KR100215260B1 - 가스백 팽창기 - Google Patents

Abstract

에어쿠션을 위한 팽창기(10)는 아르곤 슬리브(22)로 구성뒨 압력 용기(20)를 액추에이터 조립체(80)에 의해 폐쇄되어 된 끝부 또는 다른 꽂불 액추에이터과같은 포함하고 있는 한 고립체(40) 불활성 가스를 저장하기 위한 증공 있는데, 슬리브의 한쪽끝부는 제 1꽂불편 슬리브의 다른 한쪽 끝부는 페쇄를 포함할 수 있다. 압력용기(20)는 팽창가스를 에어쿠션안므로 인도하저(130) 와 졀합한 압력용기(20)는 가스의 난류현율을 줄이도록 여러 지역을 한정한다.디퓨저내에 안삭되어 있으며, 디퓨상 및 가스와 디퓨저 사이의 열전달율을 줄이도록 여러 지역을 한정한다.

Description

[발명의 명칭]

가스백 팽창기

[본 발명의 배경 및 개요]

본 발명은 에어쿠션, 에어백 등을 팽창시키기 위한 장치에 관한 것이다.

팽창백 안전 시스템은 자동차 사고에서 초래하는 중상 및 부상자수를 감소시키는 것을 보여왔다.

에어백을 팽창시키도록 선택적으로 방출되는 일정량의에어쿠션 또는 에어백을 팽창시키기 위한 많은 수단이 저장된 가스를 이용하는 것과 같이 있다.

선택적으로, 나트륨 아지드와 같은 가스발생 추진제로부터 얻어지는 가스원은 점화시 충분한 양의 가스를 발생시켜 에어백을 팽창시킨다.

제 3 타입의 가스원은 저정되어 압축된 가스 및 가스발생 또는 촉진재료의 화합의 결과로서 생긴다.

이러한 종래 장치는 증가된 가스 또는복합형 팽창기로서 자주 언급된다.

여러 복합형 팽창기는 미합중국 특허 제 3,756,621호 및 제 3,895,821호에 예시되어 있다.

특허 제 3,756,621호에 개시된 팽창기는 추진제를 점화시키는데 별개의 도화폭관(sguib) 또는 기폭기를 사용하고 있고 그리고 압축된 가스 유동을 일으키도록 출구통로를 개방시키는데 액추에이터를 사용한다.

특허 3,895,821호는 추진제를 점화시키도록 압력용기의 압축환경 외측에 단 하나의 도화폭관을 장착한다.

본 발명에 있어서, 단 하나의 도화폭관 및 추진제 챔버 또는 하우징은 압축된 불활성 가스환경내에 위치된다.

추진제의 기폭시 파괴가능한 디스크에 인접한 소형 혼합용 공동 또는 챔버안으로 배출 노즐에 의해 인도되는 고온가스와 미립자들로 구성된 가열된 매체가 발생되어 디스크를 폭발시켜, 에어백 안으로 가스유동을 기폭시킨다.

고온가스가 추진제 챔버로부터 계속 방출되고 그리고 백을 팽창시키도록 백안으로 이 가스를 계속 유입하기 전에 소형 혼합 챔버에 있는 가압된 냉가스와 혼합된다. 본 발명은 누설통로의 수가 감소되고, 전기도관이 팽창가스에 의해 악조건에서도 보호를 받고, 그리고 팽창률이 제어된다는 점에서 종래의 기술과 연관하여 장점을 나타내고 있다.

자동차가 충돌시 쿠션 또는 에어백을 팽창시키도록 충분한 양의 가스를 신속히 그리고 효과적으로 발생시킬 수 있는 복합형 팽창기를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

본 발명의 또다른 목적은 종래 기술의 결함을 개선시킨 에어쿠션 또는 에어백에 팽창기를 제공하는 것이다.

따라서 본 발명은 하나의 실시예로 꽃불(pyrotechnic) 액추에이터 조립체에 의해 양끝에서 둘러싸인 중공 원통형 슬리브로 구성된 쿠션용 복합형 팽창기로 구성된다.

둘러싸인 슬리브는 아르곤과 같은 일정량의 가압된 불활성 가스를 저장하기 위한 압력용기를 이루고 있다.

헬륨의 미소량은 압력용기의 누설 톄스트를 용이하게 하도록 제공될 수 있다.

제 1 액추에이터 조립체는 충격파를 발생시켜 파괴 가능한 디스크 부재를 폭발시켜서 제 1 액추에이터 조립체와 결합된 유동 오리피스를 통하여 가스가 유동가능하게 하도록 액추에이터, 뇌관 또는 도화폭관으로 구성된다.

제 2 액추에이터 조립체는 제 1액추에이터 조립체의 반대편에 위치되어 있고 일정량의 추진제의 연소를 기폭시키기 위해 다른 하나의 뇌관, 기폭기, 도화폭관 등을 포함하고 있다.추진제는 에어쿠션을 팽창시킴에 앞서 저장된 불활성 가스의 온도를 상승시켜 이 가스의 체적을 증가시킨다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 압력 용기의 부분을 형성하는 제 2파괴 가능한 디스크는 추진제의 반대편에 위치되어 있고 파괴될 시에 추진제에 의해 발생된 열이 압력 용기로 유입되도록 한다.

본 발명의 다른 일실시예에 있어서, 제 2디스크를 파괴할시 제 2유동 경로는 가열된 팽창가스가 압력용기로부터 밖으로 나가도록 한다.

본 발명 일실시예에 있어서, 단지 하나의 액추에이터 조립체는 깨질수 있는 디스크의 파괴시 저장된 가스를 추진제에 대한 방향으로 압력용기 밖으로 유동시키는데 사용되어 진다.본 발명은 팽창기를 지지하고 에어쿠션에 유동통로를 제공하는 디퓨저(diffuser)를 또한 포함한다. 이 디퓨저는 에어쿠션을 또한 지지한다.

이 디퓨저는 압력용기에 있는 가스출구의 하류에 상대적으로 큰 체적의 구역을 만들도록하는 방식으로 팽창기를 봉하고 있다.

이러한 설계는 가스의 난류를 줄이고 가열된 팽창가스와 디퓨저 사이의 열전달 량을 줄인다.

본 발명의 많은 다른 목적은 도면에 대한 다음의 상세한 설명으로부터 명확하게 될 것이다.

