KR20000068925A - 분포된 장입물의 팽창 시스템 - Google Patents

분포된 장입물의 팽창 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 시스템을 팽창시키는 가스를 발생시키기 위해 시스템의 팽창 성분 내에 분포된 신속하게 연소되는 추진재(14)를 이용하는 팽창 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 바람직하게 분포된 신속하게 연소되는 점화재(14)를 포함하며,이는 가스 발생량을 증가시키기 위한 부가 가스 발생 재료, 선택층, 피복물, 또는 보조 가스 발생 재료의 외장(17), 불순물로부터 밀폐된 재료를 보호하고 추진재 및 점화재의 연소율 및 효율을 개선시키기 위한 주위 밀봉식 외장(12), 및 전자 센서로부터 신호에 따라 점화기 재료를 활성화시키기 위해 사용되는 전자 스퀴브(11)등 으로 강화된다.

Description

분포된 장입물의 팽창 시스템 {DISTRIBUTED CHARGE INFLATOR SYSTEM}
본 발명은 팽창 시스템 특히, 팽창 제한 시스템용 고체 연료 가스 발생 장치에 관한 것이다.
종래기술의 팽창 시스템은 웨이퍼, 디스크, 펠릿, 또는 미립자로 형성된 대용량의 (아지드화 나트륨, 질산 칼륨, 또는 질산 암모늄, 및 바인더 등의) 가스 발생 추진체 재료를 점화시키기 위해 (전자 스퀴브 등의) 점화기 및 (붕소 질산 칼륨 등의) 부스터 재료를 사용해 왔다. 가스 발생 추진체는 주요 수단으로 제공되며, 이러한 수단에 의해 팽창 시스템을 전개하기 위해 충분한 가스가 발생된다. 점화기, 부스터 재료, 및 주위 가스 발생 추진체는 금속 구조물 또는 조립체 내에 제한되어 있으며, 모든 금속 구조 및 조립체는 (승객용 차량 내의 에어백과 같은) 팽창성 성분에 대한 팽창 가스를 발생하는 가스 발생기를 형성한다.
이러한 가스 발생기 조립체는 하나 이상의 내부 필터 세트뿐만 아니라 하나 이상의 내부 챔버 또는 배플을 포함하며, a) 가스 총 유량 및 추진제의 연소 속도를 제어하고, b) 가스 발생 재료의 연소에 의해 발생된 가스의 온도를 감소시키고, c)가스가 조립체 내의 배출구를 통해 통과하고 에어백 내부로 통과하기 이전에 가속화된 입자를 여과하도록 설계되어 있다.
가스 발생기는 (에어백 등의) 팽창 성분 자체의 외부의 위치에 놓여지며, 도관에 의해 팽창 시스템에 부착되며 도관을 통해 발생된 가스가 팽창 성분 내부로 유동하여, 팽창 성분이 전개되도록 초래한다.
전술한 종래 기술은 예를 들어, 미국 특허 제 5,738,374호(실리콘 바인더를 함유한 과염소산 암모늄 및 질산 나트륨 혼합물의 환형 장입물을 이용한 에어백용 불꽃 가스 발생기), 미국 특허 제 5,623,115호(단일 그레인을 점화시키기 위해 위치된 스퀴브를 갖는, 일체식 점화 재료를 덮는 발열 물질 점화기를 포함한 가스 발생기), 미국 특허 제 5,483,896호(오염 인자를 잡아내고 발생된 가스로부터 흡수열에 의해 냉각기로 제공되는 불꽃 팽창자에 대한 하우징) , 미국 특허 5,443,286호(스크린의 여과 및 냉각에 의해 둘러싸인 가스 발생 카트리지), 미국 특허 제 4,200,615호(가다란 밀폐물 내에 종방향으로 연장된 선형 점화기 및 불꽃 재료), 미국 특허 제 4,950,458호(점화기를 구비한 연소 챔버를 각각 갖춘 2단 가스 발생기), 및 미국 특허 제 4,923,212호(기계 부품, 필터, 추진제 조립체, 및 점화기를포함한 6성분의 부품으로 구성된 경량의 불꽃 점화기)에 개시되어 있다.
팽창기 등의 하이브리드 팽창기는 미국 특허 제 5,670,738호(점화기 및 불꽃 가스 발생기와 함께 압축된 가스를 이용한 하이브리드 팽창기), 미국 특허 제 5,660,412호(제 1 장입물인 불꽃 재료와 제 2 장입물인 불꽃 재료를 함유한 압력 용기로 구성되는 하이브리드 팽창기로서, 제 2 장입물은 주 장입물을 점화시키는 연소 제품을 발생한다), 미국 특허 제 5,588,676호(불꽃 가스 발생기 및 압축된 가스를 저장하는 가스 챔버를 갖춘 하이브리드 팽창기), 미국 특허 제 5,462,307호(압축된 가스를 함유한 제 1 챔버 및 점화기 및 불꽃 재료를 함유한 제 2 챔버를 갖는 하이브리드 에어백 팽창기), 및 미국 특허 제 5,131,680호(불꽃 재료 및 압력하의 가스 용기를 포함하는 팽창기 조립체)를 개시하고 있으며, (에어 백 등의) 팽창 성분으로부터 완전히 분리되어 있으며 팽창 성분 외부에 가스 발생 유닛을 또한 사용한다.
