헤더 조립체

헤더 조립체{Header assembly}

본 발명은 헤더 조립체에 관한 것이고, 보다 구체적으로는 개시기(initiator)를 위한 헤더 조립체에 관한 것이다.

본 섹션에서의 기재사항들은 본 발명에 관련된 배경 정보를 제공할 뿐이며, 반드시 종래 기술에 관하여 설명하는 것은 아니다.

개시기들은 장치에 신속하고 강렬한 열을 공급하기 위한 다양한 적용분야들에서 이용된다. 예를 들어, 개시기는 에어백 조립체의 팽창기(inflator)와 관련하여 이용되거나, 약학 장치에서 화학 반응의 개시에 있어서 이용되거나, 채굴 활동과 같은 다른 에너지가 큰 경우의 개시에 있어서 이용되거나, 또는 의학 장치 또는 진단 장비에서 가열 또는 가압, 또는 다른 화학 반응의 개시를 위하여 이용된다. 팽창기와 함께 이용되는 때에, 개시기는 차량이 겪는 충돌 상황에 응답하여 에어백 조립체의 에어백을 채우기 위하여, 팽창기 내에 배치된 가스의 체적을 선택적으로 점화(ignite)시킬 수 있다. 어떤 의학 장치들과 관련하여 이용되는 때에는, 점화기가 추가적인 화학 조성물의 반응을 개시시키기 위하여 기판에 열을 선택적으로 공급할 수 있다.

통상적인 개시기들은 헤더 조립체의 원위 단부에 배치된 불꽃 재료를 포함하는데, 이것은 에너지를 받은 때에 점화되어서 일반적으로 불꽃 재료를 둘러싸는 영역에 열을 신속하게 공급한다. 통상적인 개시기들은 불꽃 재료가 점화되는 때에 적절히 열을 공급하지만, 불꽃 재료에 크랙이 있거나 그리고/또는 개시기의 헤더 조립체에 대해 상대적으로 정렬이 흐트러져 있다면 그러한 개시기들의 성능은 열화될 수 있다. 통상적인 개시기들에 사용되는 불꽃 재료는 흔히 헤더 조립체의 개방된 외측 표면에 배치되기 때문에, 그와 같은 크랙 및/또는 비정렬에 취약할 수 있다. 또한, 불꽃 재료는 통상적으로 헤더 조립체의 개방된 원위 단부에 배치되기 때문에, 개시기에 의하여 활용되는 불꽃 재료의 양은 제한되는 것이 통상적이고, 헤더 조립체의 제작 중에 적용하기 곤란하다. 또한, 주된 불꽃 재료는 브리지와이어(bridgewire) 또는 점화 요소 상에 고화(consolidation)된다. 이와 같은 헤더/브리지 와이어 하위조립체는 불꽃 재료 안으로 직접 삽입되어서, 추가적인 불꽃 방출 조성물의 신속한 개시를 돕기 위하여 요구되는 밀접한 접촉을 제공할 수 있다. 여기에서 설명된 방법은, 이와 같은 밀접한 접촉 또는 고화를 필요로 하지 않는다.

본 발명은 종래 기술에 비하여 향상된 개시기(initiator)를 위한 헤더 조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

개시기(initiator)를 위한 헤더 조립체(header assembly)는, 제1 도전성 핀(first conductive pin); 제2 도전성 핀(second conductive pin); 및 상기 제1 도전성 핀과 상기 제2 도전성 핀 사이에서 연장되고, 상기 제1 도전성 핀과 제2 도전성 핀에 전기적으로 연결된 커넥터(connector)를 포함할 수 있다. 하우징은, 상기 제1 도전성 핀, 상기 제2 도전성 핀, 및 상기 커넥터를 지지할 수 있으며, 또한 상기 핀들 위로 상기 하우징으로부터 멀리 연장된 적어도 하나의 플랜지(flange)를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 플랜지는 상기 제1 도전성 핀 및 상기 제2 도전성 핀에 대한 상기 커넥터의 부착을 용이하게 하는 적어도 하나의 개구(opening)를 포함할 수 있다.

개시기를 위한 헤더 조립체는, 제1 도전성 핀; 제2 도전성 핀; 및 상기 제1 도전성 핀과 상기 제2 도전성 핀 사이에서 연장되고, 상기 제1 도전성 핀 및 제2 도전성 핀에 전기적으로 연결된, 커넥터;를 포함할 수 있다. 하우징은, 상기 제1 도전성 핀, 상기 제2 도전성 핀, 및 상기 커넥터를 지지할 수 있으며, 또한 하우징의 상부 표면으로부터 연장되고 직경방향으로 배치된 한 쌍의 플랜지들을 포함할 수 있다. 상기 직경방향으로 배치된 한 쌍의 플랜지들은 직경방향으로 배치된 한 쌍의 개구들을 한정할 수 있다.

개시기를 위한 헤더 조립체는, 제1 도전성 핀; 제2 도전성 핀; 및 상기 제1 도전성 핀과 제2 도전성 핀 사이에서 연장되고, 상기 제1 도전성 핀과 제2 도전성 핀을 전기적으로 연결시키는, 커넥터;를 포함할 수 있다. 하우징은, 상기 제1 도전성 핀, 상기 제2 도전성 핀, 및 상기 커넥터를 지지할 수 있다. 하우징은 그 측벽을 통하여 연장되고 또한 상기 불꽃 구역과 소통된 적어도 하나의 개구를 포함할 수 있다.

