CN106043198A - 具有通向隐蔽的缓冲区域的定向排气孔的主动垫 - Google Patents

Abstract

一种主动垫包括塑料装饰壁和塑料成型的气囊元件，该塑料装饰壁朝向乘客舱展开，该塑料成型的气囊元件通过热焊缝与装饰壁接合以形成充气腔。该气囊元件包括用于响应于充气气体而展开的至少一个大体上周向褶皱部。反作用元件接合到该气囊元件的中心区域以提供反作用表面。褶皱部具有设置为靠近该反作用元件的峰和在峰和焊缝之间的外侧带状部，该外侧带状部的至少一部分垂直地延伸到反作用元件。缓冲区域邻接外侧带状部在装饰壁和反作用元件之间形成。该褶皱部具有在外侧带状部中形成的排气开口，该排气开口提供用于充气气体从充气腔到缓冲区域的通畅路径。

Description

具有通向隐蔽的缓冲区域的定向排气孔的主动垫

技术领域

本发明总体上涉及用于机动车辆中乘员碰撞保护的主动垫，并且更具体地涉及一种用于安装在机动车辆中的乘客舱的内饰表面的主动垫。

背景技术

本发明总体上涉及用于机动车辆中乘员碰撞保护的主动垫，并且更具体地，涉及一种具有充气腔的主动垫，该充气腔由热焊接以形成密封的密封件的塑料壁板形成，其中一个壁是开口的，用于充气气体的可控释放。

主动垫是一种车辆乘员保护装置，该装置具有充气腔以在碰撞过程中吸收碰撞并且减少对乘员的伤害。相对于一充气就从各个开口后面显露出来的由各种织物制成的可展开的安全气囊垫，主动垫使用内饰表面(例如，仪表板、杂物箱、乘客门、或座椅靠背)本身来在碰撞事件开始时膨胀，用于吸收碰撞并且通过充气气体的作用来消散能量。通过引用并入本文的公告日期为2012年6月26日的美国专利8,205,909公开了一种集成到重量轻且视觉上有吸引力的杂物箱门中的主动膝垫。也通过引用并入本文的公告日期为2013年7月2日的美国专利8,474,868公开了一种典型的结构，其中主动垫包括前壁或装饰板，该前壁或装饰板面向车辆乘员并且沿着密封的周边附接到后壁或气囊元件。一个或两个壁是可变形的以便提供可膨胀的充气腔。例如，气囊元件可以具有在充气过程中拉直的褶状(即，手风琴状)区域。

用于主动垫的典型的气囊的前壁和后壁由成型热塑性塑料例如聚乙烯、聚烯烃、或聚氯乙烯(PVC)制成。它们通常是注射成型的但也可以吹塑成型。当单独形成时，前壁和后壁必须围绕它们的周边密封地接合以便形成充气腔。接合处必须是强有力的以抵抗由在充气过程中高充气压力造成的分离和当乘客碰撞垫时导致的分离。外围密封部通过例如热焊接形成。

已知的是，为了优化当乘员接触安全气囊或主动垫时能量的消散，充气气体应该被排放以允许使撞击的乘员安全减速的安全气囊的可控塌陷。通过引用并入本文的公告日期为2014年5月13日的美国专利8,720,943公开了一种用于提供可变排气流速的主动排气结构。

褶状气囊元件上的各种类型的结构和位置已被公开用于在充气期间以及在撞击的乘客加载期间排放充气气体。排气位置已被公开在气囊壁的中心平坦区域上、在气囊壁的褶状挡板区域中、以及在例如将气囊壁附接到反作用表面的焊接塔中。已经提出的是，排气孔可以被设置成1)靠近充气力的应力可能形成最大可能性的焊接故障的局部区域，或2)具有调节在垫的不同区域中提供的约束力的空间分布。因为将排气孔(一个或多个)定位成靠近热焊缝是合意的，所以常常选择最外侧的褶皱部用于排气位置。在气囊元件注射成型的情况下，最外侧的褶皱部上的用于排气的窗户开口已被定位在褶皱部的顶部(即，峰)，因为这有利于注射成型过程并且简化成型工具。然而，已发现的是，在一些情况下，在充气的初始阶段期间，所产生的气流并未提供预期的焊接应力的降低。

发明内容

在本发明的一个方面，一种主动垫安装在机动车辆中的乘客舱的内饰表面。塑料成型的前装饰壁在朝向乘客舱中的乘客的展开方向上展开。塑料成型的气囊元件沿着外周边通过热焊缝与该前壁接合以形成充气腔。该气囊元件包括邻近热焊缝的至少一个大体上周向褶皱部，该至少一个大体上周向褶皱部用于响应于充气气体注入到充气腔中而展开。反作用元件接合到该气囊元件的中心区域以提供用于气囊元件的膨胀的反作用表面。褶皱部具有靠近该反作用元件设置的峰并且具有该峰和热焊缝之间的外侧带状部，该外侧带状部的至少一部分垂直地延伸到反作用元件。缓冲区域邻接外侧带状部在前装饰壁和反作用元件之间形成。该褶皱部具有排气开口，该排气开口至少部分在外侧带状部中形成，提供用于充气气体从充气腔到缓冲区域的通畅路径。