본 발명이 팽창시키기 위해 사용가능한 팽창 성분의 실시예는 미국 특허 제 5,282,648호(인체 및 헤드부 제한), 미국 특허 제 5,322,322호(측면 충격 헤드부 스트라이크 보호), 미국 특허 제 5,480,181호(측면 충격 헤드부 스트라이크 보호), 및 미국 특허 제 5,464,246호(관형 완충물)에 개시되어 있으며, 자동차 에어백 및 다른 팽창 제품 뿐 만 아니라 참고로 구체화되어 있다.
도 1은 본 발명의 분포식 장입물 조립체를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1a는 팽창 시스템 내에 설치된 본 발명을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 선택적인 보조 가스 발생층을 갖는 분포식 장입물을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 분포식 장입물 팽창기를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4a 내지 도 4m은 실시예 1 에 기술된 본 발명을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 실시예 2에 기술된 적층 분포식 장입물 에어 백을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 실시예 3에 기술된 내부 피복식 에어백을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명은 팽창 억제 시스템, 팽창 부양 시스템, 또는 팽창 안전 시스템등의 다양한 팽창 시스템과 관련되어 사용가능한 팽창 시스템에 관한 것이다. 팽창기는 시스템을 팽창시키는 가스를 발생시키기 위해 팽창 성분 내에 분포된 신속한 연소 추진 재료를 사용한다. 본 발명은 보조 추진제에 의해 둘러싸인 신속한 연소 센터 코어 점화재를 갖는 분포된 가스 발생 재료를 포함하고 있거나, 또는 점화 재료 및 추진체의 동종 혼합물을 사용하며, 또한 점화 장치로부터 신호에 따라 가스 발생 재료를 점화시키기 위해 사용되는 (전자 스퀴브 등의) 점화기를 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 주위 밀폐식 외장이 오염원으로부터 밀폐된 재료를 보호하고 추진체 및 점화 재료의 연소 속도 및 효율을 개선시키기 위해 사용된다.
신속한 연소 가스 발생 재료 또는 "분포식 장입물"은 (에어백 등의) 전개되지 않은 팽창 성분 내에 설치되며 팽창 성분의 내부를 따라 분포된다. 임의의 형태의 외부 하우징 또는 조립체내에 분포된 장입물 팽창기(DCI:Distributed Charge Inflator) 를 함유할 필요는 없다. 본 발명은 전술한 종래 기술의 시스템보다 더 간단하고 제조 비용이 적게 발생되는데, 이는 전술한 종래 기술의 시스템에 의해 요구되는 복잡한 일련의 챔버, 배플, 또는 필터를 필요로 하지 않기 때문이다.
팽창기는 전자 센서에 의해 (예를 들어, 전자 충돌 센서에 의해 팽창 성분이 에어백 또는 충돌시 전개되는 또 다른 안전 설비이다) 활성화된다. 그러나, 팽창기는 다른 형태의 자동 장치에 의해 활성화되며, 팽창 성분을 전개하기 위해 사용자에 의해 각각 누르고, 스위치 작동하거나 또는 잡아당기는 버턴, 스위치,또는 핸들등의 기계 장치에 의해 활성화된다. 예를 들어, 구명 뗏목등의 전재는 수중의 뗏목의 잠수를 탐지하는 센서에 의해 자동적으로 활성화된다. 시스템의 팽창을 활성화시키는 장치(충돌 센서, 기계 장치, 버턴, 스위치, 핸들, 수중 센서 또는 또 다른 장치)는 본 명세서에서 " 활성기(activator)"로 언급된다.
많은 적용예에서, 본 발명은 전술한 종래 기술의 팽창 시스템보다 우등하다. 왜냐하면, 분포된 장입물 팽창기(DCI)가 전술한 종래 기술 시스템 내에서와 같이 소량의 밀폐된 용기 내에 제한되어 있다기 보다는 분포되어 있기 때문에, 팽창기는 가스를 발생시키고 종래 기술의 시스템에서보다 폭발력이 낮은 발생된 가스를 배출시킨다. 내부 DCI 시스템은 불균일한 팽창, 압력 파동, 및 외부에 위치된 가스 발생기로부터 팽창 성분으로 분사된 가스의 관성 효과를 제거한다. 더욱이, DCI 설비 팽창 제한설비는 팽창 가스 에너지가 전개중에 팽창 구조물을 통해 균일하게 분포되기 때문에 기존의 시스템보다 덜 공격적으로 전개된다.
