KR20190085103A - 가스 발생기, 에어백 모듈 및 모터 차량 안전 시스템 - Google Patents

가스 발생기, 에어백 모듈 및 모터 차량 안전 시스템 Download PDF

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세바스티안 비에르비르스
요하네스 에브너
마틴 오베르스타르
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티알더블유 에어백 시스템즈 게엠베하
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Abstract

본 발명은, 점화기(31)를 구비하는 점화 유닛(30), 축 방향으로 점화 유닛(30) 하류에 배치되어 있는 챔버(20) 및 디퓨저(42)를 포함하며 축 방향으로 챔버(20) 하류에 배치되어 있는 디퓨저 챔버(40)를 포함하는 인플레이터(10)로, 점화기-사이드 단부(51) 및 디퓨저-사이드 단부(52)를 구비하는 연소실 스크린(50)이 챔버(20) 내에 배치되어 있되, 연소실 스크린(50)은 점화기(31)로부터 디퓨저(42)를 향해 인플레이터(10)의 길이 방향(L)으로 테이퍼져 있는 특히 원뿔형인 인플레이터에 관한 것이다.

Description

가스 발생기, 에어백 모듈 및 모터 차량 안전 시스템
본 발명은 인플레이터(inflator)에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 본 발명에 따른 인플레이터를 포함하는 에어백 모듈 및 본 발명에 따른 인플레이터 또는 본 발명에 따른 에어백 모듈을 포함하는 모터 차량 안전 시스템에도 관한 것이다.
인플레이터가 연소실 스크린을 포함하고 있다는 것은 잘 알려져 있다. 연소실 스크린은 인플레이터가 작동할 때에 형성되어 인플레이터 내에 형성되는 연소 가스의 가스 유동 내에서 운송될 수 있는 클링커(clinker) 또는 추진 입자들을 억누르는 데에 특히 사용된다. 연소실 필터로도 호칭되는 종래의 연소실 스크린은 종종 연소실 스크린을 관통하는 가스 유동이 불균일하여 클링커 또는 추진 입자들의 억누름 또는 필터링과 관련된 필터링 효과가 불균일할 수 있다는 단점이 있다. 또한, 추진제를 위한 공간이 종종 연소실 스크린의 공지의 디자인에 의해 상당히 제한된다.
인플레이터의 챔버 내에서 바람직하기로는 연소실 또는 필터실 내에서의 유동 특히 연소 가스의 유동을 최적화하기 위한 지속적인 드라이브가 있다. 또한, 추진제 특히 추진제 베드를 위해 가능하면 넓은 공간 또는 넓은 구조 공간을 확보하는 것이 종종 필요하다.
본 발명의 목적은 연소실 스크린을 포함하는 개발된 인플레이터로, 특히 인플레이터의 챔버 내 특히 가스실 내에서 유동이 최적화된 인플레이터를 제공하는 것이다. 또한, 연소실 스크린의 스크리닝 또는 필터링 면은 그 면을 통해 균일하게 흐르게 하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 다른 목적은 인플레이터가 용이하게 제작될 수 있도록 하는 것 특히 인플레이터 내부에 연소실 스크린을 용이하게 조립할 수 있도록 하는 것이다. 이와 동시에, 최대 공간 또는 구조물 공간은 챔버 내에 존재하는 추진제를 위해 제공되는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명의 목적은 개발된 인플레이터를 포함하는 에어백 모듈 및 모터 차량 안전 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 본 발명 목적은 청구항 제1항의 주제인 인플레이터, 청구항 제12항의 주제인 에어백 모듈 및 청구항 제13항의 주제인 모터 차량 안전 시스템에 의해 달성된다.
전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 점화기를 포함하는 점화 유닛, 축 방향으로 점화 유닛 하류에 배치되어 있는 챔버 및 축 방향으로 챔버 하류에 배치되어 있으며 디퓨저에 의해 둘러싸여 있는 디퓨저 챔버를 제공하는 인플레이터를 제공한다. 인플레이터는 점화기-사이드 단부 및 디퓨저-사이드 단부를 구비하며, 챔버 내에 배치되어 있는 연소실 스크린을 또한 포함한다. 연소실 스크린은 점화기로부터 디퓨저를 향해 인플레이터의 길이 방향으로 테이퍼져 있는데 특히 원뿔형으로 되어 있다.
챔버는, 인플레이터가 작동하지 않을 때 즉 작동하기 전에 가압되어 있는 압축 가스 또는 압축 가스 혼합물을 포함하는 압축 가스 챔버일 수 있다. 이에 따라 본 발명에 따른 인플레이터는 하이브리드 인플레이터일 수 있다. 또한 챔버는 추진제 외에도 인플레이터가 점화식 인플레이터(pyrotechnical inflator)일 수 있도록 단지 대기압만을 포함하는 연소실일 수도 있다.
챔버 벽 특히 압축 가스실의 벽은 인플레이터의 외부 하우징의 일부이다.
본 발명에 따라 설계된 연소실 스크린으로 인해, 한편으로는, 인플레이터가 작동한 후에 연소실 내에 형성되는 연소 가스의 가스 유동이 최적화된다. 또한, 연소실 스크린의 스크린 또는 필터 면이 최적 방식으로 특히 균일하게 사용된다.
