KR100257666B1 - 복합팽창기 - Google Patents

Abstract

팽창기(110)는 다량의 저장된 팽창가스를 압력하에 저장하기 위한 압력수단(12,14,16,20)을 포함한다. 압력수단은 저장된 팽창가스와 연통하여 챔버로부터 가스의 배출을 방지하는 제1파열디스크(46)와 그 한 끝에 제1파열디스크(46)을 관통하기 위한 절단에지(174)를 갖춘 중공의 미끄럼피스톤(172)을 포함하고 있다. 고정된 바깥쪽부분(187)과 중심 또는 안쪽부분(180) 즉 중심부분을 갖춘 전단디스크(180)는 절단에지(174)에 대향하는 피스톤(172)의 한 끝에 고정되어 있다. 중심부분은 바깥쪽부분으로부터 분리가능하며 피스톤(172)과 함께 이동가능하다. 중심부분은 또한 제2디스크로서 기능한다. 다량의 장약물질(218)은 제2파열디스크(80)부근에 제공되어 연소될 때 가스질의 연소생성물을 발생시킨다. 장약(218)의 연소로 인해 생성된 압력의 증가에 응답하여 전단디스크의 중심부분(186)이 바깥쪽부분으로부터 분리된 후 피스톤은 제1파열디스크(46)내로 추진되며, 저장된 팽창가스의 배출을 허용한다. 중심부분(186) 즉 제2파열디스크는 연소하는 장약물질로인한 연속적인 압력의 증가에 의하여 파열되어 그래서 제2파열디스크의 파열후에 연소하는 장약물질로부터 생긴 가열된 연소생성물은 미끄럼피스톤(172)을 유동하여 팽창기로부터 배출되기전에 저장된 팽창가스의 온도를 증가시킨다.

Description

[발명의 명칭]

복합팽창기

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명의 단면도.

제2도는 제1도의 일부 분해도.

제3도는 본 발명의 변경 실시예.

제4도는 제1도의 일부 분해도.

제5도는 압력-시간 그래프.

제6도는 복합팽창기의 변경 실시예.

제7도는 슬리브와 피스톤의 분리도.

제8도 내지 제10도는 파열디스크의 도면.

제11도 및 제12도는 피스톤의 도면.

제13도는 피스톤이 전방위치에 있을때의 도면.

[발명의 상세한 설명]

[발명의 배경 및 개요]

본 발명은 에어백 또는 쿠션용 팽창기에 관한 것이며, 보다 상세히는 복합팽창기로서 알려진 타입의 팽창기에 관한 것이다.

에어백의 초기 팽창율이 너무 높으면, 이에 따른 전개힘은 정상적인 좌석위치에 있는 탑승자(운전자 또는 승객)에게 일어날 수 있는 부상의 원인이 될 수 있음이 알려져 있다. 그러나, 에어백 팽창율이 비교적 낮은 값으로 유지되면, 초기에 이러한 전개힘을 감소시키고 에어백의 완전한 전개는 제때에 이루어질 수 없다.

에어백 팽창기 설계의 목적은 초기에 비교적 낮고 완만한 팽창율(비교적 천분의 몇초 동안에)을 갖는 팽창기를 제공하여 광범위한 전개힘을 필요로하는 위치를 벗어난 승객, 예를들면, 서있는 아이를 초기에 보호하고, 그후 에어백의 팽창율을 증가시켜 신속하고 완전한 팽창을 유발하는 것임이 한동안 인식되어왔다. 종래기술은 적어도 낮고 그리고 높은 가스발생율로써 팽창가스를 발생시킬 수 있는 팽창기를 이용하여 에어백의 이러한 단계식(2-레벨)팽창을 이루기 위한 기술을 제시한다. 일반적으로 에어백 팽창기에 관해서, 이것이 복합 또는 저장 가스종류이든지 고체 장약(전형적으로 나트륨아지드화물)종류이든지 간에 기폭약 또는 도화폭관과 다량의 가스발생물질 또는 장약물질이 포함된다. 당해 기술분야에 알려진 바와같이 충돌신호에 응답하여, 도화폭관(또는 기폭약)은 작동되어 차례차례 장약물질이 연소하도록 한다. 복합 팽창기의 경우에 장약물질의 목적은 저장된 팽창가스를 가열하여 실제 방출체적을 증가시키며, 또한 압력탱크로부터 팽창가스의 배출비율을 증가시킨다. 이 경우에 가열된 저장가스는 팽창가스의 주 공급원이다. 고체장약타입의 팽창기에서, 도화폭관은 장약이 연소하게하고, 그 목적은 비활성의 체적이 큰 팽창가스를 발생시키는 것이다.

