KR20050005475A - 에어백 시스템용 능동통기장치 및 방법 - Google Patents

에어백 시스템용 능동통기장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의하면 개선된 에어백 모듈 및 관련 방법들이 제공된다. 본 발명에 따른 에어백 모듈은 팽창식 보호구역을 갖는 쿠션(40) 및 상기 팽창식 보호구역에 결합된 가요성 통기튜브(50)를 가질 수 있다. 폐쇄 메카니즘(52)은 상기 가요성 통기튜브를 통한 통기가 필요할 때까지 상기 에어백 모듈의 하우징 또는 차량 내장재와 같은 앵커 부재에 대항하여 상기 가요성 통기튜브를 압축하는데 사용될 수 있다. 그 다음 폐쇄 메카니즘(52)은 예를 들어 폐쇄 메카니즘의 특별히 고안된 볼트 내에서 불꽃을 점화함으로써 구동될 수 있다. 볼트는 예를 들어 내부에 성형된 불꽃 기폭제를 갖는 구멍을 포함할 수 있다. 상기 볼트는 상기 폐쇄 메카니즘을 개방하기 위해 부서짐으로써, 팽창 가스가 상기 가요성 통기튜브를 거쳐 상기 팽창식 보호구역 밖으로 유동되도록 할 수 있다.

Description

에어백 시스템용 능동통기장치 및 방법 {Active venting apparatus and method for airbag systems}
팽창식 안전감금장치 또는 에어백을 구비하는 것은 이제 대다수 신차종에 대해서는 법적 요구사항이다. 에어백은 전형적으로 스티어링휠(steering wheel)이나 차의 승객쪽에 있는 대시보드에 장착된다. 또 에어백은 측면충격 보호를 위해 승객의 옆에, 무릎을 충격으로부터 보호하기 위해 무릎 앞에, 승객의 머리 위에, 또는 기타 다른 전략적 위치에 설치될 수 있다.
사고가 나면 차량내 가속도계는 비정상적 감속을 감지하여 불꽃전하의 점화를 일으킨다. 상기 전하로부터의 팽창 가스는 에어백을 채우고, 그 즉시 팽창하여 운전자 및/또는 승객을 차량의 내부면에 대한 충격으로부터 보호한다. 정상적으로 차량이 작동하는 동안은 에어백이 잘못 만져지는 것을 보호하기 위해 전형적으로커버 뒤에 넣어져 차량의 내부 외관을 더 보기좋게 한다.
일부 에어백 쿠션은 팽창 가스가 쿠션으로부터 일정 속도로 빠져나가도록 고안된 통기구를 가지므로, 더 부드러운 쿠션을 제공할 수 있게 된다. 부드러운 쿠션은 저속 충돌의 경우 유리한데, 이 경우 차량 점유자가 차량 내부와 접촉하는 것을 방지하기 위해 쿠션이 완전히 뻣뻣할 필요는 없다. 그러나 고속 충돌의 경우, 차량 점유자의 속도를 더 신속히 흡수하기 위해서는 더 뻣뻣한 쿠션이 필요하며, 따라서 통기가 덜 되는 것이 바람직하다. 점유자의 무게 및 위치와 같은 다른 요소들이 쿠션의 최적 강성(stiffness)에 영향을 준다.
상기한 바의 요소들은 임의의 단일 차량에 따라 달라질 수 있음이 예상되므로, 차량 속도, 점유자의 무게, 점유자의 위치 등의 변화에 대응하여 쿠션의 뻣뻣한 정도를 변화시킬 수 있는 시스템을 개발하는 것이 바람직할 것이다. 이러한 시스템에 대한 바램은 미국 정부의 FMVSS 208 규칙에 언급된 신규 전면 안전 요건에 반영된다.
이러한 요구에 대응하여 일부 에어백 시스템은 가변 통기 시스템을 갖도록 고안되었다. 이러한 가변 통기 시스템은 전형적으로 강성모듈 하우징에 형성된 하나 이상의 통기구를 가지며, 이들 통기구는 일정 종류의 구동 메카니즘을 이용하여 폐쇄되거나 개방된다. 따라서 강성 모듈 하우징을 통해 발생하는 통기의 양은 쿠션의 강성에 영향을 주도록 조절될 수 있다.
유감스럽게도 공지의 가변 통기 시스템은 여러 면에서 제한되어 있다. 예를 들어, 많은 이러한 시스템들은 점유자가 쿠션에 대해 충격받기 전에 바람직한 정도의 통기가 신뢰감 있게 발생할 수 있도록 하기에는 너무나 느린 구동 메카니즘을 이용한다. 일부 가변 통기 시스템은 충격 속도에 기초하여 쿠션의 강성을 변화시키기에 단지 너무 느리기 때문에, 쿠션의 강성을 충돌의 심각도에 부합하도록 조절할 수 없다.
또한 강성 모듈 하우징상에 통기구를 배치하는 것은 통기구의 크기, 모양 및 위치에 제한을 둔다. 따라서 최적의 통기도는 얻어질 수 없을 수 있다. 좀 더 정확하게, 통기구는 쿠션을 바라는 만큼 부드럽게 할 정도로 충분한 가스를 배출할 만큼 충분히 크지 않을 수도 있다. 통기구는 또한 차량의 내부 구성요소들에 의해 장애되어, 달성 가능한 쿠션의 조절 정도를 더 감소시킬 수도 있다.
또한, 다수의 공지된 가변 통기 시스템들은 다소 복잡하고 생산하기에 비싸다. 흔히 몇몇의 주문 제조된 부품들이 요구된다. 에어백 모듈의 설계는 강성 모듈 하우징상에 통기구를 배치함으로써 지나치게 방해될 수 있고, 이러한 배치는 팽창기, 장착 하드웨어 등과 같은 다른 모듈 구성요소들의 배치를 방해할 수 있다.
따라서 쿠션의 강성이 신속하게 조절될 수 있는 에어백 모듈 및 관련 제조 및 구동 방법에 대한 요구가 존재한다. 바람직하게, 이러한 조절은 충돌 후에, 하지만 점유자가 쿠션에 부딪히기 전에 효과를 발생하기에 충분히 신속하게 일어난다. 또한, 이러한 장치 및 방법은 바람직하게 쿠션의 강성에 있어 충분히 폭넓은 변수를 제공하여 저속 뿐만 아니라 고속의 충격 조건하에서 잘 수행하도록 한다. 또한 이러한 장치 및 방법은 바람직하게 저렴하며 제조공정이 단순하고, 현존하는 에어백 모듈 설계를 최소한으로 변경하는 것이어야 한다.
본 발명은 차량 점유자를 상해로부터 보호하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로 본 발명은 팽창식 쿠션으로부터의 가스 통기를 지능적으로 제어하여 쿠션에 의한 보호를 향상시키기 위한 장치에 관한 것이다.
본 발명의 상기 언급된 특징 및 잇점과 기타 특징들이 얻어지는 방법이 쉽게 이해될 수 있도록, 첨부 도면에 의해 도시된 구체적인 실시예를 참고로 하여 상기 간단하게 기술된 본 발명이 보다 구체적으로 기술될 것이다. 첨부 도면은 단지 본 발명의 전형적 실시예만을 도시할 뿐이므로 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 아니된다는 이해하에 본 발명은 첨부 도면을 참고로 보다 구체적이고 상세하게 기술 및 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 범위 내에 있는 에어백 모듈의 일 실시예를 나타내는 사시도로서, 넣어진 상태의 팽창식 보호구역과 통기를 제한하기 위해 폐쇄된 가요성 통기튜브가 도시된다.
도 2는 도 1의 에어백 모듈의 폐쇄 메카니즘을 정면 단면도로서 도시한다.
도 3은 도 1의 에어백 모듈의 사시도로서, 팽창식 보호구역이 펼쳐진 구성을 가지며 가요성 통기튜브는 폐쇄되어 있다.
도 4는 도 1의 에어백 모듈의 사시도로서, 팽창식 보호구역은 펼쳐진 구성을가지며 가요성 통기튜브는 개방되어 팽창 가스가 팽창식 보호구역으로부터 통기되도록 한다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 본 발명의 범위내에 있는 에어백 모듈의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 본 발명의 범위내에 있는 에어백 모듈의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 본 발명의 범위내에 있는 에어백 모듈의 사시도이다.
본 발명의 장치 및 방법은 관련 기술분야의 현존하는 상태에 대응하여, 특히 현재 이용가능한 에어백 모듈에 의해 완전히 해결되지 못했던 당업계에서의 문제점 및 요구에 대응하여 개발되었다. 따라서 본 발명의 전체적인 목적은 선행 기술의 단점들을 치유하는 에어백 모듈을 제공하는 것이다. 이러한 에어백 모듈은 충격 속도, 점유자 무게 및 점유자 위치와 같은 하나 이상의 요소에 따라 쿠션의 강성을 신속히 조절할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 바람직한 실시예에서 구체화되고 여기에 폭넓게 기술된 본 발명에 따라 개선된 에어백 모듈이 제공된다. 일 실시예에서 에어백 모듈은 쿠션을 포함하는데, 이는 차량내에 신속히 설치되기 위해 하우징 내에 넣어지도록 설계된다. 팽창기는 적어도 부분적으로 하우징 내에 배치되어, 구동 신호의 수신에 따라 가압된 가스를 쿠션으로 제공하도록 한다.