연소실 스크린은 확장된 금속 및/또는 천공 시트 및/또는 직물로 제작될 수 있다. 연소실 스크린은 특히 테이퍼진 콘 세그먼트 특히 원뿔대 세그먼트일 수 있다. 연소실 스크린의 길이는 특히 챔버 길이의 1/4에 대응될 수 있고, 특히 챔버 길이의 1/3에 대응될 수 있으며, 특히 챔버 길이의 절반에 대응될 수 있다. 연소실 스크린의 길이는 연소실 스크린의 길이 방향 연장부 즉 연소실 스크린의 점화기-사이드 단부로부터 디퓨저-사이드 단부까지의 연장부에 대응한다.
직경이 최대인 연소실 스크린의 일부분 특히 연소실 스크린의 점화기-사이드 단부의 크기는 (약간) 가압-조립될 때(press-fit), 연소실 스크린이 챔버의 챔버 벽 내면 위에 인접하도록 하는 크기일 수 있다.
연소실 스크린의 점화기-사이드 단부는 점화기 위에 인접하지 않는 것이 바람직하다. 그 보다는, 연소실 스크린의 단부가 점화 유닛을 향하고, 점화기 유닛 방향으로 배향된다. 연소실 스크린의 디퓨저-사이드 단부는 디퓨저 챔버 위에 인접하지 않는 것이 바람직하다. 그 보다는, 연소실 스크린의 디퓨저-사이드 단부는 디퓨저 챔버 방향을 지시하는 연소실 스크린의 단부이고, 디퓨저 챔버 방향으로 배향된다. 연소실 스크린 특히 연소실 스크린의 점화기-사이드 단부는, 챔버 내에 존재하는 어떠한 추진제도 연소실 스크린의 외면과 챔버의 챔버 벽 내부 사이로 침투하지 못하게 설계되며 그러한 크기인 것이 바람직하다.
연소실 스크린은 필터 백으로도 호칭될 수 있다. 연소실 스크린의 형상은 회전-대칭인 원뿔대(truncated cone)인 것이 바람직하다. 연소실 스크린의 내부 즉 연소실 스크린 내면에 의해 형성되는 중공 부분 내에 추진제(propellant) 특히 추진 정제(tablet) 및/또는 추진 펠릿 및/또는 추진 입상물 및/또는 추진 링 및/또는 바람직하게는 압출된 몰딩체 형태의 추진제가 제공될 수 있다. 점화 유닛과 연소실 스크린 사이의 챔버 부분은 추진제로 균등하게(완전하게) 채워질 수 있다.
연소실 스크린과 챔버 벽 내면 사이에 형성되며 연소 가스가 통과하여 유동할 수 있는 간극의 단면은 인플레이터의 길이 방향으로 바람직하기로는 연소 가스의 메인 유동 방향으로 증가하되 특히 연속적으로 증가하는 것이 바람직하다. 연소 가스의 메인 유동 방향은 인플레이터의 종축과 실질적으로 평행하게 연장한다. 연소 가스가 유동할 수 있는 단면은 특히 연소실 스크린의 외면과 챔버 벽의 내면 특히 연소실 스크린을 둘러싸고 있는 챔버 벽 부분의 내면 사이에 형성될 수 있다.
연소실 스크린에는, 연소 가스가 내부로부터 즉 연소실 스크린의 종축으로부터 시작하여 외부로 즉 연소실 스크린 외면 방향으로 흐를 수 있는 필터 면이 원주 방향으로 완전하게 형성되어 있는 것이 바람직하다. 인플레이터가 작동하는 경우, 연소 가스 또는 각 가스가 연소실 스크린의 필터 면을 통과하여 흐를 때, 가스는 챔버의 디퓨저-사이드 단부 방향으로 상기 유동 단면을 통과하여 유동할 수 있다.
연소실 스크린의 점화기-사이드 단부로부터 연소실 스크린의 디퓨저-사이드 단부를 향해 바라보았을 때, 연소실 스크린과 챔버 벽 내면 사이의 유동 단면이 연소실 스크린의 전장 또는 길이 방향 연장부를 따라 연속적으로 증가하기 때문에, 가스의 유속이 증가하지 않으면서 가스가 간극 내로 유입될 수 있다. 이러한 사실 때문에, 필터 면 전체에 걸쳐 연소실 스크린을 통과하는 유동이 균일하게 되어 최적으로 사용될 수 있다.
즉, 연소실 스크린과 챔버 벽 내면 사이에 형성되며 연소 가스가 통과하여 유동할 수 있는 간극의 단면은 인플레이터의 길이 방향으로 바람직하기로는 연소 가스의 메인 유동 방향으로 증가하되 특히 연속적으로 증가한다. 간극은 연소실 스크린의 외면을 둘러싸고 있다.
본 발명에 따른 연소실 스크린의 구성으로 인해, 챔버 출구 단부에서 그리고 연소실 스크린의 디퓨저-사이드 단부 영역 내에서의 배압 발생이 방지된다.
본 발명의 일 실시형태에서, 연소실 스크린은 디퓨저-사이드 단부에서 특히 전체 원주방향으로 형성된 플랜지를 포함할 수 있다. 플랜지는 예컨대 링-형상일 수 있다. 플랜지는 회전 대칭인 것이 바람직하다. 플랜지 내에 가스 배출 개구들이 형성될 수 있다. 또한, 플랜지는, 플랜지가 챔버 벽 내면 위에 인접할 때, 가스 유동 개구를 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 플랜지의 에지는 리세스를 포함할 수 있으며, 이 리세스에 의해 플랜지가 챔버 벽 내면 위에 인접할 때 가스 유동 개구들이 형성된다. 연소실 스크린의 플랜지는 특히 연소실 스크린을 고정시키는 기능을 하며, 플랜지는 인플레이터를 제작하면서 연소실 스크린을 조립하는 중에 연소실 스크린의 센터링 보조물 또는 다른 위치설정 보조물로서도 기능한다.
