KR20070042092A - 에어백 팽창기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 에어백 팽창기(airbag inflator)(10)에 관한 것으로서, 본 발명의 에어백 팽창기(10)는 제 1 단부 부분(10A), 연소 챔버를 형성하는 제 2 단부 부분(10C), 및 중간 확산 부분(10B)으로 이루어진 하우징으로서, 상기 제 1 단부 부분(10A) 내에 비활성 가스(13)를 저장하기 위한 압력 용기(12)를 형성하고, 상기 제 2 단부 부분(10C)는 분리된 연소 챔버(90)를 형성하며, 상기 중간 확산 부분(10B)이 제 1 및 제 2 단부 부분(10A,10C)에 개재되어 가스가 에어백 팽창기(10)로부터 에어백으로 배출될 수 있도록 하는 원통형 외측 팽창기 하우징(11)을 갖추고 있다. 그리고 본 발명의 에어백 팽창기(10)는 상기 제 1 단부 부분(10A) 내에 배치되고 저장된 비활성 가스(13)와 소통되는 제 1 가스 생성 부조립체(23)를 갖추고 있다. 제 2 가스 발생기 부조립체(80)가 상기 제 2 단부(10C) 내에 배치되고 하나 또는 그 이상의 파열 디스크(24A,24B,24C)에 의해 비활성 가스(13)로부터 격리되어 있다. 상기 에어백 팽창기(10)가 작용하여 가스 발생기 부조립체(23,80)의 하나 또는 양측이 활성화될 수 있도록 된다. 활성화는 에어백을 매우 빠른 속도로 완전하게 채우거나 또는 보다 느리게 연장되어 채워지도록 동시에 또는 연속적으로 이루어질 수 있다.
Description
도 1은 본 발명의 이중 스테이지 팽창기를 예시한 단면도,
도 2a 내지 도 2d는 다양한 파열 디스크의 배치를 예시한 도면,
도 3은 제 1 가스 발생기 부조립체를 예시한 사시도,
도 4는 미국 특허 제 6,769,714 B2 호에 따른 종래 기술의 팽창기를 예시한 도면.
＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞
10 : 이중 스테이지 팽창기 11 : 하우징
12 : 압력 용기 13 : 저장 가스
14 : 가스 충전 포트 15 : 플러그
20 : 제 1 단부 칸막이 21 : 중앙 지지 칼럼
23 : 제 1 가스 발생기 부조립체
본 발명은 에어백을 팽창시킬 수 있는 다양한 팽창 수준을 제공할 수 있는 이단 팽창기(dual stage inflator)에 관한 것이다.
팽창기는 발화성(pyrotechnics) 재료를 연소시키거나, 저장 가스를 배출시키거나 또는 이들을 조합함에 의해 팽창가스를 제공한다. 공격적인 에어백 전개와 관련되어 문제가 되는 것은 에어백이 팽창하는 동안 에어백과 유아, 소인, 또는 "이탈 위치(out of position)"의 성인 체격의 탑승자가 서로 충격을 가할 가능성이다. "이탈 위치"라는 용어는 안전 보호 산업 분야에서 사용되는 용어로서 좌석에 적절하게 착석하지 않았거나 또는 에어백 모듈에 너무 가깝게 착석해 있는 차량 탑승객의 위치를 언급한 것이다.
이중 스테이지 팽창기는 유아, 소인에 대한 에어백 전개시 공격성을 감소시킴에 의해 손상을 감소시킬 수 있다. 이들 팽창기는 차량 탑승자의 크기 및 위치에 따라 팽창 가스의 출력 수준을 가변시킨다. 이중 스테이지 팽창기는 이탈 위치에 있지 않은 차량 탑승자의 크기 전체를 보호하도록 팽창 가스의 전체 출력을 제공한다. 이중 스테이지 팽창기는 또한 크기가 작거나 또는 이탈 위치에 있는 차량 탑승자를 위해 출력을 단계식으로 제공할 수 있다. 우선, 단계식 출력 전개는 에어백을 부분적으로 팽창하도록 팽창 가스를 제공하고, 일정 시간이 경과한 후 팽창기가 에어백을 채우도록 보다 많은 팽창 가스를 제공한다.
이러한 이중 스테이지 팽창기는 미국 특허 제 6,189,922 B1 호 및 제 6,168,200 B1 호에 기술되어 있으며, 2가지의 가스 생성원(gererants source)을 가진다. 2개의 분리식 파열 디스크를 가진 이중 스테이지 팽창기는 미국 특허 제 5,022,674 A1 호, 제 5,351,988 A1 호 및 제 5,016,914 A1 호에 기술되어 있다.
