乘员安全气囊及其形成方法

专利名称：乘员安全气囊及其形成方法
技术领域：
本发明涉及乘员安全气囊或安全气囊缓冲垫，它同时显示出生产这种目标安全气囊要用的织物很少，以在缓冲垫本身中可利用的充气空间的整个高度内生产目标安全气囊。这二种相关的要素组合成称之为有效织物到用指数(制造安全气囊缓冲垫时使用的织物量与可利用充气空间容积之商)和织物重量指数(制造安全气囊缓冲垫时使用的织物总重量与可利用充气空间房积之商)。本发明也表现出低线缝使用率、低织物重量系数以及织物利用系数，且包括用于放置充气泵的与缓冲垫在一体的环形口袋的缓冲垫；并提供包括本发明安全气囊缓冲垫的整个车辆乘员保护系统。
发明的背景本发明引用的全部美国专利通过参考全部结合进来。在客车中使用的可充气保护缓冲垫是比较复杂的被动保护系统的组成部分。该系统的主要组成部分有碰撞传感系统，点火系统，气体发生剂原料，连接装置，系统外壳，和可充气保护缓冲垫。当感测到碰撞时，气体发生剂被点火而引起爆炸，使气体迅速释放，充满缓冲垫，达到展开状态，这时便能吸收人体向前运动的冲击力并通过气体的快速排出来消耗能量。事件的整个持续时间约100毫秒左右。在非展开状态，缓冲垫存放在转向柱仪表板内或其附近，放置在车门内，或放置在前座椅背面，使缓冲垫放在受保护的人或物的附近。
可充气缓冲垫系统通常叫做安全气囊系统，过去已用来保护汽车司机和乘客。保护司机的系统往往放在车辆转向柱中并利用缓冲垫结构直接向司机展开。这种司机侧的缓冲垫造型比较简单，因为其作用范围是在司机和转向柱之间很小的确定面积。1996年7月9日发布的纳尔逊等人的美国专利5,533,755披露了一种这样的结构，其内容通过参考结合在本文中。
用于保护乘客正面和侧面碰撞的可充气缓冲垫通常需有较复杂结构，因为车内乘客位置不能正确确定且乘客与其在发生碰撞时可能摔向的车身表面之间的距离较大。这种环境中应用的现有缓冲垫公开在以下美国专利中1996年5月28日发布的毕晓普的第5,520,416号美国专利，1995年10月3日发布的克里克尔的第5,545,594号美国专利，1995年6月13日发布的霍索恩等人的第5,423,273号美国专利，1994年5月31日发布的山次等人的第5,316,337号美国专利，1994年5月10日发布的魏纳等人的第5,310,216号美国专利，1992年2月25日发布的渡边的第5,090,729号美国专利，1992年2月11日发布的沃尔纳等人的第5,087,071号美国专利，1990年7月31日发布的巴克豪斯的第4,944,529号美国专利，1974年2月19日发布的巴克纳等人的第3,792,873号美国专利，这些都通过参考结合在此。
大多数商用乘员保护缓冲垫是用诸如聚酯，尼龙6或尼龙6，6聚合物材料的合成复丝织成的机织物做成。这类用途的有代表性的织物公开在下列美国专利中1990年5月1日发布的布洛克的第4,921,735号美国专利，1992年3月3日发布的克鲁姆霍耶尔等人的第5,093,163号美国专利，1992年5月5日发布的门策尔等人的第5,110,666号美国专利，1993年8月17日发布的斯沃博达等人的第5,236,775号美国专利，1994年1月11日发布的小索拉斯的第5,277,230号美国专利，1994年10月18日发布的克鲁姆霍耶尔等人的第5,356,680号美国专利，1995年12月26日发布的克鲁姆霍耶尔等人的第5,477,890号美国专利，1996年4月16日发布的克鲁姆霍耶尔等人的第5,508,073号美国专利，1996年4月2日发布的鲍尔等人的第5,503,197号美国专利，及1998年1月6日发布的鲍恩等人的第5,704,402号美国专利，这些专利通过参考结合在此。
正如将要了解到的，缓冲垫结构的透气性在确定充气速率及碰撞后快速放气时是个重要因素，为了控制缓冲垫整体透气性，希望在缓冲垫的不同部位采用不同材料。因此在制造缓冲垫时采用几块织物面料可被证明是一种有用的结构特点。在缓冲垫结构上采用多个布块还可容许形成较复杂的三维几何形状，这对形成乘员侧使用的需较大体积的缓冲垫是有利的。虽然从透气性控制和几何形状设计来看，采用多块布块有某些优点，但乘员侧保护缓冲垫采用多块布块在历史上要求把多种不同形状的布块缝合，包括多条曲线缝。
