CN203111108U - 主动式气囊 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种在机动车辆的碰撞事件期间用于保护乘客的主动式气囊，该气囊包括形成可充气的气腔的后壁和前壁。在中央区域提供易断的撕裂肋以限制膨胀使得在撕裂肋扯断之前周围的区域朝乘客膨胀更大的距离而在充气期间提供轮廓形状使乘客受撞击的部位偏向中央区域。在预定量的充气之后分离撕裂肋，以提供中央区域中的缓冲。本实用新型的有益效果在于，通过采用撕裂肋，可以使乘客受撞击的部位偏向中央区域并且向乘客受撞击的部位提供缓冲。

Description

主动式气囊
技术领域
本实用新型总体上涉及机动车辆中用于乘客碰撞保护的主动式气囊，更具体地，涉及防止受撞击的乘客从主动式气囊滑开而不是通过该气囊来缓冲乘客。
背景技术
主动式气囊是一种具有可充气的气腔以在碰撞期间吸收撞击并减少乘客损伤的车辆乘客保护装置。与通过多个开口而展开气囊垫相比，主动式气囊在碰撞事件初期使用内饰表面自身来膨胀以通过膨胀气体的动作来吸收撞击并耗散能量。共同申请的美国专利申请US2011/0316300A1(申请日为2010年6月26日，标题为“Active Knee Bolster for Automotive Vehicle”)公开了一种集成到杂物箱的门中、重量轻并且视觉效果好的主动式膝部气囊，在此作为参考将其全文合并入本文。
在典型结构中，主动式气囊包括面向车辆乘客并且沿密封边缘连接至后壁或面板的前壁或面板。这些壁中的一个或者两个是可变形的，以提供可充气的腔。这些壁在它们处于未充气状况时被初始地隔开。这允许膨胀气体以实现在面板上均匀充气的方式进入。
典型的主动式气囊的前壁和后壁均由模制的热塑性塑料组成，诸如聚乙烯、聚烯烃或聚氯乙烯(PVC)。它们可采用吹塑成型或者注塑成型。由于具有隔开的壁，“面板凹陷(oil-canning)”效应可能成为问题。面板凹陷是平板在垂直于其平面的方向上的凸起和凹陷。除了产生类似于鼓声的噪音，面板凹陷是不期望的，因为它使人感觉缺乏结构上的质量或完整性。此外，车辆运转期间的振动可能会集中在气囊处，从而产生额外的噪音。如共同申请的美国申请公开US2011/0316300A1公开的，气腔壁的内部区域可包含多个互连机构以提高刚性并避免面板凹陷。由于在充气期间前壁远离后部或后壁移动，所以壁之间的互连机构必须在充气期间扯断或分离。如之前所公开的，壁之间的互连被制造得足够结实以避免面板凹陷同时也足够脆弱以避免妨碍或者减慢充气的任何部分。
由于通过气囊的前壁和后壁形成的典型气腔相对较平并且通过保持完好的密封沿边缘接合，因此在气腔的中央处产生了高于边缘处产生的膨胀量(即，缓冲表面朝乘客移动)。因此，如果主要的撞击出现在边缘处，则充气腔的边缘发生倾斜使得乘客受撞击的身体可能倾向于从气囊滑开。为了避免这个问题，主动式气囊的总覆盖面积(例如宽度)要制造得足够大以基于乘客潜在的尺寸和位置而将所有预期的撞击点包含在气囊的边缘内。然而，额外的气囊尺寸增加其成本并且限制可设计到机动车内饰中的造型和外观。
实用新型内容
针对现有技术中存在的主要的撞击出现在边缘处时充气腔的边缘发生倾斜使得乘客受撞击的身体可能从气囊滑开的问题，本实用新型提供了一种用于在碰撞事件期间保护机动车辆中乘客的主动式气囊。
在本实用新型的一个方面中，提供了一种用于在碰撞事件期间保护机动车辆中乘客的主动式气囊。后壁抵靠车辆的钢性结构而安装。前壁覆盖在后壁上并形成车辆的内饰件。后壁具有面向前壁的第一表面，而前壁具有面向后壁的第二表面。后壁和前壁由模塑部件组成，并且后壁和前壁沿边缘四周接合以形成在第一和第二表面之间具有初始开放空间的可充气的气腔。后壁形成有沿边缘设置的至少一个褶皱，其中褶皱在对气腔进行充气期间展开以允许前壁朝乘客膨胀。前壁包括多个撕裂肋(tear rib)，撕裂肋从第二表面的中央区域延伸并以在气腔的预定充气量之后扯断的方式接合至后壁的第一表面。撕裂肋相对于前壁在中央区域和没有撕裂肋的边缘之间的周边区域限制中央区域处的膨胀，使得在预定充气量之前周围的边缘区域朝乘客膨胀更大的距离，从而在充气期间产生使乘客受撞击的部位朝中央区域偏斜的轮廓(contoured)形状。在预定的充气量之后撕裂肋与后壁分离，使得中央区域膨胀以向乘客受撞击的部位提供缓冲。
根据本实用新型的一个实施例，后壁和前壁由柔性塑性材料组成，并且撕裂肋包含用于将撕裂肋易断地连接至后壁的焊缝。
