KR0131594B1 - 에어백용 하이브리드 인플레이터 - Google Patents

에어백용 하이브리드 인플레이터

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KR0131594B1
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엘. 프랜톰 리차드
에프. 오커 클라우스
엠. 크레머 로버트
이. 로저슨. 윌리엄
디. 가우 쥬니어 윌리엄
지. 브라운 로이
엘. 바젤 테레사
더블유. 렌프로이 도날드
디. 우즈 찰즈
제이. 비숍 로버트
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로버트 엘. 콕스
벤딕스 아틀란틱 인플레이터 캄파니
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Abstract

에어 백(37) 팽창용 장치(20)는 발생기 몸체 조립체(30)와 용기부분(22)에 의해 형성된 압력용기(34)로 구성된다.
발생기 몸체 조립체는 용기부분(22)에서 대향 개구부(24,26)내에 수용되고 기밀 시일(28)을 제공하도록 체결되어 있다. 발생기 몸체 조립체(30)는 일정량의 추진제(150)를 수용하는 제1보어(38)와 차량충돌을 표시하는 제어신호에 응답하여 추진제(150)가 연소하도록 하는 기폭제 조립체(120)를 포함하고 있다.
여러가지 통로가 가스 발생기 조립체에 구비되고 입자 방출을 줄이기 위해 연소 추진제의 연소 산물이 압력용기의 내부벽상에 충돌하도록 허용한다.

Description

에어백용 하이브리드 인플레이터
제1도는 본 발명의 교시에 따른 조립된 하이브리드 인플레이터의 단면도.
제2도는 용기부분의 평단면도.
제3도는 하이브리드 인플레이트의 부분단면도.
제4도는 하이브리드 인플레이터내에 형성된 복수의 흐름통로의 평면도.
제5도 및 제6도는 매니폴드의 분리 예시도.
제7도 및 제8도는 확산기 플레이트의 여러가지 예시도.
제9도는 본 발명의 다른 실시예의 예시도
발명의 배경과 요약
본 발명은 일반저긍로 에어 백을 팽창시키는데 사용되는 하이브리드 인플레이터에 관한 것이다.
팽창가능한 백 억제 시스템은 자동차 사고로 야기된 사상자수를 감소시키는 것으로 나타났다.
에어 백을 팽창시키기 위해 선택적으로 방출되는 일정량의 저장된 가스를 이용하는 것과 같은 에어 백 또는 에어 쿠션을 팽창시키는 다수의 수단이 존재하고 있다. 대안으로서, 점화에 따라 에어 백을 팽창시키도록 충분한 양의 가스를 발생시키는 아지드 나트륨과 같은 가스 발생 재질 추진제로부터 유도 되는 가스 소오스가 있다. 다른 타입의 가스 소오스는 저장된 압축가스 및 가스발생 또는 증대 재질의 조합으로 부터 이루어진다.
이러한 장치는 중대된 가스 또는 하이브리드 인플레이터로서 알려져 있다.
여러가지 하이브리드 인플레이터는 미국특허 3,756,621호 및 3,895,821호에 예시된 것과 같은 것이 있었다. 특허 3,756,621호에 도시된 인플레이터는 출구통로를 개방하기 위해 추진제 및 액츄에이터를 점화하도록 분리된 폭관(squib) 또는 기폭제를 사용하여 압축된 가스흐름을 기폭한다. 특허 3,895,821호는 압력용기의 가압된 분위기 외부에 단일 폭관을 장착하여 추진제를 점화한다.
미국특허 3,891,233호 및 3,901,530호는 소위 운전자용 에어 백 인플레이터를 예시하고 있다. 미국특허 3,901,530호를 참조하면 인플레이터 및 일정량의 추진제를 이용하는 하이브리드 인플레이터 예시하고 있다.
이러한 인플레이터는 기폭제 및 추진제의 연소에 의해 산출된 고온으로 최초 개방되는 복수의 폭발 디스크를 포함하고 있다.
이러한 종래 인플레이터의 단점은 연소 산물이 직접 에어 백으로 이송된다는 것이다. 다른 단점은 에어 백의 최초 팽창동안에 뜨거운 가스가 산출된다는 것이다.
