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1. WO2020116855 - DISPOSITIF DE COUSSIN DE SÉCURITÉ GONFLABLE POUR VÉHICULE

Document

명세서

발명의 명칭

기술분야

1  

배경기술

2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22   23  

발명의 상세한 설명

기술적 과제

24   25  

과제 해결 수단

26  

발명의 효과

27   28  

도면의 간단한 설명

29   30   31   32   33  

발명의 실시를 위한 최선의 형태

34   35   36   37   38   39   40   41   42   43   44   45   46   47   48   49   50   51   52   53   54   55   56   57   58   59   60   61   62   63   64   65   66   67   68   69   70   71   72   73   74   75   76   77  

산업상 이용가능성

78  

청구범위

1   2   3   4   5  

도면

1   2   3   4   5   6   7  

명세서

발명의 명칭 : 자동차의 에어백 장치

기술분야

[1]
본 발명은 자동차의 에어백 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차의 충돌 시 팽창 전개되어 탑승자를 구속해서 보호하는 자동차의 에어백 장치에 관한 것이다.

배경기술

[2]
일반적으로, 자동차 에어백 장치는 자동차 충돌 시 충격 감지 센서의 신호에 따라 에어백에 가스를 주입하여 급속히 에어백을 팽창시킴으로써 탑승자를 보호하는 안전장치이다.
[3]
이러한 에어백 장치는 자동차에 마련되는 스티어링 휠이나 데쉬보드, 시트, 측벽 등에 설치되고, 자동차의 충돌시 탑승자의 전면이나 측면을 향해 팽창되어 탑승자를 보호한다.
[4]
즉, 자동차에는 운전석 및 동승석 전방에서 전개되는 정면에어백, 승객의 측방에서 전개되어 승객을 보호하는 커튼에어백 및 사이드에어백, 승객의 무릎을 보호하기 위한 무릎에어백 등이 마련될 수 있다.
[5]
한편, 최근에는 운전자가 차량을 운전하체 않아도 스스로 움직이는 자율주행 자동차가 개발되고 있다.
[6]
상기 자율주행 자동차는 주변 사물을 인식할 수 있는 첨단 센서와 성능 높은 그래픽 처리 장치를 이용해서 차량에 마련된 각 장치 및 차량 주변의 상황을 감지하고, 감지 결과에 따라 차량에 마련된 각 장치의 구동을 제어하여 주행한다.
[7]
상기 첨단 센서는 사람처럼 사물과 사물의 거리를 측정하고, 위험을 감지하여 사각지대 없이 모든 지역을 볼 수 있도록 도와준다. 그리고 상기 그래픽 처리 장치는 여러 대의 카메라를 통해 자동차의 주변 환경을 파악하고, 그 이미지를 분석해서 자동차가 안전하게 주행할 수 있도록 도와준다.
[8]
예를 들어, 자율주행 차량에는 라이더(LiDAR) 장비, 음파 장비, 3D 카메라, 레이더 장비 등이 탑재될 수 있다.
[9]
이와 같이 구성되는 자율주행 자동차는 운전자가 운전할 필요가 없어짐에 따라, 운전석을 포함한 전체 시트가 자유롭게 회전하고, 틸팅 조작에 의해 등받이의 각도가 수평 상태까지 조절된다.
[10]
탑승자는 등받이의 각도를 다양하게 조절할 수 있고, 시트를 회전시켜 뒷좌석의 탑승자와 마주보고 회의를 할 수도 있다.
[11]
따라서 자율주행 자동차에는 탑승자가 시트에 전방을 향해서 착석한 자세를 기준으로 설계된 일반적인 에어백 장치를 적용하는 것이 불가능하다.
[12]
하기의 특허문헌 1 및 특허문헌 2에는 차량용 승객 보호 시스템 구성이 개시되어 있다.
[13]
한편, 자율주행 자동차에 탑승한 탑승자는 직접 운전을 하지 않음에 따라, 목적지까지 이동하는 동안 시트를 좌우 방향으로 회전(swivel)시켜 회의를 하거나, 등받이를 후방으로 회전(recline)시켜 휴식을 취할 수 있다.
[14]
이와 같이, 자율주행 자동차에서는 시트와 등받이가 자유롭게 회전 가능함에 따라, 탑승자의 방향 및 자세가 다양하게 변경될 수 있다.
[15]
따라서 자동차의 충돌시 탑승자의 방향 및 자세와 무관하게, 탑승자를 안전하게 보호할 수 있는 에어백 기술이 요구되고 있다.
[16]
도 1은 자동차의 충돌시 탑승자와 에어백의 상태를 예시한 도면이다.
[17]
종래기술에 따른 정면 에어백 장치(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 탑승자가 등받이(2)를 후방으로 회전시킨 상태에서 자동차의 전방 충돌이 발생하는 경우, 탑승자와의 거리가 멀어짐(Δa)에 따라 에어백 쿠션(3)이 팽창 전개되더라도, 탑승자를 효과적으로 구속하지 못하는 문제점이 있었다.
[18]
이로 인해, 종래기술에 따른 자동차의 에어백 장치는 탑승자가 후방으로 회전한 상태에서 자동차의 충돌 사고가 발생하는 경우 탑승자를 부상을 초래할 수 있다.
[19]
따라서 자동차의 충돌시, 탑승자의 경사 각도에 따라 에어백 쿠션의 팽창 볼륨을 조절해서 탑승자를 안전하게 보호할 수 있는 기술의 개발이 요구되고 있다.
[20]
[선행기술문헌]
[21]
(특허문헌 1) 대한민국 특허 등록번호 제10-1655569호(2016년 9월 8일 공고)
[22]
(특허문헌 2) 대한민국 특허 등록번호 제10-1611087호(2016년 4월 11일 공고)
[23]

