KR100583839B1 - 이중 레벨 팽창기 - Google Patents

이중 레벨 팽창기 Download PDF

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그레이스트다톤이.3세
디간기스코트조셉
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아틀랜틱 리서치 코퍼레이션
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Abstract

이중 레벨 팽창기(10)는 비용 효과, 크기, 안전성 및, 성능을 최적화하면서 에어 백 팽창의 적어도 두 가지의 상이한 속도 및, 레벨을 만들도록 제공된다. 이중 레벨 팽창기는 결합된 개스 발생기 통 조립체(16)를 구비하는데, 이것은 공통의 베이스에 연결되고 그리고 팽창기 외측 하우징(12) 안에 형성된 챔버(14)내에 위치한 개스 발생 물질의 두개의 통을 구비한다. 결합된 조립체는 외측 하우징 상에 용이하게 이전될 있으며 장착될 수 있다. 결합된 조립체의 각 통은 각 통의 공동과 외측 하우징의 챔버 사이에서 직접적인 교통을 가능하게 하는 통공들을 구비한다. 결과적으로, 각 통 안에 위치한 발생 물질은 외측 하우징 챔버 안의 조건에 직접적으로 노출된다. 이러한 조립체는 저장된 개스가 이용할 수 있는 체적을 극대화시키고, 하나의 통의 점화와 에어 백의 팽창 이후에, 나머지 통은 낮은 압력 환경, 즉, 직접적으로 연결된 챔버 안에서 효과적으로 연소될 수 없는 발생 물질의 선택과 조합된 이전의 챔버 감압에 기인하여 에어 백을 재팽창 시킴이 없이 점화될 수 있다는 유리하다. 이러한 이중 팽창기는 또한 우발적인 점화를 방지하도록 시일 수단 및, 장치를 구비하는데, 상기 장치에 의해서 하나의 통 안에 형성된 복수개의 통공들은 다른 통 안의 통공들에 대하여 위치되어 한 세트의 통공들로부터 유동되는 개스가 다른 통의 통공들에 도달하기 이전에 챔버 안의 불활성 개스에 의해서 충분히 냉각되고, 그에 의하여 나머지의 발화되지 않은 통 안에 있는 발생 물질의 열적으로 유도된 우발적인 점화를 방지한다.

Description

이중 레벨 팽창기{Dual level inflator}
본 발명은 전체적으로 개스 발생기를 구비하는 팽창기 장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는 상이한 속도와 레벨에서 개스를 선택적으로 배출함으로써, 에어 백이나 또는 팽창 가능한 안전용 억제 장치 유형등이 상이한 센서 입력에 따라서 상이한 출력 레벨로 전개될 수 있게 하는 이중 레벨 팽창기에 관한 것이다.
최근에 이르기까지, 승객의 체격, 위치, 좌석 벨트의 사용 및, 충돌시의 차량 속도와 같은 변수에 따라서, 에어 백 제한 시스템과 같은 안전 장치의 팽창량과 비율을 제어하려는 요구가 있어왔다.
좌석 점유자에게 최적의 보호를 제공하기 위하여, 상이한 레벨의 출력이 에어 백 팽창기로부터 요구되었다. 예를 들면, 체격이 크고 벨트를 매지 않은 사람의 고속 충돌시에, 에어 백의 완전한 급속 팽창이 가장 좋은 억제를 제공하도록 필요하였다. 보다 작은 체격의 점유자 또는 심지어는 제자리에 앉지 않은 점유자의 저속 충돌시에는, 부주의하게 점유자를 부상시키지 않으면서 여전히 충분한 팽창을 제공하여 억제를 제공하도록 보다 느린 속도의 팽창이 필요하다.
두가지 레벨의 팽창을 달성하기 위하여, 트로우브리지등에 허여된 미국 특허 제 3,773,353 호에서는 두개의 분리된 장약이 제공되어 느린 팽창이 필요한 경우에 는 하나만을 점화하고 고속의 충돌시에는 두개를 점화함으로써, 그러한 상황하에서 필요한 에어 백의 매우 급속한 팽창 및, 전개를 달성한다. 이러한 장치에서는 장약이 저장조내에 배치되며, 이것은 무독성 개스로써 압력하에 충전되어 있다. 이러한 하우징은 두개의 장약중 제 1 의 것이 폭발되었을때 피스톤과 로드 유형의 장치에 의해서 천공된다. 그러나 이러한 장치는 상대적으로 복잡하며, 따라서 상대적으로 비싸다는 단점이 있다. 예를 들면, 3 개 이상의 파열 플레이트 장치가 필요하다. 또한, 장약은 각각 내측 하우징과 개별의 파열될 수 있는 폐쇄부에 의해 저장조 및, 저장조 개스로부터 격리된다.
알레만에게 허여된 미국 특허 제 3,905,515 호는 다른 2 단계 팽창기 조립체를 개시하는데, 이것은 두개의 분리된 장약을 사용하고 무독성 개스를 압력하에 저장하도록 사용되는 챔버안에 장약을 배치한다. 그러나, 이러한 장치는 특허 제 3,773,353 호에서 보다 훨씬 복잡하다. 이러한 장치에서는 파열 디스크의 일부가 슬라이드 가능한 밸브 부재의 헤드를 형성하는데, 이것은 배출 통로의 안으로 돌출될 수 있어서 부분적으로 개스의 유출을 쓰로틀(throttle)시켜서 두개의 장약중 하나 또는 모두의 폭발이 이어진다.
이중 레벨 팽창기 디자인에서의 다른 중요한 관점은 사용 이후에 팽창기 조립체의 처분 가능성인데, 예를 들면 팽창기 조립체가 처분을 위해서 제거되거나 또는 전체 차량이 폐차되었을때와 같은 사용의 이후에 그러하다. 이중 레벨 장치에 있어서, 예를 들면 저속 충돌에 대한 반응으로 하나의 개스 발생기가 점화되었다면, 다른 발생기는 점화될 수 있게 유지됨으로써, 아마도 제거되거나 또는 차량에 보관되는 동안 잠재적인 안전상의 관심을 가지게 한다. 우발적으로 점화된다면, 제 2 의 발생기는 고온의 고압 개스를 발생시킬 수 있다.
