KR20130129164A - 가스배출장치에 맞춰진 트리거-스트로크 액추에이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 피스톤(14)과 로드(16)가 수용된 바디(12); 및 가스제네레이터(18;)를 포함하는 트리거-스트로크 액추에이터(10)에 관한 것으로서, 상기 가스제너레이터는 피스톤(14)에 반대측에서 상기 바디(12)에 장착되고 상기 가스제너레이터와 피스톤 사이에 정해진 첫번째 챔버(20)를 가압할 수 있으며, 상기 피스톤(14)은 그것의 외주면 상에서 그루브(30)를 포함하고, 액추에이터(10)의 바디(12) 내에서 상기 그루브에는 실링조인트(40)가 장착된다. 상기 첫번째 챔버(20)에서 가스를 배출하기 위해 채택된 조절된 통로(50)는, 상기 실링조인트(40)와 그루브(30)의 벽면 사이에 형성된다.

Description

가스배출장치에 맞춰진 트리거-스트로크 액추에이터{TRIGGERED-STROKE ACTUATOR FITTED WITH A GAS EVACUATION DEVICE}

본 발명은 트리거-스트로크 액추에이터에 관한 것이다.

본 발명에 따른 트리거-스트로크 액추에이터는 특히 차량에 구비되는 안전 시스템에 채택되며 보행자와의 충돌 시 차량의 본넷(bonnet)을 신속히 들어올릴 수 있는 기능을 갖는다.

프랑스 특허 FR 2 878 212 에는 보행자가 차에 치였을 때 보행자를 보호하기 위한 안전 시스템이 설명되어 있다. 이러한 시스템은 충돌할 때 차량의 본넷을 신속히 들어올리기 위한 메커니즘을 포함한다. 실제로, 이러한 충돌이 발생할 때, 보행자들의 머리는 빈번히 차량의 본넷을 가격한다. 본넷 위에서 이러한 머리의 충돌은 본넷의 변형을 야기한다. 일정한 변형을 초과하면, 상기 본넷은 엔진 블럭 및 상기 엔진 주변의 단단한 부분들에 닿게 된다. 이 순간에, 보행자의 머리는 심각한 상해를 유발시킬 수 있는 가장 강력한 감속(deceleration)을 겪게 된다. 위에서 언급한 시스템은 이에 따라서 본넷의 변형 후에 보행자(특히 보행자의 머리)가 엔진 블록을 강타하는 것을 방지하기 위해서 특정 높이까지 본넷을 신속히 들어올릴 수 있도록 디자인되었다. 상기 본넷의 상승은 윈드스크린(windscreen)의 일측으로 본넷의 뒷쪽에서만 이뤄졌다. 상기 본넷은 차량의 전방에 부착된 상태를 유지하였다.

적합한 감지수단에 의해서 정확하게 발동한다면 이러한 안전 시스템은 수 십 밀리초(milliseconds) 내에 수 십 밀리미터만큼 즉, 긴급한 충격이 감지된 후에는 매우 짧은 시차를 두고 본넷을 들어올린다(통상적으로 100 mm 와 30 밀리초가 유용한 값이다). 이러한 시스템의 엔진 부재(engine element)는 전기적으로 점화되는 폭발장약(pyrotechnic charge)을 포함하는 형태의 트리거-스트로크 액추에이터를 유용하게 포함한다. 상기 장약의 폭발에 의해 생성된 가스는 본넷의 상승 메커니즘을 발동시키는 로드에 연결된 액추에이터의 피스톤을 밀어낸다.

충격이 없는 경우에는, 트리거링(triggering, 발동) 후에 일정 시간이 끝날 쯤에서 그것의 하중에 의해서 또는 적절한 작동에 의해 그것의 초기 위치로 상기 본넷은 재위치될 수 있다.

작동이 끝나고 그 후에, 피스톤의 이동을 야기한 가스는 액추에이터의 가스팽창챔버(gas expansion chamber) 내에서 일정한 압력을 유지한다. 가령, 보행자-보호 시스템의 경우에 있어 보넷이 닫히는 것과 같이, 상기 액추에이터가 초기 위치로 되돌아 오게될 경우, 이러한 압력은 급격히 켜진다. 가스팽창챔버 내에서 재압축을 피하기 위해서, 피스톤의 이동을 야기하는 가스를 빼내기 위하여 조절된 배출이 필요하다.

특허 출원 EP 0 550 321 에서는 피스톤의 이동을 유발하는 가스용 통로 수단을 구비한 폭발형 엑추에이터를 개시하고 있다. 특히, 상기 액추에이터는, 매개압축챔버(intermediate compression chamber)와 연계된 연소챔버(combustion chamber) 뿐만 아니라 피스톤에 의해 상기 매개압축챔버에서 분리된 배압챔버(counterpressure chamber)를 포함한다. 상기 피스톤의 이동속도는 매개압축챔버에서 배압챔버로 가스가 부분적으로 배출됨에 따라서 제어된다. 첫번째 변형예에 따르면, 상기 매개압축챔버를 배압챔버로 연결하는 외부콘딧(external conduit)을 경유하여 배출이 이뤄진다. 이러한 외부콘딧은 액추에이터의 조립체를 복잡하게 하며 그 것의 부피를 증가시킨다. 두번째 변형예에서, 가스의 배출은 바디의 내부 벽면에 형성된 단순한 슬롯(slot)을 경유하여 이뤄지되, 상기 슬롯은 어느 하나의 챔버에서 다른 곳으로 가스의 이동을 보증한다. 이러한 슬롯을 형성하는 것은 복원이 보증되지않는 복잡한 작업이다. 추가적으로, 매개압축챔버에 저장된 가스용으로 제공되는 통로 수단과는 상관없이, 트리거링 이후 그것의(피스톤의) 초기 위치로 피스톤의 복귀가 제공되는 시스템은 없다.