발명의 상세한 설명

기술적 과제

[24]
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 자동차의 충돌시 탑승자의 경사 각도에 따라 에어백 쿠션의 팽창 볼륨을 조절해서 탑승자를 안전하게 보호하는 자동차의 에어백 장치를 제공하는 것이다.
[25]
본 발명의 다른 목적은 탑승자의 경사 각도에 따라 복수의 인플레이터와 에어백 챔버를 선택적으로 작동시켜 탑승자를 구속하는 자동차의 에어백 장치를 제공하는 것이다.

과제 해결 수단

[26]
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 자동차의 에어백 장치는 외형을 형성하는 하우징, 자동차의 충돌시 선택적으로 점화되어 가스를 발생하는 복수의 인플레이터 및 상기 하우징 내부에 롤링 또는 폴딩된 상태로 수납되고 자동차의 충돌시 각 인플레이터에서 발생한 가스를 공급받아 탑승자의 정면을 향해 팽창 전개되는 복수의 챔버가 마련된 에어백 쿠션을 포함하고, 탑승자의 착석 자세에 따라 상기 에어백 쿠션에 마련된 복수의 챔버를 선택적으로 팽창 전개하는 것을 특징으로 한다.

발명의 효과

[27]
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차의 에어백 장치에 의하면, 탑승자의 착석 자세에 따라 에어백 쿠션에 마련된 복수의 챔버를 선택적으로 팽창 전개시킬 수 있다는 효과가 얻어진다.
[28]
이에 따라, 본 발명에 의하면, 탑승자가 등받이를 후방으로 회전시켜 기댄 자세인 경우 복수의 챔버를 모두 팽창 전개시켜 탑승자와의 거리를 보상함으로써, 탑승자를 효과적으로 구속해서 안전하게 보호할 수 있는 효과가 얻어진다.

도면의 간단한 설명

[29]
도 1은 자동차의 충돌시 탑승자와 에어백의 상태를 예시한 도면,
[30]
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동차의 에어백 장치의 구성도,
[31]
도 3은 도 2에 도시된 에어백 장치가 적용된 자동차의 충돌시 동작 상태도,
[32]
도 4 및 도 5는 각각 에어백 쿠션의 제1 챔버와 제2 챔버의 전개도,
[33]
도 6 및 도 7은 에어백 쿠션이 팽창 전개된 상태를 보인 동작 상태도.