쿠션은 점유자의 신체에 대한 충격을 완화시키도록 설계된 팽창식 보호구역을 갖는다. 또한 쿠션은 팽창 가스가 상기 팽창식 보호구역으로부터 출구부를 통해 배출되도록 팽창식 보호구역과 통하는 가요성 통기튜브를 포함한다. 상기 가요성 통기튜브는 재봉되거나 고주파(RF) 용접되거나, 그렇지 않으면 상기 팽창식 보호구역에 부착된다.
상기 가요성 통기튜브는 파스너를 포함하는 폐쇄 메카니즘에 의해 하우징의 내외장에 대항하여 가압된다. 상기 파스너는 머리 및 나사산 몸체를 갖는 불꽃으로 해제가능한 볼트의 형태를 취한다. 상기 몸체는 가요성 통기튜브 및 하우징의 구멍들을 거쳐 연장되어 하우징내 너트에 의해 보유된다. 머리는 가요성 통기튜브를 하우징에 대하여 가압하여 팽창 가스가 상기 통기튜브를 통해 출구부에 거의 도달할 수 없도록 한다.
상기 볼트는 기폭제를 포획하는 기폭제부와 함께 구멍을 가지며, 상기 기폭제는 구동 신호의 수신에 대응하여 점화한다. 상기 볼트는 기폭제가 점화되면 머리가 몸체로부터 이탈되도록 하는 방식으로 설계된다. 상기 볼트 내 구멍은 또한 기폭제가 통과할 수 없는 유지부를 가지는데, 이 유지부는 구동 신호를 기폭제에 전달하는 점화플러그를 수용한다. 상기 볼트는 플라스틱과 같은 성형 가능한 재질로 구성된다. 상기 볼트는 기폭제 주위로 플라스틱을 성형함으로써 형성되어 상기 기폭제가 별도의 공정에서 볼트의 상기 구멍으로 삽입될 필요가 없도록 형성될 수 있다.
충돌이 감지되면, 구동 신호는 팽창기로 전달되어 쿠션의 팽창을 유발한다. 팽창기는 가압된 가스를 생성하고, 이 가스는 쿠션으로 들어가서 팽창식 보호구역을 팽창시킨다. 마이크로프로세서 또는 기타 제어장치는 충격 속도, 점유자 무게 및 점유자 위치와 같은 하나 이상의 요소를 평가하여 능동 통기가 수행되어야 하는지 여부를 결정한다.
예를 들어 충격이 고속에서 발생하거나 차량 점유자가 비교적 무겁다면 더 강성의 쿠션이 최고의 보호를 제공할 것이며, 폐쇄 메카니즘은 구동되지 않을 수 있다. 그러나 충격이 저속 충돌이며 또는 점유자가 더 가볍다면 폐쇄 메카니즘이 구동되어 가요성 통기튜브를 통해 통기되도록 함으로써, 팽창식 보호 구역의 강성을 감소시킬 것이다.
좀 더 정확하게, 구동 신호는 볼트의 기폭제로 전달되어 점화시켜 볼트가 부서지도록 한다. 머리는 몸체로부터 분리되어 상기 가요성 통기튜브가 열리도록 하고 팽창 가스를 상기 팽창식 보호구역 밖으로 운반하도록 한다. 구동 신호는 통기되기 전에 상기 팽창식 보호구역이 완전하고 신속하게 전개될 수 있도록 선택된 시간에 전달된다. 팽창이 통기되기 전에 일어난다는 것을 확실히 하기 위해 팽창기에 대한 구동 신호에 대하여 폐쇄 메카니즘에 대한 구동 신호를 시간조절하기 위해 미리 설정된 지연이 이용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 에어백 모듈은 상술한 바와 유사한 쿠션 및 가요성 통기튜브를 가진다. 폐쇄 메카니즘은 약간 다르게 구성된다. 폐쇄 메카니즘은 가요성 통기튜브를 하우징의 내외장에 대항하여 가압하는데 사용된다. 상술한 바와 같이 불꽃 해제가능한 볼트 외에, 폐쇄 메카니즘은 가요성 통기튜브를 하우징에 대항하여 직접 가압하는 얇은 강철 시트와 같은 클램프 부재를 포함한다. 상기 클램프 부재는 불꽃에 의해 이탈가능한 볼트 및, 예를 들어, 종래의 볼트에 의해 하우징에 대항하여 유지된다.
팽창이 발생한 후에 추가의 통기가 요구되면, 폐쇄 메카니즘이 상술한 바와 같이 볼트내 기폭제를 점화함으로써 구동된다. 볼트의 머리는 몸체로부터 분리되고, 클램프 부재의 일 끝단은 하우징으로부터 자유롭게 분리된다. 상기 얇은 강철 시트는 하우징으로부터 구부러져서, 팽창 가스가 가요성 통기튜브를 통과하여, 출구부를 통해 가요성 통기튜브 밖으로 흐르도록 한다. 가요성 통기튜브는 쿠션의 팽창력(tension)에 의해 하우징 밖으로 이끌어져, 팽창 가스가 차량의 승객칸으로 자유롭게 통기될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 에어백 모듈은 다시 하우징 내에 넣어지도록 설계된 쿠션을 갖는다. 쿠션은 팽창식 보호구역 및 이 팽창식 보호구역으로부터 팽창 가스가 이탈되도록 설계된 가요성 통기튜브를 포함한다. 가요성 통기튜브는 하우징에 대항하여 압축되지 않고, 오히려 가요성 통기튜브는 하우징내 개구를 거쳐 승객칸으로부터 분리된 차량 내장부에 결합된 폐쇄 메카니즘으로 연장되어, 팽창 가스가 승객칸으로 직접 통기되지 않도록 한다.
폐쇄 메카니즘은 한쌍의 클램프 부재로 구성되는데, 이들 각각은 상기 차량 내장부에 결합된다. 또한 폐쇄 메카니즘은 전술한 바와 같이 불꽃 해제가능한 볼트로 구성된다. 상기 불꽃 해제가능한 볼트는 상기 클램프 부재들을 함께 부착시켜 클램프 부재들이 협력하여 가요성 통기튜브를 차량 내장부에 대항하여 압축하도록 한다.
상기 볼트내 기폭제가 구동 신호를 수신하면 볼트는 부서지고 클램프 부재들은 서로 분리된다. 그러면 가요성 통기튜브는 팽창식 보호구역으로부터 팽창 가스를 수용하며, 상기 팽창 가스를 출구부를 거쳐 쿠션 밖으로 전달한다. 상술한 실시예에서와는 달리, 출구부는 승객칸으로부터 분리된 영역에 남아있을 수 있어서, 가요성 통기튜브와 팽창 가스가 승객칸을 방해하지 않도록 할 수 있다.
본 발명의 에어백 모듈 및 관련 방법들을 이용함으로써, 에어백 쿠션의 강성은 충돌 환경에 신속히 적응될 수 있다. 따라서 차량 점유자는 다양한 조건하에서최적의 보호를 받을 수 있다. 이러한 잇점들은 비용 및 에어백 모듈의 복합도를 비교적 조금 증가시킴으로써 달성된다.
본 발명의 이러한 특징 및 기타의 특징과 잇점들은 아래의 상세한 설명 및 청구범위로부터 더 명백해질 것이며, 후술하는 바와 같은 본 발명의 실행에 의해 더 배워질 수 있을 것이다.
본 발명의 현재 바람직한 실시예들은 첨부 도면을 참고로 가장 잘 이해될 수 있으며, 전체적으로 유사한 부품들은 유사한 도면부호가 지정되었다. 여기의 도면에 의해 일반적으로 기술되고 도시된 본 발명의 구성요소들이 매우 다양한 다른 구성에도 배열 및 설계될 수 있음은 쉽게 이해될 것이다. 따라서 도 1 내지 도 7에 의해 나타나는 본 발명의 장치, 시스템 및 방법의 실시예들을 좀 더 상세히 기술하는 하기 실시예는 본 발명의 특허청구범위에 의한 범위를 한정하기 위해 의도된 것이 아니며, 단순히 본 발명의 현재 바람직한 실시예들을 예시하는 것일 뿐이다.
본 발명은 에어백 모듈의 가격 효율성 및 동작을 향상시키기 위해 수많은 물리적 원리들을 이용한다. 예를 들어 운동량 및 가속의 원리는 주어진 상황에서 차량 점유자를 보호하는데 요구되는 쿠션의 강성을 결정하는데 이용된다. 몸체의 운동량이 클수록 그 운동을 멈추기 위해 필요한 힘도 더 커진다. 따라서 고속 충돌및 차량 점유자의 큰 덩치에 대하여는 더 강성의 방책이 요구된다. 쿠션과 접촉한 결과 최소한의 상해를 입도록 하기 위해서는 가능한 가장 부드러운 쿠션을 이용하는 것이 바람직하다.
또한 가스의 유동 규칙이 최적의 강성을 얻기 위해 필요한 통기도를 지능적이고 신속하게 제공하기 위해 이용된다. 개구를 통한 가스의 유동은 일반적으로 개구에 의해 둘러싸이는 영역의 크기에 비례할 것이다. 가요성 부재내의 개구는, 개구 근처의 가요성 부재를 압축함으로써, 반드시 밀봉되지는 않더라도, 효과적으로 폐쇄될 수 있을 것이다.