또한, 특허 FR 2 928 980 문서에는 피스톤과 로드를 수용하는 분리된 바디, 트리거링 명령(triggering command)과 복귀제동장치(return braking arrangement)에 대응하여 상기 피스톤을 추진시키는 수단를 포함하는 형태의 트리거-스트로크 액추에이터를 개시하고 있으며, 상기 피스톤은 그것의 축을 따라서 배치된 누출포트(leakage port)에 의해 일측에서 타측으로 횡단한다. 이러한, 누출포트는 형성하기가 어려우며 가격이 비싸고, 상기 문서에서의 예와 같이 피스톤의 로드가 후방측에서 분리됐을 때만 사용이 가능하다.

그러므로, 본 발명의 목적은 피스톤; 및 로드; 그리고 트리거링 명령에 따라 상기 피스톤을 추진시키도록 구성되되, 가스팽창챔버 내에 존재하는 가스의 전체적이거나 부분적인 배출을 위한 단순 매커니즘에 맞춰진 가스제너레이터;를 포함하는 트리거-스트로크 액추에이터를 제공하는 것이고, 이러한 액추에이터의 피스톤과 로드는 트리거링 후에 그것의 무게나 적절한 작용력에 의해서 후방복귀위치(rear return position)로 되돌아올 수 있다.

이러한 목적은, 피스톤과 로드를 수용하는 바디; 그리고 상기 피스톤에 대향하여 상기 바디에 장착되는 가스제너레이터;를 포함하는 트리거-스트로크 액추에이터를 수단으로 달성되되, 상기 가스제너레이터는 가스제너레이터와 피스톤 사이에 형성된 첫번째 챔버를 가압할 수 있으며, 상기 피스톤은 바디와 함께 실링조인트(sealing joint)를 수용하는 그루브(groove, 홈)를 외주면 상에 포함하고, 상기 첫번째 챔버에서 가스를 배출하기 위해 채택된 조절된 통로는 상기 실링조인트와 상기 그루브의 벽면 사이에 형성된다.

상기 액추에이터의 작동 동안에 또는 그 후에, 상기 조절된 통로는 액추에이터의 첫번째 챔버 (또는 가스팽창챔버) 내에 존재하는 가스의 누출포트로서 형성된다. 그러므로, 본 발명에 따른 액추에이터는 상기 액추에이터의 피스톤과 로드를 후방의 복귀위치로 돌아가게 할 수 있다. 예를 들어, 보행자에 의해 전방 충격이 가해지는 경우 차량의 본넷을 들어올리기 위한 메커니즘에 로드가 연결되어 있다면, 본 발명에 따른 액추에이터는 충격이 없는 경우에 상기 로드를 후방 복귀 위치로 되돌릴 수 있으며, 그것의 하중 또는 적절한 작용력 하에서 본넷은 초기 위치로 재위치된다.

추가적으로, 상기 조절된 통로는 그루브의 벽면 또는 벽면들과 실링조인트 사이에 형성됨에 따라서, 그것은 조립 또는 제작 동안에 매우 용이하게 구성되거나 형성될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 그루브는 피스톤과 액추에이터의 바디 사이의 밀폐를 보증하기 위해서 제공된 (실링)조인트를 수용할 수 있는 캐비티(공간)를 갖도록 정해진다. 그것은 피스톤의 하나 이상의 벽면들에 의해서 그리고/또는 상기 피스톤의 하나 이상의 벽면들에 부착된 부재들에 의해서 경계가 정해질 수 있다.

본 발명의 실시 태양(態樣)에 있어, 상기 조절된 통로는 그루브의 벽면에 형성된 적어도 하나 이상의 슬롯을 포함한다. 이 경우에 있어, 본 발명은, 피스톤과 로드가 수용된 바디 그리고 상기 피스톤에 대향하여 바디에 장착된 가스제너레이터를 포함하며, 상기 가스제너레이터와 피스톤 사이에 형성된 첫번째 챔버를 가압할 수 있는 트리거-스트로크 액추에이터와 관계되고, 상기 피스톤은 바디와 함께 실링조인트를 수용하는 그루브를 그것의 외주면 상에서 포함하며, 상기 피스톤은 상기 그루브에 형성되되 첫번째 챔버에서 가스의 배출을 위한 조절된 통로를 형성하도록 배치된 하나 이상의 슬롯을 포함한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 슬롯은 피스톤 내에 직접적으로 형성된다. 이러한 슬롯은 생산에 있어 매우 용이하며 저렴하다. 이는 쉽게 재현될 수 있으며, 추가적인 부품을 필요로 하지않고, 특정한 조립체를 수반하지 않는다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 그루브의 하나 이상의 벽면은 스플릿링(split ring: 분할 링)에 의해 형성될 수 있다. 이 경우에 있어, 상기 스플릿링의 슬릿(slit)은 슬롯(slot)을 형성하며, 동일한 방식으로서 상기 그루브의 벽면과 실링조인트 사이에서 액추에이터의 첫번째 챔버로부터 만들어진 가스의 통로를 생성한다.

알려진 바와 같이, 상기 액추에이터의 첫번째 챔버(또는 가스팽창챔버)는 개방분할벽면들(open separation walls)을 수단으로 몇개의 매개챔버들(intermediate chambers)로 세분될 수도 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 그루브는 바닥;과 그루브의 입구측에서 바닥으로 그리고 바닥에서 그루부의 출구측으로 각각 확장되는 두 개의 측벽면;을 가지며, 슬롯은 그루브의 바닥에 형성된 세그멘트(segment)를 포함한다. 이러한 구성은 실링조인트와 그루브의 바닥 사이로 통로를 형성함으로서 액추에이터의 첫번째 챔버로부터 가스의 순환을 허용한다. 상기 가스는 낮은 흐름률(flow rate)로써 실링조인트를 부분적으로 우회한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 슬롯은 또한 상기 그루브의 하나 이상의 측벽면 상에서 형성된 세그멘트를 포함한다. 이 경우, 상기 그루브는 스플릿링에 의하여 적어도 부분적으로라도 (경계가) 구분되어지되, 가령 상기 스플릿링은 일반적인 L 자 모양의 횡단면(transversal section)이 나타난다. 이러한 배열은, 특히, 상기 그루브 안쪽에서 실링조인트의 압축비(compression rate)가 상대적으로 높을 때, 액추에이터의 첫번째 챔버로부터 가스의 통과를 촉진시킨다.