다른 분야에서의 적용가능성은 여기에서 제공되는 설명으로부터 명확하게 이해될 것이다. 여기에서 제공되는 설명 및 특정의 예들은 예시의 목적을 위하여 의도된 것이며, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도된 것이 아니라는 것이 이해되어야 할 것이다.

본 발명에 의하여, 종래 기술에 비하여 향상된 개시기를 위한 헤더 조립체가 제공된다.

여기에서 설명되는 도면들은 예시의 목적만을 위한 것이며, 어떤 방식으로든 본 발명의 범위를 제한하도록 의도된 것은 아니다.
도 1 은 본 발명의 원리에 따른 헤더 조립체의 사시도이고;
도 2 는 본 발명의 원리에 따른 헤더 조립체의 사시도이고;
도 3 은 본 발명의 원리에 따른 헤더 조립체의 사시도이고;
도 4 는 본 발명의 원리에 따른 헤더 조립체의 사시도이고;
도 5 는 도 1 내지 도 4 의 헤더 조립체들 중의 어느 하나에서의 이용을 위한 디렉터(director)의 사시도이고;
도 6 은 도 1 내지 도 4 의 헤더 조립체들 중의 임의의 것에서 이용되는 디렉터의 사시도이다.

하기의 설명은 본질적으로 예시적인 것에 불과하며, 본 발명, 적용 또는 사용을 제한하도록 의도된 것이 아니다. 도면들에 걸쳐서 대응되는 참조 번호들은 유사 또는 대응되는 부분들 또는 사항들을 나타낸다는 것이 이해되어야 할 것이다.

도면들을 참조하면, 개시기(미도시)에서의 이용을 위한 헤더 조립체(10)가 제공되며, 그것은 제1 도전성 핀(12), 제2 도전성 핀(14), 커넥터(16), 및 하우징(18)을 포함할 수 있다. 커넥터(16)는 제1 도전성 핀(12)과 제2 도전성 핀(14) 사이에서 연장되고, 그들에 대해 전기적으로 연결될 수 있다. 하우징(18)은 제1 도전성 핀(12), 제2 도전성 핀(14), 및 커넥터(16) 각각을 지지할 수 있고, 또한 불꽃 재료를 선택적으로 점화시키기 위하여 불꽃 재료(미도시)에 대한 제1 도전성 핀(12), 제2 도전성 핀(14), 및 커넥터(16)의 상대적인 위치선정을 용이하게 할 수 있다.

제1 도전성 핀(12)은 임의의 적합한 도전성 재료로 형성될 수 있고, 제1 단부(20) 및 제2 단부(22)를 포함할 수 있다. 유사하게, 제2 도전성 핀(14)은 임의의 적합한 도전성 재료로 형성될 수 있고, 제1 단부(24) 및 제2 단부(26)를 포함할 수 있다. 제1 도전성 핀의 제1 단부(20) 및 제2 도전성 핀(14)의 제1 단부(24)는 커넥터(16)에의 부착을 위하여 하우징(18)으로부터 연장될 수 있다. 제1 도전성 핀(12)의 제2 단부(22) 및 제2 도전성 핀(14)의 제2 단부(26)는 전력원(power source; 28)에의 연결을 위하여 하우징(18)의 반대측 단부로부터 연장될 수 있다. 제1 도전성 핀(12) 및 제2 도전성 핀(14)은, 실질적으로 0.08 인치인 외측 직경을 갖는 어떤 개시기에서 이용된다면, 실질적으로 0.02 인치인 외측 직경을 가질 수 있다. 대안적으로, 제1 도전성 핀(12) 및 제2 도전성 핀(14)은, 실질적으로 0.32 인치인 외측 직경을 갖는 어떤 개시기에서 이용된다면, 실질적으로 0.04 인치인 외측 직경을 가질 수 있다.

커넥터(16)는 제1 도전성 핀(12)의 제1 단부(20)에 전기적으로 연결될 수 있고, 또한 제2 도전성 핀(14)의 제1 단부(24)에 전기적으로 연결될 수 있어서, 커넥터(16)는 제1 도전성 핀(12)과 제2 도전성 핀(14)을 전기적으로 연결시킨다. 커넥터(16)는 전력원(28)이 활성화된 때에 제1 도전성 핀(12)과 제2 도전성 핀(14) 간의 전기 소통을 허용하는 임의의 적합한 도전성 재료로 형성될 수 있다. 커넥터(16)는 브리지와이어, 반도체 브리지(SCB), 박막 브리지, 광섬유 결합식 레이저 발화 신호 장치(fiber optic coupled laser firing signal device), 또는 직접 레이저 다이오드 발화 신호 장치(direct laser diode firing signal device)일 수 있다. 커넥터(16)는, 제1 도전성 핀(12) 및 제2 도전성 핀(14)에 용접된 브리지 와이어인 와이어 스트립(wire strip) 또는 스퀘어 와이어(square wire)로 이루어질 수 있다. 커넥터(16)를 제1 도전성 핀(12) 및 제2 도전성 핀(14)에 부착시킴으로써, 제1 도전성 핀(12)과 제2 도전성 핀(14) 간에 전기적인 연결이 제공되는바, 이에 대하여는 아래에서 보다 상세히 설명하기로 한다.

