侧帘式安全气囊以及用于制造侧帘式安全气囊的方法和设备的制作方法
【专利摘要】提供了一种用于车辆侧部的可充气气垫，可充气气垫具有第一部分材料；第二部分材料，第一部分材料固定至第二部分材料以限定可充气气垫；其中，可充气气垫的周界边缘的至少一部分由接缝限定，其中第一部分的内表面仅通过多个缝合部固定至第二部分的内表面；并且其中，当施用多个缝合部时，材料的第三部分的条被施用至在第一部分或第二部分的外表面的接缝。
【专利说明】侧帘式安全气囊以及用于制造侧帘式安全气囊的方法和设备
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2011年5月2日提交的美国临时专利申请序列号为N0.61/481，549的优先权，该申请的内容通过参弓I在此合并入本文。
【技术领域】
[0003]本发明的示例性实施方式总体涉及可充气的帘式安全气囊以及用于构造可充气的帘式安全气囊的方法。
【背景技术】
[0004]各种侧冲击或滚转安全气囊(也称为侧帘或帘式安全气囊)在车辆侧部与乘员之间提供气垫。侧帘式安全气囊从在车辆的车顶线内的存放位置向下展开，并在乘员与车辆内部侧结构之间充气，这些内部侧结构例如是侧窗以及A柱、B柱、和/或C柱。
[0005]侧帘式安全气囊通常包括两层织物层，所述两层织物层被缝纫或互相编织在一起以用以形成多个可充气单元。这些单元在预先确定的激活事件期间充气，在这些事件中将提供信号以使侧帘式安全气囊充气。侧帘可具有各种布置和/或构型的多个单元。
[0006]在一些应用中，期望的是提供一种具有低漏气量接缝的可充气气垫或安全气囊和用于提供这种可充气气垫的方法。在其它应用中，期望的是提供一种适用于对整个展开区域提供支承的可充气气垫。
【发明内容】
[0007]因此，根据本发明的示例性实施方式，提供了一种用于车辆侧部的可充气气垫。该可充气气垫具有:第一部分材料；第二部分材料，第一部分材料固定至第二部分材料以限定可充气气垫；其中可充气气垫的周界边缘的至少一部分由接缝限定，其中第一部分的内表面仅通过多个缝合部固定至第二部分的内表面；并且其中当施用多个缝合部时，材料的第三部分的条被施用至第一部分或第二部分中的任一部分的外表面的接缝。
[0008]一种用于形成可充气气垫的接缝的方法，方法包括下列步骤:将第一部分材料与第二部分材料固定以限定可充气气垫的接缝，其中第一部分的内表面仅通过多个缝合部固定至第二部分的内表面；并且将材料的条连续地进给至形成接缝的缝纫机，使得材料的条固定至可充气气垫的第一部分材料或第二部分材料中的任一部分的外表面，其中仅通过多个缝合部将材料的条固定至该外表面，并且其中未使用粘合剂以将材料的条或第一部分材料或第二部分材料固定至彼此。
[0009]一种用于车辆侧部的可充气气垫，可充气气垫具有:靠近可充气气垫的可充气部分的端部的至少一个可充气的单元，至少一个可充气单元由固定至气垫织物第二层的气垫织物的第一层限定；固定至可充气气垫的单片材料，单片织物限定了可充气气垫的不可充气部分，并且其中当至少一个可充气单元被充气时，单片材料的一部分横越至少一个可充气单元并且与至少一个可充气单元的表面相切，使得当对至少一个可充气单元充气时，在单片织物中生成张力，并且其中单片材料穿过位于至少一个可充气单元与另一可充气单元之间的槽，使得单片材料横越另一可充气单元并且与另一可充气单元的表面相切。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1示出了具有充气的侧帘式安全气囊的车辆的侧视图；
[0011]图2示出了图1中的安全气囊的正视图；
[0012]图2A示出了可替代安全气囊的正视图；
[0013]图3和图4示出了根据本发明的一个非限制性的示例性实施方式构造的具有接缝的安全气囊的一部分的视图；
[0014]图5至图6B是示出了根据本发明的非限制性的示例性实施方式的用于形成安全气囊的接缝的装置和方法的视图；
[0015]图7至图9B是用于将带状织物同时进给至接缝的缝纫装置的视图；
[0016]图10至图1OB示出了根据一个非限制性示例性实施方式构造的安全气囊的接缝的一部分；
[0017]图1lA至图1lD示出了根据各种实施方式构造的安全气囊的可替代接缝；
[0018]图12是示出了根据本发明的各种实施方式的安全气囊接缝的性能的图表；
[0019]图13至图18示出了根据本发明的示例性实施方式构造的安全气囊。
【具体实施方式】
[0020]现在将详细参照本发明的示例性实施方式，其中的一个或更多个示例在附图中示出。所提供的每个示例用于解释本发明，而不是用于限制发明。实际上，显而易见的是本领域的普通技术人员可在不脱离本发明的范围和精神的情况下对本发明做出修改和改变。例如，作为一种实施方式的部分示出或描述的特征可在另一实施方式中使用以产生又一实施方式。因此，本发明旨在涵盖在所附权利要求及其等同物范围内的这些修改和改变。
[0021]参照下列专利、专利公开文献、以及专利申请:2010年6月11日提交的美国专利申请序列号N0.12/813，910，其要求2009年6月12日提交的美国临时专利申请序列号N0.61/186，656并且公开为U.S.20110057425的优先权；2005年7月26日提交的美国序列号N0.11/190，499，现在为美国专利N0.7，784, 822的专利；以及2008年10月22日提交的美国序列号N0.12/256，224，该申请公开为U.S.20090127837,现在的美国专利N0.7，971，899，上述文献的每个文献的内容通过参引在此合并入本文。
[0022]参照附图并且特别参照图1，示出了车辆10。车辆10包括A柱12、B柱14、以及C柱16。非限制性的侧帘式的安全气囊18被示出并且在A柱12与C柱16之间延伸。在图1中，安全气囊18示出为处于充气的状态。在此方面，充气器20提供对安全气囊18充气所需的气体。充气器20、21、以及23以虚线示出以显示用于充气器的可替代的位置。因此，充气器可位于B柱中、C柱中、车顶中、或车辆10内的其它合适的位置。