발명의 실시를 위한 최선의 형태

[34]
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동차의 에어백 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
[35]
[36]
본 실시 예에서는 자율주행 자동차의 조수석에 적용되는 에어백 장치의 구성을 이용해서 설명하나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 자율주행 자동차 및 일반적인 자동차에서 조수석이나 운전석에 적용할 수도 있음에 유의하여야 한다.
[37]
이하에서는 조수석을 중심으로 자동차의 전면을 향하는 방향을 '전방'이라 하고, 자동차의 후면을 향하는 방향을 '후방'이라 한다. 이와 함께, '좌측', '우측', '상방' 및 '하방'과 같은 방향을 지시하는 용어들은 상기 전방 및 후방을 기준으로 각각의 방향을 지시하는 것으로 정의한다.
[38]
[39]
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동차의 에어백 장치의 구성도이고, 도 3은 도 2에 도시된 에어백 장치가 적용된 자동차의 충돌시 동작 상태도이다.
[40]
본 발명에 따른 자동차의 에어백 장치(10)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 챔버를 갖는 에어백 쿠션(40)과 각 챔버 가스를 공급하는 복수의 인플레이터(30)를 적용해서 탑승자가 착석한 시트의 등받이 경사 각도에 따라 탑승자의 전면을 향해 복수의 챔버를 선택적으로 팽창 전개한다.
[41]
이에 따라, 본 발명은 탑승자가 시트의 등받이를 후방으로 회전시켜 기댄 상태인 경우에도, 탑승자와의 거리를 보상해서 탑승자를 안전하게 보호할 수 있다.
[42]
한편, 본 실시 예에서는 에어백 쿠션(40)에 제1 및 제2 챔버(50,60)가 마련되고, 각 챔버(50,60)에 가스를 공급하는 제1 및 제2 인플레이터(31,32)가 마련되는 것을 설명하나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 에어백 쿠션(40)에 3개 이상의 챔버를 마련하고, 각 챔버와 연결되는 3개 이상의 인플레이터(30)가 적용되도록 변경될 수도 있음에 유의하여야 한다.
[43]
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동차의 에어백 장치(10)는 도 2에 도시된 바와 같이, 외형을 형성하는 하우징(20), 자동차의 충돌시 선택적으로 점화되어 가스를 발생하는 복수의 인플레이터(30) 및 하우징(20) 내부에 롤링 또는 폴딩된 상태로 수납되고 자동차의 충돌시 각 인플레이터(30)에서 발생한 가스를 공급받아 탑승자의 정면을 향해 팽창 전개되는 복수의 챔버가 마련된 에어백 쿠션(40)을 포함한다.
[44]
이와 함께, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동차의 에어백 장치(10)는 탑승자가 착석한 시트(11)의 등받이(12) 각도를 감지하는 각도감지센서(13) 및 자동차의 충돌시 각도감지센서(13)의 감지신호에 기초해서 복수의 인플레이터(30)를 선택적으로 점화하도록 제어신호를 발생하는 제어부(14)를 더 포함할 수 있다.
[45]
하우징(20)은 내부에 인플레이터(30)와 에어백 쿠션(40)이 수납되는 공간이 마련되도록, 대략 육면체 형상으로 형성되고, 대쉬보드패널(dash board panel)에 탑승자의 정면과 대응되는 위치에 설치될 수 있다.
