自适应气囊的制作方法

相关申请

本申请要求享有2014年12月29日提交的美国序列号no.14/583,856的权益，其要求享有于2014年10月21日提交的美国临时申请序列号no.62/066,605和2014年10月22日提交美国临时申请序列号no.62/067,075的权益，这些美国申请的全部内容通过引用并入本文。

本发明涉及一种用于帮助保护车辆乘员的装置。更具体地说，本发明涉及一种可在车辆的反作用面和车辆座椅的乘员之间充气的气囊。

背景技术：

已知提供一种用于帮助保护车辆乘员的可充气车辆乘员保护装置，诸如气囊。一种特定类型的气囊是可在车辆的前座椅的乘员与车辆的仪表板之间充气的正面气囊。这种气囊可以是驾驶员气囊或乘员气囊。当被充气时，驾驶员和乘员气囊有助于保护乘员免受诸如仪表板和/或车辆的方向盘的车辆部件的冲击。

乘员气囊通常以泄气状态存储在安装到车辆仪表板的壳体中。气囊门可与外壳和/或仪表板连接，以帮助将气囊包围并且隐藏在存储状态。在部署乘员气囊时，气囊门打开以允许气囊移动到充气位置。作为由充气的气囊施加在门上的力的结果，气囊门打开。

驾驶员气囊通常以泄气状态存储在安装在车辆方向盘上的壳体中。气囊盖可与壳体和/或方向盘连接，以帮助将气囊包围并且隐藏在存储状态。在部署驾驶员气囊时，气囊盖打开以允许气囊移动到充气位置。作为由充气的驾驶员气囊施加在盖上的力的结果，气囊盖打开。

另一种类型的气囊是可在车辆的侧面结构和车辆乘员之间充气的侧面碰撞气囊。侧面碰撞气囊可以例如是座椅安装的、侧面结构安装的或门安装的。另一种类型的气囊是可在车辆的仪表板和/或转向柱与车辆乘员之间可充气膝垫。可充气膝垫可以例如安装在仪表板中或转向柱上。

乘员侧和正面气囊通常设计成延伸到车辆内的一定高度，其在较高的车辆乘员的头部和车辆的挡风玻璃之间提供障碍物。这种气囊高度增加了气囊的体积，并且将一部分气囊体积放置在较矮的乘员肩膀之上。在本领域中需要一种气囊结构，其减小了较高和较矮的乘员的肩膀上方的气囊的体积。

技术实现要素：

本发明涉及一种用于帮助保护车辆的乘员的设备，该车辆具有用于接收车辆乘员的座椅。根据一个方面，该设备包括可充气车辆乘员保护装置，其可从存储状态充气到展开状态，在展开状态下，保护装置被充气并且定位在车辆的反作用面与车辆座椅的任何乘员之间。保护装置包括：后部，当保护装置处于充气和展开状态时，该后部邻近反作用面定位或定位在反作用面附近；以及前部，当保护装置处于展开状态时，该前部定位在后部与车辆座椅的任何乘员之间。前部和后部具有间隔开的构造，其中当处于充气和展开状态时，在前部和后部之间具有在可充气容积外部的开放空间。响应于乘员侵入和抵抗保护装置内的增压力，前部可相对于后部移动到开放空间中。

根据另一方面，单独地或与本文所述的任何其它方面组合，前部可以被构造成相对于后部在前后方向和侧向方向上可移动。

根据另一方面，单独地或与本文所述的任何其它方面组合，保护装置的前部构造成当前部与后部间隔开时，主要由于增压力为乘员侵入提供第一程度的约束。响应于侵入乘员使前部移动到与后部接合，保护装置为乘员侵入提供第二程度的约束，该第二程度的约束大于第一程度的约束。

根据另一方面，单独地或与本文所述的任何其它方面组合，第一程度的约束足以吸收侵入乘员的一些初始冲击力，同时允许前部相对于后部移动。

根据另一方面，单独地或与本文所述的任何其它方面组合，该装置可以包括接缝，该接缝控制前部和后部的充气深度，以在前部和后部内限定不同腔室。所述腔室可以被构造成为乘员侵入提供不同程度的阻力。

根据另一方面，单独地或与本文所述的任何其它方面组合，保护装置可以包括定位于前部和后部之间的连接部分。该连接部分在前部和后部的上延伸部、下延伸部、内侧延伸部和外侧延伸部中的一个处将前部和后部相互连接，使得当处于充气和展开状态时，保护装置具有大致弯曲的u形或钩形构造。

根据另一方面，单独地或与本文所述的任何其它方面组合，连接部分可以包括大致u形或钩形构造的中部，并且前部和后部可以包括从中部延伸以完成大致u形或钩形构造，并且由此将前部和后部彼此间隔开。

根据另一方面，单独地或与本文所述的任何其它方面组合，前部和后部每个都具有在限定其各自可充气容积的相应成对的相对面板之间在前后方向上测量的充气厚度，当前面板偏转到与后部接合时，前部的后面板接合后部的前面板。

根据另一方面，单独地或与本文所述的任何其它方面组合，保护装置可以包括一对连接部分，所述一对连接部分将前部和后部的上部和下部互连，或将保护装置的内侧部分和外侧部分互连。保护装置由此可以采取闭环的形式，其中空间居中地延伸通过保护装置并且由保护装置限定的闭环界定。

根据另一方面，单独地或与本文所述的任何其它方面组合，保护装置可以包括在连接部分之间延伸的至少一个不可充气支撑构件，用于使连接部分相对于彼此维持在预定位置。

根据另一方面，单独地或与本文所述的任何其它方面组合，所述至少一个不可充气支撑构件可以包括在空间的相对侧上的一对不可充气支撑构件，用于当保护装置处于展开状态时维持连接部分大致彼此平行。