미국 특허 제 6,557,890 B1 호에는 압축 가스로 충전된 가스 챔버의 대칭 측면 상에 외측면에 배치된 가스 생성용의 두개의 충전부(charge)를 가진 하이브리드(hybrid) 팽창기가 기술되어 있다. 압축된 가스는 점화성 가스 충전부로부터 완전하게 분리된다. 이러한 유사한 구조가 명칭 "에어백용 가스 발생기"의 일본 특허 공개 공보 제 2004-026025 호에 기술되어 있다. 미국 특허 제 6,557,890 B1 호는 압축 가스로부터 점화 가스를 분리하는 피스톤에 의존하는데, 이 압축 가스는 일본 특허 공개 공보 제 2004-026025 호에 따라, 이동하는 것이 매우 곤란하여, 하우징을 파괴할 수 있는 팽창기 내측에서, 유용하지 않은 압력이 상승되게 한다. 이러한 것을 극복하기 위해서, 일본 특허 공개 공보 제 2004-026025 호는 비활성 가스를 정상적으로 밀봉할 수 있는 체크 밸브로서 작용할 수 있는 볼형 파괴 수단을 사용하는 팽창기를 기술하고 있지만, 이것은 충전부가 점화될 때 안착되지 않고, 가스 챔버로 이동되어 파열 디스크(burst disc)와 충돌된다. 이들 팽창기의 양측은 다른 구성요소를 필요로 하며, 점화 충전부를 수용하는 팽창기의 길이를 증가시켜서 압축된 가스에 대해 유용한 크기의 길이를 감소시키도록 한다. 손실 용적을 수용하기 위해서, 전형적으로 각각의 경우의 압축된 가스 챔버는 60mm 또는 그 이상의 확장된 직경을 가진다. 이상적으로는 하이브리드 팽창기는 크기가 작지만, 신뢰성은 매우 뛰어나야 할 것이다. 종종 신뢰성은 불필요한 특징 및 부재를 단순화하고 제거하여야 할 요구를 필요로 한다.
도 4는 가스 발생기 부조립체(122)가 압력 용기(112) 내측에 위치되고 2개의 분리 점화기(121,122)가 사용되었던 하우징(110)을 가진 미국 특허 제 6,769,714 B2 호에 따른 종래 기술의 팽창기를 예시한 도면이다. 하나의 점화기(122)는 부조립체(120)에서 강화제 충전부(130) 및 가스 발생소재 충전부(140)를 점화할 수 있는 한편, 제 2 점화기(121)는 압축된 가스(111)를 방출시키기 위해, 시일(150)을 터뜨리도록 하는데 사용될 수 있다. 점화기(121,122)는 필요하다면, 실질적으로 분리하여 또는 동시에 사용되어 에어백 충전 속도의 변화를 이루게 할 수 있다. 본 발명은 여기에 기술된 이중 스테이지의 팽창기의 신뢰성을 우수하게 하도록 하기 위해서 신규 부재와 조합하여 이러한 초기 팽창기에 대해 신뢰성을 제공하게 된다. 제 1 항에 따른 본 발명은 팽창기에 유용한 스페이스의 활용을 더욱 효과적으로 하도록 하며 팽창 충전 속도 및 용적의 다양성을 제공하게 된다.
본 발명은 유아 또는 소아가 이탈 위치에서 부상을 입지 않도록 에어백을 서서히 팽창시킬 뿐만 아니라, 성인의 전체 크기에 대해 충돌시 보호를 할 수 있는 다양한 출력 수준의 팽창 가스를 보유한 이중 스테이지 팽창기(10)에 관한 것이다.
이중 스테이지 팽창기(10)는 저장 가스(13)로 채워진 제 1 부분(10A)을 가진 압력 용기(12)를 형성하는 원통형의 기다란 외측 팽창기 하우징(11)을 포함하며, 상기 저장 가스(13)는 차량용 에어백을 팽창시키도록, 충돌시에 팽창기로부터 방출 된다. 일반적으로, 이중 스테이지 팽창기(10)의 외측 팽창기 하우징(11)은 원통 형상을 가지며 스테인리스 강, 저 탄소 강 또는 충분한 강도 및 극히 낮은 공기 투과성을 가진 소정의 다른 적절한 재료로 형성될 수 있다.