根据本实用新型的一个实施例，焊缝由振动焊接形成。
根据本实用新型的一个实施例，每个撕裂肋都基本上沿垂直方向延伸，在扯断后向中央区域的垂直弯曲提供比水平弯曲更低的阻力。
根据本实用新型的一个实施例，气囊是主动式膝部气囊，并且其中轮廓形状在中央区域和边缘之间提供一对膝部捕获区域。
根据本实用新型的一个实施例，后壁和前壁通过注塑而成型。
根据本实用新型的一个实施例，后壁和前壁通过密封焊接沿边缘四周接合。
根据本实用新型，提供一种主动式气囊，包含：后壁；与后壁形成可充气的气腔的前壁；中央区域中用于限制膨胀的易断的撕裂肋，在撕裂肋扯断之前周围的区域朝乘客膨胀更大的距离使得在充气期间提供使乘客受撞击的部位偏向中央区域的轮廓形状，在预定的充气量之后分离撕裂肋。
本实用新型的有益效果在于，通过采用撕裂肋，可以使乘客受撞击的部位偏向中央区域并且向乘客受撞击的部位提供缓冲。
附图说明
图1是现有技术中用于形成气腔的后壁的内表面的平面图；
图2是现有技术中反面板凹陷(anti-oil-canning)接合点分离之后前壁和后壁的侧面横断面；
图3是现有技术中气囊的正视图，示出了在气囊中均匀设置的反面板凹陷接合点的布置；
图4示出了现有技术中用于提供反面板凹陷接合点的交叉块的定位；
图5A和5B是现有技术中分别在充气之前和充气期间的主动式气囊的水平横断面；
图6A是本实用新型主动式气囊在充气之前的水平横断面，而图6B和图6C示出了了充气期间的主动式气囊；
图7是本实用新型一个实施例的前壁内侧的立体图。
具体实施方式
现在参考图1，从其面向前方的一侧(即内侧)示出用于形成半个可充气气腔的现有技术中的基壁或后壁10。固定件11容纳包含有压缩充气气体的罐(未显示)。在后壁10的边缘四周提供环状肋12用于焊接至前壁(未显示)以在壁之间形成气密的充气腔。2011年4月19日提交的标题为“Active Bolster With Hermetic Seal”的共同申请的美国专利申请序列号13/089401公开了这样的气密封，在此作为参考引入其全文。如共同申请US2011/0316300A1所描述的，突起13从后壁10延伸，用于通过易断连接与前壁连接以提供稳定性并避免面板凹陷。图2示出了气腔充气后的后壁10和前壁15。在充气期间突起13和前壁15之间的易断焊缝连接已经被扯断以使表面16与前壁15分离。现有技术中创建的易断焊缝的强度已经足够脆弱使得在其对前壁15的展开形状产生任何变化之前就扯断，因为仅需要互连结构在向气腔充气之前防止面板凹陷或其它移动。
图3和4示出了于2011年3月20日提交的标题为“Active Bolster withInternal Tear Joints”的共同申请美国申请第13/075294号中公开的使用前壁和后壁之间的易断连接以防止面板凹陷的另一种现有技术，作为参考在此引用其全文。具有前壁和后壁的气囊20沿焊接边缘21四周接合。多个内部撕裂接合点22中的每一个都由从每个壁延伸的相匹配的一对直立块组成。在每一对中，横向定向的块23和24在其面积仅是块的尺寸的一部分的交叉点25处相交。在交叉点25处形成焊缝。以实现展开前在压缩力下基本防止前壁弯曲的期望保持力并在气腔充气期间允许撕裂接合点在拉力下分离而不影响气腔的形状或膨胀正时的方式，通过设计可以容易地控制撕裂接合点22的间距以及每个对应焊接区域的尺寸。
图5A和5B示出了常规主动式气囊的膨胀。甚至在存在反面板凹陷接合点(未显示)的情况下也产生膨胀。前壁30和后壁31通过气密封32(比如焊接)沿其周边接合。壁30和31可以注塑成型。后壁31包括多个褶皱33和34，当由于从气罐35释放压缩气体而发生充气时这些褶皱允许朝车辆乘客的方向膨胀。膨胀前壁30和31之间存在初始的开放空间或腔室36(图5A)。如图5B显示的充气期间，在气囊的中央区域处的膨胀距离37大于中央区域和边缘之间的周边区域处的膨胀距离38。不同的膨胀在前壁30上产生了倾斜表面39。如果在撞击事件期间膝部40朝前移动，那么并不能获得完全的缓冲效果，膝部40可能从前壁30滑开。
