專利名稱：有效結(jié)構(gòu)的充氣保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及充氣保護(hù)墊，并提供了一種對(duì)保護(hù)汽車乘客特別有用的空氣袋裝置。本發(fā)明作為一種可以緊湊存放的保護(hù)裝置還適用于許多類型的運(yùn)輸工具及機(jī)械。
車輛用的充氣保護(hù)墊是一種相當(dāng)復(fù)雜系統(tǒng)的部件。這些系統(tǒng)的主要元件為沖擊傳感系統(tǒng)，點(diǎn)火系統(tǒng)，固體推進(jìn)劑燃料，連接裝置，外罩系統(tǒng)，以及充氣保護(hù)墊。當(dāng)感受到?jīng)_擊時(shí)，推進(jìn)劑即點(diǎn)火引起炸藥釋放出氣體，充入保護(hù)墊使其呈展開狀態(tài)，它可以吸收人體前進(jìn)運(yùn)動(dòng)的沖擊和借助迅速排出該氣體來(lái)消耗能量。事件整個(gè)程序的發(fā)生為30毫秒。在充氣情況下保護(hù)墊內(nèi)產(chǎn)生的最大壓力約4磅/英寸2以及當(dāng)被一個(gè)人體沖擊時(shí)增加至約7-8磅/英寸2。在未展開狀態(tài)，保護(hù)墊存放在轉(zhuǎn)向桿，儀表板內(nèi)或附近，車門內(nèi)或前座后面，使墊子靠近被保護(hù)的人員。
為了保證有效的存放和充分的保護(hù)，最好使充氣保護(hù)墊在未展開時(shí)具有小的體積，以便緊湊存放，小的透氣率使迅速充氣，一定的強(qiáng)度以承受充氣壓力和吸收人體或物體的沖擊。
許多傳統(tǒng)的駕駛員的側(cè)充氣墊為圓形，由兩片圓形的420-840登尼爾 的尼龍線的帶涂層的織的織物制成，如

圖1所示，這種產(chǎn)品有某些缺點(diǎn)，第一，該設(shè)計(jì)形狀可能有邊縫，導(dǎo)致在縫垂直于線的斜向處優(yōu)先產(chǎn)生破壞，第二，充氣墊固有的皺紋導(dǎo)致高的和低的應(yīng)力區(qū)，增加了充氣墊展開時(shí)，承受充氣壓力和沖擊而破壞的可能性。第三，420-840登尼爾的織物和織物上的涂層使充氣墊笨重和體積大，存入時(shí)不緊湊。第四，織物的粗糙表面易于磨耗在展開時(shí)產(chǎn)生表面劃痕和磨損，因?yàn)椴捎昧溯^大的登尼爾的線。第五，織物上涂層會(huì)大大增加制造成本。第六，圓形使制造時(shí)材料浪費(fèi)。最后，傳統(tǒng)的充氣墊可能具有分散的排氣口以保證迅速排氣，但當(dāng)熱氣體由充氣墊的排氣口以集中方式排出時(shí)能造成灼傷。
本發(fā)明獲得美國(guó)政府的支持，與能源部簽訂的合同號(hào)為NO.DI-AC0476DPOO789。美國(guó)政府對(duì)本發(fā)明擁有一定的權(quán)利。
本發(fā)明的目的是提供一種低成本的充氣保護(hù)裝置，其充氣墊的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單和結(jié)構(gòu)有效，而形狀和結(jié)構(gòu)能充分發(fā)揮充氣墊在展開時(shí)承受充氣壓力和沖擊的能力。
為了達(dá)到上述目的和按照本發(fā)明的目的，如實(shí)施例及更廣義地說(shuō)明，本發(fā)明裝置包括一塊片料，它至少被一條折線和多個(gè)折片部分限定，每個(gè)折片部分具有與折線對(duì)應(yīng)的基邊，以及至少兩條由基邊向外延伸的最終彼此會(huì)合的側(cè)邊，每個(gè)折片部分可以在折線處折迭，使每個(gè)折片部分實(shí)質(zhì)上收斂以在片料上形成頂點(diǎn)和接合相應(yīng)的各側(cè)邊來(lái)限定充氣室。
本發(fā)明的進(jìn)一步目的是提供一種充氣保護(hù)墊，其形狀，結(jié)構(gòu)和材料能充分發(fā)揮充氣墊在展開時(shí)承受充氣壓力和沖擊的能力，以及縮小其在未展開狀態(tài)下的包裝體積。按照本發(fā)明可借助上述形狀的片料和片料采用輕質(zhì)的低透氣率材料制造實(shí)現(xiàn)該目的。
本發(fā)明的另一目的是提供一種由自排氣材料制成的充氣保護(hù)墊，使分散的排氣孔不再需要，從而避免了潛在的灼傷和允許充氣裝置裝入較小的推進(jìn)劑燃料。按照本發(fā)明可借助保護(hù)墊由上述形狀的片料和片料采用具有空氣透氣性的材料制造，以便通過(guò)縫和片料材料排出墊子的氣體實(shí)現(xiàn)該目的。
本發(fā)明的另一目的是提供一種被人體或物體沖擊時(shí)表面磨損較小的空氣保護(hù)墊。按照本發(fā)明可借助保護(hù)墊由上述形狀的片料和材料采用小于420登尼爾的線制造而實(shí)現(xiàn)該目的。
