CN212921430U - 一种顶棚安全气囊装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种顶棚安全气囊装置，包括：壳体，气体发生器，以及气袋；壳体装配于车体顶梁与顶棚之间；气体发生器装配于壳体上，用于为气袋充气；气袋装配于壳体上，包括相互连通的一级气袋和二级气袋；二级气袋展开后位于一级气袋下方；在顶棚安全气囊装置工作时，气体发生器首先对一级气袋充气，使折叠状态的一级气袋从顶棚中展出，进而将二级气袋推出至顶棚外；然后再对一级气袋充气，使折叠状态的二级气袋展开。该实施方式能够解决顶棚安全气囊装置对遮阳板、顶棚及周边环境件的冲击问题，并且减少气体发生器对气囊装置自身壳体和气袋的强度要求，降低模块重量和成本，提高对乘员的保护作用。

Description

一种顶棚安全气囊装置

技术领域

本实用新型涉及汽车被动安全技术领域，尤其涉及一种顶棚安全气囊装置。

背景技术

顶棚正面保护安全气囊装置安装于遮阳板上方的顶棚中，展开于 IP(instrumentpanel，仪表板)与乘员之间，气袋体积比较大。现有技术是使用一个大输出的气体发生器对气袋进行充气，以保证保护性能要求。由于使用了大输出发生器，故在气袋展开的初始阶级即气袋未从顶棚中展出时对周边环境件冲击非常大，造成遮阳板飞脱，前挡风玻璃破裂，气囊装置完整性无法保证等严重问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种顶棚安全气囊装置，能够解决顶棚安全气囊装置对遮阳板、顶棚及周边环境件的冲击问题，并且减少气体发生器对气囊装置自身壳体和气袋的强度要求，达到降低模块重量和成本的目的，提高对乘员的保护作用。

根据本实用新型实施例的一种顶棚安全气囊装置，包括：壳体，气体发生器，以及气袋；其中，

壳体装配于车体顶梁与顶棚之间；气体发生器装配于壳体上，用于为气袋充气；

气袋装配于壳体上，包括相互连通的一级气袋和二级气袋；二级气袋展开后位于一级气袋下方；

在顶棚安全气囊装置工作时，所述气体发生首先于对一级气袋充气，使折叠状态的一级气袋从顶棚中展出，进而将二级气袋推出至顶棚外；然后再对一级气袋充气，以使折叠状态的二级气袋展开。

可选地，所述气体发生器为一个多级气体发生器；或者，所述气体发生器包括：气体发生器一和气体发生器二；在顶棚安全气囊装置工作时，气体发生器一用于对一级气袋充气，使折叠状态的一级气袋从顶棚中展出，进而将二级气袋推出至顶棚外；气体发生器二用于对一级气袋充气，以使折叠状态的二级气袋展开。

可选地，一级气袋被设置为展开后向乘员头部方向凸起形成香蕉型结构。

可选地，一级气袋上设有泄气孔，一级气袋和二级气袋之间通过泄气孔连通。

可选地，本实用新型实施例的顶棚安全气囊装置还包括：包覆在气袋外的包裹袋。

可选地，包裹袋由固定线分为一级撕裂部分和二级撕裂部分；

一级撕裂部分用于包覆固定一级气袋；在气体发生器一工作时，一级撕裂部分随着一级气袋展开而沿设计路线撕裂；

二级撕裂部分用于使二级气袋被从顶棚推出之前保持折叠状态、且在二级气袋展开时对二级气袋经行导向。

可选地，壳体包括：

壳体本体，提供用于装配气袋的安装界面；

安装支架，设置在壳体本体上，用于将壳体本体装配于车体顶梁与顶棚之间；

靠背结构，设置在壳体本体的后端。

可选地，还包括：隔热片，装配于所述气体发生器与壳体之间。

可选地，隔热片为开口朝向车身前方的U型结构，所述U型结构的一个侧边装配于壳体本体上，所述U型结构的底部与靠背结构抵接；所述气体发生器装配于所述U型结构的凹腔内。

可选地，气体发生器一和气体发生器二为圆饼状发生器，沿车身Y 向并排装配于壳体本体上；或者，气体发生器一和气体发生器二为圆柱状发生器，气体发生器一装配于靠背结构，气体发生器二装配于设置在壳体本体前端的安装支架上。