이러한 이유로, 단지 하나의 발생기가 전개되는 시나리오의 경우에, 제 2 의 발생기도 순간적인 충돌의 이후이기는 하지만 충돌 이후에 예를 들면 최대 100 밀리초인, 충돌 사건 이내에 여전히 전개되는 것이 바람직스럽다. 이러한 경우에, 백이 다시 팽창하지 않고 점유자에게 충격을 가하지 않도록 에어 백 안으로 가능한 한 적은 출력을 제공하는 것이 중요하다.
부카난에게 허여된 유럽 특허 공보 제 800965 호는 주 챔버를 형성하는 구형 하우징과 주 챔버 안에 장착된 두개의 가열 장치를 구비하는 팽창기를 개시한다. 가열 장치는 광범위의 성능을 달성하도록 순차적으로 작동된다. 결과적으로, 가열 장치 안의 압력은 장벽 쉘을 파열시키기에 충분한 레벨로 상승하여야 한다. 또한, 팽창기에서 통상적으로 사용되는 개스 발생제의 특성에 기인하여, 개스 발생제는 보다 큰 압력하에서 보다 급속하게 연소하여 증가된 가열 및/또는 개스 발생을 야기한다. 이러한 팽창기가 2 중 모드에서 작동되어 단지 하나의 가열 장치가 저속 충격에 대응하여 작동되었다면, 나머지 개스 발생기의 의도적인 또는 우발적인 점화는 에어 백을 다시 팽창시키기에 충분할 수 있다.
또한, 가열 장치가 저장된 개스로부터 고립됨으로써 저장된 개스에 의해 저장될 수 있는 체적을 소모시켜서 전체 팽창기를 보다 작게 할 수 있다. 미국 특허 제 5,582,428 호 및, 제 5,630,619 호는 다른 유사한 팽창기를 개시한다. 그러나, 이러한 팽창기는 다중의 파열 디스크와 다중의 용기를 가지는 불필요하게 복잡한 것이며 더욱이 사용되지 않은 발생기의 차후 점화시에 에어 백의 재팽창을 야기하기도 한다. 더욱이, 위에서 설명된 트로우브리지(Trowbridge) 등 및, 알렌만(Allenmann)에 개시된 장치는 부찬(Buchanan)에 개시된 장치와 유사한 단점을 가진다.
결국, 제 1 발생기의 점화 이후에, 붕괴된 에어 백의 재팽창이 없이 장치를 폐기시키도록 비활성화시키기 위하여 제 2 발생기의 점화가 가능한 비용 효과적이고, 집약적이며, 간단한 이중 레벨 팽창기에 대한 필요성이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 선행 기술의 단점을 극복하고 이중 레벨 작동을 효과적으로 허용하는 비용 효과적이면서 안전한 이중 레벨 팽창 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 최초의 에어 백 팽창을 야기하는 하나 또는 양쪽 발생기의 점화 및, 에어 백이 다시 팽창 하지 않으면서 단지 하나의 발생기의 출력을 요구하는 시나리오로 제 2 발생기의 차후 점화를 가능하게 하는 이중 레벨 팽창기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 저장 개스가 이용할 수 있는 내부 체적을 최대화하고, 용이하게 이동될 수 있으며, 팽창기 조립체에 간단하게 부착되는 단일화된 발생기 통 서브 조립체를 구비한 이중 레벨 팽창기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 충돌시에 제 2 발생기의 비활성화를 가능하게 함으로써 차량 사고 이후에 탑승자의 안전을 향상시키는 이중 레벨 팽창기를 제공하는 것 이다.
본 발명의 다른 목적은 시스템 요건에 따라서 각 레벨에서 개스 발생기의 부하를 독립적으로 조절함으로써 우난성을 최대화시킨 이중 레벨 팽창기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 조립체의 비용과 크기를 최소화시키는 이중 레벨 팽창기를 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 및, 다른 목적들은 차량 안전 억제부를 팽창시키는 이중 레벨 팽창 장치를 제공함으로써 달성되는데, 이것은 일정량의 저장된 불활성 개스를 포함하는 챔버 및, 가압된 개스를 차량 안전 억제부 안으로 배향시키는 유출구를 구비한 외측 하우징, 챔버내에 장착되며 개스 발생 물질을 포함하는 공동을 형성하는 제 1 통의 벽 및, 공동과 챔버 사이의 개방된 교통을 가능하게 하는 적어도 하나의 통공을 구비하는 제 1 발생기 통(canister), 그리고 챔버내에 장착되며 개스 발생 물질을 포함하는 공동을 형성하는 제 2 통의 및, 공동과 챔버 사이의 개방된 교통을 가능하게 하는 적어도 하나의 제 2 통공을 구비하는 제 2 발생기 통을 구비한다. 중요하게는, 제 1 발생기 통과 제 2 발생기 통 모두의 안에 있는 개스 발생 물질이 저장된 불활성 개스에 노출되어 발생 물질의 점화시에 각 공동 안에 바람직스럽지 않은 압력의 증가를 방지하고 저장된 개스가 이용할 수 있는 내부 공간을 최대화시킴으로써, 팽창기의 전체적인 크기를 최소화시키는 것이다. 이중 레벨 팽창기 장치는 또한 제 1 및, 제 2 의 발생기 통 안에 있는 개스 발생 물질을 점화시키기 위한 적어도 하나의 점화기를 구비한다. 제 1 및, 제 2 의 발생기 통중 적어 도 하나의 안에 있는 개스 발생 물질은 저압하에서 효과적으로 연소될 수 없는 유형이다. 결과적으로, 발생기 통들중 하나의 안에 있는 점화되지 않은 발생 물질은 관련된 차량 안전 억제부, 즉, 에어 백을 재팽창시키지 않고 다른 발생기 통의 점화에 뒤이어서 점화될 수 있다.
