CN101374705A - 用在车辆中的机罩安全气囊装置 - Google Patents

Abstract

一种车辆机罩安全气囊装置，其中在机罩宽度方向上在内部机罩板(20)的后端部设置有机罩内加强件(28)。机罩内加强件(28)具有与左和右机罩铰链加强件(40)结合的纵向相对端部，所述左和右机罩铰链加强件(40)设置在内部机罩板(20)的各个侧边上以增加内部机罩板(20)的刚度。此外，通过将安全气囊容器(46)固定至机罩内加强件(28)上，内部机罩板(20)的刚度得到进一步加强。

Description

用在车辆中的机罩安全气囊装置

技术领域

【0001】本发明涉及一种当车辆与冲击物发生碰撞时在车辆的机罩上方展开安全气囊的机罩安全气囊装置。

背景技术

【0002】公开号为JP-A-2005-262955的日本专利申请描述了一种机罩安全气囊装置，其中在内部机罩板的后端部形成有开口并且该开口沿挡风玻璃的下端部在车辆的横向上延伸，而安全气囊组件通过该开口安装。

【0003】从上方观察时，上述参考的安全气囊通常为U形，并且通常足够大以能覆盖前方立柱的底部区域以及机罩的后端部和前围板(cowl)。这要求形成于内部机罩板中的所述开口和机罩内加强件相对要大。因此，会降低内部机罩板甚至可能是机罩的刚度。

发明内容

【0004】本发明提供一种机罩安全气囊装置，当安全气囊组件通过形成于内部机罩板中的在车辆的横向上延伸的开口安装于机罩上时，该机罩安全气囊装置能够容易地加强内部机罩板的刚度。

【0005】依照本发明的一个方案，所述用在车辆中的机罩安全气囊装置包括：安全气囊容器，在其中容纳有当车辆与冲击物碰撞时排出气体的气体发生单元和适于通过从气体发生单元供给的气体在外部机罩板上展开的安全气囊，该安全气囊容器通过沿机罩宽度方向在内部机罩板的后侧形成的安装孔插入并安装到位；和机罩内加强件，其围绕安全气囊容器布置以加强围绕内部机罩板的安装孔的外围部，并且具有分别与设置在内部机罩板的相对侧边上的机罩铰链加强件结合的纵向相对端部。

【0006】依照本发明，当车辆与诸如行人的冲击物发生正面碰撞时，气体发生单元排出气体。因此排出的气体被供应到贮藏在安全气囊容器中的安全气囊中。这使得安全气囊膨胀并且在外部机罩板上方展开。因此，冲击物落在由此展开的安全气囊上。这确保碰撞时的冲击能量被安全气囊吸收，从而减小车辆施加给冲击物的反作用力。

【0007】在这点上，安全气囊容器通过沿机罩宽度方向在内部机罩板的后端部形成的安装孔插入并安装到位。这会降低围绕安装孔的内部机罩板的刚度。因此，机罩内加强件围绕安全气囊容器布置以加强包括围绕内部机罩板的安装孔的外围边缘部的环绕区域。具体来说，在此方案中，机罩内加强件的相对纵向端部分别与设置在内部机罩板的相对侧边处的左机罩铰链加强件和右机罩铰链加强件结合。因此，安全气囊容器和容纳在安全气囊容器中的功能部件的质量都由机罩铰链加强件来承受。此外，由于机罩铰链加强件原本布置在机罩上，所以能够相对容易地仅通过使机罩内加强件与已有的机罩铰链加强件结合来提供一种加强件结构。所以，能够容易地保证内部机罩板的刚度。

【0008】优选地，安全气囊容器可以固定于机罩内加强件上，并且可以具有在机罩宽度方向上延伸的细长形状。

【0009】依照上述结构，由于在机罩宽度方向上延伸的细长形的安全气囊容器固定在机罩内加强件上，所以安全气囊容器、机罩内加强件和机罩铰链加强件结合在一起。也就是说，安全气囊容器也用作加强构件，从而有效利用了安全气囊容器的刚度。无需增加部件的数量便能够保证内部机罩板的刚度。