필수적인 결합이 없이도 슬롯의 세그멘트들이 상기 그루브의 벽면들 내에 형성될 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 상기 슬롯은 그루브의 안쪽 내주면 전체에 걸쳐 연속적으로 확장된다(연장된다). 이러한 구성은, (가스)팽창챔버 내의 압력이 아주 높지 않고 피스톤의 그루브 내에서 (실링)조인트의 압축비가 매우 높은 경우일 지라도, 액추에이터의 첫번째 챔버로부터 가스의 통과를 허용한다. 스플릿링에 의해 적어도 부분적으로라도 그루브가 구분되어지는 경우, 가령, 상기 (스플릿) 링은 U 자 모양의 횡단면이 나타날 수 있다.

본 발명의 두번째 실시 태양에 따르면, 그루브는 상기 그루브의 벽면에서 조인트(실링조인트)가 근방에서 이격되어 이동되도록 적어도 하나 이상의 돌출부(protruding part)를 부분적으로(국부적으로) 포함한다. 이러한 방법에 있어, 가스의 조절된 통로는 조인트와 상기 그루브에 인접한 벽면 사이로 상기 돌출부의 양측에서 형성된다.

본 발명에서, 돌출부는 상기 그루브 벽면의 일반적인 평평한 곳 또는 회전하는 부분에서 상대적으로 두드러진 특정 부분을 의미하며, 예를들어 피스톤 그것 자체에 의해서; 또는 그루브의 바닥 및/또는 상기 그루브의 측벽면들 중 어느 하나 위치한 슬롯에 의해서; 또는 상기 그루브의 내측에 부착된 특정 부재에 의해서; 형성될 수 있다.

실시를 위한 특정 단순예에 따르면, 상기 돌출부는 가령, 금속스트립(metal strip, 금속조각)과 같이, 그루브 내에 부착된 부재(attached element)에 의해 형성된다.

이렇게 부착된 부재는 그루브의 벽면에 그것이 부착될 수 있도록 하나 이상의 접착부(adhesive portion)를 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 배치는 그루브 내에서 상기 '부착된 부재'의 위치를 유지시킬 수 있으며, 시간이 지나도 효과를 보장한다.

다른 실시예에 따르면, 액추에이터의 로드를 적어도 부분적으로 수용하는 두번째 챔버는, 첫번째 챔버(또는 가스팽창챔버)에 대향하여 피스톤의 일측으로 상기 액추에이터의 바디의 안쪽 표면에 의해서 정해진다. 이 경우, 조절된 통로는 가스가 액추에이터의 첫번째 챔버와 이러한 두번째 챔버 사이로 빠져나가게 배치된다.

일례로서, 상기 액추에이터의 두번째 챔버는 트리거링(장치의 발동)에 앞서서 외면(exterior)이 개방된다(외측으로 개방된다).

다른 예로서, 상기 두번째 챔버는 트리거링에 앞서서 외부로부터 닫히되(폐쇄되되), 액추에이터의 작동 동안에는 개방된다.

특히, 액추에이터의 두번째 챔버는 액추에이터 바디의 안쪽 표면에 접촉하며 로드에 의해 지지되는 블로킹수단(blocking means)에 의하여 외부로부터 격리될 수 있고, 액추에이터의 작동 동안에 그것(블로킹수단)은 두번째 챔버가 외부로 개방되는 위치로 이동된다. 실시예에 따르면, 상기 블로킹수단은 로드에 견고히 결합되고 상대적으로 후방쪽에 위치되어, 액추에이터의 작동 동안에 상기 블로킹수단은 두번째 챔버가 외부로 개방함에 따라 상기 바디의 외부로 이동된다.

두번째 챔버가 트리거링에 앞서 외부 공간에서 닫혔을 때, 액추에이터가 트리거되지 않은 기간(액추에이터의 작동이 유발되지 않는 기간) 전체 동안에 부식(corrosion)은 발생되지 않는다. 가스제너레이터(및 폭발형 가스제너레이터의 경우에는 폭발장약)은 외부(exterior)로부터 격리된다. 액추에이터의 내부 금속부재들은 특별한 내부식성 처리를 요구하지 않으며 비싸지 않은 금속들로 제조될 수 있다. 작동 후에, 두번째 챔버가 외부 공간으로 개방됐을 때, 첫번째 챔버에서 외부로의 가스 배출은 약간의 시간(액추에이터의 작동 시간보다 상대적으로 더 긴 시간)이 지난 후 상기 첫번재 챔버의 감압을 허용하며, 이에 따라서 액추에이터는 아주 수월하게 그것의 초기 위치로 복귀한다.

본 발명에서는 몇개의 모델들과 실시예들이 공개되었다. 그러나, 한정되지 않았다면, 특정 모드(mode)나 실시예와 관련하여 설명된 특징들은 다른 모드나 실시예로서 적용될 수도 있다.

본 발명의 다른 특징들 및 장점들은 아래에 묘사된 본 발명의 실시예들을 설명함에 따라 드러날 것이나 이에 제한되지는 않는다. 이러한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 이뤄진다.