바람직스럽게는, 각 제 1 및, 제 2 발생기 통이 점화기와 발생 물질 사이에 있는 공동내에 장착된 부스터 장약을 구비한다. 적어도 하나의 제 1 통공과 적어도 하나의 제 2 통공은 바람직스럽게는 적어도 하나의 점화기와 부스터 장약의 하나에 근접하게 위치한 부스터 통공을 구비한다. 바람직스럽게는, 적어도 하나의 제 1 통공 및, 적어도 하나의 제 2 통공들 각각이 각 발생기 통을 따라서 길이 방향으로 연장된 복수개의 통공을 구비한다. 복수개의 통공들은 두개 열의 통공을 구비할 수 있다. 제 1 발생기 통은 제 1 의 소정량의 개스 발생 물질을 포함할 수 있는 반면에, 제 2 발생기 통은 제 1 의 소정량보다 많거나 적은 제 2 의 소정량의 물질을 포함할 수 잇다.
본 발명은 또한 차량 안전용 억제부를 팽창시키는 이중 레벨 팽창 장치에 관한 것인데, 이것은 제 1 의 소정 압력 레벨에서 일정량의 불활성 개스를 포함하는 챔버와 가압된 개스를 차량 안전용 억제부 안으로 배향시키는 유출구를 구비하는 외측 하우징, 유출구를 폐쇄하도록 위치되고 제 1 의 소정 압력 레벨 보다 큰 제 2 의 소정 압력 레벨에 도달한 챔버내의 압력시에 파열되도록 적합화된 파열 디스크, 챔버내에 장착되고 개스 발생 물질을 포함한 공동 및, 공동과 챔버 사이의 개방된 교통을 가능하게 하도록 통 안에 형성된 적어도 하나의 제 1 통공을 구비하는 제 1 의 발생기 통, 그리고 챔버내에 장착되고 개스 발생 물질을 포함한 공동 및, 각 공동과 챔버 사이의 개방된 교통을 가능하게 하는 적어도 하나의 제 2 통공을 구비하는 제 2 발생기 통을 구비한다. 이중 레벨 팽창 장치는 또한 제 1 및, 제 2 의 발생기 통안의 발생 물질을 점화하는 적어도 하나의 점화기를 구비한다. 중요하게는, 이중 레벨 팽창 장치는 또한 제 1 발생기 통 안의 개스 발생 물질의 우발적인 점화를 방지하는 점화 방지 장치를 구비한다. 점화 방지 장치는 적어도 하나의 제 1 통공으로부터 유동하는 개스가 적어도 하나의 제 2 통공에 도달하기 이전에 챔버내의 불활성 개스에 의해서 충분히 냉각되도록 적어도 하나의 제 1 통공과 적어도 하나의 제 2 통공이 충분한 거리로 이격되게 위치되는 것을 포함한다. 바람직한 구현예에서, 제 1 및, 제 2 발생기 통의 각각은 공통의 제 1 방향으로 면하는 제 1 측과 제 1 방향에 실질적으로 반대인 공통의 제 2 방향으로 면하는 제 2 측을 구비한다. 점화 방지 장치는 적어도 하나의 제 1 통공이 제 1 발생기 통의 제 1 측 상에 위치되는 반면에 제 1 발생기 통의 제 2 측에 통공이 없는 것을 포함한다. 점화 방지 장치는 또한 적어도 하나의 제 2 통공이 제 2 발생기 통의 제 2 측상에 위치하는 반면에, 제 2 발생기 통의 제 1 측에는 통공들이 없는 것을 포함한다. 또한, 제 2 발생기의 우발적인 점화를 방지하도록 공통의 베이스에서 두개의 발생기 사이에 시일이 존재한다.
본 발명은 또한 차량 안전용 억제부를 팽창시키는 팽창 장치에 관한 것인데, 이것은 일정량의 저장된 불활성 개스를 포함하는 챔버를 구비한 외측 하우징 및, 챔버내에 장착되고 개스 발생 물질을 포함하는 제 1 발생기 통, 개스 발생 물질을 포함하며 제 1 발생기 통에 근접하여 위치한 제 2 발생기 통 및, 제 1 과 제 2 발생기 하우징 모두의 제 1 단부에 연결된 공통의 베이스를 구비하는 결합된 개스 발생기 통 조립체를 구비하며, 여기에서 공통의 베이스는 외측 하우징에 연결된다. 팽창 장치는 또한 제 1 발생기 통 안의 개스 발생 물질을 점화시키도록 제 1 발생기 통의 제 1 단부에서 공통의 베이스에 근접하게 위치한 제 1 의 점화기 및, 제 2 발생기 통 안의 개스 발생 물질을 점화시키도록 제 2 의 발생기 통의 제 1 단부에서 공통의 베이스에 근접하게 위치한 제 2 점화기를 구비한다. 바람직스럽게는, 제 1 및, 제 2 발생기 통들의 각각이 원통형으로 형성되고 공통인 베이스는 장착 플렌지를 구비하는데, 상기 플렌지는 결합된 개스 발생기 조립체의 두개의 반대 측들 위에서 제 1 및, 제 2 발생기 통으로부터 횡방향 외측으로 연장된다. 외측 하우징은 횡방향 단면에서 전체적으로 원형인 것이 바람직스러우며 공통의 베이스는 외측 하우징의 챔버내에 위치된다. 파열 디스크가 유출구를 폐쇄하도록 위치되어 챔버내의 압력이 소정의 압력 레벨에 도달할때 파열되게끔 적합화될 수 있도록 외측 하우징은 챔버의 일 단부를 폐쇄하도록 장착된 단부 캡과 챔버의 반대 단부에 형성된 유출구를 구비할 수 있다. 바람직스럽게는, 제 1 및, 제 2 점화기가 단부 캡 상에 장착된다. 또한, 제 1 발생기 통과 제 2 발생기 통의 각각은 복수개의 통공을 구비하여 개스 발생 물질을 챔버내의 저장된 불활성 개스에 노출시켜서 제 2 개스 발생 물질의 점화시에 공동내의 불필요한 압력 증가를 방지한다.
