CN1693119A - 充气器 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆乘员的保护装置，包括：一个气囊，设置成沿着车辆的内侧膨胀；一个细长的充气器，包括一个在车辆的纵向沿着车辆内侧延伸的管；管上的一些开口，设置成使得膨胀气体能够进入并膨胀气囊。

Description

充气器
相关申请的交叉引用
本申请要求2004年5月4日提交的美国临时申请No.60/567,653的优先权。
技术领域
本发明涉及一种用于保护车辆乘员的保护缓冲垫的膨胀装置。更具体而言，本发明涉及一种用于为缓冲垫提供膨胀气体的膨胀装置，在正常状态下，缓冲垫折叠起来并且沿着车厢侧面的上角部放置，如果发生车辆侧面冲击碰撞或翻倒，缓冲垫就膨胀成帘形以膨胀到侧门和B立柱的车窗上。
背景技术
安装在车辆例如汽车中的气囊装置通常包括气体发生器或充气器。充气器运行以膨胀气囊，气囊设置成用来在车辆发生紧急情况例如碰撞时保护乘客身体。
气囊的特性在很大程度上取决于充气器。例如，充气器的位置可能使得气囊的各部分以不同速率膨胀。通常，位于最接近充气器的气囊部分会比位于远离充气器的气囊部分膨胀得快。从而，在检测到紧急情况后，气囊的特定部分可能需要更多时间来达到足以保护车辆中乘员的膨胀状态。
另外，坐在靠近车辆侧面的乘客在侧面冲击时比他们在车辆前面冲击的情况下更接近碰撞点。因此，当车辆发生侧面冲击碰撞时气囊的迅速完全膨胀的重要性变高了。
发明内容
本发明的目的在于解决这些和其它问题中的至少一个问题。
根据本发明的一个实施例，一种用于车辆乘员的保护装置包括：一个气囊，设置成沿着车辆的内侧膨胀；一个细长的充气器，包括一个在车辆的纵向沿着车辆内侧延伸的管；和管上的多个开口，设置成使得膨胀气体能够进入并膨胀气囊，其中充气器每米长度的开口数目在大约20与大约100个之间。
根据本发明的另一个实施例，一种用于车辆乘员的保护装置包括：一个气囊，设置成沿着车辆的内侧膨胀；和一个细长的充气器，包括一个在车辆的纵向沿着车辆内侧延伸的管，其中管长与气囊长度的比率在大约0.7与大约1.0之间。
根据本发明的另一个实施例，一种用于车辆乘员的保护装置包括：一个气囊，设置成沿着车辆的内侧膨胀；一个细长的充气器，包括一个在车辆的纵向沿着车辆内侧延伸的管；和管上的多个开口，设置成使得膨胀气体能够进入并膨胀气囊，其中管的横截面积与这些开口中一个开口的面积的比率在大约2与大约20之间。
根据本发明的另一个实施例，一种用于车辆乘员的保护装置包括：一个气囊，设置成沿着车辆的内侧膨胀；一个细长的充气器，包括一个在车辆的纵向沿着车辆内侧延伸的管；和管上的多个开口，设置成使得膨胀气体能够进入并膨胀气囊，其中这些开口中一个开口的面积与管长的比率在大约0.01mm2/mm与大约0.04mm2/mm之间。
根据本发明的另一个实施例，一种用于车辆乘员的保护装置包括：一个气囊，设置成沿着车辆的内侧膨胀；和一个细长的充气器，包括一个在车辆的纵向和侧向中的一个方向上沿着车辆内侧延伸的管，其中在纵向和侧向中的所述一个方向上充气器长度与车辆长度的比率在大约0.6与1.0之间。
附图说明
通过下面的描述、所附权利要求和附图中示出的所附示意性实施例，本发明的这些和其它特征、方面以及优点将变得明显，下面简要描述附图。
图1是根据本发明一个示意性实施例的充气器的剖视侧视图。
图2是根据本发明一个实施例的乘员保护装置的侧视图。
图3是根据本发明一个实施例的管的一部分的剖视图。
图4是根据本发明另一个实施例的管的一部分的剖视图。
图5是根据本发明一个示意性实施例的管的剖视侧视图。
图6是根据本发明一个实施例的充气器和气囊的侧视图。
图7是根据本发明一个实施例的充气器的局部侧视图。
图8是根据本发明一个实施例的充气器的侧视图。
图9a-9c示出了各种构造的与汽车连接的级联式充气器。
具体实施方式
以下将参考附图描述本发明的实施例。
根据本发明的一个实施例，提供一种充气器。如图1所示，充气器包括具有多个开口110的管100。管100包括充满惰性气体的内腔150。惰性气体可以包括例如氩或氦。惰性气体可以通过进气口120充入管100。在气体充入管100后，可以用例如球焊130密封进气口120。因此，在启动之前充气器充满压缩气体。
管100包括两个端部140。管100的每个端部140都包含膨胀装置200。膨胀装置200包括触发器或启动器210以及助推器盖体220。盖体220覆盖触发器210并且包含助推推进剂230。用填隙材料145密封管的每个端部140。触发器210包括伸出管100外的部分，该部分以可操作的方式连接到控制电路上，当确定即将发生涉及相关车辆的碰撞时，控制电路向触发器发送触发信号。