또한, DCI가 팽창 성분 내부에 분포되어 있기 때문에, 팽창 성분 외부의 가스발생기로부터 팽창 성분 내부로 강력하게 분사된 가스 위치에서 압력, 열, 및 고속 미립자에 대해 팽창 섬유 또는 기포 재료를 강화할 필요가 없다. 또한, 보강된 충전 튜브 또는 가스 발생기로부터 팽창 성분까지 안전한 도관을 제공하기 위한 튜브 또는 다른 수단이 필요없다.
본 발명의 또 다른 잇점은 특정 적용에 따라 용이하게 크기가 정해질 수 있다는 것이다. 대부분의 차량 플랫폼 또는 다른 적용예 에서는 예를 들어, 다른 체적량의 팽창 가스, 또는 다른 팽창율 등의 다른 특성을 갖는 팽창 시스템을 요한다. 이는 본 발명으로 쉽게 설명되는데, 이는 팽창 성분 내에 장입물이 분포되어 있기 때문이다. 예를 들어, 미국 특허 제 5,322,322호를 이용하여, 보다 긴 승객 객실을 갖는 차량은 팽창 성분의 길이가 증가될 것을 요하는데, 이는 팽창 성분 내의 분포된 장입물의 양이 자동적으로 증가되기 때문이다. 더욱이, 종래의 외부 팽창 시스템과는 달리, (전체 팽창 성분이 시간 내에 팽창되도록) 팽창율의 증가 필요 여부가 간단히 발생하지 않는데, 이는 본 발명에 의해 자동적으로 설명된다.
도 1 은 분포된 장입물(14), 외장(17), 점화기(11)를 도시한 분포식 장입물 조립체를 도시한 개략도이다. 도 1은 점화기용 하우징(12), 점화기에 활성기(예를 들어, 충돌 센서)를 전기적으로 연결하기 위해 사용되는 연결기 핀(18), 밀봉부(13,15), 및 단부 캡 시일(16)를 또한 도시하고 있다. 이러한 시일은 수분 및 오염 인자에 대해 조립체를 밀봉하기 위해 제공되는 0-링, 가스켓, 또는 다른 적절한 형태를 취하고 있다. 일반적인 시일 재료는 고무, RTV 및/또는 금속 등으로 사용될 수 있다.
충돌 센서 또는 다른 활성기가 팽창 성분이 전개됨을 결정할 때, 연결기 핀(18)을 통해 점화기(11)에 전기 신호를 전송하며, 점화기가 점화된다. 이 때, 점화기(11)는 팽창 가스를 발생시키는 분포식 장입물(14)의 폭연 작용(deflagration), 및 (도 1a에 도시된) 팽창성 성분(3)의 전개를 개시한다. 점화기(11)는 자동차 에어백의 전개를 개시하기 위해 사용되는 전자 스퀴브 등의 전자 스퀴브(electronic squib)를 포함한다.
도 1a는 팽창 시스템 내에 설치된 본 발명의 분포식 장입물 팽창기를 개략적으로 도시한 도면이다. 활성기(1)로부터 와이어(2)를 따라 전기 신호를 수신하자 마자, 점화기(11)는 분포식 장입물(14)을 점화시키고 팽창 시스템(4)의 팽창 성분(3)을 팽창시킨다.
도 2에 도시되어진 것과 같이, 부가적인 팽창 가스를 공급하기 위해 선택적인 가스 발생층이 사용될 수 있다. 이러한 선택적인 층(또는 피복물)은 그 조성 및 배치에 따라 기화되고 연소된다. 선택적인 층 또는 피복물은 피복물 또는 캡슐화된 층 내에 액체 또는 고체 성분으로 구성되어 있으며 다양한 연료, 산화제, 부가제, 및 팽창 가스를 발생할 수 있는 다른 재료를 포함할 수 있다. 선택적인 층 또는 피복물은 그 화학적인 조성, 층 또는 피복 지지 연소 성분에 따라 기화되거나 또는 연소된다. 가스 발생층 또는 피복물은 물, 알코올, 및 열에 의해 기화될 수 있는 다른 화학품등의 휘발성 화학제품을 포함한다. 외장은 환경 시일을 제공하며 부가적인 가스 발생용 재료를 제공한다. 도 2는 튜브에 부가적인 금속 지지물을 공급하는 스페이서(24)을 갖는 분포식 장입물(23) 둘레로 튜브(22) 내에 밀봉된 층(21)의 사용을 도시하고 있다.
도 3은 하우징(32) 내의 점화기(31)를 도시한 분포식 충전물 졸;ㅂ체를 개략적으로 도시한 도면으로서, 분포식 장입물(33)은 점화기(31)에 전기 연결기(35)를 연결하는 리드 와이어(34)와 단부 캡(36)으로 밀봉된다.