커넥터(16)는 제1 도전성 핀(12)의 상부 표면(30)과 제1 도전성 핀(12)의 측부 표면(32) 중의 적어도 하나에 부착될 수 있다. 유사하게, 커넥터(16)는 제2 도전성 핀(14)의 상부 표면(34)과 제2 도전성 핀(14)의 측부 표면(36) 중의 적어도 하나에 부착될 수 있다. 그 부착의 특정한 위치에 무관하게, 커넥터(16)는 임의의 적합한 용접 공정을 이용하여 제1 도전성 핀(12)과 제2 도전성 핀(14)에 용접될 수 있다. 용접(welding) 공정은 알려져 있지만, 예를 들어 솔더링(soldering), 브레이징(brazing)과 같이 커넥터(16)를 도전성 핀들(12, 14)에 전기적으로 부착시키는 임의의 방법이 대안적으로 또는 추가적으로 채택될 수 있다.

하우징(18)은 주 몸체(main body; 38) 및 주 몸체(38)에 부착되고 주 몸체로부터 연장된 한 쌍의 지지 아암(support arm; 40)들을 포함할 수 있다. 주 몸체(38) 및 지지 아암(40)들은 예를 들어 폴리머 플라스틱 재료와 같은 절연성 재료로 형성될 수 있다. 폴리머 플라스틱 재료로 주 몸체(38) 및 지지 아암(40)들을 형성함에 의하여, 주 몸체(38) 및 지지 아암(40)들이 사출-성형 공정 중에 일체적으로 형성되는 것이 가능하게 된다. 또한, 폴리머 플라스틱 재료로 주 몸체(38) 및 지지 아암(40)들을 형성함에 의하여, 주 몸체(38) 및 지지 아암(40)들이 하우징(18)의 주 몸체(38)로 하여금 제1 도전성 핀(12) 및 제2 도전성 핀(14) 각각의 길이를 따라서 제1 도전성 핀(12)을 제2 도전성 핀(14)으로부터 절연시키는 것을 가능하게 한다. 여기에서 하우징(18)은 폴리머 플라스틱 재료로 형성되고 또한 사출-성형 공정에 의하여 형성되는 것으로 설명되지만, 하우징(18)은 임의의 절연성 재료로 형성될 수 있고, 또한 주 몸체(38)에 대한 지지 아암(40)들의 부착과 제1 도전성 핀(12)의 제2 도전성 핀(14)으로부터의 절연을 가능하게 하는 임의의 제조 공정에 의하여 형성될 수 있다.

지지 아암(40)들은 임의의 형상을 가질 수 있고, 또한 주 몸체(38)의 외측 표면(42)을 따른 임의의 위치에 배치될 수 있다. 지지 아암(40)들은 외부 장치에 대해 주 몸체(38)을 부착시키고 유지시키기 위하여 이용될 수 있는데, 그 외부 장치로서는 예를 들어 개시(initiation)될 장치(예를 들면 가열 장치)의 기판 또는 자동차 에어백 시스템의 팽창기가 있다. 헤더 조립체(10)는 다양한 외부 장치들에서 이용될 수 있기 때문에, 주 몸체(38)에 대해 상대적인 지지 아암(40)들의 위치는 외부 장치에 대한 헤더 조립체(10)의 부착 방법에 의하여 결정될 수 있고, 그러므로 주 몸체(38) 주위의 임의의 반경방향 위치에 배치될 수 있다.

하우징(18)은 주 몸체(38)로부터 전체적으로 연장된 한 쌍의 플랜지(44)들을 더 포함할 수 있다. 플랜지(44)들은 하우징(18)의 주 몸체(38)와 일체적으로 형성될 수 있고, 또한 플랜지의 원위 단부에 배치된 모따기부(chamfer; 46)를 포함할 수 있다. 모따기부(46)는 플랜지(44)들의 삽입을 용이하게 하는바, 이로써 예를 들어 가열 장치 또는 에어백 시스템의 팽창기(둘 다 미도시)와 같은 외부 장치 내로 주 몸체를 삽입시키는 것을 용이하게 할 수 있다.

플랜지(44)들은 주 몸체(38)의 상부 표면(48)과 협동하여 내부에 불꽃 재료(미도시)를 수용하는 포켓(pocket; 50)을 한정할 수 있다. 불꽃 재료는 슬러리(slurry)로서 포켓(50) 안으로 삽입되거나, 또는 대안적으로는 건조한 입자의 형태로 형성되어서 헤더 조립체(10)의 제조 중에 포켓(50) 안에 장전될 수 있다. 주 몸체(38)의 상부 표면(48)과 플랜지(44)들의 협동은, 불꽃 재료의 적용에 후속하여 고화 단계를 필요로 하지 않고서 불꽃 재료의 적용을 가능하게 한다. 예를 들어, 플랜지(44)들은 불꽃 재료를 전체적으로 포켓(50) 안에 유지시키기 때문에, 그리고 또한 불꽃 재료는 복수의 구성요소들(즉, 제1 도전성 핀(12), 제2 도전성 핀(14), 커넥터(16), 플랜지(44)들, 및 주 몸체(38)의 상부 표면(48))에 접합될 수 있기 때문에, 불꽃 재료를 전체적으로 헤더 조립체(10)의 상부 부분에 유지시키기 위한 추가적인 고화 단계는 일반적으로 필요하지 않다.

또한 플랜지(44)들은 협동하여서, 포켓(50)과 소통된 적어도 하나의 개구(52)를 한정할 수 있다. 하우징(18)은 임의의 갯수의 개구(52)들을 포함할 수 있지만, 이하에서는 하우징(18)이 플랜지(44)들 사이에 배치된 한 쌍의 개구(52)들을 포함하는 것으로 도면에 도시될 것이다. 또한, 플랜지(44)들 및 개구(52)들은 주 몸체(38)의 주변부(perimeter) 주위의 임의의 위치에 위치될 수 있지만, 이하에서는 한 쌍의 플랜지(44)들과 한 쌍의 개구(52)들이 직경방향으로 대향된 것으로 도시되고 또한 설명될 것이다.

