專利名稱：由空氣袋驅(qū)動的膝蓋軟墊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一汽車安全防撞裝置，尤其是一改進的膝蓋軟墊，當(dāng)汽車碰撞時，它在汽車內(nèi)朝后展開以提供下肢的安全。
設(shè)有包括可充氣空氣袋的安全防撞裝置的汽車通常設(shè)計有一種固定板，該固定板位于儀表板下方的朝前傾斜部分，作為膝蓋碰撞范圍。圍在膝蓋碰撞范圍內(nèi)的儀表板的該部分稱為“膝蓋軟墊”。在碰撞時，沖力使乘客朝前運動，從而使乘客的腿與膝蓋軟墊接觸。通過這種措施避免或停止乘客倒在已沖氣的空氣袋下面。膝蓋軟墊在負荷作用下或變形或碎裂并吸收能量，使作用在乘客腿上的力達到最小。
目前提出的可充氣空氣袋裝置位于汽車的乘座室，當(dāng)空氣袋裝置在碰撞事故中展開以安全地制約乘客時，它作為一墊子。這樣的裝置包括一設(shè)置在汽車儀表板后面的可充氣空氣袋組件。從位于儀表板后面的空氣袋組件展開而形成的可充氣空氣袋墊子處在能吸收沖量的位置，從而保護坐著的乘客。
碰撞的發(fā)生是通過一能觸發(fā)充氣裝置的傳感器探測到的，該充氣裝置位于空氣袋組件內(nèi)，并產(chǎn)生一把氣體充進可充氣空氣袋的氣流量。充氣使空氣袋展開，作為保護汽車乘座室內(nèi)乘客的墊子。
當(dāng)可充氣空氣袋安裝在汽車儀表板的后面時，它是折疊著的。折疊的空氣袋和充氣裝置設(shè)在空氣袋組件的反應(yīng)容器內(nèi)，該容器通常設(shè)置有矩形罩。該罩包括形成在儀表板上一部分的空氣袋展開通口的罩子或門。
在汽車儀表板上使用可碰撞固定或靜止板作為膝蓋碰撞范圍或膝蓋軟墊是有缺點的。這是因為乘客膝蓋和儀表板之間距離的縮短會減少乘客的腿活動的空間余地，有損于乘客希望保留的寬敞的感覺。
因此人們希望有一個較好的解決此問題的途徑。本實用新型填補了已有技術(shù)在這方面的技術(shù)上的空白點。
本實用新型的一個目的是提供一汽車安全防撞裝置，它包括一由空氣袋驅(qū)動的系留板或膝蓋軟墊板，在碰撞時該系留板或膝蓋軟墊板在汽車內(nèi)向后展開以提供碰撞時下肢的安全。
本實用新型的另一目的是為汽車設(shè)計師們提供靈活性以增加乘客的腿的活動空間，而碰撞時又不增加損傷的潛在可能性。
本實用新型的再一個目的是降低空氣袋驅(qū)動的板或膝蓋軟墊板的展開速度，從而減少脫離位置的乘客損傷的潛在可能性。
本實用新型還有一個目的是提供一膝蓋軟墊，它包括一沿其上邊緣被樞軸地支承、并由一空氣袋系統(tǒng)展開和制約的膝蓋軟墊板。
為了實現(xiàn)本實用新型的這些和其它目的，本實用新型提供了一由空氣袋驅(qū)動的膝蓋軟墊，它位于汽車儀表板下方的朝前傾斜部分，并固定于支承件或汽車的整體部件，它包括一固定安裝在該支承件上的罩殼；一安裝在該罩殼內(nèi)的充氣器；一放在該罩殼內(nèi)的空氣袋；一用于該充氣器和該放在該罩殼內(nèi)的空氣袋的膝蓋軟墊板，該板還包括空氣袋展開通口的門，該通口形成在所述汽車儀表板的一部分上；把該膝蓋軟墊板設(shè)置在空氣袋展開通口的聯(lián)接裝置；以及，展開時限制該膝蓋軟墊板朝后運動的系繩裝置。
