專利名稱：側(cè)面碰撞時用的安全氣囊系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在車輛中安裝充氣件(如充氣囊)，以及對充氣件進行充氣以便在車輛發(fā)生碰撞時保護車內(nèi)人員的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明尤其涉及在車輛中安裝充氣囊，并對氣囊充氣以便當(dāng)車輛發(fā)生側(cè)面碰撞時保護車內(nèi)人員的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
保證車輛車內(nèi)人員的安全對于車輛制造廠家和車內(nèi)人員都是很重要的。車輛制造廠家設(shè)置了局部或全部充氣的座位安全帶，和車內(nèi)充氣囊，以便當(dāng)車輛發(fā)生碰撞時保護車內(nèi)人員。充氣件(這里充氣件一詞包括安全氣囊)在車輛發(fā)生碰撞時成為充氣狀態(tài)，使車內(nèi)人員的運動速度降至低于難以承受的速度，并限定其運動，從而提高車內(nèi)人員的安全性。許多制造廠家已開始在前排座位安裝充氣件。
也許，對裝有充氣件的車輛中最需要考慮的是在車輛發(fā)生碰撞時直到車內(nèi)人員移動到與充氣件接觸時這類充氣件才開始限制車內(nèi)人員運動的情況。尤其是在使用側(cè)面保護安全氣囊(通常其設(shè)置在車門和車內(nèi)人員之間)的情況下，碰撞和車內(nèi)人員開始移動的時間間隔很短。
現(xiàn)有技術(shù)的充氣裝置煙火材料需求量比本發(fā)明的充氣裝置中煙火材料的用量約多出50％～100％。因此，現(xiàn)有技術(shù)的車內(nèi)充氣件和充氣裝置取得令人滿意的包裝是很困難的。
現(xiàn)有充氣裝置中所用易燃材料的形狀和成分也使充氣系統(tǒng)的充氣過程變得很慢。這些充氣緩慢的充氣系統(tǒng)，有時對于前面氣囊是有用的，但對于充氣的座位安全帶和側(cè)面撞擊的保護系統(tǒng)而言則是無用的，因為這種保護裝置的展開所用時間必須低于傳統(tǒng)氣囊展開所用時間的1/5。這就迫使充氣安全帶和側(cè)面充氣囊對車內(nèi)人員形成保護所需時間必須大大短于正面碰撞氣囊形成保護所需時間。此外，側(cè)面碰撞的減速距離，以及車輛開始發(fā)生側(cè)面碰撞至車內(nèi)人員撞到車內(nèi)表面的時間間隔要大大短于正面碰撞的減速距離和所用時間。
某些系統(tǒng)的易燃材料還需要過濾器，以收集產(chǎn)生的固體顆粒。在這些現(xiàn)有系統(tǒng)中需要過濾的固體顆粒很多。已經(jīng)需要采用其它系統(tǒng)來利用較大的煙火顆粒。這些尺寸的顆粒要發(fā)生破裂并使燃燒表面發(fā)生變化，因而對顆粒的燃燒速率、操作壓力和充氣時間都會產(chǎn)生不利的影響。
另外，使用大顆粒的燃料，其燃燒速率下降，從而在操作溫度范圍內(nèi)其性能變化很大。例如，假設(shè)充氣裝置起作用時間為40～50毫秒，當(dāng)溫度在175°F和-65°F之間變化時，煙火材料的燃燒速率的變化使充氣裝置起作用時間變化范圍約達到±20％。這是由于煙火材料的燃燒速率隨操作溫度的變化而變化造成的。燃燒速率的這種大幅度變化已使充氣裝置整個起作用時間前后變化約達15～20毫秒之多，而氣囊發(fā)揮作用的時間就是使車內(nèi)人員做減速運動。整個起作用時間的這種變化已使對車內(nèi)人員的保護發(fā)生了變化。
車輛側(cè)面碰撞可能比車輛正面碰撞更危險。原因之一就是當(dāng)車輛側(cè)面發(fā)生碰撞時，車輛幾乎無法保護車內(nèi)人員。這是由于在車輛的側(cè)面只有很薄的一層材料來保護車內(nèi)人員免受車輛的側(cè)面碰撞。
若干年來，車輛中應(yīng)安裝充氣囊已被車輛制造廠接受。車輛制造廠致力于安裝充氣囊以便在車輛發(fā)生正面碰撞時保護駕駛員和前排座位上的其他人員。然而，車輛制造廠幾乎還沒有研究很好地保護駕駛員和其他人員以防側(cè)面碰撞的充氣囊。
1995年12月22提交的申請?zhí)枮?8/587,773題目為“在車輛發(fā)生碰撞時保護車內(nèi)人員的充氣件和充氣裝置的系統(tǒng)，以及對充氣件進行充氣的方法”的申請與本申請為共同未決申請，本申請也轉(zhuǎn)讓給同一受讓人。在該申請中，公開和要求保護一種克服以上(尤指正面碰撞)缺點和不足的系統(tǒng)。在本發(fā)明的系統(tǒng)中不同的組件或裝置的結(jié)構(gòu)和操作由所述的于1995年12月22日提交的申請?zhí)枮?8/587,773的共同未決申請進行補充，在此它作為參考資料引用。
已知的側(cè)面氣囊包括美國專利5,496,061、5,464,246、5,322,322和5,282,648的氣囊的布置。
本發(fā)明的簡述本發(fā)明提出了克服上述現(xiàn)有技術(shù)缺點的系統(tǒng)和方法。其包括充氣裝置，它是由專利申請?zhí)?8/587,773中所述的充氣裝置改造而成的，它幾乎可瞬時對車輛側(cè)面的碰撞做出反應(yīng)，并對系統(tǒng)中的氣囊充氣。由于本發(fā)明的充氣裝置是在專利申請?zhí)?8/587,773中所述的充氣裝置的基礎(chǔ)上改造而成的，因此，它具有專利申請?zhí)?8/587,773中所述的充氣裝置的所有優(yōu)點。
本發(fā)明的充氣囊放置在靠近車輛外殼的車內(nèi)人員側(cè)面附近，以便當(dāng)發(fā)生碰撞時保護車內(nèi)人員。本發(fā)明的充氣裝置與氣囊之間的關(guān)系是這樣的，通過沿氣囊長度方向同時向氣囊充氣，使氣囊充氣時間最短。氣囊在充氣前放置在座位側(cè)面的一個外觀精美的盒體中，以占據(jù)最小空間，而且?guī)缀蹩伤矔r充氣至最大尺寸。
在本發(fā)明一實施例中，充氣囊相對的兩端向氣囊中心折起，并且將氣囊螺旋卷取，以便放到車輛座位側(cè)面的盒體中。該盒體是可打開的，以便當(dāng)車輛發(fā)生側(cè)面碰撞時，使氣囊充氣。把氣囊夾到沿氣囊長度方向延伸的歧管上。盛裝可膨脹氣體的套管沿歧管的長度方向設(shè)置在歧管中，并通過隔膜與歧管密封隔開。在另一實施例中，氣囊的折翼縮入氣囊中，且氣囊以之字形方式折疊。
盛裝煙火材料顆粒的易碎容器放入套管中。煙火顆粒由電子回路點燃，電子回路具有電感屏蔽，并當(dāng)車輛發(fā)生側(cè)面碰撞時使電子回路通電。燃燒使容器在顆粒完全燃燒之前破裂。
然后，部分燃燒的煙火顆粒在套管中繼續(xù)燃燒，并將熱量傳遞給套管中的氣體，使氣體膨脹。這將使隔膜破裂，并被卡子刺穿以附在卡子上，因此使氣體流過套管和歧管確定的通道，且通道內(nèi)沒有碎片。
氣體通過在歧管中沿歧管長度方向設(shè)置的間隔分布的若干氣孔流入氣囊中，以對氣囊充氣。這些氣孔之間的間距可逐漸縮小，以便沿氣囊長度方向?qū)饽一揪鶆虺錃狻．?dāng)氣囊充氣時，氣囊螺旋打開或展開，并且氣囊的兩端折疊部位展開，以增加氣囊的有效長度。