正如将要了解到的，从母料上裁剪布块结构时的重要考虑因素是通过对各块布块的紧密相套能最大限度地从固定面积上裁下最多布块。业已发现，使缓冲垫中布块缝制的形状种类越少，采用周边形状是直线形的，一般可使母料上裁剪下来的布块多些。布块外形是直线的还有附加优点，即布块可用直线缝互相连接即可用提花织机或多臂织机基本上织成。这样的直线缝形状是生产这种安全气囊较便宜的方法。术语“接缝”指将各布块或一种布块各部分连接起来的方式或方法。因此，缝合(例如用线)、熔接(例如用超声波滚压)或织的方法将各布块或各部分缝在一起(如用提花织机或多臂机)，这些方法均可应用。
但是，即使用基本上是直线的接缝来制造安全气囊缓冲垫，还会有问题，即大量生产时需要劳动密集型裁剪和缝合作业。此外，由于安全气囊生产成本较贵，因而有降低成本的普遍要求，所以理所当然要求通过减少裁剪工作量(裁剪作业会转变成高的劳动成本)，减少织物使用量以使装箱容积变小(为了减少车中安全气囊织件的尺寸，因为汽车内仪表板、车门等的可利用空间非常宝贵)，并降低此产品的装运重量(这将转变成较低运费)，以及其他理由来更有效地利用织物。但以往要降低织物使用量又不能减少缓冲垫制品内可利用充气空间的容积是困难的。于是需要一边降低织物用量一边减少安全气囊缓冲垫的生产时间，同时允许最终安全气囊缓冲垫在充气时能充上足够容积(这里称作“可利用充气空间)。这种所要求的方法和产品尚未有过，特别是用于乘员侧的安全气囊，如上所述这种气囊要求较大织物以便以更大的空气(气体)容积来提供最大的乘员保护面积。对于较多的必要织物量而言，一般又变成需要较长的连接织物料块的接缝，这又变成需要更多时间作缝合等作业。此外，有必要在减少织物需用量的同时在最终安全气囊缓冲垫中提供可利用充气空间的足够容积。此外需要制造可利用充气空间容积大的安全气囊缓冲垫，同时用最少的织物，最小织物重量及/或接缝来生产整个缓冲垫制品。
发明概要由上看来，本发明的一般目的是提供车辆乘员保护系统中的成本低加工方便的安全气囊缓冲垫。术语“车辆乘员保护系统“既指可充气的乘员保护缓冲垫，又指机械及化学部件(如充气装置、点火装置、气体发生剂等)。本发明一个更具体目的是提供一种车辆乘员保护系统，其中目标安全气囊缓冲垫最好包括很少量的或重量很小的织物和/或包括基本上全是直线形的接缝，将其多个织物部件结合在一起(虽然如上指出，也可用其它形状的接缝，只要其整体要求的有效接缝利用系数得到满足)。本发明另一个目的是提供一种组装方便的安全气囊缓冲垫，其生产时的劳动强度最低；由于对织物用量总需求大为减少，所以只需很少织物费用；及在安全气囊缓冲垫内包括一个与其成一体的安放充气泵的环形口袋。本发明的又一个目的是提供一种车辆乘员保护系统，它包括一个安全气囊缓冲垫，该安全气囊缓冲垫提供最大的可利用充气空间容积，同时制造缓冲垫必要的接缝长度最短和/或织物用量或重量最少。本发明另一目的是提供一种简单的结构有效的低成本安全气囊缓冲垫的制作方法(由于部件缝在一起所需劳动量低且织物加工裁剪量少)。本发明还有一个目的是提供一种上置式乘员用的安全气囊缓冲垫或乘员安全气囊，即通过在主布块(气囊底部或侧面附近)的织物中预先裁剪出一条狭缝，以便当缝合此接缝将此狭缝连接或封闭时该织物便绕此接缝合拢从而在支持物上形成一个偏移(offset)，由此形成乘员安全气囊。