분포식 장입물은 바인더를 사용한 소정의 배치로 형성된 폭발성 재료, 또는 환경 보호용 외부 외장, 층, 또는 피복물에 의해 둘러싸일 수 있는 (바인더가 있거나 없는) 불꼿 재료의 고형질 일체식 블록이다. 예를 들어, 기준 DCI는 암모늄, 구아디늄(guadinium) 및/또는 10수화물10붕산염 트리아미노구아디늄염, 및 암모늄 질화물 및/또는 인산 질화물 등의 무기 산화제의 혼합물이다. 대표적인 조성은 5 내지 30%의 10수화물10붕산염, 및 70 내지 90%의 질산염을 포함한다. 팽창 시스템 내의 총괄 DCI 를 설치하기 이전에 기준 DCI를 피복하거나 테이프 처리하는데 사용될 수 있다.
도 3a 는 점화재(37)의 코어, 선택적인 가스 발생층 또는 피복물(38), 외장(17)을 포함하는 분포식 장입물을 개략적으로 도시하고 있다. 점화 재료(37)는 성형 또는 압축 가능한 급격하게 연소되는 불꼿재료이며, 그 예로는 캘리포니아, 홀리스터의 다양한 질산염 산화제(예를 들어, 텔레다인 맥코믹-셀프, 인코포레이티드에 의해 제조된 급격한 연소되는 코드(RDC))를 포함한 수산 붕산염, 또는 CT, 심스베리 엔사인 믹포드 컴파니에 의해 제조된 저에너지 폭발 코드 또는 LEDC로 또한 공지된 금속 외장(예를 들어, 마일드 폭발 푸즈(MDF))으로 로딩된 보조 폭발물등이다.
가스 발생층 또는 피복물(38)용 재료는 중합체 바인더, 산화제, 및 피복물 외장 또는 바인더로 사용되는 금속을 갖는 알칼리 금속 아지드 및 유기 아지드를 포함한다. 예를 들어, 특정 적용예에 대한 하나의 가능한 조성은 20 내지 50%의 아지드화 나트륨, 25 내지 35%의 질화 인산, 10 내지 15%의 플루오르엘라스토머 바인더(fluoroelastomer binder), 및 15 내지 25%의 마그네슘의 혼합물이다.
기준 분포식 장입물 조성 또는 피복물 또는 포장재에 부가될 수 있는 활성 추진제 및 폭발물은 부타네트리올 3질산염(BTTN), 펜타에리트리톨 4질산염(PETN), 시클로트리메틸렌 질산트리니트로(RDX), 시클로트리메틸렌 테트라니트라아민(HMX) 메트리올 트리니트레이트(MTN), 트리니트로톨루엔, 니트로글리세린, 또는 무기 산화제, 헥사니트로스틸벤(HNS), 디피크라미드(DIPAM), 또는 마그네슘 등의 금속을갖춘 인산 질산염등의 무기 산화제 등을 포함한다.
분포식 장입물을 결합하기 위해 사용되는 중합체 바인더는 플루오르엘라스토머, 교차 폴리부타디엔 러버, 교차 폴리아크릴 러버, 교차 폴리우레탄 엘라스토머, 및 폴리비닐 알코올/아세테이트를 포함한다. DCI 시스템 내에서 사용되는 활성 또는 가스 발생 중합체는 글리시닐 질산염 중합체, 글리시딜 아지드 중합체, 폴리테트라 졸, 폴리트리아졸, 니트로셀룰로즈, 드니트로폴리스트리렌, 질산 폴리부타디엔, 및 질산염 폴리에티르등을 포함한다.
분포식 장입물을 둘러싼 환경 밀봉식 외장(17)은 주석 또는 은, 안티몬 또는 구리, 또는 폴리에틸렌, 폴리우레탄 엘라스토머 또는 플루오르엘라스토머등의 플라스틱등의 연성의 용이한 압출가능한 금속으로부터 제조된다. 외장은 균일한 기화 또는 연소를 위해 활성 가스 발생 재료를 둘러싸고 보호하도록 설계되어 있다. 외장은 분포식 장입물의 연소를 기화시킨다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 팽창 구조물을 통해 유동하도록 팽창 가스용 외장 내에 배출구 또는 다른 구멍이 없다. 분포식 장입물, 보조 추진제, 및 외장은 하기에 보다 상세히 설명되어질 것처럼 특정 적용에 꼭 맞도록 다양한 형태 및 크기로 형성된다.
팽창 완충물, 백, 부동 장치, 또는 DCI를 전개시키기 위해 설계된 다른 팽창 구조물은 폴리에스테르, 나일론, 아라미드, 또는 다른 섬유등의 섬유,또는 폴리우레탄, 실리콘, 또는 다른 재료로 피복된 섬유, 폴리우레탄 엘라스토머, 실리콘 엘라스토머, 네오프렌, 또는 비닐 러버로부터 제조된 블레이더, 또는 나일론, 아라미드, 마일라, 폴리에스테르, 또는 다른 박막 재료 등의 편복 섬유 내에 함유된 블레이더 재료이다.