本發(fā)明的另一目的是提供一種低成本的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單和結(jié)構(gòu)有效的充氣保護(hù)墊，其形狀和結(jié)構(gòu)能充分發(fā)揮保護(hù)墊在展開時(shí)承受充氣壓力和沖擊的能力，以及縮小其在未展開狀態(tài)下的包裝體積。
本發(fā)明的其它目和優(yōu)點(diǎn)部分在隨后的說(shuō)明中說(shuō)明和部分會(huì)通過(guò)說(shuō)明書而顯而易見，或者通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐而清楚。本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)可以借助說(shuō)明書，權(quán)利要求書及附圖中特別指出的元件和組合來(lái)實(shí)現(xiàn)和達(dá)到。
在該了解，無(wú)論前面的一般說(shuō)明，還是隨后的詳細(xì)說(shuō)明僅是實(shí)例和解釋性的，并不用來(lái)限制要求保護(hù)的發(fā)明范圍。
所列構(gòu)成本說(shuō)明書一部分的附圖，可與說(shuō)明書一起說(shuō)明本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例，用于解釋本發(fā)明的原理，在這些附圖中，“底示圖”表示預(yù)期經(jīng)受被保護(hù)的人體或物體沖擊的保護(hù)墊的表面。“頂示圖”表示與預(yù)期經(jīng)受被保護(hù)人體或物體沖擊的保護(hù)墊的表面相反一面的視圖，附圖中圖1為傳統(tǒng)的充氣墊的側(cè)視圖。
圖2為本發(fā)明采用曲線安裝邊的片料的一個(gè)實(shí)施例裝配前的頂視圖。
圖3為本發(fā)明采用曲線安裝邊的片料的一個(gè)實(shí)施例裝配后的頂視圖。
圖4為本發(fā)明采用直線安裝邊的片料的第二實(shí)施例裝配前的頂視圖。
圖5為本發(fā)明采用直線安裝邊的片料的第二實(shí)施例裝配后的頂視圖。
圖5為本發(fā)明采用直線安裝邊的片料的第二實(shí)施例裝配后的頂視圖。
圖6為本發(fā)明的片料的一最佳實(shí)施例裝配前的頂視圖，它給出出本發(fā)明的片料的一最佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。
圖7為本發(fā)明采用外條帶的片料的最佳實(shí)施例裝配后的頂視圖。
圖8為本發(fā)明的片料的第一改型實(shí)施例裝配前的底視圖。
圖9為本發(fā)明的片料的第二改型實(shí)施例裝配前的底視圖。
圖10為本發(fā)明的片料的第三改型實(shí)施例裝配前的頂視圖。
圖11為本發(fā)明的片料的第四改型實(shí)施例裝配前的頂視圖。
圖12為本發(fā)明的片料的第五改型實(shí)施例裝配前的頂視圖。
圖13為用于制造傳統(tǒng)的駕駛員側(cè)充氣墊的一卷材料的一部分的示意圖。
圖14為用于制造本發(fā)明的片料的最佳實(shí)施例的一卷材料的一部分的示意圖。
圖15為帶有一行包平帶縫線的接縫的示意圖。
圖16為本發(fā)明的片料帶有固定外條帶的最佳實(shí)施例的底視圖。
圖17為對(duì)角線布置的內(nèi)系索的示意圖。
圖18為周邊布置的內(nèi)系索的示意圖。
圖19為內(nèi)系索緊固在連接件上的本發(fā)明的實(shí)施例的橫剖面圖。
圖20為在周邊環(huán)區(qū)內(nèi)接縫的最佳實(shí)施例的示意圖。
圖21為本發(fā)明的實(shí)施例的橫剖面圖，包括分散的排氣口和充氣裝置。
圖22為本發(fā)明的實(shí)施例的橫剖面圖，示出未展開狀態(tài)的制有標(biāo)準(zhǔn)組件的充氣保護(hù)裝置。
現(xiàn)在參考本發(fā)明的最佳實(shí)施例的細(xì)節(jié)，其實(shí)例在附圖中說(shuō)明。各附圖中對(duì)同一或類似零件只要可能均采用同一標(biāo)號(hào)。
按照本發(fā)明的充氣保護(hù)墊包括一塊片料，它可由多塊材料制成，但最好由單塊材料制成。單塊結(jié)構(gòu)具有優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)榭梢杂脺p少切割工序和接縫來(lái)降低制造費(fèi)用。此外，單塊結(jié)構(gòu)可以減少接縫的數(shù)目，而在充氣壓力下和充氣墊承受人體或物體沖擊時(shí)這些接縫對(duì)破壞較敏感。
