安全气囊保护装置及车辆座椅的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种安全气囊保护装置及车辆座椅。安全气囊保护装置包括用于与车辆座椅连接的承载底座、用于在充气膨胀后向上顶起车辆座椅上的乘员大腿部的气袋和设在承载底座上且用于向气袋中充气的气体发生器。本实用新型的安全气囊保护装置和车辆座椅，能够更加全面的保护乘员的安全，具有较高的被动安全性能。
【专利说明】安全气囊保护装置及车辆座椅
【技术领域】
[0001]本实用新型属于车辆被动安全【技术领域】，具体地说，本实用新型涉及一种安全气囊保护装置及车辆座椅。
【背景技术】
[0002]在世界汽车工业不断发展和壮大的今天，尤其是随着高速公路的不断推广，人们已经认识到由于驾驶员本身、道路环境、气候、车辆技术状况等意外因素的作用，交通事故不可能完全避免，如何最大限度地保证碰撞时乘员的安全，减少事故造成的伤害，提高汽车的安全性，具有重要的现实意义。安全已经成为现代汽车技术的三大发展方向之一，它将逐渐替代质量和价格成为汽车市场竞争的优先因素。
[0003]安全气囊系统的开发将按乘用车正面碰撞的乘员保护GB11551 — 2003的要求进行。匹配安全气囊系统后主要改善的指标为头部伤害指数和胸部伤害指数，改善不明显的指标为腿部伤害指数，乘员伤害指标限值满足下表要求。
I
(HPC=100
[0004]GB11551 —2003ThPC (Chest Disp) =75mm
I Femur=1, 000N
HPC:头部伤害指标 ThPC:胸部压缩量 Femur:大腿受力
[0005]因此，现有的正面安全气囊在车辆发生正面碰撞时对驾驶员和前排乘员的腿部保护有限，仅能在气囊展开过程中一定限度地阻止驾驶员和前排乘员躯体向前移动，腿部伤害基本取决于车辆结构和驾驶室的碰撞变形情况。
实用新型内容
[0006]本实用新型提供一种安全气囊保护装置及车辆座椅，目的是在车辆发生碰撞时保护乘员。
[0007]为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为:安全气囊保护装置，包括用于与车辆座椅连接的承载底座、用于在充气膨胀后向上顶起车辆座椅上的乘员大腿部的气袋和设在承载底座上且用于向气袋中充气的气体发生器。
[0008]所述承载底座包括用于与车辆座椅连接的底板和设在底板上的发生器支架，所述气体发生器安装在发生器支架上。
[0009]所述发生器支架通过螺栓与所述底板连接，发生器支架上设有让螺栓穿过的安装孔。
[0010]所述气袋包裹在所述气体发生器和所述发生器支架的外部，且气袋位于气体发生器上方的部分呈折叠状。
[0011]安全气囊保护装置还包括包裹在所述气袋外部的外包片，外包片上设有撕裂线。
[0012]本实用新型的安全气囊保护装置，通过设置气袋为充气膨胀后能够向上顶起坐在车辆座椅上的乘员的大腿部，在车辆发生碰撞时，气袋向上膨胀展开，乘员大腿部被抬高，防止坐在座椅上的乘员向前下方滑移，避免乘员的头部和胸部与车辆内部前方的部件产生二次碰撞，从而对乘员起到很好的保护作用；同时由于气袋向上膨胀展开可以使乘员的大腿部和足部一起被抬高，从而也能防止在乘员舱因碰撞变形而造成的乘员大腿部及足部受到挤压产生的伤害，因而可以更加全面的保护乘员的安全，具有较高的被动安全性能。
[0013]本实用新型还提供一种车辆座椅，包括座部和位于所述座部下方的安全气囊保护装置，安全气囊保护装置包括与在座部底部设置的横梁连接的承载底座、用于在充气膨胀后向上顶起车辆座椅上的乘员大腿部的气袋和设在承载底座上且用于向气袋中充气的气体发生器。
[0014]所述承载底座包括与所述横梁连接的底板和设在底板上的发生器支架，所述气体发生器安装在发生器支架上。
[0015]所述气袋包裹在所述气体发生器和所述发生器支架的外部，且气袋位于气体发生器上方的部分呈折叠状。
[0016]所述安全气囊保护装置还包括包裹在所述气袋外部的外包片，外包片上设有撕裂线。
[0017]所述座部包括内衬垫和包裹内衬垫的蒙皮，内衬垫位于所述安全气囊保护装置上方的部位处厚度比其余部分厚度小，蒙皮上对应该厚度小的部位处设有撕裂线。
