KR100403948B1 - 가변 팽창 성능을 갖는 에어 백 모듈 및 에어백 모듈의 팽창율을 변경하기 위한 방법 - Google Patents

가변 팽창 성능을 갖는 에어 백 모듈 및 에어백 모듈의 팽창율을 변경하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 에어백(27)과 상기 에어백 (27)을 팽창시키기 위해 팽창기 가스를 배출하도록 작동되는 팽창기(30)를 포함하는 에어백 모듈에 관한 것이다. 상기 팽창기는 팽창기 가스가 배출되는 적어도 하나의 배출구(31)를 갖고 있다. 하우징(20)은 상기 배출구와 맞게 정렬된 적어도 하나의 팽창기 가스배출 통로(21)를 갖고 있다. 가변 팽창 장치(49)는 상기 팽창기상에 장착되고 상기 가스배출 통로와 맞게 정렬하는 이동부재(50)를 갖고 있다. 상기 이동부재는, 에어백으로 배출되는 팽창기 가스의 양과 상기 하우징의 가스배출 통로를 통해 방출되는 팽창기 가스의 양을 조절하기 위하여 팽창기 작동 중의 미리 결정된 시간에 상기 가스배출 통로를 개방하고 막기 위해 상기 가스배출 통로에 대해 이동할 수 있다. 바람직하게는, 상기 가변 팽창 장치는 팽창기가 작동하는 동안의 상기 미리 결정된 시간에 상기 가스배출 통로에 대해 상기 이동부재를 이동시키도록 상기 팽창기의 작동 중에 작동되는 기동 장치 (80)를 포함한다.

Description

가변 팽창 성능을 갖는 에어 백 모듈 및 에어백 모듈의 팽창율을 변경하기 위한 방법 {AIR BAG MODULE WITH VARIABLE INFLATION and A METHOD FOR VARYING THE INFLATION RATE OF THE AIRBAG MODULE }
차량 운전자의 보호를 위한 팽창성 에어백을 포함하는 에어백 모듈을 제공하는 것은 종래 기술에서 잘 알려져 있다. 상기 에어백 모듈은 전형적으로 상기 에어백을 팽창하기 위한 팽창기 가스를 배출하는 팽창기를 포함한다. 차량의 임의의 감속량와 같은, 임의의 미리 결정된 차량 조건들을 감지하면, 상기 팽창기가 정해진 양의 팽창기 가스를 방출하고 상기 에어백은 전개된다(deployed).
몇몇 경우들에서는, 다른 종류의 차량 또는 운전자 조건들의 감지에 반응하여 팽창기 가스 방출의 레벨들과 단계들이 변화되는 팽창기를 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 그러므로, 상기 종래 기술에서도 한 또는 두 레벨들에서 미리 결정된 가스 량들을 방출할 수 있는 이중(dual)-단계 팽창기를 제공하는 것이 또한 알려져 있다. 그러나, 이러한 이중-단계 팽창기들은 전형적인 팽창기들보다 더 복잡하고 대체로 단지 두 가지 다른 레벨들의 가스 방출만을 제공한다는 한계를 가지고 있다. 넓은 범위의 레벨들에서 팽창 가스를 방출하는 팽창기는 쉽게 제공되고 있지 않다. 심지어 그것이 사용 가능하다 하더라도, 이중-단계 또는 다(multi)-단계 팽창기들은 제조하기 복잡하고 상기 에어백 모듈에 크기를 가중시킨다.
또한, 종래 기술에서는 상기 팽창기와 에어백을 수용하고 밸브 부재를 포함하는 반응 캐니스터(a reaction canister)를 포함하는 에어백 모듈을 제공하고, 상기 밸브 부재는 바이메탈(bimetal) 스프링, 서보 모터 또는 솔레노이드(solenoid) 밸브를 사용하여 대기 온도의 변화들에 반응하여 상기 반응 캐니스터 상의 가스배출 통로(vent opening)들을 개방하거나 막으며 또는 부분적으로 개방하도록 연속적으로 위치가 재조정되는 것이 제안되었다. 그러므로, 상기 하우징으로부터 방출되는 팽창기 배출 가스의 양은 상기 가스배출 통로들의 부분적인 개방을 제공하도록 정밀하게 위치되어야만 하는 상기 밸브 부재의 정확한 위치 조정에 의해서 조절된다. 이에 더하여, 종래 기술은 상기 밸브 부재의 위치와 가스 배출량이 단지 특별히 에어백 전개 시점보다 상기 팽창기의 작동에 앞서서 자동차 사용도중에 계속해서 조절된다는 것을 개시하고 있다. 그리고, 상기 바이메탈 스프링, 서보모터 또는 솔레노이드의 사용은 상기 다양한 위치들 사이에서 밸브 부재를 이동시키는데 시간이 들며, 그러므로 상기 팽창기의 작동에 앞서서 계속해서 조절되고 있다. 이러한 구성은 복잡하고 상기 모듈에 크기를 가중시킨다.
본 발명은 가변 에어백 팽창 능력이 있는 에어백 모듈에 관한 것이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예를 상세히 기술하기로 한다:
도 1은 상기 하우징 내의 가스배출 통로를 막기 위한 이동부재를 갖는 팽창기를 포함하는 승객측 에어백 모듈의 분해 사시도로서, 상기 에어백은 도시하지 않음;
도 2는 도 1의 상기 에어백 모듈의 윗면 조립도이다;
도 3은 도 4의 선 3-3을 따라 일반적으로 절개되고, 상기 이동부재를 실선의제 1위치에, 점선의 제 2위치에 도시하며 상기 에어백을 포함하는 단면도이다;
도 4는 상기 하우징과 에어백이 없는 상기 가변 팽창 장치 조립체의 평면도이다;
도 5는 도 4와 유사한 윗면 조립도이지만, 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한다;
도 6은 도 5의 선 6-6을 따라 일반적으로 절취된 단면도이지만, 상기 하우징과 에어백을 포함한다;
도 7은 상기 에어백으로 전달된 최대 팽창기 배출 퍼센트(percent) 대 상기 가스배출 통로가 상기 가변 팽창 장치에 의해 미리 결정된 시간 증가에서 통상적으로 개방되고 닫혀지는 경우의 시간을 도시한 전형적인 그래프도; 그리고
도 8은 도 3과 유사한 측단면도로서, 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한다.
본 발명은 에어백에 넓은 범위의 레벨에서 팽창기 가스를 제공하는 가변 팽창 장치를 제공함으로써, 종래 기술보다 우수한 이점들과 대안들을 제시한다. 이것은 팽창기 가스를 배출하기 위하여 단일의 배출 레벨을 갖고 있는 팽창기로써 달성될 수 있다.
이롭게도, 본 발명은 운전자와 차량 조건들에 따라서 상기 모듈이 배출량을 변경시키고, 그에 따라서 상기 에어백으로 배출되는 상기 팽창기 가스의 레벨을 변경시키도록 거의 동시에 작동될 수 있는 경량의 장치를 팽창기상에 제공한다. 그러므로, 상기 장치는 단지 상기 팽창기가 작동되는 환경 하에서만 작동될 필요가 있고, 팽창기 작동에 앞선 계속적인 기본 상태하에서는 작동될 필요가 없다. 바람직하게는, 상기 에어백으로 배출된 상기 팽창기 가스의 레벨은 하우징 내의 가스배출 통로가 팽창기 작동 중에 개방되거나 또는 닫치는 정확한 시간에 근거하여 변화된다. 이롭게도, 상기 장치는 팽창기 작동 중에 단지 한번 사용되기 때문에, 소모품이라 할 수 있다. 게다가, 상기 장치는 소형(compact)이고 상기 팽창기 상의 외부에 장착되어 상기 가변 팽창 장치는 가변 팽창성을 제공할 뿐 아니라 상기 하우징에 상기 팽창기를 부착하는 이중의 목적을 만족시킨다. 또한, 상기 가변 팽창 장치는 가스배출 구멍들 이외의 상기 하우징에 대해 아무런 변형을 필요로 하지 않고 상기 하우징의 형상에 제한되지도 않는다. 그리고, 상기 가변 팽창 장치는 상기 팽창기에 대해 내부 개조없이 종래의 단일(single) 단계 팽창기들과 함께 사용될 수 있다.
이러한 이점들은 본 발명에서 차량 내 운전자의 보호를 위한 에어백 모듈을 제공하여 달성된다. 상기 모듈은 에어백과 상기 에어백을 팽창하기 위해 팽창기 가스를 배출하도록 작동될 수 있는 팽창기를 포함한다. 상기 팽창기는 팽창기 가스가 배출되는 적어도 하나의 배출구를 갖고 있다. 하우징은 상기 배출구에 정렬된 적어도 하나의 팽창기 가스배출통로를 가진다. 가변 팽창 장치는 상기 팽창기상에 장착되고 상기 가스배출 통로에 맞게 정렬된 이동부재를 포함한다. 상기 이동부재는, 상기 에어백으로 배출되는 팽창기 가스의 양과 상기 하우징의 가스배출 통로를 통해 방출되는 팽창기 가스의 양을 조절하기 위하여, 팽창기 작동 중의 미리 결정된 시간에 상기 가스배출 통로를 개방하고 막을 수 있도록 상기 가스배출 통로에 대해서 이동할 수 있다. 바람직하게는, 상기 가변 팽창 장치는 팽창기가 작동하는 동안 동작가능한 기동 장치를 포함하여 상기 팽창기의 작동도중의 상기 미리 결정된 시간에 상기 가스배출 통로에 대해 이동부재를 이동시킨다.
