專利名稱：三維乘客安全氣囊和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種乘客安全氣囊或安全氣墊，以及方法和模塊和/或包括本發(fā)明的安全氣墊的整個(gè)車輛保護(hù)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
所有在此處被引用的美國(guó)專利均被充分地作為結(jié)合參考。
用于客車上的可膨脹保護(hù)氣墊是一種較為復(fù)雜的被動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)的一部分。這些系統(tǒng)的主要元件有沖擊傳感系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)、發(fā)射材料、固定裝置、系統(tǒng)外殼以及可膨脹保護(hù)氣墊。一旦感受到?jīng)_擊，發(fā)射材料被點(diǎn)燃，爆炸釋放的氣體充滿氣墊使其處于膨脹狀態(tài)，這樣可以吸收身體向前運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的沖擊，并通過迅速釋放氣體消散能量。情況發(fā)生的整個(gè)過程在大約100毫秒之內(nèi)。在非展開狀態(tài)，氣墊被儲(chǔ)藏在轉(zhuǎn)向柱或儀表盤內(nèi)或附近，車門內(nèi)以及前排座位的靠背內(nèi)，使氣墊靠近其保護(hù)的人和對(duì)象。
可膨脹氣墊系統(tǒng)一般指過去應(yīng)用的保護(hù)駕駛員和乘客的安全氣囊系統(tǒng)。用于保護(hù)駕駛員的系統(tǒng)主要安裝在汽車轉(zhuǎn)向柱內(nèi)，應(yīng)用可以直接朝向駕駛員打開的氣墊結(jié)構(gòu)。這些駕駛員一側(cè)的氣墊一般是相對(duì)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，這是因?yàn)樗鼈冏饔迷隈{駛員和轉(zhuǎn)向柱之間很小的空間內(nèi)。這樣一個(gè)結(jié)構(gòu)公布在1996年7月9日Nelsen等人申請(qǐng)的美國(guó)專利5,533,755中，之中的說明在此處作為結(jié)合參考。
用于保護(hù)乘客免受前面或側(cè)面沖擊的可膨脹氣墊通常必須具有更為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，這是因?yàn)槌丝偷奈恢脹]有被更好地限定，在發(fā)生碰撞時(shí)乘客被摔向的車輛表面距乘客有更大的距離。用于該種情況下的已經(jīng)公布的現(xiàn)有氣墊有1996年5月28日公布的Bishop申請(qǐng)的美國(guó)專利5,520,416；1995年10月3日公布的Krickl申請(qǐng)的美國(guó)專利5,454,594；1995年6月13日公布的Hawthorn等人申請(qǐng)的美國(guó)專利5,423,273；1994年5月31日公布的Yamaji申請(qǐng)的美國(guó)專利5,316,337；1994年5月10日公布的Wehner等人申請(qǐng)的美國(guó)專利5,310,216；1992年2月25日公布的Watanabe申請(qǐng)的美國(guó)專利5,090,729；1992年2月11日公布的Wallner申請(qǐng)的美國(guó)專利5,087,071；1990年7月31日公布的Backhaus申請(qǐng)的美國(guó)專利4,944,529；以及1974年2月19日公布的Buchner等人申請(qǐng)的美國(guó)專利3,792,873，上述專利均在此處被參考。
大多數(shù)商用保護(hù)氣墊由編織織物形成。這些編織織物應(yīng)用比如聚酯、尼龍6或尼龍-6，6聚合物的人工合成多絲線。此種用途的代表性織物公布于如下文件中1990年5月1日公布的Bloch申請(qǐng)的美國(guó)專利4,921,735；1992年3月3日公布的Krummheuer等人申請(qǐng)的美國(guó)專利5,093,163；1992年5月5日公布的Menzel等人申請(qǐng)的美國(guó)專利5,110,666；1993年8月17日公布的Swoboda等人申請(qǐng)的美國(guó)專利5,236,775；1994年1月11日公布的Sollars，Jr.申請(qǐng)的美國(guó)專利5,277,230；1994年10月18日公布的Krummheuer等人申請(qǐng)的美國(guó)專利5,356,680，1995年12月26日公布的Krummheuer等人申請(qǐng)的美國(guó)專利5,477,890；1996年4月16日公布的Krummheuer等人申請(qǐng)的美國(guó)專利5,508,073；1996年4月2日公布的Bower等人申請(qǐng)的美國(guó)專利5,503,197；以及1998年1月6日公布的Bowen等人申請(qǐng)的美國(guó)專利5,704,402，所有這些文件在此處被結(jié)合參考。
