KR100316680B1 - 발연가스발생기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모터-차량 안전용 발연 가스 발생기에 관한 것이다.

발생기(100)는 몸체부(1)를 상류 격실(4)과 하류 격실(5)로 분할하는 가로벽 (3)과 측벽(2)을 포함하는 일체로 형성된 원통형 몸체부(1)의 형태로 구성된다. 상기 격실(4, 5)은 각각 발연 장약(6, 7)과 점화 시스템(15, 16)을 포함한다. 뚜껑(30)과 캔(31)은 외부 측벽(2)예 고정되며 확산 챔버를 구성한다. 안전 유닛 (26)은 측벽(2) 부분을 파지하며, 발생기(100)에 의해 수용되는 전기적 신호에 의존하여, 에어백을 부분적으로 팽창시키거나 또는 팽창률의 조절 가능성과 함께 상기 에어벡을 완전히 팽창시킨다.

Description

발연 가스 발생기

본 발명은 모터-차량 안전 분야의 발연 가스 발생기(Pyrotechnic gas generator)에 관한 것으로 특히, 에어백을 팽창시키기 위한 운전자의 발연 가스 발생기에 관한 것이다.

최근에, 새로운 발연 가스 발생기가 공개되었는데, 이것은, 예를 들면, 충격 강도 또는 탑승자의 위치 등과 같은 다양한 파라미터에 의해 조절되는 팽창률을 갖는다. 이들 발생기는 분리된 연소 챔버 안에 위치되며 다른 시간대에서 작동되는 전기적 점화기를 포함한다. 그와 같은 몇 밀리초(millisecond) 정도의 지연은 전자공학적으로 그리고 전 시간에 걸쳐서 프로그램된 방식으로 실행되기 때문에, 발생기의 출력이 최적화가 되고 따라서 에어백 안에 생기는 압력 수준이 최대가 된다. 따라서, 충격중에, 모터 차량 탑승자는 상황에 더욱 적절하게 이루어지는 에어백의 팽창에 의해 효과적으로 보호된다.

미국 특허 제 3, 972, 545 호는 각각 점화기와 발연 장약(pyrotechnic charge)을 구비되며, 소모성 칸막이에 의해 분리된 2개의 챔버를 포함하는 탑승자용 발연 가스 발생기를 개시하고 있다. 충격의 강도에 의존하여, 단일의 전기 공급선과 연결된 2개의 점화기는 다른 방식으로 점화된다. 낮은-전압의 전기 신호가 방출될 때, 단지 제 1 챔버가 전기 점화기 수단에 의해 점화되며, 2개의 챔버를 분리하는 칸막이가 소비될 때 제 2 챔버가 점화된다. 다른 한편으로는, 높은-전압의 신호가 방출될 때, 양 점화기는 동시에 점화되게 되며, 따라서 2 개의 연소 챔버가 동시에 일어나게 된다.

유럽 특허 출원 제 0, 382, 552 호는 발연 가스 발생기 특히, 탑승자를 보호할 수 있도록 디자인된 발생기를 개시하고 있다. 이러한 발생기는 내부 칸막이에 의해 2 부분으로 분리되는 일체로 된 원통형 구성 요소로 구성되며, 그의 각각은 점화기와 발연 장약이 구비된 2개의 연소 챔버를 갖는다. 작동시에, 전기적 신호가 방출되며 2개의 장약이 전체적인 시간이 지연되도록 점화되며, 상기의 지연은, 예를 들면, 탑승자의 중량이나 위치와 같은 다양한 파라미터의 함수로서 계산된다. 이러한 발생기는 궁극적으로 50 밀리초 안에 에어백이 확실하게 팽창되도록 한다.

따라서, 에어백의 팽창률이 조절 가능한 이들 2개의 발생기는 상황에 따라 에어백 안으로 방출되는 가스의 최종 체적을 축소할 수 없게 만든다. 게다가, 이들 시스템은 그 제작이 비교적 복잡하기 때문에 콤펙트하며 낮은-가격의 발생기, 특히, “운전자”용의 발생기를 위해 이들 기술들을 상호 결합시키는 데에는 어려움이 따른다.

따라서, 당업자들은 제조가 용이하며 낮은 가격으로, 상황에 따라, 에어백이 단지 부분적으로 팽창될 수 있도록 가스의 특정 체적을 해제시키거나 또는 팽창률의 조절이 가능하게 에어백이 완전히 팽창될 수 있도록 가스의 최대 체적을 해제시킬 수 있는 운전자의 발연 가스 발생기를 필요로 하고 있다.

