KR20010081108A - 에어백용 가스발생기 및 에어백장치 - Google Patents

에어백용 가스발생기 및 에어백장치 Download PDF

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요시히로 나카시마
노부유키 오오지
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고지마 아끼로, 오가와 다이스께
다이셀 가가꾸 고교 가부시끼가이샤
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Abstract

용기의 전체적인 크기를 억제하고, 또한 간단한 구조로서 제조가 용이하면서도, 승무원을 안전하게 구속가능하도록 가스발생기의 작동출력을 균등화하고, 연소성능을 안정되게 조정가능하게 한 가스발생기를 제공한다.
충격에 의해 착화하는 2개이상의 점화수단과, 이 점화수단에 의해 각각 착화·연소하고, 에어백을 팽창시키는 연소가스를 발생하는 가스발생수단을 수용하고, 외각용기를 형성하는 하우징에 가스배출구가 형성된 에어백용 가스발생기에 있어서, 이 가스배출구는, 하우징의 내부압력을 일정압까지 유지하는 차단수단에 의해 폐쇄되어 있고, 이 가스배출구 및/또는 이 차단수단을 제어함으로써, 이 차단수단을 파열시키는 파열압력을 복수단계로 조절하고, 각각의 점화수단이 작동했을 때의 하우징 최대 내부압력의 차를 억제하는 것을 특징으로 하는 에어백용 가스발생기이다.

Description

에어백용 가스발생기 및 에어백장치{AIR BAG GAS GENERATOR AND AIR BAG DEVICE}
자동차를 비롯해 각종 차량 등에 탑재되어 있는 에어백시스템은, 이 차량이 고속으로 충돌했을 때에, 가스에 의해 급속히 팽창한 에어백(자루체)으로 탑승자를 지지하고, 탑승자가 관성에 의해 핸들이나 전면유리 등의 차량내부의 딱딱한 부분에 격돌하여 부상하는 것 등을 방지하는 것을 목적으로 한다. 이와 같은 에어백시스템은, 통상, 차량의 충돌에 의해 작동하여 가스를 방출하는 가스발생기와, 이 가스를 도입하여 팽창하는 에어백으로 구성되어 있다.
이러한 에어백시스템은, 승무원의 체격(예를 들면 앉은 키가 큰 사람 혹은 작은 사람, 또는 대인 혹은 어린이 등)이나, 그 탑승자세(예를 들면 핸들에 매달린 자세) 등이 상이한 경우에 있어서도, 승무원을 안전하게 구속가능하게 하는 것이 바람직하다. 그래서 종래, 작동시 초기의 단계에 있어서, 승무원에 대하여 될 수 있는 한 충격을 주지않고 작동하도록 한 에어백시스템의 제안이 이루어지고 있다. 이와 같은 가스발생기는, 일본국 특개평 8-207696호 공보, 미국특허 제4,998,751호및 미국특허 제4,950,458호 등에 개시되어 있고, 일본국 특개평 8-207696호 공보에서는, 1개의 점화기로 2종류의 가스발생제의 캅셀을 착화하고, 2단계에서 가스를 발생시키는 가스발생기가, 미국특허 제4,998,751호, 미국특허 제4,950,458호에서는, 가스발생기의 작동기능을 규제하기 위하여 2개의 연소실을 설치하고, 가스발생제의 연소확대에 의해 2단계로 가스를 발생하는 가스발생기가 각각 제안되어 있다.
그렇지만 이와 같은 가스발생기에서는, 그 내부구조가 복잡하고, 용기의 크기가 크게 되고, 코스트가 높은 요인으로 된다고 하는 결점을 가진다. 또 각 단계에서 연소하는 가스발생제의 표면적과, 그 연소를 컨트롤하는 노즐의 면적의 비가 모두 바람직한 것으로 되어 있지 않기 때문에, 하우징의 내부압력은, 1단째의 연소에서는 지나치게 낮거나, 2단째의 연소에서는 지나치게 높거나 하여 적정한 컨트롤이 될 수 없다.
더욱이 일본 특개평 9-183359호, 및 독일 특허 제19620758호에서는, 하우징내에, 가스발생제가 수용된 연소실을 2개실 설치하고, 각각의 연소실마다 점화기를 배치하고, 각 점화기의 작동타이밍을 조정함으로써, 가스발생기의 작동출력을 조정가능하게 한 가스발생기가 개시되어 있다. 그렇지만 어느 가스발생기도, 각 연소실마다 배치되는 점화기는, 각각 별개로 배치하는 것이므로, 그 조립(제조)도 곤란한 것으로 되고, 또 가스발생기의 구조자체도 복잡해서, 용적도 큰 것으로 된다.
본 발명은 에어백용 가스발생기 및 에어백장치로서, 2개 이상의 점화수단 및 2개 이상의 가스발생수단을 가지고, 가스의 배출 또는 흐름의 거동을 조절한다.
도 1은 본 발명의 가스발생기의 하나의 실시형태를 도시하는 종단면도,
도 2는 본 발명의 가스발생기의 다른 실시형태를 도시하는 종단면도,
도 3은 본 발명의 에어백용 가스발생기의 다른 실시형태를 도시하는 종단면도,
도 4는 본 발명의 에어백용 가스발생기의 또 다른 실시형태를 도시하는 종단면도,
도 5는 본 발명의 가스발생기의 다른 실시형태를 도시하는 종단면도,
도 6은 격벽을 도시하는 분해사시도,
도 7은 본 발명의 에어백용 가스발생기의 또 다른 실시형태를 도시하는 종 단면도,
도 8은 도 7에서 도시한 가스발생기의 투시평면도,
도 9는 개구부를 도시하는 주요부 단면도,
도 10은 점화기와 케이블의 위치결정구조를 도시하는 주요부 사시도,
도 11은 쿨런트·필터의 다른 형태를 도시하는 주요부 단면도,
도 12는 자동발화재료를 배치한 상태를 도시하는 종단면도,
도 13은 본 발명의 에어백 장치의 구성도, 및
도 14는 본 발명의 에어백 장치의 구성도로 2개의 유로를 도시하는 도면.
(부호의 설명)
3 : 하우징 5a : 제 1 연소실
5b : 제 2 연소실 7 : 격벽
9a : 제 1 가스발생제 9b : 제 2 가스발생제
12a : 제 1 점화기 12b : 제 2 점화기
13 : 이니시에이터 칼라 22 : 쿨런트·필터
26a : 제 1 가스배출구 26b : 제 2 가스배출구
27 : 실링 테이프 27a : 제 1 실링 테이프
27b : 제 2 실링 테이프
따라서 본 발명은, 용기의 전체적인 크기를 억제하고, 또한 간단한 구조로 제조가 용이하며 또한 경량으로 하면서도, 그 작동초기의 단계에 있어서, 승무원에대하여 될 수 있는 한 충격을 주지않고 작동하고, 또한 승무원의 체격(예를 들면 앉은 키가 큰 사람 혹은 작은 사람, 또는 대인 혹은 어린이 들)이나, 그 탑승자세(예를 들면 핸들에 매달린 자세) 등이 상이한 경우라도 승무원을 안전하게 구속가능하도록, 임의로 가스발생기의 작동출력, 및 출력상승의 타이밍을 조정가능하게 하고, 또한 연소성능이 안정된 가스발생기를 제공한다.
본 발명의 에어백용 가스발생기는, 하우징내에, 2개이상의 점화수단을 설치한 가스발생기로서, 하우징에 형성된 가스배출구와 이것을 폐쇄하는 실링 테이프 등의 차단수단의 조합에 특징을 가진다. 하우징내에 복수의 연소실을 설치한 경우에는, 각 연소실에 수용된 가스발생수단은, 상이한 점화수단에 의해, 독립하여 동시 또는 시간차를 가지고 착화·연소되는데, 가스배출구의 개구직경(개구면적) 및/또는 가스배출구를 폐쇄하는 실링 테이프의 두께를 제어함으로써, 가스발생수단이 연소된 때의 하우징내의 압력(이하 「연소내압」이라 함)을 균등화하고, 연소성능을 안정화시키는 것이 가능하다.
즉, 본 발명은 충격에 의해 착화하는 2개이상의 점화수단과, 이 점화수단에 의해 각각 착화·연소하고, 에어백을 팽창시키는 연소가스를 발생하는 2개이상의 가스발생수단을 수용하고, 외각용기를 형성하는 하우징에 복수의 가스배출구가 형성되고, 이 가스배출구는 하우징의 내부압력을 일정압까지 유지하는 차단수단에 의해 폐쇄되어 있는 에어백용 가스발생기에 있어서, 2종류이상의 이 가스배출구 및/또는 2종류이상의 이 차단수단에 의해, 이 차단수단을 파열시키는 파열압력을 복수단계로 조정한 것을 특징으로 하는 에어백용 가스발생기이다.
바람직하게는 각각의 점화수단이 작동했을 때의 하우징 최대 내부압력의 차가 억제되어 있다.
파열압력은 가스배출구의 개구직경, 개구면적 및 차단수단의 두께의 어느하나 또는 이들을 조합하여 조절할 수 있다. 즉 개구직경의 크기는 1∼8mm, 또는 1.2∼4mm의 사이에서 변화시킨다. 차단수단을 파열하는 파열압력이 인접하는 가스배출구에 대하여, 그 상이한 파열압력의 비는 1.1/1이상, 더욱 바람직하게는 4/1∼1.1/1이다.
개구면적 및 개구면적비는 가스발생제의 약량 또는 약표면적에 맞게 변화시킨다. 차단수단의 두께는 개구면적비 또는 가스발생제의 약량 또는 약표면적에 맞게 변화시킨다.
가스발생제의 양과 형상은 복수의 연소실에서 각각 임의로 설정될 수 있다. 점화수, 점화타이밍에 의해 가스발생량은 크게 변화한다. 따라서 단일점화수단에 비하여, 가스발생거동, 즉 출력특성이 복수있고, 그 어느하나를 선택할 수 있다. 연소내압은 가스발생제의 표면적과 가스배출구의 개구면적과의 비에 의존한다. 복수의 가스발생제의 경우는 점화수, 점화타이밍에 의해 가스발생제 표면적, 즉 연소표면적이 변화한다.
상기 파열압력의 조절은, 상기 가스배출구의 개구직경 및/또는 개구면적을 2종류이상으로 제어함으로써 이루어진다. 그렇게 하여 상기 하우징에 형성된 2종류 이상의 가스배출구중, 그 개구직경의 크기가 인접하는 2종류의 개구에 대하여, 대직경 가스배출구/소직경 가스배출구의 비가 4/1∼1.1/1이고, 또 개구면적비가 97/3∼3/97 인 것이 바람직하다.
또 상기의 파열압력의 조절은, 상기 차단수단의 두께를 2종류 이상으로 제어함으로써 이루어진다. 그렇게 하여 상기 2종류이상의 두께의 차단수단은, 그 인접하는 두께의 비가 1.1/1∼12/1 인 것이 바람직하다. 파열압력의 조절을, 2종류 이상으로 두께가 상이한 차단수단으로 차단된 2종류 이상의 배출구의 면적비가 97/3∼3/97이 되도록 하여 행할 수 있다. 더욱이 본 발명에 있어서는, 가스배출구의 개구직경 및/또는 개구면적을 2종류 이상으로 제어함과 동시에 차단수단의 두께를 2종류 이상으로 제어함으로써도 행할 수 있다. 그 경우도 파열압력의 조절을, 2종류 이상으로 두께가 상이한 차단수단으로 차단한 2종류 이상의 배출구의 면적비가 97/3∼3/97이 되도록 할 수 있다.
상기 차단수단은 20㎛∼200㎛의 두께를 갖는 실링층과 5∼100㎛의 두께를 갖는 접착층, 또는 점착층으로 이루어지는 실링 테이프인 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서 실링 테이프의 두께라는 것은, 이 실링층과 접착층 또는 점착층으로 구성된 것의 두께라는 것이다. 실링 테이프 등의 차단수단은, 그 파열압력이 가스배출구의 크기 및/또는 그 두께 등에 의해 조정되는 것이고, 가스발생수단이 연소했을 때의 하우징내의 최대 내부압력(이하 「연소최대내압」으로 한다)이나 가스발생수단의 연소성능을 조정하는 것은 아니다. 즉 본 발명의 가스발생기에 있어서는, 가스발생수단의 연소시에 있어서 연소 최대내압의 조정은, 가스배출구의 개구면적에 의해 조정된다. 그 결과, 실링 테이프가 파열된 후에 있어서도, 그 개구면적과 가스발생수단의 연소성능과의 관계에 의해 하우징내압을 조정할 수 있다. 또한, 이차단수단(특히 실링 테이프의 경우)은, 하우징내에 습기가 진입하는 것을 방지하는 방습기능도 가지고 있는 것이 바람직한데, 본 발명에 있어서는, 가스발생수단과 같이 방습의 필요성이 있는 구성요소에 대하여 별도 방습수단을 시행하는 경우에는, 이 차단수단은, 오로지 그 파열압력이 복수단계로 조절되어 있으면 충분하다. 이러한 별도 방습수단으로서는, 예를 들면 가스발생수단 등의 경우에는, 그것을 방습시트로 포장하는 등의 수단이 있다.
본 발명의 가스발생기에 있어서는, 하우징내에 복수의 연소실을 설치하고, 연소가스를 발생하는 가스발생수단을 각각 별개의 연소실에 수용하고, 다시 각 연소실내의 가스발생수단을 각각의 점화수단에 의해 독립적으로 점화함으로써, 다른 가스발생수단의 연소에 의해 전화되지 않도록 할 수도 있다. 각 연소실에 수용되는 가스발생수단은, 그 단위중량당의 표면적이 서로 상이하게 되어 있는 고체의 가스발생제인 것이 바람직하다. 예를 들면, 하우징내에 가스발생수단을 수용하는 연소실을 2개 설치하는 경우에는, 각 연소실을 하우징의 반경방향으로 인접하여 동심원으로 설치하든지, 혹은 하우징을 최외경보다도 축심길이의 쪽이 긴 원통형상으로 하여, 각 연소실을 하우징의 축방향 및/또는 반경방향으로 인접시켜서 동축으로 설치할 수 있다. 이 경우, 각 연소실끼리를 서로 연통가능하게 하는 연통구멍을 설치할 수도 있다. 이와 같이 설치된 연소실에는, 각 연소실마다 수용된 가스발생수단을 따로따로 연소시킬 수 있다. 이 연소실은, 오로지 가스발생수단을 수용하기위한 실인 점에 서, 상기 점화수단이 전화약을 포함하여 구성되어 있다고 하더라도, 이 전화약이 수용된 공간과는 구별할 수 있다.
