具有受控压力差的多腔安全气囊的制作方法

文档序号:12297742阅读:208来源:国知局
具有受控压力差的多腔安全气囊的制作方法与工艺

本公开总体上涉及一种改进的安全气囊系统。更具体地,本公开的安全气囊系统通过使用新的挡板通风装置设计来使用不同安全气囊腔之间的压力差,从而使得在碰撞中对机动车辆的乘客的伤害最小化。



背景技术:

通常部署安全气囊以使对机动车辆内的人的伤害最小化。正面碰撞安全气囊旨在防止乘员因为被向前推并且与方向盘或车辆的其他内部部分接触而受到伤害。这些枕形安全气囊通过使得安全气囊迅速充满气体的烟火点火装置从仪表板展开。

当前的安全气囊系统通常包括由织物制成的安全气囊,该安全气囊在系统识别到碰撞时充气。然而,许多安全气囊系统将未被正式确认的安全气囊展开为任何限定形状,由此乘员在接触时可能会从安全气囊滑落。在大多数情况下,一旦发生碰撞,乘员将被向前推以及横向推到一定程度。这是典型的安全气囊可能不足以防止与车辆内部的身体接触的地方。在有偏移或角动量的碰撞过程中,乘员可能会从安全气囊的侧面滑落并与车辆接触,从而增加受伤的可能性。仍然需要新的和改进的安全气囊系统,使得乘客能够避开碰撞而很少或没有受伤。



技术实现要素:

所附权利要求限定了该申请。本公开总结了实施例的各特征,并且不应用于限制权利要求。根据本文所描述的技术,预期其他实施方式对于本领域普通技术人员在检查以下附图和详细描述的情况下将是显而易见的,并且这些实施方式旨在在本申请的范围内。

示例性实施例提供一种安全气囊系统,其包含:包含中心腔和两个周边腔的安全气囊;与中心腔流体连通的充气器;中心腔通过内部挡板通风装置与两个周边腔流体连通,其中,每个内部挡板通风装置包含:配置为一直保持打开并且允许流体在中心腔和两个周边腔中的一个之间自由流动的中心气流孔、和配置为打开以允许流体从中心腔自由流动到两个周边腔中的一个以及配置为关闭以阻止流体从两个周边腔中的一个流入中心腔的一个或多个周边气流孔。

每个周边腔可以配置为接收乘客的头部、胸部、左肩部或右肩部。周边腔中的至少一个还可以包括拉带。配置为接收乘客的胸部的周边腔可以包含压力在约120至约170kpa范围内和/或深度在约4英寸至约13英寸范围内的腔。配置为接收乘客的头部的周边腔可以包含压力在约120至约200kpa范围内和/或深度在约6英寸至约16英寸范围内的腔。配置为接收乘客的左肩部的周边腔可以包含压力在约120至约200kpa范围内和/或深度在约6至约16英寸范围内的腔。配置为接收乘客的右肩部的周边腔可以包含压力在约120至约200kpa范围内和/或深度在约6英寸至约16英寸范围内的腔。

当安全气囊完全充气时,两个周边腔内的气体压力可能大于中心腔中的压力。每个内部挡板通风装置可以设置在腔分隔件中的孔的上方,其中腔分隔件大体上分开相邻的腔。腔分隔件可以由织物制成。一个或多个挡板通风装置可以具有设置在腔分隔件中的孔上方的一个或多个孔。一个或多个周边气流孔可以包含两个或更多个周边气流孔,其中两个或更多个周边气流孔位于距中心气流孔大致相同的径向距离处。当流体试图从两个周边腔中的一个进入中心腔时,一个或多个周边气流孔可以被腔分隔件的一部分部分地或完全地阻挡。配置为阻止流体从两个周边腔中的一个流动到中心腔中的一个或多个周边气流孔可以包含位于两个周边腔中的一个中的一个或多个翼片,位于两个周边腔中的一个中的一个或多个翼片可以配置为在流体试图进入中心腔的时部分地或完全地覆盖一个或多个周边气流孔,并包含分别设置在四个周边气流孔上的四个翼片。