[0023]在展开安全气囊18之前，可将其存储在车辆10的车顶纵梁22内。可选地，系绳24和26用于约束安全气囊18。在图1中示出的实施方式中，系绳24和26—端附接至安全气囊18并且另一端附接至车辆的本体。[0024]现在参照图2，将最易于对侧帘式安全气囊18的其它细节进行解释。安全气囊18包括多个基本隔离的单元28、30、32、34、36、38、以及40。单元28、30、以及32构成在B柱14与C柱16之间的单元的后部组(bank)，而单元34、26、38以及40构成在A柱12与B柱14之间的单元的前部组。由于乘员不太可能接触区域42，因此区域42没有充气。然而，在一些实施方式中，区域42可为单元或可在其它单元之后充气。
[0025]继续参照图2，在本实施方式中提供凸片44用以将安全气囊18附接至车顶纵梁
22。可使用任何合适的附接方法代替凸片44。还提供了具有多个出气孔48的输送管46。在示出的实施方式中，出气孔48形成为勺状。出气孔48通向单元28、30、32、34、36、38、以及40。为了减小管46内的湍流并且用以更好地分配气体，出气孔48可以是围绕管48交错。在图2中可看出这种交错布置。输送管46在50处密封。来自充气器23的气体在端部52处进入输送管46，并且穿过出气孔48分配至单元。可对输送管46与安全气囊18的配合进行描述。在该实施方式中，管46插入至安全气囊18的顶部部分。顶部周界接缝54沿着安全气囊18的顶部延伸并且形成管46的上约束部。一系列被缝纫的椭圆部56通过在单元之间缝合形成。椭圆部56的顶部与管46的底部形成基本紧密的配合。在本文中，“紧密”并不意味着没有气体能够在椭圆部56与管46之间流动。而是，“紧密”意味着封闭配合，其可被最优化以允许一些气体在相邻的单元之间流动。椭圆部56与连续的接缝58以及接缝66、68、70、72、以及74 —起形成单元28、30、32、34、36、38、以及40。根据安全气囊的强度和气密性需求，缝纫接缝中的任一个可为单缝合、双缝合、或以其它合适的方式附接。虽然在图1和图2中提供了包括单元、输送管、用于限制流体在单元之间流动的装置(例如，缝合部和/或椭圆部56)的安全气囊的具体构型。但应当理解的是安全气囊10可构造为多种构型，其可包括或可不包括如图1和图2中示出的具体元件。例如,在图2A中，可仅通过缝合而提供用于限制流体流动的装置或者可没有用于限制流体在单元之间流动的装置。另外，扩散管可为织物或构造为替代材料，如将在本文中所讨论的。此外，包括可充气部分和不可充气部分的位置、数量以及尺寸的安全气囊的构型可以不同。
[0026]现在参照至少图3至图11B，在一种示例实施方式中，并且用于为未密封的接缝提供强度，诸如在如下文献中公开的:美国公开文献N0.20110057425 ;美国专利N0.7，784，822 ；以及美国公开文献N0.20090127837,即现在的美国专利N0.7，971，899 ;织物的第三外部层与未密封的接缝一起缝纫至气垫，该未密封的接缝由于使气垫充气而暴露于压力下，已发现这种实施方式有助于进一步降低漏气量。如本文中所使用的，“未密封的接缝”指的是在合并至本文的前述公开文献和专利中公开的接缝，其中，仅通过多个缝合部而没有其它材料(例如，粘合剂等)将可充气气垫的两层固定在一起。在一种实施方式中，直接将织物的该第三外层缝纫至未密封的接缝上。
[0027]如图6B所示，该第三织物层在缝纫过程中定位在缝针侧，已经注意到定位在缝针侧通常比定位在气垫的梭心(bobbin)侧具有更高的漏气速率。因此，当缝纫可充气面板时，将待缝纫在一起的未充气的织物层定位为第三层将有利于提高压力保持性。此外，将织物的该第三外部层缝纫在气垫的缝针侧最有益于降低气垫的漏气量。
[0028]利用该第三外部层以降低漏气量的附加的实施方式可在所选的接缝区域上利用第三层。例如，较低成本的聚酯织物板使用聚酯织物的“条”作为第三外部层。测试已发现将该第三外部层添加至缝针侧，大幅增加了气垫随时间的压力保持性，以420旦聚酯，否则在没有第三外部层的情况下具有不足够的漏气性能。还应当理解的是，虽然与添加至缝针侧的外部层降低的程度不相同，但是将附加的(或第四外部层，如果在气垫的两侧都使用外部层)外部层添加至气垫的梭心侧上的接缝会进一步降低总漏气量。
[0029]如上所述，对接缝使用织物或各种类型其它膜的附加的外部层允许降低总体的气垫漏气。另外，还应注意，将外部层施用在气垫的缝针侧比梭心侧的优点更大，然而，如果在两侧都使用将发现附加的优点。
[0030]为了进一步从附加的外部层(多个层)受益，期望的是应用成本低的外部层(多个层)，以便带来缝纫的未密封的低漏气量气垫中的用于滚转应用的增强的性能。在一种实施方法中，第三外部层或第四外部层或所述两个外部层(多个层)仅需要覆盖接缝本身，因此外部层可为较少量的材料，例如，可使用织物的“条”或“带”的应用以覆盖未密封的压力接缝。
[0031]在一种非限制性的应用中，织物的这些条可为沿着压力接缝长度延伸的窄的织物或适合的相似物。如在本文中使用的，压力接缝是当气垫填充空气时暴露于气体压力的安全气囊或可充气气垫的任何接缝。
[0032]根据本发明的示例性实施方式，提供了利用接缝上的外部层(多个层)制造未密封气垫的各种方式。发现的简单且成本低的一种方法是当缝纫气垫时将“条”或窄的织物“带”层添加至气垫的缝针侧，该缝纫过程通过将外部层或织物的窄条(或带状织物)“自动地”进给至缝针，而无需由手定位所述外部层，并且因此通过定位装置/固定装置将其进给至缝针内，该定位装置/固定装置在缝纫机的压“脚”上或靠近该压“脚”或结合在该压“脚”中。
