具有集成的柔性膨胀体的可展开的半刚性身体接触约束部件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本公开的发明构思总体上设及与机动车辆相关的车辆乘员或行人保护系统。更具 体地，本公开的发明构思设及一种混合的可膨胀的约束体积外罩装置，该装置包含至少一 个具有用于与具有相对增加的第二刚度的半刚性可展开的人体接触载荷分散反应表面部 件相关地使用的第一刚度的集成的柔性膨胀部件，共同提供用于剪裁多刚性约束体积外罩 的形状与位置并减少由于车辆碰撞事件导致的对人的伤害的目的。
【背景技术】
[0002] 各种安全约束系统公知为在碰撞事件期间保护车辆乘员。安全带和安全气囊可能 是最成熟且最传统的公知安全系统。公知的安全气囊包括从车辆的仪表或车口板、车辆座 椅、方向盘、车顶纵梁或车顶内衬区域及其他区域中展开的安全气囊。
[0003] 膝盖及下方腿部安全气囊模块总成现在已经包含在行业内越来越多的车辆中W 加强乘员对选择车辆碰撞条件的响应。对车辆内部安全约束系统的仍然较新的增加是可展 开的半刚性膨胀约束体积一-例如具有随着气囊膨胀从仪表板的下部向外展开的内部装 饰面板式反应表面的可展开的膨胀塑料膝垫气囊一-W接触乘员并减少基于车辆碰撞的 乘员伤害。
[0004] 当展开时，传统的安全气囊提供织物气球状的约束体积外罩。使用半刚性可膨胀 约束体积外罩的约束系统通常相对生硬地展开整体權皱或手风琴状部件W提供总体上封 闭的体积，动态地定位相对坚硬（但是不是完全不可弯曲的）的用于乘员接触的碰撞反应 表面部件。同时可W提供通风。在半刚性可膨胀的膝垫乘员约束体积外罩的运样一个示例 的情况下，乘员接触表面部件及膨胀的气囊罩两者均由相对静态地坚硬的但可动态变形的 塑料制成。对于膨胀并加压提供碰撞能量管理的囊状约束外罩体积来说动态变形是必要 的。公知的基于半刚性膨胀体积外罩的乘员约束装置或系统由类似材料膨胀及乘员载荷接 触表面结构部件组成，例如塑料、金属、合金或可替换的刚性材料。运样的预成型材料（模 制的、成型的等）提供显著增加的静态刚度并且，例如与传统的安全气囊材料相比可W是 更厚的，同时保持足够的膨胀部件动态柔性W取代同样相对坚硬但不是不可弯曲的乘员接 触表面部件并保持给定的体积形状。 阳〇化]最近在机动车辆中实施的一个示例包含位于内部和外部手套箱车口板之间的注 塑成型的塑料气囊。基于碰撞检测，气囊充气，径直地向乘员的腿推动半刚性（乘员碰撞可 变形的）内饰式的外部面板。相比于与气囊缓冲垫接触相关的更加局部的载荷分布，碰撞 力被气囊消耗，同时力更均匀地分布在半刚性接触面上。对于引用的应用，可比较的传统安 全气囊缓冲垫体积将实质上大于可膨胀的注塑成型的气囊的体积，基于通常可用的用于位 于手套箱及仪表板下方的可展开的缓冲垫的封装位置选择，安全气囊缓冲垫进一步固有地 尺寸过大W允许早期接触W及与更多点载荷式乘员界面状况W及相应的局部缓冲垫位移 和缓冲垫穿透相关的车损。
[0006] 假设如上面描述的更新的半刚性膨胀约束体积外罩装置紧随短距离内目标乘员 身体接触区域的更加直接的路线，运种约束系统可W比传统的安全气囊约束系统的对应物 显著地更小且更轻。另外，重新分布碰撞的力的乘员接触表面部件或子总成的碰撞载荷位 移特征使约束体积能够在降低的所需充气力及相应地降低的充气体积下有效地起作用。因 此，展开气体发生器可W比用于传统安全气囊的实质上更小，减小整个系统封装质量。对于 膝垫应用，并且已经估计气体发生器尺寸减小75%。减小的气体发生器尺寸另外可W实现 相比于传统安全气囊系统的封装尺寸降低。
