CN104071113B - 一种用于乘员头颈胸和膝部保护的安全气囊 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车安全气囊技术领域，具体地说是一种用于乘员头颈胸和膝部保护的安全气囊，包括气袋，气袋安装在仪表板中部或前排座椅内，气袋内设有功能片，充气后的气袋在功能片的两侧分别形成气袋上端和气袋下端，气袋下端内设有拉带。本发明同现有技术相比，新设计了安全气囊的结构，使安全气囊能够同时保护前排或后排乘员的头颈胸及腿部，也使气袋保持对乘员的保护范围和效果，具备充分的冲击吸收性能，从而使安全气囊既能够确保乘员的约束性能，又能同时保护乘员头颈胸和膝部的安全气囊，进而减少了零件数量、降低了生产成本。

Description

一种用于乘员头颈胸和膝部保护的安全气囊

技术领域

本发明涉及汽车安全气囊技术领域，具体地说是一种用于乘员头颈胸和膝部保护的安全气囊。

背景技术

通常，从正面保护前排乘员的安全气囊装置包含副驾驶安全气囊和副驾驶膝部安全气囊。

参见图1，在车辆中，副驾驶安全气囊1与仪表板上部2结构匹配，膝部安全气囊3与仪表板下部4结构匹配。副驾驶安全气囊1安装于仪表板上部2用于保护乘员的头部5、颈部6和胸部7，副驾驶膝部安全气囊3安装于仪表板下部4用于保护乘员的腿部8。

参见图2，当车辆发生碰撞时，副驾驶安全气囊气体发生器9将气体供给至副驾驶安全气囊气袋10，副驾驶安全气囊气袋10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头部5、颈部6和胸部7的作用。膝部安全气囊气体发生器11将气体供给膝部气囊气袋12，膝部气囊气袋12冲破表面的门盖或防尘罩后，在仪表板表面与乘员之间膨胀展开以起到保护乘员腿部8的作用，并能通过改善乘员坐姿而改善乘员胸部伤害。

副驾驶安全气囊气袋10填充前风挡和仪表板表面之间的空间，副驾驶安全气囊气袋10的前端具有与乘员正对的一定保护面积的乘员头颈胸保护面13。车辆碰撞后，乘员由于惯性向前运动，乘员头部5和胸部7撞击乘员头颈胸保护面13，达到吸收碰撞能量，起到保护乘员头部5、颈部6和胸部7的作用。

膝部气囊气袋12填充乘员腿部和仪表板表面之间的空间，膝部气囊气袋12的前端具有与乘员腿部正对的一定保护面积的乘员腿部保护面14。车辆碰撞后，乘员由于惯性向前运动，乘员腿部8撞击乘员腿部保护面14，达到吸收碰撞能量，起到保护乘员腿部8的作用。

目前，机动车上所使用的副驾驶安全气囊和膝部气囊均是单气囊结构，各自采用单独的气体发生器充气。通常，副驾驶安全气囊和膝部气囊一般都涵盖较多零件，例如气袋、壳体、发生器、保持环、气囊支架等。配备这两套安全气囊，不仅造成整车成本和重量的增加，也占用了较多仪表板空间。

目前，市场上没有能够同时保护前排乘员头颈胸及腿部的安全气囊，也没有能够同时保护后排乘员头颈胸及腿部的安全气囊。

为了减少产品零件数量、降低成本，减少对仪表板空间的占用，需要设计一种能够同时保护前排或后排乘员的头颈胸及腿部的安全气囊。

但是，同一个安全气囊需同时保护乘员头颈胸及腿部，气袋需具有两个部分，一部分可以替代副驾驶安全气囊保护乘员头颈胸，另一部分可以替代膝部气囊保护乘员腿部。但由于副驾驶安全气囊气袋充满气体的时间比膝部气囊气袋充满气体的时间长，故如何将发生器气体分配至两个不同部分的气袋，并使气袋按时充满是需要解决的问题。