대부분의 경우, 추진제의 연소탕임 저장된 가스의 전체 방출타임보다 작아서 최초의 뜨거운 팽창 가스에 뒤이어 인플레이터에 저장된 나머지 냉각가스가 나온다. 반대로, 본 발명은 기폭제, 추진제 및 저장된 가스사이에 열전달과정을 개선하여 팽창가스의 더욱 균일하게 가열된 양을 산출하게 된다.
더욱이 아래 설명하는 바와 같이, 본 발명은 주로 저장된 팽창가스의 과도한 가압으로 인하여 출구 폭발 디스크를 개방하도록 한다.
이러한 과도한 가압은 연소 추진제의 연소 산물에 의해 저장된 가스를 가열함으로써 달성된다.
이러한 방식으로 에어 백에 최초로 연통되는 인플레이터 가스는 종래에 개발된 것보다 더욱 냉각되어, 에어 백, 에어 백 커버, 그리고 관련 장착 하드웨어에 손상을 최소화 한다. 또한 본 발명에서는 상기 결점들을 피할 수 있다.
본 발명의 목적은 개량된 하이브리드 인플레이터를 제공하는 것이다.
본 발명의 더 목적은 어떤 연소 산물이 압력용기의 내부벽상에 덮혀 미립자 방출을 감소시키는 하이브리드 인플레이터를 제공하는데 있다.
따라서, 본 발명은 발생기 몸체 조립체와 용기부분에 의해 형성된 압력용기로 구성된 에어 백을 팽창시키는 장치로 이루어진다. 발생기 몸체 조립체는 용기부분(22)에서 대향 개구부내에 수용되고 가스 기밀을 제공하도록 체결되어 있다.
발생기 몸체 조립체는 차량 충돌을 표시하는 제어신호에 응답하여 추진제가 연소하도록 하는 지폭제 조립체 부재 및 추진제의 일정량을 수용하는 제1보어를 포함하고 있다. 발생기 몸체 조립체는 압력용기의 내부벽 쪽으로 적어도 하나의 방사상 통로를 더 포함하여 연소 추진제의 연소 산물의 일부가 거기에 충돌하고 덮히게 될 것이다. 제1폭발 디스크는 적어도 하나의 방사상 통로와 압력용기를 밀봉하도록 구비되어 있다. 제1폭발 디스크는 연소 산물이 압력용기내로 흐르도록 하고 거기에 저장된 가스를 가열하도록 하는 연소 산물에 의해 개방된다.
또한 가스 발생기 조립체는 출구통로에 압력용기로 연통하는 복수의 흐름통로와 가스기밀을 제공하도록 출구통로에 그리고 흐름통로의 출구끝에 대하여 배치된 출구 폴발 디스크를 포함하고 있다.
출구 시일은 추진제의 연소로 인한 가열로부터 야기된 압력용기(34)의 증가된 가스압력의 결과로서 파열된다.
본 발명의 많은 다른 목적 및 목표는 도면의 상세한 아래 설명으로부터 명확하게 될 것이다.
도면의 상세한 설명
제1 및 2도를 참조하면 하이브리드 인플레이터(20)의 여러가지 특징이 예시되어 있다. 인플레이터(20)는 차량의 운전자를 보호하기 위해서 종래의 방식으로 조향 휠의 중앙허브에 장착될 수 있다. 하이브리드 인플레이터는 제1 및 제2개구부(24,26)를 갖춘 일반적으로 둥근형으로된 용기부분(22)으로 구성되어 있다.
이들 개구부(24,26)는 일반적으로 대향하여 위치해 있다.
또한 개구부(24,26)는 아래에 설명하는 바와 같이 바깥쪽으로 경사져서 더욱 효율적인 용접을 허용한다.
발생기 몸체 조립체(30)가 용기부분(22)내에 끼워진다.
발생기 몸체 조립체(30)는 제1 및 제2개구부(24,26) 근처의 용기부분(22)에 결합되어 가스 기밀 시일을 형성한다. 가스 기밀 시일(28)은 발생기 몸체 조립체(30)를 개구부(24,26)에 대하여 용기부분(22)에 용접하여 달성된다.