[0007] 然而，与目前最近实施的半刚性可膨胀的约束体积外罩相比，存在具有与可展开 的半刚性膨胀约束体积外罩实施相关的挑战，其包含用于需要进一步增加的充气体积膨胀 的实施的增加的材料刚度乘员接触表面和膨胀的气囊外罩支撑部件两者，W获得乘员接触 表面部件的更大的"抛"距。运也应用于半刚性可膨胀的塑料约束体积外罩装置中，例如上 边提到的注塑成型的基于膝垫气囊的约束装置，对于在各种车辆安装的乘员或行人保护位 置的未来的车辆应用，需要填充可展开的半刚性可膨胀的约束体积装置和乘员或行人之间 增加的空隙。由于极端溫度挑战应力塑料材料膨胀部件运些挑战甚至进一步组合。显著增 加的体积和膨胀距离可W影响乘员接触表面位置控制并通过增加额外的模制權皱导致"悬 挂质量化angingmass)"影响。
[0008] 另外，具有与可展开的面板状接触身体部件的物理A表面尺寸W及封装深度和可 制造的取向、半刚性同屯、圆环或堆叠的膨胀的手风琴式的權皱的深度和数量相关的各种承 载稳定性及可展开的乘员接触表面位移距离限定。最后，当载荷总体上垂直于接触部件的 表面时具有装饰面板状的乘员或行人碰撞表面的半刚性可展开的气囊式系统最稳定，不会 提供超出接触面板的a表面的边界的膨胀保护覆盖范围，当前限定了多个车辆安装。
[0009] 相应地，需要前述技术的实用的和有效的提升W克服公知的功能性挑战并进一步 加强车辆乘员和行人碰撞保护及伤害减轻能力。
【发明内容】
[0010] 本公开的发明构思提供一种与乘员约束系统相关的公知挑战的解决方案，该乘员 约束系统包含充气装置、结合类似材料、类似刚度的可加压气囊式结合膨胀部件的可展开 的半刚性乘员接触表面部件，一起实质上代表形成半刚性可膨胀的乘员约束体积外罩的主 要操作组件。
[0011] 本公开的发明构思总体上设及与机动车辆相关的车辆乘员或行人保护系统。更具 体地，本公开的发明构思设及一种混合约束系统，其最低限度地包含至少一个充气装置，一 个或多个可操作地与至少一个结合半刚性可展开的人体接触或反应表面部件相关的集成 柔性膨胀部件（代表可膨胀的外罩体积的至少一个壁），一起实质上表示为减少车辆碰撞 事件导致的对人的伤害目的提供的混合形成的可膨胀的约束体积外罩装置的主要操作组 件。针对可展开的可膨胀约束体积外罩装置倾向于分别向车辆内部乘员或外部行人提供伤 害减少，身体接触表面与相应的车辆乘员或车辆外部的行人相互作用。
[0012] 半刚性可展开的身体接触表面部件（或面板）具有第一刚度而结合柔性膨胀部件 具有第二、实质上降低的刚度。半刚性人体接触表面部件总体上是坚硬的并且在静止状态 下相对不可弯曲（与安全气囊材料的刚度相比），在动态乘员或行人碰撞情况下保持相对 坚硬，在整个接触表面部件上更加均匀地分布载荷（与安全气囊的相比），但是其自身能够 提供单独的辅助能耗变形结合可膨胀的约束体积外罩系统的集合能量管理能力W在与其 接触时减少身体上的伤害。