为了实现这些及其它目的并按照本发明的用途，正如在此示出并详细说明的，本发明提供具有至少一件织物部件的安全气囊缓冲垫，其中，所述安全气囊缓冲垫具有有效织物有用系数小于0.0330，更优选小于0.020；织物重量系数小于8.0，更优选小于3.0。有效织物利用系数是从有效织物指数导出的，它与用来制造安全气囊缓冲垫的织物总量(单位是平方米)除以安全气囊缓冲垫中可利用充气空间的总容积(单位是立升)之商有关(即定义)，为了有足够低的有效织物利用系数，织物量必须很少，同时相应的可利用充气空间容积要大。织物重量指数定义为制造安全气囊缓冲垫所用织物总重量除以可利用充气空间容积之商。当然，此空间容积对各个系数是相同的，因为各系数(接缝利用、织物利用和织物重量等系数)对同一气囊作测量的。这样的安全气囊缓冲垫可包括至少二件单独的布块，或有需要连接的几部分的单件布块(最好利用至少一条基本呈直线的接缝)。本发明气囊由于其所用布块或几部分的独特结构，可提供高的可利用充气空间容积。这种结构通过从整匹织物裁剪和产生较少的无用的织物废料而较有效地利用织物(fabric web)。下面详细讨论优选实施例。
本发明安全气囊缓冲垫的有效织物利用系数(在以上相应的接缝利用指数公式中定义)最好小于等于0.0330，优选小于0.030，更优选小于0.028，甚至更优选小于0.026，还更优选小于0.023，最优选小于0.020。因此，安全气囊缓冲垫内可利用充气空间的容积在所用织物量达到绝对最低值的情况下应尽可能地大，同时仍可使汽车内的乘员在发生碰撞时有足够保护。
本发明安全气囊缓冲垫的织物有效重量系数(在上面相应的线缝利用指数公式中定义)最好等于或小于8.0，优选小于7.0，更优选小于6.0，甚至更优选小于5.0，还更优选小于4.0，最优选小于3.0。因此，安全气囊缓冲垫中可利用充气空间的容积在所用织物重量达到其绝对最低值的情况下应尽可能大，同时仍可在发生碰撞时给汽车内的乘员提供充分保护。
司机侧安全气囊一般包括少量的所用织物，但还不能提供相关的高的可利用空间容积，且现有技术乘客侧安全气囊需要大量织物。虽然在这样的乘客侧安全气囊中的可利用充气空间容积相当大，但利用的织物总量太大，以致在该指标内不能满足上述优选织物利用系数或重量系数。因此本发明的缓冲垫较易制造，对其织物布块部件只需很少的缝合或类似连接作业，需要的织物量和重量很少，但仍能提供最佳量的可利用充气空间，用以最大限度保护碰撞时乘员安全。
在至少一个实施例中，本发明还提供一种安全气囊缓冲垫，它具有所要求的有效织物利用系数且还包括一环形口袋，可放入充气装置的充气罐。最优选的实施例包括二个镜象主体布块部分，适合于用二条直线接缝沿相应横向边界边缘连接。不互相连接的主体布块的任何边界段最好绕着矩形布块周界由一系列短直线接缝连接。这种结构因而可在安全气囊及可充气缓冲垫整体结构中形成一环形口袋。安全气囊本身不需要有二个镜象主体布块部分形成，由于任何形状的布块在本发明中都能正确起作用，只要在充气时能形成三维可充气缓冲垫且在安全气囊中形成一环形口袋，其中至少可放置充气装置的充气罐。
本发明的附加的目的和优点将部分地在下面的说明中明确提出，而部分地从下面的说明中是显而易见的，或者从本发明的实施中学会。应当明白，本发明上面的一般说明和下面的详细说明只是示范性的和说明性的，无论如何不应看成是对权利要求书中陈述的本发明范围的限制。
附图的简要说明包括在本说明书中且成为本说明书一部分的附图，示出本发明几个可能的优选实施例，它们和说明书一起用于解释本发明的原理，其中

图1是织物部分的鸟瞰图，其上线条表示为形成二套布块来制造二个单独的本发明缓冲垫的特别优选的裁剪位置，包括在车辆乘员保护系统中的每一缓冲垫构造成在基本上垂直存放的存储件(module)内。
图2是一优选裁剪布块的鸟瞰图，其上连接有第二和第三较小的优选裁剪的布块。
图3是连接后的优选裁剪布块的鸟瞰图，示出生产目标缓冲垫开口部(mouth portion)的第一折叠工序。
图4是连接后的优选裁剪布块的鸟瞰图，示出生产目标缓冲垫开口部的第二折叠工序。
图5是连接后的优选裁剪布块的鸟瞰图，示出生产目标缓冲垫开口部的第三折叠工序以及折叠并和连接于自身的整个连接后布块组合件。
图6是目标缓冲垫优选裁剪的前布块的鸟瞰图。
图7是目标缓冲垫半成品的正视图，示出优选的前布块及将此前布块与其余优选裁剪布块相连的大体呈直线的线缝。
图8是未折叠未充气的目标缓冲垫成品的侧视图，图9是运载乘客的汽车的断开侧视图，示出在根据本发明的汽车乘员保护系统中可充气保护缓冲垫的展开情况。
