CN203237193U - 主动缓冲垫、用于缓冲垫囊的后壁 - Google Patents

主动缓冲垫、用于缓冲垫囊的后壁 Download PDF

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Abstract

一种用于在机动车的碰撞事件期间保护乘客的主动缓冲垫，包括后壁和形成可膨胀囊的前壁。后壁包括稳固的中央安装部以及具有在囊膨胀期间展开的通常为圆周褶皱的褶皱部。褶皱提供了沿径向可变的横向弯曲长度，具有朝向壁的第一端的最大横向弯曲长度以及朝向壁的相对端的最小横向弯曲长度，使得壁的膨胀朝向第一端偏置。本实用新型还提供一种用于缓冲垫囊的后壁，本实用新型至少引起乘客与缓冲垫之间均匀的碰撞。

Description

主动缓冲垫、用于缓冲垫囊的后壁
技术领域
本实用新型总的来说涉及在机动车辆中用于对乘客提供碰撞保护的主动缓冲垫，更具体地，涉及一种具有褶皱的褶皱膨胀壁，这种褶皱具有不均匀的展开长度，以使膨胀在期望方向上偏置。
背景技术
主动缓冲垫是一种车辆乘客保护装置，其具有可充气膨胀的囊，以在碰撞期间吸收撞击并降低对乘客的损伤。与通过各种开口来展开气囊垫相反，主动缓冲垫使用的是内部饰板表面本身以在碰撞事件的初始时膨胀，以通过充气气体的作用吸收撞击并消耗能量。2010年6月26日提交的标题为“Active Knee Bolster for Automotive Vehicle”的共同未决专利申请US2011/0316300A1的全部内容在本文中作为参考，该申请公开了一种结合在杂物箱盖中的主动膝部缓冲垫，其重量较轻并且具有吸引人的视觉效果。主动缓冲垫通常还结合在车门面板中以用于侧面碰撞保护。
在通常的结构中，主动缓冲垫包括囊，囊包括朝向车辆乘客并沿密封周边连接至后壁或后面板的前壁或前面板，其中的一个壁或者两个壁是可变形的以提供可充气的囊。在未充气状态时，壁最初时是间隔开的。这可以允许充气气体进入以实现横跨面板的均匀充气膨胀。
通常的主动缓冲垫的前壁和后壁由诸如聚乙烯、聚烯烃或PVC的模制的热塑性材料制成。它们可以吹塑模制或者注射模制。后壁经常使用褶皱结构，其在充气期间以像手风琴形的式样展开来提供囊增加的体积，以用于形成碰撞垫。因此缓冲垫沿着远离其刚性安装结构并朝向乘客的向外轨迹行进，褶皱可以围绕后侧囊壁圆周地安置。
在已知的系统中，圆周褶皱已经产生了以通常对称的方式垂直于A类表面的膨胀轨迹。这种膨胀轮廓在大部分情形中是期望的，其中潜在的乘客相互作用在整个缓冲垫表面是对称的。然而，在一些情形中，A类表面关于碰撞的乘客可能是歪斜的。例如，在前侧乘客座椅前方的仪表板或前围板可能是弯曲的或经造型的，因此杂物箱盖的左侧比右侧更加靠近乘客。在杂物箱盖中的主动缓冲垫的对称膨胀会引起乘客与缓冲垫之间不均匀的碰撞。
实用新型内容
针对现有技术的相关技术问题，本实用新型的目的在于提供一种主动缓冲垫，以将圆周褶皱以不对称的方式配置来实现不均匀的膨胀，从而至少引起乘客与缓冲垫之间均匀的碰撞。
本实用新型的一方面，提供了一种用于在碰撞事件期间保护机动车中位于乘客座位区域内乘客的主动缓冲垫。缓冲垫包括用于安装在车辆刚性结构上的可膨胀的后壁。覆盖后壁并形成车辆的内部装饰件的可膨胀的前壁。前壁具有面向乘客座位区域的通常平坦的第一表面，和面向后壁的第二表面。前壁和后壁具有密封在一起的外部的周边边缘，以在二者之间提供囊状腔。未膨胀的第一表面相对于乘客座位区域歪斜，以限定位于第一表面的相对侧上的较近的扇形体和较远的扇形体。气源提供膨胀气体以在碰撞事件期间使得囊状腔充气膨胀。
后壁具有用于连接至刚性结构的基本稳固的中央安装部，以及在中央安装部和周边边缘之间的褶皱部。褶皱部包括在充气期间展开的多个通常圆周的褶皱。褶皱提供沿径向可变的横向弯曲长度，其中，较远的扇形体中的最小横向弯曲长度大于较近的扇形体中的最大横向弯曲长度，以使得囊状腔的膨胀朝向较远的扇形体偏置。
优选地，每个所述褶皱围绕所述褶皱部连续地延伸，并且至少一个褶皱具有可变的褶皱高度，所述可变的褶皱高度在所述较远的扇形体处最大。
优选地，每个所述褶皱围绕所述褶皱部连续地延伸，并且至少一个褶皱具有可变的褶皱高度，所述可变的褶皱高度在所述较远的扇形体处最大、在所述较近的扇形体处最小、并且在所述较近的扇形体和所述较远的扇形体之间倾斜。