도 1a 는 도 1b 의 평면 1a-1a 에서 취한 본 발명의 결합된 개스 발생기 통 의 조립체를 구비하는 본 발명의 팽창 장치에 대한 단면도.
도 1b 는 점화기의 위치 정하기를 도시하는 도 1a 의 팽창 장치의 일 단부에 대한 단부도.
도 1c 는 평면 1a-1a 를 따라서 취한 도 1a 의 팽창 장치에 대한 단면도.
도 1d 는 도 1b 의 평면 1d-1d 를 따라서 취한 본 발명의 팽창 장치에 대한 부분적인 단면도.
도 2a 는 본 발명의 결합된 개스 발생기 통 조립체에 대한 단면도.
도 2b 는 본 발명의 결합된 개스 발생기 통 조립체에 대한 일 측을 도시하는 사시도.
도 2c 는 조립체의 반대 측을 도시하는 도립된 상태에서의 결합된 개스 발생기 통 조립체에 대한 사시도.
도 1a 를 참조하면, 본 발명에 따른 이중 레벨 팽창 장치 또는 팽창기가 도시되어 있는데, 이것은 전체적으로 도면 번호 10 으로 표시되어 있으며, 예를 들면, 고속의 차량 충돌의 경우에 차량 안전 억제부, 즉, 에어 백의 높은 레벨과 속도의 팽창이나, 또는 저속의 충돌의 경우에 에어 백의 낮은 레벨 및, 속도의 에어 백 팽창을 제공하도록 효과적으로 그리고 신뢰성 있게 기능한다. 이중 레벨 팽창기(10)는 챔버(14)를 형성하는 외측 하우징(12), 챔버(14) 내에 위치된 결합된 개스 발생기 통 조립체(16) 및, 결합된 개스 발생기 통 조립체(16)내에서 발생 물질의 연소를 점화시키는 제 1 및, 제 2 점화기(18,20)를 일반적으로 구비한다.
도 1a 내지 도 1c 에 도시된 바와 같이, 외측 하우징(12)은 전체적으로 원통 형상인 하우징 부분(22), 챔버(14)를 시일 가능하게 감싸기 위하여 하우징 부분(22)의 일 단부상에 장착된 단부 캡(24) 및, 하우징 부분(22)의 반대 단부에 장착된 유출구 편(片, 26)을 구비한다. 유출구 편(26)은 챔버(14)의 안으로 연장되며 개스를 챔버(14)로부터 에어 백(미도시)으로 배향시키는 유출구 통공(28)을 구비한다. 확산기(30)는 유출구 통공(28)의 바로 상류측에 장착되고 파열 디스크(32)는 확산기(30)의 바로 상류측에 장착된다. 파열 디스크(32)는 소정 압력의 적용하에서 파열되도록 적합화됨으로써 가압된 개스가 챔버(14)로부터 유출구 통공(28)을 통해서 에어 백 안으로 유동할 수 있게 한다. 이후에 보다 상세하게 설명될 결합된 개스 발생기 통(16)의 설치를 포함하여 이중 레벨 팽창기(10)가 조립된 이후에, 단부 캡(24)은 밀봉되게끔 시일된다. 충전 포트(34)가 단부 캡(24) 안에 제공되어, 압력하의, 아르곤 또는 헬륨과 같은 선택된 무독성 개스로써 챔버(14)의 충전을 용이하게 한다.
도 1a, 도 1c 및, 도 2a-2c 에 도시된 바와 같이, 결합된 개스 발생기 통 조립체(16)는 제 1 통의 벽(38)에 의해서 형성된 제 1 발생기 통(36) 및, 제 2 통의 벽(42)에 의해서 형성된 제 2 발생기 통(40)을 구비한다. 제 1 및, 제 2 발생기 통(36,40)은 모두 전체적으로 원통형으로 형상화되어 각각 공동(44,46)을 형성한다. 도면 번호 48 로 표시된 발생 물질은 점화시에 개스를 발생시키도록 각 공동(44,46) 안에 위치된다. 이중 레벨 성능을 달성하기 위하여, 충분한 양의 개스 발생 물질(48)이 제 1 발생기 통(36) 안에 위치되어, 예를 들면, 저속의 충돌이 일 어나는 동안에 제 2 발생기 통(40)의 점화와 연소 없이, 감소된 레벨 및, 속도로 에어 백의 팽창을 가능하게 한다. 제 2 발생기 통(40)은 일정량의 개스 발생 물질(48)을 구비하는데, 이것은 제 1 발생기 통(36)의 점화시에 예를 들면 고속의 충돌이 있는 동안에 요구되는 보다 높은 팽창 레벨과 속도를 복합적으로 발생시키게 될 것이다. 개스 발생 물질(48)은 바이어스 스프링(50)과 스프링 플레이트(52)에 의해서 각 공동(44,46) 내의 정위치에 유지된다. 제 1 및, 제 2 발생기 통(36,40)은 각각 제 1 점화기(18)와 제 2 점화기(20)에 근접한 각 공동의 일 단부에 장착된 부스터 하우징(56)내에 위치한 부스터 장약(54)도 구비한다. 부스터 장약(54)은 점화기(18,20)에 의해서 발생 물질(48)의 보다 효과적이고 신뢰성 있는 점화를 제공하는 역할을 한다.