이러한 원리들은 운전자의 측면 에어백, 승객의 측면 에어백, 머리위 에어백, 무릎받이 및 팽창식 커튼을 포함하여 많은 종류의 에어백에 적용가능할 것이다. 본 발명이 비용 효과적이고 신뢰성 있는 충격 보호를 제공하기 위해 이들 원리를 이용하는 방식은 도 1 내지 도 7을 참고로 더 상세히 도시되고 기술될 것이다.
본 출원에 있어서, "연결된", "결합된" 및 "~와 통하는(전달하는)"과 같은 문구는 기계적, 전기적, 자기적, 전자기적 및 열적 상호작용을 포함하여 두개 이상의 부분들간의 임의의 상호작용 형태를 언급하는 것이다. "부착된"이란 문구는 부착된 물체들 사이의 상대적 병진 운동 또는 회전을 제한하는 기계적 결합 형태를 이른다. "선회가능하게 부착된" 및 "슬라이드가능하게 부착된"이란 문구는 각각 상대적 회전이나 상대적 병진 운동이 가능케 하는 기계적 결합 형태를 의미하지만, 다른 기타의 상대적 운동은 제한한다.
"직접 부착된"이란 문구는 부착된 물건들이 직접 접촉하고 있거나, 또는 단일의 파스너, 접착제 또는 기타의 접착 메카니즘에 의해서만 분리되는 부착 형태를 말한다. "접경하는"이란 용어는 물건들이 함께 부착되지 않을 수는 있지만 서로 직접 물리적 접촉을 하고 있음을 말한다.
도 1의 사시도는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어백 모듈(10)을 도시한다. 도 1의 에어백 모듈(10)은 승객측의 정면 충격 보호를 위해 고안된 것이다. 그러나 본 발명의 원리들은 운전자측의 정면 충격 에어백, 팽창식 커튼과 같은 측면 충격 에어백, 머리위 에어백 및 무릎받이를 포함하여 어떠한 에어백 타입에도 이용가능하다. 에어백 모듈(10)은 도시된 바와 같이 세로 방향(12), 측방향(14) 및 가로방향(16)을 갖는다.
에어백 모듈(10)은 섬유 재질로 구성될 수도 있는 쿠션(20)을 포함한다. 원한다면 쿠션(20)은 내열성이나 기타 원하는 특성을 부여하기 위해 코팅될 수 있다. 차량(도시되지 않음)이 정상 작동되는 동안 쿠션(20)은 도 1에 도시된 바와 같이 하우징(22) 내에 단단히 접혀 넣어진다. 하우징(22)은 강성이며 차량내에 설치되기에 적합한 모양을 갖는다. 하우징(22)은 예를 들어 금속으로 만들어질 수도 있다. 하우징(22)은 차량내에 용이하게 설치되기 위해 설계된 설치 특징을 가질 수 있지만, 그 특징은 명확성을 위해 도 1에서 생략되었다.
하우징(22)은 정면(24) 및 배면(26)을 갖는다. 정면(24)은 승객칸으로 향하고, 그 면으로부터 쿠션(20)이 나온다. 정면(24)은 차량의 내부 장식과 어울리는 커버(도시되지 않음)로 덮혀질 수 있다. 배면(26)은 차량에 부착될 수 있으며 팽창기(28)가 설치되는 개구를 갖는다. 도시된 바와 같이 팽창기(28)는 일반적으로 원통형이다. 구동와이어(30)는 팽창기(28)로 구동 신호를 전달하며, 구동 신호를 수신하면 팽창기(28)는 가압 가스를 생성하여 쿠션(20)을 채운다.
쿠션(20)은 하우징(22) 내부로 빽빽하게 끼워맞춰지도록 접혀 있는 팽창식 보호구역(40; 간략화를 위해 사각뿔대 형태로 도시됨)을 갖는다. 팽창식 보호구역(40)은 차량 점유자의 신체 충격을 직접 수용하도록 고안된 쿠션(20)의 일부이다.
또한 쿠션(20)은 출구부(44)를 갖는 가요성 통기튜브(42)를 포함한다. 가요성 통기튜브(42)는 팽창식 보호구역(40)과 가스 전달되어 가요성 통기튜브(42)가 팽창식 보호구역(40)으로부터 가스를 받을 수 있도록 한다. 쿠션(20)은 상기 가요성 통기 투브(42)와는 별도로 하나 이상의 통기공(도시되지 않음)을 가질 수 있다. 따라서 가요성 통기튜브는 필요한 경우 단순히 보조 통기를 제공할 수 있다.
가요성 통기튜브(42)는 팽창식 보호구역(40)으로부터 연장되어 폐쇄 메카니즘(50)에 의해 앵커 부재에 부착된다. 도 1의 실시예에서 앵커 부재는 에어백 모듈(10)의 하우징(22)이다. 그러나 임의의 강성 또는 반-강성(semi-rigid) 부재가 가요성 통기튜브(42)용 앵커 부재로서 이용가능하다. 도시된 바와 같이 가요성 통기튜브(42)는 폐쇄 메카니즘(50)에 의해 하우징(22)의 상면에 대항하여 압축된다. 여기서 언급된 "폐쇄 메카니즘"은 가요성 통기튜브(42)와 같은 가요성 부재를 통한 가스의 흐름에 가역적으로 저항할 수 있는 임의 종류의 메카니즘을 말한다.
폐쇄 메카니즘(50)은 가요성 통기튜브(42)를 하우징(22)에 직접 부착하기 위해 이용되는 파스너(52)를 포함한다. 파스너(52)는 "불꽃 해제가능"하거나, 또는 불꽃 점화에 대응하여 느슨하게 하도록 구성된다. 도 2에 도시되고 관련 설명된 바와 같이, 불꽃은 파스너(52) 내에 묻혀진다. 구동 와이어(54)는 하우징(22) 내로 연장되어 불꽃(도 1에서는 보이지 않음)에 도달할 수 있다.
팽창기(28)로부터의 구동 와이어(30) 및 폐쇄 메카니즘(50)으로부터의 구동 와이어(54)는 마이크로프로세서, 마이크로콘트롤러, 기계적 스위치 시스템(도시되지 않음)에 연결되거나, 또는 팽창기(28) 및 폐쇄 메카니즘(50)이 구동되어야 하는지 여부와 언제 구동되어야 하는지를 결정할 수 있는 기타의 다른 장치에 연결된다. 이러한 장치는 "구동 장치"로서 언급될 것이다.
구동 장치는 압전기 가속도계(도시되지 않음)와 같은 임의의 공지의 센서를 사용함으로써 충돌을 감지할 수 있다. 구동 장치는 팽창기(28)가 구동되어야 할지의 여부를 결정하기 위해 가속 데이타만을, 또는 다른 데이타와 조합하여 이용할 수 있다. 구동 장치는 또한 추가의 센서(도시되지 않음)를 이용하여 충격 속도, 점유자 무게, 점유자 위치 등과 같은 다른 상대적 측정치를 감지할 수도 있다. 이들 측정치는 팽창식 보호구역(40)의 원하는 강성을 결정하기 위해, 또 폐쇄 메카니즘(50)이 팽창식 보호구역(40)의 강성을 감소시키기 위해 개시되어야 하는지 여부를 결정하기 위해 사용될 수 있다.
도 2는 폐쇄 메카니즘(50)을 보다 상세히 도시하는 정면 단면도이다. 파스너(52)는 가요성 통기튜브(42)의 섬유벽(60)을 통과하여 연장된다. 가요성 통기튜브(42)는 선택적으로 얇은 플라스틱, 고무 또는 복합 재질 등으로 구성될 수 있다. 섬유벽(60)은 파스너(52)를 수용하기 위해 제 1 구멍(62) 및 제 1 구멍(62)과 일렬 배치된 제 2 구멍(64)을 갖는다. 마찬가지로, 하우징(22)은 제 1 및 제 2 구멍(62,64)과 일렬 배치된 구멍(66)을 가져서, 파스너(52)가 가요성 통기튜브(42)를 통과하여 하우징(22)의 내부로 연장되도록 한다. 제 1 및 제 2 구멍(62, 64)에 대한 대안으로, 가요성 통기튜브(42)는 예를 들어 어코디언 주름을 갖도록 접혀져서 파스너(52)가 두개 이상의 구멍을 통과하여 연장되도록 할 수 있다.
전술한 바와 같이 파스너(52)는 불꽃 점화에 따라 부서지도록 특별히 고안된다. 파스너(52)는 금속 또는 비금속 물질로 구성될 수 있다. 파스너(52)는 가요성 통기튜브(42)의 구멍들(62, 64) 보다 약간 더 큰 머리(70)를 가지므로, 가요성 통기튜브(42)는 파스너(52)가 그 자리에 있을 때 하우징(22)으로부터 당겨질 수 없다. 파스너(52)는 또한 머리(70)에 인접하여 목(72)을 가지며 목(72)에 인접하여 몸체(74)를 갖는다. 도시된 바와 같이 몸체(74)는 머리(70)의 횡단면 보다 더 적은 횡단면(파스너(52)의 회전축에 직각)을 갖는다. 마찬가지로 목(72)은 몸체(74) 보다 더 적은 횡단면을 갖는다.
