KR101663492B1 - 자동차 안전 장치용 에어백 유닛 및 관련된 에어백 패키징 방법 - Google Patents

Abstract

자동차 안전 장치용 에어백 유닛(23)이 제공되는바, 상기 에어백 유닛은 유연성 재료로 형성된 팽창가능한 에어백(1)을 포함하고, 상기 팽창가능한 에어백은 롤링(rolling) 및/또는 폴딩(folding)된 패키지(package; 9)로서 제공되며, 상기 패키지(9)는 패키지(9)의 적어도 일부분 둘레로 연장된 커버(10)에 의해 압축된 채로 유지되며, 상기 커버(10)는 복수의 폴리머 섬유들(polymeric fibres; 13a, 13b)을 포함하는 연성 직물 재료(fabric material; 12)로 형성되고, 상기 섬유들(13b) 중 적어도 일부는 에어백 유닛에 미리 정해진 안정적 형상을 부여하도록 서로 융합(fuse)된다.
또한, 자동차 안전 장치용 에어백(1)을 패키징하는 방법이 제공되는바, 상기 에어백 패키징 방법은: 유연성 시트 재료(sheet material)로 형성된 팽창가능한 에어백(1)을 제공하는 단계; 상기 에어백을 롤링(rolling) 및/또는 폴딩(folding)하고, 복수의 폴리머 섬유들(13a, 13b)을 포함하는 연성 직물 재료(12)로 형성되되 처음에는 유연성인 커버(10)로 상기 에어백을 적어도 부분적으로 감싸서, 중간 패키지(intermediate package; 9a)를 형성하는 단계; 상기 중간 패키지(9a)에 대한 가열 및 가압을 동시에 수행하여 상기 섬유들(13b) 중의 적어도 일부가 서로 융합되게 해서, 상기 융합된 섬유들(13b)에 의해 결정된 안정적 형상을 갖는 압축 패키지(compressed package; 23)를 형성하는 단계;를 포함한다.

Description

자동차 안전 장치용 에어백 유닛 및 관련된 에어백 패키징 방법{An airbag unit for a motor vehicle safety device and a related method of packaging an airbag}

본 발명은 자동차 안전 장치용 에어백 유닛, 및 자동차 안전 장치용 에어백을 패키징하는 관련 방법에 관한 것이다.

자동차와 관련된 사고 발생시, 탑승자들, 그리고 어떤 장치에서는 보행자를 보호하기 위하여 자동차에 하나 이상의 팽창가능한 에어백을 제공하는 것은 현재 매우 잘 알려져 있다. 전형적으로는 그러한 에어백이 유연성 직물로 형성되지만, 어떤 장치들은 플라스틱 재료와 같은 다른 유연성 시트 재료를 이용한다. 에어백은 다양한 형태를 취할 수 있는바, 예를 들어: 소위 운전자용 에어백은 전형적으로 자동차의 조향휠(steering wheel)의 허브(hub) 안으로부터 팽창하여서 전방 충격시 자동차의 운전자에 대한 보호를 제공하고; 자동차의 창문들 내측에 하향으로 전개되도록 구성된 팽창가능한 커튼들은 측방 충격 또는 구름(rollover) 사고시에 탑승객들을 보호하며; 자동차의 측부 패널과 자동차의 탑승객 사이에서 전개되도록 구성된 측부 에어백은 측방 충격시에 탑승객을 보호한다. 물론, 많은 다른 유형의 에어백들이 공지되어 있으며, 본 발명은 임의의 특정 유형의 에어백에 국한되지 않는다.

현대의 자동차들은 종종, 패키지화된 에어백의 장착을 위해서 가용한 매우 적은 공간을 가지도록 설계된다. 이것은 미관적 고려와 자동차의 탑승객에 대한 편안함 및 편의와 같은 다양한 이유 때문일 수 있다. 그러므로, 전개되지 않은 롤링 및/또는 폴딩된 구성형태에서 자동차 내에서 매우 적은 공간을 점유함으로써, 내부 트림 또는 좌석(예를 들어, 자동차 좌석의 가죽커버나 구조 내측으로부터 전개됨이 전형적인 측부 에어백의 경우에 해당)을 보다 편리하고 상상에 따라 설계함을 가능하게 하는, 매우 타이트하게 패키지화된 에어백을 제작하는 것이 점차 중요하게 되고 있다.

또한, 위와 같은 패키지화된 에어백이 생산 라인에서 조립 중에 자동차에 쉽게 설치될 수 있도록 미리 형성된 모듈 또는 유닛의 형태로 제공하는 것이 편리할 것으로 고려된다. 전형적으로, 이와 같은 유형의 에어백 유닛은, 자동차 내에서 에어백 유닛의 편리하고 신뢰성있는 설치를 용이하게 하기 위하여, 그리고 타이트하게 패키지화된 상태로 에어백을 유지하기 위하여, 에어백 주위에 제공된 단단한 플라스틱 커버를 포함한다. 그러나, 이와 같은 커버는 에어백 유닛의 비용 및 하중을 현저히 증가시키고, 또한 패키지화된 에어백에 추가적인 체적을 더하게 되어서, 자동차의 내부 디자인 미감을 저해하지 않고 현대의 자동차에 설치되기에 충분히 작은 크기를 갖는 에어백 유닛을 제작함을 어렵게 만든다.

따라서, 본 발명은 개선된 자동차 안전 장치용 에어백 유닛을 제공함을 목적으로 한다. 또한 본 발명은 자동차 안전 장치용 에어백을 패키징하는 개선된 방법을 제공함을 목적으로 한다.