可选地，安装支架包括：分别设置在壳体本体前端的左右两侧的第一和第二前端安装支架，以及分别设置在壳体本体后端的左右两侧的第一和第二后端安装支架；

气体发生器一和气体发生器二为圆柱状发生器；

气体发生器一的一端与第一前端安装支架上的第一仿形结构固定连接，另一端通过仿第一形压片和第二前端安装支架上的第一安装孔固定连接；

气体发生器二的一端与第一后端安装支架上的第二仿形结构固定连接，另一端通过第二仿形压片和第二后端安装支架上的第二安装孔固定连接。

上述实用新型中的一个实施例具有如下优点或有益效果：首先对一级气袋充气，使折叠状态的一级气袋从顶棚中展出，进而将二级气袋推出至顶棚外，然后再对一级气袋进行充气，使折叠状态的二级气袋展开，能够解决顶棚安全气囊装置对遮阳板、顶棚及周边环境件的冲击问题，使气袋顺利展开于IP与乘员之间，对乘员起到缓冲保护，并且减少气体发生器对气囊装置自身壳体和气袋的强度要求，达到降低模块重量和成本的目的。使二级气袋展开后位于一级气袋下方，能够利用一级气袋与二级气袋之间的空间差避免乘员颈部伤害值过高，提高对乘员的保护作用。

上述的非惯用的可选方式所具有的进一步效果将在下文中结合具体实施方式加以说明。

附图说明

附图用于更好地理解本实用新型，不构成对本实用新型的不当限定。其中：

图1是本实用新型实施例中顶棚安全气囊装置未工作状态的示意图；

图2是本实用新型实施例二中顶棚安全气囊装置工作状态的示意图；

图3是本实用新型实施例中顶棚安全气囊装置的示意图；

图4是本实用新型实施例一中壳体和隔热片的示意图；

图5-7是本实用新型实施例一中顶棚安全气囊装置工作状态的示意图；

图8是本实用新型实施例三中顶棚安全气囊装置中气体发生器安装的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的示范性实施例做出说明，其中包括本实用新型实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本实用新型的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

现有技术的安全气囊使用一个大输出的气体发生器对气袋进行充气。由于使用了大输出发生器，故在气囊展开的初始阶级即气囊未从顶棚中展出时对周边环境件冲击非常大，造成遮阳板飞脱，前挡风玻璃破裂，气囊模块完整性无法保证等严重问题。鉴于此，本实用新型实施例使用两个或者更多个气体发生器对气袋进行充气。

实施例一

参见图1-4，本实用新型实施例的顶棚安全气囊装置100包括：壳体10，气体发生器和气袋40；其中，壳体10装配于车体顶梁200与顶棚300之间；气体发生器装配于壳体10上，用于为气袋40充气；气袋40装配于壳体10上，包括相互连通的一级气袋41和二级气袋42；二级气袋42展开后位于一级气袋41下方；气体发生器的充气口与一级气袋41连通；在顶棚安全气囊装置100工作时，气体发生器首先对一级气袋41充气，使折叠状态的一级气袋41从顶棚300中展出，进而将二级气袋42推出至顶棚300外；然后再对一级气袋41充气，以使折叠状态的二级气袋42展开。例如，当气囊工作时，气袋40从顶棚300中展开于乘员和前挡风玻璃500之间，并以前挡风玻璃500和副驾IP 600为限位支撑，对乘员提供正面保护。图1中，400代表遮阳板。

