KR19980702671A - 충전물 용기 및 플레임 안내 튜브를 구비한 에어백용 가스발생기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스 발생기에 관한 것으로서, 특히 가스 발생 물질(6)이 밀폐형 충전물 용기(9) 내에 배열되어 있고, 상기 충전물 용기(9) 내에 배열된 플레임 안내 튜브(10)가 상기 충전물 용기(9)와 일체형으로 형성되고 단일의 플레임 출구(11)를 갖춘 가스 발생기에 관한 것이다.

Description

충전물 용기 및 플레임 안내 튜브를 구비한 에어백용 가스 발생기

본 발명은 가스 발생기에 관한 것으로서, 특히 제 1항의 특징부에 따른 에어백용 가스 발생기에 관한 것이다.

이러한 종류의 가스 발생기는 예를들어 독일 특허 제 43 24 554 A1호에 공지되어 있다. 이러한 공지된 가스 발생기는 가스 발생기의 하우징을 나타내는 원통형 외부 튜브를 구비하고, 상기 외부 튜브의 개방 전단부는 커버 부재에 의해 밀봉된다. 작은 직경의 원통형 내부 튜브는 외부 튜브내에 축선방향으로 배열되어 있고 연소챔버의 경계를 한정하며, 연소챔버 내에는 점화 유닛에 의해 점화될 수 있는 가스 발생물질이 수용되고, 튜브 벽에는 여러 개의 배출 구멍이 제공되어 있다. 내부 튜브와 외부 튜브 사이의 환상 챔버에는 일반적으로 다수층의 와이어 메쉬(wire mesh), 강철 우드(steel wood) 및/또는 금속 섬유털(metal fibre fleece)로 이루어진 필터 부재가 있다. 내부 튜브의 배출구로부터 배출된 연소 가스는 고체 및 액체, 및/또는 응축된 연소 생성물을 흡수하는 필터부재를 통해 유동하고 외부 튜브의 가스 배출구를 통해서 정화되어 배출된다.

모든 온도에서 일정한 구멍 가스 압력을 달성하기 위하여, 적어도 부분적으로 벽에 상반되게 놓인 로울형 자체 오버래핑(self-overlapping) 절연 스트립은 배출구를 절연하기 위하여 내부 튜브의 내측에 배열된다.

내부 튜브의 외부면 상에서는 배출구를 대기와 차단시키기 위해 밀봉 스트립으로 덮여진다. 금속 호일로 만들어진 충전물 용기내에 가스 발생 물질이 배열된 가스 발생기는 미국 특허 제 4,131,299호에 개시되어 있다. 이것은 추가의 절연 스트립 및 밀봉 스트립이 필요치 않다는 잇점을 갖는다. 더욱이, 충전물 용기가 실제 생산 라인과는 별도로 만충될 수 있고 밀폐된 상태에서 추가로 처리될 수 있기 때문에 가스 발생기의 조립체는 대체로 단순화된다. 이것은 실제로 안전성을 증가시킨다.

플레임 안내 튜브(flame guide tube)를 구비한 가스 발생기 배열체는 독일 특허 제 43 93 229 T1호에 개시되어 있다. 이 튜브는 하우징의 동축 방향으로 연장하고 다수의 구멍이 플레임 안내 튜브의 측벽에 형성된다. 따라서, 플레임 안내 튜브의 외부는 플레임 안내를 한정한다. 더욱이, 점화 충전물 및/또는 강화 충전물(intensifier charge)로부터 발생된 충격파 또는 플레임은 플레임 안내 튜브를 통해 이동하고, 구멍을 통해 가스발생 충전물 안으로 향하는 통로를 찾아 상기 충전물들을 점화시킨다. 상기 구멍의 수 및 위치는 가스 발생 충전물이 과점화(over-ignited)되는 방식으로 선택된다. 이것은 발생된 가스 압력이 어떠한 바람직하지 않은 압력 정점도 확실히 금지하도록 하기 위하여 및 제어 연소를 확실하게 하기 위하여 가스 발생 충전물이 다수의 서로 다른 위치에서 점화되는 것을 의미한다.

