KR20040023669A - 확산기 구조체를 구비한 에어백시스템 - Google Patents

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도요다 지도샤 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은, 차량의 탑승자를 보호하기 위하여 차량내에 접힌 상태로 수납되는 에어백이 팽창기로부터 확산기를 통해 공급되는 가스에 의하여 팽창하도록 되어 있는 에어백시스템에 관한 것이다. 상기 에어백시스템에서, 확산기는 확산기 및 인플레이터가 실질적으로 서로 정렬되도록 팽창기의 일 측상에 배치되고, 상기 확산기는 그것의 길이방향에서 보았을 때 에어백의 대략 중앙부에 형성되는 가스유입구에 노출되는 가스공급부를 포함한다.

Description

확산기 구조체를 구비한 에어백시스템{AIR BAG SYSTEM HAVING DIFFUSER STRUCTURE}
예를 들어, 일본국 특개평 제11-301394호에 개시된 바와 같이 상술된 공지의 에어백시스템에서는, 팽창기 전방에 긴 길이를 갖는 확산기(연결라인)가 배치되어 차량의 길이방향으로 만곡된 형태로 연장되어 있다. 확산기는 에어백의 길이방향 단부(즉, 후방단부)에 형성되는 가스주입포트를 통해 에어백내에 설치된다. 팽창기는 확산기에 형성된 가스공급포트들(많은 수의 가스 출구들)을 거쳐 에어백내로 가스를 공급한다.
상술된 바와 같이 공지된 에어백시스템의 확산기는 에어백의 후방으로 배치된 팽창기의 전방측 앞에 배치된다. 이러한 배치에 의하면, 팽창기로부터 에어백의 중앙부 및 전방 단부까지의 비교적 긴 거리로 인해 가스를 팽창기로부터 에어백안으로 높은 정확도로 안내하면서, 충분히 짧은 시간안에 팽창실로부터 에어백의 중앙부 및 전방 단부에 형성된 팽창실(inflatable chamber)로 가스를 안내하기는 어렵다. 따라서, 충분히 짧은 시간안에 에어백의 전개를 완료시키기는 어렵다.
또한, 긴 길이를 갖는 공지된 확산기는 예를 들어 플랜트내로의 로딩이나 차량내에 에어백시스템을 설치시에 취급의 용이성이 떨어지고, 비용 및 무게가 증가되며 차량에 상기 시스템을 설치할 때 공간의 손실이 증가되는 등의 다양한 문제를 야기할 수 있다. 또한, 다수의 가스 출구포트들이 상이한 커팅 과정들에 의해 긴 확산기내에 형성되어야 하기 때문에 확산기의 비용이 높아질 수도 있다.
본 발명은 자동차에 설치되는 에어백시스템 및 상기 에어백시스템에 사용되는 확산기(diffuser)에 관한 것으로, 보다 특별하게는 차량 탑승자(들)을 보호하기 위하여 차량의 특정부분내에 접힌 상태로 수납되는 에어백이 확산기를 거쳐 팽창기(inflator)로부터 공급되는 가스를 사용함으로써 전개하도록 되어 있는 에어백시스템에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 두부보호용 에어백시스템을 나타내는 측면도,
도 2는 에어백이 차량의 미리설정된 부분에 수납되는, 도 1의 에어백시스템을 나타내는 측면도,
도 3은 도 2의 3-3 라인을 따라 취한 확대단면도,
도 4는 도 2의 4-4 라인을 따라 취한 확대단면도,
도 5는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같은 확산기의 부분적으로는 단면도인, 확대측면도,
도 6은 도 5에 나타낸 바와 같은 확산기의 저부도,
도 7은 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같은 확산기의 제1변형례를 나타내는 저부도,
도 8은 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같은 확산기의 제2변형례를 나타내는 저부도,
도 9는 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같은 확산기의 제3변형례를 나타내는 저부도,
도 10은 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같은 확산기의 제4변형례를 나타내는 저부도,
도 11은 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같은 확산기의 제5변형례를 나타내는 저부도,
도 12는 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같은 확산기의 제6변형례를 나타내는 저부도,
도 13a는 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같은 확산기의 제7변형례를 나타내는 저부도이고, 도 13b는 확산기의 길이방향으로 연장되는 중심선을 따라 취한 제7변형례의 단면도,
도 14a는 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같은 확산기의 제8변형례를 나타내는 저부도이고, 도 14b는 확산기의 길이방향으로 연장되는 중심선을 따라 취한 제7변형례의 단면도,
도 15는 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같은 확산기의 제9변형례를 나타내는 \단면도,
도 16a는 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같은 확산기의 제10변형례를 나타내는 저부도이고, 도 16b는 확산기의 길이방향으로 연장되는 중심선을 따라 취한 제10변형례의 단면도,
도 17a 및 도 17b는, 각각 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같은 확산기의 제11변형례를 나타내는 측면도 및 전방입면도,
도 18은 도 17에 나타낸 바와 같은 확산기를 포함하는 두부보호용 에어백시스템의 주요부를 나타내는 수직방향 단면도,
도 19는 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같은 확산기의 제12변형례를 나타내는측면도이고,
도 20은 도 19에 나타낸 바와 같은 확산기를 나타내는 저부도이다.