在顶棚安全气囊装置100工作的初始阶段，即气体发生器首先对一级气袋41充气的阶段，气体发生器使用较小的输出。该输出只足以将二级气袋42部分推出顶棚300之外，并不会对壳体20、遮阳板400、前挡风玻璃500形成较大的冲击。随后，在二级气袋42展开过程中，气体发生器使用较大的输出，使得二级气袋42迅速朝向乘员位置展开，给乘员提供有效支撑。实际应用过程中，气袋40也可以采用其他结构，例如仅包括折叠设计的部分。采用这种包含一级气袋和二级气袋的结构设计，便于气袋从顶棚推出以及展开。

另外，气体发生器可以采用圆饼状发生器，也可以采用圆柱状发生器，或者其他结构的发生器。本例中，气体发生器采用圆饼状发生器。气体发生器的数量可以是一个或多个。气体发生器可以采用单级气体发生器，也可以采用双极气体发生器。例如，气体发生器为一个多级气体发生器。多级气体发生器中有多个气室，可以对一个多级气体发生器点火多次。在顶棚安全气囊装置100工作时，可以利用多级气体发生器的一个气室对一级气袋41充气，使折叠状态的一级气袋41 从顶棚300中展出，进而将二级气袋42推出至顶棚300外；利用多级气体发生器的另一个气室对一级气袋41充气，以使折叠状态的二级气袋42展开。本例中，气体发生器包括：气体发生器一31和气体发生器二32。在顶棚安全气囊装置100工作时，气体发生器一31用于对一级气袋41充气，使折叠状态的一级气袋41从顶棚300中展出，进而将二级气袋42推出至顶棚300外；气体发生器二32用于对一级气袋 41充气，以使折叠状态的二级气袋42展开。

气体发生器一是指在气袋展开初始阶段使用的输出较小的气体发生器，气体发生器二是指在气袋展开过程中使用的输出较大的气体发生器。实际应用过程中，气体发生器一和气体发生器二可以分别采用单级气体发生器；也可以分别采用双级气体发生器。当然，当气体发生器一和气体发生器二的数量分别是一个时，气体发生器一和气体发生器二也可以是同一个双级气体发生器中的两个不同引燃器。

气体发生器一的输出只足以将二级气袋推出顶棚之外，并不会对壳体20、遮阳板400、前挡风玻璃500形成较大的冲击。本实用新型使用较小输出的气体发生器配合气袋内部的导气结构将气袋主体部分推出顶棚，能够解决气袋展开过程中对周边环境件的冲击问题，并且减少气体发生器对气囊装置自身壳体和气袋的强度要求；通过使用较大输出的气体发生器对气袋进行充气，能够使二级气袋顺利展开于IP 与乘员之间，对乘员起到缓冲保护作用。

一级气袋41展开后不具有香蕉型结构。二级气袋展开后位于一级气袋下方，二者之间存在空间差，为乘员的头部缓冲提供了足够的空间，避免因为一级气袋41太硬而带来乘员头部的后仰，造成颈部伤害偏高的风险，提高对乘员的保护作用。

本实用新型实施例的顶棚安全气囊装置还可以包括包覆在气袋40 外的包裹袋50，如图5所示。包裹袋50用于固定气袋40，此外，包裹袋50还具有导向功能，能够引导气袋40的展开方向。包裹袋50可以利用气体发生器固定螺栓、气袋和壳体等进行固定。

本实施例中，包裹袋50可以由固定线51分为一级撕裂部分52和二级撕裂部分53；一级撕裂部分52用于包覆和固定一级气袋41(在图3示出的示例中，一级撕裂部分52一端与气体发生器一31和气体发生器二32固定，另一端通过固定线51与气袋40固定在一起)；一级撕裂部分52随着一级气袋41展开而沿预先设计的设计路线54撕裂；二级撕裂部分53用于使二级气袋42从顶棚300伸出之前保持折叠状态、且在二级气袋42展开时对二级气袋42经行导向。

设计撕裂路线54，便于一级撕裂部分52撕裂，降低一级气袋41 将二级气袋42推出至顶棚300外的阻力。包裹袋50可以不含有撕裂线，另外包裹袋50也可以是仅包含一个整体部分的袋子。但是，将包裹袋50分为一级撕裂部分52和二级撕裂部分53，采用两级约束，便于控制气袋40分级展开，减少气袋展开过程中对周边环境件的冲击，降低对壳体以及气袋的强度要求。