그러므로, 상기 에어백 팽창의 다양한 레벨들은 적어도 하나의 가스배출 통로와 공동으로 단지 하나의 가스 배출 레벨만을 갖고 있는 단일의 팽창기를 사용함으로써 달성될 수 있고, 상기 배출 통로는 상기 기동장치의 작동에 따라서 상기 팽창기 가스를 배출하는 동안, 이동부재에 의해 미리 결정된 시간에 완전히 개방되거나 완전히 닫힌다. 상기 이동부재의 거의 순간적인 제어(control)는 상기 차량 센서들부터 받아들여진 신호에 거의 순간적으로 반응하는 상기 기동장치(initiator device)의 사용에 의해 가능해진다. 또한, 이러한 시스템은 단일 레벨 팽창기로부터 다양한 레벨들의 에어백 팽창을 제공하는, 상대적으로 간단하고, 경비 절감적이며, 경량의 해결책을 제시한다.
도 1-3을 참조하면, 에어백 모듈10은 차량 탑승자(미도시)의 보호를 위해 차량(미도시)내에 장착된다. 상기 모듈 10은 하우징 20, 팽창성 에어백 27, 그리고 상기 에어백 27을 팽창하기 위해 가스를 생성하는 팽창기 30를 포함한다. 상기 모듈 10은 대체로 상기 차량의 승객측 상에 장착되지만, 상기 차량의 다른 위치들에도 장착될 수 있다. 상기 모듈 10은 임의의 적절한 방식으로 상기 차량에 고정된다. 상기 모듈 10은 상기 가변 팽창 장치를 제공하기 위하여 상기 팽창기 30상에 외부에서 장착된 가변 팽창 장치 49를 추가 포함한다. 상기 가변 팽창 장치 49는 이후에 상세히 기재되듯이, 에어백 팽창을 위해 사용하는 팽창기 가스량을 변화시키고 상기 하우징 20에 상기 팽창기 30를 장착하기 위해 사용된다.
상기 하우징 20은 바닥벽 16에 의해 연결된 대향하는 측벽들 14,15과 대향하는 끝단 벽들 17,18을 포함한다. 도 1 내지 3에서 잘 도시되고 있듯이, 상기 끝단 벽 17은 조립 중에 여길 통해 상기 팽창기 30와 가변 팽창 장치 49를 받아들이기 위한 확대된 첫 번째 끝단 개구부 22를 포함한다. 그리고, 상기 다른 끝단 벽 18은 상기 가변 팽창 장치 49의 구성부품들을 장착하기 위해 상기 첫 번째 끝단 개구부22보다 작은 두 번째 끝단 개구부 23를 바람직하게 포함한다. 상기 측벽들 14,15와 끝단 벽들 17,18은 공동으로 상기 에어백 27이 전개되는 하우징 개구부 19를 형성한다. 상기 하우징 20은 가급적 상기 팽창기 30의 바닥벽 16 내에 위치되고 상기 팽창기 30의 바닥에 특별히 미리 결정된 배출구들 31과 바로 들어맞게 정렬된 하나 또는 그 이상의 직접 팽창 배출구 통로들 21을 추가 포함한다.
상기 직접 팽창기 가스배출 통로 21는 바람직하게는 연장된 슬롯(slot) 형상이다. 하나 또는 그 이상의 커넥터 스트립(connector strips) 들은 상기 상대적으로 큰 직접 팽창기 가스배출 통로 21를 둘러싸는 상기 바닥벽 16이 상기 팽창 가스의 배출 중에 변형되는 것을 막기 위해 상기 직접 팽창기 가스배출 통로 21를 가로질러 연장할 수 있다. 상기 하우징 20은 또한 상기 측벽들 14,15 내에 다수의 측면가스배출 통로들 24을 포함하는데, 이것들은 상기 배출구들 31과 맞게 정렬되지는 않고, 자동차들에서 잘 알려진 것처럼, 에어백이 완전히 전개된 후 줄어드는 동안 에어백 가스 방출을 위해 사용될 수 있다.
도 1에서 잘 도시되고 있듯이, 상기 팽창기 30는 상기 에어백 27을 팽창시키기 위해 팽창기 가스를 생성하는 임의의 종래의 구조일 수 있다. 이롭게도, 상기 팽창기 30는 바람직하게는 상기 에어백 27을 팽창시키기 위한 단일(single) 레벨에서 팽창기 가스를 방출하는 단일 단계 팽창기 30이다. 상기 팽창기 30는 일반적으로 실린더 형 몸체부 36를 갖추고, 상기 하우징 20 내에서의 삽입을 위해 상기 끝단 벽 17의 상기 첫 번째 끝단 개구부 22를 통해 삽입할 수 있다. 상기 팽창기 30는 또한 다수의 배출구들 31을 포함하고, 이것들은 바람직하게는 상기 팽창기 30의 디퓨져부(diffuser portion) 33 주위의 주변을 둘러싸서 배치된다. 바람직하게는, 임의의 미리 결정된 배출구들 31은 일반적으로 상기 하우징 20의 상기 바닥벽 16에서 이에 대응하는 직접 팽창기 가스배출 통로들 21에 꼭 들어맞게 정렬된다. 상기 팽창기 30는 첫 번째 끝단 34과 상기 디퓨져 부 33가 위치되는 반대편 두 번째 끝단 35을 포함한다. 상기 팽창기 30의 두 번째 끝단 35은 이후에 더 상세히 기술되듯이, 상기 가변 팽창 장치 49가 부착될 수 있는 거의 편평한 머리부 32를 포함한다. 상기 팽창기 30의 첫 번째 끝단 34은 상기 하우징 20의 상기 첫 번째 끝단 개구부 22내에 위치되고, 바람직하게는 진동을 막기 위해 덧테쇠(grommet) 25에 의해 둘려 싸여 있다. 상기 팽창기 30의 두 번째 끝단 35은 이후에 더 상세히 기술되듯이, 상기 가변 팽창 장치 49에 의해서 상기 하우징 20에 효과적으로 연결된다.
상기 에어백 27은 상기 팽창기 가스가 배출되는 즉시 팽창하기 위한 임의의 종래 구조일 수 있다. 도 3을 참조하면, 상기 에어백 27은 팽창기 작동에 앞서 상기 팽창기30 상부에 접혀지는 상태로 담겨 있다. 상기 팽창기 30가 작동하는 즉시, 상기 에어백 27은 상기 가변 팽창 장치 49에 의해서 지시 받은 대로 미리 결정된 팽창기 가스량으로 채워지고, 상기 차량 탑승자의 보호를 위해 상기 하우징 개구부 19를 통해 전개한다. 상기 에어백 27의 입구부 29로 봉합된 완충 리테이너(cushion retainer) 28는 상기 하우징 20의 림(rim)부 26에 상기 에어백 27을 부착하도록 사용될 수 있다. 그러나, 많은 다른 에어백 27의 부착 방법들이 사용 가능하다고 생각된다.
도 1에서 잘 도시되고 있듯이, 상기 가변 팽창 장치 49는 플런저(plunger) 70, 지지 부재 88, 이동부재 50, 캡 너트(cap nut) 60, 그리고 기동 장치 80를 포함한다. 상기 지지 부재 88는 바람직하게는 속이 빈 관 형상을 갖는다. 상기 지지 부재 88는 상기 플런저 70와 상기 기동 장치 80가 조립 중에 삽입될 수 있는 축 방향 통로 89를 형성하는 내벽들 95을 포함한다. 상기 지지 부재 88는 바람직하게는 상기 두 번째 끝단 35에 상기 팽창기 30의 상기 디퓨져 부 33의 머리부 32에 직접 고정된 플랜지 부 91를 갖고 있는 첫 번째 지지 끝단 90을 포함한다. 상기 플랜지 91는 용접과 같은, 임의의 적당한 방법에 의해 고정되고, 상기 지지 부재 88는 바람직하게는 금속 재료로 만들어진다. 상기 지지 부재 88는 또한 스패이싱 숄더(spacing shoulder)를 포함하며, 이것은 상기 하우징 20의 상기 두 번째 끝단 개구부 23보다 더 큰 크기이므로 상기 지지 부재 88는 상기 두 번째 개구부 23를통해 이동이 제한되고, 조립 중에 상기 하우징 20 내에 적절히 위치된다. 상기 스패이싱 숄더 92는 바람직하게는 딤플링(dimpling) 또는 모울딩(molding)에 의한 것과 같이, 상기 지지 부재 88에 일체형으로 구성되지만, 또한, 도 5와 6의 또 다른 실시예에서 더 상세히 기술되는 것처럼, 상기 지지 부재 88에 부착되거나 혹은 미끄러지는 독립된 부품으로서 제공될 수도 있다. 상기 장착된 조건에서, 상기 스패이싱 숄더 92는 도 2와 3에서 가장 잘 도시되고 있듯이, 상기 하우징 20의 상기 끝단 벽 18에 인접한다.