전술한 RDC 또는 MDF 등의 불꼿 재료는 널리 이용가능하며, 30년 동안 다양한 적용예에서 사용된다. 많은 적용예에서 부착된 전자 스퀴브를 사용하여 연소되며, 전자 충돌 센서 또는 다른 전자 신호 장치로부터 신호에 의해 활성화된다. 본 발명은 팽창 시스템의 센서 트리거 전개에 연결된 전자 스퀴브를 사용하여 유사하게 활성화된다.
DCI는 시스템이 요구하는 팽창 요구량에 따라 달라지는 다양한 크기 및 배치 내에서 제조된다. 이는 호일 또는 박막, 또는 절단되어질 DCI 재료의 편평한 시이트를 넓히기 위해 선형 또는 관형 형상의 장입물로부터 변화된다. 선형 및 시이트 형상의 DCI 재료는 횡단면이 원형, 웨지 형상, 다이아몬드 형상, "L" 형상이며, 임의의 다른 형태로 형성되어 있다. 본 발명의 가요성으로 인해, DCI는 현재 사용되는 가스 발생기 시스템에서보다 용이하게 설치되고 저렴하다.
종래 기술에서 발견된 RDC-형태의 재료와는 대조적으로, DCI는 다른 재료의 신속한 연소를 간략하게 전달하기 위해 제한되지 않으며, 연소는 주어진 구조물을 팽창시키기 위해 필요한 가스의 양을 발생한다. DCI 시스템은 완전하고 자율적으로 작동되는 팽창 시스템이다.
DCI는 주어진 팽창 시스템 내의 분포식 장입물의 분포 형태에 따라 달라지도록 설계되어 있으며, 다른 DCI 섹션에서 속도는 연소되며, 재료를 연소시키기 위해 사용되는 전자 스퀴브의 수 또는 위치, 가변 팽창 속도 및 유효 총괄 가스 체적이 달성된다. DCI 용으로 사용되는 재료는 가요성 및 유연성을 가지며, 정상적인 작동 조건 하에서 파쇄되거나 유동되지 않는다.
실시예
본 발명에 따른 실시예는 도어에 장착되는 측면 에어백, 및 내부 피복식 에어백에 측면 충격 헤드 스트라이크 보호 시스템(미국 특허 제 5,322,322호에 기수된 시스템 등의)에 본 발명을 적용하고 있음이 도시되어 있다.
실시예 1: 측면 충격 헤드 스트라이크 보호 : 실시예는 도 4a 내지 4m에 기술되어 있다. 도 4a에 도시되어진 것과 같이, 아리조나, 메사 인코포레이티드, 특정 장치에 의해 자동차 에어백용 점화기로 사용되는 것과 같은 전자 스퀴브(401)는 캘리포니아, 홀리스터내의 텔레다인 맥코믹 셀프에 의해 제조된 변경된 급격한 연소 코드(RDC) 등의 분포식 장입물(402)에 꼭 맞다. 분포식 장입물은 수분 또는 다른 오염 인자가 장입물과 전자 스퀴브 사이의 조립체 내부로 유입되는 것을 방지하기 위해 전자 스퀴브에 실링되어 있다. 도 4b에 도시되어진 것처럼, 변경된 RDC는 주석 외장(403) 내에 RDM 404의 4 내지 7 그레인과, 아리조나 메사의 TRW에 의해 제조된 아지드화 나트륨 추진제 등의 자동 에어백 추진제(405)의 7 내지 14 그레인함유되어 있다. RDM 및 아지드화 나트륨 추진제는 도 4c에 도시되어진 것처럼 롤러를 통해 조립체를 도시함으로써 주석 외장 내에서 응고된다. 변경된 RDC는 1/16" 내지 1/8"의 직경 y-y 로 도시되어 있으며, 도 4d에 도시되어진 것처럼 0.01" 내지 0.02"의 주석 외장에 대한 벽 두께 x-x로 도시된다. 분포식 장입물은 적용예(이러한 경우에 대략 35")에 대한 적절한 길이 zz로 절단된다. 분포식 장입물의 단부는 부착제를 이용한 전자 스퀴브에 꼭 맞으며, 도 4e에 도시되어진 것처럼 포팅 화합물(410)을 이용하여 포팅된다. 전자 스퀴브 또는 다른 점화기는 도 4f 에 도시되어진 기계식 고정물(411)을 포함하여, 분포식 장입물이 클림핑, 용접, 또는 포팅에 의해 점화기(412)에 부착되어 분포식 장입물이 수분 또는 다른 오염 인자로부터 실링된다. 택일적으로, 기계식 고정물을 갖는 점화기를 제공하는 대신에, 도 4g에 도시되어진 것과 같이 실링(415)을 사용하여 표준 점화기(414)에 분포식 장입물(402)과 맞춤되게 사용될 수 있다.
