汽车用气囊装置 本发明涉及一种汽车用汽囊装置，特别是一种具有能够以少量充气气体为气囊快速充气的气囊组件的汽车用充气装置。
至今已提出了许许多多的汽车用气囊装置。一种传统的汽车用气囊装置一般包括一充气气囊和一用于检测汽车碰撞以产生碰撞检测讯号的碰撞检测器。另外，传统的气囊装置包括一电子控制装置(此后称作“ECU”)，用于从碰撞传感器接收碰撞检测讯号以控制气囊的操用，以及一充气器，用于按照来自ECU的气囊膨胀触发讯号向充气气囊充入气体或空气以使气囊膨胀。
图4表明传统气囊装置构成情况的示意简图。如图4中所示，如果车辆沿道路行驶时因与另一车辆或物体相撞而使车身受到冲撞，则车辆的碰撞可由装在车辆前部的碰撞传感器10监测出来。碰撞传感器10在车身所受到的冲撞超过向气囊40充气所需要的某一预定冲撞值时生成碰撞检测讯号，并将其输往ECU 20。ECU 20确定碰撞检测讯号是否从碰撞检测器10收到，以便向充气器30提供气囊膨胀触发讯号。一当气囊膨胀触发讯号发出，充气器30即向充气气囊40喷入诸如氮气N2或氩气Ar等隋性气体或者空气以使气囊40瞬间充气。从而，车辆中的乘客可以受到已充气气囊40的防护，不与车辆的某一结构部件相撞。
在操作情况一如上述的传统气囊装置中，由于烟火材料和作为包含在充气器中的可点燃材料的气体生成材料的爆燃而产生的高温高压充气气体瞬时地输进具有大约60至120升容积的折叠气囊以向气囊充气，所以，为了气囊的完美膨胀，则需要大量地烟火材料和气体生成材料。再者，在气囊40膨胀时，接触气囊40的司机或乘客可能被高温高压的充气气体烫着，还可能因气囊40的高压而受到二次冲撞。此外还有，在气囊膨胀之后，充气气体压力的减低会使气囊的充气力量下降。
1993年2月16日颁发给Eric W.Wright的美国专利NO.5,186,492披露了一种能够用于汽车用气囊装置的气囊组件。所披露的气囊组件包括一反冲装置；一容器，包括一固定于反冲装置的罩盖；一气囊，基本上设置在容器之内；以及一联接于容器的充气器。在这种气囊组件中，气囊可以使用相对较少的零件颇具成效地固定于容器并设置在容器之内。此外，此气囊组件可以顺利地装在转向盘所能提供的有限空间之内。不过，虽然其装配简易，且其设置便利，但是，由于Eric W.Wright的专利中所说明的气囊组件仍然采用传统的气囊和充气器，所以以上提到的一些问题依然存在。
同时，装设于汽车中司机座位旁边的前排乘客座位的气囊应当具有大于施用于司机座位的气囊大约2.5倍的容积，因为占据前排乘客座位的乘客的体态特征较之占据司机座位的司机变化较大。换言之，占据正好在司机座位旁边的前排乘客座位的乘客，从小孩到成人有所不同，与司机相比，可能具有一种比较不稳定的姿势。因而，为了在事故中平安地保护前排乘客座位上的乘客，装在乘客隔间中的气囊必须具有大于装在司机隔间中的气囊的容积。结果，容积大于司机隔间气囊的气囊一般装在乘客的前部隔间。
因而采用了一种充气器，设计得用以生成大量气体以便把具有较大容积的气体输进具有较大容积的气囊以获得需要的充气力量。
1993年6月15日颁发给Hirokazu Kobari等人的美国专利No.5,219,178披露了一种气囊充气气体发生器，包括一圆筒，其中部形成有排气口。圆筒的两端设有由隔离构件构成的两个燃烧室。此外，一筒形端部过滤器与圆筒同轴地装设在圆筒的中央，一些中部过滤器装设在各隔离构件与端部过滤器之间，并形成有一些导引各中间过滤器的孔口。上述结构的充气气体发生器的目的在于生成具有较大容积的燃烧气体并增加气体生成材料的燃烧表面面积以便借此把气囊的膨胀控制在最佳状态。
HiroKazu Kobari的发生器可以提供较大容积的燃烧气体，但是为了生成较大容积的燃烧气体采用了两个燃烧室和多个过滤器。因而，这种充气气体发生器的缺点在于，需要大量的烟火材料和气体生成材料、结构复杂，以及所需制造成本很高。