图10是织物部分的鸟瞰图，其上线条指出为形成二套布块以制造二个单独的本发明缓冲垫的裁剪的特别优选的位置，包括在车辆乘员保护系统中各缓冲垫构造成在大体上水平存放的存储件内，图11是一优选裁剪布块的鸟瞰图，其上连接有第二和第三较小的优选裁剪布块，图12是连接后的优选裁剪布块的鸟瞰图，示出目标缓冲垫开口部制造时的第一折叠工序，图13是连接后的优选裁剪布块的鸟瞰图，示出目标缓冲垫开口部制造时的第二折叠工序，图14是连接后的优选裁剪布块的鸟瞰图，示出目标缓冲垫开口部制造时的第三折叠工序以及折叠后和连接于自身的整个连接布料组合件。
图15是目标缓冲垫优选裁剪的前布料的鸟瞰图。
图16是成品目标缓冲垫的正视图，示出优选的前布块及将前布块连接于其余优先裁剪布料的大体上是直线的线缝。
图17是未折叠未充气的目标缓冲垫成品的侧视图。
图18是运载乘客的汽车的断开侧视图，示出根据本发明在汽车乘员保护系统中的可充气保护缓冲垫展开情况。
图19是织物部分的鸟瞰图，其上线条表示为形成二套布料来制造二件单独的本发明缓冲垫的特别优选裁剪位置，各缓冲垫提供形成一体的开口，以形成在其中可放入充气罐的口袋。
图20是一优选裁剪布料的鸟瞰图，其上连接第二和第三较小优选裁剪布块。
图21是连接后的优选裁剪布块的鸟瞰图，示出折叠并与连接于自身的整个连接后的布块组合件。
图22是目标缓冲垫的优选裁剪的前布块的鸟瞰图，
图23是目标缓冲垫成品的正视图，示出优选的前布料及将前布料连接于其余优选裁剪布料的大体上是直线的线缝。
图24是未折叠未充气的目标缓冲垫成品的顶视图，图25是未折叠未充气的目标缓冲垫成品的侧视图，其中包括形成一体的开口结构其内可放置充气罐。
图26是运载乘客的汽车的断开视图，示出根据本发明在车辆乘员保护系统内的可充气保护缓冲垫展开情况。
图27是织物部分的鸟瞰图，其上线条表示为形成六个单独乘员安全气囊缓冲垫的具体裁剪位置。
图28是织物部分的鸟瞰图，其上线条表示为形成二套布块来制造二个单独的本发明上置式安全气囊缓冲垫物特别优选裁剪位置，包括在汽车乘员保护系统中的各缓冲垫安放在储存件中，图29是前置式充气安全气囊的侧视示意图，图30是上置式充气安全气囊的侧视示意图。
优选实施例的详细说明现在仔细参看本发明可能的优选实施例，在附图中示出其例子。图1-9，图10-18，及图19-26这三组图代表不同的实施例。应当明白，本发明决不局限于这些示出和说明的实施例。相反，本发明打算覆盖包括在由权利要求书及其等同物所限定的本发明精神和范围内的一切替代物、修改物和等同物。
现在转向附图，这些图中相同的零部件用同一编号表示。图1中示出的织物10已画出8个拟裁剪的布块12、14、26、18、20、22、24和26。而且，还画出二块最大布块12、14中拟去除的特定织物碎片和狭缝28、30、32。本特例中的织物10是由尼龙6，6的630旦尼尔纱在提花织机上织成的每英寸纬数和经数均为41的织物。
在图2中，二块较小的优选布块16、18用大体上呈直线的接缝34、36、38、40连接到一个优选的大布块12上。组合织物结构现已有二个小布块39、41未被二块较小布块16、18所覆盖。自由区30继续存在，虚线直线42表示布块12、16、18织物组合件内的将来的折叠线。
图3中，开口处塑料棒，即连接杆31、44已平行于接缝38、40放置在小布块39、41上，布块39、41向后折，在二布块39、41之间的接触点形成直角。
图4中，小布块39、41再次被折叠，并已产生接触接缝35、37，使布块39、41与自身并与较小布块16、18连接。折叠后的布块39、41得到加强，为了在缓冲垫的孔口处可承受充气压力。
图5中，布块12已在虚线42上折叠(一半)，图中在看得见的范围内留下一个较小布块16(其它的未示，因为它现在位于布块12的底部，在较小布块18的正下方)。接缝46将布块12连接于自身，并将较小布块16、18同时与较大布块12及自身连接。当展开连接的组合件时布块12的未连接端形成与图6中的前布块24一样的形状。图7示出(图5中的)较大布块12的未连接端缝合所需的接缝48，图8是已将所有连接用接缝34、35、46缝好后的缓冲垫成品50的侧视图。