본 발명의 목적은, 한편으로는 조립체 상에서 가스 발생 충전물의 조정이 쉽고 안전하도록 하고, 다른 한편으로는 연소챔버의 압력 및 가스 발생기의 작동을 조정할 수 있는 방식으로, 특허청구의 범위 제 1항의 특징부에 따른 가스 발생기를 개선하기 위한 것이다.

이러한 목적은 가스 발생 물질이 밀폐형 충전물 용기내에 배열되고, 충전물 용기와 일체형으로 구성되어 있고 단일의 플레임 출구를 갖춘 플레임 안내 튜브가 충전물 용기내에 배열되는, 본 발명에 따라 달성된다.

밀폐형 충전물 용기를 사용하면 절연 스트립 및 밀봉 스트립이 전혀 필요치 않은 잇점이 있다. 더욱이, 조립체는 대체로 단순화된다. 단일의 플레임 출구를 갖는 플레임 안내 튜브의 사용은 연소챔버 압력이 요구에 부합될 수 있게 한다. 플레임 안내 튜브가 충전물 용기와 일체형으로 구성되기 때문에, 충전물 용기는 제조 비용이 저렴하다.

플레임 출구의 중심과 내부 튜브의 배출구의 중심 사이에 거리는 바람직하게는 다음의 공식에 따라 계산된다.

a=d±50%

상기 공식에서 d는 내부 튜브의 내경이다. 이것은 적절한 연소챔버 압력을 준다. 이 공식은 거리 a가 d-50% 와 d+50% 사이, 즉 0.5d와 1.5d 사이의 구역에 있음을 의미한다.

바람직한 실시예에서, 거리 a는 내부 튜브의 내경의 대략 80%이다.

본 발명에 있어서, 충전물 용기는 알루미늄을 압출 성형(extrusion) 또는 디프 드로잉(deep-drawing)하여 만든 박스형 용기이고, 상기 박스형 용기는 커버로 밀봉된다. 플레임 안내 튜브는 커버 반대편에 접해 있는 용기의 정면에 적절하게 배열된다. 바람직하게는, 커버는 폴드(fold)를 통해서 용기에 밀봉되고, 충전물 용기의 기초 구역은 장착된 플레임 안내 튜브로 보강되도록 형성된다.

점화부재의 점화 제트가 플레임 안내 튜브 안으로 자체 통로를 만들 수 있도록 하기 위하여, 플레임 안내 튜브의 상류에 있는 충전물 용기의 벽 두께는 박막(membrane)으로 적절하게 설계된다.

바람직한 실시예에서, 충전물 용기의 벽 두께는 대략 0.5㎜이고 박막으로 된 벽 두께는 대략 0.15㎜이다.

스프링 부하형 디스크 부재 또는 세라믹 섬유 링은 바람직하게는 댐핑 부재 및 체적 이퀄라이저(volume equalizer)로서 충전물 용기 내에 배열된다. 이것은 가스 발생 충전물을 충격으로부터 보호하기 위하여 수용함을 의미한다.

필요하다면, 강화용 충전물은 또한 플레임 안내 튜브 내에서 조정될 수 있다.

추가의 특징은 하기에 상세하게 설명된 도면에 나타나 있다.

도 1은 본 발명에 따른 가스 발생기의 단면도이다.

도 2는 도 1에 따른 충전물 용기의 확대도이다.

실시예

도 1은 가스발생기, 특히 자동차 충돌시 승객 보호용 쿠션(통상 에어백으로 공지됨)용의 가스 발생기이다. 가스 발생기는 여러개의 가스 출구(18)가 형성되는 케이싱 내에 특수강으로 만들어진 외부 튜브(1)를 갖는다. 가스 출구(18)는 외부 튜브(1)의 4개의 원주 라인 둘레에 일정하게 배분되어 배열된다. 가스 출구(18)는 실제로 외부 튜브(1)의 외측부에 있으며, 이 외측부는 가스 발생기의 축방향 세로 연장부에 도시되어 있다. 특수강의 내부 튜브(4)는 외부 튜브(1)의 내부에 동축 방향으로 수용된다. 배출구(5)는 내부 튜브(4)의 케이싱 중심에 형성되고, 이들 배출구(5)는 또한 내부 튜브(4)의 원주 라인상에 일정하게 배분되어 배열된다. 따라서, 외부 튜브(1)의 가스 출구(18)와 내부 튜브(4)의 배출구(5) 사이에는 축 공간(axial spacing)이 있다.