팽창기에 대한 상기 단계식의 가변팽창율을 이루기 위하여, 종래기술은 복수의 폭발장치를 사용하는 것을 제안하여 제한 및 비제한 유동통로를 연속적으로 개방한다(미합중국특허 제3,741,580호참조). 단계식 팽창을 발생시키기 위한 다른 타입의 장치는 미합중국 특허 3,774,807호에 제안되어 있으며, 여기에서 단일의 폭발 요소의 작동시에 피스톤은 유동통로의 덮개를 벗기도록 이동하여 압력탱크로부터 저장가스의 냉간배출을 허용하며, 그후, 피스톤은 팽창기를 빠져나가기 전에 저장가스를 차례대로 가열하는 다량의 장약을 폭발시키는데 사용된다. 상기와 같이 유동포트를 선택적으로 개방하는 대신에, 미합중국특허 제3,948,540호는 창발사기구를 사용하는 기술을 제시하고 있으며 이것은 얇은 디스크를 관통하여 저장가스가 여러 배출포트를 통하여 유동하도록하여서 에어백을 팽창시킨다. 단계식 팽창을 제공하기 위한 또다른 하나의 기술은 2중전자폭발장치를 사용하는 것이며, 여기에서 하나의 기폭약은 디스크를 파열시키는데에 사용되며 이것은 초기에 저장가스가 에어백내로 유동하도록 하고, 그 직후에 제2기폭약에 에너지를 가하며 이것은 장약이 연소하도록하여 가스가 팽창기를 빠져나가는 비율을 증가시킨다. 2개이상의 전자폭발요소를 사용하는 팽창기의 실례가되는 특허에는 제3,972,545호, 제4,007,685호, 제4,136,894호 및 제4,358,998호가 있다. 가변오리피스장치를 이용하는 부가적인 특허에는 제4,006,919호, 제4,018,457호, 제4,012,058호, 제4,203,616호, 제4,268,065호 및 제4,619,285호가 있다. 미끄럼부재 또는 디스크 관통 기구를 이용하는 다른 장치에는 제3,910,596호, 제3,948,540호, 제3,966,226호 및 제4,771,914호가 있다.

본 발명의 목적은 에어백의 2중 또는 단계식 팽창율을 이루기 위하여 단일의 전자반응 도화폭관과 1회 기본량의 장약물질을 갖는 에어백을 팽창시키도록 가스를 공급하는 팽창기를 제공하는 것이다.

따라서 본 발명에 있어서 팽창기(110)는 다량의 저장된 팽창가스를 압력하에 저장하기 위한 압력탱크를 포함한다. 압력탱크는 저장된 팽창가스와 연통하여 챔버로부터 가스의 배출을 방지하는 제1파열 디스크 및 중공의 미끄럼 피스톤으로 구성되어 있으며, 그 한 끝에 피스톤이 전방으로 밀려짐에 따라 제1파열디스크를 관통하기 위한 절단에지를 포함한다. 전단디스크는 고정된 바깥쪽부분과 분리가능한 중심 즉 안쪽부분을 가진다. 중심부분은 피스톤의 한 끝에 제1수단에 대향하여 고정되어 있다. 중심부분은 바깥쪽부분으로부터 분리되어 피스톤과 함께 이동한다. 또한 중심부분은 제2파열디스크로서 작용한다. 다량의 장약물질은 제2파열디스크 부근에 제공되어 연소될 때 가스질의 연소생성물을 발생시킨다. 피스톤은 장약의 연소로 인해 생성된 압력의 증가에 응답하여 전단디스크의 중심부분이 바깥쪽부분에서 분리된후 제1파열디스크내로 추진된다. 제1파열디스크를 관통시키면 저장된 팽창가스가 배출된다. 피스톤에 계속 부착되어 있는 중심부분 즉 제2파열디스크는 연소하는 장약물질로 인한 압력의 계속적인 증가에 의해 파열되며, 그 결과 제2파열디스크의 파열후에 연소하는 장약물질에서 생긴 가열된 연소생성물은 미끄럼 피스톤을 통하여 유동하여 팽창기로부터 빠져나기기 전에 저장된 팽창가스의 온도를 증가시킨다.

본 발명의 다른 목적과 취지는 이하 도면의 상세한 설명으로부터 알 수 있을 것이다.