本發(fā)明的充氣裝置和充氣囊也具有現(xiàn)有技術(shù)的其它優(yōu)點。例如，當(dāng)車輛發(fā)生碰撞時，本發(fā)明的充氣囊可保護車內(nèi)人員的頸部和頭部，以免遭受劇烈運動。
本發(fā)明的安全氣囊和充氣裝置反應(yīng)特別靈敏，因此在氣囊充氣之前，車內(nèi)人員的頭部和身體只產(chǎn)生幅度相對較小的運動。在本發(fā)明的充氣囊中載荷分布在車內(nèi)人員的身體和頭部所在的整個區(qū)域上，因此使車內(nèi)人員身體和頭部的任何位置承受的載荷最小。
充氣囊的延伸特性是這樣的，即氣囊的工作幾乎沒有滯后性，從而阻止了車內(nèi)人員的頭部和身體的移動。本發(fā)明的充氣裝置和充氣囊也容易裝在盒體中，盒體只占據(jù)很小的空間，并且具有精美的外觀。
此外，充氣裝置和充氣囊的操作不受環(huán)境溫度變化的影響。本發(fā)明的充氣裝置重量輕，另外由于本發(fā)明的充氣裝置中不產(chǎn)生顆粒，因此不象現(xiàn)有技術(shù)那樣需要收集充氣裝置中煙火材料燃燒產(chǎn)生的顆粒的過濾器。


圖1是車輛的局部透視圖，它只示出了車輛的一個前門、一個座位、座位上的駕駛員和用于盛放充氣囊的設(shè)置在座位外側(cè)的一盒體；圖2是類似于圖1所示的局部透視圖，它示出了保護車內(nèi)人員的已充氣的氣囊；圖3表示氣囊充氣前的放大透視圖，它示出了氣囊中的中間主體部分的兩端豎直布置的折翼如何向中間主體部分折疊，使氣囊放入盒體中的情況；圖3A是形成圖1和圖2中所示的充氣囊的纖維織品打開時的放大的視圖；圖3B是形成圖1和圖2所示的氣囊的圖3A中所示的纖維織品水平相對部分幾乎完全縫合時的放大的透視圖；圖4是類似于圖3中所示的氣囊的放大的透視圖，其示出了氣囊，并進一步示出氣囊如何螺旋卷取，以便放入到盒體內(nèi)部的情況；圖5是沿圖7的5-5線剖開的剖面圖，它示出了盒體內(nèi)部氣囊和充氣裝置的放置情況，當(dāng)車輛發(fā)生側(cè)面碰撞時，啟動充氣裝置，并向氣囊充氣；圖6是部分剖開的側(cè)視圖，示出氣囊充氣后的充氣裝置和氣囊，還表示盒體如何打開，以使氣囊充氣的情況；圖6A是類似于圖6的盒體的另一種結(jié)構(gòu)的局部側(cè)視圖，示出盒體打開氣囊充氣的情況；圖7是沿圖4的7-7線剖開的局部剖面圖，示出充氣裝置和氣囊，并示意地示出了充氣裝置使產(chǎn)生的氣體經(jīng)過通道進入氣囊向氣囊充氣時的情況；圖8是充氣裝置和氣囊的正剖面圖，示出充氣裝置使產(chǎn)生的氣體經(jīng)過通道進入氣囊向氣囊充氣前的情況；圖9是端部折翼縮入氣囊中而不是折到氣囊主體上的氣囊的透視圖；
圖9a表示圖9所示氣囊的下折翼向內(nèi)縮并進入氣囊主體兩邊部之間的底視圖；圖10是類似于圖4的視圖，其中氣囊是呈Z字形折疊，而不是卷取；圖11表示氣囊充氣和展開的初始階段。
最佳實施例的描述在本發(fā)明一實施例中，通常以數(shù)字10(見圖2-圖4)表示的充氣囊設(shè)置在通常以數(shù)字12表示的車輛中，以便在車輛發(fā)生碰撞時，對其進行充氣。車輛包括方向盤14和在方向盤后部的座位16。圖中所示的駕駛員坐在座位16上。支柱18安裝在供乘員進出車輛12用的車門的框架(為清楚起見沒有完全示出)的后部。如圖所示安全帶20沿駕駛員的胸部和衣襟下擺部延伸，以限制坐在座位16上的駕駛員的移動。方向盤14，座位16，支柱18，框架19(沒有完全示出)以及安全帶20是車輛中的傳統(tǒng)設(shè)置。
圖1所示的盒體22通過粘結(jié)劑23粘結(jié)到座位16靠近框架19的一側(cè)。粘結(jié)劑23可以是在現(xiàn)有技術(shù)中使用的眾所周知的任何合適材料。例如，粘結(jié)劑23可能是合適的環(huán)氧樹脂膠。在車輛發(fā)生任何碰撞之前，盒體22是關(guān)閉的。如圖6所示，盒體22有一活板24，當(dāng)車輛12發(fā)生碰撞時，活板可繞盒體22的后端轉(zhuǎn)動。在氣囊未充氣時，充氣囊10放置在盒體22中。
在圖6中，活板24的轉(zhuǎn)動便于氣囊10充氣，并且隨著氣囊充氣，氣囊向盒體22的外部運動。另外，盒體22可繞前端27(見圖6A)轉(zhuǎn)動，以便隨氣囊充氣，使氣囊10向盒體的外部移動。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，盒體22除了用圖6和圖6A所示的方式打開外，還可用其它方式打開，便于氣囊10充氣。
還將認(rèn)識到，上面討論的是針對靠近方向盤14座位16上的駕駛員進行保護的布置。然而，從后面的討論中還將看到，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法也適合于保護車輛12內(nèi)每個座位上的人員。在車內(nèi)各座位的外側(cè)安裝一個相應(yīng)的盒體22，并在每個盒體中相應(yīng)放置一個充氣囊10。每個盒體22均可具有精美的外觀，并與車輛12的內(nèi)部和外部相一致，而且盒體22可用座位裝飾布包覆。
如圖2，圖3，圖3A，圖3B和圖4所示，充氣囊10包括一主體部分26和一對折翼28,30，它們從主體部分分別向上、向下整體展開。充氣囊10可用一塊合適的面料(如具有一定彈性的尼龍織品)制成(見圖3A)。這塊面料相對于水平軸35是對稱的，而且相對于特定的豎軸33也是對稱的。這塊面料沿特定的豎軸折疊起來，從而形成了緊貼在一起的兩層，而且這兩層的形狀相同(見圖3B)。然后，沿周邊上的針腳32將兩層縫合在一起，以形成氣囊10。
充氣囊10還包括由氣體部分26伸出的根部34。如圖3所示，根部34的左端是打開的，以使氣體流入氣囊10中，向氣囊充氣。
充氣囊10的根部34可沿主體的長度方向適當(dāng)?shù)剡B接到主體部分26上(見圖3和圖4)。然后上折翼28從圖3中實線所示的位置向下折到主體部分26上(折疊位置與根部34的上端基本對應(yīng))。同樣，下折翼30向上折到主體裝置26上的與根部34的下端基本對應(yīng)的位置。如圖3所示，當(dāng)折翼28和30折到主體裝置26上時，它們彼此之間不重疊。
然后，如圖4所示，氣囊10螺旋卷取到豎軸上。氣囊10沿圖4中的箭頭36卷成緊筒。當(dāng)氣囊10卷取完成時，將氣囊放置于盒體22的內(nèi)部，而活板24轉(zhuǎn)到關(guān)閉位置。這樣，在車輛正常行駛時，駕駛員和乘客都看不到氣囊10。這是因為車內(nèi)人員不愿意經(jīng)常想起他們可能會撞車，并可能受重傷的情形。此外，將氣囊10安置在盒體22內(nèi)的設(shè)置以及盒體的精美外形對車輛12起到了裝飾作用。
