KR100398100B1 - 2단 전개식 에어백용 인플레이터 - Google Patents

2단 전개식 에어백용 인플레이터 Download PDF

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KR100398100B1
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Abstract

본 발명은 주챔버와 부챔버 간에 매니폴드를 형성하고 이 매니폴드에는 파열판을 지닌 에어벤트를 배치하여 다중 출력방식의 도입으로 다양한 자세로 착좌해 있는 탑승자를 보호할 수 있으며 에어벤트의 위치 변경을 통해 에어백의 한방향 쏠림을 막을 수 있는 2단 전개식 에어백용 인플레이터에 관한 것으로, 이것의 구조를 보면, 중앙의 칸막이(12)를 중심으로 압축가스가 내장된 주챔버(14) 및 부챔버(16)가 일정 비율로 구획되어 있고, 상기 주챔버(14)와 부챔버(16)의 외측에는 전자제어유닛로부터 전달되는 제어신호에 따라 폭발하는 제 1폭약(20) 및 제 2폭약(30)과, 이들 제 1폭약(20) 및 제 2폭약(30)에 의해 폭발되면서 상기 주챔버(14)와 부챔버(16)내로 공급되는 제 1추진제(22) 및 제 2추진제(32)가 구비되어 있는 2단 전개식 에어백용 인플레이터에 있어서, 상기 주챔버(14)와 부챔버(16)사이에는 상기 칸막이(12)와 일정 간격을 두고 배치되는 보조 칸막이(40)에 의해서 매니폴드(42)가 형성되고, 상기 매니폴드(42)에는 각각 제 1유도관(48)과 제 2유도관(50)을 통해 상기 주챔버(14)와 부챔버(16)로 유입된 추진제 가스를 에어쿠션으로 공급하는 제 1에어벤트(46) 및 제 2에어벤트(52)가 배치되어 있다.

Description

2단 전개식 에어백용 인플레이터{INFLATOR FOR A DUAL STAGE TYPE AIRBAG SYSTEM}
본 발명은 2단 전개식 에어백용 인플레이터에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 주챔버와 부챔버 간에 매니폴드를 형성하고 이 매니폴드에는 파열판을 지닌 에어벤트를 배치하여 탑승자의 체구 및 착좌 자세에 따라서 다양한 방식의 출력을 생성할 수 있는 2단 전개식 에어백용 인플레이터에 관한 것이다.
자동차에는 사고시에 탑승자를 보호하기 위한 각종 안전장치가 구비되어 있다. 특히, 스티어링 휠에는 정면 및 충돌사고시에 운전자가 스티어링 휠에 직접 부딪히는 것을 방지하기 위한 에어백이 설치되어 있다. 이 에어백은 에어백 하우징에 감싸진 상태로 모듈에 수납되어 스티어링 휠에 설치한다. 그밖에도, 조수석 시트에 앉아있는 탑승자를 보호하기 위한 조수석 에어백을 비롯하여 측면 충돌시에 탑승자를 보호하기 위한 사이드 에어백도 개발되어 적용되고 있다.
도 1은 종래의 2단 전개식 에어백용 인플레이터의 구성을 보인 단면도이다. 종래의 인플레이터(10)의 전체적인 구성을 보면, 중앙의 칸막이(12)와 양단의격벽(26, 36)을 중심으로 압축가스가 내장된 주챔버(14) 및 부챔버(16)가 소정의 비율(가령, 6:4 또는 7:3)로 구획되어 있으며, 제 1격벽(26)과 제 2격벽(36)의 외측에는 각각 와이어(24, 34)를 통해서 전자제어유닛(ECU)으로부터 전달되는 제어신호에 따라 폭발하는 제 1폭약(20) 및 제 2폭약(30)과, 이들 제 1폭약(20) 및 제 2폭약(30)에 의해 폭발되면서 상기 주챔버(14)와 부챔버(16)내로 공급되는 제 1추진제(22) 및 제 2추진제(32)가 구비되어 있다. 제 1격벽(26)과 제 2격벽(36)에는 각각, 원주방향으로 배열된 제 1파열판(44)과 제 2파열판(56)이 구비되어 있어, 주챔버(14)와 부챔버(16)로 유입된 고온의 추진제 가스는 주챔버(14)와 부챔버(16)에 각각 내장되어 있는 압축가스와 혼합되어 에어백 쿠션 내부로 공급한다.