또한, 연소실 스크린은 디퓨저-사이드 단부에서 견부 요소 위에 안착되거나 인접될 수 있다. 견부 요소는 특히 중공-원통형 또는 중공 원뿔대 형상의 중간 가스 챔버를 포함한다. 중간 가스 챔버는 전술한 간극으로부터 챔버로 특히 압축 가스 챔버 출구 또는 연소실 출구로 유체 연통하게 형성될 수 있다. 중공-원통형 또는 중공 원뿔대 형상의 중간 가스 챔버는 특히 가스 유동 개구들을 포함하는 (회전 대칭) 벽으로 형성된다. 따라서, 가스가 전술한 간극으로부터 중공-원통형 또는 중공 원뿔대 형상의 중간 가스 챔버로 흐를 수 있다.
연소실 스크린의 플랜지는 견부 요소에 연결되는 것이 바람직할 수 있다.
연소실 스크린이 플랜지를 구비하지 않는 일 실시형태에서, 견부 요소는 견부 플랜지를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 견부 플랜지도 회전 대칭일 수 있다. 견부 플랜지는 가스 유동 개구들을 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 실시형태에서, 견부 플랜지는, 견부 플랜지가 챔버 벽 내면 위에 인접할 때 가스 유동 개구들이 형성되도록 리세스를 포함하는 원주방향 에지를 구비할 수 있다.
견부 요소는 점화 유닛을 향하며, 그 안쪽으로 연소실 스크린의 디퓨저-사이드 단부가 삽입되는 슬리브 부분을 포함할 수 있다. 이러한 슬리브 부분은 전술한 견부 플랜지와 조합되는 것이 바람직하다. 슬리브 부분은 슬리브의 개구가 점화 유닛 방향으로 형성되어 연소실 스크린의 디퓨저-사이드 단부가 슬리브 부분 내로 삽입, 장착 또는 프레싱되도록 구성되는 것이 바람직하다. 연소실 스크린의 디퓨저-사이드 단부는 견부 요소 위에 안착하여 견부 요소와 접촉하는 것이 바람직하다. 특히, 연소실 스크린의 디퓨저-사이드 단부는 견부 플랜지와 접촉할 수 있다.
견부 요소는 특히 연소실 스크린을 축 방향으로 지지하는 요소로서 기능한다. 중공의 원뿔대 형상 또는 중공-원통형 중간 가스실을 형성하는 벽은 챔버 특히 압축 가스 챔버 또는 연소실 내면에 연결되거나 인접하는 것이 바람직하다.
연소실 스크린이 단편으로 즉 견부 요소와 일체로(monolithically) 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 연소실 스크린은 디퓨저-사이드 단부에서 포트-형상 또는 컵-형상 요소에 삽입되어 이 요소의 포트 바닥 또는 컵 바닥 위에 안착될 수 있다. 이 요소의 포트 바닥 또는 컵 바닥은 연소실 스크린의 클로저로 기능하는 견부 면이다. 이는 가스 또는 연소 가스가 연소실 스크린의 디퓨저-사이드 단부에서 축 방향으로 빠져나가지 못하게 한다. 이 요소의 포트 바닥 또는 컵 바닥은 연소 가스가 연소실 스크린의 필터 면을 통과하여 상기 간극 내로 유동하도록 한다.
즉, 연소실 스크린은 추진제 베드의 일부를 밀폐하며, 연소 가스가 추진제 베드로부터 빠져나가는 배출 개구들을 포함한다. 인플레이터의 일 실시형태에서, 찬 가스가 연소실 스크린의 필터 면을 통해 유동할 수 있다. 이에 따라, 연소실 스크린 내의 개구들은 그 크기가 작아서 추진 정제, 추진 펠릿 또는 추진 입상물들을 유지할 수 있다.
가스가 연소실 스크린 밖으로 유동한 후, 저장되어 있는 연소 가스 및 클링커 입자들이 챔버 벽의 차가운 내면 위에 영향을 미쳐서 그 내면 위에 클링커가 퇴적되어 가스가 냉각된다. 형성된 견부 요소에 의해 또는 포트-형상이나 컵-형상 요소에 의해, 연소실 스크린의 디퓨저-사이드 단부가 밀폐되어서 가스가 디퓨저-사이드 단부 밖으로 특히 축 방향으로 유동할 수 없다.
포트-형상 또는 컵-형상 요소는 원주방향 사이드 위에 적어도 2개의 탭 및/또는 하나의 원주방향 플랜지를 구비할 수 있다. 탭 및/또는 원주방향 플랜지의 도움을 받아, 포트-형상 또는 컵-형상 요소가 인플레이터 하우징 내에 특히 챔버 벽 내부에 중심설정이 될 수 있다. 원주방향 플랜지 및/또는 포트-형상 또는 컵-형상 요소와 챔버 벽 내면 사이에, 특히 링-형상의 통로가 형성되며, 이를 통해 가스가 챔버 출구 방향으로 특히 압축 가스 챔버 출구 또는 연소실 출구 방향으로 간격으로부터 유출될 수 있다. 상기 부분에서 연소 가스가 추가로 냉각되고 클링커가 축적되도록, 이 통로의 갭은 특히 약 1-2mm로 작은 것이 바람직하다.
