KR20030084771A - 에어백 모듈 - Google Patents
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Abstract
에어백 모듈은 본체의 한 측면 상에 위치한 적어도 하나의 출구 포트를 갖는 팽창기를 가지고 있다. 출구 포트를 나오는 팽창 가스는 출구 포트를 축 방향으로 나오는 흐름의 축 성분을 포함한다. 에어백 어셈블리는 외부 에어백과 내부 에어백을 포함한다. 내부 에어백은 팽창 가스가 팽창하는 외부 에어백의 궤적에 실질적으로 영향을 미치기 전에 팽창 가스를 수용하기 위해 팽창기 주변에 배치되어 있다. 팽창 가스는 내부 에어백 내에서 적어도 축 방향으로 흐른다. 내부백은 팽창가스를 외부백 내로 향하도록 하는 제 1 개구부 및 제 2 개구부를 가지되, 가스 흐름의 성분이 제 2 개구부(들)에서 비스듬한 각도로 나오며, 가스 흐름의 일부는 선택적으로 수직 상하방향으로 흐를 수도 있다. 내부백은 팽창 가스를 축 방향과 대체로 반대 방향으로 외부백 내로 향하게 하도록 내부백의 먼 측면 근처에 배치된 제 3 개구부를 더 포함한다.
Description
본 발명은 일반적으로 에어백에 관한 것이며, 더 상세하게는 비대칭으로 위치한 가스 출구 포트를 갖는 팽창기와 함께 사용되는 에어백에 관한 것이다.
도 1은 종래 기술의 예시이며, 팽창 가능한 쿠션 부분(22)과 목 부분(24)을 갖는 에어백(20)을 도시한다. 다양하게 알려진 팽창기(30)는 목 부분 내에 삽입되며, 작동시에는 팽창 가스를 생성하여 에어백을 팽창시킨다. 팽창기(30)는 다수의 가스 출구 포트(32)를 포함한다. 알 수 있는 바와 같이, 출구 포트는 팽창기의 중심선(34)의 한 측면 상에 위치해 있다. 에어백이 보호될 승객에게 접근할 때, 이러한 유형의 구성은 쿠션을 팽창하는 동안 한 쪽으로 비스듬하게 한다. 게다가, 에어백의 초기 비대칭 팽창으로 인해, 에어백은 팽창의 마지막 순간에 중심선을 중심으로 튀어 오르는 경향이 있으며 그리고 종종 중심선(34)을 중심으로 흔들거리거나 회전[화살표(36) 참조]할 수도 있다. 이러한 튀어 오름은 비스듬한 방향으로 팽창하던 에어백이 완전히 팽창되어 고정적으로 위치된 팽창기에 대해 반작용할 때 일어난다.
화살표(36)에 대해 간략하게 언급되어 있는데, 팽창기(30)로부터 에어백으로의 팽창 가스의 흐름을 도식적으로 도시한다. 비대칭으로 위치된 출구 포트를 갖는 어떤 형태의 팽창기로는, 팽창 가스가 실제로 이들 출구 포트로부터 한 각도로 나와 팽창기의 본체를 가로질러 흘러간다는 것이 도시될 수 있다. 결국, 에어백은 처음에 출구 포트의 배치와 반대 방향으로 비스듬해진다. 도시된 예에서, 출구 포트는 팽창기의 좌측면 상에 있고, 에어백은 초기에 우측면으로 팽창한다.
미국 특허 제 5,340,147 호에 개시되어 있는 바와 같이, 종래 기술은 튜브모양의 매니폴드(manifold)를 갖는 팽창기를 감싸는 것에 의하여 팽창의 초기동안에 에어백의 비스듬해지는 것을 방지한다. 이러한 유형의 매니폴드는 확산기를 가로질러 종방향으로 위치한 다수의 개구부를 포함하는데, 이는 팽창 가스가 에어백의 목 부분(24)으로 더욱 균일한 방식으로 진입토록 한다. 별도의 매니폴드에 의해 제공된 성능차가 바람직하지만, 이는 에어백 시스템의 가격과 무게를 증가시킨다.