도 1a 에는 트리거링 이전에 본 발명의 첫번째 실시예에 따른 액추에이터의 축방향 단면모습이 부분적으로 나타나고,
도 1b 는 트리거링 이후 도 1a 의 액추에이터를 도시하였으며,
도 2 는 도 1a 의 액추에이터에서 도 4 의 II 을 따라 축방향 단면모습을 부분적으로 나타내고,
도 3 은 도 2 의 피스톤을 III 에 따라 도시한 입면도(elevation)이며,
도 4 는 도 3 의 IV-IV 를 따른 방사면(radial section)을 나타내고,
도 6 과 7 은 본 발명의 첫번째 실시예의 첫번째 변형예를 나타내며,
도 8 과 9 는 본 발명의 첫번째 실시예의 두번째 변형예를 나타내고,
도 10 내지 12 는 본 발명의 두번째 실시예의 다른 변형예들을 나타내며,
도 13 내지 15 는 본 발명의 세번째 실시예를 나타낸다.

도 1a 에 도시된 바와 같은 트리거-스트로크 액추에이터(10)는 일반적인 원통형으로서 A 축을 갖는 바디(12)를 포함하되, 상기 바디는 바디(12)의 끝단(12a)에서 축방향을 따라 돌출되는 로드(16)에 연결되는 피스톤(14)을 수용한다. 또한, 상기 바디는 트리거링 명령에 응답하여 피스톤(14)을 추진시키기 위한 수단을 수용한다. 도시된 예에서, 이러한 수단은 피스톤(14)에 (반대측에서) 마주하여 바디(12) 내에 장착된 폭발형(pyrotechnic: 불꽃형) 가스제너레이터(18)에 의해 구성된다. 상기 가스제너레이터(18)는 로드(16)가 축방향으로 돌출되는 끝단(12a)의 반대쪽 바디의 끝단(12b)에 장착된다. 액추에이터의 첫번째 챔버 또는 가스팽창챔버(20)는 가스제너레이터(18)와 피스톤(14)의 마주하는 끝단 사이에 형성된다.

본 출원에서는, 별다른 특정이 없다면, 방사형 방향(radial direction)은 액추에이터(10)의 A 축에 직각을 이루는 방향으로서 A 축을 절단하는 방향이다. 또한, 축방향은 액추에이터(10)의 A 축에 평행한 방향이다. 추가적인 축과 방사형태(radial)는 미리 언급된 축과 방사형 방향을 참조하여 사용된다. 유사하게, 축면(axial plane)은 액추에이터의 A 축을 내포하는 면이고, 방사형 면(radial plane)은 이러한 축과 직각을 이루는 면이다. 추가적으로, 본 출원에서, 업스트림(upstream)과 다운스트림(downstream)은 액추에이터(10)의 바디(12)를 통하여 (업스트림에서부터 다운스트림으로) 피스톤(14)과 로드(16)의 상대적인 이동 방향으로 정해진다.

위에서 언급된 바와 같이, 상기 로드(16)은 보행자와의 전방 충격이 발생한 경우에 차량의 본넷을 들어올리기 위한 메커니즘(미도시)과 연결될 수 있다.

도 1(도 1a 와 도 1b)에 도시된 바와 같이, 로드(16)에 고정된 실링부재(sealing element)(22)는 바디(12)의 끝단(12a)에 배치되며, 상기 로드(16)는 외측으로 돌출된다. 상기 액추에이터(10)의 두번째 챔버(24)는 로드(16)의 구역 내에 수용되되, 로드(16)의 반대측 피스톤(14)의 끝단과 실링부재(22) 사이로 (경계가) 정해진다.

상기 피스톤(14)은 둘레를 따라서 원형의 그루브(30)가 형성되는 것을 포함하되, 밀봉재인 오링(O-ring)(40)이 장착된다. 예를 들어, 상기 원형의 그루브(30)는 축면과 사실상 직각인 면을 갖는다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 그것(그루브)은, 바닥(32); 방사형 면을 가지며 그루브(30)의 입구(inlet)(36a)로부터 바닥(32)까지 확장되는 업스트림 측벽면(34a); 그리고, 마찬가지로 방사형 면으로 형성되며 그루브(30)의 출구(outlet)(36b) 만큼 바닥(32)으로부터 확장된 다운스트림 측벽면(34b)을 포함한다. 상기 그루브(30)의 폭 'l1'은 상기 업스트림 측벽면(34a)과 다운스트림 측벽면(34b) 사이의 거리만큼으로 정해지며, 그것(그루브)의 깊이 'H1'는 피스톤(14)의 외주면에서부터 바닥(32)까지로 측량된다.

그루브(30)의 바닥(32)과 액추에이터 바디(12)의 내주면 사이에서 방사형 방향으로의 조인트(40)(상기 오링)의 압축은, 피스톤(14)과 액추에이터(12)의 바디 사이에 폐쇄를 보장한다.

본 발명의 첫번째 실시예가 더 상세하게 도시된 도 2 에 나타난 바와 같이, 슬롯(50)은 그루브(30)의 바닥(32)에 만들어진다. 설명된 예에서, 상기 슬롯(50)은 그루브(30)의 폭 'l1' 전체에 걸처 확장된(연장된) 하나의 세그멘트(51)를 포함한다.

상기 슬롯(50)은 매우 다양한 모양을 가질 수 있다. 그것(슬롯)의 길이 'L2', 그것의 폭 'l2' 및 그것의 깊이 'H2' 는 (실링)조인트의 압축비가 단지 부분적으로 수정될 정도만큼의 치수를 갖는다.

가령, 상기 슬롯(50)은 펀칭(punching) 공정에 의해서 형성될 수 있다. 그것은 그루브(30)의 바닥(32)에 힘을 가하는 장치를 적용함으로서 제조된다. 상기 슬롯(50)의 형태는 장치의 구성 및 가해지는 힘에 의존한다. 설명된 예에서, 상기 슬롯(50)은 도 4 에 상세하게 도시된 바와 같이 V 자 모양의 횡단면을 갖는다(즉, 방사형의 면 상에서 생성된다).

또한, 상기 슬롯(50)은 특히 밀링(milling) 또는 널링(knurling)과 같은 기계장치에 의하여 생산될 수도 있다.

일례로서, 상기 슬롯(50)은 축면에서 전체적으로 형성된다. 다른 변형예들에 따르면, 상기 슬롯(50)은 그루브(30) 내에서 다르게 배치될 수도 있다.