壳体10主要用于将气袋40等部件装配于车体顶梁200与顶棚300 之间，其具体的结构形式可以根据实际情况进行选择性设计，例如采用平板状结构，或者L型结构。本例中，壳体10包括：壳体本体11，提供用于装配气袋40的安装界面；安装支架12，设置在壳体本体11 上，用于将壳体本体11装配于车体顶梁200与顶棚300之间。安装支架12的形状可以根据实际情况进行选择性设计，例如安装支架12具有L型结构、工字型结构或者H型结构。采用这种结构的壳体，结构简单、重量小、成本低。

壳体本体11具有一定的导流作用，因此可以根据需求的气袋展开方向设计壳体本体11的导流结构和方向。本例中，壳体本体11为沿车身X向下降的阶梯型结构。车身X向是指车身前方方向。采用阶梯型结构，便于气袋充气过程中沿着导流面(阶梯型结构表面)推出和展开。

壳体10还可以包括：靠背结构13，设置在壳体本体11上，用于支撑气体发生器一31和气体发生器二32。靠背结构13的形状可以根据实际情况进行选择性设计，例如靠背结构13具有L型结构、工字型结构或者H型结构。设置靠背结构13进行支撑加固，能够由于防止在顶棚安全气囊装置工作时隔热片发生较大变形而导致的气体发生器产生的气体无法快速导入气袋内的问题发生。

靠背结构13在壳体本体11上的位置可以根据实际情况进行选择性设定，只要能够起到支撑气体发生器的作用即可。本例中，靠背结构13设置在壳体本体11的后端，如图5和6所示。

本例中，顶棚安全气囊装置100还可以包括：隔热片20，装配于气体发生器30与壳体10之间，以便于散热。可选地，隔热片20为开口朝向车身前方的U型结构，该U型结构的一个侧边装配于壳体本体 11上，该U型结构的底部与靠背结构13抵接；气体发生器装配于该U型结构的凹腔内。U型结构的隔热片能够将气体发生器产生的气体快速导流到气袋内，保证在两级发生器分开工作时，都可以将气体顺畅地导入到气袋内。

本例中，气体发生器一31和气体发生器二32为圆饼状发生器，沿车身Y向并排装配于壳体本体11上；在顶棚安全气囊装置100工作时，首先利用气体发生器一31对一级气袋41充气，通过一级气袋41 将二级气袋42推出至顶棚300外，然后利用气体发生器二32对一级气袋41进行充气，使折叠状态的二级气袋42从包裹袋50中展出。

气体发生器一31的输出只足以将二级气袋42部分推出顶棚300 之外，并不会对壳体20、遮阳板400、前挡风玻璃500形成较大的冲击，二级气袋42在这一运动过程中受包裹袋50约束始终保持折叠状态；二级气袋42从顶棚300中完全被推出后，气体发生器二32开始工作，对一级气袋41充气使得二级气袋42从包裹袋50中展出，并迅速在乘员头部水平位置展开，使气囊能够给乘员提供有效支撑。

实施例二

参见图5-7，本例与实施例一的差异在于：一级气袋41被设置为展开后向乘员头部方向凸起形成香蕉型结构。

图5示出了顶棚安全气囊装置展开的初始状态，图6示出了一级气袋完全展开的状态，图7示出了顶棚安全气囊装置完全展开后对乘员的保护示意图。一级气袋41为一个香蕉型结构的气袋，主要作用是在气囊展开初期，优先从顶棚300中展出，并将未打开的二级气袋42 带出顶棚300。一级气袋41的下端与乘员头部接触(图7中的412为一级气袋41对乘员的头部支撑区域)，能够为乘员的头部提供支撑保护。二级气袋42展开后位于一级气袋41下方(图7中的421为二级气袋42对乘员的腹部支撑区域)，二者之间存在空间差，为乘员的头部缓冲提供了足够的空间，避免因为一级气袋41太硬而带来乘员头部的后仰，造成颈部伤害偏高的风险，提高对乘员的保护作用。在本气囊装置展开时，如果遮阳板400处于完全打开的遮阳状态，一级气袋 41会施加一个力在遮阳板上，使遮阳板400翻转至不影响气囊展开的任意位置，为气囊展开留有空间，以避免受到较大冲击而产生飞脱。另外，由于一级气袋41为香蕉型气袋，朝车内展开，且二级气袋42 展开于顶棚外，能够避免对前挡风玻璃的冲击。