應(yīng)了解，氣墊結(jié)構(gòu)的透氣性是決定其膨脹率和碰撞后快速放氣的重要參數(shù)。為了控制氣墊的整體透氣性，希望在氣墊的不同部位采用不同的材料。這樣，在氣墊結(jié)構(gòu)中采用幾個(gè)織物片證明是一種有用的設(shè)計(jì)方案。在氣墊結(jié)構(gòu)中采用多層織物片還允許相對(duì)復(fù)雜的三維幾何形狀的開發(fā)。該幾何形狀對(duì)于乘客一側(cè)的氣墊的形成有益，乘客一側(cè)需要全身氣墊。雖然應(yīng)用多層織物片提供了有關(guān)透氣性操作和幾何設(shè)計(jì)的一些優(yōu)點(diǎn)，用于乘客一側(cè)保護(hù)氣墊的多層織物片的應(yīng)用在過去需要具有多種不同幾何形狀布片的裝配，其幾何形狀包括多條曲線接縫。
應(yīng)了解，從主料上切下布片的考慮的一個(gè)重要因素是切下最大數(shù)量的布片的能力，即能夠從固定區(qū)域上通過高度嵌套布片的方式切割。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)使生成氣墊中的布片的不同幾何形狀的數(shù)量最小，以及應(yīng)用基本上是直線輪廓的幾何形狀通常允許從主料上切下更多的布片。應(yīng)用通常具有直線輪廓的布片還具有下面的好處允許布片通過基本上是直線的接縫連接或應(yīng)用提花織布機(jī)或多臂織機(jī)的編織接合在一起。這種直線接縫結(jié)構(gòu)提供了生產(chǎn)這種安全氣囊的具有更高成本效率的方法。術(shù)語(yǔ)“接縫”表示連接不同織物片或單一織物片的分開部分的任何方式或方法。這樣，縫合(比如用線)，焊接(比如用超聲縫合)，或?qū)⒍鄩K布片編織在一起(比如用提花織布機(jī)或多臂織機(jī))和其它類似的方法都可以用于這一目的。
但是，即使應(yīng)用基本上是直線的接縫去生產(chǎn)安全氣墊，對(duì)大規(guī)模制造仍然存在需要進(jìn)行剪切和縫制的勞動(dòng)密集型操作的問題。而且，由于生產(chǎn)安全氣囊織物片的費(fèi)用相當(dāng)高，通常需要降低費(fèi)用，因此需要更加有效地利用織物。這要通過降低需要剪切的數(shù)量(剪切操作也會(huì)轉(zhuǎn)化為較高的勞動(dòng)力成本)、減少應(yīng)用織物的用量以提供更低的包裝體積(由于汽車內(nèi)儀表盤、車門等上面的可用空間非常重要和昂貴，為了減小汽車上氣袋模塊的尺寸)、減少該產(chǎn)品的載運(yùn)重量(可以轉(zhuǎn)化為較低的運(yùn)載費(fèi)用)，以及其它更加想要的原因。但是過去，難以做到在減少這種織物用量的同時(shí)不使氣墊生產(chǎn)中的可膨脹空間體積隨之減少。需要減少生產(chǎn)安全氣墊的時(shí)間，同時(shí)提供最少的織物用量，并且在膨脹時(shí)有足夠的空氣使氣墊膨脹到目標(biāo)氣墊的同時(shí)(此處稱之為“可膨脹空間”)。這種期望的方法和生產(chǎn)尚未出現(xiàn)，尤其是乘客一側(cè)的安全氣囊，如上所述，它需要更多的織物用量，產(chǎn)生更大的空氣體積為乘客提供最大的保護(hù)空間。需要更大數(shù)量的織物用量通常轉(zhuǎn)化為需要接合更長(zhǎng)的接縫去連接織物片，而這又轉(zhuǎn)化為需要更多的縫紉操作的次數(shù)。此外，減少所用的織物用量的同時(shí)，需要提供給目標(biāo)安全氣墊足夠大的可膨脹空間。這樣，需要用制造整個(gè)氣墊產(chǎn)品所需要的最小的織物用量生產(chǎn)高可膨脹空間的安全氣墊。
乘客一側(cè)安全氣囊的體積大約是駕駛員一側(cè)安全氣囊體積的兩倍，這是因?yàn)樵诔丝团c儀表盤或裝置片之間的空間較大。不像在卡車或運(yùn)動(dòng)型多功能汽車(SUV’s)中，在轎車中，擋風(fēng)玻璃和裝置片設(shè)計(jì)是這樣的安全氣囊模塊通常是頂部安裝或在距離頂部3/4處的位置安裝。在這種情況下，不能應(yīng)用類似駕駛員安全氣囊(駕駛員一側(cè)安全氣囊)的二維(2D)安全氣囊，因?yàn)槎S安全氣囊不能提供必須的偏移和覆蓋面積。一種通過附加可以充氣的三維(3D)口試圖在乘客一側(cè)應(yīng)用二維安全氣囊的方法在圖1-3示出。
如圖2和3所示，由于是將三維部件固定到平面織物上(二維)，形成三維口非常麻煩。
三維口距離充氣器更近，承受充氣器的慣性載荷。因此，三維口至少用到兩層或三層織物。在口處應(yīng)用多層織物，在從多層到單層轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換區(qū)域，口附近織物伸長(zhǎng)或載荷消散的特征失去，可能出現(xiàn)結(jié)構(gòu)失效。盡管二維氣墊部分縫紉起來相對(duì)簡(jiǎn)單，然而三維充氣口附件會(huì)使有關(guān)織物使用和制造的觀念失效。
因此，需要一種改進(jìn)的乘客一側(cè)的安全氣囊和方法。

發(fā)明內(nèi)容
由前所述，本發(fā)明的總體目的是提供一種三維的乘客一側(cè)的安全氣墊和方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種高成本效率、容易加工的用于車輛保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)的安全氣墊。術(shù)語(yǔ)“車輛保護(hù)系統(tǒng)”趨向于表示可膨脹乘客用保護(hù)氣墊和機(jī)械化工元件(比如膨脹裝置、點(diǎn)火裝置、發(fā)射材料等)。本發(fā)明的一個(gè)更具體的目的是提供一種車輛保護(hù)系統(tǒng)，其中目標(biāo)安全氣墊優(yōu)選由數(shù)量非常少或質(zhì)量非常輕的織物構(gòu)成，包括一些直的接縫，這些接縫使這些織物部件連接在一起。(盡管如上所示，只要所有需要的有效接縫的使用系數(shù)可以滿足，則其它型式的接縫也可以應(yīng)用)。本發(fā)明的又一目的是提供一種易于組裝的安全氣墊，其制造過程需要最小的勞動(dòng)密集度，通過減少所用織物的整體需求量從而使織物費(fèi)用更低。