상기 액추에이터(10)의 작동은 도 1a 와 도 1b 을 참조하여 더 상세하게 설명될 것이다.

도 2 의 예에서, 그루브(30) 내에서 상기 조인트(40)의 압축비는, 조인트(40)와 그루브(30)의 측벽면들(34a, 34b) 사이에 완벽한 밀폐를 보증할 정도의 것은 아니다. 그러므로, 가스팽창챔버(20) 내부의 압력이 충분할 경우, (도 2 의 화살표로 표시된 바와 같이) 가스는 그루브(30)의 업스트림 측벽면(34a)과 실링조인트(40) 사이 그리고, 실링조인트(40)와 그루브(30)의 다운스트림 측벽면(34b) 사이를 순환할 수 있다. 상기 슬롯(50)은 가스팽창챔버(20)로부터 그루브(30)의 바닥에서 실링조인트(40)를 우회하여 가스가 유동하게 한다.

적당한 누수율(leak rate), 실링조인트(40)의 치수와 형태, 그것(실링조인트)의 압축비 및 그것의 경도(hardness)에 따라, 상기 슬롯(50)은 아주 다른 모양들과 치수들을 가질 수 있다. 일반적으로, 'L2' 길이 및 'l2' 폭을 갖는 상기 슬롯(50)의 형태는, 가스팽창챔버(20)로부터 두번째 챔버(24)로 가스의 통과를 허용하도록 실링조인트(40)의 크기와 경도에 따른 기능에 따라서 선택된다. 슬롯(50)의 깊이 'H2' 는 적당한 누수율에 따라서 선택된다.

액추에이터(10)의 트리거링 이전에, 첫번째 챔버(20)와 두번째 챔버(24)는 실링부재(22)에 의해서 외부로부터 차단된다. 결과적으로, 상기 슬롯(50)이 액추에이터(10)의 첫번째 챔버(20)와 두번째 챔버(24) 사이에 통로를 형성할 지라도, 상기 액추에이터(10)는 외부로부터 보호되며 특히 부식으로부터 보호된다. 상기 가스제너레이터(18)의 폭발장약도 보존된다.

(가령, 충돌 센서들로부터의) 트리거링 명령에 응답하여 액추에이터(10)가 발동했을 때, 가스팽창챔버(20) 내에서 압력의 상승은 피스톤(14) 및 로드(16)의 이동을 유발하며, 이에 따라서 차량의 본넷은 들여올려진다. 상기 슬롯(50)의 치수는, 가스팽창챔버(20)로부터(도 1a 에서 피스톤의 왼쪽으로부터) 액추에이터(10)의 두번째 챔버(24)로(도 1a 에서 피스톤의 오른쪽으로) 상기 슬롯(50)을 통하여 통과하는 가스의 흐름율이 작거나 가스제너레이터(18)의 흐름율과 비교하여도 매우 작은 정도이다(상기 슬롯의 치수는 슬롯을 통한 가스의 흐름을 약하게 하는 정도이거나 가스제너레이터에서의 가스 흐름과 비교하여도 매우 약한 정도이다). 결과적으로, 가스제너레이터(18)에 의해서 생성된 가스는 가스팽창챔버(20) 내에서 효과적으로 압력을 증가시키며, 액추에이터(10)가 작동하는 기간과 그 후에, 두번째 챔버(24)로 낮은 흐름율로 누출되는 동안 액추에이터(10)의 작동을 보장한다.

도 1b 에 도시된 바와 같이, 로드(16)에 고정되며 초기에는 액추에이터 바디(12)의 끝단(12a)에 위치한 실링부재(22)는, 상기 로드(16)의 이동에 따라 영향을 받아 액추에이터 바디(12)에서 확장된다(이탈된다). (이에 따라) 상기 액추에이터(10)의 두번째 챔버(24)는 외면으로(외부로) 개방된다.

액추에이터가 오작동에 의해 트리거됐을 때, 가령 (충격이 발생하지 않아서) 차량의 본넷 자체의 무게에 의해서 또는 사용자의 적절한 조작에 의해서 초기 위치로 되돌아와야 할 때, (도 1b 에 도시된 바와 같이 실링부재(22)의 이탈에 기인하여) 상기 슬롯(50)은 피스톤(14)의 이동을 유발한 가스의 외부 배출을 위해 누출포트(leakage port)를 구성한다.

(미도시된) 다른 실시예에서, 상기 액추에이터(10)의 두번째 챔버(24)는 액추에이터(10)의 트리거링 이전에 개방될 수도 있다. 두번째 챔버(24)는 가스팽창챔버(20)의 반대측에서 액추에이터 바디(12)의 내주면 표면과 로드(16) 사이로 정해진다. 그러나, 이 경우, 상기 액추에이터(10)의 밀폐는 보장되지 않는다.

도 6 과 7 은 본 발명의 첫번째 실시예의 첫번째 변형예를 나타낸다. 참조 표시(번호 및 문자)는 도 1 내지 5 의 것들과 동일한 구성요소로서 대응되며 후술되는 상세한 설명에 기재되는 것과 동일하다.

변형예에 따르면, 그루브(30)의 바닥에 첫번째 세그멘트를 포함하는 슬롯(50')은, 또한 상기 그루브(30)의 측벽면들 중 어느 하나까지 연장된다.

도시된 예에서, 상기 슬롯(50')은, 그루브(30)의 바닥(32)에서 형성되고 상기 그루부의 전체 폭(넓이)에 거쳐 확장된 첫번째 세그멘트(51'); 그리고, 상기 그루브(30)의 다운스트림 측벽면(34b)에 형성되되 상기 그루브(30)의 출구(36b)까지 첫번째 세그멘트(51')로부터 확장된 두번째 세그멘트(52');에 의해서 구성된다. 이러한 예에서, 상기 슬롯(50')은 축면 상에서 전체적으로 형성된다.