몸체(74)는 나사산(76)을 가지므로, 파스너(52)는 볼트로서 작용할 수 있다. 너트(78)는 몸체(74)의 나사산(76)과 맞물리는 대응하는 내부 나사산(80)을 갖는다. 너트(78)는 하우징(22)의 내부에 배치되어 머리(70)를 가요성 통기튜브(42)에 대항하여 비교적 단단하게 유지하도록 한다. 머리(70)는 너트(78)에 대하여 미리 설정된 하중으로 조여져서 가요성 통기튜브(42)가 적절히 압축되는 것을 보장하도록 할 수 있다.
파스너(52)는 파스너(52)의 회전축을 따라 배치된 구멍(82)을 갖는다. 도시된 바와 같이 구멍(82)은 머리(70) 방향으로 기폭제부(84)를 가지며 머리(70)로부터 또한 유지부(86)를 갖는다. 유지부(86)는 몸체(74)의 끝에서 종결된다. 기폭제부(84)는 기폭제(90) 또는 "폭죽"을 포함하는데, 이는 부서져서, 가능하게는 구동 신호의 수신에 대응하여 가압 가스 및 열을 생성하도록 구성된 밀집 불꽃 장치이다. 기폭제(90)는 팽창기(28)를 구동하기 위해 이용되는 것과 유사한 유형일 수 있거나, 또는 파스너(52)에 사용하기 위해 특별히 고안된 것일 수 있다.
기폭제부(84)는 유지부(86) 보다 더 큰 단면적을 갖는다. 따라서 기폭제(90)는 유지부(86)를 통과할 수 없으므로, 기폭제부(84)는 기폭제(90)를 효과적으로 포획한다. 기폭제(90)는 구동 신호를 수신하여 그것을 기폭제(90)의 몸체로 전도하도록 고안된 한쌍의 가지(92)를 포함한다. 가지(92)는 유지부(86) 내로 연장된다. 플러그(94)는 하우징(22)의 내부로부터 유지부(86) 내로 삽입된다. 플러그(94)는 가지(92) 및 전도체(98)를 수용할만한 크기를 갖는 저장소(96)를 가지며, 여기서 전도체(98)는 구동 와이어(54)로부터 저장소(96)까지 구동신호를 전도한다.
기폭제(90)가 점화하면, 압축된 가스 및 열이 생성된다. 기폭제(90)는 구멍(82)의 기폭제부(84)를 떠날 수 없으므로, 점화로부터의 압력은 일반적으로 머리(70)를 향하게 된다. 구멍(82)의 기폭제부(84)의 일반적으로 원형인 끝단은 다소 날카로운 접합점을 가질 수 있으며, 비슷하게 몸체(74)와 목(72)의 접합점도 날카롭게 될 수 있다. 이러한 날카로운 접합점은 응력집중을 형성하며, 그 결과 파스너(52)는, 도시된 바와 같이 일반적으로 기폭제부(84)의 끝단으로부터 목(72) 및 몸체(74)의 접합점까지 연결되는 접합 라인(99)을 따라 부서지는 경향이 있다.
결과는 머리(70) 및 목(72)이 몸체(74)로부터 분리되는 것이며, 파스너(52)에 의해 조여졌던 것들은 "느슨해지거나" 또는 서로 분리되어진다. 폐쇄 메카니즘(50)의 맥락에서, 기폭제(90)의 점화는 몸체(74)로부터 머리(70)를 제거함으로써, 가요성 통기튜브(42)가 하우징(22)을 벗어나 통기되도록 한다. 이는 도 4를 참고도 더 설명될 것이다.
파스너(52)는 제 자리의 기폭제(90)와 함께 제조됨으로써, 기폭제(90)를 구멍(82)으로 삽입하는 단계를 거치지 않도록 할 수 있다. 좀 더 정확하게, 기폭제(90)는 플라스틱을 투입하기 전에 금형(도시되지 않음)내로 삽입될 수 있다. 기폭제(90)는 유동가능한 플라스틱이 금형 내로 주사되거나 그렇지 않으면 삽입되는 동안 금형 내에 제 위치로 유지될 수 있다. 플라스틱은 일반적으로 기폭제(90)를 둘러싸서, 플라스틱이 고형화될 때 일체 형성된 외피가 얻어지도록 한다. 일체 형성된 외피는 머리(70), 목(72) 및 몸체(74)를 포함한다. 구멍(82)의 기폭제부(84)는 기폭제(90) 둘레로 형성됨으로써 기폭제(90)를 효과적으로 포획한다.
구멍(82)의 유지부(86)는 기폭제(90)를 금형 내에 넣기 전에, 관형의 스페이서(도시되지 않음)을 가지(92) 둘레로 삽입하고 상기 관형 스페이서를 기폭제(90)의 몸체와의 접합점내로 가압함으로써 형성될 수 있다. 그 다음 관형 스페이스는 금형의 벽으로 연장되어 플라스틱이 금형내로 유입될 때 구멍(82)의 유지부(86)가 비어있도록 유지될 수 있다.
대안으로서, 구멍(82)의 유지부(86)는 제공되지 않을 수 있다. 차라리 가지(92)가 몸체(74)의 끝단을 지나 뻗치도록 연장될 수 있으며, 플라스틱은 기폭제(90) 몸체에 인접하여 가지(92) 둘레의 영역을 채우도록 할 수 있다. 그러면 가지(92)는 몸체(74)의 고형 끝단으로부터 연장될 것이며, 플러그(94)가 가지(92)와 맞물리도록 몸체(74)의 끝단에 접경할 수 있다.
파스너(52)에 대한 대안으로서, 임의의 신속한 구동 메카니즘이 폐쇄 메카니즘(50)을 구동하는데 이용될 수 있다. 솔레노이드, 회전 및 선형 모터, 압전기 장치 등이 모두 폐쇄 메카니즘의 구동을 위해 이용될 수 있다.
도 3은 도 1의 에어백 모듈(10)의 사시도로서, 팽창식 보호구역(40)이 팽창한 뒤에, 하지만 폐쇄 메카니즘(50)이 구동되기 전의 상태를 나타낸다. 구동 장치는 구동 신호를 구동 와이어(30)를 따라 전달했으며, 팽창기(28)는 대응하여 펼쳐져서 팽창식 보호구역(40)을 가스로 채웠다. 팽창식 보호구역(40)은 하우징(22)을 떠나 차량 점유자와 차량의 인접 부품들 사이에 위치되었다.
본 출원에서, 폐쇄 메카니즘(50)의 "구동"은 가요성 통기튜브(42)를 통한 팽창 가스의 흐름이 증가되도록 하는 폐쇄 메카니즘(50)의 동작을 말한다. 폐쇄 메카니즘(50)은 폐쇄된 구성을 가질 수 있는데, 여기서는 가요성 통기튜브(42)의 일부가 평평해져서 팽창 가스가 가요성 통기튜브(42)를 통해 흐르는 것이 제한되거나 또는 거의 실질적으로 방지된다. 또한 폐쇄 메카니즘(50)은 개방 구조를 가질 수 있으며, 여기서는 적어도 부분적으로 가요성 통기튜브(42)를 느슨하게 하여 팽창 가스가 팽창식 보호구역(40)으로부터 가요성 통기튜브(42)를 거쳐 통기되도록 한다. 폐쇄 메카니즘(50)의 구동은 폐쇄 메카니즘(50)이 폐쇄 구성으로부터 개방 구성으로 이동하는 것을 수반할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 가요성 통기튜브(42)는 팽창가능 보호구역(40)과통하는 입구부(100)를 갖는다. 입구부(100)를 감싸는 재질은 도시된 바와 같이 봉합선(102)에 의해 팽창식 보호구역(40)의 재질과 부착된다. 대안으로서, 원피스 짜임(one-piece weaving), 고주파(RF) 용접, 초음파 용접, 화학적 결합 또는 접착 결합과 같은 임의의 다른 부착 방법이 가요성 통기튜브(42)를 팽창식 보호구역(40)에 부착시키기 위해 이용가능하다. 팽창식 보호구역(40)의 재질에 대한 팽창력이 가요성 통기튜브(42)에 대하여 과도한 스트레스를 부여하지 않도록 하기 위해, 팽창식 보호구역(40)이 펼쳐졌을 때, 가요성 통기튜브(42)를 가요성 통기튜브(42) 내에 약간의 느슨함이 제공되기에 충분히 길게 형성하는 것이 바람직할 수 있다.
팽창식 보호구역(40)이 펼쳐질 때까지 폐쇄 메카니즘(50)의 구동은 피하는 것이 유리한데, 이는 그렇지 않으면 가요성 통기튜브(42)를 통한 통기가 팽창식 보호구역(40)의 전개를 늦출 수 있기 때문이다. 팽창식 보호구역(40)이 차량 점유자의 신체를 적시에 완충하도록 완전히 팽창하는 것을 보장하기 위하여, 폐쇄 메카니즘(50)에 대한 구동 신호는 구동 신호가 팽창기(28)로 전달된 후 미리 설정된 시간 만큼 연기될 수 있다.