示例性实施例提供一种安全气囊展开方法,其包含:通过传感器获得车辆外部的数据;通过使用该数据的控制器识别突然的减速度;展开如本文所述的安全气囊系统。

示例性实施例提供了一种包括如本文所述的安全气囊系统的车辆。

示例性实施例提供了一种车辆安全气囊,其包含:设置在中心腔和两个相邻的周边腔之间的内部挡板通风装置。其中每个内部挡板通风装置包含总是打开的中心流体通道和多个周边流体通道,其中内部挡板通风装置配置为允许流体从中心腔自由流动到邻近的周边腔并且配置为阻止流体从邻近的周边腔流动到中心腔。

附图说明

为了更好地理解本发明,可以参考以下附图中所示的实施例。附图中的部件不一定按比例绘制,并且可以省略相关元件以强调并清楚地说明本文所描述的新颖特征。此外,如本领域已知的,系统部件可以进行各种布置。在附图中,除非另有说明,否则相同的附图标记可以指代不同图中的相同部件。

图1是本发明的安全气囊系统的一个实施例的各特征的示意主视图;

图2是处于展开状态以进一步识别接触区域的图1的本发明的安全气囊系统的示意图;

图3是在本发明的安全气囊系统中使用的挡板通风装置的实施例的表示;

图4a-4c示出了通过图3所示的挡板通风装置的实施例的气流;

图5是本发明的安全气囊系统的一个实施例的各特征的示意主视图;

图6是处于展开状态以进一步识别接触区域的图5的本发明的安全气囊系统的示意图;

图7是本发明的安全气囊系统的一个实施例的各特征的示意主视图;

图8是本发明的安全气囊系统的一个实施例的各特征的俯视图;

图9是处于展开状态以进一步识别接触区域的图7的本发明的安全气囊系统的示意图;

图10-11示出了处于展开状态的本发明的安全气囊系统的不同实施例的各特征的主视图。

具体实施方式

虽然本公开的安全气囊系统可以以各种形式实施,但是附图示出并且本说明书描述了包含挡板通风装置以调节不同安全气囊腔之间的压力差的安全气囊系统的一些示例性和非限制性实施例。术语“安全气囊系统”旨在表示可充气约束乘客的多腔安全气囊以及机械和化学部件(例如充气装置、点火装置、推进剂等)。本公开是安全气囊系统的举例,并且不将安全气囊系统限制到具体示出和描述的实施例。可能根本不需要所描绘或描述的部件,并且一些实施例可以包括附加的、不同的或更少的部件。部件的布置和类型可以在不脱离本文所阐述的权利要求的精神或范围的情况下变化。

本领域普通技术人员将理解适用于本公开的实施例的安全气囊设计、结构和操作的各个特征。例如,美国专利号6,886,857、7,857,347、8,128,124、8,322,748描述了许多这样的特征,并通过引用将其整体并入本文。

在一个实施例中,安全气囊系统包含四腔安全气囊设计。在另一个实施例中,安全气囊系统包含双腔安全气囊设计。在又一实施例中,安全气囊系统包含多腔翼形安全气囊设计。这种翼形安全气囊设计包含附加的周边安全气囊腔。在实施例中,附加的周边安全气囊腔可以是附接或集成到主安全气囊中的囊袋(duffel)。

本发明的安全气囊可以由任何柔韧材料——包括具有适当热容量、韧性、模量等的聚酰胺6,6纤维、聚酯等——制成。这种用途的代表性织物公开在美国专利号4,921,735;5,093,163;5,110,66;5,236,775;5,277,230;5,356,680;5,477,890;5,508,073;5,503,197;5,704,402中,其全部内容通过引用并入本文。安全气囊可以由单层或多层制成。