저장 가스(13)의 이상적인 특징은 가스가 비활성이어야 하며, 온도에 매우 민감하지 않으며, 그리고 높은 팽창 속도에서 에어백을 팽창시킬 수 있어야 한다. 저장 가스(13)로는 하나 또는 그 이상의 가스를 들 수 있는데, 이들 가스는 아르곤, 이산화탄소, 산소, 헬륨 및 질소 이외의 다른 가스들도 사용될 수 있다.
압력 용기(12)는 가스 충전 포트(14)를 통해 저장 가스(13)가 채워지며, 이 가스 충전 포트(14)는 바람직하게는 이중 스테이지 팽창기(10)의 제 1 단부 칸막이(20)에 위치된다. 이중 스테이지 팽창기(10)가 특정 압력으로 채워진 다음, 가스가 누출되는 것을 방지하도록 저 탄소강으로 제조된 플러그(15)에 의해 가스 충전 포트(14)가 밀봉된다. 바람직하게는, 저항 용접에 의해 플러그(15)가 가스 충전 포트(14)에 고정되지만, 당업자들은 플러그(15)를 외측 팽창기 하우징(11)에 융합하도록 하는 다른 타입의 용접이 사용되어 구현될 수 있다.
도 1에서, 이중 스테이지 팽창기(10)는 제 1 단부 칸막이(20) 및 중앙 지지 칼럼(21)을 갖추어서 제 1 가스 발생기 부조립체(23)를 보유한다. 제 1 가스 발생기 부조립체(23)는 압력 용기 내의 중앙에 배치되어 안착되며, 예시된 바와 같이 압력 용기(12)의 내측 챔버의 거의 전체 길이 L에 걸쳐 L의 약 85%로, 연장되는 거리로, 외측 팽창기 하우징(11)의 길이 방향 축 A을 따라 길이 방향으로 연장된다.
도 1에서, 제 1 가스 발생기 부조립체(23)는 팽창기 제 1 단부 칸막이(20)의 지지 칼럼(21) 상에 위치된다. 제 1 가스 발생기 부조립체(23)는 점화기(40)를 구비하고 있으며, 이 점화기(40)는 차례로 센서 수단(미도시)과 소통되는 2개 또는 그 이상의 전극(41)에 의해 제어기(미도시)로부터 전기 신호를 수신할 수 있다. 점화기(40)는 전기 장치로서, 이것은 발화성 복합물의 하나 또는 그 이상의 층에 실장된 저항 소자를 통해 적절한 전류가 통전될 때, 팽창기의 활성을 개시한다. 점화기는 표준형 직접 발화 디자인으로 이루어질 수 있거나 또는 점화기(40)는 디지털 신호에 의해 제어기와 소통되고, 보드 상에, 특정 용도의 점화기용 특수 집적 회로, 발화 구성요소 및 관련 구성요소를 포함하는 개선된 디자인으로 이루어질 수 있다.
점화기(40)내에 포함된 발화성 복합물 및 적재 웨이트(weight)는 가스 기밀 밀봉 디스크(46)를 통해 파손되도록 디자인되며 강화제(enhancer)(47)를 완전하게 점화한다. 본 발명의 적절한 발화성 복합물 또는 점화 재료의 실례로는 지르코늄 칼륨 과염소산염(zirconium potassium perchlorate)이 있지만, 당업자는 다른 점화 재료가 본 발명에서 사용될 수 있다는 것을 알 수 있다. 점화기(40)는 외측 팽창기 하우징(11)에 부착된, 단부 칸막이(20)의 지지 칼럼(21)의 점화기 하우징 개구(42)내에 장입된다.
강화제(47)는 점화기(40)에 의해 용이하게 점화되고 고속 고온에서 연소되는 소정의 수의 공지된 복합물로 이루어질 수 있다. 강화제의 실례로는 붕소 칼륨 질산염 및 금속을 포함하는 비-아지드 제제(non-azide formulations)를 구비한다. 점화된 강화제(47)로부터의 가스 및 고온 연소 입자는 팰릿 리테이너(pellet retainer)(43)를 통해 배출되고 가스 발생제(generant)(48)를 점화한다. 제 1 가스 발생기 부조립체(23)는 강화제(47)에서 가장 멀리 떨어져 있는 단부에 위치된 스프링형 쿠션(44)을 가진다. 쿠션(44)은 가스 발생제(48) 팰릿이 덜거덕거리는 소리를 내지 않고서 소정의 용적을 점유하는 것을 보장하도록 팰릿 리테이너(43)에 대해 가스 발생제(48)를 한쪽으로 치우치게 하는 탄성 부재이다. 팰릿 리테이너(43)는 가스 발생제(48)로부터 강화제(47)를 분할하는 다공성 벽이다. 팰릿 리테이너(43)의 개구를 덮도록 선택적 밀봉 호일이 사용될 수 있다. 강화제(47)의 점화에 의해 고온 가스가 팰릿 리테이너(43)를 통해 유동되지만 강화제(47) 재료 또는 가스 발생 소재(48) 팰릿은 팰릿 리테이너(43)를 통해 통과될 수 없다.