因此，需要设计一种既能够确保乘员的约束性能，又能同时保护乘员头颈胸和膝部的安全气囊。

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，又能同时保护乘员头颈胸和膝部的安全气囊。

为了达到上述目的，本发明设计了一种用于乘员头颈胸和膝部保护的安全气囊，包括气袋，其特征在于：气袋安装在仪表板中部或前排座椅内，气袋内设有功能片，充气后的气袋在功能片的两侧分别形成气袋上端和气袋下端，气袋下端内设有拉带一。

所述的气袋上端填充在汽车风挡和仪表板上部表面之间，气袋上端的前端形成乘员头颈胸保护面；所述的气袋下端填充在仪表板下部表面与乘员腿部之间，气袋下端的前端形成乘员腿部保护面。

所述的气袋上端填充在前排座椅的上部与乘员之间，气袋上端的前端形成乘员头颈胸保护面；所述的气袋下端填充在前排座椅的下部与乘员腿部之间，气袋下端的前端形成乘员腿部保护面。

所述的气袋包括主片和侧片，主片的左、右两端各设有一个保护端，侧片由侧片上端和侧片下端组成，侧片上端的面积大于侧片下端的面积，主片的边缘与侧片的边缘缝纫固定。

所述的功能片在受力后断裂，断裂时间为气袋开始充气后的10-15毫秒。

所述的功能片表面设有撕裂线和排气孔。

所述的拉带一的方向与气袋下端内部的气体流动方向相同，所述的拉带一至少有两个。

所述的拉带一将气袋下端分割为两个充气保护腔和一个连接腔，两个充气保护腔分别位于左、右两端拉带一的外侧，连接腔位于左、右两端拉带一的内侧，连接腔的厚度小于充气保护腔的厚度。

所述的连接腔的中部采用拉带二或缝线固定，拉带二的宽度小于拉带一的宽度。

所述的拉带一的宽度小于侧片下端的宽度，所述的拉带一的长度为侧片下端宽度的70%-80%。

所述的安装在仪表板中部的气袋的点爆角度为+5°~-5°，所述的安装在前排座椅的气袋的点爆角度为0°~-40°。

本发明同现有技术相比，新设计了安全气囊的结构，使安全气囊能够同时保护前排或后排乘员的头颈胸及腿部，也使气袋保持对乘员的保护范围和效果，具备充分的冲击吸收性能，从而使安全气囊既能够确保乘员的约束性能，又能同时保护乘员头颈胸和膝部的安全气囊，进而减少了零件数量、降低了生产成本。

附图说明

图1为现有技术的副驾驶安全气囊装置和膝部安全气囊装置在仪表板中的结构示意图。

图2为现有技术的副驾驶安全气囊装置和膝部安全气囊装置气袋充满示意图。

图3为本发明的实施例1中安全气囊装置在仪表板中的结构示意图。

图4为本发明的实施例1中安全气囊装置气袋充满示意图。

图5为本发明的实施例1中安全气囊装置气袋裁片图。

图6为本发明的实施例1中功能片的功能示意图。

图7为本发明的实施例1中拉带的功能示意图。

图8为本发明的实施例2中安全气囊装置在仪表板中的结构示意图。

图9为本发明的实施例2中安全气囊装置气袋充满示意图。

图10为本发明的实施例2中安全气囊装置气袋裁片图。

图11为本发明的实施例3中安全气囊装置拉带的功能示意图。

图12为本发明的实施例4中安全气囊装置功能片的功能示意图。

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，本例中，安全气囊装置同时具有前排副驾驶安全气囊和膝部安全气囊的功能。气袋15和气体发生器装配于仪表板中部16，且点爆角度为0°。安全气囊装置由一个气体发生器、一个气袋15、一个壳体等组成。