[0033]压脚用于压靠正缝纫的底部织物层，而缝针定位在压脚中的开口内。缝针穿透织物层并产生接缝。这也可使用窄的织物(或带状织物)的卷实现，将该卷从定位于机器操作者上方或远离机器操作者的带状织物的卷轴进给。当然，织物的窄条或带状织物可定位在任何其它替代的位置，用以在被缝纫至一起的底部织物的顶部自动地将其进给至缝针中。压脚也用于将织物层向下推靠机器的台面上的接合爪的目的。这也称为缝针板，该缝针板具有在其内部切割的凹槽以允许爪(多个爪)向上和向下移动，以便当产生接缝时使织物层通过机器前进。
[0034]利用的优选的机器是产生单锁缝式接缝的落料机。发现最有效的接合爪组件是具有围绕缝针孔(例如，前部、后部和/或缝针孔的两侧部)的爪的多个爪。
[0035]另外，已经发现可将附加的外部织物带状条添加至正通过接缝结合在一起的织物的下侧。如本文中所讨论的，这将是添加至气垫的梭心侧的织物的第四层或附加的外部条。可以与缝针侧相似的方式将其进给至缝针，仅在底部织物层下方进给，而不是穿过改进的压脚组件在顶部。梭心侧的带层也可从带状织物的卷轴进给，其中卷轴可定位在缝纟刃台下方或可替代地也定位在远离操作者的台上方。任一卷轴的其它存储位置也是可以的，带层简单地穿过任何期望的路径到达缝针。相似于未密封的接缝并且根据本发明的示例性实施方式，材料的外部条或带也仅通过多个缝合部固定至气垫织物，而没有其它材料(例如粘合剂等)用于将条或带固定至可充气气垫。此外，在将可充气气垫的两层固定在一起的相同的缝合过程中将这些带或条供应且固定至接缝。
[0036]在一种示例中，发现有效地起作用的是:在“勺部”下方对梭心侧外部织层开槽，或在底部织物被进给至缝针之前允许底部织物滑过的设备。[0037]例如，附图示出了已附接至或正附接至根据本发明的示例性实施方式构造的可充气气垫的织物带状“条”111。例如，带111可非常窄(例如1/4”、3/8”等)，并且可以非常相似于简单地具有添加至接缝的附加线的方式附接至气垫。图3和图4示出了可充气气垫110的一部分，其中第三外部带层和第四外部带层111某种程度上处理为简单地第三“线”和第四“线”。当完成接缝部分时，与完成接缝时修剪或割断线相似，也可简单地割断或修剪第三外部层和第四外部层(分别在缝针侧和梭心侧)。由于机器可具有剪线装置，因此代替需要操作者手工完成，这也可自动进行。
[0038]例如，并如图5至图9B所示，当缝纟刃机115正在缝合接缝时,将带层111从可旋转地安装至结构114的卷轴113连续地进给。如上所述,带层111可连续地进给至接缝的两侦1J (例如梭心侧和缝针侧)。可替代地，当接缝正被缝合时带层111仅施用至梭心侧或缝针侧中的任一侧。为了提供这种连续进给，提供了改进的压脚组件117。改进的压脚组件117具有构造为接收带层111的导向构件119，现在将缝针侧带层称为111’，而梭心侧带层将称为 111”。
[0039]如附图所示，通过将线126和缝针127穿过层122和层124以及缝针侧带层111’和/或梭心侧带层111”中的每一个而将安全气囊Iio的层122和层124的两层缝合在一起，由此形成接缝120，所述接缝120如上文所述可包括缝针侧带层和梭心侧带层两层，或者可替代性地仅包括它们中的一层，或者如之前公开文献所述的示出带层和仅未密封的接缝。另外，梭心线121从梭心(未示出)进给。
[0040]为了连续地进给梭心侧带层111”，提供了卷轴128，在所述卷轴128中梭心侧带层111”连续地从下方进给。这允许了从远离操作者的位置被连续地进给底侧或梭心侧带状织物层111”。在可替代构型中并且如至少图8和图9所示，卷轴128由板或缝针板130代替。板130允许从缝纫机或缝纫机设备的台132下方进给底部梭心层111”。板130和缝纫机基底134的一部分限定了通道135，该通道135允许当形成接缝120时，在织物层122和124下方进给梭心侧带111”。在一种实施方式中，通道135由板130和基底134交替形成，通道135仅通过板130和/或基底134形成。板130也具有允许访问梭心侧带层111”的多个访问开口 137。另外，板130还具有允许当在形成接缝120时将梭心侧带层111”进给至接缝120的出口槽或开口 140。还示出了用于缝纫机115的爪141的开口 139。
[0041]相似地，压脚组件117的脚136也具有限定在其中的通道138，用以允许连续进给缝针侧带层111’。
[0042]图10至图1OB示出了根据本发明的一种示例性实施方式形成的接缝120，其中当层122和层124与带层111’和111”缝合在一起时，将缝针侧带层111’和梭心侧带层111”连续地进给至接缝120。
[0043]用于附接外部层或提供带的替代方法是折叠可充气气垫的底部织物的层122、层124中的一层的外边缘以使其变成外部层，这可以如至少如图1lB至图1lD所示的多种不同的方式完成。图1lA示出了通过接缝120固定在一起的层122和层124，其中当形成接缝120时，织物150的第三件围绕层122和层124两层的周界边缘折叠。可替代地在图1lB中，折叠顶层122同时如上所述将梭心侧带层111”提供至接缝120。在又一可替代的方案且在图1lC中，当接缝120形成时，层122和124都在边缘处彼此折叠。图1lD示出了折叠层124，同时将缝针侧带层111’施用至接缝120。[0044]如果该折叠使用缝针侧底部织物层完成，其中该织物层之后也变成在梭心侧的第三层，那么可在接缝的缝针侧上利用窄的织物层的自动进给，或者反正亦然。再次，气垫两侧都利用接缝上的外部层将会对随时间的整体压力保持性带来最大的优点。
[0045]所述折叠也可自动地完成，因为操作者通过固定装置将底部织物进给至缝纫针，所述固定装置将外边缘折回至其本身或折至底部织物的相反层。