[도면의 간단한 설명]

제 1 도는 본 발명을 예시한 전방 단면도,

제 2 도는 본 발명을 예시한 측단면도,

제 3 도는 발생기 하우징 조립체의 변경 실시예를 예시한 도면,

제 4 도는 사용되는 추진제를 도시한 단면도,

제 5도는 예시적인 용접 조인트부에 대한 확대도,

제 6도는 디퓨저의 부분 사시도,

제 7도는 종래 기술의 지퓨저에 대한 예시도,

제 8도는 접혀진 에에백을 갖춘 디퓨저의 측면도,

제 9도는 에어백의 개략도,

제10도는 본 발명의 일부분에 대한 변경 구조를 예시한 도면,

제11도는 팽창 곡선 그래프를 예시한 도면,

제12도는 본 발명의 변경 실시예를 예시한 도면,

제13도는 본 발명의 또 다른 실시예를 예시한 도면,

[도면의 상세한 설명]

제 1도를 참조하면, 자동차 승객 보호 안전 시스템내에서 사요 디퓨저에 대한 예시도,어백을 갖춘 디퓨저의 측면도,개략도,일부분에 대한 변경 구조를 예시한 도면,그래프를 예시한 도면,변경 실시예를 예시한 도면,또 다른 실시예를 예시한 도면,자동차 승객 보호 안전 시스템내애서 사용할 수 있는 에어백과 같은에중공이어쿠션을 팽창시키기 위한 복합형 팽창기(10)가 도시되어 있다.

공 슬리브(22)를 포함하고 있는 압력탱크(20)로 팽창기(10)는 구성된다.

간(24)내의 압력탱크(20)는 아르곤과 같은 불황성 가스로 충진가압되어 있다.가스는 또한 아르곤 및 헬륨과 같은 또다른 불활성 가스의 혼합물일 수도 있다.

헬륨량이 아르곤 가스 부피에 약 2% 된다고 생각된다.

제 2 불활성가스를 사용하는 목적은 누출을 야기하는 복합형 팽창기의 여러 용접 조인트부에서의 결함을 검출하기 질량 분광계(spectrom)위한 수단으로 제공된다.

eters) 와 같이 헬륨의 존재를 감지하기 위한 장치는 당해 분야에서 잘 공지되어 있다.

압력용기, 보다 상세하게는 슬리브(22)는 각각의 끝부(26,28) 에서 압력용기(20)의 일부로써 보여질 수 있는 기폭기 하우징 조립체(30)에 의해서 그리고 발생기 하우징 조립체(80)에 의해 봉하여진다.

기폭기 하우징 조립체(30)는 목부분(34)및 넓은 끝부분(36)으로 구성된 기폭기 하우징(32)를 포함한다. 공지된 구조의 뇌관(40)을 수용하도록 중앙개구(39)를 갖추고 있는 스페이서 또는 하우징(38)은 목부분(34)내로 나사결합식으로 삽입된다. 뇌관으로부터의 뻗어 있는 것은 작동 리드 또는 와이어(42)이다.

0 링(44)은 뇌관(40)과 스페이서(38)사이의 밀봉을 제공한다.

조립체(30)의 부분을 형성하는 기록기 하우징(32)에 부착되어 있는 것은 다기관 조립체(50)이다. 다기관 조립체는 용접부(54 참조) 에 의해서 기폭기 하우징(32)에 부착된 외부 원통형 부분(52)으로 구성된다.

다기관 조립체(50)는 외부부분(52)에 비하여 오목한 작은 직경의 원통형 부분(56)을 더 포함하며, 이 원통형 부분(56)은 슬리브(22)의 한끝부(26)와 결합하여 수용되기에 적합하게되어 있다. 슬리브(22)및 다기관 조립체(50)는 원주용접부(58)에서와 같이 부착된다.다기관 조립체는 폭발 디스크(62)와 같은 가요성 요소에 의해 봉하여진 크고 편평한 옛지오리피스(60)를 포함하고 있다.

적절한 폭발 디스크(62)는 니켈 또는 스테인리스강로 제조될 수 있다.

폭발 디스크는 가압된 가스와 면하고 있는 원주 플라즈마 용접부(63)에서 다기관 조립체(50)에 부착되어 있다.

보다 작은 직경의 부분(56)의 벽에 대항하는 억지 끼워맞춤된 것은 뇌관(40)의 종심과 동축인 중앙개구(68)주위에 위치된 복수의 개구(66)로 구성된 구멍뚫린 스크린(64)이다.

조립시 스크린(64)은 덜거덕거리는 것을 방지하도록 기폭기 하우징(32)의 목부분(34)에 의해 내부방향으로 약간 변형되었다.

스크린(64)는 디스크(62)의 부분과 같은 큰 물체가 에어백으로 들어오는 것을 방지한다.다기관 조립체(50)의 외부 원통형 부분(52)은 중립추력을 제공하도록 직경상으로 마주하는적어도 2개의 오리피스(70a,70b) 를 포함하고 있으며, 여기에서 오리피스(70a,70b)의 총유동 면적은 개구(60)의 면적보다 훨씬 작다.

뇌관(40)의 작동시 압력, 또는 충격파는 발생되어 깨지기 쉬운 부재 또는 디스크(62)를 폭발시켜 적어도 저장된 팽창가스가 압력용기(20)를 빠저나오도록 한다.

이러한 초기 팽창은 때때로 냉 팽창이라고 언급된다.

본 발명에 있어서 좁은 오리피스(70a,70b) 는 압력용기(20)를 빠져나가는 팽창가스의 유량을 조절한다.

폭발 디스크(62)가 주위에 위치된 오리피스(60)는 그 큰 크기로 인하여 어떠한 압력강하도를 일으키지 않는다.

이러한 구조는 하나의 크기화로 규격화된 모델로 부터 다른 모델로 팽창기의 설계를 표준화하는데 장점을 발생시킨다.

오리피스(70a,70b) 직경과 폭발 디스크(62)직경과의 관계는 압력용기의 과도한 여압이 남용으로 인하여 압력용기의 과열 또는 손상을 초래하는 경우에 안전 릴리프장치 또는 밸브로서 폭발 디스크(62)의 파괴점을 설정한다.

