專利名稱：氣囊結(jié)構(gòu)的制作方法
背景技術(shù)：
司機(jī)側(cè)氣囊通常是由圓形片制成的，這樣當(dāng)氣囊膨脹的時(shí)候，它是對(duì)稱的，以便在車輛事故中對(duì)乘員提供全面的保護(hù)。氣囊通常還包括內(nèi)部系繩(internal tethers)以便控制前緣片的偏移，并在當(dāng)氣囊膨脹的時(shí)候幫助提供所需的深度。圓形的前后片不能合適地集聚(nest)在特定的織物幅寬上，結(jié)果導(dǎo)致集聚(nesting)效率不是很好。例如，即使把其余的氣囊部件(例如系繩和加強(qiáng)件)集聚在兩個(gè)圓形片之間形成的空隙里面，典型的司機(jī)氣囊集聚效率范圍是在80到85％之間。
本發(fā)明人以前提出的多邊形的氣囊片(前面和后面)具有超過(guò)五個(gè)的側(cè)邊，以便提高集聚效率。但是，正如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所公知的那樣，帶有五個(gè)或更多側(cè)邊的片接近于圓形片，因此也具有圓形氣囊的某些缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種帶有前和后片的氣囊結(jié)構(gòu)，這些片通常都是非圓形的(也就是說(shuō)，其形狀不是接近于圓形)，在氣囊中，前和后片的定位是這樣的，即前片中的至少一條紗線傾斜于后片中的至少一條紗線。在本發(fā)明的很多實(shí)施例中，片包括橫向和縱向的紗線，且在各自片中的橫向和縱向的紗線彼此傾斜。優(yōu)選地，片是多邊形的，并有三到四個(gè)邊。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)可以比先前用圓形片制成的類似氣囊具有更高的集聚效率。此外，該結(jié)構(gòu)還可以充分利用構(gòu)成氣囊織物的紗線強(qiáng)度、織物的能量吸收能力，從而在保證相同性能的前提下使用更低抗張強(qiáng)度的紗線。
雖然在所述的本發(fā)明許多實(shí)施例中特別說(shuō)明了與機(jī)織織物有關(guān)(其中縱向和橫向延伸的紗線分別對(duì)應(yīng)經(jīng)線和緯線)，需要注意的是，本發(fā)明所述的氣囊可以由其它材料制成，包括鋪經(jīng)或鋪緯織物(warp orweft laid fabrics)、引緯經(jīng)編織物(weft inserted warp knit fabrics)、引緯織物、針刺織物(needlepunched fabrics)等等，但不限于這些材料，只要織物具有縱向(例如經(jīng)線)和橫向(例如緯線)的方向性即可。因此，盡管在這里是針對(duì)經(jīng)線和緯線的方向性進(jìn)行說(shuō)明的，但可以這樣理解，其也可以包括在此所述的其它形式織物結(jié)構(gòu)的對(duì)應(yīng)的縱向和橫向延伸紗線。


圖1表示了現(xiàn)有技術(shù)中圓形氣囊片的常規(guī)集聚結(jié)構(gòu)；圖2A和2B表示的是圖1中具有不同切面的兩個(gè)片，它們通常為垂直的紗線組，且按圖3所示重疊布置；圖3是圖2A和2B中的片彼此重疊縫合的平面圖；圖4是圖3的局部放大圖；圖5是在本發(fā)明中所使用的方形片的集聚結(jié)構(gòu)；圖6A和6B表示了本發(fā)明的前片和后片，圖6C表示的是這些片定向固定在一起；圖7表示的是圖6A、6B和6C所示的片構(gòu)成的氣囊；圖8是本發(fā)明可選擇實(shí)施例的集聚結(jié)構(gòu)；圖9是從圖8所示集聚結(jié)構(gòu)上切下來(lái)的片的平面圖；圖10是本發(fā)明另一個(gè)可選擇實(shí)施例的集聚結(jié)構(gòu)；圖11A和11B表示了本發(fā)明的前片和后片，圖11C表示的是這些片定向固定在一起；圖12是用如圖11A、11B和11C中所示的片制成的氣囊的透視圖；圖13A、13B和13C表示的是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的片；圖14表示的是圖13A、13B和13C中的片彼此如何定位以便于縫合；圖15是用圖13A、13B和13C和14所示的片所制成的氣囊；圖16表示的是一種引緯經(jīng)編織物，其可以用來(lái)制造本發(fā)明所述的氣囊；圖17是另一種可以用來(lái)制造本發(fā)明所述氣囊的織物；圖18表示的是另一種片的實(shí)施例，其可以用來(lái)制造本發(fā)明所述的氣囊。