根据另一方面，单独地或与本文所述的任何其它方面组合，保护装置可以包括一对可充气保持部分，其从前部的相对的侧面侧向外延伸。

根据另一方面，单独地或与本文所述的任何其它方面组合，当从顶部观察时，保护装置可以具有大致三角形的形状。

根据另一方面，单独地或与本文所述的任何其它方面组合，保护装置可以具有大致倒置的u形构造，并且前部的下延伸部在后部的下延伸部下方竖直地延伸。

根据另一方面，单独地或与本文所述的任何其它方面组合，袋状部可以朝向后部延伸到前部中。

根据另一方面，单独地或与本文所述的任何其它方面组合，座椅可以是车辆的后座椅，并且保护装置可以被存储在位于座椅前方的座椅靠背中。保护装置可以展开在乘员和座椅靠背之间，使得座椅靠背充当用于保护装置的反作用面。

根据另一方面，单独地或与本文所述的任何其它方面组合，座椅可以是车辆的后座椅，并且保护装置可以被存储在车辆的车顶中。保护装置可以展开在乘员和位于乘员座椅前方的座椅靠背之间，使得座椅靠背充当用于保护装置的反作用面。

根据另一方面，单独地或与本文所述的任何其它方面组合，座椅可以是车辆的前座椅，并且保护装置可以存储在车辆的仪表板中。保护装置可以展开在乘员和仪表板之间，使得仪表板用作保护装置的反作用面。

根据另一方面，单独地或与本文所述的任何其它方面组合，座椅可以是车辆的前座椅，并且保护装置可以被存储在车辆的车顶中。保护装置可以展开在乘员和车辆的仪表板之间，使得仪表板用作保护装置的反作用面。

根据另一方面，单独地或与本文所述的任何其它方面组合，座椅可以是车辆的驾驶员座椅，并且保护装置可以存储在车辆的车顶中。保护装置可以展开在乘员和车辆的方向盘之间，使得方向盘用作保护装置的反作用面。

附图说明

参照附图考虑本发明的以下描述，本发明的前述和其它特征对于本领域技术人员将变得显而易见，其中：

图1是根据本发明实施例的用于帮助保护车辆乘员的设备的示意图。

图2是图1的设备的示意性侧视图，示出系带车辆乘员的不同状况。

图3a至图3c是图1的设备的示意性侧视图，示出系带车辆乘员的不同后座椅状况。

图4a至图4b是根据本发明的另一个实施例的用于帮助保护车辆乘员的设备的示意图。

图5a至图5c是根据本发明的另一个实施例的用于帮助保护车辆乘员的设备的示意图。

图6a至图6b是根据本发明的另一个实施例的用于帮助保护车辆乘员的设备的示意图。

图7a至图7c是根据本发明的另一个实施例的用于帮助保护车辆乘员的设备的示意图。

图8a至图8c是根据本发明的另一个实施例的用于帮助保护车辆乘员的设备的示意图。

图9a至图9b是根据本发明的另一个实施例的用于帮助保护车辆乘员的设备的示意图。

图10a至图10b是根据本发明的另一个实施例的用于帮助保护车辆乘员的设备的示意图。

图11a至图11b是根据本发明的另一个实施例的用于帮助保护车辆乘员的设备的示意图。

图12a至图12b是根据本发明的另一个实施例的用于帮助保护车辆乘员的设备的示意图。

图13是根据本发明的另一个实施例的用于帮助保护车辆乘员的设备的示意图。

图14是根据本发明的另一个实施例的用于帮助保护车辆乘员的设备的示意图。

图15是根据本发明的另一个实施例的用于帮助保护车辆乘员的设备的示意图。

图16a至图16b是根据本发明的另一个实施例的用于帮助保护车辆乘员的设备的示意图。

图17a至图17b是根据本发明的另一个实施例的用于帮助保护车辆乘员的设备的示意图。

图18a至图18b是根据本发明的另一个实施例的用于帮助保护车辆乘员的设备的示意图。

图19a至图19b是根据本发明的另一个实施例的用于帮助保护车辆乘员的设备的示意图。

图20a至图20b是根据本发明的另一个实施例的用于帮助保护车辆乘员的设备的示意图。

具体实施方式

本发明涉及一种用于帮助保护车辆的乘员的设备。更具体地说，本发明涉及一种在车辆的反作用面和车辆座椅的乘员之间可充气的气囊。用于帮助保护车辆12的乘员20的设备10包括呈气囊14的形式的可充气车辆乘员保护装置14。在图1至图4c所示的实施例中，气囊14是乘员气囊，其用于帮助保护在车辆的前座椅16之后的车辆12的侧面24的后座椅22的乘员20。前座椅16位于仪表板36的后面并且朝向仪表板36呈现。侧面24可以是车辆12的驾驶员侧(如图所示)或乘员侧(未示出)。车辆12还包括车顶19和安全带18，该安全带18连接到后座椅22以帮助保护车辆乘员20。

参考图2，气囊14可以是包括充气机32和壳体34的气囊14模块30的一部分。气囊14具有存储状态，如图2中的虚线所示，其中气囊被折叠并且放置在壳体34内的存储状态中。模块30安装到车辆12的前座椅16的座椅靠背23或安装在座椅靠背23之内。壳体34有助于容纳和支撑座椅靠背23中的气囊14和充气机32。或者，模块30可以安装在车辆12(未示出)的b柱、门、后座椅垫、中控台、仪表板36或车顶19中。

模块30门(未示出)可以可释放地连接到座椅靠背23和/或壳体34。在闭合状态下(未示出)，门形成模块30的盖，并且帮助将气囊14以储存状态封闭在座椅靠背23内的壳体34中。门可移动到打开状态，露出壳体34和座椅靠背23中的开口44，气囊14可以通过该开口从在壳体34中的存储状态展开到充气或展开状态。门可以直接或通过诸如塑料铰链部分、带或系绳的装置(未示出)通过壳体34连接到车辆12，例如连接到座椅靠背23。