결과적인 주변 용접이 32a 및 32b로 도시되어 있다.
발생기 몸체 조립체(30) 및 용기부분(22)은 협력하여 소정의 압력하에 아르곤과 같은 36으로 일반적으로 도시된 가스가 저장되는 압력용기(34)를 형성한다.
팽창되는 에어 백의 크기에 따라 이러한 내부 압력은 2000 내지 4000psi 사이에서 변할 수 있다.
저장된 가스는 누출감지과정에 사용되는 소량(2%)의 헬륨을 또한 포함할 수 있다. 브라켓(35)이 압력용기에 체결되고 위치된다. 이러한 브라켓(35)은 조향 휠에 부착되기 위해 장착구멍(도시되지 않음)을 포함할 수 있다.
에어 백(37)은 브라켓에 부착되고 팽창되기전에 절첩되어 저장된다.
커버(도시되지 않음)가 절첩된 에어 백(37)을 보호하기 위해서 전형적으로 구비된다.
제3도를 참조하면 인플레이터(20)의 단면도가 예시되어 있고 발생기 몸체 조립체(30)의 상세한 부분이 더 명확히 도시되어 있다.
발생기 몸체 조립체(30)는 제1 또는 하부 보어(38) 및 출구 또는 상부 보어(40)를 갖춘 원통형 벽의 몸체(37)를 포함하고 있다. 이들 보어(38,40)는 각각 제1 및 제2개구부(24,26)에 대하여 일반적으로 동축으로 위치해 있다.
가스입구시일(48)에 의해 밀봉된 가스입구통로(42)가 제1보어(38)의 상부에 위치해 있다. 가스입구 시일(48)은 가압된 팽창가스(36)가 압력용기(34)내에 위치한후 제위치에 용접되어 있다. 더욱이 발생기 몸체 조립체(30)는 단차보어(40)의 좁은 부분(52)으로부터 바깥쪽으로 뻗은 복수의 방사상 통로(50a-g)를 포함하고 있다.
2개의 이러한 통로(50a 및 50g)가 단면으로 도시된 한편 나머지 통로의 끝에 제3도에서 단지 도시되어 있다.
또한 복수의 압력통로(54a-c)가 원통형 벽 몸체(37)를 통해 뻗어있다.
하나의 이러한 통로(54a)가 제3도에 도시되어 있다.
이들 통로(54a-c)는 제2보어(62)내에 수용되고 체결된 발생기 또는 제1폭발 디스크(60)에 연통된다.
제2보어(62)와 통로(54a-c)의 관계는 제4도에서 볼 수 있다.
제2보어(62)는 발생기 몸체 조립체(30)의 바깥쪽으로 면한쪽에 조립되고 압력용기(34)의 내부와 면한다.
제1폭발 디스크(60)는 보어(62)에 전형적으로 엣지 용접되어 있다.
하이브리드 인플레이터(20)는 단차보어의 단차부(72)에 배치되고 체결된 출구 또는 제2폭발 디스크(70)를 더 포함하고 있다.
상기 도면들로부터 볼 수 있는 바와 같이, 단차부(72)는 단차보어(40)를 형성하는 대경부(74)와 소경부(52) 사이에 위치되어 있다.
제1도를 참조하면, 와셔(76)가 단차보어의 대경부(74)내에 수용되어 있다. 와셔(76)는 전형적으로 단차보어(40)의 소경부의 직경보다 작은 직경을 갖추고 있다. 상기 도면들로부터 알 수 있는 바와 같이, 와셔(76)는 제2폭발 디스크(70)의 외부상에 놓여 폭발 디스크 개구부용 직경을 형성한다.
또한 매니폴드(90)가 단차보어(40)의 대경부(74)내에 삽입되어 있다.
매니폴드 발생기 몸체 조립체(30)의 인접부분에 용접될 것이다.
매니폴드 제5 및 제6도에 역시 도시되어 있다.