具體實(shí)施例方式
在下面對(duì)發(fā)明的詳細(xì)介紹中，說(shuō)明的是本發(fā)明的特定優(yōu)選實(shí)施例，以利于對(duì)發(fā)明有全面和完整的理解。需要注意的是，發(fā)明并不局限于所述的特定優(yōu)選實(shí)施例，并且雖然在介紹發(fā)明的時(shí)候使用了特殊的術(shù)語(yǔ)，但是這些術(shù)語(yǔ)是用于說(shuō)明目的，而不是為了限定本發(fā)明。
參照附圖，圖1表示了用于制造現(xiàn)有的圓形氣囊結(jié)構(gòu)所采用圓片10的集聚結(jié)構(gòu)，表示了它們是如何從一片織物F上切割下來(lái)的。如圖所示，該結(jié)構(gòu)僅僅具有85％甚至更低的集聚效率(是指構(gòu)成圓片的織物的平方碼除以制造這些片所需要的織物的總平方碼)。
圖2A和2B表示的是用來(lái)制造傳統(tǒng)圓形氣囊的切割片。如圖所示，兩個(gè)圓形片10A和10B被切割下來(lái)(定義為前片和后片)，在這種情況下，它們相對(duì)旋轉(zhuǎn)45度，這樣可以優(yōu)化織物的延伸率。(如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所公知的那樣，機(jī)織織物在偏斜方向上的延伸率最大，而不是在經(jīng)線和緯線方向上。)雖然所示的是旋轉(zhuǎn)了45°，但是在本發(fā)明的范圍內(nèi)也可以采用其它的傾斜角度。優(yōu)選地，角度的變化范圍是從27°到65°。但是，如圖3到4所示，當(dāng)片被縫合在一起的時(shí)候，在圓形邊緣八個(gè)均勻分布的區(qū)域R處，一層織物層中只有一、兩根紗線被縫合在一起。在所示的L1、L2和L3的長(zhǎng)度上，片10B只有一小部分被縫合在一起。結(jié)果，氣囊在這八個(gè)點(diǎn)R的強(qiáng)度就變差了，這樣，這些點(diǎn)在熱侵蝕和接縫精梳(seam combing)方面形成了易受影響的弱點(diǎn)。因?yàn)楝F(xiàn)有技術(shù)中氣囊是圓形的，所以就不可能避免這些弱點(diǎn)。
圖5表示了在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中所采用的方形片20的集聚結(jié)構(gòu)。如圖所示，可以獲得大致為100％的集聚效率，因?yàn)榉叫蔚闹边吙梢灾苯优浜显谝黄稹Ｈ绫绢I(lǐng)域的普通技術(shù)人員所公知的那樣，因?yàn)樗褂玫目椢锏膶挾仁欠叫纹瑢挾瘸叽绲恼麛?shù)倍數(shù)，所以就可以使用100％的織物。為了這一應(yīng)用的目的，如果所使用的織物的寬度大于方形片寬度的倍數(shù)，由于剩余的織物是由于織物寬度而不是由于片的不充分集聚形成的，所以仍可以獲得100％的集聚效率。
如圖6A、6B和6C所示，在該實(shí)施例中，從機(jī)織織物上切割下第一和第二方形片20A、20B，使得經(jīng)線和緯線與片的邊緣大致平行。這些片形成了氣囊的前片和后片。其中一個(gè)片相對(duì)另一個(gè)片轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度(如圖6C所示)，使得前片中的紗線就相對(duì)于后片中的紗線傾斜。在該實(shí)施例中，將兩個(gè)片的周邊縫合在一起。如圖所示，這就形成了一個(gè)在周邊上具有曲折接縫的三維結(jié)構(gòu)，如圖7所示。雖然所示的相對(duì)傾斜角度為45度，但是在本發(fā)明的范圍內(nèi)也可以采用其它的傾斜角度。而且，雖然所示的四邊形的片為正方形，但是在本發(fā)明的范圍內(nèi)也可以采用其它形狀的四邊形，例如矩形。
圖9表示的是本發(fā)明的另一個(gè)可選擇實(shí)施例，其采用了大致為方形的片30，片帶有圓角32。如圖所示，如果需要的話，該實(shí)施例中的片30可以帶有凹陷的側(cè)邊34。可以發(fā)現(xiàn)，該變形的方形便于將片縫合在一起，因?yàn)闆]有必須要縫合的銳角轉(zhuǎn)角。根據(jù)這種實(shí)施例所制成的片的集聚結(jié)構(gòu)如圖8所示。