[0046]发现生产中效果最佳的典型余料边缘周长是完成周界接缝后的余料的从IOmm至15_的任何长度。当然，任何其它余料宽度是可用的，这取决于其它的安装凸片或系绳是否可附接至周界余料。因此，在折叠织物层或添加织物层的选择中，该织物层缠绕周界以及底部织物层(多个层)的两个接缝，那么在优选的实施方式中将需要更大的外部织物带宽度，该宽度不需要整个周界余料区域和接缝上延伸。
[0047]“条”或带状织物可为由平面织物切成的窄条。这可由本领域中一些已知的方法完成。可在将织物卷在纸板卷之后切割织物，并将其切分成期望的宽度。在该示例方法中，已卷绕带层并且准备好将其安装至机器的分配器保持装置。其它方法是将所述带横向地缠绕至卷上以增加在给定的卷轴上的带的数量。
[0048]还已经发现当围绕气垫上的曲线缝纫时，偏斜于纬线和经线切割底部的平面织物是有利的。这与平行于织物纱线切割窄条形成对比。通过偏斜于纬线和经线或与其成45°角地切割，已发现织物条不会“褶皱”并且与沿着或平行于纬线或经线切割的条相比，织物条围绕曲线更平坦地铺设。为了保持该条或窄的织物为连续的或长的带状，可将切割的斜条的端部附接在一起并且之后将其卷在卷轴上。一种用以结合切割的条的这样的方法是在将条在其端部处定位在一起之后，缝纟刃这些端部。
[0049]使用涂层和未涂层的织物二者用于该外部层已发现是有效的。然而，注意到涂层织物比未涂层织物作为带层具有性能上的优点。在为此目的使用涂层织物的情况中，缝纫底部织物时，将涂层的表面朝向底部织物已显示出了比将外部织物的涂层表面背向底部织物的增加的压力保持能力的一些优点。底部织物通常与面向彼此的涂层表面缝纫在一起，或在缝纫气垫的内部(例如，硅涂层织物)。由于可移除涂层的磨损允许漏气，因此以工业角度来看这也为优选的选择。这也避免织物在打开折叠过程中相结合，其中如果硅树脂或其它涂层在外部，会具有这样的更大的倾向性:抵靠另一硅表面与摩擦硅树脂表面结合。使用未涂层的织物作为外部层的优点仅仅是降低成本。例如，在这样的窄条中以此方式利用织物允许非常有效地使用织物。由于当切割、编织等时它们是直的窄条，因此基本没有待完成的嵌套。或者织物卷接近100%可被用于织物条或织物带。带状条可使用能够切割多层的刀片切割件制造。当拉动织物的卷穿过刀片或者使刀片移动穿过织物层以制造织物的带状条时，该过程简单并且仅需要执行直的切口。或者如之前所述，刀片可将卷本身切割成准备好使用的多个小的卷。
[0050]例如并且为了示出带状织物如何是高效益和低成本的，示出了下面的示例:将带状织物切割成3/8”宽的条。采取通常的2排侧帘气垫，具有大约175英寸的总接缝长度并且在气垫的两侧都使用外部织物条并且不利用帆形板作为第三或第四外部层，带状织物用以覆盖两侧的所需的总长度大约是350英寸。如果外部带层使用优质织物，例如具有每平方米35g的硅涂层的420旦的53X53编织数，这种织物现在的体积成本是大约$2.25/平方码(I平方码=1296平方英寸)。350英寸3/8”宽度的带状织物将使用大约131平方英寸的织物或转化成平方码=0.101平方码。这将具有大约0.23美分的成本。如果使用诸如成本为$1.55/平方码的未涂层的630旦之类的成本更低的织物，那么用于气垫的两侧的带状织物的成本将为大约0.16美分。因此，如图12的图表的示例所示，对于较小成本的带状织物，能够显著增强被缝纫气垫的压力保持性。可替代地，如果使用发现有效的1/4”宽度的带层，成本将进一步减小。此外，由于处理1/4”宽度比3/8”或更大的宽度更相似于简单的第三“线”和第四“线”，因此1/4”宽度也可为所选择的宽度。
[0051]本发明的另一示例性实施方式是织物的底部层中的一层被切割成与其将缝纫的配合段相比是尺寸过大的。因此，折叠较大的切割段的外边缘并且在缝纫气垫时将其缝回其本身或者缝至配合的织物层。
[0052]如所述，发现对于该外部层“条”有效的宽度是3/8”。如1/4”的小宽度的带状条也已经被均匀围绕标准的气垫接缝曲线而有效地添加至气垫。当然也可利用更大的宽度，但是宽度增加也会增加成本。宽度需要足够宽使得缝纫的接缝总是落在窄的外部层的宽度内，即使当缝纫操作围绕曲线进行时也如此。已经发现在早期样机装置中，在缝纫的过程中当由操作者转动底部织物时，接缝可远离狭窄的外部层的中心偏移。因此，宽度足够宽以补偿这种事情发生。有效宽度的非限制性的示例包括下列的尺寸:1/4”、3/8”以及1/2”，而3/8”或1/4”对于大多数气垫应用似乎是合适的使用宽度。当然，大于或小于上述数值的其它宽度也认为在本发明的示例性实施方式的范围内。
[0053]如通过参引在此合并至本文的之前的申请和专利所述，帆形板可用作为它们可能位于的接缝段中的外部层。这消除了需要通过从卷轴自动进给或其它上述方法来添加单独的外部层。在这些区域中，操作者仅需要切割气垫侧的狭窄织物进给，在该气垫侧将帆形板缝纫至单元的压力接缝，并且之后一旦超过帆形板的区域再次重新使用外部带层。为了简化缝纫，也可预期对此仅使用带状条作为第三层和第四层来代替使用帆形板。可替代地，可将第三带层或第四带层缝纫在帆形板以及底部织物层上。在该情况中，在压力接缝内共有5层织物。
[0054]现在参照图12的图表，执行了样品气垫的测试，该测试对比了在气垫的缝针侧上使用带状织物的第三层与没有第三层的气垫。也执行对比在气垫的两侧都使用带状织物外部层的测试，其已知为外部带状织物的第三层和第四层。诸如线型、对梭心和缝针二者的张力、接缝密度和底部织物的每英寸的缝合部(SPI)之类的所有其他变量保持恒定。使用车间空气测试样品气垫，其中样品被填充至42Kpa之后关闭车间空气的供应并且在6秒的时间范围内监测压力衰减。选择42kpa的压力是由于其接近于“二极管”低漏气的缝纫式未密封接缝的气垫中的通常气垫峰值压力。在所有的情况中，使用第三层或第三和第四层(多个层)的样品导致与没有利用外部织物层的基线接缝缝纫相比具有大幅提高的压力保持性。