내부 튜브(4)의 외경은 외부 튜브(1)의 내경보다 작으므로, 이미 설명된 바와 같이 외부 튜브(1)과 내부 튜브(4) 사이에는 환상 챔버가 있다. 이 환상 챔버는 필터 부재(예를들어, 특수강 와이어 메쉬로 도시됨)로 충전된다.

내부 튜브(4) 및/또는 상기 내부 챔버(4) 속에 배열된 충전물 용기(9)는 연소시 압력 하에서 가스를 발생시키는 가스 발생 물질로 충전된다. 소위 압축식 가스 발생 충전물로 불리우는 가스 발생 물질(6)은 복잡한 방법으로 충전 용기(9) 내에 수용되는 소위 펠릿(pellets)의 형상 내에 있다. 가스 발생 물질(6)을 점화시키기 위한 전기 점화유닛(8)은 커버부재(3)에 고정되고 충전물 용기(9)의 전방부를 지나 돌출한다. 점화 유닛(8)은 커넥터(19)를 통해 전자 유닛에 연결될수 있다.

충전물 용기(9)는 알루미늄을 압출 성형 또는 디프 드로잉하여 만든 용기(12)를 포함하는데, (도 1의 충전물 용기를 확대 도시한 도 2에 도시된) 상기 용기(12)는 커버(13)로 밀봉된다. 용기(12)의 기초 구역(15)은 강화 방식으로 이루어진다. 충전물 용기(9)의 내부면 안으로 돌출해 있는 플레임 안내 튜브(10)는 기본 치수화된다. 플레임 안내 튜브(10)는 충전물 용기(9)의 종축(20) 상의 중심 방향으로 배열된다. 플레임 안내 튜브(9)의 전방 단부는 점화 유닛(8)의 점화 제트에 의해 관통되는 박막(16)으로 밀봉된다. 커버(13)는 플레임 안내 튜브(10)의 반대편 전방면 상에 배열된다. 커버(13)의 에지는 폴드(14)를 통해 기밀(gas-tight) 방식으로 용기(12)에 연결된다. 밀봉하기 위해, 폴드 전방의 밀봉 위치에는 합성고무와 같은 밀봉 물질이 제공된다. 가스 발생 충전물(6)은 소위 펠릿의 형태로 충전물 용기(9) 내부에 배열된다.

커버(13)의 내부 상에는 세라믹 펠트 또는 직물로 구성된 스프링식의 압축가능한 디스크 부재(17)가 배열되고, 스프링 힘에 의해 함께 펠릿을 지지하는 디스크 부재를 구비한 상기 디스크 부재(17)는 한편으로는 펠릿을 상대로 지지되고 다른 한편으로는 커버(13)의 내부면을 상대로 지지된다. 스프링식 디스크 부재(17)의 목적은 충전물 용기(9)가 가스 발생 물질(6)로 완전 충전되지 않을 때, 또는 펠릿의 패킹(packing) 밀도가 시간 경과에서 변화에 의해 증가될 때를 포함하여, 동시에 펠릿을 지지하고 충전물 용기(9)의 수용 한도를 균등하게 하기 위한 것이다.

위헌한 경우, 예를들어 주변 온도가 너무 높은 경우에 가스 발생 물질의 연소를 일으키는 열 퓨즈(21)는 또한 커버 부재(2)에 제공된다. 이러한 목적을 위해, 커버(13)는 열 퓨즈(21)의 반대편에 격판(22)을 갖추고 있다.

본 발명의 근본적인 특징은 플레임 안내 튜브(10)의 길이이다. 플레임 출구(11)의 중심과 내부 튜브(4) 내의 배출구(5)의 중심 사이에 (도 1에 도시된) 거리는 다음의 공식에 따라 계산된다.

a=d±50%

여기에서 d는 내부 튜브(4)의 내경이다. 거리(a)는 바람직하게는 내부 튜브(4)의 내경(d)의 대략 80%이다. 이것은 연소챔버의 압력이 소정의 크기 순으로 성장하게 한다.

