专利名称：气囊总成的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用于机动车辆的气囊总成，更为具体地，涉及用于减少对离开位置的乘客的伤害的气囊总成。
背景技术：
已知使用气囊能够在严重碰撞中极大地减少车辆乘客的伤害。已知的气囊系统的一个问题是构成气囊的织物在完全膨胀时会张紧，气囊织物中的这种张紧对气囊的柔度或柔软有非常大的影响，特别是对于头部撞击气囊的情况。
实用新型内容本实用新型的一个目的是提供一种气囊总成，其制造成本经济，而且改进了气囊在乘客头部撞击时的柔和度。根据本实用新型的第一方面，提供了一种气囊总成，包括气囊和在气囊展开时使气囊膨胀的充气机，气囊包括由织物袋形成的腔，其具有至少一个主要通风口用于从腔室中将气体排出至大气中，其中织物袋在织物袋的预计能够发生头部碰撞的区域中包括可延展部分。织物袋可由不透气且低渗透的织物中的一种制成。可延展部分可构造成在乘客头部撞击时能够大量延展，从而减少局部表面张力并由此提供改进的头部保护。气囊的可延展部分可构造为在乘客头部受到相同力量撞击时延展为织物袋的其他部分所延展的至少两倍。可延展部分可包括通过折叠构成可延展部分的织物自身形成的并通过一个或多个易断的缝线固定在折叠位置内的一个或多个褶皱。可延展部分可通过分离的平面形成，所述分离的平面由相对于构成织物袋的其他部分的材料具有降低的伸展阻力的材料构成。 可延展部分的周围边缘可通过加强缘加固。可延展部分的周围边缘可使用位于织物袋内的多根系绳加固。织物袋可包括具有至少一个主通风孔的主腔室和通过至少一个换气孔与主腔室流体连接的副腔室，换气孔在各个副腔室与主腔室的共用壁上形成，其中形成副腔室的乘客面向的壁的织物袋一部分由所述可延展部分形成。气囊可具有每个纵向边均固定在各个侧壁上的主壁，以及至少一根系绳连接至主壁用于当气囊展开时在主壁上对应于副腔室的位置形成凹陷，其中覆盖部件连接至主壁和两个侧壁以覆盖凹陷从而形成相应副腔室并形成气囊的可延展部分。每个覆盖部件可通过在适当位置进行缝合而将其边界密封地连接至主壁和两个侧壁。副腔室可具有使气体从相应腔室排出至大气的至少一个副通风孔。[0017]根据本实用新型的第二方面，公开了一种具有根据本实用新型的第一方面构造的气囊的机动车辆。本实用新型的优点在于可通过以具有显著增加的延展性的材料取代制成常规覆盖件(平面)的相对不能延展的材料以成本低廉的有效方式实现这种显著的改进。根据本实用新型，在缓冲装置的身材小的女性乘客例如五百分位的女性乘客有可能接触的高度的前表面上提供了横向补丁。对于身材高大的乘客例如五十百分位男性乘客，该横向补丁将与上胸腔接触，从而对柔性身体区域影响最小。该横向补丁具有局部放大或延展的能力，从而减少了气垫的表面张力，特别是对身材小的女性乘客的头部接触点。现在将参考附图通过示例描述本实用新型。
图1为具有根据本实用新型的气囊总成的机动车辆的框图。图2为根据本实用新型的气囊的第一实施例的图示表示，显示了气囊处于膨胀状态。图3为根据本实用新型的气囊的第二实施例的图示表示，显示了气囊处于膨胀状态。图4为根据本实用新型的气囊的可延展平面成型部件的实施例的横截面。图5为图4中“C”所环绕的区域的放大视图。图6a为根据本实用新型的气囊的第三实施例的图示视图，该气囊处于部分组装的状态，其去除了气囊的可延展平面成型部件。图6b的视图对应于图6a中视图，显示了气囊处于完全组装状态。图7a为具有图6a和6b中所示类型的气囊的车辆在气囊开始展开时的侧视图。图7b为具有图6a和6b中所示类型的气囊的车辆在气囊展开且乘客(在本例中为5百分位女性)撞击在气囊上时的侧视图。图8为显示了现有技术气囊和根据本实用新型构造的气囊的加速对比时间的图表。
