CN103802780B - 一种安装于仪表板的安全气囊装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及汽车安全气囊技术领域，具体地说是一种安装于仪表板的安全气囊装置，包括气袋和气体发生器，气袋和气体发生器设置于仪表板内，充满气体后的气袋具有上凸腔，下凸腔，凹腔和拉带，上凸腔与下凸腔之间由拉带固定并形成凹腔，上凸腔和下凸腔的后端支撑在仪表板表面，上凸腔和下凸腔前端形成保护面。本发明同现有技术相比，设计了安全气囊装置的结构，减少了气袋容积，使与气袋匹配的气体发生器的输出减小同时，也能够保持气袋对乘员的保护范围和效果，具备充分的冲击吸收性能，从而使安全气囊装置既能够确保乘员的约束性能，又能够减少气袋容积、降低生产成本。

Description

一种安装于仪表板的安全气囊装置
技术领域
本发明涉及汽车安全气囊技术领域，具体地说是一种安装于仪表板的安全气囊装置。
背景技术
通常，安全气囊装置安装于仪表板，当车辆发生碰撞时，气体发生器将气体供给至气袋，气袋冲破仪表板表面的门盖后，在仪表板表面与乘员之间膨胀展开以起到保护乘员的作用。
参见图1，安全气囊装置通常由气袋1、气体发生器2及组装支撑件组成。气袋1是保护乘员3的直接物体。气袋1接受来自气体发生器2的气体，气袋1以足够快的速度形成气垫，控制气体的压力和气袋1所占据空间的位置和形状，并接受乘员3的碰撞，吸收碰撞动能，从而达到减少和减轻乘员3伤亡的目的。气体发生器2用于及时给气袋1提供适量气体。气体发生器2在具备一定可靠性和重复性的基础上，能将一定量的气体以一定的流速流入气袋1中，从而起到保护乘员3的作用。气袋1与气体发生器2的匹配是安全气囊装置保护作用的重要因素。
参见图1和图2，安全气囊装置中，气袋1的前端具有与乘员3正对的保护面4，气袋1的上端具有与前风挡玻璃5正对的支撑面6，气袋1的后端具有被仪表板表面7支撑的仪表板支撑部位8，气袋1的两侧各具有一个排气孔9，排气孔9用于调节气袋1的内部压力。气袋1在充气后，由前风挡玻璃5和仪表板表面7支撑，气袋1需要填充满由前风挡6和仪表板表面7之间的空间，使气袋1形成具有一定保护面积的保护面4。车辆碰撞后，乘员3由于惯性向前运动，撞击保护面4，同时排气孔9排气，达到吸收碰撞能量，保护乘员3的作用。
为了保护乘员3的安全，必须确保乘员3的约束性能，即保证保护面4的保护面积和气袋1吸能性能不变。在确保乘员3的约束性能的同时使安全气囊小容积化，不仅能够减少气袋1的面料使用量，而且为了匹配小容积的气袋1，可以使用输出小的气体发生器2，降低了生产成本。
但是，小输出的气体发生器2和小容积的气袋1虽然可降低成本，如果直接是将现有的气袋1设计进行等比例缩小，会导致气袋1无法充分的吸收冲击能量，降低了气袋1对乘员3的保护效果。
因此，需要设计一种既能够确保乘员的约束性能，又能够减少气袋容积的安装于仪表板的安全气囊装置。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供了一种既能够确保乘员的约束性能，又能够减少气袋容积的安装于仪表板的安全气囊装置。
为了达到上述目的，本发明设计了一种安装于仪表板的安全气囊装置，包括气袋和气体发生器，其特征在于：气袋和气体发生器设置于仪表板内，充满气体后的气袋具有上凸腔，下凸腔，凹腔和拉带，上凸腔与下凸腔之间由拉带固定并形成凹腔，上凸腔和下凸腔的后端支撑在仪表板表面，上凸腔和下凸腔前端形成保护面。