在圖2所示的實(shí)施例中，片料20被至少一條折線22和多個(gè)折片部分23所限定，每個(gè)折片部分具有與折線22對(duì)應(yīng)的基邊24，以及至少兩條由基邊24向外延伸的最終彼此會(huì)合的側(cè)邊25，但是最好在充氣裝置上的安裝片料20的裝置處相遇。此外，如圖2箭頭A所示，折片部23可以在折線22處折迭使每個(gè)折片部分23實(shí)質(zhì)上收斂以在片料20中心的上面形成一頂點(diǎn)28和折片部分的相應(yīng)側(cè)邊25接合而限定一充氣空。
這種布局可保證充氣墊能有效地分配載荷，這些載荷是充氣壓力和受保護(hù)人體或物體受沖擊時(shí)施加在充氣墊上的。當(dāng)空氣袋使用傳統(tǒng)材料和使用較輕的織物時(shí)，載荷轉(zhuǎn)換效率即可實(shí)現(xiàn)。此外，這種布局使制造簡(jiǎn)便，這是基于縫制直邊縫與縫制圖1所示上述傳統(tǒng)的駕駛員側(cè)墊的周邊縫10比較要容易一些。最好，片料20沒(méi)有涂層，否則會(huì)加大包裝體積和增加制造費(fèi)用。然而，本發(fā)明的載荷轉(zhuǎn)換效率也可采用涂層材料來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此，本發(fā)明也包括片料20采用涂層的，如橡膠或硅膠的實(shí)施例。
最好，把片料20安裝到充氣裝置上的裝置包括片料20的一邊緣26，它與充氣裝置的充氣口的外周邊的一部分相符合，更好的辦法是如圖2-3，6-7所示，邊緣26制成曲邊使與圓筒形外周邊相符合，充氣裝置的充氣口通常是圓筒形。圖4-5所示為改型的實(shí)施例，這時(shí)邊緣26為直邊，它與方管形周邊相符合，方管形是充氣裝置的充氣口一種改型的形狀。
本專業(yè)普通技術(shù)人員很容易理解，對(duì)安裝方式可作出各種改進(jìn)和改型。例如，邊緣26可以改型成與充氣裝置與充氣墊交界區(qū)的形狀相符合的任何形狀。邊緣26可以是屬于本發(fā)明范圍內(nèi)的任何橢圓形或多邊形。
最好，如圖4，6，8-11實(shí)施例所示，片料20還具有多邊形的中心部分21和至少3條限定中心部分21的折線22。帶有中心部分21的片料20的各實(shí)施例提供的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)展開時(shí)每塊片料具有更大的沖擊表面來(lái)保護(hù)人體或物體。
在圖6所示最佳實(shí)施例中，片料20基本上是方形，片料20的多邊形中心部分21基本上也是方形，以及折片部分23基本上是三角形。本最佳實(shí)施例特別有利是因?yàn)榕c傳統(tǒng)的駕駛員側(cè)墊用料比較，它可以降低原材料的消耗。如圖13所示，切割成圓形墊所用的圓形圖案70。導(dǎo)致一卷材料71上材料的極大浪費(fèi)。另一方面，如圖14所示，采用本發(fā)明的片料20是最佳實(shí)施例時(shí)，一卷材料71上相當(dāng)大的一部分原材料可以保留下來(lái)，當(dāng)一卷材料71打開時(shí)，這些保留下來(lái)的材料隨后又可用于其它料片20。當(dāng)使用編織材料時(shí)，本發(fā)明的實(shí)施例還可以在充氣墊經(jīng)受充氣壓力和人體或物體的沖擊時(shí)，提供特別好的卸荷效率。材料可切割成使線的經(jīng)線和緯線方向與每條接縫41垂直。這樣就減少了接縫區(qū)的破壞。
在圖8所示的改型實(shí)施例中，片料20是非方形的，片料20的多邊形中心部分21基本上是方形的，以及折片部分23基本上是三角形的。
在圖9所示的改型的實(shí)施例中，片料20，片料20的多邊形中心部分21和折片部分23基本上全是三角形的。
在圖10所示的另一改型的實(shí)施例中，多邊形中心部分基本上是方形的，折片部分23的側(cè)邊25不是直的，而是被中心部分21與邊26之間一個(gè)弧所限定的弧線形的?；⌒蝹?cè)邊25的優(yōu)點(diǎn)是它們提供的整個(gè)充氣墊形狀接近球形，在承受內(nèi)充氣壓力方面具有優(yōu)點(diǎn)。
在圖11所示的另一改型的實(shí)施例中，片料20是非方形的，片料20的多邊形中心部分21基本上是方形的。在該改型的實(shí)施例中，側(cè)邊25包括兩部分，其第一部分29a不向邊26收斂，而第二部分29b在邊26收斂。因此，本發(fā)明可考慮側(cè)邊25的各種布局，使其在多方向上包括多部分，只要側(cè)邊25最終彼此會(huì)合，并且最好在裝配裝置處相遇。