充气机32可致动，以将充气流体提供给气囊14的可充气容积60以使气囊14展开到充气状态。充气机32可以是任何已知的类型，例如储存气体、固体推进剂，增强的或混合的。设备10包括传感器，其以50示意性地示出，用于感测预期气囊14的充气的事件，例如碰撞。充气机32经由导线52可操作地连接到传感器50。

气囊14可以由任何合适的材料制成，例如尼龙(例如，编织尼龙6-6纱线)，并且可以以任何合适的方式构造。例如，气囊14可以包括一个或多个材料片或板。如果使用多于一个片或板，则可以通过诸如缝合、超声波焊接、热粘合或粘合剂的已知方式将片或板互连，以形成气囊14。气囊14可以是未涂覆的，涂覆有诸如不透气的氨基甲酸乙酯的材料或层压有诸如不透气膜的材料。因此，气囊14可以具有气密或大致气密的结构。本领域技术人员将理解，替代材料，例如聚酯纱线和替代涂层，例如硅树脂，也可用于构造气囊14。

在所示实施例中，气囊14由互连以限定具有图1至图4c所示构造的气囊的可充气容积60的一个或多个材料板构成。参见图1至图2，充气气囊14从壳体34远离座椅靠背23沿后方向朝后座椅22中的乘员22展开。座椅靠背23因此用作车辆12的反作用面以便展开气囊14。当从侧面观察时，气囊14具有倒u形构型，当从顶部(未示出)观察时，气囊14呈大致矩形。充气气囊14包括邻近乘员20的前部62和邻近座椅靠背23的后部64。

在展开状态下，前部62与前座椅16间隔开，并且包括朝向后座椅22中的乘员20呈现的前面板或表面70。后部64定位成与座椅靠背23相邻并且经由其到模块34的连接部连接到座椅靠背23。表面70与座椅靠背23间隔开沿着车辆12的前后方向延伸的一定距离或深度d1。侧部80、82在前部62和后部64之间延伸。侧部80、82在气囊14的相对侧上大致彼此平行地延伸。侧部80位于车辆12中的外侧，侧部82位于车辆中的内侧。

顶部90朝向车顶19呈现并且将前部62连接到后部64。底部92定位为更加靠近后座椅22。前部62、后部64、侧部80、82、顶部90和底部92相互配合以帮助限定气囊14的可充气容积60。前部62、后部64、侧部80、82、顶部90和底部92各自除了它们各自的可充气部分之外可以包括不可充气部分(未示出)。

一个或多个接缝100可以在前后方向上沿着气囊14的长度从前部62大致上延伸到后部64，以将可充气容积60分离成多个腔室102。每个接缝100进入可充气容积60的深度可以调整以形成具有期望的横截面和/或加压的腔室102，即，接缝可以相同或可以彼此不同，使得腔室以不同的速率充气并且加压。接缝100还可以被构造成控制腔室102的体积，以从而控制充气机32所需要的大小，以对气囊14充分充气和展开气囊14。控制腔室102的体积也控制气囊14的刚度，以满足预期的性能标准。在一个示例中，内侧-外侧方向上的中间腔室102可以被制造得更小，从而相对于更多内侧和更多外侧腔室的刚度提供降低的刚度。

气囊14包括空间110，该空间110限定可充气容积60外部的未充气或非加压体积。在图1所示的构造中，空间110从底部92朝向顶部90延伸。空间110在侧部80、82之间完全延伸并且终止于顶部90的内表面112。因此，气囊14分支成两个可充气凸角120，该两个可充气凸角在底部92处彼此间隔开并且通过顶部90彼此连接，以帮助限定空间110的形状。每个凸角120在垂直方向上具有大致相同的高度，使得气囊14围绕顶部90大致对称。因此，图1所示的气囊14具有拱形或倒立的u形。

中线98沿着车辆12的前后方向延伸通过气囊14。中线98与气囊14的最上边缘和最下边缘等距离地间隔开，即，中线定位在沿气囊高度一半处，气囊高度一般以h1表示。在图1的实施例中，前部62、顶部90和后部64的大小被选择为使得空间110在中线98上方延伸，即，空间具有距气囊14的最下边缘的比充气气囊14的高度h1的一半大的深度。另外，空间110可以具有等于或小于气囊14的高度h1的一半的深度(未示出)。为了提供理想的充气性能标准，气囊14中的空间110的存在减小了可充气容积60的大小。

当感测到发生预期气囊14的充气事件(例如，车辆碰撞)时，传感器50经由引线52向充气机32提供信号。当从传感器50接收到信号时，充气机32被致动并且以已知的方式向气囊14的可充气容积60提供充气流体。充气气囊14在前座椅16的座椅靠背23上施加力以破坏座椅靠背，并且允许气囊从储存状态充气到展开状态，例如如图2中的实线所示的充分充气、展开和加压状态。气囊14在展开时有助于保护车辆乘员20免受与车辆12的部件的碰撞，例如与前座椅16的碰撞。

气囊14在展开时通过帮助吸收由乘员施加在气囊上的冲击力来帮助保护乘员20。参考图2，当乘员20撞击气囊14时，乘员侵入气囊，气囊吸收并且分配冲击力遍及气囊的整个区域和容积。就“侵入”到气囊14而言，是指在向车辆12的正面碰撞的情况下，乘员20向前移动(如由图2中标记为42的箭头和标记为20'的虚线所示)到与气囊接合的情况。乘员20“侵入”到气囊14中是乘员相对于乘员首先接合充气的气囊(即，接合前部62的表面70)的点移动到气囊的充气深度的距离或程度。