따라서, 본 발명은, 특히 원통형 몸체부를 상류 격실과 하류 격실로 분리하는 기밀성 가로벽과 2개의 단부가 구비된 측벽을 가지며, 그들의 각 단부에서 2개의 점화기 시스템들중 하나를 갖는 원통형 몸체부, 발연 장약 및, 각각의 상기 격실 안에 배치된 점화기 시스템을 포함하는 모터-차량 안전용의 발연 가스 발생기에관한 것이며, 상기 발생기에 있어서,

ⅰ) 상기 측벽은 각각의 격실 안에서 초기에 차단되는 오리피스들을 가지며;

ⅱ) 안전 유닛은 원통형 몸체부의 측벽부의 일부를 파지하며, 각각의 격실이 다른 격실로부터 나오는 연소 가스로부터 격리되도록 하며;

ⅲ) 서로 고정되는 캔 및 뚜껑으로 구성된 케이싱부은 원통형 몸체부의 외부 측벽을 파지하며 상기 측벽 주위에 확산 챔버를 형성하며;

ⅳ) 케이싱부는 연소 가스를 배출하기 위한 배출구를 포함한다.

본 발명의 하나의 근본적인 특징에 따라, 안전 유닛은, 각각의 격실에서, 발연 장약과 관련된 단지 점화기 시스템의 점화에 의해 초기에 점화될 수 있다. 따라서, 2개의 격실들중 하나로 부터 발생되는 연소 가스는 다른 격실 안에 위치된 발연 장약을 우발적으로 점화시킬 수 없다. 따라서, 이것은 다음과 같은 것들을 가능하게 한다.

- 상류 격실 안에 하우징 되거나 하류 격실 안에 하우징된 점화기 시스템을 점화시켜 가스의 제한된 체적을 해제함으로써 에어백을 단지 부분적으로 팽창시키는 것 또는,

- 양 점화기 시스템을 동시에 점화시키거나 에어백의 팽창률이 조절되도록 지연된 점화에 의해 에어백을 완전히 팽창시키는 것.

바람직하게도, 발연 장약은 “더블 베이스”로 불리는 성분, 즉 니트로셀룰로우스 및 니트로글리세린에 기초한 성분의 그룹으로부터 선택된 발연 성분 또는 유기물 바인더 및 하나 이상의 산화 장약에 기초한 합성 발연 성분 그룹으로부터선택된 발연 성분으로 구성된다.

본 발명의 제 2 특징에 따르면, 각각의 격실에서, 발연 장약은 원통형 쉘 (shell)에 의해 발생기의 몸체부로부터 격리된다. 따라서, 원통형 쉘은 그것을 둘서싸는 습기와 몸체부의 측벽 또는 가로벽과 길이 방향으로 접촉하는 것으로부터 발연 장약을 보호한다. 그의 장점으로서, 원통형 쉘은 상기 몸체부의 내부 측벽에 대해 프레스 되는 측벽을 갖는다. 따라서 상기 후자의 오리피스는 폭발할 수 있는 캡으로서 작용하는 원통형 쉘의 측벽에 의해 차단된다.

따라서 본 발명의 제 3 특징에 따르면, 각각의 격실에서, 발연 장약은 측벽 단부상의 스프링 베어링과 원통형 쉘과 접촉하는 웨징 링(wedging ring) 사이에 채워진다.

바람직하게도, 각각의 발연 격실은 몸체부의 모체 발생기와 평행하며, 상기 블록의 축에 평행한 복수의 채널에 의해 관통된 원통형 블록의 형태가 된다. 바람직하게도, 상류 격실 안에 하우징된 발연 장약은 하류 격실안에 하우징된 것 이상이기 때문에 작동시에 보다 많은 양의 가스를 발생시키는 것이 가능하다.

또한 바람직하게도, 케이싱부의 뚜껑 및 캔은 원통형 몸체부의 축과 평행한 맞물림면에 의해 고정된다.

바람직하게도, 뚜껑은 에어벡을 고정하는 역할을 하는 테두리를 갖는다. 바람직하게도, 이러한 테두리는 케이싱부의 맞물림면과 평행하다.

또한 바람직하게도, 케이싱부는 발생기용 베이스로서의 역할을 하는 평평한 바닥을 갖는다.