본 발명에 관한 복수의 열린구멍을 설치하고, 연소내압을 균등화(연소성능을 안정)한 듀얼 파일로 인플레이터(dual pilo inflator)의 구성요건은 점화수단 2개이상과, 가스발생제를 수용하는 하우징을 가지고, 이 하우징에는 개구직경/개구면적이 다른 노즐이 2종류이상 설치되는 것 및/또는 가스배출구를 폐쇄하는 차단수단의 두께를 2종류이상으로 제어하는 것이다. 예를 들면, 큰 노즐과 작은 노즐에 구멍이 열려 있고, 큰 노즐은 듀얼 파일로 인플레이터의 작동의 최초의 단계, 즉 제 1 실의 가스발생제의 착화로 파열되고, 작은 쪽의 노즐은 후단, 즉 제 2 실의 가스발생제의 착화, 혹은 2개의 점화기가 동시 착화하여 양실의 가스발생제가 연소했을 때에, 큰 노즐보다 더디게 또는 동시에 개구한다고 하는 구성을 특징으로 한다. 본 발명에서는 특히 추진제 충전량의 상이(제 1 실과 제 2 실)도 커버하는 것을 목적으로 한다. 예를 들면 내압 100kg/㎠에서 큰 노즐 구멍이 개방하고, 내압 150kg/㎠ 이상으로 되면 작은 노즐도 구멍이 개방된다. 그것을 달성시키기 위해서, 실링 테이프 두께가 일정하게 가스배출구의 노즐직경을 변경하거나, 혹은 노즐직경을 일정하게 실링 테이프의 두께를 변경하거나 할 수 있다. 이와 같이, 가스배출구의 개구면적 및/또는 차단수단의 파열압력을 조정함으로써, 예를 들면 하우징내에 2개의 연소실을 설치해서, 제 1 가스발생수단과 제 2 가스발생수단을 각 연소실로 분리하여 수용하는 경우에는, 어느 가스발생수단의 연소시에도, 항상 이상적인 연소조건(예를 들면 연소내압 등)으로 연소시킬 수 있다. 요컨대 모든 가스배출구가 최초부터 개구되면, 제 1 및 제 2의 가스발생수단이 동시에 연소할 때에는 적절한 연소환경을 실현가능하게 되는데, 제 2 가스발생수단이 약 30mm초 정도 더디게 연소하는경우에는, 그 사이에 제 1 가스발생수단의 연소가스가 방출되므로, 이 제 2 가스발생수단이 연소할 때의 연소내압은 2개 동시에 연소했을 때에 비하여 약간 낮게 되어버려서, 제 2 가스발생수단이 연소함에 있어 최적의 연소환경으로는 되지 않는다. 이것을 보완하기 위해서 가스배출구의 개구면적을 작게 조정하면, 10mm초, 20mm초 늦추어서 제 2 가스발생수단을 연소시킨 경우, 혹은 동시에 연소시킨 경우에는, 그 연소시의 압력이 높은 것으로 된다. 따라서, 최초로부터 1종류의 가스배출구를 일제히 개구시키면, 모든 연소모드를 커버하는 것이 곤란하게 된다. 그 결과, 제 1의 가스발생제가 연소했을 때의 연소내압은 낮고, 제 2 가스발생제가 연소했을 때의 연소내압 사이에 큰 차이가 생긴다. 그래서, 이러한 가스발생기에서, 제 1 가스발생수단이 연소했을 때에 개구하는 가스배출구와, 제 2 가스발생수단이 연소했을 때에 개구하는 가스배출구와 같이, 복수의 가스배출구를, 각 가스발생수단의 연소에 따라 상이한 타이밍으로 개구시키므로써, 각 가스발생수단을 항상 이상적인 연소조건(연소내압)에서 연소시킬 수 있다.
가스발생기의 작동성능, 특히 가스방출량의 시간경과 변화를 보다 특징적으로 조정하는 경우에는, 2개이상의 연소실내에는, 각 연소실마다, 연소속도, 조성, 조성비 또는 양이 적어도 1개이상 상이한 가스발생수단을 수용하고, 이들을 임의의 타이밍으로 독립하여 착화·연소시킬 수 있다. 또 각 연소실마다, 단위시간당의 발생가스량이 상이한 가스발생수단을 충전할 수 도 있다.
가스발생수단으로서는, 종래부터 널리 사용되고 있는 무기아지드, 예를 들면 나트륨아지드(아지화나트륨)에 근거한 아지드계 가스발생제 외에, 무기아지드에 근거하지 않는 비아지드계 가스발생제를 사용할 수 있다. 단, 안전성을 고려하면, 비아지드계 가스발생제가 바람직하고, 이러한 비아지드계 가스발생제 조성물로서는, 예를 들면, 테트라졸, 트리아졸, 또는 이들의 금속염 등의 질소함유 유기화합물과 알칼리금속초산염 등의 산소함유 산화제를 주성분으로 하는 것, 트리아미노구아니딘초산염, 카르보히드라지드, 니트로구아니딘 등을 연료 및 질소원으로 하고, 산화제로서 알칼리금속 또는 알칼리토류금속의 초산염, 염소산염, 과염소산염 등을 사용한 조성물 등 여러가지의 것을 사용할 수 있다. 그외에도 가스발생수단은, 연소속도, 비독성, 연소온도 및 분해개시온도 등의 요구에 따라 적절히 선정된다. 각 연소실마다 상이한 연소속도의 가스발생수단을 사용한 경우에는, 예를 들면, 아지화나트륨 등의 무기아지드 또는 니트로구아니딘 등의 비아지드를 연료 및 질소원으로 사용되는 등, 그 조성이나 조성비 자체가 상이한 가스발생수단을 사용하는 외에, 펠릿형상, 웨이퍼형상, 중공원주형상, 다스크형상, 또는 단일 구멍체형상 혹은 다수 구멍체형상 등과 같이 조성물의 형상을 변경시키거나, 혹은 성형체의 크기 등에 의해 표면적을 변경시킨 가스발생수단을 이용할 수 있다. 특히, 가스발생수단의 형상을 관통구멍이 복수개 존재하는 다수 구멍체로 형성하는 경우에는, 그 구멍의 배치는 특히 제한은 없으나, 가스발생기 성능의 안정화를 위해, 성형체의 외단부와 구멍의 중심의 거리 및 서로의 구멍의 중심간거리가 대략 같게 되는 배치구조가 바람직하다. 구체적으로는, 예를 들면 성형체의 단면이 원형인 원통형상 성형체에 있어서는, 중심에 1개와 그 주위에 상호 등거리로 되는 정삼각형의 정점의 위치에 구멍의 중심을 가지는 6개의 구멍을 배치한 구조가 바람직하다. 더욱 동일하게 하여중심에 1개와 주위에 18개의 구멍이 존재하는 배치도 고려될 수 있다. 이들의 구멍수와 배치구조는 가스발생제의 제조의 용이성, 및 제조코스트와 성능의 균형으로 결정되는 것이고, 특히 한정되는 것은 아니다.
또 하우징내에는, 가스발생수단의 연소에 의해 발생한 연소가스를 냉각하는 쿨런트수단을 포함하여 수용할 수 도 있다. 이 쿨런트수단은, 가스발생수단의 연소에 의해 생긴 연소가스를 냉각 및/또는 정화하는 목적으로 하우징내에 배열설치되는 것이고, 예를 들면, 종래 사용되고 있는 연소가스를 정화하기위한 필터 및/또는 발생된 연소가스를 냉각하는 쿨런트를 사용하는 외에, 적절한 재료로 이루어지는 철망을 환상의 적층체로 하고, 압축성형한 적층철망 필터 등도 사용될 수 있다. 이 적층철망 쿨런트는, 바람직하게는, 평편한 스테인리스강제 철망을 원통체로 형성하고, 이 원통체의 일단부를 외측으로 반복하여 굴곡하여 환상의 적층체를 형성하고, 이 적층체를 형내에서 압축성형하든지, 혹은 평편한 스테인리스강제 철망을 원통체로 형성하고, 이 원통체를 반경방향으로 가압하여 판체를 형성하고, 이 판체를 원통형상으로 다중으로 감아서 적층체를 형성하여, 이것을 형내에서 압축성형하는 등에 의해 성형할 수 있다. 또 그 내측과 외측을 상이한 적층철망체로 하여 2중구조로 하여, 내측에 쿨런트수단의 보호기능, 외측에 쿨런트수단의 팽출억제기능을 갖는 것으로 할 수도 있다. 또한, 이 쿨런트수단의 외주를, 적층철망체, 다수구멍 원통체 또는 환상 벨트체 등으로 이루어지는 외층에서 지지함으로써, 그 팽출을 억제할 수도 있다.
또 2개이상의 연소실에 수용된 가스발생수단의 연소에 의해 발생하는 연소가스가, 각 연소실마다 상이한 유로로 가스배출구에 도달하고, 하나의 연소실내에 수용된 가스발생수단이, 다른 연소실내에서 발생한 연소가스에 의해, 직접 착화되는 일이 없는 가스발생기로 하는 경우에는, 각 연소실내의 가스발생수단은, 각각의 연소실마다 완전히 독립하여 연소함으로써, 보다 확실하게, 각 연소실내에 수용된 가스발생수단의 착화·연소를 독립하여 행할 수 있다. 그 결과, 2개 이상의 점화수단의 작동타이밍을 상당히 지연시킨 경우에 있어서도, 최초로 작동한 점화수단에 의해 착화된 1개의 연소실내의 가스발생수단의 화염이, 다른 연소실내의 가스발생수단을 연소시키는 일은 없고, 안정된 작동출력을 얻을 수 있다. 이러한 가스발생기는, 예를 들면 하우징내에, 유로형성부재를 배치하여 유로를 형성하고, 1개의 연소실내에서 발생하는 연소가스를 그대로 쿨런트수단에 유도함으로써 행할 수 있다.
상기 하우징은, 가스배출구를 갖는 디퓨져 셸과, 이 디퓨져 셸과 함께 수용공간을 형성하는 크로져 셸을 주조, 단조 또는 프레스가공 등에 의해 형성하고, 양셸을 접합하여 형성할 수 있다. 양 셸의 접합은 각종 용접법, 예를 들면 전자빔용접, 레이저용접, 티그용접, 프로섹션용접 등에 의해 행할 수 있다. 이 디퓨져 셸과 크로져셸은, 스테인리스동판 등의 각종 강판을 프레스가공하여 형성한 경우에는, 양 셸의 제조가 용이하게 됨과 동시에, 제조코스트의 저감도 달성된다. 또 양 셸을 원통형의 단순, 간단한 형상으로 형성함으로써 그 프레스가공이 용이하게 된다. 디퓨져 셸과 클로져 셸의 재료에 관하여는, 스테인리스강판이 바람직한데, 강판에 니켈도금을 시행한 것도 좋다.
상기 하우징내에는, 더욱 충격을 감지하여 작동하고, 가스발생수단을 착화·연소시키는 2개이상의 점화수단도 수용된다. 이 점화수단은, 본 발명의 가스발생기에서는 충격을 감지한 충격센서 등으로부터 전달되는 전기신호(또는 작동신호)에 의해 작동하는 전기착화식 점화수단이 사용된다. 전기착화식 점화수단은, 반도체식 가속도센서 등 오로지 전기적인 기구에 의해 충격을 감지하는 전기식 센서로부터 전달되는 전기신호에 근거하여 작동하는 점화기를 포함하여 구성되고, 필요에 따라 이 점화기의 작동에 의해 착화·연소하는 전화약을 포함하여 구성된다. 이 전화약은, 그 연소가스로 가스발생수단을 연소시키는 것이고, 직접, 에어백을 팽창시키기위한 것이 아닌 점에 있어서, 상기 가스발생수단과는 구별된다. 또, 2개이상의 점화수단이 각각 점화기를 포함하여 구성되는 경우에는, 이 점화기의 부착을 용이한 것으로 하기 위해서는, 각 점화기끼리를 1개의 이니시에이터 칼라에 축방향을 맞추어 설치하는 것이 바람직하다. 점화수단으로서는 더욱 상기 점화기의 작동에 의해 착화되어 연소되는 전화약도 포함하는 경우에는, 이 전화약은, 상기 각 점화기마다 구분되고, 각각의 점화기마다 독립하여 착화·연소하고, 어느 하나의 점화기에 대응하는 전화약의 연소된 화염이, 다른 점화기에 대응하는 전화약을 직접착화하지 않도록 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같은 구조로서는, 예를 들면 각 점화기를 각각 독립한 점화기 수용실에 배치하고, 이 점화기 수용실내에 전화약을 배치하든지, 혹은 개별독립한 각 연소실내에서, 점화기의 작동에 의해 착화·연소될 수 있는 개소에 배치할 수 있다. 전화약을 점화기마다 구분한 경우에는, 2개이상의 연소실내에 수용된 가스발생수단을, 각각 상이한 구분의 전화약이 연소된 화염에 의해 착화·연소할 수 있다. 그리고, 각각의 연소실에 수용된 가스발생수단이 연소함에따라, 복수의 가스배출구중에서, 어느 가스배출구를 개구시키므로써, 각 연소실내의 가스발생수단을 이상적인 연소내압으로 연소시킬 수 있다.
하우징내에 배치되는 2개이상의 점화수단은, 각각 전기신호에 의해 작동하는 점화기를 포함하여 구성되어 있고, 이 점화기는, 축방향을 맞추어서 1개의 이니시에이터 칼러에 설치되고, 각 점화기를 하우징의 중심축에 대하여 편심하여 배치할 수 있다. 각 점화기에 접속되는 전기신호를 전하는 리드와이어는, 동일평면상에서 동일방향으로 빼내어 있는 것이 바람직하고, 또한 이 리드와이어를 각각 커넥터를 통해서 접속하고, 이 커넥터를 동일평면상에서 평행하게 나란히 배치하는 것이 바람직하다. 이 커넥터는, 각 리드와이어를 하우징의 축방향을 직교하는 방향에 있고, 또한 동일방향으로 빼내는 것이 바람직하고, 더욱이 이 커넥터는, 접속하는 점화기마다 형상이 상이하고, 또는 요철(凹凸)을 설치하는 등, 어느 하나의 점화기에만 접속을 가능하게 하는 위치결정수단을 가지는 것이 바람직하다.
본 발명은 충격에 의해 착화하는 2개이상의 점화수단과, 이 점화수단에 의해 각각 착화·연소하고, 에어백을 팽창시키는 연소가스를 발생하는 2개이상의 가스발생수단을 수용하고, 외각용기를 형성하는 하우징에 복수의 가스배출구가 형성되고, 이 가스배출구는 하우징의 내부압력을 일정압력으로 유지하는 차단수단에 의해 폐쇄되어 있는 에어백용 가스발생기에 있어서, 먼저 연소를 시작하는 제 1 연소실과 후에 연소를 시작하는 제 2 연소실은 연통구멍을 갖는 벽에 의해 이격되어 있고, 상기 연통구멍에는 전화방지수단이 설치되어서, 제 1 연소실에서의 연소에 의해, 제 2 연소실에서의 연소가 일어나지 않는 것을 특징으로 하는 에어백용 가스발생기도 포함한다.
전화방지수단은 예를 들면 실링 테이프, 차폐판 등이다. 차폐부재는 연통구멍을 제 1 연소실측으로부터 차폐되어 있어도 좋다.
더욱이 본 발명은 충격에 의해 착화하는 2개이상의 점화수단과, 이 점화수단에 의해 각각 착화·연소하고, 에어백을 팽창시키는 연소가스를 발생하는 2개이상의 가스발생수단을 수용하고, 외각용기를 형성하는 하우징에 복수의 가스배출구가 형성되고, 이 가스배출구는 하우징의 내부압력을 일정압까지 유지하는 차단수단에 의해 폐쇄되어 있는 에어백용 가스발생기에 있어서, 먼저 연소를 시작하는 제 1 연소실은 나중에 연소를 시작하는 제 2 연소실로부터 벽에 의해 이격되고, 각각에 발생한 가스는 상이한 유로를 통과하여 가스배출구에 도달하는 것을 특징으로 하는 에어백용 가스발생기도 포함한다.
유로형성부재에 의해 상이한 유로가 형성되어도 좋다.
