专利名称：用在车辆中的机罩安全气囊设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在车辆的机罩上方展开安全气嚢的机罩安
全气嚢设备。
背景技术：
专利号为JP-B2-3245489的日本专利描述了 一种机罩安全 气嚢设备，其包括固定到机罩的开口的安全气嚢模块箱和通过作为铰 链的延伸部连接到安全气嚢模块箱的长方形盖(门)。公开号为 JP-A-7-117609的日本专利申请描述了另一种安全气嚢式乘员保护设 备，其中盖通过使用允许盖在相对于仪表板的开口的预定极限内位移 的接合单元而在浮动状态下^皮连接。如上述对比文件所述，通过将其上连接有门的安全气嚢模 块预装配(局部装配)到支撑构件上，然后使用螺栓将该局部装配件 安装到诸如内机罩板等的框架构件上，外机罩板的开口被门覆盖。外 机罩板的开口和门的设计完整性可能受到局部装配过程中的独立元件 之间的尺寸偏差和将该局部装配件安装到框架构件上时出现的位置偏 差二者的负面影响。
发明内容
本发明提供了一种机罩安全气嚢设备，其能够保持外机罩板 内的开口和^皮设置来覆盖所述开口的门的良好的设计完整性，因此改 进了车辆的外观。依照本发明的一个方案，提供了一种用在车辆中的机罩安 全气嚢设备，包括安全气嚢，其布置在机罩的外机罩板和内机罩板 之间，安全气嚢适于由充气装置供给的气体通过外机罩板的开口展开； 门，当安全气嚢未被展开时门覆盖所述开口，当安全气嚢展开时门适 于由使安全气嚢充气的力来展开并打开；铰链，其以所述铰链相对于 内机罩板在预定极限内可相对位移的方式连接到在内机罩板一侧的连 接构件上。在上述机罩安全气嚢设备中，用于支撑门展开的铰链在浮 动状态下被连接到在机罩的内机罩板侧的连接构件上，以便铰链能够 相对于内机罩板在预定极限内可相对位移。因此，当门连接到内机罩 板以覆盖外机罩板的开口时，铰链能够相对于连接构件位移，因此能 够适应开口和门之间的任何尺寸偏差。由于门没有与安全气嚢和充气 装置一起局部装配，因此无需考虑对安全气嚢和充气装置进行局部装 配时的尺寸偏差。这能够保持外机罩板内的开口和设置在所述开口上 的门的设计完整性，因此改进了车辆的外观。此外，优选的是门被多个夹子保持在门覆盖所述开口的位 置上，夹子中的每一个能够弹性变形以便从外机罩板脱离。在这种机罩安全气嚢设备中，门被夹子保持在所述门覆盖 所述开口的位置上，夹子中的每一个能够弹性变形以便它们能够从外
机罩板脱离。因此，当安全气嚢未展开时，所述开口^皮门牢牢地覆盖。 在安全气嚢展开并且它的充气力施加在门上时，夹子发生弹性变形并 且与外机罩板分离，从而允许门展开。因此，能够在安全气嚢未展开
时保持开口和门的设计完整性。此外，当安全气嚢充气时，能够通过使安全气嚢充气的力来允许门打开，以便安全气嚢能够展开到机罩的 外侧。此外，铰链的相对位移极限优选地以允许夹子从外机罩板
脱离的方式祐:i殳定。这样，如果门被使安全气嚢充气的力向上推起，夹子将从
外机罩板脱离然后门向外打开。在这点上，夹子可以在铰链可以沿连 接构件而相对位移的极限内从外机罩板脱离。因此，铰链的存在不会 阻碍夹子的脱离，这确保了门以更稳定的方式展开。此外，优选地，铰链比门的刚性小，从而使铰链能够响应
于门的展开而轻松地发生弹性变形。铰链设置有作为用于保证其变形 行程的备用延伸部分的可变形部。利用这种结构，如果门被使安全气嚢充气的力向上推起，