바람직한 실시예에 따르면, 안전 유닛은 그 단부가 연결되며 미리 자국을 낸 영역이 있는 환형 금속 밴드로 구성된다. 바람직하게도, 안전 유닛은 각각의 오리피스가 미리 자국이 난 영역에 의해 커버되는 방식으로 원통형 몸체부의 측벽을 파지하게 된다.

바람직하게도, 측벽은 2개의 견부 사이에 걸쳐있는 외주 오목부를 가지며, 이러한 오목부는 상기 오리피스를 포함하며 안전 유닛을 위한 하우징으로서의 역할을 한다. 따라서, 2개의 견부 사이에 웨지된 후자는, 강한 충격시에도, 그의 하우징으로부터 빠져나올 수 없다.

이것은 또한 각각의 오리피스의 각 측면상에 만들어진 수렴성 홈 안으로 삽입되는 클립을 이용하는 각각의 오리피스를 차단함으로써 안전 유닛을 형성하는 것을 가능하게 한다.

따라서 본 발명에 따른 발생기는 다음과 같은 장점을 갖는다:

- 한편으로는, 제작자는 적은 구성 요소와 용이하게 자동화될 수 있는 어셈블리를 포함함으로써, 올바르고 신뢰할만하게 팽창시킬 수 있는 에어백을 생산하는데 현저하게 제조 원가가 절감시킬 수 있다.

- 다른 한편으로는, 안전 유닛 수단, 발생된 가스의 체적 수단 또는 에어백의 팽찰률 수단의 다양성으로 보호를 받는 사람의 형태와 충격의 강도에 따라 적절한 보호를 제공할 수 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 발생기의 길이 방향 단면도.

도 2 는 도 1 에 도시된 발생기의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따른 단면도.

도 3 은 도 1 에 도시된 발생기의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따른 단면도.

도 4 는 본 발명에 따른 발생기 안전 유닛의 사시도.

도 5 는 본 발명에 따른 발생기 캔의 사시도.

도 6 은 본 발명에 따른 발생기 뚜껑의 사시도.

도 7 은 본 발명에 따른 발생기의 사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 원통형 몸체부 2 : 측벽

3 : 가로벽 4 : 상류 격실

6, 7 : 발연 장약(원통형 블록) 13, 14 : 단부

15, 16 : 점화 시스템(점화기) 17, 18 : 스프링

21, 22 : 오목부 24, 25 : 오리피스

바람직한 실시예들의 상세한 설명은 상기 도 1 내지 도 7을 참조하여 이하에기술된다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 발연 가스 발생기(100)는 바람직하게는 400 Mpa 이상의 인장 강도와 20% 이상의 신장률을 가지며, 주름지게 할 수 있는 충분한 연성을 갖는 금속으로 제조된 일체로 형성된 원통형 몸체부(1)를 포함한다. 이러한 몸체부(1)는 2개의 개구 단부가 구비된 측벽(2) 및 상기 몸체부 (1)를 상류 격실(4)과 하류 격실(5) 안으로 분할하는 기밀성 가로벽(3)을 갖는다. 각각의 격실(4, 5)은 발연 장약(6, 7), 적합하게는 원통형 블록을 포함하여, 또한 일체로 형성된 원통형 몸체부(1)의 모체와 평행한 원통형 블록(6, 7)의 축과 평행한 복수의 채널(8)에 의해 관통된다. 각각의 블록(6, 7)을 원통형 쉘(9, 10)에 의해 가로벽(3)과 측벽(2)으로부터 격리된다. 후자는 가로벽(3)에 대해 폐쇄된 단부 베어링, 몸체부(1)의 내부 측벽(2)에 대해 프레스된 측벽, 및 몸체부(1)의 개구 단부에서 주름진 폐쇄링 형상의 단부(13, 14)에 밀봉되도록 접합된 개구 단부를 갖는다. 커넥터가 분로(shunt)에 의해 보호되는 점화 시스템(15, 16), 적합하게는 전기전 점화기는 각각 단부(13, 14) 안으로 삽입된다.

블록(6, 7)은 나선형 스프링(17, 18)과 웨징링(19, 20)에 의해 각각의 격실 (4, 5)에 쐐기로 고정된다. 스프링(17, 18)은 단부(13, 14)와 블록(6, 7)의 일 단부에 대해 유지된다. 블록(6, 7)의 타 단부는 원통형 쉘(9, 10)의 폐쇄 단부에 부분적으로 접합된 웨지링(19, 20)과 충돌한다. 그의 장점으로는, 웨지링(19, 20)은 그의 개구 단부가 블록(6, 7)을 파지하고 있는 탭(21, 22)을 갖는 원통형 컵의 형태를 갖는다.

