CN105083200B - 无缝式乘客安全气囊系统 - Google Patents

Abstract

一种无缝式乘客安全气囊系统。一种安全气囊总成包括具有限定开口的斜槽的壳体。面板在第一端与斜槽连接，并且在开口之上延伸至与第一端相对的第二端，并相对它们升高。基底覆盖面板使得升高的第二端比第一端更靠近基底，并且泡沫层从基底向面板延伸。

Description

无缝式乘客安全气囊系统

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年5月7日提交的名称为“无缝式乘客安全气囊系统(SEAMLESSPASSENGER AIR BAG SYSTEM)”的序列号为61/989,910的美国临时专利申请的权益，上述临时专利申请的内容以其整体通过参考结合于此。

技术领域

本发明总体涉及包括带有向升高的前缘倾斜的盖子的斜槽的安全气囊壳体结构。当与具有无缝式乘客约束系统的柔软的仪表板——其中类似物的泡沫覆盖未展开的约束系统——一起使用时，盖子结构促进了车门之上的仪表板的邻近部的减少的厚度，减少的厚度可以在安全气囊展开过程中降低和潜在地消除柔软的材料朝向乘员伸出的情况。

背景技术

汽车的安全气囊系统包括安装在隐藏于车辆内部的表面之下的壳体内的安全气囊模块。特别地，乘客安全气囊系统可以包括由壳体限定并在与车辆有关的仪表盘内延伸的斜槽。斜槽可以隐藏在仪表盘或仪表板基底的表面之下。在这样的设置中，乘客安全气囊斜槽门(其也可以称作斜槽的“顶部”)在安全气囊总成的开口上延伸，并由来自安全气囊滤罐的壳体的一部分支撑，其包括斜槽的壁。在安全气囊激活的过程中当阈值量的能量施加到斜槽门的下面时，斜槽门会变弱以有助于撕裂。仪表盘或仪表板基底的邻近部可以包括一旦安全气囊展开就断裂的预变弱的撕裂线，使得安全气囊在斜槽内展开，离开其开口，并且从仪表板中离开。

在由仪表板的一部分覆盖的斜槽的应用中，多层材料可以在斜槽门上延伸并在其外面的其它区域延伸，典型地这样的材料与门和仪表板支撑结构的包围部二者粘合。这样的层可以包括可见的仪表板的外层以及中间层，其可以包括泡沫等(用于“软接触”仪表板结构)。这些覆盖设置的一些变化可以是“无缝”结构，在该结构中最外面的仪表板层没有沿着任何特定的预定的撕裂缝预变弱。取决于用于仪表板外层的材料的类型，用于安全气囊展开撕裂未变弱的材料需要的力会明显比预变弱结构或使用变弱材料的设置中需要的力大。在一示例中，皮革仪表板会需要特别高水平的展开力。因此，需要进一步地改进安全气囊斜槽和相关结构。

发明内容

根据本发明的一个方面，安全气囊总成包括具有限定开口的斜槽的壳体。面板在第一端与斜槽连接，并在开口之上延伸至与第一端相对的第二端，并相对它们升高。基底覆盖面板使得升高的第二端比第一端更靠近基底，并且泡沫层从基底向面板延伸。

根据本发明的另一方面，车辆仪表板包括基底和在基底下面具有在第一端处与其连接并在其上延伸至第二端的面板的安全气囊斜槽。仪表板进一步包括在基底和面板之间的泡沫层，该泡沫层从面板的第一端之上的第一厚度逐渐减少为面板的第二端之上的第二厚度，第二厚度小于第一厚度的50％。

根据本发明的另一方面，安全气囊壳体包括具有多个壁和限定开口的斜槽。凸缘从斜槽向外延伸并总体上围绕开口。面板在与邻近凸缘的第一端处于其中一个壁耦接并在开口之上向与第一端相对的第二端延伸。面板限定倾斜部以将第二端定位在凸缘之上的一定距离。