[0018]本实用新型的车辆座椅，通过设置安全气囊保护装置，并通过设置安全气囊装置的气袋为充气膨胀后能够向上顶起坐在座椅上的乘员的大腿部，在车辆发生碰撞时，气袋向上膨胀展开，乘员大腿部被抬高，防止坐在座椅上的乘员向前下方滑移，避免乘员的头部和胸部与车辆内部前方的部件产生二次碰撞，从而对乘员起到很好的保护作用；同时由于气袋向上膨胀展开可以使乘员的大腿部和足部一起被抬高，从而也能防止在乘员舱因碰撞变形而造成的乘员大腿部及足部受到挤压产生的伤害，因而可以更加全面的保护乘员的安全，使座椅也具有较高的被动安全性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]本说明书包括以下附图，所示内容分别是:
[0020]图1是安全气囊保护装置的结构示意图；
[0021]图2是安全气囊保护装置的剖视图；
[0022]图3是安全气囊保护装置在气袋膨胀展开后的结构示意图；
[0023]图4是发生器支架与气体发生器的装配图；
[0024]图5是发生器支架的结构示意图；
[0025]图6是气袋平铺展开后的结构示意图；
[0026]图7是车辆座椅的结构示意图；
[0027]图8是车辆座椅在倾倒状态时的结构示意图；
[0028]图9是车辆座椅在气袋膨胀展开后的结构示意图；
[0029]图10是气体发生器的压力曲线图；
[0030]图中标记为:
[0031]1、外包片；2、气袋；3、承载底座；31、底板；32、发生器支架；33、螺栓；34、螺母；35、定位片；36、定位孔；37、长槽；4、气体发生器；
[0032]5、座部；51、横梁；52、蒙皮；53、内衬垫；54、骨架；6、背部；7、线束总成。
【具体实施方式】
[0033]下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本实用新型的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
[0034]如图1至图6所示，本实用新型一种安全气囊保护装置，用于安装到车辆内部的座椅上，以在车辆发生碰撞时对车内的乘员起到保护作用。该安全气囊保护装置包括用于与车辆座椅连接的承载底座3、用于在充气膨胀后向上顶起车辆座椅上的乘员大腿部的气袋2和设在承载底座3上且用于向气袋2中充气的气体发生器4。
[0035]具体地说,承载底座3包括用于与车辆座椅连接的底板31和设在底板31上的发生器支架32，气体发生器4安装在发生器支架32上。发生器支架32是通过由螺栓33和螺母34构成的紧固件与底板31连接，发生器支架32和底板31上设有让螺栓33穿过的安装孔，结构简单，安装方便。底板31为一块长矩形板，发生器支架32是位于底板31的上方，气体发生器4为圆筒形的结构，长度较长，因此发生器支架32的长度与气体发生器4的长度大致相当，气体发生器4为横置在发生器支架32上，且气体发生器4的长度方向与发生器支架32和底板31的长度方向相平行。
[0036]为了便于布置气体发生器4，减小安全气囊保护装置的体积，以使其结构紧凑，在发生器支架32上设有用于容纳气体发生器4的长槽37，形成的发生器支架32为顶部敞开的壳体状结构，气体发生器4横置在该长槽37内，气体发生器4的一端设有穿过发生器支架32端部挡板的螺杆，该螺杆伸出长槽37外的部位套有一个螺母，通过拧紧螺母，使气体发生器4紧固在发生器支架32上。气体发生器4的另一端为线束总成7，该线束总成7用于与车辆上的气囊控制器相连接，由气囊控制器发出点火信号以控制气体发生器4的引爆，这点与现有技术的相同。
[0037]在本实施例中，发生器支架32是通过由螺栓33和螺母34构成的两个紧固件与底板31连接，相应在发生器支架32的内底部和底板31上分别设有两个让螺栓33穿过的安装孔，底板31上的两个安装孔分别靠近底板31的两端，两个螺母34是在底板31的底部分别拧紧在两个螺栓33上。
[0038]另外，如图4和图5所示，在发生器支架32的底部还设有一个定位35，该定位35为沿与螺栓33平行的方向朝向发生器支架32的下方延伸，在底板31上设有一个让定位35穿过的定位孔36，该定位35是用于发生器支架32安装时确定发生器支架32的安装位置。该定位35的位置是位于发生器支架32上的两个安装孔之间，且与两侧的安装孔之间的距离不等，相应底板31上的定位孔36的位置也是位于底板31上的两个安装孔之间，与定位35位置对齐。