[0055]在一种对比中，使用第三层和第四层与没有外部织物层(53 X 53420旦尼龙35g每平方米硅涂层底部织物示例)的基线相比在6秒的时间范围内的压力保持性正好增加了 3倍。压力从9.6kpa到正好超过30kpa@6秒。在使用具有35g硅树脂涂层的53 X 53织物和仅第三外部层的情况中压力从9.6kpai6秒到达21kpa@6秒。在所有这些示例中，也使用相同的底部织物作为织物选择以用于窄的外部织物层(多个层)。
[0056]另一替代的织物的外部层选择是减小利用的接缝密度的SPI，以便能够减小总缝纫时间。例如，对比上述示例，当缝纫相同的53X53织物时，使用23SPI的6秒期限的压力是16kpa，而具有28SPI接缝密度的压力是21kpa。将两者都与这样的基线对比，所述基线为没有利用第三外部层或第四外部层的28SPI，其具有的6秒期限的压力为9.6kpa。
[0057]之后利用100%的氦气代替车间空气执行测试。使用氦气与车间空气相比明显存在进一步的压力损失。与空气中的大多数的气体分子相比，氦气具有更小的气体分子，因此与车间空气相比氦气中发现更多的气体分子穿过相似的泄漏路径泄露。
[0058]在另一示例中，使用了具有41 X 41编织数，也是420旦以及25克硅涂层每平方米(gsm)的织物。在基线测试的情况中(高的密度接缝没有外部织物(多种织物)，气垫漏气量非常大，其6秒期限的压力仅剩余1.3kpa。使用第三外部织物层和第四外部织物层的结果显著高于基线情况，其中6秒期限的压力剩余超过25kpa对比于1.3kpa，或者压力保持性甚至几乎高20倍。实际上，第三外部织物层和第四外部织物层允许甚至被认为不能用于滚转气垫中的低成本织物，以便现在提供卓越的压力性能特性。41X41编织构造是较低成本的尼龙织物选择，并且比更大编织数的织物构造还提供了质量和包装优点。
[0059]其它织物示例是使用聚酯织物用于降低成本。类似于41X41织物，否则也不能够考虑的聚酯织物的使用现在也能起作用以用于使用第三层和第四层结构的滚转气垫。聚酯织物的示例也在柱状图中示出。一种使用420旦的49X49编织数，其具有在浸溃过程中添加的超级波浪(ultra perm)涂层，在织物片的两侧都添加了涂层。
[0060]因此，根据应用压力需求、质量、成本和/或包装需求，存在各种选择以用于满足增加的压力性能或使用成本较低的织物以用于缝纫气垫，这种低成本的织物之前甚至被认为不能用于滚转性能气垫。
[0061]应当理解虽然本发明讨论了在侧帘式应用中使用低漏气性的接缝，但是任何其它的安全气囊应用可使用相同的低漏气性的接缝构造。甚至不要求增大的压力保持性能的应用也可从低漏气性的接缝受益。例如，添加第三外部层或第三和第四外部层允许当对接缝施加压力和张力时接缝具有减小的梳齿状剥离(comb stripping)。外部层(多个层)增加了接缝的完整性。因此，在该示例中，由于失效或接缝处过高的漏气性而在之前已发现对于特定的应用太“弱”的较低旦数的织物构造现在可能再次成为应用的一种候选项。例如之前在充气器填充过程中在接缝处失效的210旦的织物构造。现在，使用相同的210旦织物以及添加至接缝的第三和第四外部织物层在相同的充气应用中不再失效。这实际上是允许应用现在利用较低旦数的构造作为主织物板代替必须使用诸如315旦织物之类的更高强度的构造，315旦织物会带来质量和包装能力的缺点。包装能力意味着当折叠和包裹安全气囊以使其包装在其应用中时，使用较低旦数的织物比使用较高旦数的织物会使折叠的安全气囊的包装或“封套”的尺寸更好更小地被包装。因此，选择的较低旦数被称为具有更好的包装能力。
[0062]可受益于本发明的安全气囊的应用范围包括从机动车辆侧帘、膝部安全气囊、乘员之间的安全气囊、驾驶者安全气囊、乘员安全气囊、侧撞击安全气囊、车顶安全气囊以及甚至诸如大型卡车、公共汽车、火车以及甚至飞行器的其它交通工具。在飞行器中气垫的质量和包装成为非常重要的设计特征。由于织物的旦数越低，质量越低因此成为优点。
[0063]现在参照图13至图16，示出了“增强的帆形板”或者“弹床”。也参照以下2010年8月19日提交的美国专利申请序列号N0.12/859，529，其要求2009年8月19日提交的美国临时专利申请序列号N0.61/235，328，上述文献中的每一个的内容在此通过参引合并本文。
[0064]已经发现了在增压单元(多个单元)外部利用较低成本的未涂层的织物或其它便宜材料的外部层(多个层)的其它改进。在优选的实施方式中，使用了较窄的宽度的织物，并且至少如图13至图18所示开槽。
[0065]如至少在图13至图16中所示，提供了用于安全气囊或可充气气垫210的增强帆形板(“弹床”)的各种选择。在一种实施方式中，存在未充气的织物部或构件(或其它材料基底)212，其缝纫至单元3 (在附图中所示的或者当充气时定位在车辆的柱上方的其它单元)的后部和内侧。应当理解构件212可包括任何合适的材料并且可固定至可充气气垫的任何部分(可充气部或不可充气部)以提供期望的性能，并且固定位置并不特定地限制为附图中示出的这些位置。织物部分或构件212之后在箭头214的方向上(朝向可充气气垫的前端和可充气气垫固定于其上的车辆的前端)横越单元3上方并且穿过位于单元2、3之间的槽216。织物构件212之后继续横越在其外侧的单元2上方并且之后穿过位于单元I和单元2之间的另一槽218，并且横越单元I的上方和内侧，并且延伸超过可充气气垫210的前端，该前端可在A柱上的把手上方并且可在A柱的一部分的外表面上方或者可能仅附接在柱饰件下方。如图所示，织物构件212朝向前系绳组件220延伸并且之后延伸至A柱。如图所示并且在一种实施方式中，织物构件212还包括可充气气垫210的前帆形部224的一部分。可替代地，织物构件212延伸至并且附接至如图15和图16所示的分离的前帆形板226。