본 발명의 첫 번째 형태에 따르면 자동차 안전 장치용 에어백 유닛이 제공되는바, 상기 에어백 유닛은 유연성 재료로 형성된 팽창가능한 에어백을 포함하고, 상기 팽창가능한 에어백은 롤링(말림: rolling) 및/또는 폴딩(접힘: folding)된 패키지(package)로서 제공되며, 상기 패키지는 패키지의 적어도 일부분 둘레로 연장된 커버에 의해 압축된 채로 유지되며, 상기 커버는 복수의 폴리머 섬유들(polymeric fibres)을 포함하는 연성 직물 재료(fabric material)로 형성되고, 상기 섬유들 중 적어도 일부는 에어백 유닛에 미리 정해진 안정적 형상을 부여하도록 서로 융합(fuse)된다.

편리하게는, 상기 직물 재료가 비직조성 직물 재료이다.

선택적으로는, 상기 커버가 상기 에어백 패키지를 캡슐화(encapsulate)시킨다.

선택적으로는, 상기 복수의 폴리머 섬유들은 복수의 코어-시스형(core-sheath) 2요소 섬유들(bi-component fibres)을 포함하고, 상기 2요소 섬유들의 시스들은 에어백 유닛에 미리 정해진 안정적 형상을 부여하도록 서로 융합(fuse)된다.

유리하게는, 상기 2요소 섬유들 각각이 제1 녹는점을 가진 폴리머 재료의 내측 코어(inner core)와 제2 녹는점을 가진 폴리머 재료의 외측 시스(outer sheath)를 구비하고, 상기 제2 녹는점은 제1 녹는점보다 낮다. 예를 들어 상기 제2 녹는점은 120-150℃의 범위 내에 있을 수 있다.

편리하게는, 상기 복수의 폴리머 섬유들이 복수의 1요소 섬유들도 포함한다.

유리하게는, 상기 1요소 섬유들이 서로에 대해 또는 상기 2요소 섬유들에 대해 융합되지 않는다.

편리하게는, 상기 1요소 섬유들이 상기 2요소 섬유들의 상기 시스들의 녹는점보다 더 높은 녹는점을 갖는다.

본 발명의 두 번째 형태에 따르면 자동차 안전 장치용 에어백을 패키징하는 방법이 제공되는데, 상기 에어백 패키징 방법은: 유연성 시트 재료(sheet material)로 형성된 팽창가능한 에어백을 제공하는 단계; 상기 에어백을 롤링(rolling) 및/또는 폴딩(folding)하고, 복수의 폴리머 섬유들을 포함하는 연성 직물 재료로 형성되되 처음에는 유연성인 커버로 상기 에어백을 적어도 부분적으로 감싸서, 중간 패키지(intermediate package)를 형성하는 단계; 및 상기 중간 패키지에 대한 가열 및 가압을 동시에 수행하여 상기 섬유들 중의 적어도 일부가 서로 융합되게 해서, 상기 융합된 섬유들에 의해 결정된 안정적 형상을 갖는 압축 패키지(compressed package)를 형성하는 단계;를 포함한다.

편리하게는, 상기 압축 패키지가 상기 중간 패키지에 비하여 상대적으로 감소된 단면 두께를 갖도록, 상기 가열 및 가압을 동시에 수행하는 단계를 실행한다.

유리하게는, 상기 에어백 패키징 방법이 상기 중간 패키지에 대한 가열 및 가압을 동시에 수행하는 단계 전에 몰드 공동(mould cavity) 안에 중간 패키지를 배치시키는 단계를 더 포함하고, 상기 가열 및 가압을 동시에 수행하는 단계는 상기 몰드 공동 안에 있는 중간 패키지에 대해 실행된다.

편리하게는, 상기 에어백을 적어도 부분적으로 감싸는 단계가 상기 에어백을 커버로 캡슐화시킴을 포함한다.

유리하게는, 상기 직물 재료가 비직조성 직물 재료이다.

편리하게는, 상기 복수의 폴리머 섬유들이 복수의 코어-시스형 2요소 섬유들을 포함하고, 상기 중간 패키지에 대한 가열 및 가압을 동시에 수행하는 단계가 실행됨으로써 상기 2요소 섬유들의 시스들이 서로 융합되어 상기 압축 패키지에 상기 미리 정해진 안정적 형상이 부여된다.

유리하게는, 상기 2요소 섬유들 각각은 제1 녹는점을 가진 폴리머 재료의 내측 코어와 제2 녹는점을 가진 폴리머 재료의 외측 시스를 구비하고, 상기 제2 녹는점은 제1 녹는점보다 낮으며, 상기 중간 패키지에 대한 가열 및 가압을 동시에 수행하는 단계는 상기 직물 재료를 상기 제2 녹는점보다는 높되 상기 제1 녹는점보다는 낮은 온도로 가열함을 포함한다. 예를 들어, 상기 제2 녹는점은 120-150℃의 범위 내에 있을 수 있다.

편리하게는, 상기 복수의 폴리머 섬유들이 복수의 1요소 섬유들도 포함한다.

유리하게는, 상기 1요소 섬유들이 2요소 섬유들의 상기 시스들의 녹는점보다 더 높은 녹는점을 가지고, 상기 중간 패키지에 대한 가열 및 가압을 동시에 수행하는 단계는 상기 직물 재료를 상기 1요소 섬유들의 상기 녹는점 미만의 온도로 가열함을 포함한다.

전술된 본 발명의 형태들 중 어느 것에 따르더라도, 상기 직물 재료는 펠트(felt)일 수 있다.