도 1 에 도시된 바와 같이, 개구(52)들은 전체적으로, 주 몸체(38)의 상부 표면(48)으로부터 각 플랜지(44)의 원위 단부로 연장될 수 있다. 개구(52)들은 제1 도전성 핀(12)의 제1 단부(20)에 대해 상대적으로, 그리고 제2 도전성 핀(14)의 제1 단부(24)에 대해 상대적으로 위치되어서, 도전성 핀들(12, 14)에 대한 커넥터(16)의 부착을 가능하게 할 수 있다. 구체적으로, 개구(52)들은 제1 도전성 핀(12)의 제1 단부(20) 및 제2 도전성 핀(14)의 제1 단부(24)에 대한 접근을 허용하여서, 용접 및/또는 브레이징 장비가 포켓(50)으로 들어가서 커넥터(16)를 도전성 핀들(12, 14)에 부착시키는 것을 가능하게 한다.

헤더 조립체(10)의 제조 중에 제1 도전성 핀(12)과 제2 도전성 핀(14)에 대한 접근성을 제공함에 부가하여, 개구(52)들은 증기 및/또는 에너지가 하우징(18)으로부터 이탈하는 것을 허용하는 경로로서 작용할 수도 있다. 예를 들어, 불꽃 재료가 포켓(50) 안으로 장전되는 때에, 불꽃 재료는 슬러리로서 장전될 수 있고, 그러므로 헤더 조립체(10)의 사용 전에 경화되어야 한다. 이용되는 특정의 불꽃 재료에 따라서, 불꽃발화 혼합물의 경화(curing) 중에 증기가 배출되어야 한다. 그러한 증기는, 젖은 불꽃 재료가 개구(52)들을 통하여 경화됨에 따라서 포켓(50)을, 그리고 이에 따라서 하우징(18)을 이탈할 수 있다.

경화되는 불꽃 재료로부터 배출되는 증기를 위한 이탈 경로를 제공함에 부가하여, 개구(52)들은 불꽃 재료의 점화 중에 발생되는 에너지에 방향을 제공할 수 있다. 예를 들어, 전력원(28)이 제1 도전성 핀(12) 및 제2 도전성 핀(14)에 전기 에너지를 가하는 때에, 에너지는 커넥터(16)로 전달되고, 불꽃 재료의 점화 및 후속의 열 방출을 유발한다. 불꽃 재료의 점화에 의하여 유발되는 열은 개구(52)들을 통하여 포켓(50)으로부터 방산될 수 있는바, 그 개구들은 열을 원하는 방향으로 지향시키기 위하여 주 몸체(38)에 대한 임의의 상대적인 위치에 배치될 수 있다.

플랜지(44)들은 전체적으로 하우징(18)의 상부 표면(48) 위로 연장될 수 있고, 그러므로 불꽃 재료를 수용함에 있어서의 헤더 조립체(10)의 능력을 증가시킬 수 있다. 구체적으로, 플랜지(44)들은 주 몸체(38)의 상부 표면(48)에 인접한 불꽃 재료의 보유를 돕기 때문에, 더 많은 체적의 불꽃 재료가 주 몸체(38)의 상부 표면(48)에 인접하여 배치되는 것을 가능하게 한다. 제1 도전성 핀(12), 제2 도전성 핀(14), 및 커넥터(16)에 인접하여 더 많은 체적의 불꽃 재료를 배치시키는 것은, 헤더 조립체(10) 및 관련된 개시기의 출력을 증가시킨다. 플랜지(44)들이 없다면, 불꽃 재료는 주 몸체(38)의 상부 표면(48) 상에 쌓여져 있게 될 것이고, 과도한 양의 불꽃 재료가 상부 표면(48) 상에 배치된다면, 넘쳐 나와서 주 몸체(38)의 외측 표면(42) 아래로 흘러내릴 것이다.

개구(52)들은, 헤더 조립체(10)의 제조 중에 젖은 불꽃 재료가 포켓(50)으로부터 이탈하는 것을 허용하지 않으면서도 불꽃 재료의 젖은 슬러리가 포켓(50) 내에 쌓이는 것을 허용하는 폭을 가질 수 있다. 예를 들어, 개구(52)들은, 포켓(50) 내에 배치되는 불꽃 재료의 양을 최대화하기 위하여, 헤더 조립체(10)의 제조 중에 젖은 불꽃 재료가 포켓(50)으로부터 외부로 흘러나오는 것을 제한하는 폭을 가질 수 있다. 포켓(50) 내로 삽입되는 불꽃 재료가 적용되는 때에 더 높은 점성을 갖는다면(즉, 경화된 상태에 더 가깝다면), 개구(52)들은 더 큰 폭을 가질 수 있다.

