安全气囊和方向盘的制作方法

本实用新型涉及车辆中的安全装置，具体地，涉及车辆中的安全气囊以及方向盘。

背景技术：

现有的汽车安全气囊包括，例如，布置在车辆顶部的顶置式安全气囊，布置在仪表盘中的安全气囊，以及，布置在方向盘中的安全气囊(也称为驾驶员安全气囊)。当车辆发生碰撞或受到冲击时，安全气囊的气体发生器便会接收到经由连接到气体发生器的线束传送来的信号，从而发生爆破。接着，爆破所产生的气体将使安全气囊的被折叠的气袋迅速充气，充气后的气袋发生膨胀，随即便会从气囊壳体的力薄弱部分(也称为撕裂部)冲出而延伸到乘员前方的预定位置处，从而避免乘员受到冲击所带来的伤害。

然而，在现有技术的驾驶员安全气囊中，气囊壳体的撕裂部的外侧面与气囊壳体的其他区域之间存在明显的外观光泽度差异。由于气囊壳体同时用作车辆的方向盘的一部分，因此，上述外观光泽度差异将导致方向盘的外表面质量不佳。

因此，期望一种具有较佳外表面质量的安全气囊和方向盘。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种具有较佳外表面质量的安全气囊和方向盘。

本实用新型的一方面提供一种安全气囊，其被构造为安装在方向盘中并且包括：

气袋，其具有展开状态和收纳状态；

气体发生器，其用于对所述气袋充气以使所述气袋膨胀而进入展开状态；和

气囊壳体，其用于容纳在所述收纳状态中的所述气袋，并且，当所述气体发生器对所述气袋充气时，所述气袋撕开所述气囊壳体上的撕裂部以从所述气囊壳体伸出，

其中，所述撕裂部包括在所述气囊壳体的内侧的内侧面，所述撕裂部的横截面在所述内侧面处包括多段圆弧。

根据本实用新型的实施例，所述多段圆弧包括第一圆弧、第二圆弧、第三圆弧、第四圆弧和第五圆弧总共五段圆弧。

根据本实用新型的实施例，所述撕裂部的横截面包括对称线，所述第三圆弧关于所述对称线对称，所述第一圆弧和所述第五圆弧关于所述对称线对称，并且，所述第二圆弧和所述第四圆弧关于所述对称线对称。

根据本实用新型的实施例，所述第一圆弧和所述第二圆弧外切，并且，所述第二圆弧和所述第三圆弧内切。

根据本实用新型的实施例，所述第一圆弧的半径在0.1-3.0mm的范围内。

根据本实用新型的实施例，所述第二圆弧的半径在0.1-6.0mm的范围内。

根据本实用新型的实施例，所述第三圆弧的半径在0.1-3.0mm的范围内。

根据本实用新型的实施例，在所述第三圆弧的两个端点处，与所述第三圆弧相切的两条切线之间的夹角定义为撕裂角，并且，所述撕裂角在10°-90°的范围内。

根据本实用新型的实施例，所述撕裂角为30°，所述第一圆弧的半径为1.0mm，所述第二圆弧的半径为3.0mm，并且，所述第三圆弧的半径为0.5mm。

本实用新型的另一方面提供一种方向盘，其包括任一上述安全气囊。

附图说明

图1示出根据本实用新型实施例的安全气囊中气囊壳体的撕裂部的剖视图。

图2示出具有“v”形横截面的撕裂部的气囊壳体在不同撕裂角的情形下，填充结束时，气囊壳体的外表面上分布的剪切应力的仿真模拟结果。

图3示出具有“v”形横截面的撕裂部的气囊壳体在不同撕裂角的情形下，保压结束时，气囊壳体的外表面上分布的剪切应力的仿真模拟结果。

图4示出具有“v”形横截面的撕裂部的气囊壳体在不同撕裂角的情形下，保压结束时，气囊壳体的外表面上各处的缩痕指数的仿真模拟结果。

图5(a)示出根据本实用新型实施例的气囊壳体，在填充结束时，气囊壳体的外表面上分布的剪切应力的仿真模拟结果。

图5(b)示出根据本实用新型实施例的气囊壳体，在保压结束时，气囊壳体的外表面上分布的剪切应力的仿真模拟结果。

图5(c)示出根据本实用新型实施例的气囊壳体，保压结束时，气囊壳体的外表面上各处的缩痕指数的仿真模拟结果。

具体实施方式

以下将结合附图描述根据本实用新型的安全气囊和方向盘的具体实施方式。下面的详细描述和附图用于示例性地说明本实用新型的原理，本实用新型不限于所描述的优选实施例，本实用新型的保护范围由权利要求书限定。

