KR100509084B1 - 에어백 - Google Patents

Abstract

에어백은 배플(2)과 열 차폐체(6)를 갖는다. 배플은 개구(1)를 구비하며, 이 개구는 팽창기 개구(4)의 적어도 절반과 정렬하며 최소한 팽창기 개구 면적의 절반의 면적을 갖는다. 팽창기(10)로부터의 팽창 가스는 배플로 유동하며, 그 후 배플 개구(1)에 의해 에어백으로 유입된다. 배플 내측의 팽창 가스의 구불구불한 유동으로 인해, 고온 미립자는 배플의 바닥으로 떨어지며, 따라서 팽창성 쿠션(16)과 결코 접촉하지 않는다.

Description

에어백{DRIVER SIDE AIRBAG WITH BAFFLE}

본 발명은 일반적으로 에어백, 특히 미립자를 포획하기 위한 배플을 수납하는 에어백에 관한 것이다.

에어백의 목적은 차량 사고시에 차량 탑승자를 보호하기 위한 것이다. 본 기술분야에 공지된 바와 같이, 에어백은 실제로 차량의 모든 부분에 위치될 수 있다. 운전자를 보호하기 위해 사용되는 에어백은 일반적으로 핸들내에 설치되는 한편, 앞 좌석 승객을 보호하기 위해 사용되는 에어백은 계기판에 설치된다.

꽃불 팽창기와 같은 가스 발생 장치는 일반적으로 운전자용 측면 에어백을 팽창시킨다. 일반적으로 꽃불 팽창기는 팽창 가스를 발생시키기 위한 고형의 발생재를 포함한다. 사고가 발생하면, 이 가스 발생재가 연소하여 차량 에어백을 팽창시키는데 사용되는 가스를 발생시킨다.

가스 발생 성분은 에어백을 팽창시키기 위해 매우 신속하게, 예를 들면 30 밀리세컨드(milliseconds)내에 연소되어야 하지만, 연소 속도는 필요한 시간, 위치 및 구조로 에어백의 전개 및 팽창을 보장하도록 제어 및 조절 가능해야 한다. 가스 발생재는 에어백을 팽창시키기 위해 매우 빠르게 연소되어야 하기 때문에, 발생된 팽창 가스는 약 590℃ 또는 그 이상의 온도가 될 수 있다. 이러한 고온 가스는 에어백 직물의 무결성에 해로울 수 있다.

꽃불 팽창기와 관련된 다른 문제점은 팽창 가스내의 고온 미립자가 의해 에어백을 태워 구멍이 발생하는 것이다. 이 미립자는 불연소 가스 발생재 또는 고체 연소 입자에서 발생할 수 있다. 고체 입자 또는 소위 "슬래그" 또는 "클링커(clinkers)"는 금속 성분을 함유하는 가스 발생재의 연소에 의해 형성된다. 팽창 가스로부터 이 미립자를 제거하기 위해 일반적으로 필터가 사용되며, 그에 따라 미립자가 에어백내로 유입되는 것을 방지한다. 일부 미립자가 팽창기내의 필터를 통과해 에어백내로 유입될 가능성이 있다. 이러한 미립자는 매우 고온이며 팽창성 쿠션의 내벽에 달라 붙을 수 있으며, 일반적으로 에어백은 나일론 또는 다른 직물로 제조되기 때문에, 고온 미립자는 작은 구멍을 형성할 수 있다. 이것은 고온 팽창 가스를 방출시켜 에어백의 팽창 프로파일에 영향을 미칠 수 있다.

미국 특허 제 6 283 499 B1 호는 외측 백과 팽창기 사이에 배치된 내측 백을 갖는 에어백 장치를 개시하며, 내측 백은 가요성 재료로 제조되며, 팽창기로부터 나오는 고온 가스 및 입자로부터 외측 백을 보호한다.

본 발명에 있어서, 에어백은 팽창성 쿠션, 열 차폐체 및 배플을 포함한다. 열 차폐체 및 배플은 팽창성 쿠션과는 상이한 재료로 제조되는 것이 바람직하다. 배플은 배플 개구를 포함하며, 이 개구는 배플로부터 팽창성 쿠션까지 팽창 가스 통로를 제공한다. 배플 개구는 팽창기 개구의 약 1/2과 정렬되며, 팽창기 개구의 면적과 대략 동일한 면적을 갖는다.

신규하다고 간주되는 본 발명의 특징부는 첨부된 특허청구범위에 상술되어 있다. 구조 및 작동 방법과 같은 본 발명은 첨부 도면을 참조하여 하기에 상술된 상세한 설명을 통해 잘 이해될 것이다.