바람직하게는, 상기 지지 부재 88는 상기 팽창기 30에 외부에서 부착되고, 상기 팽창기 30를 가진 조립체로서 제시될 수도 있고, 또는 다른 대안으로서 상기 팽창기 30에 일체형으로 구성될 수도 있다. 이롭게도, 상기 가변 팽창 장치 49는 상기 팽창기 30에 어떠한 내부적인 변경들 없이 사용될 수도 있다. 도 2에서 가장 잘 도시되고 있듯이, 상기 지지 부재 88는 서로 수직으로 정렬되어 있는 상부와 하부의 안내 구멍들 93,94을 포함한다. 상기 상부와 하부의 안내 구멍들 93,94은 상기 지지 부재 88의 길이 방향을 따라 축 방향으로 연장되어 상기 이동부재 50는 상기 가변 팽창 장치 49가 작동하는 즉시 상기 안내 구멍들 93,94의 길이 방향을 따라 이동될 수도 있다. 상기 이동부재 50는 조립 중에 상기 안내 구멍들 93,94과 상기 플런저 70를 통해 수직으로 삽입되어 상기 이동부재 50는 다음에 더 상세히 기술되듯이, 상기 플런저 70에 연결되고 상기 안내 구멍들 93,94에 의해 안내된다. 상기 지지 부재 88는 상기 공간 있는 숄더 92를 지나 연장하고 상기 팽창기 30와 상기 하우징 20에 가변 팽창 장치 49를 고정하기 위해 상기 캡 너트(cap nut) 60와결합하기 위하여 상기 하우징 20의 상기 두 번째 끝단 개구부 23를 통해 연장하는 상기 팽창기 30로부터 축방향으로 사이를 두고 있는 나사 홈이 있는 끝단부 96를 추가 포함한다. 도 1에서 잘 도시되고 있듯이, 상기 지지 부재 88는 상기 지지 부재 88를 상기 하우징 20에 대해 적절히 위치시키고 상기 상부와 하부 안내 구멍들 93,94을 적절히 위치시키기 위해 노치 형성된(notched orientation) 부분 97을 포함할 수도 있다.
상기 가변 팽창 장치 49는 바람직하게는 전체적으로 플래스틱(plastic)으로 구성되고, 일반적으로 실린더 형상을 갖고 있는 플런저 70를 추가 포함한다. 상기 플런저 70는 상기 지지 부재 88내에 위치되고 상기 축방향 통로 89의 지름보다 약간 작은 지름을 갖고 있어서 상기 플런저 70는 상기 지지 부재 88의 내벽들 95에 대해 미끄러져 움직일 수 있다. 상기 플런저 70는 스냅식 맞춤 결합과 같이, 상기 이동 부재 50를 딱 들어맞게 받아들이는 크기의 방사상의 플런저 구멍 71을 포함한다. 크림핑(crimping), 고정(fastening) 또는 부착(adhesion)과 같이, 상기 이동부재 50를 상기 플런저 70에 부착하는 다른 방법들이 또한 사용될 수도 있음을 알 것이다. 상기 플런저 70는 전단 형상부 72를 포함하고, 이것은 상기 플런저 70의 끝단에 위치된 플랜지(flange)로서 도시되고 있다. 상기 전단 형상부 72는 바람직하게는 상기 플런저 70에 일체형으로서 구성되고 있으나, 또한 상기 플런저 70에 부착된 독립적인 부품일 수도 있다. 상기 전단 형상부 72는 상기 지지 부재 88의 상기 축방향 통로 89보다 약간 더 크기 때문에, 상기 전단 형상부 72는 상기 플런저 70의 상기 지지 부재 88로의 삽입을 제한하기 위해 삽입 중에 상기 지지 부재 88와 맞물린다. 그리고, 상기 플런저 70에 연결된 상기 이동부재 50는 상기 전단 형상부 72에 의해 상기 모듈 10내에 적절히 위치된다. 상기 기동 장치 80가 작동하면, 정지 표면으로서 작용하는 상기 팽창기 30의 상기 머리부 32에 결합할 때까지, 상기 전단 형상부 72는 떨어지고 상기 플런저 70가 상기 지지 부재 88 내에서 미끄러져 움직이도록 한다. 상기 플런저 70는 또한 바람직하게는 상기 기동 장치 80가 작동에 앞서 안착되는 축방향 플런저 보어(bore) 73를 포함한다. 상기 플런저 70의 반응 표면 74은 상기 축방향 보어 73의 바닥에 위치된다. 상기 플런저 70는 조립도중 상기 플런저 구멍 71의 적절한 정렬을 위해 노치가 형성된(notched) 플런저 위치조정부 75를 포함할 수 있다.
도 1에 잘 도시되고 있듯이, 상기 이동부재 50는 상향 돌출 아암부(arm) 51와 상기 아암부51에 거의 직각으로 연장하는 미끄럼부 52를 포함한다. 상기 아암 부 51는 바람직하게는 상기 아암부 51가 상기 플런저 구멍 71 내에서 스냅 맞춤식으로 부착되게 하는 스냅 형상부(snap features) 53를 포함한다. 그러나, 상기 아암부 51는 적절한 방법에 의해 상기 플런저 70에 부착될 수 있다고 생각된다. 상기 미끄럼부 52는 거의 곡면 형상을 가지고 있어 이것이 상기 이동부재 50를 조립 중에 상기 하우징20의 상기 첫 번째 끝단 개구부 22를 통해 딱 들어맞도록 하게 하고, 상기 하우징 20의 상기 바닥 벽 16의 외형선과 거의 같은 형상일 수 있다. 상기 이동부재 50는 또한 립(rib)부 54를 포함하고 있어서, 이것이 에어백 팽창 중에 상기 미끄럼부 52의 편향(deflection)을 막는다. 그러나, 또한 상기 곡면의 미끄럼부 52가 상기 직접 팽창기 가스배출 통로 21의 보다 나은 밀봉(sealing)을 위해 상기 하우징 20의 바닥벽 16의 형상부에 인접한 위치에서 편향되게 하는 것이 이롭다고 생각되어질 수 있다. 상기 이동부재 50는 미리 결정된 시간에 상기 팽창기 가스배출 통로 21의 개방과 밀폐를 위하여 상기 팽창기 가스배출 통로 21에 대해 이동 가능함으로써 상기 에어백 27으로 배출되는 팽창기 가스량과, 상기 하우징 20의 상기 팽창기 가스배출 통로 21를 통해 방출되는 팽창기 가스량을 조절하여 에어백 팽창을 위해 사용되지 않도록 한다. 상기 이동부재 50의 미끄럼부 52는 팽창기 가스 배출 통로 21에 인접하여 위치될 수 있고, 바람직하게는 상기 미끄럼부 52는 상기 팽창기 가스배출 통로 21와 같은 크기 또는 더 큰 크기이다. 도 1 내지 3을 참조하면, 상기 이동부재 50는 실선으로 도시된 제 1 위치에서 상기 팽창기 가스배출 통로 21가 에어백 팽창을 위해 사용되는 가스량을 감소시키도록 개방된다. 도 3은 점선으로 표시되어 제 2위치에 있는 상기 미끄럼부 52를 도시하며, 이 위치는 상기 이동부재 50가 닫쳐진 상태에서 상기 팽창기 가스배출 통로 21를 막고 상기 에어백 27의 완전한 팽창을 가능하도록 하고 있다.
캡 너트 60는 바람직하게는 상기 지지 부재 88의 나사 홈 끝단 부 96에 내부 나사 61에 의해 나사 체결된다. 바람직하게는, 상기 기동 장치 80는 상기 캡 너트 60에 체결되고 전원(an electric source)에 상기 기동 장치 80를 연결하기 위해 캡 너트 끝단 통로 62로 부분적으로 연장한다. 상기 캡 너트 60는 상기 지지 부재 88의 스패이싱 숄더 92와 캡 너트 플랜지 63 사이에서 상기 하우징 20의 끝단 벽 18을 끼워 넣음으로써, 상기 기동 장치 80와 플런저 70를 상기 지지 부재 88에 고정한다. 그리고, 상기 캡 너트 60를 상기 지지 부재 88에 고정시키는 것은 상기 지지부재 88를, 그리하여 상기 팽창기 30를 상기 하우징 20에 고정하는 것이다.