이중 스테이지 팽창기(10)에서 사용되는 대표적인 가스 발생제(48) 복합물은 연료, 예컨대, 아미노테트라졸스(aminotetrazoles), 테트라졸스(tetrazoles), 비테트라졸스(bitetrazoles), 트리아졸스(triazoles), 이들의 금속염, 니트로구아니딘, 구아니딘 질산염, 아미노 구아니딘 질산염, 및 이들의 혼합물을 들 수 있으며, 이것은 산화제와 조합되는데, 상기 산화제는 예컨대, 알칼리 및 알칼린 토류 금속 질산염, 염소산염, 과염소산염, 암모늄 질산염, 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 가스 발생제(48)는 당업자에게 공지된 다양한 기술을 사용하여 다양한 형태로 형성될 수 있다.
압력 용기(12) 내측에 제 1 가스 발생기 부조립체(23)가 하우징(49)을 가지며, 이것은 가스 발생제(48)를 보유하며, 이것은 스테인리스 강, 저 탄소 강 또는 다른 적절한 재료로 제조될 수 있다. 가스 발생기 부조립체 하우징(49)은 도 3에 서 알 수 있는 복수 개의 구멍(45)을 가진다. 복수 개의 구멍(45)은 가스 발생기 부조립체 하우징(49)의 길이를 따라 배치되며 구멍(45)의 크기 및 수에 대한 중요한 면은 제 1 가스 발생기 부조립체(23)가 가스 발생제(48)를 연소하는 동안 추진력(thrust)을 중앙에 위치시키도록 한다는 것이다. 중요하게는, 구멍(45)은 제 1 가스 발생기 부조립체(23)의 가스 발생제(48)를 압력 용기(12)내에 존재하는 저장된 가스(13)로 직접 노출시킨다. 구멍(45)의 위치는 외측 팽창기 하우징(11)의 벽으로 고온 가스가 배출되도록 하여 고체 입자를 냉각하고 보유하여, 입자의 일부가 가스 확산기(diffuser)(26)에 들어가는 것을 방지하도록 한다. 압력 용기(12)가 저장 가스(13)로 채워질 때, 일부의 저장 가스(13)가 제 1 가스 발생기 부조립체(23)로 흘러들어갈 수 있어서 압력 용기(12)의 압력을 제 1 가스 발생기 부조립체(23)와 균등하도록 한다. 밀봉 디스크(46)가 본 발명에서 사용되어 저장 가스(13)가 이중 스테이지 팽창기(10)로부터 제 1 가스 발생기 부조립체(23)를 통해 이탈되는 것을 방지하도록 한다. 밀봉 디스크(46)는 점화기 하우징 개구(42)에 대해 레이저 용접되어 강화제 보유 와셔(54) 또는 선택적으로는 지지 칼럼(21)의 단부에 부착되지만, 다른 용접 기술에 의해 부착될 수 있다. 바람직하게는, 지지 칼럼(21)은 환형 디프레션(depression)(51)을 구비하며, 이 환형 디프레션(51)은 조립시 디프레션(51)에 스냅식 연결되는 안쪽으로 향해진 환형 돌출부(52)를 구비하는 가스 발생기 부조립체 하우징(49)을 보유할 수 있다. 크림프형(crimped) 돌출부(53)는 안쪽으로 연장되어 가스 발생제 팰릿(48)으로부터 강화제 충전부(47)를 분리하는 팰릿 리테이너(43)에 대한 기계식 정지부를 제공한다.