가스 발생기 하우징 조립체(80)는 압력 탱크(20)의 슬리브(22)의 다른 한끝부(28)와 결합하는 확대된 끝부(84)를 갖춘 계단식 하우깅(82)으로 구성된다.슬리브(22)및 하우징(82)은 원주상 용접부(87)에 이음되어 있다.

하우징(82)은 하우징 내부 끝부(86)에서 스테인리스강으로 통상적으로 제조된 얇은 폭발디스크(90)에 의해 덮혀진 중앙개구(88)를 포함한다.

디스크(90)는 상술한 방식으로 하우징(82)에 용접이음되어 있다.

제 3도는 끝부(86)가 개구(88)의 상기 위치에서 폭발디스크(90)에 의해 덮혀진 복수의 작은 개구(92)를 포함하고 있는 발생기 하우깅 조립체(80)의 변경 실시예를 예시하고 있다.이러한 실시예에 있어서 하우징(82)재료는 개구(92)사이에서 폭발디스크(90)에 부가적인 지

지를 제공하여 폭발디스크(90)가 제 1도에 도시된 폭발 디스크(90)보다 상당히 얇게 만들어지도록 한다.

이러한 상황에서 폭발디스크(90)의 통상적인 두께는 0.1mm가 된다 (스톄인리스강).

제 1도를 다시 참조하면, 하우징(82)의 중공내부내에 위치된 것은 복수의 개구(96)를 갖춘 입자트랩(94;grain trap)이고 이는 개구(96)안으로 연소 추진제(100) 가 압출되는 것을 방지한다. 입자트랩의 상류에는 많은 양의 압출된 또는 형상화된 추진제(100) 가 있다.

추진제(100) 는 미합중국 특허 제 3,723,205호에 개시된 것과 같고, 상기 특허는 여기서 참조로 기재되었다.

추진제(100) 는 파형와셔(102) 에 의해 입자트랩(94)에 대항하여 가압되어 있다.

이러한 탄성부재 즉, 파형와셔(102) 의 두께는 추진제(100) 의 가변길이를 수용하도록 변경가능하다. 하우징(82)내로 나사식결합 가능하게 수용된 것은 중앙개구(106)를 갖춘 하우징(104) 이고 이 중앙개구는 한끝에서 원추형 나꽐노즐(108)에 종결된다.

개구(106) 내로 수용된 것은 공지된 디자인인 다른 하나의 뇌관 또는 기폭기(110)이며 이기폭기는 복수의 전기도선(112)을 부착하여 가지고 있다.

나팔노즐(108) 내에는 질화붕소나트륩으로 구성된 점화촉진재료(109) 가 있으며 이것의불꽃온도 및 양은 추진제(100) 를 순간적으로 점화시키기에 적합하다.

제 4 도를 참조하면, 이 도면은 추진제(100) 의 단면도를 예시하고 있다.

추진제(100) 의 외부(120) 는 각각의 크로바 잎 모양의 부분이 중앙개구(122) 를 갖추고 있는 크로바잎 타입의 모형으로 형성된다.

이러한 구조의 목적은 상대적 일정한 추진제 연소률을 제공하는 데에 있다.

추진제(100) 가 연소함에 따라 그 노출된 면적은 보통 일정하게 유지되는데, 즉 추진제의외부가 연소함에 따라 그 외부표면 면적은 줄어드는 한편 각각의 원통형 개구(122) 주위에 대한 표면면적은 증가하여 일정 연소면적을 산출하고 그결과 연소율을 제어할 수 있다.

더 나아가서 연소율은 중앙개구(92 또는 88)의 유동면적에 의해 제어된다.

인지되는 바와 같이 개구(92 또는 88) 에 의해 결정되는 발생기 하우깅(82)(이것은 추진제(100) 를 담고 있다)에서의 압력은 총 추진제 연소시간을 제어하는 데에 또한 효과적이다.

팽창기(10)는 단부캡(132,134) 및 몸통부분(140) 으로 구성된 디퓨저(130) 를 더 포함하고 있다. 각각의 단부 캡의 형상은 제 2도에 도시되어 있다.

단부캡(132,134) 은 기폭기 하우징(32)및 가스 발생기 하우깅(80)각각에 고정되어 있다.

이러한 고정은 복수의 연장부 또는 세레이션(150) 을 가스발생기 하우징(82)에 제공함으로써 이루어질 수 있고, 이 세레이션은 단부 캡(134) 에 있는 개구(152) 를 관통하여 뻗어 있다.

조립시 이러한 연장부(150) 는 주름이 잡혀 단부캡(134), 디퓨저 (130)그리고 압력용기(20)를 제위치에 유지시킨다.

다른 하나의 단부캡(132) 은 단부캡에 있는 개구(158) 를 통하여 수용된 동일 복수의 유사연장부 또는 세레이션(156) 을 통하여 기폭기 하우깅(32) 에 고정될 수 있다.

가스 발생기 하우징 조립체(80), 또는 선택적으로 기폭기 하우깅 조립체(30)는 불활성 가스를 압력용기(20)의 내부(24)와 연통시키는 통상의 구조인 층전튜브(160) 를 위한 설비를더 포함할 수 있다.

압력용기를 가스로 충전시, 총전튜브(160)는 위치(162) 에서 주름이 잡히고 위치(163)에서밀봉된다. 밀봉 용접 작업후 튜브(160) 의 주름잡힌 부분(162) 은 재개방되도록 기계적으로 조여질 수 있어 용접 또는 밀봉된 이음부에(163위치에서) 팽창 또는 테스트 가스의 직접적인 연통을 제공한다.

예시적인 용접 이음부(58)를 예시하고 있는 제5도를 참조하면, 이하의 것은 팽창기(10)내에 사용된 다른 용접 이음부(54,87) 에 또한 적용할 수 있다.

더욱 상세히는, 제 5도는 다기관 조립체(50)와 슬리브(22)의 좌측끝부(26)와의 연결을 예시하고 있다.

이들 조립체(30,80) 의 조립시, 그리고 조립을 완료하고 팽창기(10)에 가스를 충전시킨후 각각의 용접 이음부(58,87) 는 누설 톄스트를 받아야 한다.