상세한 설명 및 특허청구범위에서 사용된 "상부", "하부" 등과 같은 위치를 나타내는 용어는 도면에 도시된 바와 같은 에어백 및 작동 위치에 있는 차량내의 핸들내의 구성요소의 방향과 관련하여 이해될 수 있다.

본 발명에 있어서, 에어백은 고온 팽창 가스 및 고온 미립자(13)에 의해 팽창성 쿠션(16)이 손상되는 것을 방지하기 위한 배플(2)을 구비한다. 팽창성 쿠션은 직조 나일론 직물, 바람직하게는 315 데니르의 나일론으로 제조되며, 팽창성 쿠션은 우레탄, 실리콘 등으로 피복될 수 있다. 본 발명에 따르면, 배플은 팽창성 쿠션과는 상이한 재료로 제조되는 것이 바람직한데, 이는 배플이 보다 높은 온도에 견딜 수 있어야 하기 때문이다. 배플은 코팅된 직조 나일론 직물로 제조되며, 바람직하게는 나일론은 단위 미터당 0.204㎏의 실리콘이 코팅된 840 데니르의 나일론이다. 본 기술 분야에 숙련된 사람은 본 발명을 위해 상이한 재료가 사용될 수 있음을 알 수 있다. 배플용의 다른 재료는 코팅되지 않은 나일론, 폴리에스테르, 폴리올레핀, 케블라(Kevlar)(등록상표)와 같은 폴리아미드, 노멕스(Nomex)(등록상표)와 같은 아미드, 또는 에어백의 전개동안 발생되는 힘과 열을 견딜 수 있는 필름 또는 직조 직물 형태를 포함한다. 코팅은 두께 및 중량을 증가시키고 투과성을 감소시키기 위해 사용될 수 있다.

배플(2)은 스티칭(stitching)에 의해 열 차폐체(6)에 부착된다. 배플과 마찬가지로, 열 차폐체를 제조하기 위해 사용되는 재료는 팽창성 쿠션(16)을 제조하기 위해 사용되는 재료와 상이하다. 열 차폐체(6)는 전술한 바와 같이 배플을 제조하기 위해 사용되는 재료와 동일한 재료로 제조될 수 있다. 이중 바느질 사슬땀부(double needle chain stitch)(5)를 사용해 배플이 열 차폐체(6)의 에지로부터 약 10㎜ 떨어져 주연부 둘레에서 열 차폐체에 박음질되는 것이 바람직하다. 또한, 도 1에는 열 차폐체(6)를 팽창성 쿠션(16)에 부착시키기 위해 사용된 스티칭 패턴이 도시되어 있다. 스티치 라인(3)중 하나는 원형 구조이고 팽창기 개구(4)를 둘러싼다. 제 2 스티치 라인(3)은 정방형 구조를 가지며 또한 팽창기 개구(4)를 둘러싼다. 본 기술분야에 숙련된 사람은 배플을 열 차폐체에 및 열 차폐체를 팽창성 쿠션에 부착시킬 수 있는 다수의 적절한 방법이 있음을 알 수 있다.

배플(2)은 팽창 가스를 배플로부터 팽창성 쿠션(16)으로 통과시키는 개구(1)를 갖는다. 도 1에 도시된 배플 개구(1)는 최소한 팽창기 개구(4) 면적의 1/2의 면적을 갖는다. 배플 개구는 팽창기 개구 사이즈의 약 2배인 면적을 갖는 것이 바람직하다.

에어백이 완전히 팽창되었을 때 배플 개구가 팽창기 개구(4)의 적어도 1/3 정도 정렬되도록 배플 개구(1)가 위치된다. 바람직하게는, 배플 개구(1)는 팽창기 개구(4)의 약 1/2 정도 정렬된다. 배플 개구(1)가 팽창기 개구(4)의 1/2 정도 정렬될 경우, 배플(2)을 통해 방향(B)에서 팽창기쪽으로 보았을 때 팽창기 개구(4)의 약 1/2을 볼 수 있다. 방향(B)은 팽창기(10)의 종축(A)과 평행하여 예를 들면 도 2에 도시된 바와 같은 도면을 형성한다. 도 2는 팽창기 개구(4)의 약 절반과 정렬되는데 이는 팽창기 개구(4)의 약 절반만이 보여질 수 있기 때문이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 배플 개구(1)는 실질적으로 타원 형상을 갖는다. 바닥부는 대략 팽창기(10)의 중심선으로부터 연장하고, 상부는 팽창기의 상부 위로 조금 연장하며, 측부는 팽창기의 측면을 약간 지나 연장한다. 도 3 및 도 4는 본 발명의 배플 개구(1)에 대한 2개의 변형 실시예를 도시한다. 도 3에서 배플 개구(26)는 실질적인 원형 형상을 갖는다. 다른 실시예의 배플 개구와는 달리, 도 4에 도시된 바와 같은 배플은 2개의 배플 개구(31)를 갖는다. 도 4의 각각의 배플 개구(31)는 실질적인 1/4 원형 형상을 갖는다.