매니폴드(90)는 중앙 플레이트(92)와 아래로 뻗은 주변벽(94)을 포함하고 있다. 플레이트는 복수의 출구 개구부(96)와 바깥쪽으로 뻗은 보스(98)를 포함하고 있다. 매니폴드 스크린(100)은 플레이트(92)의 아래쪽에 위치하는데 그 목적은 에어 백과 연통하기전에 인플레이터 가스에 있는 어떤 폭발 디스크 재질을 여과하기 위한 것이다. 매니폴드 스크린(100)은 제1도에 역시 도시되어 있다.
매니폴드(90)에 체결된 것은 제7 및 제8도에 도시된 확산기(diffuser; 110)이다. 확산기는 보스상에 수용되고 체결된 중앙 개구부(112)를 포함하고 있다.
더욱 상세하게는 보스(98)를 형성하는 재질은 리벳 헤드 구조로 형성되어 확산기(11)를 매니폴드(90)에 체결한다. 확산기(110)는 강도를 증가시키는 복수의 리브(16)를 갖춘 가요성 플레이트(114)를 포함하고 있다.
확산기(110)를 제위치에 체결하면, 확산기 플레이트(114)는 매니폴드(90)내에 형성된 출구 개구부(96)를 커버한다.
저장되고 가압된 가스가 매니폴드 개구부(96)를 통과하면서 이러한 가스의 분출은 가요성 플레이트(114)가 매니폴드로부터 멀리 움직이도록 야기한다. 확산기는 일반적으로 팽창가스가 방사상 바깥쪽으로 향하게 하여 추진력이 완화되게 한다.
이러한 방식으로 팽창가스는 최초에 차량 승무원으로부터 먼쪽으로 향하게 된다.
제1도를 참조하면 하이브리드 인플레이터(20)는 기폭제 하우징 조립체(120)를 더 포함하고 있다.
기폭제 하우징 조립체(120)는 제1보어(38)내에 수용된 하우징(122)을 갖추고 있다. 하우징(122)은 종래의 기폭제 또는 폭관(140)이 수용된 기폭제 수용보어(126)를 포함하고 있다. 제어신호에 의해 활성화됨에 따라 기폭제(140)는 집중적인 불꽃을 산출하여 일정량의 추진제가 연소하기 시작하게 된다.
기폭제 하우징(122)은 발생기 몸체 조립체 및 기폭제(140)의 0-링(123,125)에 밀봉된다. 사익 도면들로부터 알 수 있는 바와 같이, 기폭제 하우징 조립체(120)와 가스발생기 조립체(30)는 협력하여 그들 사이에 추진제 동공(124)을 형성한다.
미국특허 3,723,205호에 개시된 알사이트(Arcite)와 같은 일정량의 추진제(150)가 이러한 동공내에 위치한다.
제1도에 도시된 본 발명의 실시예에서, 제1스크린(152)이 기폭제 하우징(122) 상에 위치한다. 부가적인 복수의 스크린(152a,152b)과 전형적으로 사출한 추진제(150)의 2개의 웨이퍼는 추진제 동공내에 역시 위치해 있다.
나사 리테이너(154)는 추진제와 스크린을 포함하는 기폭제 하우징(122)을 발생기 몸체조립체(30)에 체결하는데 사용된다.
제9도를 참조하면, 본 발명의 대체 실시예가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 인플레이터(20)의 일반적인 구조는 제1도에 도시된 인플레이터와 실제 동일한다. 제9도에 도시된 실시예에서, 추진제(150)는 추진제 컵(170)내에 균일하게 또는 임의로 위치한 짧고 견고한 실린더 또는 원통형 튜브의 형태를 갖도록 사출되어 있다.
컵은 복수의 구멍(172)을 포함하고 있다.
컵은 추진제를 유지하는 수단으로서 구비되고 구멍은 방은 산물이 발생기 몸체조립체를 자유로이 빠져나가도록 흐름통로로서의 기능을 한다.
선택적인 스크린(174)은 컵(170) 내에 삽입되어 추진제의 모든 표면의 점화를 증대시킨다. 또한 제9도에 도시된 바와 같이, 압력통로의 부가적인 세트(54d-f)가 원통형 벽으로된 몸체(37)내에 조립되고 부가적인 폭발 디스크(60a)에 의해 감싸 있다.