[도면의 상세한 설명]

제1도는 참조하면 차량탑승자 안전구속시스템에 사용가능한 에어백과 같은 에어쿠션을 팽창시키기 위한 복합팽창기(10)가 도시되어 있다. 팽창기(10)는 압력탱크(12)를 포함한다. 압력탱크는 제1끝캡(16)의 한끝(15)에 고정된 중공의 원통슬리브(14)를 포함한 3부분으로 이루어진다. 또한 슬리브는 다른 하나의 원통형 끝캡(20)에 고정되어 있다. 공간(22)내의 압력탱크(12)는 아르곤과 같은 비활성 가스로 채워져 압축된다. 이 가스는 알려진 충전튜브(23)를 통하여 압력탱크내에 삽입되어 밀봉될 수 있다. 압축가스는 또한 아르곤 및 헬륨과 같은 다른 비활성가스의 혼합물일 수 있다. 전형적으로, 헬륨의 양은 아르곤가스의 양의 약 2%체적이다. 헬륨을 사용하는 목적은 참조부호 24,26 또는 28과 같은 여러 용접 조인트의 결함을 탐지하는 수단을 제공하기 위한 것이다. 제4도는 전형적인 용접조인트(24)를 예시한다. 슬리브(14)가 끝캡(16)으로부터 이격되어 용접조인트로의 저장가스의 제한되지 않은 이동을 허용하여 압력탱크(12)의 초기 압축중에 이러한 조인트내의 결함이 즉시 확인되도록함을 알 수 있다. 이 테스트는 당해기술분야에 알려진 바와같이 팽창기 외부의 헬륨의 유무를 측정하였다.

선택적인 압력센서(30)는 끝캡(16)에 고정될 수 있다. 유리부착 금속시일과 같은 시일은 압력센서가 결합된 와이어(34)가 공급되는 끝캡내의 개구부를 밀봉하기 위해 제공된다. 끝캡(20)은 압력용기의 내부(22)와 마주대하는 목아래부분(40)을 포함한다. 끝캡(20)의 끝(42)에는 개구부(44)가 제공되며, 이것은 파열가능하고 바람직하게는 스테인레스강, 인코넬(inconel) 또는 니켈로 만들어지는 얇은 디스크(46)에 의해 폐쇄된다. 가스발생기 하우징(52)은 끝캡(20)의 끝(50)에 고정되어 있다. 하우징(52)은 끝캡(20)내에 부분적으로 뻗어있다.

하우징(52)의 전방부분(64)에 인접한 플랜지(62)를 포함하는 슬리브(60)는 하우징(52)내의 개구부(54)내에 위치되어 있다(제2도참조). 슬리브(60)는 개구부(68)에 가장 가까운 폭이 좁은 입부분(66)을 포함한다. 미끄럼 피스톤(72)은 슬리브(60)내에 형성된 보어(70)내에 위치되어 있다. 도면에서 알 수 있는 바와같이, 피스톤(72)은 중공체이며, 전방 끝에 절단에지(74)를 포함하고 있다. 파열디스크(46)와 유사한 구조의 다른 하나의 파열디스크(80)는 피스톤(72)의 후방끝(76)에 위치되어 있다. 파열디스크(80)는 피스톤(72)의 벽에 의해 한정된 중공의 보어 또는 개구부(82)를 둘러싼다. 미끄럼피스톤(72)은 초기에 전단핀(84a 및 84b)에 의해 슬리브(60)내에 유지된다.

예리한 절단에지(74′)를 갖는 피스톤(72)의 변경실시예는 제3도에 도시되어 있다. 부가하여, 제3도는 피스톤(72)의 일체부품으로서 형성되는 파열디스크(80)를 도시하고 있다. 환형홈(78)은 선택적으로 약화시키기 위해 디스크(80)의 후방면상에 형성될 수 있다.

슬리브(60)의 후방은 위치(88)에서 슬리브(60)에 용접함으로써 고정될 수 있는 유지스트랩(86)에 의해 부분적으로 덮혀질 수 있다. 이 유지 스트랩은 얇고 폭이 좁은 밴드 또는 변경적으로 와이어일 수 있다. 유지스트랩(86)의 목적은 이하의 설명으로부터 명료해질 것이다. 밴드가 사용되면, 이것은 두께가 0.050인치(1.27mm)이고 폭이 약 0.125인치(3.175mm)인 스테인레스강으로 만들어 질 수 있는 것도 고려된다.