在圖12所示的另一實(shí)施例中，片料20僅具有一條折線22和側(cè)邊25包括兩部分，其第一部分29a不向邊26收斂，而第二部分29b在邊26收斂。本實(shí)施例具有圖2和3所示實(shí)施例的相同優(yōu)點(diǎn)，即允許用單條連續(xù)的接縫。而且，本實(shí)施例還有附帶的優(yōu)點(diǎn)，這就是所需的切割工序較小和提供了更大的橫向沖擊表面，這可能是某些用途需要的，例如作為乘客側(cè)的充氣墊。
按照本發(fā)明，它還可以進(jìn)一步包括由折片部分23的側(cè)邊25與相鄰折片23的相鄰側(cè)邊25接合區(qū)限定的接縫。
在如圖5所示的最佳實(shí)施例中，接縫41包括折片部分23的側(cè)邊25與相鄰折片23的側(cè)邊25相縫合形成的接縫41。最好，如圖15所示，接縫41包括一行單軋Z字形縫線42，它是穿過(guò)單折包邊25用FF尼龍線(V-T-295，1型)按每英寸7針腳縫制的。
本專業(yè)普通技術(shù)人員顯然可以理解，本發(fā)明的接縫41可根據(jù)制造片料20所用的材料和它預(yù)期承受的載荷作出改進(jìn)和改型。例如，接縫41可采用雙邊熱熔法將折片部分23接合到一起或采用粘接劑來(lái)連接起來(lái)。此外，如果接縫41是由縫線制成的，則縫線可按下述進(jìn)行改進(jìn)和改型。例如，線的尺寸，線的材料，針腳的間隔均可以改變。然而，這些改進(jìn)不會(huì)超出本發(fā)明的范圍。
雖然，對(duì)于本發(fā)明的各實(shí)施例的片料20可選用任何材料，只要具有按聯(lián)邦試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)NO.5450測(cè)定的在橫跨材料水壓差為0.5英寸時(shí)的空氣透氣率小于10英尺3/分/英尺2，而在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，片料20的材料應(yīng)具有(1)按聯(lián)邦試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)5450測(cè)定的空氣透氣率小于1.10英尺3/分/英尺2；(2)按ASTM1682測(cè)定的咬合拉伸強(qiáng)度小于255磅；(3)按ASTM2261測(cè)定的舌片撕裂強(qiáng)度小于8.0磅；(4)按ASTMD-3786測(cè)定的莫氏脹裂強(qiáng)度小于325磅/英寸2。該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是提供的充氣墊采用較少的推進(jìn)劑即可充氣，而且能經(jīng)受充氣壓力和受保護(hù)的人體或物體的沖擊。
在本發(fā)明的另一最佳實(shí)施例中，片料20還具有重量輕的附加性能，按聯(lián)邦試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)5041測(cè)定為1.0-4.0盎司/碼2，最好為1.9-3.2盎司/碼2。在此范圍內(nèi)的重量帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)是材料費(fèi)用較低和充氣墊處于未展開狀態(tài)存放時(shí)包裝體積較小。
在片料20的另一最佳實(shí)施例中，片料20用的材料是高包覆系數(shù)的平紋織物。編織布由具有抗熱降解或光降解性的高韌性線制成。最好，采用尼龍6.6線，但也可以采用其它高韌性材料，如聚酯或芳綸(Kevlar(R))。布的一邊或兩邊可以是壓光的。如表1所示54412/104型織物，壓光可以增進(jìn)低透氣性和減少片料20的厚度(以及包裝體積)。然而，可使用三股線來(lái)降低加工費(fèi)用，因?yàn)樗鼙苊饣驕p少保持合格的低透氣率所需的壓光量。使用三股線的附加優(yōu)點(diǎn)是制成的片料20經(jīng)久耐用。
在片料20的另一最佳實(shí)施例中，片料20是由小于420登尼爾，最好小于300登尼爾的線編織布制成。更好是片料20由20-300登尼爾的線編織布制成。這些實(shí)施例提供的優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)受人體或物體沖擊時(shí)表面磨損較輕。此外，小登尼爾的線可減小充氣墊的重量和包裝體積。