[0066]在该实施方式中选择了其中在气垫后侧上织物构件固定至其上的接缝(单元3后部接缝)，这是因为特定单元是被充气时充气为超过车辆的B柱的部分或全部时的(在座椅的前排与第二排或“后座”之间的)单元。因此，B柱将基本保持气垫的所述部分更加向内，甚至当由于撞击乘员使气垫被迫向外侧时也是这样。这使得单元对于如图所示将被固定至其外周的织物宽度是更理想的。这允许在充气时织物构件被提升更向内，并且甚至将其在外侧上支承的单元更向内拉动，以更好地阻止乘员偏离通过车窗。
[0067]参照上述实施方式，织物构件可固定至接缝120使得其如上所述提供了施加至接缝的外部层。
[0068]当织物构件通过内侧单元(多个单元)的上方和外侧充气单元的下方时，当单元充气时，织物构件中的张力显著增加，这是由于织物构件的前部延伸至或连接至其并且在A柱下方锚定至车辆框架。另外，将织物构件的后端定位(缝纫)至单元3的后侧以允许当单元充气时构件被向内提升并且更加朝向乘员而远离车窗开口或车辆结构。
[0069]以此方式，宽度织物可将前端单元拉向更内侧(这取决于构件212相对于可充气单元的位置)并且在冲击或滚转事件期间当乘员与幕帘相互作用时甚至明显地增加推动幕帘向外的阻力。最终结果导致与没有用以减小乘员偏离的该附加对抗装置的单独的可充气气垫相比甚至进一步减小乘员偏离的情况。在该情况中，通过悬挂在单元之间的两个接缝上方的外部织物宽度也获得一个小优点。通过如此，可进一步减小物体刺入气垫(例如与由悬挂的织物宽度覆盖的接缝区域的情况相比，否则将移动至接缝区域更多的量的杆)。因此，通过织物宽度构件获得至少两个优点。这也可在如附图所示的安全气囊的内侧表面上完成，或甚至在其两侧完成。支承构件212织物宽度的另一优点是其分散撞击能。向外推至前侧单元上或甚至未充气的帆形板的乘员压缩单元3，同时由于通过支承织物构件212的连结。例如,槽的(顶部至底部)高度和织物材料部分对应的高度可根据一个槽到另一槽而不同，或者在单个槽的情况中，改变高度以提供不同程度的性能。另外，因此可改变槽的位置以便也提供不同程度的张力和/或性能。
[0070]可在A柱的顶部使用与本领域已知的斜坡相似的小斜坡以允许织物部分或安全气囊向下滑动并被拉至A柱装饰件或者模制件上方。在该情况中，当展开织物时，织物被拉至A柱和A柱把手上方。传统的帘式安全气囊被向下拉并且滑至A柱装饰模制件下方或者从A柱向外或向内爆出，因此帆形板部分或者安全气囊可在A柱盖(装饰件)后方向下展开。
[0071]织物构件或帆形板通过本领域已知的装置或者使用附图中示出的选择而锚定或附接至A柱下方的车辆结构。在本实施方式中，附接部是延伸的锚定件220，其将帆形板和/或织物构件连接至车辆上的前方安装位置。
[0072]发现有效使用锚定延伸特征的一种实施方式是利用现存的非旋转的孔，该孔通常正好在锚定车辆上的螺纹的传统的前系绳的下方或上方。这允许了将锚定件安装至现有的车辆锚定点，但是与传统的前锚定件相比进一步延伸至低于该点。具有定位至防旋转孔的“销”或附加的特征将避免延伸的锚定特征一旦由乘员加载后过度地枢转，从而进一步增加延伸的锚定特征的有效性。织物系绳可被定位在防旋转安装件的更远的端部处。这允许帆形板锚定点更低，并且用于帆形板用以到达窗户开口内较低的拉紧位置。
[0073]如上所述，图13示出了在单元之间制造的两个槽开口 216和218，在示出的实施方式中在单元I与单元2之间，以及单元2与单元3之间。在一种实施方式中，在单元2与单元3之间的槽是“完整”槽，其中，窄宽度的织物构件遍及整个宽度或构件自由穿过槽。在单元I与单元2之间的槽中，槽具有中间段，槽是不连续的并且之后在小的长度之后再次开始。在该实施方式中，大约一或两英寸，因此大约21//’的槽开口，之后是在单元之间的大约172”的连接，之后又是另一 272”的槽开口。这使得单元之间的间隙(单元之间的间隔)在此槽开口区域上与在单元2和单元3之间的槽开口相比较小。槽开口，虽然允许织物构件穿过，也倾向于增加单元之间的间隙，这是因为存在在该特定的区域中的给定的“张力缓解”。已经发现的是这也能够允许最邻近于单元间的槽开口的单元在该区域充气至稍微更大的厚度。(越野车)。因此具有更厚的单元以阻止乘员穿透或偏离，这可能是有利的。还已发现槽开口也提供“张力缓解”效应，其允许单元比没有槽开口(多个开口)的情况被拉至稍微更向前并且之后被充气的稍微更厚。这可如示出的这样的实施方式所示完成，其中织物构件部分的下半部附接至最前方单元的余料区域，或可替代地该下半部延伸至前帆形板或者甚至进入前方系绳和锚定组件。可替代地，该下半部也可附接至气垫的任何其它优选的区域以获得期望的效应。在该情况中，该下半部将整个气垫向前拉以保持充气单元的区域遍及车窗开口的更大的部分。
[0074]在这两个槽的选择中，通过单元2下方或者单元2的外侧的织物构件的第一部分与在单个槽的实施方式中起相似的作用，其中第一部分将单元2向内拉以更有效地帮助容纳乘员。之后，织物层穿过前部槽以返回到单元I的内侧。那么，这样做也允许织物构件的定位在充气单元I前方的部分呈现“弹床”效应。如果其之后附接至单元I的余料或者单元I的外侧，那么这可允许乘员与织物构件的该区域更快地开始相互作用。因此，取决于期望的结果，存在有怎样在气垫外侧、内侧的各种单元之间或穿过其或者任意组合的织物构件的定位或开槽最期望的选项。也可能有多种其它组合和变体，并且这些示例并不限于织物板的横越充气单元的布置。[0075]这些织物构件实施方式中的每一个也可以传统的方式使用，其中传统的前系绳/帆形板或织物构件可在A柱饰件/盖子后方向下展开并且仍然获得益处。
[0076]以传统方式使用这些织物构件实施方式执行测试，其中前帆形板/气垫在A柱装饰件后方展开。测试对比了在相同气垫中使用织物构件与移除织物构件时的差别。如图18所示的这些特定的测试中使得织物构件附接至第三单元的后侧邻近接缝处，并且之后横越单元3的内侧上方穿过单元2、3之间的狭长开口并且在外侧经过单元2和单元I。之后，织物宽度构件被附接至单元I的前端最外围接缝。前端帆形板之后延伸通过剩余的车窗开口区域并且附接至本文所述的前系绳锚定件或者任何其它锚定装置。