附图说明

图1是一种类型的主动膝垫杂物箱门系统的向外看的分解的透视图，本发明可以应用于这种类型的主动膝垫杂物箱门系统；

图2是主动垫的充气腔总成的后部透视图；

图3是示出了现有技术主动垫总成的侧面剖视图；

图4是具有多个排气开口的气囊元件的后部平面图，多个排气开口分布在最外侧的褶皱部周围；

图5是边缘部分分离的主动杂物箱总成的后部透视图；

图6是包括排气开口的图5的一部分的放大图；

图7是示出了具有反作用表面的现有技术排气开口的界面的剖视图；

图8是示出了本发明的改进的排气开口的剖视图；

图9是根据一个实施例气囊元件中的排气开口的透视图；

图10是根据另一个实施例气囊元件中的排气开口的透视图；

图11是本发明的主动垫总成的局部分离侧视图；

图12是根据本发明的另一个实施例气囊元件和装饰板的后部透视图。

具体实施方式

现在参照图1，现有技术的主动膝垫系统10具有基板部件11，基板部件11形成垫的基础。基部11可以如图1所示通过与存储腔或杂物箱12铰接来附接到车辆，或安装到另一个结构，例如位于例如转向柱下方的仪表板支撑件。这样的位置容易接近乘坐在车辆内相应的就座位置中的各个乘客的膝盖。

在这种布置中，基部11是充当用于支撑充气腔的反作用表面的门内壁或内衬，该充气腔通过后(气囊)壁13和前(装饰)壁14形成，后(气囊)壁13和前(装饰)壁14围绕它们的周边15接合。壁13和14优选由模制塑料(例如热塑性聚烯烃(TPO))制成，并且通过塑料热焊接——例如热板或振动焊接——接合以形成围绕中心区域17的外围密封部，从而形成充气腔。充气气体源16被电子地控制，用于在碰撞过程中激活以释放气体来给垫充气。前壁14可以包含A级内饰表面，例如杂物箱门的外部，或者附加外皮或罩(未示出)可以应用于其外表面。

图2是用于主动垫的充气腔20的后视图。塑料成型的前壁或装饰板21覆在塑料成型的、可膨胀的后壁或气囊元件22上面。壁21和气囊元件22围绕封闭的周边区域通过热焊接凸缘23接合到装饰壁21的内表面，以便形成在壁21和气囊元件22之间具有开放中心体积的充气腔，该充气腔在碰撞事件期间接收来自充气机24的充气气体，充气机24安装在气囊元件22的凹部25中。气囊元件22包括多个褶皱部，例如26和27，以适应气囊元件22在充气期间的膨胀。褶皱部27是邻近焊接凸缘23的最外侧的褶皱部。多个附接塔(即，凸台)28从设置在挡板褶皱部26和27内的气囊元件22的中心区域突出。塔28用于将气囊元件22安装到反作用表面(未示出)。一对排气孔30和31在最外侧的褶皱部27的峰处穿透通过气囊元件22。

图3示出了气囊20当组装到反作用壁34上的剖视图。附接塔28可以热焊接到例如反作用壁34。挡板褶皱部27被窗户开口33穿透以提供排气孔。在由于充气气体被供应至气囊腔36中而导致的展开期间，前装饰壁21在朝向车辆的乘客舱中的乘客的展开方向35上展开。

图4示出了气囊元件40的另一个实施例，该气囊元件40具有沿着气囊元件40的周向边缘的外围焊接凸缘41。褶状挡板包括周向地设置在焊接凸缘41内的褶皱部42，褶皱部42在垫展开期间展开。多个排气开口43在褶皱部42中形成，因为紧密接近热焊缝提供降低焊缝上的应力的最佳能力。

图5示出了主动杂物箱总成45，该主动杂物箱总成45包括门内衬壁46，该门内衬壁46提供用于可充气垫的反作用表面并且其支撑储存箱47和闩锁48。前装饰壁50沿着焊接凸缘52附接到气囊元件51。最外侧的褶皱部53被设置成邻近凸缘52。气囊元件51的中心区域(未示出)被附接到门内壁/反作用表面46。

如图6所示，最外侧的褶皱部53包括紧密接近反作用壁46的峰54。褶皱部53的外侧带状部55在峰54和焊接凸缘52之间延伸使得外侧带状部55的至少一部分被定向为大体上垂直于反作用壁46，即，沿着气囊元件51的径向向外方向面向垫的侧面。在峰54中，褶皱部53包括现有技术排气开口56。如图7所示，用于充气气体通过排气开口56被排放的流动路径57被反作用壁46的紧密接近部分阻碍。因此，由于通过排气开口56的有效流速的降低，过大的充气气体压力可以沿着将凸缘52接合到装饰壁50的焊缝积聚。增大排气开口56的尺寸提高初始流速并且降低来自压力积聚的初始应力可能是不可取的，因为这将导致褶皱部53开始展开并且反作用壁46停止提供障碍之后流速太高。