이들 용접 이음부 각각의 효력을 보장하면서 이러한 톄스트를 용이하게 하기 위해서 본 발명은 이러한 용접에 앞서 용접될 여러가지 금속편이 크기가 맞추어져서 함께 끼워맞춤하여,긴 간섭, 나사결합식 또는 억지 끼워맞춤되는 접촉면적의 이용을 피하도록 단지 용접부 부근에만 이들이 접촉하게 한다.

이와 같이, 제 5도는 다기관(50)의 부분(56)이 슬리브(22)로부터 약간 이격(166번 참조)된 것을 도시하고 있다.

이러한 방식으로, 저장되어 가압된 가스 또는 선택적으로 톄스트 가스는 상대적으로 방해되지 않는 방식에서 용접지점(58)으로 이동하는 것이 허용된다.

이러한 방식으로 이들 구성요소의 끼워맞춤을 구성함으로써 용접에서의 결함으로부터 발생하는 누설은 압력용기의 테스트시 쉽게 검출될 수 있다.

이러한 구조는 나사결합 가능하게 서로 연결시키는 또는 선택적으로 간섭 및 억지끼워 맞춤으로 연결시키는 종래 기술과는 대조적이다.

나사결합식 또는 억지 끼워맞춤으로의 연결은 저장된 또는 톄스트 가스의 용접지점의 이동을 방해하여, 용접지점으로의 가스 이동이 두드러지게 제한되기 때문에, 즉 압력용기가 테스트될때마다 가스가 용접지점으로 이동할 수 없기 때문에 종래 기술의 팽창기에 대해 행한누설 테스트가 용접에서의 결함을 항상 검출하지 않는다.

종래기술에 있어서의 이러한 결함은 소위 유아사망을 초래한다.

나사결합식 연결이 필요되거나 바람직하다면 나사부의 길이에 걸쳐 뻗어 있는 밀링 가공된 슬롯(254)(제 9도 참조) 은 톄스트중 조인트부에 제한되지 않는 가스 통로를 제공한다.

제 9 도는 스크루 나사연결을 도시하여 본 발명의 부분들의 변경 부착예를 나타내고 있다.

슬리브(22)의 끝부(28)에 있는 나사부(252) 내로 수용된 나사부(250)를 갖춘 발생기 하우징(82)이 도시되어 있다.

밀링 가공된 슬롯(254) 은 나사부 세트중 하나에서 제공되어 용접이음부(87)로의 가스의 직선적인 이동을 허용한다.

슬롯(254) 이 압력용기(20)의 슬리브(22)나 하우깅(82)중 하나에서 존재될 수 있다는 것은 주목하여야 한다.

제 2 도 및 6 도는 디퓨저(130)에 대해 여러 각도에서 본 예시도이다.

제 6 도는 디퓨저를 형성하는 주요구성요소들의 일부를 도시한 부분 사시도이다.

디퓨저(130) 은 압력용기(20)를 안전하게 지지하도록 설계된 특정 형상의 캔타입이다.공지된 바와 같이 디퓨저(130) 는 에어백을 또한 지지한다.

압력용기와 결합상태에 있는 디퓨저(130) 는 팽창 가스를 에어백에 연통하도록 도관을 또한구비하고 있다.

제 6 도에서 도시된 디퓨저(130) 는 제 1도에서 도시된 단부캡(132,134) 과 몸통부분(140)을 포함하고 있다. 몸통부분(140) 은 하부 조립체(180) 및 상부조립체(182) 로 조립될수 있다. 상, 하부 조립체(182,180) 각각은, 압력용기(20)와 3위치 축선상 간섭끼워맞춤에 대비되어 있다.

단면에 있어서 디퓨저(130) 의 형상은 어느 정도 삼각형이어서 압력용기(20)와 3위치 접촉을 제공하고 있다. 제 6도에서 도시된 바와 같이 디퓨저의 후방 또는 하부부분 쪽으로 그형상은 원통형 압력용기의 형태를 따른다.

디퓨저의 전방쪽으로, 즉 팽창에어백의 방향으로 이것은 체적(183a,183b)를 구획형성하도록 압력용기로부터 떨어져 있다.

하부 조립체는 하부 먼 끝에서 길이방향으로 뻗어 있는 홈통(184) 을 갖추고 있는 개방구조물로 구성되어 있다.

하부 조립체는 상부 조립체에 형성된 유사한 복수의 개구(188) 를 통하여 끼워맞춤 하도록 설계된 복수의 태브(186)를 더 포함하고 있다.

태브(186)는 제위치에 훠어질 수 있고, 주름이 잡힐 수 있으며 또한 다른 방식으로 고정될 수 있다.

단면에 있어서 벽(190a,190b) 은 적어도 선접촉부(192a,192b) 을 따라 원형 압력용기(20)와 교차하도록 안쪽으로 테이퍼져 있다.

벽(190a,190b) 은 제 6도에서 더욱 명확히 도시된 바와 같이 아치 형상이 될 수 있어서, 압력용기(26)의 보다 큰 구역과 간섭 끼워 맞춤을 제공한다.

홈통(184)내로 위치되어 이 흠통으로부터 뻗은 것은 복수의 장착 러그(204) 이고, 이것은자동차 구조물의 결합부분에 팽창기(10)과 에어백(202)을 장착하는 데에 이용될 수 있어 종래기술에서 사용되어져 은 바와 같이, 디퓨저 및 팽창기를 유지시키는데 부가적인 하우징(제7도 참조)이 필요되는 것을 회피시킨다.

디퓨저(130) 의 하부 조립체(180) 에 러그(204) 를 부착시키기 위한 다양한 기술은 당해 기술분야에서 공지되어 있다.

상부 조립체(182)는 중앙에서 길이방향으로 뻗어 있는 흠통(194) 으로 형성될 수 있고 이흠통은 압력용기(20)를 따라 적어도 하나의 점접촉부 (또는 접촉지대)(1g6)를 제공하고 있다.

흠통(194) 은 압력용기의 보다 큰 구역과 접촉하도록 제 2도에서 도시된 바와 같이 아치형으로 형상화되거나 또는 제6도에서 도시된 바와 같이 편평하게 될 수 있다.

축선상으로 뻗어 있는 흠통은 디퓨저(130) 에 강성을 제공하여 경재료가 사용되도록 한다.