图9示出位于与诸如汽车、飞机等运载工具56的前座椅54上的乘员52相对的可充气保护缓冲垫50完全展开状态。如图所示，缓冲垫50通过与乘员52相对位置上的充气装置58从仪表盘安装面板5F向外展开。但应明白，缓冲垫50同样可从运载工具内任何其他要求位置展开，包括方向盘(未示)、车身侧围板(未示)、地板(未示)、或配置在与后排乘客相对的前座椅54的靠背处(未示)。
图10示出织物110，其中画出8件拟裁剪布块112、114、116、118、120、122、124和126。还画出在二件最大布块112、114中的特殊狭缝128、129、130、132。本特例中的织物110是由尼龙6，6的630旦尼尔丝在提花织机上织成每英寸纬密和经密均为41的织物。
图11中，二件较小的优选布块116、118已由基本直线线缝144、146、148连接到一优选的大布块112上。组合织物结构现在未被两块较小布块116、118盖住的二个小布块131、150、152，这二布块明显的偏心布置，以便最终可使气囊以与水平布置的仪表板(未示)成一角度展开。
图12中，连接杆153、155已放置在小布块150、152上，它们已如图所示在连接杆153、155上折回，并如图13所示再次折叠并用线缝152、156与自身连接。折叠的布块部分150、152起加强作用，以便使缓冲垫的开口能经受充气压力。
图14中，布块112已沿虚线142折叠，在看得见的范围内留下一个较小布块116(其余的未示出，因为它现在位于布块112的底部在较小布块118正下方)。线缝118使布块112与自身连接，还将较小布块116、118同时与较大布块112和自身连接。当展开连接的组合件时，布块112的未连接端形成和图15中的前布块124一样的形状。图16则示出缝合(图14的)大布块12的未连接端所需的线缝159，而图17是缓冲垫160成品的侧视图。
图18示出与坐在诸如汽车、飞机之类的运载工具166前座椅164上的乘客162相对位置上的可充气保护缓冲垫160完全展开时的状态。如图所示，缓冲垫160可通过位于乘客162相对位置上的充气装置168从仪表板167向外展开。但应明白，缓冲垫160同样也可从运载工具内任何要求位置展开，包括方向盘(未示)、车身侧围板(未示)、地板(未示)或前座椅164上对着后排乘客的靠背(未示)。
图19示出织物210，其上画出8件拟裁剪的布块212、214、216、218、220、222、224和226。还画出二件最大布块212、214中的拟去除的织物碎片及狭缝228、230、232。在该具体例子中的织物210是由尼龙6，6的630旦尼尔丝在提花织机210上织成每英寸纬数和经数均为41的织物。
图20中，二件最小的优选布块216、218已通过基本上直线形线缝234、236、238、240连接到一优选大布块212上。虚线242表示布块212、216、218织物组合件中未来折叠线。
图21中，布块212已沿虚线242折叠(一半)，在看得见的范围内留下一个较小的布块216(其他的未示出，因为它现处在布块212底部，在较小布块218正下方)。线缝244使布块212与自身连接，当连接的组合件折叠时，布块212未连接端形成与图22中的前布块224一样的形状。图23则示出(图21中的)缝合较大布块212的未连接端所需的线缝252，而图24是缓冲垫260成品的顶视图，图25是所有连接件已通过线缝234、244、248缝好后的缓冲垫260成品的侧视图。
图26示出与坐在诸如汽车、飞机等运载工具266的前座椅264上的乘客262相对的可充气保护缓冲垫260完全展开的状态。如图所示，缓冲垫260可从仪表板267通过正对着乘客262位置上向外展开。但应明白，缓冲垫260同样可从运载工具266内任何其他要求位置展开，包括方向盘(未示)、车身侧围板(未示)、地板(未示)、或前座椅244的对着后排乘客的靠背(未示)。