전술된 본 발명의 형태들 중 어느 것에 따르더라도, 상기 직물 재료는 폴리에스테르로 형성되도록 선택할 수 있다. 폴리에스테르는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate; PET)의 형태로 제공될 수 있다.

또한, 전술된 본 발명의 형태들 중 어느 것에 따르더라도, 상기 2요소 섬유 각각은 PET 호모폴리머로 형성된 코어와 PET 코폴리머(coPET)로 형성된 시스를 구비할 수 있다. 상기 1요소 섬유들도 PET로 형성될 수 있다.

유리하게는, 상기 2요소 섬유들이 상기 직물 재료 내의 섬유들의 총 개수의 30% 내지 60%를 차지한다.

본 발명이 보다 쉽게 이해될 수 있도록, 그리고 다른 특징들이 잘 이해될 수 있도록, 아래에서는 하기의 첨부 도면들을 참조로 하여 예시적으로서 제공되는 본 발명의 실시에들에 대해 설명한다.

도 1 은 본 발명의 방법에 의하여 패키징하기에 적합한, 예시적인 에어백의 개략적인 평면도로서, 여기에는 폴딩 전 모습이 도시되어 있고;
도 2 는 도 1 의 에어백이 롤링된 구성형태에 있는 때의 모습을 도시하는 개략적 단면도로서, 여기에서 에어백은 커버에 의하여 감싸여져서 중간 패키지를 형성하며;
도 3 은 도 2 에 도시된 커버의 재료를 도시하는 사시도로서, 상기 재료는 본 방법의 후속 단계들에 의한 처리 전의 자연 상태 모습으로 도시되어 있고;
도 4 는 도 3 에 도시된 재료의 섬유들의 구성을 도시하는 개략도이고;
도 5 는 도 3 및 도 4 에 도시된 재료를 구성하는 섬유들의 두 가지 상이한 유형들을 도시하는 개략도이고;
도 6 은 본 발명의 방법에서 이용될 수 있는 몰드 공동을 구비한 가압 부재의 사시도이고;
도 7 에는 롤링된 에어백이 도시되어 있는데, 여기에서 에어백은 커버에 의하여 감싸여 있고 또한 도 6 에 도시된 가압 부재의 몰드 공동 안에 수용된 중간 패키지로 형성되어 있으며;
도 8 에는 도 6 에 도시된 몰드 공동 안에서 중간 패키지를 압축하기 위해 이용되는 프레스(press)가 도시되어 있고;
도 9 에는 도 8 의 프레스에서 중간 패키지를 동시에 가열 및 가압한 후에 나타나는 커버 재료의 상태가 도시되어 있고;
도 10 은 도 9 에 도시된 상기 가열 및 가압된 재료에 있는 섬유들의 구성을 도시하는 개략도이고;
도 11 은 상기 재료의 섬유들 중 일부가 서로 융합되어 있는 모습을 도시하는 개략도이고;
도 12 는 전체적으로는 도 7 의 모습에 대응되는 모습을 도시하고 있지만, 여기에서는 상기 중간 패키지의 동시적인 가열 및 가압에 뒤이은 후속의 압축 패키지 안에 있는 에어백이 도시되어 있고;
도 13 은 본 발명에 따른, 마무리된 에어백 유닛의 사시도이고;
도 14 는 마무리된 에어백 유닛의 다른 사시도이고;
도 15 는 마무리된 에어백 유닛의 또 다른 사시도이고;
도 16 은 에어백 유닛이 장착될 자동차 좌석 프레임의 일부분을 따라 배치되어 있는 에어백 유닛을 도시하는 평면도이고;
도 17 은 도 16 과 유사하지만, 여기에서는 에어백 유닛이 상기 좌석 프레임에 장착되어 있는 모습이 도시되어 있다.

도 1 을 참조하면, 여기에는 본 발명의 방법에서 사용되기에 적합한 에어백(1)이 도시되어 있다. 예시된 특정의 에어백은 자동차의 패널 또는 측부 도어와 좌석 탑승자 사이에서 전개되도록 자동차 좌석의 측부에 설치되는 유형의 소위 측부 에어백이다. 그러나, 본 발명은 예시된 유형의 측부 에어백에만 국한되는 것이 아니라, 임의의 유형의 에어백을 패키징하는데 이용될 수 있다는 점이 이해되어야 할 것이다. 진정으로, 본 발명의 에어백 유닛과 방법은 팽창가능한 커튼 유형의 에어백에도 현저한 장점을 제공하는 것으로 밝혀졌는데, 이는 아래에서 보다 상세히 설명될 것이다. 또한, 예시된 에어백(1)은 본 발명의 일반적인 개념을 명확히 설명하기 위하여 기본적인 형태로 도시되어 있다는 점이 이해되어야 할 것이다. 다른 보다 복잡한 에어백 구성형태도 본 발명의 방법에 의하여 패키징될 수 있다.

에어백(1)은 예를 들어 직조 직물과 같은 유연성 재료로 이루어진 두 개의 실질적으로 동일한 시트들(2, 3)로 형성될 수 있는바, 상기 시트들은 서로 겹쳐지며, 정렬된 가장자리들 둘레에서 주변 솔기(4)에 의하여 상호 연결되어서, 상기 시트들 사이에 가스 발생기와 같은 팽창기로부터의 팽창용 가스를 수용하기 위한 대형의 팽창가능한 내부 체적을 한정한다.