점화기 컵(420)은 도 4h에 도시된 것과 같이 주석 외장(403)과 전기적으로 접지되며, 두가지 모두 전지 접속부를 거쳐 센서 장치에 접지된다. 금속 하우징(421)은 도 4i에 도시되어진 것처럼 점화기와 주석 외장 사이의 적절한 접지를 보장하기 위해 사용될 수 있다. DCI는 팽창 성분 내부에 위치되며 전자 스퀴브 또는 다른 점화기의 핀이 노출되도록 밀봉된다(노출된 와이어(423)를 이용한 도 4j 참조). 택일적으로, DCI는 밴드 클램프 등을 사용한 팽창 성분 내부에 밀봉될 수 있다(밴드 클램프(424)를 도시한 도 4k 참조).
분포식 장입물(402)은 도 4l에 도시되어진 것처럼 접혀진 팽창 성분(425)내부로 삽입가능하며, 에어 백 내에 간단하게 접혀질 수 있다. 분포식 장입물(402)은 도 4 m에 도시된 것과 같이 정상적으로 후방 팽창되는 챔버(430) 또는 배플(431) 내에 짜여지며 위치된다.
실시예 2: 도어(또는 시이트)- 장착된 측면 에어 백: 이러한 에어 백 시스템은 도 5에 도시되어진 적층식 분포식 장입물을 사용하며, 3개의 분포식 적층 장입물(51a,51b,51c)은 에어백의 왼쪽, 오른쪽, 및 중심 섹션으로 적층된다. 종래의 자동 전자 스퀴브등의 장입물 점화기(52)는 와이어(54)에 의해 충돌 센서 또는 다른 활성기에 연결된다. (RDM의 스트립 등의) 장입물 스트립(53a,53b,53c)은 점화기(52)로부터 분포식 적층 장입물(51a,51b,51c)의 각각에 안내된다. 에어백은 도 5에 도시되어진 것과 같이 라인 a-a, b-b, 및 c-c 을 따라 접혀진다.
RDM 스트립(53a, 53b,53c)의 연소 속도, 길이, 및 특성은 에어백의 연속적인 전개를 제어하기 위해 선택된다. 예를 들어, 모든 3개의 장입물 스트립이 동일한 길이를 갖는다면, 스트립(53c)은 보다 신속한 연소 속도를 가지어, 장입물(51)이 먼저 에어백의 중심 패널을 팽창시킨다. 스트립(53b)은 다음으로 신속한 연소 속도를 가지어, 장입물(51b)이 다음 에어잭의 우측 패널을 팽창시킨다. 스트립(53b)은 가장 늦은 연소 속도를 가지어, 장입물(51a)이 제일 늦게 에어백의 좌측 패널을 팽창시킨다. 선택적으로, 타이밍은 동일한 속도를 가지나, 다른 길이를 갖는 장입물 스트립을 이용하여 제어가능하다. 따라서, 동일한 연소 속도를 갖는 장입물 스트립의 이용으로, 장입물 스트립(53c)은 가장 짧은 장입물 스트립이며, 장입물 스트립(53b)은 다음으로 짧으며, 장입물 스트립(53a)은 가장 길어서, 장입물(51c,51b,51a)은 연속적으로 점화된다.
도 5에 도시된 실시예의 대안은 도 5a에 도시되어진 것처럼, (오직 하나의 점화기 대신에) 다수의 점화기를 사용하는 것이다. 이러한 경우에, 섹션 장입물((51a, 51b,51c)은 각각 독립된 개별 점화기(54a,54b,54c)를 가지며, 장입물 스트립(53a,53b,53c)의 점화를 개시하기 위해 적절한 일련의 전기 신호를 와이어(54a,54b,54c)를 따라 점화기에 각각 전송함으로써 소정의 서열 내에서 점화될 수 있다. 또한, 하나의 점화기는 에어 백의 임의의 섹션의 전개를 개신하며, 다른 점화기는 저거절한 팽창 서열을 얻기 위해 장입물 스트립의 연소 속도 및 전기 신호의 타이밍의 조합을 이용한 에어백의 다른 섹션의 전개를 개시한다. 더욱이, (차량 시이트의 위치를 나타내는 전기 신호 등의) 활성기로부터 전기 신호 이외의 전기 신호는 전개 서열을 결정한다. 선택적으로, 장입물 시이트는 섹션 장입물이 소정의 서열로 점화되도록 선택된 시이트의 치수 및 기하학적 형상으로 스트립 대신에 사용될 수 있다.
다른 에어백 또는 다른 팽창 성분의 전개는 소정의 시간 서열에서 유사하게 개시되며 제어되어 팽창 시스템의 설계는 활성기로부터 신호에 반응하여, 충돌 속도, 점유 크기, 또는 시이트 또는 점유의 위치 등의 다양한 입력층에 따라 활성기로부터 신호에 반응하는 정확한 시간에 가장 효과적인 서열로 전개한다.