膝蓋軟墊板位于儀表板下方的朝前傾斜部分，在展開時，可充氣空氣袋或墊充氣時，來自充氣空氣袋、作用在板后面的壓力產(chǎn)生一個足以使板脫離儀表板的力，這力使膝蓋軟墊板朝后運動。在碰撞時乘客的膝蓋碰到板，從而減緩下肢朝前的運動。展開時系繩限制了膝蓋軟墊板的朝后運動。充氣的空氣袋與系繩一起使膝蓋軟墊板定位于一合適的位置。在乘客沖撞膝蓋軟墊板時，已充氣的空氣袋阻止膝蓋軟墊板向后運動。用來給空氣袋充氣的充氣器是一個點火引爆型的或儲氣型的充氣器。墊子則由尼龍或聚酯布做成。
本實用新型的各種實用新型性在所附權(quán)利要求和說明書中具體指出。為了較好地理解本實用新型、它的操作優(yōu)點和在使用中獲得的特定目的，
以下結(jié)合
本實用新型的一較佳實施例。
為了說明本實用新型，下面結(jié)合說明書中的附圖作詳細描述，附圖中，凡是相同的零部件都使用相同的參考編號。
圖1是一側(cè)面示意圖、它代表已有技術(shù)的膝蓋軟墊，其中包括一可變形的或可碰撞的位于汽車儀表板上的固定或靜止板；圖2是本實用新型被驅(qū)動的膝蓋軟墊的側(cè)面示意圖；圖3是本實用新型被驅(qū)動膝蓋軟墊的側(cè)面示意圖，在它上面設(shè)置有在板展開時限制其朝后運動的系繩，還包括一穩(wěn)定定位的系繩，圖4是圖3所示的膝蓋軟墊在展開之前的立體圖；圖5是圖3的膝蓋軟墊在展開之前的剖面圖，它示出了可充氣空氣袋儲藏和在里面定位的情況；圖6是把被驅(qū)動膝蓋軟墊板聯(lián)接到膝蓋軟墊罩殼的另一種方法的示意圖；圖7是一用于如圖6所示的不同聯(lián)接排列情況的可撕裂薄片示意圖；圖8是一鉸接膝蓋沖擊板在收縮位置時的側(cè)面示意圖，該鉸接膝蓋沖擊板沿其上邊緣被樞軸地支承并可由一空氣袋系統(tǒng)展開；圖9是圖8的鉸接膝蓋沖擊板在展開位置上的側(cè)面示意圖。
圖1圖示說明了汽車的乘座室10。排列在乘座室10內(nèi)的有一儀表板12和坐在乘座室10一乘客(未圖示)朝前伸出的腿14。
圖1中16部分，即用虛線表示的在儀表板下方朝前傾斜部分的朝后一側(cè)并包圍在膝蓋碰撞范圍18內(nèi)的部分是膝蓋軟墊。在碰撞時乘客朝前運動，乘客的腿接觸膝蓋軟墊16，膝蓋軟墊16避免或阻止乘客倒在空氣袋裝置的已充氣的氣墊(未圖示)下面。膝蓋軟墊16在負荷作用下或變形或碰裂，同時吸收碰撞能量，使作用乘客腿上的力達到最小。
參閱圖2，它示出了被驅(qū)動的膝蓋軟墊20處在汽車儀表板12后側(cè)面的下方朝前傾斜部分的位置。該被驅(qū)動膝蓋軟墊20包括一反應(yīng)容器或罩殼22、一充氣器24、一放在反應(yīng)容器22內(nèi)的可充氣空氣袋26和一膝蓋軟墊板28。罩殼或反應(yīng)容器22是一個寬而淺的扁平形容器。膝蓋軟墊28包括空氣袋展開通口的門，該通口形成在汽車儀表板12的一部分上。圖2中也用虛線表示出膝蓋軟墊板28在接近乘客的腿14的展開位置。由空氣袋驅(qū)動的膝蓋軟墊還包括有固聯(lián)裝置，用固聯(lián)裝置把膝蓋軟墊板28聯(lián)接于罩殼22，該固聯(lián)裝置包括在一預(yù)定力的作用下能破裂的塑料緊固件例如推進鉚釘30或任何其它合適緊固件。通過此聯(lián)接，膝蓋軟墊板28處于封閉有關(guān)空氣袋展開通口的位置，該通口形成在汽車儀表板12的一部分上。