本实用新型利用纵向延伸的撕裂肋，其需要比现有面板凹陷接合点更大的撕裂力以如图6A-6C所示在膨胀期间产生轮廓形状并且在撞击期间捕获乘客。前壁45与后壁46通过焊缝47沿它们的边缘四周接合以构建腔室48。多个撕裂肋50在中央区域中从前壁45的内表面51朝后壁46的内表面52延伸。撕裂肋50以仅在发生气腔预定的充气量后扯断的方式接合至后壁46的表面52。通过控制撕裂肋50的接触面积和连接的细节而预先调整需要的保持力。例如，当使用塑焊(例如振动焊接或热板焊接)时，可以控制熔化的程度和/或渗透的深度以及接触面积以实现期望的力。还可使用粘合剂将撕裂肋50接合至后壁46，基于其粘合强度而选择特定的粘合剂。
在图6A所示的初始展开前的状态中，其中附图标号53为气罐，后壁46包括褶皱54和55而前壁51取决于车辆内饰表面的造型而可以是平整的或平滑地弯曲。当如图6B所示充气开始时，腔室48膨胀并且褶皱54和55开始伸展。前壁50的边缘朝乘客膨胀，但是撕裂肋50相对侧的中央区域57和58还没有膨胀，因为还没有出现预定的充气量。一旦达到预定的充气量，如图6C所示，撕裂肋50与后壁46分离并且腔室48开始在中央区域60膨胀。因此，在乘客受到撞击时包括中央区域60在内的前壁50的全部正面提供了缓冲。然而，由于周围的边缘区域最初朝乘客膨胀更大的距离，所以至少在一部分充气时间期间出现的轮廓形状使得中央区域60内的倾斜表面61和62趋向于将乘客(例如膝部40)带向气囊的中央。乘客受撞击的部位偏向中央区域60，使得向乘客施加气囊的缓冲效果。
如图7所示，撕裂肋50在中央区域纵向延伸。对称设置的肋50a-50f优选地总体上垂直延伸并且总体上彼此相平行。它们还可包括总体上与一对膝部撞击区域64和65同心的轻微曲率。由于它们总体上垂直的方向，在撕裂后肋50a-50f对中央区域的垂直弯曲提供了比水平弯曲更小的阻力。因此，在撕裂肋50分离后中央区域的中央凹陷维持更长的时间，从而提供对膝部更好的捕获。
如肋50a-50e所示，撕裂肋50可以是连续平整的。沿肋的长度方向还可以是其它的形状或轮廓，诸如牙形肋50f。沿肋的不同部分使用不同的轮廓提供额外的自由度来控制充气期间的撕裂阻力及因此产生的轮廓形状。

Claims (8)

1.一种主动式气囊，用于在碰撞事件期间保护机动车辆中的乘客，其特征在于，所述主动式气囊包括：
抵靠车辆的刚性结构安装的后壁；以及
覆盖在所述后壁上并形成所述车辆的内饰件的前壁；
其中，所述后壁具有面向所述前壁的第一表面，并且所述前壁具有面向所述后壁的第二表面；
其中，所述后壁和前壁由模塑部件组成，所述后壁和所述前壁沿边缘四周接合以形成在所述第一表面和第二表面之间具有初始开放空间的可充气的气腔；
其中，所述后壁形成有沿所述边缘设置的至少一个褶皱，所述褶皱在所述气腔进行充气期间展开以允许所述前壁朝向所述乘客膨胀；
其中，所述前壁包括从所述第二表面的中央区域延伸并且以所述气腔具有预定充气量之后撕裂的方式接合至所述后壁的所述第一表面的多个撕裂肋；
其中，所述撕裂肋相对于所述前壁在所述中央区域和没有任何撕裂肋的所述边缘之间的周边区域限制所述中央区域处的膨胀，使得所述周边区域在所述预定充气量之前朝所述乘客膨胀更大的距离，从而在充气期间产生使乘客受撞击的部位偏向所述中央区域的轮廓形状；并且
其中，在所述预定充气量之后所述撕裂肋与所述后壁分离，使得所述中央区域膨胀以向所述乘客受撞击的所述部位提供缓冲。
2.根据权利要求1所述的主动式气囊，其特征在于，所述后壁和前壁由柔性塑性材料组成，并且所述撕裂肋包含用于将所述撕裂肋易断地连接至所述后壁的焊缝。
3.根据权利要求2所述的主动式气囊，其特征在于，所述焊缝由振动焊接形成。
4.根据权利要求1所述的主动式气囊，其特征在于，每个撕裂肋都基本沿垂直方向延伸，并且在扯断后向所述中央区域的垂直弯曲提供比水平弯曲低的阻力。
5.根据权利要求1所述的主动式气囊，其特征在于，所述气囊是主动式膝部气囊，并且所述轮廓形状在所述中央区域和所述边缘之间提供一对膝部捕获区域。
6.根据权利要求1所述的主动式气囊，其特征在于，所述后壁和前壁通过注塑而成型。
7.根据权利要求1所述的主动式气囊，其特征在于，所述后壁和前壁通过密封焊接沿所述边缘四周接合。
8.一种主动式气囊，其特征在于，所述主动式气囊包括：
后壁；
与所述后壁形成可充气的气腔的前壁；
中央区域中用于限制膨胀的易断的撕裂肋，在所述撕裂肋扯断之前周围的区域朝乘客膨胀更大的距离使得在充气期间提供使乘客受撞击的部位偏向所述中央区域的轮廓形状，在预定的充气量之后分离所述撕裂肋。
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