상기의 에어백용 가스발생기는, 이 가스발생기로 발생하는 가스를 도입하여 팽창하는 에어백(자루체)과 함께 모듈케이스내에 수용되고, 에어백장치로 된다. 이 에어백장치는, 충격센서가 충격을 감지함으로써 연동하여 가스발생기가 작동하고, 하우징의 가스배출구에서 연소가스를 배출한다. 이 연소가스는 에어백내에 유입되고, 이것에 의해 에어백은 모듈커버를 찢고 팽출하고, 차량중의 딱딱한 구조물과 승무원과의 사이에 충격을 흡수하는 쿠션을 형성한다.
이상 기재한 구조상의 요건 및 기능은 2개이상을 조합하여 본 발명을 실시할 수 있다.
본 발명에 의하면, 용기의 전체적인 크기를 억제하고, 또한 간단한 구조로서 제조가 용이하게 하면서도, 그 작동의 전단계에 있어서 안정된 작동성능을 나타내고, 승무원에 대하여 될 수 있는 한 충격을 주지않고 작동하고, 또한 승무원의 체격(예를 들면 앉은 키가 큰 사람 혹은 작은 사람, 또는 대인 혹은 어린이 등)이나, 그 탑승자세(예를 들면 핸들에 매달린 자세) 등이 상이한 경우이라도, 승무원을 안전하게 구속가능하도록, 임의로 가스발생기의 작동출력, 및 출력상승의 타이밍을 조정가능하게 한 가스발생기로 된다.
이하, 도면에 도시한 실시의 형태에 근거하여, 본 발명의 에어백용 가스발생기를 설명한다.
(실시의 형태 1)
도 1은, 본 발명의 에어백용 가스발생기의 제 1 실시의 형태의 종단면도이고, 특히 운전석측에 배치하기에 적합한 구조로 되어 있다.
이 가스발생기는, 가스배출구를 갖는 디퓨져 셸(1)과, 이 디퓨져 셸과 함께 내부수용공간을 형성하는 클로져 셸(2)을 접합하여 이루어지는 하우징(3) 내에, 대략 원통형상의 내통부재(4)를 배치하고, 그 외측을 제 1 연소실로 하고 있다. 또, 이 내통부재의 내측에는 단차부를 설치하고, 이 단차부에 대략 평판 원형의 격벽을 배치하고 있고, 이 격벽으로 이 내통 내부를 더 2실로 구획 형성하고, 디퓨져 셸측에 제 2의 연소실, 클로져 셸측에 점화수단 수용실(8)을 형성하고 있다. 그 결과, 이 가스발생기에서는, 제 1의 연소실(5a)과 제 2의 연소실(5b)은, 하우징(3) 내에 동심원으로 설치되어서, 이 하우징의 직경방향으로 인접하고 있다. 이 제 1 및 제 2의 연소실내에는, 충격을 받아서 작동한 점화수단에 의하여 연소하고, 연소가스를 발생하는 가스발생제(9a,9b)가 수용되며, 점화수단 수용실(8)내에는, 충격에 의해 작동하는 점화수단이 수용되어 있다. 제 1의 연소실(5a)과 제 2의 연소실(5b)을 구획형성하는 내통부재(4)에는 관통구멍(10)이 설치되어 있고, 이 관통구멍은 실링 테이프(11)에 의해 폐쇄되어 있다. 단, 이 실링 테이프(11)는, 가스발생제가 연소하면 파열되므로, 양 연소실은 이 관통구멍(10)에 의해 연통하는 것이 가능하다. 이 실링 테이프(11)는 제 2의 연소실(5b)의 가스발생제(9b)가 연소한 때에만 찢어지도록, 그 재질이나 두께를 조정할 필요가 있다. 본 실시의 형태에서는 두께 40μｍ의 스테인리스제의 실링 테이프를 사용하고 있다. 또 관통구멍(10)은, 가스배출구(26b)보다도 개구면적을 확장하고 있고 연소실(5b) 내의 내부압력을 제어하는 기능은 가지고 있지 않다.
점화수단은, 센서가 충격을 감지하는 것에 근거하여 출력되는 작동신호에 의하여 작동하는 2개의 전기착화식 점화기(12a,12b)를 포함하여 구성되어 있고, 이 점화기끼리는, 1개의 이니시에이터 칼라(13)에 서로 평행하게, 그 헤드부를 돌기시켜서 설치되어 있다. 이와 같이 1개의 이니시에이터 칼라(13)에 2개의 점화기(12a, 12b)를 설치함으로써, 이 2개의 점화기는 이니시에이터 칼라(13)에 고정되어 단일의 부재로 되고, 가스발생기로의 조립이 용이하게 된다. 특히, 이 도면에 도시하는 가스발생기에서는, 이 이니시에이터 칼라(13)를, 내통부재(4)내에 삽입가능한 크기로 함으로써 2개의 점화기(12a,12b)를 설치한 이니시에이터 칼라(13)를 이 내통(4)내에 삽입한 후, 내통부재(4)의 하단을 코킹하여 이 이니시에이터 칼라를 고정함으로써, 점화기를 용이하게 또한 확실하게 고정하는 것이 가능하다. 또, 2개의 점화기(12a, 12b)를 이니시에이터 칼라(13)에 배치할 때에는, 각각의 점화기의 방향을 용이하게 규제하는 것이 가능하다.
이 실시의 형태에서는, 이니시에이터 칼라(13)와 격벽(7) 사이의 공간에, 어느 1개의 점화기(12b)(이하,「제 2 점화기」라 한다)를 포위하도록 대략 원통형상의 분리통(14)을 배치하고, 그 외측에 제 1의 전화약 수용실(15a), 내측에 제 2의 전화약 수용실(15b)을 구획형성하고, 그리고 각 수용실내에, 점화기와 이 점화기와 함께 점화수단을 구성하는 전화약을 수용하고 있다. 그 결과, 점화기와 함께 점화수단을 구성하는 전화약(16a,16b)은, 각 점화기(12a,12b) 마다 확실히 구분되는 것으로 된다. 이 제 1의 전화약 수용실(15a)은, 그 안에 수용된 전화약(16a)이 연소하면, 내통부재(4)에 형성된 전화구멍(17)을 폐쇄하는 실링 테이프(18)가 파열되어 제 1의 연소실(5a)과 연통한다. 또 제 2의 전화약 수용실(15b)도, 그 안의전화약(16b)이 연소하면 격벽(7)에 형성된 전화구멍(19)을 폐쇄하는 실링 테이프(20)가 파열되어 제 2의 연소실(5b)과 연통한다. 그러므로, 이 가스발생기는, 작동시에, 제 1의 점화기(12a)가 착화(작동)했을 때의 화염은, 그 수용실(15a) 내에 있는 전화약(16a)을 착화·연소시켜, 그 화염이 내통부재(4)에 형성된 전화 구멍(17)을 통과하고, 이 수용실(15a)의 직경방향에 위치하는 제 1 연소실(5a)내에 수용된 7개의 구멍을 가진 가스발생제(9a)를 착화연소시킨다. 또 제 2 의 점화기(12b)는, 그 수용실(15b) 내의 제 2의 전화약(16b)을 착화·연소시켜, 그 화염이 이 수용실(15b)의 축방향으로 설치된 전화구멍(19)을 통과하고, 그 연장상에 있는 제 2 연소실(5b) 내에 수용된 단일 구멍의 가스발생제(9b)를 착화·연소시킨다. 이 제 2 연소실(9b)내에서 발생한 연소가스는, 내통부재(4)의 디퓨져 셸(1) 측에 설치된 관통구멍(10)을 통하여 제 1의 연소실(5a)내로 유입한다. 특히, 도 1에서 도시하는 가스발생기에서, 이니시에이터 칼라와 격벽 사이에 배치되는 분리통(14)은, 격벽(7)의 하면과 이니시에이터 칼라(13)의 상면에 이 분리통(14)의 외형에 상당하는 구멍부(21)를 설치하고, 각각의 구멍부에 분리통(14)의 상단 및 하단을 끼워넣어 배치되어 있다. 이와 같이 분리통(14)을 배치하고 있으므로, 어느 하나의 전화약 연소실내에서 발생하는 전화약의 화염이, 다른 전화약 수용실 내의 전화약을 직접연소시키는 일은 없고, 2개의 연소실 내에 수용된 가스발생제는, 각각 상이한 구분의 전화약이 연소된 화염에 의해 착화·연소된다. 즉, 통상적으로 이 분리통(14)내(즉 제 2 전화약 수용실내)에서 전화약이 연소된 경우에는, 그 연소에 의하여 발생되는 가스의 압력은, 이 분리통을 직경방향으로 밀어 확장하도록작용하는 것으로도 되지만, 분리통을 배치함으로써, 이 분리통의 상하 끝부는 각각이 끼워지는 구멍부의 둘레벽에 확실히 지지되어 있게 되고, 단순히 분리통을 격벽과 이니시에이터 칼라와의 사이에서 끼워 지지한 경우와 비교하여, 보다 확실히 전화약의 연소가스·화염의 누설을 저지하는 것이 가능하다.
또 하우징(3) 내에서는, 가스발생제(9a,9b)의 연소에 의하여 발생한 연소가스를 정화·냉각하기위해서 쿨런트·필터(22)가 배열설치되어 있고, 그 디퓨져 셸(1) 측의 내주면은, 쿨런트·필터(22)의 단면과 디퓨져 셸(1) 천정부 내면(28) 사이를 연소가스가 통과하는 일이 없도록, 숏패스방지부재(23)로 덮여져 있다. 이 쿨런트·필터(22)의 외측에는, 연소가스의 통과 등에 의해 이 필터(22)의 팽출을 억제하기 위한 외층(24)을 배치하고 있다. 이 외층(24)은, 예를 들면, 적층 철망체를 사용하여 형성하는 외에, 둘레 벽면에 복수의 관통구멍을 갖는 다공 원통형상 부재, 또는 소정 폭의 띠형상 부재를 환상으로 한 벨트형상 억제층을 사용하여 형성하는 것도 가능하다. 더욱이 이 외층(24)의 외측에는, 연소가스가 이 필터(22)의 전면을 통과하는 것이 가능하도록, 간극(25)이 형성되어 있다.
본 발명의 가스발생기에 있어서는 디퓨져 셸(1)에 형성되는 가스배출구 및/또는 이를 폐쇄하는 실링 테이프의 구성에 특징을 가지고 있다. 도 1에서 도시하는 가스발생기의 디퓨져 셸(1)의 둘레 벽부에는 직경이 상이한 가스배출구(26a,26b)가 2종류 구비되어 있고, 각 배출구의 수는 각각 동일 수로 하는 것이 가능하다. 이 경우, 가스배출구(26a)의 직경은 가스배출구(26b)의 직경보다 크고, 각 구멍수는 동일하므로 총개구면적도 가스배출구(26a)의 쪽이 가스배출구(26b) 보다도 크게 된다. 본 실시예에서는 가스배출구(26a)의 직경은 φ3.0mm 로 구멍수는 10개, 가스배출구(26b)는 직경 φ2mm 로 구멍수 10개의 구조를 도시하고 있다. 이들 배출구(26a,26b)에는 하우징 외부의 습도등의 환경의 영향으로부터 가스발생제를 보호하기 위하여, 실링 테이프(27)를 디퓨져 셸(1) 둘레 벽부 내주면으로부터 부착하고 있다. 이 실링 테이프(27)는 가스발생기의 축방향으로 나란한 2종류의 가스배출구를 동시에 폐쇄하더라도 더 여유가 있는 폭으로, 각 배출구(26a,26b)의 상단, 또는 하단으로부터, 실링 테이프의 상단, 또는 하단까지 2∼3mm 의 여유가 있는 것이 바람직하고, 20μm∼200μm 의 두께를 갖는 알루미늄제 실링층과 5∼100μm 의 두께를 갖는 접착층, 혹은 점착층으로 이루어지는 실링 테이프를 사용하는 것이 바람직한데, 원하는 효과를 발휘하는 것이라면 특히 실링 테이프의 종류나 구성은 문제되지 않는다. 본 실시예에서는 알루미늄 실링층의 두께가 50μm, 접착층, 혹은 점착층의 두께가 50μm의 실링 테이프를 사용하고 있다. 본 실시예에서는 각 배출구(26a,26b)의 배열은, 가스발생기 하우징의 축방향으로 나란히 되어 있지만, 본 발명의 효과를 얻기 위해서는, 예를 들면 각각의 배출구가 디퓨져 셸 둘레 벽부에서 원주상으로 번갈아 배열되어 있는 것도 상관없다. 이와 같은 가스배출구와 실링 테이프와의 조합에 의해, 실링 테이프가 파열되는 압력을 2단계로 조절하고 있다.
직경 3mm 의 개구는 0.71cm2의 면적을 가지고, 직경 2mm의 개구는 0.31cm2의 면적을 가지며, 각각 10개가 있으면 총 개구면적은 10.2cm2이다. 직경이 인접하는개구의 개구직경비는 1.5이다. 개구면적비는 2.29/1 이다.
이 구조에 있어서 가스발생기가 작동했을 때, 예를 들면 연소실(5a)의 7개의 구멍을 갖는 가스발생제를 착화시키는 점화기 통전(通電)후, 3msec 등의 시간을 두고 연소실(5b)의 단일 구멍을 갖는 가스발생제를 착화시켜 점화기가 작동한 경우에는 가스배출구(26a)의 개구면적(구멍 직경과 구멍의 수)을 연소실(5a)의 가스발생제의 연소표면적과 상관시키고, 또 가스배출구(26b)의 개구면적(구멍 직경과 구멍의 수)을 연소실(5b)의 가스발생제의 연소표면적과 상관시킨다. 종래에는 1 종류의 구멍 직경의 것 밖에 배출구가 없었기 때문에 개구 면적을 연소실(5a)의 가스발생제의 표면적에 상관시키든지, 연소실(5a 와 5b)의 모든 가스발생제의 표면적에 상관시키든지 그 어느 쪽에서 밖에 가능하지 않았다. 이 경우 전자는 연소실(5a)의 가스발생제가 연소한 경우에는 조건적으로는 최적이지만, 계속해서 연소실(5b) 또는 연소실(5a 와 5b)의 가스발생제가 연소한 경우에는 연소압력이 높아지고, 출력의 과잉한 가스발생기로 될 수 있다. 또 후자의 경우에는 연소실(5a) 만의 가스발생제가 먼저 연소한 경우, 반대로 출력이 지나치게 느려져서, 에어백 전개초기의 충분한 구속성능을 얻는 것이 곤란하다.
본 발명에 의하면 본 실시예에 표시한 바와 같이 개구면적이 상이한 배출구를 2 종류 설치하고, 각 연소실의 가스발생제의 표면적과 상관시키므로써, 각각의 가스발생제의 착화의 타이밍에 관계없이 최적의 에어백의 전개를 얻을 수 있다. 여기서는 가스배출구의 개구면적을 2종류로 하였는데, 종류를 더 늘리고, 실링 테이프의 파열압력을 다단계로 조절하는 것으로 환경온도에 의한 출력성능의 차를 억제하는 것도 가능하게 된다. 이와 같은 본 발명에 의한 효과는, 예를 들면 아래의 탱크 연소시험에 의해서도 확인할 수 있다.