此外，空间相关术语(诸如“上”、“下”、“左”和“右”等)用于描述附图所示的元件与另一个元件的相对位置关系。因此，空间相关术语可以应用到使用时与附图所示的方向不同的方向中。显然，虽然为了易于说明，所有这些空间相关术语指的是附图所示的方向，但是本领域技术人员能够理解可以使用与附图中所示的方向不同的方向。

需要说明的是，根据本实用新型的安全气囊可以用于安装在方向盘中，以用作驾驶员安全气囊。本领域技术人员能够理解，在这种情况下，安全气囊的气囊壳体同时用于方向盘的一部分，也可以理解为方向盘的中间部分。

根据本实用新型的安全气囊包括气袋、气体发生器和气囊壳体。气袋具有展开状态和收纳状态，气体发生器用于对气袋充气以使气袋膨胀而进入展开状态。以及，气囊壳体用于容纳在收纳状态中的气袋，并且，当气体发生器对气袋充气时，气袋撕开气囊壳体上的撕裂部以从气囊壳体伸出。能够理解，与其他部分相比，上述撕裂部作为气囊壳体中的力薄弱区起作用，即，在受到力时更容易被撕开。

图1示出根据本实用新型实施例的安全气囊中气囊壳体的撕裂部的剖视图。以下参照图1描述根据本实用新型实施例的安全气囊中气囊壳体的撕裂部。

如图1所示，气囊壳体100包括位于图1中下方的内侧和位于图1中上方的外侧，并且，撕裂部设置在气囊壳体100的内侧的内侧面上。图1以能够示出撕裂部的横截面的剖切方向对气囊壳体100进行剖切，能够观察到，撕裂部的横截面在内侧面处包括多段圆弧。具体地，多段圆弧包括第一圆弧110、第二圆弧120、第三圆弧130、第四圆弧140和第五圆弧150总共五段圆弧。并且，根据本实用新型实施例的撕裂部为对称结构，其横截面包括对称线(在图1中以点划线示出该对称线)，第三圆弧130关于对称线对称，第一圆弧110和第五圆弧150关于对称线对称，以及，第二圆弧120和第四圆弧140关于对称线对称。而且，在c点处，第一圆弧110和第二圆弧120外切，以及，在a点处，第二圆弧120和第三圆弧130内切，对称地，在d点处，第五圆弧150和第四圆弧140外切，以及，在b点处，第四圆弧140和第三圆弧130内切。

根据本实用新型的优选实施例，第一圆弧110的半径在0.1-3.0mm的范围内。

根据本实用新型的优选实施例，第二圆弧120的半径在0.1-6.0mm的范围内。

根据本实用新型的优选实施例，第三圆弧130的半径在0.1-3.0mm的范围内。

根据本实用新型的优选实施例，在第三圆弧130的两个端点处(a点和b点)，与第三圆弧130相切的两条切线之间的夹角定义为撕裂角，并且，撕裂角在10°-90°的范围内。具体地，在图1所示的情形中，由点a和点c确定的直线与由点b和点d确定的直线之间的夹角d即上述定义中的撕裂角。

以下描述根据本实用新型的安全气囊能够实现气囊壳体的外观光泽度差异小，由此实现气囊壳体的外表面质量较佳的目的。

利用仿真模拟的方法，在气囊壳体的外侧，对气囊壳体的撕裂部以及其附近的部分进行研究，以获得撕裂部及其附近的部分之间的外观光泽度差异的结果。采用完全相同的模拟参数，不同的仅仅是撕裂角的大小。

在对比示例中，选择撕裂部的横截面在内侧面处为“v”形的形状的气囊壳体。并且，将该撕裂部的顶端距气囊壳体的外侧面的距离设定为0.5mm。在“v”形横截面的撕裂部中，将撕裂部的横截面中的“v”内侧面之间的夹角定义为撕裂角。

图2示出具有“v”形横截面的撕裂部的气囊壳体，分别在撕裂角为15°、22.5°、30°、37.5°、45°、60°、90°、120°的“v”形横截面的情形下，填充结束时，气囊壳体的外表面上分布的剪切应力的仿真模拟结果。并且，表1给出与图2所示的各个撕裂角相应的最大剪切应力。

