KR20080043386A - 에어백 팽창기 - Google Patents

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마이클 에프 멀빌
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사미르 헤릭
마르코 모하드
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Abstract

에어백을 팽창시키기 위한 에어백 팽창기(200, 300)는 제 1 단부(A) 및 제 2 단부(B)를 갖는 관형 팽창기 하우징(11)을 갖는다. 가스 방출 기구(80)는 관형 팽창기 하우징(11)으로부터 대기로 가스를 직접 방출하여 에어백을 바이패스하기 위한 배기 포트 단부 또는 하우징(85)을 제 1 단부(A)에 갖는다. 가스 생성물을 수용하는 히터 조립체(2)가 제 2 단부(B)에 위치되어 부착된다. 점화기(3)가 히터 조립체(2)를 점화한다. 1차 가스 통기 포트(70)는 에어백의 정상 전개 중에 관형 팽창기 하우징(11)으로부터 에어백 내로 가스를 통기시킨다. 가스 방출 기구(80)는 관형 팽창기 하우징(11)으로부터 배기 포트(85)로 가스를 배기하기 위한 통로 또는 개구(84)를 갖는다. 파열가능 밀봉부(82, 83)가 가스 방출 기구(80)의 통로 또는 개구(84)를 밀봉한다. 점화기(3)는 1차 통기 포트(70)를 통한 에어백의 전개 및 정상 팽창을 종료하거나 느리게 하기 위해 밀봉부(82, 83)를 개방한다.
Figure P1020087008010
관형 팽창기 하우징, 가스 통기 포트, 배기 포트, 가스 방출 기구, 파열가능 부재, 점화기, 히터 조립체, 촉진제 연소 챔버

Description

에어백 팽창기{AIRBAG INFLATOR}
본 발명은 하이브리드 에어백 팽창기에 관한 것이다.
미국 출원 공개 제 5,660,412 A 호는 원통형 가스 발생기 내의 압축 유체의 더 신속한 가열을 달성하기 위해 1차 히터 및 바이패스 히터를 사용하는 하이브리드 팽창기를 개시하고 있다. 미국 출원 공개 제 5,660,412 A 호는 1차 가열 소스로서의 제 1 발화 조성물(pyrotechnic composition) 및 더 빠른 가스 발생 속도를 갖는 제 2 발화 조성물을 교시하고 있고, 여기에서 이들 연소의 생성물의 일부는 단일 기폭제(initiator)를 사용하여 팽창 가스를 직접 가열한다.
보다 통상적으로, 다단 하이브리드 팽창기는 두 개의 가스 생성물(generant) 또는 발화 조성물을 개별적으로 점화하기 위해 두 개의 점화기 또는 기폭제를 이용한다. 이러한 형태의 하이브리드 팽창기가 미국 출원 공개 제 2004/0100079 A1 호, 미국 특허 제 6,793,244 B1 호, 미국 출원 공개 제 2003/0001370 A1 호 및 미국 특허 제 6,488,310 B1 호에 개시되어 있다. 이들 각각의 공보에서, 가스 생성물은 두 개의 개별적인 점화기를 사용함으로써 다단으로 활성화될 수 있는 히터 요 소 내에 수용된다. 점화의 순서는 기폭제를 활성화시킬 때, 기폭제가 단독으로 또는 동시에 또는 순차적으로 활성화될 수 있도록 시간 지연에 의해 가능하게 된다.
중앙 배기를 갖는 원통형 팽창기의 대향 단부들에서 두 개의 개별적인 히터의 사용이 미국 특허 제 6,253,683 B1 호 및 유럽 출원 공개 제 1 405 775 A1 호에 교시되어 있다. 중앙 배기를 갖는 이들 초기 종래 기술의 원통형 팽창기는 불활성 가스를 예열하기 위해 바이패스 촉진제 히터(bypass enhancer heater)를 이용하지 않는다.
에어백 팽창기가 활성화되고 위치를 벗어난 승객이 검출되면, 에어백의 전개(deployment)를 느리게 하거나 정지시키기 위해 에어백의 팽창을 바이패스하기 위한 수단이 바람직하다. 이러한 바이패스 특징을 제공하기 위해, 에어백 모듈 하우징 내의 개구 또는 힌지 연결 도어와 같은 기구가 미국 특허 제 6,971,671 B2 호에 제안되어 있다. 미국 특허 제 6,971,671 B2 호에서는, 발화 조성물이 하우징 또는 에어백 상의 멤브레인에 부착되어 대형 통기구 또는 출구 포트를 신속하게 생성하여 팽창 가스가 쿠션으로부터 탈출할 수 있게 한다. 이들 시스템 모두는 하우징 모듈 또는 에어백에 추가되어야 하는 부가의 와이어, 기폭제 및 부품을 필요로 하여, 장치의 복잡성 및 비용을 증가시킨다. 더 효율적이고, 훨씬 덜 복잡한 방식으로 그리고 명백히 더 신뢰적인 방식으로 이 신속 통기 능력을 달성하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 제 1 단부 및 제 2 단부를 갖는 관형 팽창기 하우징과; 상기 관형 팽창기 하우징으로부터 에어백 내로 가스를 통기시키기 위해 관형 팽창기 하우징의 양 단부로부터 이격되어 있는 1차 가스 통기 포트; 및 상기 관형 팽창기 하우징으로부터 대기로 가스를 직접 방출하여 에어백을 바이패스하기 위한 배기 포트를 관형 팽창기 하우징의 제 1 단부에 갖는 가스 방출 기구를 포함하는 에어백 팽창기가 제공된다.