인플레이터는 인플레이터의 길이 방향으로 바람직하기로는 연소 가스의 메인 유동 방향으로 포트-형상 또는 컵-형상 요소의 축 방향 하류에 배치되는 지지 부재를 구비하는 것이 바람직하다. 지지 부재는 예컨대 확장된 금속 및/또는 천공 시트 및/또는 직물 및/또는 편직 메시(knitted mesh) 및/또는 와이어 메시로 제작될 수 있다. 지지 부재는 포트-형상 또는 컵-형상 요소를 축 방향으로 지지하고, 가스 유동을 바람직하기로는 인플레이터의 종축 방향에서 반경방향 안쪽으로 향하게 하거나 가스가 이 방향으로 흐르게 할 수 있다. 지지 부재의 영역 내에서도 연소 가스는 계속해서 냉각된다. 또한, 클링커도 지지 부재에서 추가로 축적될 수 있다.
또한, 인플레이터는 인플레이터의 길이 방향으로 바람직하기로는 연소 가스의 메인 유동 방향으로 지지 부재의 축 방향 하류에 배치되는 마개 및/또는 개구를 구비하는 디스크를 포함할 수 있다.
도시되어 있는 본 발명에 따른 모듈식 인플레이터 구조로 인해, 지극히 간단하면서도 저렴한 컴포넌트 파트들이 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 독립적인 측면은 본 발명에 따른 인플레이터 및 본 발명에 따른 인플레이터에 의해 팽창될 수 있는 에어백 및 차량에 에어백 모듈을 부착시키기 위한 고정 장치를 포함하는 에어백 모듈에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 독립적인 측면은 본 발명에 따른 하이브리드 인플레이터 또는 본 발명에 따른 점화식 인플레이터를 포함하는 에어백 모듈에 관한 것이다. 본 발명에 따른 인플레이터와 관련하여 위에서 설명한 이점들과 유사한 이점들이 얻어진다.
본 발명의 다른 독립적인 측면은 특히 사람 예컨대 차량 탑승객 또는 보행자를 보호하기 위한 모터 차량 안전 시스템에 관한 것으로, 이 모터 차량 안전 시스템은 본 발명에 따른 인플레이터, 에어백 모듈 특히 본 발명에 따른 에어백 모듈의 일부인 상기 인플레이터에 의해 팽창될 수 있는 에어백, 및 해제 상황이 발생하면 본 발명에 따른 인플레이터에 의해 작동될 수 있는 전자 제어 유닛을 포함한다. 본 발명에 따른 인플레이터와 관련하여 위에서 설명한 이점들과 유사한 이점들이 얻어진다.
도 1은 제1 예시적 실시형태로 기재되어 있는 본 발명에 따른 하이브리드 인플레이터를 도시하는 도면이다.
도 2는 제2 예시적 실시형태로 기재되어 있는 본 발명에 따른 하이브리드 인플레이터를 도시하는 도면이다.
도 3은 제3 예시적 실시형태로 기재되어 있는 본 발명에 따른 하이브리드 인플레이터를 도시하는 도면이다.
도 4는 제1 예시적 실시형태로 기재되어 있는 본 발명에 따른 점화식 인플레이터를 도시하는 도면이다.
도 5는 포트-형 요소를 포함하는 본 발명에 따른 하이브리드 인플레이터를 도시하는 도면이다.
이하에서 동일하고 균등하게 작용하는 파트에 대해서는 동일한 참조부호를 사용한다.
이하에서 첨부된 개략적인 도면들을 참고하여 예시적 실시형태들로 본 발명을 상세하게 설명한다.
도 1에 도시되어 있는 인플레이터(10)는 하이브리드 인플레이터이다. 인플레이터(10)는 가늘고 긴 관상 하우징(11)을 포함한다. 인플레이터(10)는 가스 백 특히 에어백을 팽창시킨다. 인플레이터(10)는 중앙에 가늘고 긴 원통형 챔버(20)를 포함한다. 상기 챔버는 압축 가스실이다. 또한, 인플레이터(10)는 점화 유닛(30)을 포함한다. 챔버(20)는 디퓨저-사이드 출구(21)에서 파열 요소(22)에 의해 폐쇄되어 있다.
챔버(20)는 헬륨, 헬륨/아르곤 혼합물 또는 헬륨-아르곤-산소 혼합물의 압축 가스가 240 내지 1,500 바의 압력으로 채워져 있다.
점화 유닛(30)은 점화기(31)를 포함한다. 점화기(31)는 챔버(20) 내로 돌출하고 있다. 점화기(31)에 의해, 챔버(20) 내에 존재하는 추진제 베드(25)가 점화될 수 있다. 추진제 베드(25)는 예를 들어 과립 및/또는 압축 펠릿 및/또는 축 방향으로 관통공이 있는 압출체 및/또는 축 방향으로 관통되어 있지 않은 압출체로 형성될 수 있다.
인플레이터(10)는 디퓨저(42)를 포함하는 디퓨저 챔버(40)를 또한 포함한다. 상기 디퓨저 챔버(40)는 디퓨저 개구(41)를 포함하며, 디퓨저 개구를 통해 발생된 가스가 예를 들면 밖으로 유출되고 에어백 내로 유입될 수 있다.