这些特定的结构和形状同可利用充气空间容积比起来提供总的最低织物利用。制成这种形状的本发明缓冲垫(但织物利用量不同)的具体测量结果示于下面的表3、4中。
每块布块可由许多种材料制造，这里只作为例子而不是限制条件，可包括机织织物、针织物、非机织织物、薄膜及其组合。机织织物中最好是由密织结构的，如平纹或巴拿马织物结构特别好。这种机织织物可用聚酯，聚酰胺的丝做成，如尼龙6，尼龙6，6，或共他本行业技术人员熟知的其它适用材料。每长丝旦尼尔数不大于1-4旦的低旦数复丝，对于可折叠性要求特高的气囊很适用。
在应用中，由人造丝制造线性密度约为40-1200旦尼尔的机织织物，据信适合用于形成本发明安全气囊。线性密度在350-840左右的丝做成的织物据信特别有用，线性密度在400-650的长丝做的织物最有用。
虽然各块布块可用相同材料做，但也可用不同材料及/或结构做成例如但并不是限于，有或没有涂层的织物。这种织物透气性好，透气率在织物两侧压差为0.5英寸水柱时每平方英尺为5CFM或以上，最好是每平方英尺为3CFM/以下。织物透气率为1-3CFM/平方英尺也是所希望的。在未涂覆状态织物透气率低于2CFM，或低于1CFM为最好。这样的透气率低于2CFM的织物当受到双轴压向力高达100磅力时其透气率增大不超过2倍，是特别好的织物。用流体喷射织造工艺制成的具有这样性能的织物前已指出可在提花织机及/或多臂织机上织造，且线缝作业时不需任何更多的劳动密集型缝纫与熔接作业。
当在一种或几种材料的布块上涂胶时，用氯丁橡胶、聚氨酯硅橡胶或散布的聚酰胺较好。特别推荐用诸如分散性聚酰胺那样的涂料，增加重量每平方码0.6英两左右，0.4英两/平方码更好，或0.3英两/平方码特别好，以便使织物重量轻，可折叠性好。当然，应当明白，除了利用涂层外，还可用本专业技术人员熟知的方法，例如在织物中包含不同纺织密度及/或压光等处理方法来实现各布料有不同特性。
虽然在此示出并说明了本发明的的安全气囊缓冲垫，但应明白，这样的缓冲垫还可包括附件，如形状确定的系绳，排气孔等这些技术人员所熟知的手段。
至于可比较的各种安全气囊缓冲垫，下表对其他已知和商用的安全气囊缓冲垫的线缝利用系数作比较。使用的标号是在“标准与普尔文献检索索引”(Standard&Pool’s DRI)这本从所周知的出版物中使用的，该出版物列出汽车行业中供销售用的许多不同类别产品。
表1各种商用安全气囊缓冲垫的织物利用指标系数比较S&P DRI号 使用织物总量 可利用充气空间容积 织物利用系数(m)(“C”) (L)(“B”)(C/B)GM-C4 4.4795.00 0.0471W202 4.34129.00 0.0337GM42003.8990.00 0.0432414T 4.35128.00 0.0340CY4.34128.00 0.0339CF4.53128.00 0.0354表2各种商用安全气囊缓冲垫的织物重量指标系数比较S&P DRI号 使用织物总重量可利用充气空间容积 织物重量系数(gm)(“C”) (L)(“B”)(C/B)GM-C4 1082.66 95.0011.396W202 1050.90 129.00 8.147GM4200941.49 90.0010.461414T 1053.27 128.00 8.229CY1050.90 128.00 8.2109CF1095.67 128.00 8.560上表所列414T及CF气囊是斜置式缓冲垫，与水平仪表板一起使用，其余的与垂直安装的仪表板一起使用。
通常，安全气囊组件制造厂或汽车制造厂规定了车辆特定型号与牌号所要求的尺寸和性能特征。因此，安全气囊充气空间容积、前布块保护面积(特别用于乘客侧气囊缓冲垫)，及对乘客充分全面保护是这类要求的技术规范。与上述商用气囊缓冲垫对比，本发明的安全气囊缓冲垫满足同样技术规范(实际上超过现有技术缓冲垫的乘员保护总体要求)，但只需较少织物，较少缝纫作业和线缝长度，而成本也比明显低与那些相比较的缓冲垫。