[发明专利]具有排气气密密封结构的主动垫式安全气囊

说明书

技术领域

本发明总体上涉及用于机动车辆中乘员碰撞防护的主动垫式安全气囊，以及，更具体地，涉及具有可充气的囊袋的主动垫式安全气囊，该可充气的囊袋由两层塑料面板之间的环形气密密封结构形成，该囊袋被构建为提供改进的负荷管理和增强的密封坚固性。

背景技术

主动垫式安全气囊是一种具有可充气的囊袋以在碰撞中吸收冲击并减少对乘员的创伤的车辆乘员防护装置。与充气时从后部各种开口出现的可展开的气囊靠垫相反，在碰撞事件开始时，主动垫式安全气囊利用内饰表面自身膨胀来通过充气气体的作用吸收冲击和耗散能量。通过引用的方式结合于此的、2012年6月26日公布的第8,205,909号美国专利公开了一种与手套箱门整合为一体的轻质且具有视觉吸引力的主动膝部垫式安全气囊。同样通过引用的方式结合于此的、2011年4月19日递交的、申请序列号13/089,401的未决美国专利申请公开了一种典型结构，其中主动垫式安全气囊包括面向车辆乘员的前壁或面板，其沿着密封的外围附接到基壁或者面板。为了提供可充气的囊袋，一个或者两个壁都是可变形的。例如，基壁可具有在充气时变直的褶皱（即，折叠状）部分。在展开前、非充气条件下，壁最初间隔开较小的距离。这容许充气气体以一种实现整个面板均匀充气的方式进入。

典型的主动垫式安全气囊的前壁和基壁由诸如聚乙烯、聚烯烃、或者聚氯乙烯这样的成型热塑性塑料组成。它们通常是注塑成型的，但也可以是吹塑成型的。当单独成形时，前壁和基壁必须围绕其外围气密地结合以便形成可充气的囊袋。该结合必须是坚固的，以抵抗由于充气期间的高压导致的分离。

从制造的角度来看，焊接（例如热板、超声波、摩擦、或者激光焊接）是用于连接前壁和基壁的可取的方法。为了提供焊接表面，在热条件下，一个壁上的一个或多个凸起的圆周凸纹或者脊可用于在加热条件下延伸接触另一个壁上的配合面以形成焊缝。充气时焊缝必须经受大的剪切力，并且焊缝的破损会导致吸收冲击的能力完全损失。为了实现快速的充气率以便垫式安全气囊在非常短的时间内准备好接受冲击，必须使用高容量/高压气体充气机，该充气机增加了必须由外围焊缝承受的力。

碰撞事件期间，当乘员接触充气的垫式安全气囊时，为了最优化能量的耗散，充气气体可被排出以实现冲击的躯体的适当可控的减速。另外，在主动垫式安全气囊使用由模制塑料面板形成的囊袋的情况下，理想的是使预充气囊袋一直排气以保持其在无碰撞条件下实质处于大气压力下。否则，由于面板材料是相对柔性的，在极端温度下可能发生结合主动垫式安全气囊的内饰组件的显著的变形。在碰撞事件期间囊袋充气被启动时，由于排气孔的存在，需要更大的充气机。充气机的更高的压力增加了施加于外围密封的应力。在任一具体囊袋设计中，在外围周围施加到密封结构的应力可能是不均匀的。一定注意确保焊缝被配置成能经受所有施加的应力。

在至少一个塑料面板内形成的提供持续排气能力的固定的排气孔已被使用。此外，同时还引入了具有可变排气能力的主动排气孔，来适应在充气和冲击的不同阶段的不同排气需要，如申请序列号为13/076,737、申请日为2011年3月31日、标题为“具有主动排气孔的主动垫式安全气囊”的共同待决的美国申请中所公开的，该申请通过引用参考结合于此。例如，在充气的初期阶段需要较低的排气能力，使其在被乘员冲击前获得足够的扩张。然后在缓冲期间（例如当乘员的腿部或者膝部碰撞主动膝部垫式安全气囊时），可以提供更高的排气能力以允许囊袋更好地耗散冲击力。理想的是以如下方式整合主动排气机构，即，在排气能力改变量以及改变的时间方面实现精确控制的同时，避免组件和成本的增加。

发明内容

本发明使用整合了可变排气功能的气密密封结构，该可变排气功能在减少焊接密封结构的破损可能性的同时改善负荷管理。气密密封结构的可控破裂可以与在充气中另外经受最高应力的区域相一致，由此降低该区域焊缝的所需强度。主动排气孔可被结合到外围密封结构中而无需任何增加的组件和成本。