포켓(50)은 전체적으로 주 몸체(38)의 상부 표면(48)과 플랜지(44)들 사이에 한정될 수 있다. 포켓(50)은 제1 도전성 핀(12)의 제1 단부(20) 및 제2 도전성 핀(14)의 제1 단부(24)를 수용하는 요부(recess; 54)를 더 포함할 수 있다. 요부(54)는, 커넥터(16)가 전체적으로 요부(54) 내에 수용되도록, 제1 도전성 핀(12)과 제2 도전성 핀(14) 사이에서 연장될 수 있다. 요부(54)는 주 몸체(38)의 상부 표면(48)으로부터 함몰된 상부 표면(56)을 포함할 수 있다. 상부 표면(56)은, 조립 중 그리고 커넥터(16)의 이용시, 커넥터(16)를 지지하기 위하여 커넥터(16)의 저부 부분(bottom portion)에 가까이 인접하여 배치될 수 있다. 요부(54)의 상부 표면(56)은 커넥터(16)에 가까이 인접한 것으로 설명되었으나, 대안적으로는 요부(54)의 상부 표면(56)이 커넥터(16)로부터 이격되어 있을 수 있는데, 이 경우에는 상부 표면(56)과 커넥터(16) 사이에 간극이 제공된다. 상부 표면(56)과 커넥터(16) 사이에 간극이 제공되면, 불꽃 재료가 포켓(50) 내에 배치되는 때에 불꽃 재료가 그 간극을 채울 수 있다.

제1 도전성 핀(12)의 제1 단부(20)와 제2 도전성 핀(14)의 제1 단부(24)는 요부(54)의 상부 표면(56) 위로 그리고 주 몸체(38)의 상부 표면(48) 위로 연장되어서 제1 도전성 핀(12)의 상부 표면(30) 및 측부 표면(32), 그리고 제2 도전성 핀(14)의 상부 표면(34) 및 측부 표면(36) 둘 다를 노출시킬 수 있다. 도전성 핀들(12, 14)의 측부 표면들(32, 36)을 노출시키는 것은, 하우징(18)을 형성하는 몰드(mold)(미도시)가 하우징(18)의 절연 재료를 도전성 핀들(12, 14)에 대해 적절히 밀봉시키는 것을 가능하게 한다. 하우징(18)의 절연 재료가 도전성 핀들(12, 14) 각각의 외측 주변부에 완전히 맞닿게되게 함으로써, 제1 도전성 핀(12)을 제2 도전성 핀(14)으로부터 절연시키는 하우징(18)의 능력이 향상되고, 또한 도전성 핀들(12, 14)의 부동화(immobilizing)도 증진된다. 도전성 핀들(12, 14)의 부동화는 하우징(18)과 도전성 핀들(12, 14) 간의 상대적인 움직임을 방지하는바, 이로써 커넥터(16)와 제1 도전성 핀(12) 간의 접합부 및 커넥터(16)와 제2 도전성 핀(14) 간의 접합부에 스트레스(stress)가 가해질 가능성이 저감된다. 도전성 핀들(12, 14)과 커넥터(16)의 접합부들에 가해지는 힘이 감소됨으로 인하여, 각 접합부에서 파열이 발생될 가능성이 저감되며, 따라서 커넥터(16)를 통한 제1 도전성 핀(12)과 제2 도전성 핀(14) 간의 전기 연결이 끊어질 가능성이 저감된다.

계속하여 도 1 을 참조하여 헤더 조립체(10)의 작동에 대하여 상세히 설명한다. 일단 불꽃 재료가 포켓(50) 안에 설치되고 경화되면, 헤더 조립체(10)는 예를 들어 에어백 조립체 또는 약물-전달 시스템과 같은 외부 장치를 개시(initiation)시키기 위하여 이용될 수 있다. 어느 시스템에서든, 전기 에너지는 전력원(28)을 통하여 제1 도전성 핀(12) 및 제2 도전선 핀(14)으로 공급될 수 있다. 센서(58)는 콘트롤러(60)과 소통되어 있을 수 있고, 또한 도전성 핀들(12, 14)에 전류를 언제 공급할지에 관한 지시를 콘트롤러(60)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 센서(58)는 충돌 센서(crash sensor)일 수 있는바, 이 경우에는 충격이 발생하여 에어백 조립체의 에어백 팽창기가 전개되어야 한다는 신호를 콘트롤러(60)에 공급할 수 있다. 콘트롤러(60)는, 센서(58)로부터의 신호를 수신하면, 제1 도전성 핀(12) 및 제2 도전성 핀(14)에 에너지를 공급하라는 신호를 전력원(28)에 공급할 수 있다. 제1 도전성 핀(12) 및 제2 도전성 핀(14)에 에너지를 공급하게 됨으로써 커넥터(16)에 에너지를 공급하게 되는바, 그 커넥터가 에너지를 공급받은 때에는 포켓(50) 내에 배치된 불꽃 재료를 점화시킨다.

포켓(50) 내에 배치된 불꽃 재료의 점화는 열의 신속한 폭발을 유발하는바, 이것은 외부 장치를 개시시키는 데에 이용될 수 있다. 예를 들어, 점화된 불꽃 재료에 의하여 공급받은 열의 폭발은 에어백 조립체의 팽창기 내에 배치된 화학 가스 발생제(chemical gas generant)를 점화시키는데에 이용될 수 있다. 대안적으로는, 그 열의 폭발이 화학 조헝물의 가열 반응을 개시시키는 데에 이용될 수 있다. 어느 적용 분야에서든, 불꽃 재료의 점화 중에 발생되는 열은 외부 시스템을 개시시키는데에 이용될 수 있다. 에어백 시스템 및 약물-전달 시스템에 관하여 기술되었으나, 헤더 조립체(10)는 임의의 점화 시스템에서 이용될 수 있으며 여기에 기술된 바에 국한되지 않는다.

도 2 에는 헤더 조립체(10a)가 제공되어 있다. 헤더 조립체(10)와 관련된 구성요소들의 구조 및 기능에 있어서의 헤더 조립체(10a)에 대한 실질적 유사성을 고려하여, 이하에서는 유사한 참조 번호들이 이용되며, 유사한 구성요소들을 도면에서 표시함에 있어서는 첨자를 포함하는 유사한 참조번호들을 이용하여 변형된 구성요소들을 표시하기로 한다.