本发明安全气囊的尺寸、线缝利用、织物利用及织物重量系数(直接和上面的表1、表2的数据比较)列在下面的表格中表3本发明的用安全气囊缓冲垫与要求同样尺寸和性能的S&P编号的安全气囊缓冲垫的织物利用指数系数的比较S&P DRI编号 使用织物总量 可利用充气空间容积 织物利用系数的相关气囊(m)(“C”) (L)(“B”) (C/B)GM-C4 2.41 95.00 0.0253W2023.50 129.00 0.0271GM4200 2.58 90.00 0.0287414T3.64 128.00 0.0284CY 3.64 128.00 0.0284CF 3.50 128.00 0.0273表4本发明的用安全气囊缓冲垫与要求同样尺寸和性能的S&P编号的安全气囊缓冲垫的织物重量指数系数的比较S&P DRI编号 使用织物总量 可利用充气空间容积 织物利用系数的相关气囊(gm)(“C”) (L)(“B”) (C/B)GM-C4 528.08 95.00 6.127W202600.51 129.00 4.655GM4200 574.18 90.00 6.380414T 632.12128.004.280CY 574.84128.004.280CF 632.12128.004.938显然，本发明安全气囊与对比的现有技术商用缓冲垫(气囊)有相同的可利用充气空间容积和前布块面积，但总织物利用少得多，因而相当于有小得多的织物有效利用系数。此外，如上指出，在标准的碰撞试验中，本发明气囊(缓冲型)达到或超过商用的价格昂贵的同类物。
乘客侧安全气囊，或气囊缓冲垫在汽车中主要有二种的固定方式，即前置式和上置式(图29和30)。由于会对不系安全带的乘客和年幼乘客(5岁)造成伤害，原车设备生产厂(OEM’s)正在转向采用上置式。对上置式和二级充气装置而言，在规定展开特性计算机程算法助下以智能系统来控制气囊展开顺序。从安全气囊设计观点看，这样使设计相当复杂。现在气囊结构必须改进为围绕仪表板卷绕并且有附件在仪表板下面，以这种方式使气囊有一角度对着乘员。这种附件(由于有要求的气囊外形)在已是系统有薄弱连接的连接点带来残留应力。而且，这样复杂的气囊外形使织物利用率差，并增加加强件和缝纫量，最终加大成本。
根据本发明一个实施例所提供的新型乘员安全气囊缓冲垫及生产方法，可使图1或图19所示的现有前置式设计修改成图30所示的上置式。
参看图1，示出一改进的前置气囊，其织物利用率等于或大于95％。现有形状的这种安全气囊不能用于上置式。对于上置式乘员侧气囊，由这种设计实现的大多数属性根据传统方法改成图27所示上置式时消失了。
在图27所示的设计图中，织物利用率下降到80％以下。因此根据本发明提出的乘员安全气囊及制作方法，前置式改成上置式而对织物利用率等不会有损失。根据本发明这的一特定实施例，前置式气囊改成上置式是通过在主布块织物靠近气囊底部处预开一条狭缝(图28)。当缝合线缝使此狭缝连结或闭合时，织物在线缝周围聚拢从而在安装中形成一个偏转，如图30所示。
根据本发明，上置式气囊可以与前置式气囊以相同方式制做而织物利用率没有什么不同。
现在转向图28和30，所示织物310中画出8件待裁剪的布块312、314、316、318、320、322、324和326。而且在二个最大布块312、314中还画出待去除的特定织物碎片和狭缝328、330、332。本特例中的织物310用尼拢6.6的630旦数丝线在提花织机上织成每英寸包含的纬数和经数均为41。
根据本发明，布块314、312中加上狭缝、缺口或孔口306、308以使孔口形状偏移，而不是代替利用传统乘员安全气囊的二个单独侧布块。根据本发明，织物利用率和前置式气囊一样在95％以上，接缝总长度减少50％以上，织物使用下降40％，且主要是直线接缝。
根据安全气囊要求而形状不同，孔口、狭缝、缺口等306、308可以是任何形状。该狭缝或缺口也可不对称地定位在布块的底面或侧面，取决于仪表板结构与挡风玻璃结构的关系。此方法可用于任何给顶形状的原料布块。
根据本发明的一特例，图1的前置式织物形状的全长约2.17码，或1991.7毫米。