参照以下说明书、权利要求书和附图，本领域技术人员将会理解和领会本发明的这些和其它方面、目的以及特征。

附图说明

在图中：

图1是具有安全气囊模块和相关仪表板组件的汽车的内部客舱的透视图；

图2是安全气囊模块和邻近仪表板组件的透视图；

图3是根据本发明的安全气囊模块的和相关仪表板组件的沿图1的A-A线截取的剖面透视图的剖面图；

图4是图3的安全气囊模块和仪表板组件的细节图，说明了减少的厚度的柔软材料；

图5是图4的在安全气囊展开的初始阶段的安全气囊模块和仪表板的细节图；

图6是在随后的安全气囊展开阶段的安全气囊模块和仪表板的细节图；

图7是相关的安全气囊模块的剖视透视图；以及

图8是图7的相关的安全气囊模块的细节图。

具体实施方式

为了在此说明的目的，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“后”、“前”、“垂直”、“水平”、“内部”、“外部”以及由此派生的词应当如图1中的取向与本发明关联。然而，应当了解，除了做出明显相反的说明之外，本发明可以取多种的可供选择的取向。还应当了解，在附图中说明的以及在随后的说明书中描述的具体的装置与流程都是仅仅是权利要求所定义的发明构思的示例性实施例。因此，与在此公布的实施例相关的具体尺寸和其他的物理特性并不能被认为是限制，除非在权利要求中另有清楚表述。另外，除非另有明确说明，应当了解在给定的方向内或沿着给定的方向或类似的延伸的特定的特征或组件的讨论并不意味着该特征或组件在这样的方向上遵循直线或轴线，或并不意味着其仅仅沿这样的方向延伸或在这样的平面上延伸而没有其它方向的组件或偏差，除非另有明确说明。

现在参照图1，说明了具有位于邻近仪表板12的安全气囊壳体10的汽车的内部。在说明的实施例中，安全气囊壳体10配置为在安全气囊模块与仪表盘或仪表板12的上表面邻近的“顶部安装”位置。根据另一实施例，安全气囊壳体10可以配置为在安全气囊壳体10位于邻近杂物箱的“前面安装”位置。另外或作为选择地，汽车可以具有适合在方向盘安全气囊模块14中使用的安全气囊模块。在不同的实施例中安全气囊模块可以位于车辆的其它地方。

参照图2和图3，安全气囊壳体10包含用于至少部分地包住或围绕安全气囊模块8的斜槽16和用于关闭斜槽16的开口顶端的斜槽门34。如上所述的壳体10可以设置在仪表板12或车辆的方向盘内，例如在两个组件的总成内的其中安全气囊模块8的安装。壳体10也包括可移动的斜槽门34或设置在斜槽16的开口40内或其上的门的形式的顶壁。例如聚氨酯泡沫或其它聚合物泡沫材料的泡沫层18沿着仪表板12的一部分延伸以便支撑和给包含仪表板12的外表面的基底20提供软接触的感觉。设置泡沫层18使得它的一部分位于斜槽16的斜槽门34之上，泡沫层18的剩余部分在凸缘30和仪表板12的内部支撑结构13(或至少它们的一部分)上向外延伸。泡沫层18和斜槽16的斜槽门34二者的形状大体上与仪表板基底20的形状相一致。

斜槽16也包括称作前壁24、后壁26以及从斜槽门34(或“斜槽顶部”)向下延伸的两个侧壁22、28的多个壁。多个壁22、24、26和28一起限定了斜槽16的内部38，并在其上端围绕斜槽16的开口40(也就是邻近斜槽门34)。前和后壁24、26的每个可以包括一些与相应数量的从安全气囊模块8延伸的安装钩(未说明)接合的窗孔44。窗孔44可以具有压力片32，压力片32抵靠插入的钩使接合连接端变紧，并阻止在车辆操作过程中在安全气囊展开之前在安全气囊容器和安全气囊斜槽16之间发生嘎嘎声。