在充气器启动之前，每个开口110都是密封的。根据本发明的一个示意性实施例，用密封件115封闭开口110。密封件115构造成当惰性气体的压力达到预定水平时即破裂或破碎。密封件115可以包括胶带或其它类似的薄膜。或者如图3所示，开口110可以形成为管100的壁的局部穿孔113。例如，管100可以由不锈的材料形成，并且可以用冲头部分地刺入管100的壁以形成弱化部分，当位于管中的惰性气体的压力达到预定水平时弱化部分就破裂。
如上所述，管100可以由不锈钢或具有足够强度来容纳压缩气体的其它材料形成。根据本发明的一个优选实施例，管100可以弯曲以适应包含充气器在内的气囊的形状。但是，例如如图4所示，如果气囊包含大致笔直的上部，管100可以沿着基本笔直的线延伸。
如图2所示，充气器可以设置在气囊300内部用来保护车辆中的乘员。在本发明的优选实施例中，气囊300构造为沿着车辆的侧面膨胀。如图2所示，气囊可以从A立柱410起延伸覆盖B立柱420并到达C立柱430。气囊300可以包括多个隔间或部分310。每个膨胀气体流出开口110可以和隔间310对齐。另外，如图2所示，管100的形状可以是弯曲的以适应气囊300上部的形状。
在操作中，通过由传感器例如加速度型碰撞传感器响应传感器检测到涉及本车辆的碰撞即将发生而产生的信号来触发启动器210。在触发启动器210后，助推推进剂230触发从而产生使盖体220破裂的排放气并且升高管100内所含惰性气体的压力。惰性气体的压力升高从而使得流出开口110解除密封，使得气体能够从充气器逸入气囊300。当气体离开管100并且进入气囊300时，气囊300迅速地沿着车厢的侧面均匀展开并且覆盖车辆的立柱410、420、430。
由于例如管100的弱化部分113失效(图3)或由于密封件115失效(图4)可能会出现产生经过开口110的流动通道的情况。开口110构造成使得能够预先确定使密封件破裂并且产生开口110所需的气体压力。
如图3和4所示，气体流出开口110可以设置在沿着管100外部的各个位置处。开口110在多个位置处的设置可以使得一部分或全部气囊300更快地膨胀。例如，在图6示出的实施例中，相邻开口之间的长度L3可以在10mm与20mm之间，优选约为15mm。
从以上的描述显而易见，提供沿着气囊300的大致整个长度的充气器使得气囊能够迅速均匀地膨胀从而给车辆的乘员提供增强的保护。
本发明还包括一个包含作为所存储气体的替代物的气体发生剂或推进剂的充气器的实施例。而根据另一个实施例，充气器可以包含作为气囊的压缩空气源的分解型材料。
如图5所示，根据本发明的另一个实施例，管100可以包含气体发生剂或推进剂500。充气器也可以包含放置在管100一端的标准触发器200或启动器组件。触发器200接收来自点火电路或控制器的信号以便启动对充气器的操作。
推进剂包或气体发生剂500可以遍及管100的所有、大部分或全部长度，从而一旦触发推进剂500时有利于大致均匀的气体发生。在充气器长度上的均匀的气体发生是理想的，这样使得气囊300均匀膨胀。一旦触发推进剂500，所述多个气体出口110与气囊流体连通，从而在气囊的长度上提供持续均匀的膨胀。推进剂材料可以选自已知的传统推进剂，例如美国专利申请公开2001/0045735 A1中所披露的推进剂。
对于上述气囊的实施例，本发明包括特定的优选参数。选择这些参数以确保气囊的适当快速均匀膨胀以及必要时气囊的持续膨胀。
例如，现在参考图6，可以根据帘式侧气囊300的长度L2仔细选择充气管100的长度L1。如上所述，管100可以是弯曲的或直的。长度L1对应于沿着管100的几何中心纵向测量时管100的长度。如图6所示，沿着展开的侧帘300的底沿测量气囊300的长度L2。根据本发明的一个实施例，充气管长度与气囊长度的比率L1/L2在大约0.7与大约1.0之间。根据本发明的另一个实施例，比率L1/L2在大约0.75与大约0.95之间。根据本发明的另一个实施例，比率L1/L2在大约0.80与大约0.90之间。根据本发明的另一个实施例，比率L1/L2约为0.85。在一个实施例中，管100的长度L1在大约1.0与3.0mm之间，并且优选在大约1.2与1.4mm之间，优选约为1.3mm，或者优选在大约2.4与2.6mm之间，优选约为2.5mm。
通过示例，能够根据充气管100的长度L1确定开口或孔110的数目。根据一个优选实施例，设置开口110使得沿着充气管100的长度大约每米有10个开口。根据本发明的另一个实施例，每米管长的开口数目在20与100之间，优选在每米50与80个之间，优选为约每米70个。孔110的大小也优选使得开口110的面积约为40mm2，例如孔110是一个直径为7mm的圆，但是开口110的面积可以在从10mm2到100mm2的范围内。但是，如下所述，开口的大小可以根据充气器的其它参数而变化。