所述的凹腔的数量至少为一个且至少有一个凹腔与上凸腔或下凸腔相邻，每两个相邻的凹腔之间设有一个中凸腔。
所述的气袋由两个侧片、一个主片和一个以上的拉带缝制而成，侧片的后端侧边上设有矩形凹腔，矩形凹腔的数量至少为一个，每两个相邻的矩形凹腔之间设有一个中凸腔，两个侧片的侧边分别与主片的两侧边缝制固定，位于矩形凹腔内的主片之间缝制有拉带。
所述的矩形凹腔的左侧边与顶边之间形成内角一，内角一的角度为30°-120°，矩形凹腔的右侧边与顶边之间形成内角二，内角二的角度为30°-120°，矩形凹腔的左侧边与侧片的后端侧边之间形成内角三，内角三的角度为60°-120°，矩形凹腔的右侧边与侧片的后端侧边之间形成内角四，内角四的角度为60°-120°。
所述的拉带由侧片的矩形凹腔面料切割而成。
所述的拉带的长度小于矩形凹腔的边的长度，边的长度为矩形凹腔的右侧边后端与左侧边后端之间的距离。
所述的拉带的长度为所述的边的长度的70%-90%。
所述的气袋为副驾驶安全气囊气袋或膝部安全气囊气袋，副驾驶安全气囊气袋安装在仪表板的上部，膝部安全气囊气袋安装在仪表板的下部。
所述的后端为在气袋充气后，支撑在仪表板表面的一端。
本发明同现有技术相比，设计了安全气囊装置的结构，减少了气袋容积，使与气袋匹配的气体发生器的输出减小同时，也能够保持气袋对乘员的保护范围和效果，具备充分的冲击吸收性能，从而使安全气囊装置既能够确保乘员的约束性能，又能够减少气袋容积、降低生产成本。
附图说明
图1为现有技术的副驾驶安全气囊装置在气袋充满时的结构示意图。
图2为现有技术的副驾驶安全气囊装置气袋裁片图。
图3为本发明的实施例1中气袋充满时的结构示意图。
图4为本发明的实施例1中气袋裁片图。
图5为本发明的实施例1中侧片的结构示意图。
图6为本发明的实施例1中拉带的功能示意图一。
图7为本发明的实施例1中拉带的功能示意图二。
图8为本发明的实施例2中气袋充满时的结构示意图。
图9为本发明的实施例2中拉带的功能示意图。
图10为本发明的实施例2中气袋裁片图。
图11为本发明的实施例1中侧片与拉带的裁片排版图。
图12为本发明的实施例2中侧片与拉带的裁片排版图。
图13为本发明的实施例3中气袋充满时的结构示意图。
具体实施方式
现结合附图对本发明做进一步描述。
实施例1
参见图3和图4，本例中气袋1为副驾驶安全气囊气袋，气袋1和气体发生器2安装在仪表板的上部。气袋1由两个侧片14、一个主片15和一个的拉带13缝制而成，侧片14的后端侧边上设有矩形凹腔16，两个侧片14的侧边分别与主片15的两侧边缝制固定，位于矩形凹腔16内的主片15之间固定有拉带13。充气后的气袋1形成上凸腔10和下凸腔11，上凸腔10和下凸腔11之间由于拉带13的固定作用，形成一个凹腔12。
气袋1的上凸腔10和下凸腔11前端形成保护乘员3的保护面4。气袋1的后端支撑在仪表板表面7，由于气袋1设有上凸腔10和下凸腔11，气袋1的后端与仪表板表面7之间采用支撑部位一81和支撑部位二82进行支撑，支撑部位一81即为上凸腔10的后端，支撑部位二82即为下凸腔11的后端。气袋1还具有用于调节内部压力的排气孔9。
为保持副驾驶安全气囊气袋的上凸腔10、下凸腔11和凹腔12的位置和形状，上凸腔10和下凸腔11之间采用拉带13进行固定，以保证气袋1充满气体时，形成支撑部位一81、支撑部位二82和保护面4。