换句话说，侵入度可以被测量为由侵入乘员20'使在表面70上的给定点朝前座椅16移动的距离。例如，图2中的侵入度可以计算为整个气囊14的完全充气深度d1与整个气囊(未示出)相对于座椅靠背23的侵入深度之差。或者，可以将侵入度测量为：在乘员首先接触气囊14(未示出)时开始，表面70上的点与面对乘员的前座椅16上的固定点之间或乘员20(例如，乘员的胸部)上的点与座椅靠背23上的固定点之间的距离的变化。

几个因素决定乘员20侵入气囊14的程度。例如，乘员20的大小或质量，乘员撞击气囊14的速度和气囊的加压都帮助确定在给定的展开场景下乘员侵入气囊的程度。

如图2所示，在系带乘员20的情况下，安全带18用于帮助约束乘员。结果，系带乘员20，特别是乘员的下躯干122和臀部130被限制朝前座椅16移动。这允许气囊14以来自乘员20的相对较小的阻力或约束而充气和展开。如在以20’指示的虚线所示，系带乘员的头部124侵入气囊14的前部62，更具体地，侵入气囊的靠近顶部90的表面70。根据乘员的大小和/或气囊的高度h1，系带乘员的头部124也可以侵入气囊14的顶部90。系带乘员的上躯干126在前方凸角120处侵入气囊14的底部92。

由于气囊14的构造，侵入乘员20使前部62沿着朝前座椅16的方向偏转，因此前部朝向气囊的后部64偏转。由于空间110未被加压并且位于前部62和后部64之间，因此前部偏转到空间中并且更靠近后部。乘员20'侵入气囊14的程度或距离可以相当小或相对较小。气囊14可以被构造成使得在系带乘员20完全侵入前部70的过程中前部62保持与后部64间隔开。为此，可以调整气囊14的刚度，以确保当乘员20侵入气囊时，空间110的体积不会完全消失。

由于前部和后部62、64之间的空间110，由气囊14的下部提供的约束力比由上部提供的约束力小(软)，因为前部可以经到顶部90的连接区域以枢转或滑动的方式偏转到空间中。换句话说，由于空间110没有被加压，因为它将在整个深度d1中连续的气囊14体积中，因此乘员20与之相互作用的可充气容积60的大小减小，由此气囊14的下部的限制相对于连续囊设计来说最初更柔软。如果乘员20侵入到气囊14中足以使前部62接触后部64的，则被接触部的约束将变得更硬，从而可以避免侵入乘员20'与前座椅的接合。

相比之下，气囊14的顶部90大致连续地从前座椅16的后部延伸到乘员20，几乎没有或没有开放空间。因此，顶部90相对于由凸角120提供给乘员的下躯干122的约束，向侵入者的头部124和上躯干126提供了更硬的约束。因此，本发明的气囊14有利于为侵入乘员20'提供可变的约束，以满足理想的性能标准。

此外，由于接缝100的垂直构造，每个腔室102沿着前部62在其最下边缘和最上边缘之间提供基本相似的约束。因此，具有不同头部位置或高度的乘员20经历相似的约束，而不管头部124沿着前部62的高度在哪个地方撞击。因此，前部62上的每个腔室102的高度可以被构造为基于后座椅22中的乘员20的预期尺寸与可能的乘员头部124的位置范围相符。

如果系带乘员20侵入到气囊14中足以使前部62接合后部64，即，前部和后部之间的空间110大致或完全消失，则本发明的气囊产生与在前后方向上定位成彼此相邻并且邻接的两个较小体积的气囊大致相同的乘员约束。换句话说，这种双气囊构造将导致与设置有非加压空间110的本发明的单容积气囊14基本相同的同类乘员20约束。

前部62与后部64的接合随较高大的乘员20和/或在较高速度的碰撞事件中发生。因此，在碰撞事件的后期阶段的该由此产生的约束加强有利于减少乘员与前座椅16接触的可能性。本发明的空间110有利地允许气囊14通过区域(即，头部124对躯干122、126)提供可变乘员20约束，以及提供变化的约束，即，只有当头部124和上躯干足够靠近前座椅16使得空间塌陷到零容积或接近零容积时，约束才变僵硬。

气囊14的间隔开的可移动腔室构造还克服了与成角度的乘员运动相关的常规气囊的另一个问题。没有间隔开的可移动空间的传统的气囊通常直接与其预期的反作用面相邻或相接合地展开。一旦乘员接合传统的气囊(或此后不久)，气囊就会被固定在乘员和反作用面之间。在这一点上，气囊的侧向偏移的任何阻力总体上被显著地减少或消除。因此，对气囊的成角度的或侧向偏移的抵抗可能导致乘员尤其是乘员的头部的旋转运动，并且可能导致颈部受伤。

根据气囊14的间隔开的可移动的腔室构造，前部62不仅可以相对于后部64在前后方向上移动，而且还可以相对于后部在成角度的方向上移动。因此，在使乘员20在除了仅向前方向(例如，成角度或歪斜方向)以外的方向上接合气囊14的事件中，与后部64间隔开的初始接合的前部62可以随乘员处于他或她的成角度的或倾斜方向移动。例如，这可能是在发生成角度的或偏移车辆撞击或碰撞的情况。这也可能是在发生气囊14的展开的事件时乘员远离正常就座的位置的情况。

因为前部与后部分隔开并且本身不接触反作用面，所以除了前后自由度之外，前部还具有一定程度的侧向自由度以相对于后部移动。在最初吸收冲击力的同时与乘员一起移动，可以帮助减轻影响气囊14促使乘员头部旋转和颈部扭转的程度和严重性。

气囊14的低容积构造还有助于约束的较早启动，因为与连续容积的气囊相比，减小容积的气囊14可以更快地被定位和被填充。还有可能减小充气机32的所需大小和成本。

充气机32、顶部90、前部62以及气囊14的空间110的大小被设计成提供一定体积的充气流体，其足以将气囊在所需的性能参数内充气、展开和加压到图2的充气状态。由于系带乘员20处于预期状态，所以图2的顶部90、前部62和空间110的构造有助于提高设备的可靠性。