本發(fā)明的又一目的是提供一種包括一個(gè)安全氣墊的車輛保護(hù)系統(tǒng)。該安全氣墊提供最大量的可膨脹空間的同時(shí)，要求制造氣墊必須的織物量小且接縫長(zhǎng)度短。本發(fā)明的另一目的是提供一種簡(jiǎn)單的和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有效的低生產(chǎn)成本的安全氣墊(由于將各部件縫合在一起所需的勞動(dòng)量小，且降低加工和剪切的織物用量)。本發(fā)明的又一目的就是提供在乘客一側(cè)頂部安裝或3/4處安裝的安全氣墊。
根據(jù)本發(fā)明的目的，要實(shí)現(xiàn)這些或其它目的，如在此處例示并廣義地描述的，本發(fā)明提供具有至少一種織物元件的安全氣墊。其中所提到的安全氣墊擁有一個(gè)小于大約每公升0.0330平方米(sq.m/L)的有效織物使用系數(shù)，更優(yōu)選小于大約0.015(sq.m/L)，且織物重量系數(shù)小于大約每公升8.0克(gm/L)，更優(yōu)選少于大約3.0(gm/L)。有效織物使用系數(shù)(fabric usage factor)由一個(gè)有效織物使用指數(shù)(fabricusage index)推導(dǎo)出，該指數(shù)與用于制造安全氣墊的織物總量(用平方米衡量)與安全氣墊內(nèi)可膨脹空間總體積(用公升衡量)的商有關(guān)(或由其定義)。為了達(dá)到足夠低的有效織物使用系數(shù)，織物用量必須非常少，而相應(yīng)的可膨脹空間非常大。織物重量指數(shù)(fabric weight index)是用于生產(chǎn)安全氣墊的織物總重量和可膨脹空間體積的商。當(dāng)然，由于各系數(shù)(接縫用量、織物用量和織物重量)是對(duì)同一種氣墊進(jìn)行衡量，所以可膨脹空間的體積對(duì)于各系數(shù)是相同的。該安全氣墊可以包括兩個(gè)或更多塊分開的織物片或具有需要縫合部分的單一織物片(優(yōu)選應(yīng)用至少一條基本上是直線的接縫)。本發(fā)明的安全氣墊由于所用織物片或織布?jí)K的特殊結(jié)構(gòu)，能夠提供大的可膨脹空間。通過從整塊織布上剪切布片并且產(chǎn)生盡量少的廢棄織布，該結(jié)構(gòu)可以更有效地利用織物板材。下面更詳細(xì)地描述優(yōu)選實(shí)施方案。
對(duì)于本發(fā)明的安全氣墊，以每公升平方米為單位的有效織物使用系數(shù)(如上面定義在相關(guān)接縫使用指數(shù)公式內(nèi)的)優(yōu)選小于0.0330，更優(yōu)選小于0.020，還優(yōu)選小于0.018，甚至優(yōu)選小于0.016，甚至還優(yōu)選低于0.014，最優(yōu)選低于0.012(sq.m/L)。這樣，安全氣墊所用的織物用量減少到最小時(shí)，其可膨脹空間體積應(yīng)該盡可能大，從而在碰撞事故中為汽車上的乘客提供足夠的保護(hù)。
對(duì)于本發(fā)明的安全氣墊，以每公升克為單位的有效織物重量系數(shù)優(yōu)選等于或小于大約8.0，更優(yōu)選小于大約7.0，還優(yōu)選小于大約6.0，甚至優(yōu)選小于大約5.0，甚至更優(yōu)選低于大約3.0(gm/L)。在碰撞事故中氣墊內(nèi)的可膨脹空間優(yōu)選為乘客提供足夠的保護(hù)，而提供足夠的可膨脹空間所用的織物重量最小。
駕駛員一側(cè)的安全氣囊通常由少量的織物用量形成，但不提供相應(yīng)的大的可膨脹空間。現(xiàn)有技術(shù)中乘客一側(cè)的安全氣囊需要大量的織物用量。盡管這種乘客一側(cè)的安全氣囊的可膨脹空間體積相當(dāng)大，但是所采用的織物用量太多以至于不能滿足前面提到的指數(shù)中的優(yōu)選有效織物使用系數(shù)和優(yōu)選有效織物重量系數(shù)。本發(fā)明中的氣墊很容易加工，需要非常少的縫紉量或類似的固定織物片部件的操作，以及少量的織物用量或者說少量的織物重量，但在碰撞事件中能夠提供最適合的可膨脹空間，從而最大程度上保護(hù)乘客。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)一部分在下面的描述中闡明，一部分通過描述將非常清楚，或可以通過實(shí)際操作了解。應(yīng)該明白優(yōu)選實(shí)施方案在前面的概述和后面的詳細(xì)描述都只是說明性的和示范性的，不能以任何方式限制權(quán)利要求中闡述的發(fā)明范圍。


作為說明書一部分的附圖示出了本發(fā)明的幾種可能的優(yōu)選實(shí)施方案，并與說明書一起來說明本發(fā)明的原理圖1是具有一個(gè)三維口的二維的乘客一側(cè)安全氣囊的立體圖。
圖2是圖1中安全氣囊的側(cè)視圖。
圖3是圖2安全氣囊一部分的局部放大圖。