상기 전단 형상부 72는 상기 지지 부재 88내의 첫 번째 초기 위치에서 상기 플런저 70와 상기 이동부재 50를 지지한다. 상기 제 1위치에서, 상기 미끄럼부 52는 바람직하게는 상기 하우징 20상의 상기 팽창기 가스배출 통로 21에 정렬되지 않아서, 상기 팽창기 가스배출 통로 21는 도 1에서 잘 도시하고 있듯이, 초기 에어백 팽창을 위해 사용되는 팽창 가스의 감소제어를 위해, 바람직하게는 상기 팽창기 30의 작동에 앞서 완전히 개방되어짐을 알 수 있다. 상기 기동 장치 80가 작동하면, 상기 플런저 70와 이에 연결된 이동부재 50는 제 2위치로 이동가능하고, 이 위치에서 상기 이동부재 50상의 미끄럼부 52는 상기 하우징 20상의 상기 팽창기 가스배출 통로 21와 정렬되어 있다. 그러므로, 상기 이동부재 50가 상기 제 2위치에 있을 때, 상기 팽창기 가스배출 통로 21는 완전히 막히게 되어 모든 팽창 가스는 에어백 팽창에 사용되며, 이에 대해서는 후에 보다 상세히 설명한다.
상기 기동 장치 80 또는 폭발 장치(squib)는 바람직하게는 차량 센서들(미도시)로 부터 신호를 받아들여 즉시 점화되는 화학제품을 포함한다. 와이어(미도시)는 상기 기동 장치 80를 작동시키기 위해 상기 센서들로부터 상기 기동 장치 80로 신호를 전달한다. 작동시, 상기 기동 장치 80는 압력 파(pressure wave)를 발생시키며 이것은 상기 플런저 70의 반응 표면 74에 대해 가압하고 상기 플런저 70와 이에 연결된 상기 이동 부재 50를 상기 제 1위치으로부터 상기 제 2위치으로 재빨리 강제 이동시킨다. 이롭게도, 상기 기동 장치 80는 압력파를 거의 순간적으로 바람직하게는 작동 후에 1 ms보다 적은 시간내에 발생시킨다. 그러므로, 상기 기동 장치 80를 점화하면, 상기 이동 부재 50는 상기 가스배출 통로들 21이 완전히 개방되는 상기 제 1위치으로 부터 상기 가스배출 통로들 21이 완전히 닫혀지는 상기 제 2위치으로 거의 순간적으로 이동된다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 상기 가변 팽창 장치 조립체 49는 다음과 같이 조립된다. 상기 지지 부재 88는 상기 팽창기 30의 상기 머리부 32 상에 장착되고 상기 플런저 70는 상기 전단 형상부 72가 상기 지지 부재 88를 연결하여 더 이상 삽입을 제한할 때까지 상기 지지 부재 88의 상기 축방향 개구부 89로 삽입된다. 다음에, 상기 이동 부재 50의 상기 아암부 51는 상기 하부 안내 구멍 94을 통해서 방사상 플런저 구멍 71으로 삽입되고, 상기 상부 안내 구멍 93을 통해 밖으로 돌출된다. 상기 아암부 51는 바람직하게는 상기 스냅 맞춤식 부착 형상부 53에 의해 상기 플런저 70에 부착된다. 작동하는 동안, 상기 안내 구멍들 93,94은 상기 이동부재 50의 이동을 조절하기 위해 상기 아암부 51를 안내한다. 다음에, 상기 기동 장치 80는 캡 너트 끝단 개구부 62로 가압되어질 수 있다. 상기 기동 장치 80는 상기 플런저 보어 73로 삽입될 수 있고 상기 캡 너트 60는 상기 지지 부재 88의 상기 나사 홈 끝단 부 96로 나사식으로 결합될 수 있어서, 도 4에 도시되고 있듯이, 상기 가변 팽창 장치 조립체 49를 완성시킨다.
만일, 상기 모듈 10이 상기 가변 팽창 장치 조립체 49와 같은 위치에서 제조된다면, 상기 캡 너트 60는 상기 팽창기 30를 상기 하우징 20에 조립할 때까지 합쳐질 필요가 없다. 상기 캡 너트 60와 기동 장치 80를 뺀 상기 가변 팽창 장치 조립체 49는 상기 미끄럼 부재 52의 상기 곡면 형상에 의해 가능한 것처럼 상기 하우징 20의 상기 첫 번째 끝단 개구부 22를 통해서 삽입된다. 상기 지지 부재 88의 상기 나사 끝단부 96는 상기 스패이싱 숄더 92가 상기 끝단 벽 18에 연결될 때까지 상기 두 번째 끝단 개구부 23을 통해 삽입된다. 다음에, 그 안에 상기 기동 장치 80를 가진 상기 캡 너트 60는 상기 하우징 20에 상기 가변 팽창 장치 조립체 49를 고정시키기 위해 상기 지지 부재 88의 나사 끝단부 96상에 나사 결합될 수 있다.
상기 기동장치 30의 작동에 앞서, 상기 에어백 27은 상기 팽창기 30 위에 포개진 상태로 저장된다. 또한, 상기 기동 장치 30의 작동에 앞서, 상기 이동부재 50는 상기 팽창기 가스배출 통로 21가 개방되도록 상기 팽창기 가스배출 통로 21와 일치하지 않게 상기 미끄럼 부 52가 정렬된 상태로 상기 전단 형상부 72에 의해 상기 제 1위치에서 상기 지지 부재 88내에 지지된다. 임의의 미리 결정된 차량과 탑승자 조건들을 감지하면, 상기 센서들(sensors)은 신호를 상기 기동 장치 80에 보내어 상기 이동부재 50가 상기 팽창기 30의 작동 동안 미리 정한 시간에서 개방되야 하는지 막혀야 되는지를 상기 기동 장치 80에 알려주게 되어 임의의 팽창기 가스량이 상기 팽창기 가스배출 통로 21를 통해 방출된다. 도 3을 참조하면, 만일 상기 기동 장치 80가 점화된다면, 상기 기동 장치 80에 의해 방출된 상기 압력파 또는 화염은 상기 플런저 70의 반응 표면 74에 대해 작용하고 순간적으로 상기 플런저 70와 이동부재 50를 상기 제 2위치으로 보낸다. 상기 플런저 70의 이동은 상기 전단 형상부 72를 파단시켜 상기 이동부재 50는 거의 순간적으로 상기 제 1위치에서 상기 제 2위치으로 이동된다. 상기 이동부재 50가 상기 제 2위치으로 이동될 때, 상기 미끄럼 부재 52는 상기 팽창기 가스배출 통로 21와 일치하도록 정렬되어상기 팽창기 가스배출 통로 21는 완전히 닫혀지고 팽창기 가스는 상기 팽창기 가스배출 통로 21 밖으로 배출되지 못한다.
이롭게도, 임의의 미리 결정된 팽창기 입구들 31은 상기 팽창기 가스배출 통로 21와 똑바로 맞게 정렬되어 상기 이동부재 50가 상기 제 1위치에 있을 때, 상기 팽창기 가스는 곧바로 상기 팽창기 가스배출 통로 21를 통해 밖으로 배출되고, 결코 상기 에어백 27을 팽창시키는데 사용되지 못한다. 이것은 팽창기 가스가 상기 측방 가스배출 통로들 24을 거쳐 지나가게 하고 심지어는 에어백 팽창 도중에 베르누이(Bernoulli) 효과에 기인하여 대기를 흡입함으로써 유용한 팽창기 가스를 강화시키도록 설계되어진 상기 측면 가스배출 통로들 24과 같은 전형적인 가스 배출통로들과는 대조를 이룬다.
다음, 동일한 측면 가스배출 통로들 24은 완전히 에어백 팽창을 한 후, 탑승자가 누르는 동안 가스를 밖으로 배출하기 위해 사용될 수 있다. 그러므로, 종래 기술의 전형적인 가스배출 통로들 24은 가변 팽창을 제공할 수 없고, 대신에 단순히 완전 에어백 팽창을 제공하고 누름 배출을 허용한다.
상기 외부에 장착된 장치 49를 사용함으로써, 상기 에어백 27으로 배출된 팽창기 가스량은 심지어 상기 단일 단계 팽창기 30를 사용하고도 이하에서 설명되는 것처럼 넓은 범위의 레벨들로 변화될 수 있다. 센서들(미도시)에 의해 미리 결정한 차량 조건들을 감지하면, 상기 팽창기 30는 작동되고, 0 밀리초(milliseconds)로 나타날 시간에 팽창기 가스를 배출하는 과정을 시작하라는 상기 신호를 받아들인다. 팽창기 30가 작동된 후, 상기 팽창기 가스가 실제로 상기 에어백 27으로 배출되기 시작하기 전에 추가적으로 몇 밀리초가 더 걸릴 것린 다는 것이 알려져 있다. 또한, 상기 팽창기 가스는 작동 후 임의의 팽창기 30에 대해 개략적으로 알려진 총 시간 주기에 걸쳐 배출된다는 것을 알 것이다. 예를 들면, 0 밀리초에서 작동된 후, 팽창기 가스는 작동후 총 60 밀리초까지 배출된다. 물론, 가스가 배출되는 시간은 상기 팽창기 30의 타입에 달려 있고, 어떠한 경우에도 상기 60 밀리초의 예로만 한정되지는 않는다. 이롭게도, 기동장치 80의 사용은 상기 기동장치 80의 점화 즉시 거의 순간적으로 상기 팽창기 가스배출 통로 21가 개방되거나 닫혀지게 할 수 있다. 그러므로, 상기 에어백 27으로 배출되는 팽창기 가스의 양은 상기 기동장치 80를 점화시킴으로써 가능하게 되는 경우, 특별히 미리 결정한 시간에서 상기 이동부재 50를 이동시킴으로써 쉽게 변화될 수 있다.