一级气袋41与二级气袋42之间的连通方式可以根据实际情况进行选择性设定。本例中，一级气袋41上设有泄气孔411，一级气袋41 和二级气袋42之间通过泄气孔411连通，如图6和7所示。一级气袋 41与二级气袋42之间通过泄气孔411形成一个气袋腔体的内压平衡，能够为乘员提供更好的保护作用。

实施例三

参见图8，本例与实施例一或二的差异在于：气体发生器一31装配于靠背结构13，气体发生器二32装配于设置在壳体本体11前端的安装支架12上。利用气体发生器二32对二级气袋42进行充气能够进一步减小对周边环境件的冲击，另外保证二级气袋42不会沿车身Z向运动过多，能够在乘员正前方展开，对乘员提供有效的支撑。

本例中，安装支架12可以包括：分别设置在壳体本体11前端的左右两侧的第一前端安装支架7-3和第二前端安装支架7-4，以及分别设置在壳体本体11后端的左右两侧的第一后端安装支架7-5和第二后端安装支架7-6；

气体发生器一31和气体发生器二32为圆柱状发生器；

气体发生器一31的一端与第一前端安装支架7-3上的第一仿形结构7-7固定连接(气体发生器一31的一端的外形结构与第一仿形结构 7-7外形匹配)，另一端通过第一仿形压片7-8和第二前端安装支架7-4 上的第一安装孔7-9固定连接；

气体发生器二32的一端与第一后端安装支架7-5上的第二仿形结构7-10固定连接(气体发生器二32的一端的外形结构与第二仿形结构 7-10外形匹配)，另一端通过第二仿形压片7-11和第二后端安装支架 7-6上的第二安装孔7-12固定连接。

气体发生器一是较低输出的发生器，主要是把一级气袋推出去，冲击力小；气体发生器二是大输出发生器，冲击力大，前端的安装点一般来说刚好在遮阳板转轴的正上方。将气体发生器一设置在前端、气体发生器二设置在后端，使得气体发生器二能够避开前挡风玻璃和遮阳板转轴等环境件，从而避免气袋展开过程中对前挡风玻璃和遮阳板等环境件的冲击。

根据本实用新型实施例的技术方案，用气体发生器一对气袋充气，使折叠状态的一级气袋从顶棚中展出，进而将二级气袋推出至顶棚外，然后利用气体发生器二对气袋进行充气，使折叠状态的二级气袋从包裹袋中展出，能够解决顶棚安全气囊装置对遮阳板、顶棚及周边环境件的冲击问题，使气袋顺利展开于IP与乘员之间，对乘员起到缓冲保护，并且减少气体发生器对气囊装置自身壳体和气袋的强度要求，达到降低模块重量和成本的目的。使二级气袋展开后位于一级气袋下方，能够利用一级气袋与二级气袋之间的空间差避免乘员颈部伤害值过高，提高对乘员的保护作用。

上述具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型保护范围之内。

Claims (10)

1.一种顶棚安全气囊装置(100)，其特征在于，包括：壳体(10)，气体发生器，以及气袋(40)；其中，

壳体(10)装配于车体顶梁(200)与顶棚(300)之间；气体发生器装配于壳体(10)上，用于为气袋(40)充气；

气袋(40)装配于壳体(10)上，包括相互连通的一级气袋(41)和二级气袋(42)；二级气袋(42)展开后位于一级气袋(41)下方；

在顶棚安全气囊装置(100)工作时，气体发生器首先对一级气袋(41)充气，使折叠状态的一级气袋(41)从顶棚(300)中展出，进而将二级气袋(42)推出至顶棚(300)外；然后再对一级气袋(41)充气，以使折叠状态的二级气袋(42)展开。