점화기-사이드 단부(51) 및 디퓨저-사이드 단부(52)를 구비하는 연소실 스크린(50)이 챔버(20) 내에 배치되어 있다. 연소실 스크린(50)은 테이퍼져 있으며, 각각은 인플레이터(10)의 길이 방향(L)으로 원뿔형으로 형성되어 있다. 인플레이터(10)의 길이 방향(L)은 점화기(31)로부터 디퓨저(42)를 향하는 방향이며, 길이 방향(L)은 실질적으로 인플레이터의 종축(La)과 평행하다. 또한, 챔버(20) 내에서 추진제 베드(25)의 연소에 의해 인플레이터가 작동할 때 또는 인플레이터가 작동한 후에 발생될 수 있는 연소 가스의 메인 유동 방향(H)이 존재한다. 연소 가스의 메인 유동 방향(H)은 인플레이터의 종축(La)과 거의 평행하게 균일하게 연장한다. 이에 따라 연소실 스크린(50)은 연소 가스의 메인 유동 방향(H)으로 테이퍼져 있으며 특히 원뿔형으로 되어 있다. 연소실 스크린(50)은 필터면(53)을 포함한다. 상기 필터면(53)은 필터 개구(54)를 포함한다. 연소실 스크린(50)은 확장된 금속이나 천공되어 있는 시트 또는 직물(fabric)로 형성될 수 있다. 도시되어 있는 단면에서, 연소실 스크린(50)의 형상은 예컨대 테이퍼진 콘 세그먼트 형상으로 도시되어 있다. 도 1로부터 명확한 바와 같이 점화기-사이드 단부(51)는 점화 유닛(30)과 인접하지 않는다. 그 보다는 상기 점화기-사이드 단부(51)는 점화 유닛(30)을 향한다. 점화기-사이드 단부(51)의 치수는 연소실 스크린(50)이 약간 가압 조립된 상태에서 챔버 벽(23)의 내면(26)과 인접하는 크기로 되어 있다.
연소실 스크린(50) 내부에 추진제 베드(25)의 일부가 도입되어 있음이 자명하다. 연소실 스크린(50) 특히 연소실 스크린(50)의 외면(55)과 챔버 벽(23)의 내면(26) 사이에, 간극(45)이 형성되어 있다. 연소실 스크린(50)의 점화기-사이드 단부(51)는 각각이 가압 조립된 상태에서 챔버 벽(23)에 대하여 추진제가 간극(45)에 도달하지 않도록 형성 및 위치하는 것이 바람직하다.
간극(45)의 유동 단면은 연소 가스의 메인 유동 방향(H)으로 연속적으로 증가하는 것을 명확하게 알 수 있다. 간극(45)의 유동 단면은 연소실 스크린(50)의 단면이 연속적으로 감소하는 것과 동일한 정도로 연속적으로 증가한다.
연소실 스크린(50)은 디퓨저-사이드 단부(52)에서 견부 요소(60) 위에 안착하고 있다. 견부 요소(60)는 중공-원통형의 중간 가스실(61)을 포함한다. 중간 가스실(61)은 유입 개구(62)를 포함한다. 가스 유입 개구(62)는 중간 가스실(61)의 벽(63)에 형성되어 있다. 중공-원통형의 중간 가스실(61)은 견부 요소 플랜지(64) 위에 형성되어 있다. 궁극적으로 견부 요소 플랜지(64)는 가스 유동 개구(65)를 구비한다. 가스 유동 개구(65)는 유체가 중간 가스실(61) 방향으로 간극(45)과 연통하게 한다. 연소실 스크린(50)을 통해 특히 필터 개구(54)를 통해 방출되는 가스는 우선 견부 요소 플랜지(64) 방향으로 유동하고 이어서 가스 유동 개구(65)와 유입 개구(62)를 통과하여 중간 가스실(61)에 도달하게 된다. 중간 가스실(61) 내의 압력이 충분히 높을 때, 파열 요소(22)가 파열할 수 있으며, 이에 따라 디퓨저-사이드 출구(21)에서 챔버(20)가 개방될 수 있다. 파열 요소(22)가 파열한 후에, 가스는 디퓨저 챔버(40)에 도달하고, 디퓨저 개구(41)를 통해 예컨대 에어백 내로 유입된다.
견부 요소(60)는 점화 유닛(30)을 향하는 슬리브 부분(66)을 추가로 포함한다. 연소실 스크린(50)의 디퓨저-사이드 단부(52)가 슬리브 부분(66) 내에 삽입되어 있다. 특히, 디퓨저-사이드 단부(52)는 견부 요소 플랜지(64) 위에 안착하고 있다. 따라서 슬리브 부분(66)은 연소실 스크린(50)을 고정하는 기능을 한다. 견부 요소(60) 특히 견부 요소(60)의 견부 면(67)은 연소실 스크린(50)을 메인 유동 방향(H)으로 밀봉하는 기능을 한다. 이에 따라 연소실 스크린(50)의 내부로부터 축 방향으로 연소실 스크린(50)의 디퓨저-사이드 단부(52)에서 연소 가스가 방출될 수 없게 된다.
인플레이터(10)가 작동하는 경우, 연소실 스크린(50)은 내부로부터 즉 연소실 스크린의 안쪽에서부터 인플레이터(10)의 종축(La) 방향으로부터 바깥쪽으로 바람직하기로는 반경 방향으로 관통된다. 이는 연소실 스크린(50) 내의 필터 개구(54)에 기인한다. 이어서, 본 경우에서 차가운 가스 탱크 벽인 챔버 벽(23)의 내면(26)을 따라 가스가 유동한다. 이러한 상황에서, 클링커가 연소실 스크린(50) 및 챔버 벽(23) 내면(26)에 퇴적한다. 간극(45)의 유동 단면이 연소실 스크린(50)과 챔버 벽(23)의 내면(26) 사이에서 인플레이터(10)의 길이 방향(L) 즉 연소 가스의 메인 유동 방향(H)을 따라 연속적으로 증가하기 때문에, 가스 또는 연소 가스 각각은 가스 유속이 증가하지 않으면서 연소실 스크린(50)의 전장을 따라 간극(45) 내로 유입될 수 있다. 그 결과, 가스가 필터 면(53) 전체에서 연소실 스크린(50)을 통해 균일하게 유동하여, 연소실 스크린이 최적으로 사용될 수 있게 된다.