[0039]如图6所示为本安全气囊保护装置采用的气袋2在平铺展开后的结构示意图，该气袋2只在图示状态的下端设有一个袋口，用于套入气体发生器4和发生器支架32等部件，在气袋2袋口处的两侧袋体上分别设有两个让螺栓33穿过的通孔，在装配时将气体发生器4和发生器支架32连接形成的总成放入气袋2后，使发生器支架32上的两个螺栓33分别穿过气袋2两侧袋体上的两个通孔，同时还要使发生器支架32底部的定位35从气袋2中穿出。因此，如图2所示，气袋2是包裹在气体发生器4和发生器支架32的外部，气袋2的袋口处的两侧袋体部分是压在气体发生器4的下方，而且气袋2位于气体发生器4上方的部分是呈折叠状，具体是采用Z向叠法进行折叠，使气袋2的大部分堆叠在气体发生器4的上方，这样在气体发生器4被引爆后，气体发生器4在气袋2内部释放高压气体，释放出的高压气体能够快速充满气袋2，使气袋2向上膨胀展开。
[0040]在气袋2上还设有两个直径5mm的排气孔，用于将内部的高压气体向外慢慢排出，气体排出根据阻尼原理，使碰撞机械能转化为气体热能。
[0041 ] 在本实施例中，气袋2是采用带有硅涂层的PA6尼龙布制作，带有硅涂层的尼龙布可以保证气袋2气体的压力不会丢失，其次保证大的压力气袋2不会破裂。
[0042]本安全气囊保护装置还包括一个包裹在气袋2外部的外包片1，该外包片I为完全封闭的，包裹气袋2使气袋2保持折叠压缩的状态，减小安全气囊保护装置的整体体积，使其便于在车辆座椅上进行布置。为了避免外包片I阻止气袋2向上膨胀展开，在外包片I上要设有撕裂线，该撕裂线主要是设在外包片I的顶部，设置撕裂线是确保外包片I能够很容易的被气袋2顶破，确保气袋2快速充气弹出，气袋2膨胀展开后的安全气囊保证装置的结构即如图3所示，膨胀展开后的气袋2的长度要满足同时向上抬起乘员两个大腿部的要求。
[0043]另外，如图2所示，在外包片I的底部也设有让螺栓33和定位35穿过的通孔，在外包片I的底部还要开设让与气体发生器4连接的线束穿过的通孔。在拧紧螺栓33上的螺母34后，发生器支架32被固定在底板31上，外包片I的底部和气袋2的袋口处的两侧袋体部分被夹紧固定在发生器支架32与底板31之间。
[0044]如图7至图9所示，为本实用新型一种车辆座椅，包括背部6、座部5和的安全气囊保护装置，该安全气囊保护装置即为上述实施例所述的安全气囊保护装置，其具体结构如图1至图6所示。
[0045]如图8所示，作为优选的，安全气囊保护装置是位于座椅座部5的下方，使安全气囊保护装置在坐在座部5上的乘员下方正对乘员的大腿部，确保充气膨胀后的气袋2能够向上顶起乘员大腿部。
[0046]具体的，座椅的座部5主要由钢制骨架54和内衬垫53构成，内衬垫53 —般采用海绵等弹性体制作。在座部5的底部,位于内衬垫53下方设有一个横梁51,该横梁51的两端是固定在两侧的骨架54上，该横梁51作为座椅下面的防潜杆，其长度方向并与座部5的宽度方向平行。安全气囊保护装置的底板31是固定安装在横梁51上，且底板31的长度方向与横梁51的长度方向平行。
[0047]在内衬垫53的底面设有向上凹入的通道，该通道是用于容纳安全气囊保护装置的外包片1，外包片I连同气袋2的上部向上插入内衬垫53的通道中。由于内衬垫53内部设有通道，使内衬垫53位于安全气囊保护装置上方的部位处厚度比其余部分厚度小，优选厚度小37_，使通道处的顶部厚度较小，这样气囊在通道内膨胀后能够轻易的向上顶起内衬垫53的厚度较小的部分，使内衬垫53的厚度较小的部分向上隆起，然后可以使乘员的两个大腿部向上抬起。
[0048]如图7所示，座部5还包括包裹内衬垫53的蒙皮52，蒙皮52在内衬垫53顶部盖住内衬垫53的上表面上对应下方的内衬垫53上厚度小的部位处设有撕裂线，与外包片I上设置的撕裂线原理类似的，设置撕裂线是为了避免蒙皮52阻止气袋2向上膨胀展开，确保蒙皮52在撕裂线处的部位能够很容易的被气袋2和内衬垫53顶破，确保气袋2快速充气弹出(图9所示状态下未示出向上隆起的内衬垫53部分)。作为优选的,蒙皮52上的撕裂线是沿着与横梁51长度方向平行的方向延伸。
[0049]在本实施例中，安全气囊保护装置采用的气袋2的体积为15升左右，气袋2膨胀展开后的部分的尺寸为:长度为450mm,宽度为60mm,高度为120mm。气袋2膨胀展开后的顶部比座椅的蒙皮52的上表面高出70mm，确保乘员大腿部能够被抬高到足够高度。