参见图4，气袋上端17用于保护乘员的头部5，颈部6和胸部7，气袋下端18用于保护乘员的腿部8。

气袋上端17填充在汽车风挡和仪表板上部2表面之间，气袋上端17的前端形成乘员头颈胸保护面13。车辆碰撞后，乘员由于惯性向前运动，头部5和胸部7撞击乘员头颈胸保护面13，达到吸收碰撞能量，保护乘员的头部5，颈部6和胸部7的作用。

气袋下端18填充在仪表板下部4表面与乘员腿部8之间，气袋下端18的前端形成乘员腿部保护面14。车辆碰撞后，乘员由于惯性向前运动，腿部8撞击乘员腿部保护面14，达到吸收碰撞能量，保护乘员的腿部8的作用。

参见图5，本例中，安全气囊装置的裁片包括两个侧片19、一个主片20、一个功能片21和两个拉带一22，侧片19由侧片上端23和侧片下端24组成，侧片上端23的面积大于侧片下端24的面积，侧片上端23用于保护乘员的头颈胸，侧片下端24用于保护乘员的腿部。主片20的左、右两端各设有一个保护端25，用于保护乘员的腿部，主片20中间用于保护乘员的头颈胸。主片20的边缘与侧片19的边缘缝纫固定，形成为本例中安全气囊装置的气袋15。

参见图6，本例中，气袋15内设有功能片21，充气后的气袋15在功能片21的两侧分别形成气袋上端17和气袋下端18。气袋下端18与功能片21及气体发生器成为一个局部的密闭空间，气体发生器向气袋充气时，先充满此局部的密闭空间。待气袋下端18充满并到达保护乘员腿部的设计位置后，局部的密闭空间内部压力增加，使功能片21的预固定处26的受力大于200N后，功能片21的预固定处26断裂，气袋下端18与气袋上端17成为一个整体的密闭空间。气体发生器继续向气袋充气，气体继续填充气袋上端17，并充满气袋上端17使其达到保护乘员头颈胸的设计位置。

本例中，气袋下端18到既定位置后，功能片21受力断裂，断裂时间在气囊点火，气袋15开始充气后的15ms。在气袋15展开初期的0~15ms，功能片21可以将气体导向气袋下端18，当气袋下端18快速充气到既定位置后，约15ms时，功能片21受力断开，气体进入气袋上端17，再经过约20ms，气体充满气袋上端17。

参见图7，本例中，气袋下端18内设有拉带一22，拉带一22为两个。拉带一22将气袋下端18分割为两个充气保护腔27和一个连接腔28，两个充气保护腔27分别位于左、右两端拉带一22的外侧，连接腔28位于左、右两端拉带一22的内侧。两个充气保护腔27与乘员小腿形状相似，用于保护乘员的腿部8。连接腔28不起到保护作用，连接腔28的厚度小于充气保护腔27的厚度。

拉带一22的方向与气袋下端18内部的气体流动方向相同，可以加速气袋下端18的充气，使气体流动方向与腔的形状一致，利于气袋下端18在在气囊点火，气袋15开始充气后的15ms前到达设计位置。

拉带一22的宽度小于侧片下端24的宽度，拉带一22的长度为侧片下端24宽度的70%，即保证了充气保护腔27的厚度，也减少了连接腔28的厚度，合理利用气体发生器产生的气体。

本例中，安全气囊同时具有副驾驶安全气囊和膝部安全气囊的功能，气体发生器比单独的副驾驶安全气囊或膝部安全气囊的气体发生器输出高，气袋也比单独的副驾驶安全气囊气袋或膝部安全气囊气袋体积大。但本例中安全气囊只需要一个气体发生器和一个气袋，即可达到相同的乘员保护性能，大幅度的降低了成本。

在实际应用时，气体发生器的输出需与气袋15的体积相匹配。气袋上端17形状需根据风挡、仪表板和乘员位置进行调节，气袋下端18形状需根据仪表板和乘员腿部位置进行调节。气袋15中的功能片21，为合理分配气体发生器所产生的气体，可根据系统要求进行位置的调节。拉带一22的长度、数量可根据气袋下端18所需要的形状进行调节。