결합된 개스 발생기 통 조립체(16)는 최종의 조립 이전에 용이하게 이동될 수 있는 일체화된 단일 조립체로서 형성되는 것이 바람직스럽다. 상세하게는, 제 1 및, 제 2 발생기 통(36,40)이 도 2a 내지 도 2c 에 명백히 도시된 바와 같이 서로에 대하여 맞닿도록 장착되어 공통의 베이스(58)에 연결된다. 단일화된 개스 발생기 통 조립체(16)의 크기는 제 1 및, 제 2 발생기 통(36,40)의 외측의 조합된 폭보다 실질적으로 크지 않은 직경으로써 공통의 베이스(58)를 형성함으로써 최소화된다. 공통의 베이스(58)는 중앙의 개구부(62)로부터 반경 방향으로 외측에 연장된 두개의 장착 플렌지(60)를 구비하는데, 상기 중앙의 개구부는 제 1 및, 제 2 의 발생기 통(36,40) 각각의 일 단부를 스너그 결합으로써(snugly) 수용하도록 형상화된 것이다. 공통의 베이스(58)는 지지 링(64)을 구비하는데, 이것은 제 1 및, 제 2 의 발생기 통(36,40)을 지지하고 그리고 그들에 대한 연결 위치를 제공하도록 중앙의 개구부(62) 둘레에 연장된다. 제 1 및, 제 2 의 발생기 통(30,40)은 예를 들면 브레이징 또는 용접에 의해서 공통의 베이스(58)와, 특히 지지 링(64)에 연결될 수 있다. 결과적으로, 단일화된 개스 발생기 통 조립체(16)는 외측 하우징(12)으로 용이하게 이동될 수 있고 부착될 수 있으면서, 자체적으로 포함되고 고도로 집약적이게 된다.
도 1a, 도 1c 및, 도 1d 에 도시된 바와 같이, 단일화된 개스 발생기 조립체(16)는 그 어떤 통상적인 방식으로 공통의 베이스(5)를 단부 캡(24)에 연결함으로써 챔버(14) 안에 장착된다. 시일(75)은 공통의 베이스(58)와 단부 캡(24) 사이에 장착되어 제 2 발생기의 우발적인 점화가 없는 것을 더욱 보장한다. 제 1 및, 제 2 의 점화기(18,20)는 각각 단부 캡(24)의 내측 부분상에 장착되어 각각의 제 1 및, 제 2 발생기 통(36,40)의 안으로 연장된다. 제 1 및, 제 2 의 점화기(18,20)의 반대 측은 점화 신호를 점화기에 전달하도록 적절한 전기 배선에 연결하기 위한 연결부를 구비한다.
제 1 및, 제 2 발생기 통(36,40)은 각 공동이 챔버(14)와 직접적으로 교통할 수 있도록 각 통의 벽 안에 형성된 복수개의 통공을 각각 구비한다. 상세하게는, 도 2b 및, 도 2c 에 도시된 바와 같이, 제 1 발생기 통(36)은 단일화된 개스 발생기 통 조립체(16)의 제 1 측(70) 상에 위치된 복수개의 통공(66)을 구비하는 반면에, 제 2 발생기 통(40)은 단일화된 발생기 통 조립체(16)의 제 2 측(72) 상에 형성된 복수개의 통공(68)을 구비한다. 바람직한 구현예에서, 도 2b 및, 도 2c 에서 도시된 바와 같이, 제 1 발생기 통(36) 안에 형성된 제 1 의 복수개의 통공(66)은 통(36)을 따라서 길이 방향으로 연장된 두개 열의 통공들을 구비한다. 복수개의 통공(66)들은 또한 부스터 장약(54)로부터의 압력을 조절하도록 한상의 부스터 통공(67)을 구비한다. 마찬가지로, 복수개의 통공(68)들은 부스터 통공(69)을 구비하는 제 2 발생기 통(40)의 제 2 측을 따라서 길이 방향으로 연장된 두개 열의 통공들을 구비한다.
중요하게도, 복수개의 통공(66,68)들이 제 1 및, 제 2 발생기 통(36,40) 안의 발생 물질을 각각 직접적으로 챔버(14)내에 존재하는 조건에 노출시킨다. 제 1 및, 제 2 발생기 통(36,40) 안에 위치한 발생 물질(48)은 부스트 물질과 발생 물질 모두의 최초 및, 연속된 점화와 연소 동안에 통의 각 공동내에 압력을 축적시킬 그 어떤 다른 케이싱, 덮개 또는 포장을 발생 물질과 통의 벽 사이에 구비하지 않는다. 중요하게는, 이러한 디자인이 에어 백의 팽창 없이 제 1 의 발생기 통(36)의 점화 이후에 소정 시간이 지난 후에 제 2 의 발생기 통(40)이 점화될 수 있게 한다. 예를 들면, 저속 충돌중에는, 제 1 의 발생기 통(36)이 점화되어 제 1 의 발생기 통(36)에 의해서 발생된 고온 개스에 의해서 챔버(14)를 더욱 가압하게 된다. 개스 발생 물질(48)이 연소하면, 개스는 복수개의 통공(66)을 통해서 챔버(14)의 안으로 즉시 방출되어 개스량에서의 증가 및, 온도에서의 증가에 기인하여 챔버(14) 안의 압력 증가를 야기한다. 소정의 증가된 압력 레벨에서, 파열 디스크(32)가 파열되어 챔버(14) 안의 개스는 외측 통공(28)을 통해서 에어 백 안으로 유동하게 된다. 차후에, 우발적인 점화 및, 사람에게 상처를 입히는 것을 방 지하도록 안전상의 목적으로 제 2 발생기 통(40)을 점화하는 것이 바람직스럽다. 본 발명의 이중 레벨 팽창기(10)는 두가지의 특정한 이유에 대한 에어 백의 재팽창 없이 제 2 발생기 통(40)이 점화될 수 있게 한다. 첫째는, 제 1 및, 제 2 발생기 통(36,40) 모두의 안에 있는 개스 발생 물질(48)은 직접적으로 챔버(14)에 노출된다. 결과적으로, 제 2 발생기 통(40)이 제 2 점화기(20)에 의해서 점화될때, 챔버(14)는 (최초의 전개 이후에 대략 100 밀리초에서) 실질적으로 감압되었다. 챔버(14) 내의 이미 감압된 개스의 체적과 조합된 제 2 발생기 통(40)에 의해 발생된 개스는 에어 백을 재팽창시키기에는 전혀 불충분하다. 둘째, 개스 발생 물질(48)은 효과적으로 연소될 수 없는, 즉, 낮은 압력의 환경에서 고속으로 개스를 발생시킬 수 없는 유형이다. 개스 발생 물질(48)에 의해서 발생된 최초의 개스가 복수개의 통공에 기인하여 수용되지 아니하고 그리고 저압 챔버(14) 안으로 더욱 배출되기 때문에, 제 2 발생기 통(40) 안의 개스 발생 물질은 에어 백을 재팽창시키는데 필요한 개스의 충분한 체적을 발생시키는데 실패한다. 예를 들면, 개스 발생 물질(48)은 미국 특허 제 5,726,382 호에 설명된 물질의 유형일 수 있으며, 그것의 내용은 여기에 참고로서 포함된다.