도 1은 관형 팽창기 하우징의 각각의 단부에 배치된 가스 히터를 갖는 하이브리드 에어백 팽창기의 종단면도,
도 2는 본 발명에 따른 에어백 모듈의 에어백 팽창기에 채용될 수 있는 도 1에 도시되어 있는 하이브리드 에어백 팽창기로부터의 히터의 확대 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 에어백 모듈의 하이브리드 에어백 팽창기에 채용될 수 있는 제 2 실시예에 따른 히터의 확대 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 에어백 모듈의 하이브리드 에어백 팽창기에 채용될 수 있는 제 3 실시예에 따른 히터의 확대 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 에어백 모듈의 하이브리드 에어백 팽창기의 종단면도,
도 6은 본 발명의 에어백 모듈의 제 2 하이브리드 에어백 팽창기의 종단면도,
도 7은 본 발명의 에어백 모듈을 포함하는 요소의 분해 사시도,
도 8은 모듈 하우징 내에 조립되는, 도 6에 도시되어 있는 하이브리드 에어백 팽창기를 갖는 본 발명에 따른 에어백 모듈의 종단면도,
도 9는 본 발명의 조립된 에어백 모듈의 종단면도,
도 10은 본 발명의 에어백 모듈의 사시도,
도 11은 가스 방출 기구의 외부 가스 배기 포트를 도시하고 있는 하우징의 하측을 향해서 바라본 에어백 모듈의 사시도.
도 1은 2단(dual stage) 하이브리드 에어백 팽창기(100)의 종단면도이다. 팽창기(100)는 제 1 단(primary stage) 히터 조립체(1) 및 제 2 단(second stage) 히터 조립체(2)를 포함한다. 히터 조립체(1, 2) 중 어느 하나 또는 양자는 본 발명의 고 바이패스(high bypass) 점화 개념을 이용할 수 있다. 통상적인 팽창기는 점화 촉진제 조성물(ignition enhancer composition)을 점화하도록 점화기를 작동시킴으로써 기능한다. 연소하는 점화 촉진제 조성물에 의해 생성되는 고온 가스 및 미립자는, 이후에 저장된 가스를 가열하는 고온 가스를 생성하는 히터 내의 가스 생성물을 점화시킨다. 저장된 가스는 불활성 가스인 것이 바람직하다. 일단 충분한 압력에 도달되면, 출구 안전파괴 디스크(burst disk)는 내부 압력이 디스크 파괴 압력을 초과할 때 파열된다. 본 발명의 하이브리드 에어백 팽창기에 채용되는 고 바이패스 히터 조립체는 불활성 가스(6)를 예열하기 위해 촉진 물질의 일부 를 사용함으로써 출구 디스크(7)를 폭발시키는데 필요한 시간을 향상시킨다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 작동 시에 점화기(3)는 촉진제 연소 챔버(4) 내의 점화 촉진제 조성물(25)을 점화한다. 촉진제 연소 챔버 내의 점화 촉진제 조성물을 연소함으로써 생성되는 고온 가스 및 미립자는 가스 생성물 연소 챔버(5) 내에 위치된 가스 생성물(27)을 점화시킨다. 점화 촉진제 조성물(25)을 연소함으로서 생성된 고온 가스의 일부는 불활성 가스 저장 챔버에 진입하여 바이패스 개구(24)를 직접 통해서 저장된 불활성 가스(6)와 혼합되고, 그로 인해 상기 저장된 불활성 가스(6)를 가열한다. 바이패스 개구(24)는 점화 촉진제 조성물(25)을 연소함으로써 생성된 고온 미립자 및 가스를 상기 저장된 불활성 가스(6) 내에 도입함으로써 생성된 고온 가스의 유동을 촉진하도록 치수 설정되고 위치된다. 바이패스 개구(24)는 가스 생성물(27)을 점화시키기 위해 사용되는 것에 대한 가스 생성물(27)을 바이패스하는 점화 촉진제 조성물(25)을 연소함으로써 생성된 고온 가스의 상대적인 양을 제어하도록 생성물 튜브(1A, 1B, 1C)를 따른 임의의 위치에 배치될 수 있다.
관형 팽창기 하우징(11)은 관형 팽창기 하우징(11)의 대향 단부에 제 1 단 히터(1) 및 제 2 단 히터(2)가 부착될 수 있도록 구성된다. 가스 출구 안전파괴 디스크(7)가 와셔형 캐리어(12)에 부착되고 관형 팽창기 하우징(11)의 종방향 중심부에 배치된다. 관형 팽창기 하우징(11)의 종방향 중심부는 매니폴드 영역(13)을 제공하도록 직경이 감소되고, 배기 포트(10)를 갖는 가스 분배 매니폴드(14)에 의해 덮여진다. 직경의 감소는 또한 가스 충진 포트(15) 및 출구 안전파괴 디스크 조립체(16)의 구역 내의 응력을 감소시키는 기능을 한다.