이러한 미리 설정된 시간은 약 10 밀리세컨드에서부터 약 100 밀리세컨드 사이일 수 있다. 또한 상기 미리 설정된 시간은 약 25 밀리세컨드에서부터 약 75 밀리세컨드 사이일 수 있다. 또한 상기 미리 설정된 시간은 약 40 밀리세컨드에서부터 약 50 밀리세컨드 사이일 수 있다. 위치를 벗어난 조건(즉, 차량 점유자가 팽창식 보호구역(40)과 일렬로 정렬되지 않은 상태)에서는, 팽창기(28) 및 폐쇄 메카니즘(50)의 구동이 실질적으로 동시에 일어나도록 상기 시간이 0 밀리세컨드인 것이유리할 수 있다.
대안으로서, 상기 지연은 다양한 요소에 대응하여 가변될 수 있다. 예를 들어 오래 지연되면, 차량 점유자에 의해 부딪쳤을 때 비록 통기가 되더라도 팽창식 보호구역(40)이 비교적 강성으로 될 수 있을 것이다. 유사하게, 더 짧은 지연은 팽창식 보호구역(40)을 더 부드럽게 할 것이다. 따라서 팽창식 보호구역(40)은 두개의 명백한 "강성" 또는 "연성" 구성에로만 제한될 필요는 없다.
도 4는 팽창식 보호구역(40)이 팽창되고 폐쇄 메카니즘(50)이 구동된 이후의 에어백 모듈(10)을 도시한다. 기폭제(90; 도 4에서는 보이지 않음)가 구동 신호에 대응하여 점화함으로써 파스너(52)를 부러뜨려 몸체(74)로부터 머리(70)를 분리시켰다. 따라서 가요성 통기튜브(42)는 하우징(22)으로부터 벗어나서 팽창 가스를 팽창식 보호구역(40)으로부터 자유로이 전달하도록 할 수 있다. 가요성 통기튜브(42)의 출구부(44)로부터의 가스의 유출은 화살표(104)로 도시된다.
수많은 대체 폐쇄 메카니즘 및 가요성 통기튜브의 구성이 이용될 수 있다. 단지 몇개의 대안만이 여기에 기술된다. 원한다면 가요성 통기튜브를 통한 가스의 유동을 좀 더 일정하게 막기 위해 하나 이상의 클램프 부재가 이용될 수 있다. 도 5, 6 및 7은 이러한 클램프 부재의 이용을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 에어백 모듈(110)을 사시도로 나타낸다. 전술한 실시예와 마찬가지로, 에어백 모듈(110)은 쿠션(120)을 갖는데, 이는 차량이 정상 작동되는 동안 하우징(122)내에 압축되어 넣어질 수 있다. 하우징(122)은 정면(124) 및 배면(126)을 갖는다. 쿠션(120)은 팽창식 보호구역(140) 및가요성 통기튜브(142)를 갖는다.
도 1 내지 도 4에서의 실시예와는 대조적으로, 도 5의 가요성 통기튜브(142)는 팽창식 보호구역(140)이 넣어진 구성일 때 하우징(122) 내로 전적으로 배치된다. 가요성 통기튜브(142)를 통한 가스의 유동은 하우징(122) 내에 대부분 배치된 폐쇄 메카니즘(150)을 이용함으로써 제한될 수 있다. 하우징(122)은 폐쇄 메카니즘(150)에 대하여 앵커 부재의 역할을 한다.
도시된 바와 같이, 전술한 실시예에서와 동일한 것일 수 있는 불꽃 해제가능한 파스너(52)는 도 5의 폐쇄 메카니즘(150)에 포함된다. 또한 가요성 통기튜브(142)를 하우징(122)의 내부에 대항하여 압축하기 위해 클램프 부재(15)가 이용된다. 클램프 부재(152)는 스프링 강철 조각과 같이 얇은 금속 시트의 형태를 취할 수 있다.
클램프 부재(152)는 일 끝단에서는 파스너(52)에 의해, 다른 끝단에서는 종래의 볼트(154)에 의해 하우징(122) 내부에 부착된다. 파스너(52) 및 종래 볼트(154)의 머리는 하우징(122) 내에 배치되지만, 나사산 부분은 하우징(122) 벽을 통해 밖으로 뻗친다. 너트(78)는 몸체(74)를 보유하며, 하우징(122)의 밖에 배치된다. 마찬가지로, 너트(156)는 종래 볼트(154)의 나사산 부분을 보유하며 하우징(122) 밖에 배치된다. 전술한 실시예에서와 같이 플러그(94)는 몸체(74)와 맞물리고, 구동 와이어(54)는 플러그(94)로부터 연장된다.
하우징(122)은 가요성 통기튜브(142)내 슬롯을 통과하여, 안쪽으로 연장된 복수의 탭(158)을 가질 수 있다. 탭(158)은 가요성 통기튜브(142)가 폐쇄 메카니즘(150) 밖으로 너무 이르게, 즉 폐쇄 메카니즘(150)이 구동되기 전에, 끌어내어지지 않도록 한다. 탭(158)은 하우징(122)내 사각형의 삼면을 절단하고 네번째 면을 거의 90도로 구부려 탭(158)이 안쪽으로 뻗치도록 함으로써 간단하게 형성될 수 있다. 도시된 바와 같이 탭(158)은 폐쇄 메카니즘(150)의 전방에 위치하지만, 원한다면 상기 탭(158)은 대신 폐쇄 메카니즘(150)의 후방에 위치되어, 폐쇄 메카니즘(150)과 출구부(44) 사이에 위치할 수 있다.
가요성 통기튜브(142)는 따라서 클램프 부재(152)와 하우징(122)의 내부면 사이에 샌드위치된다. 전술한 실시예에서와 같이, 팽창식 보호구역(140)은 폐쇄 메카니즘(150)이 구동되기 전에 팽창한다. 구동 장치가 통기의 증가가 필요하다고 결정하면, 구동 신호는 구동 와이어(54)를 거쳐 파스너(52) 내의 기폭제(90)로 전달된다.
그 다음 파스너(52)의 머리(70)는 몸체(74)로부터 분리되어 클램프 부재(152)의 일 끝단을 해제한다. 가요성 통기튜브(142)내 팽창 가스의 압력은 가요성 통기튜브(142)로 하여금 클램프 부재(152)와 하우징(122) 사이에서 팽창하도록 하여, 비교적 얇은 클램프 부재(152)를 구부린다. 하우징(122)으로부터 가요성 통기튜브(142)의 팽창은 가요성 통기튜브(142)로부터 탭이 물러나도록 할 수 있다. 가요성 통기튜브(142)는 그러면 하우징(122) 밖으로 이끌어져서, 전술한 실시예에서와 같이 팽창 가스를 차량의 승객칸내로 배출하도록 할 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 에어백 모듈(160)을 도시하는 사시도이다. 전술한 실시예에서와 같이 에어백 모듈(160)은 하우징(172)내로 압축되어넣어지도록 고안된 쿠션(170)을 포함한다. 하우징은 차량 점유자를 향하는 정면(174)과 차량 안쪽을 향하는 배면(176)을 갖는다. 쿠션(170)은 팽창식 보호구역(190) 및 상기 팽창식 보호구역(190)과 가스 통과되는 가요성 통기튜브(192)를 갖는다.
상기 구성에서와 같이, 에어백 모듈(160)의 하우징(172)은 가요성 통기튜브(192)에 대하여 앵커 부재의 역할을 하도록 고안된다. 좀 더 구체적으로, 에어백 모듈(160)은 도 5의 에어백 모듈(110)의 폐쇄 메카니즘(150)과 유사한 폐쇄 메카니즘(200)을 갖는데, 다만 폐쇄 메카니즘(200)이 하우징(172)의 내부 표면이 아닌 외부 표면에 배치된다는 점이 예외이다.
따라서 폐쇄 메카니즘(150)과 같이 폐쇄 메카니즘(200)은 클램프 부재(152), 대응하는 너트(78; 도 6에서는 보이지 않음)를 갖는 불꽃 해제가능한 파스너(52), 및 대응하는 종래 너트(156; 마찬가지로 도 6에서는 보이지 않음)를 갖는 종래 볼트(154)로 구성된다. 파스너(52) 및 종래 볼트(154)는 클램프 부재(152)를 하우징(172)의 외부 표면에 부착시키는데 이용되어, 가요성 통기튜브(192)가 클램프 부재(152)와 하우징(172) 사이에 샌드위치되어 평평해지도록 한다. 파스너(52)로부터의 구동 와이어(54)는 플러그(94; 보이지 않음)로부터 하우징(172)을 거쳐 연장된다.
탭(208)은 가요성 통기튜브(192)의 슬롯과 맞물리기 위하여 하우징(172)으로부터 상향으로 연장된다. 전술한 실시예의 슬롯(158)과 마찬가지로, 슬롯(208)은 가요성 통기튜브(192)가 폐쇄 메카니즘(200) 밖으로 너무 이르게 끌어내어지지 않도록 하는 역할을 한다.