【0010】优选地，单个气囊膨胀开口可以形成于在机罩宽度方向上延伸的外部机罩板的后端部，并且安全气囊可以是通过气囊膨胀开口向外侧展开的整体不分开的安全气囊。

【0011】依照上述结构，单个气囊膨胀开口形成于外部机罩板的后端部以在机罩宽度方向上延伸，并且整体不分开的安全气囊通过气囊膨胀开口展开。

【0012】优选地，左和右气囊膨胀开口可以形成于外部机罩板的后端部并且可以分别在机罩宽度方向上延伸。所述安全气囊可以分为与左和右气囊膨胀开口对应的左和右安全气囊，左和右安全气囊中的每一个可以通过对应的左或右气囊膨胀开口向外侧展开。

【0013】依照上述结构，左和右气囊膨胀开口形成于外部机罩板的后端部以分别在机罩宽度方向上延伸，并且相互分开的左和右安全气囊通过左和右气囊膨胀开口展开。

【0014】如上所述，使用左机罩铰链加强件和右机罩铰链加强件来提高机罩刚度的加强件结构也可以用于不分开的安全气囊或相互分开的左和右安全气囊，而不管所述安全气囊之间多方面的结构差异。换句话说，所述加强件结构可以结合上述任意一种类型的安全气囊来使用。这消除了基于不同车辆而改变机罩安全气囊装置的设计的必要，有助于降低成本。

附图说明

【0015】结合附图，通过下列对优选实施例的描述，本发明的上述和其它目的及特征将变得清晰，其中：

图1为机罩的仰视图，其显示依照本发明第一优选实施例的机罩安全气囊装置的主要部件；

图2为在车辆的纵向(沿图3中的2-2线)上得到的侧立面剖视图，示出了安装到位的第一实施例的机罩安全气囊装置；

图3为说明处于非激活状态的第一实施例的机罩安全气囊装置的车辆的立体图；

图4为示出处于激活状态的第一实施例的机罩安全气囊装置的车辆的立体图；

图5为说明处于非激活状态的本发明第二优选实施例的机罩安全气囊装置的车辆的立体图，其与图3相对应；及

图6为示出处于激活状态的第二实施例的机罩安全气囊装置的车辆的立体图，其与图4相对应。

具体实施方式

【0016】下面，将参照图1至图4来描述依照本发明第一优选实施例的用在车辆12中的机罩安全气囊装置10。在附图中，箭头“FR”标示车辆的前方，箭头“UP”指示车辆的上方而箭头“IN”指示车辆的内部宽度方向。

【0017】图4为示出处于激活状态的机罩安全气囊装置10的车辆12的立体图。图3为说明处于非激活状态的机罩安全气囊装置10的车辆12的立体图。图2为在车辆的纵向(沿图3中的2-2线)上得到的侧立面剖视图，示出了安装到位的机罩安全气囊装置10。

【0018】如图1至图4所示，机罩安全气囊装置10沿车辆的横向布置在机罩14的后侧，机罩14可打开地封闭着发动机舱。机罩14包括：外部机罩板16，其用作外部板并形成机罩14的设计面；和内部机罩板20，其处于下方并与外部机罩板16隔开以便在它们之间形成空间31并用作机罩14的内部板。

【0019】参照图3，外部机罩板16于其后端处设置有细长开口18(在下文中，称之为“气囊膨胀开口”)，安全气囊通过该开口18展开，开口18在车辆的横向上延伸。从上方观察时，气囊膨胀开口18通常为长方形。如图2所示，内部机罩孔26形成于内部机罩板20中与气囊膨胀开口18相对的位置处，所述内部机罩孔26用作安装孔并具有与气囊膨胀开口18相同的形状。安全气囊组件22通过内部机罩孔26连接到内部机罩板20上。

【0020】安全气囊组件22包括具有高强度并大于内部机罩孔26的下板24，通常为盒状外形并固定于下板24的上表面的中心部的安全气囊容器46，设置于安全气囊容器46中并用作气体发生单元的充气装置58，和以塌陷状态容纳于安全气囊容器46中的安全气囊60。下面，将对安全气囊组件22的各个部件以上述指定的次序进行补充性地描述。

【0021】下板24从车辆的下侧与内部机罩板20接触以封闭内部机罩孔26。下板24的与内部机罩孔26对应的部分在车辆的向下方向上略微下凹，安全气囊容器46与该略微下凹部连接。

