 있다. 모터(45)에 의해 기동되는 회전 나사(rotary screw; 44)가 칼라(42) 내의 나사 구멍을 관통하여 신장하며(채널(43) 내에서), 이것에 의하여, 모타(45)의 회전 방향에 따라, 칼라(42)가 가이드 채널(43) 상에서 위, 아래로 움직일 수 있다. 각 세트에서의 판(40)은 칼라(42)의 상면 상에 장착된 2개의 유체 실린더(47)에 의하여 심봉(28) 상에 닫히거나 열릴 수 있다.

백(10)이 축방향으로 늘어난 후(심봉을 플랫폼(36)을 관통하여 상측으로 이동시킴으로써) 유체 실린더(47)가 작동하여 연결된 판(40)을 클램프된 위치로 이동시키고, 여기서 백(10)의 일부 영역은 심봉(28)에 클램프된다. 도 2는 클램프(닫힌) 위치에 있는 2 개의 대표적인 판(40)을 도시한다. 판(40)의 오목한 원호 단면이 에어백의 길이방향 주름과 닿게 되면, 헤드 구조물(30) 상의 모터(33)가 기동하여, 중앙 축(27) 주위로 제한된 원호 길이만큼 심봉(28)을 회전시킨다. 이것은 백 물질을 판(40)들의 대향하는 직선 단부(48)에 의해 형성된 조인트로부터 당겨내는 효과가 있다. 따라서 단부(48) 근처의 백 물질이 단부(48) 사이의 조인트에서 물리는 것을 방지하면서 판들을 백 물질 상에서 완전히 닫을 수 있다. 동시에 판(40)에 의해 맞물려서 주름이 생기는 부분이 도 2에서 도시한 바와 같이 약간 회전하여, 클램핑 면에서의 주름의 두께를 최소화한다. 판(40)의 원호 단부는 상대적으로 약한 악력(握力)을 작용하여, 심봉(28)이 백 면을 따라서 축방향으로 미끄러질 수 있다.

판(40)의 클램핑 작용에 의하여 백의 반경방향 팽창이 구속되었을 때, 백은 플랫폼(36) 방향인 축방향 하측으로 접혀진다. 동시에, 백의 구속되지 않은 영역은 반경방향 외측으로 부풀어올라 백의 벽에서 환상 주름을 형성한다.

관형 가이드(29)를 관통하여 심봉(28)이 하측으로 움직이도록 실린더(32)를 기동함으로써 백(10)의 축방향(하향) 접힘은 완성된다. 동시에, 하향으로 미는 힘이 상부 축(50)에 의하여 작용한다. 동력수단(예를 들면, 모터작동 너트)이 축(50)을 실린더(32)와 같은 속도로 하향으로 이동시키며, 여기서 심봉이 실린더(32)에 의하여 하향으로 움직임에 따라 백이 심봉을 따르도록 축(50)은 충분한 하향 힘을 가한다.

모터(45, 45)는 실린더(32)를 따라서 동작되며, 클램핑 판(40)의 각 각 세트는 심봉(28)을 따라서 하향으로 움직인다. 따라서 백 구속 평면은, 도 4에 도시한 바와 같이 다른 구속 평면을 향하여 이동하여, 중간 영역을 반경방향 바깥으로 부풀게 한다.

배기구(46)를 통하여 가압된 공기를 흐르게 하여, 하방으로 심봉을 이동시키는 초기에 부풀리는 동작이 용이하게 한다. 배기구(46)를 통하여 공기를 흐르게 하는 것은 도 4의 상태가 되기 전에 중단된다. 왜냐하면 백에 환상 주름을 생성하기 위하여 백 내부를 가압하는 것이 이 때는 불필요하기 때문이다. 백의 주름들이 서로 합쳐지기 시작하면, 가압된 공기가 호스(39)를 통하여 백의 바깥으로 빠져나가도록 조절 밸브(50)를 작동할 수 있다.

심봉은 상측과 하측의 구속하는 판이 서로 아주 가까이 접근할 때까지 하향 이동한다. 그때 판(40)은 열리고(실린더(47)를 작동함으로써) 접혀진 백 구조물이 플랫폼(36)으로부터 분리될 수 있게 된다.