正如所述，斜槽门34在开口40的至少一部分上延伸以便给在其上延伸的泡沫层18和基底20的该部分提供支撑。外凸缘30可以围绕开口40，并从靠近壁22、24、26和28的上端整体延伸。进一步地，斜槽门34可以稍微小于开口40以在安全气囊展开过程中(如下所述)提供空隙等，并可以从壁22、26和28、将斜槽门34在壁24处附接于斜槽16的铰链部36上分离使得通过弯曲铰链部36将斜槽门34相对于斜槽16打开。可供选择地，斜槽16和斜槽门34可以是具有在斜槽门34和壁22、26和28之间延伸的撕裂缝(例如薄的或其它变弱的边界区域)的全密封结构。更进一步地，可以通过在斜槽16(也就是斜槽门34和凸缘30之上)和泡沫层18的覆盖部之间安装的顶盖(未示出)相对于斜槽16密封斜槽门34。斜槽门34也可以包括一些孔44。可以设置这样的孔44减少斜槽门34的质量而不影响它的支撑或连接性能。

如上所述，铰链36在斜槽16的壁22、24、26或28中的一个与邻近该壁的斜槽门34的边缘46之间延伸以提供斜槽门34和斜槽16的柔韧连接。如图3所示，铰链36可以从前壁24的一部分延伸，并通过沿着邻近前壁24的斜槽门34的侧面42继续延伸到其中来与斜槽门34连接。铰链36可以随着斜槽16由单件材料整体形成，并且也可以进一步随着斜槽门34整体形成使得斜槽16、斜槽门34和铰链36是单件材料，该单件材料可以是有些柔韧的材料，例如聚合物材料，例如Dexflex^TM或其它在低温(至少到-30℃)展现出延展性水平和在高温(至少到90℃)展现出可接受的韧性的材料。也可以使用其它材料，例如TPO(热塑性烯烃)、TPE(热塑性弹性体)或TEO(热塑性弹性体烯烃)。正是这样材料的柔韧性使得斜槽门34在安全气囊展开过程中相对于斜槽16移动，这可以包括铰链36的弯曲以及斜槽门34的邻近部。

如图3和4所示，配置壳体10使得斜槽门34的后边缘46(其与斜槽16的邻近部分离)比斜槽门34的位于斜槽门34和铰链36之间的接合点(或转变部)处的前边缘42更靠近基底20。因此，斜槽门34可以包括转变部，或在前边缘42和升高的后边缘46之间的方向延伸的倾斜区域48。进一步地，通过倾斜区域48实现的延伸可以是后边缘46位于离凸缘30的距离比前边缘42离凸缘30的距离更远的位置这样的，基底20在凸缘30上被分隔为总体上相同的距离。在一示例中，可以设置前边缘42以便总体上与凸缘30对齐或在凸缘30上隔开达到3mm(+/-10％)。可以贯穿大约30％-60％之间的斜槽门34的总深度和可以进一步设置于邻近后边缘46的倾斜区域48可以是在斜槽门34之上设置的0-4mm的泡沫材料这样的。

斜槽延伸部50可以延伸到凸缘30之外以满足升高的后边缘46，并且可以逐渐减少以沿着侧壁22和28匹配倾斜区域48的角度。在壳体10全密封的变化中(例如进一步如上所述)，斜槽门34可以通过倾斜区域48和后边缘46的侧面沿着撕裂缝与斜槽延伸部50的上边缘连接。换句话说，后边缘46和斜槽延伸部50二者都可以设置在凸缘30之外以便比壳体10的剩余部分更加靠近基底20延伸。

如进一步所示，泡沫层18填充了仪表板支撑部13和在安全气囊模块8上延伸的壳体10的外部之间的(也就是凸缘30、斜槽门34和任何壳体10的其它邻近部之间的)空间。仪表板12的大部分——尤其是围绕壳体10的区域——配置为总体上平滑的、连续的形状，泡沫层18在其支撑的基底20的下方总体上具有总体上相同的厚度。泡沫层18在厚度上可以稍微变化来弥补支撑部13的不同特性或其中的缺陷和转变。在如图6和7所示的相关技术的示例中，显示了斜槽116的变化，其中仪表板134总体上与凸缘130和支撑部113的邻近部平齐延伸使得泡沫层118也在其上具有总体上一致的厚度。