优选地，褶皱部包括的在所述较远的扇形体处的褶皱的数量，多于在所述较近的扇形体处的褶皱的数量。
优选地，后壁和所述前壁由模制塑料材料制成。
优选地，密封的周边边缘被焊接。
优选地，缓冲垫为主动膝部缓冲垫，并且所述刚性结构为杂物箱盖。
另一方面，本实用新型还提供一种用于缓冲垫囊的后壁，包括：稳固的中央安装部；以及褶皱部，具有在囊充气期间展开的通常为圆周的褶皱，所述褶皱提供沿径向可变的横向弯曲长度，所述横向弯曲长度具有朝向所述壁的第一端的最大横向弯曲长度和朝向所述壁的相对端的最小横向弯曲长度，以使得所述壁的膨胀朝向所述第一端偏置。
相比于现有技术，本实用新型的有益效果在于：至少使得乘客与缓冲垫之间产生均匀碰撞。
附图说明
图1是可以应用本实用新型的一种主动膝部缓冲垫杂物箱盖系统的从外部观察的分解立体图。
图2是示出了缓冲垫朝向乘客膨胀的俯视示意图。
图3是更详细示出了对称膨胀的缓冲垫和乘客之间的不均匀相互作用的俯视示意图。
图4是具有连续圆周褶皱的现有技术的囊的后壁的立体图。
图5是具有圆周褶皱的另一个现有技术的缓冲垫的截面图。
图6A和图6B分别是具有圆周褶皱的现有技术的缓冲垫在充气前和充气期间的截面图。
图7是缓冲垫的主视图，其表示出了褶皱部分并示出了位于相对侧的不对称膨胀(例如，向一侧较大膨胀或偏置)的扇形体。
图8A和8B分别是具有圆周褶皱的本实用新型的缓冲垫在充气前和充气期间的截面图。
图9示出了由褶皱提供的可变横向弯曲长度的第一实施例。
图10示出了由褶皱提供的可变横向弯曲长度的第二实施例。
图11是后侧缓冲垫壁的侧视图，其在壁的相对侧之间具有倾斜的褶皱高度。
具体实施方式
现参照图1，现有技术的主动膝部缓冲垫系统10具有第一壁(或基部面板)11以及第二壁或面板14。基部11可以如图1所示由储物腔或杂物箱12以铰接的方式连接至车辆，或者基部11可以安装至另外的结构，诸如可以安装至支撑在转向管柱之下的仪表板。在车辆中相应乘坐位置的乘坐人员的膝部易于接近这些位置。
基部11具有周边13，周边13适于被密封至具有与其相匹配的周边15的第二壁14。壁11和14优选地由模制塑料制成，并且可以由诸如热板焊接或振动焊接的塑料焊接接合，以形成围绕内部开口空间17的周边密封用于形成囊。充气源16被电控，以在碰撞事件期间启动以释放气体来使缓冲垫充气膨胀。壁14可包括内部装饰表面(例如，杂物箱盖的外侧)，或者可在前部面板14的外表面(即，A类表面或第一表面)应用另外的外壳18。外壳18优选地由塑料构成并且可以是真空形成的热塑性的双叠层板(bilaminate)，其可以是有纹理的或者是以其它方式抛光的。通常，壁11可以形成有多个圆周褶皱(未示出)以增加囊的膨胀尺寸。当使用另外的外壳或罩壳18时，褶皱还可位于壁14上。
图2示出了乘客座椅21前方的仪表板20。仪表板20的外侧的面向乘客的表面或A类表面22是弯曲的或倾斜的，以使得其不平行于乘客的前侧(例如，由乘客膝部和小腿的前侧的平面限定)。容纳在仪表板20的前侧表面上的缓冲垫23(例如在杂物箱盖内)以垂直于A类表面22的轨迹展开，以产生对称的膨胀形状24。对称形状24会不均衡地碰撞就坐于座椅21上的乘客25的膝部26和27。
图3示出了改进的主动缓冲垫30，其容纳在歪斜的A类表面22上。本实用新型提供了不对称的膨胀形状31，以获得如下所述的与膝部26和27更加均匀的相互作用。
本实用新型采用了改进后的常规的圆周褶皱。未改进的褶皱在图4中示出。可膨胀的后壁35具有用于连接至刚性结构(诸如，杂物箱盖、前围板框架或车门框架)的中央安装部36。周边边缘38设置为用于与前壁(未示出)共同密封。褶皱部37设置在中央安装部36和周边边缘38之间，并且优选地包括通常为圆周的褶皱，该褶皱在充气期间被拉直(即，展开)。如图4所示的现有技术采用基本恒定高度的围绕所述圆周的褶皱，以获得垂直于缓冲垫的未膨胀方向的膨胀轨迹。