다음은 본 발명의 작동에 의해 간단히 설명한다.
차량충돌을 표시하는 신호에 응답하여, 제어신호가 활성되는 기폭제(140)와 연통한다. 활성에 따라, 기폭제(140)는 추진제(150)가 연소하기 시작하도록 야기하는 집중하는 불꽃을 산출한다. 추진제가 연소하면서, 추진제 동공(124)내의 압력은 폭발 디스크(60a)가 파열 또는 개방되어 연소 산물이 압력용기(34)내로 연통하게 되도록 야기하는 수준까지 실제 증가하게 될 것이다.
이들 연소 산물은 추진제(150)가 연소하면서 발생된 용해 염화칼륨을 포함한 입자와 함께 추진제(150)에 의해 산출된 일정량의 가스 및 열을 포함하게 될 것이다. 파열된 디스크(60a)가 개방됨에 따라 연소된 이들 산물은 압력통로(54a-; 그리고 포함되어 있다면 54d-f)를 통해서 강력하게 흐르게 될 것이다.
인지하는 바와 같이, 추진제의 연소에 의해 산출된 가열된 가스의 다른 성분들과 마찬가지로 뜨거운 염화칼륨은 압력용기(34)에 유입되고 압력부분(22)의 내벽에 충돌한다. 압력용기(34)가 연소의 산물의 온도보다 실제로 더 차가워지면서, 압력부분(22)에 충돌한 염화칼륨을 압력용기(34)의 내벽상에 부착되거나 덮히게 되어 에어 백에 유입되는 염화칼륨의 양을 감소시킨다. 가열된 연소 산물이 압력용기에 유입되면서 가압된 아르곤 가스의 온도는 균일하게 증가할 것이다.
아르곤 가스의 온도가 증가하면서, 그 압력은 단차 보어(40)에 배치된 출구 폭발 디스크(70)를 파열시켜 가스가 매니폴드(90)에서 출구 개구부(96)를 통과하도록 한다. 이들 가스의 흐름은 확산기 풀레이트(114)에 충격을 주어 매니폴드로부터 상승시킨다. 그후, 팽창가스는 에어 백에 유입되어 에어 백을 팽창시킨다.
본 발명의 상기 실시예는 물론 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않고 많은 개변이 가능하다.
따라서, 첨부된 청구범위만이 본 발명의 범위를 한정하게 된다.

Claims (7)

  1. 에어 백(37)을 팽창시키는 장치(20)에 있어서, 용기부분(22)과 발생기 몸체 조립체(30)에 의해 형성된 압력용기(34)와 용기부분(22)에서 대향 개구부(24,26)내에 수용되고 가스 기밀 시일(28)을 제공하도록 체결된 발생기 몸체 조립체(30)로 구성되어 있으며, 상기 발생기 몸체 조립체(30)는, 추진제(150)가 차량충돌을 표시하는 제어신호에 응답하여 연소하도록 하는 기폭제 조립체 부재(120)와 일정량의 추진제(150)를 수용하는 제1보어(38), 압력용기(34)의 내벽 쪽으로 향하여 연소 추진에의 연소산물의 일부가 내벽에 충돌하여 부착되도록 하는 적어도 하나의 방사상 통로(5a-c, 54d-f), 적어도 하나의 방사상 통로와 압력용기를 밀봉하고, 연소 산물에 의해 개방되어 압력용기(34)내로 흐르도록 허용하고 저장된 가스를 가열하는 제1폭발 디스크(60), 압력용기(34)를 출구통로(40)에 연결하는 복수의 름통로(50), 출구통로(40)에 그리고 흐름통로의 출구끝에 대하여 배치되어 가스 기밀 시일을 제공하며, 추진제의 연소로 인한 가열로부터 야기된 압력용기(34)의 증가된 가스압력의 결과로서 파열되는 출구 폭발 디스크(70)로 구성된 것을 특징으로 하는 에어 백 팽창용 장치(20).