적절한 공간에 대한 필요성은, 팽창기(100)의 양 단부(30)에 히터 조립체(1, 2)를 배치하고 관형 팽창기 하우징(11)의 중앙에 인접한 측벽에 출구 안전파괴 디스크 조립체(16) 및 충진 포트(15)를 배치함으로써 해결된다. 에어백에 가스의 제공을 시작하기 위한 수용가능한 시간을 달성하는 문제는, 통상적인 양보다 많은 점화 촉진제 조성물(25)을 갖는 고 바이패스 히터 조립체의 사용을 통해서 해결된다. 점화 촉진제 조성물(25)은 1 내지 3 밀리초 내에 신속하게 연소된다. 점화 촉진제 조성물(25)을 연소함으로써 생성된 고온 가스 및 미립자는 가스 생성물(27) 쪽으로 향하고, 연소하는 점화 촉진제 조성물(25)에 의해 생성된 고온 가스의 일부는 바이패스 개구(24)를 통해서 가스 저장 병(bottle) 또는 하우징(11) 내로 진행되고, 이 방식으로 점화 촉진제 조성물을 연소함으로써 생성된 고온 가스 및 미립자는 저장된 가스(6)를 가열하여 출구 안전파괴 디스크(7) 쪽으로 압력을 증가시킬 뿐 아니라 가스 생성물(27)을 점화한다. 이러한 구성은, 연소하는 점화 촉진제 조성물(25)에 의해 생성된 고온 가스의 일부가 히터를 통해서 직접 통과하여 가스 생성물(27)을 점화할 수 있게 하면서 통상적인 양보다 많은 비율의 점화 촉진제 조성물(25)을 바이패스함으로써 가스 생성물(27)을 과도 점화하는 문제점을 회피한다.
도 1에서, 하이브리드 팽창기(100)는 두 개의 히터 조립체(1, 2)를 가지며, 각각의 조립체가 바이패스 촉진제 시스템을 채용할 수 있거나, 또는 변형적으로 하나의 히터 조립체가 고 바이패스 시스템을 이용할 수 있고, 다른 히터 조립체가 바이패스 시스템을 이용하지 않는 통상적인 히터 기구일 수 있다. 하이브리드 팽창 기(100)는 단일 히터 요소 히터 조립체(1)를 가질 수 있다. 이러한 경우에 관형 팽창기 하우징(11)은 실질적으로 단축될 수 있거나 또는 히터 조립체(1)는 하이브리드 팽창기(100) 내에서 불활성 가스(6)를 예열 및 가열하기 위해 이용가능한 점화 촉진제 조성물(25) 및 가스 생성물(27)의 양을 증가시키도록 신장(elongate)될 수 있다.
이하에는 본 발명에 따른 촉진제 바이패스 시스템을 채용하는 다수의 히터 조립체의 설명을 제공한다. 도 2, 도 3 및 도 4의 각각은 도 1에 도시되어 있는 관형 팽창기 하우징(11) 내에 채용될 수 있는 상이한 히터 조립체를 도시하고 있다. 유사한 구성 요소에 대한 도면 부호는 유사하게 유지되고 변형 또는 대체 구성 요소의 도면 부호는 별개의 도면 부호로 제공됨을 알아야 한다. 본 발명의 용이한 이해를 위해, 가스 생성물(27) 및 점화 촉진제 조성물(25)은 전체로 도시되어 있지는 않고, 몇 개의 펠릿(pellet: 작은 알)으로 표시되어 있다. 점화 촉진 조성물 및 가스 생성물은 일반적으로 생성물 튜브 내에 끼워질 수 있는 디스크형 물질로 형성되거나, 더 바람직하게는 펠릿으로 형성된다. 펠릿은 히터 조립체 내의 임의의 개구(24, 60)를 통해 통과하는 것이 방지되도록 충분히 크다. 히터 조립체는, 특정 장약(charge)이 도시되어 있는 영역의 각각에서, 장약 영역 또는 체적이 챔버이고 가정될 수 있는 이들 챔버는 본 명세서에 설명되어 있는 발화 성분으로 충진되거나 또는 적어도 부분적으로 충진되도록 도시되어 있다. 당업자는 발화 조성물이 이러한 히터 조립체 내에 배치되는 방식을 이해할 수 있지만, 이들은 팽창기의 구조물의 기능 부품이 더 용이하게 도시될 수 있도록 완전히 도시되어 있지 않다.
도 2는 제 1 히터 조립체(1)를 단면도로 도시하고 있다. 히터 조립체(1)는 관형 팽창기 하우징(11)의 단부 캡(30)에 물리적으로 연결되어 있는 생성물 튜브(1A)를 갖는다. 단부 캡(30) 내에는 점화기(3)가 위치된다. 점화기(3)는 개구(32)에 전기 접속되며, 따라서 점화기(3)는 작은 폭발성 장약이 포위체(enclosure)(31)를 안전파괴할 수 있고 폭발성 장약이 촉진제 연소 챔버(4) 내에 수용된 점화 촉진제 조성물(25)을 점화시킬 수 있도록 활성화된다. 일단 촉진제 연소 챔버(4) 내의 점화 촉진제 조성물(25)이 점화되면, 연소하는 점화 촉진제 조성물은 가스 생성물 연소 챔버(5) 내로 진입하는 고온 가스 및 미립자를 생성한다. 고온 가스 및 미립자의 일부는 가스 생성물 연소 챔버(5) 내의 가스 생성물(27)을 바이패스하고 개구(24)를 통과하며, 이 개구는 점화 촉진제 조성물을 연소함으로써 생성된 고온 가스 및 미립자의 일부가 불활성 가스 저장 챔버 내로 직접 통과하여 불활성 가스(6)를 예열할 수 있게 한다. 촉진제 연소 챔버(4)로부터의 고온 가스 및 미립자는 하나 이상의 연통 포트 또는 제 1 개구(42)를 통과하여 가스 생성물(27)을 점화한다. 촉진제 연소 챔버(4)로부터의 가스의 일부는 압력을 발생하는 방식으로 연소한다. 압력이 충분히 크면, 격벽(bulkhead)(40)에 인접하여 도시되어 있는 배리어 포일(barrier foil)(44)이 안전파괴된다. 배리어 포일(44)이 안전파괴될 때, 격벽(40) 내의 하나 이상의 제 1 개구(42)는 가스 생성물 연소 챔버(5) 내로 노출된다. 이들 고온 가스 및 미립자가 가스 생성물 연소 챔버(5) 내로 진입할 때, 일부는 개구(24)를 통해 바이패스되고, 이어서 가스 생성물(27)의 펠릿이 그 직후에 점화된다. 가스 생성물(27)의 이들 펠릿이 점화됨에 따라, 가스 생성물 연소 챔버(5)로부터의 가열된 가스 및 미립자의 일부는 마찬가지로 불활성 가스(6)의 가열을 촉진하도록 가스 생성물 튜브 내의 복수의 개구(60)를 통과한다.