에어백 제조 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이해되는 바와 같이, 위에서 에어백(1)은 유연성 재료로 이루어진 두 개의 분리된 시트들(2, 3)로 형성되는 것으로 설명되었지만, 본 발명의 변형예들에서는 에어백이 유연성 재료로 이루어진 단일의 시트로 형성될 수 있다는 점이 고찰되며, 이 경우에는 시트가 반으로 접혀져서 두 개의 겹쳐진 층들을 생성하며, 상기 겹쳐진 층들은 도 1 을 참조로 하여 위에서 설명된 바와 유사한 방식으로 주변 솔기에 의하여 상호연결될 수 있다. 또한, 일부 실시예들에서는 상기 두 개의 시트들(2, 3)이 공지되어 있는 소위 "원피스-직조(one-piece weaving)" 기술에 의하여 동시에 직조될 수 있다는 점도 고찰되는데, 여기에서는 두 개의 층들을 형성하는 날실들과 씨실들이 선택된 영역에서 상호직조되어서 두 개의 시트들의 직조 구조와 일체를 이루는 상호연결된 주변 솔기를 형성한다.

바람직하게는 에어백(1)을 이루는 직물이 플라스틱 직물이며, 예를 들면 폴리아미드 섬유들로 이루어진 날실들 및 씨실들을 함께 직조함으로써 이루어진 직물이다. 상기 직물에는 열가소성 재료의 코팅이 제공될 수 있다.

상기 에어백은 에어백의 팽창가능한 체적 안으로 팽창기(7)를 삽입시키기 위한 개구(6)를 갖도록 형성된다. 도 1 에는 설치 위치에 있는 원통형 팽창기(7)가 도시되어 있는데, 상기 설치 위치에서는 팽창기가 개구(6)를 통하도록 연장되어 있고 팽창기의 많은 부분이 에어백의 팽창가능한 체적 안에 놓여진다. 상기 팽창기의 짧은 길이는 개구(6)를 통해서 에어백으로부터 외향으로 돌출되어 있어서, 제어 케이블의 전기 연결을 용이하게 한다. 통상적인 경우에서와 마찬가지로, 상기 팽창기는 외향으로 연장된 한 쌍의 장착용 꼭지부(spigot; 8)들을 구비하는데, 상기 꼭지부들은 시트들 중 하나(2)의 직물에 형성된 개별의 통공들을 통해 외향으로 돌출되며, 또한 자동차 좌석의 구조에 장착되어 에어백을 좌석에 대한 제 위치에 고정시키도록 구성된다.

에어백을 자동차 안에의 설치를 위해 준비되도록 패키징하기 위하여, 먼저 에어백은 도 2 에 개략적으로 도시된 바와 같이 작은 패키지(9)로 롤링 및/또는 폴딩된다. 도 2 에 도시된 특정의 패키지(9)는 에어백(1)을 팽창기(7)를 향해 롤링(말음)시킴으로써 만들어지는바, 이로써 단일 롤(monotonous roll)을 포함하는 롤링된 패키지가 형성된다. 그러나, 대안적으로는 패키지(9)가 에어백(1)을 폴딩함으로써, 에어백에 둘 이상의 롤들을 형성함으로써, 또는 에어백의 롤링 및 필딩을 조함함으로써 형성될 수 있다는 점에 유의하여야 할 것이며, 이들 각각의 기술은 공지되어 있다. 롤링 기술의 경우, 에어백(1)은 만드렐(mandrel)(미도시) 둘레에서 롤링된 다음에, 그로 인하여 얻어지는 패키지를 롤링의 축을 따라서 인출함에 의해 얻어질 수 있다.

패키지(9)의 롤링 및/또는 폴딩된 에어백(1)이 유연성 커버(10) 안에 감싸여짐으로써 중간 패키지(9a)가 만들어진다. 커버(10)는 에어백 둘레에서 단순한 밴드를 형성하도록 구성될 수 있는바, 이로써 에어백 패키지(9)의 단부 영역들이 상기 밴드의 측부들로부터 돌출될 수 있다. 그러나, 대부분의 실시예들에서는 상기 커버(10)가 에어백 패키지(9)를 실질적으로 완전히 캡슐화할 것이라는 점이 고찰된다. 이러한 구성에서는, 상기 커버(10)가 에어백 패키지 둘레로 그리고 에어백 패키지 위로 단순하게 접혀질 수 있는바, 이로써 커버 재료의 가장자리 영역들 각각이, 예를 들어 도 2 에서 11 로서 표시된 바와 같이 서로에 대해 느슨하게 놓여진다. 그러나, 패키지(9)와 커버(10)가 풀림을 방지함에 있어서의 편의를 위하여, 상기 커버 재료의 접힌 부분 또는 영역들이 단순한 택 스티치(tack stitch) 등에 의하여 제 위치에 유지될 수 있으며, 그러한 택 스티치는 마무리된 에어백 유닛의 일체성에 현저히 기여할 것이다. 에어백(1) 및 유연한 커버(10)를 포함하는 완성된 중간 패키지(9a)는 최초의 단면 두께(T)를 갖는다.

커버(10)에는 소공(perforation)들로 이루어진 선과 같은, 미리 정해진 찢어짐 솔기(tear-seam ;10a)가 제공될 수 있다. 에어백 제조의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이해되는 바와 같이, 충돌시 에어백이 전개되는 경우에 에어백이 커버(10)를 벗어나 터뜨려짐을 허용하기 위해서 찢어짐 솔기(10a)가 에어백(1)의 팽창시 파열되도록 구성된다.