如图8所示，本发明利用了通常存在于主动垫总成例如主动杂物箱门中的缓冲区域。因此，气囊元件60沿着焊接凸缘61被热焊接到装饰板50。气囊元件60具有最外侧的褶皱部，该最外侧的褶皱部具有面向缓冲区域65的外侧带状部62和面向反作用壁46的峰63。在装饰板50与反作用表面46之间的缓冲区域65限定一空间，该空间的体积大于最外侧的褶皱部的体积，并且可以围绕最外侧的褶皱部的总周长环形继续。最外侧的褶皱部中的排气开口64至少部分在峰63和焊接凸缘61之间的外侧带状部62中形成。排气开口64具有下部边缘67，下部边缘67邻近凸缘61并且在外侧带状部62中。从气囊元件60的内侧通过排气开口64直接进入缓冲区域65的排气路径66可用于充气气体。由于气囊元件60的侧面进入缓冲区域65的流动阻力较小，所以大部分初始气体流动(即，在褶皱部展开并且装饰壁50远离反作用壁46运动之前)是通向侧面。排气开口64的一部分可以仍然在峰63中形成(例如，为了便于成型)。峰63从装饰板50延伸高度h。近端边缘67更靠近装饰板50，优选在小于约三分之二h并且最优选约二分之一h的高度处。

图9是示出了排气开口64的透视图，该排气开口具有在峰63中形成的上部部分68和在外侧带状部62中的下部部分69。图9描绘了对现有的在峰中具有排气开口的气囊设计的改进。下部部分69具有选择以在缓冲区域的方向上提供所需流动系数的侧面到侧面的宽度。因此，下部部分69可以具有与上部部分68不同的宽度。通过下部部分69的侧面流动路径可以在充气的初始阶段期间占优势，因为它相对通畅。因此，由凸缘61形成的热焊缝上的应力根据需要被降低。

图10示出了排气开口70的替代实施例，该排气开口70具有远端边缘71、近端边缘72和内侧边缘73和74，导致开口具有均匀的宽度。近端边缘72位于外侧带状部62中以提供充气气体进入邻接外侧带状部62的缓冲区域的通畅路径。图11示出了形成缓冲区域65的装饰板50、反应壁46和排气开口70之间的空间关系。

图12示出了另外的实施例，其中气囊元件60包括在最外侧的褶皱部中形成的多个排气开口70、75、76和77，而每个排气开口的至少一部分部分在最外侧的褶皱部的外侧带状部中形成。这提供了充气气体从气囊元件60进入缓冲区域80的通畅路径。由于反作用壁46的杯形形状，缓冲区域80在气囊元件60的所有侧面上延伸。

通过降低通过排气开口(一个或多个)的流动阻力，本发明提高了整体焊接性能。此外，它改变排气开口的方向使在气囊元件逐步展开期间到反作用壁的排气流动的灵敏度减小。

Claims (6)

1.一种用于安装在机动车辆中的乘客舱的内饰表面的主动垫，包含：

塑料成型的前装饰壁，所述塑料成型的前装饰壁用于朝向所述乘客舱中的乘客展开；

塑料成型的气囊元件，所述塑料成型的气囊元件沿着外周边通过热焊缝与所述装饰壁接合以形成充气腔，其中所述气囊元件包括邻近所述焊缝的至少一个大体上周向褶皱部，所述至少一个大体上周向褶皱部用于响应于充气气体注入到所述充气腔中而展开；以及

反作用元件，所述反作用元件接合到所述气囊元件的中心区域以提供用于所述气囊元件的膨胀的反作用表面；

其中所述褶皱部具有靠近所述反作用元件设置的峰并且在所述峰和所述热焊缝之间具有外侧带状部，所述外侧带状部的至少一部分垂直地延伸到所述反作用元件，其中缓冲区域邻接所述外侧带状部在所述装饰壁和所述反作用元件之间形成，并且其中所述褶皱部具有排气开口，所述排气开口至少部分在所述外侧带状部中形成，提供用于充气气体从所述充气腔到所述缓冲区域的通畅路径。

2.根据权利要求1所述的主动垫，其中所述排气开口在所述外侧带状部和所述峰中形成。

3.根据权利要求1所述的主动垫，其中所述峰距离所述前装饰壁预定高度，并且其中所述排气开口具有近端边缘，所述近端边缘位于距离所述前装饰壁小于所述预定高度的三分之二的预定距离处。

4.根据权利要求1所述的主动垫，其中所述预定距离是所述预定高度的约二分之一。

5.根据权利要求1所述的主动垫，其中所述褶皱部具有多个排气开口，每个排气开口至少部分在所述外侧带状部中形成并且提供用于充气气体从所述充气腔到所述缓冲区域的各自的通畅路径。

6.一种用于主动垫的气囊，包含：

装饰壁；以及

褶状气囊元件，所述褶状气囊元件通过焊缝密封到所述装饰壁；

其中最外侧的褶皱部具有峰和外侧带状部，其中缓冲区域邻接所述外侧带状部在装饰壁腔中形成，并且其中所述褶皱部具有在所述外侧带状部中形成的排气孔，所述排气孔提供用于将充气气体排放到所述缓冲区域中的通畅路径。