此外，参见图5-7，矩形凹腔16具有四个可调节的角度和边21。其中，四个可调节的角度为矩形凹腔16的左侧边与顶边之间形成内角一17，矩形凹腔16的右侧边与顶边之间形成内角二18，矩形凹腔16的左侧边与侧片14的后端侧边之间形成内角三19，矩形凹腔16的右侧边与侧片14的后端侧边之间形成内角四20。边21的长度为矩形凹腔16的右侧边后端与左侧边后端之间的距离。通过调节以上四个角度的大小及边21的长度，可以实现控制气袋1充满气体后的上凸腔10、下凸腔11和凹腔12的位置和形状。
通过计算机辅助工程CAE分析和试验结果验证，矩形凹腔16的内角一17和内角二18的角度为30°~120°，优选为60°~120°，内角三19和内角四20的角度为60°~120°，优选为90°~120°，拉带13的长度为边21的长度的70%-90%。
本例中，由于气袋1的容积减小了，与气袋1匹配的气体发生器2的输出也可以随之减小。气袋1比达到相同乘员保护性能的常规气袋可减小20%-50%的体积，优选为减小25%-35%的体积。气体发生器2比达到相同乘员保护性能的常规气体发生器可减小20%-50%的输出，优选为减小25%-35%的输出。
当车辆发生碰撞时，气体发生器2向气袋1充气，当气袋1充满气体后，支撑面6支撑在前风挡玻璃5上，支撑部位一81和支撑部位二82支撑在仪表板表面7，虽然气袋1的容积减小了，但气袋1形成的保护面4的面积不变，从而保持保护面4对乘员3的保护范围和效果。车辆碰撞过程中，乘员3由于惯性向前运动，撞击到保护面4，同时排气孔9排气，达到吸收碰撞能量，保护乘员的作用。
参见图11，拉带13与侧片14在进行裁片排版时，拉带13可排版于侧片14的矩形凹腔16之内，使拉带13由侧片14的矩形凹腔16多余面料切割而成，从而达到增加气袋1面料的利用率，降低气袋1面料使用量的目的，进一步降低生产成本。
实际应用时，矩形凹腔16的大小，即矩形凹腔16的各个侧边的长度可以通过实际车身环境所需气袋1的大小和厚度来确定。
实施例2
参见图8-图10，本例中气袋1为副驾驶安全气囊气袋，气袋1和气体发生器2安装在仪表板的上部。气袋1由两个侧片14、一个主片15以及两个的拉带：拉带一131和拉带二132缝制而成，侧片14的后端侧边上设有矩形凹腔一161和矩形凹腔二162，矩形凹腔一161和矩形凹腔二162之间设有一个中凸腔22，两个侧片14的侧边分别与主片15的两侧边缝制固定，位于矩形凹腔一161内的主片15之间固定有拉带一131，位于矩形凹腔二162内的主片15之间固定有拉带二132，充气后的气袋1形成上凸腔10和下凸腔11，上凸腔10和下凸腔11之间分别形成凹腔一121、凹腔二121和中凸腔22，中凸腔22位于凹腔一121和凹腔二121之间。
气袋1的上凸腔10、下凸腔11和中凸腔22前端形成保护乘员3的保护面4。气袋1的后端支撑在仪表板表面7，由于气袋1设有上凸腔10、下凸腔11和中凸腔22，气袋1的后端与仪表板表面7之间采用支撑部位一81、支撑部位二82和支撑部位三83进行支撑，支撑部位一81即为上凸腔10的后端，支撑部位二82即为下凸腔11的后端，支撑部位三83即为中凸腔22的后端，气袋1还具有用于调节内部压力的排气孔9。
为保持副驾驶安全气囊气袋的上凸腔10、下凸腔11、中凸腔22、凹腔一121和凹腔二121的位置和形状，上凸腔10和中凸腔22之间采用拉带一131进行固定，下凸腔11和中凸腔22之间采用拉带二132进行固定，以保证气袋1充满气体时，形成支撑部位一81、支撑部位二82、支撑部位三83和保护面4。