상술한 문제들의 관점에서, 본 발명은, 차량내에 접힌 상태로 수납되는 에어백이 확산기를 통해 팽창기로부터 공급되는 가스에 의하여 팽창하여 차량의 탑승자를 보호하도록 되어 있으며, (1) 확산기 및 팽창기가 서로 실질적으로 정렬되도록 팽창기의 한 쪽에 배치되고, (2) 확산기는 그것의 길이방향에서 보았을 때 에어백의 대체로 중앙부에 형성되는 가스유입구에 노출되는 가스공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어백시스템을 제공한다.
상술된 바와 같이 구성된 에어백시스템에 의하면, 가스유입구는 에어백의 길이방향 중앙부에 제공되고, 가스가 팽창기로부터 에어백의 가스유입구까지 이동하는 거리가 최소화될 수 있다. 또한, 에어백의 가스유입구로부터 에어백의 팽창부까지의 거리를 유리하게 단축시킬 수 있다. 이러한 배치에 의하면, 확산기의 흐름저항을 줄일 수 있고, 짧은 시간안에 에어백의 단부와 같이 팽창부로 안내될 수 있다. 따라서, 에어백의 전개를 완료시키는데 필요한 시간을 유리하게 단축될 수 있다.
이후부터, 첨부도면들을 참조하여 본 발명의 하나의 실시예에 대하여 설명하기로 한다. 도 1 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 승용차를 위하여 디자인된 두부보호용 에어백시스템을 나타내고 있다. 본 실시예의 두부보호용 에어백시스템은 에어백(10) 및 팽창기(22)를 포함한다. 에어백(10)은 차량의 승차실의 측방향에 커튼의 형상으로 팽창되어 앞좌석 및 뒷좌석의 탑승자(도시 안됨)를 두부 부상으로부터 보호한다. 팽창기(22)는 확산기(21)를 통해 에어백(10)에 가스를 공급한다. 에어백(10)은 에어백몸체(11) 및 인장포(tension cloth:12)를 포함한다. 에어백몸체(11)는 팽창부 및 비팽창부를 가진다. 비팽창부를 갖는 인장포(12)는 에어백몸체(11)의 전방단부에 부착된다.
에어백몸체(11)는 직조 패턴이 차량의 길이방향 및 수직방향으로 연장되는 방식으로 백의 형상으로 직조된다. 기밀성을 보장하는 코팅재가 에어백(11)의 표면에 도포된다. 에어백몸체(11)는 에어백몸체(11)의 길이방향 중앙부에 형성되는 가스공급포트(11a), 가스공급포트(11a) 아래에서 길이방향으로 연장되는 가스통로(11b), 및 가스통로(11b)를 통해 서로 연통되는 앞좌석팽창부(11c) 및 뒷좌석팽창부(11d)를 가진다. 또한, 에어백몸체(11)는 중간의 비팽창부(11e), 전방 단부의 비팽창부(11f) 및 복수의 장착로브(11g)를 더 구비한다. 각 장착로브(11g)는 에어백몸체(11)가 루프측면레일(roof side rail:31)에 장착 또는 부착될 수 있도록 하는 장착구멍(11g1)을 갖는다.
인장포(12)는 삼각형상(필요하다면 또 다른 형상으로 변형될 수 있음)이고 에어백몸체(11)를 구성하는 직물보다 얇고 저가의 직물인 코팅되지 않은 직물(팽창부가 없는 기저포(base cloth))로 만들어진다. 인장포(12)는 그것의 후방 단부에서 전방 단부의 비팽창부(11f)와 봉합된다. 장착구멍(12b1)을 갖는 인장포(12)의 전방 단부(12b)는 A-필라(A-pillar:32)(도 1 참조)에 부착된다.
도 2 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 에어백몸체(11)는 벨로우즈(bellows) 형상으로 수직방향으로 접혀 있고, 상기 접힌 상태에서 루프측면레일(31)을 따라 루프 헤드 라이닝(41)의 측면 에지부와 루프측면레일(31) 사이에 형성되는 공간내에 수납된다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 벨로우즈 형상으로 접힌 인장포(12)는, A-필라를 따라 그것을 덮기 위해 A-필라(32)에 부착되는 A필라 가니시(garnish:42)와 A-필라(32) 사이에 형성되는 공간내에 수납된다. 벨로우즈 형상으로 접혀 있는 에어백몸체(11) 및 인장포(12)는 에어백(10)이 팽창될 때 파열되는 (도 3 및 도 4에 도시된 바와 같은) 속(sock:13)에 의하여 보존 또는 유지된다.