此外，应当理解，本发明的气囊14的低体积构造可以允许气囊没有主动或适应性排气，同时仍然为侵入乘员20'提供可变的约束。本发明的气囊14的小体积构造还允许气囊的前部62的高度增加到足以接合车顶19以容纳更高的乘员而不损害气囊提供可变的乘员约束的能力。

参考图3a至图3c，本发明的气囊14的结构适于有利地符合前座椅16和/或后座椅22的各种位置，以使气囊能够基于各种前座椅的条件帮助保护后座椅的乘员20。换句话说，本发明的气囊14可操作以随着前座椅16和后座椅22之间的前后方向的距离变化而对乘员20帮助提供相似的约束。无论前座椅16和后座椅22之间的前后距离如何，气囊14的前部62和后部64之间的空间110都允许充气气囊呈现相同的通用拱形形状。

随着前座椅16与后座椅22之间的前后距离增加(从而使乘员20从前座椅进一步移动)时，前部62充气并且展开，进一步远离固定到前座椅的后部64。结果，空间110在前后方向上的大小增加，从而降低了气囊14的高度h1。同样地，随着前座椅16与后座椅22之间的前后距离的减小(由此使乘员20移动靠近前座椅)，前部62展开更靠近固定到前座椅的后部64。结果，空间110在前后方向上的大小减小，由此增加了气囊14的高度h1。换句话说，本发明的气囊14的拱形构造膨胀或折叠以符合前座椅16和后座椅22之间的不同空间关系。

无论前座椅16和后座椅22之间的前后间隔如何，气囊14都以基本相同的方式工作。座椅靠背23用作主反作用面，以防止气囊14由于展开和侵入乘员20'而向前移动。因此，在每种情况下，前部62在与乘员20接合之前被充分充气，并且在朝乘员移动期间以及在与乘员接合时保持完全充气。侵入乘员20'然后使前部62朝后部64移动，同时向乘员提供约束，一旦前部和后部彼此抵靠，约束就增加，以如上所述地加强气囊14。

图3a示出与前座椅16间隔开第一距离d1的后座椅22中的乘员20。这种情况可能例如当前座椅16远离后座椅22并且朝仪表板36移动以适应较小或较矮的前座乘员20时发生。在这种情况下，气囊14的前后深度等于距离d1，且气囊处于膨胀拱形形状。图3a中的气囊14具有高度h1。

图3b示出与前座椅16间隔第二距离d2的后座椅22中的乘员20，第二距离d2小于第一距离d1。这种情况可能例如在前座椅16从仪表板36移动一定距离以容纳正常尺寸的前座椅乘员20时发生。在这种情况下，气囊14的前后深度等于距离d2，因此，图3b中的拱形气囊14相对于图3a中的气囊14在前后方向上被压缩。因此，图3b中的气囊14具有大于高度h1的高度h2。

图3c示出与前座椅16间隔第三距离d3的后座椅22中的乘员20，第三距离d3小于第二距离d2。这种情况可能例如在前座椅16朝后座椅22移动并且远离仪表板36以容纳更大或更高的前座椅乘员20时发生。在这种情况下，气囊的前后深度14等于距离d3，因此图3c中的拱形气囊相对于图3a和图3b中的气囊在前后方向上被压缩。因此，图3c中的气囊14具有大于高度h2的高度h3。

在将气囊14展开处于图3a至图3c的任何座椅状态下期间，充气的前部62远离后部64并且朝向后座椅22移动，直到表面70抵靠乘员20。此时，前部62充分充气，并且乘员不侵入气囊14。之后，乘员20可以以前面描述的方式与展开的气囊14相互作用。

当允许气囊完全展开时，即，当乘员不侵入气囊时，传统的气囊在前后方向上仅具有一个充气深度。换句话说，一旦乘员与前座椅间隔超过预定距离，传统的气囊就充分充气到相同的充气深度，在展开的气囊和乘员之间留下间隙。这种间隙是有问题的，因为它允许乘员在接合气囊之前朝气囊移动时获得速度，从而不必要地增加了从气囊所需的约束程度。换句话说，这些传统的气囊在乘员通过间隙移动到与气囊接合的时间期间提供了乘员的延迟约束。结果是，不仅乘员在这段时间内能够获得速度，而且乘员也可以向内侧或外侧移动，导致乘员以不太优化的方式撞击气囊。

另一方面，本发明的气囊14通过在展开期间沿前后方向延长或膨胀来符合或适应于前座椅16与后座椅22中的乘员20之间的距离。通过气囊14的这种前后移动有助于确保气囊与乘员接合，而与前座椅16和后座椅22之间的距离无关。因此，在本发明的完全展开的适配气囊14与后座椅22的乘员20之间不存在间隙。结果，气囊14立即对侵入乘员20'提供约束，这有助于防止乘员在朝前座椅16行进时加速，并且有助于减少乘员在与气囊相互作用期间向内侧或外侧移动的机会。

图4a和图4b示出根据本发明另一实施例的气囊14a。图4a和图4b中的某些组件与图1至图3c的部件相似或相同。这些相似或相同的部件被提供与图1至图3c相同的附图标记。另一方面，后缀“a”被添加到图4a和图4b中的与图1至图3c的部件不相似的部件的附图标记，以避免混淆。

在图4a和图4b中，气囊14a的底部92的最下边缘相对于中线98与顶部90的最下边缘不对准。如图所示，前部62的底部延伸到后部64的底部以下。因此，充气的气囊14a大致弯曲成具有钩形或u形构造。如图4b所示，前部和后部62、64的底部相对于气囊14a的其余部分向外(内侧和外侧)延伸。更具体地说，当从顶部观察时，前部62和后部64的底部具有大致截头圆锥形状，而气囊14a的其余部分是大致是矩形的。限定腔室102的接缝100沿着气囊14的长度在前后方向上延伸。