當(dāng)車輛12發(fā)生碰撞時，氣囊10充氣。隨著氣囊10充氣，氣囊10從原來螺旋卷取狀態(tài)展開。當(dāng)氣囊10從螺旋卷取狀態(tài)展開時，它就迫使盒體22側(cè)面的盒體活板24轉(zhuǎn)到打開位置(如圖6所示)，這樣，氣囊充氣過程能夠在盒體22的外部完成。當(dāng)氣囊10完全展開時，氣囊的折翼28和30分別向上、向下伸開，從其折在主體部分26的位置伸展，以有效地增加充氣囊10的垂直高度。這樣，氣囊10在保護座位(例如座位16)上的人員方面的有效性會提高。
如圖2所示，當(dāng)氣囊10充氣時，它就會占據(jù)座位外側(cè)與框架19之間的空間。(在說明書和權(quán)利要求中所用的術(shù)語“外側(cè)”是指座位和車輛12外殼之間的空間)。因此，氣囊10在保護車內(nèi)人員免受車輛12的側(cè)面碰撞方面特別有效。這一點非常重要，尤其是對于用很薄的金屬或塑料板制成的車輛外殼，氣囊可通過減小碰撞時作用在車內(nèi)人員身上的力來保護車內(nèi)人員。
另外，氣囊10也可象圖9-圖11那樣折疊和放置。氣囊折翼28，30均具有正反面28f,28b；30f,30b，且它們都是向內(nèi)縮入氣囊主體正反面26f和26b之間的氣囊主體26中。圖9表示折翼28和30。圖9a是折翼30縮入氣囊主體正反面26f,26b之間形成具有最高點P的折翼30袋的底視圖。圖9和圖9a中所示的折翼30的最高點P進一步表明在氣囊10充氣前，折翼30位于氣囊的內(nèi)部。
如圖10和圖11所示，氣囊10以Z字形折疊，氣囊10分成垂直平面10a,10b等。通過這樣折氣囊10，可改善充氣時的展開情況，因為在完全展開前的充氣過程中，折翼28和30已開始從氣囊主體26伸出(見圖11)。而折翼折在氣囊外側(cè)并蓋在氣囊主體側(cè)面的呈卷取狀態(tài)的氣囊，只有在氣囊?guī)缀跬耆归_時，折翼28,30才能伸開(見圖4)。
氣囊10在防止車內(nèi)人員免受傷害時的有效性可認(rèn)為至少與目前車輛里使用的充氣囊或充氣安全帶(車輛正面碰撞時用于保護車內(nèi)人員)的有效性同樣重要。此外，當(dāng)安全氣囊10充氣時最好是從幾乎接近車輛底板(但最好不接觸車輛底板)的位置延伸到靠近車內(nèi)人員頭部的位置。此情況如圖2所示。
充氣裝置通常用圖5-圖8中的數(shù)字40表示，它沿根部縫合部分32的長度在垂直方向上延伸，以向氣囊10充氣。從以下的討論將會看到，充氣裝置40的優(yōu)點在于其幾乎瞬時對氣囊10充氣。當(dāng)車輛12發(fā)生側(cè)面碰撞，氣囊10用于保護車內(nèi)人員時，這一點尤為重要，因為車輛12對車內(nèi)人員只起到很小的保護作用。充氣裝置40幾乎瞬時向氣囊10充氣，一部分是因為該裝置沿氣囊的長度方向同時向氣囊10充氣，一部分是因為其結(jié)構(gòu)和操作上的優(yōu)勢，這一點將在下面進行詳述。
充氣裝置40包括歧管42和位于歧管42內(nèi)部的套管44。歧管42和套管44最好是由低導(dǎo)熱率的金屬材料或內(nèi)表面涂有低導(dǎo)熱率的材料制成的。歧管42和套管44具有一定厚度以經(jīng)受住升高的氣體壓力。表面涂料可以是環(huán)氧樹脂，玻璃纖維，尼龍或低導(dǎo)熱率的許多其它合適材料，所有這些材料都是現(xiàn)有技術(shù)中使用的。
一種適當(dāng)?shù)臍怏w，最好是在元素周期表中位于“惰性氣體”族的氣體，在3000～4000磅/英寸2的壓力下，儲存于套管44中。這種氣體可以是氮氣、氦氣或氬氣。它們限制了與易碎容器77內(nèi)的煙火材料46顆粒或與煙火材料46顆粒的燃燒產(chǎn)生的任何副產(chǎn)物或最終產(chǎn)物的化學(xué)反應(yīng)。容器77最好是用具有低導(dǎo)熱率的薄壁材料制造。容器77的側(cè)壁77s和端部77e為弧線形，且壁厚不一致，以使側(cè)壁77s和端部77e幾乎同時破裂，從而使正在燃燒的材料46的顆粒離開破裂的容器77時的運動更均勻。上述用于歧管42和套管44的特定成分也應(yīng)當(dāng)適用于易碎容器77。
最好將氬氣作為套管44中的氣體，因為氬氣的導(dǎo)熱率低。因此，由煙火材料46的顆粒燃燒產(chǎn)生的大部分熱將被氬氣分子吸收。此熱量用于使套管12內(nèi)的氬氣分子的溫度升高，并使套管內(nèi)的氣體隨溫度升高而膨脹。
易燃的或煙火材料46可以制成尺寸范圍在約0.010英寸至約0.060英寸的尺寸較小的顆粒。這些顆粒的尺寸一般可以為直徑約0.050英寸，厚度約0.20英寸，或?qū)嶋H尺寸約為16目的大致為球形或粒狀顆粒。
煙火材料46可以由本申請的受讓人指定的UPCO 302或UPCO 7019A的顆粒組成。煙火材料46的顆?？梢杂刹煌笮〉念w粒組成，以控制這種易燃材料的燃燒時間。當(dāng)充氣裝置40使用大量煙火材料時，煙火材料46在部分燃燒情況下具有產(chǎn)生副產(chǎn)物的性能，或者在完全燃燒情況下具有產(chǎn)生最終產(chǎn)物的性能，因此它對環(huán)境是安全的，而且當(dāng)充氣裝置40使用較少量煙火材料時也不會產(chǎn)生難聞的或有害的氣味?！皩Νh(huán)境安全”一詞在此是指煙火材料46燃燒產(chǎn)生的副產(chǎn)物和最終產(chǎn)物不會傷害車內(nèi)人員或損壞車輛及污染大氣。
所指定的“UPCO 7019A”材料具有特別的優(yōu)點，因為其在燃燒時產(chǎn)生的是對環(huán)境安全的產(chǎn)物。指定的“UPCO 302”材料的優(yōu)點是其燃燒時產(chǎn)生的熱量高于“UPCO 7019A”，但是缺點是其燃燒時會產(chǎn)生對環(huán)境不安全的產(chǎn)物，如一氧化碳。然而，為克服此缺點，可將足量的氧氣充入套管44以使所有的一氧化碳氧化成二氧化碳。此外，可在套管44內(nèi)添加一種氧化劑以使UPCO 302燃料產(chǎn)生的任何過量一氧化碳進行二次燃燒。
點火器56安裝在連接件52的一個插口中，并通過通道48與容器77中的煙火材料46連通。適當(dāng)點火器的結(jié)構(gòu)在現(xiàn)有技術(shù)中已被人們了解。易破裂隔膜50將通道48與套管44分開(見圖7)。連接件52具有螺紋，并通過這些螺紋與套管44和歧管42的相應(yīng)螺紋嚙合?？梢詫⒁粋€O形環(huán)54放置在套管44和歧管42之間以便為套管和歧管提供密封。
點火器可通過電子回路58發(fā)出的信號點火(見圖8)。電子回路58的結(jié)構(gòu)如本申請人和Larry LaClair的題目為“定時點火回路”的在1994年8月9日頒布的專利號為5,335,598的美國專利中所示和所描述的，并且該申請也轉(zhuǎn)讓給了同一受讓人。電子回路58可由電池60提供電源。本申請引用了5,335,598號專利的說明書和附圖，以備對這樣的電子回路的結(jié)構(gòu)和操作有疑問時查用。