이중 레벨 팽창 장치(10)는 또한 제 1 발생기 통(36) 안에 있는 발생 물질(48)의 점화 및, 연소시에 제 2 발생 통(40) 안의 발생 물질의 우발적인 점화를 방지하도록 점화 방지 장치를 구비한다. 제 1 발생 통(36)이 점화하는 동안에, 발생 물질(48)에 의해서 발생된 개스는 매우 높은 온도로 존재한다. 이러한 고온의 개스는 복수개의 통공(66)을 통해서 챔버(14) 안으로 유동하여 챔버(14)내의 불활 성 개스와 혼합된다. 제 1 의 발생기 통(36)으로부터의 고온 개스는 제 2 발생기 통(40) 안의 개스 발생 물질(48)의 온도로 유도된 점화를 야기할 수 있다는 점이 밝혀졌다. 그러나, 이러한 점화 방지 장치(74)는 제 1 의 발생기 통(36) 안에 형성된 복수개의 통공(66)과 제 2 발생기 통(40) 안에 형성된 복수개의 통공(68)들 사이에서 긴 유동 경로를 만듦으로써 제 2 발생기 통(40) 안의 개스 발생 물질(48)의 이러한 온도로 유도된 점화를 방지한다. 상세하게는, 제 2 발생기 통(40) 안에 형성된 복수개의 통공(68)에 도달하기 전에 복수개의 통공(66)으로부터 유동하는 개스가 챔버(14) 안의 불활성 개스에 의해서 충분하게 냉각되도록 제 2 발생기 통(40) 안에 형성된 복수개의 통공(68)으로부터 결합된 개스 발생기 통 조립체(16)의 주위 범위 둘레에서 충분한 거리로써 점화 방지 장치는 제 1 발생기 통(36) 안에 복수개의 통공(66)을 위치시키는 것을 구비한다.
바람직한 구현예에서, 도 2b 와 도 2c 에 도시된 바와 같이, 복수개의 통공(66)은 제 1 발생기 통(36)의 제 1 측(70) 상에 형성되는 반면에, 통(36)의 제 2 측(72)은 통공을 포함하지 않는다. 다른 한편으로, 복수개의 통공(68)들이 복수개의 통공(66)들로부터 반대인 방향으로 면하는 제 2 발생기 통(40)의 제 2 측내에 형성되어 있는 반면에, 제 2 발생기 통(40)의 제 1 측(70)은 그 어떤 통공들도 없다. 따라서, 복수개의 통공(66)들로부터 유동하는 개스는 복수개의 통공(68) 안으로 들어가기 전에 결합된 개스 발생기 통 조립체(16)의 주변 범위 또는 말단 단부 둘레에서 완전하게 유동하여야 한다. 결과적으로, 본 발명의 점화 방지 장치(74)는 나머지 통의 통공에 도달하기 전에 뜨거운 개스가 그것을 통해 흐르는 긴 냉각 경 로를 만듦으로써, 챔버(14) 안의 불활성 개스가 제 1 의 발생기 통(36)에 의해서 발생된 고온 개스를 제 2 발생기 통(40) 안에 있는 발생 물질(48)의 열로써 유도된 점화를 야기할 수 없는 보다 낮은 온도로 냉각할 수 있게 한다. 더욱이, 공통의 베이스(48)와 단부 캡(24) 사이에 장착된 시일(75)은 뜨거운 개스가 제 1 의 발생기로부터 제 2 의 발생기로 유동하는 것을 방지한다. 이것은 더욱이 제 2 발생기의 우발적인 점화에 반하여 보장하는 것이다. 결과적으로, 이러한 장치는 보다 안전하고, 보다 신뢰성 있는 이중 레벨 팽창기 장치(10)를 만든다. 물론, 통공들 사이의 거리가 발화되지 않은 통의 우발적인 열적 유도 점화를 방지하도록 고온 개스의 적절한 냉각을 가능할 정도로 충분하는 한, 복수개의 통공(66)들과 복수개의 통공(68)들은 각 통의 다른 위치들에 형성될 수 있다.