상기 이동부재 50를 이동시키기 위한 미리 결정된 시간은 하나 또는 그 이상의 센서들에 의해 감지되고, 상기 기동 장치 80로 연계되는 상기 탑승자와 차량의 미리 결정된 조건들에 따라서 결정된다. 상기 미리 결정된 조건들은 바람직하게는 상기 탑승자의 무게, 상기 탑승자의 위치, 상기 탑승자의 좌석 벨트 사용, 그리고 상기 차량 감속도(deceleration)의 크기와 방향을 포함한다. 상기 팽창기 작동시, 임의의 미리 결정된 조건들을 위해, 신호는 상기 기동 장치 80로 전달되는데 이것은 상기 기동장치에게 미리 결정된 시간을 알려주며, 이 시간에서 상기 특별한 세트의 조건들에 대해 기동장치가 점화하고, 상기 이동부재를 상기 제 1위치로부터 상기 제 2위치로 이동시킨다. 예를 들면, 상기 기동 장치 80는 상기 이동부재 50를 팽창기 작동에서 10 ms의 시간 또는 팽창기 작동에서 20 ms의 시간 또는 팽창기 작동 중의 임의의 다른 시간에 이동시키도록 점화될 수 있다.
그러므로, 만일 기동장치 80가 점화되지 않으면, 상기 이동부재 50는 상기 제 1위치에 머무르고, 상기 팽창기 가스배출 통로 21는 팽창기 가스가 배출되는 전체 시간동안 열려 있게 된다. 그런 다음, 여기서 상기 팽창기 가스의 전체 보다 적은 양이 상기 에어백 27을 채우기 위해 사용된다. 다르게는, 상기 기동장치 80는 팽창기 작동(시간 = 0)과 같은 시간에서 점화될 수 있어서 미리 결정된 최소 팽창기 가스량이 상기 가스배출 통로 21를 통해 밖으로 배출되고, 최대한의 가스량이 상기 에어백 27을 채우기 위해 사용된다.
그러므로, 각 모듈 10에 대하여, 미리 결정된 최대 배출량은 상기 팽창기 가스 배출 전체 시간동안 상기 가스배출 통로들 21이 계속적으로 개방된다면 일어나게 될 배출 최대량으로 규정될 수 있다. 상기 각 모듈10의 배출 최대량은 상기 하우징 10상의 상기 가스배출 통로들 21의 크기와 수에 의해 미리 결정된 비율(%)로 설정된다.
가장 바람직하게는, 상기 팽창기 가스배출 통로 21는 상기 팽창기 30 상의 임의의 배출구들 31과 잘 들어맞게 정렬되어 있어서 기본적으로 상기 미리 결정된 수의 배출구들 31로부터 배출된 모든 팽창기 가스가 이에 대응하는 정렬된 팽창기 가스배출 통로 21를 통해 배출되고, 에어백 팽창을 위해서는 절대 이용되지 않는다. 이롭게도, 이것은 상기 배출 최대량이 최저로 가장 적은 수의 팽창기 가스배출 통로들 21을 갖고 성취되도록 한다. 이것은 상기 가스배출 통로들 21이, 에어백이팽창된 후, 상기 에어백 27의 상기 누름 특성에 영향을 미치므로 바람직하다. 만일 상기 가스배출 통로들 21이 최소수로 최대 배출량을 가능하게 한다면, 탑승자의 상호작용시, 에어백 27의 팽창이 가장 적게 영향을 받게 될 것이다. 탑승자 누름은 상기 하우징 상의 측면 가스배출 통로 24에 의하거나, 또는 상기 에어백 27 상의 배출통로들(미도시)에 의한 것처럼 다른 방식들로 조정될 수 있다. 다르게는, 상기 팽창기 가스배출 통로 21는 최대 팽창기 가스 배출 뿐 아니라 탑승자 누름에 대해서도 바람직한 크기로 조정될 수도 있다.
상기 가스배출 통로 21의 크기와 위치지정에 의한 상기 모듈 10의 최대 배출 비율을 결정한 후에, 상기 배출 최대량과 배출 최소량(전형적으로 0)사이의 어떠한 변화값이 팽창기 30 작동 도중의 미리 결정된 시간에 상기 이동 부재 50를 이동시킴으로써 얻어질 수 있다.
이것은 도 7을 참조하면 이해될 수 있다.
도 7은 대략 40% 최대 배출을 갖고 있는 일반적인 모듈에 대한 일반적인 팽창곡선들을 도시한다. 그러나, 상기 일반적인 곡선들의 형상은 임의의 최대 배출량에 대해서 같을 것이다. 상기 곡선들은 상기 팽창기 30가 실제로 일반적인 모듈에서 밀리초 단위로 가스를 배출하는 시간에 대한 상기 에어백 27으로 전달되는 최대 팽창기 배출의 비율(%)을 나타내며, 상기 가스배출 통로 21는 상기 이동부재 50가 상기 제 1위치에 있을 때 보통 개방된다.
예를 들면, 곡선 a′은 상기 이동부재 50가 상기 전체적인 팽창기 작동 중 제 1위치에 있을 때를 나타낸다. 곡선 a′는 상기 가스배출 통로 21가 결코 닫히지않을 때, 단지 상기 팽창기 가스 배출의 60%만이 팽창을 위해 상기 에어백 27으로 전달되고, 40% 또는 상기 최대량이 상기 하우징 20 내에서 상기 팽창기 가스배출 통로 21를 통해 배출된다는 것을 도시한다. 상기 범위의 다른 끝단에서, 곡선 e′는 상기 이동부재 50가 상기 전체 팽창기 작동 중 상기 제 2위치으로 이동되는 상황을 도시한다. 곡선 e′는 상기 가스배출 통로 21가 0 ms 또는 대략 상기 팽창기 30가 작동되는 동일 순간에서 닫힐 때, 100% 팽창기 배출이 상기 에어백 27으로 전달된다는 것을 도시한다. 상기 40%의 최대 배출은 상기 가스배출 통로 21의 크기와 위치 상에 근거하여 미리 결정된 양이고 변경될 수 있다고 생각되어진다. 곡선 d ′는 상기 이동부재 50가 팽창기 30의 작동중 미리 결정된 20 ms의 시간에 상기 제 2위치으로 이동될 때, 상기 약 90%의 팽창기 가스 배출이 상기 에어백 27으로 전달되고, 상기 10%의 팽창기 가스가 상기 가스배출 통로 21를 통해 배출된다는 것을 기술한다. 곡선 c′는 상기 이동부재 50가 팽창기 30의 작동중 미리 결정된 30ms의 시간에서 상기 제 2위치으로 이동되어 상기 약 80%의 팽창기 가스 배출이 상기 에어백 27으로 전달되고 상기 20%의 팽창기 가스가 상기 팽창기 가스배출 통로 21를 통해 배출된다는 시나리오(scenario)를 보여준다. 마지막으로, 곡선 b′는 상기 이동부재 50가 팽창기 30의 작동중 미리 결정된 40 ms 의 시간에서 제 2위치로 이동되어 상기 약 70%의 팽창기 가스 배출이 상기 에어백 27으로 전달되고 상기 약 30%의 팽창기 가스가 상기 팽창기 가스배출 통로 21를 통해 배출된다는 시나리오를 보여준다. 상기 곡선들은 단지 실시예이며, 많은 다른 팽창 변화들이 가능하며 이것들은 상기 배출 최대량과 상기 기동장치 80가 상기 이동부재 50를 이동시키기 위해점화되는 시간에 달려있음을 알 것이다. 상기 배출은 상기 적절한 수의 가스배출 통로들 21을 가지고, 0%부터 100%가지 변화될 수 있음을 알 것이다.