도 2는 본 발명에 따른 인플레이터(10)의 다른 실시형태를 도시한다. 이 경우에서도 하이브리드 인플레이터에 관한 것이다. 도 2의 대부분은 도 1의 인플레이터와 동일하다. 이하에서는 도 1의 예시적 실시형태와 다른 부분만을 설명한다.
도 2의 실시형태에 따른 연소실 스크린(50)은 디퓨저-사이드 단부(52)에서 완전히 원주 방향으로 구성되어 있는 플랜지(56)를 구비한다. 또한, 노치(57)도 명확하게 볼 수 있다. 견부 요소(60)가 연소실 스크린(50)에서 노치(57) 위에 인접하고 있다. 연소실 스크린(50)은 예를 들면 용접 이음매에 의해 노치(57)에서 견부 요소(60)에 연결될 수 있다. 궁극적으로 견부 요소(60)는 중공-원통형 중간 가스실(61)을 포함한다. 지시되어 있는 플랜지 개구(58)를 통해, 간극(45) 내에 존재하는 가스가 유입 개구(62)를 통해 중간 가스실(61)에 도달할 수 있다. 중간 가스실(61)의 벽(63)이 챔버 벽(23)의 내면(26)과 접촉하는 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명에 따른 인플레이터(10)의 다른 실시형태 특히 하이브리드 인플레이터를 도시하고 있다. 도 3은 도 2의 실시형태와 거의 동일하다. 따라서 이하에서는 도 2의 예시적 실시형태와 다른 부분만을 설명한다. 연소실 스크린(50)은 플랜지(56)뿐만 아니라 노치(57) 그리고 플랜지 개구(58)를 포함한다. 견부 요소(60)의 형상 특히 중간 가스실(61) 형상과 관련된 차이가 자명하다. 벽(63)은 중공형 원뿔대(truncated cone) 형상으로 되어 있다. 이러한 형상은 도 2의 실시형태에 비해 클링커 퇴적을 위해 더 넓은 공간을 제공할 수 있도록 한다. 이는 필터면(53)과 벽(63) 반대편에 있는 챔버 벽(23)의 내면(26) 사이에서, 클링커를 위한 상대적으로 넓은 공간이 형성될 수 있다는 것을 의미한다. 견부 요소(60) 특히 견부 면(67)은 인플레이터(10)의 길이 방향(L) 및 연소 가스의 메인 유동 방향(H) 각각으로 연소실 스크린(50)을 밀봉하는 기능을 한다. 따라서 연소 가스가 필터 개구(54)를 통해 간극(45) 내로 강제 유동된다.
도 1 내지 도 3 실시형태들이 서로 조합될 수 있다. 특히 연소실 스크린(50)과 견부 요소(60)가 단편으로 즉 일체로 형성될 수 있다.
도 4에 인플레이터(10)의 또 다른 실시형태가 도시되어 있다. 이 경우, 점화식 인플레이터와 관련된다. 상기 인플레이터(10)는 위와 동일하게 점화 유닛(30) 및 챔버(20) 즉 연소실을 포함한다. 연소실 내에 추진제 베드(25)가 위치한다. 추진제 베드(25) 실시형태와 관련하여, 필요한 부분만 약간 수정하면 전술한 사항들이 적용될 수 있다. 챔버(20)의 제1 부분(27)에 점화 수단(28)이 형성되어 있다. 챔버(20)의 제1 부분(27)은 점화 유닛(30)에서부터 필러 요소(70)에 이른다. 인플레이터(10)가 작동하지 않는 상태(idle state)에서, 필러 요소(70)는 그 필러 요소가 점화 수단(28)과 추진제 베드(25)를 이들 각각의 제 위치에 고정시키도록 점화 수단(28)과 추진제 베드(25) 사이에 배치되어 있다. 각 추진제 펠릿들 및/또는 점화식 몰딩체들의 주된 상대 이동은 필러 요소(70)에 의해 방지된다.
필러 요소(70)는 탄성이 있으며 복수의 컴포넌트 파트를 구비한다. 도시되어 있는 실시예에서, 필러 요소(70)는 스프링(71)을 포함한다. 스프링(71)은 코일 스프링 형태이며, 2개의 정면 단부 부분(72, 73)을 구비한다. 제1 정면 단부 부분(72)은 점화 유닛(30) 방향으로 향한다. 반대편의 제2 정면 단부 부분(73)은 디퓨저(42) 방향을 향한다. 필러 요소(70)는 특히 천공된 판상 및/또는 격자상 및/또는 확장된 격자상 커버 요소(74)를 스프링(71)의 양 정면 단부 부분(72, 73)에 포함한다. 따라서 인플레이터(10)가 작동하는 경우, 가스 또는 각 연소 가스가 필러 요소(70)를 통해 유동할 수 있다. 커버 요소(74)는 추가로 스크린 기능을 할 수 있으며 또는 필터 기능도 할 수 있다. 점화 수단(28)은 필러 요소(70)를 통과하여 챔버(20)의 제2 부분(29)에 도달할 수 없다. 작동하는 경우, 점화기(31)의 점화 연기가 필러 요소(70)를 통과하여 유동할 수 있다. 발생된 점화 연기가 챔버(20)의 제2 부분(29) 방향으로 유동하며 결과적으로 추진제 베드(25) 방향으로 유동한다.