도 1 내지 3, 5 및 6에 나타낸 바와 같이, 확산기(21)는 그것의 한쪽 단부에서 폐쇄된 실린더 형상으로 형성되고 길이방향으로 실질적으로 직선으로 연장된다. 확산기(21)는 한쪽 단부에서 확산기(21)의 근단부(proximal end)(또는 후방부)에 형성된 암나사부 또는 안쪽으로 나사가공된 부분(또는 너트부)(21a)과 팽창기(22)의 가스출구(22a)에 형성된 수나사부 또는 바깥쪽으로 나사가공된 부분(22b)을 맞물리게 함으로써 실질적으로 동축 관계로 상기 팽창기(22)와 기밀 연결된다. 또한,확산기(21)는 다른쪽 단부에서 체결밴드(23)를 사용하여 에어백몸체(11)의 가스공급포트(11a)와 기밀 연결된다.
도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 확산기(21)는 에어백몸체(11)의 가스공급포트(11a)와 마주하는 확산기(21) 전방 단부의 하부벽에 형성된 전방 및 후방 가스공급구멍(21b,21c)을 포함한다. 전방 가스공급구멍(21b)은 상대적으로 큰 크기를 갖고, 후방공급구멍(21b)은 상대적으로 작은 크기를 갖는다. 가스유동제어부(21d)는 팽창기(22)에 보다 근접한 가스공급구멍(21b,21c)의 한쪽(즉, 후방측)에 형성되고, 경사면(21e)은 가스공급구멍(21b,21c)의 다른 쪽(즉, 전방측)에 형성된다.
전방 가스공급구멍(21b)은 차량의 주행방향에서 보았을 때 전방을 향하는 확산기(21)의 경사벽(21f)에 형성된다. 전방 가스공급구멍(21b)은 그것을 통과하는 가스가 전방 하방향으로 미리설정된 각도 θ로 분사되도록 한다. 상기 미리설정된 각도 θ는 도 5에 화살표로 나타낸 가스유동이 에어백몸체(11)의 가스공급포트(11a)를 형성하는 기저포의 전방부와 간섭을 일으키지 않게 한다. 한편, 후방 가스공급구멍(21c)은 후방을 향하는 확산기(21)의 경사벽(21g)에 형성된다. 후방 가스공급구멍(21c)은 전방 가스공급구멍(21b)의 직경보다 작은 직경을 가지며, 가스가 후방 하방향으로 미리설정된 각도 θr로 분사되도록 한다. 상기 미리설정된 각도 θr은 도 5에 화살표로 나타낸 가스유동이 에어백몸체(11)의 가스공급부(11a)를 형성하는 기저포의 후방부와 간섭을 일으키지 않게 한다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 가스유동제어부(21d)는 확산기(21)의 내측으로 미리설정된 양만큼 돌출되어 있다. 즉, 가스유동제어부(21)는 팽창기(22)에 보다 근접한 한 측면의 경사면 및 확산기(21)의 전방 또는 원단부에 보다 근접한 다른 측면의 경사면을 가지기 때문에 대체로 쐐기와 같은 형상으로 형성된다. 경사면(21e)은 확산기(21) 전방 단부 내면의 일부로서 형성된다. 경사면(21e)은 팽창기(22)로부터 실질적으로 직선으로 방출되는 가스를 가스공급구멍(21b,21c)을 향하여 반사시키는 역할을 한다.
팽창기(22)는 차량의 측면충돌, 전복 등의 경우 경우에 에어백몸체(11)안으로 가스를 분사 또는 공급한다. 팽창기(22)는 브래킷 및 볼트(도시 안됨)에 의하여 루프측면레일(31)에 고정된다. 팽창기(22)는 차량의 길이방향 중앙부에서 루프헤드라이닝(41)에 의해 씌어질 수 있도록 에어백몸체(11) 위에서 루프측면레일(31)을 따라 차량의 길이 또는 주행방향으로 연장되어 배치된다.
상술된 바와 같이 구성된 실시예의 에어백시스템에서는, 수직방향으로 여러차례 접혀서 파열가능한 속(13)(도 3 및 4에 도시됨)내에 컴팩트한 크기로 수용되는 에어백몸체(11) 및 인장포(12)가, 도 2에 나타낸 바와 같이 루프측면레일(31) 및 A필라(32)를 따라 직각으로 수납되는 한편 각 루프헤드라이닝(41) 및 A-필라 가니시(42)로 씌어진다.
본 실시예의 에어백시스템에서는, 도 1 내지 3에 나타낸 바와 같이 확산기(21)가 B-필라(33) 및 그것을 덮기 위하여 B-필라(33)에 장착되는 B-필라 가니시(43) 위에서 실질적으로 수평방향으로 연장되도록 배치된다. 팽창기(22)가 루프측면레일(31)에 장착될 경우에, 가스공급구멍(21b,21c)의 위치는 확산기(21)의 가스공급구멍(21b,21c)으로부터 에어백몸체(11)안으로의 가스유동의 중심선(L)(도3에 도시됨)이 B-필라 가니시(43)의 상단부에 대해 승차석의 내측면에 자리하도록 결정된다.