此外，矩形凹腔一161和矩形凹腔二162分别具有四个可调节的角度，矩形凹腔一161具有可调节的边一211，矩形凹腔二162具有可调节的边二212。其中，四个可调节的角度为矩形凹腔一161或矩形凹腔二162的左侧边与顶边之间形成内角一，矩形凹腔一161或矩形凹腔二162的右侧边与顶边之间形成内角二，矩形凹腔一161或矩形凹腔二162的左侧边与侧片14的后端侧边之间形成内角三，矩形凹腔一161或矩形凹腔二162的右侧边与侧片14的后端侧边之间形成内角四。边一211的长度为矩形凹腔一161的右侧边后端与左侧边后端之间的距离。边二212的长度为矩形凹腔二162的右侧边后端与左侧边后端之间的距离。通过调节以上四个角度的大小及边一211、边二212的长度，可以实现控制气袋1充满气体后的上凸腔10、下凸腔11、中凸腔22、凹腔一121和凹腔二121的位置和形状。
通过计算机辅助工程CAE分析和试验结果验证，矩形凹腔一161或矩形凹腔二162的内角一和内角二的角度为30°~120°，优选为60°~120°，内角三和内角四的角度为60°~120°，优选为90°~120°，拉带一131的长度为边一211的长度的70%-90%，拉带二132的长度为边二212的长度的70%-90%。
本例中，由于气袋1的容积减小了，与气袋1匹配的气体发生器2的输出也可以随之减小。气袋1比达到相同乘员保护性能的常规气袋可减小20%-50%的体积，优选为减小25%-35%的体积。气体发生器2比达到相同乘员保护性能的常规气体发生器可减小20%-50%的输出，优选为减小25%-35%的输出。
当车辆发生碰撞时，气体发生器2向气袋1充气，当气袋1充满气体后，支撑面6支撑在前风挡玻璃5上，支撑部位一81、支撑部位二82和支撑部位三83支撑在仪表板表面7，虽然气袋1的容积减小了，但气袋1形成的保护面4的面积不变，从而保持保护面4对乘员3的保护范围和效果。车辆碰撞过程中，乘员3由于惯性向前运动，撞击到保护面4，同时排气孔9排气，达到吸收碰撞能量，保护乘员的作用。
参见图12，拉带一131、拉带二132与侧片14在进行裁片排版时，拉带一131和拉带二132可分别排版于侧片14的矩形凹腔一161和矩形凹腔二162之内，使拉带一131和拉带二132分别由侧片14的矩形凹腔一161和矩形凹腔二162多余面料切割而成，从而达到增加气袋1面料的利用率，降低气袋1面料使用量的目的，进一步降低生产成本。
在本例中，矩形凹腔一161和矩形凹腔二162的大小一样，拉带一131和拉带二132的长度也一样。但在实际应用时，多个矩形凹腔的大小，即多个矩形凹腔的各个边的长度，可以通过实际车身环境的所需气袋的大小和厚度来确定。多个矩形凹腔的大小可以一样，也可以根据车身环境和系统保护性能要求，更改为不一样的大小。同时，多个矩形凹腔所对应的各个拉带也可以调整为不一样的长度。
实施例3
参见图13，本例中气袋1为膝部安全气囊气袋，气袋1和气体发生器2安装在仪表板的下部。充气后的气袋1充气后的气袋1形成凸腔24和另一凸腔，凸腔24和另一凸腔11之间由拉带13固定并形成凹腔12。。
气袋1的凸腔24前端形成保护乘员腿部23的的保护面4，气袋1的凸腔24对应的位置是乘员3的膝盖和小腿上端，气袋1的凹腔12对应的位置是乘员3的小腿中上部，气袋1的后端支撑在仪表板表面7，由于气袋1设有凸腔24，气袋1的后端与仪表板表面7之间采用支撑部位8进行支撑，支撑部位8即为凸腔24的后端。
为保持膝部安全气囊气袋的凸腔24、凹腔12和另一凸腔的位置和形状，凸腔24和另一凸腔11之间采用拉带13进行固定，以保证气袋1充满气体时，凸腔24形成支撑部位8和保护面4。