圖4是本發(fā)明的三維安全氣囊的一個(gè)實(shí)施方案的各個(gè)面、零部件的頂視圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的六個(gè)圖4中的三維安全氣囊的織物布局的頂視圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的展開的圖4中的三維安全氣囊的照片。
圖7是一客車的局部側(cè)視剖面圖，其顯示了車輛保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)的第一可膨脹保護(hù)氣墊的膨脹情況。
圖8是一客車的局部側(cè)視剖面圖，其顯示了車輛保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)的第二可膨脹保護(hù)氣墊的膨脹情況。
圖9是一客車的局部側(cè)視剖面圖，其顯示了車輛保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)的第三可膨脹保護(hù)氣墊的膨脹情況。
圖10是部分織物的鳥瞰圖?？椢锷暇哂兄甘炯羟行纬闪鶄€(gè)獨(dú)立的傳統(tǒng)乘客安全氣囊的具體位置的線條。
圖11是根據(jù)具有不對(duì)稱氣袋片的本發(fā)明的另一實(shí)施方案的三維安全氣囊的氣袋片的頂視圖。
圖12是根據(jù)圖11的實(shí)施方案，顯示六個(gè)三維安全氣墊的織物結(jié)構(gòu)的頂視圖。
圖13表示圖4的三維安全氣囊的氣袋片的具體例子。
圖14表示圖11的三維安全氣囊的氣袋片的具體例子。
圖15是表示根據(jù)本發(fā)明具有柱形充氣口的三維安全氣囊的另一實(shí)施方案的各面或片的頂視圖。
圖16是表示根據(jù)本發(fā)明具有環(huán)形充氣口的三維安全氣囊的另一實(shí)施方案的各面或片的頂視圖。
圖17A-17G是表示本發(fā)明的三維安全氣囊展開變化過程的側(cè)視示意圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在詳細(xì)介紹本發(fā)明的可能的優(yōu)選實(shí)施方案，例子在附圖中已經(jīng)示出。本發(fā)明決不僅限于圖中所示出和表述的實(shí)施方案。相反，它應(yīng)當(dāng)覆蓋包括在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的，如所附權(quán)利要求書和其等價(jià)物定義的所有替換、修改和等同的實(shí)施方案。
參考圖4-6和圖8，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，乘客一側(cè)的二維安全氣墊的上述缺點(diǎn)可以通過應(yīng)用具有至少一個(gè)扁平口的三維(3D)安全氣囊20克服，該扁平口與駕駛員一側(cè)的安全氣囊具有相同的開口。它能夠采用固定環(huán)將氣囊、柱形充氣口、環(huán)形充氣口或其它部件固定在一起。本發(fā)明的安全氣囊是三維的，類似于當(dāng)前具有所需深度的乘客安全氣囊(圖10所示)，但縫制工作同駕駛員安全氣囊同樣簡(jiǎn)單。圖4-6和圖8示出了所提出的新穎的頂部安裝氣袋的示意圖。
本發(fā)明的設(shè)計(jì)優(yōu)選具有兩個(gè)標(biāo)記為主體片和前片(圖4)的不同的部件、片或片部分(由一片或多片織物片組成)。盡管主體片和前片都優(yōu)選是一片，預(yù)計(jì)其中一個(gè)或兩個(gè)可以是由兩個(gè)或更多織布板料組成的，或可能被剪裁成一片。本發(fā)明的這種特殊的三維安全氣囊采用類似于駕駛員安全氣囊的充氣口的簡(jiǎn)單的扁平充氣口。因此，這種乘客用安全氣囊能夠通過簡(jiǎn)單的費(fèi)用經(jīng)濟(jì)的固定環(huán)像固定駕駛員安全氣囊的那樣固定在該模塊上。
根據(jù)本發(fā)明的三維安全氣囊20的氣袋的制造包括以下簡(jiǎn)單步驟(見圖4)1.通過預(yù)先裁剪的定位孔使補(bǔ)強(qiáng)片對(duì)齊充氣口和放氣口，縫上接縫以保證補(bǔ)強(qiáng)片的可靠性。
2.通過(0，0)一半折疊氣袋體的織物片，縫制連接1，1’，O3的接縫，縫制前片使(2，3)連接到(3，4)，(2’，3’)連接到(3’，4’)。
圖5示出本安全氣囊設(shè)計(jì)的六個(gè)氣袋20的剪裁部分的布置。如圖5的剪裁方案，織物利用率高于90％或更多。
圖6示出本發(fā)明的三維安全氣囊20，例如頂部安裝氣袋的充氣狀態(tài)下的形狀?？梢钥闯?，通過此方法可以很容易得到所必須的充氣氣袋的深度。
本發(fā)明的目的是提供一種頂部、3/4處或前部安裝的低成本的三維乘客安全氣墊。本安全氣囊可以被裁成多于兩個(gè)主要部分，這樣增加縫紉工作量來改善織物的布置，或者也可將其裁成一片。只要給氣袋提供充氣深度的目標(biāo)，開始的織物片可以是任何形狀。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，本發(fā)明是一個(gè)具有扁平氣袋型口或安裝裝置，以及深度增加用于頂部和3/4模塊處安裝應(yīng)用(見圖6-8)的三維乘客安全氣囊。