(미도시된) 다른 예에 따르면, 상기 그루브의 바닥에서 첫번째 세그멘트를 포함하는 슬롯(50')은, 다운스트림 측벽면(34b)까지는 연장되지 않으나 그루브(30)의 업스트림 측벽면(34)에서 연장된다. 예를 들어, 상기 슬롯(50')은, 그루브(30)의 바닥(32)에 형성되며 상기 그루브의 전체 폭에 걸쳐 확장된 첫번째 세그멘트(51);와, 상기 그루브(30)의 업스트림 측벽면(34a)에 형성되되 첫번째 세그멘트(51')로 부터 상기 그루브(30)의 입구(36a)로 확장된 두번째 세그멘트;를 포함한다.

도 8 과 9 는 본 발명의 첫번째 실시예의 두번째 변형예를 나타낸다. 참조 표시(번호 및 문자)는 도 1 내지 5 의 것들과 동일한 구성요소로서 대응되며 후술되는 상세한 설명에 기재되는 것과 동일하다.

이러한 변형예에 따르면, 슬롯(50'')은, 그루브(30)의 업스트림 측벽면(34a)에 형성된 첫번째 세그멘트(53''); 상기 그루브(30)의 바닥(32)에 형성된 두번째 세그멘트(51''); 그리고, 상기 그루브(30)의 다운스트림 측벽면(34b)에 형성된 세번째 세그멘트(52'')를 포함한다. 예를 들어, 상기 슬롯(50'')은 피스톤(14)의 그루브(30) 외형 전체에 걸쳐 도 8 에 도시된 바와 같이 "U 자 형태" 구성을 갖도록 확장된다. 다시 말해, 첫번째 세그멘트(53'')는 그루브의 출구(36a)에서부터 그루브(32)의 바닥으로 확장되고, 상기 첫번째 세그멘트(53'')에서 연장된 두번째 세그멘트(51'')은 그루브(30)의 폭 전체에 거쳐 확장되며, 상기 두번째 세그멘트(51'')에서 연장된 세번째 세그멘트(52'')는 그루브(30)의 바닥(32)에서부터 그루브(30)의 출구(36b)까지 확장된다.

도 10 내지 12 는 본 발명의 두번째 실시예를 나타낸다. 참조표시는 도 1 내지 9 의 것들과 동일한 구성요소로서 대응되며 후술되는 상세한 설명에 기재되는 것과 동일하다.

이러한 두번째 실시예에 있어서, 도 10 에 도시된 바와 같이, 슬릿(150)을 갖는 (가령, 금속재로 만들어진) 링(160)은, 피스톤(14)의 주변 캐비티(peripheral cavity)(190)에 장착된다.

실링조인트(40)를 수용하도록 의도된 그루브(130)는 피스톤(14)과 상기 링(160) 둘 모두에 의해서 경계가 정해진다.

더 상세하게는, 상기 그루브(130)의 바닥은, 스플릿링(160)의 원통부(cylindrical portion)(161)와 그것의 두개의 측면들에 의해서; 그리고, 피스톤(14)의 주변 캐비티(190)에 마주하는 두 개의 면들에 의해서; 형성된다.

상기 그루브(130)의 바닥에서, 링(160)의 슬릿(150)은, 도 1 내지 5 와 관련하여 이전에 설명된 도면부호 50 과 동일한 기능을 수행하는 슬롯을 형성한다.

이러한 두번째 실시예에 있어서, 상기 슬롯(슬릿)(150)의 깊이(depth)는 링(160) 두께에 따른 변수이고, 그것(링)의 폭은 슬릿(150)의 폭에 대한 변수이며, 링(160)의 사실상 축방향 면들의 경사도(inclination) 또는 정렬도(alignment)에 따른 횡단면은 슬릿(150)의 벽면들을 형성한다. 이러한 특징들은, 적정한 누수비(leak rate), 실링조인트(40)의 치수와 형태 그리고 그것(실링조인트)의 압축비와 경도(hardness)에 따라서 선택된다.

이전의 실시예에서 언급된 바와 같이, 슬롯(150)의 형태 및 그것의 길이와 폭은 가스팽창챔버(20)에서부터 두번째 챔버(24)로 가스가 통과 가능하도록 실링조인트(40)의 치수와 경도의 기능에 따라서 선택된다. 상기 슬롯(150)의 깊이는 바람직한 누수비에 따라 선택된다.

도 10 의 예에서, 상기 링(160)은 (가로지르는 방향으로) 사각형상의 단면을 갖지만, 도 11 과 12 의 변형예와 같이, 가로지르는 방향으로 직각 단면(즉, L 모양)이나 U 모양을 갖는 경우도 있을 뿐만 아니라, 피스톤(14) 원주의 캐비티(190)의 형상에 따라 다른 단면이 채택될 수도 있다.

도 11 의 예에서, 슬릿(150')이 형성된 링(160')은 피스톤(14)의 주변 캐비티(190)에 장착된다. 이전에 설명된 링(160)과 같이, 그것은 주변 캐비티(190)의 바닥에 위치하도록 채택된 원통부(161')을 포함한다.

그것은, 가령, 캐비티(190)의 다운스트림 측벽면에 맞닿게 되도록 의도되어 외측의 방사형으로 확장된 방사부(annular part)(162')를 또한 포함한다.

그러므로, 그루브(130')가 형성된 그 곳에는 업스트림 측벽면이 피스톤(14)에 의해 형성되고, 링(160')의 원통부(161')에 의해 바닥이 형성되며, 다운스트림 측벽면은 링(160')의 방사부(radial part)(162')에 의해 형성된다.

도 11 에 도시된 바와 같이, 상기 슬릿(150')은, 그루브(130')의 바닥에서 첫번째 세그멘트(151')에 의해서 그리고 (즉, 가스압류량(gas pressure flow)에 관계된 조인트(40)의 출구측) 그루브(130')의 다운스트림 측벽면에서 두번째 세그멘트(152')에 의해서 형성된다. 여기에서 상기 슬롯(150')은, 도 5 와 6 에서 이전에 설명된 것과 관련하여, 도면부호 50' 의 슬롯과 동일한 기능을 수행한다.