그러므로, 상기 에어백 27 팽창의 가변레벨들은 적어도 한 개의 팽창기 가스배출 통로 21와 결합하여 단지 단일 레벨의 가스 배출만을 가진 단일 팽창기 30를 사용함으로서 달성될 수 있으며, 이러한 한 개의 팽창기 가스배출 통로 21는 팽창기 가스 배출동안 기동 장치 80의 작동에 따른 이동부재 50에 의한 미리 결정된 시간에서 바람직하게는 완전히 개방되거나 완전히 닫혀짐을 알 수 있다. 거의 순간적인 상기 이동부재 50의 제어는 상기 차량 센서들로부터 받아들인 상기 신호에 거의 순간적으로 반응하는 상기 기동 장치 80의 사용에 의해 가능해진다. 상기 기동 장치 80는 팽창기 30의 수명동안 단지 한번 사용되어지는 것이 요구되기 때문에, 소모성으로 될 것이다.
상기 기동 장치 80는 이롭게도 종래의 점화기 대신에 기계적인 이동을 생성하도록 사용되어져 왔다. 상기 이동부재 50는 상기 모듈10의 수명동안 단지 한번 이동될 필요가 있고, 그러므로 상기 소모성 장치 80의 사용이 가능할 것임을 알 것이다. 또한, 이 시스템은 상대적으로 간단하며 경비 절감적이고 경량의 해결책을 제시하며, 단일 레벨의 팽창기 30로 부터 가변 레벨의 에어백 27 팽창을 제공할 수 있다. 이롭게도, 상기 가변 팽창 장치 49는 비록 상기 추가적인 차량 센서들이 상기 차량과 탑승자 조건들을 여전히 감지할 필요가 있지만, 종래의 단일 단계 팽창기 30를 멀티-레벨 팽창기로 바꾸려는 변경 없이도 종래의 팽창기 30에 부가적으로 장착될 수 있다. 또한, 이롭게도, 본 발명은 단지 한번 이동되는 소모성 부품을 사용하므로써 수많은 이동 사이클들에 걸친 신뢰성이 문제되지 않는다. 게다가, 상기 팽창기 가스배출 통로 21는 완전히 개방되거나 닫혀져서 상기 이동부재50는 재빨리 점화될 수 있다. 상기 가스배출 통로들 21을 부분적으로 개방하거나 부분적으로 닫기 위해 필요한 상기 이동부재 50의 미세한 이동은 없다.
당업자는 본 청구항들의 범위와 사상내에서 보여지는 상기 바람직한 실시예에 변경을 가할 수 있을 것이다. 예를 들면, 비록 상기 팽창기 30가 바람직하게는 단일 단계 팽창기라고 할지라도, 상기 단일 단계 팽창기를 사용하는 것만으로 제한되지 않는다. 본 발명은 또한 만일 필요하다면, 이중-단계 또는 멀티-단계 팽창기가 사용될 수 있으나, 거의 모든 레벨에서 가변 팽창성을 제공하는 것이 필수적인 것은 아니다. 그리고, 비록 단지 하나의 이동부재 50, 하나의 가스배출 통로 21, 그리고 하나의 장치 80가 도시되었지만, 추가적인 장치들 80, 가스배출 통로들 21, 및 이동부재들 50이 임의의 모듈 10상에 제공될 수 있음을 알 것이다. 비록, 상기 팽창기 가스배출 통로 21가 바람직하게는 상기 바닥벽 16에서 도시되어 있다고 할지라도, 상기 팽창기 가스배출 통로 21는 상기 팽창기 30의 임의의 구멍들 31과 잘 맞게 정렬되는 한, 상기 하우징 상의 어느 곳에서나 위치될 수 있음을 알 것이다.
비록, 상기 실시예는 팽창기 작동전에 제 1위치에서 상기 팽창기 가스배출 통로 21를 개방하고, 상기 기동 장치 80의 작동에 따라 상기 제 2위치으로 이동된 미리 결정된 시간에서 상기 팽창기 가스배출 통로 21를 닫는 이동부재 50를 도시한다고 할지라도, 상기 이동부재 50는 교대로 팽창기 작동에 앞서서 상기 제 1위치에서 상기 배출구 통로 21를 닫고, 상기 기동 장치 80를 점화하면 상기 제 2위치으로이동될 때, 팽창기 작동 중 미리 결정된 시간에서 상기 가스배출 통로 21를 개방할 수 있다.
도 5와 6은 본 발명의 변경 실시예를 도시하는 것으로, 이는 일반적으로 도 1 내지 3의 실시예와 비슷하며, 동일 번호를 갖고 있는 동일 구성부품들에 대해서는 동일한 설명을 갖는다. 상기 실시예에서 주요한 차이는 도 1 내지 4의 실시예로부터 상기 스패이싱 숄더 92가 상기 하우징20에 대해 상기 지지 부재를 위치시키기 위해 상기 지지 부재 88에 걸쳐 미끄러져 들어맞는 스패이싱 링92′으로 교체된 점이다.
본 발명의 또 다른 변경 실시예를 도 8을 참조하여 이하에서 설명한다. 도 8의 실시예는 100씩 증가된 유사한 참조부호들을 사용하여 기술될 것이다. 간략하게, 도 8의 실시예는 상기 이동부재 150가 상기 팽창기 130의 디퓨저부 133에 추가적으로 합쳐진다는 점에서 상기 실시예들과 다르다.
도 8을 참조하면, 에어백 모듈 110은 차량 탑승자(미도시)의 보호를 위해 차량(미도시)내에 장착된다. 상기 모듈 110은 하우징 120, 팽창성 에어백 127, 그리고 상기 에어백 27을 팽창하기 위한 가스를 생성하는 팽창기 130를 포함한다. 그리고, 상기 모듈 110은 상기 팽창기 130상에 장착되고 에어백 팽창을 위해 유용한 팽창기 가스량을 조절하기 위해 사용되며, 상기 하우징 120에 상기 팽창기 130를 장착하기 위해 사용되는 가변 팽창 장치 149를 추가 포함하며, 이에 대해서는 후에 보다 상세히 설명한다.
상기 하우징 120은 바닥벽 116으로써 연결된 대향하는 측벽들(미도시)과 대향하는 끝단 벽들 117,118을 포함한다. 상기 끝단 벽 117은 조립 중에 여길 통해 상기 팽창기 130와 가변 팽창 장치 149를 받아들이기 위한 확대된 첫 번째 끝단 통로 122를 포함한다. 그리고, 상기 다른 끝단 벽 118은 바람직하게는 상기 가변 팽창 장치 149의 구성부품들을 장착하기 위해 상기 첫 번째 끝단 통로 122보다 작은 두 번째 끝단 통로 123를 포함한다. 상기 측벽들 114,115와 끝단 벽들 117,118은 공동으로 상기 에어백 127이 전개되는 하우징 통로 119를 형성한다. 상기 하우징 120은 바람직하게는 상기 팽창기 130의 바닥벽 116 내에 위치되고, 상기 팽창기 130의 바닥에 특별히 미리 결정된 배출구들 131과 바로 들어맞게 정렬된 하나 또는 그 이상의 직접 팽창기 배출 통로들 121을 추가 포함한다.
도 8에서 잘 도시되고 있듯이, 상기 팽창기 130는 상기 에어백 127을 팽창시키기 위해 팽창기 가스를 생산하는 임의의 종래 구조일 수 있다. 이롭게도, 상기 팽창기 130는 바람직하게는 상기 에어백 127을 팽창시키기 위한 단일 레벨에서 팽창기 가스를 방출하는 단일 단계 팽창기 130이다. 상기 팽창기 130는 일반적으로 실린더 형 몸체부 136를 갖추고, 상기 하우징 120 내에서의 삽입을 위해 상기 끝단 벽 117에서 상기 첫 번째 끝단 통로 122를 통해 삽입할 수 있다. 상기 팽창기 130는 또한 다수의 배출구들 131을 포함하고 이것들은 바람직하게는 상기 팽창기 130의 디퓨져 부 133 주위의 주변을 둘러싸게 공간을 유지한다. 바람직하게는, 임의의 미리 결정된 배출구들 131은 일반적으로 상기 하우징 120의 상기 바닥벽 116에서 이에 대응하는 직접 팽창기 가스배출 통로들 121에 꼭 들어맞게 정렬된다. 상기 팽창기 130는 첫 번째 끝단 134과 상기 디퓨져 부 133가 위치되는 반대편 두 번째 끝단 135을 포함한다. 상기 팽창기 130의 두 번째 끝단 135은 상기 가변 팽창 장치 149가 부착될 수 있고 상기 이동부재 150를 위해 정지 표면으로서 작용하는 거의 편평한 머리부 132를 포함하며, 이에 대해서는 후에 보다 상세히 설명하기로 한다. 상기 팽창기 130의 두 번째 끝단 135은 다음에 더 상세히 기술되듯이, 상기 가변 팽창 장치 149에 의해 상기 하우징 120에 효과적으로 연결된다.
상기 에어백 127은 상기 팽창기 가스가 배출되는 즉시 팽창하기 위한 임의의 종래의 구조일 수 있다. 상기 팽창기 130가 작동하면, 상기 에어백 127은 상기 가변 팽창 장치 149에 의해 지시 받은 대로 미리 결정된 팽창기 가스량으로 채워지고 상기 차량 탑승자의 보호를 위해 상기 하우징 통로 119를 통해 전개한다(deploy out). 상기 에어백 127의 입구부 129로 봉합된 완충 리테이너(retainer) 128는 상기 하우징 120의 림 부 126로 상기 에어백 127을 부착하도록 사용될 수 있다.