则比门的刚性小的铰链发生弹性变形以允许门展开。此外，作为备用 延伸部分的保证变形行程的可变形部响应于门的展开而伸展，因此门 平稳地展开以围绕铰链反转到外机罩板上。这使得当安全气嚢充气后 能够充分地展开门并打开开口以便门被铰链支撑。优选地，连接构件与加强件相连接，该加强件被固定到内 机罩板上且使内机罩板和外机罩板相连接并对机罩进行加固。由于连接构件与固定到内机罩板上的加强件相连接，加强 件适于对机罩进行加固并且使内机罩板和外机罩板相连接，所以在门 被使安全气嚢充气的力展开的同时铰链能够更稳定地固定在适当的位 置上，这使门的展开更加平稳。优选地，铰链具有连接到连接构件上的加固的末端部。由于铰链具有连接到连接构件上的加固的末端部，当门被 使安全气嚢充气的力向上推起并且铰链的末端部被连接构件固定在适 当的位置上时，能够保持固定状态的稳定，这允许门更稳定地展开。优选地，连接构件还包括阶梯形螺栓，阶梯形螺栓允许铰 链在车辆的上下方向和纵向上在预定极限内相对位移。
定极限内相对位移的阶梯形螺栓，当门连接到内机罩板以覆盖外机罩 板的开口时，铰链可以相对于阶梯形螺栓在车辆的纵向上然后在上下 方向上适当地位移，因此能够适应开口和门之间的任何尺寸偏差。这 有利于门的展开运行。
结合附图，通过下文对优选实施例的描述，本发明的上述 和其它目的和特征将变得明显，其中
图1为依照本发明优选实施例的当安全气嚢未展开时的机罩安全 气嚢设备的截面图，该截面图是沿在车辆的纵向上穿过铰链的直线获 取的；
图2A为连接到阶梯形螺栓的铰链的末端部的放大截面图，而图2B 为相对于阶梯形螺栓在箭头"U"的方向上发生相对位移的铰链的放大
图3为依照本发明的机罩安全气嚢设备的截面图，该截面图是沿 在车辆的纵向上穿过夹子的直线获取的；
图4为描述与机罩安全气嚢设备内的外机罩板分离的夹子的截面
图5为说明与外机罩板分离的夹子，相对于阶梯形螺栓相对位移 的铰链以及从阶梯形螺栓延伸出的铰链的可变形部的截面图。
具体实施例方式在下文中，将参照附图来描述本发明的优选实施例。参见 图1，依照本发明的优选实施例的机罩安全气嚢设备IO设置在例如车 辆的前机罩12内，并且包括安全气嚢16、门18和铰链21。安全气嚢16布置在机罩12的外机罩板22和内机罩板24 之间，并且可以由充气装置26供给的气体充气，然后通过外机罩板22 的开口 22A展开到机罩12的外侧。此外，安全气嚢16和充气装置26 容纳在模块箱内以形成安全气嚢模块14。模块箱28是朝向外机罩板22的开口 22A打开并且在车辆 的宽度方向上延伸的盒状构件。更具体地，例如通过将前侧壁构件30、 后侧壁构件32和底部构件34焊接在一起使模块箱28形成为盒状外形。 底部构件34设置有分别从前侧壁构件30在车辆的向前方向上延伸和 从后侧壁构件32在车辆的向后方向上延伸的凸缘部34F。安全气嚢模 块14内的模块箱28的突缘部34F依靠螺栓36和螺母38与加强件40 一起被组装并固定到内机罩板24上。加强件40的截面是翻转的帽形并且在外机罩板22和内机 罩板24之间在车辆宽度方向上延伸。此外，加强件40直接结合到内 机罩板24上并且通过诸如腻子42来支撑外机罩板22。当沖击物体(未示出)与车辆的前部区域发生碰撞时，容 纳在模块箱28内的充气装置26供给气体以使安全气嚢16充气。充气 装置26依靠例如安装托架44在前侧壁构件30附近被牢固地固定到模 块箱28的底部构件34。门18通常覆盖或关闭形成在外机罩板22内的开口 22A,并 且当安全气嚢16充气时门18能够被使安全气嚢16充气的力展开从而 打开开口 22A。