실시예 3:내부 피복식 에어 백: 대안의 배치는 도 6에 도시되어 있다. 에어백 직물(61)은 가스 발생 재료(63)로 내부 피복되어 있다. 가스 발생 재료의 조성은 외부 외장이 사용되지 않음을 제외하고는 전술한 DCI 의 조성과 동일하다. 가스 발생 재료는 에어 백이 조립되기 이전 또는 이후에 직물에 적용될 수 있다. 점화기(19)는 가스 발생 재료(63)의 연소를 제공한다. 클램프(62)는 에어백 섬유 를 점화기(19)에 밀봉시킨다.
전술한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하였지만, 본 기술 분야의 숙련된 당업자들을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (39)

  1. (a) 팽창 성분과,
    (b) 팽창 가스를 발생시키기 위해 상기 팽창 성분 내에 분포된 장입물과,
    (c) 상기 팽창 성분 내에 상기 장입물을 둘러싸기 위한 외장,
    (d) 장입물을 연소시키기 위해 상기 장입물과 접하는 점화기, 및
    (e) 상기 팽창 성분의 전개를 개시하기 위해 상기 점화기에 전기적으로 연결된 활성기를 포함하고 있으며,
    상기 점화기는 상기 활성기로부터 신호에 반응하여 점화하며, 장입물을 연소시키며, 상기 팽창 성분을 팽창시키는 팽창 가스를 발생시키는 팽창 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 장입물은 발생된 가스 양을 증가시키는 부가적인 가스 발생 재료를 함유하는 팽창 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 장입물의 표면 상에 보조 가스 발생 재료층을 더 포함하는 팽창 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 보조 가스 발생 재료층은 휘발성 화학제품을 포함하는 팽창 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 외장은 가스 발생 재료를 더 포함하는 팽창 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 장입물은 선형 배열을 갖는 팽창 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 장입물은 관형 배열을 갖는 팽창 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 장입물은 편평한 배열을 갖는 팽창 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 장입물은 수산화붕산 연료 및 질산염 산화제를 포함하는 팽창 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 장입물은 보조 폭발물을 포함하는 팽창 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 장입물은 상기 팽창 성분의 적어도 하나의 내부면 상에 피복물로 분포되는 팽창 시스템.
  12. (a) 팽창 성분,
    (b) 상기 팽창 성분 내에 분포된 장입물,
    (c) 활성기와 전기적으로 접하는 점화기를 포함하고 있으며,
    상기 점화기는 상기 활성기로부터 수신된 신호에 응답하여 상기 점화기의 점화가 발생하도록 위치되며, 상기 점화기는 상기 분포식 장입물의 점화를 개시하여, 팽창 가스를 발생시키고 상기 팽창 성분을 팽창시키는 팽창 시스템.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 분포된 장입물은 적어도 두개의 재료의 혼합물인 팽창 시스템.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 재료중의 하나는 암모늄, 구아디늄, 및 10수산화10붕산의 트리아미노구아디니늄 염으로 구성되는 군으로부터 선택되는 팽창 시스템.
  15. 제 13항에 있어서, 상기 재료중의 하나는 질산 칼륨인 팽창 시스템.
  16. 제 12항에 있어서, 상기 분포된 장입물은 알칼리 금속 아지드, 중합체 바인드를 함유한 유기 아지드, 및 산화제로 구성되는 군으로부터 선택된 두개 이상의 재료를 포함하는 팽창 시스템.
  17. 제 12항에 있어서, 상기 분포된 장입물은 상기 팽창 성분의 적어도 하나의 내부면 상에 피복되는 팽창 시스템.
  18. 제 12항에 있어서, 상기 팽창 성분은 제 1 복수 섹션을 포함하는 에어백이며, 상기 분포된 장입물은 제 2 복수 섹션의 각각에 섹션 장입물이 존재하도록 분포되며, 상기 제 2 복수 섹션은 상기 제 1 복수 섹션과 동일하거나 적은 팽창 시스템.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 점화기는 섹션 장입물 스트립에 의해 각각의 섹션 장입물에 연결되는 팽창 시스템.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 섹션 장입물 스트립은 다른 연소 속도를 가지고 있어, 상기 섹션 장입물이 연속하여 점화되는 팽창 시스템.
  21. 제 12항에 있어서, 상기 점화기는 전자 스퀴브를 포함하는 팽창 시스템.