圖7顯示了本發(fā)明的完全展開的、3/4處安裝的可膨脹保護(hù)氣墊50。該氣墊位于坐在交通工具56的前排座位54上的乘客52對(duì)面。該交通工具指轎車、飛機(jī)或其它具有擋風(fēng)玻璃59的交通工具。如圖示，氣墊50可以通過膨脹裝置58從儀表盤57朝著乘客對(duì)面的位置向外展開。但是，氣墊50和/或其它氣墊還可以同樣從車內(nèi)任何希望的位置展開，這些位置包括方向盤(未示出)、車輛側(cè)壁(未示出)、地板(未示出)或前排座位54的靠背，使其位于后排乘客(未示出)的對(duì)面位置。
圖8顯示了本發(fā)明的完全展開的頂部安裝的可膨脹保護(hù)氣墊160。該氣墊位于坐在轎車、飛機(jī)等交通工具166的前排座位164上的乘客162對(duì)面。如圖示，氣墊160和/或其它氣墊可以通過一個(gè)乘客162對(duì)面位置的膨脹裝置168從儀表盤167展開。但是可以理解，氣墊160可以類似地從交通工具166上其它任何希望的位置展開，包括方向盤(未示出)、車輛側(cè)壁(未示出)、車輛地板(未示出)或前排座位164的靠背(未示出)，其設(shè)置在后排乘客對(duì)面的位置。
圖9顯示了本發(fā)明的完全展開的前部安裝的可膨脹保護(hù)氣墊260。該氣墊位于坐在具有擋風(fēng)玻璃269的轎車、飛機(jī)等交通工具266的前排座位264上的乘客262對(duì)面。如圖示，氣墊260可以通過一個(gè)乘客262對(duì)面位置的膨脹裝置268從儀表盤267展開。但是可以理解，氣墊260和/或其它氣墊可以類似地從交通工具266上其它任何希望的位置展開，包括方向盤(未示出)、車輛側(cè)壁(未示出)、車輛地板(未示出)或前排座位的靠背264(未示出)，其設(shè)置在后排乘客對(duì)面的位置。
這種特殊的結(jié)構(gòu)和形狀使得采用較少的整個(gè)織物用量得到較高的可用膨脹空間體積。其中每一氣墊片可以例示性地、但非限定性地由幾種材料形成，包括以下材料的一種或幾種紡織品、針織品、非紡織品、薄膜片和它們的混合物。紡織品可以優(yōu)選是質(zhì)地緊密的紡織品，比如特別是平織布或巴拿馬織布。這種紡織品可以由聚酯的絲和聚酰胺的絲，比如尼龍6和尼龍-6，6，或者其它該技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員所知的適當(dāng)?shù)牟牧闲纬?。?duì)于需要非常好的折疊性的氣袋，希望采用每根纖維的纖維度不高于每根纖維1-6旦的非常低的纖維度的多纖維絲。
在應(yīng)用中，認(rèn)為具有大約40旦到1200旦的線性密度的合成絲形成的紡織品可用于形成根據(jù)本發(fā)明的安全氣囊。認(rèn)為具有大約3 15旦到840旦的線性密度的合成絲形成的織物更合適，而具有大約400旦到650旦的線性密度的合成絲形成的織物是最為合適的。
每一片可以由相同的材料形成，也可以由不同的材料和/或構(gòu)造方法，非限定性地例如具有涂層的織布或沒有涂層的織物。這種織物可以提供高滲透率的織布，其空氣滲透率大約為每平方英尺5CFM(立方尺/分鐘)或更高。當(dāng)在0.5英寸水壓差下測(cè)量時(shí)，其滲透率優(yōu)選小于3CFM或更少。而希望得到的是滲透率在大約每平方英尺1-3CFM之間的織布。在未涂膠狀態(tài)下滲透率低于2CFM，或更進(jìn)一步低于1CFM的織物被優(yōu)選選用。這種滲透率低于2CFM，且當(dāng)織物在大約100磅力作用下受到雙軸應(yīng)力時(shí)滲透率不能以2的系數(shù)增加的織物被特別優(yōu)選選用。表現(xiàn)出這種特性的織布最優(yōu)選通過液體噴射紡織形成，盡管如前所述，用提花織布機(jī)和/或多臂機(jī)進(jìn)行紡織來制作接縫，也可以不需要增加任何勞動(dòng)密集的縫紉和焊接操作量。
在涂覆一種或更多的材料形成的氣袋片時(shí)，氯丁橡膠、硅樹膠聚氨酯橡膠或分散聚酰胺被優(yōu)選選用。例如分散聚酰胺的覆料特別被優(yōu)選選用以降低織物重量和增強(qiáng)可折疊性，其中分散聚酰胺干燥后具有大約每平方碼0.6盎司的重量或更少，更優(yōu)選為大約每平方碼0.4盎司或更少的重量，最優(yōu)選為每平方碼0.3盎司的重量或更少。當(dāng)然，可以知道，除了應(yīng)用覆料，可以通過應(yīng)用具有不同紡織密度和/或完成該領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉的比如碾壓處理的織布來獲得不同氣袋片的不同特征。
根據(jù)本發(fā)明的安全氣墊在此處被描述，可以明白此氣墊還可以包括附加部件，比如形狀限制繩、環(huán)、出氣口和其它該領(lǐng)域接收人員熟悉的類似部件。
通常，安全氣囊模塊生產(chǎn)廠商或汽車制造商會(huì)指定供特定類型以及轎車生產(chǎn)所用的尺寸和工作性能。這樣，需要有安全氣囊膨脹空間體積、氣袋前面保護(hù)區(qū)域(尤其指乘客一側(cè)的安全氣墊)和為乘客提供的充足的所有保護(hù)等詳細(xì)的規(guī)范。與商用安全氣墊相比，滿足相同技術(shù)指標(biāo)(而且實(shí)際上超過現(xiàn)有安全氣墊對(duì)乘客保護(hù)的所有特征)的本發(fā)明的安全氣墊能夠采用更少的織物、更少的需要縫紉的接縫長(zhǎng)度，因此比那些競(jìng)爭(zhēng)者的安全氣墊成本更低。
此外，在標(biāo)準(zhǔn)撞擊試驗(yàn)中，本發(fā)明的氣袋(氣墊)可以實(shí)現(xiàn)或更加有效地實(shí)現(xiàn)比其更昂貴的同類商用安全氣囊的功能。
