CN101973240B - 安全气囊壳体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及安全气囊技术领域，具体说是一种安全气囊壳体，包括壳体本体，前、后支架，下支架，其特征在于：下支架包括下支架水平面、与沿下支架水平面一端向下弯折的下支架折面、翻边，下支架水平面固定于壳体本体下，下支架折面上设有至少一个翻边，所述的翻边由上方的平面与向下弯折的折边形成托手状，折边底部连接下支架折面，翻边与壳体本体之间设有间隙。本发明与现有技术相比，加工简单，有效地降低了对加工工艺的依赖，实现低成本、高效率和高精度，为整车降本做出了贡献；减少了支架与壳体本体的连接点，节省了工序及铆接模具的开发，并且也节省了连接的工时；该结构的吸能程度可以通过翻边与壳体的距离变化进行调整。

Description

安全气囊壳体

[技术领域]

本发明涉及安全气囊技术领域，具体说是一种安全气囊壳体。

[背景技术]

目前在多数机动车辆中都配备有安全气囊，以副驾驶员侧安全气囊模块为例，通常都是通过壳体本体下的支架连接到仪表台及车身横梁上，一般通过铆接或者焊接等连接方式将下支架固定在壳体上，由于车身环境等因素的影响，通常模块的布置并不能放置在横梁的正上方，所以通常的下支架并不能起到很好的支撑效果，这时往往通过增加支架的厚度或者增加更多的加强筋来弥补支架的强度，从而增加了材料成本以及模具的开发成本。一般用以安装安全气囊模块的支架的种类繁多，按材料来划分主要包括金属支架和塑料支架，都有各自的优缺点：

金属支架优点是结构相对简单、由于金属的强度高，材料用量少，所以重量轻，金属材料价格相对便宜，因而金属支架的成本较低；且大部分金属具有一定的延展性，可变形，吸能性能好；缺点是加工困难，在点爆时支架可能变形比较严重，影响点爆效果。

塑料支架的优点是一次注塑成型、工艺简单，且大部分的时候支架与壳体都是一次成型，解决了可能因额外的连接结构引起的失效；缺点是结构复杂、由于塑料强度较低，需要较厚的壁厚和大量的加强筋来保证强度要求，因而笨重，且塑料原材料价格较高，导致其成本较高，并且塑料支架的可变形量小，无法达到吸能的作用。

为了将气囊模块固定在车身上，通常都是通过壳体本体上的支架连接到车身的仪表台及横梁上，参见附图1所示；

另外，支架需要起到必要的支撑作用，所以通常的做法是：在采用塑料支架时，塑料支架与壳体本体一体成型，并加厚支架厚度，增加加强筋，参见附图2所示；

在使用金属支架时，则在金属支架上增加加强筋，增加厚度等措施，参见附图3所示。

但是随着人们对安全气囊性能越来越关注，及要求越来越高，安全气囊的作用并不仅仅局限在连接及支撑的作用，安全气囊下的支架通常被要求具有一定的吸能作用，以保证当安全气囊受到冲击时，可以通过支架的一定程度的变形吸收一部分能量，从而达到减小撞击的乘员伤害的效果。FMVSS201法规要求：整个仪表板要通过头部碰撞试验，要求头部与仪表板碰撞时，头部的减加速度瞬时峰值低于120G，持续2毫秒减加速度值低于80G。为了达到这样的效果，对于气囊支架的设计通常就变得较为困难，普遍的做法就是在设计支架时会增加几道折弯的工序，从而让支架在受到冲击时，通过折弯处的压溃来实现吸能的作用，从而减小乘员所受到的伤害，参见附图4所示。但是这样的设计，增加了模具开发的难度，提高了开发的成本，且性能较好的支架，通常比较柔软，支撑的作用就大大的削弱，并且在长时间的使用过程中振动时，会导致支架变形，从而导致气囊模块的异响，更严重的会导致气囊模块的性能下降。

[发明内容]

本发明的目的是克服现有技术的不足，通过对下支架增加翻边及预留与壳体之间的距离来吸能和减小形变。

为实现上述目的，设计一种安全气囊壳体，包括壳体本体，前、后支架，下支架，其特征在于：下支架包括下支架水平面、与沿下支架水平面一端向下弯折的下支架折面、翻边，下支架水平面固定于壳体本体下，下支架折面上设有至少一个翻边，所述的翻边由上方的平面与向下弯折的折边形成托手状，折边底部连接下支架折面，翻边与壳体本体之间设有间隙。

壳体下采用一个下支架或采用两个下支架。

本发明同现有技术相比，具有如下优点：

1.对整个安全气囊支架的支撑及吸能作用起到了平衡的作用，在保证一定的支撑能力的情况下，还具有良好的吸能性；

2.加工简单，加工性能好，有效地降低了对加工工艺的依赖，实现低成本、高效率和高精度，为整车降本做出了贡献；

3.减少了支架与壳体本体的连接点，节省了工序及铆接模具的开发，并且也节省了连接的工时；

4.该结构的吸能程度可以通过翻边与壳体的距离变化进行调整。

[附图说明]

图1为常规的安全气囊壳体之一示意图，其采用金属下支架。

图2为原有的安全气囊壳体之二示意图，其采用下支架与壳体本体一体注塑成型。

图3为原有安全气囊壳体之三示意图，其采用增设加强筋及增加厚度来提高强度的金属下支架。

图4为原有安全气囊壳体之四示意图，其采用通过多处折弯来实现吸能作用的下支架。

图5为本发明一实施例中采用一个翻边的原理的安全气囊壳体示意图，包括两个对称连接的下支架。

图6为本发明另一实施例中采用两个翻边原理的安全气囊壳体示意图。

图7为本发明另一实施例中最佳方案一的结构示意图。

图8为本发明另一实施例中比较方案二的结构示意图。

图9为本发明另一实施例中比较方案三的结构示意图。

图10为本发明另一实施例中下支架的示意图。

图11为图10的左视图。

[具体实施方式]