電子回路58和電池60可以放置在外罩62中，外罩62最好是用適當(dāng)?shù)牟牧?如金屬)制作，以提供電感屏蔽，從而防止電子回路因散射的電磁波而通電。外罩62與套管44有一定間隔從而形成端部導(dǎo)管63(見圖8)。外罩62最好要薄，并且最好是用低導(dǎo)熱率材料(如前述歧管42和套管44所用材料)制作。
卡子64緊靠外罩62的外周邊放置，并且最好與套管44上的易碎隔膜66處于一條線上?？ㄗ?4的放置和構(gòu)形使其能夠在隔膜破裂時刺穿隔膜66?？ㄗ?4放置在端部導(dǎo)管63上方。這樣當(dāng)易碎隔膜66破裂時導(dǎo)管63不會被阻塞。將會認(rèn)識到還可用其它方法，而不是采用易碎隔膜66將套管44與導(dǎo)管63隔開，并且當(dāng)套管內(nèi)氣體膨脹時使套管與導(dǎo)管連通。例如，可以用偏置彈簧突開閥取代易碎隔膜66。
套管44、歧管42和外罩62彼此位置相互固定，通過具有螺紋的插入件68與套管44、歧管42和外罩62嚙合而實現(xiàn)。O形環(huán)70放置在套管44和插入件68之間，以使套管與插入件密封。正如圖5、圖6和圖8所示，套管44相對于歧管42是偏心的，從而使它的放置位置緊靠歧管的一側(cè)，這樣在歧管的另一側(cè)就形成了一條較長的通道72。
如圖6～圖8所示，通道72基本上沿歧管42和套管44的全長延伸。沿歧管42長度方向上開有若干間隔分布的氣孔74。氣孔74將使通道72與充氣囊10連通。如圖6至圖8所示，沿歧管長度方向分布的相鄰氣孔74之間的距離最好是隨位置的降低而逐漸減小。由于環(huán)76的作用將氣囊10的另一端夾在歧管42上。
當(dāng)車輛12發(fā)生碰撞時，特別是發(fā)生側(cè)面碰撞時，電子回路58產(chǎn)生一個發(fā)向點火器56的信號，使點火器點火。接著點火器將一股極熱材料沿通道48快速輸送以點燃容器77內(nèi)的煙火材料46。點火器56燃燒所產(chǎn)生的熱量幾乎同時使易碎隔膜50打開或破裂并將煙火材料46點燃。容器77不再與套管44隔開，且容器77的壓力與套管44的壓力相同。
容器77的打開或破裂在極短時間內(nèi)發(fā)生，例如約1毫秒。此后，由于煙火材料46的部分燃燒使其尺寸有所減小。容器77破裂后，煙火材料46的部分燃燒顆粒進入套管44，這些顆粒在此處繼續(xù)燃燒。燃燒持續(xù)時間很短，例如約2～5毫秒。煙火材料46的顆粒尺寸和燃燒特性是依據(jù)能夠在上述這樣短的時間內(nèi)完成燃燒選擇的。
如圖8所示，煙火材料46的顆粒沿離開通道48的方向運動，并且容器內(nèi)的所有材料繼續(xù)朝隔膜66運動，并且在向此方向運動過程中進行燃燒。這使得煙火材料46的顆粒在從破裂的容器77出來并沿套管44向隔膜66運動過程中尺寸減小。圖8中進一步示出了煙火材料46的顆粒從容器77向隔膜66運動過程中尺寸逐漸減小的情況。
煙火材料46顆粒的成分及其在套管44內(nèi)逐漸上升途中的燃燒提供了非常重要的優(yōu)點。煙火材料46，特別是“UPCO 7019A”材料燃燒產(chǎn)生的副產(chǎn)物和最終產(chǎn)物不會對環(huán)境及車內(nèi)人員產(chǎn)生傷害。在使用“UPCO 302”材料時，如果在套管44內(nèi)充有氧氣或燃料也會產(chǎn)生這樣的效果。
此外，在套管44內(nèi)的煙火材料46顆粒的燃燒所產(chǎn)生的熱量可直接傳遞并加熱套管44內(nèi)的氣體分子，而不與套管或其它吸熱表面大面積接觸。套管44和容器77與熱氣體接觸的表面具有低的導(dǎo)熱率，因此煙火材料46燃燒釋放的熱量僅僅被有效地用于使氣體加熱和膨脹。此外，由于容器77和套管44很薄，還由于充氣裝置40沒有設(shè)置氣體通過時會吸收大量熱能的過濾器，因此容器77和套管44不會大量地吸收所產(chǎn)生的熱能。
正如上文所述，套管44內(nèi)的氣體最好是氮氣、氦氣或氬氣。它們限制了煙火材料46或這種煙火材料燃燒產(chǎn)生的副產(chǎn)物或最終產(chǎn)物與氣體的化學(xué)反應(yīng)。在這些惰性氣體中，最好使用氬氣，因為其導(dǎo)熱率低且密度大。因此煙火材料46顆粒燃燒所產(chǎn)生的很大一部分熱量被氬氣分子吸收。此熱量被用于提高套管44內(nèi)氬氣分子的溫度。它使套管44內(nèi)的氬氣膨脹并提高了氬氣作用于隔膜66的壓力。
在煙火材料顆粒燃燒所產(chǎn)生的熱量使套管44內(nèi)氣體的溫度升至最高期間，容器77和套管44還可以共同配合。套管44和容器77的內(nèi)表面層，至少與氣體接觸的表面是用導(dǎo)熱率低的材料制作。這樣的材料可以是陶瓷、橡膠覆層、聚乙稀覆層及類似材料。這些材料的導(dǎo)熱率約為1～15K/W(M.K.)，與之比較當(dāng)采用高導(dǎo)熱率的材料(如鋼或鋁)制造套管44和容器12時，其導(dǎo)熱率為50～200K/W(M.K.)。
套管44和容器77也不會吸收燃燒產(chǎn)生的大量熱量，因為它們暴露在高溫下的時間相對較短，大約為10毫秒或更短。與之相比，現(xiàn)有的具有這類功能的充氣裝置的升溫時間約為30～60毫秒。在這樣相對較長的時間內(nèi)，熱量會傳遞到這類充氣裝置的裝置上。
當(dāng)氣體在套管44內(nèi)充分膨脹時，隔膜66破裂，并且氣體膨脹進入通道72。可以通過選擇隔膜66的面積和通道72的截面積控制隔膜66打開或破裂的時間，以及控制通過通道進入充氣囊10的氣體流量。隔膜66的構(gòu)造是使其能在約12000磅/英寸2壓力下破裂。煙火材料46的特殊成分和此類材料不同顆粒的相對尺寸也可控制套管44內(nèi)氣體受到加熱的時間。因此這種特殊成分還可控制氣體流入充氣囊10的時間。雖然說明書中只直接對充氣囊10進行討論，但將會了解到充氣裝置40還可用于其它類型的充氣件，而并不僅僅局限于充氣囊10。
套管44內(nèi)氣體的膨脹產(chǎn)生了使隔膜66破裂的力。當(dāng)隔膜66破裂時，套管44內(nèi)的氣體流經(jīng)端部導(dǎo)管63進入通道72。即使在隔膜66破裂后導(dǎo)管63仍保持開啟狀態(tài)，因為如果隔膜66與套管44脫離，卡子64會將該隔膜剌穿。
當(dāng)氣體流經(jīng)通道72時，會穿過氣孔74進入氣囊10，從而給氣囊充氣。正如將會了解到的，氣囊10會通過沿其整個長度方向排列的氣孔74同時充氣。這使氣囊10的充氣時間最短，同時在最短時間內(nèi)沿氣囊的全長對車內(nèi)人員給予了保護。
通過沿氣囊長度方向間隔分布且間距逐漸減小的氣孔74可使氣囊10沿其整個長度方向幾乎以同一速率同時充氣。由于氣體流過間隔分布的氣孔時的流量補償了沿氣囊10的方向通道72內(nèi)氣體壓力的逐漸下降。
氣囊10充氣的過程中，氣囊從圖5和圖4所示的螺旋卷取狀態(tài)展開。隨著氣囊10從螺旋卷取狀態(tài)展開，其縱向尺寸增加。這是沿車輛12長度方向的尺寸。當(dāng)氣囊10從其螺旋卷取狀態(tài)完全展開時，其縱向尺寸從圖5所示形式增加了許多。當(dāng)其完全展開時，氣囊10覆蓋了座位上人員的全長。這點可從圖2看出。這樣，正如圖2所示，車內(nèi)人員的全身均受到保護，避免了碰撞造成的沖擊。