측벽(2)은 가로벽(3) 주위로 확장되는 일정한 폭을 갖는 외주의 오목부(23)를 갖는다. 각각의 격실(4, 5)에서, 오목부(23)는 대응되는 원통형 쉘(9, 10)의 측벽에 의해 초기에 차단되는 오리피스(24, 25)를 갖는다.

도 1 내지 4를 참조하면, 안전 유닛(26)은 그의 단부가 연결되고 미리 새겨진 영역(29)이 있는 환형 금속 밴드로 구성된 것이라는 것을 알 수 있다. 이러한 안전 유닛(26)은 상류 격실(4)에 위치된 오리피스(24)와 하류 격실(5)에 위치된 오리피스(25) 각각이 미리 자국이 새겨진 영역(29)들 중 하나에 의해 커버되는 방식으로 측벽(2)의 오목부(23)를 파지한다.

도 5 내지 7을 참조하면, 몸체부(1)의 외부 측벽(2)에 밀봉되도록 접합된 뚜껑(30) 및 캔(31)은 측벽(2)의 오목부(23) 주위에 확산 챔버(32)를 구성하며 원통형 몸체부(1)의 축과 평행한 맞물림면(36)에 의해 기밀성 방식으로 서로 고정된다. 뚜껑(30)은 연소 가스를 배출하는 배출구(33)가 구비되며 그 위에 에어백(도시되지 않음)이 리벳 결합되며 맞물림면(36)과 평행한 테두리(34)를 갖는다. 부가적으로, 캔(31)은 발생기(100)용 베이스로서의 역할을 하는 평평한 바닥부(35)를 포함한다.

다중-기능 검출 시스템과 결합된 발생기(100)는 다음과 같은 작동 계획을 실행하는 것을 가능하게 한다. 약한 충격시에, 충돌 검출기에 의해 방출된 전기적 신호는 2개의 점화기(15, 16) 중 하나를 점화하며, 발연 장약과 관련하여 선택된 하나의 점화기는 그 상황에 최대로 적합한 가스량을 산출한다. 실시예에 의해, 상류 격실(4)의 점화기(15)가 점화되면, 그 때 발생된 연소 가스가 블록(6)과 접촉하게 되기 때문에, 상기 블록(6)을 점화시킨다. 압력이 오리피스(24)를 차단하는 원통형 쉘(9)의 폭발값에 도달될 때, 상기 쉘(9)은 이들 오리피스 근방에서 파열되며, 그 때 가스는 오리피스(24)를 커버하는 미리 자국이 새겨진 영역(29)상에 압력을 가하게 됨으로써, 상기 미리 자국이 새겨진 영역이 가스가 흐르는 방향으로 굴곡된다. 다음으로, 가스는 최종적으로 에어백을 팽창시키기 위해 그리고 연소-가스 배출구(33)를 통해 배출되기 위해 측벽(2)의 오목부(23)를 둘러싸는 확산 챔버 (32)를 관통한다. 따라서 안전 유닛(26), 오리피스(25)를 커버하는 미리 자국이 새겨진 영역(29)은 결과적으로 블록(6)을 점화시키고 오리피스(25) 근방 하류 격실 (5)의 원통형 쉘(10)을 파열함으로써 블록(6)에 의해 발생된 고온 가스를 방출할 수 있다. 작동은 격실(4) 안에 하우징된 점화기(15) 대신에 하류 격실(5) 안에 하우징된 점화기(16)를 점화시킬 때와 유사하게 된다.

충격이 더욱 강해지면, 2개의 점화기(15, 16)는 다른 시간에 점화된다. 실시예에 따르면, 점화기(15)가 상술된 바와 같이 제일 먼저 점화되면, 하류 격실(5)의 점화기(16)는 프로그램된 시간만큼 지연된 후에 상기 점화기(15)를 따라 점화된다. 그 때 블록(7)이 점화되며, 압력이 한계값에 도달되면, 원통형 쉘(10)은 오리피스(25) 근방에서 파열하게 된다. 그 때 발생된 가스는 상기 오리피스(25)를 커버하는 미리 자국이 새겨진 영역(29)상에 압력을 가하게 되기 때문에, 이들 영역은 가스가 흐르는 방향으로 굴곡된다. 따라서 가스는 궁극적으로 에어벡을 팽창시키기 위해 연소 챔버(32)를 관통한다.