[46]
물론, 하우징(20)은 운전석에 적용되는 경우에는 스티어링 휠에 설치될 수도 있다.
[47]
하우징(20) 내부에는 복수의 인플레이터(30)와 복수의 챔버가 마련된 에어백 쿠션(40)이 수납되는 공간이 마련될 수 있다.
[48]
복수의 인플레이터(30), 즉 제1 및 제2 인플레이터(31,32)는 각각 하우징(20)의 하부에서 상방을 향해 설치되고, 하우징(20) 내부에 수납된 에어백 쿠션(40)의 제1 및 제2 챔버(50,60)와 각각 연결될 수 있다.
[49]
즉, 에어백 쿠션(40)은 제1 및 제2 챔버(50,60)를 포함하고, 제1 챔버(50)와 제2 챔버(60)는 자동차의 충돌시 함께 전개될 수 있도록, 일부분이 재봉 방식 등으로 서로 접합될 수 있다.
[50]
제어부(14)는 탑승자가 시트(11)의 등받이(12)를 미리 설정된 기준 각도 이하로 회전시킨 정상적인 자세(이하 '정상 자세'라 함)로 착석한 상태인 경우에는 제1 인플레이터(31)만을 점화하도록 제어신호를 발생할 수 있다.
[51]
그리고 제어부(14)는 탑승자가 등받이(12)를 상기 기준 각도를 초과해서 회전시킨 후 등받이(12)에 기대거나 누운 자세(이하 '기댄 자세'라 함)로 착석한 경우에는 제1 및 제2 인플레이터(31,32)를 함께 점화하도록 제어신호를 발생할 수 있다.
[52]
[53]
다음, 도 4 내지 도 7을 참조하여 에어백 쿠션의 구성을 상세하게 설명한다.
[54]
도 4 및 도 5는 각각 에어백 쿠션의 제1 챔버와 제2 챔버의 전개도이고, 도 6 및 도 7은 에어백 쿠션이 팽창 전개된 상태를 보인 동작 상태도이다.
[55]
도 6에는 에어백 쿠션에서 제1 챔버만 팽창 전개된 상태가 도시되어 있고, 도 7에는 제1 및 제2 챔버가 모두 팽창 전개된 상태가 도시되어 있다.
[56]
제1 챔버(50)는 제1 인플레이터(31)로부터 가스를 전달받아 팽창 전개되는 부분으로, 일반적인 조수석 에어백 쿠션에 대응되는 형상 및 부피로 마련될 수 있다.
[57]
예를 들어, 제1 챔버(50)는 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 탑승자의 전면에 접촉하는 주벽부(51)와 주벽부(51)의 양측면을 형성하는 한 쌍의 측벽부(52)를 포함하여 대략 구 형상이나 각 모서리가 라운드진 육면체 형상으로 팽창 전개될 수 있다.
[58]
주벽부(51)는 도 4에서 보았을 때, 가로 길이에 비해 세로 길이가 긴 대략 직사각판 형상으로 형성될 수 있다.
[59]
한 쌍의 측벽부(52)는 각 꼭지점 부분이 라운드진 대략 사각판 형상으로 형성되고, 각 측벽부(52)에는 제1 챔버(50)에 공급된 고압의 가스를 배출하는 벤트홀이 형성될 수 있다.
[60]
제2 챔버(60)는 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 탑승자의 기댄 자세 상태인 경우에 제2 인플레이터(32)로부터 가스를 전달받아 팽창 전개된다.
[61]
예를 들어, 제2 챔버(60)는 제1 챔버(50)와 탑승자 사이의 공간을 보상할 수 있도록 팽창 전개되는 팽창부(61) 및 제2 인플레이터(32)에서 발생한 가스를 팽창부(61)로 전달하도록 제2 인플레이터(32)와 연결되는 연결부(62)를 포함할 수 있다.
[62]
제2 챔버(60)는 도 5에 도시된 바와 같이, 탑승자와 접촉하는 내부패널(63) 및 제1 챔버(50)와 접촉되는 외부패널(64)을 서로 대칭되는 형상으로 형성하고, 내부패널(63)과 외부패널(64)을 겹친 상태에서 가장자리를 따라 재봉 방식 등으로 접합해서 백(bag) 형상으로 제조될 수 있다.