當(dāng)氣囊10從其螺旋卷取狀態(tài)完全展開時，氣囊內(nèi)的折翼28和30將從中間主體部分26處展開。這是為了使氣囊10沿垂直方向延伸。氣囊10借助這種方式使垂直高度增加。當(dāng)氣囊10在盒體22中時，其高度約16英寸。當(dāng)氣囊10完全充氣后，由于折翼28和30從中間主體部分展開使其高度達到約26英寸。此高度足以保護坐著的車內(nèi)人員的臀部至頭部所在的位置。
氣囊10的充氣使其從側(cè)面樞軸式展開從而提供了用于支撐車內(nèi)人員頭部的充氣氣墊，并通過此氣墊限制了車內(nèi)人員的頭部運動。當(dāng)車內(nèi)人員的頭部隨其胸部向側(cè)面移動而向側(cè)面擺動時，如果這種運動沒有得到如同本發(fā)明系統(tǒng)所給予的足夠的限制，那么車內(nèi)人員的頭部可能會撞到車輛12的車窗或車門或車殼上。此外，車內(nèi)人員的頸部有可能嚴(yán)重扭傷，因為現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)安全帶較短或只在胸部提供有側(cè)氣囊，結(jié)果在碰撞時刻劇烈的顛簸將傳遞到車內(nèi)人員的頸部。本發(fā)明的系統(tǒng)可以防止這樣的傷害。將會了解到車內(nèi)人員的胸部區(qū)域和臀部也會受到本發(fā)明的充氣囊10的保護。當(dāng)車內(nèi)人員坐在后排座位上時，其頸部和頭部也由本發(fā)明的充氣囊10以上述方式進行保護以免移向車輛12的殼體側(cè)面。
氣囊10充氣距碰撞發(fā)生時刻所用時間比現(xiàn)有系統(tǒng)的充氣件(例如安全帶)充氣距碰撞發(fā)生時刻所用時間短了許多。其部分原因是充氣裝置40在很短時間(例如約2～5毫秒)內(nèi)就使氣體(例如氬氣)流過通道72。氣體流過通道72進入氣囊10所用的時間也很短，例如約10～15毫秒。因此氣囊10充氣的全部時間也就是在車輛發(fā)生側(cè)面碰撞時在人體(包括頭部)與車輛12內(nèi)壁之間出現(xiàn)保護性氣墊所用的時間。
在容器48中煙火材料46的量很少并且氣囊10的充氣非?？欤虼?，充氣囊的溫度上升幅度降至最小。例如，安全帶這樣充氣后，充氣囊10的溫度上升幅度可以小于20華氏度。這就防止了象現(xiàn)有技術(shù)的充氣件在某些情況下出現(xiàn)的使車內(nèi)人員燒傷的情況。
正如將了解到的，充氣囊10的優(yōu)點還在于它可以在車內(nèi)改型而不需對車內(nèi)的任何裝置或配件進行調(diào)整。充氣囊10可為坐在駕駛員座位上的人員、坐在前排座位上的其他人員和坐在后排座位上的人員提供保護。充氣囊10可作為車內(nèi)每個座位的組合配件，因為充氣囊10可安置在盒體22中，且與充氣裝置40的組裝關(guān)系如圖5所示，還因為盒體22通過粘結(jié)劑23可以很容易地粘結(jié)到車內(nèi)人員的座位側(cè)面。
本發(fā)明系統(tǒng)的各分系統(tǒng)及裝配方式也具有很突出的優(yōu)點。例如，由于充氣裝置40的某些優(yōu)點使容器77的打開(圖1和圖2)幾乎與套管44內(nèi)氣體被加熱同時進行。這些優(yōu)點包括煙火材料46的化學(xué)成分，煙火材料顆粒的形成狀態(tài)，煙火材料顆粒在容器44內(nèi)的部分燃燒，以及這樣的燃燒顆粒在進入相連的充有低導(dǎo)熱率氣體的套管44中所進行的繼續(xù)燃燒。這些優(yōu)點還包括充氣裝置40的裝置數(shù)量非常少，并且不同的裝置(包括容器77、套管44、歧管42和外罩62)均采用低導(dǎo)熱率的薄壁結(jié)構(gòu)。
此外，由于煙火材料46為粉末或顆粒狀與現(xiàn)有技術(shù)的某些充氣裝置所用的較大顆粒(是本發(fā)明煙火材料顆粒尺寸的20倍)有明顯的差別，因此，煙火材料燃燒時間明顯短于現(xiàn)有技術(shù)所用時間。煙火材料46的快速燃燒，一部分原因是容器44內(nèi)煙火材料的量較少，另一部分原因是與現(xiàn)有技術(shù)相比在燃燒期間所產(chǎn)生的壓力比較高，約達12000磅/英寸2。本發(fā)明的充氣裝置40還使充氣囊10具有非常均勻的操作特性，即使在車輛附近的外界溫度發(fā)生很大變化的情況下也是如此。
本發(fā)明的系統(tǒng)和方法還具有優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的其它優(yōu)點。例如，套管44設(shè)置在導(dǎo)管63和通道72的附近。這有助于使充氣囊10充氣用時最短。這還最大幅度地減小了充氣裝置的尺寸。由于充氣裝置40重量輕和占據(jù)的空間最小，也使充氣裝置中煙火材料46的用量最少。如前所述，煙火材料46最好為顆粒形式。煙火材料46燃燒產(chǎn)生的副產(chǎn)物和最終產(chǎn)物不需過濾，因而不需在充氣裝置中設(shè)置過濾器。
如上所述的系統(tǒng)和方法還具有其它重要的優(yōu)點。它們包括充氣裝置40和充氣囊10，這兩個部分可裝入盒體22內(nèi)，而盒體22的緊湊尺寸使其可通過粘結(jié)劑23粘結(jié)到座位16的側(cè)面。盒體22之所以具有緊湊尺寸，部分原因是充氣帶的螺旋卷取和折翼28和30折到中間主體部分26上。正是因為這些原因，可以通過盒體22改型，將其安裝在目前已在道路上行駛車輛的所有座位的側(cè)面。
此外，在盒體22中將折翼28和30的折到中間主體部分26上使盒體具有較小的尺寸。例如，如圖1所示，盒體22的高度低于座位16的高度。
盒體22只具有一個限定高度，特別是如果該盒體是豎立在車輛12的底板處并且僅僅是沿座位16的高度方向放置。氣囊10在充氣時其高度可通過折翼28和30從中間主體部分26的相對兩端釋放而伸長。由于提供了折翼28和30，充氣后的氣囊10可對坐在座位上的車內(nèi)人員的腿部至頭部提供保護。
本發(fā)明的系統(tǒng)和方法還具有其它重要優(yōu)點。例如，由歧管42和套管44確定的可具有較長長度的通道72。由于沿通道72的長度在歧管42上開設(shè)的氣孔74，使流經(jīng)通道72的氣體可沿充氣囊10的整個高度同時輸入氣囊。由于氣孔74彼此間距沿通道的長度方向向下逐步減小，易于使充氣囊10沿通道72的長度方向非常均勻地充氣。
氣囊10的特點是在約-65°F至175°F范圍內(nèi)不隨外界溫度的變化而發(fā)生明顯的變化。其部分原因是充氣裝置40中的煙火材料40的顆粒的燃燒時間僅需約2～5毫秒。另外部分原因是通道72靠近套管44。這使得本發(fā)明的系統(tǒng)提供了更加一致的性能，并且與現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)相比大大提高了對車內(nèi)人員的保護作用。