구동 신호가 구동 와이어(54)를 통해 전달되면, 파스너(52)는 부서지고, 머리(70)는 파스너(52)의 나머지 부분으로부터 분리된다. 그렇게 되면 클램프 부재(152)의 일면은 하우징(172)으로부터 자유롭게 이동가능하며, 가요성 통기튜브(192)내 팽창가스의 압력은 클램프 부재(152)를 밖으로 구부리는 경향이 있을 것이다. 가요성 통기튜브(192)가 좀 더 둥근 형태를 취함에 따라 가요성 통기튜브(192)는 탭(208)과 맞물림 상태로 부터 벗어나서, 가요성 통기튜브(192)는 폐쇄 메카니즘(200) 밖으로 승객칸 내로 당겨질 수 있을 것이다. 팽창 가스는 그 다음 쿠션(170)으로부터 출구부(44)를 거쳐 승객칸으로 이동될 수 있다.
도 6에서, 출구부(44)에 인접한 가요성 통기튜브(192)의 끝단은 하우징(172)의 상부에 해제가능하게 부착된 것으로 도시된다. 그러나 가요성 통기튜브(192)의 끝단은 하우징(172)의 임의의 부분에 부착되거나, 또는 에어백 모듈(160)의 임의의 다른 부분에 부착될 수 있다. 사실, 가요성 통기튜브(192)의 끝단은 에어백 모듈에 부착되어야 할 필요는 없으며, 폐쇄 메카니즘은 차량내의 다양한 위치에 가요성 통기튜브(192)의 끝단을 수용하도록 배치될 수 있다. 이러한 개념은 아래에 더 설명될 것이다.
팽창 가스에 직접 노출됨으로 인해 상해를 입게될 위험을 줄이기 위해 차량의 서로 다른 장소로 팽창 가스가 배출되도록 하는 것이 바람직할 수 있다. 가요성 통기튜브의 사용은 팽창 가스의 목적지가 용이하게 제어될 수 있는 메카니즘을 제공한다. 예를 들어 가요성 통기튜브는 승객칸으로부터 분리된 차량 내장부의 형태를 갖는 앵커 부재에 부착될 수 있다. 이러한 구성은 도 7에 도시되고 기술될 것이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 에어백 모듈(210)을 나타내는 사시도이다. 전술한 실시예에서와 같이 에어백 모듈(210)은 하우징(222)내로 압축되어 넣어지도록 고안된 쿠션(220)을 갖는다. 하우징(222)은 정면(224)과 배면(226)을 갖는다. 팽창기(28)는 배면(226)에 장착되어 구동 와이어(30)를 통해 전달되는 구동 신호에 의해 개시된다. 배면(226)은 또한 사각형의 삼면을 따라 절단하고 네번째 면을 약 90도로 접음으로써 형성되는 개구(228)를 갖는다. 그 결과는 배면(226)으로부터 바깥으로 돌출되는 탭(230)이다.
쿠션(220)은 팽창식 보호구역(240)과 가요성 통기튜브(242)를 포함한다. 하우징(222)에 부착되기 보다, 가요성 통기튜브(242)는 배면(226)에 있는 개구(228)를 통해 하우징(222)을 빠져나와, 가요성 통기튜브(242)에 대하여 앵커 부재로서 작용하는 차량의 내장부(246)에 도달하게 된다.
본 출원에서 "차량의 내장부"란 차량 프레임, 내장, 계기판, 몸체 또는 차량의 기타 내장부를 포함하여 에어백 모듈(210)이나 차량의 임의의 부품을 넓게 포함하는 것으로 정의된다. 가요성 통기튜브(242)는 폐쇄 메카니즘(250)을 통해 차량의 내장부(246)에 부착된다. 전술한 실시예에서와 같이 폐쇄 메카니즘(250)은 불꽃 구동되어 가요성 통기튜브(242)를 통해 팽창가스의 흐름이 증가되도록 한다.
폐쇄 메카니즘(250)은 제 1 클램프 부재(252) 및 제 2 클램프 부재(253)로 구성된다. 클램프 부재(252, 253) 각각은 앵커부(254), 중앙부(255) 및 조임부(256)를 포함한다. 도시된 바와 같이 중앙부(255)는 연장될 수 있고, 앵커부(254)및 조임부(256)는 중앙부(255)의 마주보는 면으로부터 대략 직각으로 연장될 수 있다.
앵커부(254) 각각은 차량의 내장부(246)에 결합된다. 바람직하게 클램프 부재들(252, 253)은 약간 가요성이며, 또는 앵커부(254)는 클램프 부재(252, 253)가 차량 내장부(246)에 대하여 선회 운동하도록 하는 방식으로 차량의 내장부(246)에 결합된다. 일 실시예에 따르면, 차량 내장부(246)는 앵커부(254)를 수용하도록 설계된 슬롯을 갖는다. 그러면 앵커부(254) 각각은 차량 내장부의 속이 빈 내부에 배치된 직각부(도시되지 않음)를 가져서, 앵커부(254)가 슬롯으로부터 물러나지는 않으면서 여전히 선회 운동은 하도록 할 수 있다.
앵커부(254)가 차량 내장부(246)에 결합되면, 조임부(256)는 전술한 실시예에서와 같이 불꽃 해제가능한 파스너(52)를 사용함으로써 함께 부착될 수 있다. 조임부(256)가 함께 부착되면, 제 1 및 제 2 클램프 부재(252, 253)의 중앙부(255)는 모두 차량 내장부(246)에 대체로 평행하게 연장되어, 가요성 통기튜브(242)가 중앙부(255)와 차량 내장부(246) 사이에 샌드위치되도록 한다.
차량 내장부(246)는 가요성 통기 튜브(242)의 대응하는 슬롯내로 연장되는 복수의 탭(258)을 가질 수 있다. 전술한 실시예의 탭(158)과 마찬가지로, 탭(258)은 가요성 통기튜브(242)가 폐쇄 메카니즘(250)으로부터 너무 이르게 벗어나지 않도록 설계된다.
가요성 통기튜브(242)는 하우징(222)을 거쳐 승객칸으로 물러날 필요가 없으므로, 탭(258)이 폐쇄 메카니즘(250)이 구동된 뒤에도 가요성 통기튜브(242)를 보유하도록 구성하는 것이 오히려 바람직할 수 있다. 탭(258)은 예를 들어 탭(258)이 가요성 통기튜브(242)의 슬롯으로부터 후퇴하는 것을 방지하기 위해 측면으로 구부러질 수 있다. 어떤 경우이든, 가요성 통기튜브(242)의 출구부(44)는 승객칸내로 이끌려지기 보다 하우징(222)의 후방면 내에 남게 된다.
팽창식 보호구역(240)이 팽창한 후에, 구동 장치가 배출이 필요하다고 결정하면, 구동 신호는 파스너(52) 내의 기폭제(90)로 전달되어 파스너(52)의 머리(70)가 몸체(74)로부터 제거되도록 한다. 이는 클램프 부재(252, 253)의 조임부(256)가 서로 분리되도록 한다. 그러면 클램프 부재(252, 253)는 가요성 통기튜브(242) 내의 팽창 가스의 압력에 대응하여 구부러지거나 회전되어, 가요성 통기튜브(242)를 통한 가스의 흐름이 증가되도록 한다.
전술한 실시예와는 달리, 출구부(44)를 통해 가요성 통기튜브(242)를 빠져나가는 팽창 가스는 계기판이나 후드부와 같이 승객칸으로부터 분리된 영역으로 방출된다. 따라서 차량 점유자는 열, 미립자물질에 직접 노출되지 않으며, 또는 그렇지 않을 경우 방출된 팽창 가스를 동반할 수 있는 압력의 증가에 직접 노출되지 않는다. 차량 점유자는 방출된 팽창 가스와의 직접 접촉이라는 잠재된 단점 없이, 능동 통기의 잇점을 얻게 된다.
본 발명의 또 다른 실시예에서는 앵커 부재가 제공될 필요가 없다. 오히려 도 7의 가요성 통기튜브(242)와 같은 가요성 통기튜브를 통한 팽창 가스의 흐름이 에어백 모듈이나 차량의 어느 부분에도 고정되지 않는 폐쇄 메카니즘을 이용함으로써 해제가능하게 저항될 수 있다. 이렇게 자유롭게 이동가능한 폐쇄 메카니즘은,가요성 통기튜브를 에어백 모듈에 직접 부착시키지 않고 에어백 모듈을 차량내에 설치하기 전에 폐쇄 메카니즘이 설치될 수 있기 때문에, 차량내에 에어백 모듈을 설치하는 공정을 단순화할 수 있다.
본 발명의 에어백 모듈 및 관련 방법은 에어백 설계에 있어 상당한 개선을 달성한다. 좀 더 구체적으로, 쿠션의 강성이 충돌 환경에 적합하도록 신속하게 변화될 수 있어서, 넓은 범위의 상황에 대하여 효과적인 보호를 제공할 수 있다. 이러한 향상된 보호는 추가 비용 및 복잡한 구조가 거의 없이 제공된다.
본 발명은 여기에 광범위하게 기술되고 후술하는 특허청구범위에 청구된 바와 같은 구성, 방법 또는 기타의 필수 특징들로부터 출발함이 없이 기타의 특정 형태로 구체화될 수 있다. 기술된 실시예들은 모든 측면에서 예시적으로만 간주되어야 하며, 제한적으로 간주되어서는 아니된다. 따라서 본 발명의 범위는 전술한 기재내용에 의해서 보다는 청구범위에 의해 지시된다. 청구범위의 의미 및 균등 범위내에 속하는 모든 변형은 그 청구범위에 속하는 것이다.