【0022】安全气囊容器46在其顶部开口并具有前壁46A、后壁46B、左和右侧壁46C和底壁46D。安全气囊容器46由金属制成。从上方观察时，安全气囊容器46小于内部机罩孔26，从而其能够通过内部机罩孔26从内部机罩板20的下方插入。应该注意到，在本发明中，安全气囊容器46和下板24共同组成“安全气囊容器”。

【0023】充气装置58形成为通常的圆柱形，并以其较长侧在机罩宽度方向上延伸的方式容纳于安全气囊容器46中。可以将一个充气装置58设置在安全气囊容器46的纵向中心部上(靠近机罩的中心)，可以将两个充气装置58以一个在安全气囊容器46的左侧、另一个在安全气囊容器46的右侧的方式设置在安全气囊容器46中，或者将三个充气装置58以一个在安全气囊容器46的左侧、一个在安全气囊容器46的右侧、一个位于安全气囊容器46的中心部的方式布置在安全气囊容器46中。在使充气装置58容纳于安全气囊60中的前提下，将充气装置58设置在安全气囊容器46中。充气装置58并非一定要容纳于安全气囊60中，选择性地，通过使用扩散器等可以将充气装置58固定到安全气囊容器46的底壁46D或下板24上。充气装置58可以是机械触发型和电子触发型的一种。此外，充气装置58可以充入气体发生材料或高压气体。多个气体发射孔沿充气装置58的圆周方向形成于充气装置58的环绕壁部上的指定位置处。

【0024】安全气囊60通常以塌陷的状态容纳于安全气囊容器46中，当展开时，其具有图4所示的形状。具体来说，安全气囊60包括具有多个隔室(cell)且能够在车辆的横向上展开为平面形状的主体部60A，以及与主体部60A的相应侧连通并朝向前方立柱66延伸的左和右延伸部60B。在安全气囊60已经展开的情况下，机罩14的后端部14A和前围板62(以及挡风玻璃64的下端部)被主体部60A覆盖，同时，前方立柱66的下部被所述一对左和右延伸部60B覆盖。

【0025】再次参照图1和图2，围绕安全气囊容器46设置有机罩内加强件28，其通常为盒状外形并大于安全气囊容器46。该机罩内加强件28具有围绕内部机罩孔26设置的且与内部机罩板20处于接触关系的底壁部28A，从底壁部28A的前和后边缘向上延伸的一对前和后壁部28B和28C，以及一对左和右侧壁部28D。

【0026】底壁部28A具有大约与内部机罩孔26尺寸相同的孔29。安全气囊容器46能够通过孔29插入。前和后壁部28B和28C中的每一个都具有通常为“Z”字状外形的垂直截面，并且延伸穿过在内部机罩板20和外部机罩板16之间的空间31。

【0027】在机罩内加强件28的底壁部28A与围绕内部机罩板20的内部机罩孔26的外围接触的状态下，通过例如螺栓30和焊接螺母32这样的紧固器件，将机罩内加强件28和下板24共同固定到内部机罩板20上。焊接螺母32预先焊接在机罩内加强件28的底壁部28A的上表面上。这就意味着螺栓30是从内部机罩板20的下方进行紧固(插入)的。机罩内加强件28的前壁部28B、后壁部28C和侧壁部28D都于其上部边缘处向外弯曲以形成凸缘部。该凸缘部通过诸如粘合剂(例如，胶粘剂)36这样的固定物结合到外部机罩板16的背面。

【0028】提供机罩内加强件28的原因之一是为了补偿由于内部机罩孔26的形成而引起的内部机罩板20刚度的降低，另一个原因是为了固定地将安全气囊组件22固定在由外部机罩板16和内部机罩板20限定的机罩14的封闭空间(空间31)中。

【0029】同时，外部机罩板16的面向安全气囊容器46的开口端的气囊膨胀开口18由金属安全气囊门48可打开地封闭。具体来说，气囊膨胀开口18形成于外部机罩板16的从外部机罩板16的总体表面16A向下凹陷的下凹部50中。安全气囊门48的厚度和尺寸足以容纳在递降部50中。可伸缩铰链48B与安全气囊门48的后端部48A一体形成，该可伸缩铰链48B和后端部48A通常呈拱形。在此实施例中，尽管安全气囊门48由金属制成，但其可以由树脂形成，或者可以是包括金属基板和覆盖在基板上的树脂层的两层结构。