雖然參照特殊實施例對本發(fā)明進行了說明，然而對于本領(lǐng)域熟悉的人來說，本發(fā)明的主要原理可以應(yīng)用于許多其它實施例。因此本發(fā)明只受附加的權(quán)利要求范圍的限定。
權(quán)利要求
1．一種在車輛發(fā)生碰撞時保護車內(nèi)人員的系統(tǒng)，包括充氣時可限定車內(nèi)人員位置的充氣囊，盛放煙火材料的容器，盛放受熱后可膨脹氣體的套管，當(dāng)車輛發(fā)生碰撞時使煙火材料開始燃燒的第一裝置，罩在套管外并與套管一起形成一通道的歧管，沿歧管的長度方向設(shè)置在歧管中的第二裝置，以使氣體經(jīng)過套管與歧管之間的通道流入充氣囊。
2．如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述的第二裝置包括在歧管上開設(shè)的氣孔，從而使通道內(nèi)的氣體流過歧管上的這些氣孔進入充氣囊。
3．如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括用于將充氣囊夾在歧管上的裝置。
4．如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于車輛內(nèi)有一座位，充氣囊相對座位放置，當(dāng)氣囊充氣時保護車內(nèi)人員免受車輛發(fā)生側(cè)面碰撞造成的危害。
5．如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于煙火材料為顆粒狀，還包括一容器，當(dāng)燃燒材料的顆粒部分燃燒時該容器朝向套管打開，以便使部分燃燒的煙火材料顆粒進入套管，并且在套管內(nèi)繼續(xù)燃燒。
6．如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于車輛內(nèi)有一座位，所述第二裝置包括在歧管上開設(shè)的氣孔，以使通道內(nèi)的氣體流過歧管上的這些氣孔進入充氣囊，所述系統(tǒng)還包括用于將充氣囊夾在歧管上的裝置，所述的充氣囊相對上述座位放置，當(dāng)氣囊充氣時保護車內(nèi)人員免受車輛發(fā)生側(cè)面碰撞造成的危害。
7．一種在車輛發(fā)生碰撞時保護車內(nèi)人員的系統(tǒng)，包括存放燃燒材料顆粒的容器，盛放惰性氣體的套管，當(dāng)容器中的顆粒部分燃燒時，套管與容器相通，煙火材料顆粒燃燒產(chǎn)生的熱量使氣體膨脹，罩在套管外并與套管一起形成一通道的歧管，支撐在歧管上的充氣囊，其與通道相通以接收來自套管并經(jīng)過通道的膨脹氣體。
8．如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于在歧管上沿通道長度方向間隔分布著氣孔，這些氣孔與充氣囊內(nèi)部相通，以使來自套管的氣體流入充氣囊。
9．如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于所述氣孔在歧管上沿通道長度方向間隔分布且間距逐漸減小，通過這些氣孔使氣體沿通道長度方向基本均勻地充入充氣囊。
10．如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于所述容器當(dāng)煙火材料顆粒開始燃燒但在完全燃燒之前，朝向套管打開，以使煙火材料的顆粒在套管內(nèi)完全燃燒。
11．如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于所述煙火材料的顆粒燃燒時產(chǎn)生對環(huán)境安全的副產(chǎn)物和最終產(chǎn)物，所述充入套管中的氣體為惰性氣體。
12．如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括用于將充氣囊夾在歧管上的裝置。
13．如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于在歧管上設(shè)有沿通道長度方向間隔分布的氣孔，這些氣孔與充氣囊內(nèi)部相通，以使來自套管的氣體流入充氣囊，所述的氣孔沿通道長度方向間隔分布且間距逐漸減小，使氣體沿通道長度方向基本均勻地充入充氣囊，所述容器當(dāng)煙火材料顆粒開始燃燒但在完全燃燒之前朝向套管打開，以使煙火材料的顆粒在套管內(nèi)完全燃燒，以及所述煙火材料的顆粒燃燒時產(chǎn)生對環(huán)境安全的副產(chǎn)物和最終產(chǎn)物。
14．一種在車輛發(fā)生碰撞時保護車內(nèi)人員的系統(tǒng)，包括具有座位的車輛，支撐在座位側(cè)面的盒體，其通常處于關(guān)閉狀態(tài)并具有在車輛發(fā)生碰撞時易于打開的結(jié)構(gòu)，具有中間部分和兩端折翼的放置在盒體內(nèi)的充氣囊，當(dāng)盒體打開時對氣囊充氣，在車輛發(fā)生碰撞時對充氣囊充氣的裝置。
15．如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于所述充氣囊以卷取狀態(tài)放置在盒體中，該充氣囊具有在車輛發(fā)生碰撞且盒體打開氣囊充氣時能夠展開的結(jié)構(gòu)。
16．如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于所述氣囊兩端部在氣囊螺旋卷取之前被折向中間部分，該充氣囊具有在車輛發(fā)生碰撞且盒體打開氣囊充氣時螺旋卷取部分展開后折疊部分展開的結(jié)構(gòu)。
17．如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于所述盒體具有通常關(guān)閉的活板，當(dāng)車輛發(fā)生碰撞時活板轉(zhuǎn)向打開位置，氣囊螺旋展開。
18．如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于所述充氣囊的端部折翼縮入氣囊的中間部分，并且?guī)в姓垡淼臍饽页手中握郫B，當(dāng)車輛發(fā)生碰撞盒體打開氣囊充氣時在盒體中的氣囊展開。
19．如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于所述的盒體具有通常關(guān)閉的活板，當(dāng)車輛發(fā)生碰撞時活板轉(zhuǎn)向打開位置，氣囊螺旋展開；充氣囊沿盒體長度方向放置，并且充氣裝置也是沿著盒體長度方向放置，以便沿著盒體長度方向向氣囊充氣使氣囊螺旋展開。
20．一種系統(tǒng)包括用于一容器的充氣囊，將易燃材料顆粒存放在容器中的裝置，一存放氣體的套管，該氣體為惰性氣體且受熱時具有膨脹性能，產(chǎn)生熱量的點火器，放置在外罩中的電子裝置，用于點燃點火器使容器內(nèi)的易燃材料顆粒開始燃燒，從而使容器朝向套管打開，并使易燃材料的部分燃燒顆粒進入套管內(nèi)，在其內(nèi)完全燃燒，將燃燒產(chǎn)生的熱量傳遞給套管內(nèi)的氣體，對套管內(nèi)的氣體熱量傳遞響應(yīng)以用熱氣體對充氣囊充氣的裝置。