圖10表示的是另一種具有多個(gè)三角形片40A、40B的可選的集聚結(jié)構(gòu)。圖11A和11B表示的是從織物F上被切割下來(lái)的三角形片40A、40B，圖11C表示的是這些片在縫合之前是如何相對(duì)定位的。如圖所示，經(jīng)線或緯線與一個(gè)三角邊平行，片彼此相對(duì)定位，使得這些紗線彼此傾斜定位。換句話說(shuō)，如果一開始兩個(gè)三角板重疊設(shè)置以使每個(gè)片的經(jīng)線和緯線在同一個(gè)方向伸展，然后，將其中一個(gè)片相對(duì)于另一個(gè)片轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，使得片的外輪廓大致形成一個(gè)六角星，且其中一個(gè)片的紗線傾斜于另一個(gè)片的紗線。然后將一個(gè)片的頂點(diǎn)連接到另一個(gè)片直邊的中點(diǎn)，將片的周邊縫合在一起。雖然所示的是帶有銳角轉(zhuǎn)角，但是需要注意的是，該實(shí)施例還可以是帶有圓形轉(zhuǎn)角和/或凹陷邊，與方形片的圓角實(shí)施例設(shè)計(jì)類似。此外，雖然所示的是等邊三角形，在本發(fā)明的范圍內(nèi)也可以采用其它的三邊形。
圖12表示的是用圖11A、11B和11C中所示的片40A和40B制成的氣囊。如圖所示，該結(jié)構(gòu)是縫合好的三維形狀(也就是說(shuō)，在膨脹之前的形狀)。
圖13A、13B和13C表示的是可以用來(lái)制造本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的片。該實(shí)施例與圖6、7所示的實(shí)施例類似，但是其在前片和后片之間有一個(gè)中間帶狀片，它可以使具有較小前和后片的氣囊獲得較大的膨脹體積。結(jié)果就可以獲得更大的集聚效率。在該實(shí)施例中，第一和第二四邊片50A和50B是用如圖6中所描述的方式那樣被切割下來(lái)的。但是，在該實(shí)施例中，在前片和后片中間還有一個(gè)額外的織物片52。前片和后片50A、50B的定位使得一個(gè)片上的紗線傾斜于另一個(gè)片的紗線，但是片并不是直接連接在一起，而是在兩者之間縫合了周邊側(cè)片52。這樣，就可以容易地獲得另一個(gè)三維結(jié)構(gòu)?？梢赃@樣來(lái)實(shí)現(xiàn)如圖所示方式偏置前片和后片，然后將片50B的轉(zhuǎn)角54和片50A的中心區(qū)域56縫合在一起，然后按照?qǐng)D6到7的方式縫合整個(gè)周邊，這樣，就將片52沿著接縫固定在前片和后片之間。成型后的氣囊如圖15所示。雖然所顯示的是三個(gè)單獨(dú)的片，需要注意的是，也可以將這些片切割成使相鄰的邊保持連接，而不是切割成完全單獨(dú)的片。此外，雖然表示的是與方形片連接在一起，但是這種側(cè)條帶可以用于本發(fā)明的任一實(shí)施例上。
如上所述，本發(fā)明可以在制造相同強(qiáng)度的氣囊的時(shí)候使用比以前抗拉強(qiáng)度更低的織物。圖16表示的是可以用于制造本發(fā)明所述氣囊的引緯經(jīng)編織物60。如圖所示，該織物包括大致縱向伸展的紗線62和64，以及橫向伸展的紗線66，其基本上與縱向伸展的紗線62和64垂直。當(dāng)用類似這樣的織物制造本發(fā)明所述氣囊的時(shí)候，前片中的紗線62、64和66相對(duì)于后片中的紗線傾斜。
圖17表示的是可以用于制造本發(fā)明所述氣囊墊的另一種可選織物結(jié)構(gòu)。該織物70具有縱向伸展的經(jīng)線72和大致縱向伸展的紗線74。
圖18表示本發(fā)明的另一種可選實(shí)施例。在該實(shí)施例中，大致為矩形的片80A和80B被用于制造大致為矩形的氣囊。這些片可以用與在方形和三角形氣囊中所用的一樣的方法連接在一起。