在片料20的另一最佳實(shí)施例中，片料是由基本平衡的編織布制成，該編織布在經(jīng)線和緯線方向的下部的拉伸強(qiáng)度比在經(jīng)線和緯線方向的上部低的數(shù)量不超過(guò)25％，最好不超過(guò)15％。如表1所示64144和64144型的織物，這樣的平衡提供了改進(jìn)角撕裂性能的優(yōu)點(diǎn)，以及在經(jīng)線和緯線方向均具有更一致的強(qiáng)度，使在此兩方向間的優(yōu)先破壞模型得以避免。這些特性可以明顯地提高充氣墊耐充氣壓力和保護(hù)人體或物體沖擊的能力。
在另一最佳實(shí)施例中，接縫41進(jìn)一步包括接縫增強(qiáng)條。
最好如圖15所示，接縫增強(qiáng)裝置包括平帶40，側(cè)邊25折迭包在平帶40上，平帶40為1/2英寸寬的雙面接觸膠布帶(例如3M(R)NO.665)可將材料在縫紉時(shí)保持在原位。平帶40還有助于承受由片料20跨過(guò)接縫41傳送的縱向載荷和提供縫線42的背襯材料，它有助于減輕由于周邊壓力產(chǎn)生針腳破壞的可能性。另一方面，平帶40還可用550磅或300磅增強(qiáng)材料，如尼龍制造，寬度為2英寸(Mil-W-83144，S-LV型)。其它型號(hào)的帶，涂膠或不涂膠的，帶或不帶增強(qiáng)材料的，或具不同尺寸的均可使用，本專業(yè)普通技術(shù)人員不需要過(guò)量的試驗(yàn)就可選擇這種帶。
接縫處增強(qiáng)裝置的改型的實(shí)施例包括在接縫41區(qū)或附近區(qū)涂上粘接劑。粘接劑有助于跨過(guò)接縫41區(qū)整個(gè)表面載荷的傳送，減少傳至縫線42的載荷和降低如果采用編織品片料20時(shí)它在接縫41處起皺。僅可使用對(duì)片料20的材料性能無(wú)害的粘接劑。本專業(yè)普通人員不需要過(guò)量的試驗(yàn)就可選擇這種粘接劑。
本專業(yè)普通技術(shù)人員顯然可以理解，在不脫離本發(fā)明的范圍或精神的情況下，在本發(fā)明的接縫增強(qiáng)裝置方面可作各種改進(jìn)和改型。例如，平帶40在接縫41區(qū)或附近區(qū)的放置取決于所用縫線的型號(hào)。因此，熟悉專業(yè)的人員應(yīng)該知道，或不需要過(guò)量的試驗(yàn)就可確定放置平帶40用于增強(qiáng)可采用不同于上面專門論述的其它縫線型號(hào)。此外，平帶40與粘接劑相結(jié)合也可用于增強(qiáng)接縫41。
在本發(fā)明的另一最佳實(shí)施例中，本發(fā)明還包括連接在片料20上的限制膨脹裝置。根據(jù)所使用形狀的不同限制膨脹裝置提供幾種功能。第一，限制膨脹裝置可以抑制墊子的膨脹，例如，可能希望將充氣墊保持在要保護(hù)的人體或物體一定距離處。第二，限制膨脹裝置可使人們剪裁出希望的充氣墊形狀。第三，限制膨脹裝置可傳遞和更均勻地分配來(lái)自片料20高應(yīng)力區(qū)的載荷。
最好限制膨脹裝置包括固定在片料20上的條帶50。最好使條帶50固定在片料20的外面，但也可固定在片料20的里面。外條帶50也可用作防穿透和熱阻擋元件的附件。
限制膨脹裝置的另一最佳實(shí)施例包括一組條帶50，由至少一片，但最好兩片2英寸寬的300磅增強(qiáng)尼龍帶制成(Mil-T-5608，E級(jí)II型)，它們可以是粘接，用膠帶粘，用膠涂，縫或用其它方式釘?shù)狡?0上的。最好如圖7-9的實(shí)施例所示，條帶50的走向與片料20的每條折線22垂直，而且僅在選擇位置固定，使其保持與每條折線垂直。例如，圖16示出圖6-7所示片料20的最佳實(shí)施例的底視圖中，使用了雙面接觸膠粘帶52來(lái)固定條帶50。條帶50在到達(dá)充氣墊頂面的頂點(diǎn)28時(shí)它們相交和縫合到片料20上(圖16未示出)而附加地縫合在一起。此外，條帶50也可以用片料20同樣材料制成。
限制膨脹裝置的一個(gè)改型實(shí)施例包括系索51。系索51的末端可以連接在片料20的內(nèi)部和充氣墊的裝配附件上。系索51可以在不同位置連接，這取決于預(yù)期膨脹的范圍和型別，以及它們是否要適應(yīng)墊子的形狀。在系索51與片料20連接的位置，在片料20上縫制有增強(qiáng)帶以分配來(lái)自系索51的載荷。
本專業(yè)的技術(shù)人員顯然可以理解，在不脫離本發(fā)明的范圍或精神的情況下，對(duì)本發(fā)明系索的布置可作各種改進(jìn)和改型。例如，圖17和18所示兩種系索布置，即對(duì)角線的和周邊的，都消除了折迭方片料20的四個(gè)尖角，形成圓角的充氣墊外形。這些系索布置首先適應(yīng)了充氣墊的形狀。