实施例2

参见图8-图10，本例中，安全气囊装置可以同时保护后排乘员的头颈胸和腿部。气袋15和气体发生器装配于前排座椅30内，且点爆角度为20°。安全气囊装置由一个气体发生器、一个气袋15、一个壳体等组成。

气袋上端17用于保护乘员的头部5，颈部6和胸部7，气袋下端18用于保护乘员的腿部8。

气袋上端17填充在前排座椅30的上部与乘员之间，气袋上端17的前端形成乘员头颈胸保护面13。车辆碰撞后，乘员由于惯性向前运动，头部5和胸部7撞击乘员头颈胸保护面13，达到吸收碰撞能量，保护乘员的头部5，颈部6和胸部7的作用。

气袋下端18填充在前排座椅30的下部与乘员腿部8之间，气袋下端18的前端形成乘员腿部保护面14。车辆碰撞后，乘员由于惯性向前运动，腿部8撞击乘员腿部保护面14，达到吸收碰撞能量，保护乘员的腿部8的作用。

本例中，安全气囊装置的裁片由两个侧片19、一个主片20、一个功能片21和两个拉带一22，侧片19由侧片上端23和侧片下端24组成，侧片上端23的面积大于侧片下端24的面积，侧片上端23用于保护乘员的头颈胸，侧片下端24用于保护乘员的腿部。主片20的左、右两端各设有一个保护端25，用于保护乘员的腿部，主片20中间用于保护乘员的头颈胸。主片20的边缘与侧片19的边缘缝纫固定，形成为本例中安全气囊装置的气袋15。

本例中，气袋15内设有功能片21，充气后的气袋15在功能片21的两侧分别形成气袋上端17和气袋下端18。气袋下端18与功能片21及气体发生器成为一个局部的密闭空间，气体发生器向气袋充气时，先充满此局部的密闭空间。待气袋下端18充满并到达保护乘员腿部的设计位置后，局部的密闭空间内部压力增加，使功能片21的预固定处26在受力后断裂，气袋下端18与气袋上端17成为一个整体的密闭空间。气体发生器继续向气袋充气，气体继续填充气袋上端17，并充满气袋上端17使其达到保护乘员头颈胸的设计位置。

本例中，气袋下端18内设有拉带一22，拉带一22的方向与气袋下端18内部的气体流动方向相同，拉带一22为两个。拉带一22将气袋下端18分割为两个充气保护腔27和一个连接腔28，两个充气保护腔27分别位于左、右两端拉带一22的外侧，连接腔28位于左、右两端拉带一22的内侧。两个充气保护腔27与乘员小腿形状相似，用于保护乘员的腿部8。连接腔28不起到保护作用，连接腔28的厚度小于充气保护腔27的厚度。

本例中，安全气囊同时保护后排乘员的头颈胸和腿部，本例中安全气囊只需要一个气体发生器和一个气袋，即可达到相同的乘员保护性能，大幅度的降低了成本。

在实际应用时，气体发生器的输出需与气袋15的体积相匹配。气袋上端17形状需根据前排座椅和乘员位置进行调节，气袋下端18形状需根据前排座椅和乘员腿部位置进行调节。气袋15中的功能片21，为合理分配气体发生器所产生的气体，可根据系统要求进行位置的调节。拉带一22的长度、数量可根据气袋下端18所需要的形状进行调节。

实施例3

参见图11，本例中，功能片21表面设有撕裂线31和排气孔29。在气囊点火，气袋15开始充气的初期，气体发生器对气袋下端18充气的同时，有少部分气体通过排气孔29流向气袋上端17。当气袋下端18到达设计位置后，撕裂线31受力断裂，气体继续流向气袋上端17。功能片21上的排气孔29可以提前对气袋上端17进行充气，保证气袋上端17也能及时充满，在规定时间内到达设计位置