图5表明用于传统的气囊装置之中的一种气囊组件。气囊组件100具有一容器110、设置在容器110中的气囊40和固定于容器110的筒形充气器30。容器110具有一反冲装置120和固紧于反冲装置120的罩盖130。容器110形成一内部腔穴112。
一般具有从60至120升容积的气囊40基本上设置在内部腔穴112之中。气囊40的一部分位于罩盖130与反冲装置120之间，并固定于位于容器110外面的卡持框架48。气囊40的其余部分位于容器110的内部腔穴112之中。
罩盖130最好是由弹性塑料制成。罩盖130内侧具有一些按预定型状设置的痕线132。
在容器已预组装之后，充气器30固接于容器110。充气器30具有一筒形外壳32。筒形外壳32具有许多配气喷嘴34。在汽车碰撞时，各配气喷嘴34迅速地排放诸如氮气等惰性气体进入气囊40中的第二内部腔穴114以使气囊40膨胀。
一般，气囊40和充气器30连接于反冲装置120。反冲装置120连接到车辆的某结构部件。反冲装置120包括由钢板制成的反冲盘122。反冲盘122包括一平面主体124、一对间隔开来的弓形钢带126和许多第一凸缘128。中心孔口140制成在平面主体124上。中心孔口140延伸在弓形钢带126之间。各第一凸缘128制成在平面主体124的周边上，且基本上垂直于平面主体124延伸。
四根螺杆142(只画出两根)用以把气囊组件100联接于车辆的某一结构部件。螺杆142与主体124连成一体并自主体伸出。第一凸缘128从容器110的外壁116向后伸出。
弓形钢带126形成容放筒形充气器30的托架。在充气器30正确地对中在由弓形钢带126构成的托架之中时，制成在充气器30筒形外壳32上的许多配气喷嘴34将与主体124上的中心孔口140对中以把充气器30排出的气体经由中心孔口140射入气囊40的第二内部腔穴114。设置在主体124周边处的第一凸缘128适于把罩盖130固定于反冲盘122。
罩盖130是一杯形构件。四个第二凸缘150(只画出两个)制成在罩盖130的边缘上。在罩盖130上的第二凸缘150和反冲盘122上的第一凸缘128上分别制成有各铆钉孔152和154。铆钉孔152和154彼此对中，使得各铆钉或其他固紧件能够通过对中的各孔被打入以使罩盖130与反冲盘122牢固地固紧。
图6表明示于图5的气囊组件100中的气囊40。气囊40具有囊口42。囊口42形成一入口，气体通过此入口与气囊40中的第二内部腔穴114连通。气囊织物在气体40的囊口42处形成织物管44。卡持框架48包括连续框架构件46，适于设置在织物管44里面。
靠近织物管44的气囊织物位于罩盖130上的第二凸缘150与反冲盘122上的第一凸缘128之间，如图5中所示。通过把罩盖130上的第二凸缘150和反冲盘122上的第一凸缘固紧在一起而把气囊织物固定在第一凸缘128与第二凸缘150之间。
使用上述结构的传统气囊组件100，由于气囊40通过迅速把高温高压的充气气体喷入容积大约是从60至120升的气囊40而膨胀，为了实现气囊40的完全膨胀，就需要大量的烟火材料和气体生成材料。此外，在气囊40完全膨胀之后，高温高压的充气气体可能烫着接触气囊40的司机或乘客，以及进一步，高压可能对司机或乘客施加二次冲撞。此外还有，在气囊40完全膨胀之后，由于充气气体的压力减小，气囊40的膨胀力量会迅速下降。
本发明旨在解决上述问题。本发明的目的是提供一种具有改进型气囊组件的气囊装置，其中为快速展开气囊只需要少量气体。
为了达到上述目的，本发明提供了一种汽车用气囊装置，此气囊装置包括：
一外壳，在其上部具有一罩盖。罩盖在汽车碰撞时是可破开的；
一充气器，用于生成惰性气体，充气器设置在外壳的底部，并在其中充满炸药用以在接收到汽车碰撞时所产生的碰撞检测讯号时通过点燃炸药而生成惰性气体；以及
通过送入惰性气体而展开的一充气气囊，充气气囊折叠在外壳之中，并具有在展开时会接触人体的前部、用于把惰性气体送入充气气囊的入口部、在前部与入口部之间的中部，而前部具有包敷在前部外表面上的弹性泡沫体，入口部围绕着充气器。