도 1은 예시적인 종래 기술의 승객 에어백 시스템을 도시한 도면,
도 2는 에어백 어셈블리의 등각도,
도 3은 외부 에어백의 측면 패널 중 하나를 도시한 도면,
도 4a는 도 2의 외부 에어백과 결합되어 사용되는 내부백 또는 주머니의 평면도,
도 4b는 내부백의 측면도,
도 5는 내부백 또는 주머니의 등각도,
도 6은 내부백과 외부백 사이의 연결을 도시하는 확대도,
도 7은 내부와 외부 에어백의 관계를 도시하는 에어백 어셈블리의 평면도,
도 8은 에어백 어셈블리의 목 부분의 평면도,
도 9는 예시적인 하우징의 등각도,
도 10은 하우징과 에어백 어셈블리 그리고 팽창기를 도식적으로 도시한 도면.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
20 : 에어백22 : 쿠션 부분
24 : 목 부분 30 : 팽창기
32 : 출구 포트200 : 에어백 어셈블리
202 : 외부 에어백203 : 측면 패널
205 : 주 패널209 : 기다란 부분
210 : 상부210a, 210b : 플랩
211 : 쿠션 부분212 : 하부
212a, 212b : 플랩213 : 개방형 목 부분
214 : 슬롯300 : 내부 에어백
302a, 302b : 패널304 : 재봉선
306 : 개구부310a, 310b : 측면
314 : 하부320 : 보상 개구부
402 : 탭
도 2 및 도 3은 에어백 어셈블리(200)의 다양한 도면이다. 에어백 어셈블리는 외부 에어백(202)과 내부 에어백, 낭 혹은 주머니(300)를 포함한다. 외부백(202)은 두 개의 측면 패널(203)과 중앙의 기다란 주 패널(205)을 사용하여 형성될 수 있는데, 이는 외부백(205)의 목 부분의 상부 및 하부뿐만 아니라, 외부 에어백(202)의 상면, 정면(앞면) 및 하면을 형성한다. 다른 구조들도 본 발명의 범위 내에 있다.
외부백의 형상은 다양할 수 있다. 도시된 실시예에서 각각의 측면 패널(203)은 로브(lobe)(207)과, 에어백(202)의 목 부분의 일부를 형성하는 기다란 부분(209)을 포함한다. 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 에어백(202)을 형성하는 다양한 패널들이 쿠션 부분(211)과 개방형 목 부분(213)을 규정한다. 목 부분(213)은 일반적으로 단면이 직사각형(다른 형상도 본 발명의 범위 내에 있음)이며, 각각의 측면 패널의 기다란 부분(209)에 의해 형성된 측면들과 주 패널(205)의 일부분에 의해 형성된 상부(210) 및 하부(212)[상부 및 하부 플랩(flaps)으로 보일 수도 있음](도 6 참조)를 포함한다. 각각의 상부 및 하부는 참조 번호(210a, 210b), (212a, 212b)와 같이 섹션(sections) 혹은 플랩으로 분할되어 있다(도 8 참조). 각각의 다양한 섹션들은 다수의 슬롯(214)(도 2 및 도 7 참조)을 포함한다. 아래에서 설명되는 바와 같이, 에어백(202)의 목 부분(213)은 정합 직사각형 형상의 하우징의 외주부와 하우징 위에 형성된 탭(tab)에 고정된 슬롯(214)에 결합되어 하우징 주변에 에어백의 목 부분을 고정한다.
도 9 및 도 10은 각각의 슬롯이나 개구부(214) 내에 수용되는 다수의 탭(402)을 갖는 예시적인 하우징(400)을 도시한다.