虽然本发明特定实施例已示出并作了说明，但应明白，本发明不局限于这几个实施例，因为必然可以作出修改，本发明的其他实施例和原则无疑会由专利技术人员掌握。因此，以附属的权利要求书来覆盖这种修改和其它实施例，作为本发明包含的特征将体现在权利要求书实质和范围内。
权利要求
1.一种上置式乘员安全气囊缓冲垫具有至少一个织物部件，具有由其上的狭缝、缺口或孔口的闭合形成的偏转，其中，所述安全气囊缓冲垫具有的有效织物利用系数小于约0.0260。
2.如权利要求1的上置式乘员安全气囊缓冲垫，其中，所述安全气囊具有的有效织物利用系数小于约0.020。
3.如权利要求1的上置式乘员安全气囊缓冲垫，其中，所述安全气囊缓冲垫由至少二块布块做成。
4.如权利要求3的上置式乘员安全气囊缓冲垫，其中，所述安全气囊缓冲垫用基本上是直线的线缝将所述布块连接而成。
5.如权利要求4的上置式乘员安全气囊缓冲垫，其中，所述安全气囊缓冲垫的织物利用率为至少90％。
6.如权利要求1的上置式乘员安全气囊缓冲垫，其中，所述安全气囊缓冲垫还包括可放入充气器的环形口袋。
7.如权利要求1的上置式乘员安全气囊缓冲垫，其中，所述安全气囊缓冲垫还包括在开口处的塑料杆。
8.如权利要求1的上置式乘员安全气囊缓冲垫，其中，所述安全气囊缓冲垫包括用至少一条线缝连接起来的至少二个织物部件。
9.如权利要求1的上置式乘员安全气囊缓冲垫，其中，所述安全气囊缓冲垫的总线缝长度比传统的上置式缓冲垫减少约50％。
10.如权利要求1的上置式乘员安全气囊缓冲垫，其中，所述安全气囊缓冲垫的织物利用比传统的上置式缓冲垫减少约40％。
11.在车辆乘员保护系统中，改进之处包括权利要求1的安全气囊缓冲垫。
12.一种包括如权利要求1的安全气囊缓冲垫的车辆乘员保护系统。
13.在安全气囊缓冲垫的形成方法中，改进之处包括在主布块织物中裁剪出至少一条狭缝、缺口或孔口的工序并将此狭缝、缺口或孔口用线缝闭合以产生偏转的工序。
14.一种由权利要求13中的方法做成的气囊缓冲垫。
15.一种上置式乘员安全气囊缓冲垫具有至少一个织物部件，具有通过狭缝、缺口或孔口的闭合产生的偏转，并且其中，所述安全气囊缓冲垫的有效织物重量系数约为8.0或以下。
16.如权利要求15的上置式乘员安全气囊缓冲垫，其中，所述安全气囊缓冲垫的有效织物重量系数约为3.0或以下。
17.如权利要求15的上置式乘员安全气囊缓冲垫，其中，所述安全气囊缓冲垫由至少二块布块做成。
18.如权利要求17的上置式乘员安全气囊缓冲垫，其中，所述安全气囊缓冲垫用基本上是直线的线缝将所述布块连接而成。
19.如权利要求18的上置式乘员安全气囊缓冲垫，其中，所述安全气囊缓冲垫的织物利用率至少为90％。
20.如权利要求15的上置式乘员安全气囊缓冲垫，其中，所述安全气囊缓冲垫包括一个可放置充气器的环形口袋。
21.如权利要求15的上置式乘员安全气囊缓冲垫，其中，所述安全气囊缓冲垫还包括在开口处的塑料杆。
22.如权利要求15的上置式乘员安全气囊缓冲垫，其中，所述安全气囊包括至少两个由至少一条线缝连接起来的织物部件。
23.如权利要求15的上置式乘员安全气囊缓冲垫，其中，所述安全气囊缓冲垫的线缝总长比传统的上置式缓冲垫减少约50％。
24.如权利要求15的上置式乘员安全气囊缓冲垫，其中，所述安全气囊缓冲垫的织物利用量比传统的上置式缓冲垫减少约40％。
25.在车辆乘员保护系统中，改进之处包括如权利要求15的安全气囊缓冲垫。
26.一种包括如权利要求15的安全气囊缓冲垫的车辆乘员保护系统。
全文摘要
一种上置式乘员安全气囊缓冲垫，具有用来生产目标安全气囊缓冲垫的织物量很少，同时在其缓冲垫内的可利用充气空间的量却很大。这二个相关因素结合定义了织物有效利用指数(制造气囊缓冲垫所用织物量除此可利用充气空间容积之商)。还提供一种线缝短、织物使用系数低且包括可放进充气罐的成一体的环形口袋的缓冲垫，以及一种包括本发明安全气囊缓冲垫的整个汽车乘员保护系统。
文档编号B60R21/231GK1446156SQ01812338
公开日2003年10月1日 申请日期2001年7月6日 优先权日2000年7月6日
发明者R·凯沙瓦拉杰 申请人:美利肯公司