상기 커버(10)의 재료는 복수의 폴리머 섬유들을 포함하는 비직조성 직물 재료(12)의 형태를 취한다. 상기 비직조성 직물(12)은 펠트의 형태로 제공된다. 도 3 에는 비직조성 직물(12)의 일 영역이 도시되어 있는데, 여기에서는 상기 비직조성 직물(12)이 대기압의 조건에서 자연 상태로 있으며, 이후에 본 발명의 방법에 따른 후속의 처리 단계들을 받게 된다. 이 구성형태에서, 상기 재료는 대략적으로 4.25 mm의 두께와 300g/m²의 밀도를 가질 수 있다. 본 발명에 특히 적합한 것으로 고려되는 예시적인 재료는 공지된 니들 기술(needle technique)에 의하여 생산되는 폴리에스테르 펠트(polyester felt)인데, 상기 니들 공정은 상기 재료의 구성요소들이 폴리에스테르 섬유들을 서로 엮여 잠금(locking)되도록 하는데에 이용된다. 상기 폴리에스테르 섬유들은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate; PET)의 형태로 제공될 수 있는바, 상기 펠트 재료(12)는 100% PET로 형성된다.

도 4 에는 펠트 재료(12)의 구성 섬유(13)들이 무작위 또는 준-무작위(quasi-random)의 방식으로 서로 엮여 있는 모습이 개략적으로 도시되어 있다. 그러나, 본 발명의 실시예에서 사용되는 펠트(12)는 실제로 두 가지의 상이한 구성형태를 갖는 섬유(13)들을 포함한다는 점에 유의하여야 한다.

도 5 에는 펠트 재료(12)를 구성하는데에 사용되는 섬유의 두 가지 구성형태들이 보다 상세히 도시되어 있다. 도 5 에 도시된 상측 섬유(13a)는 완전히 PET로 형성된 1요소 섬유이다. 특히, 1요소 섬유(13a)들은 완전히 PET 호모폴리머로 형성될 수 있다는 점이 고찰된다. 이와는 대조적으로, 도 5 에 도시된 하측 섬유(13b)는 구별되는 코어(14) 및 이를 둘러싸는 시스(15)를 갖는 2요소 섬유이다. 상기 2요소 섬유(13b)의 코어(14) 및 시스(15)는 상이한 특성을 갖도록 구성되는바, 특히 상이한 녹는점들을 갖도록 구성되는데, 상기 시스(15)는 코어(14)보다 현저히 낮은 녹는점(예를 들어, 120-150℃의 범위)을 갖는다. 2요소 섬유(13b)들도 완전히 PET로 형성될 수 있긴하지만, 코어(14)를 PET 호모폴리머로 형성하고 시스(15)를 PET 코폴리머(coPET)로 형성할 것을 제안한다. 이와 같은 PET와 coPET의 조합은, 섬유(13b)가 PET로 형성됨을 보장하는 한편, 시스(15)가 코어(14)보다 더 낮은 녹는점을 갖게 되도록 한다. 물론, 2요소 섬유(13b)들의 코어(14)와 1요소 섬유(13a)들이 모두 PET 호모폴리머로 형성되기 때문에, 이들은 서로 동일한 녹는점을 갖게 될 것이고, 따라서 1요소 섬유(13a)들이 2요소 섬유(13b)의 시스(15)들보다 더 높은 녹는점을 갖는다는 점에 유의한다.

상기 2요소 섬유(13b)들은 상기 펠트 재료(12) 내에서 1요소 섬유(13a)들에 걸쳐서 균일하게 분포된다. 2요소 섬유(13b)들을 펠트 재료(12) 내의 섬유(13)들의 총 개수의 30% 내지 60% 사이로 되도록 할 것을 제안하는바, 이 때 상기 비율은 1요소 섬유(13a)들만으로 이루어진 경우를 기준으로 한 것이다.

도 6 에는 예를 들어 주조 금속으로 형성될 수 있는 중실의(solid) 프레스 부재(press member; 16)가 도시되어 있다. 상기 프레스 부재(16)는 3차원의 형태를 갖는 몰드 공동(17)을 형성하는 요부를 갖는다. 도 6 에 도시된 특정의 프레스 부재(16)의 경우에는, 상대적으로 얕은 제1 부분(18)과 상대적으로 깊은 제2 부분(19)을 형성하도록 몰드 공동(17)이 계단식으로 이루어져 있다는 점에 유의한다.

도 7 에 도시된 바와 같이, 펠트 커버(10)안에 롤링 및/또는 폴딩된 에어백 패키지(9)를 감쌈에 의하여 형성된 중간 패키지(9a)는 프레스 부재(16) 내의 몰드 공동(17) 내측에 배치된다. 도 8 에 도시된 바와 같이, 그 다음에 프레스 부재(16)는 프레스 장치(21)에 있는 다른 프레스 부재(20) 아래에 배치되는바, 상기 프레스 장치(21)는 예를 들어 산업용 유압식 프레스 장치일 수 있다. 상기 상측 프레스 부재(20)는 중간 패키지(9a)를 보유하고 있는 하측 프레스 부재(20) 안에 슬라이딩하는 방식으로 들어맞는 크기 및 구성을 갖는바, 상기 프레스 장치의 작동은 상측 프레스 부재(20)를 하측 프레스 부재(16)의 몰드 공동(17) 안으로 구동하여 중간 패키지(9a)를 압축시키도록 이루어진다. 상기 상측 프레스 부재(20)는, 그것의 하측 표면이 마무리된 에어백 유닛의 요망되는 형상에 일치되는 3차원의 윤곽을 갖도록 구성될 수 있다.

