专利名称：安全气袋总成的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种适于安装在机动车辆内作为一辅助约束系统部分的安全气袋总成。
目前的汽车业内，即便不在大多数，但在许多新的汽车上，采用安全气袋总成作为辅助约束系统正日益流行。
一般传统的安全气袋总成包括一可随着启动而从叠置至展开两种状态之间膨胀的气袋，一具有顶壁和带锁止孔的侧壁的盖，一将所述气袋与盖连于一起的气袋保持件，其连接方式如附图11所示公开号为平7-96813中的日本专利所揭示的那样。所述盖的侧壁100被相对于气袋保持件102之侧壁外侧101沿经向定位。该气袋保持件102的侧壁101上通常带有与锁止孔104的啮合以使所述盖与该气袋保持件102相固定在一起的锁止爪103。所述锁止爪103从气袋保持件102的侧壁101之外表面沿径向向外伸出，并由内部来锁止。在气袋105从叠置状态向展开状态膨胀的过程中，该气袋105通过一气体发生系统而被启动，并膨胀从而靠向盖的顶壁106的背侧。气袋105的膨胀使该盖断裂，并形成一允许该气袋105展开而进入车辆舱室的通道，由此，避免乘员受到剧烈的碰撞。然而，由气袋105的膨胀而传至所述盖上的向外压力及向上的张力会使锁止爪103向外伸并脱离盖的锁止孔104。因而，在气袋105充气过程中盖会从气袋保持件102上脱开。
为防止这种脱开，已提出设置一块压力板107的技术方案，它相对于盖和气袋保持件102布置在径向外侧，这种构成将一压力施加到盖和气袋保持件102上以此使盖和气袋保持件102固定。然而，为了承受住上述由气袋膨胀产生的向外压力，压力板107必须具有一较大的厚度。因此，气袋总成的重量也相应地增加了。
因此，本发明的一个目的是提供出这样一种气袋总成，它可克服上述传统气袋总成的问题，并且在不牺牲气袋保持件与盖的锁定连接强度的条件下减少重量。
根据本发明的原理，上述及其它目的通过给出的一个构造为安装在汽车上的气袋总成被实现，该总成包括至少一个气袋，一个盖及一个气袋保持件。气袋在气袋总成启动之前保持折叠状态，而当气袋总成启动时可由折叠状态充胀成展开状态。盖既有顶壁结构也有侧壁结构。顶壁结构的构形适于在折叠状态时盖住并隐藏住气袋，使其不会被看见，而在气袋从折叠状态打开成展开状态时，所述顶壁构成并布置为破裂以产生一个使气袋能展开进入车内空间的通道。盖的侧壁结构从顶壁结构伸出，从而确定了一基本呈环形的横断面结构，并且其上形成有许多相间隔开的锁止孔。气袋保持件把气袋与盖保持在一起，它至少包括第一和第二板，这些板在气袋总成被安装到汽车上时基本上分别水平和垂直取向。水平板上加工有许多相间隔开的插入槽它们被布置成适于接收盖的侧壁结构的部件。垂直板被设置在盖的侧壁结构的径向外侧位置。垂直板包括许多锁止爪。它们被径向向内伸出地设置，并与盖的锁止孔啮合，由此把盖固定到气袋保持件上。
根据本发明的总成，气袋保持件与锁止爪相对于盖来构成及布置以适于限制盖的向外运动并在气袋充胀过程中有效地减少盖从气袋保持件上脱开的可能。由此，该总成能有选择地除去压力板或可采用减少厚度的压力板，因此有利于减少气袋总成的总重量。
通过下面结合附图举例对本发明的原理所做的详细说明，使本发明的上述及其它目的，特征及优点更加明确。
了本发明，其中图1是一个方向盘总成的局部透明视图，它包含有根据本发明的一个实施例的气袋总成；图2是图1的气袋总成沿图1中II-II线截取的一个示意性剖面图；图3是图1的气袋总成沿图1中III-III线截取的另一个示意性剖面图；图4是图1所示气袋总成的盖的一放大底视图；图5是图4所示盖的一正视图；图6是图1所示气袋总成的气袋保持件的一平面图；图7是沿图6中VII-VII线截取的一剖面图；图8是图1所示气袋总成的压力板的一平面图；图9是沿图8中IX-IX线截取的一剖面图；图10是沿图8中X-X线截取的一剖面图；以及图11是传统气袋总成的一剖面图。
下面结合附图对本发明的一个实施例予以说明。
现在参照具体的附图，在图2和3中示出了按照本发明的一个实施例的气袋总成，参考编号被标示为10。