[63]
팽창부(61)는 제1 챔버(50)와 탑승자 사이의 공간을 보상할 수 있도록, 등받이(12)의 회전 각도에 따라 탑승자와 제1 챔버(50) 사이에 공간을 측정한 결과에 따라 형상 및 부피가 설정될 수 있다.
[64]
즉, 팽창부(61)의 전후 방향 두께는 제1 챔버(50)와 탑승자 사이의 거리에 대응되도록 설정될 수 있다.
[65]
전달부(62)는 제1 챔버(50)의 일측, 도 6 및 도 7에서 좌측에 배치된 측벽부(51)에 전후 방향으로 따라 수평 배치되고, 제2 인플레이터(32)에서 발생한 가스를 팽창부(61)로 전달하는 유로 기능을 한다.
[66]
한편, 제2 챔버(60)는 제1 챔버(50)만 팽창 전개되는 경우에도 제1 챔버(50)와 함께 전개되도록, 제1 챔버(50)의 후면에 부분적으로 고정되는 것이 바람직하다.
[67]
예를 들어, 팽창부(61)는 제1 챔버(50)의 후면에 배치된 상태에서 양측단이 각각 재봉이나 접합 방식 등으로 제1 챔버(50)의 후측에 고정될 수 있다.
[68]
즉, 도 4에서 보았을 때, 제1 챔버(50)의 주벽부(51) 우측에 배치되는 측벽부(52)의 좌측단에는 제1 접합부(53)가 마련되고, 주벽부(51)의 하단부 양측에는 각각 제2 및 제3 접합부(54,55)가 마련될 수 있다.
[69]
그리고 도 5에서 보았을 때 제2 챔버(60)의 내부 및 외부패널(63,64)에 각각 마련되는 연결부(62) 영역의 상단에는 제1 접합부(53)와 접합되는 한 쌍의 제4 접합부(65)가 마련되고, 각 팽창부(61) 영역의 외측단에는 제3 접합부(55)와 접합되는 한 쌍의 제6 접합부(67)가 마련될 수 있다.
[70]
또한, 제1 챔버(50)와 접촉하는 외부패널(64)에 마련된 팽창부(61)와 연결부(62)가 연결되는 부분에는 제2 접합부(54)와 접합되는 제5 접합부(66)가 마련될 수 있다.
[71]
그래서 제2 챔버(60)는 제1 내지 제6 접합부(53 내지 55, 65 내지 67)의 접합에 의해 제1 챔버(50)에 고정됨에 따라, 제2 인플레이터(32)로부터 가스가 공급되지 않더라도, 제1 챔버(50)가 팽창 전개되는 경우 함께 전개된다.
[72]
그리고 제2 챔버(60)는 제2 인플레이터(32)로부터 가스가 공급되면, 제1 챔버(50)와 탑승자 사이에 팽창 전개되어 탑승자와의 거리를 보상한다.
[73]
이때, 제2 챔버(60)는 외부 패널(64)만이 제5 및 제6 접합부(66,67)에 의해 제1 챔버(50)에 고정된 상태이므로, 제2 챔버(60)의 내부 패널(63)은 연결부(62)를 통해 공급되는 가스에 의해 팽창 전개될 수 있다.
[74]
이와 같이, 본 발명은 탑승자의 착석 자세에 따라 에어백 쿠션에 마련된 복수의 챔버를 선택적으로 팽창 전개시킬 수 있다.
[75]
이에 따라, 본 발명은 탑승자가 등받이를 후방으로 회전시켜 기댄 자세인 경우 복수의 챔버를 모두 팽창 전개시켜 탑승자와의 거리를 보상함으로써, 탑승자를 효과적으로 구속해서 안전하게 보호할 수 있다.
[76]
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
[77]
즉, 상기의 실시 예에서는 자율주행 자동차의 조수석에 적용되는 에어백 장치의 구성을 이용해서 설명하나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 자율주행 자동차 및 일반적인 자동차에서 조수석이나 운전석에 적용 가능하도록 변경될 수 있다.