점화 촉진제 조성물(25) 및 가스 생성물(27)의 장약이 하우징 유닛 내로 먼저 조립될 때, 단부 마개(end closure)는, 촉진제 연소 챔버(4)가 빈 단부 챔버(8)를 점화 촉진제 조성물 충진된 점화 촉진제 연소 챔버(4)로부터 분리하는 촉진제 이격 격벽(20)에 의해 위치되도록, 점화 촉진제 조성물(25)을 보유한다. 이는 점화 촉진제 조성물(25)을 점화기(3), 가스 생성물(27) 및 격벽(40)에 밀접하여 효과적으로 위치시킨다. 일단 촉진제 연소 챔버(4)가 격벽(40)을 충진하면, 가스 생성물 연소 챔버(5)로부터 촉진제 연소 챔버(4)를 분리하는 배리어 포일(44)이 삽입된다. 이후, 가스 생성물 펠릿(27)이 히터 조립체(1) 내에 적재될 수 있다. 이어서 단부 캡(50)이 생성물 튜브(1)의 단부 내로 밀려들어가, 스프링(53) 및 펠릿 유지 플레이트(54)를 가스 생성물(27)의 펠릿과 밀착 압축한다.
도 3에는, 생성물 튜브(1B)를 갖는 제 2 히터 조립체(1)가 예시되어 있는 변형적인 히터 조립체가 도시되어 있다. 이 실시예에서, 촉진제 연소 챔버(4)는 복수의 바이패스 개구(24)를 갖는 단일 챔버이다. 촉진제 연소 챔버(4)는 점화 촉진제 조성물(25)을 수용한다. 점화기(3)가 활성화될 때, 포위체(31)는 점화 촉진제 조성물(25)이 점화되도록 안전파괴된다. 점화 촉진제 조성물(25)이 연소함에 따라, 고온 가스 및 미립자가 바이패스 개구(24)를 통해 방출되고 불활성 가스(6)를 예열한다. 압력이 상승함에 따라, 격벽(40)에 있는 파열가능 부재인 안전파괴 포 일(44)이 파열한다. 밀봉부가 개방됨에 따라, 고온 가스 및 미립자가 하나 이상의 제 1 개구(42)를 통과하고, 가스 생성물 연소 챔버(5) 내로 통과하여 가스 생성물(27)을 가열함으로써 가스 생성물을 점화시킨다. 가스 생성물(27)을 연소함으로써 생성된 고온 가스 및 미립자의 일부가 복수의 개구(60)를 통과한다. 개구(60)는 생성물 튜브(1B)의 주위면 주위에 제공되고, 개구(60)는 3열 내지 5열로 제공된다. 개구(60)는 고온 가스 및 미립자가 탈출하거나 또는 적어도 부분적으로 탈출하여 불활성 가스(6)를 예열할 수 있게 한다. 충분한 압력에 도달하면 도 1에 도시되어 있는 파열가능 부재인 안전파괴 디스크(7)는 고온 가스가 탈출함으로써 에어백을 충진하여 전개할 수 있도록 안전파괴된다. 선택적으로, 변형적인 실시예의 촉진제 연소 챔버(4)는 촉진제 이격 격벽(20)(도 1)도 포함할 수 있다.
도 4는 히터 조립체의 제 3 실시예를 도시하고 있다. 이 실시예는 제 1 실시예와 매우 유사하고, 히터 조립체(1)는 가스 생성물(27)을 수용하기 위한 가스 생성물 연소 챔버(5)와 점화 촉진제 조성물(25)을 유지하기 위한 촉진제 연소 챔버(4)를 또한 포함하는 생성물 튜브(1C)를 갖는다. 다시 점화기(3)가 활성화될 때, 포위체(31)는 파열되고 고온 장약이 점화 촉진제 조성물(25)을 점화한다. 연소하는 점화 촉진제 조성물에 의해 생성된 고온 가스로부터의 압력이 상승함에 따라, 격벽(40)에 부착된 파열가능 부재인 배리어 포일(44)이 파열하여, 고온 가스 및 미립자가 하나 이상의 제 1 개구(42)를 통과할 수 있게 된다. 이들 고온 가스가 하나 이상의 제 1 개구(42)를 통과할 때, 이들은 격벽(40)에 밀접하고 격벽(40)에 인접하여 복수의 개구(24)를 통과하는 것이 허용된다. 이들 바이패스 개구(24) 는 고온 가스 및 미립자의 일부가 불활성 가스(6) 내로 통과되어 불활성 가스(6)를 예열할 수 있게 한다. 고온 가스 및 미립자의 초기 부분이 바이패스 개구(24)를 통과하는 동안 점화 촉진제 조성물(25)을 연소함으로써 생성된 고온 가스 및 미립자의 잔여부가 생성물 펠릿(27)을 통과하므로, 상기 잔여부는 가스 생성물 연소 챔버(5) 내로 계속 밀려들어가서 가스 생성물(27)을 점화한다. 가스 생성물(27)이 점화될 때, 생성되는 고온 가스 및 미립자의 전체 또는 대부분은 도시하듯이 개구(60)를 통과할 수 있게 되어, 파열가능 부재인 안전파괴 디스크(7)가 파열하기 전에 팽창기가 최대 압력에 도달할 수 있게 하고 에어백이 전개될 수 있게 한다. 도 1 및 도 2의 제 1 실시예와 달리, 이 제 3 실시예는 촉진제 이격 격벽(20)을 갖지 않으며, 따라서 전체 촉진제 연소 챔버(4)는 점화 촉진제 조성물(25)을 보유하도록 이용될 수 있다.