【0030】可以设置一个以上的可伸缩铰链48B，并且其可以沿安全气囊门48的宽度方向每隔一定间隔设置。与可伸缩铰链48B处于相对应的关系，托架(bracket)52在与可伸缩铰链48B相对应的位置处固定地固定在机罩内加强件28的后壁部28C上。可伸缩铰链48B具有通过螺栓54和螺母56固定到对应的托架52上的下端部48B1。因而，如果车辆于其前方区域与冲击物发生碰撞，则安全气囊门48受到膨胀安全气囊60的力而朝向车辆的后侧围绕螺栓54和螺母56的紧固点打开，同时，使可伸缩铰链48B的通常为C形的中心部48B2发生塑性变形。

【0031】在此实施例中，如图1所示(机罩14的仰视图)，在机罩宽度方向凸出的一对左和右凸缘部28D’形成于左和右侧壁部28D的端部上(在内部机罩板20的底壁一侧上)，左和右侧壁部28D位于机罩内加强件28的纵向相对端处。左和右凸缘部28D’分别固定到左和右机罩铰链加强件40上，左和右机罩铰链加强件40设置于内部机罩板20的相对侧边处并在机罩14的纵向上延伸。这使得机罩内加强件28在结构上与机罩铰链加强件40结合。

【0032】每个机罩铰链加强件40都是用于加强与机罩铰链连接的区域的细长构件，并且具有大体为U形的截面。此外，每个机罩铰链加强件40都是高强度和高刚度的构件，其设置在内部机罩板20的相对侧端处并且在机罩14的纵向上延伸。另外，每个机罩铰链加强件40都能够通过使用例如螺栓和螺母来固定至内部机罩板上。固定方法不限于此，还可以包括诸如焊接等其它的固定方法。

【0033】机罩内加强件28的底壁部28A、下板24和围绕内部机罩板20的内部机罩孔26的外围边缘部42上下重叠为三层，如图2所示。在这点上，下板24与安全气囊容器46的底壁46D成为一体并用作后者的一部分。在重叠的情况下，螺栓30从机罩14的下方旋入焊接螺母32中，从而使得安全气囊容器46与机罩内加强件28成为一体。

【0034】换句话说，在此实施例中，在机罩宽度方向上延伸的细长形的机罩内加强件28与所述一对左和右机罩铰链加强件40结合。此外，长边(long side)在机罩宽度方向上延伸的安全气囊容器46利用紧固器件固定地紧固到机罩内加强件28上，并且同样紧固到围绕内部机罩板20的内部机罩孔26的外围边缘部42上。

【0035】接下来，将描述第一实施例的机罩安全气囊装置的实施和效果。

【0036】当车辆12与例如行人这样的冲击物发生正面碰撞时，充气装置58被激活并通过气体发射孔排出气体。这使以塌陷状态贮藏在安全气囊容器46中的安全气囊60膨胀，从而安全气囊60挤压安全气囊门48的底部。如果施加在安全气囊门48上的膨胀压力达到预定值，则安全气囊门48向机罩14的外侧(朝向挡风玻璃64)围绕可伸缩铰链48B打开，从而形成于机罩14后侧的气囊膨胀开口18打开，如图4所示，从上方观察时，安全气囊60膨胀并展开呈大体上“U”形的形状。因而，冲击物从机罩14的上方落在因此膨胀并展开的安全气囊60的主体部60A或延伸部60B上。这确保碰撞时的冲击能量被安全气囊60吸收，因此减小车体施加给冲击物的反作用力。

【0037】在此实施例的机罩安全气囊装置10中，安全气囊容器46通过在机罩宽度方向上形成于内部机罩板20的后侧的内部机罩孔26插入并安装到位。这会降低围绕内部机罩孔26的内部机罩板20的刚度。因此，为了加强包括围绕内部机罩板20的内部机罩孔26的外围边缘部42的环绕区域，机罩内加强件28围绕安全气囊容器46布置。具体来说，在此实施例中，凸缘部28D’设置在一对左和右侧壁部28D上，也就是机罩内加强件28的纵向相对端部上，并且凸缘部28D’连接至一对左和右机罩铰链加强件40的在车辆纵向上的后端部上，所述左和右机罩铰链加强件40设置在内部机罩板20的相对侧边处。因此，安全气囊组件22的质量由机罩铰链加强件40承受。换句话说，安全气囊组件22的质量由左和右机罩铰链加强件40支承。