헤더 조립체(10a)는 제1 도전성 핀(12), 제2 도전성 핀(14), 커넥터(16), 및 하우징(18a)을 포함할 수 있다. 하우징(18a)은 한 쌍의 개구(52a)들을 한정하는 한 쌍의 플랜지(44a)들을 포함할 수 있다. 헤더 조립체(10)에서와 같이, 플랜지(44a)들 및 개구(52a)들의 갯수는 단일 쌍의 플랜지(44a)들 및 단일 쌍의 개구(52a)들에 국한되지 않는다.

플랜지(44a)들이 직경방향으로 대향되도록, 플랜지(44a)들은 주 몸체(38a)의 대향된 측부들에 배치될 수 있다. 유사하게, 개구(52a)들은 주 몸체(38a)의 대향된 측부들에 배치되어서 개구(52a)들이 직경방향으로 배치될 수 있다. 개구(52a)들은 주 몸체(38a)의 상부 표면(48)으로부터 각 플랜지(44a)의 원위 단부까지 연장될 수 있다. 각 개구(52a)의 저부 부분은 원호형 표면(arcuate surface; 62)을 포함할 수 있는데, 그 원호형 표면은 전체적으로 플랜지(44a)들 및 개구(52a)들에 의하여 한정된 포켓(50a)으로부터 증기 및/또는 열을 지향시키는데에 도움을 준다.

플랜지(44a)들 각각은 플랜지를 관통하여 연장된 통공(64)을 포함할 수 있다. 통공(64)은 임의의 형상을 가질 수 있으며, 각 플랜지(44a)에서의 임의의 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 통공(64)은 도 2 에 도시된 바와 같이 전체적으로 사각형의 형상을 가지거나, 또는 대안적으로는 전체적으로 원형의 형상을 가질 수 있다. 통공(64)의 특정한 형상에 무관하게, 통공(64)은 전체적으로 주 몸체(38a)의 외측 표면(42)으로부터 포켓(50a) 안으로 연장되어서, 통공(64)들이 포켓(50a)과 유체소통된다. 임의의 형상을 가질 수 있다는 것에 부가하여, 통공(64)은 통공(64)의 윤곽(profile)을 한정하는 적어도 하나의 경사 표면(inclined surface; 66)을 포함할 수도 있다. 통공(64)의 전체적인 형상과 함께 조합된, 플랜지(44a)에 대한 통공(64)의 위치는, 포켓(50a) 내에 배치된 불꽃 재료의 점화 중에 발생되는 에너지를 특정의 방향 또는 특정의 위치로 지향시키기 위하여 맞춤제작될 수 있다. 또한, 통공(64)들은 포켓(50a) 내에 배치된 불꽃 재료의 경화 중에 발생되는 증기의 배출을 용이하게 할 수 있다. 하우징(18a)은 한 쌍의 통공(64)들을 구비하는 것으로 도시되어 있지만, 하우징(18)은 어느 하나의 플랜지(44a)의 임의의 위치에 배치된 임의의 갯수의 통공(64)들을 구비할 수 있다.

도 3 을 참조하면, 헤더 조립체(10b)가 제공된다. 헤더 조립체(10)와 관련된 구성요소들의 구조 및 기능에 있어서의 헤더 조립체(10b)에 대한 실질적인 유사성을 감안하여, 이하에서는 유사한 구성요소들을 표시하기 위하여 유사한 참조 번호들이 이용되며, 도면들에서 변형된 구성요소들을 식별하기 위하여 첨자를 포함하는 유사한 참조번호들이 사용된다.

헤더 조립체(10b)는 제1 도전성 핀(12), 제2 도전성 핀(14), 커넥터(16), 및 하우징(18b)을 포함할 수 있다. 하우징(18b)은 주 몸체(38b) 및 주 몸체로부터 연장된 한 쌍의 플랜지(44b)들을 포함할 수 있고, 그 플랜지들은 함께 협동하여 한 쌍의 개구(52b)들을 한정한다. 링(68)은 각 플랜지(44b)의 원위 단부에 배치되어서 각 개구(52b)를 가로질러 연장될 수 있다. 링(68)은 각 플랜지(44b)와 협력하여 각 개구(52b)의 형상을 한정할 수 있다. 개구(52b)들은, 도전성 핀들(12, 14) 각각에 대한 커넥터(16)의 부착을 허용하도록 도전성 핀들(12, 14) 각각에 대한 접근을 가능하기에 충분히 큰 크기를 가질 수 있다. 링(68)은 각 플랜지(44b)의 원위 단부에 고정적으로 부착되어서 플랜지(44b)를 보강할 수 있으며, 이로써 외부 장치 안으로 설치되는 때와 불꽃 재료의 점화 중에 하우징(18b)의 손상을 방지할 수 있다.

헤더 조립체(10) 및 헤더 조립체(10a)에서와 같이, 개구(52b)들은, 포켓 내에 배치된 불꽃 재료가 경화되는 때에 증기가 포켓(50b)으로부터 이탈하는 것을 허용하도록 이용될 수 있고, 또한 점화된 불꽃 재료로부터 열을 지향시키도록 이용될 수 있다. 그러므로, 개구(52b)들은, 플랜지(44b)들을 관통하여 연장되고 또한 포켓(50b)과 소통되는 한, 주 몸체(38b) 주위의 임의의 위치에 배치될 수 있다.