Claims (46)

  1. 팽창식 보호구역;
    상기 팽창식 보호구역과 가스 전달되며, 가스가 상기 팽창식 보호구역으로부터 가요성 통기튜브를 거쳐 빠져나가도록 구성된 출구부를 갖는 가요성 통기튜브; 및
    상기 출구부를 통한 가스의 흐름을 제한하고 구동 신호의 수신에 대응하여 상기 출구부를 통한 가스 흐름의 제한을 감소시키도록 구성된 폐쇄 메카니즘으로 구성되는, 차량 점유자의 충격 보호를 위한 에어백 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 팽창식 보호구역은 운전자측 정면 충격 에어백 모듈 및 승객측 정면 충격 에어백 모듈로 구성되는 군으로부터 선택된 에어백 모듈에 포함되는 것을 특징으로 하는 에어백 모듈.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 팽창식 보호구역은 측면 충격 에어백 모듈, 무릎받침 모듈 및 머리위 에어백 모듈로 구성되는 군으로부터 선택된 에어백 모듈에 포함되는 것을 특징으로 하는 에어백 모듈.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 가요성 통기튜브는 상기 팽창식 보호구역에 직접 부착되는 에어백 모듈.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 가요성 통기튜브는 상기 팽창식 보호구역에 재봉되는 에어백 모듈.
  6. 청구항 4에 있어서, 상기 가요성 통기튜브는 상기 팽창식 보호구역에 고주파 용접되는 에어백 모듈.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 폐쇄 메카니즘은 폐쇄 구성 및 개방 구성으로 구성되며, 상기 폐쇄 구성에서 상기 폐쇄 메카니즘은 상기 가요성 통기튜브를 붙잡아서 상기 출구부를 통한 가스의 흐름을 제한하도록 상기 가요성 통기튜브를 실질적으로 평평하게 유지되도록 하며, 상기 개방 구성에서 상기 폐쇄 메카니즘은 상기 가요성 통기튜브를 적어도 부분적으로 해제하여 상기 출구부를 통한 가스의 흐름이 증가되도록 하는 에어백 모듈.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 폐쇄 메카니즘은 상기 구동 신호에 의한 불꽃의 점화에 대응하여 상기 폐쇄 구성으로부터 상기 개방 구성으로 구동되도록 구성되는 에어백 모듈.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 폐쇄 메카니즘은 머리 및 몸체를 갖는 볼트로 구성되며, 상기 머리는 상기 불꽃의 점화에 대응하여 상기 몸체로부터 분리되는 에어백 모듈.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 볼트는 상기 머리 및 상기 몸체를 포함하는 일체 형성된 외피로 구성되며, 상기 일체 형성된 외피는 기폭제를 포함하는 기폭제부를 갖는 구멍을 포함하고, 상기 기폭제는 상기 불꽃을 더 함유하며, 상기 기폭제부는 상기 기폭제를 상기 구멍내에 유지하도록 성형되는 에어백 모듈.
  11. 에어백 모듈의 팽창식 보호구역으로부터 상기 팽창식 보호구역과 가스 전달되는 가요성 통기튜브를 통과하는 통기를 제어하기 위한 폐쇄 메카니즘으로서,
    앵커 부재; 및
    상기 앵커 부재에 결합되어 상기 가요성 통기튜브를 압축함으로써, 상기 가요성 통기튜브의 출구부를 통한 가스의 흐름을 제한하며, 구동 신호의 수신에 대응하여 느슨해져 상기 출구부를 통한 가스 흐름의 제한을 감소시키도록 구성되는 파스너로 구성되는 폐쇄 메카니즘.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 파스너는 불꽃의 점화에 대응하여 느슨해지도록 구성되며, 상기 파스너가 느슨해지면 상기 폐쇄 메카니즘이 폐쇄 구성으로부터 개방 구성으로 이동되고, 상기 폐쇄 구성에서 상기 폐쇄 메카니즘은 상기 가요성 통기튜브를 붙잡아서 상기 출구부를 통한 가스의 흐름을 제한하도록 상기 가요성 통기튜브를 실질적으로 평평하게 유지되도록 하며, 상기 개방 구성에서 상기 폐쇄 메카니즘은 상기 가요성 통기튜브를 적어도 부분적으로 해제하여 상기 출구부를 통한 가스의 흐름이 증가되도록 하는 것을 특징으로 하는 폐쇄 메카니즘.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 파스너는 머리 및 몸체를 갖는 볼트로 구성되고, 상기 머리는 상기 불꽃의 점화에 대응하여 상기 몸체로부터 분리되는 폐쇄 메카니즘.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 볼트는 일체 형성된 외피로 구성되고, 상기 외피는 기폭제를 함유하는 기폭제부를 갖는 구멍을 포함하며, 상기 기폭제는 상기 불꽃을 더 함유하고, 상기 기폭제부는 상기 기폭제를 상기 구멍내에 유지하도록 성형되는 폐쇄 메카니즘.
  15. 청구항 12에 있어서, 상기 파스너는 상기 가요성 통기튜브의 하나 이상의 구멍을 통해 연장되어 상기 앵커 부재에 직접 안착되어, 상기 폐쇄 구성에서 상기 앵커 부재에 대항하여 상기 가요성 통기튜브를 가압하도록 하는 폐쇄 메카니즘.
  16. 청구항 12에 있어서, 상기 파스너에 의해 상기 앵커 부재에 부착되어 상기 폐쇄 구성에서 상기 앵커 부재에 대항하여 상기 가요성 통기튜브를 조이도록 하는 클램프 부재로 더 구성되는 폐쇄 메카니즘.
  17. 청구항 12에 있어서, 상기 앵커 부재에 결합된 제 1 클램프 부재; 및
    상기 앵커 부재에 결합되고 상기 파스너에 의하여 상기 제 1 클램프 부재에 부착된 제 2 클램프 부재로 더 구성되며,
    상기 제 1 및 제 2 클램프 부재는 상기 폐쇄 구성에서 상기 앵커 부재에 대항하여 상기 가요성 통기튜브를 조이는 폐쇄 메카니즘.
  18. 청구항 12에 있어서, 상기 앵커 부재는 압축된 팽창식 보호구역을 포함하도록 구성된 에어백 모듈 하우징으로 구성되는 폐쇄 메카니즘.
  19. 청구항 12에 있어서, 상기 앵커 부재는 차량의 승객칸으로부터 분리된 차량 내장부로 구성되어 상기 출구부로부터 빠져나온 팽창가스가 상기 승객칸으로 직접 통기되지 않도록 하는 폐쇄 메카니즘.
  20. 청구항 11에 있어서, 상기 파스너는 중합체 재질, 세라믹 재질, 엘라스토머 재질 및 이들의 조합으로 구성되는 군으로부터 선택된 재질로 구성되는 폐쇄 메카니즘.
  21. 구동 신호의 수신에 대응하여 조여진 물체를 분리시키도록 구성된 파스너로서, 상기 구동 신호의 수신에 대응하여 부서지도록 구성된 기폭제; 및 상기 기폭제를 함유하고 상기 기폭제를 구멍내에 유지하도록 성형되는 기폭제부를 갖는 구멍을 갖는 일체 형성된 외피로 구성되는 파스너.
  22. 청구항 21에 있어서, 상기 일체 형성된 외피는 머리 및 나사산 구성을 갖는 몸체로 구성되는 볼트를 형성하도록 성형되는 파스너.
  23. 청구항 22에 있어서, 상기 볼트는 상기 머리가 상기 기폭제의 점화에 대응하여 상기 몸체로부터 분리되도록 성형되는 파스너.
  24. 청구항 23에 있어서, 상기 볼트는 상기 머리 및 상기 몸체 사이에 배치된 목으로 더 구성되고, 상기 목은 상기 머리의 단면적 및 상기 몸체의 단면적 보다 더 적은 단면적을 갖는 파스너.
  25. 청구항 21에 있어서, 상기 구멍은 상기 볼트의 외부로부터 상기 기폭제에 접근할 수 있도록 구성된 유지부로 더 구성되며, 상기 유지부는 상기 기폭제가 상기 유지부를 통과하지 못하도록 하는 크기를 갖는 파스너.
  26. 청구항 21에 있어서, 상기 일체 형성된 외피는 중합체 재질, 세라믹 재질, 엘라스토머 재질 및 이들의 조합으로 구성되는 군으로부터 선택된 재질로 구성되는 파스너.
  27. 가요성 통기튜브와 가스 전달되는 팽창식 보호구역을 갖는 쿠션으로 구성되고, 상기 가요성 통기튜브는 가스가 상기 팽창식 보호구역으로부터 상기 가요성 통기튜브를 거쳐 빠져나가도록 구성된 출구부를 가지며, 상기 가요성 통기튜브를 통한 가스의 흐름을 제어하기 위한 폐쇄 메카니즘으로 더 구성되는 에어백 모듈을 이용하여 차량 점유자의 충격 보호를 위한 방법으로서,
    상기 쿠션을 팽창시키고;
    상기 가요성 통기튜브의 상기 출구부를 통한 가스 흐름의 제한을 줄이기 위해 상기 폐쇄 메카니즘을 구동하여, 상기 쿠션의 상기 팽창식 보호구역으로부터 상기 가요성 통기튜브를 거쳐 가스가 빠져나가도록 하는 것으로 구성되는 차량 점유자의 충격 보호 방법.