本实用新型还可以适于在图5所示的囊安装装置中使用，其中缓冲垫40可以安装在装饰面板42内的孔41中。紧固件43与面板42后侧中的支柱44连接以保持从囊46的侧部延伸出来的接片45。使用紧固件51来安装囊46的中央安装部47以将其稳固保持在车辆框架结构50的刚性安装托架48上。囊46具有在中央部47的相对侧基本为相同褶皱的褶皱部52，因此膨胀会从面板42垂直向外进行。通过将缓冲垫40保持倚靠在框架结构50上，可以提供反作用表面，实现当如本领域技术人员所知的充气气体从气罐53释放时相对于反作用面的向外膨胀。
现有技术通常的对称膨胀在图6A和6B中示出。图6A中的未充气的缓冲垫55包括前壁56和安装至刚性结构58(诸如，前围板框架、杂物箱框架或车门框架)的后壁57。壁56和57围绕周边60被密封(例如，通过振动焊接或热板焊接)以产生可充气膨胀的腔61来接收来自气筒62的膨胀气体。后壁57具有中央安装部63，中央安装部63相对于作为反作用表面的框架58保持稳固。多个褶皱64形成在后壁57中并围绕其圆周周边。褶皱64以围绕该周边的通常恒定的尺寸和形状形成，因此膨胀时(图6B)，前壁56相对于中心线65对称地远离框架58膨胀。在围绕囊55的周边的每个径向位置处的褶皱64展开至基本相同的长度，因此会产生均匀的膨胀和沿中心线65垂直向外的轨迹。
并不总是期望均匀的突出。特别地，可能需要囊的一端或另一端呈更大程度的膨胀以将膨胀偏置到不垂直于A类表面的轨迹中。本实用新型通过将圆周褶皱以不对称的方式配置来实现不均匀的膨胀。如图7所示，后壁70可具有中央安装部71和褶皱部72，褶皱部72从中央安装部71径向向外并围绕整个圆周延伸。周边边缘73位于褶皱部72外侧。褶皱部72通常可具有径向宽度74(在平行于A类表面的平面中测得)。通过将褶皱自身的全部展开长度考虑在内(本文中称为横向弯曲长度)，本实用新型可产生不均匀的膨胀。更具体地，围绕周边在每个不同半径处的向外膨胀，可以由通过褶皱分配适当的横向弯曲长度来确定，所分配的横向弯曲长度可以对应于期望的不均匀膨胀来围绕圆周改变。第一扇形体75对应于缓冲垫的一端，该处的初始(即，未膨胀)A类表面离乘客的距离要远于第二扇形体76中的A类表面离乘客的距离，第二扇形体76中的A类表面离乘客更近。因此，较远的扇形体75相对于较近的扇形体76需要额外的膨胀长度。如本文所使用的，扇形体可包括褶皱部72的圆周片段，该圆周片段在分隔开约90°至约180°范围内角度的半径之间。
较远的扇形体75内的褶皱的膨胀，分别发生在褶皱部72的内边缘A点和周边边缘B点之间。较近的扇形体76内的褶皱的膨胀，分别发生在褶皱部72的内周边缘A’点和周边边缘B’点之间。因此，较远的扇形体75中的沿着半径的在A点和B点之间的横向弯曲长度，被制造成大于较近的扇形体76中的沿着第二半径的在A’点和B’点之间的横向弯曲长度。因为在一个区域中的最大膨胀是由该区域中最小横向弯曲长度限定的，所以较远的扇形体75中的最小横向弯曲长度大于较近的扇形体76中的最大横向弯曲长度。因此，膨胀会朝向较远的扇形体75偏置，因为在相应褶皱中会用到更多的展开长度。
图8A中示出了不同褶皱尺寸的一个实施例，前壁80与后壁81密封。在后壁81的一侧上的褶皱82包括的整体横向弯曲长度，比后壁81的相对侧处的褶皱83更高和更长。由于褶皱82处的横向弯曲长度大于沿褶皱83的横向弯曲长度，所以前壁80的膨胀会在区域85处向囊的对应于褶皱82的端部偏置。
A点和B点之间的可变横向弯曲长度，可以通过使用如图9所示的具有可变高度的褶皱来获得。因此，褶皱可在后壁的对应于较远的扇形体的部分中具有第一高度86，同时还可在后壁的对应于较近的扇形体的部分中具有较低高度87。
作为对相同数量的具有可变高度的连续圆周褶皱的替代，额外的褶皱可以增加至如图10所示的区域中。因此，对应于较远的扇形体的第一组褶皱90的数量大于对应于较近的扇形体的第二组褶皱91的数量。
在一个优选的实施例中，如图11的侧视图所示，每个褶皱均围绕褶皱部连续地延伸。更具体地，后壁92具有中央安装部93和褶皱部94。褶皱包括两个半折叠(folds)。褶皱部94的一端具有对应于较远的扇形体的高褶皱95。褶皱部94的相对端具有对应于较近的扇形体的低褶皱96。低褶皱96被朝向前壁(未示出)移动以降低前壁处的油壶效应(oil canning)。沿着高褶皱和低褶皱之间的两个中间侧，倾斜的褶皱高度97可提供不同褶皱高度之间的过渡。

