CN107199983B - 一种安装在顶棚上的正面乘员气囊 - Google Patents

一种安装在顶棚上的正面乘员气囊 Download PDF

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Abstract

本发明涉及被动安全装置技术领域，具体地说是一种安装在顶棚上的正面乘员气囊，包括气体发生器、漏斗形气袋和壳体，斗形气袋包括导气通道、撕裂旋转机构、气袋主体和内拉带，导气通道联通气体发生器与气袋主体，内拉带的两端分别设置在导气通道的内侧以及气袋主体的内侧下方，导气通道的外侧与气袋主体之间设有撕裂旋转机构。本发明同现有技术相比，设计了安装在顶棚上的正面乘员气囊，在正面碰撞发生时，可撕裂结构和内拉带的设置，确保气袋展开时，气袋主体能够迅速到位。并且，所形成的狭长槽，给予乘员在碰撞中向前向下运动的空间，实现对人体有效的保护，避免颈部拉伸伤害。

Description

一种安装在顶棚上的正面乘员气囊
技术领域
本发明涉及被动安全装置技术领域，具体地说是一种安装在顶棚上的正面乘员气囊。
背景技术
在汽车发生碰撞时，安全气囊为乘员提供有效的防撞保护。在车辆正面碰撞中，传统的正面约束***包含安全带和气囊，共同保护正面碰撞中乘员的躯干、头部和颈部。在正面碰撞发生时，乘员向前运动，乘员的髋部和上躯干依靠座椅和腰部安全带能够得到有效的约束，同时安全带限力器和气囊共同作用，允许乘员躯干在腰椎作用下绕着髋部向前旋转，进而降低躯干、头部和颈部伤害。气囊首先支撑乘员的头部和颈部，从而减轻躯干、头部和颈部的伤害。
参见图1，传统的副驾驶乘员气囊的设计特征是气囊正对着乘员展开，并以仪表板反作用力为支撑，使气囊变形来为乘员旋转运动提供大量的运动空间，从而实现对乘员的保护。
随着人们对车内空间需求，内饰设计多样性需求的增加，越来越多要求将乘员侧气囊从仪表板上移到其他地方，从而节约仪表板空间，提高内饰件设计美感。参见图2，典型的顶棚乘员安全气囊装置固定在顶棚和车身顶梁之间，在公开号为 1191952的专利中披露的一种气囊，该气囊装置在顶棚内，在碰撞发生时，气囊从乘员前方充气形成“窗帘”，当乘员向前运动时，气囊迫使乘员的头向后。此气囊装置的问题是“窗帘”限制了乘员向前运动从而会造成乘员头部向后旋转，这个缺陷导致顶棚式乘员气囊造成较高的头部加速度伤害和颈部拉伸伤害。所以这个设计不是减轻了乘员伤害，而是可能导致增加受到伤害。
因此，需要设计一种在正面碰撞发生时，能够给予乘员较大的运动空间并提供足够保护的安装在顶棚上的正面乘员气囊。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供了一种在正面碰撞发生时，能够给予乘员较大的运动空间并提供足够保护的安装在顶棚上的正面乘员气囊。
为了达到上述目的，本发明是一种安装在顶棚上的正面乘员气囊，包括气体发生器、漏斗形气袋和壳体，气体发生器和漏斗形气袋装配在壳体内，壳体装配在顶棚与车顶横梁之间，其特征在于：漏斗形气袋包括导气通道、撕裂旋转机构、气袋主体和内拉带，导气通道联通气体发生器与气袋主体，内拉带的两端分别设置在导气通道的内侧以及气袋主体的内侧下方，导气通道的外侧与气袋主体之间设有撕裂旋转机构。
所述的撕裂旋转机构包括可撕裂结构，狭长槽和旋转点，导气通道的外侧与气袋主体之间采用撕裂结构连接并形成狭长槽，狭长槽靠近漏斗形气袋的端部设有旋转点，在汽车发生碰撞时，可撕裂结构固定了气袋主体的初始位置，当乘员头部压迫气袋主体后，可撕裂结构断裂，气袋主体顺着狭长槽沿着旋转点向前下方运动。
所述的可撕裂结构为外拉带，外拉带包括上片、下片和裁切口，上片与导气通道固定，下片与气袋主体固定，上片、下片由一片式面料组成，上片与下片的连接处设有裁切口。
所述的可撕裂结构为缝线，导气通道的外侧与气袋主体之间采用缝线缝纫。
遮阳板穿过顶棚固定在所述的壳体或车身支架上。
本发明同现有技术相比，设计了安装在顶棚上的正面乘员气囊，在正面碰撞发生时，可撕裂结构和内拉带的设置，确保气袋展开时，气袋主体能够迅速到位。并且，所形成的狭长槽，给予乘员在碰撞中向前向下运动的空间。乘员头部接触到气袋主体后，可撕裂结构断裂，气袋主体顺着狭长槽沿着旋转点向前下方运动，气袋主体支撑乘员上躯干吸收乘员冲击能量，从而实现对人体有效的保护，避免颈部拉伸伤害。
附图说明
图1为传统的乘员气囊工作示意图。
图2为典型的顶棚式气囊工作示意图。
图3为本发明实施例一的示意图。
图4为本发明实施例一的工作示意图一。
图5为本发明实施例一的工作示意图二。
图6为本发明实施例一的工作示意图三。
图7为本发明实施例一的工作示意图四。