또한, 돌출부(43a)는 도 3에 나타낸 바와 같이 B-필라 가니시의 상부 뒷면에 형성된다. 돌출부(43a)는 에어백몸체(11)가 B-필라 가니시(43) 뒤로 들어가 팽창 및 전개되는 것을 방지하는 역할을 한다. 돌출부(43a)는 도 3에서 가상선으로 나타낸 바와 같이, 경사면이 돌출부(43a)의 상향 만곡부에 형성되도록 만들질 수 있다. 이러한 배치에 의하면, 에어백몸체(11)의 전개는 가스공급구멍(23b,23c)으로부터 에어백몸체(1)안으로의 가스유동 및 돌출부(43a)의 경사면에 의하여 안내되어, 상기 에어백몸체(11)가 B-필라 가니시(43)의 상단부에 잡히는 것(trapped)을 방지한다.
상술된 바와 같이 구성된 실시예에서는, 센서(도시 안됨)가 차량의 측면충돌이나 전복과 같은 긴급상황 발생시의 설정값 이상의 가속을 검출할 경우에, 팽창기(22)가 확산기(21)를 통해 접힌 상태로 수납되는 에어백(10)의 에어백몸체(11)의 가스공급포트(11a)안으로 가스를 공급한다. 그러므로, 공급된 가스는 도 1에 나타낸 바와 같은 에어백몸체(11)의 앞좌석 팽창부(11c) 및 뒷좌석 팽창부(11d)를 팽창시켜 에어백(10)을 전개시킨다. 결국 에어백(10)의 전체 몸체가 승차석의 측방영역에서 커튼형상으로 팽창되어 앞좌석 및 뒷좌석의 탑승자를 두부 부상으로부터 보호한다.
본 실시예에서 사용되는 확산기(21)는 (B-필라 가니시(43) 상단부의 폭과 동일한) 짧은 길이를 가지며 실질적으로 직선 형상이다. 따라서, 팽창기(22)로부터에어백몸체(11)의 길이방향 중앙부에 형성되는 가스공급포트(11a)안으로 가스가 안내되는 거리를 최소화시킬 수 있고, 또한, 에어백몸체(11)의 가스공급포트(11a)로부터 에어백몸체(11)의 팽창부(11c,11d)까지의 거리를 단축시킬 수 있다.
상기 배치에 의하면, 확산기(21)의 흐름저항이 저감될 수 있고, 짧은 시간안에 에어백몸체(11)의 팽창부(11c,11d)의 단부로 가스가 안내될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 팽창기가 에어백의 후방 단부로 배치되어 가스가 확산기를 통해 팽창기로부터 에어백의 팽창부로 공급되는 경우에 비해 에어백(10)의 전개를 완료하는데 필요한 시간이 단축될 수 있다.
또한, 본 실시예에서, 팽창기(22) 및 확산기(21)는 접힌 상태로 저장되는 에어백몸체(11)의 길이방향(즉, 차량의 주행방향)으로 서로 실질적으로 정렬된다. 따라서, 에어백시스템을 저장하기 위한 가용공간이 적다하더라도, 에어백시스템을 차량에 바람직하게 설치할 수 있다. 또한, 확산기(21)는 팽창기(22)의 축선과 실질적으로 동일한 축선을 갖는 실질적으로 원통의 형상으로 형성되기 때문에, 공간의 효율성이 향상되고, 체결밴드(23)와 같은 체결구를 사용하여 확산기(21)가 에어백몸체(11)의 가스공급포트(11a)에 쉽게 결합될 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 확산기(21)의 가스공급부로서의 역할을 하는 가스공급구멍(21b,21c)이 팽창기(22)로부터 먼 확산기(21)의 전방 또는 원단부에 집중될 수 있다. 이러한 배치는 확산기(21)의 전방 단부에서 일 순간에 집중적으로 가스를 확산시킬 수 있게 한다. 따라서, 확산기에서 그것의 전체 길이를 따르는 여러 위치에 가스공급구멍들이 제공되는 경우와 비교하여 확산기(21)로부터 에어백몸체(11)안으로의 흐름이 균일 또는 일정해져 에어백(10)의 전개성능을 확실히 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 본 실시예에서 가스공급구멍(21b,21c)은 확산기(21)의 길이방향으로 연장되는 원통형상 벽에 형성되기 때문에, 가스가 그것의 길이방향으로 연장되는 확산기(21)의 세장형영역으로부터 확산 또는 전파될 수 있다. 이러한 배치에 의하면, 가스가 확산기(21) 부근의 에어백몸체 일부분에 직접적으로 충돌하는 것이 방지되어 에어백(10)안으로 가스를 확산시키데 있어서 충분히 향상된 효율을 제공할 수 있다.
또한, 가스공급구멍(21b,21c)이 확산기(21)의 가스공급부로서 제공되는 실시예에서는, 가스공급부가 확산기(21)내에 쉽게 형성될 수 있고, 따라서 확산기(21)가 상대적으로 낮은 비용으로 제작될 수 있다. 한편, 본 실시예의 확산기(21)는 그것의 전방 단부에서 폐쇄된 원통형상(캡 형)으로 단조함(forging)으로써 가장 먼저 형성된다. 그 다음, 프레스에 의하여(즉, 굽힘 및 가압에 의하여) 가스유동제어부(21), 경사면(21e) 및 경사벽(21f,21g)이 형성되고, 전방 및 후방 가스공급구멍(21b,21c)이 확산기(21)의 원통형상 벽에 형성된다.