[0077]执行的测试为使用头部模型(head-form)测量超过车窗平面偏移量的容纳测试。这些特定的测试使用这样的能量，该能量为通常发现在滚转事件中发生的能量，该滚转事件在1.5秒中发生，或使用质量为40磅的大头部模型的约300焦耳能量。选择代表工业中已知的为Al和A3的撞击位置的两个撞击位置。这两个位置是在前座椅窗户的顶部和底部的车窗开口的位置。对比测试结果发现:由于利用的织物宽度构件，头部模型质量的偏移结果比移除织物宽度构件在相同位置执行的测试的偏移量小于大约70mm至超过100mm。
[0078]结果显示使用低成本未涂层织物的单层用于织物宽度构件的显著差别。在这些2排气垫的测试中，用于材料的织物成本发现为在15至20美分之间。否则，将需要利用其它更加昂贵的方法以减小偏移量，这些方法例如是更多的充气区域和/或更大体积的单元或更高的压力/更大的充气器输出。所有这些方法还会明显增加模块组件的总体成本。
[0079]还已发现使用织物宽度支承构件在无需充气气垫的底部边缘重叠腰线(beltline)的情况下(“腰线”是门窗的下开口凸缘——通常接近人的腰线高度)允许气垫满足所有的容纳测试目的。与当充气时气垫下边缘需要重叠腰线区域的没有支承织物宽度构件的对策的更传统的气垫相比，这允许了更短的总气垫高度通过测试。在多种情况中，传统的气垫当充气时必须与腰线结构重叠并且相互作用长达80mm。这显著增加了整体气垫的尺寸、体积、质量以及成本。然而在利用支承织物宽度构件的本文示出的优选的实施方式中，远远更小、更低体积、更少质量的气垫可满足测试目标。
[0080]上述构型的另一选择是如图15至图16所示使织物宽度构件向最前方单元的周界(单元I)前方延伸，并且将其附接至前单元板。通过将织物宽度构件缝纫至前单元(单元I)与接下来的相邻单元(单元2)之间的接缝，织物宽度构件也可作用为外侧增强的帆形板。已发现这会将前单元拉至更向内以进一步获益于容纳性能。之后如图16中所示，该实施方式可将织物宽度构件附接至标准的前帆形板，该前帆形板缝纫至前单元的前方周界，或者如图15所示，织物宽度构件可附接至内侧增强的帆形板。
[0081]支承构件/织物宽度构件特征也可用于气垫1.的后部段。1.该构件起始于充气单元处B柱上方并且向后延伸。或2.例如，在C柱上方单元的内侧表面和其相邻单元的下方或外侧向前至在气垫上的该单元。
[0082]如至少图13至图18所示，设置了用于支承构件或板212的多种构型。例如，图13中，板212固定至单元3附近并且穿过槽216横越单元的内侧，并且之后横越单元2的外侧，仅仅以便穿过槽218以横越单元I的内侧。之后，板212向前延伸用以提供帆形部分224。在图15至图16的替代性实施方式中，板212固定至单独的帆形部分226。
[0083]可替代地或如图14所示，板212固定至单元3的附近，横越单元的内侧，穿过槽216并且之后横越单元2和单元I的外侧，并且之后向前延伸用以提供帆形部分224。
[0084]图15示出了相似于图14的实施方式，然而，板212的远端215固定至单独的增强的帆形部分(“弹床”)226的外侧。
[0085]图16示出了相似于图14的实施方式，然而，板212的远端215固定至更加标准的单独的帆形部分226的外侧，该帆形部分仅附接至前单元的周界。
[0086]图17是示出了板212的远端215示出为还固定至单元I的周界的外侧的实施方式，图18示出了板212的远端215现在固定至单元I的周界的外侧的实施方式。通过以此方式固定板212，它将单元I的周界更向后拉至朝向单元3。处于未充气状态的单元I至单元3的长度比织物板212更长。
[0087]如本文所使用的，外侧指的是可充气气垫面向车辆外部的表面，而内侧指的是可充气气垫面向车辆内部的表面。
[0088]虽然在附图中示出了具体的安全气囊构型，应当理解构型的变体也认为在本发明的示例性实施方式的范围内。例如，单元、不可充气部分、可充气部分等的数量、尺寸以及构型可改变。
[0089]还应当理解根据本发明的多种不同的示例性实施方式构造的安全气囊/可充气气垫可包括本文中公开的任何一个或所有实施方式，这些实施方式包括以下文献中所提到的:2010年6月11日提交的美国专利申请序列号N0.12/813，910，其要求2009年6月12日提交的美国临时专利申请序列号N0.61/186,656并且公开为美国20110057425的专利的优先权；2005年7月26日提交的美国申请序列号N0.11/190，499现在为美国专利N0.7，784，822的专利；以及2008年10月22日提交的美国申请序列号N0.12/256，224，该申请公开为美国20090127837，上述申请的每一个申请的内容通过参弓I合并至此处。
【权利要求】
1.一种用于车辆侧部的可充气气垫，所述可充气气垫包括: 第一部分材料； 第二部分材料，所述第一部分材料固定至所述第二部分材料以限定所述可充气气垫； 其中，所述可充气气垫的周界边缘的至少一部分是由接缝限定的，其中所述第一部分的内表面仅通过多个缝合部而固定至所述第二部分的内表面；并且 其中，当施用所述多个缝合部时，由第三部分材料构成的条在所述第一部分的外表面或所述第二部分的外表面上被同时施用至所述接缝，并且其中，由所述第三部分材料构成的所述条仅通过所述多个缝合部固定至所述接缝，而没有使用粘合剂以将由所述第三部分构成的所述条固定至所述接缝。
2.根据权利要求1所述的可充气气垫，其中，当施用所述多个缝合部时，由第四部分材料构成的条在所述第一部分的外表面或所述第二部分的外表面上与所述第三部分材料相对地被施用至所述接缝，并且其中，由所述第三部分材料构成的所述条仅通过所述多个缝合部固定至所述接缝，而没有使用粘合剂以将由所述第三部分构成的所述条固定至所述接缝。