압력 용기(12)의 제 2 단부(70)에 원통형 외측 팽창기 하우징(11)의 중간 가스 확산 부분(10B)에 위치된 가스 확산기(26)가 제공된다. 이 중간 가스 확산 부분(10B)은 압력 용기(12)의 내측 제 2 단부(70)를 형성하는 제 1 단부 부분(10A)에 인접한 제 1 차단벽(62)을 가진다. 제 1 차단벽(62)은 파열 디스크(24A)에 의해 밀봉된 하나 또는 그 이상의 개구(28A)를 가진다. 제 2 차단벽(63)은 제 2 단부 부분(10C) 및 제 2 가스 발생기 부조립체(80)의 연소 챔버(90)의 내측 단부(72)에 인접해서 위치된다. 제 2 차단벽(63)은 파열 디스크(24B)에 의해 밀봉된 하나 또는 그 이상의 개구(28B)를 가진다. 제 1 및 제 2 차단벽(62,63) 사이에 복수 개의 원주형으로 정렬된 배기 개구(29)가 개재된다. 배기 개구(29)는 하나 또는 양측 점화기(30,40)가 활성화될 때, 가스가 팽창용 에어백으로 배출되도록 하는 통로를 제공한다. 중간 가스 확산 부분(10B) 내측에 다공성 여과 수단(74)이 도 1에 예시된 바와 같은 배기 개구(29)를 덮는 제 1 및 제 2 차단벽(62,63) 사이에 배치된다. 바람직하게는 배기 개구(29)는 가스가 팽창기(10)를 떠나면서 중앙에서 추진력이 형성되는 조건을 형성하도록 반경방향으로 대칭되는 방식으로 크기를 이루어 배향된다. 예시된 바와 같이, 중간 가스 확산 부분(10B)은 원통형의 형상으로 이루어지며, 압력 용기(12)의 제 1 단부 부분(10A)의 제 2 단부와 정렬되는 단부(70)에 용접된다.
중간 가스 확산 부분(10B)의 대칭 또는 제 2 단부에, 제 2 단부 부분(10C)가 원주 단부(73)를 따라 중간 가스 확산 부분(10B)에 예시된 바와 같이 유사하게 용접되어, 연소 챔버(90)와 제 2 가스 발생기 부조립체(80)를 형성하도록 한다. 예 시된 바와 같이, 제 2 칸막이(63)는 칸막이(63)의 측면에 면하는 가스 확산기 상에 파열 디스크(24B)에 의해 밀봉된 복수 개의 개구(24B)를 가진다. 가스 발생제(88)는 다공성 발생제 보유 수단(81), 예컨대 필터 또는 스크린에 의해 제 2 칸막이(63)으로 약간 이격되어 있는 영역에 포함되며, 필터 또는 스크린은 가스 발생제 팰릿(88)을 완화(cushion)시키고 대부분의 점화된 연소 입자가 점화시 에어백으로 분출되는 것을 방지하도록 한다.
단부 캡(cap)(33)은 제 2 단부 부분(10C)에 용접된다. 복수 개의 작은 홀(28C)를 가진 분리 차단벽(75)이 파열 디스크(24C)에 의해 밀봉된다. 분리 차단벽(75)은 단부 캡(33) 내의 작은 공동(34)에 보유되는 강화제 충전부(86)로부터 팰릿(88)의 제 2 발생제 충전부를 격리한다. 제 2 가스 발생기 부조립체(80)의 연소 챔버(90) 내에서 충전부(86,88)를 활성화하기 위해서, 개방 장치가 사용된다.
개방 장치는 전기적으로 작용되는 점화기(30) 및 단부 캡(33)을 포함한다. 개방 장치는, 이 개방 장치의 길이 방향 축이 이중 스테이지 팽창기(10)의 길이 방향 축A와 본질적으로 평행하도록 위치된다. 점화기(30)는 2개 또는 그 이상의 전극(31)에 의해 제어기(미도시)와 소통되고, 상기 전극(31)은 차례로 센서 수단(미도시)과 소통된다. 점화기(30)는, 적절한 전류가 발화성 복합물의 하나 또는 그 이상의 층들에 장착된 저항기 소자를 통해 통과될 때, 팽창기의 활성을 개시하는 전기 장치이다. 점화기(30)는 표준형 직접 발화 디자인으로 이루어질 수 있으며, 이것은 제어기에 의해 발화 전류를 직접 받거나 또는 점화기(30)는 디지털 신호에 의해 제어기와 소통되며 보드상에 점화기용 특수 집적 회로, 발화 커패시터 및 관 련 구성요소를 포함하는 개선된 디자인으로 이루어질 수 있다. 점화기에 포함된 발화성 복합물 및 적재 웨이트는 파열 디스크 또는 호일(24C)을 터뜨릴 수 있는 강화제 충전부(86)를 신뢰성 있게 점화할 출력 에너지를 생성하도록 디자인된다. 본 발명의 적절한 발화성 복합물 또는 점화 재료의 실례는 지르코늄 칼륨 과염소산염 또는 ZPP이다. 당업자는 다른 점화 재료가 본 발명에서 사용될 수 있음을 알 수 있을 것이다.