如图1-6所示，并参照图3和4，在壳体10的本实施例中，尤其如上所述的具有带有向邻近斜槽延伸部50的升高的后边缘46的倾斜部48的斜槽门34的壳体10的结构，在后边缘46的区域减少泡沫层18的厚度，并且泡沫层18穿过沿着倾斜区域48设置的转变部。如图所示，由于泡沫层18的厚度减少，基底20构造为总体上一致的且并没有对倾斜区域48或升高的后边缘46和延伸部50的存在作出显著的(或视觉上显而易见的)回应，在那些区域与说明的泡沫层厚度基线相比，其由以总体上与前壁24垂直延伸的基线52的形式的参照线代表。在一实施例中，斜槽门34的后边缘46可以相对于基线52升高大约5mm(+/-10％)。这样的升高可以导致例如泡沫层18在覆盖边缘46和斜槽延伸部50的区域的厚度从大约9mm(例如在凸缘30上的区域测量的)减少至大约5mm-大约2mm之间(所有的尺寸+/-10％)。在所示的示例中，斜槽延伸部50也可以在基线52之上升高大约5mm-大约10mm之间(+/-10％)，并且可以具有大约5mm的厚度(+/-10％)。在另一实施例中，与后边缘46的相对的倾斜区域48的斜槽门34的一部分之上的厚度相比，例如在前边缘42之上，泡沫层18的厚度可以在后边缘46的区域至少减少大约50％，并且在另一实施例中在大约50％-大约80％之间。

斜槽门34(以及斜槽延伸部50的相应部分)可以配置为在后边缘46和倾斜区域48之间沿着部54总体上与后边缘46平齐延伸(也就是在总体上相同的升高位置内)。这样的结构可以例如增加比邻近凸缘30的泡沫层18的部分更薄的泡沫层18的部分。进一步地，相对于例如基线52的倾斜区域48的有角的放置导致泡沫层18的比后边缘46和斜槽延伸部50的区域延伸到更大区域的变薄区域56。在一示例中，泡沫层18的变薄区域56可以被认为是与前边缘42之上的泡沫层18的厚度相比具有小于70％厚度的厚度的泡沫层18的一部分。在所示的示例中，因此变薄区域56可以延伸至超过斜槽门34的30％的区域(并且在一个实施例中超过60％)。

与其它布置相比，泡沫层18在变薄区域56内的厚度的减少可以降低在安全气囊展开过程中安全气囊模块8使泡沫层18破裂(例如通过撕开或撕裂)所需的力的量。在图6和7的相关技术的示例中，显示了具有沿着仪表板134的周界部分的预减弱线170。如示例中所示，这可以通过在凸缘130之上延伸至泡沫层118的狭窄部中的唇状部172实现。这样的减弱线170可以是泡沫层118中的与具有例如大约2mm-4mm宽度的泡沫层18的剩余厚度相比例如被减少3mm-4mm的较薄的泡沫线。这样的预减弱线170的目的可以仅仅是提供可以撕开泡沫层118的指定线(例如与仪表板134的边缘对齐)，而实际上没有提供模块8实际上完成这种撕开所需要的力的显著降低。这可能是由于许多聚合物泡沫——例如聚氨酯——本质上是有弹性的这样的事实。这就意味着在撕开前泡沫将起初塑性变形拉伸至屈服应变或破裂应变。在屈服或破裂之前所需的应变的量与材料的体积有关，这包括邻近预减弱线的区域，因为那些区域将吸收部分开启力。

因此，在需要的破裂区域之外的区域例如包括变薄区域56的厚度的减少可以降低破裂泡沫层18所需的应变的量，这是因为降低了邻近预期破裂区域的总体积。因此，本发明的壳体10可以提供这样的设置：其中在安全气囊展开的过程中可以沿着斜槽门34的周界部分通过5％-50％之间的力将泡沫层18撕开，这小于厚度一致的或具有预减弱线的其它泡沫层所需要的力。在另一实施例中，力的减少可以少于大约10％-20％之间，在另一实施例中，少于15％-25％之间，或在另一实施例中，少于30％-50％之间。进一步地，通过从邻近后边缘46的变薄区域逐渐减小的泡沫层18，沿着覆盖斜槽16的侧壁22和24的泡沫层18的一部分可以实现破裂力的额外的降低。