门18包括通过对例如铝板进行成型而形成的门框46， 以及固定在门框46上的合成树脂盖48。如图3所示，门18依靠多个 夹子62而与围绕外机罩板22的开口 22A的外围部22B牢固地接合， 夹子62能够弹性变形以便其能够从外机罩板22脱离。门18保持在其 覆盖开口 22A的位置上。密封构件50介于门18的盖48和围绕外机罩 板22的开口 22A的外围部22B之间。夹子62固定到例如门框46上， 并且容易发生弹性变形以在使安全气嚢16充气的力施加到门18上的 时刻从围绕开口 22A的外围部22B脱离。参见图1,铰链21以其能够相对于内机罩板24在预定极限 内可相对位移的方式被连接到阶梯形螺栓52上，阶梯形螺栓52是连 接到机罩板24的示例性连接构件。当门打开时，铰链21支撑门18。 多个铰链21可以i殳置在门18的门框46的后边》彖，例如，沿门18的 长度。如图2A所示，铰链21具有连接到阶梯形螺栓52上的末端部21B， 末端部21B由加固构件58加固。此外，末端部21B和加固构件58 二 者均具有阶梯形螺栓52的跨距(span ) 52A延伸通过的通孔60，跨距 5 2A和通孔6 0之间留有空隙。如图1所示，阶梯形螺栓52被设置为使得阶梯形螺栓52 的轴线相对于水平面倾斜。即，安装托架54的前表面倾斜以便安装托
架54的前表面的顶端位于安装托架54的前表面的底端的前方，并且 阶梯形螺栓52紧固到安装托架54的倾斜的前表面上。因此，阶梯形 螺栓52的轴线倾斜以便其前部低于其后部。阶梯形螺栓52依靠螺母 56被紧固到安装托架54上，安装托架54牢牢地固定到加强件40上。 参见图2A，阶梯形螺栓52具有的跨距52A允许铰链21在车辆的上下 方向和纵向上在预定极限内相对位移，即在箭头"U"和"D"的方向 以及在箭头"F，，和"R"的方向上。设置在铰链21的末端部21B上的通孔60具有例如在箭头U 和D的方向上延伸的细长形状，从而允许铰链21至少在车辆的大致上 下方向上进行相对位移。通过将通孔60设计为具有增加的长度，能够 增加末端部21B和跨距52A之间的间隙，因此能够扩大铰链21相对于 阶梯形螺栓52在车辆的向上方向上相对位移的范围。因此，如果适当 地设定通孔60的形状，能够允许夹子62在铰链21相对于阶梯形螺栓 52在车辆的向上方向上相对位移的范围内^v外^/L罩4反22脱离。通孔 60的形状不限于上述，例如，可以是在车辆的宽度方向上具有增加的 尺寸从而允许铰链21在车辆宽度方向上的相对位移。此外，如图1所示，例如，铰链21与门18的门框46的后 端一体形成，并且铰链21比门18的门框46的刚性小，从而使铰链21 能够响应于门18的打开而轻松地发生弹性变形。另外，铰链21具有 作为用于保证其变形行程的备用延伸部分的可变形部21A。通过使铰链 21的低刚性部弯曲，使得可变形部21A能够延伸并且随着门18的展开 而伸展。应该理解的是可变形部21A的弯曲形状和伸展量不限于附图 中所说明的。