类似于图1至图3c的气囊14，作用在侵入乘员20'上的气囊14a的约束力减小，直到前部62和后部64彼此接触。乘员20进一步侵入气囊14a导致气囊的更大约束。另外，图4a至图4b的气囊14a在前后方向上自动膨胀到符合乘员20与前座椅16之间的距离所必需的程度。

图5a至图5c示出根据本发明另一实施例的气囊14b。在图5a至图5c中，底部92包括有助于减小可充气容积60的大小的凹部或袋状部125，从而允许使用较小的充气机32。前部62的底部在凹部125的内侧和外侧上被扩大。当从顶部观察时，气囊14b具有大致矩形形状。附接到前座椅16的后部64的底部与后部的其余部分相比具有扩大的圆形形状。限定腔室102的接缝100沿着气囊14b的长度在前后方向上延伸。

与图4a和图4b的气囊14a相似，气囊14b大致弯曲，具有钩形或u形构造，并且作用在侵入乘员20'上的气囊的约束力减小，直到前部62和后部64彼此接触。乘员20进一步侵入气囊14b导致气囊的更大约束。另外，图5a至图5c的气囊14a在前后方向上自动膨胀到符合乘员20与前座椅16之间的距离所必需的程度。

图6a和图6b示出根据本发明的另一实施例的气囊14c。在图6a和图6b中，气囊14c大致弯曲，具有与图4a和图4b的气囊14a相似的钩形或u形构造。然而，与气囊14a(图4a)相比，气囊14c颠倒，使得空间110朝底部92延伸通过顶部90并且终止于底部92的内表面128。当从顶部观察时，气囊14c具有大致矩形形状。前部62的顶部在后部64的顶部上方延伸。虽然前部62和后部64被示出为在垂直方向上彼此偏移，但是应当理解，前部和后部可以替代地对齐以形成更对称的拱形或u形气囊14c(未示出)。限定腔室102的接缝100大致沿着气囊14c的长度在前后方向上延伸。

与图1至图3c的气囊14相似，作用在侵入乘员20'上的气囊14c的约束力减小，直到前部62和后部64彼此接触。乘员20进一步侵入到气囊14c中导致气囊的更大的约束。另外，图6a和图6b的气囊14c在前后方向上自动地膨胀到符合乘员20与前座椅16之间的距离所必需的程度。

图7a至图7c示出根据本发明的另一实施例的气囊14d。在图7a至图7c中，前部62和后部64通过顶部90和底部92两者连接在一起。换句话说，展开的气囊14d形成圆形或多边形环，且空间110在内外侧方向上完全延伸通过气囊14d。因此，空间110不延伸通过顶部90或底部92中的任一者。限定腔室102的接缝100沿着气囊14d的部分62、64、90、92延伸，使得接缝环绕空间110。接缝100可以垂直和/或水平地延伸以限定腔室102。

气囊14d还可以包括连接到前部62的一个或多个保持部分140。如图所示，保持部分140构成从邻近气囊14的每个侧部80、82的前表面70延伸的可充气部分。每个保持部分140沿着前部62在垂直方向上纵向延伸。保持部分140可以相对于彼此向外(内侧和外侧)延伸，或者可以彼此平行(未示出)。保持部分140增加前部62的表面积，以帮助保护在侵入气囊14d期间向内侧或外侧移动的乘员20。通过考虑与气囊14d的横向倾斜冲击，保持部分140有助于最小化乘员头部124旋转。

与图1至图3c的气囊14相似，作用在侵入乘员20'上的气囊14d的约束力减小，直到前部62和后部64彼此接触。乘员20进一步侵入气囊14d导致气囊的更大约束。另外，图7a至图7c的气囊14d在前后方向上自动膨胀到符合乘员20与前座椅16之间的距离所必需的程度。

图8a至图8c示出根据本发明的另一实施例的气囊14e。在图8a至图8c中，充气气囊14e形成圆形或多边形环，且空间110垂直延伸通过整个气囊14e。因此，空间110不延伸通过或者不延伸到侧部80、82，而是受侧部限制。在该实施例中，保持部分被省略，但可以可选地设置在前部62(未示出)上。侧部80、82从后部64向外(内侧和外侧)延伸并且彼此向外延伸，使得当从顶部观察时，气囊14e具有带圆角的大致三角形形状。可以调节侧部80、82之间的角度以满足性能标准。前部62在前后方向上比后部64更厚。用于限定腔室102的接缝100在内外侧方向上沿着每个部分水平地延伸，使得接缝环绕空间110。附加接缝100可以垂直地延伸以进一步帮助限定和调节腔室102。

与图1至图3c的气囊14相似，作用在侵入乘员20'上的气囊14e的约束力减小，直到前部62和后部64彼此接触。乘员20进一步侵入气囊14e导致气囊的更大约束。另外，图8a至图8c的气囊14e在前后方向上自动膨胀到符合乘员20与前座椅16之间的距离所必需的程度。

图9a和图9b示出根据本发明的另一实施例的气囊14f。气囊14f于图8a至图8c的气囊14e相似。然而，气囊14f包括一个或多个支撑构件150，该支撑构件150在侧部80、82之间延伸并且连接侧部80、82，用于将侧部彼此保持在预定的取向或角度。支撑构件150可以构成或包括不可膨胀部分，例如弹性或非弹性系绳或织物片。支撑构件150可以位于气囊14f的最上边缘处和/或位于气囊(未示出)的最下边缘处。

支撑构件150使侧部80、82更接近彼此平行，这增加了气囊14f的刚度。通过拉动侧部80、82相互靠在一起，空间110的内侧外侧的深度减小，并且侧部更靠近沿着车辆12的前后方向的方向延伸。在该结构中，在乘员20沿着侧部的长度侵入更多期间，侧部80、82被压缩，与以一定角度被压缩相反。支撑构件150还有助于在乘员20的约束期间防止侧部80、82向外弯曲。替代地或另外地，支撑构件150可以在接缝100之间延伸以用于相同的目的(未示出)。