[0050]图10所示为气体发生器4的压力曲线及质量流曲线，其中在释放气体1ms后，气体的压力可以达到140kpa，之后压力可以维持30ms左右。
[0051]本座椅上的安全气囊保护装置的工作原理为:当车辆发生碰撞时，气囊控制器发出点火信号，气体发生器4被引爆，产生高压气体，高压气体填充到气袋2里面，气袋2快速膨胀展开，气袋2向上顶起内衬垫53并顶破座椅蒙皮52上的撕裂线，这样乘员两个大腿部被抬高，防止乘员在座椅上向下产生滑移。保护了乘员的胸部与头部，避免乘员头部和胸部与汽车内饰件产生第二次碰撞。同时也能防止汽车发生碰撞时，乘员舱产生变形，造成乘员大腿及足部受到挤压而产生的伤害。膨胀展开后的气袋2里面的压力最高可以达到140kpa，并确保气袋2维持充满状态90ms，最终气袋2内部的高压气体会通过两个直径5mm的排气孔把慢慢排出。
[0052]上述结构的安全气囊保护装置具有成本低和安装方便的优点，应用在车辆座椅上可以在车辆发生碰撞时对乘员起到保护的作用。与现在汽车被动安全系统的安全气囊比有以下显著进步:
[0053]1、价格比安全气囊要便宜。现有安全气囊每套(DAB+PAB+E⑶+SW)不含税的价格为900元左右，而安全气囊保护装置每套不含税的价格大概150元左右。
[0054]2、安全气囊保护装置采用的气体发生器为混合气发生器，点爆没有大的声音，相比于现有技术采用的烟火式发生器，安全气囊保护装置在发生泄气时不会产生大的声音，也不会产生对乘员及空气污染的气体。现有安全气囊起爆后会产生大的声音，会对乘员耳朵造成伤害，其次安全气囊起爆后会产生对乘员及空气污染的气体。由此可见是一个巨大的进步。
[0055]3、安全气囊保护装置在汽车发生碰撞时，无论乘员什么状态，都能对乘员实施保护。但是现有安全气囊在汽车发生碰撞时，如果乘员不系安全带或坐姿不正则安全气囊会对乘员造成伤害。
[0056]以上结合附图对本实用新型进行了示例性描述。显然，本实用新型具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本实用新型的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.安全气囊保护装置，其特征在于:包括用于与车辆座椅连接的承载底座、用于在充气膨胀后向上顶起车辆座椅上的乘员大腿部的气袋和设在承载底座上且用于向气袋中充气的气体发生器。
2.根据权利要求1所述的安全气囊保护装置，其特征在于:所述承载底座包括用于与车辆座椅连接的底板和设在底板上的发生器支架，所述气体发生器安装在发生器支架上。
3.根据权利要求2所述的安全气囊保护装置，其特征在于:所述发生器支架通过螺栓与所述底板连接，发生器支架上设有让螺栓穿过的安装孔。
4.根据权利要求2或3所述的安全气囊保护装置，其特征在于:所述气袋包裹在所述气体发生器和所述发生器支架的外部，且气袋位于气体发生器上方的部分呈折叠状。
5.根据权利要求4所述的安全气囊保护装置，其特征在于:还包括包裹在所述气袋外部的外包片，外包片上设有撕裂线。
6.车辆座椅，包括座部，其特征在于:还包括位于所述座部下方的安全气囊保护装置，安全气囊保护装置包括与在座部底部设置的横梁连接的承载底座、用于在充气膨胀后向上顶起车辆座椅上的乘员大腿部的气袋和设在承载底座上且用于向气袋中充气的气体发生器。
7.根据权利要求6所述的车辆座椅，其特征在于:所述承载底座包括与所述横梁连接的底板和设在底板上的发生器支架，所述气体发生器安装在发生器支架上。
8.根据权利要求7所述的车辆座椅，其特征在于:所述气袋包裹在所述气体发生器和所述发生器支架的外部，且气袋位于气体发生器上方的部分呈折叠状。
9.根据权利要求7或8所述的车辆座椅，其特征在于:所述安全气囊保护装置还包括包裹在所述气袋外部的外包片，外包片上设有撕裂线。
10.根据权利要求6至9任一所述的车辆座椅，其特征在于:所述座部包括内衬垫和包裹内衬垫的蒙皮，内衬垫位于所述安全气囊保护装置上方的部位处厚度比其余部分厚度小，蒙皮上对应该厚度小的部位处设有撕裂线。
【文档编号】B60R21/207GK203974739SQ201420317168
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年6月13日 优先权日:2014年6月13日
【发明者】鲁明 申请人:芜湖金鹏汽车部件有限公司