具体实施方式
参考图1，显示了机动车辆5，其具有左手侧LHS和右手侧LHS以及由图1中箭头"F"所示的前向。机动车辆5具有可执行多种任务的电子控制器6，但在该例中用于确定气囊总成的气囊10成型部分何时需要展开。气囊总成包括气囊10和用于提供气体使气囊10膨胀从而使其展开的充气机12。气囊10在本例中具有由织物袋9形成的单个腔室14，织物袋9由低渗透性或不渗透织物制成，包括柔软平面部分25形式的可延展部分。腔室14具有主通风口 15用于限制腔室14内的最大压力且使得气体能够在膨胀过程的末期可以散逸到大气中从而提供一种腔室14的受控塌陷，其可用于消减来自受撞击乘客的能量。虽然在主腔室的右手侧显示了单个主通风口 15，应理解的是还可以在左手侧有通风口，或者在主腔室的两侧均有通风口，或者在气体可以安全逸出而不会直接冲击车辆乘客的其他位置处。还应理解的是虽然显示了单个开口，但主通风口每个均可由组合起来具有所需截面积区域的多个分隔开的开口形成，或用于构造气囊的织物可具有多气孔特征， 从而使得气体能够从气囊10中以所需的速度逸出。在下文的描述中，柔软平面部分25可以多种方式构造，但每种情况中柔软平面部分25均提供了能够比织物袋9的其他区域延展或伸展更多的气囊10的区域。柔软平面部分25位于气囊10上从而设在气囊10的预期头部碰撞区域中。这就是说，柔软平面部分25 位于能够消减乘客头部撞击气囊10能量处，更为具体地，位于身高较小的成年人例如五百分位女性乘客的头部。现在参考图2，其更为详细地显示了根据本实用新型的气囊10。织物袋9由两个侧平面IlL和IlR(不可见)以及前平面13构成，其在本例中通过将各个织物部分IlLUlR 和13的边缘缝合而互相连接在一起。柔软平面部分25连接至前平面13以便处于构成前平面13的织物的开口之上。柔软平面部分25由性质上当承受预定负载时较通常使用的材料更能够延展开的材料做成，或织成能够在承受预定负载时较构成织物袋9的其他部分的材料允许更多延展的材料制成。也就是说柔软平面部分具有较构成织物袋9的其他材料更小的张力负载阻力。为了使柔软平面部分25稳固，有外围加强缘19包围着柔软平面部分25。加强缘 19在该例中通过在将柔软平面部分缝在前平面13上之前使形成柔软平面部分的织物的边自身反折而构成，但应理解的是也可使用其它装置用于加强柔软平面部分25的外围。当气囊10展开，相比于周围的前平面13柔软平面部分25将会鼓出来，从而在碰撞事故中更早地接触头部并更早地抑制头部，但更为重要提，当乘客头部撞击在柔软平面部分25上时，柔软平面部分25能够伸展从而减少对头部撞击的阻力并改进气囊10的撞击吸收性能。现在参考图3，显示了与图2中所示的最大程度上相同的气囊10，因此将不再重复描述已有的共有特征。在图2和图3所示的气囊10之间的唯一主要差别在于图3中所示的气囊没有加强缘19，取而代之的是多个用于为柔软平面部分25提供外围稳定性的内部系绳M。如前，柔软平面部分25连接至前平面13以便处于构成前平面13的织物的开口之上，且柔软平面部分25由构造成在承受预定负载时较构成织物袋9的其他部分的材料来说允许更大张力的材料制成。如参考图2所述，当气囊10展开时，相比于周围的前平面13，柔软平面部分25可鼓出来，在碰撞事故中更早地接触头部从而更早地抑制头部，并在乘客头部撞击在柔软平面部分25上时，柔软平面部分25能够伸展从而减少对头部撞击的阻力并改进气囊10的撞击吸收性能。