도 4 를 참조하면, 헤더 조립체(10c)가 제공된다. 헤더 조립체(10)와 관련된 구성요소들의 헤더 조립체(10c)에 대한 구조 및 기능상의 실질적인 유사성을 감안하여, 이하에서는 유사한 구성요소들을 지칭하기 위하여 유사한 참조 번호들이 이용되며, 변형된 구성요소들을 지칭하기 위하여는 첨자를 포함하는 유사한 참조번호들이 이용된다.

헤더 조립체(10c)는 제1 도전성 핀(12), 제2 도전성 핀(14), 커넥터(16c), 및 하우징(18c)을 포함할 수 있다. 하우징(18c)은, 하우징(18c)의 주 몸체(38c) 안으로 형성된 한 쌍의 개구(52c)들을 포함할 수 있다. 개구(52c)들은 전체적으로 주 몸체(38c)의 외측 표면(42)으로부터 연장될 수 있고, 또한 포켓(50c)과 소통될 수 있다.

포켓(50c)은 그 안에 배치되는 불꽃 재료를 수용할 수 있는바, 이로써 불꽃 재료는 전체적으로 커넥터(16c) 및 도전성 핀들(12, 14)을 둘러쌀 수 있다. 재료가 주 몸체(38c)로부터 제거되어서 개구(52c)들이 형성되기 때문에, 개구(52c)들 안쪽에서 포켓(50c) 안에 더 많은 불꽃 재료가 삽입되어 보유될 수 있다.

더 큰 체적의 불꽃 재료를 사용하는 것을 가능하게 하는 것에 부가하여, 개구(52c)들은 증기 및/또는 열이 하우징(18c)을 이탈하는 것을 허용할 수도 있다. 전술된 바와 같이, 불꽃 재료가 경화되는 때에는 증기가 이탈될 수 있다. 개구(52c)는 증기가 하우징(18c)을 이탈함에 있어서 경로를 제공할 수 있다. 또한, 불꽃 재료가 커넥터(16c)에 의하여 점화되는 때에는, 불꽃 재료의 점화로 인하여 발생되는 열이 개구(52c)를 통하여 하우징(18c)으로부터 멀리 지향될 수 있다.

헤더 조립체(10)는 전력원(28), 센서(58), 및 콘트롤러(60)와 연계된 것으로 도시된 조립체이고, 헤더 어셈블리들(10a, 10b, 및 10c) 각각은 유사하게 전력원(28), 센서(58), 및 콘트롤러(60)와 소통될 수 있다. 또한 헤더 어셈블리들(10a, 10b, 및 10c) 각각은 점화원(igition source)으로서 열을 필요로 하는 임의의 외부 시스템와 연계되어 이용될 수 있다. 예를 들어, 헤더 조립체(10)에 관하여 전술된 바와 같이, 헤더 어셈블리들(10, 10a, 10b, 및 10c) 각각은, 에어백 시스템의 발동을 개시시키거나, 화학 조성물의 가열 반응을 개시시키기 위하여 이용되거나, 또는 국부적인 에너지의 증가를 필요로 하되 그 이후는 자체적으로 전파(propagation)되는 반응의 개시와 같은 다른 반응의 개시를 위하여 이용될 수 있다.

도 5 를 참조하면, 헤더 조립체(10)에서의 이용을 위하여 디렉터(70)가 제공된다. 이하에서, 디렉터(70)는 헤더 조립체(10)와 연계된 것으로 도시 및 설명될 것이지만, 디렉터(70)는 헤더 어셈블리들(10a, 10b, 10c) 각각에 있어서 이용될 수도 있다.

디렉터(70)는 주 몸체(72), 제1 보어(first bore; 74), 및 제2 보어(second bore; 78)를 포함할 수 있다. 제1 보어(74)는 전체적으로 주 몸체(72)를 관통하여 연장될 수 있다. 제2 보어(78a)는 제1 보어(74)와 소통될 수 있으며, 또한 하우징(18)의 주 몸체(38)를 수용하기 위하여 주 몸체(72)의 길이를 따라서 적어도 부분적으로 연장될 수 있다. 제1 보어(74)는 헤더 조립체(10)의 상부 부분과 유체 소통되는 내측 표면(inner surface; 76)을 포함할 수 있다. 제1 보어(74)의 내측 표면(76)을 헤더 조립체(10)의 상부 부분과 소통되게 제공함에 의하여, 제1 보어(74)의 내측 표면(76)이 헤더 조립체(10)의 포켓(50) 내에 배치된 불꽃 재료에 전체적으로 대향되게 된다.

계속하여 도 5 를 참조하면, 헤더 조립체(10)와 연계된 디렉터(70)의 작동이 상세히 설명될 것이다. 커넥터(16)에 에너지가 공급되고 또한 제1 도전성 핀(12) 및 제2 도전성 핀(14)이 커넥터(16)에 가까운 근처에서 불꽃 재료를 점화시키는 때에, 그로 인하여 발생되는 에너지는 디렉터(70)에 의하여 안내될 수 있다. 구체적으로, 불꽃 재료의 점화로 인하여 에너지가 방출되면, 그 에너지는 제1 보어(74)의 내측 표면(76)과 접촉하여 미리 결정된 방향으로 지향될 수 있다. 이해되는 바와 같이, 헤더 조립체(10)에 대해 상대적인 디렉터(70)의 특정한 방위는, 대체적으로 헤더 조립체(10) 및 디렉터(70)가 내부에 설치되는 개시기에 기초하여 정해질 것이다. 예를 들어, 헤더 조립체(10) 및 디렉터(70)가 자동차 에어백 시스템에 설치된다면, 그 디렉터(70)는, 불꽃 재료의 점화로 인하여 발생되는 에너지가 전체적으로 팽창기를 향하여 지향되어서 팽창기를 개시시키고 또한 에어백이 신속히 팽창되게 유발하도록 배치될 수 있다.