심봉(28)의 직경은 팽창기(도 5의 18)의 직경과 거의 같아서, 도 1에서 도4까지의 장치에 의하여 백에 형성된 아코디온 주름을 흩트리지 않고 접혀진 에어백을 팽창기 둘레에 조립할 수 있다. 접혀진 백은 팽창기(18)의 단부 벽에 대향하여 놓여지도록 단일 주름의 연결 벽(26)을 가져서, 백 팽창기 조립체의 전체적인 축방향 크기는 상대적으로 작을 수 있다.

도 1에서 도 4의 장치는 백(10)이 고정된 관형 가이드(29) 내에서 하향으로 심봉(28)을 이동시킴으로써 축방향으로 접혀지도록 작동한다. 그러나, 플랫폼(36)을 상방으로 이동시켜서 같은 효과를 얻을 수 있다(심봉의 상대적인운동을 야기함).

Claims (10)

1. 운송수단의 안전용 에어백을 접는 방법에 있어서,

   중앙축을 따라서 백을 늘이는 단계와,

   상기 중앙축을 따라서 간격을 둔 복수의 반경방향 평면에서 백의 반경방향의 팽창을 구속하는 단계와.

   백을 축방향으로 눌러서 백을 부풀리는 단계와, 구속 평면을 다른 구속 평면으로 이동시키는 단계와,

   부풀려진 백의 벽이 백의 중앙축에 수직이고 거의 평행하게된 면들을 차지할 때 구속력을 제거하는 단계로 이루어진 안전용 에어백을 접는 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 백을 늘이는 단계가 긴 심봉(mandrel)을 백의 안으로 이동시켜서, 심봉이 백을 늘이는 축을 형성하도록 행하여지는 안전용 에어백을 접는 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 백을 부풀리는 단계가 심봉으로부터 백으로 공기를 외측으로 불어냄으로써 부분적으로 달성되는 안전용 에어백을 접는 방법.
4. 제 2 항에 있어서, 축방향으로 백을 눌러주는 단계가 백으로부터 심봉을 제거함과 동시에 축방향 미는 힘을 백의 바깥면에 가하는 것을 포함하는 안전용 에어백을 접는 방법.
5. 제 1 항에 있어서, 백을 구속하는 단계가 복수의 클램핑 판 세트를 백의 중앙 축방향으로 이동시켜서 상기의 구속 평면을 형성하는 것을 포함하는 안전용 에어백을 접는 방법.
6. 제 1 항에 있어서, 백을 늘이는 단계는 긴 심봉을 백 안으로 이동시켜서 심봉이 백을 늘이는 축을 형성하도록 행하여지고, 상기 백을 구속하는 단계는 복수의 클램핑 판 세트의 단부를 백의 중앙 축방향으로 이동시켜서 판과 심봉 사이에서 백의 벽의 국부적인 부분이 클램프 되도록 행하여지는 안전용 에어백을 접는 방법.
7. 제 6 항에 있어서, 클램핑 판이 백의 벽과 심봉이 압접하게 하는 동안에 중앙 늘임 축 주위로 심봉을 회전시키는 단계를 더 가지며, 이것에 의해서 백 물질이 클램핑 판의 대향하는 단부 사이에 끼이는 것을 방지하는 안전용 에어백을 접는 방법.
8. 제 7 항에 있어서, 구속 평면을 다른 구속 평면으로 이동시키는 단계가 백을 축방향으로 눌러주는 단계와 동시에 행하여지는 안전용 에어백을 접는 방법.
9. 제 8 항에 있어서, 구속 평면을 다른 구속 평면으로 이동시키는 단계가 클램핑 판의 각 세트를 일 단위로 하여 중앙 늘임 축과 평행한 방향으로 이동시키는 단계를 포함하는 안전용 에어백을 접는 방법.
10. 운송수단의 안전용 에어백을 접는 방법에 있어서, 백은 환상 장착 디스크에 연결되는 입부를 가지며, 상기 방법은

    긴 심봉을 백의 입부를 통하여 백 안으로 이동시켜서 심봉이 장착 디스크에 수직인 중앙축을 따라서 백을 늘이는 단계와,

    상기 중앙축을 따라서 간격을 둔 복수의 반경방향 평면에서 백의 반경방향의 팽창을 구속하는 단계와.

    구속 평면을 다른 구속 평면으로 이동시키면서 동시에 축방향으로 백을 눌러주는 단계와,

    백의 구속되지 않은 영역이 비교적 평평하고, 백의 중앙축에 수직방향으로 신장하는 반경방향 주름으로 형성된 후에 구속력을 제거하는 단계로 이루어진 안전용 에어백을 접는 방법.