图8为本发明实施例一的导气通道设计示意图。
图9为本发明实施例一的外拉带结构示意图。
图10为本发明实施例一的外拉带工作断裂示意图。
图11为本发明实施例二的缝线结构示意图。
图12为本发明实施例二的缝线工作断裂示意图。
具体实施方式
现结合附图对本发明做进一步描述。
实施例一
参见图3，本发明是一种安装在顶棚上的正面乘员气囊，包括气体发生器1、漏斗形气袋2和壳体3，气体发生器1和漏斗形气袋2装配在壳体3内，壳体3装配在顶棚21与车顶横梁之间，遮阳板穿过顶棚21固定在所述的壳体3或车身支架上。漏斗形气袋2包括导气通道4、撕裂旋转机构、气袋主体7和内拉带6，导气通道4联通气体发生器1与气袋主体7。内拉带6的两端分别设置在导气通道4的内侧以及气袋主体7的内侧下方，导气通道4的外侧与气袋主体7之间设有撕裂旋转机构。
参见图8，导气通道4与气体发生器1连接在一起，气体发生器1出气口位于导气通道4内，并共同装配于壳体3内。导气通道4是由一定强度和隔热功能的面料缝纫而成，宽度为250mm，具体尺寸根据气流速度要求加宽或者减小。由于导气通道4的尺寸细长，展开时不会过度膨胀，也降低了对遮阳板、顶棚等周围环境件的冲击。气囊从顶棚上沿着前挡风展开并位于副驾驶乘员与挡风玻璃之间。气体发生器1产生的气体通过导气通道4将气体传输到气袋主体7内，使气袋主体7膨胀于乘员面前，并从下往上充满。导气通道5自身并不对乘员产生约束或吸收能量，仅仅提供气体导流的功能，将气体发生器1产生的气体传输到气袋主体7内，从而实现气袋对乘员9最大限度的保护。
气囊在充气过程中，由于气体的冲击，气袋主体7会迅速向下延展运动，为了限制了气囊展开过程中向下延展的趋势，设计了内拉带6。内拉带6由一定强度的面料裁切而成，宽度为50~200mm，长度为300~500mm，具体尺寸根据车内空间和乘员设计位置进行调节。由气体发生器1充满的多面体气囊填充了副驾驶与风挡之间的空间，内拉带6保持漏斗形气袋2的稳定性，避免除风挡外其他车身结构件对其稳定性的影响。在漏斗形气袋2充满的过程中，内拉带6限制了气囊展开过程中向下运动的幅度，避免了向下过度的延展。在气袋展开时，内拉带6配合撕裂旋转机构共同实现了气袋迅速准备的导气，保证气袋主体7迅速就位于乘员头部，并使气体由下向上迅速充满气囊，保证了气囊充气后一定的刚度，使漏斗形气袋2与仪表板10接触和反作用力降到最小。内拉带6的拉伸效果确保气袋在碰撞过程中没有侧向和垂直方向上的运动，不需要来自仪表板10的额外支撑，能够实现自我支撑。此外，内拉带6限制控制了气囊的体积。
参见图4-7，撕裂旋转机构包括撕裂结构，狭长槽8和旋转点p，导气通道4的外侧与气袋主体7之间采用可撕裂结构连接并形成狭长槽8，狭长槽8靠近漏斗形气袋2的端部设有旋转点，在汽车发生碰撞时，可撕裂结构固定了气袋主体7的初始位置，减少展开和碰撞过程中的不稳定运动，使气袋在碰撞早期准确及时就位，从而使乘员头部与气袋主体7实现有效正确的接触。同时也保证在碰撞过程中气囊的稳定性。所形成的狭长槽8，给予乘员在碰撞中向前向下运动的空间。随着乘员运动程度的加深，当乘员头部压迫气袋主体7后，可撕裂结构断裂，气袋主体7顺着狭长槽8沿着旋转点p向前下方运动，旋转点p允许乘员9随着气袋主体7一起向前运动，但同时也保证了气袋主体7受到外力后仍然能够保持装配在顶棚上。同时气袋主体7支撑乘员上躯干吸收乘员冲击能量，基于气袋主体7给予乘员胸部和颈部一定的支撑，乘员可以随着狭长槽8向前向下滑动，从而避免了较高的胸部加速度和颈部弯矩伤害，实现对人体有效的保护，也避免了顶棚“窗帘”式气囊所引起的颈部拉伸伤害过大问题。
参见图9-10，本例中，可撕裂结构为外拉带5，外拉带5包括上片52、下片53和裁切口51，上片52与导气通道4固定于外侧点a，下片53与气袋主体7固定于点b，以确保气袋展开时气袋主体7迅速到位。上片52与下片53由一片具有一定强度的面料组成，上片52与下片53的连接处设有一定长度和数量的裁切口51，裁切口51的数量和长度根据碰撞的速度和能量进行调节。
实施例二
参见图11-12，本例中，可撕裂结构为缝线54，缝线54具有一定强度，强度可以根据实验结果进行调节。导气通道4的外侧与气袋主体7之间采用缝线54缝纫，缝线54将气袋上端的导气通道4和下端的气袋主体7连接在一起，在点爆初始能够保证气袋迅速到位，缝线54保持拉伸可以减少展开和碰撞过程中的不稳定运动，从而保证乘员接触气袋主体7上，同时也保证在碰撞过程中气囊的稳定性。气袋展开到位后，缝线54完成其功能，并且当乘员与气袋接触后因为载荷作用而断裂。
基于本发明设计特征的结合保证了气袋在碰撞发生时能够有效的吸收碰撞能量，而不需要在常规碰撞中由仪表板10所产生的反作用力为支撑。