참조용으로 인용된 미합중국특허 제3,723,205호 또는 제4,981,534호에 개시된 아키트(Arcite)와 같은 다량의 장약물질(90)은 하우징(52)내에서 슬리브(60)의 후방에 위치되어 있다(제1도참조). 당해 기술분야에 알려진 바와같이, 아키트는 하우징(52)과 같은 형상으로 사출성형된다. 유사하게, 당해기술분야에 알려전 바와같이, 성형된 장약(90)은 축선방향으로 뻗어있는 복수의 통로(92)를 포함하여 장약물질(90)의 연소율을 제어한다. 장약(90)은 이 장약(90)내에 형성된 개구부(92)와 동축인 복수의 개구부(96)를 갖는 금속리테이너(94)에 의해 장약하우징내에 지지된다.

기폭약 하우징(100)은 장약하우징(52)에 고정된다. 충돌상태를 나타내는 전자제어신호에 응답하여 점화하는 알려진 종류의 기폭약 또는 도화폭관(102)은 기폭약 하우징내에 삽입된다. 도화폭관 또는 기폭약(102)등은 당해 기술분야에 잘 알려져 있으므로 더 이상 상세하게 설명하지 않는다.

대부분 질산붕소칼륨으로 이루어지는 소량의 점화촉진물질은 점화기(102)의 상류에서 기폭약 하우징(100)내에 형성된 작은 캐버티(108)내에 위치해 있다. 이 점화촉진물질은 얇은 금속박층(112)에 의해 싸여서 하우징(100)내에 밀봉된다.

기폭약 하우징(100)의 장약하우징(52)내로의 고정시, 장약(90)은 기폭약(102)의 작동시 발생되는 열을 장약(90)으로 균일하게 분배하는 작용을 하는 스크린(104)의 작용에 의해 안쪽으로 가압한다. 바람직하게 실리콘스폰지 물질로 만들어진 스폰지 즉 스프링요소(106)는 장약을 제 위치에 유지시키기 위해 장약에 적당한 예하중을 제공한다. 탄성스폰지 요소(106)는 도화폭관(102)에 의해 발생된 화염과 상호작용하지 않도록 하는 개구부(107)를 포함한다.

팽창기(10)의 작동은 아래와 같다. 압력탱크(12)는 초기에 아르곤/헬륨팽창가스로 2,000 내지 4,000psi 압력까지 충전되나, 약 3,000psi의 팽창압력이 수 많은 에어백을 팽창시키기 위한 정상적인 압력임을 알 수 있다.

이 상태에서 파열디스크(46)는 팽창가스의 배출을 방지한다. 충돌상태를 나타내는 신호에 응답하여, 기폭약(102)은 점화하여 촉진물질(110)을 점화시키고 장약(90)을 연소시킨다. 장약(90)이 연소함에 따라, 압력은 장약하우징(52)내에 생성되어 미끄럼피스톤(72)에 고정된 파열디스크(80)상에 작용한다. 파열디스크(80)의 표면에 대향하여 작용하는 이 압력은 전단핀(84a 및 b)을 전단하기 위해 적합한 힘을 발생시키기에 충분한 크기로 생성되어 미끄럼피스톤(72)을 슬리브(60)내에서 이동시켜 파열디스크(46)를 관통시킨다.

파열디스크(46)를 관통할 때, 저장된 팽창가스는 끝캡(20)내의 오리피스 개구부(120)로부터 즉시 빠져나와 다기관(130)내로 유동하여 전형적으로 공지의 방식으로 다기관에 대해 고정되는 에어백(140)을 팽창시킨다.

알려진 바와 같이, 이 시점에서 연소하는 장약으로부터 생긴 고온의 연소생성물은 저장된 팽창가스와 전혀 혼합하지 않으며, 미끄럼피스톤(72)에 의한 파열디스크(46)의 관통이 초기의 저온가스를 유발하여, 에어백의 완만한(낮은비율) 전개가 제5도에 도시된 바와 같은 팽창시간의 초기에 나타날 수 있다. 장약하우징(52)내의 압력은 연소하는 장약(90)의 결과로서 파열디스크(80)의 소정의 파열압력이 이루어질 때까지 계속적으로 상승한다. 통상, 이 압력은 약 5,000psi이다.

따라서, 장약(90)에 의해 생성된 고온가스는 미끄럼피스톤(72)의 중심 보어(82)를 경유하여 압력탱크(12)내로 분사된다. 고온장약가스의 분사는 가열되는 압력탱크(12)의 끝부분(40)내의 오리피스 개구부(120)로부터 가스를 빼내어, 에어백의 팽창율을 증가시킨다. 이 증가된 팽창율은 또한 제5도에 도시되어 있다.