이러한 구성의 인플레이터에서는 3가지 형태의 출력을 생성할 수 있다. 즉, 승객이 정상위치에 착좌해있거나 몸집이 큰 승객을 보호하기 위해서 주챔버와 부챔버를 동시에 전개시키는 경우와, 승객이 에어백에 가까이 위치해 있거나 몸집이 작은 승객을 보호하기 위해서 주챔버만 전개시키는 경우와, 정상 또는 몸집이 큰 승객이 에어백에 가까이 있을 때에 시간지연을 두고 주챔버를 먼저 전개시킨 후에 부챔버를 전개시키는 경우로 나누어 출력을 생성한다.
도 2a에는 종래의 인플레이터에서 주챔버만을 전개시키는 과정이 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 와이어(24)를 통해서 제 1폭약(20)이 점화되면서 제 1추진제(22)의 고온의 가스는 주챔버(14)로 유입된 후에 주챔버(14)내의 압축가스와 함께 제 1격벽(26)의 제 1파열판(26a)을 파단시키고 에어백 쿠션으로 공급된다.
한편, 도 2b에는 종래의 인플레이터에서 시간지연을 두고 양챔버 모두를 전개시키는 과정이 도시되어 있다. 이때에는 와이어(24)를 통해서 제 1폭약(20)이 점화되면서 제 1추진제(22)의 고온의 가스는 주챔버(14)로 유입된 후에 압축가스와 함께 제 1격벽(26)의 제 1파열판(26a)을 파단시키고 에어백 쿠션으로 공급된 다음, 일정 시간이 지난 후에, 와이어(34)를 통해서 제 2폭약(30)이 점화되면서 제 2추진제(32)의 고온의 가스는 부챔버(16)로 유입된 후에 부챔버 내의 압축가스와 함께 제 2격벽(36)의 제 2파열판(36a)을 파단시키고 에어백 쿠션으로 공급된다. 물론, 승객이 정상위치에 착좌해있거나 몸집이 큰 승객을 보호하기 위해서 양챔버를 동시에 전개시키는 경우에는 제 1 및 제 2폭약(20, 30)이 동시에 점화됨으로써, 양챔버(14, 16)내에 동시에 추진제(22, 32)가스가 유입되어 에어쿠션으로 동시에 공급된다.
도 3은 종래의 2단 전개식 에어백용 인플레이터에서의 시간에 따른 출력의 변화를 나타낸 그래프이다. 그래프에서, 상부의 실선은 양쪽 챔버가 동시에 전개될 때의 최대출력을 나타내고, 중간의 실선은 주챔버만의 전개시에, 하부의 점선은 부챔버만의 전개시를 나타내며, 시간지연을 두고 양챔버가 순차 전개되는 경우에는 중간 실선에서 상부 실선으로 상승되는 곡선형태로 나타난다. 도시된 바와 같이, 점선으로 나타낸 부챔버만의 전개시에 출력은 상당히 저하되므로 적용하지 않으며 각 출력형태간의 출력편차가 크다.
이러한 구성을 지닌 종래의 2단 전개식 에어백용 인플레이터에서는 상술한바와 같이 3가지 형태의 출력밖에 생성할 수 없어 보다 다양한 위치에서 승객을 보호할 수 없는 문제가 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 다중 출력방식의 도입으로 탑승자의 체구 및 착좌 자세에 따라서 적절한 방식으로 출력을 생성하도록 하여 최대한 탑승자를 보호할 수 있으며 에어벤트의 위치 변경을 통해 에어백의 한방향 쏠림을 막을 수 있는 2단 전개식 에어백용 인플레이터를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 2단 전개식 에어백용 인플레이터의 구성을 보인 단면도,
도 2a와 도 2b는 각각, 도 1에 도시한 인플레이터에서 주챔버만의 전개시와, 주챔버 및 부챔버 간의 시간지연 전개시의 과정을 보인 개략도,
도 3은 종래의 2단 전개식 에어백용 인플레이터에서의 시간에 따른 출력의 변화를 나타낸 그래프,
도 4는 본 발명에 따른 2단 전개식 에어백용 인플레이터의 구성을 보인 단면도,
도 5a 내지 도 5d는 각각, 도 4에 도시한 인플레이터에서 주챔버만의 전개시, 부챔버만의 전개시, 양챔버의 전개시, 및 양챔버간의 시간지연 전개시의 과정을 보인 개략도,
도 6은 본 발명에 따른 2단 전개식 에어백용 인플레이터에서의 시간에 따른 출력의 변화를 나타낸 그래프.