在圖19所示的另一實(shí)例中，內(nèi)系索51可以固定在充氣墊的裝配附件11上。這種系索布置首先限制了垂直于附件11方向上的膨脹，可以按希望將充氣墊保持在距受保護(hù)的人體或物體一定距離處。
在另一最佳實(shí)施例中，本發(fā)明還包括周邊環(huán)，如圖7實(shí)施例所示，周邊環(huán)60圍繞頂點(diǎn)28附近的折片部分23的邊26連接。周邊環(huán)60的布置可設(shè)計(jì)成最好使充氣墊裝配到附件11上(圖1所示)和使充氣墊易于充氣。周邊環(huán)60的外形可與現(xiàn)有商品裝配件和充氣部件相容。
最好如圖7所示，周邊環(huán)60為420登尼爾編織尼龍布制成的2英寸寬單環(huán)，它用硅噴膠(即3M(R)Snper77TM)或RTV密封劑(即Dow Corning(R)732TM多用途密封劑)連接在片料20上和在每條接縫41的每邊縫合到片料20上。另外，周邊環(huán)60也可用片料20的材料制造。
為了防止周邊環(huán)60在充氣時(shí)破壞，必須注意在將折片部分23連接到周邊環(huán)60上時(shí)不要向下折迭接縫41。例如，如圖20的實(shí)施例所示，接縫41不是折迭和向下縫合在周邊環(huán)60上，那是不妥的，因?yàn)樗黾恿顺錃鈺r(shí)材料的破壞。最好在周邊環(huán)60區(qū)域的接縫41上放置硅粘接劑或接觸膠，使縫合時(shí)接縫41具有某些剛性以防止向下折迭。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，本發(fā)明還包括充氣裝置90，(如圖21所示)，它裝有少于85g，最好小于70g的疊氮化納或類似推進(jìn)劑燃料。傳統(tǒng)的容積大于1.8英尺3的充氣墊使用多于85g的疊氮化納，因?yàn)樗褂梅稚⒌呐艢饪诤偷屯笟饴实牟牧?。本發(fā)明的實(shí)施例的容積大于1.8英尺3，它保證通過(guò)接縫和片料20材料本身更大的排氣，另一方面，它的優(yōu)點(diǎn)是可以使用較少的推進(jìn)劑燃料，特別是少于70g的疊氮化鈉來(lái)減少充氣裝置的尺寸。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，本發(fā)明包括上述充氣保護(hù)墊的任何一個(gè)實(shí)施例，以及還包括由片料20的充氣室排放氣體的分散的排氣口。如圖21所示，分散的排氣口91最好遠(yuǎn)離片料20的沖擊表面，以避免熱氣體排向受保護(hù)的人體或物體。此外，分散的排氣口91最好用平帶92之類的其它材料增強(qiáng)。當(dāng)所用片料20材料的空氣透氣率相當(dāng)?shù)停灾峦ㄟ^(guò)材料本身充分排氣受到抑制，來(lái)自受保護(hù)人休或物體的沖擊造成的超壓可引起充氣墊破壞時(shí)，可以增加分散的排氣口91。然而，最好還是選擇片料20的材料使其空氣透氣率能提供通過(guò)材料充分的排氣，本專業(yè)普通技術(shù)人員就能進(jìn)行這種選擇。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，本發(fā)明包括上述充氣保護(hù)墊的任何一個(gè)實(shí)施例及一個(gè)充氣裝置，該充氣保護(hù)墊位于與充氣裝置90連接的殼罩94內(nèi)。殼罩94具有在充氣時(shí)使充氣墊脫出的出口。本專業(yè)技術(shù)人員可作出許多改型的出口和易于選擇。例如，如圖22所示，殼罩94的一面壁上可以開出一排穿孔95，當(dāng)充氣時(shí)充氣墊對(duì)其施加壓力就可將此壁成為分離壁。另一個(gè)實(shí)例是出口為鉸鏈門。本實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是提供了制有標(biāo)準(zhǔn)組件的充氣保護(hù)裝置，它很容易裝配在需要保護(hù)人體或物體的車輛或設(shè)備上。
以下通過(guò)一組實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行解釋，使其更加清楚。