상술된 바와 같이, 전방 및 후방 가스공급구멍(21b,21c)가 확산기(21)의 가스공급부로서 제공되는 상기 실시예에서는 향상된 가스확산효과가 제공된다. 또한, 전방 가스공급구멍(21b)의 개구부 면적은 후방 가스공급구멍(21c)의 개구부 면적보다 크기 때문에, 보다 큰 용적을 갖는 앞좌석 팽창부(11c)로 많은 량의 가스가 공급될 수 있다. 이러한 배치는 앞좌석 팽창부(11c)에 대응되는 에어백(10)의 영역을신속하게 팽창 전개시킬 수 (또는 실질적으로 동시에 앞좌석 팽창부(11c) 및 뒷좌석 팽창부(11d)를 팽창 및 전개시킬 수) 있도록 한다. 따라서, 가스공급구멍(21b,21c)를 적절히 설계함으로써 에어백(10)의 전개방식이 쉽게 제어될 수 있다.
또한, 본 실시예에서, 확산기(21)의 원통형상 벽에는 확산기(21)의 내측으로 돌출되는 가스유동제어부(21d)가 형성된다. 이러한 배치에 의하면, 확산기(21)내에서의 가스의 흐름이 (확산기(21)내로 돌출되는 부분을 갖는) 컴팩트한 구조체에 의해 제어될 수 있다. 더욱이, 가스유동제어부(21d)는 팽창기(22)에 보다 근접한 가스유동구멍(21b)의 일 측상에 형성되기 때문에, 가스는 가스유동이 가스유동제어부(21d)에 의하여 감쇄된 후에 가스공급부(가스공급구멍(21b,21c))에서 넓은 각도로 확산될 수 있다. 이와는 달리, 가스가 고속 또는 집중적으로 흐르는 경우에는, 상기 가스가 실질적으로 직선을 따라 흐르기 때문에 가스를 넓은 각도로 확산시키기가 어렵다.
또한, 본 실시예에서, 경사면(21e)은 확산기(21) 전방 단부의 내면의 일부로서 형성된다. 경사면(21e)은 팽창기로부터 가스공급구멍(21b,21c)을 향하여 실질적으로 직선으로 분사되는 가스를 반사시키는 역할을 한다. 따라서, 하향하는 성분들이 가스공급구멍(21b,21c)을 통과하는 가스의 흐름에 효과적으로 부가되어 확산기(21)로부터 에어백몸체(11)로 흐르는 가스가 효과적으로 확산될 수 있도록 한다.
또한, 본 실시예에서, 가스공급구멍(21b,21c)의 위치는 확산기(21)로부터 에어백몸체(11)안으로 분사되는 가스의 흐름이 가스공급포트(11a)를 형성하는 에어백몸체(11)의 일 부분과 간섭을 일으키지 않도록 결정된다. 따라서, 에어백은 확산기(21)로부터 에어백몸체(11) 안으로 분사되는 가스유동에 의해 쉽게 손상되지 않기 때문에 에어백의 손상을 줄여주는 결과를 가져온다.
또한, 본 실시예에서, 가스공급구멍(21b,21c)의 위치는, 확산기(21)의 가스공급구멍(21b,21c)으로부터 에어백몸체(11)안으로의 가스유동의 중심선(L)(도 3에 도시됨)이 B필라 가니시(43)의 상단부에 대해 승차석의 내측상에 자리하도록 결정된다. 이러한 배치에 의하면, 에어백(10)은 B-필라 가니시(43)의 상단부에 대해 승차석의 내측을 향하여 전개되어 B-필라 가니시(43)의 상단부에 잡히거나 걸리는 것이 방지된다.
예로 든 실시예에서는 에어백몸체(11)가 백의 형상으로 직조되었으나, 에어백몸체(11)는 백의 형상으로 봉합되거나 접합(또는 열 접합)에 의해 백의 형상으로 형성될 수도 있다. 또한, 전방 가스공급구멍(21b)는 도 5에 나타낸 실시예에서, 전방을 향하는 경사벽(21f)에 형성되고 후방 가스공급구멍(21c)은 후방을 향하는 경사벽(21g)에 형성되었으나, 전방 가스공급구멍(21b,21c)이 도 7에 나타낸 바와 같이 편평한 벽에 형성될 수도 있다. 이 경우에는, 확산기(21)의 비용을 더욱 줄일 수 있다.
또한, 예로 든 실시예에서는 확산기(21)의 가스공급부로서 2개의 가스공급구멍(전방 및 후방 가스공급구멍)이 제공되었으나, 도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같이 3개의 가스공급구멍(121b,121c,121d)(또는 121e, 121f,121g)이 제공될 수도 있다.도 8에서는, 소, 중, 대의 가스공급구멍(121b,121c,121d)이 확산기(21)의 전방 단부로부터 팽창기(22)를 향하는 방향으로 배치되어 있다. 다른 한편으로 도 9에는, 대, 중, 소의 가스공급구멍(121e,121f,121g)이 확산기(21)의 전방 단부로부터 팽창기(22)를 향하는 방향으로 배치되어 있다.