〈탱크 연소시험〉
내부용적 60리터의 SUS(스테인리스 강)제 탱크 내에, 에어백용 가스발생기를 고정하고, 실온에서 탱크를 밀폐한 후, 외부착화 전기회로에 접속한다. 달리 탱크에 설치된 압력 트랜스듀서에 의해, 착화전기회로 스위치를 넣은(착화전류인가) 시간을 0으로 하고, 탱크 내의 압력상승변화를 시간 0∼200 mm초간 측정한다. 각 측정 데이타를 컴퓨터처리에 의하여 최종적으로 탱크압력/시간곡선으로 하여, 가스발생제 성형체의 성능을 평가하는 곡선(이하 「탱크 곡선」으로 한다)을 얻는다. 연소 종료후에는 탱크 내의 가스를 일부 빼어내서, CO 및 NOX등의 가스분석에 제공하는 것도 가능하다.
상기의 바와 같이 형성된 가스발생기에서는, 점화수단 수용실(8) 내에서 이 분리통(14)의 외부에 배치된 제 1 점화기(12a)가 작동하면, 제 1 전화약 수용실(15a)내에 수용된 전화약(16a)이 착화·연소하고, 그 화염이 내통부재(4)의 전화구멍(17)을 통과하여, 제 1 연소실(5a)내에 수용된 7개의 구멍을 갖는 다공 원통형상의 제 1 가스발생제(9a)를 연소시킨다. 또 분리통(14)에 포위되는 제 2 점화기(12b)가 작동하면, 제 2 전화약 수용실(15b)내에 수용된 전화약(16b)이 착화·연소하고, 그 화염은 제 2 연소실(5b)내에 수용된 단일 구멍 원통형상의 제 2 가스발생제(9b)를 착화·연소시킨다. 그 결과, 제 1 점화기를 작동시킨 후에 제 2 점화기를 작동시키든지, 혹은 제 1 과 제 2 점화기를 동시에 작동시키든지에 의해서 점화기(12a,12b)의 착화 타이밍을 조정하는 것으로, 가스발생기의 출력형태 (작동성능)를 임의로 조정하는 것이 가능하고, 충돌시의 차량의 속도나 환경온도등 여러가지 상황에서, 후술하는 에어백장치로 한 경우에 있어서 에어백의 전개를 최대한 적정한 것으로 하는 것이 가능하다. 특히 이 도면에 도시하는 가스발생기에서는, 각 연소실(5a,5b)마다 형상이 상이한 가스발생제(9a,9b)가 사용되고 있고, 제 1 연소실(5a)에는 다공의 원통형상의 제 1 가스발생제(9a)가, 제 2 연소실(5b)에서는 단일 구멍의 원통형상의 제 2 가스발생제(9b)가 각각 수용되어 있다. 또 각 연소실(5a,5b)에 수용되는 가스발생제의 양도 상이하여, 제 1 연소실(5a)내에는 35g, 제 2 연소실(5b)내에는 6g의 가스발생제(9a,9b)가 각각 수용되어 있다. 그 결과, 이 가스발생기에서는, 보다 적확하게 그 출력형태를 조정하는 것이 가능하게 되어 있다. 더욱이, 가스발생제의 형상, 조성, 조성비 및 양 등은, 물론 원하는 출력형태를 얻기 위하여, 적당히 변경하는 것이 가능하다.
본 발명에 의하면 이와 같은 2개 이상의 점화기와 2종류 이상의 가스배출구의 조합에 의하여, 가스발생기의 작동시의 내압을 균등화하고, 연소성능을 안정화시키는 것이 가능하다.
도 2에 도시한 가스발생기는 하우징의 디퓨져 셸에 설치되는 가스배출구와 그것을 폐쇄하는 실링 테이프의 구성을 변화시킨 이외에는 도 1에서 도시하는 것과 구조가 동일하고, 도 1과 동일부재에는 같은 부호를 붙여서, 그 설명을 생략한다. 즉 도 2에서는 실링 테이프가 파열하는 압력을 2 단계로 조절하기 때문에, 각 가스배출구의 개구면적(구멍 직경과 구멍수)은 동일하지만, 실링 테이프의 두께를 변화시키도록 한 실시예이다. 직경 3mm의 개구(26a,26b)를 20개 가지며, 80미크론의 알루미늄 층과 50미크론의 점착층으로 이루어 지는 실링 테이프(27a)를 14개 및 160미크론의 알루미늄 층과 50미크론의 점착층으로 이루어 지는 실링 테이프(27b)를 6개로 개구를 차단한 가스발생기에서는, 두께의 비가 1.61/1이고, 다른 두께사이에서 개구면적의 비가 70/30이다. 이 경우, 가스배출구(26a)와 가스배출구(26b)는 하우징 축방향에 세로로 배열되어 있고, 가스배출구(26a)를 막는 실링 테이프(27a)의 두께에 대하여, 가스배출구 (26b)를 막는 실링 테이프(27b)의 두께를 두껍게 하고 있다. 단, 이 실링 테이프의 두께는, 가스발생기의 출력성능(작동성능)을 조정하기 위하여 규제하는 것이고, 가스발생제의 연소시에 있어서 하우징 내압의 조정은, 가스배출구의 개구면적에 의해 조정된다. 요컨대, 이 실링 테이프는 최대 연소 내압에는 영향을 주지 않는 것이다. 가스배출구(26a 와 26b)의 개구면적(구멍 직경과 구멍 수)은 어느것이나 동일하다. 이 경우에는 예를 들면 연소실(5a)의 가스발생제(9a)가 연소했을 때에 가스배출구(26a)를 덮는 실링 테이프(27a)가 모두 파열되도록, 배출구(26a)의 개구면적과 실링 테이프(27a)의 두께를 조절한다. 계속해서 연소실(5b)의 가스발생제(9b)가 연소한 경우, 또는 연소실(5a 와 5b)의 가스발생제(9a,9b)가 동시에 연소한 경우에는, 더 높은 연소 내압이 발생하므로, 그 때에는 모든 배출구(26a,26b)를 덮는 실링 테이프(27a,27b)가 파열되도록, 두께를 두껍게 한 실링 테이프(27b)를 배출구(26b)에 붙인다. 즉, 가스배출구(26a)의 실링 테이프(27a)는 연소실(5a)만의 가스발생제(9a)의 연소에 의하여 파열하는 두께로조절되어 있기 때문에, 배출구(26b)의 실링 테이프(27b)까지를 파열시키는 일은 없다. 따라서 연소실(5a)의 가스발생제는 그 표면적이 배출구(26a)만의 개구면적과 상관되기 때문에, 최적의 연소를 나타낸다. 또 그 후 연소실(5b)의 가스발생제(9b)가 더디게 연소한 때에, 또는 양 연소실의 가스발생제(9a,9b)가 동시에 연소한 때에는, 더 높은 연소압력이 발생하기 때문에, 가스배출구(26b)의 실링 테이프(27b)까지 파열되고, 내압의 상승을 억제하고, 착화의 타이밍에 관계없이 최적의 에어백 전개가 가능하게 된다. 이 경우에도 도 1에서 기술한 바와 같이 실링 테이프의 재질, 구조나, 배출구의 배열의 방식 등은 목적의 효과를 얻기 위한 한정요인은 아니고, 임의의 사양이 가능하다. 또 두께를 다단계로 변경시키므로써 마찬가지로 환경온도 등의 영향이 적은 가스발생기로 된다.
도 1 및 도 2에 도시된 이들 2개의 실시예에는 각각 배출구의 개구면적만, 또는 실링 테이프의 두께만을 몇 종류로 변경한 실시예를 들었는데, 그 양쪽을 조정하는 것도 가능하다.
(실시의 형태 2)
도 3은, 본 발명의 에어백용 가스발생기의 다른 실시의 형태를 도시하는 종단면도이다. 이 가스발생기는, 특히 조수석 측에 배치하기에 적합한 구조로 되어 있다.
이 도면에 도시하는 가스발생기는, 최외 직경보다도 축심의 길이 쪽이 긴 원통형상으로써, 그 둘레벽에 복수의 가스배출구를 갖는 하우징(103)내에, 충격에 의해 작동하는 점화수단과, 이 점화수단에 의해 착화·연소되어 에어백을 팽창시키기위한 연소가스를 발생하는 가스발생제(9a,9b)와, 이 가스발생제의 연소에 의해 발생한 연소가스를 냉각 및/또는 점화하는 쿨런트·필터(122)를 포함하여 수용하고 있다. 그리고, 하우징(103)내에 설치된 2개의 연소실(105a,105b)은, 하우징(103)의 축방향으로 인접하여 동축상에 설치되어 있고, 각 연소실(105a,105b)끼리를 상호 연통가능하게 하는 연통구멍(110)이 설치되어 있다.
본 실시의 형태에서 표시하는 가스발생기는, 그 하우징이 축방향으로 긴 원통형상으로 되므로, 축방향으로 긴 형상으로 되어 있는데, 이와 같은 형상의 가스발생기에서는, 특히 상기와 같이 2개의 연소실(105a,105b)을 동축상에 인접하게 설치하고, 양 연소실을 연통가능하도록 함으로써, 임의로 가스발생기의 작동출력, 및 출력상승의 타이밍을 조정가능하게 하면서도, 간단한 구조로서 제조가 용이한 가스발생기가 된다.
그리고 상기 점화수단은, 충격에 의하여 작동하는 점화기를 2개 이상 포함하여 구성되고, 각 점화기(12a,12b)는, 1개의 이니시에이터 칼라(113)에, 서로 평행하게 설치되어 있으므로, 그 조립도 용이하게 된다.
또 하우징(103)내에는, 복수의 가스배출구(126a,126b)가 형성된 하우징 내주면과 대향하여 대략 원통형상의 쿨런트·필터(122)가 배열설치되어 있고, 이 필터(122)와 하우징 내주와의 사이에는 소정의 간극(125)이 확보되어 있다. 이 쿨런트·필터(122)가 수용되는 공간에 인접하는 제 1 연소실(105a)이 구획형성되어 있고, 2개의 점화기(12a,12b)를 포함하여 구성되는 점화수단은, 이 제 1 연소실(105a)에 인접하여 동축상에 배열설치되어 있다. 그리고 이 점화수단의 반경방향에는, 환상의 제 2 연소실(105b)이 구획형성되어 있으므로, 제 1 연소실(105a)과 제 2 연소실(105b)은, 하우징(103)의 축방향으로 인접하여 설치되게 된다. 이 제 1, 제 2 연소실 내에는, 각각 상이한 가스발생제(9a,9b)가 충전되어 있고, 이 도면에서 도시하는 가스발생기에서는, 제 1 연소실(105a)내에는 다공 원통형상의 제 1 가스발생제(9a), 제 2 연소실(105b)에는 단일구멍 원통형상의 제 2 가스발생제 (9b)가 각각 수용되어 있다.
상기 점화수단은, 점화기(12a,12b)의 작동에 의해 착화·연소하고, 그 화염으로 가스발생제(105a,105b)를 착화하는 전화약을 포함하여 구성되어 있고, 이 전화약은, 각 점화기마다 구획형성되어 있고, 각각의 점화기마다 독립하여 착화·연소한다. 이 점화기마다 구획형성된 전화약이 수용되는 공간은, 원통형상부재에 의해 구획형성되어 있고, 제 1 전화약(116a)이 수용되는 제 1 전화약 수용실(115a)은, 점화수단과 제 1 연소실(105a)의 사이에 배열설치되는 격벽(107)의 전화구멍(119)으로 제 1 연소실(105a)과 연통하고, 제 2 전화약(116b)이 수용되는 제 2 전화약 수용실(115b)은, 이 수용실(115b)을 구획형성하고 있는 원통형상부재(104)에 형성된 전화구멍(117)으로 제 2 연소실(105b)과 연통하고 있다. 그리고 제 1 연소실(105a)과 제 2 연소실(105b)은, 상기 격벽(107)에 형성된 관통구멍(110)으로 연통하고 있다.
이 도면에서 도시하는 가스발생기에서는, 제 1 점화기(12a)가 작동하면, 제 1 전화약 수용실(115a)내의 전화약(116a)이 착화·연소하고, 그 화염이 격벽부재(107)의 전화구멍(119)을 통과하여, 제 1 연소실(105a) 내에 배치된 가스발생제(9a)를 착화·연소시켜, 연소가스를 발생시킨다. 이 연소가스는, 쿨런트·필터(122)를 통과하는 사이에 정화·냉각되어, 가스배출구(126)로부터 방출된다. 한편, 제 2 점화기(12b)가 작동하면, 제 2 전화약 수용실(115b)내의 전화약(116b)이 착화·연소하고, 그 화염으로 제 2 연소실(105b) 내의 가스발생제(9b)를 착화·연소시킨다. 이 제 2 연소실(105b) 내에서 발생한 연소가스는, 격벽(107)의 관통구멍(110)을 통하여 제 1 연소실(105a) 내를 통과하고, 쿨런트·필터(122)를 통과하는 사이에 정화·냉각되어, 가스배출구로부터 방출된다. 또, 이 도면에 도시하는 가스발생기에 있어서도, 제 1 연소실과 제 2 연소실을 연통하는 관통구멍(110)은, 오로지 제 2 연소실 내의 가스발생제의 연소에 의해 파열하는 실링 테이프(111)로 폐쇄되어 있다. 더욱이, 본 실시의 형태에서도, 도 1의 가스발생기와 동일하게 가스배출구는 대직경의 가스배출구(126a)와 소직경의 가스배출구(126b)가 설치되어 있고, 이들은 실링 테이프(127)에 의하여 폐쇄되어 있다. 즉, 도 3에 도시한 실시예에서는 도 1과 같이 실링 테이프의 두께는 일정하고, 가스배출구의 개구면적을 2종류로 함으로써, 실링 테이프의 파열압력을 컨트롤하고 연소실(105a 와 105b)의 가스발생제(9a,9b)의 연소 타이밍에 관계없이, 항상 최적의 출력이 조정가능하다. 가스배출구는 원통형상의 하우징의 둘레 벽부에 있고, 연소실(105a)의 가스발생제(9a)의 표면적과 가스배출구(126a)를, 또 연소실(105b)의 가스발생제(9b)의 표면적과 배출구(126b)의 개구면적을 상관시키고 있다. 작동원리는 도 1과 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.
또, 제 1 연소실(105a)과 쿨런트·필터(122)가 수용되는 공간을 구획형성하는 구획형성부재(160)에는, 양 실을 연통하는 연통구멍(161)이 설치되어 있고, 상기 제 1 및 제 2 연소실(105a,105b) 내에서 발생한 연소가스는, 이 연통구멍(161)을 통과하여 쿨런트·필터(122)의 수용공간에 도달한다. 이 실시의 형태에서는, 이 구획형성부재(160)에는, 쿨런트·필터(122)의 내경과 대략 같은 크기의 연통구멍(161)이 형성되어 있다. 그리고, 이 연통구멍(161)에는, 제 1 연소실(105a) 내의 가스발생제(9a)가, 그 연소시에 쿨런트·필터(122)가 수용되는 공간측으로 이동하는 일이 없도록 철망(162)이 설치되어 있다. 이 철망(162)은, 연소중에 제 1 가스발생제(9a)의 이동을 저지할 수 있는 크기의 눈금으로서, 연소성능을 컨트롤하게 하는 통기저항을 갖는 것이 아니라면, 그 종류는 문제가 되지 않는다.
상기와 같이, 이러한 형태의 가스발생기에 있어서도, 각각의 연소실(105a, 105b)에 수용된 가스발생제(9a,9b)는, 2개의 점화기(12a,12b)의 작동 타이밍을 조절함으로써, 독립하여 착화·연소하게 되고, 가스발생기의 출력형태(작동성능)를 임의적으로 조정하는 것이 가능하다. 그 결과, 충돌시의 차량의 속도나 환경온도등 여러가지 상황에 있어서, 후술하는 에어백 장치로 한 경우에 있어서 에어백의 전개를 최대한 적정한 것으로 할 수 있다.