Claims (21)

  1. 일정량의 저장된 불활성 개스를 포함하는 챔버를 구비한 외측 하우징;
    상기 챔버내에 장착되고, 개스 발생 물질을 포함하는 제 1 발생기 통, 개스 발생 물질을 포함하고 상기 제 1 발생기 통에 근접하여 위치하는 제 2 발생기 통 및, 상기 제 1 과 제 2 발생기 하우징들 모두의 제 1 단부에 연결되며, 상기 외측 하우징에 연결된 공통의 베이스를 구비하는 결합된 개스 발생기 통 조립체;
    상기 제 1 의 발생기 통 안의 상기 개스 발생 물질을 점화시키도록 상기 제 1 의 발생기 통의 상기 제 1 단부에서 상기 공통의 베이스에 근접하게 위치한 제 1 의 점화기; 및,
    상기 제 2 의 발생기 통 안의 상기 개스 발생 물질을 점화하도록 상기 제 2 의 발생기 통의 상기 제 1 단부에서 상기 공통의 베이스에 근접하게 위치한 제 2 점화기;를 구비하는 차량 안전용 억제부를 팽창시키는 팽창 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및, 제 2 발생기 통의 각각은 원통형으로 형상화되고, 상기 공통의 베이스는 상기 결합된 개스 발생기 조립체의 두 반대 측들상에서 상기 제 1 및, 제 2 발생기 통들로부터 횡방향 외측으로 연장된 장착 플렌지를 구비하는 것을 특징으로 하는 팽창 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 외측 하우징은 전체적으로 원형인 횡방향의 단면을 구비하고, 상기 공통의 베이스는 상기 외측 하우징의 상기 챔버내에 위치되는 것을 특징으로 하는 팽창 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 외측 하우징은 상기 챔버의 일 단부를 폐쇄하도록 장착된 단부 캡 및, 상기 챔버의 반대 단부에 형성된 유출구를 구비하고, 상기 유출구를 폐쇄하도록 위치되며 상기 챔버내 압력이 소정의 압력 레벨에 도달하였을때 파열되도록 적합화된 파열 디스크를 더 구비하는 팽창 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 및, 상기 제 2 점화기들은 상기 단부 캡상에 장착된 것을 특징으로 하는 팽창 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 의 발생기 통과 상기 제 2 의 발생기 통들의 각각은 상기 개스 발생 물질의 점화시에 불필요한 압력 증가를 방지하도록 상기 챔버내에 저장된 불활성 개스에 상기 발생 물질을 노출시키는 복수개의 구멍을 구비하는 것을 특징으로 하는 팽창 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 발생기 통 안의 상기 개스 발생 물질의 점화와 연소시에 상기 제 2 발생기 통 안의 상기 개스 발생 물질의 우발적인 점화를 방지하도록 점화 방지 수단을 더 구비하고, 상기 점화 방지 수단은 상기 제 1 발생기의 상기 복수개의 통공으로부터 유동하는 개스가 상기 제 2 발생기 통의 상기 복수개의 통공에 도달하기 이전에 상기 챔버내의 불활성 개스에 의해서 충분히 냉각되도록 상기 제 1 발생기 통 안의 상기 복수개의 통공들을 상기 제 2 발생기 통안의 상기 복수개의 통공들로부터 충분한 거리로 위치시키는 것을 포함하는 팽창 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    고온의 개스가 상기 제 1 발생기와 상기 제 2 발생기 사이에서 유동하는 것을 방지하도록 그 사이에 시일 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 팽창 장치.
  9. 일정량의 저장된 불활성 개스를 포함하는 챔버와 가압된 개스를 차량 안전 억제부 안으로 배향시키는 유출구를 구비한 외측 하우징;
    상기 챔버내에 장착되고, 개스 발생 물질을 포함하는 공동을 형성하는 제 1 통의 벽 및, 상기 공동과 상기 챔버 사이의 개방된 교통을 가능하게 하도록 상기 제 1 통의 벽에 형성된 적어도 하나의 제 1 통공을 구비하는 제 1 발생기 통으로서, 상기 제 1 의 발생기 통안의 상기 개스 발생 물질은 상기 발생 물질의 점화시 에 상기 공동내의 불필요한 압력 증가를 방지하도록 저장된 불활성 개스에 노출되는 제 1 발생기 통;
    상기 챔버내에 장착되고, 개스 발생 물질을 포함하는 공동을 형성하는 제 2 발생기의 통 및, 상기공동과 상기 챔버 사이의 개방된 교통을 가능하게 하도록 상기 제 2 발생기 벽에 형성된 적어도 하나이 제 2 통공을 구비하는 제 2 발생기 통으로서, 상기 제 2 발생기 통 안의 상기 개스 발생 물질은 상기 발생 물질의 점화시에 상기 공동내의 불필요한 압력 증가를 방지하도록 저장된 불활성 개스에 노출되는 제 2 발생기 통; 및,
    상기 제 1 및, 상기 제 2 발생기 통안의 상기 발생 물질을 점화시키는 적어도 하나의 점화기;를 구비하는, 차량 안전용 억제부를 팽창시키는 이중 레벨 팽창 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 및, 상기 제 2 발생기 통들중 적어도 하나에 있는 상기 개스 발생 물질은 낮은 압력하에서 효과적으로 연소될 수 없는 유형인 것을 특징으로 하는 팽창 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 및, 상기 제 2 발생기 통들의 각각은 상기 적어도 하나의 점화기와 상기 개스 발생 물질 사이의 상기 공동내에 장착된 부스터 장약을 구비하고, 상 기 적어도 하나의 제 1 통공과 상기 적어도 하나의 제 2 통공들 각각은 상기 부스터 충전물과 상기 적어도 하나의 점화기들중 하나에 근접하여 위치한 부스터 통공을 구비하는 것을 특징으로 하는 팽창 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제 1 통공과 상기 적어도 하나의 제 2 통공들 각각은 상기 제 1 및, 상기 제 2 발생기 통을 따라서 횡방향으로 연장된 복수개의 통공들을 구비하는 것을 특징으로 하는 팽창 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 복수개의 통공들은 2 개열의 통공들을 구비하는 것을 특징으로 하는 팽창 장치.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 의 발생기 통은 제 1 의 소정량의 개스 발생 물질을 포함하고 상기 제 2 의 발생기 통은 상기 제 1 의 소정량 보다 적은 제 2 의 소정량의 개스 발생 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 팽창 장치.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 의 발생기 통 안의 상기 발생 물질의 점화 및, 연소시에 상기 제 2 발생기 통 안의 상기 발생 물질의 우발적인 점화를 방지하는 점화 방지 수단을 더 구비하고, 상기 점화 방지 수단은 상기 적어도 하나의 제 1 통공으로부터 유동하는 개스가 상기 적어도 하나의 제 2 통공에 도달하기 이전에 상기 챔버 안의 불활성 개스에 의해서 충분히 냉각되도록 상기 적어도 하나의 제 1 통공을 상기 적어도 하나의 제 2 통공으로부터 충분한 거리로 위치시키는 것을 포함하는 팽창 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 및, 상기 제 2 발생기 통들의 각각은 공통의 제 1 방향으로 면하는 제 1 측과 상기 제 1 방향에 실질적으로 반대인 공통의 제 2 방향으로 면하는 제 2 측을 구비하고, 상기 점화 방지 수단은 상기 적어도 하나의 제 1 통공이 상기 제 1 의 발생기 통의 상기 제 1 측상에 위치되는 것을 포함하고, 상기 제 1 발생기 통의 상기 제 2 측에는 통공들이 없고, 상기 적어도 하나의 제 2 통공은 상기 제 2 발생기 통의 상기 제 2 측상에 위치하며, 상기 제 2 발생기 통의 상기 제 1 측에는 통공들이 없는 것을 특징으로 하는 팽창 장치.