[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]
10:인플레이터 12:칸막이
14, 16:주, 부챔버 20, 30:제 1, 2폭약
22, 32:제 1, 2추진제 42:매니폴드
44, 56:제 1, 2파열판 46, 52:제 1, 2에어벤트
48, 50:제 1, 2유도관 54:보조 파열판
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 2단 전개식 에어백용 인플레이터는 중앙의 칸막이를 중심으로 압축가스가 내장된 주챔버 및 부챔버가 일정 비율로 구획되어 있고, 상기 주챔버와 부챔버의 외측에는 전자제어유닛로부터 전달되는 제어신호에 따라 폭발하는 제 1폭약 및 제 2폭약과, 이들 제 1폭약 및 제 2폭약에 의해 폭발되면서 상기 주챔버와 부챔버내로 공급되는 제 1추진제 및 제 2추진제가 구비되어 있는 2단 전개식 에어백용 인플레이터에 있어서, 상기 주챔버와 부챔버사이에는 상기 칸막이와 일정 간격을 두고 배치되는 보조 칸막이에 의해서 매니폴드가 형성되고, 상기 매니폴드에는 각각 제 1유도관과 제 2유도관을 통해 상기 주챔버와 부챔버로 유입된 추진제 가스를 에어쿠션으로 공급하는 제 1에어벤트 및 제 2에어벤트가 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 2단 전개식 에어백용 인플레이터에 대하여 상세히 설명하며, 종래의 구조와 유사부품은 동일부호로 표시한다.
도 4는 본 발명에 따른 2단 전개식 에어백용 인플레이터의 구성을 보인 단면도이다. 도시된 바와 같이, 2단 전개식 에어백용 인플레이터는 중앙의 칸막이(12)를 중심으로 압축가스가 내장된 주챔버(14) 및 부챔버(16)가 일정 비율로 구획되어 있고, 주챔버(14)와 부챔버(16)의 외측에는 전자제어유닛로부터 전달되는 제어신호에 따라 폭발하는 제 1폭약(20) 및 제 2폭약(30)과, 이들 제 1폭약(20) 및 제 2폭약(30)에 의해 폭발되면서 주챔버(14)와 부챔버(16)내로 공급되는 제 1추진제(22) 및 제 2추진제(32)가 구비되어 있다.
이러한 구성의 2단 전개식 에어백용 인플레이터에 있어서, 출력생성 형태를 보다 다양화하여 보다 다양한 각도로 승객을 보호하기 위한 방안으로 본 발명의 바람직한 실시예에서는 주챔버(14)와 부챔버(16)사이에 매니폴드(42)를 형성한 다음, 이 매니폴드(42)에 제 1에어벤트(46)와 제 2에어벤트(52)를 설치한 구조를 예시하였다.
한편, 주챔버(14)와 부챔버(16)의 외측에는 종래의 구조와 유사한 제 1격벽(26)과 제 2격벽(36)이 구비되어 있으나, 도 5에서 상세하게 나타낸 바와 같이, 주챔버(14)와 부챔버(16)내의 가스는 이들 격벽(26, 36)에 형성된 파열판(26a, 36a)보다는 다음에 설명할 제 1유도관(48)과 제 2유도관(50)에 설치된 제 1파열판(44)과 제 2파열판(56)을 통해서 에어백 쿠션 내로 공급되는 구조를 갖는다.