도 1, 도 2 및 도 4에서, 개구(24)는 점화 촉진제 조성물(25)을 연소함으로써 생성되는 고온 가스 및 미립자가 이들 개구를 통과할 수 있도록 충분히 크고 충분히 밀접하고 있으며, 점화 촉진제 조성물(25)을 연소함으로써 생성된 고온 가스 및 미립자의 잔여부는 가스 생성물(27)을 점화하는데 사용된다. 이는 먼저 격벽(40) 내의 하나 이상의 제 1 개구(42)에 매우 밀접하게 개구(24)의 열을 제공하고, 이들 개구를 가스 생성물 연소 챔버(5)를 통해 이동하는 잔여부가 가스 생성물(27)을 점화하기 전에 충분한 양의 고온 가스 및 미립자가 개구(24)의 제 1 열을 통해서 바이패스할 수 있도록 생성물 튜브(1C) 내의 개구(60)로부터 충분히 이격함으로써 달성될 수 있다. 가스 생성물(27)이 점화되면, 가스 생성물 튜브 내의 다 른 개구(60)가 기능을 시작하여, 이들 고온 가스 및 미립자의 전부는 아니더라도 일부를 불활성 가스(6) 내로 축출시키고, 또한 전체 공정 중에 고온 가스를 개구(60, 24)로부터 축출할 수 있기 전에 예열 형태를 제공한다.
도 2, 도 3 및 도 4에 도시되어 있는 히터 조립체는 점화 촉진제 조성물을 연소함으로써 생성된 고온 가스 및 미립자의 일부가 바이패스하여 불활성 가스(6)를 예열할 수 있도록 하는 효과적인 수단을 제공한다. 시스템의 각각은 단일 점화기(3)에 의해 활성화된다. 이는 히터 조립체(1, 2)와 기구 양자를 단순화할 뿐 아니라, 점화 공정을 더 신뢰적이도록 단순화하는 이점을 갖는다.
예시되어 있는 히터 조립체의 각각에서, 촉진제 연소 챔버(4) 또는 가스 생성물 연소 챔버(5)의 개구(24), 즉 개구(24, 60)는 불활성 가스(6)와 직접 연통함을 알아야 한다. 따라서, 불활성 가스(6)는 도 3에 도시된 점화 촉진제 조성물(25)과 가스 생성물(27) 또는 모든 히터 조립체(1) 내의 가스 생성물(27)을 통과할 수 있고 이들과 직접 연통한다. 생성물 튜브(1A, 1C)를 사용하는 도 1, 도 2 및 도 4에서, 점화 촉진제 조성물(25)은 불활성 가스(6)와 직접 연통하지 않는다.
요약하면, 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 하이브리드 에어백 팽창기(100)는 압축 불활성 가스(6)로 충진된 관형 팽창기 하우징(11), 및 상기 관형 팽창기 하우징(11)의 내부에 있고 이 관형 팽창기 하우징의 단부에 연결된 하나 이상의 히터(1, 2)를 갖는다. 가스 히터(1, 2) 중 적어도 하나는 관통하는 복수의 구멍(60)을 갖는 생성물 튜브에 의해 형성된 외부 셸, 및 가스 생성물(27)이 저장되는 가스 생성물 연소 챔버(5)를 갖는다. 가스 생성물 연소 챔버(5) 및 불활성 가스 저장 챔버(11)는 가스 생성물 튜브 내의 복수의 구멍(60)을 통해서 상호 연통한다. 점화기(3)는 가스 히터(3)에 연결되고 관형 팽창기 하우징(11)의 단부에 위치된다. 촉진제 연소 챔버(4)는 점화 촉진제 조성물을 수용한다. 촉진제 연소 챔버(4)는 가스 생성물 연소 챔버(5)와 점화기(3) 사이에 위치되고, 격벽(40)에 의해 가스 생성물 연소 챔버(5)로부터 분리된다. 격벽(40)은 하나 이상의 제 1 관통 개구(42)를 갖는다.
본 발명의 에어백 팽창기에 사용될 수 있는 히터 조립체의 제 1 실시예에서는, 촉진제 이격 격벽(20)이 채용되어 촉진제 연소 챔버(4)를 촉진제 연소 조성물(25)을 위한 제 1 챔버부(4)와 단부 공간을 차지하는 제 2 빈 챔버부(8)로 분할한다. 이 격벽(20)은 와셔 형상이고 점화기(3)를 둘러싼다.