2.如权利要求1所述的顶棚安全气囊装置(100)，其特征在于，所述气体发生器为一个多级气体发生器；或者，

所述气体发生器包括：气体发生器一(31)和气体发生器二(32)；在顶棚安全气囊装置(100)工作时，气体发生器一(31)用于对一级气袋(41)充气，使折叠状态的一级气袋(41)从顶棚(300)中展出，进而将二级气袋(42)推出至顶棚(300)外；气体发生器二(32)用于对一级气袋(41)充气，以使折叠状态的二级气袋(42)展开。

3.如权利要求1所述的顶棚安全气囊装置(100)，其特征在于，一级气袋(41)被设置为展开后向乘员头部方向凸起形成香蕉型结构。

4.如权利要求1所述的顶棚安全气囊装置(100)，其特征在于，一级气袋(41)上设有泄气孔(411)，一级气袋(41)和二级气袋(42)之间通过泄气孔(411)连通。

5.如权利要求1所述的顶棚安全气囊装置(100)，其特征在于，还包括：包覆在气袋外的包裹袋(50)；包裹袋(50)由固定线(51) 分为一级撕裂部分(52)和二级撕裂部分(53)；

一级撕裂部分(52)用于包覆固定一级气袋(41)，一级撕裂部分(52)随着一级气袋(41)展开而沿设计路线(54)撕裂；

二级撕裂部分(53)用于使二级气袋(42)被从顶棚(300)推出之前保持折叠状态、且在二级气袋(42)展开时对二级气袋(42)经行导向。

6.如权利要求1或2所述的顶棚安全气囊装置(100)，其特征在于，壳体(10)包括：

壳体本体(11)，提供用于装配气袋(40)的安装界面；

安装支架(12)，设置在壳体本体(11)上，用于将壳体本体(11)装配于车体顶梁(200)与顶棚(300)之间；

靠背结构(13)，设置在壳体本体(11)的后端。

7.如权利要求6所述的顶棚安全气囊装置(100)，其特征在于，还包括：隔热片(20)，装配于所述气体发生器与壳体(10)之间。

8.如权利要求7所述的顶棚安全气囊装置(100)，其特征在于，隔热片(20)为开口朝向车身前方的U型结构，所述U型结构的一个侧边装配于壳体本体(11)上，所述U型结构的底部与靠背结构(13)抵接；所述气体发生器装配于所述U型结构的凹腔内。

9.如权利要求6所述的顶棚安全气囊装置(100)，其特征在于，所述气体发生器包括：气体发生器一(31)和气体发生器二(32)；

气体发生器一(31)和气体发生器二(32)为圆饼状发生器，沿车身Y向并排装配于壳体本体(11)上；或者，气体发生器一(31)和气体发生器二(32)为圆柱状发生器，气体发生器一(31)装配于靠背结构(13)，气体发生器二(32)装配于设置在壳体本体(11)前端的安装支架(12)上。

10.如权利要求9所述的顶棚安全气囊装置(100)，其特征在于，安装支架(12)包括：分别设置在壳体本体(11)前端的左右两侧的第一前端安装支架(7-3)和第二前端安装支架(7-4)，以及分别设置在壳体本体(11)后端的左右两侧的第一后端安装支架(7-5)和第二后端安装支架(7-6)；

气体发生器一(31)和气体发生器二(32)为圆柱状发生器；

气体发生器一(31)的一端与第一前端安装支架(7-3)上的第一仿形结构(7-7)固定连接，另一端通过第一仿形压片(7-8)和第二前端安装支架(7-4)上的第一安装孔(7-9)固定连接；

气体发生器二(32)的一端与第一后端安装支架(7-5)上的第二仿形结构(7-10)固定连接，另一端通过第二仿形压片(7-11)和第二后端安装支架(7-6)上的第二安装孔(7-12)固定连接。

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