如图1所示，气袋总成10形成方向盘总成W的一部分。方向盘总成W还包括一个方向盘本体1，它包括圆环形部件R，一个处于环形部件R中间的毂部件B，及将环形部件R连接到毂部件B上的四个轮辐部件S。一个金属芯部件(未示出)设置在毂部件B，环形部件R及轮辐部件S中。一个包覆件2覆盖在环形部件R的金属芯部件及轮辐部件S邻近环形部件R的区域上。一个下壳体3(图2及3中)盖住毂部件B的下表面。气袋总成10被置于支承部件B上。
如图2及3所示，在未展开状态，气袋总成10包括一呈叠置状态的气袋11，一向气袋11提供充气气体的充气机15，一盖住呈叠置状的气袋11的盖17和一气袋保持件25。气袋保持件25用于固定气袋11、充气机15及盖17，并将气袋总成10固定到方向盘总成W上。在所述实施例中，用于压住盖17的侧壁结构21内侧的压力板27被设置在气袋保持件25的下面。
如图2和3进一步所示，气袋11是可膨胀的，并且在一开口端11a与一圆形保持件13连接，圆形保持件13被置于气袋11的内侧。许多螺栓(未示出)，如四个，被插置于开口端11a的圆形边缘部位(示编号)，并且用螺母(未示出)安装到气体保持件25以及压力板37上，从而把气袋11固定到气袋保持件25上。参见图1，6和8，螺栓穿过气袋保持件25的孔27b和压力板37的孔39c，以完成这样的紧固配合。
充气机15的一圆柱体15a，圆柱体15a的上部设有一气体出口15b，并且有一个从其上伸出具有通孔(未示出)的法兰盘15c。许多把气袋11紧固在气袋保持件25上的螺栓和连接螺母也被插入法兰盘15c上的这些通孔中把充气机紧固到气袋保持件25上。
盖17可用诸如合成树脂制成。如图2至5所示，盖17包括一个顶壁结构19和一个侧壁结构21。顶壁结构19盖住并隐蔽住非展开状态的气袋11，而侧壁结构21从顶壁结构19的下表面的外圆周部位向下方伸展，从而确定了一具有基本呈环形横断面的管。
顶壁结构19在其上加工有可断裂部位19a。该可断裂部位19a称为结构薄弱部位，例如一较顶壁结构19周围部位薄的部位。当气袋11通过充气机15由叠置状态充胀成展开状态时，展开的气袋11在顶壁结构19的下表面施加作用力，使顶壁结构19在可断裂部位19a裂开并形成一个可使展开的气袋11进入车内空间的通道。
盖17的侧壁结构21从与顶壁结构19下表面相接，最好整体相连的上端(无标记)延伸到下端(无标记)，从而确定一类似椭圆的管。锁止板部件23从侧壁结构21的下端向下伸出。图示实施例所示的两个锁止板部件23中的每一个具有两个锁止孔23a，它们按并排的关系被加工出来，并且其长轴按大致水平的方向设置。
气袋保持件25可用诸如金属材料制成。如图1至3，6和7所示，该气袋保持件25包括一第一水平板27和一第二垂直板29，它从水平板27的外周缘部位向下伸出。水平板27为具有一外缘的形状，至少其外缘的一部分基本上对应于盖17的侧壁结构21的内表面的形状和尺寸。如图6所示，在所示实施例中，水平板27外缘的另外部分径向向内缩进，以允许安装架33能被安置在水平板27的相对侧边上。安装架33的结构和作用将在下面详细说明。
水平板27上加工有许多相间隔开的插入槽31。插入槽31的形式及布置适于接收锁定板部件23中相对应的件。见图6，处于该图顶部与底部的插入孔31被置于水平板27的相对边缘处，沿水平板27的顶缘和底缘伸展的连接部件35被置入每个边缘的插入槽中。连接部件35适于把水平板27与垂直板29相互连接起来，并且它具有一个沿件35长度方向居中的U形肋35a来作为增强件。U形肋35a通过将连接件35的中心部位压延而形成。再参见图6，在图左右的插入槽31被置于水平板的相对边缘，并通过安装架33被插入。
水平板27的中间加工有一个通孔27a。通孔27a的构成及设置适于使充气机15的筒体15a的至少一部分从气袋保持件25的下侧插入通孔27a。在所述实施例中的安装架33被焊接在水平板27相对边缘的下表面上，它被用来把气袋总成10固定到方向盘本体1的金属芯部分上。如图7所示，每个安装架有一个将螺母33b焊接到安装架预定的部位而确定的螺孔33a。气袋总成10被设计成适于用诸如螺栓(图中未示出)等安装到方向盘本体1的预定位置上，螺栓能与螺孔33a螺纹配合。