홈통(194) 은 본 발명에 필수적인 것이 아니고 제거된다면 디퓨저의 제 6도에서 도시된 바와 같은 정상부 또는 전방부(193) 는 본직절으로 평면구조이다.

상부 조립체(182) 는 팽창 가스를 에어백(202) 에 분배하도록 복수의 개구(200)를 더 포함하고 있고 이 에어백은 상부조립체 주위에 위치되어져 있다.

구멍(200) 의 방향맞춤은 조립체(182) 의 정상부(193) 를 따라 축선상으로 뻗을 수 있고(가상선으로 도시됨) 또는 방사적으로 뻗을 수 있으며 또는 양자의 조합으로 뻗을 수 있다.

구멍의 위치 및 위치결정은 팽창가스의 발생시 디퓨저(130) 에 발생할 수 있는 어떠한 변형도 제한하는데 조력하도록 그리고 쿠션 또는 에어백의 내부에 발생된 가스를 공평하게 분배하도록 선택되어 진다.

증가된 (사(dead)) 체적(183a,183b) 의 장점과 디퓨저(130) 의 정상부(193) 내의 개구(200) 의 이용은 팽창가스가 압력용기를 나와서 디퓨저(130) 를 통하여 유동할 때에 팽창가스의 난류를 감소시킨다.

전형적으로 단면이 원형인 (제 7도 참조) 종래 기술의 팽창기/디퓨저의 특징은 팽창가스가압력용기를 빠져 나왔을 때에 팽창가스의 난류의 정도가 높다.

이러한 난류는 가열된 팽창가스와 종래기술의 디퓨저 사이에서 큰 열전달을 발생시키는데조력한다. 팽창가스로부터의 열손실은 팽창가스의 체적을 줄여서 에어백이 팽창되는 효율도 줄인다.

보다 큰 양의 저장된 가스 및/ 또는 추진제의 사용은 종래기술분야에 있어서의 이러한 효과를 보상하는데 필요하다.

반대로, 본 발명은 난류 유동을 줄이고, 디퓨저에 걸친 압력 강하를 줄이고, 그리고 열전달량을 줄여서 더욱 효율적인 실행을 산출한다.

종래의 기술을 예시하고 있는 제 7도는 원통형이며 근접하게 이격된 디퓨저(130')내에 위치된 전형적인 원통형 형상의 팽창기(10') 를 도시하고 있다.

이 팽창기는 본 발명과 같은 복합형 타입일수 있고 또는 선택적으로 당해 기술 분야에서 공지된 것과 같은 나트륨 아지드를 근거로 한 팽창기일 수도 있다.

개구(220) 를 빠져나은 팽창가스는 개략적으로 예시된 에어백(202) 을 팽창시키도록 디퓨저(130')를 통하여 난류적으로 유동한다.

디퓨저(130'), 팽창장치(10') 그리고 에어백은 반작용캔(222) 내에 전형적으로 고정되고, 그 다음 이 캔은 자동차의 기구 패널과 같은 자동차의 일부분에 고정된다.

부호 224를 참조하면, 이것은 반작용 캔(222) 내에 잡혀진 체적(226) 을 예시하고 있다.

이 체적은 에어백(202) 이 이러한 체적내에서 타이트하게 절첩될 수 없기 때문에 효율적으로 이용될 수 없다.

본 발명에 대해서, 제 8도는 팽창장치(10)의 주위에 고정된 에어백(202) 을 개략적으로예시하고 있다. 더욱 상세히는, 에어백(202) 은 디퓨저(130)가 수용된 개구끝부(210)를 포함하고 있다(도 10 참조).

그 끝부(210)에 근접한 에어백(202)은 복수의 뻗어 있는 플랩(212a,212b) 를 포함할 수 있고 이 플랩은 장착러그(204)가 관통하여 뻗어 있는 상태에서 겹침방식(제 8도 참조) 으로 디퓨저(130) 주위에 수용되어 있다.

에어백(202) 는 제 8도에서 점선으로 도시된 얇고 찢어짐이 가능한 덮개(214)로 덮어짐으로써 에어백의 절첩된 구성으로 유지될 수 있다.

이러한 특징은 중간 하우징 또는 반작용 캔을 필요로 함이 없이 유니트가 자동차 장착 구조물에 직접 부착되도록 한다.

이러한 경우에 자동차 기구 패널은 제 7도에서 도시된 반작용 캔과 유사한 형상 또는 공동을 포함할 수 있다.

반대로, 일반적인 원통형으로 형상화된 팽창기(10)또는 압력용기(20)에 비하여 본 디퓨저(130) 의 비원형 단면은 팽창가스가 노출되는 표면 면적을 최소화 하도록 그리고 또한 압력강하를 최소화 하도록 배열되어 유니트의 전포장 크기에 영향을 주지 않고 열손실을 줄인다.

제 1 도 및 제 6 도로부터 출구 오리피스(70a,70b) 가 팽창가스를 직접적으로 디퓨저(130) 의체적(183a,183b) 안으로 인도한다는 것은 주의되어야 한다.

또한, 본 발명의 또다른 장점은 에어백을 접어서 이것을 디퓨저에 대하여 위치결정시킬 수 있다는 것이다.

디퓨저의 일반적인 편평한 정상부표면(193) 을 이용함으로써 에어백이 절첩될 수 있는 이상적인 표면을 제공한다.

상기의 관점에서, 디퓨저(130) 가 가벼운 재료로 제조될 수 있다는 것을 알 수 있다. 더욱 상세히는, 하부 조립체(180) 는 알루미늄으로 제조될 수 있는 한편 상부 조립체(182) 는고강도의 저합금강으로 제조될 수 있다.

참조가 제 1 도에서 이루어지고 더욱 상세히는 액추에이터(40)및 기폭기(110) 로부터 뻗어있는 전기선 또는 도선(42,112)의 방향맞춤에 대해서 이루어진다.

제 1 도로부터 알 수 있는 바와 같이, 이러한 도선 또는 와이어(42,112)각각은 압력용기의외부에 있고 그와 같은 것은 여자화시 액추에이터(40) 또는 기폭기(110) 에 의해 발생되는열을 받지 않는다.