雖然具體說(shuō)明了用于司機(jī)側(cè)氣囊，但是本發(fā)明中的氣囊結(jié)構(gòu)可以用于任何氣囊上。上述結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有的氣囊結(jié)構(gòu)相比有很多優(yōu)點(diǎn)。例如，避免了現(xiàn)有的圓形氣囊中所固有的弱點(diǎn)。此外，由于本發(fā)明中的氣囊是三維形狀的(與膨脹前的圓形氣囊的二維形狀相反)，氣囊可以在使用較小尺寸織物的情況下獲得相同的容積。例如，傳統(tǒng)的54升圓形氣囊通常需要直徑為28英寸的片，以便能彌補(bǔ)當(dāng)氣囊膨脹時(shí)候直徑上的損失。相比而言，類似的根據(jù)本發(fā)明所制造的54升氣囊可以用長(zhǎng)寬為24英寸的方形片制造。而且，不管在有系繩還是在沒有系繩的情況下(下面將要說(shuō)明)，本發(fā)明的氣囊可以有更高的脹裂強(qiáng)度。因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明制造的氣囊的脹裂強(qiáng)度大于由相同織物所制成的圓形氣囊的脹裂強(qiáng)度，所以就使得本發(fā)明的結(jié)構(gòu)可以比以前的圓形結(jié)構(gòu)采用更低韌性的織物(也就是說(shuō)，可以采用更低韌性的紗線，低成本的織物結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單的織物，及其組合)。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)可以由任何具有所需性能的織物或材料制成，如果需要的話，可以進(jìn)行涂敷、層壓或類似處理工序。例如，氣囊通常用尼龍6-6制成。其它的紗線或纖維包括任何所需支數(shù)的聚酯纖維、尼龍6纖維、其它人造纖維、天然纖維或它們的混合物、細(xì)紗、單絲長(zhǎng)絲紗線、多絲長(zhǎng)絲紗線等，但不限于上述材料?？椢锖蜌饽疫€可以包括涂層和/或薄膜，其包括聚氨酯、聚醚型聚氨酯、聚丙烯、聚酯型聚氨酯、聚丙烯、聚酰胺、乙烯乙酸乙烯酯、聚酯等，但不限于上述材料。
本發(fā)明的方法包括提供具有非圓形幾何形狀的第一和第二織物片，其中上述片包括通常為垂直交叉的縱向和橫向伸展的紗線。然后，片被固定在一起(可以是直接連接也可以是通過(guò)側(cè)條帶連接)，使得前片的紗線與后片的紗線傾斜?？梢杂萌魏蝹鹘y(tǒng)的方式實(shí)現(xiàn)縫合，但是最好是采用縫紉。但是在本發(fā)明的范圍內(nèi)也可以采用其它的方法，例如焊接、粘接、超聲縫合等，以及結(jié)合上述方法使用。
例子氣囊脹裂試驗(yàn)采用下述方法制造氣囊。所有的氣囊都可以用在傳統(tǒng)氣囊中所采用的纖維種類來(lái)制造(普通的、未涂層的機(jī)織織物，每英寸具有41緯數(shù)和41經(jīng)數(shù)，由630支數(shù)的尼龍6-6線編織而成)。帶有系繩的氣囊具有11英寸長(zhǎng)的系繩，系繩是由與氣囊片相同織物制成的，且用傳統(tǒng)的方式連接在一起。檢查帶有系繩的氣囊的膨脹體積，在1Psi(磅/平方英寸)的內(nèi)部氣囊壓力下為54±2升。氣囊脹裂試驗(yàn)程序是ISO氣囊脹裂壓力程序的修訂版本，在出版物《氣囊脹裂試驗(yàn)程序》中介紹，該出版物是1994年8月10日由Autoliv出版的，試驗(yàn)序列號(hào)為SO44，這是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所公知的。試驗(yàn)罐被加壓到125Psi(磅/平方英寸)，一個(gè)帶有4英寸孔的量孔板用來(lái)模擬從增壓泵中流出的氣流。氣囊中的通風(fēng)孔被堵上，以便檢驗(yàn)氣囊所用的材料。塞子被縫合在后片的內(nèi)側(cè)，以保證通風(fēng)孔被完全覆蓋并被縫合封閉。氣囊中的最大壓力在打開充氣罐的120毫秒內(nèi)被記錄。在這些條件下，典型的容積小于62升的司機(jī)氣囊將會(huì)脹裂。
每種氣囊墊檢驗(yàn)十個(gè)，數(shù)值取平均值。結(jié)果在下表中列出。

在說(shuō)明書中說(shuō)明了本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，雖然使用了特殊的術(shù)語(yǔ)，但是它們僅僅是一般性和描述性的，而不是限定性的，本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求來(lái)限定。
權(quán)利要求
1.一種帶有前片和后片的氣囊墊，其特征在于所述前和后片都是非圓形結(jié)構(gòu)，其中所述片中的每一個(gè)都包括基本垂直設(shè)置的紗線組，并且其中前片中的紗線傾斜于后片中的紗線。
2.如權(quán)利要求1所述的氣囊墊，其特征在于所述前片和后片包括從以下組中選擇的織物，所述組是由機(jī)織織物、引緯織物、引緯經(jīng)編織物、鋪經(jīng)或鋪緯織物、針刺織物和它們的組合所組成。