提高气囊性能和可靠性的另一个重要参数是相对于管100大小的开口110大小(即长度和横截面积)。例如，每个开口110的大小选为相对于充气管100的横截面积A2具有预定大小的横截面积A1。如图7所示，开口110的横截面积A1对应于管100并不存在以便容纳开口110的部分的表面积。如图7所示，还根据大致与管的纵向垂直的横截面来确定管100的横截面积A2。根据本发明的一个实施例，管100的横截面积A2与开口110的横截面积A1的比率在大约20.0与大约2.0之间。根据另一个实施例，比率A2/A1在大约16.0与大约10.0之间。根据另一个实施例，比率A2/A1约为13.0。
根据本发明的另一个实施例，选择充气管100与开口110从而预先确定开口110的大小A1与管100的长度L1的比率。例如，横截面积与管长的比率A1/L1在大约0.01mm2/mm与大约0.04mm2/mm之间。根据另一个实施例，比率A1/L1在大约0.02mm2/mm与大约0.03mm2/mm之间。根据另一个实施例，比率A1/L1约为0.025mm2/mm。
现在参考图9a到9c，本发明还包括一个用于覆盖大约60％到100％车辆长度的气囊的级联式充气器。图9a所示的充气器具有管长X，充气器在汽车内部或外部与汽车连接(两种实施例都已示出)，汽车具有长度Y。在一个优选实施例中，充气器长度X与汽车长度Y的比率在大约60％与大约100％之间，优选在大约70％与大约90％之间，更优选约为80％。在图9a中，构造与放置充气器以沿着汽车的侧面膨胀气囊。图9b示出了气囊的级联式充气器的另一个实施例，该级联式充气器构造成沿着汽车的前面膨胀气囊，图9c示出了气囊的级联式充气器的另一个实施例，该级联式充气器构造成沿着汽车的后面膨胀气囊。
WO 00/32447披露了一种使用多个气囊和安全带的充气器。美国专利申请公开2001/0045735 A1披露了一种细长的充气器。这里把上述两个文件全部引入作为参考。本发明的范围包括给上述文件中披露的充气器提供上述的附加改进和优点。
给定本发明的公开内容，本领域技术人员会认识到在本发明的范围和精神内可以有其它实施例和改进。相应地，将包含本领域技术人员根据本公开内容可得到的在本发明的范围和精神内的所有改进作为本发明进一步的实施例。本发明的范围将如权利要求所提出的那样限定。

Claims (9)

1.一种用于车辆乘员的保护装置，包括：
一个气囊，设置成沿着车辆的内侧膨胀；
一个细长的充气器，包括一个在车辆的纵向沿着车辆内侧延伸的预增压管；和
管上的多个开口，设置成使得膨胀气体能够进入并膨胀气囊，
其中充气器每米长度的开口数目在大约20与大约100个之间。
2.如权利要求1所述的保护装置，其中充气器长度在大约1.0与大约3.0米之间。
3.如权利要求1所述的保护装置，其中至少一个所述开口具有在大约10与大约100mm2之间的面积。
4.如权利要求1所述的保护装置，其中开口用薄膜密封。
5.一种用于车辆乘员的保护装置，包括：
一个气囊，设置成沿着车辆的内侧膨胀；
一个细长的充气器，包括一个在车辆的纵向沿着车辆内侧延伸的管；和
管上的多个开口，设置成使得膨胀气体能够进入并膨胀气囊，其中这些开口包括具有弱化部分的局部穿孔，这些弱化部分构造为当管内部的压力超过预定阈值时破裂；并且
其中充气器每米长度的开口数目在大约20与大约100个之间。
6.一种用于车辆乘员的保护装置，包括：
一个气囊，设置成沿着车辆的内侧膨胀；和
一个细长的充气器，包括一个在车辆的纵向沿着车辆内侧延伸的管，
其中管长与气囊长度的比率在大约0.7与大约1.0之间。
7.一种用于车辆乘员的保护装置，包括：
一个气囊，设置成沿着车辆的内侧膨胀；
一个细长的充气器，包括一个在车辆的纵向沿着车辆内侧延伸的管；和
管上的多个开口，设置成使得膨胀气体能够进入并膨胀气囊，
其中管的横截面积与这些开口中一个开口的面积的比率在大约2与大约20之间。
8.一种用于车辆乘员的保护装置，包括：
一个气囊，设置成沿着车辆的内侧膨胀；
一个细长的充气器，包括一个在车辆的纵向沿着车辆内侧延伸的管；和
管上的多个开口，设置成使得膨胀气体能够进入并膨胀气囊，
其中这些开口中一个开口的面积与管长的比率在大约0.01mm2/mm与大约0.04mm2/mm之间。
9.一种用于车辆乘员的保护装置，包括：
一个气囊，设置成沿着车辆的内侧膨胀；和
一个细长的充气器，包括一个在车辆的纵向和侧向中的一个方向上沿着车辆内侧延伸的管；
其中在纵向和侧向中的所述一个方向上所述充气器长度与所述车辆长度的比率在大约0.6与大约1.0之间。
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