선(42)은 제 1 도에서 도시된 바와 같이 팽창기(10)의 우측으로부터 흠통(184) 을 통하여 공급되어 팽창기의 좌측에서 덮개(134) 내의 개구(220) 를 통하여 팽창기를 빠져 나가도록 되어 있다. 이러한 구조는 제어기 부착을 용이하게 하고 느슨하게 매달린 선을 제거하며 그리고 필요되는 전기 언결자의 수를 줄인다.

따라서, 본 발명에 있어서 발생된 가스의 청결함은 이물질 (내부선을 녹이게 하는 것)에 의한 파손이 독극물학적 관점사를 또한 줄이는 유출물의 보다 나은 취급을 위해 방지됨에 따라 향상된다. 종래기술에 있어서, 미합중국 특허 제 3,756,621호에 의해 예시된 바와같이, 와이어 압력용기를 통하여 뻗어 있고 추진제(100) 의 작용중 발생된 극도로 가혹한 환경에 영향을 받는다.

다음은 팽창기(10)를 조립 및 테스트하는 데에 이용될 수 있는 전형적인 조립 공정을 간략하게 설명한 것이다.

기폭기 하우깅 조립체(30)는 만약 스크린이 사용된다면 스크린(64)을 다기관 조립체(50)내로 위치결정시켜 지점(54)에서 다기관 조립체를 기폭기 하우징(32)에 용접함으로써 조립된다. 폭발 디스크(62)는 프라즈마 용접 공정을 이용하여 개구(60)주위에 용접된다.

이때 이러한 부조립체는 액추에이터(40)및 스페이서(38)를 포함하지 않는다.

이러한 조립체의 내부는 진공을 이루도록 테스트 챔버내에서 비워지게 되고, 그리고 헬륨과같은 테스트 가스는 폭발 디스크(62)의 압력용기 측에 노출된다.

누설 테스트는 폭발디스크 용접부를 가로질러 헬륨의 이동을 테스트 함으로써 이루어진다.헬륨 톄스트 가스가 폭발 디스크 측에 적용되어 폭발 디스크를 폭발 디스크가 용접된 표면으로부터 리프팅시키는 경향이 있다는 것을 알아야 한다.

만약 테스트 가스가 반대로 적용된다면, 테스트 가스는 이러한 표면에 폭발 디스크를 유지하고 누설을 방지하는 경향이 있다.

그후, 슬리브(22)는 다기관 조립체(50)에 조립되어 58 에서 용접된다.

발생기 하우징 조립체(80)는 슬리브에 마찬가지로 장착되어서 87 에서 용접된다.

아르곤 및 작은 비율의 헬륨으로 이루어진 작용가스는 완성된 압력용기(20)내에 위치되어 약 3,000psi 작동압력으로 충전된다.

그후 위치(58,87) 에서의 용접부는 누설 테스트된다.

계속해서 스페이서(38)및 액추에이터(40)는 기폭기 하우징(32)내에 나사결합 가능하게 수용된다.

기폭기 하우징 조립체를 이루는 여러 구성요소, 즉 입자 트랩(94), 추진제(100),스프링 디스크(102), 하우징(104),그리고 기폭기(110) 는 발생기 하우징(82)에 조립된다.

이러한 조립 기술을 따름으로써 압력용기가 누설 테스트에서 불합격되어도, 여러가지 꽃불기술에 관련된 구성요소들은 해체될 필요가 없다.

더우기 본 발명은 꽃불 요소가 용접시 장착되지 않기 때문에 용접 기술의 넓은 범위에 잘 적용된다.

종래 기술에 있어서, 용접기술은 장착된 꽃불 요소를 점화시키지 않기 위해서 최소의 열영향을 받는 구역을 발생시키도록 하는 것에 제한을 받는다.

전형적으로 전자 빔 용접이 사용되지만, 이러한 기술은 값비싸고 대량 생산에는 적합하지않다. 팽창기(10)의 마지막 조립시 에어백(202) 은 팽창기에 고정된다.

발생기 하우징 조립체는 상술한 방식으로 폭발 디스크(g0)와 발생기 하우징(82)사이의 간섭부에서 또한 누설 테스트를 받는다.

단부커버(132,134) 와 정상부 및 바닥 조립체(180,182) 로 구성된 디퓨저(130)는 그후 팽창기(10)에 그리고 팽창기 주위에 부착된다.

본 발명의 복식 꽃불 구성은 에어백(202) 의 팽창률이 제어될 수 있다는 점에서 융통성을 갖고 있다.

에어백이 승객, 특히 서 있는 어린이와 같이 부적당한 자리에 있는 승객에게 너무나 강력한 충격을 주지않도록 초기 팽창률을 제어하는 것은 바람직하다.

이러한 관점에서 기폭기는 액추에이터(40)와 기폭기(110) 를 동시적으로 기폭시킴으로써 작동되게 만들어질수 있다.

이러한 기폭 타입은 가장 급속한 에어백 충전을 발생시킨다 (제 11 도에서 곡선 A참조).

선택적으로 액추에이터(40)는 디스크(62)를 파괴하는 층격파를 발생시켜 저장된 아르곤 괭창 가스가 유동 오리피스(70a,70b) 를 빠져나와 에어백(202) 을 팽창시키기 시작할 때에 초기 냉가스 팽창을 일으킨다 (제11도에서 곡선 B참조).

그후, 예를들어,7,10 또는 16/1000 초의 시간 지연후 기폭기(110) 가 작동됨으로써 추진제(100) 는 연소되어, 압력용기 내에 잔류하고 있는 저장된 가스의 온도를 상승시켜, 이에의해 에어백을 팽창시키는데 이용가능한 가스의 체적을 증가시킨다. 이러한 방식으로,초기 냉가스 팽창은 에어백이 부적당한 자리에 있는 승객과 비교적 부드러운 접촉을 하도록에어백의 초기적인 완만한 팽창율을 나타내고, 그후 기폭기(110) 의 작동시 에어백의 보다신속한 팽창이 뒤따른다.

액추에이터(30)및/ 또는 기폭기(110) 의 작동순차는 자동차의 설계에 상당히 의존하고 그리고 승객 칸의 크기에도 상당히 의존한다.

예를들어 충격 에너지를 덜 흡수하여 승객에게 보다 큰 총격을 전달하는 경향이 있는 특정자동차의 프레임 또는 다른 지지구조물에 대해서 생각해 보자.

이러한 상황에서 곡선(A) 의 더 급속한 팽창률이 요구될 수 있다.