乘客一側(cè)的安全氣囊或安全氣墊在汽車中主要具有三種附加方式，也就是說，前面、3/4和頂部安裝。因?yàn)槲聪蛋踩丝秃托〕丝褪艿降膫?5個(gè)百分點(diǎn))，原始設(shè)備制造商(OEM’s)趨向于頂部安裝。通過頂部安裝和一個(gè)雙態(tài)充氣器，展開過程在精確系統(tǒng)中通過計(jì)算機(jī)程序確定展開特點(diǎn)得到控制。從安全氣囊設(shè)計(jì)觀點(diǎn)，這使設(shè)計(jì)變得相當(dāng)復(fù)雜。現(xiàn)在安全氣囊的設(shè)計(jì)必須開發(fā)成圍繞儀表板和附加在儀表板下面使氣袋與乘客成一定的角度。這種附加裝置(因?yàn)樵O(shè)計(jì)的安全氣囊的外形)在附加點(diǎn)產(chǎn)生了殘余應(yīng)力，該附加點(diǎn)已經(jīng)成為系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)。并且，這種復(fù)雜的安全氣囊外形與無效織物利用率、增加強(qiáng)度和縫紉勞動(dòng)量一致，增加縫紉勞動(dòng)量很大程度上增加了制造成本。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，考慮到駕駛員一側(cè)裝置和乘客一側(cè)安全氣囊所存在的特征，提供了一種新式乘客安全氣墊和方法。如圖8所示，乘客一側(cè)安全氣囊能夠提供頂部安裝。
根據(jù)圖5和圖12，改進(jìn)的乘客安全氣囊的織物利用率達(dá)到90％或更高。圖10示出了傳統(tǒng)的在頂部安裝乘客一側(cè)安全氣囊的方法。圖10顯示傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的織物利用率小于80％。因此，根據(jù)本發(fā)明提出了一種在織物利用率或類似方面不用任何權(quán)衡的頂部安裝的乘客安全氣囊和方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特殊實(shí)例，圖5中的織物結(jié)構(gòu)布局大約有6.65碼長(zhǎng)，1.91碼寬，提供6個(gè)乘客安全氣囊所需的織物(每個(gè)具有大約為0.0136的有效織物利用率，一個(gè)大約為3.294的重量參數(shù)和一個(gè)130公升的膨脹體積)。
結(jié)合圖11和圖12，根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案，頂部安裝和/或3/4處安裝的具有附加深度的、適合用于扁平型口安裝設(shè)備的三維安全氣囊30，包括非對(duì)稱主體片(BP)和基本上是矩形的前片(FP)。
又根據(jù)圖12，用于6個(gè)乘客安全氣囊的織物版面整個(gè)長(zhǎng)度約為6.62碼(每一氣袋具有大約為0.0127的有效利用率，大約3.27的重量系數(shù)和130公升的膨脹體積)。
圖13和圖14顯示了本發(fā)明的乘客安全氣囊的具體例子，其尺寸用“毫米”和括號(hào)內(nèi)的“碼”給出。
結(jié)合圖15和16，根據(jù)本發(fā)明的可選擇的實(shí)施方案，盡管優(yōu)選采用例如圖4和圖11所示的一個(gè)典型的駕駛員一側(cè)的裝置，另外的三維乘客一側(cè)安全氣囊35和40也被示出，分別包括固定氣袋所需的彈性桿和充氣所需的環(huán)形袋。圖15和16中的安全氣囊35和40的前片和主體片與圖4中氣袋體20的片相似。
結(jié)合圖17A-17G，本發(fā)明的頂部安裝的三維乘客一側(cè)安全氣囊的膨脹的漸變、膨脹過程的漸變或膨脹狀態(tài)與表示人體或乘客的沖擊器一起被表示出來。從圖中可以清楚地看到，本發(fā)明的三維安全氣囊為乘客提供了更充分的保護(hù)，使乘客不致于接觸到儀表盤、擋風(fēng)玻璃以及其它類似部件而受到傷害。
結(jié)合圖17A-17D，安全氣囊完全展開優(yōu)選用40毫秒(ms)，更優(yōu)選用約30ms或更短的時(shí)間。
雖然已描述了本發(fā)明的一些具體實(shí)施方案，應(yīng)理解本發(fā)明不限于上面的描述，進(jìn)行改型，因?yàn)楸绢I(lǐng)域技術(shù)人員無疑能夠根據(jù)本發(fā)明的原則而作出修改以及其它實(shí)施方案。例如，口安裝和/或出氣口的位置可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)修改。因此，意欲通過附加的權(quán)利要求覆蓋任何體現(xiàn)本發(fā)明特征的、在權(quán)利要求的實(shí)質(zhì)和范圍內(nèi)的類似的修改和其它實(shí)施方案。
權(quán)利要求
1.一種三維的頂部、3/4處或前部安裝的乘客安全氣墊，包括至少一個(gè)織物部件，其中所述氣墊具有小于約每公升0.0330平方米的有效織物利用系數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的三維乘客安全氣墊，其中所述安全氣墊具有小于約每公升0.020平方米的有效織物利用系數(shù)。
3.如權(quán)利要求2的三維乘客安全氣墊，其中所述安全氣墊具有小于約每公升0.018平方米的有效織物利用系數(shù)。