제2도를 다시 참조하면, 여기에는 피스톤(72)의 초기위치가 도시되어 있고, 또한 이 피스톤의 행정이동한 위치(가상선)가 도시되어 있다. 상기와 같이, 슬리브(60)는 폭이 좁은 부분(66)을 포함하며, 이것은 피스톤(72)과 간격을 가지고 끼워맞추어져 파열디스크(80)을 개방한 후, 행정이동한 위치에 피스톤을 유지시킨다. 유지스트랩(86)(또한 제2도에 도시됨)은 파열디스크(46)의 파열시 저장된 아르곤가스의 압력에 먼저 노출된 후 역방향으로 행정이동해야 하는 경우에 미끄럼피스톤(72)에 대한 유지기능을 제공한다.

상기에서 알려진 바와같이, 본 발명은 파열디스크(80)의 파열압력을 선택적으로 선택함으로써 에어백의 단계적 전개를 제공하기 위한 방법을 제공한다. 이것의 중요한 점은 팽창기(10)가 시작초기에 에어백을 느리게 전개시키기 위해 제공되는 것이며, 이것은 작은 에어백 전개함을 유발하므로 제위치를 벗어난 탑승자와 연관하여 중요하다. 부가하여, 저장된 상태에서 에어백을 둘러싸는데 사용되는 전개 도어는 개방될 때 이 작은 전개힘에 또한 종속되며 따라서 전개도어를 보다 더 제어하여 개방하기 위해 제공된다. 부가하여, 에어백의 보다 신속한 전개에 필요한 심한 충돌펄스표시를 특징으로 하는 소형차량에 대해서, 가열된 장약가스와 저장된 아르곤가스를 연통시키는 파열디스크(80)의 파열압력은 에어백의 초기의 완만한 팽창과 가열된 장약가스와 저장된 아르곤 가스의 연통으로 인한 에어백의 보다 신속한 팽창사이의 시간이 그후에 비교적 짧게 발생하도록 선택될 수 있음을 알 수 있다.

제6도를 참조하면, 이것은 변경된 복합팽창기(110)를 예시한다. 이하의 설명으로부터 알 수 있는 바와같이, 이 복합 팽창기는 상기 복합팽창기(10)와 많은 공통부품을 공유한다. 복합팽창기(110)는 끝캡(16 및 20)에 의해 둘러싸인 원통 슬리브(14)로 이루어진 압력용기(12)를 포함한다. 끝캡(20)은 파열디스크(46)에 의해 밀봉되는 개구부(44)를 한정하는 목아래부분(40)을 포함한다. 개구부(54)를 한정하는 가스발생기 하우징(52)은 아르곤가스(22)로부터 분리되어 팽창기(110)내에 위치된다. 제1도에 예시된 슬리브와 비슷한 기능을 하는 슬리브(160)는 가스 발생기 하우징(52)의 개구부(54)내에 위치되어 있다. 슬리브(160)는 개구부(168)에서 끝나는 단계식 보어(170)(제7도참조)를 포함한다. 중공의 미끄럼 피스톤(172)은 보어(170)내에 위치되어 있다. 피스톤(172)은 이하에 설명된 바와같이 파열디스크(46)를 관통하는 절단에지(174)를 포함한다. 절단에지(174)는 피스톤이 전체직경으로 테이퍼진 2개의 예리한 지점을 포함한다. 이 지점은 이용가능한 에너지를 집중시켜 파열디스크(46)상에 국부적인 응력을 발생시키고, 파열디스크(46)를 통하여 피스톤(172)를 구동시키는데 필요한 발생기 압력을 최소화한다. 이 작용은 아르곤 가스(22)의 신속한 방출을 촉진한다. 피스톤(172)의 면은 표준목록부품이 지점을 방해하지 않고 적합한 상전방 직경으로 특히 넓혀질 수 있도록 176에서 카운터보어되어 있다. 정상적인 주위 온도상태에서, 보어(173)의 직경은 가스발생기내의 압력을 효과적으로 제어하고 따라서 이것은 장약의 연소율을 제어함을 알 수 있다. 연소율의 제어는 차량의 특수한 필요에 따라 에어백의 팽창율을 변경하는데에 효과적이다. 피스톤(172)은 중심보어(173)를 또한 포함한다. 좌측끝(178) 또는 피스톤(172)의 헤드는 단계식 보어(170)내에 미끄러지게 수용된다. 제6도에 도시된 바와같은 위치에서, 피스톤(172)은 초기에 전단디스크(180)의 사용에 의해 슬리브(160)에 유지된다.