본 발명의 에어백 팽창기에 사용될 수 있는 히터 조립체의 도 3에 도시되어 있는 변형적인 제 2 실시예는 점화기 촉진제 조성물(25)이 저장되는 단일의 촉진제 연소 챔버(4)를 갖는다. 이 실시예에서, 점화 촉진제 조성물(25)이 점화기(3)에 의해 점화될 때, 이는 복수의 촉진제 연소 챔버 바이패스 개구(24)를 통해서 직접 불활성 가스 챔버로 통과하여 불활성 가스(6)를 예열하는 고온 가스 및 미립자를 생성하고, 촉진제 연소 챔버(4)는 격벽(40) 내의 하나 이상의 제 1 개구(42)를 통해서 가스를 통과시키고 가스 생성물(27)을 점화한다.
본 발명의 에어백 팽창기에 사용될 수 있는 히터 조립체의 도 4에 도시되어 있는 제 3 실시예에서, 점화 촉진제 조성물(25)은, 점화시에 격벽(40)의 하나 이상의 제 1 개구(42)를 통과하는 고온 가스 및 미립자를 생성하는 단일 촉진제 연소 챔버(4) 내에 저장되고, 상기 격벽(40)에 밀접하는 복수의 바이패스 개구(24)는, 연소하는 점화 촉진 조성물에 의해 생성된 고온 가스 및 미립자의 일부가 불활성 가스 저장 챔버(11) 내의 불활성 가스 챔버(6) 내로 직접 탈출하여 불활성 가스(6)를 예열할 수 있게 하고 연소하는 점화 촉진 조성물에 의해 생성된 고온 가스 및 미립자의 잔여부가 가스 생성물 연소 챔버(5) 내로 지속되어 가스 생성물(27)을 점화시킬 수 있게 한다. 각각의 경우에, 각각의 가스 히터에는 단일의 점화기(3)만이 연결되어 전체 가스 생성 및 가스 가열 공정을 시작한다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 팽창기(200, 300)의 종단면도이다. 각각의 팽창기는 고유의 가스 방출 기구(80)를 구비한다.
도 5의 하이브리드 에어백 팽창기(200)는 도 1과 관련하여 전술한 구성 요소를 포함한다. 관형 팽창기 하우징(11)은 두 개의 단부(A, B)를 갖고, 하나의 히터 조립체(2)가 일 단부(B)에 부착되어 있다. 팽창기의 대향 단부(A)에는, 제 2 히터 조립체 히터가 존재하지 않으며, 대신에 가스 방출 기구(80)가 관형 팽창기 하우징(11)에 용접되거나 또는 다른 방식으로 견고하게 부착된다.
도 6에는 관형 팽창기 하우징(11)의 단부(B)에 부착된 단일 히터 조립체(2A)를 갖는 유사한 하이브리드 에어백 팽창기(300)가 도시되어 있다. 히터 조립체(2A)는 관형 팽창기 하우징(11)에 용접되거나 또는 다른 방식으로 견고하게 부착되는 단부 캡(30)에 부착된다. 단부 캡(30)은 압력 하에서 팽창기를 불활성 가스(6)로 채우기 위한 접근을 제공하는 충진 포트 개구(15)를 갖는다. 팽창기 충진 포트 개구(15)는 이어서 금속 또는 고체형 플러그(18)로 밀봉된다. 히터 조립 체(2A)는 도 5에 도시되어 있는 것과 약간 상이하지만, 그 기능은 점화기(3)를 활성화하는 신호가 개구(32)에서 커넥터에 전기적으로 접속될 때 추진 장약을 점화시키고 또한 불활성 가스(6)를 가열하는 것이다. 관형 팽창기 하우징 내부의 가스 압력이 예정된 값(PBurst)을 초과하면, 1차 에어백 통기구 조립체(70) 상에 수용된 오목형 밀봉부(73)와 조합하여 사용되는 것이 바람직한 안전파괴 디스크(72)와 같은 적어도 하나의 파열가능 부재를 갖는 밀봉 수단이 파열되고 팽창 가스가 에어백 내로 직접 통기되어 에어백을 팽창시킨다. 1차 통기 포트 조립체(70)는 관형 팽창기 하우징(11)에 용접되거나 다른 방식으로 부착되고, 관형 팽창기 하우징의 단부(A, B) 사이에서 이 단부들로부터 이격되어 있다. 통기 포트 조립체(70)는 본체(71) 및 관형 팽창기 하우징(11)을 통과하는 구멍(74)을 갖는 둥근 와셔형 본체(71)를 갖는다. 가스가 팽창기를 나오면, 가스는 매니폴드(14) 아래에서 직경 감소 섹션(13)으로부터 작은 개구(10)를 통해 이동하여 에어백을 충진한다.
차량 승객이 위치를 벗어나 있고 에어백 전개가 종료되거나 또는 느려질 필요가 있는 경우, 가스 방출 기구(80)를 밀봉하는 파열가능 부재(82, 83)를 개방하기 위한 점화기와 같은 발화 장치(3)와 같은 개방 수단을 활성화시키기 위한 신호가 가스 방출 기구(80)에 전송될 수 있다.