도 3에서, 하우징 내에 설치되는 2개의 연소실은, 하우징의 축방향 및 직경방향으로 인접하도록 설치되어 있다. 구체적으로는, 이 도 3에서 도시하는 가스발생기에서는, 제 1 연소실(105a)과, 점화수단 및 제 2 연소실(105b)을 구획형성하는 격벽(107)을, 축방향으로 굴곡시킨 후, 그 선단을 플랜지형상으로 한 하우징 내주에 맞닿게 함으로써, 제 2 연소실(105b)을 하우징의 축방향으로 확장하고 있다.그 결과, 이 도 3에서 도시하는 가스발생기에서는, 이 제 2 연소실이 축방향으로 확장되고, 즉 제 1 연소실 측으로 돌기함으로써, 제 1 연소실과 제 2 연소실은, 하우징의 축방향 및 반경방향으로 인접되어 있다. 이 도 3에 도시하는 가스발생기는, 제 2 연소실의 용적을 크게하는 것이 가능하므로, 제 2 가스발생제를 많이 사용하는 경우에 적합하게 된다.
도 4는 도 3과 동일하게 주로 조수석 승무원을 구속하는 가스발생기의 실시예의 단면도로, 도 2에서 도시한 바와 같이 각 배출구의 개구면적은 일정하게 두고, 실링 테이프의 두께를 변경시켜 파열압력을 조절하는 실시예를 표시하고 있다. 즉 가스배출구(126a)와 가스배출구(126b)는 하우징 축방향으로 세로로 배열되어 있고, 가스배출구(126a)를 막는 실링 테이프(127a)의 두께에 대하여, 가스배출구(126b)를 막는 실링 테이프(127b)의 두께를 두껍게 하고 있다. 가스배출구(126a 와 126b)의 개구면적(구멍 직경과 구멍 수)은 어느것이나 동일하다. 이 도 4에서 도시한 가스발생기의 작동에서는 도 3과 동일부재에는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다. 또한 가스배출구와 실링 테이프의 구성 및 작동설명은 도 2와 동일하므로, 그들의 작동의 설명은 생략한다.
도 3 및 도 4에 도시한 조수석 승무원 구속용 가스발생기의 경우에도 마찬가지로, 배출구의 개구면적의 종류를 더 늘리거나, 실링 테이프의 두께의 종류를 늘리므로써, 외부온도 등의 영향을 받기 어렵게 하기 위하여 더욱 미세한 조절이 가능하다. 물론 배출구 개구면적과 실링 테이프의 두께를 동시에 조합해도 좋다.
(실시의 형태 3)
도 5는, 다른 실시의 형태에 있어서 본 발명의 에어백용 가스발생기를 도시하는 종단면도이다. 이 실시의 형태에서 표시하는 가스발생기도, 도 1 및 도 2에서 도시하는 가스발생기와 마찬가지로 특히 운전석에 배치하기에 적합한 구조를 가지고 있다.
이 도 5에 도시하는 가스발생기는, 내부 원통부재내를 제 2 연소실과 점화수단 수용실을 구획형성하는 격벽의 구조 이외에는 도 1에서 도시하는 것과 구조가 동일하고, 따라서, 도 1과 동일부재에는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.
특히. 이 도면에서 도시하는 가스발생기는, 내통부재의 내측을 제 2 연소실과 점화수단 수용실로 구획형성하는 대략 평판 원형의 격벽(307)은, 도 6의 분해사시도로 도시하는 바와 같이, 내통부재(304)의 단차부(306)에 걸어맞춤하는 구획 원형부재(350)와, 이 구획원형부재(350)에 걸어맞춤하는 실링 컵부재(360)로 구성되어 있다.
이 구획원형부재(350)는, 대략 평판원형으로서, 후술하는 실링 컵부재(360)의 전화약 수용부(361)를 내부끼움하는 개구부(351)와, 바닥면을 원형상으로 구멍을 도려내어, 점화기(312b)의 상부를 수용하는 원형구멍부(352)와, 이 원형구멍부의 대략 중앙에 관통하여 뚫려 설치된 제 2 전화구멍(319)을 가지고 있다. 또, 실링 컵부재(360)는, 상기 구획원형부재(350)의 개구부(351) 내에 끼워서 제 2 연소실(305b) 내로 돌출하는 원통형상의 전화약 수용부(361)와, 상기 구획 원형부재(350)의 원형구멍부(352)와 대향하는 위치에 형성되고, 전화약수용부(361)와 반대측에 설치되어 있는 통 형상의 점화기 수용구(362)를 가지고 있다. 이 전화약 수용부(361)의 내측에는, 제 1 전화약(316a)이 수용되어 있고, 또 점화기 수용구(362)에는, 제 2 점화기(312b)가 내부 끼워맞춤되어 있다. 이 구획원형부재(350)와 실링 컵부재(360)는, 이 실링 컵부재(360)의 전화약 수용부(361)를 상기 구획원형부재(350)의 개구부(351)에 끼워맞춤하여 걸어맞춤되어 있고, 점화기 수용구(362)에 내부 끼워맞춤된 제 2 점화기(312b)의 상부는, 구획 원형부재(350)의 원형구멍부(352) 내에 돌출되어 있다.
이 구획원형부(350)와 실링 컵부재(360)로 이루어지는 격벽(307)은, 도 5에 도시하는 바와 같이, 내통부재(304)의 내주면에 형성된 단차부(306)에 걸음된다. 즉, 구획원형부재(350)의 둘레가장자리가 단차부(306)에 지지되고, 실링 컵부재(360)는, 이 구획원형부재(350)에 맞닿아 지지되어 있다. 또 이 실링 컵부재(360)의 둘레가장자리는, 점화기 수용구(362)와 동일방향으로 구부러져서 형성되어 있고, 이 절곡부(363)는 내통부재(304)의 내주면에 설치된 홈(364) 내에 끼워져 있다. 이에 의하여, 상기 구획원형부(350)는, 실링 컵부재(360)에 지지되고, 하우징(3)의 축방향으로의 이동이 저지되어 있다. 또, 이 실링 컵부재(360) 둘레가장자리의 절곡부(363)를, 내통부재(304) 내주면의 홈(364) 내에 끼워넣으므로써, 격벽(307)(즉 실링 컵부재(360))과 내통부재(304)는 간극 없이 걸어맞춤되어 있다. 따라서, 내통부재(304) 내에서, 클로져 셸(2) 측에 설치되는 점화수단 수용실(308)과, 디퓨져 셸(1) 측에 설치된 제 2 연소실(305b)은, 이 실링 컵부재(360)와 홈(364)과의 조합으로 이루어지는 점화수단 실링구조에 의해 확실히 구획되어 있다.
상기 실링 컵부재(360)에 형성되는 점화기 수용구(362)는, 그 하부를 퍼진 형상으로 열어 있고, 그 내측, 즉, 이 수용구(362)에 수용된 제 2 점화기(312b)와의 사이에는, O자형링(381)이 배치되고, 이 수용구(362)와 제 2 점화기(312b)와의 사이의 실링이 행해지고 있다. 또 이 O자형링(381)은, 2개의 점화기(312a,312b)를 단일의 이니시에이터 칼라(313)에 고정하는 점화기 고정부재(382)에도 압접되어 있으므로, 이 제 2 점화기(312b)는, 구획 원형부재의 원형구멍부(352) - 실링 컵부재의 점화기 수용구(362) - O자형링(381) - 점화기 고정부재(382)에 의하여 구획된 공간내에 배치되어 있다. 이 구획된 공간내에는, 제 2 점화기(312b)가 작동함으로써, 구획원형부재(350)의 원형구멍부(352)에 형성된 제 2 전화구멍(319)을 폐쇄하는 실링 테이프(320)가 파열되고, 제 2 연소실(305b)과 연통한다. 그리고 제 1 점화기(312a)와 제 2 점화기(312b)는, 점화기 수용구(362)의 하부 - O자형링(381) - 점화기 고정부재(382)로 이루어지는 실링구조(이하, 「점화기 실링구조」로 한다)에 의해, 확실히 분리되어 있다. 이것에 의해서, 임의의 점화기의 작동에 의하여 발생하는 화염은, 다른 점화기가 수용된 공간내에 직접 유입되는 일은 없다. 점화기 고정부재(382)는, 이니시에이터 칼라(313)의 상면을 덮는 것과 같은 형상으로서, 각 점화기의 상부를 통하고, 동시에 어깨부(383)를 지지하는 구멍부(384)를 가지고 있다. 이니시에이터 칼라(313)에 배치된 2개의 점화기(312a,312b)는, 이니시에이터 칼라(313)에 외부끼움하는 점화기 고정부재(382)에 고정되어 있다. 이와 같은 점화기 고정부재(382)를 사용함으로써, 2개의 점화기(312a, 312b)를 용이하게이니시에이터 칼라(313)에 조합할 수 있다. 또한, 이 실시의 형태에서 도시하는 가스발생기에 있어서는, 제 1 점화기(312a)와 제 2 점화기(312b)는 상이한 크기로 형성되고, 그 작동출력이 상이한 것이 사용되고 있는데, 동일한 작동출력의 점화기를 사용하는 것도 가능하다.
이 도면에서 도시하는 가스발생기에 있어서도, 도 1에서 도시하는 가스발생기와 마찬가지로, 하우징에 형성되는 복수의 가스배출구(26a,26b)는, 그 개구직경 및/또는 개구면적이 2종류 이상으로 제어되어 있다. 그 결과, 각각의 점화수단이 작동한 때의 하우징 최대 내부압력의 차를 제어할 수 있고, 가스발생기의 작동시의 내압을 균등화하고, 연소성능이 안정된 에어백용 가스발생기로 된다. 또, 이 실시의 형태에 있어서 가스발생기에 있어서도, 상기 도 2에 도시하는 가스발생기와 마찬가지로, 각 가스배출구의 개구면적은 일정하게 두고, 실링 테이프(27) 등의 차단수단의 두께를 변경하여 파열압력을 조절함으로써, 각각의 점화수단이 작동했을 때의 하우징 최대 내부압력의 차를 억제하는 것도 가능하다. 더욱이, 가스배출구의 개구직경 및/또는 개구면의 제어와 면적 차단수단의 두께의 제어를 병용하는 것도 당연히 가능하다.
(실시의 형태 4)
도 7은, 다른 실시의 형태에 있어서 본 발명의 에어백용 가스발생기를 도시하는 종단면도이다. 이 실시의 형태에서 표시하는 가스발생기도, 상기 실시의 형태 1 및 3에 표시하는 가스발생기와 마찬가지로, 특히 운전석에 배치하기에 적합한 구조를 가지고 있다.
특히, 이 실시의 형태에서 표시하는 가스발생기는, 하우징 내에 설치되는 2개의 연소실의 배치, 및 형성방법에 특징을 가지고 있다.
본 실시의 형태에 있어서도, 디퓨져 셸(401)에 형성되는 가스배출구(410)는, 직경이 상이한 가스배출구(410a,410b)가 2종류 구비되어 있고, 이들은 하우징 외부의 습도등의 환경의 영향으로부터 가스발생제(452)를 보호하기 위한 실링 테이프(429)로 폐쇄되어 있다. 내경(및 개구면적)이 상이한 2종류의 가스배출구(410a,410b)를 설치함으로써, 작동시에 있어서 하우징(403) 내의 연소 내압을 균등화(연소성능을 안정)하는 것이 가능하다. 이 작용에 관해서는 실시의 형태 1에서 이미 설명하였기 때문에, 여기서는 생략한다. 이하에서는, 본 실시의 형태에 있어서 가스발생기의 구조를 설명한다.
즉, 이 실시 형태에 표시하는 가스발생기는, 복수의 가스배출구(410)를 갖는 디퓨져 셸(401)과, 이 디퓨져 셸(401)과 함께 내부 수용공간을 형성하는 클로져 셸(402)을 마찰 압접에 의하여 접합하여 이루어지는 원통형상 하우징(403) 내에, 수평단면 형상이 원형이고 상단을 폐쇄한 캡슐형상의 내부셸(404)을 하우징 중심축에 대하여 편심하여 배치·고정하고, 그 외측을 제 1 연소실(450), 내측을 제 2 연소실(460)로 하고 있다.
하우징(403) 내에 배치되는 내부셸(404)의, 하우징(403)에 대한 편심도는, 원하는 연소실의 용적비 등에 따라 적당히 변경가능하고, 또 하우징(403) 내의 구조, 예를 들어 쿨런트·필터(425)의 유무 등에 의해서도 변화할 수 있는 요소이다. 예를 들어, 이 도면에 도시하는 가스발생기와 같이, 하우징(403)의 둘레 벽면과 대향시키고, 쿨런트·필터(425)를 배치하는 경우에서는, 10∼75%의 범위에서 적당히 선택하는 것이 가능하다. 단, 이 수치범위도 점화기(451,461)의 크기 등에 기인하여 변화할 수 있는 것이므로, 이 수치범위는, 도 7에 도시하는 가스발생기에 있어서 내부셸(404)의 편심의 목표를 도시하는 것이다.
이 내부셸(404)은, 그 수평단면형상을 직사각형, 타원형상등 각종 형상으로 하는 것도 가능하지만, 클로져 셸(402) 등으로 접합용이성을 고려한다면, 특히 원형으로 하는 것이 바람직하다. 요컨대, 이 내부셸(404)을 마찰압접에 의하여 클로져 셸(402)에 접합하는 경우에는, 이 내부셸(404)의 수평단면형상은 원형으로 할 필요가 있고, 또 레이져 용접에 의하여 접합하는 경우에 있어서도, 레이져의 조사거리를 안정되게 유지할 필요가 있기 때문이다.
상기와 같이, 이 실시의 형태에 있어서는, 제 1 연소실(450)과 제 2 연소실(460)은 내부셸(404)에 의하여 구획형성되어 있다. 즉, 제 1 연소실(450)은 내부셸(404)의 외측에 설치되고, 제 2 연소실(460)은 내부셸(404)의 내측에 설치되어 있다. 제 1 연소실(450)과 제 2 연소실(460)과의 용적비(제 1 연소실 용적 : 제 2 연소실 용적)는, 본 실시의 형태에 있어서는, 3.3 : 1 로 하고 있는데, 그 외에도 97 : 1∼1 : 1.1 의 범위에서, 적당히 선택하는 것이 가능하다. 단 이 용적비에 관하여서도, 점화기(451,461)의 크기나 가스발생제(452, 462)의 형상등에 기인하여, 적당히 그 선택범위는 변화될 수 있는 것이다. 따라서, 상기의 수치범위는, 이 도면에 도시하는 가스발생기의 구조에 있어서 선택할 수 있는 범위를 표시하는 것이다.
상기와 같이 내부셸(404)에 의하여 격리된 제 2 연소실(460)과 제 1 연소실(450)에는, 각각 가스발생제(452,462)가 수용되어 있다. 제 1 연소실(450) 내에는 제 1 가스발생제(452)가, 제 2 연소실(460) 내에는 제 2 가스발생제(462)가 각각 수용되어 있다. 본 실시의 형태에 있어서는, 제 1 가스발생제(452)와 제 2 가스발생제(462)는 형상 등이 동일한 가스발생제가 사용되고 있는데, 각 연소실마다, 연소속도, 조성, 조성비 또는 양이 적어도 1개이상 상이한 가스발생수단을 수용하는 것도 가능하다.