当壳体10安装具有自己本身在斜槽门34的区域不会预减弱的基底20的仪表板12时，通过加入变薄区域56实现用于泡沫层18的撕开力的减少是有用的。另外，这样的壳体10和泡沫层18的伴随的变薄区域56可以导致在仪表板12中使用的安全气囊模块8的较低的展开力的要求或更快的整体展开时间，其中基底20是皮革的，这比仪表板中使用的其它聚合物更坚固或更难以有效地预减弱。更进一步，在包围后边缘46的区域中的泡沫层18的体积的减少可以降低存在的泡沫材料的量，并因而易于破碎。这样的破碎可以由泡沫层18的泡沫材料片在撕开过程中从中分离引起的，这是不受欢迎的。

图5和6说明了斜槽门34在安全气囊展开过程中的移动。如图5所示，一旦安全气囊62开始展开，通过展开安全气囊62施加给斜槽门34的下面的力会使得斜槽门34、以及泡沫层18的邻近部分和基底20弯曲，从而引起沿着与斜槽16分离的斜槽门34的一部分的应变。在所示的示例中，泡沫层18经受沿着位于斜槽门34的边缘46和斜槽延伸部50之间的位置58的应变，其通过从位置58以方向60向外延伸的泡沫层18的体积起作用。如上所述，通过加入变薄区域56实现这样的体积的减少可以降低加压给泡沫层18所需的力，引起其拉伸。

如图6所示，安全气囊62的继续展开使得泡沫层18被加压至在斜槽门34的边缘的整个区域(包括后边缘46)引起泡沫层18以及基底20撕开的破裂点。处于来自正在展开的安全气囊62的继续的压力下的至少部分破裂的泡沫层18和基底20使得斜槽门34至少通过旋转从开口40移开。这样的移动使得安全气囊62朝向乘客释放。在如上进一步所述的另一实施例中，斜槽门34可以通过整体形成于其中的可破裂的密封部或减弱部也与在斜槽门34和壁22、26和28的一部分之间的剩余部连接，如上所述，也可以在安全气囊展开过程中破裂使得斜槽门34打开，并且安全气囊朝向乘客打开。

本领域技术人员应当了解的是本发明所述的结构和其它组件不限于任何具体的材料。这里公开的本发明的其它示例性实施例可以由很多种材料形成，除非这里另有说明。

为了公开的目的，该术语“耦接”(以其所有形式，现在式，进行式，过去式等)通常意味着两个组件(电的或机械的)直接地或间接地相互连接。这样的连接可以在本质上为静态的或在本质上为可移动的。这样的连接可以通过两个组件(电的或机械的)和任何附加的中间部件来完成，并且该中间部件彼此或者与两个组件整合形成单一整体。除非另有表述，这种连接可以在本质上为永久的或在本质上为可移除的或可释放的。

同样重要的是要注意，在示例性实施例中所示的本发明的元件的结构和设置仅是说明性的。虽然在本公开中仅对本发明的少数实施例进行了详细描述，但本领域技术人员将很容易地领会，在未实质脱离所述主题的新颖教导和优势的情况下，多种修改是可行的(例如，各种元件的尺寸、规格、结构、形状和比例，参数值，安装配置，材料使用，颜色，取向等的变化)。例如，所示为一体成型的元件可以由多个部分构成，或所示为多个部分的元件可以一体成型，连接的操作可以被颠倒或以其他方式改变，系统的结构和/或部件或连接件或其他元件的长度或宽度可以被改变，在元件之间提供的调节位置的性质或数量可以被改变。应当注意的是，系统的元件和/或总成可以由多种材料中的任意种类构造，该材料提供足够强度和耐久度，为多种的颜色、质地和组合中的任意种类。相应地，所有这样的修改旨在被包括在本发明的范围内。在不脱离本发明的主旨的情况下，可以对所期望的和其他示例性实施例的设计、操作条件和设置做出其他的替换、修改、变化和删减。应当理解的是在没有脱离本发明的思想的情况下可以对上述结构作出改变和变化，进一步应当理解的是这样的思想试图被以下权利要求覆盖，除非这些权利要求通过它们的语言明确另外说明。

Claims (19)