限定腔室102的接缝100在内侧外侧方向上沿着每个部分62、64、80、82、90、92水平地延伸，使得接缝环绕空间110。附加接缝100可以竖直延伸以进一步帮助限定和调节腔室102。接缝100还构造成使得气囊14f的腔室102是凹形的。换句话说，气囊14f的腔室102朝向空间110向内弯曲，从而减小了气囊的充气体积。

与图1至图3c的气囊14相似，作用在侵入乘员20'上的气囊14f的约束力减小，直到前部62和后部64彼此接触。乘员20进一步侵入气囊14f导致气囊的更大约束。另外，图9a至图9c的气囊14f在前后方向上自动膨胀到符合乘员20与前座椅16之间的距离所必需的程度。

图10a和图10b以及图11a和图11b示出具有与图9a至图9c的气囊14f基本相似的构造的气囊14g、14h。气囊14g、14h都包括一个或多个支撑构件150，其中气囊14g、14h中的空间110由气囊14f中的空间110稍微改变。

图12a至图12b示出根据本发明另一实施例的气囊14i。在图12a至图12b中，顶部90具有比前部62或后部64中的一者的厚度更大的厚度t1，例如腔室102的厚度。顶部90中增加的厚度为侵入乘员20'提供了更大的约束。当从顶部观察时，气囊14i具有大致矩形形状。限定腔室102的接缝100沿着气囊14b的长度在前后方向上延伸。接缝100被构造成相对于凸角120的体积为顶部90提供扩大的体积。最靠近乘员20的凸角120在前后方向上沿其从顶部90到邻近乘员的下躯干122的其最下边缘的长度具有大致恒定的厚度t2。

与图4a和图4b的气囊14a相似，气囊14i大致弯曲，具有钩形或u形构造，并且作用在侵入乘员20'上的气囊的约束力减小，直到前部62和后部64彼此接触。乘员20进一步侵入气囊14i导致气囊的更大限制。另外，图12a至图12b的气囊14i在前后方向上自动膨胀到符合乘员20与前座椅16之间的距离所必需的程度。

如图13所示，根据本发明的另一方面，气囊14'被构造成固定到车辆12的车顶19并且可从车辆12的车顶19展开。因此，在该构造中，车辆12的车顶19用作反作用面以便展开气囊14'，并且距离d1在前后方向和垂直方向都具有分量。气囊14'可以构成前述气囊14至14c中的任何一个。气囊模块30位于车顶19内，使得气囊14'在前座椅16和后座椅22之间朝乘员20向下展开。气囊14'可与图1、图4a、图5a或图6a中的气囊14至14c相似。因此，气囊可以是钩形的、弓形的或u形的。

在任何情况下，气囊14'包括允许展开气囊以符合各种座椅16、22条件的空间110。气囊14'可以沿朝向乘员20的方向展开，使得前部62相对于后部64在车辆中向后移动，直到前部抵靠后座椅乘员。换句话说，车顶安装的气囊14'的作用表现为与前座椅安装的气囊14至14c相似。一个或多个系绳(未示出)可以将前部62连接到车顶19以控制气囊14'的展开和前部62相对于后部64的移动。

图14和图15示出被构造成固定到仪表板36并且可从仪表板36展开的气囊14j、14k，其中侧面24构成车辆12的乘员侧。因此，在该构造中，仪表板36用作反作用面以便展开气囊14j、14k。或者，气囊14j、14k可以被固定到车辆12的驾驶员侧上的方向盘(未示出)并且可从方向盘展开，方向盘由此用作反作用面。此外，应当理解，气囊14j或14k中的任一者可以构成之前描述的气囊14-14i(未示出)的任何一个。

参考图14，气囊模块30位于仪表板36内，使得气囊14j在仪表板和前座椅16之间朝乘员20在前后方向上展开。后部64上的凸角120与壳体34中的开口44间隔开并且定位在仪表板36的后方。

气囊14j包括空间110，该空间110允许展开气囊以符合相对于仪表板36的各种前座椅16状态。因此，气囊14j可以在朝向前座乘员20的方向上展开，使得前部62相对于后部64在车辆中向后移动，直到前部抵靠乘员。换句话说，图14的安装在仪表板上的气囊14j在前后方向上自动地膨胀到符合前座乘员20和仪表板36的反作用面之间的距离所必需的程度。此外，与图1至图12b的气囊14-14i相似，作用在侵入乘员20'上的气囊14j的约束力减小，直到前部62和后部64彼此接触。因此，乘员20进一步侵入气囊14j会导致气囊的更大约束。

参考图15，气囊模块30位于仪表板36内，使得气囊14k在仪表板和前座椅16之间朝乘员20沿前后方向展开。后部64上的凸角120延伸通过壳体34中的开口44并且朝向车辆12的车顶19延伸。

气囊14k包括空间110，该空间110允许展开气囊以符合相对于仪表板36的各种前座椅16的状态。气囊14k可以在朝向前座乘员20的方向上展开，使得前部62相对于后部64在车辆中向后移动，直到前部抵靠前座乘员。换句话说，图15的仪表板安装的气囊14k在前后方向上自动膨胀到符合前座椅乘员20和仪表板36反作用面之间的距离所必需的程度。

此外，与图1至图12b和图14的气囊14-14j相似，作用在侵入乘员20'上的气囊14k的约束力减小，直到前部62和后部64彼此接触。因此，乘员20进一步侵入气囊14k导致气囊的更大约束。