3.如權(quán)利要求1所述的氣囊墊，其特征在于所述非圓形結(jié)構(gòu)包括最多具有四個(gè)邊的多邊形結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1所述的氣囊墊，其特征在于還包括在前片和后片之間延伸的周向側(cè)片。
5.如權(quán)利要求1所述的氣囊墊，其特征在于所述前片和后片帶有圓角。
6.如權(quán)利要求1所述的氣囊墊，其特征在于所述前片和后片帶有凹陷的側(cè)邊。
7.一種帶有前片和后片的氣囊墊，其特征在于所述每個(gè)片具有最多有四個(gè)邊的多邊形結(jié)構(gòu)，其中所述每個(gè)片由至少兩個(gè)基本垂直的紗線組構(gòu)成，并且其中前片中的紗線傾斜于后片中的紗線。
8.如權(quán)利要求7所述的氣囊墊，其特征在于所述前片和后片包括從以下組中選擇的織物，所述組是由機(jī)織織物、引緯織物、引緯經(jīng)編織物、鋪經(jīng)或鋪緯織物、針刺織物和它們的組合所組成。
9.如權(quán)利要求7所述的氣囊墊，其特征在于還包括在前片和后片之間延伸的周向側(cè)片。
10.如權(quán)利要求7所述的氣囊墊，其特征在于所述前片和后片帶有圓角。
11.如權(quán)利要求7所述的氣囊墊，其特征在于所述前片和后片帶有凹陷的側(cè)邊。
12.一種帶有前片和后片的氣囊墊，其特征在于所述前片和后片中每一個(gè)的幾何結(jié)構(gòu)大致為正方形、矩形或三角形，其中所述片包括基本上垂直交叉的經(jīng)線和緯線，其中前片中的紗線傾斜于后片中的紗線。
13.如權(quán)利要求12所述的氣囊，其特征在于所述前片和后片的幾何結(jié)構(gòu)接近三角形。
14.如權(quán)利要求12所述的氣囊，其特征在于所述前片和后片的幾何結(jié)構(gòu)接近正方形。
15.如權(quán)利要求12所述的氣囊，其特征在于所述前片和后片的幾何結(jié)構(gòu)接近矩形。
16.如權(quán)利要求12所述的氣囊，其特征在于所述前片和后片帶有圓角和大致凹陷的側(cè)邊。
17.如權(quán)利要求12所述的氣囊墊，其特征在于還包括一個(gè)周邊側(cè)片，該周邊側(cè)片連接在前片和后片的周邊之間，并在其間伸展。
18.一種氣囊集聚配置，其具有大約95％或更大的集聚效率。
19.一種制造氣囊的方法，其步驟包括提供具有非圓形幾何結(jié)構(gòu)的第一和第二織物片，將片定位，使一個(gè)片上的至少一條紗線與另一個(gè)片上的至少一條紗線傾斜，和將片固定，形成氣囊。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于將片固定形成氣囊的步驟包括將第一和第二機(jī)織織物片的周邊直接相互固定。
21.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于將片固定形成氣囊的步驟包括將第一和第二機(jī)織織物片的周邊固定在一中間帶式形成側(cè)片上。
22.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于所述片包括基本垂直交叉的縱向和橫向伸展的紗線。
23.一種帶有前片和后片的氣囊墊，其特征在于所述前片和后片中的每個(gè)都具有非圓形結(jié)構(gòu)，其中所述前片和后片固定的方式是使得所述前片中的至少一條紗線與所述后片中的至少一條紗線傾斜。
全文摘要
公開了一種車用氣囊結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)使用的是非圓形的多邊形片，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)與先前用圓形片制成的類似氣囊相比，具有更高的集聚效率。此外，該結(jié)構(gòu)還可以充分利用構(gòu)成氣囊織物的紗線的強(qiáng)度、織物結(jié)構(gòu)的能量吸收能力，在保證相同性能的前提下使用更低韌性的紗線和/或材料。
文檔編號(hào)B60R21/231GK1672987SQ200510065618
公開日2005年9月28日 申請(qǐng)日期2005年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月9日
發(fā)明者R·凱沙瓦熱 申請(qǐng)人:美利肯公司