4.如權(quán)利要求3的三維乘客安全氣墊，其中所述安全氣墊具有小于約每公升0.016平方米的有效織物利用系數(shù)。
5.如權(quán)利要求4的三維乘客安全氣墊，其中所述安全氣墊具有小于約每公升0.013平方米的有效織物利用系數(shù)。
6.如權(quán)利要求1所述的三維乘客安全氣墊，還包括一個(gè)扁平口充氣器安裝結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求1所述的三維乘客安全氣墊，其中所述氣墊包括至少兩個(gè)由至少一個(gè)接縫連接在一起的織物部件。
8.如權(quán)利要求2所述的三維乘客安全氣墊，其中所述氣墊包括至少兩個(gè)由至少一個(gè)接縫連接在一起的織物部件。
9.如權(quán)利要求3所述的三維乘客安全氣墊，其中所述氣墊包括至少兩個(gè)由至少一個(gè)接縫連接在一起的織物部件。
10.如權(quán)利要求4所述的三維乘客安全氣墊，其中所述氣墊包括至少兩個(gè)由至少一個(gè)接縫連接在一起的織物部件。
11.如權(quán)利要求5所述的三維乘客安全氣墊，其中所述氣墊包括至少兩個(gè)由至少一個(gè)接縫連接在一起的織物部件。
12.如權(quán)利要求1所述的三維乘客安全氣墊，還包括一個(gè)充氣器安裝用的柱形口袋。
13.如權(quán)利要求2所述的三維乘客安全氣墊，還包括一個(gè)充氣器安裝用的柱形口袋。
14.如權(quán)利要求3所述的三維乘客安全氣墊，還包括一個(gè)充氣器安裝用的柱形口袋。
15.如權(quán)利要求4所述的三維乘客安全氣墊，還包括一個(gè)充氣器安裝用的柱形口袋。
16.如權(quán)利要求5所述的三維乘客安全氣墊，還包括一個(gè)充氣器安裝用的柱形口袋。
17.如權(quán)利要求1所述的三維乘客安全氣墊，還包括一個(gè)固定充氣器用的環(huán)形袋。
18.如權(quán)利要2所述的三維乘客安全氣墊，還包括一個(gè)固定充氣器用的環(huán)形袋。
19.如權(quán)利要求3所述的三維乘客安全氣墊，還包括一個(gè)固定充氣器用的扁平口。
20.如權(quán)利要求4所述的三維乘客安全氣墊，還包括一個(gè)固定充氣器用的扁平口。
21.如權(quán)利要求5所述的三維乘客安全氣墊，還包括一個(gè)固定充氣器用的扁平口。
22.如權(quán)利要求2所述的三維乘客安全氣墊，還包括一個(gè)固定充氣器用的扁平口。
23.如權(quán)利要求3所述的三維乘客安全氣墊，還包括一個(gè)固定充氣器用的扁平口。
24.如權(quán)利要求4所述的三維乘客安全氣墊，還包括一個(gè)固定充氣器用的扁平口。
25.如權(quán)利要求5所述的三維乘客安全氣墊，還包括一個(gè)固定充氣器用的扁平口。
26.在車輛保護(hù)系統(tǒng)中，其改進(jìn)包括權(quán)利要求1所述的安全氣墊。
27.一種安全氣囊模塊，其改進(jìn)包括權(quán)利要求2所述的安全氣墊。
28.在車輛保護(hù)系統(tǒng)中，其改進(jìn)包括權(quán)利要求3所述的安全氣墊。
29.在車輛保護(hù)系統(tǒng)中，其改進(jìn)包括權(quán)利要求4所述的安全氣墊。
30.在車輛保護(hù)系統(tǒng)中，其改進(jìn)包括權(quán)利要求5所述的安全氣墊。
31.在車輛保護(hù)系統(tǒng)中，其改進(jìn)包括權(quán)利要求6所述的安全氣墊。
32.在車輛保護(hù)系統(tǒng)中，其改進(jìn)包括權(quán)利要求7所述的安全氣墊。
33.在一種安全氣囊模塊中，其改進(jìn)包括權(quán)利要求1所述的安全氣墊。
34.在一種安全氣囊模塊中，其改進(jìn)包括權(quán)利要求2所述的安全氣墊。
35.在一種安全氣囊模塊中，其改進(jìn)包括權(quán)利要求3所述的安全氣墊。
36.在一種安全氣囊模塊中，其改進(jìn)包括權(quán)利要求4所述的安全氣墊。
37.在一種安全氣囊模塊中，其改進(jìn)包括權(quán)利要求5所述的安全氣墊。
38.在一種安全氣囊模塊中，其改進(jìn)包括權(quán)利要求6所述的安全氣墊。
39.在一種安全氣囊模塊中，其改進(jìn)包括權(quán)利要求7所述的安全氣墊。
40.在形成乘客側(cè)面安全氣墊的方法中，其改進(jìn)包括形成一個(gè)扁平口的步驟，該扁平口用于三維乘客側(cè)面氣囊上固定充氣器。
41.一種三維的乘客安全氣囊，其具有安裝充氣器的扁平口，以及應(yīng)用于頂部和3/4模塊處安裝的增加深度。
42.具有至少在圖4、圖11、圖15和圖16其中之一示出的片的一種三維安全氣囊。
43.一種織物重量系數(shù)小于約8.0gm/L的三維的乘客安全氣囊。
44.如權(quán)利要求19所述的三維的乘客安全氣囊，其織物重量系數(shù)小于約7.0gm/L。
45.如權(quán)利要求19所述的三維乘客安全氣囊，其織物重量系數(shù)小于約6.0gm/L。
46.如權(quán)利要求19所述的三維乘客安全氣囊，其織物重量系數(shù)小于約5.0gm/L。
47.如權(quán)利要求19所述的三維乘客安全氣囊，其織物重量系數(shù)小于約4.0gm/L。
48.如權(quán)利要求19所述的三維乘客安全氣囊，其織物重量系數(shù)小于約3.0gm/L。