단부 캡(33)은 점화기(30)를 수용하는 금속 부재이다. 또한 단부 캡(33)은 사출 성형 공정을 사용하여 플라스틱 재료로 제조될 수 있다. 단부 캡(33)은 도 1에 예시된 바와 같이, 에어백 모듈(미도시)를 부착하는데 사용될 수 있는 쓰레드(thread)를 가진다.
또한 개방 장치는 점화 재료를 점화부로부터 파열 디스크(24C)로 출력 에너지를 유도하도록 하는 보강벽(35)을 구비할 수 있다. 보강벽(35)은 파열 디스크(24C)를 향해 연장된다. 보강벽(35) 없이도, 점화기(30)는 파열 디스크(24C)를 터뜨리지만 다른 점화 재료로 적재되어 40℃에서 일치되는 개구를 제공하도록 할 필요성이 있다. 또한 노즐을 가진 점화기(30)를 사용할 수 있으며, 노즐은 보강벽(35)에 대한 필요성을 배제할 수 있다. 보강벽(35)은 파열 디스크(24C)의 방향으로 출력 에너지를 포커싱 함에 의해 유사한 양상으로 노즐에 작용한다.
파열 디스크(24A)는 중간 가스 확산 부분(10B)의 제 1 차단벽(62)에 부착되고 제 1 차단벽(62)을 밀봉하여 저장 가스(13)가 이중 스테이지 팽창기(10)에서 배출될 수 없도록 한다. 파열 디스크(24A)는 도 2a에 예시된 바와 같이 스테인리스 강, 인코넬(inconel) 재료, 모넬(monel) 재료 또는 파열 디스크(24A)가 -40℃에서 신뢰성있게 개방될 수 있도록 하는 다른 소정의 적절한 재료로 제조될 수 있다. 파열 디스크(24A)의 경도는 "반 강성(half hard)"과 "완전 강성(full hard)"사이에 있어서 파열 디스크(24A)의 두께를 최소화하도록 한다. 경도는 금속이 컷팅, 마멸, 관통력, 만곡 및 신장에 저항할 수 있는 정도를 나타낸 것이다. 지시된 금속의 경도는 특정 장치와 측정 기술에 따라 약간 다를 것이다. 파열 디스크(24A)의 반경방향 외측 부분은 레이저 용접(60)에 의해 차단벽(62)에 부착되지만 다른 용접 기술에 의해 부착될 수 있다. 파열 디스크(24A)의 반경 방향 내측 부분은 가스 확산기(26)에 부착되지는 않지만 압력 용기(12)가 채워질 때 부풀려진다. 파열 디스크(24A)는 파열 디스크(24A)에 적용되는 저장 가스(13)의 힘에 의해 도움 형상 배치를 선택한다. 선택적으로, 파열 디스크(24A)는 파열 디스크(24a)가 차단벽(62)에 부착된 후 하이드로(hydro)-형성 공정에 의해 개방 장치의 방향으로 부풀려질 수 있다.
점화기(30)의 활성 시에, 강화제(86)가 점화하여 파열 디스크(24C)를 터뜨리고, 가스 발생제 충전부(88)을 점화하고, 파열 디스크(24B)를 터뜨려서 배출 개구(28B)를 터뜨리고, 점화 가스가 가스 확산기(26)로 들어가서 이중 스테이지 팽창기(10)로부터 유동되어 나가도록 한다. 파열 디스크(24A,B 또는 C)는 내부 압력을 제어하고 팽창기(10)내에서 유동되도록 하는 하나 또는 그 이상의 제 2 배출 개구(61)를 가질 수 있다. 도 2b 내지 도 2d는 하나의 배출 개구(28) 및 하나 이상의 제 2 배출 개구(61)를 가지는 다양한 파열 디스크 배치를 예시하고 있다. 점화 기(30,40)가 활성화하여 파열 디스크(24A, B, 또는 C)를 터뜨려서 개구(28A,28B,28C 및 61)를 통하는 하나 또는 그 이상의 배출 유동 경로가 제공되어, 점화 가스가 팽창기(10)로부터 배기 개구(29)를 통해 유동되어 나가도록 한다. 개구(28A,28B,28C 및 61)의 크기에 따라 파열 디스크(24A)를 터뜨리지 않고서 제 2 가스 발생기 부조립체(80)가 활성화하여, 에어백이 소아 또는 이탈 위치의 탑승객을 수용하도록 더욱 천천히 서서히 채워질 수 있도록 한다. 더욱 전형적으로는, 제 2 가스 발생기 부조립체(23)가 활성화되기 전에 또는 동시에 제 1 가스 발생기 부조립체(23)가 활성화된다. 전형적으로 정상적인 조작에서, 점화기(40)가 발화되어 디스크(46)를 파열시키고 강화제(47)를 점화하여서 발생제 팰릿(48)을 점화하고 급속하게 비활성 가스(13)를 가열하여, 압력 용기(12)의 내부 압력이 증가하고 파열 디스크(24A)를 터뜨려서, 하나 또는 그 이상의 배출 개구(28,61)가 형성되어 가스가 중간 가스 확산 부분(10B)으로 들어가서 배출 개구로부터 배출되어 나가도록 한다.