도 5는 배플(2)을 갖는 팽창성 쿠션(16)의 단면도를 도시한다. 차량 충돌시, 팽창기(10)가 작동하여 팽창 가스를 팽창성 쿠션(16)내로 방출시킨다. 팽창기(10)내에 저장된 가스 발생재가 신속히 연소하여 팽창 가스를 발생시킨다. 팽창기(10)는 상부(19)와 하부(20)를 갖는다. 상부(19)는 에어백에 의해 둘러싸이는 팽창기(10)의 일부이며 다수의 출구(11)를 갖는다. 출구(11)는 팽창기로부터 배플(2)로의 팽창 가스용 배출 경로를 제공한다. 팽창기(10)는 스터드(18)를 수납하기 위한 사각형 플랜지(21)를 포함한다. 사각형 플랜지는 에어백 하우징(15)에 근접하여 위치될 수 있으며, 이 에어백 하우징은 핸들 아마추어(도시되지 않음)에 고정된다. 팽창성 쿠션(16)은 리테이너 링(17)에 의해 팽창기에 고정되며, 이 리테이너 링은 팽창기의 상부(19)를 둘러싼다. 리테이너 링(17)은 스터드(18)를 통해 에어백 하우징(15) 및 사각형 플랜지에 부착된다. 팽창성 쿠션을 팽창기에 부착시키는 방법이 상술되었지만, 본 기술분야에 숙련된 사람은 다른 적절한 부착 방법이 있음을 알 수 있다.

본 발명은 배플(2)과 열 차폐체(6)를 가지며; 이 배플과 열 차폐체는 내측 에어백(7)으로 일괄하여 지칭될 수 있다. 이러한 용어가 사용된다면, 팽창성 쿠션(16)은 외측 에어백으로 지칭될 수 있다. 본 발명의 배플(2) 및 열 차폐체(6)는 고온 팽창 가스 및 고온 미립자의 유해한 작용으로부터 팽창성 쿠션을 보호한다. 배플(2)은 팽창 가스의 유동 경로를 바꾸는 이점을 제공한다. 배플을 구비하지 않은 팽창성 쿠션에 있어서, 팽창기로부터의 팽창 가스 유동은 층류이거나 또는 적은 난류 성분을 갖는데, 이는 팽창기와 팽창성 쿠션 사이에 어떠한 방해물도 없기 때문이다. 배플이 없는 경우, 팽창기를 빠져나오는 모든 미립자는 팽창성 쿠션내로 유동하여 팽창성 쿠션에 구멍을 형성할 수 있다.

배플(2)을 구비하는 에어백에 있어서, 고온 팽창 가스는 우선 배플(2)내로 이동한 후, 도 5에 도시된 배플 개구(1)를 통해 팽창성 쿠션(16)내로 유입된다. 화살표(12)는 팽창 가스의 가능성 있는 경로를 나타낸다. 팽창 가스의 일부는 배플의 하부(23)와 충돌하여 배플의 상부(22)와 접촉할 때까지 상방으로 재배향된다. 이 때, 팽창 가스는 상부(22)에서 반동하여 하류로 유동한다. 최종적으로 이 팽창 가스는 배플의 하부(23)로부터 위쪽으로 배향되는 다른 팽창 가스와 접촉한다. 팽창 가스에 의한 이러한 접촉은 "와류(vortex)" 또는 소용돌이를 형성하여, 미립자가 중력에 의해 배플(2)의 바닥으로 떨어지기에 충분할 정도로 팽창 가스의 속도를 감소시킨다. 팽창 가스의 이러한 구불구불한 유동 경로는 고온 미립자가 배플(2)의 바닥으로 떨어져 팽창성 쿠션으로 유입되지 않을 가능성을 증가시킨다. 또한, 가스 스트림내에 포함된 미립자중 일부는 배플에 직접 부딪쳐서, 배플에 달라붙어 쿠션내로 유입되지 않는다. 또한, 배플 및 열 차폐체는 팽창기(10)의 상부(19)를 효과적으로 둘러싸며, 그에 따라 팽창성 쿠션(16)이 팽창기의 고온 표면과 직접 접촉하는 것을 방지한다.