被驅(qū)動的膝蓋軟墊20在汽車內(nèi)的乘客側(cè)或駕駛員側(cè)。它包括碰撞時乘客的腿接觸儀表板的所有面積。膝蓋軟墊28的尺寸大約是10英寸×20英寸。
如圖2所示，碰撞時膝蓋軟墊板28在汽車內(nèi)朝后展開，它縮短了乘客的腿32與膝蓋軟墊板28之間的距離，從而在乘客的腿與膝蓋軟墊板28沖撞時在乘客的腿上產(chǎn)生一個較小的作用力。
使用被驅(qū)動膝蓋軟墊28給汽車設(shè)計師們增加乘客與儀表板12之間的距離、而不危及安全的靈活性。
如圖3所示，支承件或安裝支架34用任一合適裝置固定在儀表板12后面的空穴36內(nèi)，聯(lián)接于汽車的整體部件，或者，如果整體部件在恰當(dāng)位置而允許使用這樣的整體部件，支承件可有選擇地包括這些整體部件的本身。
被驅(qū)動膝蓋軟墊20包括反應(yīng)容器22、充氣器或氣體發(fā)生器24、可充氣空氣袋26和膝蓋軟墊板28，它固定在儀表板12的后面位置的前下方斜面部分的支承件34上。
充氣器24可以是點火引爆型的，如揭示在編號為4,943,086、由唐納德J·坎寧發(fā)明的并已轉(zhuǎn)讓給本實用新型受讓者的美國專利。如圖5所示，充氣器24的特點是由此產(chǎn)生的氣體從多個孔38朝外徑向流動?？?8大體上以相等的間隔圍繞充氣器部分40的周邊設(shè)置，充氣器部分40的橫截面大體上呈圓形、并在充氣空氣袋26內(nèi)保持密封關(guān)系。
空氣袋26可由涂層或不涂層的尼龍或聚酯布料制成。
如圖3所示，空氣袋26展開時呈具有矩形截面的管狀。以任一合適的傳統(tǒng)密封方法如用一合適的固定環(huán)42，把空氣袋26的管狀結(jié)構(gòu)一端固定地聯(lián)接在反應(yīng)容器22內(nèi)的鄰近于周邊處?？諝獯?6展開時，其另一端與膝蓋軟墊板28的前面壁44接合。
如圖5所示，當(dāng)空氣袋26安裝在汽車內(nèi)時，它被適當(dāng)?shù)卣郫B起來并放在充氣器24和板28之間的罩殼或反應(yīng)容器22內(nèi)。
如前所述，本實用新型是一用繩系著的膝蓋軟墊板，在碰撞時該軟墊板在汽車內(nèi)朝后展開以提供下肢的安全。膝蓋軟墊是一個在展開時把板28朝后推的空氣袋系統(tǒng)。
在展開期間，來自充氣空氣袋26、作用在板28后面的壓力產(chǎn)生一個足以使板28脫離罩殼22的力，它使板28朝后運動。充氣后的空氣袋26在乘客沖撞時阻止板28的朝后運動。
本實用新型由空氣袋驅(qū)動的膝蓋軟墊還包括有系繩，當(dāng)板28被驅(qū)動時，可提供阻止板28被朝后推動的附加力。所采用的各系繩包括約一英寸寬和百分之五到十分之一英寸厚度的聚酯帶或尼龍帶。
如圖3和5所示，間隔平行的系繩46和48及一個對角或定位系繩50位于可充氣空氣袋的內(nèi)部，用固定環(huán)42把各系繩46、48和50的一端固定地聯(lián)接于反應(yīng)容器或罩殼22。用設(shè)置在空氣袋26內(nèi)部的固定環(huán)52把各系繩46、48和50的另一端聯(lián)接在板28的前側(cè)面?？諝獯?6的充氣入口或嘴也用固定環(huán)42聯(lián)接于罩殼22。