전단디스크는 슬리브의 원형 용접조인트(182a 및 182b)에 레이저 용접된다. 전단디스크(180)의 끝면은 제8도에 도시되어 있다. 전단디스크(180)는 피스톤(172)과 면하는 바깥쪽부분(187)으로부터 디스크의 중심부(186)를 제어하여 분리시키기 위해 제공하는 원형의 응력상승기 홈(184)를 포함한다. 전단디스크(180)는 제2응력상승기(188)뿐만아니라 교차하는 홈으로 이루어진 중심부분(186)의 직경을 또한 포함하며, 이것은 바람직한 실시예에서 X 또는 T자형상을 가진다.(제9도참조). 이 응력상승기(188)는 전단디스크(180)의 중심부분(186)이 면(189)상의 압력생성으로인해 파열될 압력을 결정한다. 전단디스크(180)의 단면도는 제10도에 도시되어 있다.

제7도중, 특히 슬리브(160)를 참조해 보자, 도시된 바와같이, 슬리브(160)의 바깥쪽 표면은 계단식으로 되어 있다. 슬리브는 중심 개구부(54)에 가장 가까운 가스발생기 하우징(52)의 안쪽벽과 같은 형상을 갖는 바깥쪽의 아치형플랜지(192)를 포함한다. 슬리브(160)는 또한 제2플랜지(194)를 포함한다. 제7도에서 플랜지(192)는 미리조립된 상태로 도시되어 있다. 조립중에, 파열디스크(180) 및 피스톤(172)과 함께 슬리브(160)는 가스발생기 하우징(52)의 개구부(54)내에서 미끄러진다. 그후, 플랜지(194)는 바깥쪽으로 굽혀져 제6도에 도시된 형상으로 되어 슬리브(160)를 가스발생기 하우징(52)에 고정시킨다. 이러한 플랜지(194)의 굽힘은 링 크림핑 기술에 의해 이루어지며, 이것은 플랜지(194)가 발생기 하우징의 벽상에서 구르도록 한다.

제11도 및 제12도를 참조하면, 여러 피스톤(172)의 도면이 예시되어 있고 보다 상세히는 그위에 형성된 절단에지(174)가 도시되어 있다. 제7도뿐만 아니라 제12도에 도시된 바와같이, 피스톤은 직경이 피스톤(172)의 가늘고 긴부분(198)의 직경보다 약간 더 큰 단계식 고리(196)를 포함한다. 고리(196)의 직경은 또한 슬리브(160)의 개구부(168)의 직경보다 약간 더크다. 피스톤(172)은 또한 환형홈(200)을 포함한다. 홈(200)과 고리(196)의 목적은 이하에 설명될 것이다.

제6도를 다시 참조해 보자, 도시된 바와같이 복합팽창기(110)의 좌측핸들부분은 제1도에 도시된 복합팽창기(10)와 유사한 구조를 포함한다.

보다 상세하게는 팽창기(110)는 기폭약하우징, 이 안에 고정된 도화폭관(204), 얇은 금속박층(212)에 의해 하우징(202)에 밀봉되는 질산붕소칼륨과 같은 소량의 점화촉진물질(210)을 포함한다. 팽창기(10)의 스프링요소(106) 및 스크린(104)와 같은 기능을 제공하는 스폰지 즉 스프링요소(214) 및 스크린(216)은 기폭약하우징(202)의 우측에 위치해 있다. 다량의 성형 또는 사출성형된 장약(218)은 또한 금속리테이너(220)에 의해 고정된 가스발생기하우징(52)내에 위치해 있다. 장약은 리테이터(220)내에 형성된 개구부(224)와 동축인 복수의 축선방향 통로(222)를 포함한다. 점화촉진물질(210)은 장약(218)의 자동점화온도 보다 더 낮은 온도에서 점화되도록 설계되어 있다.

이 특징은 차량이 화염에 휩싸이거나 팽창기 자체가 잔여화염에 위치되어 연소되더라도 연소비율 및 압력발생이 피스톤노즐, 즉 보어(173)를 통하여 제어되기에 충분히 낮은 온도에서 장약(218)이 점화되도록 한다.