프레스 장치(12)는, 중간 패키지(9a)가 예를 들어 오븐 내에 배치되어 요소 섬유(13b)의 시스(15)들의 녹는점을 초과하되 2요소 섬유(13b)들의 코어(14)들과 1요소 섬유(13a)들의 녹는점 미만의 온도로 가열되는 동안에 작동된다. 이해되는 바와 같이, 본 발명의 방법에서는 중간 패키지(9a)가 동시에 가열 및 가압되지만, 열 및 압력이 시간 면에서 정밀하게 동일한 순간에 상기 패키지에 가해짐이 본질적이지는 않다는 것에 유의하여야 할 것이다. 예를 들어, 열은 중간 패키지에 대한 압력 작용 전에 가해질 수 있다는 점이 고찰되는바, 열과 압력이 중간 패키지에 가해지는 동안의 시간에 적어도 소정의 기간이 있다는 점이 중요하다. 프레스는, 온도가 2요소 섬유(13b)들의 시스(15)들의 녹는점을 초과한 상태로 유지되는 채로, 중간 패키지(9a)에 5 내지 200kN의 가압력을 가하도록 작동될 수 있다. 중간 패키지(9a)가 동시에 가열 및 가압되는 시간 기간은 커버 재료의 특성에 의존하지만, 2분 미만일 것이라는 점과, 당연히 에어백 유닛의 효율적인 제조를 가능하게 하기 위하여 가능한 짧게 될 것이라는 점이 고찰된다.

이해되는 바와 같이, 프레스(21)에 의해서 중간 패키지(9a)에 가해지는 압축이 실행됨으로써, 에어백(1)의 유연한 특성과 커버(10)의 초기의 유연한 특성으로 인하여, 중간 패키지(9a)의 형태가 몰드 공동(17) 및 상측 프레스 부재(20)의 하측 표면의 윤곽과 일치된다. 상기 중간 패키지(9a)는 상측 프레스 부재(20)의 하측 표면의 윤곽과 몰드 공동(17)의 형상에 의해 한정되는 3차원의 형상을 갖도록 강제된다.

에어백(1)이 플라스틱 직물로 형성되는 경우, 상기 중간 패키지(9a)에 대한 압력 및 열의 동시적인 적용은, 에어백이 압축됨에 따라서 에어백의 직물이 소성적으로 변형하게 한다. 이로써 상기 중간 패키지(9a) 내의 롤링된 에어백(1)은, 명확하게 결정된 접힌 자국들이 형성되면서 편평한 형상을 가지게 되며, 그 형상은 에어백이 후속하여 냉각된 다음에도 유지된다.

그러나, 에어백(1)이 소성적으로 변형가능한 재료로 형성되지 않은 경우에도, 상기 중간 패키지(9a)에 대한 열 및 압력의 동시적인 적용은, 커버(10)가 압축됨에 따라서 어떻게든 커버(10)의 펠트 재료가 소성적으로 변형되어 그 섬유들이 서로 압축됨을 유발하여, 펠트 재료가 더 얇게(예를 들어, 0.55mm 정도로) 되고 도 9 및 도 10 에 도시된 압축된 구성형태를 취하게 될 것이다. 보다 구체적으로, 2요소 섬유들의 시스(15)들의 녹는점을 초과하는 온도로 열을 가함으로써, 시스(15)들이 녹게 될 것이다. 따라서 상기 커버 재료 내에 분포된 섬유들의 위치들에서, 상기 시스(15)들은 도 11 에서 도면번호 22 로 개략적으로 표시된 바와 같이 서로 융합될 것이다. 그러나, 상기 커버 재료는 1요소 섬유(13a)들의 전체 구조와 2요소 섬유(13b)들의 코어(14)들의 녹는점 미만의 온도로 가열되기 때문에, 상기 코어(14)들과 1요소 섬유(13a)들은 고체 상태로 유지될 것이며, 따라서 서로 융합되지 않는다. 그 결과, 시스(15)들의 재료만이 융합된다.

도 12 에는 전술된 가열 및 가압 기술에 의하여 중간 패키지(9a)로부터 형성된 압축 패키지(23)가 프레스(21)의 후속 개방 후에 몰드 공동(17) 안에 있는 모습이 도시되어 있는데, 상기 압축 패키지(23)는 본 발명의 방법에 의하여 만들어진 에어백 유닛을 형성한다. 상기 커버(10)의 재료에 걸쳐서 분포된 2요소 섬유들의 시스(15)들만의 전술된 융합은, 상기 동시적으로 가열 및 가압하는 단계가 완료된 후에 패키지를 프레스(20)로부터 분리한 때에도 프레스(20)에 의하여 중간 패키지(9a)에 부여된 상기 가압된 3차원 형상을 유지하기에 효과적이고 또한 충분하다. 따라서, 상기 커버(10)는 상기 가압 단계로부터 얻어지는 압축 상태에서 커버 내부에 상기 롤링된 에어백(1)을 유지시킨다.

도 13 내지 도 15 에는 전술된 방법에 의하여 만들어진 마무리된 에어백 유닛(23)의 다양한 모습들이 도시되어 있다. 에어백 유닛(23)은, 상기 동시적인 가열 및 가압 단계 후에 몰드 공동(17)으로부터 분리된 상태로 도시되어 있다. 추가적인 마무리 작업은 필요하지 않다. 알 수 있는 바와 같이, 에어백 유닛(23)은 중간 패키지의 초기 단면 두께(T)에 비하여 감소된 단면 두께(t)를 갖는다.