【0038】在这方面要补充说明的是，如上所述，机罩铰链加强件40是具有高强度和高刚度的构件，其沿着内部机罩板20的相对侧在机罩14的纵向上延伸。组合在机罩宽度方向上延伸的机罩内加强件28和一对左和右机罩铰链加强件40能够带来高刚度的框架，从上方观察时，该框架合并后大致为U形。通过利用该框架来支承安全气囊组件22，能够完全符合支承安全气囊组件22的刚度需求。这意味着机罩内加强件28承受的载荷减小了。能够与载荷的减小成比例地减小机罩内加强件28的厚度，这导致机罩内加强件28甚至是整个车辆12的重量减轻。另外，设置从上方观察时合并后大致为U形的高刚度框架有助于提高机罩14的扭转刚度。从这点看，在该实施例中，概念化的本发明在本质上是针对这样的加强件结构。

【0039】此外，由于机罩铰链加强件40原本布置在机罩14上，所以能够相对容易地仅通过使机罩内加强件28结合至已有的机罩铰链加强件40上来提供加强件结构。

【0040】如上所述，依照此实施例，当在车辆的横向上延伸的内部机罩孔26形成于内部机罩板20中并且之后安全气囊组件22通过内部机罩孔26(从机罩14下方)安装的情况下，能够容易地保证内部机罩板20的刚度。

【0041】此外，在该实施例中，因为在机罩宽度方向上延伸的细长形的安全气囊容器46固定到机罩内加强件28上，所以安全气囊容器46、机罩内加强件28和机罩铰链加强件40合并在一起。也就是说，安全气囊容器46也用作加强构件。因而，有效地利用了安全气囊容器46的刚度。所以，依照此实施例，无需增加部件的数量便能够保证内部机罩板20的刚度。

【0042】下面，将参照图5和图6描述依照本发明第二实施例的机罩安全气囊装置。与上述第一实施例中相同的部分或部件由同样的附图标记指代，而对其的描述将省略。

【0043】第二实施例的机罩安全气囊装置70的特征在于，安全气囊60分成左和右安全气囊。更具体地说，如图5所示，一对左和右气囊膨胀开口72形成于外部机罩板16的后端部的两侧，而各个气囊膨胀开口72由安全气囊门74可打开地封闭。如图6所示，安全气囊60包括左安全气囊60L和右安全气囊60R。左安全气囊60L适于从于车辆的前侧观察时的左气囊膨胀开口72展开，而右安全气囊60R适于从于车辆的前侧观察时的右气囊膨胀开口72展开。两个安全气囊组件22与左安全气囊60L和右安全气囊60R以一对一的关系设置(这不是用于安全气囊容器46的情形)。

【0044】如上所述，安全气囊组件22分别设置在左手侧和右手侧，但安全气囊容器46与第一实施例中的情形相同。换句话说，左和右充气装置58以及对应的左和右安全气囊60L和60R容纳于一个安全气囊容器46中。因为第一实施例的安全气囊容器46可以展开，所以机罩内加强件28同样与第一实施例中使用的完全相同。因此，第二实施例的机罩安全气囊装置70中最重要的特征在于，可以应用与第一实施例相同的加强件结构。通过将机罩内加强件28的纵向相对端与左和右机罩铰链加强件40结合并且利用螺栓30和焊接螺母32将安全气囊容器46紧固至机罩内加强件28上，能够将三个构件，也就是，机罩铰链加强件40、机罩内加强件28和安全气囊容器46用作一个整体的加强件框架。

【0045】利用上述布局，使用左和右机罩铰链加强件40来提高机罩14的刚度的加强件结构能够同等地应用于以下任意一种情形中：单个不分开的安全气囊60应用在如在第一实施例的机罩安全气囊装置10中的情形，或者左和右安全气囊60L和60R应用在如在第二实施例的机罩安全气囊70中的情形。换句话说，加强件结构能够通用于任意一种类型的安全气囊中。这排除了基于不同的车辆而改变机罩安全气囊装置的设计的必要，有助于降低成本。

