CN1689874B - 膝部气袋组件 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种与混合型充气机相比具有小型轻量的充气机的膝部气袋组件。该膝部气袋组件(10)包括容器状的保持器(12)、连接于该保持器(12)的内部的膝部气袋(14)、用于使该膝部气袋(14)膨胀的充气机(16)以及保持该充气机(16)的充气机支架(18)。该充气机(16)为仅喷出气体发生剂的反应气体的热解充气机。在该充气机(16)中，设置有指向相互相反的方向的2个气体喷出口(16c、16c)。在该支架(18)上，设置有与气体喷出口(16c、16c)相对的侧壁部(18h、18h)。从各气体喷出口(16c、16c)向相反方向喷出的气体分别沿着侧壁部(18h、18h)而导入到膝部气袋(14)的内部。

Description

膝部气袋组件
技术领域
本发明涉及一种在汽车等车辆发生碰撞时，通过充气机使气囊(膝部气袋)在就座于座椅上的乘员的腿部前方膨胀而保护乘员腿部的膝部气袋组件。
背景技术
在包括膝部气袋和用于使膝部气袋膨胀的充气机的膝部气袋组件中，作为充气机采用混合型充气机(特开2003-170800号公报)。该混合型充气机同时具有贮存高压气体的高压箱、气体发生剂及其点火设备，在气体发生剂进行点火动作时，所产生的气体使高压箱内的气体压力升高，使高压箱出口的封闭部件破坏，从而使贮存的高压气体和产生的气体的混合气体从喷出口喷出而构成。在该混合型充气机中，起初喷出气体的压力高，可以提前使膝部气袋膨胀。另外，由于喷出气体为贮存气体和气体发生剂产生的反应气体的混合气体，所以与仅喷出气体发生剂产生的反应气体的热解充气机相比，喷出气体温度低，从而可以降低膝部气袋对耐热性的要求。
专利文献1：特开2003-170800号公报
发明内容
由于混合型充气机具有高压箱，所以体积大、重量大。
本发明的目的在于提供一种与混合充气机相比具有小型轻量的充气机的膝部气袋组件。
本发明(方案1)的膝部气袋组件，包括膝部气袋，可在车辆乘员腿部的前方展开的；和充气机，从喷出口喷出用于使该膝部气袋膨胀的气体；其特征在于，该充气机为仅喷出气体发生剂的反应气体的热解充气机。
方案2所述的膝部气袋组件，在方案1的基础上，其特征在于，在该膝部气袋中的热量或强度的高负荷部分，设置有防火布或补强布。
方案3所述的膝部气袋组件，在方案1或2的基础上，其特征在于，上述充气机内嵌于充气机支架中而保持，该充气机支架具有与上述充气机的气体喷出口相对的板部。
方案4所述的膝部气袋组件，在方案3的基础上，其特征在于，上述充气机包括指向相互相反的方向的2个气体喷出口，上述板部夹持充气机而设置有一对。
方案5所述的膝部气袋组件，在方案1～5中的任何一项的基础上，其特征在于，上述充气机具有下述的特性：当在容积为1ft3的常压的密封箱内部进行气体喷出动作时，动作后经过5mSec时的箱内压为35～65kPa，动作后经过15mSec时的箱内压为175～245kPa，箱内的最高到达压力为240～300kPa。
在本发明的膝部气袋组件中，作为充气机采用热解充气机，充气机的尺寸小、重量轻，因而也使膝部气袋组件的小型轻量化。
由于该热解充气机与混合型充气机相比，喷出气体温度高，所以优选当膝部气袋膨胀时，在热量或强度负荷变大的部位设置防火布或补强布而进行加固。
另外，为避免由充气机的气体喷出口喷出的气体直接喷射到膝部气袋的内表面上，优选设置与该喷出口相对的板部。通过将该板部设置在充气机支架上，可以设置在与气体喷出口相对的规定位置上，并且可以不需要板部的安装专用部件。
当在充气机上设置指向相互相反方向的2个气体喷出口，并相应地设置一对板部时，可使来自各气体喷出口的气体碰到各板部而改变方向后，相互合流而导入到膝部气袋内。
在本发明中，充气机适于具有以下特性：当在容积为1ft3的常压的密封箱内进行气体喷出动作时，动作后经过5mSec时的箱内压为35～65kPa，动作后经过15mSec时的箱内压为175～245kPa，箱内的最高到达压力为240～300kPa。如果采用这样的充气机，则膝部气袋可以提前在乘员腿部前方宽阔地展开，并可以充分地阻挡乘员腿部，缓和施加给乘员腿部的冲击。