가스 방출 기구(80)는 밀봉부(83) 및 하나 이상의 파열 디스크(82)를 포함하는 파열가능 부재(82, 83)에 의해 밀봉되는 통로 또는 개구(84)를 포함하는 가스 방출 기구(80)를 개방하도록 점화기(3)를 활성화할 수 있는 전기 커넥터(32)를 갖 는다. 점화기(3)는 밀봉부(83)를 파열시키고 하나 이상의 파열 디스크(82)를 관형 팽창기 하우징 내부의 챔버 내로 송출시킨다. 이들 파열 디스크(82)는 적층된 쌍으로서 도시되어 있고, 팽창기(200)의 정상 작동 중에는 에어백 통기 포트(70) 내의 밀봉부(73) 및 파열된 디스크(72)의 PBurst 압력보다 상당히 큰 압력을 견딜 수 있다. 정상 사용시에, 가스 방출 기구(80)는 밀봉된다. 에어백 전개를 종료하거나 또는 급격히 느리게 할 것이 요구될 때는, 점화기(3)의 작동에 의해, 밀봉 및 차단된 통로 또는 개구(84)를 개방할 수 있다. 팽창 가스는 통로 또는 개구(84)를 통해 이동하여, 복수의 반경방향으로 배향된 배기 개구(86)를 통해서 배기 포트 단부 또는 하우징(85)을 빠져나온다. 배기 개구(86)는 가스의 추력 중립 배기를 생성하도록 반경방향 대향 방식으로 배향되는 것이 바람직하다. 이런 식으로, 팽창기(200, 300)의 상당한 로딩 또는 모듈 하우징에 대한 그 부착이 전혀 위험하지 않다.
배기 개구(86) 및 통로(84)는, 압축 가스가 에어백을 충진하기보다는 주로 팽창기(200, 300)로부터 직접 배기되도록, 통기 포트 조립체의 개구(74) 및 매니폴드(14) 내의 하류측 개구(10)보다 면적이 큰 것이 바람직하다. 에어백 전개를 종료하는데 사용되는 종래의 방법 및 장치와는 달리, 본 발명은 팽창 가스를 대기로 직접적으로 압축 방출하기 위해 팽창기를 효과적으로 사용한다. 가스 통기의 속도는 시작 시에 팽창기 내에 수용된 압력에 의해 지원되고, 가스가 이 압력 하에서 탈출하려고 시도할 때 이는 최소 유동 저항의 경로로서 배기 포트 가스 방출 기 구(80)를 통해 이동한다. 이는 팽창 가스가 에어백의 충진으로부터 전환되고, 확실하게 극히 빠르게 완전한 전개를 효율적으로 종료하는 것을 보장한다.
도 7 내지 도 11은 본 발명에 따른 에어백 팽창기를 갖는 에어백 모듈 조립체(400)를 도시하고 있다. 모듈 조립체(400)는 모듈 하우징(402), 팽창기(300), 에어백(401) 및 커버(403)를 갖는다.
모듈 하우징(402)은 성형 플라스틱 부품이다. 팽창기(300)는 그 양 단부(A, B)가 모듈 하우징 내의 개구(412, 414)를 통해서 전기 배선을 부착하도록 고정 및 노출된 상태로 모듈 하우징 내에 배치된다. 도 8에 도시하듯이, 팽창기(300)는 팽창기의 양 단부(A, B)가 노출된 상태로 에어백(401) 내의 관형 개구(409)에 삽입된다. 가스 방출 기구(80)를 갖는 팽창기의 제 1 단부(A)는 모듈 하우징 내의 개구(412)를 통해 배치되고, 이어서 팽창기의 제 2 단부(B)는 개구(414)와 정렬하여 하강되고 도 9에 도시되어 있는 바와 같은 위치로 압입된다. 팽창기(300)의 플랜지 단부(flanged end)는 클립(420, 421) 및 돌출 정지부(423)에 의해 유지(hold) 위치로 스냅 결합된다. 일단 팽창기가 고정되면, 비절첩 에어백(401)의 잔여부는 모듈 하우징(402) 내로 밀어 넣어지고, 외부 커버(403)가 모듈 하우징(402)에 부착되어 도 10에 도시하듯이 완전한 모듈 조립체(400)를 형성한다. 외부 커버(403)는 천공된 찢김 선(tear line)(405)을 갖는 타이벡(Tyvek)(등록상표)과 같은 합성 재료가 바람직하며, 따라서 에어백이 전개될 때 팽창 에어백(401)은 커버(403)를 밀어내고 찢김 선(405)을 따라서 커버(403)를 쉽게 찢어낸다.
도 9 및 도 11을 참조하면, 전술한 바와 같이 형성될 때 에어백 모듈 조립 체(400)는, 가스가 통기되고 에어백을 바이패스할 수 있도록 모듈 하우징(402)의 외부에 위치된 배기 포트 통기 개구(86) 및 배기 포트 단부 또는 하우징(85)을 포함하는 가스 방출 기구(80)의 부분을 갖는다. 모듈 하우징(402)의 상부 장착부(408)는 팽창기(300)의 단부를 가스 방출 기구(80)의 상부에 현수시킨다. 그럼에도 불구하고, 가스 방출 기구(80)가 작동하는 경우, 탈출하는 가스는 팽창기(300)로부터 직접 하우징(402)의 외부로 직접 배기될 것이다. 가스 방출 기구(80)를 사용할 때, 2차 도어, 패널 또는 플랩은, 하우징(402)의 외부에 배기 포트 통기 개구(86)를 갖는 배기 포트 단부 또는 하우징(85)과 함께 미리 배치되어 있기 때문에, 에어백 전개 제한 또는 종료 이전에 또는 그 도중에 전혀 개방될 필요가 없을 것이다. 도시된 에어백 모듈 조립체는 본 명세서에 개시된 가스 방출 기구(80)를 갖는 에어백 팽창기(200, 300) 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
본 발명은 본 명세서에 개시된 가스 방출 기구(80)를 갖는 임의의 에어백 팽창기일 수 있다. 발화 전용형 에어백 팽창기 또는 저장된 가스 전용 에어백 팽창기 또는 임의의 다른 형태의 팽창기와 같은 비불활성 가스 충진형의 팽창기가, 배기 포트 통기 개구(86)가 조립시에 개방되거나 아니면 하우징의 외부에 있는 한 도시되고 설명된 바와 같이 가스 방출 기구(80)와 함께 사용될 수 있다.