考虑到现如今越来越注重乘员安全，对于安全气囊设计提出了更高的要求，体现在支架设计上就需要支架不仅能起到支撑的作用，而且还需要一定的吸能作用，尤其当乘员的头部撞击在气囊上方的仪表台时，如果安全气囊壳体的支架的强度过强，没有变形量，则所有的冲击时的能量将大部分由乘员的头部承受，将会对乘员造成较大伤害。

针对上述情况，在本发明中，只需要在原有下支架上增加一片或两片以上翻边，并且使翻边与壳体本体保留一定的间隙，该间隙的尺寸可以通过前期的CAE分析进行定义，当壳体受到压力时，可以通过该间隙来吸收能量，并且当壳体本体接触到翻边时又可以得到支撑，并且此时的能量已经大部分被消耗，不会再对乘员造成伤害。

下面结合附图对本发明作进一步地说明。

实施例1

参见附图5，以在壳体本体4下方的原下支架上增加一片翻边为例，使下支架10近似呈Y形，在不增加材料厚度及尺寸的情况下，增加了下支架10与壳体本体4的有效接触面积，从而增加了下支架10的支撑强度。

实施例2

参见附图6，在壳体本体4下的原下支架上增加两片翻边为例，能更好的起到支撑的作用，并且不用担心由于下支架10偏于壳体本体4一侧，而导致壳体本体另一侧容易发生翻转，在增加支撑强度的同时，兼顾了平衡的作用，根据此设计原理，试验了如下三种方案：

方案一

参见附图7的方案一，副驾驶员侧安全气囊模块包括壳体本体4，前支架7，后支架8以及两个下支架10组成，气囊模块通过6个M6的螺栓将前、后支架7、8固定在仪表台上，通过2个M8的螺栓连接在车身横梁9上，下支架水平面1通过铆接的方式与壳体本体4连接，考虑到该气囊模块重量较重，发生器输出较大，当安全气囊工作时，下支架10受到较大压力，容易发生较大程度变形，从而影响安全气囊模块的工作性能，所以本实例在下支架上采用两个翻边，用于支撑壳体本体4；考虑到单纯将两个翻边与壳体本体直接接触连接将会导致下支架10的强度过强，当进行头碰试验模拟时，人的头部撞击在仪表台上时，下支架10没有一点吸能作用，将会对乘员头部造成较大伤害，所以在本实例的应用中，将下支架10的两个翻边与壳体本体保留了14mm的间隙，两个翻边像人的双手托护于壳体本体4下方而不予直接连接，参见附图10、附图11，根据前期的CAE分析得知，当仪表台受到头部冲击时，仪表台及气囊模块都会向下压缩超过20mm，此时气囊模块已经偏离了原本定义的起爆位置和起爆角度，无法达到正常的保护效果，所以在本实例中，当壳体下压14mm后，及时的被增加的两个翻边支撑，即可以保证壳体本体4在下压14mm的过程中吸收了大部分的能量，又使气囊模块及时得到支撑，保证其在正常的位置和角度点爆，达到很好的保护效果。

方案二

而如果采用如图8所示的设计方案二，本案中下支架10采用一个单弯折支架，其结构简单，吸能性能也较好，通过CAE的头碰试验分析，头碰的冲击只有59g，远远低于标准要求，但是在实际的点爆试验时发现，该下支架结构偏软，无法很好的支撑模块，从而导致下支架变形巨大，模块偏移原设计的点爆角度，试验失效严重。

方案三

如果采用如图9所示的设计方案三，本案中采用两个下支架10，在每个下支架10上增加两片翻边与壳体本体4直接铆接，而不留间隙，该支架的CAE头碰分析结果显示为82g，超过标准要求，且该下支架10因为翻边与壳体本体4直接接触铆接而多了两个连接点，增加了铆接工艺的模具费用。

经过多次CAE的分析后，最终选用了如图7所示的方案一为本发明的最佳方案，即在增加翻边的同时，使翻边与壳体本体4的底面保留14mm的距离，分析后得出的结果为69g，远低于标准要求，并且相对于如图8所示的方案二，方案一中支架增加了2×15×9＝270mm的接触面积，比原来的42×40＝1680mm，提高了16％的有效接触面积，能够更好的支撑壳体本体，相应的点爆试验也很好的证明了这点。并且方案一中的安全气囊壳体的下支架10加工简单，不需要增加厚度，不需要增加加强筋，即达到吸能的效果，又可以增加支撑面积，很好的起到支撑作用。

以上显示和描述了本发明的主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由权利要求书及其等同物界定。

Claims (2)

1.一种安全气囊壳体，包括壳体本体，前、后支架，下支架，其特征在于：下支架(10)包括下支架水平面(1)、与沿下支架水平面一端向下弯折的下支架折面(2)、翻边，下支架水平面(1)固定于壳体本体(4)下，下支架折面(2)上设有至少一个翻边，所述的翻边由上方的翻边平面(5)与沿翻边平面一端向下弯折的折边(6)形成托手状，折边(6)底部连接下支架折面(2)，翻边与上方的壳体本体(4)之间设有间隙。

2.如权利要求1所述的一种安全气囊壳体，其特征在于：壳体(4)下采用一个下支架或采用两个下支架。

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