도 4a, 도 4b, 도 5 및 도 6은 내부백 또는 주머니(300)를 상세히 도시한다. 내부백 또는 주머니(300)는 함께 제봉되거나 혹은 달리 결합되어 주머니를 형성하는 재료의 하나 혹은 그 이상의 층이나 패널로 구성될 수 있다. 본 실시예에서, 내부백(300)은 하나 혹은 그 이상의 재봉선(304, 304a, 304b)을 따라 함께 제봉된 재료의 두 개의 일반적으로 동일한 패널(302a, 302b)로 형성된다. 양 패널(302a, 302b)은 직경 D를 갖는 마주보는 개구부(306)를 포함한다. 개구부(306)는 백의 상부(312)로부터 거리 L1만큼 편위되어 있다. 이들 개구부(306)는 팽창기로부터의 팽창가스가 외부백(202)의 중앙으로 흐르는 것(이는 수직으로 상하로 흐를 수 있음)을 촉진하는 한편, 팽창기로부터의 비스듬한 팽창 가스가 개구부(306)를 지나 외부백 내로 흐르는 것을 허용한다.
내부백(300)은 다소 사다리꼴 형상이지만 직사각형이나 삼각형일 수 있으며,실제로 참조 번호(306)와 같은 개구부와, 보상 개구부(들)(320)(그의 일부는 점선으로 도시되어 있음)와 같이 백의 측면을 따라 있는 개구부를 수용할 수 있는 임의의 형상일 수 있다. 각각의 패널의 측면(310a, 310b)은 패널의 상부(312) 및 하부(314)에 대해 경사져 있다. 각각의 측면(310a, 310b)의 길이는 L2로 표시되어 있다. 제봉 시임(seam) 중 하나는 하부(314) 근처의 L3으로 표시되어진 제봉되지 않은 범위를 남겨두고 측면(310a)을 통해 상부(312)로 연장된다. 도 6에서, 백(202) 내에 설치될 때, 측면(310a, 310b)의 제봉되지 않은 부분은 패널(302a, 302b)의 하부가 충분한 양으로 분리되도록 하여, 이들 하부가 외부 에어백(202)의 목 부분(213)의 상부(210) 및 하부(212) 부분에 제봉될 수 있도록 한다.
제봉된 시임(304a)은 패널의 측면(310b)을 따라 길이 L4만큼 연장된다. 시임(304a)은 패널의 하부(314)로부터의 거리 L3에서 시작하여 도 4a, 도 4b 및 도 5에 도시된 구조를 제공한다. 시임(304a)은 패널의 상부(312)의 아래에서 종료하며, 따라서 내부 백의 측면을 따라 개구부(320)를 만든다. 하나의 보상 개구부(320)는 다수의 개구부(320a)(점선으로 도시됨)로 대체되어 가스가 내부 백의 측면을 따라 배출되게 하여 개구부(306)를 통한 비스듬한 흐름을 보상하고 균형을 맞출 수 있다. 개구부(320)는 참조 번호(20)와 같은 에어백이 초기에 비스듬한 방향으로 팽창하려는 방향과는 대체로 반대 방향에 있다. 개구부(들)(320)를 나와 외부 에어백(202)으로 들어가는 팽창 가스는 외부 에어백을 비스듬한 팽창 방향과는 반대 방향으로 떠밀 것이다.
도 4b와 각각의 패널(302a, 302b)의 하부(314)를 참조하기로 한다. 각각의하부에 있는 이들 패널의 말단부는 각각의 플랩(314a, 314b)위로 절첩되어 패널(302a, 302b)을 각각 보강한다. 하부(314)는 이들 보강 플랩을 통해 외부 에어백에 제봉된다.
도 6은 시임(304b)을 따라 외부백의 주 패널(205)에 제봉된 내부백의 각각의 패널(302a, 302b)의 하부 부분(314)을 각각 도시하는 확대도이다. 내부백을 외부백에 제봉하기 전에, 내부백(300)은 외부 에어백(202) 내에 배치된다.