상기 2요소 섬유(13b)들의 상기 서로 융합된 시스(15)들은, 에어백 유닛(23)이 상기 몰드 공동으로부터 분리된 때에 에어백 유닛(23)의 형상을 효과적으로 유지시키고, 따라서 에어백(24)의 형상이 안정적으로 된다. 그러나, 1요소 섬유(13a)들 전체와 2요소 섬유(13b)들의 코어(14)들이 융합되지 않기 때문에, 에어백 유닛(23)의 커버(10)는 여전히 부드럽고 약간 굽혀질 수 있는 특성을 유지한다. 알 수 있는 바와 같이, 에어백(1)은 커버(10) 내부에 매우 타이트하게(tightly) 패키징되고, 압축된 커버(10) 자체는 얇게 된다.

도 17 에는 자동차 좌석 구조체의 등받이 측부 프레임(24)을 따라 배치된 예시적인 에어백 유닛(23)이 도시되어 있다. 상기 측부 프레임(24)은 만곡한 요부(25)를 구비하는바, 상기 요부는 외향으로 뻗어 있는 표면 안에 제공되어 있다.

전술된 방법에 의하여 만들어진 에어백 유닛(24)은 도 18 에 도시된 바와 같이 상기 측부 프레임(24) 내의 요부(25) 안에 알맞게 들어맞도록 된 크기 및 형상을 가질 수 있다.

이해되는 바와 같이, 전술된 에어백 유닛(24)을 제작하는 방법은 에어백이 부드러우면서도 3차원의 형상을 갖는 커버(10) 안에 매우 타이트하게 패키징됨을 가능하게 하며, 그것은 실제 적용에 있어서 임의의 구성형태를 갖는 안정적 형상을 갖는다. 따라서 본 방법은, 자동차의 전술된 난해한 영역들 안에 장착될 수 있는, 콤팩트한 에어백 유닛의 제작을 가능하게 한다.

위에서 본 발명은 특히 측부 에어백을 참조로 하여 설명되었으나, 본 발명은 다른 유형 및 구성형태를 갖는 에어백에 구현될 수 있다는 점이 이해되어야 할 것이다. 예를 들어, 여기에 설명된 유형의 커버(10) 안에 사이드 커튼 에어백(side curtain airbag)을 패키징하면 앞서 제안된 부드러운 에어백 커버에 비하여 현저한 장점들이 얻어진다는 것이 밝혀졌다. 사이드 커튼 에어백은 통상적으로 매우 길고 타이트하게 롤링되며, 또한 좁은 형상을 갖는다. 사이드 커튼 에어백은 자동차의 루프 라이닝(roof lining) 안에 설치되는 때에 꼬여질 수 있는데, 이것은 에어백의 팽창 특성에 부정적인 영향을 줄 수 있다. 위에서 제안된 유형의 커버(10) 안에 사이드 커튼 에어백의 적어도 일부를 감싸면, 그로부터 얻어지는 에어백 유닛은 자동차에의 설치시 꼬임에 현저히 덜 취약하다는 점이 밝혀졌다.

또한, 위에서는 펠트 유형의 비직조성 직물 재료(12)를 이용하는 실시예를 특히 참조하여 본 발명이 설명되었으나, 비직조성 재료를 사용하지 않는 본 발명의 변형예가 고찰되기도 한다. 이 점에 있어서, 전술된 비직조성 펠트 재료(12)의 연성 거동이 본 발명에서의 사용에 특히 적합하다는 점에 유의한다. 그러므로, 다른 유형의 연성 직물이 본 발명에 사용될 수 있다는 점이 고찰되는바, 그 직물은 예를 들어 직조된 것일 수 있다. 이 점에 있어서, 연성 직물이라는 용어는, 직물의 섬유들에 움직일 수 있거나 탄성적인 거동을 부여하는 성분의 재료 또는 그러한 구조를 가진 섬유들을 포함하는 직물을 지칭한다. 그러한 거동은 직물이 본 방법의 가열 및 가압 단계 중에 몰드 공동(17)의 형태에 흡사하게 형태일치됨을 가능하게 한다.

본 명세서 및 하기의 특허청구범위에서 사용된 용어 "포함", "포함하는", 및 이 용어의 변형 형태는 특정된 구성, 단계, 또는 숫자가 포함됨을 의미한다. 상기 용어는 다른 구성, 단계, 또는 숫자의 존재를 배제하는 것으로 해석되어서는 안된다.

여기에 기재된 기능을 수행하는 수단의 관점에서 표현되거나 또는 특정의 형태로 표현된 상기 상세한 설명, 하기의 특허청구범위, 또는 첨부된 도면들에 기재된 구성, 또는 여기에 기재된 결과를 얻기 위한 과정 또는 방법은, 본 발ㄹ명을 다양한 형태로 구현함에 있어서 필요에 따라서 개별적으로 또는 임의 형태로 조합되어 활용될 수 있다.

본 발명은 위에서 설명된 예시적인 실시예들을 참조로 하여 설명되었으나, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기 설명을 참고함으로써 많은 동등한 변형예들과 변경예들을 알 수 있을 것이다. 따라서, 위에서 설명된 본 발명의 예시적인 실시예들은 설명을 위한 것일 뿐, 본 발명을 제한하는 것으로 고려되어서는 안 될 것이다. 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고서 상기 설명된 실시예들에 대한 다양한 변형이 가능하다.