도 1에 도시된 가스 발생기의 작동 형태는 하기에 설명될 것이다. 소위 프라이머(primer)로 브리지 와이어 캡에 초벌 도포된 전기 점화유닛은 한정된 전기 펄스에 의해 점화된다. 도 1에 따른 가스 발생기가 자동차 에어백 내에서 압축식 가스 발생기로서 이용될 때, 이 전기 펄스는 예를들어 자동차가 다른 물체와 충돌하는 경우에 관성 스위치의 폐쇄에 의해 점화 유닛(8)에 공급된다. 소위 강화 충전물은 점화유닛(8)에서 점화되고, 발생되는 점화 연기(플레임, 가스, 뜨거운 연소 생성물)은 (추진용 충전) 펠릿을 점화되는 플레임 안내 튜브(10) 및 박막(16)을 통해 가스 발생 물질(6)에 도달한다. 뜨거운 가스들은 배출구(5)를 통해 필터 부재(7)에 도달한다. 필터 부재(7)의 목적은 가스를 냉각하고 입자(고체) 및 응축물의 가스를 정화하는데 있다. 이러한 방식으로 냉각되고 정화된 가스들은 외부 튜브(1)에서 가스 출구(18)를 통해 배출된다.

가스 압력이 너무 높기 때문에, 충전물 용기(9)는 뜨거운 가스들이 배출구(5)를 통해 내부 튜브(4)로부터 배출되기 전에 찢어져 개방된다.

Claims (9)

1. 가스 발생기로서, 특히 원통형 외부 튜브(1), 커버 부재(2,3)에 의해 밀봉된 상기 원통형 외부 튜브의 개방형 전단부와, 상기 외부 튜브(1)의 내부면에 동축 방향으로 배열되어 있고 배출구(5)를 갖추고 있는 작은 직경의 내부 튜브(4)와, 상기 내부 튜브(4) 내측에 있는 점화가능한 가스 발생 물질(6)과, 상기 내부 튜브(4)와 외부 튜브(1) 사이의 환상 챔버에 있는 필터부재(7)와, 그리고 상기 가스 발생 물질(6)을 점화하기 위한 점화유닛(8)을 갖춘 에어백용 가스 발생기에 있어서,

   상기 가스 발생 물질(6)은 밀폐형 충전물 용기(9)에 배열되어 있고,

   상기 밀폐형 충전물 용기(9)에 배열된 플레임 안내 튜브(10)는 상기 밀페형 충전물 용기(9)와 일체형으로 그 내부에 형성되고 단일의 플레임 출구(11)를 구비하는 것을 특징으로 하는 가스 발생기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 플레임 출구(11)의 중심과 상기 내부 튜브(4)의 배출구(5)의 중심 사이에 거리는 식 a=d±50%에 따라 계산되고, 상기 거리(d)는 상기 내부 튜브(4)의 내경인 것을 특징으로 하는 가스 발생기.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 거리(a)는 바람직하게는 상기 내부 튜브(4)의 내경의 약 80%인 것을 특징으로 하는 가스 발생기.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 충전물 용기(9)는 알루미늄을 압출 성형 또는 디프 드로잉하여 만들어진 박스형 용기(12)이고, 상기 용기(12)는 커버(13)로 밀봉되는 것을 특징으로 하는 가스 발생기.
5. 제 4항에 있어서, 상기 커버(13)는 폴드(14)를 통해 용기(12)에 밀봉되는 것을 특징으로 하는 가스 발생기.
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 충전물 용기(9)의 기초 영역(15)은 기본 치수형 플레임 안내 튜브(10)로 강화하는 방법으로 형성되는 것을 특징으로 하는 가스 발생기.
7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플레임 안내 튜브(10)의 상류에 있는 상기 충전물 용기(9)의 벽 두께는 박막(16)으로 설계되는 것을 특징으로 하는 가스 발생기.
8. 제 7항에 있어서, 스프링 부하형 디스크 부재(17) 및/또는 세라믹 섬유 링은 댐핑 부재 및 체적 이퀄라이저로서 충전물 용기(9) 내에 배열되는 것을 특징으로 하는 가스 발생기.
9. 제 7항 또는 제 8항에 있어서, 상기 충전물 용기(9)의 벽 두께는 약 0.5㎜이고, 상기 박막의 벽 두께는 약 0.15㎜인 것을 특징으로 하는 가스 발생기.