  28. 청구항 27에 있어서, 상기 쿠션은 운전자측 정면 충격 에어백 모듈 및 승객측 정면 충격 에어백 모듈로 구성되는 군으로부터 선택된 에어백 모듈에 포함되고,상기 쿠션을 팽창하는 것은 정면 충격 보호를 제공하기 위해 상기 쿠션을 배치하는 것으로 구성되는 차량 점유자의 충격 보호 방법.
  29. 청구항 27에 있어서, 상기 쿠션은 측면 충격 에어백 모듈, 무릎 받침 모듈 및 머리위 에어백 모듈로 구성되는 군으로부터 선택된 에어백 모듈에 포함되고, 상기 쿠션을 팽창하는 것은 측면 충격 보호, 무릎 보호 및 머리위 보호로 구성되는 군으로부터 선택된 보호를 제공하기 위해 상기 쿠션을 배치하는 것으로 구성되는 차량 점유자의 충격 보호 방법.
  30. 청구항 27에 있어서, 상기 폐쇄 메카니즘을 구동하는 것은 상기 폐쇄 메카니즘을 폐쇄 구성으로부터 개방 구성으로 이동시키는 것으로 구성되며, 상기 폐쇄 구성에서 상기 폐쇄 메카니즘은 상기 가요성 통기튜브를 붙잡아서 상기 출구부를 통한 가스의 흐름을 제한하도록 상기 가요성 통기튜브를 실질적으로 평평하게 유지되도록 하며, 상기 개방 구성에서 상기 폐쇄 메카니즘은 상기 가요성 통기튜브를 적어도 부분적으로 해제하여 상기 출구부를 통한 가스의 흐름이 증가되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량 점유자의 충격 보호 방법.
  31. 청구항 30에 있어서, 상기 폐쇄 메카니즘을 구동하는 것은 구동 신호를 상기 폐쇄 메카니즘에 전달하여 불꽃을 점화하는 것으로 더 구성되는 차량 점유자의 충격 보호 방법.
  32. 청구항 31에 있어서, 상기 폐쇄 메카니즘은 머리 및 몸체를 갖는 볼트로 구성되며, 상기 폐쇄 메카니즘을 구동하는 것은 상기 불꽃의 점화에 대응하여 상기 몸체로부터 상기 머리를 분리시키는 것으로 더 구성되는 차량 점유자의 충격 보호 방법.
  33. 청구항 27에 있어서, 상기 폐쇄 메카니즘은 상기 쿠션의 신속한 팽창을 용이하게 하도록 상기 쿠션이 실질적으로 팽창된 후에 구동되는, 차량 점유자의 충격 보호 방법.
  34. 청구항 33에 있어서, 상기 폐쇄 메카니즘의 구동은 상기 쿠션의 팽창을 유발하는 구동 신호가 전달된 이후 미리 설정된 시간이 경과되었을 때 전달되는 구동 신호에 의해 개시되며, 상기 미리 설정된 시간은 약 40 밀리세컨드 내지 약 50 밀리세컨드 범위임을 특징으로 하는 차량 점유자의 충격 보호 방법.
  35. 청구항 27에 있어서, 상기 차량 점유자가 위치를 벗어난 것으로 결정되면, 상기 폐쇄 메카니즘의 구동은 상기 쿠션의 팽창을 유발하는 구동 신호의 전달과 실질적으로 동시에 전달되는 구동 신호에 의해 개시되는 것을 특징으로 하는 차량 점유자의 충격 보호 방법.
  36. 에어백 모듈의 팽창식 보호구역으로부터 상기 팽창식 보호구역과 가스 전달되는 가요성 통기튜브를 통과하는 통기를 제어하기 위해, 파스너로 구성되는 폐쇄 메카니즘을 구동하는 방법으로서,
    구동 신호를 전달하여 불꽃을 점화하고;
    상기 불꽃의 점화에 대응하여 상기 파스너를 느슨하게 하여 상기 가요성 통기튜브의 출구부를 통한 가스 흐름의 제한을 감소시키는 것으로 구성되는 폐쇄 메카니즘의 구동 방법.
  37. 청구항 36에 있어서, 상기 출구부를 통한 가스 흐름의 제한을 감소시키는 것은 상기 폐쇄 메카니즘을 폐쇄 구성으로부터 개방 구성으로 이동시키는 것으로 구성되며, 상기 폐쇄 구성에서 상기 폐쇄 메카니즘은 상기 가요성 통기튜브를 붙잡아서 상기 출구부를 통한 가스의 흐름을 제한하도록 상기 가요성 통기튜브를 실질적으로 평평하게 유지되도록 하며, 상기 개방 구성에서 상기 폐쇄 메카니즘은 상기 가요성 통기튜브를 적어도 부분적으로 해제하여 상기 출구부를 통한 가스의 흐름이 증가되도록 하는 것을 특징으로 하는 폐쇄 메카니즘의 구동 방법.
  38. 청구항 37에 있어서, 상기 파스너는 머리 및 몸체를 갖는 볼트로 구성되고, 상기 파스너를 느슨하게 하는 것은 상기 머리를 상기 몸체로부터 분리하는 것으로 구성되는 폐쇄 메카니즘의 구동 방법.
  39. 청구항 38에 있어서, 상기 머리는 상기 폐쇄 구성에서 상기 가요성 통기튜브를 앵커 부재에 대항하여 직접 압축하고, 상기 출구부를 통한 가스 흐름의 제한을 감소시키는 것은 상기 가요성 통기튜브로부터 상기 머리를 제거하는 것으로 구성되는 폐쇄 메카니즘의 구동 방법.
  40. 청구항 38에 있어서, 상기 폐쇄 메카니즘은 상기 볼트에 의해 앵커 부재에 부착된 클램프 부재로 구성되어, 상기 폐쇄 구성에서 상기 앵커 부재 및 상기 클램프 부재 사이에서 상기 가요성 통기튜브를 압축하도록 하며, 상기 출구부를 통한 가스 흐름의 제한을 감소시키는 것은 상기 클램프 부재로부터 상기 머리를 제거하여 상기 앵커 부재로부터 상기 클램프 부재가 적어도 부분적으로 분리되도록 하는 것으로 구성되는 폐쇄 메카니즘의 구동 방법.
  41. 청구항 38에 있어서, 상기 폐쇄 메카니즘은 앵커 부재에 결합되고 상기 볼트에 의해 함께 부착된 제 1 및 제 2 클램프 부재로 구성되어, 상기 앵커 부재 및 상기 클램프 부재들 사이에서 상기 가요성 통기튜브를 압축하도록 하며, 상기 출구부를 통한 가스 흐름의 제한을 감소시키는 것은 상기 클램프 부재로부터 상기 머리를 제거하여 상기 클램프 부재들이 서로 분리되도록 함으로써, 상기 앵커 부재로부터 상기 클램프 부재들이 적어도 부분적으로 분리되도록 하는 것으로 구성되는 폐쇄 메카니즘의 구동 방법.
  42. 구동 신호의 수신에 대응하여 부서지도록 구성된 기폭제를 제공하고;
    상기 기폭제를 금형에 삽입하고;
    유동성 플라스틱을 상기 금형에 삽입하고;
    상기 플라스틱을 고형화하여 기폭제를 함유하는 기폭제부와 함께 구멍을 갖는 외피를 형성하는 것으로 구성되며,
    여기서 상기 기폭제부는 상기 기폭제를 상기 구멍내에 유지하도록 성형되는, 불꽃 해제가능한 파스너의 제조방법.
  43. 청구항 42에 있어서, 외피 형성을 위해 상기 플라스틱을 고형화하는 것은 머리 및 나사산 구성을 가진 몸체를 갖는 볼트를 형성하는 것으로 구성되는 파스너의 제조방법.
  44. 청구항 43에 있어서, 외피 형성을 위해 상기 플라스틱을 고형화하는 것은 상기 머리가 상기 기폭제의 점화에 대응하여 상기 몸체로부터 분리되는 경향이 있도록 상기 외피를 성형하는 것으로 더 구성되는 파스너의 제조방법.
  45. 청구항 44에 있어서, 외피 형성을 위해 상기 플라스틱을 고형화하는 것은 상기 머리 및 상기 몸체 사이에 목을 형성하는 것으로 더 구성되며, 상기 목은 상기 머리의 단면적 및 상기 몸체의 단면적 보다 더 적은 단면적을 갖는 것을 특징으로 하는 파스너의 제조방법.
  46. 청구항 45에 있어서, 외피 형성을 위해 상기 플라스틱을 고형화하는 것은 상기 구멍의 유지부를 형성하는 것으로 더 구성되며, 상기 유지부는 상기 볼트의 외부로부터 상기 기폭제에 접근할 수 있도록 구성되고, 상기 유지부는 상기 유지부를통한 상기 기폭제의 통과를 방지할 수 있는 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 파스너의 제조방법.
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