  17. 일정량의 불활성 개스를 제 1 의 소정의 압력 레벨에서 포함하는 챔버와 가압된 개스를 차량 안전용 억제부 안으로 배향하는 유출구를 구비하는 외측 하우징;
    상기 유출구를 폐쇄하도록 위치되고 그리고 상기 챔버내의 압력이 상기 제 1 소정 압력 레벨 보다 큰 제 2 소정 압력 레벨에 도달하였을때 파열하도록 적합화된 파열 디스크;
    상기 챔버 안에 장착되고 그리고 개스 발생 물질을 포함하는 공동 및, 상기 공동과 상기 챔버 사이의 개방된 교통이 가능하도록 제 1 발생기 통 안에 형성된 적어도 하나의 제 1 통공을 구비하는 제 1 발생기 통;
    상기 챔버 안에 형성되고 개스 발생 물질을 포함하는 공동 및, 상기 공동과 상기 챔버 사이의 개방된 교통이 가능하도록 제 2 의 발생기 통 안에 형성된 적어도 하나의 제 2 통공을 구비하는 제 2 발생기 통;
    상기 제 1 및, 상기 제 2 발생기 통 안의 상기 발생 물질을 점화시키는 적어도 하나의 점화기;
    상기 제 1 발생기 통안의 상기 개스 발생 물질의 점화와 연소시에 상기 제 2 발생기 통안의 상기 개스 발생 물질의 우발적인 점화를 방지하는 것으로, 상기 적어도 하나의 제 1 통공으로부터 유동하는 개스가 상기 적어도 하나의 제 2 통공에 도달하기 이전에 상기 챔버내의 불활성 개스에 의해서 충분히 냉각되도록 상기 적어도 하나의 제 1 통공을 상기 적어도 하나의 제 2 통공으로부터 충분한 거리로 위치시키는 것을 포함하는 점화 방지 수단;을 구비하는 차량의 안전용 억제부를 재팽창시키는 이중 레벨 팽창 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 및, 상기 제 2 발생기 통의 각각은 공통의 제 1 방향으로 면하는 제 1 측 및, 상기 제 1 방향으로부터 실질적으로 반대인 공통의 제 2 방향으로 면하는 제 2 측을 구비하며, 상기 점화 방지 수단은, 상기 적어도 하나의 제 1 통공 이 상기 제 1 의 발생기 통의 상기 제 1 측상에 위치되고, 상기 제 1 발생기 통의 상기 제 2 측에는 통공이 없고, 상기 적어도 하나의 제 2 통공은 상기 제 2 발생기 통의 상기 제 2 측상에 위치되고, 그리고 상기 제 2 발생기 통의 상기 제 1 측에는 통공이 없는 없는 것을 포함하는 팽창 장치.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 외측 하우징은 상기 챔버의 일 단부를 폐쇄하도록 장착된 단부 캡 및, 상기 챔버의 반대 단부에 형성된 유출구를 구비하고, 상기 유출구를 폐쇄하도록 위치되어 있으며 상기 챔버내의 압력이 소정의 압력 레벨에 도달하였을때 파열되도록 적합화된 파열 디스크를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 팽창 장치.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 점화기는, 상기 제 1 의 발생기 통 안의 상기 발생 물질을 점화시키도록 상기 제 1 의 발생기 통의 일 단부에 근접하여 상기 단부 캡에 장착된 제 1 의 점화기 및, 상기 제 2 의 발생기 통 안의 상기 발생 물질을 점화시키도록 상기 제 2 의 발생기 통의 일 단부에 근접하여 상기 단부 캡에 장착된 제 2 의 점화기를 구비하는 것을 특징으로 하는 팽창 장치.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 발생기와 상기 제 2 발생기 통들 안의 상기 개스 발생 물질은 상 기 발생 물질의 점화시에 상기 각 공동 안의 불필요한 압력 증가를 방지하도록 저장된 불활성 개스에 연속적으로 노출되고, 상기 적어도 하나의 제 1 통공과 상기 적어도 하나의 제 2 통공 각각은 상기 제 1 및, 상기 제 2 발생기 통을 따라서 길이 방향으로 연장된 복수개의 통공들을 구비하며, 상기 제 1 및, 상기 제 2 발생기 통의 적어도 하나에 있는 상기 개스 발생 물질은 낮은 압력에서 효과적으로 연소될 수 없는 유형인 것을 특징으로 하는 팽창 장치.
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