도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같은 변형례에서는, 가스확산효과가 더욱 향상될 수 있다. 또한, 가스공급구멍(121b,121c,121d)(또는 121e,121f,121g)의 개구부 면적들이 확산기(121)의 길이방향을 따라 점진적으로 변화될 수 있다. 따라서, 가스공급구멍(121d 또는 121e)의 개구부 면적이 큰 확산기의 부분을 통해 많은 양의 가스가 공급되어 대응되는 에어백 부분을 신속히 전개시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 에어백의 전개가 쉽게 제어될 수 있다.
또한, 원의 형상을 갖는 가스공급구멍(21b,21c)이 확산기(21)의 가스공급부로서 제공되었으나, 도 11, 12 및 13에 나타낸 바와 같이, 대안적으로는 확산기(221)의 길이방향으로 연장되는 길게 늘여진(oblong) 가스공급구멍(221b,221c,221d)이 제공될 수도 있다. 길게 늘여진 가스공급구멍(221b)은 확산기(221)의 길이방향으로 연속적으로 가스를 확산시킨다. 도 11 및 12에 나타낸 바와 같은 길게 늘여진 가스공급구멍(221c,221d)은 (길이방향에 대해 수직한 방향으로 측정하였을 때) 다른 부분보다 큰 폭을 갖는 길이방향 단부를 포함한다. 위와 같이 형성된 구멍(221c,221d)에 의하면, 더 큰 폭을 갖는 길게 늘여진 가스공급구멍(221c,221d)의 길이방향 단부에 대응되는 에어백 부분을 신속히 팽창 및 전개시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 에어백의 전개가 쉽게 제어될수 있다.
도 13a 및 13b는 팽창기(22)에 보다 근접한 확산기(221)의 길게 늘여진 가스공급구멍(221b)의 일 측상에 제공되는 또 다른 변형례를 예시하고 있다. 상기 변형례에서도 역시, 도 1 내지 6의 실시예의 가스유동제어부(21d)에 의하여 제공되는 것과 실질적으로 동일한 효과 및 장점을 얻을 수 있다. 도 13a는 확산기의 전방 도는 원단부의 저부도이고, 도 13b는 도 13a에 나타낸 바와 같은 1점쇄선(즉, 중심선)을 따라 취한 확산기(221) 전방 단부의 측단면도를 나타낸다.
도 1 내지 6의 실시예에서, 가스공급구멍(21b,21c) 및 가스유동제어부(21d)는 서로 이격되어 직렬로 확산기(21)의 길이방향으로 배치될 수 있다. 도 14a 및 14b에 나타낸 바와 같은 변형례에서, 가스공급구멍(321b,321c) 및 가스유동제어부(321d)는 확산기(321)의 동일한 위치에 배치될 수 있다. 도 15에 나타낸 것과 같은 또 다른 변형례에서는, 가스공급구멍(323b,323c)이 확산기의 저부 벽을 통해 형성되는 한편, 가스공급제어부(323d)가 가스공급구멍(323b,323c) 및 가스유동제어부(323d)가 확산기(323)의 수직방향으로 서로 마주하도록 상부 벽에 형성된다. 도 14a, 14b 및 15에 나타낸 바와 같이 변형례에서는, 확산기(321,323)의 길이가 유리하게 단축되는 동시에 가스공급구멍 및 가스유동제어부의 사용을 통하여 가스유동을 제어할 수 있다. 도 14a는 확산기(323)의 전방 또는 원단부의 저부도이고, 도 14b는 도 14a에 나타낸 바와 같이 1점 쇄선(즉, 중심선)을 따라 취한 확산기(321)의 전방 단부의 측단면도이다.
또한, 도 15의 변형례에서, 가스유동제어부(323b)에 의하여 제어된 가스유동은 가스공급구멍(323b,323c)으로 직접 안내될 수 있어 에어백안으로의 가스를 효과적으로 확산시키는 결과를 가져온다. 더욱이, 도 15에 나타낸 바와 같이 가스유동제어부(323b)는 쐐기와 같이 형성된다. 즉, 팽창기(22)에 보다 근접한 일 측상에 경사면을 가지고 확산기(323)의 전방 단부에 보다 근접한 다른 측상에 또 다른 경사면을 갖는다. 따라서, 쐐기와 같은 형상으로 된 가스유동제어부(323b)에서 가스유동이 두 방향으로 확실히 분할 또는 확산될 수 있다.
도 1 내지 6의 실시예에서, 확산기(21)는 상대적으로 작은 벽 두께를 가지고, 가스공급구멍(21b,21c)은 확산기(21)의 직선(또는 직립) 벽에 의하여 형성된다. 도 16a 및 도 16b는 확산기(421)가 상대적으로 두꺼운 벽 두께를 갖고, 가스공급구멍(421b)은 그것의 길이방향 치수가 확산기(421)의 내측으로부터 외측으로의 방향으로 증가되도록 테이퍼져 있는 또 다른 변형례를 나타내고 있다. 테이퍼 진 가스공급구멍(421b)의 치수를 적절히 설정함으로써, 길이방향으로 측정했을 때, 확산기(421)로부터 에어백안으로의 확산 각도를 원하는대로 설정될 수 있다. 도 16a는 확산기(421)의 전방 또는 원단부의 저부도이고, 도 16b는 확산기(421)의 길이방향으로 연장되는 중심선을 따라 취한 확산기(421)의 전방 단부의 측단면도이다.