图16a-20b示出本文所述的气囊结构的不同实施方式。这些图中所示的实施方式示出在车辆中可以安装气囊模块/壳体的各种位置，以及可以在那些位置处实现的气囊的一般构造和方向。图16a至图20b中所示的气囊结构仅示出这些通用模块/壳体安装位置和通用气囊构造和方向。图16a至图20b中的这些组件的图示并不意味着限制这些图中所示的具体位置、构造、形状、尺寸和范围。图16a至图20b所示的气囊可以具有结合本文上述任何实施例所描述的任何构造，只要这些构造与每个相应的一般实施方案中所示的一般实施方案一致即可。

图16a至图16b示出可以用于气囊模块的座椅和仪表板安装位置以及在那些安装位置实现的潜在的一般气囊构造。在图16a至图16b中，为了帮助保护车辆12的乘员侧28上的前座椅16的乘员20，气囊模块30m安装在仪表板36中。为了帮助保护后座椅22的驾驶员或乘员侧的乘员20，气囊模块30m安装在位于后座椅乘员(图16a至图16b中的乘员侧)前方的座椅的座椅靠背23中。在图16a中，气囊14m具有与上述构造相似或相同的倒置的弯曲钩形或u形构造。在图16b中，气囊14m具有与上述构造相似或相同的大致朝上的弯曲钩形或u形构型。

图17a至图17b示出用于气囊模块的座椅和仪表板安装位置以及可以在那些安装位置实现的可能的一般气囊构造。在图17a至图17b中，所示的乘员可以是坐在除了驾驶员座椅以外的任何地方的乘员。因此，在某些车辆结构的这些图中的示意图示意性地示出为对于这些不同的车辆座椅位置是通用的。

图17a示出可以与上文所述相似或相同的侧向延伸的大致弯曲钩形或u形气囊14n。在乘员20坐在车辆12的乘员侧上的前座椅16的情况下，模块30n安装在仪表板36中，并且气囊30n的钩形或u形向内侧凹进延伸。在乘员20坐在乘员侧的后座椅16中的情况下，模块30n安装在位于乘员20前方的座椅靠背23中，并且气囊30n的钩形或u形向内侧凹进延伸。在乘员20坐在车辆驾驶员侧的后座椅16中的情况下，模块30n安装在位于乘员20前方的座椅靠背23中，并且气囊30n的钩形或u形向外侧凹进延伸。

图17b示出可以与上文所述相似或相同的侧向延伸的大致弯曲钩形或u形气囊14n。在乘员20坐在车辆12的乘员侧上的前座椅16中的情况下，模块30n安装在仪表板36中，并且气囊30n的钩形或u形向外侧凹进延伸。在乘员20坐在车辆的乘员侧上的后座椅16中的情况下，模块30n安装在位于乘员20前方的座椅靠背23中，并且气囊30n的钩形或u形向外侧凹进延伸。在乘员20坐在车辆的驾驶员侧上的后座椅16中的情况下，模块30n安装在位于乘员20前方的座椅靠背23中，并且气囊30n的钩形或u形向内侧凹进延伸。

图18a至图18b示出可以用于气囊模块的顶部安装位置和在这些安装位置实现的可能的一般气囊构造。在图18a至图18b中，为了保护车辆的乘员侧28上的前座椅16的乘员20，气囊模块30p安装在车顶19中，在仪表板36上方，与挡风玻璃38相邻或靠近挡风玻璃38。为了帮助保护后座椅22的驾驶员侧或乘员侧的乘员20，气囊模块30p通常安装在车顶19中，大致在后座椅乘员与位于该乘员前方的座椅之间的空间上方。在图18a中，气囊14p具有与上述构造相似或相同的朝上的弯曲钩形或u形构造。在图16b中，气囊14p具有与上述构造相似或相同的大致倒置的弯曲钩形或u形构造。

图19a至图19b示出用于气囊模块的额外车顶安装位置和可以在那些安装位置实现的可能的一般气囊构造。在图19a至图19b中，气囊模块30r和气囊14r有助于保护车辆12的驾驶员侧24上的前座椅16的乘员20。在这些图中，气囊模块30r安装在车顶19中，与挡风玻璃38相邻或靠近挡风玻璃38并且在仪表板36和方向盘48上方。在图19a中，气囊14r具有与上述构造相似或相同的朝上的弯曲钩形或u形构造。在图19b中，气囊14r具有与上述构造相似或相同的大致倒置的弯曲钩形或u形构造。

图20a至图20b示出可以用于气囊模块的顶部安装位置和在那些安装位置实现的可能的一般气囊构造。在图20a至图20b中，所示的乘员可以是坐在车辆12内、驾驶员侧24或乘员侧28的任何地方的乘员，包括驾驶员座椅。因此，在某些车辆结构的这些图中的示意图示意性地图示为对于这些不同的车辆座椅位置是通用的。

图20a示出可以与上文所述气囊相似或相同的侧向延伸的大致弯曲钩形或u形气囊14s。模块30s安装在车顶19中。在乘员20坐在车辆12的乘员侧上的情况下，气囊30s的钩形或u形向外侧凹进延伸。在乘员20坐在车辆的驾驶员侧上的情况下，气囊30s的钩形或u形向内侧凹进延伸。

图20b示出可以与上文所述气囊相似或相同的侧向延伸的大致弯曲的钩形或u形气囊14s。模块30s安装在车顶19中。在乘员20坐在车辆12的乘员侧上的情况下，气囊30s的钩形或u形向内侧凹进延伸。在乘员20坐在车辆的驾驶员侧的情况下，气囊30s的钩形或u形向外侧凹进延伸。

根据本发明的上述描述，本领域的技术人员将认识到改进、改变和修改。例如，本文关于本发明的任何具体示例性实施例描述的气囊结构的操作和功能优点可以利用关于本文所述的其它示例性实施例描述的任何变化来实现。本领域技术范围内的这些和其他这些改进、改变和修改旨在被所附权利要求书覆盖。