팽창성 쿠션(16)내에 배플(2)의 존재하는 것은 팽창성 쿠션의 전개 궤적과는 어떠한 관계도 없다. 이는 가스 유동이 시작될 때, 쿠션이 압축되어 있거나 또는 접혀진 상태에 있기 때문이다. 가스 유동의 개시 이후 최초 1 밀리세컨드내에, 가장 먼저 가압되는 쿠션의 부분은 배플로서, 그 이유는 배플이 팽창기에 가까워 신속하게 충전되어 내측 백을 형성하기 때문이다. 쿠션이 탑승자와 상호작용하기 전까지는, 배플이 완전히 전개되어, 팽창 가스가 궤적에 영향을 미치지 않는 예상가능한 속도로 내측 백을 빠져나가는 안정 상태에 접어든다. 에어백 모듈은 인체의 고유 강성 및 지지에 의해 가장 쉽게 힘이 흡수될 수 있는 차량 탑승자의 가슴/흉골부를 향하는 각도로 에어백이 전개되도록 핸들에 위치된다. 본 발명은 팽창성 쿠션(16)의 전개 방향에 영향을 미치지 않는다.

도 2에 도시된 바와 같은 배플 개구(1)는 실질적으로 배플(2)의 상부에 위치된다. 다른 위치의 배플 개구도 역시 팽창 가스에 대한 구불구불한 경로를 형성함을 알 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같은 실질적으로 타원 형상을 갖는 배플 개구(1)는 실질적으로 배플의 하부(23)에 위치될 수 있다.

본 발명은 팽창 가스내의 고온 미립자에 의해 에어백내에 연소 구멍이 발생하는 것을 방지한다.

도 1은 본 발명에 따른 열 차폐체, 배플 및 팽창기의 사시도,

도 2는 도 1의 화살표(B) 방향에서 본 열 차폐체 및 배플을 도시하는 도면,

도 3은 열 차폐체 및 배플의 제 2 실시예를 도시하는 도면,

도 4는 열 차폐체 및 배플의 제 3 실시예를 도시하는 도면,

도 5는 본 발명의 단면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 개구 2 : 배플

6 : 열 차폐체 7 : 내측 에어백

10 : 팽창기 13 : 고온 미립자

15 : 에어백 하우징 16 : 팽창성 쿠션

Claims (11)

1. 에어백에 있어서,

   종방향 축을 가진 팽창기가 들어갈 수 있는 팽창기 개구를 갖는 제 1 재료로 제조되는 팽창성 쿠션과,

   제 2 재료로 제조되며 배플 개구를 갖는 배플과,

   상기 팽창기가 들어갈 수 있는 팽창기 개구를 가지며, 상기 팽창성 쿠션을 포함하는 재료와 상이한 재료로 제조되는 열 차폐체를 포함하며,

   상기 배플 개구는 팽창기 개구의 적어도 1/3과 정렬되며 상기 팽창기 개구 면적의 적어도 2배의 면적을 가지며, 상기 배플 개구는 팽창기로부터의 가스로 에어백이 충전되기 전에 배플에 존재하며, 팽창시에 팽창기의 종방향 축에 평행한 방향으로 상기 배플 개구를 통해 상기 팽창기 개구를 볼 수 있는

   에어백.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 배플 개구는 상기 팽창기 개구의 약 1/2과 정렬되는

   에어백.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 열 차폐체는 상기 배플에 부착되는

   에어백.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 배플은 2개의 배플 개구를 구비하는

   에어백.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 배플은 상부와 하부를 포함하며, 상기 배플 개구는 상기 배플의 상부에 실질적으로 위치되는

   에어백.
8. 삭제
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 배플 개구는 상기 배플내에 배치되어 상기 팽창 가스의 일부가 상기 배플과 접촉하는 일없이 상기 배플 개구를 통과하며, 상기 배플 개구를 통과한 가스는 상기 배플과 충돌한 팽창 가스의 나머지 부분에 의해 생성된 난류에 의해 속도가 늦추어지는

   에어백.
10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    상기 배플 개구는 상기 배플내에 배치되어 상기 배플이 상기 에어백의 전개 궤적에 영향을 미치지 않는

    에어백.
11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    상기 배플 개구는 타원형 또는 원형인

    에어백.