산업상 이용가능성

[78]
본 발명은 탑승자의 착석 자세에 따라 에어백 쿠션에 마련된 복수의 챔버를 선택적으로 팽창 전개시켜 탑승자와의 거리를 보상해서 탑승자를 보호하는 자동차의 에어백 장치 기술에 적용된다.

청구범위

[청구항 1]
외형을 형성하는 하우징, 자동차의 충돌시 선택적으로 점화되어 가스를 발생하는 복수의 인플레이터 및 상기 하우징 내부에 롤링 또는 폴딩된 상태로 수납되고 자동차의 충돌시 각 인플레이터에서 발생한 가스를 공급받아 탑승자의 정면을 향해 팽창 전개되는 복수의 챔버가 마련된 에어백 쿠션을 포함하고, 탑승자의 착석 자세에 따라 상기 에어백 쿠션에 마련된 복수의 챔버를 선택적으로 팽창 전개하는 것을 특징으로 하는 자동차의 에어백 장치.
[청구항 2]
제1항에 있어서, 탑승자가 착석한 시트의 등받이 각도를 감지하는 각도감지센서 및 자동차의 충돌시 상기 각도감지센서의 감지신호에 기초해서 상기 복수의 인플레이터를 선택적으로 점화하도록 제어신호를 발생하는 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는 등받이가 미리 설정된 기준 각도 이하인 경우에는 상기 복수의 인플레이터 중에서 하나만을 점화시키도록 제어하며, 등받이가 상기 기준 각도를 초과해서 회전된 상태인 경우, 상기 에어백 쿠션에 마련된 복수의 챔버를 모두 팽창 전개시켜 탑승자와의 거리를 보상하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 자동차의 에어백 장치.
[청구항 3]
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 인플레이터는 제1 및 제2 인플레이터를 포함하고, 상기 에어백 쿠션은 상기 제1 및 제2 인플레이터에서 가스를 공급받아 팽창 전개되는 제1 및 제2 챔버를 포함하며, 상기 제2 챔버는 상기 제1 챔버의 후면에 부분적으로 고정되어 상기 제1 챔버만 팽창 전개되는 경우에도 상기 제1 챔버와 함께 전개되는 것을 특징으로 하는 자동차의 에어백 장치.
[청구항 4]
제3항에 있어서, 상기 제1 챔버는 탑승자의 전면에 접촉하는 주벽부와 상기 주벽부의 양측면을 형성하는 한 쌍의 측벽부를 포함하여 구 형상이나 각 모서리가 라운드진 육면체 형상으로 팽창 전개되며, 상기 제2 챔버는 상기 제1 챔버와 탑승자 사이의 공간을 보상하도록 팽창 전개되는 팽창부 및 상기 제2 인플레이터에서 발생한 가스를 상기 팽창부로 전달하도록 상기 제2 인플레이터와 연결되는 연결부를 포함하고, 상기 팽창부의 전후 방향 두께는 상기 제1 챔버와 탑승자 사이의 거리에 대응되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 에어백 장치.
[청구항 5]
제4항에 있어서, 상기 제1 챔버의 주벽부 일측에 배치되는 측벽부의 타측단에는 제1 접합부가 마련되고, 상기 주벽부의 하단부 양측에는 각각 제2 및 제3 접합부가 마련되며, 상기 제2 챔버는 탑승자와 접촉하는 내부패널과 상기 제1 챔버와 접촉하는 외부패널을 서로 대칭되는 형상으로 형성하고, 상기 내부패널과 외부패널을 겹친 상태에서 가장자리를 따라 재봉 방식으로 접합해서 백 형상으로 제조되며, 상기 제2 챔버에서 상기 내부 및 외부패널에 각각 마련되는 상기 연결부 영역의 상단에는 상기 제1 접합부와 접합되는 한 쌍의 제4 접합부가 마련되고, 각 팽창부 영역의 외측단에는 상기 제3 접합부와 접합되는 한 쌍의 제6 접합부가 마련되며, 상기 제1 챔버와 접촉하는 상기 외부패널에 마련된 팽창부와 연결부가 연결되는 부분에는 상기 제2 접합부와 접합되는 제5 접합부가 마련되는 것을 특징으로 하는 자동차의 에어백 장치.

도면

[도1]

[도2]

[도3]

[도4]

[도5]

[도6]

[도7]