팽창기(10)의 원통형의 기다란 형상은 완전히 크기가 더욱 소형화되어 질 수 있으며 다양한 시나리오로 전개되어 질 수 있는 소형화 장치를 제공한다. 예시된 바와 같이, 외측 팽창기 하우징(11)은 50mm의 외경을 가지며, 더욱 작아질 수 있다. 장치의 길이를 필수적으로 증가시키지 않고서도 45mm 직경이 가능하다. 성능의 손실 없이 팽창기(10)의 크기를 감소하도록 하는 능력은 많은 차량 제조업자에게 가치가 있으며 에어백 모듈을 수용할 필수부의 공간이 다른 특징부, 예컨대 계기판(instrument panel)상의 글로브 박스에서 필요하지 않을 수 있다.
예시된 바와 같은 팽창기는 많은 다른 전개 시나리오 전개될 수 있다.
정상적인 전개는 제 1 가스 발생기 부조립체(23)를 활성화하고, 비활성 가스(13)를 가열하고 그리고 에어백을 채우도록 제 1 디스크(24A)를 터뜨리는 것을 포함한다. 이 시나리오는 가장 빨리 최대 에어백 팽창 압력에 이르게 된다.
제 2 전개 시나리오는 가스 발생제 충전부(48,88) 양측에서 동시에 발화되는 것이며, 이것은 에어백을 가장 빠르게 가장 큰 용적으로 채우며 그리고 또한 최대 에어백 팽창 압력을 가장 빠르게 달성하게 된다.
제 3 전개 시나리오는 에어백의 팽창을 연장시키도록 제 2 가스 발생기 부조립체(80)의 실질적으로 활성화를 지연시킨데 이어, 제 1 전개 시나리오를 사용하는 것이다.
제 4 시나리오는 단지 제 2 가스 발생기 부조립체(80)를 활성화하는 것이다. 이것은 가스 출력을 더욱 낮게 하여 에어백의 개방을 더욱 서서히 일어나게 하여 유아 또는 이탈 위치의 탑승객을 수용할 수 있도록 한다.
본 발명의 주요한 장점은 가능한 시간 지연이 분리 가스 생성원을 가진 팽창기에 의해 크게 증가된다는 것이다. 비활성 가스의 가압 충전부와 조합된 하나의 가스 생성원과 다른 가스 생성원은 압력 용기와 분리되어 격리된다. 본 발명의 중요한 장점은 가스 발생기 부조립체(23,80)의 점화가 다른 가스 발생기 부조립체(23,80)의 점화를 야기시키지 않는다는 것이다. 배출 개구(28A,28B,28C 및 61) 및 큰 배기 개구(29)의 크기는 바람직하지 않은 2차 점화를 피할 수 있도록 내부 압력이 빠르게 배기되는 것을 보장하도록 디자인된다. 단지 점화를 행함에 의해, 점화기 양측은 충전부 양측이 점화하고 이에 따라 점화는 동시에 시간을 맞추어 또는 연속적으로 의도한 바에 따라 일어나게 할 수 있다.
Claims (10)
- 에어백 팽창기(10)에 있어서,제 1 단부 부분(10A), 연소 챔버(90)를 형성하는 제 2 단부 부분(10C), 및 중간 확산 부분(10B)으로 이루어진 원통형 외측 팽창기 하우징으로서, 상기 제 1 단부 부분(10A)내에 비활성 가스(13)를 저장하기 위한 압력 용기(12)가 제공되며, 상기 중간 확산 부분(10B)이 상기 제 1 및 제 2 단부 부분(10A,10C) 사이에 개재되어 가스가 에어백 팽창기(10)로부터 에어백으로 배출될 수 있도록 하는, 원통형 외측 팽창기 하우징(11)과,상기 제 1 단부 부분(10A)내에 배치되고 저장된 비활성 가스(13)와 소통되는 제 1 가스 발생기 부조립체(23)와,상기 제 2 단부(10C)내에 배치되고 하나 또는 그 이상의 파열 디스크(24A,24B,24C)에 의해 비활성 가스(13)로부터 격리되어 있는 제 2 가스 발생기 부조립체(80)를 포함하는 것을 특징으로 하는에어백 팽창기.