間隔平行系繩46和48及定位系繩50保持在可充氣空氣袋26的內(nèi)側(cè)，從而不影響充氣空氣袋的展開，對角或定位系繩50用來把板28定位在恰當(dāng)?shù)奈恢?。在沖撞時，定位系繩50增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并且把板28定位在恰當(dāng)?shù)奈恢?。理想的是，如圖5所示，系繩50在收縮位置時是繃緊的。然而，使板28定位和提供穩(wěn)定性并不一定要求系繩50在收縮位置時繃緊。
固定環(huán)52可以是“E”形的，以便所有的系繩46、48和50都聯(lián)接在膝蓋軟墊板28前側(cè)面44的寬度約中間處。
定位系繩具有下列優(yōu)點(1)由于板28受力沿著由系繩50的長度形成的弧形運動，從而減少了作用在系繩46、48上的沖擊負荷；(2)板28展開時，使其運動的垂直距離達到最短，即，板28脫離位置的角度達到最??；(3)乘客沖撞時，增加板28的穩(wěn)定性。
充氣的空氣袋26支承板28的整個表面積。系繩46和48聯(lián)接于板28和罩殼22寬度的中間處。
圖6和7示出了膝蓋軟墊板28聯(lián)接于罩殼22的不同方法。圖中不用塑料緊固件，例如圖2所示的鉚釘或雙頭螺栓30，而是用兩片在預(yù)定力作用下破裂的可撕裂薄片54和56?？伤毫驯∑?4和56沿罩殼22的相對垂直壁延伸其整個長度，同時用鉚釘58聯(lián)接于該相對垂直壁，另外用合適方法把可撕裂薄片54和56聯(lián)接于板28的前延伸壁44。
在圖6中所采用的可撕裂薄片54和56在圖7中示出了它們的細節(jié)。如圖7所示，各可撕裂薄片54和56包括穿孔的可撕裂面60和間隔設(shè)置的孔62，間隔設(shè)置的孔62是為了方便用鉚釘58把可撕裂薄片54和56聯(lián)接于罩殼22的壁上?？伤毫驯∑?4和56的撕裂強度可隨穿孔撕裂面60之間距離的變化而改變。
圖8示出了本實用新型另一個實施例的側(cè)面示意圖。排列在汽車乘座室64內(nèi)的是一儀表板66和坐在乘座室64內(nèi)一乘客(未圖示)向前延伸著的腿68。
圖8中示出了設(shè)置在儀表板66后側(cè)面的下方朝前傾斜部分的被驅(qū)動膝蓋軟墊70。該被驅(qū)動膝蓋軟墊70包含一板72，該板72如圖8和9所示其上邊緣被鉸接，并由一包括一充氣器74、一反應(yīng)容器或罩殼76和一空氣袋或空氣墊78在內(nèi)的空氣袋系統(tǒng)展開而起作用。
如圖9所示，空氣袋展開時，鉸接板72繞鉸鏈80逆針時轉(zhuǎn)動，這使板的未鉸接部分運動，即，未鉸接部分在汽車內(nèi)逆時針朝后傾斜，使乘客的腿和板72之間的間隔達到最小。鉸鏈80可聯(lián)接于一支架上，該支架則聯(lián)接并固定在汽車或設(shè)置在汽車內(nèi)的一汽車橫梁(未圖示)上。碰撞時乘客的膝蓋碰到板72，減緩了乘客下肢的朝前運動。用鉸鏈80把膝蓋軟墊板72聯(lián)接于汽車的儀表板66。展開時，來自充氣空氣袋78、作用在板72后面的壓力產(chǎn)生一個足以展開板72的力。一根或多根系繩82聯(lián)接于板72底側(cè)邊緣和罩殼76之間的空氣袋78的內(nèi)側(cè)，以在板72展開時限制其朝后的運動。充氣的空氣袋78與系繩82一起使板72定位在恰當(dāng)位置，于是，當(dāng)乘客沖撞板72時，充氣的空氣袋78防止板72朝后運動。用來給空氣袋78充氣的充氣機74可以是點火引爆型的或儲氣型的充氣器。鉸鏈80可以是一個標(biāo)準(zhǔn)的門鉸鏈或是一個可變形的單塊鉸鏈?？諝獯?8既可是矩形的也可是楔形的，它由尼龍或聚酯布料做成。