3.根据权利 要求2所述的可充气气垫，其中，由所述第三部分材料构成的所述条和由所述第四部分材料构成的所述条是涂层织物。
4.根据权利要求2所述的可充气气垫，其中，由所述第三部分材料构成的所述条的宽度和由所述第四部分材料构成的所述条的宽度不大于1/2英寸。
5.根据权利要求2所述的可充气气垫，其中，由所述第三部分材料构成的所述条的宽度和由所述第四部分材料构成的所述条的宽度不大于3/8英寸。
6.根据权利要求1所述的可充气气垫，其中，在所述可充气气垫充气之后，所述可充气气垫保持处于大于IOKPa的范围内的内部压力达至少6秒。
7.一种用于形成可充气气垫的接缝的方法，包括: 对第一部分材料与第二部分材料进行固定以限定所述可充气气垫的所述接缝，其中，所述第一部分的内表面仅通过多个缝合部而固定至所述第二部分的内表面；以及 将材料条连续地进给至形成所述接缝的缝纟刃机，使得所述材料条被固定至可充气气垫的所述第一部分材料的外表面或所述第二部分材料的外表面，其中，所述材料条仅通过所述多个缝合部而固定于其上，并且其中，没有使用粘合剂以将所述材料条或所述第一部分材料或所述第二部分材料固定至彼此。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，将所述材料条连续地进给至所述缝纫机的压脚组件中。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，在所述可充气气垫充气之后，所述可充气气垫保持大于IOKPa的内部压力达至少6秒。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，将所述材料条固定至所述第一部分材料的外表面，并且，将另一材料条连续地进给至所述缝纫机，使得所述另一材料条与所述第一材料条相对地定位在所述第二部分材料的外表面上，并且其中，所述另一材料条仅通过所述多个缝合部固定至所述第二部分材料的外表面，并且其中，没有使用粘合剂以将所述另一材料条固定至所述第二部分材料。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，在所述可充气气垫充气之后，所述可充气气垫保持大于IOKPa的内部压力达至少6秒。
12.一种用于车辆侧部的可充气气垫，所述可充气气垫包括: 至少一个可充气单元，所述至少一个可充气单元接近所述可充气气垫的可充气部分的端部，所述至少一个可充气单元由固定至第二层气垫织物的第一层气垫织物限定； 固定至所述可充气气垫的单片材料，所述单片材料限定所述可充气气垫的不可充气部分，并且其中，当所述至少一个可充气单元充气时，所述单片材料的一部分横越所述至少一个可充气单元并且与所述至少一个可充气单元的表面相切，使得当所述至少一个可充气单元充气时，在所述单片材料中生成张力，并且其中，所述单片材料穿过定位在所述至少一个可充气单元与另一可充气单元之间的槽，使得所述单片材料横越所述另一可充气单元并且与所述另一可充气单元的表面相切。
13.根据权利要求12所述的可充气气垫，其中，所述至少一个可充气单元的所述表面是该可充气单元的内侧表面，并且所述另一可充气单元的所述表面是该可充气单元的外侧表面。
14.根据权利要求12所述的可充气气垫，其中，所述单片材料固定至所述可充气气垫的一部分，其 中，所述第一层气垫织物固定至所述第二层气垫织物以限定设在所述可充气气垫的所述至少一个可充气单元与所述另一可充气单元之间的接缝。
15.根据权利要求12所述的可充气气垫，其中，所述单片材料的一部分延伸超出由所述可充气气垫的可充气部分限定的所述可充气气垫的周界。
16.根据权利要求15所述的可充气气垫，其中，所述单片材料的所述一部分固定至另一单片材料，所述另一单片材料延伸超出由所述可充气气垫的可充气部分限定的所述可充气气垫的周界。
17.根据权利要求12所述的可充气气垫，其中，所述单片材料的远端没有延伸超出由所述可充气气垫的可充气部分限定的所述可充气气垫的周界。
18.根据权利要求12所述的可充气气垫，其中，所述可充气气垫的周界边缘的至少一部分是由接缝限定的，其中，所述第一层气垫织物的内表面仅通过多个缝合部而固定至所述第二层气垫织物的内层，并且，在所述可充气气垫充气之后，所述可充气气垫保持大于IOKPa的内部压力达至少6秒；以及 其中，当施用所述多个缝合部时，由第三部分材料构成的条在所述第一部分的外表面或所述第二部分的外表面上被同时施用至所述接缝，并且其中，由所述第三部分材料构成的所述条仅通过所述多个缝合部固定至所述接缝，而没有使用粘合剂以将由所述第三部分构成的所述条固定至所述接缝。
19.根据权利要求18所述的可充气气垫，其中，当施用所述多个缝合部时，由第四部分材料构成的条在所述第一部分的外表面或所述第二部分的外表面上与所述第三部分材料相对地被施用至所述接缝，并且其中，由所述第四部分材料构成的所述条仅通过所述多个缝合部固定至所述接缝，而没有使用粘合剂以将由所述第四部分构成的所述条固定至所述接缝。
20.根据权利要求19所述的可充气气垫，其中，所述至少一个可充气单元的所述表面是该可充气单元的内侧表面，所述另一可充气单元的所述表面是该可充气单元的外侧表面。
21.根据权利要求12所述的可充气气垫，其中，所述单片材料固定至限定所述至少一个可充气单元的所述第一层气垫织物或所述第二层气垫织物。
22.根据权利要求12所述的可充气气垫，其中，所述单片材料固定至所述可充气气垫的不可充气部分。
【文档编号】B60R21/213GK103842215SQ201280033149
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年5月2日 优先权日:2011年5月2日
【发明者】迈克尔·F·芬克 申请人:NxGen技术有限责任公司