如图1，3和6所示，气袋保持件25的垂直板29包括许多从垂直板29向内径向突出的锁止爪30。锁止爪30被布置在与盖17的侧壁结构21的锁定板部件23上的锁止孔23a相对应的位置。参见图3和6，每个锁止爪30有置于其左右侧边的加强肋30a。锁止爪30是通过冲压工艺加工形成。
压力板37可用诸如金属之类的材料制成。如图2，3和8至10所示，压力板37有一带外缘(未编号)的底表面39，至少其一部分在形状及尺寸上与盖17的侧壁结构21的内表面相对应。压力板37也有大致呈U形的侧边部分41。在组装时，盖17的侧壁结构21由压力板37的内壁43挤压而限制盖17的侧壁结构21的径向向内的运动。
压力板37的底表面39的中间加工成形有一通孔39a。通孔39a的形状及位置适于充气机15的筒体15a的至少一部分从气袋保持件25的下侧插入通孔39a中。U形肋39b成形在压力板37上对应于连接件35的位置。
压力板37大致呈U形的侧边部分41对应于安装架33设置，使得安装架33能被插入到侧边部41中。通孔41a被成形在侧边部分41上并处于与安装架33上的螺孔33a相对齐的位置。螺栓(未示出)可插进对齐的通孔41a和螺孔33a，从而将压力板37固定到气袋保持件25上。
下面将对上述实施例的气袋总成的组装进行说明。
气袋11的圆形保持件13起初被置于气袋11内。螺栓(未示出)被设置与圆形保持件13上的孔(未示出)配合，并从气袋11的开口端11a伸出。然后把气袋折叠起来。
接着，盖17的锁止板部件23插入气袋保持件25的诸个相应插入孔31中，同时锁止爪30被插入锁止板部件23的诸相应锁止孔23a中。然后压力板37被置于气袋保持件25的下面以便能对盖17的侧壁结构21的内表面施加压力。充气机15的筒体15a分别从下面插入压力板37及气袋保持件25的水平板27底表面上的通孔39a及27a中。然后将螺栓分别插入水平板27，充气机15的法兰盘15c及压力板39上对齐的通孔27b，15b和39b。用螺母适当地紧固螺栓来完成气袋总成的组装。
然后由穿过压力板37的通孔41a插入安装架33的螺孔33a中的螺栓便可将气袋总成10安装到方向盘本体1中。方向盘可采用传统的连接方式连接到方向盘柱(未示出)上。
在工作状态，气袋总成由适当的传感系统(未示出)启动，使气体从充气机15的出气口15b排出，并充胀气袋11。当气袋11展开时，气袋11产生作用在盖17顶壁结构19的下表面的力使顶壁结构19在易断裂部位19a断裂。由于顶壁结构19被展开的气袋11冲破顶开，由此建立了一个能使气袋11展开进入车舱内部的通道。由于气袋11膨胀，向外的压力和向上的张力传递到盖17的侧壁结构21。因为气袋保持件25的垂直板29相对于侧壁结构21被设置在径向外侧的位置，垂直板19吸收了向外压力的一部分并可防止侧壁结构19从气袋保持件25上脱开。此外，由于锁止爪30从垂直板29向内突出，锁止爪30从侧壁结构19的锁止孔23a上脱出的可能性，即便没有完全消除，也被有效地减少了。这样，在气袋保持件25与盖17间的配合被增强，没有必要再采用比传统气袋保持件更厚的气袋保持件的措施。
当经选择的压力板37被用于本发明的气袋总成10中时，盖17的侧壁结构21从气袋保持件25上的垂直板29上脱开的可能性可以用下面的方式被进一步减小。在气袋11开始展开过程中，盖17的侧壁结构21趋于被径向向外推。按照本发明，气袋保持件25的垂直板29与锁止爪30的布置适于限制盖17的侧壁结构21的这一初始的向外运动，以达到减少盖17从气袋保持件25上脱开的可能。上述初始运动之后，盖17趋于向其初始位置弹回。本发明的压力板37适于限制盖17的侧壁结构19弹回的向内运动。由于气袋保持件25和锁止爪30的结构和布置，作用在压力板37上的弹回力远小于传统的气袋总成，因此压力板37的厚度可选择较传统总成中的压力板更薄些。相应地，本发明甚至在使用压力板37的情况下仍能达到减少气袋总成10重量的效果。
如上所述，本发明的气袋总成10可以省去压力板。在这种情况下，可使本发明总成10的重量更加减少。