附图说明
图1为设置有实施方式中的膝部气袋组件的驾驶座前方附近的膝部气袋未膨胀时的纵剖视图；
图2为图1的膝部气袋组件的膝部气袋膨胀时的纵剖视图；
图3为充气机和充气机支架的透视图；
图4为充气机和充气机支架的主视图和剖视图；
图5为沿图4(b)中的V-V线的剖视图；
图6为膝部气袋的主视图；
图7为沿图6中的VII-VII线的剖视图；
图8为另一实施方式的膝部气袋组件的纵剖视图。
具体实施方式
下面参照附图，对本发明的实施方式进行描述。
图1和图2为设置有实施方式中的膝部气袋组件的驾驶座前方附近的纵剖视图，图1表示膝部气袋未膨胀时，图2表示膝部气袋膨胀时。图3为该膝部气袋组件的充气机和充气机支架的透视图，图4(a)为该充气机和充气机支架的主视图，图4(b)为沿图4(a)的b-b线的剖视图，图5为沿图4(b)的V-V线的剖视图。另外，图6为膝部气袋的主视图，图7为沿图6中的VII-VII线的剖视图。
在本实施方式中，在设于车辆的驾驶座1D前方的驾驶座侧安装面板2D的下部，设置膝部气袋组件10。
该膝部气袋组件10包括前表面(乘员侧的表面)开放的容器状的保持器12、连接在该保持器12内的膝部气袋14、用于使该膝部气袋14膨胀的充气机(气体发生器)16以及用于保持该充气机16的充气机支架(以下简称为“支架”)18。
在本发明中，该充气机16为仅喷出气体发生剂的反应气体的热解充气机。
在驾驶座侧安装面板2D的下部(转向柱罩的下侧)，设置有膝部气袋组件设置用的凹部3，在该凹部3内设置有上述保持器12。通常(在车辆未陷入前方发生碰撞等紧急情况时)，膝部气袋14被以折叠状态收容于该保持器12内。
以覆盖该保持器12的前面开口和凹部3的方式，安装下部安装面板4。该下部安装面板4中的覆盖该保持器12的前面开口的区域，在膝部气袋14膨胀时，由于该膝部气袋14的挤压力而开裂，如图1～图2所示，呈门状打开而构成。标号4a表示用于引导该下部安装面板4开裂的撕裂线。
如图1所示，将该保持器12设置在低于驾驶座1D的座面附近的高度的高度上。膝部气袋14在充气机动作时，挤开上述下部安装面板4，向车室内膨胀，并沿着该下部安装面板4的前表面和上述转向柱罩的下表面附近，从下向上膨胀。如图2所示，膨胀完毕的膝部气袋14的上部与驾驶座乘员的膝部附近相对。
此外，如图6所示，该膝部气袋14呈从其上下方向的中间部分，向下侧的左右方向(车辆宽度方向)的宽度变小的形状。
在本实施方式中，如图7所示，该膝部气袋14，将构成乘员侧的表面的前部面板14a和构成安装面板2D侧的表面后部面板14b的周边部彼此缝合而形成袋状。标号S表示缝合的接缝。
在该膝部气袋14的内部，上下多段地(在本实施方式中，为2段)设置将该前部面板14a和后部面板14b的上下方向的中间部分彼此连接的系绳14c、14d。该系绳14c、14d均沿左右方向连续延伸，并分别在规定的左右宽度上与前部面板14a和后部面板14b接合。各系绳14c、14d的左右两端均与膝部气袋14的左右侧边分离，在这些系绳14c、14d的左右两端与膝部气袋14的左右侧边之间，分别形成通气空间。
在本实施方式中，如图2所示，在该膝部气袋14内设有充气机16，用于保持该充气机16的充气机支架18从膝部气袋14的内侧将上述后部面板14d的下端附近固定在保持器12内。
在本实施方式中，在膝部气袋14中的、易于承受从该充气机16喷出的气体的热负荷的部分和易于承受强度负荷的部分，分别安装有由防火布或补强布等形成的加固布。
详细地说，在本实施方式中，在与充气机16相对的前部面板14a的下半侧的内侧面上，呈多层状(在本实施方式中为双层)安装加固布14e、14f，并且还在与其相对的后部面板14b的下半侧的内侧面上，呈多层状(双层)安装加固布14g、14h。这些加固布14e～14h分别延伸到前部面板14a和后部面板14b的周边部，并加固两者的缝合部。
另外，如图7所示，这些加固布14e～14h中的、直接与前部面板14a和后部面板14b的内侧面重合的加固布14e、14g，分别延伸到上段侧的系绳14c与前部面板14a及后部面板14b的接合部所在的高度，由此，各系绳14c、14d与前部面板14a及后部面板14b的接合部，也分别通过这些加固布14e、14g被加固。