现在参考图4和图5，其显示了可用于替代之前参考图2和图3所讨论的弹性或可延展材料的柔软平面的替代结构。柔软平面25具有多个形成于其中的褶或肋27，其通过将形成柔软平面25的织物自身对折并在图5中缝线观所示的一处或多处将其缝在一起。平面25在所示的例子中是围绕其周边缝合到前平面13上，但应理解的是前平面13自身的材料可形成有肋27，这样柔软平面部分25与前平面13 —体形成。[0046]不同于之前讨论的使用弹性织物的实施例，当气囊10展开时，柔软平面部分25不必相比于周围的前平面13鼓出来，因为在该例中它由与制成前平面13的材料相同的不能延展的织物制成。然而，柔软平面部分25在乘客头部撞击该柔软平面部分25时能够伸展或延展，因为头部撞击柔软平面部分25导致缝线观断裂从而释放额外材料。这样能够减少对头部撞击的阻力从而改进气囊10的撞击吸收性能。应理解的是，如果必要，柔软平面部分25可以像之前的实施例一样也由在给定张力负载下较构成前平面13的织物有更多延展的材料制成。现在参考图6a和6b，其显示了本实用新型的替代实施例。气囊总成100具有气囊110和容纳有充气机(未显示)的反应罐126。气囊110 固定至反应罐126，且反应罐1 在使用中固定至如图1所示的机动车辆5的机动车辆结构部件。气囊110具有主壁或前壁123，其由一定长度的涂层不透气织物构成，每个纵边分别固定在侧壁121、122上。每个侧壁均由涂层不透气织物片构成并通过缝合密封地固定至主壁123。主壁123与左侧壁121和右侧壁122共同形成气囊110的主腔室114。应理解的是主壁123和两个侧壁121、122每个均可由多于一片的织物构成。系绳IM—端连接至反应罐126，相对端连接至主壁123以在气囊110展开时在乘客面对主壁123的区域形成凹陷。应理解的是每个凹陷均可使用多于一根的系绳来形成， 且在其他实施例中可形成多于一个的凹陷。该凹陷与柔软平面覆盖部件125共同形成副腔室116，其通过主壁123与主腔室 114分隔开，主壁123形成了主腔室114和副腔室116之间的共用壁。因此该凹陷对应于副腔室116的位置。覆盖部件125形成了气囊110的可延展部分，其由较构成主壁123的织物具有更大延展程度的涂层不透气织物片构成。例如，当经受乘客气囊展开时常见的张力负载时，该覆盖部件125将至少延展较构成气囊110的其他材料的两倍大。通过缝合在位将覆盖部件 125环绕其周边密封地连接至主壁123和左侧壁121以及右侧壁123，从而覆盖了凹陷并形成副腔室116。在固定覆盖部件125之前，将覆盖部件125的周边边缘自身对折从而形成了环绕覆盖部件125周边的加强缘119。在凹陷区域的主壁123中形成有开口 117，用于形成在主腔室114和副腔室116之间的换气孔。左侧壁121中具有第一开口 115L用于形成主腔室114的主通风孔，在该例中在凹陷区域还有第二开口 118L用于形成副腔室116的副通风孔。右侧壁122中具有第一开口 115R(在图6a和6b中不可见)用于形成主腔室114 的另一个主通风孔，在该例中在凹陷区域还有第二开口 118R用于形成副腔室116的副通风孔。应理解的是虽然通风孔在一些方面具有优点，但也可以构造仅具有主通风孔115L 和115R的双腔室气囊，本实用新型的该种实施例不限于使用具有副通风孔118L和118R的