【0046】在上述第二实施例中，充气装置58分成左和右充气装置以对应左和右安全气囊60L和60R。但是本发明不局限于此，而可以将单个的充气装置设置在安全气囊容器46的中心，在这种情况下，可以通过诸如橡皮管(hose)等的供气管道向左和右安全气囊60L和60R供气。

【0047】此外，尽管用在上述第一和第二实施例中的机罩内加强件28从上方观察时为细长盒状外形，但该机罩内加强件可以分为前和后两个加强件，每个加强件都具有与左和右机罩铰链加强件40结合的纵向相对端。这种布局同样能够提供一定程度的刚度改善并因此在应用中不会出现问题。应该注意的是，这种可选布局属于本发明的范围之内。

【0048】此外，在上述实施例中，例如在上述第一实施例中，配置有安全气囊60，当安全气囊60膨胀并展开后，能够覆盖挡风玻璃64的下端部和前方立柱66的下部区域，以及机罩14的后端部14A和前围板62。选择性地，安全气囊60可以被配置来至少覆盖机罩14的后端部14A(外部机罩板16的后端部16A)和前围板62。

【0049】尽管结合优选实施例示出并描述了本发明，但本领域技术人员应该理解的是，在不脱离由后面的权利要求所限定的本发明的范围的前提下，可以做出各种变化和改进。

Claims (9)

1.一种用在车辆中的机罩安全气囊装置，包括：

安全气囊容器(46)，在其中容纳有当所述车辆与冲击物碰撞时排出气体的气体发生单元(58)和适于通过从所述气体发生单元(58)供给的气体在外部机罩板(16)上展开的安全气囊(60；60L，60R)，其中所述安全气囊容器(46)通过沿机罩宽度方向在内部机罩板(20)的后侧形成的安装孔(26)插入并安装到位；及

机罩内加强件(28)，其围绕所述安全气囊容器(46)布置以加强围绕所述内部机罩板(20)的所述安装孔(26)的外围部，所述机罩内加强件(28)的纵向相对端部分别与设置在所述内部机罩板(20)的相对侧边上的机罩铰链加强件(40)结合。

2.如权利要求1所述的机罩安全气囊装置，其中所述安全气囊容器(46)固定至所述机罩内加强件(28)上，并且具有在所述机罩宽度方向上延伸的细长形状。

3.如权利要求1或2所述的机罩安全气囊装置，其中单个气囊膨胀开口(18)形成于在所述机罩宽度方向上延伸的所述外部机罩板(16)的后端部，并且其中所述安全气囊(60)为整体不分开的安全气囊且通过所述气囊膨胀开口(18)向外侧展开。

4.如权利要求1或2所述的机罩安全气囊装置，其中在所述外部机罩板(16)的后端部形成有左和右气囊膨胀开口(72)，每个所述气囊膨胀开口(72)在所述机罩宽度方向上延伸，并且其中所述安全气囊分为左和右安全气囊(60L，60R)以对应所述左和右气囊膨胀开口(72)，所述左和右安全气囊(60)中的每一个通过所述左和右气囊膨胀开口(72)中相应的一个向外侧展开。

5.如权利要求1至4中任一项所述的机罩安全气囊装置，其中所述机罩内加强件(28)具有与所述内部机罩板(20)处于接触关系的围绕所述安装孔(26)设置的底壁部(28A)，从所述底壁部(28A)的前和后边缘向上延伸的一对前和后壁部(28B，28C)，以及一对左和右侧壁部(28D)。

6.如权利要求5所述的机罩安全气囊装置，其中所述底壁部(28A)具有与所述安装孔(26)的尺寸基本相同的孔(29)。

7.如权利要求5所述的机罩安全气囊装置，其中在所述左和右侧壁部(28D)的端部上形成有在所述机罩宽度方向上突出的左和右凸缘部(28D’)，并且所述壁部(28D)连接至一对所述左和右机罩铰链加强件(40)上。

8.如权利要求1至7中任一项所述的机罩安全气囊装置，其中所述机罩铰链加强件(40)设置在所述内部机罩板(20)的相对侧端上，并且在所述机罩(14)的纵向方向上延伸。

9.如权利要求1至8中任一项所述的机罩安全气囊装置，其中所述机罩内加强件(28)的所述纵向相对端部分别与所述机罩铰链加强件(40)在所述车辆纵向方向上的后端部结合。

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