본 명세서에 사용될 때, 하우징의 외부라는 용어는 배기 개구(86)가 에어백(401)을 유지하는 하우징 부분의 내부에 있지 않음을 의미하고, 배기 통기 개구(86)가 하우징(402)의 내부의 밖에 있지만, 팽창기의 하우징(11) 내에 수용되거나 아니면 생성된 팽창 가스와 직접 개방 연통하는 외부 개방 경로를 가짐을 알아 야 한다.

Claims (7)

  1. 에어백 팽창기(200, 300)에 있어서,
    제 1 단부(A) 및 제 2 단부(B)를 갖는 관형 팽창기 하우징(11)과,
    상기 관형 팽창기 하우징(11)으로부터 에어백 내로 가스를 통기하기 위해 상기 관형 팽창기 하우징(11)의 양 단부(A, B)로부터 이격되어 있는 1차 가스 통기 포트(74)와,
    상기 관형 팽창기 하우징(11)으로부터 대기로 가스를 직접 방출하여 상기 에어백을 바이패스하기 위한 배기 포트(86)를 상기 관형 팽창기 하우징(11)의 상기 제 1 단부(A)에 갖는 가스 방출 기구(80)를 포함하는 것을 특징으로 하는
    에어백 팽창기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 방출 기구(80)는 상기 관형 팽창기 하우징(11)으로부터 상기 배기 포트(86)로 가스를 배기하기 위한 통로 또는 개구(84)와, 상기 가스 방출 기구(80)의 상기 통로 또는 개구(84)를 밀봉하는 파열가능 부재(82, 83), 및 상기 파열가능 부재(82, 83)를 파열하기 위한 수단(3)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    에어백 팽창기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 파열가능 부재(82, 83)를 파열하기 위한 상기 수단은 점화기(3)를 포함하는 것을 특징으로 하는
    에어백 팽창기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 관형 팽창기 하우징(11) 내에 수용되는 불활성 가스(6)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    에어백 팽창기.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 1차 가스 포트(74)는 상기 관형 팽창기 하우징(11) 내부의 가스에 의해 제공되는 소정의 압력을 받을 때 파열되거나 안전파괴될 파열가능 부재(16, 72)에 의해 밀봉되며, 상기 가스 방출 기구(80)의 상기 통로 또는 개구(84)를 밀봉하는 상기 파열가능 부재(82, 83)는 상기 1차 가스 통기 포트(74)를 밀봉하는 상기 파열가능 부재(16, 72)가 파열될 소정의 압력보다 큰 소정의 압력을 받을 때 파열되거나 안전파괴될 것이며, 상기 가스 방출 기구(80)의 상기 파열가능 부재(82, 83)를 파열하기 위한 상기 수단은 발화 장치(3)인 것을 특징으로 하는
    에어백 팽창기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 관형 팽창기 하우징(11)의 상기 제 2 단부(B)에 위치 및 부착되는 가스 생성물(27)을 수용하는 히터 조립체(2, 2A)와, 상기 히터 조립체(2, 2A)를 작동시키기 위한 점화기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    에어백 팽창기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 관형 팽창기 하우징(11) 내에 수용되는 불활성 가스(6)와, 상기 관형 팽창기 하우징(11)의 상기 제 2 단부(B)에 부착되는 히터 조립체(2, 2A)를 추가로 포함하고,
    상기 히터 조립체(2, 2A)는 복수의 관통 구멍(24, 60)을 갖는 생성물 튜브(1A, 1B, 1C)에 의해 형성되는 외부 셸과; 가스 생성물(27)이 저장되는 가스 생성물 연소 챔버(5)로서, 상기 가스 생성물 연소 챔버(5)와 상기 관형 팽창기 하우징(11)은 상기 생성물 튜브(1A, 1B, 1C) 내의 상기 복수의 구멍(24, 60)을 통해서 상호 연통 상태에 놓이는, 상기 가스 생성물 연소 챔버(5)와; 상기 히터 조립체(2, 2A)에 연결되고 상기 관형 팽창기 하우징(11)의 상기 제 2 단부(B)에 배치되는 점화기(3)와; 점화 촉진제 조성물(25)이 저장되는 촉진제 연소 챔버(4)로서, 상기 가스 생성물 연소 챔버(5)와 상기 점화기(3) 사이에 위치되고, 하나 이상의 제 1 관통 개구(42)를 갖는 격벽(40)에 의해 상기 가스 생성물 연소 챔버(5)로부터 분리되는, 상기 촉진제 연소 챔버(4)를 포함하며;
    상기 점화 촉진제 조성물(25)은 상기 점화기(3)에 의해 점화될 때, 가스 생 성물 연소 챔버(5) 내의 상기 가스 생성물(27)을 점화할 뿐 아니라 상기 관형 팽창기 하우징(11) 내에 저장된 상기 불활성 가스(6)를 가열하게 될 연소 생성물을 생성하여, 상기 1차 가스 통기 포트(74)를 밀봉하는 상기 파열가능 부재(16, 72)를 파열시키는데 필요한 소정 압력을 달성하는 것을 특징으로 하는
    에어백 팽창기.
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