下面，将对如上构造的机罩安全气嚢设备的运行进行说明。 首先参照图1和2A来描述展开之前的安全气嚢设备的结构。在机罩安 全气嚢设备10中，用于支撑门18的展开的铰链21在内机罩板24的 一侧以浮动状态连接到阶梯形螺栓52上，并且能够在预定范围内进行 相对位移，即，在跨距52A与通孔6 0之间的间隙之内且在跨距52A的 长度之内。因此，当门18连接到内机罩板24以覆盖外机罩板22的开 口 22A时，铰链21能够相对于阶梯形螺栓52在箭头F和R的方向和 箭头U和D的方向上进行相对位移，因此能够适应开口 22A和门18之 间的任何尺寸偏差。由于门18不是包括安全气嚢16和充气装置26的安全气嚢 模块14的局部装配件，因此无须考虑对安全气嚢模块14进行局部装 配时的尺寸偏差。这能够保持外机罩板22的开口 22A和设置在开口 22A 上的门18的设计完整性，因而改进车辆的外观。由于门18与安全气 嚢模块14分离，与门18和安全气嚢模块14相结合的情况相比，能够 减小由车辆的垂直振动引起的门18垂直运动。这能够作为应对垂直振 动的对策来抑制门18的浮动运动。此外，如图3所示，机罩安全气嚢设备10的门18被夹子 62适当地固定在门18覆盖外机罩板22的开口 22A的位置上。夹子62 被构造为能够弹性变形并且能够从外机罩板22分离，以便当安全气嚢 未展开时开口 22A仍然被门18稳定地覆盖。因此，当安全气嚢未展开 而被储存时能够保持开口 22A和门18的设计完整性。接下来，将描述当冲击物体与车辆的前部区域碰撞时机罩 安全气嚢设备10的运行。参见图1， 一旦与沖击物体发生碰撞，机罩 安全气嚢设备10的充气装置26被激活，从而为以塌陷状态容纳在模
块箱28内的安全气嚢16提供大量气体。作为响应，安全气嚢16开始 充气并且门18被充气的力展开。然后，安全气嚢16被展开到机罩12 的外侧并且与冲击物体接触从而吸收冲击。更具体地，如图4所示，随着安全气嚢16充气，充气的力 施加在门18上。门18被使安全气囊16充气的力向上推起，然后夹子 62弹性变形并且从外机罩板22脱离，结果允许门18展开。此时，如 图2A所示，4交链21能够在箭头U的方向上相对于阶梯形螺栓52位移 直至通孔60的下端触及阶梯形螺栓52。在通孔60的下端停靠于阶梯 形螺栓52的位置上，4史链21的末端部21B4皮阶梯形螺栓52固定在适 当的位置上。铰链21的末端部21B由加固构件58加固并且阶梯形螺 栓52被固定到加强件40上，以便末端部21B的固定状态被阶梯形螺 栓52稳定地保持。通过适当地设定铰链21的相对位移范围，夹子62能够在 相对位移极限内从外机罩板22脱离。因此，铰链21的存在不会阻碍 夹子62脱离，这保证夹子62从外机罩板22平稳地脱离(见图5 )。随着门18被使安全气嚢16充气的力向上推起，比门18的 刚性小的铰链21发生弹性变形从而稳定地支撑门18的展开。此外， 作为备用延伸部分的保证变形行程的可变形部21A响应于门18的展开 而伸展。在所有夹子62从外机罩板22分离的同时门18被向上推起之 后，这允许门18围绕铰链21反转到外机罩板22上。此外，由于夹子 62以可靠的方式分离，门18能够平稳地展开(附图中未示出门18的 展开状态)。 一旦门18被展开从而打开开口 22A,安全气嚢16通过开 口 22A在机罩12的外部展开。尽管在上述实施例中阶梯形螺栓52被作为连接构件的一个 实例，但是连接构件不局限于阶梯形螺栓52,并且可以使用铰链21能 够以浮动状态连接到其上的任何连接构件。同样地，门18不局限于上 述通过将盖48固定到门框46所形成的门。例如，门框46自身可以覆 盖外机罩板22的开口 22A而无须使用盖48。尽管结合优选实施例对本发明进行了显示和描述，本领域技 术人员应该理解的是，在不背离附随的权利要求所限定的本发明的范 围的情况下可以作出多种变换和改进。
权利要求