팽창기(110)의 작동은 팽창기(10)의 작동과 유사하다. 충돌상태를 나타내는 신호에 응답하여, 기폭약(204)은 점화되어 물질(210)을 점화시키고 장약(218)을 연소시킨다. 장약(218)이 연소함에 따라 압력은 장약하우징(52)내에 생성되어 전단디스크(180)상에 작용한다. 응력상승기(184)에 의해 결정된 소정의 압력에서, 피스톤(172) 및 전단디스크의 중심부분(186)은 전단디스크(180)의 바깥쪽부분(187)으로부터 분리된다. 중심부분(186)은 피스톤(172)에 부착되어 유지된다.

피스톤(172)은 압력에 의해 파열디스크(46)로 추진되며 여기에서 절단에지(174)는 파열디스크(46)을 관통하여 저장된 아르곤 가스가 지금 막 파열된 파열디스크(46)을 통하여 끝캡(20)과 가스발생기 하우징(52)사이에서 유동하고 개구부(226)를 통하여 바깥쪽으로 유동하여 에어백을 팽창시키기 시작한다.

제13도를 참조해 보자, 상기에서 알 수 있는 바와같이, 개구부(168)의 직경은 피스톤(172)상에 형성된 고리(196)보다 더 작게 치수가 정해진다. 이러한 치수차이는 피스톤(172)과 슬리브(160)사이에 간섭접합부를 제공할 것이다. 알 수 있는 바와같이, 피스톤(172)이 가해지는 5000psi의 압력에 의해 전방으로 밀려짐에 따라, 더 큰 인장고리(196)는 개구부(168)에 가장 가까운 슬리브(166)에 밀착하여 간섭접촉부를 만들어내고 피스톤을 정지시키거나 감속시켜 피스톤헤드상에 응력을 감소시킨다. 고리가 슬리브(160) 밀착함에 따라 슬리브는 개구부(168)에 대하여 약간 변형되어 리지 또는 버어(burr)를 만들어낸다. 상기와 같이 피스톤(172)은 환형홈(200)을 포함한다. 이 환형홈(200)은 피스톤헤드(174) 및 고리(196)의 약간 우측에 위치되어 있다. 제13도에 도시된 전방 또는 파열디스크 관통위치에서 홈(200)은 버어(169)와 간섭하며, 이것은 피스톤이 후방으로 이동하지 못하도록 방지하기에 효과적이어서 피스톤을 행정이동한 위치에 유지시키는 것을 향상시킨다.

제6도를 다시 참조해 보자. 팽창기(110)는 저압신호를 발생시키는 압력센서(30)를 또한 포함하여 아르곤가스(22)의 압력이 제한된 레벨이하로 감소되면 결합된 스위치가 개방되거나 또는 폐쇄된다. 유리부착금속과 같은 시일(31)은 압력센서의 와이어(34)가 공급되는 끝캡(16)내의 개구부(228)를 밀봉하도록 제공된다. 끝캡은 또한 다른 하나의 개구부(230)와 시일(232)을 포함하고 금속볼을 포함하며, 이것은 제1도의 충전튜브(23)를 대체한다.

압력용기(12)를 아르곤가스로 충전하기 위하여, 팽창기 (110)는 가스충전장치내로 끼워 맞춰질 수 있다. 보다 상세하게는, 끝캡(16)은 이 가스충전장치에 정합되며, 여기에서 압축된 아르곤가스는 개구부(230)를 통하여 압력용기(12)로 유입하는 것이 기대된다. 충분한 양의 아르곤가스가 팽창기(110)내에 삽입되면, 충전장치는 금속볼을 끝캡내로 떨어뜨릴 것이다. 압력용기를 수직상태로 유지하면서, 금속볼(232)은 개구부(230)내로 놓여지게 될 것이다. 그후, 충전장치와 결합된 전극은 이동되어 볼(232)과 접촉하며, 전극의 여자시 볼(232)은 제 위치에 용접되어 팽창기(110)를 밀봉한다. 본 발명의 상기 실시예에서의 많은 변화 및 수정은 본 발명의 영역을 벗어나지 않는 한 물론 이루어질 수 있다.

따라서, 이 영역은 첨부된 특허청구의 범위에 의해서만 제한될 것이다.