제 1 연소실(450)과 제 2 연소실(460)을 구획형성하는 내부셸(404)은, 하우징(403)의 중심축에 대하여 편심되어 배치되어 있고, 이 내부셸(404)의 내측에 설치된 제 2 연소실(460)도 하우징(403)에 대하여 편심되어 있다. 이 제 1 연소실(450)과 제 2 연소실(460)에는, 각각 점화기가 배치되어 있고, 이 중, 제 2 연소실(460)에 배치되는 제 2 점화기(461)는, 이 하우징(403)의 중심축에 대하여 편심하는 제 2 연소실(460)의 중앙에 배치되어 있다. 그 결과, 이 점화기(461)가 작동하여 발생하는 화염은, 제 2 가스발생제(462)를 균등하게 연소시키는 것이 가능하다. 그리고 이 제 2 점화기(461)와, 제 1 연소실(450)에 배치되는 제 1 점화기(451)는, 함께 하우징(403)의 중심축에 대하여 편심하여 배치되어 있다. 이와 같이 제 1 및 제 2 점화기, 및 내부셸(404)을 하우징(403)의 중심축에 대하여 편심시키므로써, 제 1 및 제 2 연소실의 용적비의 변화를 폭넓게 하는 것이 가능하고, 또 하우징(403)의 직경방향의 크기를 극력 억제하는 것이 가능하다.
각 연소실마다 배치되는 점화기중, 제 1 연소실(450) 내에 배치된점화기(451)는, 그 주위 및 상방향으로 전화약(408)을 배치하고 있다. 이 전화약(408)은 가스발생기의 조립시의 편의상, 더욱이 차량에 탑재중에 받는 충격이나 진동으로, 전화약(408)이 제 1 연소실(450) 내로 산란되어, 제 1 가스발생제(452)로의 착화성을 저감시키는 일이 없도록, 전화약용기(426) 안에 수납되어 있다. 이 전화약 용기(426)는 내부의 전화약(408)의 연소에 의하여 용이하게 파열되고, 화염을 그 주위에 전화시키는 두께(예를 들어 200μm정도)의 알루미늄에 의하여 형성되어 있다. 한편, 제 2 연소실(460)내에는 제 1 연소실(450) 내에 배치된 것과 같은 전화약은 반드시 필요로 하는 것은 아니다. 이것은 제 1 가스발생제(452)가 연소하여 제 1 연소실(450) 내의 압력이 상승되어도, 후술하는 내부셸(404)의 구멍(406)을 막는 파열부재(407)는, 제 2 연소실(460)의 내부압력이 제 1 연소실(450) 내의 내부압력 이상으로 상승하지 않으면 파열하지 않기 때문에, 이 사이, 제 2 연소실(460)은 밀폐상태로 되고, 그 사이 압력이 높아져 제 2 가스발생제(462)는, 제 1 가스발생제(452)보다도 착화하기 쉽기 때문이지만, 필요에 따라 전화약을 사용하는 것도 가능하다.
제 1 의 연소실(450) 내에는, 제 1 점화기(451)와 그 상방에 배치된 전화약(408)의 직경방향 외측을 둘러싸도록 하여 원통형상부재(436)가 설치되어 있다. 이 통형상부재(436)는, 상하양단을 개방한 원통형상으로, 그 한 쪽 단부는 점화기(451)를 고정한 부분의 외주에, 간극이 생기지 않도록 외부에 끼워맞춤되고, 타단부는 디퓨져 셸(401) 천정부 내면근방에 존재하는 리테이너(411)에 의하여 끼워져 지지되는 소정개소에 고정되어 있다. 이 통형상부재(436)의 둘레 벽에는, 복수의 전화구멍(437)이 형성되어 있고, 전화약(408)의 연소에 의하여 발생된 화염은, 이 전화구멍(437)으로부터 분출되고, 해당 형상부재의 외측에 존재하는 제 1 가스발생제(452)를 착화·연소시킨다. 이 원통형상부재(436)는, 하우징(403)과 동일재질의 부재인 것이 바람직하다.
특히 이 실시의 형태에서 도시하는 가스발생기에서, 제 1 연소실(450)은, 도 8의 평면도에서 도시하는 바와 같이, 원형의 내측을 둥굴게 타발한 초승달 형상에 근사한 환상으로 되어 있고, 제 1 가스발생제(452)는 이 안에 설치된다. 따라서 제 1 연소실(450)에 있어서는, 제 2 연소실(460)과는 상이하고, 가스발생제(452)와 점화기(451)의 거리는, 가스발생제(452)의 수용장소에 따라 상이하다. 따라서 점화기(451)의 착화시의 제 1 가스발생제(452)로의 착화·연소에서 고르지 못함이 생긴다. 그래서 내통부재(436)의 둘레벽에 설치되는 전화구멍(437)은, 도 8에서 화살표로 도시하는 방향으로 전화약(408)의 화염을 배향시키도록, 그 방향을 규제하고 있다. 이것에 의하여 제 2 연소실(460)(즉 내부셸(404))의 음영으로 된 부분의 가스발생제(452)도 고르게 연소시키는 것이 가능하다. 더욱이 상기 내통부재(436) 대신, 도 8에서, 화살표로 도시한 방향으로 구멍이 뚫린 분출방향 규제수단(도시생략)을 사용하는 것이 가능하다. 이 분출방향 규제수단은, 제 1 가스발생제(452)를 효과적으로 연소시키는 것을 목적으로 하고, 이 제 1 가스발생제(452)를 착화하기 위한 제 1 점화수단(도 7에서는 점화기(451)와 전화약(408))의 작동에 의하여 생기는 화염의 분출방향을 규제하는 것이다. 이 분출방향 규제수단으로서, 예를 들어 원통부재에서 그 한 쪽 끝부를 막은 컵 형상의 용기로, 그 둘레 벽부에 원하는 방향(도 8에서, 화살표로 도시하는 방향)으로, 점화수단의 화염을 배향시키기 위한 노즐을 설치한 것을 사용하는 것이 가능하다. 이 경우, 이 분출방향 규제수단은, 제 1 점화수단의 둘레에 부착되어(덮여져) 사용된다. 이러한 분출방향 규제수단을 사용하는 경우에 있어서도, 그 내측에 배치되는 제 1 점화수단은, 점화기와 이 점화기의 작동에 따라 착화·연소하는 전화약을 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.
제 1 연소실(450)과 제 2 연소실(460)을 구획형성하는 내부셸(404)은, 상기와 같이 캡슐형상이고, 그 둘레 벽에 복수의 개구부(405)가 형성되어 있다. 이 개구부(405)는 제 2 연소실(460) 내에 배치된 제 2 가스발생제(462)의 연소에 의해서만 개구하고, 제 1 연소실(450) 내에 수용된 제 1 가스발생제(452)의 연소에 의해서는 개구하지 않는 것으로 하여 형성되어 있다. 본 실시의 형태에 있어서는, 이 개구부(405)는, 내부셸(404) 둘레 벽에 설치된 복수의 구멍(406)과, 이 구멍을 폐쇄하는 파열부재(407)로 이루어지고, 파열부재(407)로서는 스테인리스제의 실링 테이프가 사용되어 있다. 이 파열부재(407)는, 제 2 가스발생제(462)의 연소에 의해서만, 파열, 박리, 소실 또는 빠짐등에 의해서 구멍(406)을 개구하고, 제 1 가스발생제(452)의 연소에 의해서는 파열등 하지 않는 것으로 형성되어 있다.
상기의 내부셸(404)은, 그 개방한 하방(413)을, 클로져 셸(402)에 접속하여 고정된다. 이 클로져 셸(402)이, 점화기를 고정하기 위한 칼라부분(402a)을 포함하여 구성되는 경우에는, 이 내부셸(404)은, 이 칼라부분(402a)에 부착될 수도 있다. 도 7에 도시하는 가스발생기에 있어서는, 이 클로져 셸(402)은, 디퓨져 셸(401)에 접합하는 원통형상 외각부(402b)의 바닥면에, 2개의 점화기를 고정가능한 크기로한 원형의 칼라부분을 일체로 접합하여 형성되어 있고, 이 내부셸(404)은, 이 칼라부분(402a)에 접합되어 있다. 단, 이 칼라부분(402a)은, 각 점화기마다 고정가능한 크기의 원형으로서 이 원통형상 외각부(402b)의 바닥면에 일체로 형성하는 것도 가능하고, 또 원통형상 외각부(402b)의 바닥면에 일체형성하는 것도 가능하다. 이와 같은 경우에는, 이 내부셸(404)은, 클로져 셸의 칼라부분(402a) 이외, 원통형상 외각부(402b)의 바닥면에 직접 부착하는 것이 가능하다.
본 실시의 형태에 있어서, 내부셸(404)과 클로져 셸(402)과의 접속은, 마찰압접, 코킹, 저항용접 등의 외에, 요철이음에 의해 행해질 수 있다. 특히, 마찰압접에 의해 양자를 접합하는 경우, 바람직하게는, 클로져 셸(402)측을 고정하여 행한다. 이것에 의해, 내부셸(404)과 클로져 셸(402)의 축심이 꼭 맞지않아도, 안정되게 마찰압접을 행할 수 있다. 즉, 만일 내부셸(404)을 고정하고, 클로져 셸(402)을 회전시켜 마찰압접을 행한 경우에는, 클로져 셸(402)의 중심(重心)은, 회전중앙에서 벗어나기 때문에, 안정된 마찰압접이 불가능하게 된다. 그래서, 본 발명에 있어서는, 클로져 셸(402)측을 고정하고, 내부셸(404)측을 회전시켜서 마찰압접을 행하는 것으로 한다. 또, 마찰압접시에는, 내부셸(404)을, 항상 소정의 위치에 부착할 수 있도록, 이 클로져 셸(402)은, 위치결정되어 고정되는 것이 바람직하다. 따라서, 이 클로져 셸(402)에는, 적절한 위치결정수단이 시행되는 것이 바람직하다. 이 내부셸(404)내에는, 클로져 셸(402)과의 접속을 안전 또한 원활하게 행하기 위해 가스발생제 고정부재(414)가 배치되어 있다. 이 가스발생제 고정부재(414)는 내부셸(404)을 클로져 셸(402)에 마찰압접할 때에,가스발생제(462)가 직접 내부셸(404)에 접촉하지 않도록, 또한 내부셸(404)에서 형성된 공간내에 점화기(461)의 설치스페이스를 확보할 목적으로 사용된다. 이 내부셸(404)을 클로져 셸(402)에 부착할 때는, 전술한 마찰압접뿐만 아니라, 코킹, 저항용접 등 외에, 요철이음매 등에 의해 부착할 수 있는데, 그 경우도 가스발생제 고정부재(414)를 사용함으로써, 조립성이 향상된다. 이 가스발생제 고정부재(414)는, 여기서는 일예로서, 알루미늄제로, 가스발생제(462)의 연소에 의해 용이하게 파열되는 정도의 두께를 갖는 캐니스터를 사용하고 있는데, 그 외에도 철망 등을 사용하여 이루어지는 다공형상부재 등, 이러한 목적을 달성가능한 적절한 부재(재질, 형상 등은 불문)를 사용할 수 있다. 또한, 이와 같은 가스발생제 고정부재(414)를 사용하지않는 경우에는, 단일구멍 원통형상의 가스발생제(462)를 내부셸(404)의 내부공간과 동일형상으로 굳힌 가스발생제의 덩어리를 형성하고, 이것을 내부셸(404)내에 배치할 수도 있다. 이 경우, 가스발생제 고정부재(414)는 생략해도 좋다.
본 실시의 형태에 있어서, 클로져 셸(402)의 칼라부분(402a)은, 2개의 점화기(451,461)를 옆으로 나란히 고정가능한 크기로 형성되어 있다. 이것에 의해 2개의 점화기(451,461)를, 미리 칼라부분(402a)에 코킹 등에 의해 고정해 두면, 이 칼라부분(402a)을 통형상 외각부(402b)에 일체화하여 클로져 셸(402)을 형성하면, 2개의 점화기(451,461)를 클로져 셸(402)에 고정할 수 있다. 도면에서, 제 1 점화기(451)와 제 2 점화기(461)는, 동일한 크기로 기재되어 있는데, 이들은 각 연소실마다 상이한 출력을 갖는 것으로 할 수도 있다. 또한 이 실시의 형태에서는, 각 점화기(451,461)마다 접속하여 작동신호를 전하기 위한 케이블은 동일방향으로 인출되어 있다.
하우징(403)내에는, 가스발생제의 연소에 의해 발생한 연소가스를 정화·냉각시키기위한 필터수단으로서 쿨런트·필터(425)가 배열설치되어 있다. 제 1 및 제 2 가스발생제의 연소에 의해 발생된 가스는, 함께 이 쿨런트·필터(425)를 통과하는 것으로 된다. 이 연소가스가, 쿨런트·필터(425)의 끝면과 디퓨져 셸(401) 천정부 내면과의 사이를 통과하는 숏패스를 방지할 경우에는, 내향 플랜지를 갖는 원통형상의 숏패스방지부재로, 쿨런트·필터(425)의 상하내주면과 하우징내면을 덮을 수도 있다. 특히, 도 7에 도시하는 가스발생기에서는, 그 상하끝면을 반경방향외측으로 오므리도록 경사시킨 자동긴축식구조의 쿨런트·필터(425)가 사용되고 있다. 이 자동긴축식구조의 쿨런트·필터(425)에 관해서는, 도 11에 근거하여 후술한다. 이 실시의 형태에 있어서도, 도 1의 가스발생기와 동일하게, 쿨런트·필터(425)의 외측에는, 연소가스의 유로로 되는 간격(428)이 형성되어 있다.
전술한 바와 같이, 도 7에 도시하는 가스발생기에서는, 점화기(451,461) 및 내부셸(404)을, 하우징(403)에 대하여 편심하여 배치하고 있다. 이와 같은 가스발생기에 있어서는, 디퓨져 셸(401)과 클로져 셸(402)을 마찰압접에 의해 접합할 때에는, 클로져 셸(402)측을 고정하여 마찰압접을 행함으로써, 양 셸의 접합을 안정하게 행할 수 있다. 특히, 내부셸(404)을 클로져 셸(402)에 마찰압접에 의해 직접 부착하는 경우에는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 클로져 셸(402)측에, 가스발생기를 모듈케이스에 부착하기 위한 플랜지부(432)를 설치하고, 이 플랜지부(432)를 구성하는 부분, 예를 들면 돌출부(433) 등에, 그 둘레가장자리를 절결하여 위치결정부를 형성하는 것이 바람직하다. 이러한 모양으로 형성한 경우, 클로져 셸(402)은, 이 위치결정부에 근거해서, 항상 일정한 방향으로 고정되는 것이므로, 내부셸(404)을 소정의 위치에 확실히 부착할 수 있다.
상기와 같이 형성한 가스발생기에서는, 내부셸(404)의 외측에 설치된 제 1 연소실(450)내에 배치되는 제 1 점화기(451)가 작동하면, 이 연소실(450)내의 제 1 가스발생제(452)가 착화·연소하여 연소가스를 발생시킨다. 그리고, 내부셸(404)과 쿨런트·필터(425)의 사이에는, 약간의 간극이 확보되어 있고, 이 간극은 쿨런트·필터(425)와 내부셸(404) 사이에 가스의 흐름을 만드는 것이므로, 이 연소가스는, 필터(425)의 전면을 유효하게 사용하는 것이 가능하게 된다. 이 연소가스는 쿨런트·필터(425)를 통과하는 동안에 정화·냉각되고, 그후 가스배출구(410)에서 배출된다.