就广义而言，上述总成可以实现各种变化和改进而不会脱离本发明的范围。如虽然上述实施例是以连接有四个轮辐的方向盘说明的，但是将不同数量的轮辐应用到本发明中是等效的，象三个轮辐。此外，盖侧壁结构的形状不仅限于上述形状。如盖侧壁结构的形状可为多边形，诸如五边形。
在本发明的气袋总成中，气袋保持件的垂直板置于盖的侧壁结构的径向外侧，这样垂直板的锁止爪向内突出，由此，锁止爪从侧壁结构的锁止孔中脱出的可能性即便未完全被消除，也被有效地减小了。此外，由于在气袋被充胀时气袋保持件的垂直板抵抗并吸收作用在气袋上向外的压力，上述回弹力显著地被减少。因此，在传统总成中所需的压力板可以从本发明的总成中去掉。从而使本发明的气袋总成重量减小。
此外，当本发明使用压力板时，压力板在气袋充胀过程中通过限制盖的向内移动能起到防止盖从气袋保持件上脱开的作用。因为盖侧壁结构作用的回弹力的总量由于气袋保持件的垂直板及爪的布局和布置被有效地减少，施压板不必吸收象在传统总成中那样多的应力。因此，本发明的施压板可以较传统施压板更薄。
另外，在气袋保持件中，置有连接部件，用以将水平和垂直板相互连接起来并插入插槽内。连接部件的布局和形状适于在气袋充胀过程中防止气袋保持件的垂直板在邻近气袋保持件的插槽处朝向外侧变形。也就是说如果所述连接部件没有形成，在气袋充胀过程中，邻近气袋保持件的垂直板的插槽部位容易向外变形，因而使锁止爪易从锁止孔中脱出，以及盖易掉下来，这种情况可以被防止。连接部件在气袋充胀过程中有助于防止锁止爪从锁止孔中脱出。
一种气袋总成在1996年7月25日的有优先权的在日本以申请号平8-196515被提交的专利申请中被公开，其公开的内容本说明书中被引用作为参考。
这样，很显然本发明的目的和原理已被充分并有效地实现。然而，可以认识到上述最佳9具体实施例被展示并说明的目的是说明针对本发明的改变并不脱离其本质。
权利要求
1.一种为安装在汽车上而构成的气袋总成，所述总成包括一个可在叠置状态与展开状态间膨胀的气袋；一个盖，具有一顶壁结构和一侧壁结构，所述顶壁结构具有在气袋呈叠置状态时盖住并隐蔽所述气袋的构形，并被构成设置成为当所述气袋从叠置状态膨胀成展开状态时其破裂而建立一个使所述气袋展开进入车舱内的通道，所述侧壁结构从所述顶壁结构延伸，从而确定了一大致呈环形的横断面结构，并且在其上形成有许多相间隔开的锁止孔；一个把所述气袋与所述盖相互连接的气袋保持件结构，所述气袋保持件包括第一和第二板，所述第一板上形成有许多相间隔的插入槽，其形状适于接受所述盖的侧壁结构的部件，所述第二板的至少一部分被置于所述盖侧壁的径向外侧的位置；及所述第二板的所述部分具有许多锁止爪，它们径向向内伸并与所述盖相应的所述锁止孔配合。由此，将所述盖固定到所述气袋保持件上。
2.根据权利要求1所述的气袋总成，其特征在于当所述气袋总成被安装在车辆上时，所述第一板和所述第二板各自基本上水平取向和垂直取向。
3.根据权利要求1所述的气袋总成，进一步包括置于所述盖的所述侧壁结构内表面的径向内侧部位的一个压力板，以便能够在所述气袋从叠置状态向展开状态胀开的过程中及之后的瞬间限制所述侧壁结构的向内移动。
4.根据权利要求1所述的气袋总成，进一步包括至少一个插在所述气袋保持件的两个所述插入孔之间的连接件，所述连接件把所述第一板与所述第二板连接起来。
5.根据权利要求3所述的气袋总成，进一步包括至少一个插在所述气袋保持件的两个所述插入孔之间的连接件，所述连接件把所述第一板与所述第二板连接起来。
全文摘要
一种汽车用气袋总成,包括一可在叠置与展开状态之间伸展的气袋,一具有顶壁和侧壁结构的盖及一气袋保持件。顶壁结构的形状适于在气袋叠置状态时盖住气袋而在其从叠置状态向展开状态胀开时破裂从而建立一个能使展开的气袋进入车舱内的通道。盖的侧壁结构限定了一大致呈环形的断面。并且在其上成型有许多相间隔的锁止孔。气袋保持件上分别形成有许多相间隔的插入槽和许多锁止爪,它们与盖的锁止孔配合由此把盖与气袋保持件固定起来。
文档编号B60R21/20GK1176198SQ9711801
公开日1998年3月18日 申请日期1997年7月25日 优先权日1996年7月25日
发明者藤田佳幸, 樱井浩史 申请人:丰田合成株式会社