在每个实施例中,本发明的安全气囊系统包含挡板通风装置设计,以有利于安全气囊的不同腔之间的压力差。一旦车辆感测到安全气囊的展开事件,空气或另一种气体就被引入安全气囊的中心腔中。空气或气体在中心腔内形成达到一定压力,然后被动地扩散到周边腔中。在空气或气体可以自由地流动到中心腔和周边腔中和从中心腔和周边腔中流出的正常情况下,每个腔中的压力将大体相同。然而,在本公开内容中,使用挡板通风装置,以使得在周边腔和中心腔之间存在压力差。通过使用这些挡板通风装置,一旦安全气囊完全展开,周边腔内的压力就大于中心腔的压力。

本发明的安全气囊系统中的挡板通风装置被结合到一个或多个分隔件中。单个分隔件可以由单层或多层制成。本发明的安全气囊中的分隔件限定不同的腔。这些分隔件可以由用于构造本发明的安全气囊的任何柔韧材料制成。在分隔件内,可以存在一个或多个孔,以允许气体从一个腔流动到另一个腔。不存在挡板通风装置,分隔件中的孔将允许气体在相邻的安全气囊腔之间流动,直到相邻腔之间存在大体相等的压力。然而,在本发明的安全气囊系统中使用本发明的挡板通风装置允许气体从第一腔流动到第二相邻腔,由此第二相邻腔中的压力大于第一腔中的压力。由于本发明的挡板通风装置设计,实现了相邻腔之间的这种压力差。本发明的挡板通风装置设计允许气体从第一腔自由流动到第二相邻腔,并阻止气体从第二相邻腔流动到第一腔。这种障碍产生了压差,原因在于本发明的安全气囊内的压力不能均匀地稳定。

在一些实施例中,第一腔是直接从充气器接收气体的中心腔,并且第二相邻腔是直接邻近中心腔的周边腔。在本实施例中,可以使用多个周边腔。在其它实施例中,第一腔是直接邻近中心腔的周边腔,并且第二相邻腔是直接邻近中心腔的另一周边腔。在其他实施例中,第一腔是直接邻近中心腔的周边腔,并且第二相邻腔是直接邻近周边腔的附加周边腔。

本发明的挡板通风装置包含多个孔,该孔用作气体从第一腔流入第二相邻腔的通道。在实施例中,本发明的挡板通风装置包含2至21个孔。在其它实施例中,本发明的挡板通风装置包含2个孔;或者3个孔;或者4个孔;或者5个孔;或者6孔;或者7个孔;或者8个孔;或者9个孔;或者10个孔;或者11个孔。

本发明的挡板通风装置还包含用于阻止气体从第二相邻腔流动到第一腔的装置。在实施例中,用于阻止气体从第二相邻腔流动到第一腔的装置包含设置在第二相邻腔内的翼片,该翼片用于允许气体流入第二相邻腔,但阻止或大体上阻挡气体从第二相邻腔的气体流动到第一腔。在其它实施例中,用于阻止气体从第二相邻腔流动到第一腔的装置包含挡板通风装置设计,由此当气体试图从第二相邻腔流动到第一腔时,挡板通风装置溃缩,使得存在在挡板通风装置中的一个或多个孔被分隔件挡住。