在通过充气机支架18而安装在保持器12内的后部面板14b的下端附近的外侧面上，以多层状(在本实施方式中为双层)安装加固布14i、14j。
此外，沿前部面板14a和后部面板14b的上半侧的周边部，分别安装加固布14k、14l。通过这些加固布14k、14l，对该前部面板14a和后部面板14b的上半侧的周边部彼此之间的缝合部进行加固。
另外，在本实施方式中，还分别在各系绳14c、14d上安装加固布14m、14n。
在本实施方式中，充气机16在圆筒形的外壳16a内填充气体发生剂。在该外壳16a的一端(后端)，设置有该气体发生剂点火用的点火器16b，在另一端，如图4(a)、(b)和图5所示，设置有指向与该外壳16a的轴线方向交叉的、相互相反的方向的2个气体喷出口16c、16c。
而且，如图所示，外壳16a的前端侧直径小，在该小径部的侧周面上，形成有各气体喷出口16c、16c。
从该小径部的前端面，突出设置用于将充气机16连接在支架18上的螺栓16d。
标号16e表示用于向上述点火器16b通电的导线。
在本实施方式中，充气机16具有下述的特性：当在容积为1ft3的常压的密封箱内进行气体喷出动作时，动作后经过5m5Sec时的箱内压为35～65kPa，动作后经过15mSec时的箱内压为175～245Kpa，箱内的最高到达压力为240～300kPa。
充气机支架18包括与长度方向交叉的方向的截面形状呈コ字形的主体部18a、跨越该主体部18a的两侧边部彼此之间的拱形部18b、分别从该主体部18a的两侧边部突出设置的充气机压片18c以及从该主体部18a的图4的下表面(基部18d)向图4(b)的下方突出设置的双头螺栓18e。
该拱形部18b分别设于主体部18a的图4(b)的左端侧、右端侧及其中间附近。该左端侧的拱形部18b被塞壁18f堵塞。在该塞壁18f上，设有使从充气机16(外壳16a)的前端面突出设置的上述螺栓16d所插通的螺栓插孔(省略标号)。
充气机16从前端侧依次通过该主体部18a的图4(b)中的右端侧和中间附近的各拱形部18b，而内嵌于支架18中。从该充气机16的前端面突出设置的螺栓16d，在该主体部18a的图4(b)的左端侧，插通上述塞壁18f的螺栓插孔，延伸到该支架18的外部。通过将螺母16f紧固于该螺栓16d上，将充气机16和支架18连接起来。
另外，在构成该主体部18a的图4(b)的下表面的基部18d上，如图所示，形成向支架18的内侧突出的凸台部18g。内嵌于支架18中的充气机16与该凸台部18g抵接，从而与基部18d分离。
如图5所示，向相互接近的方向凿紧分别从该主体部18a的两侧边部突出设置的充气机压片18c、18c，从图5的上方与充气机16的侧周面抵接，从而将该充气机16挤压在该凸台部18g上。
如图5所示，该主体部18a中的、围绕设有气体喷出口16c的充气机16的前端侧的部分，截面形状形成具有基部18d和从该基部18d的两侧边部立起的1对侧壁部18h、18h的U字形，并向图5的上方开放。该充气机16如图所示，以指向相反方向的各气体喷出口16c、16c分别与该侧壁部18h、18h相对的方式进行设置。
即，在本实施方式中，这些侧壁部18h、18h分别构成与充气机16的各气体喷出口16c、16c相对的板部，从各气体喷出口16c、16c，向相反方向喷出的气体，分别碰到该侧壁部18h、18h而向图5的上方改变方向，合流之后导入到膝部气袋14内。
保持于该支架18上的充气机16以长度方向为左右方向而设置于膝部气袋14内，该支架18的基部18d紧贴在该膝部气袋14的后部面板14b的下端附近的内侧面上。此时，从该基部18d突出设置的双头螺栓18e插通该后部面板14b的螺栓插孔(省略图示)而向膝部气袋14的后方(与乘员侧相反的一侧)突出，进而插通保持器12内的螺栓插孔(省略图示)。此外，通过将螺母18f紧固在该双头螺栓18e上，将支架18固定于保持器12内，并且将后部面板14b的下端附近夹持在该支架18和保持器12之间。
当具有上述构成的膝部气袋组件10的车辆发生前方碰撞时，充气机16进行气体喷出动作，通过来自该充气机16的气体使膝部气袋14开始膨胀。该膝部气袋14挤开下部安装面板4而向车室内膨胀，并沿着该下部安装面板4的前表面和转向柱罩的下表面附近向上膨胀。并且，膨胀的膝部气袋14的上部与乘员的膝部附近相对而对其进行阻挡。