(미도시된) 다른 실시예에 따르면, 링(160')의 방사부(162')는 이번에는, 가스압류량과 관련하여 조인트(40)의 입구측에 슬롯(150')이 위치하도록 그루브(130)의 업스트림 측벽면을 형성한다.

도 12 의 예에서, 슬릿(150'')이 형성되며 U 자모양의 횡단면을 갖는 링(160'')은 피스톤(14) 원주의 캐비티(190)에 장착된다.

상기 링(160'')은, 주변 캐비티(190)의 바닥에 위치하도록 채택된 원통부(161''), 그리고 상기 캐비티(190)의 다운스트림 측벽면에 맞닿도록 의도되어 방사형으로 확장된 첫번째 파트(162'')를 포함한다. 하지만, 이전 예의 링(160')과는 구별된다, 즉, 상기 캐비티(190)의 업스트림 측벽면에 맞닿도록 디자인되어 방사형으로 확장된 두번째 파트(163'')을 또한 더 포함한다.

그러므로, 그루브(130'')가 형성되되, 링(160'')의 원통부(161'')에 의해 바닥이 형성되고, 상기 링(160'')의 두번째 방사형 파트(163'') 및 첫번째 방사형 파트(162'')에 의하여 업스트림 측벽면과 다운스트림 측벽면이 각각 형성된다.

상기 슬릿(150'')은, 그루브의 바닥에 형성된 첫번째 세그멘트(151''); 그루브의 다운스트림 측벽면에 형성된 두번째 세그멘트(152''); 그루브(130'')의 업스트림 측벽면에 형성된 세번째 세그멘트(153'');을 포함하는 슬롯을 형성한다.

도시된 예들에 따르면, 바람직한 스플릿링의 원통부는 피스톤(14)의 주변 캐비티(190)의 폭과 사실상 동일한 폭을 갖되, 요구되는 경우에 따라서, 바닥에서부터 상기 캐비티의 입구 또는 출구로 확장될 수 있을 정도로 충분한 높이를 갖는 방사부 또는 방사부들을 갖는다. 그러나, 예들로서 위에서 설명된 링들(160, 160', 160'')의 치수들(dimensions)은 제한되지 않으며, 특히 원통부의 폭이나 방사부(들)의 높이는 수정될 수도 있다.

도 13 내지 15 는 본 발명의 세번째 실시예를 나타낸다. 참조표시는 도 1 내지 12 의 것들과 동일한 구성요소로서 대응되며 후술되는 상세한 설명에 기재되는 것과 동일하다.

세번째 실시예 및 이전에 설명된 바에 따르면, 피스톤(14)의 외주면에 형성된 그루브(230)는 실링조인트(40)가 장착되도록 의도된다. 도면들에 도시된 예에서, 상기 그루브(230)는 하나의 바닥(232)과 두 개의 측벽면들(234a, 234b)을 갖는다.

도 13 에 도시된 바와 같이, 그루브(230)의 내에서는 돌출부(protruding part)(280)를 형성하도록 부재가 수용되되, (상기 돌출부는) 이러한 그루브 내부에서 실링조인트(40)의 단면을 부분적으로(국부적으로) 축소시킨다.

특히 그것의 폭(l3)에 관련하여 '부착된 부재'의 치수는, 조인트(40)의 압축비가 부분적으로 수정될만큼으로 선택된다(도 15 참조).

실시예에 있어서, 부착된 부재(280)는 그루브(230)의 형상을 위해 채택되되 실링조인트(40) 아래에 위치될 수 있도록 U 자모양으로 접힌 스트립(strip)이며, 상기 U 의 저면(282)은 그루브(230)의 바닥(232)에 맞닿아 놓이고, 그것의 날개들(284a, 284b)는 그루브(230)의 업스트림 측벽면(234a)과 다운스트림 측벽면(234b)에 맞닿아 놓인다.

도 14 에 도시된 바와 같이, 상기 실링조인트(40)는 부착된 부재(280)의 수준(크기)에서 계속적으로 변형된다, 즉, 그루브(230)의 바닥(232)에서 부분적으로 들어올려진다.

가스의 조절된 통로를 형성하는 각각의 공간(271, 272)은, 실링조인트(40)와 그루브(230)의 벽면 사이에서 부착된 부재(280)의 양측으로 유지된다.

예를들어, 스트립(280)은 각각의 통로(271, 272)를 구비하도록 U 자 모양을 갖으며, 그것은(통로는) 그루브(230)의 바닥(232)에 있는 첫번째 세그멘트, 그루브(230)의 다운스트림 측벽면(234b)에서 연속되는 두번째 세그멘트, 그리고 그루브(230)의 업스트림 측벽면(234a)에서 연속되는 세번째 세그멘트를 포함한다.

액추에이터의 첫번째 챔버와 두번째 챔버 사이의 가스 누출비는, (그 중에서도) 부착된 부재(280)의 두께(e1)에 따라 작용할 것임은 명확하게 이해될 것이다. 부착된 부재(280)가 더 두꺼울수록 조인트(40)는 그루브(230)의 바닥 또는 측벽면들에서 이격될 것이며, 가스의 누출 통로들(171, 172)은 견고한 단면을 갖게될 것이다.

다른 실시예에 따른 상기 부착된 부재는 U 자모양과 다른 형태를 가질 수도 있음이다. 예를 들어, 상기 부착된 부재는 L 자 모양의 단면을 가질 수 있고, 그루브의 바닥면에 맞닿아 위치하도록 의도된 사실상 평평한 부분을 포함할 수도 있다.

상기 피스톤(14)의 곡면에 적합하도록 상기 스트립(280)의 저면은, 도 14 에 도시된 바와 같이 약간의 오목함을 갖는 것이 바람직하다.