Claims (11)

1. 팽창기(10)에 있어서, 저장된 팽창가스와 연통하는 제1 파열디스크(46)를 포함하여 쳄버로부터 가스의 배출을 방지하며, 다량의 저장된 팽창가스를 압력하에 저장하기 위한 압력수단(12,14,16,20); 한 끝에 제1 파열디스크(46)를 관통하기 위한 제1 수단(174)을 포함하는 미끄럼 피스톤(172); 고정된 바깥쪽부분(187)과 중심 즉 안쪽부분(186)을 갖추고 있으며, 중심부분이 제1 수단에 대향하는 피스톤(172)의 한 끝에 고정되어 있고, 바깥쪽부분으로부터 분리되어 피스톤(172)와 함께 이동가능하며, 제2 파열수단으로서 작용하는 전단디스크(180); 제2 파열디스크(80)의 부근에 제공되어 있으며, 연소될때 가스질의 연소생성물을 발생시키는 장약물질(90);로 구성되어 있으며, 장약물질(218)의 연소로 인해 생성된 압력의 증가에 응답하여 전단디스크의 중심부분(186)이 바깥쪽부분으로부터 분리된후 피스톤은 제1 파열디스크(46)내로 추진되어, 저장된 팽창가스의 배출을 허용하며, 중심부분(186) 즉 제2 파열디스크는 연소하는 장약물질로 인한 압력의 계속적인 증가에 의하여 파열되며 그래서 제2 파열디스크의 파열후에 연소하는 장약물질로부터 야기되는 가열된 연소생성물은 미끄럼피스톤(172)을 통하여 유동하여 팽창기로부터 배출되기 전에 저장된 팽창가스의 온도를 상승시키는 것을 특징으로 하는 팽창기.
2. 제1항에 있어서, 압력수단(12)은 원통형슬리브(14), 그 한끝(14)에 고정된 제1끝캡(16) 및 그 다른 한끝(18)에 고정된 제2끝캡(20)으로 구성되어 있으며, 제2끝캡(20)은 원통형상이며 슬리브(14)내로 뻗어있는 폭이 좁은 부분(40)을 포함하며, 폭이 좁은 부분은 제1개구부(44)를 한정하며, 제1파열디스크(46)는 제1개구부(44)를 폐쇄하기 위해 폭이 좁은 부분에 고정되어 있으며, 제2끝캡(20)은 제1파열디스크(46)를 관통할 때 가스가 새어나오는 적어도 하나의 오리피스 개구부(226)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 팽창기.
3. 제1항에 있어서, 제1끝캡(16)은 압력수단(12)의 안쪽에 위치된 압력센서(30)를 지지하는 것을 특징으로 하는 팽창기.
4. 제1항에 있어서, 장약하우징(52)은 제2끝캡(20)내에 위치되어 그 안쪽으로부터 이격되어 있고, 제1파열디스크(46)에 면하는 재2개구부를 포함하고 있으며, 중공의 슬리브부재(160)은 하우징(52)에 고정되어 제2개구부(54)를 통하여 뻗어 있으며, 미끄럼피스톤(172)은 슬리브부재(160)내에 수용되며 여기에서 전단디스크의 바깥쪽부분은 슬리브부재에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 팽창기.
5. 제4항에 있어서, 전단디스크(180)는 바깥쪽부분과 중심부분 사이에 응력상승기(184)를 포함하고 있으며, 중심부분을 따라 약화된 부위를 제공하는 응력상승기(184)는 바깥쪽부분으로부터 분리하는 것을 특징으로 하는 팽창기.
6. 제5항에 있어서, 응력상승기는 원형의 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 팽창기.
7. 제4항에 있어서, 전단디스크(180)는 약화된 부위를 한정하는 중심부분(186)내에 위치된 제2응력상승기를 포함하며, 중심부분 즉 제2파열디스크는 이부위를 따라 결정가능한 압력으로 개방하여 연소하는 장약의 연소생성물을 저장된 팽창가스와 혼합하는 것을 특징으로 하는 팽창기.
8. 제7항에 있어서, 제2응력상승기는 2개의 교차홈을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 팽창기.
9. 제1항에 있어서, 피스톤이 그 파열디스크 관통위치로 이동되었을 때 피스톤(172)과 슬리브부재(160)는 상호협동하여 그사이에 간섭접합부를 제공하며 이에의해 피스톤이 빠져나오는 팽창가스에 의해 이동되지 않도록 방지하는 것을 특징으로 하는 팽창기.
10. 제9항에 있으며, 피스톤은 전방으로 이동된후에 슬리브부재(160)에 의해 트랩가능한 홈(200)을 포함하여 피스톤을 그 전방위치에 더 고정시키는 것을 특징으로 하는 팽창기.
11. 제1항에 있어서, 미끄럼피스톤(172)은 중공체이며, 화합물의 가열된 생성물은 미끄럼 피스톤을 통하여 압력수단으로 유동하는 것을 특징으로 하는 팽창기.