  2. 제1항에 있어서, 출구 폭발 디스크(70)의 하류에서 가스발생기 몸체(30)에 고정되고, 복수의 출구통로(96)가 관통되어 있는 매니폴드(90), 매니폴드(90)에 고정되어 상기 출구통로를 커버하고, 압력용기(34)로 부터의 가압가스의 흐름으로 이 출구통로를 개방함과 동시에, 이 가스를 추진력을 완화시켜 에어 백내로 흐르도록 하는 확산기 부재(100)로 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제1항에 있어서, 추진제(150)는 복수의 와셔형 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제1항에 있어서, 압력용기내에 유입되기전에 추진제의 모든 표면의 점화를 풍부하게 되도록 스크린 부재(152,170)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제1항에 있어서, 추진제는 발생기 몸체내에 포함된 짧은 실린더로서 형성된 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제1항에 있어서, 압력하에 가스가 압력용기를 채우도록 압력용기(34)에 유입되는 복수의 흐름통로(50)에 제1보어(38)를 연통하는 가스입구통로(42), 그리고 가스입구통로(42)를 밀봉하는 시일(48)로 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 차량의 승객을 보호하는 장치(20)에 있어서, 제1(24) 및 제2(26) 개구부를 갖춘 둥근형의 용기부분(22), 제1 및 제2 개구부(24,26)에 수용되고 있고 용기부분(22)에 결합되어 가스 기밀시일을 제공하며, 용기부분과 협력하여 압력하에서 가스(36)의 저장을 위해 압력용기(34)를 형성하는 발생기 몸체 조립체(30)로 구성되어 있으며, 발생기 몸체 조립체(30)는 제1 및 제2 개구부에 대하여 동축으로 배치된 출구통로를 형성하는 원통형 몸체(37), 제1보어(38) 및 대향 단차보어(40), 가스가 가스입구시일(48)에 의해 압력용기(34)내로 위치한후 한끝(44)에서 밀봉된 단차보어 아래에 위치한 가스입구통로(42), 압력용기를 단차보어(40)와 연통시키기 위해 단차보어(40)의 좁은 직경부분(52)으로 부터 바깥쪽으로 뻗은 복수의 방사상 통로(50a-g), 각각의 한끝(58)의 압력용기(34)의 내부와 면하는 제2보어(62)에 수용되고 체결된 제1폭발 디스크(60)에 의해 싸여져 있는 원통형 몸체벽을 통해 방사상으로 뻗어있는 복수의 압력통로(54a-c), 단차보어(40)의 좁은 직경부분(52)과 큰 직경부분(74) 사이에서 단자(72)에 배치되고 체결된 제2폭발 디스크(70), 좁은 직경부분(52)의 직경보다 작은 개구부(78)를 갖추고 제2폭발 디스크의 바깥부분위에 놓은 단차보어(40)의 큰 부분에 수용된 와셔(76), 복수의 출구 개구부(96), 플레이트(92)로부터 바깥쪽으로 뻗은 보스(98), 플레이트(92)의 아래에 위치한 메니폴드 스크린(100)을 포함하는 플레이트(92)와 아래쪽으로 뻗어있는 주변벽(94)을 갖추어 큰 직경부분(74)에 수용되고 발생기 몸체 조립체(30)에 체결된 매니폴드(90), 보스(98)에 수용되고 체결되며 가요성 플레이트(114)를 포함하며 플레이트 출구 개구부(96)를 감싸도록 개구부(112)를 갖추고 저장가스가 이들 개구부(96)를 빠져 나가면서 바깥쪽으로 이동가능한 확산기(110)로 구성되며, 기폭제 하우징 조립체(120)는 기폭제 수용보어(126)를 형성하며, 제1보어(38)내에 기폭제 하우징 조립체가 수용된 하우징(122), 추진제 유지 보어(124) 내에 수용된 일정량의 추진제(130), 활성될 때 추진제(130)의 연소를 야기하도록 기폭제 수용보어내의 수용된 기폭제(140), 기폭제 하우징 조립체(120)를 발생기 몸체 조립체(30)에 체결하기 위해 제1보어(38)내에 수용된 리테이터(150)로 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 승객을 보호하는 장치.
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