상기 가변 팽창 장치 149는 이동부재 150, 지지 부재 188 그리고 기동 장치 180를 포함한다. 상기 지지 부재 188는 바람직하게는 속이 빈 관 형상을 갖는다. 상기 지지 부재 188는 상기 이동부재 150와 상기 기동 장치 180가 조립 중에 삽입될 수 있는 축 방향 통로 189를 형성하는 내벽들 195을 포함한다. 상기 지지 부재 188는 바람직하게는 상기 두 번째 끝단 135에서 상기 팽창기 130의 상기 디퓨져 부 133의 상기 머리부 132에 직접 연결된 플랜지 부 191를 갖는 첫 번째 지지 끝단 190을 포함한다. 상기 플랜지 부 191는 용접과 같은, 임의의 적당한 방법에 의해 연결되고, 상기 지지 부재 188는 바람직하게는 금속 재료로 만들어진다. 상기 플랜지부 191는 상기 디퓨져 부 133의 머리부 132 바로 위에 용접된 만곡부 198를 포함하고, 상기 디퓨져 부 133의 측벽 137에 부착된 직선부 199를 포함한다. 상기 지지 부재 188는 상기 하우징 120의 상기 두 번째 끝단 통로 123와 대략 같은 크기이므로 상기 지지 부재 188는 조립 중에 상기 하우징 120의 상기 두 번째 통로 123로 압입되어 맞춰진다. 상기 지지 부재 188는 상기 기동 장치 180가 압입고정에 위해 삽입될 수 있는 캡 개구부 162를 포함한다.
도 8에 잘 도시되고 있듯이, 상기 디퓨져 부 133는 상기 머리부 132 내에 안내 구멍 193을 포함한다. 상기 안내 구멍 193은 상기 디퓨져 부 133의 내측 상에 임의의 미리 결정된 구멍들 131에 인접하여 위치된다. 상기 안내 구멍 193은 다음에 더 상세히 기술되듯이, 상기 기동 장치 180의 작동시, 상기 이동부재 150의 삽입이 임의의 미리 결정된 팽창기 구멍들 131을 막게 한다. 상기 지지 부재 188는 상기 지지 부재 188를 상기 하우징 120에 상대적으로 위치조정하고 상기 안내 구멍 193을 적절히 위치 조정하기 위해 위치조정부(orientation feature)를 포함할 수 있다.
상기 가변 팽창 장치 149는 바람직하게는 플래스틱 재료로 일체형으로 구성되고 일반적으로 실린더 형상을 갖고 있는 상기 이동부재 150를 추가 포함한다. 본 실시예의 이동부재 150는 플런저로서 작용하여, 하나의 부품이 필요없게 되고 상기 이동부재 150가 종전의 플런저와 하나의 부품으로 된다. 상기 이동부재 150는 플런저 부 170와 미끄럼 부 72를 포함한다. 상기 이동부재 150는 지지부재 188내에 안착되고, 바람직하게는 부착 혹은 스냅 결합과 같은 것에 의해서 상기 기동장치 180에 적절히 결합되는 제 1단부 176를 바람직하게 갖는다. 상기 이동부재 150는 축방향 개구부 189보다 작은 크기를 갖추어 상기 이동부재 150가 지지부재 188의 내측 벽들 195에 대하여 활주가능하다. 상기 기동 장치 180가 작동하면, 상기 플런저 170와 미끄럼 부 152는 상기 미끄럼 부 152가 정지 표면으로서 작용하는 상기 디퓨져 부 133의 상기 후방 디퓨져 벽 138과 결합할 때까지 상기 지지 부재 188 내에서 미끄러진다. 또한, 상기 플런저 부 170는 바람직하게는 상기 기동 장치 180가 작동하기에 앞서 안치되는 축방향 플런저 보어 173를 포함한다. 상기 플런저 170의 반응 표면 174은 상기 축방향보어 173의 바닥에 위치된다. 상기 이동부재 150는 또한 조립 중에 상기 미끄럼 부 152의 적절한 정렬을 위한 위치 조정부를 포함한다.
상기 미끄럼 부 152는 바람직하게는 본 실시예에서 상기 이동부재 150를 제공하기 위한 상기 플런저 부 170에 일체형으로 구성된다. 상기 미끄럼 부 152는 일반적으로 평면이고, 바람직하게는 상기 디퓨져 부 133의 곡률을 따르며, 상기 디퓨져 부 133상의 상기 안내 구멍 193으로 수용되어 지도록 된 형상이다. 상기 이동부재 150는 상기 팽창기 가스배출 통로 121와 팽창기 입구 131에 대해 이동가능하여 상기 에어백 127으로 배출되는 팽창기 가스량과, 상기 하우징 120의 상기 팽창기 가스배출 통로 121를 통해 방출되는 팽창기 가스량을 조절하기 위해 미리 결정된 시간에 상기 팽창기 가스배출 통로 121를 개방과 밀폐시킨다. 상기 이동부재 150의 미끄럼 부 152는 팽창기 가스배출 통로 121와 임의의 미리 결정된 배출 구멍들 131 사이에서 수직으로 정렬되어 있다. 상기 이동부재 150는 실선으로 도시된 제1 위치에 위치되면, 상기 팽창기 가스배출 통로 121는 에어백 팽창을 위해 유용한 상기 가스량을 감소시키도록 개방된다. 도 8은 점선으로 표시되어 제 2 위치에 있는 상기 미끄럼 부 152를 도시하며, 이 위치는 상기 이동부재 150가 상기 팽창기 가스배출 통로 121를 막고 상기 에어백 127의 완전 팽창을 가능하게 하는 닫친 상태이다.
상기 플런저 부 170의 상기 벽 부 176를 상기 기동 장치 180에 고정시키는 것은 상기 지지 부재 188내에서 첫 번째 제1 위치에 상기 이동 부재 150를 지지하는 것이다. 상기 제 1 위치에서, 상기 미끄럼 부 152는 바람직하게는 상기 하우징 120 상의 상기 팽창기 가스배출 통로 121와 맞게 정렬되지 않아서 상기 팽창기 가스배출 통로 121는 초기 에어백 팽창을 위해 유용한 팽창 가스의 감소 조절을 위해, 바람직하게는 상기 팽창기 130의 작동에 앞서 완전히 개방되는 것을 알 것이다. 상기 기동 장치 180가 작동하면, 상기 플런저 부 170는 상기 반응 표면 174상의 상기 기동 장치 180의 힘에 의해 상기 기동 장치 180로부터 떨어지고 상기 이동부재 150는 제 2 위치로 이동가능하고 이 위치에서 상기 미끄럼 부 152는 상기 하우징 120 상의 상기 팽창기 가스배출 통로 121와 정렬된다. 그러므로, 상기 이동부재 150가 상기 제 2위치에 있을 때, 상기 팽창기 가스배출 통로 121는 완전히 막히게 되어 모든 팽창 가스는 에어백 팽창에 사용된다.
상기 기동 장치 180 또는 발사 장치(squib)는 바람직하게는 차량 센서들(미도시)로부터의 신호를 받아들이는 즉시 점화되는 화학제품을 포함한다. 와이어(미도시)는 상기 기동 장치 180를 작동시키기 위해 상기 센서들로부터 상기 기동 장치 180로 신호를 전달한다. 작동시, 상기 기동 장치 180는 압력파를 발생시키며 이것은 상기 플런저 부 170의 반응 표면 174에 대해 가압하고 상기 이동 부재 150를 상기 제 1 위치부터 상기 제2 위치으로 재빨리 강제 이동시킨다. 이롭게도, 상기 기동 장치 180는 압력파를 거의 순간적으로 바람직하게는 작동 후에 1 ms보다 적은 시간내에 발생시킨다. 그러므로, 상기 기동 장치 180를 점화하면, 상기 이동부재 150는 상기 가스배출 통로들 121이 완전히 개방되는 상기 제1 위치에서 상기 가스배출 통로들 121이 완전히 닫혀지는 상기 제 2 위치으로 거의 순간적으로 이동된다.
이롭게도, 임의의 미리 결정된 팽창기 입구들 131은 상기 팽창기 가스배출 통로 121와 똑바로 맞게 정렬되어 상기 이동부재 150가 상기 제 1 위치에 있을 때, 상기 팽창기 가스는 곧바로 상기 팽창기 가스배출 통로 121를 통해 밖으로 배출되고 결코 상기 에어백 127을 팽창시키는데 사용되지 않는다.
상기 가변 팽창 장치 149를 사용함으로써, 상기 에어백 127으로 배출된 팽창기 가스량은 상기 단일 단계 팽창기 130를 갖고도, 도 1 내지 3과 7에 관련하여 기술되는 것처럼, 넓은 범위의 레벨들로 변화될 수 있다.