本发明的挡板通风装置通过阻挡挡板通风装置中的一个或多个孔来阻止气体从第二腔流动到第一腔,以允许气体从第一腔自由流动到第二相邻腔,但反之则不行。例如,如果x个孔可用于气体从第一腔流动到第二相邻腔,则本发明的挡板通风装置包含可用于气体从第二相邻腔流向第一腔的(x-1)个孔;或者,可用于气体从第二相邻腔流向第一腔的(x-2)个孔;或者,可用于气体从第二相邻腔流动到第一腔的(x-3)个孔;或者,可用于气体从第二相邻腔流动到第一腔的(x-4)个孔;或者,可用于气体从第二相邻腔流向第一腔的(x-5)个孔;或者,可用于气体从第二相邻腔流向第一腔的(x-6)个孔;或者,可用于气体从第二相邻腔流向第一腔的(x-7)个孔;或者,可用于气体从第二相邻腔流向第一腔的(x-8)个孔;或者,可用于气体从第二相邻腔流向第一腔的(x-9)个孔;或者,可用于气体从第二相邻腔流向第一腔的(x-10)个孔;或者,可用于气体从第二相邻腔流动到第一腔的(x-11)个孔;或者,可用于气体从第二相邻腔流向第一腔的(x-12)个孔;或者,可用于气体从第二相邻腔流向第一腔的(x-13)个孔;或者,可用于气体从第二相邻腔流向第一腔的(x-14)个孔;或者,可用于气体从第二相邻腔流向第一腔的(x-15)个孔;或者,可用于气体从第二相邻腔流向第一腔的(x-16)个孔;或者,可用于气体从第二相邻腔流向第一腔的(x-17)个孔;或者,可用于气体从第二相邻腔流向第一腔的(x-18)个孔;或者,可用于气体从第二相邻腔流向第一腔的(x-19)个孔;或者,可用于气体从第二相邻腔流向第一腔的(x-20)个孔。

本发明的挡板通风装置可以设置在任何分隔件中。在实施例中,本发明的挡板通风装置可以设置在中心腔和周边腔之间的分隔件内。在实施例中,本发明的挡板通风装置可以设置在相邻周边腔之间的分隔件内。在实施例中,本发明的挡板通风装置可以设置在邻近中心腔的周边腔与邻近周边腔的附加周边腔之间的分隔件内。在这些实施例中,不同腔之间可以存在压力差。

在一些实施例中,中心腔中的压力小于周边腔中的压力。在一些实施方案中,中心腔中的压力可以在约120至约170kpa(千帕)的范围内;或者,120至170kpa;或者,120至150kpa;或者140至170kpa;或者130至160kpa。在一些实施例中,周边腔中的压力可以在约120至约200kpa的范围内;或者,120至200kpa;或者,120至160kpa;或者,160至200kpa;或者,140至180kpa;或者,130至170kpa。在一些实施例中,附加周边腔中的压力可以在约120至约200kpa的范围内;或者,120至200kpa;或者,120至160kpa;或者,160至200kpa;或者,140至180kpa;或者,130至170kpa。在一些实施例中,拉带可以结合到本发明的安全气囊中以确保安全气囊以期望的几何形状展开。在一些实施例中,期望的几何形状可以具有比中心腔更大的深度的周边腔,以确保乘客不接触车辆的不期望的特征。在其他实施例中,期望的几何形状可以具有不同的深度,这取决于预期的接触区域。例如,在一些实施例中可能有利的是使与胸部接触区域相关的腔具有比与头部接触区域相关的腔更大的深度。作为另一示例,在一些实施例中可能有利的是使左和/或右肩部接触区域具有比头部和/或胸部接触区域更大的深度。

在一些实施例中,中心腔的深度可以在约4至约13英寸的范围内;或者,4至13英寸;或者,4至8英寸;或者,9至13英寸;或者,7至11英寸。在一些实施例中,周边腔的深度可以在约6至约16英寸的范围内;或者,6至16英寸;或者,6至11英寸;或者,11至16英寸;或者,8.5至13.5英寸。在一些实施例中,附加周边腔的深度可以在约6至约16英寸的范围内;或者,6至16英寸;或者,6至11英寸;或者,11至16英寸;或者,8.5至13.5英寸。