한편, 이너셸(404)내에 배치된 제 2 점화기(461)가 작동하면, 제 2 가스발생제(462)가 착화·연소하여 연소가스를 발생시킨다. 이 연소가스는 내부셸(404)의 개구부(405)를 개구시키고, 이 개구부(405)에서 제 1 연소실(450)내로 유입한다. 그후, 상기 제 1 가스발생제(452)의 연소가스와 동일하게 쿨런트·필터(425)를 통과하고, 가스배출구(410)에서 배출된다. 가스배출구(410)를 폐쇄하는 실링테이프(429)는, 하우징(403)내에서 발생한 연소가스의 통과에 의해 파열된다. 이 제 2 가스발생제(462)는, 제 2 점화기(461)의 작동에 의해 착화·연소되고, 제1 가스발생제(452)의 연소에 의해 직접 연소하는 일은 없다. 이것은, 내부셸(404)의 개구부(405)가, 제 2 가스발생제(462)의 연소에 의해서만 개구되고, 제 1 가스발생제(452)의 연소에 의해서는 개구하지않기 때문이다.
상기와 같이 형성된 가스발생기는, 제 1 점화기(451)를 작동시킨 후, 제 2 점화기(461)를 작동시키든지, 혹은 제 1 점화기(451)와 제 2 점화기(461)를 동시에 작동시키든지 하는 등, 2개의 점화기의 착화타이밍을 조정함으로써, 가스발생기의 출력형태(작동성능)를 임의로 조정할 수 있고, 충돌시의 차량의 속도나 환경온도 등 여러가지 상황에 있어서, 후술의 에어백장치로 한 경우에 있어서 에어백의 전개를 최대한 적절한 것으로 할 수 있다. 특히 도 7에 도시하는 가스발생기에서는, 2개의 연소실을 반경방향으로 나란히 설치하고 있으므로, 가스발생기의 높이를 극력 억제할 수 있다.
이 도면에 도시하는 가스발생기에 있어서도, 도 1에 도시하는 가스발생기와 동일하게, 하우징(403)에 형성되는 복수의 가스배출구(410)는, 그 개구직경 및/또는 개구면적이 2종류이상으로 제어되어 있으므로, 각각의 점화수단이 작동한 때의 하우징 최대내부압력의 차를 억제할 수 있고, 가스발생기의 작동시의 내압을 균등화하고, 연소성능이 안정된 에어백용 가스발생기로 된다. 또한, 이 실시의 형태에 서 가스발생기에 있어서도, 상기 도 2에 도시하는 가스발생기와 동일하게, 각 가스배출구(410)의 개구면적은 일정하게 두고, 실링테이프 등의 차단수단(429)의 두께를 변경하여 파열압력을 조절함으로써, 각각의 점화수단이 작동한 때의 하우징 최대내부압력의 차를 억제할 수도 있다. 더욱이, 가스배출구(410)의 개구직경 및/또는 개구면의 제어와 두꺼워지는 차단수단(429)의 두께의 제어를 병용하는 것도 당연히 가능하다.
(다른 실시의 구성)
상기 실시의 형태 1∼4에 표시한 에어백용 가스발생기에 있어서는, 그외에도, 임의로 도 9∼도 12에 도시하는 구성을 갖는 것으로 할 수 있다.
〈연소실끼리의 관통구멍에 관한 실시의 형태〉
도 9는 제 2 가스발생제의 연소에 의해 개구하고, 제 1 연소실과 제 2 연소실을 연통하는 개구부의 다른 실시의 형태를 도시한다.
즉, 도 9a는, 제 1 연소실(550)과 제 2 연소실(560)을 구획형성하는 격벽(504)(내부셸을 포함하는)에 형성되는 개구부(505)를, 외측에서 적절한 형상의 차폐판(590), 예를 들면 띠형상부재를 환상으로 형성한 차폐판 등으로 덮고, 제 1 가스발생제의 연소화염이 적접 접촉하지않는 것으로 된 형태를 도시한다. 부호522는, 제 2 가스발생제를 도시한다. 또한 도 9b는, 이 격벽(504)의 둘레벽에 노치(512)를 형성하여 개구부(505)로서 한 형태를 도시한다. 더욱이 도 9c는 이 격벽(504)의 둘레벽의 두께를 부분적으로 얇게 형성하여 개구부(505)를 형성한 형태를 도시한다.
따라서, 상기 실시의 형태1∼4에 표시하는 가스발생기에 있어서, 제 1 연소실과 제 2 연소실을 연통하는 개구부를 도 9에 도시하는 형태로 형성하고, 제 1 연소실과 제 2 연소실을 연통시킬 수 있다.
〈점화기와 케이블과의 위치결정구조에 관한 실시의 형태〉
도 10은, 상기실시의 형태1∼4에서 사용되는 2개의 점화기와, 각 점화기에 작동신호를 전하기 위해 접속되는 케이블의 위치결정구조를 도시한다.
즉, 상기 실시의 형태1∼4에 도시하는 가스발생기는, 2개의 점화기를 포함하여 구성되어 있고, 통상, 이 점화기에는, 작동신호를 전하기위한 케이블(515)이 접속되어 있다. 상기 실시의 형태1∼4에 표시하는 가스발생기에 있어서는, 이 케이블(515)은, 각 점화기의 작동타이밍을 조정하기위해서, 다른 작동신호를 전하는 것도 있다. 이경우, 어느 점화기에, 착오로 다른 케이블(515)을 접속하고 말면, 원하는 작동출력을 얻을 수 없게 된다. 그래서 점화기에 위치결정수단을 설치하고, 어느 하나의 케이블(515)에만 접속하도록 하면, 접속의 착오를 저지할 수 있다. 이와 같은 위치결정수단은, 예를 들면, 도 10a∼d의 주요부 확대도에 도시하는 바와 같이, 각 점화기마다 상이한 형식의 커넥터(516)를 사용함으로써 행할 수 있다. 도 10a에 도시하는 위치결정수단에서는, 커넥터(516)에 위치결정용의 홈(또는 돌기)(517)을 형성하고, 이 위치결정용의 홈(또는 돌기)(517)에 대응하는 돌기(또는 홈)(518)의 형성위치가, 각 점화기(538)마다 상이한 것으로 하고 있다. 즉, 가스발생기에 커넥터(516)를 부착할때, 정규의 방향으로 커넥터(516)를 부착하지 않으면 커넥터끼리가 간섭하고, 정확하게 부착할 수 없는 것과 같이, 각 커넥터(516)의 홈(또는 돌기)(517)의 위치를 변하게 한다. 도 10b에 도시하는 위치결정수단에서는, 어느 하나의 커넥터(521)에만 위치결정용의 홈(또는 돌기)(519)을 설치하고 있다. 즉, 홈(또는 돌기)(519)을 설치한 커넥터(521A)는, 돌기(또는 홈)(520)를 설치하고 있지 않은 측의 점화기(522b)에는 이어붙임할 수 있으나, 홈(또는 돌기)(519)을 설치하고 있지않은 커넥터(521B)는, 돌기(또는 홈)(520)를 설치한 측의 점화기(522a)에는 이어붙이는 일이 될 수 없다. 그 결과, 커넥터(521)의 접속의 착오는, 조립시에 용이하게 알 수 없다. 도 10c는, 각 커넥터(539)의 접속이어붙임하는 부분(523)자체의 형상이, 각각 상이한 것으로 하고 있다. 또한 도 10d에서는, 2개의 커넥터를 1개로 하여, 더 위치결정홈(또는 돌기)(524)을 형성하고 있다. 이 위치결정수단으로서는, 그 외에도, 커넥터의 접속의 착오를 없게 하기위한 수단을 적절히 실시할 수 있다.
이와 같이, 상기 실시의 형태1∼4에 표시하는 가스발생기에 있어서, 각각의 점화기에 접속되는 케이블(515)이 특정되도록 위치결정수단을 설치한 경우에는, 가스발생기의 작동의 조정을 보다 확실히 행할 수 있는 에어백용 가스발생기가 실현된다.
또, 각각의 점화기에 접속되는 리드와이어는, 도 10에 도시하는 바와 같이, 동일평면상에, 동일방향으로 인출할 수 있다. 특히, 이 도면에 도시하는 바와 같이 이 리드와이어를 각각 커넥터를 통해서 접속하고, 이 커넥터를, 동일평면상에 평행하게 나란히 배치하는 것이 바람직하다. 이 커넥터는, 각 리드와이어를 하우징의 축방향을 직교하는 방향으로, 또한 동일방향으로 인출하는 것이 바람직하다.
〈쿨런트·필터에 관한 실시의 형태〉
도 11은, 하우징내에 배치되고, 가스발생수단의 연소에 의해 발생한 연소가스를 정화 및/또는 냉각하기 위한 쿨런트·필터(530)의 구조에 관한 것이고, 특히 하우징내면(531)의 형상과의 관계에 의해, 하우징내면(531)과 이 필터(530) 사이를연소가스가 통과하는 숏패스를 방지가능으로 한 자동긴축식구조의 쿨런트·필터(530)에 관한 것이다.
즉, 쿨런트·필터(530)의 상하끝면을 반경방향 외측으로 오므리도록 경사시켜, 하우징의 상하내면에 맞닿아서 하우징내에 배치한다. 그 때, 하우징의 상하내면(531)도, 쿨런트·필터(530) 상하끝면의 경사에 맞추어 경사지는 것으로서 형성되는 것이 바람직하다. 그 결과, 연소가스에 의해 반경방향 외측으로 압출된 쿨런트·필터(530)는, 그 상하끝면이 하우징내면(531)에 맞닿고, 양자간에서 연소가스의 숏패스를 방지할 수 있다.
〈자동발화재료(AIM)에 관한 실시의 형태〉
도 12는, 제 2 연소실내에, 하우징(1) 등으로부터 전해지는 제 1 가스발생제(309a)의 연소열에 의해 발화하는 자동발화재료(AIM)(385)를 수용한 형태의 에어백용 가스발생기를 도시한다. 이 실시의 형태에 도시하는 가스발생기는, 제 1 가스발생제(309a)만을 연소시키고, 제 2 연소실(305b)내에 배치된 제 2 가스발생제(309b)가, 가스발생기의 작동후에 있어서도 그대로 남은 경우에, 이것을 제 1 가스발생제(309a)의 연소에 기인하여, 간접적으로 연소시키도록 하는 것이다. 그래서, 이 실시의 형태를 상기 실시의 형태 3에 도시하는 에어백용 가스발생기에 근거하여 설명한다.
요컨대, 실시의 형태 3에 도시하는 에어백용 가스발생기에 있어서도, 통상, 제 1 가스발생제(309a)는 제 1 점화기(312a)의 작동에 의해, 또한 제 2 가스발생제(309b)는 제 2 점화기(312b)의 작동에 의해, 각각 독립하여 착화·연소되는데, 경우에 따라서는 제 1 점화기(312a)만으로 전류를 흘려 점화시키고, 제 1 연소실(305a)내의 가스발생제(309a)만을 착화·연소시키는 경우가 있다. 즉, 제 2 가스발생제(309b) 및 제 2 점화기(312b)를 연소시키지 않고 남기는 경우이다. 이와같은 경우는, 후의 처리·폐기 등의 경우에 불편하게 되므로, 가스발생기(제 1 점화기(312a)만)의 작동후에, 제 2 점화기(312b)를 작동시키는 통상의 지연착화의 타이밍(예를 들면 10∼40밀리초 등)보다도 더욱 지연시켜서(예를 들면 100mm초 이상 등), 제 2 연소실(305b)의 가스발생제(309b)를 연소시키는 것이 바람직하다. 그래서 도 12에 도시하는 바와 같이, 제 2 연소실(305b)내에, 제 1 가스발생제(309a)의 연소열의 전도에 의해 착화·연소하는 자동발화재료(385)를 배치할 수 있다. 이 경우, 자동발화재료(385)에 의한 제 2 가스발생제(309b)의 착화는, 제 1 점화기(312a)의 작동후, 소정의 시간 지연시켜서 제 2 점화기(312b)를 작동시키는 경우의 통상의 지연시간(즉, 점화기끼리의 작동간격)보다도 충분한 시간이 경과한 후에 행해진다. 결국, 가스발생기의 작동성능을 조정하는 것을 목적으로 하고, 제 2 가스발생제(309b)의 연소를 지연시키는(즉, 제 2 점화기(312b)의 작동을 지연시키는)것과 상이하게 된다. 가스발생기의 작동성능을 조정하기 위해서, 임의의 제 2 점화기(312b)로의 작동전류를 지연시키는 동안에, 제 2 가스발생제(309b)가 이 자동발화재료(385)에 의해 착화·연소되는 일도 없다. 또한 이 자동발화재료(385)는, 제 2 점화기에 조합되어 배치될 수 있다.
특히 이 실시의 형태는, 상기 실시의 형태 3에 도시한 가스발생기에 근거해서 설명하였는데, 당연히, 실시의 형태 1, 2 및 4에 도시하는 가스발생기에 있어서도, 제 2 연소실내에, 상기 자동발화재료를 배치할 수 있다. 이 경우, 만일 이 제 2 가스발생제가 가스발생기의 작동후에 있어서 남고 말아도, 제 1 가스발생제가 연소한 열의 전도에 의해, 이 제 2 가스발생제를 연소시키는 것이 가능하게 된다.
(실시의 형태 5)
도 13은 전기착화식 점화수단을 사용한 가스발생기를 포함하여 구성한 경우의 본 발명의 에어백장치의 실시예를 도시한다.
이 에어백장치는, 가스발생기(200), 충격센서(201), 컨트롤유닛(202), 모듈케이스(203), 그리고 에어백(204)으로 이루어진다. 가스발생기(200)는, 도 1에 근거하여 설명한 가스발생기가 사용되고 있고, 그 작동성능은, 가스발생기 작동초기의 단계에 있어서, 승무원에 대하여 될 수 있는 한 충격을 부여하지않도록 조정되어 있다.
충격센서(201)는, 예를 들면 반도체식 가속도센서로 이루어질 수 있다. 이 반도체식 가속도센서는, 가속도가 가해지면 휘도록 된 실리콘기판의 빔 위에 4개의 반도체 변형게이지가 형성되고, 이들 반도체 변형게이지는 브리지접속되어 있다. 가속도가 가해지면 빔이 휘고, 표면에 변형이 발생한다. 이 변형에 의해 반도체 변형게이지의 저항이 변화하고, 그 저항변화를 가속도에 비례한 전압신호로서 검출하도록 되어 있다.
컨트롤유닛(202)은, 점화판정회로를 구비하고 있고, 이 점화판정회로에 상기 반도체식 가속도센서로부터의 신호가 입력되도록 되어 있다. 센서(201)로부터의 충격신호가 어느 값을 넘은 시점에서 컨트롤유닛(202)은 연산을 개시하고, 연산된 결과가 어느 값을 넘었을 때, 가스발생기(200)의 점화기(12)에 작동신호를 출력한다.
모듈케이스(203)는, 예를 들면 폴리우레탄으로 형성되고, 모듈커버((205)를 포함하고 있다. 이 모듈케이스(203)내에 에어백(204) 및 가스발생기(200)가 수용되어 패드모듈로서 구성된다. 이 패드모듈은, 자동차의 운전석측에 부착되는 경우에는, 통상 스티어링 휠(207)에 부착되어 있다.