당업계의 숙련한 자는 본 청구항들의 범위와 사상내에서 보여지는 상기 바람직한 실시예에 변형들을 가할 수 있다. 예를 들면, 비록 상기 팽창기 130가 바람직하게는 단일 단계 팽창기라고 할지라도, 그것은 단일 단계 팽창기로 제한되지 않는다. 또한, 본 발명은 필요하다면, 이중-단계 또는 멀티-단계 팽창기를 가지고 사용될 수 있으나, 거의 모든 레벨에서 가변 팽창성을 제공하는 것이 필수적인 것은 아니다. 비록 단지 하나의 이동부재 150, 하나의 가스배출 통로 121, 그리고 하나의 기동 장치 180가 도시되었다 할지라도, 추가적인 기동 장치들 180, 팽창기 가스배출 통로들 121, 그리고 이동부재들 150이 임의의 모듈110 상에 위치될 수 있다. 비록 상기 팽창기 가스배출 통로 121가 바람직하게는 상기 바닥벽 116에서 도시되었다 할지라도, 상기 팽창기 가스배출 통로 121는 상기 팽창기 130의 임의의 구멍들 131과 잘 맞게 정렬되는 한, 상기 하우징 120 상의 어느 곳에서나 위치될 수 있는 것이다.
비록 상기 실시예는 제1 위치에서 팽창기 작동에 앞서 상기 팽창기 가스배출 통로 121를 개방하고, 상기 기동 장치 180의 작동시 제2 위치으로 이동될 때의 미리 결정된 시간에 상기 팽창기 가스배출 통로 121를 닫는 상기 이동부재 150를 도시하였지만, 상기 이동부재 150는 이와는 다르게 팽창기 작동에 앞서서 제 1위치에서 상기 배출구 통로 121를 닫고, 상기 기동 장치 180를 점화하여 제2 위치으로 이동될 때, 팽창기 작동 중 미리 결정된 시간에서 상기 가스배출 통로 121를 개방할 수도 있음을 알 것이다.

Claims (17)

  1. 에어백 (27);
    상기 에어백 (27)을 팽창시키는 팽창 가스를 배출하도록 작동되고, 팽창기 가스가 배출되는 적어도 하나의 배출구(31)를 갖는 팽창기(30);
    상기 배출구(31)에 맞춰 정렬된 적어도 하나의 팽창기 가스배출 통로(21)를 포함하는 하우징(20); 그리고
    상기 팽창기(30) 상에 장착되고, 상기 가스배출 통로(21)에 맞춰 정렬되는 이동부재(50)에 대해 힘을 제공하기 위한 기동장치(80)를 가지는 지지부재(88)를 포함하며, 상기 이동부재(50)는 상기 에어백 (27)으로 배출되는 팽창기 가스의 양과 상기 하우징(20)의 상기 가스 배출 통로(21)를 통해 방출되는 팽창기 가스의 양을 조절하기 위하여, 팽창기 작동 중의 미리 결정된 시간에 상기 가스배출 통로(21)를 개방하고 막기 위해 상기 가스배출 통로(21)에 대해 이동할 수 있도록 하며, 상기 기동장치의 힘이 상기 이동부재를 움직이도록 하는 가변 팽창 장치(49)를 포함하는 에어백 모듈(10).
  2. 제 1항에 있어서,
    기동장치(80)는 팽창기(30) 작동중 미리 결정된 시간에 상기 가스 배출 통로(21)에 대해 상기 이동부재(50)를 이동시키도록 상기 팽창기(30)의 작동 도중에 작동가능한 것을 특징으로 하는 에어백 모듈(10).
  3. 제 1항에 있어서, 상기 하우징(20) 상의 상기 가스배출 통로(21)와 상기 팽창기(30) 상의 상기 배출구(31)는 서로 직접 정렬되어 상기 이동부재(50)가 상기 가스배출 통로(21)를 개방하기 위해 위치될 때, 배출구(31)로부터 방출되는 모든 상기 팽창기 가스는 상기 가스배출 통로(21)를 통해 방출되는 것을 특징으로 하는 에어백 모듈(10).
  4. 제 1항에 있어서, 상기 가변 팽창 장치(49)는 반응 표면(74)을 갖고 있는 플런저(70)를 포함하고, 상기 이동부재(50)는 상기 플런저(70)에 부착되며, 상기 기동 장치(80)는 상기 이동부재(50)가 상기 가스배출 통로(21)에 대해 이동하도록 상기 플런저(70)의 상기 반응 표면(74)에 대해 압력을 생성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 에어백 모듈(10).
  5. 제 1항에 있어서, 상기 이동부재(50)는 상기 기동 장치(80)의 작동에 앞서 상기 하우징(20) 내의 상기 가스배출 통로(21)를 개방하는 것을 특징으로 하는 에어백 모듈(10).
  6. 제 1항에 있어서, 상기 이동부재(50)는 상기 가스배출 통로(21)를 개방하기 위한 제 1 위치에 위치되어 적어도 상기 팽창기 가스의 일부분이 상기 가스배출 통로(21)를 통해 정상적으로 방출되고, 상기 이동부재(50)는 에어백 (27)으로 배출되는 상기 팽창기 가스량을 증가시키기 위하여 팽창기(30)의 작동도중의 미리 결정된 시간에 상기 가스배출 통로(21)를 막기 위한 제2 위치로 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 에어백 모듈(10).
  7. 제 1항에 있어서, 상기 하우징(20) 상의 상기 가스배출 통로(21)와 상기 팽창기(30)상의 상기 배출구(31)는 서로 맞게 정렬되어 상기 이동부재(50)가 상기 가스배출 통로(21)를 개방하기 위한 제 1 위치에 있을 때, 상기 배출구(31)로부터 방출되는 모든 팽창기 가스가 상기 가스배출 통로(21)를 통해 방출되는 것을 특징으로 하는 에어백 모듈(10).
  8. 제 1항에 있어서, 상기 이동부재(50)는 상기 하우징(20)의 벽과 상기 팽창기(30) 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 에어백 모듈(10).
  9. 제 1항에 있어서, 지지 부재(88)는 상기 하우징에 상기 팽창기(30)의 단부를 연결하는 것을 특징으로 하는 에어백 모듈(10).
  10. 제 9항에 있어서, 상기 가변 팽창 장치(49)는 제1 및 제2 위치들 사이에서 이동하기 위해 상기 지지 부재(88) 내에서 미끄러지도록 장착된 플런저(70)를 포함하고, 상기 이동 부재(50)는 플런저(70)에 결합됨을 특징으로 하는 에어백 모듈(10).
  11. 제 10항에 있어서, 상기 플런저(70)는 상기 제 1위치에서는 상기 플런저(70)를 지지하고, 상기 제 2위치로 상기 플런저(70)를 이동시키기 위해서 파단되는 전단 형상부(72)를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어백 모듈(10).
  12. 제 9항에 있어서, 상기 지지 부재(88)는 상기 지지 부재(88)의 하우징(20)으로의 삽입을 제한하기 위한 스패이싱 숄더(spacing shoulder)(92)를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어백 모듈(10).
  13. 제 9항에 있어서, 상기 지지 부재(88)는 상기 이동부재(50)의 이동을 안내하기 위한 상부와 하부 안내 구멍들(93, 94)을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어백 모듈(10).
  14. 제 1항에 있어서, 상기 팽창기(30)는 디퓨져부(diffuser)(33)를 포함하고, 상기 가변 팽창 장치(49)는 그 안에 상기 이동부재(50)를 받아들이기 위한 안내 구멍(93)을 상기 디퓨져 부(33) 내에 포함하는 것을 특징으로 하는 에어백 모듈(10).
  15. 제 1항에 있어서, 상기 하우징은 상기 이동부재(50)에 의해서 차단되지 않는 측면 가스 배출 통로들(24)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에어백 모듈(10).
  16. 지지부재(188)내에 가변 팽창 장치(149)를 장착하는 단계;
    팽창기의 팽창율의 변경 여부를 결정하는 단계; 그리고
    상기 이동부재의 표면(174)에 압력파를 제공하기 위해 위치된 기동장치(180)를 작동시킴으로써 제1위치에서 부터 제2위치로 가변 팽창 장치의 이동부재(150)를 위치 재조정시키고, 상기 이동부재의 미끄럼 부(152)는 디퓨저(133)의 최소 하나의 디퓨저 출구(131)를 막음으로써 상기 이동부재가 제1위치에서 부터 제2위치로 이동할 때 에어백 모듈의 팽창율을 증가시키는 단계를 포함하는 에어백 모듈의 팽창율을 변경하기 위한 방법.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 이동부재(150)는 상기 기동장치(180)를 작동시킴으로써 제 2위치에서 부터 제 1위치로 위치 재조정시킴으로써 상기 이동부재가 제 2위치에서 부터 제 1위치로 이동할 때 상기 에어백 모듈의 팽창율을 감소시키는 것을 특징으로 하는 방법.
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