Claims (15)

1. 자동차 안전 장치용 에어백 유닛(23)으로서, 상기 에어백 유닛은 유연성 재료로 형성된 팽창가능한 에어백(1)을 포함하고, 상기 팽창가능한 에어백은 롤링(rolling), 폴딩(folding), 또는 롤링 및 폴딩된 패키지(package; 9)로서 제공되며, 상기 패키지(9)는 패키지(9)의 적어도 일부분 둘레로 연장된 커버(10)에 의해 압축된 채로 유지되며,
   상기 커버(10)는 복수의 폴리머 섬유들(polymeric fibres; 13a, 13b)을 포함하는 연성 직물 재료(fabric material; 12)로 형성되고, 섬유들(13b) 중 적어도 일부는 에어백 유닛에 미리 정해진 안정적 형상을 부여하도록 서로 융합(fuse)된 것을 특징으로 하는, 자동차 안전 장치용 에어백 유닛.
2. 제1항에 있어서,
   상기 직물 재료(12)는 비직조성(non-woven) 직물 재료인, 자동차 안전 장치용 에어백 유닛.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 복수의 폴리머 섬유들(13a, 13b)은 복수의 코어-시스형(core-sheath) 2요소 섬유들(bi-component fibres)(13b)을 포함하고, 상기 2요소 섬유들(13b)의 시스(15)들은 에어백 유닛에 상기 미리 정해진 안정적 형상을 부여하도록 서로 융합(fuse)된, 자동차 안전 장치용 에어백 유닛.
4. 제3항에 있어서,
   상기 2요소 섬유들(13b) 각각은 제1 녹는점을 가진 폴리머 재료의 내측 코어(inner core; 14)와 제2 녹는점을 가진 폴리머 재료의 외측 시스(outer sheath; 15)를 구비하고, 상기 제2 녹는점은 제1 녹는점보다 낮은, 자동차 안전 장치용 에어백 유닛.
5. 제3항에 있어서,
   상기 복수의 폴리머 섬유들(13a, 13b)은 복수의 1요소 섬유들(mono-component fibres; 13a)도 포함하는, 자동차 안전 장치용 에어백 유닛.
6. 제5항에 있어서,
   상기 1요소 섬유들(13a)은 2요소 섬유들(13b)의 상기 시스(15)들의 녹는점보다 높은 녹는점을 가진, 자동차 안전 장치용 에어백 유닛.
7. 제3항에 있어서,
   상기 2요소 섬유(13b) 각각은 PET 호모폴리머(PET homopolymer)로 형성된 코어(14)와 PET 코폴리머(PET copolymer)로 형성된 시스(15)를 구비한, 자동차 안전 장치용 에어백 유닛.
8. 제5항에 있어서,
   상기 1요소 섬유들(13a)은 PET로 형성된, 자동차 안전 장치용 에어백 유닛.
9. 자동차 안전 장치용 에어백(1)을 패키징하는 방법으로서,
   유연성 시트 재료(sheet material)로 형성된 팽창가능한 에어백(1)을 제공하는 단계;
   상기 에어백을 롤링(rolling), 폴딩(folding), 또는 또는 롤링 및 폴딩하고, 복수의 폴리머 섬유들(13a, 13b)을 포함하는 연성 직물 재료(12)로 형성되되 처음에는 유연성인 커버(10)로 상기 에어백을 적어도 부분적으로 감싸서, 중간 패키지(intermediate package; 9a)를 형성하는 단계; 및
   상기 중간 패키지(9a)에 대한 가열 및 가압을 동시에 수행하여 섬유들(13b) 중의 적어도 일부가 서로 융합되게 해서, 상기 융합된 섬유들(13b)에 의해 결정된 안정적 형상을 갖는 압축 패키지(compressed package; 23)를 형성하는 단계;를 포함하는, 에어백 패키징 방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 중간 패키지(9a)에 대한 가열 및 가압을 동시에 수행하는 단계 전에 몰드 공동(mould cavity; 17) 안에 중간 패키지(9a)를 배치시키는 단계를 더 포함하고, 상기 가열 및 가압을 동시에 수행하는 단계는 상기 몰드 공동(17) 안에 있는 중간 패키지(9a)에 대해 실행되는, 에어백 패키징 방법.
11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 복수의 폴리머 섬유들(13a, 13b)은 복수의 코어-시스형 2요소 섬유들(13b)을 포함하고, 상기 중간 패키지(9a)에 대한 가열 및 가압을 동시에 수행하는 단계가 실행됨으로써 상기 2요소 섬유(13b)들의 시스(15)들이 서로 융합되어 상기 압축 패키지(23)에 미리 정해진 상기 안정적 형상이 부여되는, 에어백 패키징 방법.
12. 제11항에 있어서,
    상기 2요소 섬유들(13b) 각각은 제1 녹는점을 가진 폴리머 재료의 내측 코어(14)와 제2 녹는점을 가진 폴리머 재료의 외측 시스(15)를 구비하고, 상기 제2 녹는점은 제1 녹는점보다 낮으며, 상기 중간 패키지(9a)에 대한 가열 및 가압을 동시에 수행하는 단계는 상기 직물 재료(12)를 상기 제2 녹는점보다는 높되 상기 제1 녹는점보다는 낮은 온도로 가열함을 포함하는, 에어백 패키징 방법.
13. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 폴리머 섬유들(13a, 13b)은 2요소 섬유들(13b)의 상기 시스(15)들의 녹는점보다 높은 녹는점을 갖는 복수의 1요소 섬유들(13a)도 포함하고, 상기 중간 패키지(9a)에 대한 가열 및 가압을 동시에 수행하는 단계는 상기 직물 재료(12)를 1요소 섬유들(13a)의 상기 녹는점 미만의 온도로 가열함을 포함하는, 에어백 패키징 방법.
14. 제11항에 있어서,
    상기 2요소 섬유(13b) 각각은 PET 호모폴리머로 형성된 코어(14)와 PET 코폴리머로 형성된 시스(15)를 구비한, 에어백 패키징 방법.
15. 제13항에 있어서,
    상기 1요소 섬유들(13a)은 PET로 형성되는, 에어백 패키징 방법.

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