21．如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其特征在于其中電子裝置放置在電感屏蔽中，以防止電子裝置通過散射的電子信號通電。
22．如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其特征在于所述易燃材料的顆粒和容器具有這樣的性能，即易燃材料顆?？稍谌萜髦胁糠秩紵?，在容器朝向套管打開后，使易燃材料該部分燃燒顆粒在套管內(nèi)完全燃燒。
23．如權(quán)利要求20所述的在車輛發(fā)生碰撞時用于保護車內(nèi)人員的系統(tǒng)，其特征在于所述車輛帶有供乘員坐的座位，緊靠座位外側(cè)放置一盒體，該盒體可打開和關(guān)閉，且通常以關(guān)閉狀態(tài)放在車輛中，當(dāng)車輛發(fā)生側(cè)面碰撞時盒體打開，所述充氣囊放在盒體中，當(dāng)盒體打開將熱量傳遞給套管內(nèi)的氣體時，該氣囊被充氣。
24．如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其特征在于所述電子裝置放置在電感屏蔽中，以防止電子裝置通過散射的電子信號通電，易燃材料的顆粒和容器具有這樣的性能，即易燃材料顆粒可在容器中部分燃燒，并在容器朝向套管打開后，使易燃材料的該部分燃燒顆粒在套管內(nèi)完全燃燒。
25．一種系統(tǒng)包括可被充氣的第一裝置；一盛放受熱時可膨脹的氣體的套管；與套管相連，用于盛放易燃材料顆粒的第二裝置，易燃材料顆粒產(chǎn)生的熱量使套管內(nèi)的氣體膨脹，罩在套管外的歧管，歧管與套管密封隔開并且當(dāng)套管內(nèi)的氣體產(chǎn)生特定壓力時，歧管與套管連通；一套管與歧管之間的通道，當(dāng)套管與歧管連通時，套管內(nèi)的氣體流過該通道，以及所述的第一裝置與通道相通，該裝置由流過通道的氣體充氣。
26．如權(quán)利要求25所述的當(dāng)車輛發(fā)生碰撞時保護車內(nèi)人員的系統(tǒng)，其特征在于車內(nèi)有一座位，所述第一裝置設(shè)在車輛座位側(cè)面，當(dāng)?shù)谝谎b置充氣時保護座位上的人員。
27．如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于具有點火功能的點火器，其與第二裝置相連，當(dāng)其點燃后將易燃材料點燃；當(dāng)車輛發(fā)生碰撞時作用在車輛上的力使電子裝置做出反應(yīng)使點火器點燃。
28．如權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其特征在于第一裝置長度可加大，還設(shè)有將第一裝置夾在歧管上的第三裝置，歧管的結(jié)構(gòu)是在膨脹氣體流過通道時，使其沿第一裝置的長度方向流入第一裝置。
29．如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于所述氣體為氬氣。
30．如權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其特征在于第一裝置為具有長度加大的充氣囊，還設(shè)有將充氣囊夾到歧管上的第三裝置，所述歧管的結(jié)構(gòu)是在膨脹氣體流過通道時，使其通入膨脹的充氣囊。
31．如權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其特征在于所述第二裝置在燃燒材料顆粒完全燃燒之前朝向套管打開，以使部分燃燒的顆粒進入套管并在套管內(nèi)完全燃燒。
32．一種系統(tǒng)包括歧管；放置在歧管內(nèi)用于盛放可膨脹氣體的套管；套管與歧管確定一通道，該通道用于使可膨脹氣體通過歧管，用于使套管內(nèi)的氣體膨脹的第一裝置，用于對套管內(nèi)的氣體膨脹做出反應(yīng)的第二裝置，該裝置使氣體流過通道，對氣體流過通道做出反應(yīng)的第三裝置，該裝置允許氣體進入歧管。
33．如權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，其特征在于所述第一裝置盛有易燃材料顆粒和電子裝置，該裝置用于使易燃材料顆粒開始燃燒，從而產(chǎn)生熱量使套管內(nèi)的氣體膨脹。
34．如權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，其特征在于所述歧管具有沿通道長度方向以一定間隔排列的開口，膨脹氣體通過開口流入第三裝置。
35．如權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括將第三裝置夾在歧管上的第四裝置，所述第三裝置為充氣囊，在氣囊充氣之前被折疊起來，在充氣期間氣囊從折疊狀態(tài)展開。
36．一種在車輛發(fā)生碰撞時保護車內(nèi)人員的系統(tǒng)，包括充氣囊，該氣囊在未充氣狀態(tài)下沿其長度方向螺旋卷取，在車輛發(fā)生碰撞時對充氣囊充氣的第一裝置，以及盛放氣囊的處于關(guān)閉狀態(tài)的盒體，當(dāng)氣囊開始充氣時，盒體通過充氣裝置對氣囊充氣而打開，并在充氣期間使氣囊螺旋展開。
37．如權(quán)利要求36所述的系統(tǒng)，其特征在于所述充氣囊具有帶兩端部的主體部分，至少一個折翼可從主體部分延伸出來，在充氣囊沿其長度方向螺旋卷取之前的未充氣狀態(tài)下該折翼可折到主體部分上。
38．如權(quán)利要求36所述的系統(tǒng)，其特征在于車輛包括一個具有內(nèi)外側(cè)的座位，和供車內(nèi)人員出入車輛的車門，所述的盒體緊靠座位外側(cè)設(shè)置，所述的盒體開口面向車門，充全的氣囊可朝緊靠座位外側(cè)的方向釋放，以便當(dāng)車輛發(fā)生碰撞時保護車內(nèi)人員免受傷害。
39．如權(quán)利要求36所述的系統(tǒng)，其特征在于所述第一裝置沿著盒體高度方向設(shè)置，該第一裝置相對于可充氣的氣囊放置，并沿車內(nèi)人員高度方向向充氣囊充氣。
40．如權(quán)利要求37所述的系統(tǒng)，其特征在于所述第一裝置沿著盒體高度方向設(shè)置，該第一裝置相對于充氣囊放置，并基本沿著盒體的整個高度同時向充氣囊充氣。
41．如權(quán)利要求37所述的系統(tǒng)，其特征在于所述第一裝置在盒體中相對于充氣囊放置，并基本沿著盒體的整個高度同時向充氣囊充氣，在充氣時氣囊被螺旋地打開，且折翼從主體部分展開，從而增加了對車內(nèi)人員身體的保護部分。