작동하기 전에, 양 에어백은 일반적으로 하우징(400)의 개방 입구 또는 상부(404)위에 위치된 컴팩트하고 접힌 배향으로 유지된다. 팽창기(350)의 작동시, 팽창 가스는 하나 혹은 그 이상의 출구 포트(352)로부터 흘러나오는데, 이는 팽창기의 말단부(354)에 혹은 그 근처에 위치해 있다. 팽창기의 축은 참조 번호(355)로 도시되어 있다. 팽창기(350)의 흐름 특성은 팽창 가스가 팽창기의 본체를 가로질러[팽창기의 축(355)에 평행하도록] 흐르는 것이다. 보정되지 않으면, 외부 에어백은 팽창 가스 흐름을 따라 비스듬한 방향으로 팽창할 것이다. 화살표(356b)로 표시된 팽창 가스는 각 패널(302a, 302b) 내의 두 원형 개구부(306)를 통해 그리고 언급된 바와 같이 일반적으로 팽창가스의 흐름 방향과 반대로 위치해 있는 개구부(320)[화살표(356a) 참조]를 통해 에어백(202)의 내부 부분으로 흐른다.
팽창 가스가 내부백을 팽창시킴에 따라, 팽창 가스는 개구부(320) 밖으로 흘러나온다. 개구부(320)를 나오는 이 가스는, 팽창기(350)에서 발생하여 일부가 개구부(306)에서 나오는 비스듬한 팽창가스 흐름과 반대 방향으로 외부 에어백(202)의 인근 벽면을 떠민다. 측면 개구부(320)에서 나오는 반대 가스 흐름은 더 중앙 개구부(306)에서 나오는 비스듬한 흐름을 보상한다. 이제 에어백(202)은 일반적으로 그 중심선에 정렬되어질 것이다.
동일한 하우징(400)과 팽창기(350)를 이용하는 에어백 모듈의 성능을 알아보기 위해 비교 실험을 행하였다. 한 실험 세트에서는 에어백 어셈블리(200)를 사용하였고, 한편 다른 테스트에서는 외부 에어백(202)만을 사용하였다(즉 내부백은 제거하였다). 내부백(300)없이 수행된 테스트에서는 도 1과 관련하여 논의된 바대로 완전히 팽창된 에어백의 이상한 동작이 수반되어 에어백(202)의 특징적 비대칭 팽창을 보였다. 놀랍게도 내부 백(300)을 갖는 에어백 모듈의 성능은 에어백(200)을 대칭으로 팽창하게 하였으며 에어백의 중심선이나 축을 지나는 수직 평면에 대해 상당한 안정성을 보였다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 에어백의 폭 W1은 약 300mm, 폭 W2: 220mm, 길이 L2:312mm, 길이 L3: 약 92mm, 길이 L4:130mm 그리고 개구부(306)의 직경: 약 100mm였다. 개구부(320)의 미제봉된 길이는 약 120mm였다. 외부 에어백의 체적은 약 130L였다. 내부백의 체적은 2 내지 3L로 다양할 수 있다.
본 발명은 내부백을 갖는 에어백 모듈을 제공하는데, 이러한 구성의 에어백 모듈은 에어백을 대칭으로 팽창하게 하며 에어백의 중심선이나 축을 지나는 수직 평면에 대해 상당한 안정성을 보인다.
Claims (9)
- 에어백 어셈블리를 포함하는 에어백 모듈에 있어서,외부백의 목 주위에 고정된 내부백을 포함하며, 상기 내부백은 제 1 패널 및 제 2 패널을 구비하고, 상기 제 1 및 제 2 패널의 각각은 상기 내부백의 상부 근처 중앙에 위치한 제 1 개구부를 가지며, 상기 내부백은 상기 내부백의 측면 영역중 한 측면 영역의 상부 근처에 위치하고 상기 내부백을 팽창시키기 위해 사용되는 팽창기의 출구 포트와 상기 내부백의 동일한 측면상에 위치하는 추가적인 측면 개구부를 더 포함하는에어백 모듈.
- 제 1 항에 있어서,상기 내부백의 측면 영역의 각각은 대체로 상기 내부 백의 목에서 개방되어 있는에어백 모듈.