1.一种安全气囊总成，包含：

壳体，包括：

限定开口的斜槽；以及

面板，其在第一端与斜槽连接，并且在开口之上延伸至与第一端相对的第二端，面板包括朝向其第二端的倾斜部使得第二端相对于第一端升高；

基底，其覆盖面板使得第二端比第一端更靠近基底；以及

从基底向面板延伸的泡沫层，所述泡沫层限定覆盖面板的倾斜部的变薄部。

2.根据权利要求1所述的安全气囊总成，其中面板的第二端通过远离从与斜槽的邻近部垂直的第一端延伸的参照线设置而相对于第一端升高。

3.根据权利要求1所述的安全气囊总成，其中：

壳体进一步包括从斜槽向外延伸的并包围开口的凸缘；以及

基底以总体一致的距离在凸缘上分隔。

4.根据权利要求3所述的安全气囊总成，其中面板的第二端离基底比离凸缘至少近50％。

5.根据权利要求1所述的安全气囊总成，其中泡沫层的变薄部沿面板延伸，贯穿在第二端和第一端之间的面板的总距离的大约30％-大约60％的距离，减缩部邻近面板的第二端。

6.根据权利要求1所述的安全气囊总成，其中壳体进一步包括在斜槽的一部分和面板的第二端之间延伸的延伸凸缘。

7.根据权利要求1所述的安全气囊总成，其中面板通过完整的铰链部与斜槽整体连接使得面板通过完整的铰链部的弯曲相对于斜槽可移动。

8.根据权利要求7所述的安全气囊总成，其中：

面板的第二端与斜槽分离；以及

面板相对于斜槽可移动使得完整的铰链的弯曲促进面板的第二端远离斜槽的移动。

9.一种车辆仪表板，包含：

基底；

安全气囊斜槽，其在基底下面具有在第一端处与其连接并延伸至第二端的面板；以及

泡沫层，其在基底和面板之间，并从面板第一端之上的第一厚度逐渐减少为面板的第二端之上的小于第一端厚度的50％的第二厚度；

其中面板包括邻近其第二端的倾斜区域使得面板朝向基底延伸使得泡沫层从第一厚度逐渐减少为第二厚度。

10.根据权利要求9所述的车辆仪表板，其中泡沫层从第一厚度逐渐减少为邻近第二端的锥形区域之上的第二厚度，并延伸至大约30％-60％的面板的第一和第二端之间的距离。

11.根据权利要求9所述的车辆仪表板，其中：

基底限定了仪表板的总体上平坦的外表面。

12.根据权利要求9所述的车辆仪表板：

进一步包括支撑部，安全气囊斜槽与支撑部耦接并且基底进一步覆盖支撑部；以及

其中泡沫层进一步大体上在第一厚度处在基底和支撑部之间延伸。

13.根据权利要求9所述的车辆仪表板，其中：

安全气囊斜槽和面板是安全气囊壳体的一部分，安全气囊壳体进一步包括从斜槽向外延伸并包围其开口的凸缘；以及

基底以总体一致的距离在凸缘上分隔。

14.根据权利要求9所述的车辆仪表板，其中面板通过完整的铰链部与斜槽整体连接使得通过弯曲完整的铰链部，面板相对于斜槽是可移动的。

15.一种安全气囊壳体，包含：

包括多个壁和限定开口的斜槽；

从斜槽向外延伸并总体上围绕开口的凸缘；

面板，其在邻近凸缘的第一端与其中一个壁耦接并在开口之上向与第一端相对的第二端延伸，面板限定了倾斜部以将第二端定位在凸缘之上的一定距离。

16.根据权利要求15所述的安全气囊壳体，其中：

第一端以与开口垂直的方向被定为在大约2mm之内邻近凸缘；

并且第二端在凸缘之上的距离至少为5mm。

17.根据权利要求15所述的安全气囊壳体，其中面板的倾斜部贯穿第二端和第一端之间的面板的总距离的大约30％-大约60％的距离，倾斜部邻近面板的第二端。

18.根据权利要求15所述的安全气囊壳体，其中壳体进一步包括在斜槽的一部分和面板的第二端之间延伸的延伸凸缘。

19.根据权利要求15所述的安全气囊壳体，其中面板通过完整的铰链部与斜槽整体耦接使得通过完整的铰链部的弯曲，面板相对于斜槽是可移动的。