49.一種三維的安全氣囊，其具有適合形成錐形結(jié)構(gòu)的獨(dú)特形狀的主體片，和一個(gè)適合與所述錐形結(jié)構(gòu)相配合形成一種三維結(jié)構(gòu)的前片。
50.一種三維的安全氣囊，其具有適合形成錐形結(jié)構(gòu)的獨(dú)特形狀的多塊片，和一個(gè)或多個(gè)適合與所述錐形結(jié)構(gòu)相配合形成一種三維結(jié)構(gòu)的前片。
51.如權(quán)利要求1、41、42、43、49和50至少其中之一所述的安全氣囊，還包括一個(gè)固定充氣器的裝置。
52.如權(quán)利要求1、41、42、43、49和50至少其中之一所述的安全氣囊，還包括一個(gè)固定充氣器的裝置。
53.如權(quán)利要求1、41、42、43、49和50至少其中之一所述的安全氣囊，還包括一個(gè)用于完成氣囊構(gòu)造的大致直線接縫。
54.如權(quán)利要求1、41、42、43、49和50至少其中之一所述的安全氣囊，在氣囊結(jié)構(gòu)的側(cè)面至少有一條接縫。
55.如權(quán)利要求1、41、42、43、49和50至少其中之一所述的安全氣囊，在氣囊結(jié)構(gòu)的頂部朝向車輛擋風(fēng)玻璃一側(cè)至少有一個(gè)接縫。
56.如權(quán)利要求1、41、42、43、49和50至少其中之一所述的安全氣囊，在氣囊結(jié)構(gòu)的底部至少有一個(gè)接縫。
57.如權(quán)利要求1、41、42、43、49和50至少其中之一所述的安全氣囊，其在展開時(shí)，在45毫秒內(nèi)達(dá)到完全膨脹狀態(tài)。
58.一種可膨脹的、三維、安裝于頂部、3/4處或前面的乘客側(cè)面安全氣墊，包括具有至少一條接縫的主體片部分；具有至少一條接縫的前片部分；所述主體片部分具有第一和第二基礎(chǔ)部分，它們沿至少一條第一接縫連在一起形成一個(gè)膨脹氣袋；所述前片部分與所述氣袋相配合，并包住所述氣袋，其中至少一個(gè)所述基礎(chǔ)部分包括容納充氣介質(zhì)的裝置。
59.如權(quán)利要求58所述的安全氣囊，其中所述主體片部分具有大體呈截錐的結(jié)構(gòu)，其具有一個(gè)第一長(zhǎng)度的基礎(chǔ)段，一個(gè)具有第二長(zhǎng)度的頂部；其中所述第一長(zhǎng)度大于所述第二長(zhǎng)度。
60.如權(quán)利要求59所述的安全氣囊，其中所述具有大體呈截錐的結(jié)構(gòu)的主體片部分還包括各側(cè)部。
61.如權(quán)利要求60所述的安全氣囊，其中所述側(cè)部基本上是平行的。
62.如權(quán)利要求60所述的安全氣囊，其中所述前片部分適合固定于所述頂面和側(cè)面。
63.如權(quán)利要求58所述的安全氣囊，其中所述基部包括缺口或凹槽之中的至少一個(gè)，其近似位于所述第一和第二基礎(chǔ)部分中間的位置。
64.如權(quán)利要求58所述的安全氣囊，其中所述主體片部分包括至少一個(gè)出氣孔。
65.如權(quán)利要求58所述的安全氣囊，其中一個(gè)所述基礎(chǔ)部分大于其它的基礎(chǔ)部分。
66.如權(quán)利要求65所述的安全氣囊，其中所述較大的基礎(chǔ)部分包括充氣器安裝裝置。
67.如權(quán)利要求58所述的安全氣囊，其中所述基礎(chǔ)部分形成所述氣袋的右側(cè)面和左側(cè)面。
68.如權(quán)利要求58所述的安全氣囊，其中所述基礎(chǔ)部分形成所述氣袋的頂面和底面。
69.如權(quán)利要求58所述的安全氣囊，其中所述主體片是不對(duì)稱的。
70.如權(quán)利要求58所述的安全氣囊，其中所述前片部分大體為矩形。
71.如權(quán)利要求70所述的安全氣囊，其中所述前片部分具有圓角。
72.如權(quán)利要求58所述的安全氣囊，其中所述容納充氣介質(zhì)的裝置包括一個(gè)扁平開口。
73.如權(quán)利要求72所述的安全氣囊，其中所述扁平口是圓形或方形的一種。
74.如權(quán)利要求58所述的安全氣囊，其中所述容納充氣介質(zhì)的裝置包括一個(gè)開口和一個(gè)柱形口袋。
75.如權(quán)利要求58所述的安全氣囊，其中所述接收充氣介質(zhì)的裝置包括一個(gè)開口和一個(gè)環(huán)形口袋。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種乘客安全氣墊和方法，以及一個(gè)安全氣囊模塊和/或一個(gè)包括發(fā)明的安全氣墊的整個(gè)車輛保護(hù)系統(tǒng)。更具體地說，本發(fā)明的目的是提供一種三維乘客一側(cè)安全氣墊，其用于至少頂部、3/4處和前面安裝的應(yīng)用之一。在一個(gè)實(shí)施方案中，該安全氣囊具有一個(gè)與駕駛員的安全氣囊上相似的嵌入式開口。在另一實(shí)施方案中，該安全氣囊具有用作充氣器座的柱形口袋。在另外一個(gè)實(shí)施方案中，該安全氣囊具有一個(gè)充氣器固定的環(huán)形口袋。
文檔編號(hào)B60R21/16GK1592692SQ01814325
公開日2005年3月9日 申請(qǐng)日期2001年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月18日
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