為了降低鉸接板72的展開速度和減少損傷脫離位置的乘客的可能性，使用了一單塊或單片的變形鉸鏈80。降低板速度的其他方法包括使用彈性材料制成的系繩82或把彈性材料聯(lián)接于布系繩上與變形鉸鏈或標(biāo)準(zhǔn)門鉸鏈80一起使用，以便在展開時吸收能量。
因此，本實用新型提供一汽車安全防撞裝置，它包括一由空氣袋驅(qū)動、用繩系著的板或膝蓋軟墊，在碰撞時該板或膝蓋軟墊在汽車內(nèi)朝后展開以在碰撞時提供下肢的安全。展開時系繩限制膝蓋軟墊板的朝后運動。
由于以上詳細地描述了本實用新型的特性，本專業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本實用新型的精神實質(zhì)的情況下，可對本實用新型作種種變化。因此，本實用新型不受以上所述的實施例的限制，本實用新型的范圍應(yīng)如權(quán)利要求書所述。
權(quán)利要求1.一由空氣袋驅(qū)動的膝蓋軟墊，它位于汽車儀表板下方的朝前傾斜部分，并固定于支承件或汽車的整體部件，其特征在于，它包括一固定安裝在該支承件上的罩殼；一安裝在該罩殼內(nèi)的充氣器；一放在該罩殼內(nèi)的空氣袋；一用于該充氣器和該放在該罩殼內(nèi)的空氣袋的膝蓋軟墊板，該板還包括空氣袋展開通口的門，該通口形成在所述汽車儀表板的一部分上；把該膝蓋軟墊板設(shè)置在空氣袋展開通口的聯(lián)接裝置；以及，展開時限制該膝蓋軟墊板朝后運動的系繩裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的一由空氣袋驅(qū)動的膝蓋軟墊，其特征在于，該聯(lián)接裝置包括把該膝蓋軟墊板聯(lián)接于該罩殼的固聯(lián)裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的一由空氣袋驅(qū)動的膝蓋軟墊，其特征在于，該固聯(lián)裝置包括被設(shè)計成在一個預(yù)定力的作用下能破裂的塑料緊固件。
4.如權(quán)利要求3所述的一由空氣袋驅(qū)動的膝蓋軟墊，其特征在于，該塑料緊固件是推進鉚釘。
5.如權(quán)利要求2所述的一由空氣袋驅(qū)動的膝蓋軟墊，其特征在于，該固聯(lián)裝置包括具有穿孔的可撕裂面、被設(shè)計成在一預(yù)定力的作用下破裂的可撕裂薄片。
6.如權(quán)利要求2所述的一由空氣袋驅(qū)動的膝蓋軟墊，其特征在于，還包括一當(dāng)該充氣器啟動及該空氣袋展開時來自充氣空氣袋、作用在該膝蓋軟墊板后面的壓力所產(chǎn)生的足以使該膝蓋軟墊板脫離該罩殼、以致在展開時使該膝蓋軟墊板朝后運動的力。
7.如權(quán)利要求1所述的一由空氣袋驅(qū)動的膝蓋軟墊，其特征在于，該系繩裝置包括約一英寸寬的聚酯帶。
8.如權(quán)利要求1所述的一由空氣袋驅(qū)動的膝蓋軟墊，其特征在于，該系繩裝置包括約一英寸寬的尼龍帶。