气囊装置还包括一支承件，用于与罩盖一起向充气气囊施加一压力，以便减小充气气囊的体积从而把充气气囊装在外壳中，支承件设置在罩盖与充气器之间，并固定于外壳的底部。
支承件由合成树脂构成。最好是，合成树脂是尼龙。弹性泡沫体在大气压力下具有8-12千克/升的密度、1000-6500克/克分子的分子量、以及10-20厘米的厚度。弹性泡沫体具硬化形式。最好是，硬化泡沫体由聚氨基甲酸乙酯泡沫体构成。最好是，硬化泡沫体由苯乙烯泡沫体构成。弹性泡沫体具微孔形式。
弹性泡沫体具有的密度是1012-1018克/立方厘米。当充气气囊展开时，大气压下的弹性泡沫体的容积是充气气囊整个容积的六分之一至二分之一。最好是，当充气气囊展开时，大气压下的弹性泡沫体的容积是充气气囊整个容积的三分之一。
在本发明的气囊装置中，由于在气囊外表面设置有弹性泡沫体，且在罩盖与充气器之间制成有支承件。因而，只用少量气体就可以完全展开气囊，从而减少点火剂和气体生成材料的数量。其次，由于按照气囊尺寸的不同可以采用具有不同尺寸的不同弹性泡沫体，所以无论气囊尺寸和具有高温高压的膨胀气体数量如何都可以获得展开气囊的作用力。于是，由于气囊展开而被烫和遭受二次冲撞的危险就可以免除。
本发明的以上各项目的和其他一些优点通过参照附图详细说明其各项优选实施例将变得更为明显，其中：
图1是表明本发明优选实施例的一种气囊组件的视图；
图2是表明示于图1的气囊的展开状态的视图；
图3是表明示于图1的气囊组件的气囊的视图；
图4是表明传统气囊装置的构成的示意图；
图5表明用于传统气囊装置中的一种气囊组件；以及
图6表明示于图5的气囊组件中的气囊。
以下将参照附图详细说明本发明的一项优选实施例。
图1是表明本发明优选实施例的一种气囊组件200的视图。气囊组件200具有容器210、设置在容器210中的折叠气囊400和固定于容器210的筒形充气器300。容器210是从汽车外面组装的并作为整体单元设置于汽车中。容器210作为与充气器300分离的部件而可以单独运送和储存。容器210在气囊组件200的最终装配阶段与充气器300联接在一起。容器210具有反冲装置220和固定于反冲装置220的罩盖230。容器210限定第一内部腔穴212，可充气的折叠气囊400位于其中。
一般，气囊400是一连续的织物构件，由诸如尼龙等柔韧和耐久性织物材料构成。气囊400具有在展开时接触人体的前部；围绕着充气器、用于把惰性气体送入气囊400的入口部；在前部与入口部之间的中部。气囊400前部的外表面包敷弹性泡沫体(flexiblefoam)500。弹性泡沫体在大气压下的密度是8-12千克/升，分子量是1000-6500克/克分子，以及厚度是大约10-20厘米。弹性泡沫体500的体积是气囊400在大气压下完全展开时总体积的大约1/6-1/2。最好是，弹性泡沫体500具有的体积是总体积的1/3。在气囊400膨胀时，弹性泡沫体500接触人体。
最好是，以经济的观点，弹性泡沫体500由诸如聚氨基甲酸乙酯泡沫体或苯乙烯泡沫体等硬化泡沫体构成。弹性泡沫体500也由具有1012-1018克/立方厘米密度的微孔泡沫体构成。
由于弹性泡沫体500具有很大体积，所以气囊400是靠施加压力而装设在容器212中的。为做到这一点，在容器212的内部下方设置有一支承件600。支承件600由尼龙类的合成树脂构成。
气囊400的一部分(入口部)设置在支承件600与反冲装置220之间，并固定于位于容器210外面的卡持框架248。另外，气囊400的其余部分位于容器210的第一内部腔穴212之中。气囊400以折叠状态安装，在第一内部腔穴212中占有一预定的空间。
罩盖230由硬化弹性塑料构成，比如通常用于制作汽车仪表盘的聚乙烯。在罩盖230内侧形成具有预定形状的内部痕线232。内部痕线232形成在罩盖230的预定位置处，以便罩盖230在气囊400膨胀时可以开裂。