双腔室气囊。当气囊110展开时，主腔室114迅速充满来自充气机的气体，且在主腔室114中的压力由于进入主腔室114的气流大于通过两个主通风孔115L和115R流出的气流而迅速增加。另外，至少在膨胀的初始阶段期间，两个主通风孔115L和115R由于气囊110的折叠状态而被阻隔，从而没有气体能够从主腔室114通过主通风孔115L和115R中的任一个逸出直至气囊110至少部分展开。在主腔室114开始填充气体时，换气孔117由于气囊110打开没被覆盖住，气体随后开始流入副腔室116。副腔室116内的压力总是与主腔室114内的压力一样或低于主腔室114内的压力，且由于换气孔117的节流(restrictive)特性副腔室116的填充较主腔室114更慢。最终气囊110达到如图6b所示的完全展开状态，其恰好在正确系有安全带的乘坐的乘客预期撞击气囊110的时间之前发生。在该状态中覆盖部件125由于其更具有延展性的性质而稍微鼓出来。参考之前所述，当身高较小的成年乘客(例如5百分位的女性乘客) 撞在覆盖部分125上时其能够伸展从而降低头部撞击的阻力并改进气囊10的撞击吸收性能。该实施例的另一优点是，在不在适当位置上的乘客(例如乘坐得过于接近气囊 110的乘客)的情况下，其将导致气囊仍在膨胀期间发生接触，随后出现的副气囊116由于副腔室116处于较主腔室115更低的压力下且由于副腔室116不像主腔室114那样迅速膨胀而会降低撞击力。应理解的是，除了使用由于其构造中所使用的结构或材料而更富有延展性的织物外，还可以使用与构成主平面123和侧壁121、122相同的材料，并可如图4和5中所示得那样加入褶。虽然上面描述了获得柔软平面的两种方法，即使用高延展性的织物和使用褶，应理解的是本实用新型并不限于这些实施例，且也可使用那些允许柔软平面材料在受到乘客头部撞击时能够延展从而减少织物中的张力并在一个或多个腔室中含有气体时对乘客产生更为柔和的撞击的其他设置。参考图7a和7b，其显示了具有胸腔8和头部9的乘客7。在图7a中显示了气囊 110开始展开的情况，在图7b中显示了乘客7(在该例中碰撞假人模拟了五百分位的女性乘客)处于撞击位置。气囊110等同于图6a和6b中所示。可以看到图7b中柔软覆盖部件125位置设定为处于头部撞击区域，由于覆盖平面 125的织物张力更低从而为乘客7的头部9提供改进的撞击条件。图8显示了在图6a和6b中所示类型的气囊110上所实施的测试中得到的结果。 应注意的是对于构造成没有常规覆盖部件的气囊，其峰值减速度为70G且导致的HICOfead injury criterion，头部损伤判断准则)15的值为527，而对于具有增加的延展性的柔软覆盖部件125的同样的气囊其峰值减速度为61G且导致的HIC 15的值为341。应理解的是 HIC15的值减少35%对于降低乘客受到伤害的风险是非常显著的。本实用新型的优点在于可通过以具有显著增加的延展性的材料取代制成常规覆盖件(平面)的相对不能延展的材料以成本低廉的有效方式实现这种显著的改进。因此总之，美国碰撞要求区分系安全带或不系安全带的身材较高和较小的乘客之间的乘客气囊缓冲程度，特别要求在对于身材较小的乘客(例如五百分位女性乘客)的头部和颈部伤害之间的适当平衡。标准的气囊垫形状仅仅允许一致的表面张力，因为气垫具有限定的气体供应和通风的惯常形态。为了保护身材较高未系安全带的乘客例如五十百分位男性乘客，气垫需要能足够约束住未系安全带的身体质量的特殊压力。该压力在施加给系安全带的身材小的女性乘客例如五百分位的女性乘客时会由于在胸腔和头部的相对作用而造成对颈部不同负载。发明人因此根据本实用新型建议了一种本问题的解决方案，在缓冲装置的身材小的女性乘客例如五百分位的女性乘客有可能接触的高度的前表面上提供了横向补丁。对于身材高大的乘客例如五十百分位男性乘客，该横向补丁将与上胸腔接触，从而对柔性身体区域影响最小。该横向补丁具有局部放大或延展的能力，从而减少了气垫的表面张力，特别是对身材小的女性乘客的头部接触点。 应理解的是虽然通过示例参考一个或多个实施例描述了本实用新型，对于本领域的技术人员而言并不限于所公开的实施例，且可对所公开的实施例或替代实施例做出一个或多个修改而不背离本实用新型权利要求所设定的实用新型范围。