자동차가 충격에너지를 보다 많이 흡수한다면 곡선(B) 과 같이 덜 급속한 팽창률은 승객의점차적인 싸임을 위해 초기적으로 제공된다.

그러나 제11도의 그래프를 근거로 하여 팽창 절차가 곡선(A) 또는 곡선 (B)이든 관계없이최대의 에어백 팽창이 대략 같은 곳에서 이루어지는 것은 명백하다.

어떤 상황에서 있어서,25/1000 초까지 이르는 그리고 아마 25/1000초 초과하는 시간동안 기폭기(110) 의 작동을 실지로 지연시키는 것이 바람직한 것이 발견되었다.

제 1 도의 팽창기(10)가 사용되면, 상당한 양의 저장된 냉팽창가스는 이러한 연장된 시간의 지연기간동안 압력용기(20)에 남게된다는 것을 알 수 있다.

제 12 도는 본 발명의 변경 실시예를 예시하고 있으며 이것은 연장된 시간 지연 작용기간을 필요로 하는 팽창제어에 적합한 팽창기(300) 를 예시하고 있다.

제 12 도는 그러한 팽창기(300) 의 좌측부분을 예시하고 있다.

우측 부분은 제 1도와 동일하다.

팽창기(300) 는 슬리브(22')에 대한 원주상 용접 이음부(305) 에서 슬리브끝부(28') 에 용접된 제 2다기관 조립체(304) 를 포함하는 발생기 하우징 조립체(80') 로 구성된다.

제 2 다기관 조립체(304) 는 원통형 형성이며, 그리고 예리한 개구(308) 를 갖춘 오목화된끝부(306)에서 종결된다. 끝부(306) 는 제 2폭발 디스크(310) 를 지지한다.

제 2 다기관 조립체(304) 내로 위치된 것은 추진제(100),기폭기(110) 등으로 구성된 발생기하우징(82)이다.

하우징(82)의 개구(88)를 봉하는데 앞서 사용된 폭발 디스크(90)가 제거되었다든 것을 알수 있다.

스크린(64)과 유사한 선택적 스크린(312) 은 개구(88)를 가로질러 위치될 수 있다.

다기관 조립체(304) 는 일반적인 추력(thrust)중립상태로 배치된 제 2세트의 가스 유동오리피스(320a,320b) 를 더 포함하고 있다.

슬리브(22') 주위에 위치된 것은 상술한 디퓨저(130) 이다.

본 발명의 이러한 실시예에 있어서 유동 오리피스(320a,320b) 는 다기관(50)내로 조립되는유동 오리피스(70)보다 큰 크기이다.

더욱 상세히는, 유동면적은 3대 1의 비율을 갖을수 있다.

예를들면 오리피스(70a,70b) 의 총유동면적은 대략 0.32cm2(0.05in2) 일 수 있고 오리피스(320) 의 총 유동면적은 대략 0.g7cm2(0.15in2) 일 수 있다.

충돌상태를 표시하는 신호에 반응하여 액추에이터(40)는 작동되어 폭발디스크를(62)를 개방시켜서 저장된 팽창가스가 오리피스(70a,70b) 를 빠져 나올때에 에어백의 냉팽창을 야기하여, 제11도의 곡선(C) 의 감소된 경사부분을 초래한다. 그후 기폭기(110) 는 작동되어 추진제(100) 가 제 2폭발 디스크(310) 를 다 태워버리도록 야기함으로써 남아 있는 저장된 가스가 압력용기를 빠져 나가도록 제 2유동경로를 만들어낸다.

폭발 디스크(310) 의 제거시, 남아 있는 저장된 가스는 개구(308), 선택적인 스크린(310)을 통하여 압력용기를 빠져나간 다음 큰 오리피스(320a,320b) 를 통하여 빠져 나감으로써저장된 가스가 압력용기를 빠져 나가는 비율을 증가시켜 곡선(C) 의 증가된 경사부분을 초래한다. 팽창가스가 개구(308) 를 빠져 나감에 따라 팽창가스는 추진제에 의해서 발생된 열을 직접 가로질러 지나가고, 이에 의해 팽창가스가 압력용기를 빠져나가 에어백 또는쿠션안으로 유동함에 따라 가스의 체적을 증가시킨다.

제 13 도는 기폭기(104) 와 같은 단일의 꽃불 요소를 갖고 있는 본 발명의 또다른 변경 실시예를 예시하고 있다.

팽창기(350) 의 구조는 제12도에서 도시된 변경 실시예를 이루고 있다.

더 상세히는 이러한 팽창기(350) 의 좌측부분은 제12도의 좌측과 동일하다.

압력용기의 슬리브 부분(302)은 우측편에서 아치형으로 또는 구형으로 형상화된 표면(354)에서 종결된다. 끝부(352) 에 용접에 의해 부착된 것은 컵과 유사한 구조물(356)과 같은 유지부재이다.

이러한 구조물(356) 의 끝부(358) 는 상기 언급된 바와 같이 디퓨저(132)에 부착을 위해 액추에이터 하우징(32)으로부터 뻗어 있는 태브(156)를 포함하고 있다.

충전튜브(360) 는 압력용기에 불활성 팽창가스를 충전시키기 위해 끝부(352) 내에 제공된다. 기폭기(110) 의 작동시 폭발 디스크(310) 는 개방되고, 이에 의해 가열된 팽창가스가 오리피스(320a,320b) 를 빠져나가게 된다.

단 이 단일 꽃불 유니트의 결과적인 팽창 곡선은 제11도의 곡선(A) 을 따를 것이다.

물론 본 발명의 상술한 실시예에 있어서의 많은 변경과 수정은 본 발명의 범주에 뻗어남없이 수행될 수 있다.

따라서 이러한 범주는 첨부된 청구범위 범주에 의해서 단지 제한되도록 의도되어 있다.