转到附图,详细描述本文提供的实施例。图1描绘了本发明的安全气囊系统的实施例的特征。充气器(未示出)流体连接以将气体引入中心腔10。初始气流如箭头所示从中心腔10流动到周边腔11、12。间隔件40用于限定这些腔。分隔件内的孔允许气体从一个腔流动到另一个腔。拉带20、21用于控制处于展开状态的安全气囊的几何形状或刚度。安全气囊中的缝线(stitching)30也可以用于控制处于展开状态的安全气囊的期望几何形状。元件30也可以是控制周边腔的刚度或深度的拉带。图2示出了处于展开状态的图1的安全气囊。每个腔10(未示出)、11、12在将气体引入每个腔中时膨胀,并且填充车辆乘客舱内的空隙的一部分。在该实施例中,本发明的挡板通风装置将设置在孔上方——其中箭头显示气体流过——并且任选地在任何其它分隔件40内。一个或多个挡板通风装置50可以设置在存在于该实施例中的任何或全部分隔件40内,包括在周边腔11、12(未示出)之间的分隔件40。此外,挡板通风装置50可以设置在中心腔10和相邻的周边腔11、12之间的分隔件中。这些挡板通风装置50的存在将控制不同腔之间的压力差。图2进一步标识了本发明的安全气囊系统的实施例的头部接触区域60、左肩部接触区域61和右肩部接触区域62。在该实施例中,头部接触区域包含由较高压力腔围绕的较低压力腔,该较低压力腔允许头部被稳定并且防止头部从安全气囊中滑离并接触车辆的部分。

图3描绘了从第二相邻腔的视角观察第一腔的本发明的挡板通风装置50主视图。本发明的挡板通风装置50设置在分隔件40中的孔41上。本发明的挡板通风装置使用常规的方式(例如缝合、铆接、胶合等)沿着挡板通风装置52的边缘附接到分隔件。挡板通风装置可以由涂层织物(类似于安全气囊材料)构成。挡板通风装置的特征是实心体53并且不允许气体流过。在该实施例中,挡板通风装置50中总共存在5个孔:一个位于挡板通风装置中心,并且四个位于距离中心孔大致一致的半径处。图3中切掉挡板通风装置53的实心体部分以示出分隔件40及其相应的孔41。在该实施例中,分隔件的孔41与挡板通风装置的孔(参见图4b的元件55)对齐。挡板通风装置中的多个孔(未示出)可以被多个翼片51覆盖。这些翼片51在来自第一腔的压力迫使翼片51打开时允许气体从第一腔10流动到第二相邻腔。即使当第二相邻腔内的压力大于第一腔内的压力时,这些翼片51也阻止或大体上阻挡气体从第二相邻腔流动到第一腔。

图4a至4c示出了本发明的挡板通风装置的一个实施例的侧面透视图。图4a示出了本发明的挡板通风装置覆盖分隔件40中的孔41并附接到分隔件。图4b示出了当气体压力从第一腔增加时,气体通过挡板通风装置中的多个孔54、56从第一腔自由流动到第二相邻腔。图4c描述了当第二相邻腔中的压力达到一定水平时,气体将尝试从第二相邻腔流回到第一腔。当气体试图流回到第一腔时,本发明的挡板通风装置的方向朝向分隔件40中的孔41而变化并且本发明的挡板通风装置溃缩。当溃缩时,之前允许气体从第一腔流动到第二相邻腔(图4b)的一些孔54被分隔件40的壁阻挡,从而阻止气体流向第一腔。在一些实施例中,在图4c所示的条件下,本发明的挡板通风装置的一个或多个孔不被阻塞55。

图5描绘了本发明的安全气囊的另一实施例的主视图,其中总共四个周边腔11、12、13、14存在并且与中心腔10直接流体连通。图5中的箭头表示气流从充气器到中心腔10然后到相邻的周边腔11、12、13、14。每个腔的尺寸部分地由设置在本发明的安全气囊内的分隔件40限定。拉带20可用于控制任何腔的刚度和深度。图5示出了设置在一个周边腔13内的拉带20。一个或多个挡板通风装置50可以设置在本实施例中存在的任何或所有分隔件40内,包括在周边腔11、12、13、14之间的分隔件40(未示出)。此外,挡板通风装置50可以设置在中心腔10和相邻的周边腔11、12、13、14之间的分隔件中。这些挡板通风装置50的存在和定向将控制不同腔之间的压力差。