도 6 을 참조하면, 디렉터(70a)가 제공된다. 디렉터(70)와 관련된 구성요소들의 디렉터(70a)에 대한 구조 및 기능에 있어서의 실질적인 유사성을 감안하여, 이하에서는 유사한 구성요소들을 지칭하기 위하여 유사한 참조 번호들이 이용되는 한편, 변형된 구성요소들을 지칭함에 있어서는 유사한 참조 번호들을 이용하되 첨자를 붙여서 표시하기로 한다.

디렉터(70a)는 주 몸체(72a), 제1 보어(74a), 및 제2 보어(78a)를 포함할 수 있다. 디렉터(70)에 있어서와 같이, 제1 보어(74a)는 주 몸체(72a)를 전체적으로 관통하여 연장될 수 있고, 제2 보어(78a)는 주 몸체(72a)의 길이를 따라서 적어도 부분적으로 연장되며, 또한 제1 보어(74a)와 유체소통되어 있다. 제1 보어(74a)는 내측 표면(76a)을 포함할 수 있는바, 그 내측 표면은 에너지를 미리 결정된 방향으로 지향시키기 위하여 헤더 조립체(10)와 협력한다.

제2 보어(78a)는 디렉터(70a)를 헤더 조립체(10)에 부착시키기 위하여 하우징(18)의 주 몸체(38)를 수용할 수 있다. 그렇기 때문에, 헤더 조립체(10)의 상부 부분은 제1 보어(74a) 안으로 연장될 수 있고, 이로써 헤더 조립체(10)의 상부 부분이 제1 보어(74a)의 내측 표면(76a)에 전체적으로 대향될 수 있다. 디렉터(70a)는 주 몸체(72a)를 실질적으로 관통하여 연장된 제2 보어(78a)를 포함하는 것으로 도시되었으나, 제2 보어(78a)는 주 몸체(72a)에 의하여 적어도 부분적으로 닫혀 있게 되어서, 주 몸체(72a)가 공동(cavity)을 한정함으로써 하우징(18)의 주 몸체(38)가 제2 보어(78a)에서 주 몸체(72a)에 의하여 둘러싸이게 될 수 있다.

도 6 을 계속하여 참조하여 헤더 조립체(10) 및 디렉터(70a)의 작동에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 제1 도전성 핀(12) 및 제2 도전성 핀(14)에 에너지가 공급되는 때에, 에너지는 제1 도전성 핀(12) 및 제2 도전성 핀(14)으로부터 전체적으로 이들 사이에 연장된 커넥터(16)로 전달된다. 커넥터(16)에 에너지가 공급됨으로 인하여 불꽃 재료가 점화되고, 이로써 열과 에너지가 방출된다. 그 열 및 에너지는 제1 보어(74a)의 내측 표면(76a)과 접촉하여 헤더 조립체(10)의 상부 부분으로부터 전체적으로 멀리 지향될 수 있다. 헤더 조립체(10)에 대한 디렉터(70a)의 상대적 위치는, 불꽃 재료의 점화로 인하여 방출되는 열 및 에너지를 미리 결정된 방향으로 안내하기 위하여 조정될 수 있다.

위에서 설명된 헤더 조립체(10) 및 디렉터(70)에서와 같이, 헤더 조립체(10)에 대해 디렉터(70a)를 상대적으로 배치시킴으로 인하여, 불꽃 재료의 점화 중에 방출되는 열 및 에너지가 전체적으로 안내된다. 예를 들어, 헤더 조립체(10) 및 디렉터(70a)가 자동차용 에어백 시스템용 점화기에 설치된다면, 제1 보어(74a)의 내측 표면(76a)이 불꽃 재료의 점화로 인하여 방출되는 열 및 에너지를 전체적으로 자동차 에어백 시스템의 팽창기를 향하여 지향시키도록, 제1 보어(74a)가 자동차 에어백 시스템의 팽창기에 대해 상대적으로 배치될 수 있다. 불꽃 재료로부터 방출되는 열 및 에너지를 전체적으로 팽창기를 향하여 지향시킴으로 인하여, 팽창기가 자동차 에어백 시스템의 에어백을 신속하게 채울 수 있게 된다.

특정한 예들이 도면들에 도시되고 또한 발명의 상세한 설명에 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 청구범위에 정의된 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형들이 이루어질 수 있고 또한 균등한 요소들이 채용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 다양한 예들에 있어서의 특징들, 요소들, 및/또는 기능들의 혼합 및 매칭은 여기에서 명백하게 고찰되는바, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 위에서 달리 기재되지 않는 한, 일 예의 특징들, 요소들, 및/또는 기능들이 적절히 다른 예에 통합될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 나아가, 본 발명의 본질적인 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명의 특정 위치 또는 재료에 대하여 많은 변형이 가해질 수 있다. 따라서, 본 발명은 본 발명의 실시를 위하여 위에서 고찰된 최선 형태로서 발명의 상세한 설명에 설명되고 또한 도면에 도시된 특정의 예들에 국한되지 않으며, 본 발명의 범위는 상기 발명의 상세한 설명 내에서의 실시예들을 포함할 뿐만 아니라 첨부된 청구범위에 의하여 정해진다.

10: 헤더 조립체 12: 제1 도전성 핀
14: 제2 도전성 핀 16: 커넥터
18: 하우징