1.一种用在车辆中的机罩安全气囊设备，包括安全气囊(16)，其布置在机罩(12)的外机罩板(22)和内机罩板(24)之间，所述安全气囊(16)由充气装置(26)供给的气体通过所述外机罩板(22)的开口(22A)展开；门(18)，当所述安全气囊(16)未被展开时所述门(18)覆盖所述开口(22A)，当所述安全气囊(16)展开后充气时所述门(18)被展开并被打开；及铰链(21)，其以所述铰链(21)相对于所述内机罩板(24)在预定范围内可相对位移的方式连接到在所述内机罩板(24)一侧的连接构件(52)上。
2、 如权利要求1所述的机罩安全气嚢设备，其中所述门(18)被 多个夹子(62)保持在所述门(18)覆盖所述开口 (22A)的位置上， 所述夹子(62)中的每一个能够弹性变形以便从所述外机罩板(22) 脱离。
3、 如权利要求2所述的机罩安全气嚢设备，其中所述铰链(21) 的相对位移极限以允许所述夹子(62 )从所述外机罩板(22 )脱离的 方式被设定。
4、 如权利要求1至3中任一项所述的机罩安全气嚢设备，其中所 述铰链(21)比所述门(18)的刚性小，从而使所述铰链(21)能够 响应于所述门(18)的展开而轻松地发生弹性变形，所述铰链(21) 设置有作为用于保证其变形行程的备用延伸部分的可变形部(21A)。
5、 如权利要求1至4中任一项所述的机罩安全气嚢设备，其中所 述连接构件(52)与固定到所述内机罩板(24)上的加强件(40)相 连接，所述加强件(40 )使所述内机罩板(24 )和所述外机罩板(22 ) 相连接并对所述机罩(12)进行加固。
6、 如权利要求1至5中任一项所述的机罩安全气嚢设备，其中所 述铰链(21 )具有连接到所述连接构件(52 )上的加固的末端部(21B )。
7、 如权利要求1至6中任一项所述的机罩安全气嚢设备，其中所 述连接构件包括阶梯形螺栓(52 ),所述阶梯形螺栓(52 )允许所述铰 链(21)在所述车辆的上下方向和纵向上在预定范围内相对位移。
8、 如权利要求7所述的机罩安全气嚢设备，其中所述铰链(21 ) 的所述末端部(21B )具有所述阶梯形螺栓(52 )延伸通过的通孔(60 )， 所述末端部(21B)和所述阶梯形螺栓(52)之间留有空隙。
9、 如权利要求8所述的机罩安全气嚢设备，其中所述通孔(60) 具有细长的形状，以允许所述铰链(21)至少在所述车辆的大体上下 方向上发生相对位移。
10、 如权利要求7至9中任一项所述的机罩安全气嚢设备，其中 所述阶梯形螺栓(52)纟皮i殳置为使得所述阶梯形螺栓(52)的轴线相 对于水平面倾斜，所述轴线的前部低于所述轴线的后部。
全文摘要
本发明涉及一种机罩安全气囊设备，其中当安全气囊(16)展开后，覆盖外机罩板(22)中的开口(22A)的门(18)被铰链(21)支撑。所述铰链(21)在内机罩板(24)的一侧连接到阶梯形螺栓(52)(连接构件)，以便所述铰链(21)能够相对于所述内机罩板(24)在预定范围内相对位移。因此，当所述门(18)连接到所述外机罩板(22)以通过所述铰链(21)相对于所述阶梯形螺栓(52)的相对位移来覆盖所述开口(22A)时，能够适应所述外机罩板(22)的所述开口(22A)和所述门(18)之间的尺寸变化，从而保持设计完整性和车辆的外观。
文档编号B60R21/34GK101374703SQ200780003549
公开日2009年2月25日 申请日期2007年1月4日 优先权日2006年1月25日
发明者泷本孝之, 高桥浩幸 申请人:丰田自动车株式会社;高田株式会社