  22. (a) 팽창 성분과,
    (b) 팽창 가스를 발생시키기 위해 상기 팽창 성분 내에 분포된 장입물과,
    (c) 상기 팽창 성분 둘레에 배치된 부가의 가스 발생 재료 층과,
    (d) 부가의 가스 발생 재료층과 상기 팽창 성분 내의 장입물을 둘러싼 외장과,
    (e) 상기 장입물을 점화시키기 위해 상기 장입물과 접한 점화기, 및
    (f) 상기 팽창 성분의 전개를 개시하기 위해 상기 점화기에 전기적으로 연결된 점화 장치를 포함하고 있으며,
    상기 점화기는 상기 점화 장치로부터 신호에 응답하여 점화되어, 상기 장입물을 연소시키고, 상기 팽창 성분을 팽창시키는 팽창 가스를 발생시키는 팽창 시스템.
  23. 제 22항에 있어서, 상기 분포된 장입물은 불꽃 재료로 제조된 일체식 블록인 팽창 시스템.
  24. 제 23항에 있어서, 상기 분포된 장입물은 암모늄, 구아디늄, 및 10수산화10붕산의 트리아미노구아디늄 염으로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 재료를 포함하는 팽창 시스템.
  25. 제 24항에 있어서, 상기 장입물은 아지드화 나트륨, 질산 칼륨, 및 마그네슘으로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 재료를 더 포함하는 팽창 시스템.
  26. 제 22항에 있어서, 상기 장입물은 중합체 바인더를 포함하는 팽창 시스템.
  27. 제 26항에 있어서, 상기 중합체 바인더는 플루오르엘라스토머, 교차결합된 폴리부타디엔 러버, 교차결합된 폴리아크릴 러버, 교차결합된 폴리우레탄 엘라스토머, 및 폴리비닐 알코올/아세테이트로 구성된 군으로부터 선택된 팽창 시스템.
  28. 제 22항에 있어서, 상기 장입물은 활성 가스 발생 중합체를 포함하는 팽창 시스템.
  29. 제 28항에 있어서, 상기 활성 가스 발생 중합체는 글리신 질산 중합체, 글리신 아지드 중합체, 폴리테트라졸, 폴리트리아졸, 니트로셀룰로즈, 디니트로폴리스틸렌, 질화 폴리부타디엔, 및 질화 폴리에테르로 구성되는 군으로부터 선택된 팽창 시스템.
  30. 제 22항에 있어서, 상기 장입물은 활성 추진제를 포함하는 팽창 시스템.
  31. 제 30항에 있어서, 상기 활성 추진체는 부탄에트리올 트리니트레이트, 펜타에리트리톨 테트라니트레이트, 씨클로트리메틸렌 트리니트라민, 씨클로테트라메틸렌 테트라니트라민, 메트리올 트리니트레이트, 트리리트로톨루엔, 니트로글리세린으로 구성되는 군으로부터 선택되는 팽창 시스템.
  32. 제 30항에 있어서, 상기 활성 추진제는 헥사니트로스틸벤 및 디피크라미드로 구성되는 군으로부터 선택되는 팽창 시스템.
  33. 제 30항에 있어서, 상기 활성 추진체는 금속 및 무기 산화제의 혼합물인 팽창 시스템.
  34. (a) 제 1 복수 섹션을 갖는 팽창 성분과,
    (b) 상기 팽창 성분을 팽창시키도록 팽창 가스를 발생시키기 위해, 상기 제 1 복수 섹션과 동일하거나 적은 상기 팽창 성분의 제 2 복수 섹션 내에 적층된 섹션 장입물로 분포된 장입물과,
    (c) 상기 섹션 장입물을 점화시키기 위해 상기 섹션 장입물과 접하는 적어도 하나의 점화기, 및
    (d) 상기 팽창 성분의 전개를 개시하기 위한 상기 적어도 하나의 점화기의 각각에 전기적으로 연결된 활성기를 포함하며,
    상기 각각의 섹션 장입물은 상기 적어도 하나의 점화기와 접하며,
    상기 적어도 하나의 점화기의 각각은 상기 활성기로부터의 적어도 하나의 신호에 응답하여 점화됨으로써, 상기 장입물을 점화시키며, 상기 팽창 성분을 팽창시키는 팽창 가스를 발생시키는 팽창 시스템.
  35. 제 34항에 있어서, 상기 각각의 섹션 장입물과 접하는 하나의 점화기를 포함하며, 상기 점화기로부터 상기 섹션 장입물까지의 접촉하는 장입물 스트립을 포함하는 팽창 시스템.
  36. 제 35항에 있어서, 상기 장입물 스트립은 상기 섹션 장입물의 점화를 연속적으로 개시하도록 설계된 팽창 시스템.
  37. 제 34항에 있어서, 상기 적어도 하나의 점화기는 다수의 점화기이며, 각각의 섹션 장입물은 상기 섹션 장입물에 할당된 점화기와 접하는 팽창 시스템.
  38. 제 37항에 있어서, 각각의 점화기는 다른 점화기와는 관계없이 점화되는 팽창 시스템.
  39. 제 37항에 있어서, 상기 점화기는 상기 팽창 성분의 섹션의 전개에 대해 소정의 순서에 따라 점화되는 팽창 시스템.
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