9.如權(quán)利要求2所述的一由空氣袋驅(qū)動的膝蓋軟墊，其特征在于，該空氣袋充氣時，其橫截面為一矩形橫截面；其特征還在于，該系繩裝置包括在該罩殼和該膝蓋軟墊板之間來回折疊的聚酯帶。
10.如權(quán)利要求2所述的一由空氣袋驅(qū)動的膝蓋軟墊，其特征在于，該空氣袋充氣時，其橫截面為一矩形橫截面；其特征在于，該系繩裝置包括在該罩殼和該膝蓋軟墊板之間來回折疊的尼龍帶。
11.如權(quán)利要求1所述的一由空氣袋驅(qū)動的膝蓋軟墊，其特征在于，該空氣袋由尼龍布做成。
12.如權(quán)利要求1所述的一由空氣袋驅(qū)動的膝蓋軟墊，其特征在于，該空氣袋由聚酯布料做成。
13.如權(quán)利要求1所述的一由寬氣袋驅(qū)動的膝蓋軟墊，其特征在于，該系繩裝置包括一約一英寸寬和厚度在百分之五到十分之一英寸范圍內(nèi)的聚酯帶。
14.如權(quán)利要求1所述的一由空氣袋驅(qū)動的膝蓋軟墊，其特征在于，該系繩裝置包括一約一英寸寬和厚度在百分之五到十分之一英寸范圍內(nèi)的尼龍帶。
15.如權(quán)利要求2所述的一由空氣袋驅(qū)動的膝蓋軟墊，其特征在于，該系繩裝置包括使該膝蓋軟墊板定位和穩(wěn)定的一對間隔平行系繩和至少一根定位系繩。
16.如權(quán)利要求2所述的一由空氣袋驅(qū)動的膝蓋軟墊，其特征在于，該系繩裝置包括使該膝蓋軟墊板定位和穩(wěn)定的一對間隔平行系繩和至少一根定位系繩，該定位系繩被設(shè)置得當(dāng)該膝蓋軟墊板在收縮位置是繃緊的。
17.如權(quán)利要求1所述的一由空氣袋驅(qū)動的膝蓋軟墊，其特征在于，該聯(lián)接裝置包括以與空氣袋展開通口的門形成封閉關(guān)系的方式鉸接該膝蓋軟墊板的鉸接裝置。
18.如權(quán)利要求17所述的一由空氣袋驅(qū)動的膝蓋軟墊，其特征在于，鉸接裝置包括一把該膝蓋軟墊板的上邊緣與聯(lián)接在汽車上的支承件連接起來的單片或單塊可變形鉸鏈。
19.如權(quán)利要求18所述的一由空氣袋驅(qū)動的膝蓋軟墊，其特征在于，系繩裝置包括一根或多根聯(lián)接于膝蓋軟墊板下側(cè)邊緣和該罩殼之間的系繩。
20.如權(quán)利要求19所述的一由空氣袋驅(qū)動的膝蓋軟墊，它還包括降低膝蓋軟墊板展開速度的裝置，該裝置包括使用彈性材料制成的在展開時吸收能量的一根或多根系繩。
專利摘要一種由空氣袋驅(qū)動的位于汽車儀表板下方朝前傾斜部分并固定于支承件的膝蓋軟墊，包括安裝在該支架上的罩殼；在罩殼內(nèi)的充氣器和空氣袋；一用于該充氣袋和空氣袋的作為空氣袋展開通口的門的膝蓋軟墊板，該通口形成在汽車儀表板上的一部分上；把該膝蓋軟墊板設(shè)置在空氣袋展開通口的聯(lián)接裝置；展開時限制該膝蓋軟墊板朝后運動的系繩裝置。在汽車碰撞時，膝蓋軟墊在汽車的乘座室內(nèi)朝后展開，為乘客提供下肢防撞的安全。
文檔編號B60R21/205GK2237576SQ9521171
公開日1996年10月16日 申請日期1995年5月19日 優(yōu)先權(quán)日1994年5月23日
發(fā)明者格雷戈里J·蘭, 布倫特R·馬爾尚, 布拉德利D·哈里斯, 史蒂文R·弗勒丹, 克里斯托費霍克, 帕特里克G·賈博 申請人:莫頓國際股份有限公司