42．一種在車輛發(fā)生碰撞時保護車內(nèi)人員的方法，包括以下步驟向一套管提供氣體，將套管放入歧管中，使套管與歧管之間形成通道，正常情況下將套管與歧管隔開，當(dāng)車輛發(fā)生碰撞時，使套管內(nèi)氣體膨脹，從而打破套管與歧管之間的隔離狀態(tài)，并使膨脹氣體流過通道，將充氣囊相對于通道放置，以使流過通道的膨脹氣體向氣囊充氣。
43．如權(quán)利要求42所述的方法，還包括如下步驟在氣囊充氣之前，將充氣囊置于關(guān)閉的盒體中，以及給所述盒體設(shè)置一開口，當(dāng)盒體內(nèi)的氣囊開始充氣時，使氣囊膨脹出盒體。
44．如權(quán)利要求42所述的方法，還包括如下步驟在氣囊充氣之前，充氣囊卷取成螺旋形狀，將螺旋卷取的充氣囊放在處于關(guān)閉狀態(tài)且具有打開性能的盒體中，當(dāng)盒體內(nèi)的氣囊開始充氣時盒體打開，并使氣囊膨脹出盒體，且在充氣過程中氣囊從螺旋狀態(tài)展開。
45．如權(quán)利要求42所述的方法，還包括如下步驟在氣囊充氣之前，充氣囊呈之字形折疊，折疊的充氣囊放在處于關(guān)閉狀態(tài)且具有打開性能的盒體中，以及當(dāng)盒體內(nèi)的氣囊開始充氣時將盒體打開，并使氣囊膨脹出盒體，且在充氣過程中氣囊從折疊狀態(tài)展開。
46．如權(quán)利要求42所述的方法，還包括如下步驟提供所述充氣囊，其具有主體部分和至少一個從主體部分延伸出來的折翼，在氣囊充氣之前，將折翼縮入到主體部分中，在氣囊充氣之前，將主體部分折成折疊形狀，折疊的氣囊放在座位附近以便當(dāng)車輛發(fā)生碰撞時對氣囊充氣，并在氣囊充氣過程中使氣囊從折疊狀態(tài)展開，當(dāng)氣囊從折疊狀態(tài)展開時，折翼也從主體部分展開。
47．如權(quán)利要求46所述的方法，還包括如下步驟提供一充氣裝置以便在車輛發(fā)生碰撞時使氣體膨脹，將充氣裝置和折疊的充氣囊設(shè)置在盒體中，當(dāng)氣囊充氣時盒體打開，將盒體附在車輛座位的側(cè)面。
48．一種在車輛發(fā)生碰撞時保護車內(nèi)人員的方法，包括以下步驟提供一充氣囊，在氣囊充氣之前，充氣囊折成折疊形狀，折疊的充氣囊放置通常處于關(guān)閉狀態(tài)且具有打開性能的盒體中，設(shè)置一充氣裝置于盒體中，充氣裝置與充氣囊的關(guān)系是，當(dāng)車輛發(fā)生碰撞時充氣裝置向充氣囊充氣，并在充氣囊開始充氣時盒體打開，在氣囊充氣過程中，氣囊從折疊狀態(tài)展開，將盒體設(shè)在車輛內(nèi)的座位旁以便當(dāng)車輛發(fā)生碰撞時保護座位上的人員免受傷害。
49．如權(quán)利要求48所述的方法，還包括如下步驟提供所述的充氣囊，其具有主體部分和至少一個從主體部分延伸出來的折翼，在氣囊折成折疊狀態(tài)且氣囊放入盒體之前，將折翼縮入主體部分內(nèi)，當(dāng)氣囊開始充氣時，盒體打開并且盒體打開時氣囊從折疊狀態(tài)展開，同時折翼也從主體部分伸展出來。
50．如權(quán)利要求42所述的方法，還包括如下步驟提供所述的充氣囊，其具有主體部分和至少一個從主體部分延伸出來的折翼，在氣囊充氣之前折翼折到主體部分上，在氣囊充氣之前將主體部分卷成螺旋狀態(tài)，將螺旋卷取的充氣囊放在座位附近，以便當(dāng)車輛發(fā)生碰撞時對氣囊充氣，當(dāng)氣囊開始充氣時氣囊從螺旋狀態(tài)展開同時折翼也從主體部分伸展出來。
51．如權(quán)利要求50所述的方法，還包括如下步驟提供一充氣裝置，在車輛發(fā)生碰撞時，充氣裝置使氣體膨脹，該充氣裝置和螺旋卷取的充氣囊放置在一盒體中，當(dāng)氣囊開始充氣時，盒體打開，該盒體安裝在車輛座位的側(cè)面。
52．一種當(dāng)車輛發(fā)生碰撞時保護車內(nèi)人員的方法，提供一充氣囊，在氣囊充氣之前，將該充氣囊卷成螺旋形狀，將螺旋卷取的充氣囊放在一個通常處于關(guān)閉狀態(tài)且具有打開性能的盒體中，將一充氣裝置放在所述盒體中，其與充氣囊的關(guān)系是，當(dāng)車輛發(fā)生碰撞時，充氣裝置向充氣囊充氣，在氣囊開始充氣時，盒體打開從而使氣囊從螺旋狀態(tài)展開，盒體放在車輛內(nèi)的座位附近，以便當(dāng)車輛發(fā)生碰撞時保護座位上的人員免受傷害。
53．如權(quán)利要求52所述的方法，還包括如下步驟提供所述的充氣囊，其具有主體部分和至少一個從主體部分延伸出來的折翼，在氣囊卷取成螺旋狀態(tài)并放入盒體之前將折翼折到主體部分上，在氣囊開始充氣時，盒體打開，在盒體打開時，氣囊從螺旋狀態(tài)打開，同時折翼也從主體部分展開。
54．如權(quán)利要求52所述的方法，還包括如下步驟當(dāng)車輛發(fā)生碰撞時，沿盒體的高度同時向氣囊充氣。
55．如權(quán)利要求53所述的方法，還包括如下步驟在車輛發(fā)生碰撞時，沿盒體的高度同時向氣囊充氣，在沿盒體整個高度的漸進的位置對氣囊同時充氣期間，使氣囊均勻充氣。
56．一種當(dāng)車輛發(fā)生碰撞時保護車內(nèi)人員的方法，還包括如下步驟將一氣體盛在一套管中，將一種煙火材料的顆粒盛在容器中，該容器當(dāng)其中的煙火材料的顆粒部分燃燒時，朝向套管打開，并使其在套管內(nèi)繼續(xù)燃燒，燃燒產(chǎn)生的熱量使氣體膨脹，將一岐管罩在所述套管上并與套管隔開，在套管與岐管之間確定一通道，當(dāng)套管內(nèi)的氣體膨脹時，套管與岐管相通，以使膨脹的氣體流過通道，將一充氣囊相對岐管放置，以接收流過岐管的膨脹氣體并由此對氣囊充氣。
57．如權(quán)利要求56所述的方法，還包括如下步驟沿通道的長度方向，使氣囊與通道相通，以便沿通道漸進的位置同時向氣囊充氣。
58．如權(quán)利要求56所述的方法，還包括如下步驟沿通道的長度方向漸進的位置，使氣囊與通道相通，以便沿通道方向以這樣的漸進的位置同時并均勻向氣囊充氣。
59．如權(quán)利要求58所述的方法，還包括如下步驟所述氣囊設(shè)置在處于關(guān)閉狀態(tài)的盒體中，該盒體在氣囊開始充氣時打開，以便連續(xù)向氣囊充氣，將所述盒體附在車輛一座位的外側(cè)。
全文摘要
氣囊(10)放置在車輛座位外側(cè)的盒體(22)中。氣囊(10)夾在沿其長度方向延伸的歧管(42)上。盛放可膨脹氣體的套管(44)放置在歧管(42)內(nèi),通過隔膜(66)使套管與歧管隔開。盛放煙火材料(46)顆粒的易碎容器(77)放入套管(44)內(nèi)。煙火材料(46)的點燃使容器(77)在材料(46)完全燃燒之前破碎。部分燃燒的煙火材料在套管(44)內(nèi)繼續(xù)燃燒,并將熱量傳遞給套管(44)內(nèi)的氣體,使氣體膨脹。這就引起隔膜(66)破裂,由此使氣體流入氣囊(10)中。
文檔編號B60R21/237GK1226211SQ97196732
公開日1999年8月18日 申請日期1997年6月3日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月3日
發(fā)明者D·J·勒維斯 申請人:環(huán)宇推進器公司