상기 스트립(280) 위에서 오링(40)에 작용하는 압력은 그루브(230) 안쪽에서 후자의(스트립의) 위치를 유지시키도록 분포된다. 그러나, 그루브의 벽면들에 접촉하도록 의도된 모든 면이나 면들에 스트립(280)이 부착(접착)되는 것이 유용할 수도 있다. 이는 액추에이터의 조립이나 수명 전체 동안에 그루브(230) 안쪽에서 (스트립이) 적절하게 위치되는 것을 보장한다.

Claims (17)

1. 피스톤(14)과 로드(16)가 수용된 바디(12); 및 상기 피스톤(14)과 마주하도록 바디(12) 내에 장착된 가스제너레이터(18);를 포함하되, 상기 가스제너레이터는 가스제너레이터와 피스톤 사이에 형성되는 첫번째 챔버(20)로 압력을 가할 수 있으며, 상기 피스톤(14)은 외주면에 그루브(30)가 구성되고, 바디(12) 내에서 상기 그루브에는 실링조인트(40)가 장착되며, 상기 첫번째 챔버(20)에서 가스를 배출하도록 채택되는 조절된 통로(50, 50', 50'', 150, 150', 150'', 171, 172)는 실링조인트(40)과 그루브(30, 130, 130', 130'', 230)의 벽면 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 트리거-스트로크 액추에이터.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 조절된 통로는 그루브(30, 130, 130', 130'')의 벽면에 형성된 하나 이상의 슬롯(50, 50', 50'', 150, 150', 150'')을 포함하는 것을 특징으로 하는 트리거-스트로크 액추에이터.
   
3. 제 2 항에 있어서, 상기 슬롯(50, 50', 50'')은 피스톤(14)에 형성된 것을 특징으로 하는 트리거-스트로크 액추에이터.
   
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 그루브(130, 130', 130'')의 벽면들 중 어느 한 곳은 스플릿링(160, 160', 160'')에 의해 형성되고, 상기 슬롯(150, 150', 150'')은 상기 스플릿링의 슬릿에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 트리거-스트로크 액추에이터.
   
5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 그루브(30, 130, 130', 130'')는, 바닥(32); 및 각각이 상기 그루브(30)의 입구(36a)에서부터 바닥(32)으로 확장되거나 상기 바닥(32)에서부터 그루브(30)의 출구(36b)로 확장되는 두 개의 측벽면들(34a, 34b);을 가지며, 상기 슬롯은 그루브(30, 130, 130', 130'')의 바닥(32)에 형성된 세그멘트(51, 51', 51'', 151, 151', 151'')을 포함하는 것을 특징으로 하는 트리거-스트로크 액추에이터.
   
6. 제 5 항에 있어서, 상기 슬롯은 그루브의 측벽면들(34a, 34b) 중 적어도 어느 하나 이상에 형성된 세그멘트(52', 52'',53'', 152', 152'', 153'')를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트리거-스트로크 액추에이터.
   
7. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 슬롯(50'', 150'')은 그루브(30, 130'')의 내측 전체에 걸쳐서 연속적으로 연장되는 모양인 것을 특징으로 하는 트리거-스트로크 액추에이터.
   
8. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 슬롯(50, 50', 50'')은 V 자 모양의 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 트리거-스트로크 액추에이터.
   
9. 제 1 항에 있어서, 상기 그루브(30)는 하나 이상의 돌출부(280)를 국부적으로 포함하되, 상기 그루브(230)에 인접한 벽면과 실링조인트(40) 사이로 상기 돌출부의 양측에서 가스 배출용 조절된 통로가 형성되도록 상기 돌출부는 실링조인트를 그루브(230)의 벽면에서 이격시키는 것을 특징으로 하는 트리거-스트로크 액추에이터.
   
10. 제 9 항에 있어서, 상기 돌출부(280)는 그루브(230)에 부착된 부재에 의해서 형성되는 것을 특징으로 하는 트리거-스트로크 액추에이터.
    
11. 제 10 항에 있어서, 상기 부착된 부재(280)는 그루브(230)의 면에 적합한 "U 자" 모양의 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 트리거-스트로크 액추에이터.
    
12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 부착된 부재(280)는 금속스트립인 것을 특징으로 하는 트리거-스트로크 액추에이터.
    
13. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 부착된 부재(280)는 그루브(230)의 벽면에 접착될 수 있는 접착부(adhesive portion)를 적어도 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 트리거-스트로크 액추에이터.
    
14. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 두번째 챔버(24)는, 피스톤(14)의 일측인 상기 첫번째 챔버(20)의 반대측으로 상기 로드(16)가 최소한 부분적으로라도 수용되는 부분에서 액추에이터의 바디(12)의 내측면에 의해 형성되되,
    조절된 통로(50, 50', 50'')는 상기 첫번째 챔버(20)와 두번째 챔버(24) 사이로 가스를 배출시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 트리거-스트로크 액추에이터.
    
15. 제 14 항에 있어서, 트리거링 이전에, 상기 두번째 챔버(24)는 외부로 개방된 것을 특징으로 하는 트리거-스트로크 액추에이터.
    
16. 제 14 항에 있어서, 트리거링 이전에, 상기 두번째 챔버(24)는 바디(12)의 내주면에 접촉하는 블로킹수단(22)에 의하여 외부로부터 초기에는 차폐되되, 상기 블로킹수단(22)은 로드(16)에 지지되어 액추에이터(10)의 작동 동안에 블로킹수단과 로드는 두번째 챔버(24)가 외부로 개방되는 위치로 이동되는 것을 특징으로 하는 트리거-스트로크 액추에이터.
    
17. 제 1, 2, 3, 9, 10, 11 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스제너레이터(18)는 폭발형 가스제너레이터(pyrotechnic gas generator)인 것을 특징으로 하는 트리거-스트로크 액추에이터.
    

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