도 1 내지 6의 실시예에서는 확산기(21)가 실질적으로 원통형상을 가지나, 상기 확산기의 형상이 변형될 수도 있다. 예를 들어, 가스공급구멍(521a,521b)이 제공되는 확산기(521) 부분은 도 17a 및 17b에 나타낸 바와 같이 실질적으로 편평한 형상으로 형성된다. 즉, 확산기(521)는 대향하는 편평한 표면들을 가지며 세장형의 보어를 형성하는 전방 또는 원단부를 포함한다. 도 17a 및 17b에 나타낸 바와같은 변형례에서는, 제한된 설치공간에 맞추어 지도록 확산기(521)가 편평한 형상으로 형성될 경우에 설치공간이 상당히 제한적인 차량의 부분에도 쉽게 설치될 수 있다. 도 17a는 확산기(521)의 측면도 이고, 도 17b는 가스공급구멍(521b)이 형성되는 확산기(521) 부분의 단면을 나타낸 정면도이다.
도 17a 및 17b에 나타낸 바와 같은 확산기(521)를 포함하는 에어백시스템은 도 18에 나타낸 바와 같이 차량에 설치될 수 있다. 더욱 특별하게는, 확산기(521)의 대향하는 편평한 표면들이 차량의 실질적으로 수직방향으로 연장되도록 차량에 상기 확산기가 배향될 수 있다. 이 경우에, 확산기(521)는 루프측면레일(31)을 따라 연접하여 배치된다. 이와 같이 확산기(521)는 두부보호용 에어백시스템에 바람직하게 사용될 수 있다.
또한, 도 18에 나타낸 바와 같은 실시예에서, 가스공급구멍(521a,521b)은 승차석의 내부와 마주하는 확산기(521)의 편평한 부분의 일부에 형성되고, 에어백몸체(11)는 상기 승차석 내부에 보다 근접한 가스공급구멍(521a,521b)의 측상에 접힌 상태로 수납된다. 이러한 배치에 의하면, 확산기(521) 및 에어백몸체(11)의 전체 크기를 축소시킬 수 있어, 공간효율을 높이고 에어백안으로 흐르는 가스의 경로를 단축시킴으로써 에어백의 전개성능을 향상시키는 결과를 가져온다.
또한, 도 1 내지 6의 실시예에서는 확산기(21)가 실질적으로 원통형상으로 되어 있으나, 상기 확산기는 또 다른 형상을 가질 수도 있다. 도 19 및 도 20은 가스공급구멍(621b,621c)을 갖는 확산기(621) 부분이 직사각 또는 정사각 단면을 갖는 로드형의 중공형상으로 형성될 수 있는 또 다른 변형례를 나타내고 있다. 또한,확산기(621)는 도 1 내지 6의 실시예의 암나사부(21a)와 같은 형상을 갖는 암나사 또는 안쪽으로 나사가공된 부분(621a)을 포함한다. 도 19 및 20에 나타낸 바와 같은 상기 예시에서, 가스공급구멍(621b,621c)는 슬릿의 형상으로 형성되고, 그것의 개구 단부로부터 확산기(621)의 내측 보어를 향하여 테이퍼져 있다. 이러한 배치에 의하면, 가스가 슬릿형의 구멍(621b,621c)을 통과한 후에 에어백안으로 효과적으로 확산 및 공급된다.
본 발명은 예로 든 실시예의 승용차에 사용하기 위한 두부보호용 에어백시스템에 적용되었으나, 본 발명은 승용차 이외의 다른 형태의 차량을 위한 두부보호용 에어백시스템에도 동등하게 적용될 수 있다. 또한, 본 발명은 운전자 및 탑승자(들)을 보호하기 위하여 차량의 특정 부분에 접힌 상태로 수납되는 에어백이 확산기를 거쳐 팽창기로부터 공급되는 가스를 사용하여 전개되도록 되어 있는 다양한 형태의 에어백시스템에 적용될 수도 있다. 예를 들어, 본 발명은 계기판에 설치될 탑승자 좌석 에어백시스템, 시트의 특정 부분에 장착될 에어백시스템 등에 적용될 수도 있다.
본 발명이 그것의 실시예들을 참조로 설명되었으나, 본 발명은 상기 실시예나 예시들로 제한되는 것은 아니라는 점을 이해해야 한다. 이와는 반대로, 본 발명은 다양한 변형례 및 등가의 구성물을 포괄하도록 구성되었다. 또한, 실시예의 다양한 요소들을 예시적인 다양한 조합 및 구성으로 나타내었으나, 보다 많거나, 적은 또는 단일의 요소를 포함하는 다른 형태의 조합 및 구성 또한 본 발명의 기술적사상 및 범위내에 있다.