权利要求1.一种气囊总成，其特征在于，包括气囊和在所述气囊展开时使所述气囊膨胀的充气机，所述气囊包括由织物袋形成的腔室，所述织物袋具有使气体从所述腔室排至大气的至少一个主通风孔，其中所述织物袋包括在头部与所述织物袋预期发生碰撞的织物袋区域的可延展部分。
2.根据权利要求1所述的气囊总成，其特征在于，所述可延展部分构造成允许其在受到乘客头部撞击时大量延展以便减小局部表面张力并且从而提供改进的头部保护。
3.根据权利要求1或2所述的气囊总成，其特征在于，所述织物袋的所述可延展部分构造成在头部受到相同力量撞击时延展为所述织物袋的其他部分所延展的至少两倍。
4.根据权利要求1或2所述的气囊总成，其特征在于，所述可延展部分包括通过折叠构造成所述可延展部分的所述织物自身形成的并通过一个或多个易断的缝线固定在折叠位置上的一个或多个褶。
5.根据权利要求1或2所述的气囊总成，其特征在于，所述可延展部分通过分离的平面形成，所述分离的平面由相对于构成所述织物袋的其他部分的材料具有降低的伸展阻力的材料构成。
6.根据权利要求1或2所述的气囊总成，其特征在于，所述可延展部分的周围边缘通过加强缘加固。
7.根据权利要求1或2所述的气囊总成，其特征在于，所述可延展部分的周围边缘通过使用处于所述织物袋内的多个系绳加固。
8.根据权利要求1或2所述的气囊总成，其特征在于，所述织物袋包括具有至少一个主通风孔的主腔室和通过至少一个换气孔与所述主腔室流体连通的副腔室，所述换气孔在各个所述副腔室与所述主腔室的共用壁上形成，其中形成副腔室的乘客面向的壁的所述织物袋一部分由所述可延展部分形成。
9.根据权利要求8所述的气囊总成，其特征在于，所述气囊具有每个纵向边均固定在相应侧壁的主壁，至少一根系绳连接至所述主壁用于当所述气囊展开时在所述主壁上对应于所述副腔室的位置形成凹陷，其中覆盖部件连接至所述主壁和所述两个侧壁以覆盖所述凹陷从而形成相应的所述副腔室并形成所述气囊的可延展部分。
10.根据权利要求8所述的气囊总成，其特征在于，所述副腔室具有使气体从各自腔室排至大气的至少一个副通风孔。
专利摘要本实用新型公开了一种用于机动车辆(5)的气囊总成，具有气囊(10)，其根据来自电子控制器(6)的控制信号展开时由充气机(12)充气。气囊(10)具有由织物袋(9)形成的腔室(14)。气囊(10)处于预期会发生头部撞击气囊的区域部分由柔软平面部分(25)形成，其提供了能够减少乘客受到伤害的更为柔软或更为柔和的结构。该柔软平面部分(25)构造成为在乘客头部撞击其时能够提供相对于气囊(9)的其他部件改进了的弹性或伸展性。本实用新型，可通过以具有显著增加的延展性的材料取代制成常规覆盖件的相对不能延展的材料以成本低廉的有效方式实现这种显著的改进。
文档编号B60R21/231GK201941714SQ20102067175
公开日2011年8月24日 申请日期2010年12月21日 优先权日2009年12月22日
发明者保罗·马克·马拉布尔, 查克·查尔斯·博西奥, 蒂姆·斯科特 申请人:福特环球技术公司