- 제 1 항에 있어서,상기 팽창기는 본체의 한 측면상에 위치한 적어도 하나의 출구 포트를 가지며, 상기 적어도 하나의 출구 포트에서 나오는 팽창 가스는 출구 포트에서 축방향으로 나오는 축방향 흐름 성분을 포함하는에어백 모듈.
- 제 2 항에 있어서,상기 팽창기는 본체의 한 측면상에 위치한 적어도 하나의 출구 포트를 가지며, 상기 적어도 하나의 출구 포트에서 나오는 팽창 가스는 출구 포트에서 축방향으로 나오는 축방향 흐름 성분을 포함하는에어백 모듈.
- 제 3 항에 있어서,상기 내부백은 팽창 가스가 팽창하는 외부 에어백의 궤적에 실질적으로 영향을 미치기 전에 팽창 가스를 수용하도록 상기 팽창기 주변에 배치되어 있으며, 상기 팽창 가스는 상기 내부백에서 적어도 축방향으로 흐르며, 상기 내부백은 팽창 가스를 상기 외부백으로 향하게 하는 제 1 개구부 및 제 2 개구부를 구비하고, 가스 흐름의 성분이 상기 제 2 개구부에서 적어도 비스듬한 각도로 나오며, 가스 흐름의 일부는 선택적으로 수직 상하방향으로 흐를 수도 있는에어백 모듈.
- 제 4 항에 있어서,상기 내부백은 팽창 가스가 팽창하는 외부 에어백의 궤적에 실질적으로 영향을 미치기 전에 팽창 가스를 수용하도록 상기 팽창기 주변에 배치되어 있으며, 상기 팽창 가스는 상기 내부백에서 적어도 축방향으로 흐르며, 상기 내부백은 팽창 가스를 상기 외부백으로 향하게 하는 제 1 개구부 및 제 2 개구부를 구비하고, 가스 흐름의 성분이 상기 제 2 개구부에서 적어도 비스듬한 각도로 나오며, 가스 흐름의 일부는 선택적으로 수직 상하방향으로 흐를 수도 있는에어백 모듈.
- 제 5 항에 있어서,상기 내부백은 팽창 가스를 상기 축방향과 대체로 반대 방향으로 상기 외부백 내로 향하게 하도록 상기 내부백의 먼 측면 근처에 배치된 제 3 개구부를 더 포함하는에어백 모듈.
- 제 6 항에 있어서,상기 내부백은 팽창 가스를 상기 축방향과 대체로 반대 방향으로 상기 외부백 내로 향하게 하도록 상기 내부백의 먼 측면 근처에 배치된 제 3 개구부를 더 포함하는에어백 모듈.
- 제 1 항에 있어서,상기 에어백 어셈블리는 제 1 축을 따라 팽창하도록 구성되어 있고, 팽창가스는 제 1 축과 대체로 수직인 적어도 축 방향으로 상기 내부백 내에서 흐르며, 상기 내부백은 제 1 개구부 및 제 2 개구부를 포함하며, 각각의 개구부는 서로 마주보고 있으며 상기 제 1 축과 상기 축 방향에 대체로 수직인 제 2 축을 따라 배향되어 있고, 상기 제 1 및 제 2 개구부는 팽창 가스를 상기 외부백 내로 향하도록 구성되어 있되, 가스 흐름의 성분이 상기 제 2 개구부에서 적어도 비스듬한 각도로 나오고, 가스 흐름의 일부는 상기 제 2축을 따라 상기 제 1 및 제 2 개구부에서 반대로 나오며, 상기 내부백은 팽창 가스를 상기 외부백 내로 향하게 하도록 상기 내부백의 측면을 따라 배치된 제 3 개구부를 더 포함하고, 상기 제 3 개구부에서 나오는 가스는 적어도 상기 축 방향과 대체로 반대 방향으로의 흐름 성분을 포함하는에어백 모듈.
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