Claims (8)

1. 제 1 및 제 2 끝부(26,28) 를 갖추고 있는 중공 원통형 슬리브(22);슬리브(22)의 제 1끝부(26)를 에워싸는 제 1수단(30);슬리브의 제 2끝부(28)를 에워싸는 제 2수단(80);으로 구성되어 있으며,슬리브(22), 그리고 제 1및 제 2수단은 에어백을 팽창시키는 데에 사용되는 일정량의 압입된 불활성 가스를 저장하기 위한 압력용기(20)를 형성하고 있으며, 기폭기 하우징 조립체(30)로 이루어진 제 1수단은 제 1끝부(26)에서 슬리브(22)에 고정 되기에 적합하게 되어 있고 편평한 옛지 제1오리피스(60)와, 한쪽이 저장된 가스에 노출되게 제1오리피스(60) 주위에 고정된 제1파괴가능한 디스크(62)로 이루어지는 제1 깨지기 쉬운 부재와, 그리고 팽창가스가 압력용기를 빠져 나올때에 팽창가스의 유동을 조절하기 위해 압력용기(20)로부터 멀리 위치된 제1유동 제어수단(70a,70b)을 포함하고 있는 다기관(50) 그리고 제1 깨지기 쉬운 부재를 파괴시키기 위한 꽃불 제 1액추에이터 수단(36,40) 으로 구성되며, 여기에서 상기 기폭기 하우깅 조립체(30)는 압력용기(20)에 있는가스로부터 멀리 떨어져 있는 다기관 조립체(50)에 고정된 기폭기 하우징(32)을 포함하고있고, 상기 기폭기 하우징(32)은 중공인 목부분(34)을 포함하고 있고, 제 1액추에이터 수단(36)은 하우징(32)에 제거가능하게 수용되고 디스크(62)에 근접하게 이격되어 꽃불 제 1 액추에이터 수단(36) 의 작동시 디스크(62)가 총걱파에 의해 파괴되어 제 1오리피스(60)및 제 1 유동 제어 수단을 통하여 팽창가스의 유동을 기폭시키며, 제 2수단(80)은 제 1하우징 끝부(84)및 제 2하우징 끝부(86)를 포함하는 중공의 길다란 발생기 하우징(82)을 포함하는 발생기 하우징 조립체(80)로 이루어져 있으며, 제 1하우깅 끝부가 슬리브(22)의 제 2 끝부(28)에 고정되어 있고, 제 2하우징 끝부(86)가 제 2파괴 가능한 디스크(90)와 같은 제 2 깨지기 쉬운 부재(90)에 의해 에워싸여지는 적어도 하나의 개구(88,92) 를 포함하고 있는 에어쿠션 또는 백(202)용 팽창기(10)에 있어서,기폭기 액추에이터 하우깅 조립체(30)및 발생기 하우깅 조립체(80)가 용접 지점으로의 저장된 가스의 방해받지 않는 이동을 허용하는 방식으로 슬리브(22)에 용접되어 있는 것을 특징으로 하는 가스백 팽창기.
2. 제 1 항에 있어서, 디퓨저(130) 의 하부부분(180) 은 압력용기(20)의 일부분에 의하여 에워싸여진 흠통(184)을 포함하고 있어 제 1액추에이터 수단(40)과 결합된 와이어(42)를 수용하기에 적합하게 되어 있고 이 와이어(42)를 팽창가스로 부터 보호하기에 적합하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 팽창기.
3. 제 2 항에 있어서, 발생기 하우징 조립체(80)는 제 2하우징 끝부(86)에 가장 근접하게 위치되고 복수의 트랩개구(96)을 포함하는 입자트랩(94)과, 일정량으로 형성된 추진제(100) 그리고 작동시 추진제(100) 의 연소를 기폭시키기 위해 탄성부재(102) 로부터 이격된 꽃불 제 2액추에이터 수단(110) 을 더 포함하고 있으며, 팽창기는 추진제(100) 를입자트랩안으로 가압하기 위한 탄성부재(102) 를 포함하고 있는 것을 특깅으로 하는 팽창기.
4. 제 1 항에 있어서, 팽창기는 압력용기(20)를 지지하기 위해 그리고 팽창가스를 에어쿠션(202) 안으로 인도하기 위해 제 1유동 제어수단(70)과 연통하는 상태에 있는 디퓨저 수단(130) 을 포함하고 있으며, 상기 디퓨저는 압력용기(20)의 하부부분을 지지하기에적합하게 된 하부부분(180) 을 포함하고 있고 그리고 압력용기(20)의 상부부분과 함께 암수 짝이되어 결합되기에 적합하게 된 상부부분(182) 을 더 포함하고 있으며, 상기 디퓨저상부부분(182) 은 팽창가스의 유동을 허용하는 하는 복수의 개구(200) 를 포함하고 있으며, 디퓨저는 압력용기와 서로 협력하여 압력용기(20)의 상부부분에 가장 근접한 2개의 체적 구역(183a,183b) 을 구획형성 하여서 팽창가스의 난류를 줄이기 위한 수단을 제공하고 그리고 디퓨저(130)로 팽창가스의 열전달을 줄이도록 하는 것을 특징으로 하는 팽창기.
5. 제 1 항에 있어서, 제 1액추에이터 수단(40), 제 2액추에이터수단(110) 그리고 추진제(100) 는 저장된 가스의 외부에 위치된 것을 특징으로 하는 팽창기.
6. 제 1 항에 있어서, 제 2수단은 압력용기(20)의 일부분을 형성하도록 슬리이브(22)에 연결되어 발생기 하우징(82)주위에 위치된 제 2다기관 조립체(304) 를 포함하며, 상기 제 2 다기관 조립체(304) 는 제 2하우징 끝부(86)로부터 떨어져서 위치된 제 2 파괴 가능한 디스크(310) 로 이루어진 제 2 깨지기 쉬운 부재(310) 에 의해 폐쇄된 편평한 엣지 제 2 오리피스(308)와, 그리고 가스유동을 조절하는 제2유동제어수단(320)을 포함하는 것을 특징으로 하는 팽창기.
7. 제 6 항에 있어서, 제 1및 제 2 유동제어수단은 제 1및 제 2유동 오리피스(70,320) 각각으로 이루어져 있고, 그리고 상기 제 1유동제어수단의 유동면적은 제 2유동제어수단의 유동 면적보다 작은 것을 특깅으로 하는 팽창기.
8. 제 7 항에 있어서, 제 2스크린(310) 은 제 2하우징 끝부(86)에 있는 적어도 하나의 개구(88,92) 주위에 위치되어 있고 제 2 다기관 조립체(304) 의 일 부분과 암수 짝이되어결합되는 것을 특징으로 하는 팽창기.