在其中具有处于折叠状态的折叠气囊400的容器210首先组装好之后，将充气器300装到容器210上。亦即，充气器300固定到已经组装好的容器210上，从而完成气囊组件200。充气器300具有一筒形外壳320，而外壳320具有许多配气喷嘴340。在汽车遭受碰撞时，各配气喷嘴340迅速排放一种诸如氮气等无毒惰性气体进入气囊400的第二内部腔穴214。随后，随着气体充满，气囊400会突破围绕罩盖230的内部痕线232的脆弱部分，从而气囊400朝汽车中乘客的前面膨胀。
图2是表明本发明气囊400的完全展开状态的视图。如上所述，具有的体积大约是完全膨胀气囊400体积的1/6-1/2的弹性泡沫体500位于气囊400前部的外表面上。因而，即使充气器300喷出少量的气囊充气气体，气囊400也可以迅速地完全膨胀。另外，为使气囊400膨胀所需要的高温高压充气气体的数量得以减少，从而受烫或受二次冲撞伤害的危险可以避免。
参见图1，喷出高温高压气体以使气囊400膨胀的反冲装置220具有一反冲盘222，由钢板构成。反冲盘222具有一平面主体224，一对与平面主体224整体形成的间隔开来的弓形钢带226，以及许多第一凸缘228。在平面主体224上形成有中心孔口240。中心孔口240延伸在各弓形钢带226之间。各第一凸缘228形成在平面主体224的周边上，并从平面主体224沿铅直方向延伸。为了防止形成会捅破气囊织物的尖角，平面主体224与各第一凸缘228的连接部以及各第一凸缘228的端部都做成具有弧形。
四根螺杆342用于气囊组件200与汽车的某一结构部件之间的连接。螺杆342与主体224连成一体，然后从主体224向外延伸。在反冲盘222装入容器210的情况下，主体224的表面构成容器210的一外壁216。各第一凸缘228从容器210的外壁216向外延伸。
弓形钢带226构成容放筒形充气器300的托架。在充气器300适当地安置在由弓形钢带226构成的托架中的情况下，形成在充气器300筒形外壳320上的各配气喷嘴340与主体224的中心孔口240对准，从而由充气器300排出的气体可以通过中心孔口240喷进气囊400的第二内部腔穴214。位于主体224周边的各第一凸缘228适于把罩盖230固定在反冲盘222上。另外，各第一凸缘228构成一反冲结构以在气囊400膨胀时保持气囊400固定于反冲盘222的状态。
罩盖230是一具有杯形形状的构件。在罩盖230的周边上形成有四个第二凸缘250。各第二凸缘250与罩盖230的边缘制成一体。各第二凸缘250具有的尺寸使得各第二凸缘可以从反冲盘222的外部周边精确地固定于各第一凸缘228。铆钉孔252和254分别制成在罩盖230的各第二凸缘250和反冲盘222的各第一凸缘228上。铆钉孔252和254是为了把罩盖230固定在反冲盘222上面而设置的，以便铆钉256或其它固紧零件可穿之而过。
参见图3，气囊400具有开口242。开口242限定一连通气囊400第二内部腔穴214的入口。气囊400的织物形成一个环圈，在气囊400的开口242处具有双层织物材料，结果形成一织物管244。卡持框架248包括一连续的框件246，适于设置在织物管244里面。连续框件246是用金属、尼龙或其它类似材料制作的。
织物管244可以制作得围绕连续框件246和与织物管244做在一起的双层气囊织物。由织物管244围住的双层气囊织物设置在罩盖230上的各第二凸缘250与反冲盘222上的各第一凸缘228之间。气囊织物与罩盖230上的各第二凸缘250和反冲盘222上的各第一凸缘固定在一起，从而它固定在各第一凸缘与各第二凸缘的中间。
如上所述，本发明的气囊装置具有在外表面上带有某种弹性泡沫体的气囊，并在充气器与罩盖之间设置有一支承件，从而气囊可以用少量充气气体迅速膨胀。其次，点火材料和气体生成材料的数量可以减少。另外，具有不同尺寸的弹性泡沫体按照气囊尺寸分别施用，因而无论气囊尺寸如何，都可获得不变的膨胀作用力，通过减少高温高压充气气体的数量可以免除受烫或受到二次回撞的危险。
虽然本发明已经参照其一项具体实施例具体地予以图示说明，但本技术领域中的熟练人员将会理解，可以做出形式和细节方面的各种变更而不偏离由所附各项权利要求所限定的本发明的精神和范畴。