Claims (8)

1.一种用于在碰撞事件期间保护机动车辆内位于乘客座位区域中乘客的主动缓冲垫，其特征在于，包括：
可膨胀的后壁，用于安装在所述车辆的刚性结构上；
可膨胀的前壁，覆盖所述后壁并形成所述车辆的内部装饰件，其中，所述前壁具有面向所述乘客座位区域的平坦的第一表面和面向所述后壁的第二表面，其中所述前壁和所述后壁具有密封在一起的外部的周边边缘以在二者之间提供囊状腔，其中未膨胀的第一表面相对于所述乘客座位区域歪斜，以限定位于所述第一表面的相对侧上的较近的扇形体和较远的扇形体；以及
气源，用于提供膨胀气体以在所述碰撞事件期间使得所述囊状腔充气膨胀；
其中，所述后壁具有用于连接至所述刚性结构的稳固的中央安装部，以及在所述中央安装部和所述周边边缘之间的褶皱部，所述褶皱部包括在充气期间展开的多个为圆周的褶皱，所述褶皱提供沿径向可变的横向弯曲长度，所述较远的扇形体中的最小横向弯曲长度大于在所述较近的扇形体中的最大横向弯曲长度，以使得所述囊状腔的膨胀朝向所述较远的扇形体偏置。
2.根据权利要求1所述的缓冲垫，其特征在于，每个所述褶皱围绕所述褶皱部连续地延伸，并且至少一个褶皱具有可变的褶皱高度，所述可变的褶皱高度在所述较远的扇形体处最大。
3.根据权利要求1所述的缓冲垫，其特征在于，每个所述褶皱围绕所述褶皱部连续地延伸，并且至少一个褶皱具有可变的褶皱高度，所述可变的褶皱高度在所述较远的扇形体处最大、在所述较近的扇形体处最小、并且在所述较近的扇形体和所述较远的扇形体之间倾斜。
4.根据权利要求1所述的缓冲垫，其特征在于，所述褶皱部包括的在所述较远的扇形体处的褶皱的数量，多于在所述较近的扇形体处的褶皱的数量。
5.根据权利要求1所述的缓冲垫，其特征在于，所述后壁和所述前壁由模制塑料材料制成。
6.根据权利要求5所述的缓冲垫，其特征在于，所述密封的周边边缘被焊接。
7.根据权利要求1所述的缓冲垫，其特征在于，所述缓冲垫为主动膝部缓冲垫，并且所述刚性结构为杂物箱盖。
8.一种用于缓冲垫囊的后壁，其特征在于，包括：
稳固的中央安装部；以及
褶皱部，具有在囊充气期间展开的为圆周的褶皱，所述褶皱提供沿径向可变的横向弯曲长度，所述横向弯曲长度具有朝向所述壁的第一端的最大横向弯曲长度和朝向所述壁的相对端的最小横向弯曲长度，以使得所述壁的膨胀朝向所述第一端偏置。
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