实施例4

参见图12，本例中，拉带为三个。左、右两个拉带一22用于控制左、右两个充气保护腔27的厚度，中间拉带二32比左、右两个拉带一22窄。中间拉带二32可以减少连接腔28的充气体积，节省气体发生器输出。

在实际应用中，可以通过窄的拉带二32或者直接缝纫的方式将一部分连接腔固28固定住，减少气袋下端18的充气体积，从而加速气袋下端18充气也可以节省气体发生器的输出。

本发明的安全气囊装置，可以装配于仪表板中部16替代副驾驶安全气囊和膝部气囊同时保护前排乘员的头颈胸及腿部，也可以装配于前排座椅30中部用于同时保护后排乘员的头颈胸及腿部。

Claims (8)

1.一种用于乘员头颈胸和膝部保护的安全气囊，包括气袋，其特征在于：气袋（15）安装在仪表板中部（16）或前排座椅（30）内，气袋（15）内设有功能片（21），充气后的气袋（15）在功能片（21）的两侧分别形成气袋上端（17）和气袋下端（18），气袋下端（18）内设有拉带一（22）， 所述的拉带一（22）的方向与气袋下端（18）内部的气体流动方向相同，所述的拉带一（22）至少有两个， 所述的拉带一（22）将气袋下端（18）分割为两个充气保护腔（27）和一个连接腔（28），两个充气保护腔（27）分别位于左、右两端拉带一（22）的外侧，连接腔（28）位于左、右两端拉带一（22）的内侧，连接腔（28）的厚度小于充气保护腔（27）的厚度， 所述的连接腔（28）的中部采用拉带二（32）或缝线固定，拉带二（32）的宽度小于拉带一（22）的宽度。

2.根据权利要求1所述的一种用于乘员头颈胸和膝部保护的安全气囊，其特征在于：所述的气袋上端（17）填充在汽车风挡和仪表板上部（2）表面之间，气袋上端（17）的前端形成乘员头颈胸保护面（13）；所述的气袋下端（18）填充在仪表板下部（4）表面与乘员腿部（8）之间，气袋下端（18）的前端形成乘员腿部保护面（14）。

3.根据权利要求1所述的一种用于乘员头颈胸和膝部保护的安全气囊，其特征在于：所述的气袋上端（17）填充在前排座椅（30）的上部与乘员之间，气袋上端（17）的前端形成乘员头颈胸保护面（13）；所述的气袋下端（18）填充在前排座椅（30）的下部与乘员腿部（8）之间，气袋下端（18）的前端形成乘员腿部保护面（14）。

4.根据权利要求1所述的一种用于乘员头颈胸和膝部保护的安全气囊，其特征在于：所述的气袋（15）包括主片（20）和侧片（19），主片（20）的左、右两端各设有一个保护端（25），侧片（19）由侧片上端（23）和侧片下端（24）组成，侧片上端（23）的面积大于侧片下端（24）的面积，主片（20）的边缘与侧片（19）的边缘缝纫固定。

5.根据权利要求1所述的一种用于乘员头颈胸和膝部保护的安全气囊，其特征在于：所述的功能片（21）在受力后断裂，断裂时间为气袋（15）开始充气后的10-15毫秒。

6.根据权利要求1所述的一种用于乘员头颈胸和膝部保护的安全气囊，其特征在于：所述的功能片（21）表面设有撕裂线（31）和排气孔（29）。

7.根据权利要求1所述的一种用于乘员头颈胸和膝部保护的安全气囊，其特征在于：所述的拉带一（22）的宽度小于侧片下端（24）的宽度，所述的拉带一（22）的长度为侧片下端（24）宽度的70%-80%。

8.根据权利要求1所述的一种用于乘员头颈胸和膝部保护的安全气囊，其特征在于：所述的安装在仪表板中部（16）的气袋（15）的点爆角度为+5°~-5°，所述的安装在前排座椅（30）的气袋（15）的点爆角度为0°~-40°。