도시되어 있는 실시예에서 연소실 스크린(50)은 직물로 제작되어 있다. 필터 개구(54)들은 직물의 매시 크기에 따른 것이다. 디퓨저-사이드 단부(52)가 포트-형상의 요소(80) 내에 삽입되어 있다. 연소실 스크린 특히 연소실 스크린(50)의 디퓨저-사이드 단부(52)는 포트-형상의 요소(80)의 포트 바닥 위에 안착하고 있다. 포트-형상의 요소(80)의 측벽(82) 위에 특히 포트-형상의 요소(80)의 점화기-사이드 단부(85)에서, 포트-형상의 요소(80)는 탭(83)에 의해 챔버(20)의 중앙에 위치한다. 링-형상의 통로(86)가 포트-형상의 요소(80)와 챔버 벽(23)의 내면(26) 사이에 형성되어 있으며, 이 링-형상의 통로를 통해 연소실 스크린(50)의 필터 개구(54) 밖으로 유출되는 가스가 디퓨저(42)의 방향으로 유동할 수 있다.
도 4에서 지지 요소(90)도 볼 수 있다. 상기 지지 요소(90)는 포트-형상의 요소(80)를 축 방향으로 지지하고 향하게 하여 가스가 반경방향 안쪽으로 흐를 수 있도록 한다. 지지 요소(90)는 와이어 메시, 확장된 금속 또는 이와 유사한 재료로 제작될 수 있다. 유동하는 가스는 지지 요소(90)에서 냉각된다. 또한, 클링커가 지지 요소(90)에 퇴적한다. 축 방향으로 지지 요소(90)의 하류에 마개(95)(plugging)가 형성된다. 상기 마개(95)는 강, 알루미늄 또는 동 포일 같은 금속 포일로 형성될 수 있다. 인플레이터(10)가 작동하자마자, 마개(95)가 열리거나 적당한 압력으로 파열되어, 가스가 파열된 마개(95)를 통과하여 디퓨저 챔버(40)에 도달할 수 있다. 디퓨저 개구(41)를 통해 인플레이터(10) 내부에서 여러 번 냉각된 가스와 여러 번 여과된 클링커 컴포넌트가 에어백 내로 유동할 수 있다.
도 5는 하이브리드 인플레이터 형태의 인플레이터(10)를 도시하고 있다. 연소실 스크린(50)의 구조는 도 4의 실시형태에 따른 연소실 스크린 구조에 실질적으로 대응된다. 포트-형상의 요소(80)도 도 4에서와 거의 동일하게 구성된다. 도 5에 따른 인플레이터(10)는 하이브리드 인플레이터이어서, 챔버(20)는 압축 가스 챔버이다. 궁극적으로 지지 요소(90)는 축 방향으로 포트-형상의 요소(80) 하류에 배치되어 있다. 지지 요소(90)는 직물로 제작되는 것이 바람직하다.
디스크 개구(97)를 포함하는 디스크(96)가 축 방향으로 지지 요소(90)의 하류에 배치되어 있다. 여러 번 반복적으로 냉각된 가스가 디스크 개구(97)를 통해 유동하자마자, 압축 가스 챔버(20)의 파열 요소(22)가 파열하게 된다. 이어서, 가스가 디퓨저 개구(41)를 통해 인플레이터(10) 밖으로 유동하여 에어백 내로 유입될 수 있게 된다.
10　　　　　인플레이터(inflator)
11　　　　　하우징(housing)
20　　　　　챔버(chamber)
21　　　　　디퓨저-사이드 출구(diffuser-side outlet)
22　　　　　파열 요소(bursting element)
23　　　　　챔버 벽(chamber wall)
25　　　　　추진제 베드(propellant bed)
26　　　　　내면(inner face)
27　　　　　챔버의 제1 부분(first portion of chamber)
28　　　　　점화 수단(ignition means)
29　　　　　챔버의 제2 부분(second portion of chamber)
30　　　　　점화 유닛(ignition unit)
31　　　　　점화기(igniter)
40　　　　　디퓨저 챔버(diffuser chamber)
41　　　　　디퓨저 개구(diffuser opening)
42　　　　　디퓨저(diffuser)
45　　　　　간극(clearance)
50　　　　　연소실 스크린(combustion chamber screen)
51　　　　　점화기-사이드 단부(igniter-side end)
52　　　　　디퓨저-사이드 단부(diffuser-side end)
53　　　　　필터 면(filter surface)
54　　　　　필터 개구(filter opening)
55　　　　　외면(outer face)
56　　　　　플랜지(flange)
57　　　　　노치(notch)
58　　　　　플랜지 개구(flange opening)
60　　　　　견부 요소(shoulder element)
61　　　　　중간 가스실(intermediate gas chamber)　　　
62　　　　　유입 개구(inlet opening)
63　　　　　벽(wall)
64　　　　　견부 요소 플랜지(shoulder element flange)
65　　　　　가스 관통-홀(gas through-hole)
66　　　　　슬리브 부분(sleeve portion)
67　　　　　견부 부분(shoulder portion)
70　　　　　필러 요소(filler element)
71　　　　　스프링(spring)
72　　　　　정면 단부 부분(frontal end portion)
73　　　　　정면 단부 부분(frontal end portion)
74　　　　　커버 부재(cover member)
80　　　　　포트-형상의 요소(pot-shaped element)
81　　　　　포트 바닥(pot bottom)
82　　　　　측벽(sidewall)
83　　　　　탭(tab)
84　　　　　원주방향 플랜지(circumferential flange)
85　　　　　점화기-사이드 단부(igniter-side end)
86　　　　　링-형 통로(ring-shaped passage)
90　　　　　지지 요소(support element)
95　　　　　마개(plugging)
96　　　　　디스크(disk)
97　　　　　디스크 개구(disk opening)
H　　　　　　메인 유동 방향(main flow direction)
L　　　　　　길이 방향(longitudinal direction)
La　　　　　종축(longitudinal axis)

Claims (13)

  1. 점화기(31)를 구비하는 점화 유닛(30), 축 방향으로 점화 유닛(30) 하류에 배치되어 있는 챔버(20) 및 디퓨저(42)를 포함하며 축 방향으로 챔버(20) 하류에 배치되어 있는 디퓨저 챔버(40)를 포함하는 인플레이터(10)로, 점화기-사이드 단부(51) 및 디퓨저-사이드 단부(52)를 구비하는 연소실 스크린(50)이 챔버(20) 내에 배치되되, 연소실 스크린(50)은 점화기(31)로부터 디퓨저(42)를 향해 인플레이터(10)의 길이 방향(L)으로 테이퍼져 있는 특히 원뿔형인 것을 특징으로 하는 인플레이터.