- 제 1 항에 있어서,제 1 가스 발생기 부조립체(23)가 제 1 점화기(40), 제 1 강화제(47), 제 1 가스 발생제(48) 및 제 1 가스 발생기 부조립체 하우징(49)을 포함하며, 상기 제 1 가스 발생기 부조립체 하우징(49)이 제 1 가스 발생제(48)를 보유하고 복수 개의 구멍(45)을 구비하여, 제 1 가스 발생제(48)가 저장 가스(13)와 소통된 다음, 제 1 가스 발생제(48)가 점화되며, 밀봉 디스크(46)가 제 1 가스 발생기 부조립체 하우징(49) 내에서 제 1 강화제(47)와 제 1 점화기(40) 사이에 배치되어 저장 가스(13)가 에어백 팽창기(10)에서 누출되는 것을 방지하도록 하는 것을 특징으로 하는에어백 팽창기.
- 제 1 항에 있어서,상기 중간 가스 확산 부분(10B)이 상기 압력 용기(12)의 내측 단부(70)를 형성하는 제 1 단부 부분(10A)에 인접한 제 1 차단벽(62)을 가지며, 상기 제 1 차단벽(62)이 파열 디스크(24A)에 의해 밀봉된 하나 또는 그 이상의 개구(28A)를 가지며, 제 2 차단벽(63)이 제 2 단부 부분(10C)에 인접해서 연소 챔버(90)의 내측 단부(72)를 형성하며, 제 2 차단벽(63)이 파열 디스크(24B)에 의해 밀봉되는 하나 또는 그 이상의 개구(28B)를 가지며, 상기 제 1 및 상기 제 2 차단벽(62,63) 사이에 복수개의 반경 방향으로 정렬된 배기 개구(29)가 개재되어 있는 것을 특징으로 하는에어백 팽창기.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 2 가스 발생기 부조립체(80)는 제 2 점화기(30), 단부 캡(33)에 가두어진 제 2 강화제(86), 연소 챔버(90)내에 가두어지고 파열 디스크(24C)에 의해 밀봉되는 개구(28C)를 가진 차단벽(75)에 의해 상기 제 2 강화제(86)로부터 분리되는 제 2 가스 발생제(88)를 포함하는 것을 특징으로 하는에어백 팽창기.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 2 가스 발생기 부조립체(80)가 다공성 가스 발생제 보유 수단(81)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는에어백 팽창기.
- 제 1 항에 있어서,상기 중간 가스 확산 부분(10B)이 상기 배기 개구(29)를 덮는 상기 제 1 및 제 2 차단벽(62,63) 사이에 다공성 여과 수단(74)을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는에어백 팽창기.
- 제 2 항에 있어서,상기 제 1 가스 발생기 부조립체 하우징의 제 1 단부 부분(10A)에 부착되는 제 1 단부 칸막이(20)를 가지며, 상기 제 1 단부 칸막이(20)가 제 1 점화기(40) 및 제 1 가스 발생기 부조립체 하우징(23)과 압력 용기(12)를 고정시키는 중앙 지지 칼럼(21)을 가지는 것을 특징으로 하는에어백 팽창기.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 가스 발생기 부조립체 하우징(49)이 가스 발생제(48)의 길이를 따라 배치된 복수 개의 구멍(45)을 가지며, 상기 구멍(45)은 가스 발생제(48)가 그것으로 통과하지 못하도록 하는 크기와 형상을 가지고, 그리고 상기 가스 발생제(48)의 연소에 의해 발생된 고온 가스가 상기 압력 용기(12)의 외측 팽창기 하우징(11)을 향해 유도되도록 상기 구멍(45)이 위치되는 것을 특징으로 하는에어백 팽창기.
- 제 1 항에 있어서,상기 원통형 외측 팽창기 하우징(11)이 적어도 하나의 실질적으로 다른 원통형의 부분에 각각 용접된 3개 또는 그 이상의 실질적으로 원통형의 부분(10A,10B,10C)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는에어백 팽창기.
- 제 1 항에 있어서,작용 수단이 선택적으로 제 1 점화기(40) 단독으로, 제 2 점화기(30) 단독으로 또는 양측 점화기(30,40)를 연속적으로 지연된 시간 또는 동시에 선택적으로 작용시키는 것을 특징으로 하는에어백 팽창기.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US11/251,206 US20070085309A1 (en) | 2005-10-17 | 2005-10-17 | Dual stage hybrid inflator |
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