實(shí)例1充氣墊用的織物在經(jīng)線和緯線方向都采用45登尼爾的高韌性尼龍線編成。這種織物經(jīng)過(guò)下列洗滌而變緊湊，包括(1)在0.5％氫氧化鈉，0.5％乙氧基乙醇表面活性劑和0.3％乙二胺四乙酸的溶液的化學(xué)飽和劑中于190°F浸泡約18.5秒；(2)在四個(gè)180°F的水槽內(nèi)沖洗，在每個(gè)槽中約9.3秒；(3)在一個(gè)槽內(nèi)用4％醋酸進(jìn)行酸中和約9.3秒；(4)在一個(gè)180°F的水槽內(nèi)沖洗約9.3秒；以及(5)在低于12磅/英寸2蒸汽壓力下用兩層罐進(jìn)行蒸汽罐干燥約18.0秒。此后，織物在三區(qū)拉幅框(350，400，400°F)上以60碼/分速度進(jìn)行熱定形。最后，織物在三輥壓光機(jī)上在1600磅/英寸2壓力和15碼/分速度下進(jìn)行雙面熱壓光，輥?zhàn)蛹訜嶂?00°F和400°F。如表1所示，54412/104型織物的性能為重量21盎司/碼2，透氣率0/9英尺3/分/英尺2，拉伸強(qiáng)度197磅(經(jīng)線)和113磅(緯線)，以及莫氏脹裂強(qiáng)度105磅/英寸2。
充氣墊由3英尺2的片料20按圖6-7所示實(shí)施例制成，但不帶外條帶50。該充氣墊經(jīng)空氣壓力充氣試驗(yàn)75毫秒。破壞前墊內(nèi)的最大充氣試驗(yàn)壓力為7.5磅/英寸2。
實(shí)施2按實(shí)例1制成的織物。墊子制成傳統(tǒng)的圓形駕駛員側(cè)充氣墊的形狀，其內(nèi)系索由底面的中心連接至充氣裝置的裝配附件。沒(méi)有企圖重新設(shè)計(jì)傳統(tǒng)的圓形駕駛員側(cè)充氣墊以適應(yīng)輕量織物。然而，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的破壞機(jī)理與在試驗(yàn)商業(yè)駕駛員側(cè)充氣墊使用重量織物時(shí)觀察到的一致，從而假設(shè)所用結(jié)構(gòu)技術(shù)在材料上與商用產(chǎn)品沒(méi)有區(qū)別不會(huì)顯著地影響總的結(jié)果。該充氣墊經(jīng)空氣壓力充氣試驗(yàn)31毫秒。破壞前墊內(nèi)的最大充氣試驗(yàn)壓力為4.5磅/英寸2，僅為實(shí)例1所承受壓力的60％。
實(shí)例3按實(shí)例1制成的織物。充氣墊按實(shí)例1類似的方式制成，其外條帶50用2英寸寬1000磅增強(qiáng)尼龍按圖7放置。該充氣墊經(jīng)空氣壓力充氣試驗(yàn)75毫秒。在墊內(nèi)的最大充氣試驗(yàn)壓力提高到11.0磅/英寸2，充氣墊通過(guò)其微孔排出附加的壓力而未破壞。
實(shí)例4織物是由100登尼爾的高韌性尼龍線經(jīng)線和140登尼爾的高韌性尼龍線緯線制成。全部其它工序與實(shí)例1所述相同。如表1內(nèi)所示64146型織物，其性能為重量3.2盎司/碼2，透氣率1.05英尺3/分/英尺2，拉伸強(qiáng)度251磅(經(jīng)線)和225磅(緯線)，以及莫氏脹裂強(qiáng)度為319磅/英寸2。充氣保護(hù)墊按實(shí)例3相同方式制成。該充氣墊經(jīng)空氣壓力充氣試驗(yàn)98毫秒。在墊內(nèi)的最大充氣試驗(yàn)壓力提高至11.8磅/英寸2，充氣墊通過(guò)其微孔排出附加的壓力而未破壞。
實(shí)例5織物是由45登尼爾的高韌性尼龍線經(jīng)線和100登尼爾的高韌性尼龍線緯線制成。全部其它工序與實(shí)例1所述相同。如表1內(nèi)所示64144型織物，其性能為重量2.5盎司/碼2，透氣率0.44英尺3/分/英尺2，拉伸強(qiáng)度153磅(經(jīng)線)和197磅(緯線)，以及莫氏脹裂強(qiáng)度為237磅/英寸2。充氣墊按實(shí)例3相同方式制成。該充氣墊經(jīng)空氣壓力充氣試驗(yàn)50毫秒。在墊內(nèi)的最大充氣試驗(yàn)壓力提高至10.0磅/英寸2，充氣墊通過(guò)其微孔排出附加的壓力而未破壞。
實(shí)例6織物按實(shí)例5制成。充氣墊按實(shí)例5相同方式制成，其外條帶50用2英寸寬1000磅增強(qiáng)尼龍按圖7放置。該充氣墊經(jīng)空氣壓力充氣試驗(yàn)46毫秒。在墊內(nèi)的最大充氣試驗(yàn)壓力提高至10.0磅/英寸2，充氣墊通過(guò)其微孔排出附加的壓力而未破壞。
考慮上面公布的本發(fā)明的說(shuō)明書和實(shí)踐，其它實(shí)施例對(duì)本專業(yè)技術(shù)人員也是顯而易見的。上述說(shuō)明書和實(shí)例僅作為示范性實(shí)例，下列權(quán)利要求表示的本發(fā)明的范圍和精神。
表1
<p>表1(續(xù))
<p>權(quán)利要求書按照條約第19條的修改11.按照權(quán)利要求1所述的保護(hù)墊，其特征在于上述側(cè)邊或者垂直于或者平行于編織材料的經(jīng)線方向。