Claims (24)

  1. 차량의 탑승자를 보호하기 위하여 차량에 접힌 상태로 수납되는 에어백이 팽창기(inflator)로부터 확산기(diffuser)를 통해 공급되는 가스에 의하여 팽창하도록 되어 있으며,
    상기 확산기는, 상기 확산기 및 팽창기가 서로 실질적으로 정렬되도록 상기 팽창기의 일 측상에 배치되고;
    상기 확산기는, 그것의 길이방향에서 보았을 때 대체로 상기 에어백의 중앙부에 형성되는 가스유입구에 노출되는 가스공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어백시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 팽창기 및 확산기는 접힌 상태로 수납된 상기 에어백의 길이방향으로 연장되는 실질적으로 직선을 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 에어백시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 확산기는 상기 팽창기와 실질적으로 동심적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 에어백시스템.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 확산기는 상기 팽창기와 실질적으로 동일한 축선을 갖는 대체로 원통형상을 갖는 것을 특징으로 하는 에어백시스템.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 확산기의 가스공급부는 상기 팽창기로부터 이격된 상기 확산기의 원단부에 집중배치되는 것을 특징으로 하는 에어백시스템.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 확산기의 가스공급부는 그것의 길이방향으로 연장되는 상기 확산기의 주변벽에 형성되는 것을 특징으로 하는 에어백시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 확산기의 가스공급부는 1이상의 가스공급구멍을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어백시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 1이상의 가스공급구멍은 상기 확산기의 길이방향으로 배치되는 복수의 가스공급구멍을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어백시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 가스공급구멍은 상기 확산기의 길이방향으로 점진적으로 변화되는 각각의 개구부 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 에어백시스템.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 1이상의 가스공급구멍은 상기 확산기의 길이방향으로 연장되는 길게 늘여진(oblong) 가스공급구멍을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어백시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 길게 늘여진 가스공급구멍은 그것의 잔여부보다 큰 폭을 갖는 길이방향 단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어백시스템.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 확산기내로 돌출되는 가스유동제어부는 상기 길이방향으로 연장되는 상기 확산기의 주변벽에 제공되는 것을 특징으로 하는 에어백시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 가스유동제어부는 상기 팽창기에 보다 근접한 상기 가스공급부의 일 측상에 배치되는 것을 특징으로 하는 에어백시스템.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 가스유동제어부 및 가스공급부는 상기 확산기의 동일한 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 에어백시스템.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 가스공급부는 상기 가스유동제어부에 대해 상기 확산기의 길이방향에 수직한 방향으로 대향해 있는 것을 특징으로 하는 에어백시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 가스유동제어부는 쐐기형상으로 형성되고, 상기 팽창기와 마주하는 제1경사면 및 상기 확산기의 원단부와 마주하는 제2경사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어백시스템.
  17. 제7항에 있어서,
    상기 1이상의 가스공급구멍 각각은 상기 가스공급구멍의 길이방향 치수는 상기 확산기의 내측으로부터 그것의 외측을 향하여 증가하도록 테이퍼지는 것을 특징으로 하는 에어백시스템.
  18. 제7항에 있어서,
    상기 확산기는 상기 팽창기로부터 상기 1이상의 가스공급구멍을 향하여 실질적으로 직선으로 분사되는 가스를 반사시키도록 되어 있는 경사면을 갖는 원단부를포함하는 것을 특징으로 하는 에어백시스템.
  19. 제7항에 있어서,
    상기 확산기는 상기 1이상의 가스공급구멍이 형성되는 대향하는 편평한 표면들을 갖는 대체로 편평한 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어백시스템.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 확산기는, 상기 확산기의 편평한 표면들이 실질적으로 상기 차량의 수직방향으로 연장되도록 상기 차량에 장착되는 것을 특징으로 하는 에어백시스템.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 1이상의 가스공급구멍은 승차석 내부와 마주하는 상기 확산기의 대향하는 편평한 면들 중 하나에 형성되고, 상기 에어백은 상기 승차석의 내부에 보다 근접한 상기 1이상의 가스공급구멍의 일 측상에 접힌 상태로 수납되는 것을 특징으로 하는 에어백시스템.
  22. 제7항에 있어서,
    상기 1이상의 가스공급구멍의 위치는 상기 1이상의 가스공급구멍을 통과하는 가스유동이 상기 가스유입구를 형성하는 상기 에어백의 부분과 간섭을 일으키지 않도록 결정되는 것을 특징으로 하는 에어백시스템.
  23. 제7항에 있어서,
    상기 1이상의 가스공급구멍의 위치는 상기 확산기로부터 상기 에어백안으로의 가스유동의 중심선이 필라 가니시의 상단부에 대해 승차석의 내측상에 자리하도록 결정되는 것을 특징으로 하는 에어백시스템.
  24. 제7항에 있어서,
    상기 확산기는 직사각형 단면을 갖는 중공의 로드형상부(rod-like portion)를 포함하고, 상기 1이상의 가스공급구멍은 상기 확산기의 중공의 로드형상부에 형성되는 1이상의 슬릿을 포함하며, 상기 1이상의 슬릿은 상기 확산기의 내측 보어를 향하여 테이퍼 지는 것을 특징으로 하는 에어백시스템.
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