  2. 제1항에 있어서,
    연소실 스크린(50)이 확장된 금속 및/또는 천공 시트 및/또는 직물로 제작되고 및/또는 테이퍼진 콘 세그먼트 특히 원뿔대 세그먼트로 구성되는 것을 특징으로 하는 인플레이터.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    최대 직경을 구비하는 연소실 스크린(50)의 일부분 특히 점화기-사이드 단부(51)의 크기는 연소실 스크린(50)이 가압 조립될 때 챔버(20)의 챔버 벽(23) 내면(26) 위에 인접하게 하는 크기인 것을 특징으로 하는 인플레이터.
  4. 선행 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    연소실 스크린(50)과 챔버 벽(23)의 내면(26) 사이에 형성되어 있으며, 연소 가스가 통과하여 유동할 수 있는 간극(45)의 단면이 인플레이터(10)의 길이 방향(L)으로 바람직하게는 연소 가스의 메인 유동 방향으로 증가하되 특히 연속적으로 증가하는 것을 특징으로 하는 인플레이터.
  5. 선행 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    연소실 스크린(50)이 디퓨저-사이드 단부(52)에서 견부 요소(60) 위에 특히 중공의-원통형 또는 중공의-원뿔대 형상의 중간 가스실(61) 위에 안착하고 있으며, 바람직하기로는 연소실 스크린(50)이 견부 요소(60)와 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 인플레이터.
  6. 제5항에 있어서,
    연소실 스크린(50)은 디퓨저-사이드 단부(52)에서 특히 원주 방향으로 완전하게 형성되어 있는 플랜지(56)를 구비하고, 연소실 스크린(50)의 플랜지(56)는 바람직하게는 견부 요소(60)에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 인플레이터.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    견부 요소(60)는 점화 유닛(30)을 향하며, 연소실 스크린(50)의 디퓨저-사이드 단부(52)가 안쪽에 삽입되는 슬리브 부분(66)을 포함하는 것을 특징으로 하는 인플레이터.
  8. 선행 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    연소실 스크린(50)이 디퓨저-사이드 단부(52)에서 포트-형상의 요소(80) 내에 삽입되어서, 연소실 스크린(50)이 포트-형상의 요소(80)의 포트 바닥(81) 위에 안착하는 것을 특징으로 하는 인플레이터.
  9. 제8항에 있어서,
    포트-형상의 요소(80)가 원주방향 사이드 위에 적어도 2개의 탭(83) 및/또는 하나의 원주방향 플랜지(84)를 포함하는 것을 특징으로 하는 인플레이터.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    축 방향으로 포트-형상의 요소(80) 하류에서 인플레이터(10)의 길이 방향(L)으로 바람직하기로는 연소 가스의 메인 유동 방향(H)으로 지지 요소(90)가 배치되고, 지지 요소는 특히 확장된 금속 및/또는 천공 시트 및/또는 직물 및/또는 편직 와이어 및/또는 와이어 메시로 제작되는 것을 특징으로 하는 인플레이터.
  11. 제10항에 있어서,
    마개(95) 및/또는 디스크 개구(97)를 구비하는 디스크(96)가 축 방향으로 지지 요소(90) 하류에 인플레이터(10)의 길이 방향(L)으로 바람직하기로는 연소 가스의 메인 유동 방향(H)으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 인플레이터.
  12. 인플레이터(10), 인플레이터(10)에 의해 팽창될 수 있는 에어백 및 에어백 모듈을 차량에 부착시키기 위한 고정 장치를 포함하는 에어백 모듈에 있어서,
    인플레이터(10)가 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 따라 구성되는 것을 특징으로 하는 에어백 모듈.
  13. 인플레이터(10), 인플레이터(10)에 의해 팽창될 수 있으며 에어백 모듈의 일부인 에어백 및 해제 상황이 발생했을 때 인플레이터(10)에 의해 작동될 수 있는 전자 제어 유닛을 포함하는 모터 차량 안전 시스템 특히 차량 탑승자 또는 보행자 같이 사람을 보호하기 위한 모터 차량 안전 시스템에 있어서, 인플레이터(10)가 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따라 구성되는 것을 특징으로 하는 에어백 모듈.
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