즉, 주챔버(14)와 부챔버(16)사이에는 칸막이(12)와 일정 간격을 두고 배치되는 보조 칸막이(40)에 의해서 매니폴드(42)가 형성되어 있다. 또한, 매니폴드(42)에는 각각 제 1유도관(48)과 제 2유도관(50)을 통해 주챔버(14)와 부챔버(16)로 유입된 추진제 가스를 에어쿠션으로 공급하는 제 1에어벤트(46) 및 제 2에어벤트(52)가 설치되어 있다
여기에서, 제 1유도관(48)에는 제 1파열판(44)이 구비되어 있으며, 제 2유도관(50)에는 제 2파열판(56)이 구비되어 있다. 또한, 제 2유도관(50)에는 제 2에어벤트(52)를 사이에 두고 제 2파열판(56)과 대향으로 보조 파열판(54)이 구비되어 있다. 또, 제 2유도관(50)은 주챔버(14)와 부챔버(16)를 연통시키며, 보조 파열판(54)은 부챔버(16)로부터 유입되는 가스에 의해 파단되어 부챔버(16)내의 가스의 일부를 주챔버(14)를 통해서 제 1유도관(48)으로 공급되도록 한다.
이러한 구성의 인플레이터에서는 4가지 형태의 출력을 생성할 수 있다. 즉, 승객이 정상위치에 착좌해있거나 몸집이 큰 승객을 보호하기 위해서 주챔버와 부챔버를 동시에 전개시키는 경우와, 승객이 에어백에 가까이 위치해 있거나 몸집이 보통인 승객을 보호하기 위해서 주챔버만 전개시키는 경우와, 몸집이 작은 승객이 에어백에 가까이 있을 때에 부챔버만 전개시키는 경우와, 정상 또는 몸집이 큰 승객이 에어백에 가까이 있을 때에, 일정 시간지연을 두고 주챔버를 먼저 전개시킨 후에 부챔버를 전개시키는 경우로 나누어 출력을 생성한다. 이를 도 5에서 설명한다.
다음에 도 5a 내지 도 5d는 각각, 상술한 구조의 인플레이터에서 주챔버만의 전개시, 부챔버만의 전개시, 양챔버의 전개시, 및 양챔버간의 시간지연 전개시의 과정을 보인 개략도이다.
먼저, 도 5a에 도시된 바와 같이, 주챔버만의 전개시에는 와이어(24)를 통해서 제 1폭약(20)이 점화되면서 제 1추진제(22)의 고온의 가스는 주챔버(14)로 유입된 후에 주챔버(14)내의 압축가스와 함께 제 1유도관(48)의 제 1파열판(44)을 파단시키고 제 1에어벤트(46)를 통해서 화살표 방향(P1)을 따라 에어백 쿠션으로 공급된다.
다음에, 도 5b에 도시된 바와 같이, 부챔버만의 전개시에는 와이어(34)를 통해서 제 2폭약(30)이 점화되면서 제 2추진제(32)의 고온의 가스는 부챔버(16)로 유입된 후에 부챔버(16)내의 압축가스와 함께 제 2유도관(50)의 제 2파열판(56)을 파단시키고 제 2에어벤트(52)를 통해서 화살표 방향(P1)을 따라 에어백 쿠션으로 공급된다. 이때, 제 2유도관(50)으로 도입된 제 2추진제(32)의 일부는 보조 파열판(54)을 파단시키고 주챔버(14)로 유입된 다음, 주챔버(14)내의 압축가스와 함께 제 1유도관(48)의 제 1파열판(44)을 파단시키고 제 1에어벤트(46)를 통해서 화살표 방향(P2)을 따라 에어백 쿠션으로 공급된다.
한편, 도 5c에 도시된 바와 같이, 양챔버의 동시 전개시에는 와이어(24)를 통해서 제 1폭약(20)이 점화되면서 제 1추진제(22)의 고온의 가스는 주챔버(14)로 유입된 후에 압축가스와 함께 제 1유도관(48)의 제 1파열판(44)을 파단시키고 화살표 방향(P1)을 따라 에어백 쿠션으로 공급됨과 동시에, 와이어(34)를 통해서 제 2폭약(30)이 점화되면서 제 2추진제(32)의 고온의 가스는 부챔버(16)로 유입된 후에 부챔버 내의 압축가스와 함께 제 2유도관(50)의 제 2파열판(56)을 파단시키고 화살표 방향(P2)을 따라 에어백 쿠션으로 공급된다.