表1

能够看出，在30°撕裂角的“v”形横截面的情形下，填充结束时最大剪切应力较小。剪切应力较小表明，气囊壳体的外观光泽度差异小，外表面质量较佳。

图3示出具有“v”形横截面的撕裂部的气囊壳体，分别在撕裂角为15°、22.5°、30°、37.5°、45°、60°、90°、120°的“v”形横截面的情形下，保压结束时，气囊壳体的外表面上分布的剪切应力的仿真模拟结果。并且，表2给出与图3所示的各个撕裂角相应的最大剪切应力。

表2

能够看出，在45°撕裂角的“v”形横截面的情形下，保压结束时最大剪切应力较小。剪切应力较小表明，气囊壳体的外观光泽度差异小，外表面质量较佳。

图4示出具有“v”形横截面的撕裂部的气囊壳体，分别在撕裂角为15°、22.5°、30°、37.5°、45°、60°、90°、120°的“v”形横截面的情形下，气囊壳体的外表面上各处的缩痕指数的仿真模拟结果。并且，表3给出与图4所示的各个撕裂角相应的最大缩痕指数。

表3

能够看出，在30°撕裂角的“v”形横截面的情形下，保压结束时最大缩痕指数较小。缩痕指数小表明，气囊壳体的外观光泽度差异小，外表面质量较佳。

综合图2-图4和以上表1-表3所示的仿真模拟结果，能够发现，当撕裂部设计为具有30°撕裂角的“v”形横截面时，气囊壳体的外观光泽度差异最小，外表面质量最佳。因此，将具有30°撕裂角的“v”形横截面的气囊壳体作为根据本实用新型的气囊壳体的比较基础。

对于根据本实用新型的安全气囊，已经在上文参照图1详细地描述了气囊壳体的撕裂部的横截面在内侧面处的结构。与图2-图4中具有“v”形横截面的气囊壳体相同，在仿真模拟时，根据本实用新型的气囊壳体的撕裂部的顶端距气囊壳体的外侧面的距离同样设计为0.5mm，以及，气囊壳体的厚度设定为与对比示例中的气囊壳体的厚度相同。同时，表4示出根据本实用新型实施例的气囊壳体的撕裂部的其他参数。

表4

针对根据本实用新型实施例的具有表4所示的上述参数的气囊壳体，利用仿真模拟的方法，在气囊壳体的外侧，对气囊壳体的撕裂部以及其附近的部分进行研究，以获得撕裂部及其附近的部分之间的外观光泽度差异。

图5(a)示出根据本实用新型实施例的具有表4所示的上述参数的气囊壳体，在填充结束时，气囊壳体的外表面上分布的剪切应力的仿真模拟结果，并且，在这种情形下，最大剪切应力为3.0mpa。图5(b)示出根据本实用新型实施例的具有上述参数的气囊壳体，在保压结束时，气囊壳体的外表面上分布的剪切应力的仿真模拟结果，并且，在这种情形下，最大剪切应力为3.05mpa。图5(c)示出根据本实用新型实施例的具有上述参数的气囊壳体，保压结束时，气囊壳体的外表上各处的缩痕指数的仿真模拟结果，并且，在这种情形下，最大缩痕指数为0.034。

由此，在气囊壳体的其余参数相同的前提下，与撕裂部设计为具有“v”横截面相比，根据本实用新型实施例的具有表4所示的上述参数的气囊壳体，在填充结束时，气囊壳体的外表面上分布的最大剪切应力较小，保压结束时，气囊壳体的外表面上分布的最大剪切应力较小，并且，保压结束时，气囊壳体的外表上的最大缩痕指数无明显差别。由于根据本实用新型的撕裂部设计为具有多段圆弧的横截面，能够进一步降低高分子材料的流动阻力以及剪切应力，减少截面厚度突变和缩痕指数，因此，根据本实用新型的安全气囊中，气囊壳体的外观光泽度差异小，外表面质量较佳，由此使得根据本实用新型的气囊壳体的外表面质量较佳。

如前所述，尽管说明中已经参考附图对本实用新型的示例性实施例进行了说明，但是本实用新型不限于上述具体实施方式，本实用新型的保护范围应当由权利要求书及其等同含义来限定。