在本发明中，充气机16为仅喷出气体发生剂的反应气体的热解充气机，与混合型充气机相比，重量轻、整体尺寸小。因而可以小型轻量地形成整个膝部气袋组件10。由此，也可将膝部气袋组件10设置在转向柱罩的下侧等狭窄空间内。
在该热解型充气机16进行气体喷出动作时，虽然从各气体喷出口16c喷出温度较高的气体，但是由于在膝部气袋14中的、易于承受来自该充气机16的气体的热量负荷的部分和易于承受强度负荷的部分，分别安装有由防火布和补强布等形成的加固布14e～14n，所以膝部气袋14具有足够的耐热性和强度。
另外，由于在该膝部气袋组件10中，膝部气袋组件18的各侧壁部18h分别与各气体喷出口16c相对，所以从各气体喷出口16c喷出的气体碰到各侧壁部18h，而不会直接喷射到膝部气袋14的内表面上。因此，可以将膝部气袋14所需的耐热性抑制在较低的程度。
此外，在本实施方式中，虽然充气机16的气体喷出口16c、16c彼此指向相互相反的方向，但是由于从这些气体喷出口16c、16c喷出的气体分别碰到膝部气袋组件18的侧壁部18h、18h而向同一方向改变方向，接着合流之后导入到膝部气袋14内，所以使得膝部气袋14顺畅地进行膨胀。
虽然在上述实施方式中，将膝部气袋组件10设置在驾驶座侧安装面板2D的下部(转向柱罩的下侧)，但是本发明的膝部气袋组件的配置不限于此。例如本发明的膝部气袋组件也可如图8所示地配置在副驾驶座一侧。
图8为表示另一实施方式的膝部气袋组件的向副驾驶座一侧的配置例的纵剖视图。
在图8的实施方式中，在配置于副驾驶座1P前方的副驾驶座侧安装面板2P的下部，即，设于副驾驶座侧安装面板2P的前表面上的杂物箱5的下侧的封闭空间6内，设置膝部气袋组件10A。标号7表示覆盖该膝部气袋组件10A的保持器12的前表面开口和该封闭空间6的下部安装面板。该下部安装面板7中的、覆盖保持器12的前表面开口的区域，在膝部气袋14膨胀时，因来自该膝部气袋14的挤压力而开裂，并呈门状打开而构成。
另外，虽然该杂物箱7下侧的封闭空间6非常狭窄，但是在本发明中，由于充气机16采用较小型的热解充气机，所以可以较小型地形成膝部气袋组件10A，并可以将膝部气袋组件10A设置在这样较窄的封闭空间6内。
该膝部气袋组件10A的结构与图1～图7的膝部气袋组件10相同。
在本发明中，为保护后部座椅的乘员腿部，也可以将膝部气袋组件配置在后部座椅的前方。在这种情况下，由于如上所述，可以较小型地构成本发明的膝部气袋组件，所以，例如也可以将该膝部气袋组件设置(内置)在前部座椅的座垫(座椅部)的后部乃至座椅靠背的下部等。
上述各实施方式表示本发明的一例，但是本发明不限于上述各实施方式。例如，充气机的气体喷出口既可设置3个以上，也可仅设置1个。在设置3个以上的气体喷出口时，也可仅使一部分气体喷出口指向相互相反的方向。此外，还可以使所有的气体喷出口指向各不相同的方向，或指向同一方向。而且，板部可以与所有的气体喷出口相对，也可以存在不与板部相对的气体喷出口。

Claims (3)

1.一种膝部气袋组件，包括：膝部气袋，可在车辆乘员腿部的前方展开；和充气机，从喷出口喷出使该膝部气袋膨胀的气体，其特征在于，该充气机为仅喷出气体发生剂的反应气体的热解充气机；
所述充气机内嵌于充气机架中而保持，该充气机架具有与所述充气机的喷出口相对的板部；
所述充气机包括指向相互相反的方向的2个气体喷出口，所述板部夹持充气机而设置有1对，使来自各气体喷出口的气体碰到各板部而改变方向后，合流而导入到膝部气袋内。
2.根据权利要求1所述的膝部气袋组件，其中，在该膝部气袋中的热量或强度的高负荷部分，设置有防火布或补强布。
3.根据权利要求1或2所述的膝部气袋组件，其中，所述充气机，在容积为1ft3的常压的密封箱内部进行气体喷出动作时，动作后经过5mSec时的箱内压为35～65kPa，在动作后经过15mSec时的箱内压为175～245kPa，箱内的最高到达压力为240～300kPa。
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