그리고, 도 5d에 도시된 바와 같이, 양챔버 간에 시간지연을 두고 전개할 때에는 와이어(24)를 통해서 제 1폭약(20)이 점화되면서 제 1추진제(22)의 고온의 가스는 주챔버(14)로 유입된 후에 압축가스와 함께 제 1유도관(48)의 제 1파열판(44)을 파단시키고 화살표 방향(P1)을 따라 에어백 쿠션으로 공급된다. 그 후, 소정시간이 경과된 후에, 와이어(34)를 통해서 제 2폭약(30)이 점화되면서 제 2추진제(32)의 고온의 가스는 부챔버(16)로 유입된 후에 부챔버 내의 압축가스와 함께 제 2유도관(50)의 제 2파열판(56)을 파단시키고 화살표 방향(P2)을 따라 에어백 쿠션으로 공급된다.
도 6은 본 발명에 따른 2단 전개식 에어백용 인플레이터에서의 시간에 따른 출력의 변화를 나타낸 그래프이다.
그래프에서, 상부의 실선은 양쪽 챔버가 동시에 전개될 때의 최대출력을 나타내고, 중간의 실선은 주챔버만의 전개시에, 하부의 점선은 부챔버만의 전개시를 나타내며, 시간지연을 두고 양챔버가 순차 전개되는 경우에는 중간 실선에서 상부 실선으로 상승되는 곡선형태로 나타난다. 도시된 바와 같이, 점선으로 나타낸 부챔버만의 전개시에 출력은 도 5b에서 설명한 바와 같이 주챔버로도 추진제가 공급되므로 종래에 비해 그다지 저하되지 않으며, 따라서 각 출력형태간의 출력편차는 작다.
이상으로 설명한 본 발명에 의하면, 주챔버와 부챔버 간에 매니폴드를 형성하고 이 매니폴드에는 파열판을 지닌 에어벤트를 배치하여 다중 출력방식의 도입으로 다양한 자세로 착좌해 있는 탑승자를 보호할 수 있으며 에어벤트의 위치 변경을 통해 에어백의 한방향 쏠림을 막을 수 있다. 또한, 점화시간의 조정으로 보다 다양한 출력 생성이 가능하며 내부 압력의 한계치를 설정하는 경우에는 파열판의 작동조절을 통해 출력 생성을 보다 다양화할 수 있다.

Claims (4)

  1. 중앙의 칸막이를 중심으로 압축가스가 내장된 주챔버 및 부챔버가 일정 비율로 구획되어 있고, 상기 주챔버와 부챔버의 외측에는 전자제어유닛로부터 전달되는 제어신호에 따라 폭발하는 제 1폭약 및 제 2폭약과, 이들 제 1폭약 및 제 2폭약에 의해 폭발되면서 상기 주챔버와 부챔버내로 공급되는 제 1추진제 및 제 2추진제가 구비되어 있는 2단 전개식 에어백용 인플레이터에 있어서,
    상기 주챔버(14)와 부챔버(16)사이에는 상기 칸막이(12)와 일정 간격을 두고 배치되는 보조 칸막이(40)에 의해서 매니폴드(42)가 형성되고,
    상기 매니폴드(42)에는 각각 제 1유도관(48)과 제 2유도관(50)을 통해 상기 주챔버(14)와 부챔버(16)로 유입된 추진제 가스를 에어쿠션으로 공급하는 제 1에어벤트(46) 및 제 2에어벤트(52)가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 2단 전개식 에어백용 인플레이터.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1유도관(48)에는 제 1파열판(44)이 구비되어 있으며, 상기 제 2유도관(50)에는 제 2파열판(56)이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 2단 전개식 에어백용 인플레이터.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 2유도관(50)에는 제 2에어벤트(52)를 사이에 두고 상기 제 2파열판(56)과 대향으로 보조 파열판(54)이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 2단 전개식 에어백용 인플레이터.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제 2유도관(50)은 상기 주챔버(14)와 부챔버(16)를 연통시키며, 상기 보조 파열판(54)은 상기 부챔버(16)로부터 유입되는 가스에 의해 파단되어 부챔버(16)내의 가스의 일부를 주챔버(14)를 통해서 제 1유도관(48)으로 공급하는 것을 특징으로 하는 2단 전개식 에어백용 인플레이터.
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