图6表示处于展开状态的图5的安全气囊的主视图。在该实施例中,安全气囊被设计成具有头部接触区域60、左肩部接触区域61、右肩部接触区域62和胸部接触区域63。头部接触区域包含中心腔10、顶部周边腔11、左周边腔14和右周边腔12的一部分。胸部接触区域63包含左周边腔14、右周边腔12和底部周边腔13的一部分。比较图5(未展开状态)和图6(展开状态),一般的技术人员将会理解,在充满车辆乘客舱的一部分的情况下,处于展开状态的安全气囊的体积增加(以阴影表示)。

图7描绘了本发明的安全气囊的另一个实施例的主视图,其中总共四个周边腔11、12、13、14存在并且与中心腔10直接流体连通。在该实施例中,附加的周边腔15设置在周边腔11、12、13、14中。在一些实施例中,这些附加的周边腔15可以是由附加的分隔件40的存在而形成的附加腔。在其它实施例中,这些附加的周边腔可以是附接到或集成到主安全气囊中的囊袋。必须以允许气体从相邻的周边腔11、12、13、14流入相应的附加的周边腔15的方式附接附加的周边腔15。在一些实施例中,这些附加的周边腔15中的压力与相邻的周边腔11、12、13、14中的压力相等。在其他实施例中,当隔板通风装置设置在相邻的周边腔11、12、13、14和附加的周边腔15之间时,这些附加的周边腔中的压力大于相邻的周边腔11、12、13、14中的压力。如本领域技术人员将理解的,不同腔之间的压力差是本发明的挡板通风装置的数量和其定向的函数。

图8表示类似于图7所示的安全气囊的展开的安全气囊的俯视图。在该实施例中,附加的周边腔具有比顶部周边腔11更大的深度。在该图中未示出与顶部周边腔11相邻的附加安全气囊15。这些具有更大深度的附加周边腔为在横向或部分横向碰撞事件中的乘客提供额外的保护。

图9示出了图7所示的展开的安全气囊的主视图。在该实施例中,气体从中心腔10流入周边腔11、12、13、14,然后流入附加的周边腔15。头部接触区域60包含顶部周边腔11和中心腔10的一部分。左肩部接触区域61包含左周边腔14和相邻的附加周边腔15的一部分。右肩部接触区域62包含右周边腔12和相邻的附加周边腔15的一部分。胸部接触区域63包含左周边腔14、右周边腔12、底部周边腔13和与底部周边腔13紧邻的附加周边腔15的一部分。虽然没有示出气体流动,但气体必须能够从周边腔11、12、13、14传递到相邻的附加周边腔15。一个或多个挡板通风装置50可以设置在本实施例中存在的任何或所有分隔件40内,包括在周边腔11、12、13、14与相邻的附加周边腔15(未示出)之间的分隔件40。此外,挡板通风装置50可以设置在不同的周边腔11、12、13、14(未示出)之间的分隔件中。进一步地,挡板通风装置50可以设置在中心腔10和相邻的周边腔11、12、13、14之间的分隔件中。这些挡板通风装置50的存在将控制不同腔之间的压力差。

图10-11描绘了本发明的安全气囊的替代实施例。在这些实施例中,分隔件40被示出为限定不同形状的周边腔11、12、13、14。为了防止乘客与车辆的部分接触,可以使用不同的周边腔设计。这些分隔件结构可以针对一种类型的车辆(例如,轿车或卡车)、车辆操作的国家或地区(例如,北美或欧洲)或本领域技术人员已知的其它考虑而定制。

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