최종적으로는, 충격이 강력할 때, 2개의 점화기(15, 16)는 동시에 점화되며 블록(6, 7)의 연소를 동시에 발생시킨다.

따라서 본 발명에 따른 발생기에 의하면, 적은 구성 요소와 용이하게 자동화 될 수 있는 어셈블리를 포함함으로써, 올바르고 신뢰할만하게 팽창시킬 수 있는 에어백을 생산하는데 현저하게 제조 원가가 절감시킬 수 있다.

또한, 안전 유닛 수단, 발생된 가스의 체적 수단 또는 에어백의 팽찰률 수단의 다양성으로 보호를 받는 사람의 형태와 충격의 강도에 따라 적절한 보호를 제공할 수 있다.

Claims (9)

1. 2개의 단부(13, 14) 및 기밀성 가로벽(3)이 제공되는 측벽(2)을 갖는 원통형 몸체부(1)와, 발연 장약(6, 7), 및 각각의 격실(4, 5)에 배열되는 점화 시스템(15, 16)을 포함하며, 상기 기밀성 가로벽은 원통형 몸체부(1)를 상류 격실(4)과 하류 격실(5)로 분할하며, 상기 몸체부는 각각의 단부(13, 14)에 2개의 점화 시스템(15, 16)중 하나를 갖는 모터-차량 안전용 발연 가스 발생기(100)에 있어서,

   상기 측벽(2)은 각각의 격실(4, 5) 안에서 초기에 차단되는 몇 개의 오리피스(24, 25)를 가지며;

   안전 유닛(26)은 몸체부(1) 측벽(2)의 일부분을 파지하고, 각각의 격실(4, 5)이 다른 격실로부터 나오는 연소 가스로부터 격리되도록 하며;

   서로에 대해 고정되는 캔(31)과 뚜껑(30)으로 구성된 케이싱부는 원통형 몸체부(1)의 외부 측벽(2)을 파지하고, 상기 측벽(2) 주위에 확산 챔버(32)를 형성하며;

   상기 케이싱부(30, 31)는 연소 가스를 배출하기 위한 배출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 발연 가스 발생기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 각각의 격실(4, 5) 안에서, 발연 장약(6, 7)은 원통형 쉘(9, 10)에 의해 발생기(100)의 몸체부(1)로부터 격리되는 것을 특징으로 하는 발연 가스 발생기.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 각각의 격실(4, 5) 안에서, 발연 장약(6, 7)은 단부 (13, 14)상에 유지된 스프링(17, 18)과 원통형 쉘(9, 10)에 접촉된 웨지링(19, 20) 사이에서 쐐기로 고정되는 것을 특징으로 하는 발연 가스 발생기.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 각각의 발연 장약(6, 7)은 블록의 축과 평행하며, 따라서 몸체부(1)의 모체 발생기와 평행한 복수의 채널(8)에 의해 관통된 원통형 블록 형태인 것을 특징으로 하는 발연 가스 발생기.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 케이싱부의 뚜껑(30)과 캔(31)은 원통형 몸체부(1)의 축과 평행한 맞물림면(36)에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 발연 가스 발생기.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 뚜껑(30)은 에어벡을 고정하는 역할을 하는 테두리 (34)를 갖는 것을 특징으로 하는 발연 가스 발생기.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 안전 유닛(26)은 환형 금속 밴드(27)로 구성되며, 상기 환형 금속 밴드의 단부는 접합되며 또한 미리 자국이 새겨진(prescored) 영역 (29)을 포함하는 것을 특징으로 하는 발연 가스 발생기.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 안전 유닛(26)은 각각의 오리피스(24, 25)가 미리 자국이 새겨진 영역(29)들 중 하나에 의해 커버되는 방식으로 몸체부(1)의 측벽(2)을 파지하는 것을 특징으로 하는 발연 가스 발생기.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 측벽(2)은 2개의 견부에 걸쳐 있으며, 오리피스(24, 25)를 포함하고, 안전 유닛(26)용 하우징으로서의 역할을 하는 외주 오목부(23)를 갖는 것을 특징으로 하는 발연 가스 발생기.