[0013] 相反地，与常用的装饰面板状半刚性可展开的身体接触部件相比，结合柔性膨胀 部件实质上具有更小的刚度，在静止状态下尤其更加柔初，在展开的膨胀阶段期间膨胀部 件也更加柔初同时定位身体接触部件或面板。另外的说法是，柔性膨胀部件是柔初的并且 它们的预封装位置或形状可W轻易地手动替换，然而半刚性、常用车辆内饰面板状身体接 触表面部件及现在的半刚性气囊状膨胀部件的替换不能轻易地手动实现，相反需要体积腔 室膨胀的力来辅助实质的变形和替换。人体接触表面部件可W包括相关的装饰罩。
[0014] 因此，半刚性可展开的身体接触表面部件的加强的载荷分布优势与由更加柔初的 膨胀部件材料提供的增加的"抛"距的运样的益处相结合，该膨胀部件材料能够承受对于需 要在距封装的约束装置位置更远的距离处的混合约束性能及行人或乘员身体覆盖范围的 应用的增加的内部约束体积罩增压。
[0015] 相比于本领域公知的传统安全气囊材料，可展开的人体接触表面部件可W由塑 料、金属、合金、复合材料、加强纤维、合金或可替换的相对静态坚硬（但不是完全不可弯 曲的）的材料制成。柔性膨胀部件可W由相对于半刚性可展开身体接触部件的更加柔 软的运样的材料制成，例如选自由尼龙、聚醋、凯夫拉尔（Kevlai?)、碳纤维、诺梅克斯 (Nomex?)和科尔迪尤拉（Cordura?)组成的群组的织物材料。代表可膨胀的外罩体积 的壁的柔性膨胀部件还可W由例如橡胶运样的材料制成并且可W是膜状的。可替换地，柔 性膨胀部件可W由W受控方式从通常静态柔初的材料刚度向身体接触部件的增加的刚度 过渡的混合成型的塑料或橡胶类材料构成，运通过在其与身体接触部件的界面处通过使混 合成型的更柔软的塑料或橡胶类材料从第一位置或模具的端部流向界面并且向从第二端 部或位置流向相同的模具的可展开的身体接触部件材料的增加的刚度的过渡来完成。
[0016] 上面描述的布置承受高的载荷，提供实质上提高的外罩体积柔性，并且期望降低 各种未来应用中在极端溫度下性能挑战的可能性。另外，存在通过可替换的柔性膨胀部件 材料的应用可获得的各种封装尺寸、质量、当前和未来性能W及膨胀的身体接触覆盖范围 性能优势。本公开的发明构思提供运样的可行的优势，例如改善的封装性能降低了与和当 前半刚性气囊状膨胀外罩体积相关的数量、取向及浅层深度相关的制造、封装空间及功能 约束。
[0017] 还提供了超出常用的面板状半刚性身体接触部件的边界的具有膨胀能力的更加 可调的整体展开形状，提供额外的及更广泛的身体区域接触能量吸收并实现不对称形状的 膨胀，向遍布车辆的各种未来车辆安装提供单侧或多方向的、均匀或不均匀的膨胀。对于需 要增加的约束体积及扩大的身体接触部件抛距的系统来说，基于增加的柔性及柔性膨胀部 件的可能降低的质量还可W实现潜在的膨胀部件重量降低及更快的身体接触表面部件到 位时间。
[0018] 通过提供例如仪表板安装的或侧口安装的混合可膨胀的约束体积外罩装置运样 的车辆安装的应用的示例说明本公开的发明构思，该混合可膨胀的约束体积外罩装置包 含至少一个结合一个或多个连接到面板的柔性膨胀部件，表示可膨胀的外罩体积的相应的 壁。柔性膨胀部件可W由选自由尼龙、聚醋、Kevlar?:、.碳纤维、No猫:链則PCordura?组成 的群组的织物材料形成。根据应用，织物可WW可控制的或随机的方式存储、基于自身的折 叠或卷起，并且膨胀时无折痕。可W包含可替换的柔性膨胀部件材料，例如从第一刚度向第 二刚度过渡的橡胶及混合成型的塑料。总成进一步包括可操