에어백(204)은, 나일론(예를 들면 나일론66), 또는 폴리에스테르 등으로 형성되고, 그 자루입구(206)가 가스발생기의 가스배출구를 둘러싸고, 절첩된 상태에서 가스발생기의 플랜지부에 고정되어 있다.
자동차의 충돌시에 충격을 반도체식 가속도센서(201)가 감지하면, 그 신호가 컨트롤유닛(202)으로 송신되고, 센서로부터의 충격신호가 어느값을 넘은 시점에서 컨트롤유닛(202)은 연산을 개시한다. 연산된 결과가 어느 값을 넘었을 때 가스발생기(200)의 점화기(12)에 작동신호를 출력한다. 이것에 의해 점화기(12)가 작동하여 가스발생제에 점화하고 가스발생제가 연소되어 가스를 생성한다. 이 가스는 에어백(204)내로 분출되고, 이것에 의해 에어백은 모듈커버(205)를 찢고 팽출하여, 스티어링 휠(207)과 승무원의 사이에 충격을 흡수하는 쿠션을 형성한다.
(실시의 형태 6)
도 14는, 본 발명의 에어백용 가스발생기의 다른 실시의 형태를 도시하는 종단면도이다. 이 도면에 도시하는 가스발생기도, 특히 운전석측에 배치하는 데 적합한 구조로 되어 있다. 단, 제 1 연소실(5a)내에 유로형성부재(51)를 배치하고, 이 유로형성부재(51)와 디퓨져 셸 천정부내면(28) 사이에, 제 2 연소실(5b)내에서 발생한 연소가스가 통과하는 유로(52)를 형성하고 있다.
유로형성부재(51)는, 원형부재의 내주 및 외주를 굴곡하여 내주벽(53) 및 외주벽(54)을 형성한 환상으로서, 양 둘레벽면을 연결하는 원형부(55)에는, 디퓨져 셸 천정부내면(28)과의 사이에 공간을 확보하기 위한 지지벽(56)이 일체형성되어 있다. 그리고 이 유로형성부재(51)는, 그 내주벽(53)에서 내통부재(4)를 끼워지지하고, 또, 지지벽(56)을 디퓨져 셸 천정부내면(28)에 맞닿게 함으로써, 원형부(55)와 디퓨져 셸 천정부내면(28) 사이에는 일정한 공간이 확보된다. 그리고, 이 지지벽에는 다수의 관통구멍(57)이 형성되어 있으므로, 이 공간은 가스유로(52)로서 기능할 수 있다. 이 가스유로(52)는, 제 2 연소실(5b)내의 가스발생제(9b)가 연소함으로써, 내통부재(4)의 관통구멍(10)에서 제 2 연소실(5b)과 연통하므로, 제 2 연소실(5b)에서 발생하는 연소가스는, 이 관통구멍(10)에서 가스유로(52)로 방출되고, 쿨런트·필터(22)를 통과하여, 가스배출구(26)로부터 방출된다.
본 발명은, 용기의 전체적인 크기를 억제하고, 또한 간단한 구조로 제조가 용이하며 또한 경량으로 하면서도, 그 작동초기의 단계에 있어서, 승무원에 대하여 될 수 있는 한 충격을 주지않고 작동하고, 또한 승무원의 체격(예를 들면 앉은 키가 큰 사람 혹은 작은 사람, 또는 대인 혹은 어린이 들)이나, 그 탑승자세(예를 들면 핸들에 매달린 자세) 등이 상이한 경우라도 승무원을 안전하게 구속가능하도록, 임의로 가스발생기의 작동출력, 및 출력상승의 타이밍을 조정가능하게 하고, 또한 연소성능이 안정된 가스발생기를 제공한다.

Claims (36)

  1. 충격에 의해 착화되는 2개이상의 점화수단과, 이 점화수단에 의해 각각 착화·연소하고, 에어백을 팽창시키는 연소가스를 발생하는 2개이상의 가스발생수단을 수용하고, 외각용기를 형성하는 하우징에 복수의 가스배출구가 형성되고, 이 가스배출구는 하우징의 내부압력을 일정압까지 유지하는 차단수단에 의해 폐쇄되는 에어백용 가스발생기에 있어서, 2종류 이상의 이 가스배출구 및/또는 2종류이상의 이 차단수단에 의해, 이 차단수단을 파열시키는 파열압력을 복수단계로 조절한 것을 특징으로 하는 에어백용 가스발생기.
  2. 제 1 항에 있어서, 각각의 점화수단이 작동했을 때의 하우징 최대 내부압력의 차가 억제되는 것을 특징으로 하는 에어백용 가스발생기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 차단수단을 파열하는 파열압력이 인접하는 가스배출구에 대하여, 그 상이한 파열압력의 비가 1.1/1 이상인 것을 특징으로 하는 에어백용 가스발생기.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한항에 있어서, 상기 파열압력의 조절은, 상기 가스배출구의 개구직경 및/또는 개구면적을 2종류 이상으로 제어함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어백용 가스발생기.
  5. 제 4 항에 있어서, 개구직경의 크기가 1∼8mm 인 것을 특징으로 하는 에어백용 가스발생기.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 하우징에 형성된 2종류 이상의 가스배출구중에서, 그 개구직경의 크기가 인접하는 2종류 이상의 개구에 대하여, 대직경 가스배출구/소직경 가스배출구의 비가 4/1∼1.1/1 이고, 및/또는 개구면적비가 97/3∼3/97 인 것을 특징으로 하는 에어백용 가스발생기.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한항에 있어서, 상기 파열압력의 조절은, 상기 차단수단의 두께를 2종류 이상으로 제어함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어백용 가스발생기.
  8. 제 7 항에 있어서, 개구직경의 크기가 1∼8mm 인 것을 특징으로 하는 에어백용 가스발생기.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 2종류 이상의 두께의 차단수단은, 그 두께가 인접하는 2종류의 차단수단에 대하여, 그 인접하는 두께의 비가 1.1/1∼12/1 인 것을 특징으로 하는 에어백용 가스발생기.
  10. 제 7 항 내지 제 9 항중 어느 한항에 있어서, 파열압력의 조절을, 2종류 이상으로 두께가 상이한 차단수단으로 차단한 면적이 상이한 2종류 이상의 배출구의 면적비가 97/3~3/97 이 되도록 하여 행해지는 것을 특징으로 하는 에어백용 가스발생기.
  11. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한항에 있어서, 파열압력의 조절이 가스배출구의 개구직경 및/또는 개구면적을 2종류 이상으로 제어하고, 및 차단수단의 두께를 2종류 이상으로 제어함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어백용 가스발생기.
  12. 제 11 항에 있어서, 개구직경의 크기가 1∼8mm 인 것을 특징으로 하는 에어백용 가스발생기.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 파열압력의 조절을, 2종류 이상으로 두께가 상이한 차단수단으로 차단한 2종류 이상의 배출구의 면적비가 97/3∼3/97 이 되도록 행해지는 것을 특징으로 하는 에어백용 가스발생기.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항중 어느 한항에 있어서, 상기 차단수단은 20㎛~200㎛의 두께를 가지는 실링층과 5~100㎛의 두께를 가지는 접착층, 또는 점착층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어백용 가스발생기.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항중 어느 한항에 있어서, 연소가스를 발생하는 가스발생수단은 각각 별개의 연소실에 수용되고, 각각의 점화수단에 의해 독립으로 점화되고, 다른 가스발생수단의 연소에 의해 전화되는 것을 특징으로 하는 에어백용 가스발생기.
  16. 제 14 항에 있어서, 각 연소실에 수용되는 가스발생수단은, 그 단위중량당의 표면적이 서로 상이한 것을 특징으로 하는 에어백용 가스발생기.
  17. 제 1 항에 있어서, 이 하우징내에는, 가스발생수단을 수용하는 2개의 연소실이, 하우징의 반경방향으로 인접하여 동심원으로 설치되고, 더욱이 각 연소실끼리를 서로 연통가능하게 하는 연통구멍이 설치된 것을 특징으로 하는 에어백용 가스발생기.
  18. 제 1 항에 있어서, 이 하우징이 최외경보다도 축심길이쪽이 긴 원통형상이고, 그 둘레벽에 복수의 가스배출구를 가지고, 이 하우징내에는, 가스발생수단을 수용하는 2개의 연소실이, 하우징의 축방향 및/또는 반경방향으로 인접시켜서 동축상에 설치되고, 더욱이 각 연소실끼리를 상호 연통가능하게 하는 연통구멍이 설치된 것을 특징으로 하는 에어백용 가스발생기.
  19. 제 1 항에 있어서, 각 점화수단을 구성하는 점화기는 축방향을 맞추어서, 1개의 이니시에이터 칼라에 설치된 것을 특징으로 하는 에어백용 가스발생기.
  20. 제 19 항에 있어서, 각 점화수단은, 더욱 상기 점화기의 작동에 의해 착화되고 연소하는 전화약을 포함하여 구성되어 있고, 이 전화약은, 상기 각 점화기마다 구분되고, 각각의 점화기마다 독립하여 착화·연소하고, 상기 2개의 연소실내에 수용된 가스발생수단은, 각각 상이한 구분의 전화약이 연소된 화염에 의해 착화·연소되는 것을 특징으로 하는 에어백용 가스발생기.
  21. 제 1 항 내지 제 20 항중 어느 한항에 있어서, 상기 2개이상의 점화수단은, 각각 전기신호에 의해 작동하는 점화기를 포함하여 구성되어 있고, 이 점화기는, 축방향을 맞추어 1개의 이니시에이터 칼라에 설치되고, 각 점화기는, 하우징의 중심축에 대하여 편심하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 에어백용 가스발생기.
  22. 제 1 항 내지 제 21 항중 어느 한항에 있어서, 상기 2개이상의 점화수단은, 각각 전기신호에 의해 작동하는 점화기를 포함하여 구성되어 있고, 각 점화기에는 전기신호를 전하는 리드와이어가 각각 접속되고, 이 리드와이어는 동일평면상에서 동일방향으로 인출되어 있는 것을 특징으로 하는 에어백용 가스발생기.
  23. 제 1 항 내지 제 22 항중 어느 한항에 있어서, 상기 2개이상의 점화수단은,각각 전기신호에 의해 작동하는 점화기를 포함하여 구성되어 있고, 각 점화기에는, 전기신호를 전하는 리드와이어가 각각 커넥터를 통해서 접속되고, 이 커넥터는, 동일평면상에 평행하게 나란히 되어 있는 것을 특징으로 하는 에어백용 가스발생기.
  24. 제 1 항 내지 제 23 항중 어느 한항에 있어서, 상기 2개이상의 점화수단은, 각각 전기신호에 의해 작동하는 점화기를 포함하여 구성되어있고, 각 점화기에는, 전기신호를 전하는 리드와이어가 각각 커넥터를 통해서 접속되고, 이 리드와이어는 이 커넥터에 의해 하우징의 축방향으로 직교하는 동일방향으로 인출되어 있는 것을 특징으로 하는 에어백용 가스발생기.
  25. 제 1 항 내지 제 24 항중 어느 한항에 있어서, 상기 2개이상의 점화수단은, 각각 전기신호에 의해 작동하는 점화기를 포함하여 구성되어 있고, 각 점화기에는, 전기신호를 전하는 리드와이어가, 커넥터에 의해 각각 접속되어있고, 이 커넥터는, 어느 하나의 점화기에만 접속을 가능하게 하는 위치결정수단을 갖는 것을 특징으로 하는 에어백용 가스발생기.
  26. 제 25 항에 있어서,상기 위치결정수단은, 접속하는 점화기마다 상이하게 되어 있는 커넥터의 형상인 것을 특징으로 하는 에어백용 가스발생기.
  27. 제 25항 또는 제 26 항에 있어서, 상기 위치결정수단은, 접속하는 점화기마다 위치 및/또는 형상을 상이한 것으로 하여 커넥터에 형성된 홈 및/또는 돌기인 것을 특징으로 하는 에어백용 가스발생기.
  28. 에어백용 가스발생기,
    충격을 감지하여 상기 가스발생기를 작동시키는 충격센서,
    상기 가스발생기에서 발생하는 가스를 도입하여 팽창하는 에어백, 및
    상기 에어백을 수용하는 모듈케이스를 포함하고, 상기 에어백용 가스발생기가 청구범위 제 1 항 내지 제 27 항중 어느 한항에 기재된 에어백용 가스발생기인 것을 특징으로 하는 에어백장치.
  29. 충격에 의해 착화하는 2개이상의 점화수단과, 이 점화수단에 의해 각각 착화·연소하고, 에어백을 팽창시키는 연소가스를 발생하는 2개이상의 가스발생수단을 수용하고, 외각용기를 형성하는 하우징에 복수의 가스배출구가 형성되고, 이 가스배출구는 하우징의 내부압력을 일정압까지 유지하는 차단수단에 의해 폐쇄되어 있는 에어백용 가스발생기에 있어서, 2종이상의 이 가스배출구 및/또는 2종류 이상의 이 차단수단에 의해, 이 차단수단을 파열시키는 파열압력을 복수단계로 조절함으로써 가스발생을 제어하는 것을 특징으로 하는 가스발생 제어방법.
  30. 충격에 의해 착화하는 2개이상의 점화수단과, 이 점화수단에 의해 각각 착화·연소하고, 에어백을 팽창시키는 연소가스를 발생하는 2개이상의 가스발생수단을수용하고, 외각용기를 형성하는 하우징에 복수의 가스배출구가 형성되고, 이 가스배출구는 하우징의 내부압력을 일정압까지 유지하는 차단수단에 의해 폐쇄되어 있는 에어백용 가스발생기에 있어서, 먼저 연소를 시작하는 제 1 연소실과 나중에 연소를 시작하는 제 2 연소실은 연통구멍을 갖는 벽에 의해 이격되어 있고, 상기 연통구멍에는 전화방지수단이 설치되어 있어, 제 1 연소실에서의 연소에 의해, 제 2 연소실에서의 연소가 일어나지 않는 것을 특징으로 하는 에어백용 가스발생기.
  31. 제 30 항에 있어서, 전화방지수단이 차폐부재인 것을 특징으로 하는 에어백용 가스발생기.
  32. 제 31 항에 있어서, 차폐부재는 연통구멍을 제 1 연소실측에서 차폐되어있는 것을 특징으로 하는 에어백용 가스발생기.
  33. 제 31 항 또는 제 32 항에 있어서, 전화방지수단이 상기 연통구멍을 제 1 연소실측에서 차폐되어 있는 실링 테이프인 것을 특징으로 하는 에어백용 가스발생기.
  34. 제 31 항 또는 제 32 항에 있어서, 전화방지수단이 차폐판인 것을 특징으로 하는 에어백용 가스발생기.
  35. 충격에 의해 착화하는 2개이상의 점화수단과, 이 점화수단에 의해 각각 착화·연소하고, 에어백을 팽창시키는 연소가스를 발생하는 2개이상의 가스발생수단을 수용하고, 외각용기를 형성하는 하우징에 복수의 가스배출구가 형성되고, 이 가스배출구는 하우징의 내부압력을 일정압까지 유지하는 차단수단에 의해 폐쇄되어 있는 에어백용 가스발생기에 있어서, 먼저 연소를 시작하는 제 1 연소실은 나중에 연소를 시작하는 제 2 연소실로부터 벽에 의해 이격되어 있고, 각각에 발생된 가스는 상이한 유로를 통과해서 가스배출구에 도달하는 것을 특징으로 하는 에어백용 가스발생기.
  36. 제 35 항에 있어서, 유로형성부재에 의해 상이한 유로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 에어백용 가스발생기.
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