本例中，由于气袋1的容积减小了，与气袋1匹配的气体发生器2的输出也可以随之减小。
当车辆发生碰撞时，气体发生器2向气袋1充气，当气袋1充满气体后，支撑部位8支撑在仪表板表面7，虽然气袋1的容积减小了，但气袋1形成的保护面4的面积不变，从而保持保护面4对乘员腿部23的保护范围和效果。车辆碰撞过程中，乘员腿部23由于惯性向前运动，撞击到保护面4，达到吸收碰撞能量，保护乘员的作用。
在本例中，凹腔12的数量为一个。但在实际应用时，凹腔12的数量和大小可以通过实际车身环境的所需气袋的大小和厚度来确定。
本发明的安全气囊装置，可以装配于仪表板上部用于副驾驶安全气囊，也可以装配于仪表板下部，用于驾驶员或副驾驶的膝部安全气囊。

Claims (7)

1.一种安装于仪表板的安全气囊装置，包括气袋和气体发生器，其特征在于：气袋（1）和气体发生器（2）设置于仪表板内，充满气体后的气袋（1）具有上凸腔（10），下凸腔（11），凹腔（12）和拉带（13），上凸腔（10）与下凸腔（11）之间由拉带（13）固定并形成凹腔（12），上凸腔（10）和下凸腔（11）的后端支撑在仪表板表面（7），上凸腔（10）和下凸腔（11）前端形成保护面（4）；所述的气袋（1）由两个侧片（14）、一个主片（15）和一个以上的拉带（13）缝制而成，侧片（14）的后端侧边上设有矩形凹腔（16），矩形凹腔（16）的数量至少为一个，每两个相邻的矩形凹腔（16）之间设有一个中凸腔（22），两个侧片（14）的侧边分别与主片（15）的两侧边缝制固定，位于矩形凹腔（16）内的主片（15）之间缝制有拉带（13）；所述的矩形凹腔（16）的左侧边与顶边之间形成内角一（17），内角一（17）的角度为30°-120°，矩形凹腔（16）的右侧边与顶边之间形成内角二（18），内角二（18）的角度为30°-120°，矩形凹腔（16）的左侧边与侧片（14）的后端侧边之间形成内角三（19），内角三（19）的角度为60°-120°，矩形凹腔（16）的右侧边与侧片（14）的后端侧边之间形成内角四（20），内角四（20）的角度为60°-120°。
2.根据权利要求1所述的一种安装于仪表板的安全气囊装置，其特征在于：所述的凹腔（12）的数量至少为一个且至少有一个凹腔（12）与上凸腔（10）或下凸腔（11）相邻，每两个相邻的凹腔（12）之间设有一个中凸腔（22）。
3.根据权利要求1所述的一种安装于仪表板的安全气囊装置，其特征在于：所述的拉带（13）由侧片（14）的矩形凹腔（16）面料切割而成。
4.根据权利要求1所述的一种安装于仪表板的安全气囊装置，其特征在于：所述的拉带（13）的长度小于矩形凹腔（16）的边（21）的长度，边（21）的长度为矩形凹腔（16）的右侧边后端与左侧边后端之间的距离。
5.根据权利要求4所述的一种安装于仪表板的安全气囊装置，其特征在于：所述的拉带（13）的长度为所述的边（21）的长度的70%-90%。
6.根据权利要求1所述的一种安装于仪表板的安全气囊装置，其特征在于：所述的气袋（1）为副驾驶安全气囊气袋或膝部安全气囊气袋，副驾驶安全气囊气袋安装在仪表板的上部，膝部安全气囊气袋安装在仪表板的下部。
7.根据权利要求1或4所述的一种安装于仪表板的安全气囊装置，其特征在于：所述的后端为在气袋（1）充气后，支撑在仪表板表面（7）的一端。
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