12.按照權(quán)利要求1和11所述的保護(hù)墊，其特征在于上述片料為小于300登尼爾線的編織材料。
13.按照權(quán)利要求1和11所述的保護(hù)墊，其特征在于上述片料為30-300登尼爾線的編織材料。
14.按照權(quán)利要求1和11所述的保護(hù)墊，其特征在于制造上述片料的材料具有拉伸強(qiáng)度小于255磅，舌片撕裂強(qiáng)度小于8磅，以及莫氏脹裂強(qiáng)度小于325磅/英寸2。
權(quán)利要求
1.一種充氣保護(hù)墊，具有小于420登尼爾線編織材料的片料，它被4條或更少的折線及多個(gè)折片部分所限定，每個(gè)折片部分具有與折線對(duì)應(yīng)的基邊以及至少兩條由基邊向外延伸的最終彼此會(huì)合的側(cè)邊，折片部分可以在折線處折迭，使每個(gè)折片部分實(shí)質(zhì)上收斂以在片料上形成頂點(diǎn)和在相應(yīng)的側(cè)邊處接合來(lái)限定充氣室。
2.按照權(quán)利要求1所述的保護(hù)墊，其特征在于制造片料的材料具有拉伸強(qiáng)度小于255磅，舌片撕裂強(qiáng)度小于8.0磅，莫氏脹裂強(qiáng)度小于325磅/英寸2，以及橫跨材料水壓差為0.5英寸時(shí)的空氣透氣率小于1.10英尺3/分/英尺2。
3.按照權(quán)利要求1所述的保護(hù)墊，其特征在于上述材料的重量小于4.0盎司/碼2。
4.按照權(quán)利要求1所述的保護(hù)墊，其特征在于折片部分采用縫線結(jié)合，而在相應(yīng)側(cè)邊不使用膠接。
5.按照權(quán)利要求4所述的保護(hù)墊，其特征在于上述片料具有拉伸強(qiáng)度小于255磅，舌片撕裂強(qiáng)度小于8.0磅，莫氏脹裂強(qiáng)度小于325磅/英寸2，以及橫跨材料水壓差為0.5英寸時(shí)的空氣透氣率小于1.10英尺3/分/英尺2。
6.按照權(quán)利要求2所述的保護(hù)墊，其特征在于上述片料為方形，上述中心部分也為方形，以及上述折片部分為三角形。
7.按照權(quán)利要求4所述的保護(hù)墊，其特征在于上述片料為方形，上述中心部分也為方形，以及上述折片部分為三角形。
8.一種制造充氣保護(hù)墊的方法，其特征是包括下列步驟制造小于420登尼爾線編織材料的片料，它具有多邊形的中心部分，被4條或更小的折線及多個(gè)折片部分所限定，每個(gè)折片部分具有與中心部分的折線對(duì)應(yīng)的基邊以及至少兩條由基邊向外延伸的最終彼此會(huì)合的側(cè)邊；在折線處折迭折片部分，使每個(gè)折片部分收斂以在片料中心部分的中心上形成頂點(diǎn)；把相鄰折片部分的相鄰側(cè)邊連接到一起。
9.按照權(quán)利要求8所述的制造保護(hù)墊的方法，其特征在于制造上述片料的材料具有拉伸強(qiáng)度小于255磅，舌片撕裂強(qiáng)度小于8磅，莫氏脹裂強(qiáng)度小于325磅/英寸2，以及橫跨材料水壓差為0.5英寸時(shí)的空氣透氣率小于1.10英寸3/分/英尺2。
10.按照權(quán)利要求8所述的制造充氣保護(hù)墊的方法，其特征在于其連接工序采用縫合而不使用膠接。
全文摘要
一種制造低成本自排氣充氣保護(hù)墊的裝置和方法，它具有簡(jiǎn)單的和有效的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其形狀和構(gòu)造可使保護(hù)墊在展開時(shí)獲得最佳的抗充氣壓力和沖擊的能力，它具有小于420登尼爾線的編織材料的片料(20)，被至少一條折線(22)和多個(gè)折片部分(23)所限定，每個(gè)折片部分具有與折線(22)對(duì)應(yīng)的基邊(24)以及至少兩條由基邊(24)向外延伸的最終彼此會(huì)合的側(cè)邊(25)，折片部分(23)在折線(22)處折疊并與相應(yīng)的側(cè)邊(25)連接以限定充氣室。該充氣保護(hù)墊及其制造方法可進(jìn)一步包括輕量低透氣率的織物，它可使保護(hù)墊展開時(shí)獲得最佳的抗充氣壓力和沖擊的能力，以及存放時(shí)獲得最小的包裝體積。
文檔編號(hào)B60R21/237GK1112362SQ94190511
公開日1995年11月22日 申請(qǐng)日期1994年6月17日 優(yōu)先權(quán)日1993年6月28日
發(fā)明者詹姆斯·M·內(nèi)爾森, 拉里·D·惠納利, 肯尼斯·W·格溫, 唐納德·D·麥克布賴德, 丹尼爾·A·盧納, 約瑟夫·P·霍爾德, 理查德·J·布利通 申請(qǐng)人:桑迪亞公司