Claims (4)

1.一种安装在顶棚上的正面乘员气囊，包括气体发生器（1）、漏斗形气袋（2）和壳体（3），气体发生器（1）和漏斗形气袋（2）装配在壳体（3）内，壳体（3）装配在顶棚（21）与车顶横梁之间，其特征在于：漏斗形气袋（2）包括导气通道（4）、撕裂旋转机构、气袋主体（7）和内拉带（6），导气通道（4）联通气体发生器（1）与气袋主体（7），内拉带（6）的两端分别设置在导气通道（4）的内侧以及气袋主体（7）的内侧下方，导气通道（4）的外侧与气袋主体（7）之间设有撕裂旋转机构，所述的撕裂旋转机构包括撕裂结构，狭长槽（8）和旋转点，导气通道（4）的外侧与气袋主体（7）之间采用可撕裂结构连接并形成狭长槽（8），狭长槽（8）靠近漏斗形气袋（2）的端部设有旋转点，在汽车发生碰撞时，可撕裂结构固定了气袋主体（7）的初始位置，当乘员头部压迫气袋主体（7）后，可撕裂结构断裂，气袋主体（7）顺着狭长槽（8）沿着旋转点向前下方运动。
2.根据权利要求1所述的一种安装在顶棚上的正面乘员气囊，其特征在于：所述的可撕裂结构为外拉带（5），外拉带（5）包括上片（52）、下片（53）和裁切口（51），上片（52）与导气通道（4）固定，下片（53）与气袋主体（7）固定，上片（52）、下片（53）由一片式面料组成，上片（52）与下片（53）的连接处设有裁切口（51）。
3.根据权利要求1所述的一种安装在顶棚上的正面乘员气囊，其特征在于：所述的可撕裂结构为缝线（54），导气通道（4）的外侧与气袋主体（7）之间采用缝线（54）缝纫。
4.根据权利要求1所述的一种安装在顶棚上的正面乘员气囊，其特征在于：遮阳板穿过顶棚（21）固定在所述的壳体（3）或车身支架上。
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