自適應氣囊的制作方法

相關申請

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本發明涉及一種用于幫助保護車輛乘員的裝置。更具體地說，本發明涉及一種可在車輛的反作用面和車輛座椅的乘員之間充氣的氣囊。

背景技術：

已知提供一種用于幫助保護車輛乘員的可充氣車輛乘員保護裝置，諸如氣囊。一種特定類型的氣囊是可在車輛的前座椅的乘員與車輛的儀表板之間充氣的正面氣囊。這種氣囊可以是駕駛員氣囊或乘員氣囊。當被充氣時，駕駛員和乘員氣囊有助于保護乘員免受諸如儀表板和/或車輛的方向盤的車輛部件的沖擊。

乘員氣囊通常以泄氣狀態存儲在安裝到車輛儀表板的殼體中。氣囊門可與外殼和/或儀表板連接，以幫助將氣囊包圍并且隱藏在存儲狀態。在部署乘員氣囊時，氣囊門打開以允許氣囊移動到充氣位置。作為由充氣的氣囊施加在門上的力的結果，氣囊門打開。

駕駛員氣囊通常以泄氣狀態存儲在安裝在車輛方向盤上的殼體中。氣囊蓋可與殼體和/或方向盤連接，以幫助將氣囊包圍并且隱藏在存儲狀態。在部署駕駛員氣囊時，氣囊蓋打開以允許氣囊移動到充氣位置。作為由充氣的駕駛員氣囊施加在蓋上的力的結果，氣囊蓋打開。

另一種類型的氣囊是可在車輛的側面結構和車輛乘員之間充氣的側面碰撞氣囊。側面碰撞氣囊可以例如是座椅安裝的、側面結構安裝的或門安裝的。另一種類型的氣囊是可在車輛的儀表板和/或轉向柱與車輛乘員之間可充氣膝墊。可充氣膝墊可以例如安裝在儀表板中或轉向柱上。

乘員側和正面氣囊通常設計成延伸到車輛內的一定高度，其在較高的車輛乘員的頭部和車輛的擋風玻璃之間提供障礙物。這種氣囊高度增加了氣囊的體積，并且將一部分氣囊體積放置在較矮的乘員肩膀之上。在本領域中需要一種氣囊結構，其減小了較高和較矮的乘員的肩膀上方的氣囊的體積。

技術實現要素：

本發明涉及一種用于幫助保護車輛的乘員的設備，該車輛具有用于接收車輛乘員的座椅。根據一個方面，該設備包括可充氣車輛乘員保護裝置，其可從存儲狀態充氣到展開狀態，在展開狀態下，保護裝置被充氣并且定位在車輛的反作用面與車輛座椅的任何乘員之間。保護裝置包括：后部，當保護裝置處于充氣和展開狀態時，該后部鄰近反作用面定位或定位在反作用面附近；以及前部，當保護裝置處于展開狀態時，該前部定位在后部與車輛座椅的任何乘員之間。前部和后部具有間隔開的構造，其中當處于充氣和展開狀態時，在前部和后部之間具有在可充氣容積外部的開放空間。響應于乘員侵入和抵抗保護裝置內的增壓力，前部可相對于后部移動到開放空間中。

根據另一方面，單獨地或與本文所述的任何其它方面組合，前部可以被構造成相對于后部在前后方向和側向方向上可移動。

根據另一方面，單獨地或與本文所述的任何其它方面組合，保護裝置的前部構造成當前部與后部間隔開時，主要由于增壓力為乘員侵入提供第一程度的約束。響應于侵入乘員使前部移動到與后部接合，保護裝置為乘員侵入提供第二程度的約束，該第二程度的約束大于第一程度的約束。

根據另一方面，單獨地或與本文所述的任何其它方面組合，第一程度的約束足以吸收侵入乘員的一些初始沖擊力，同時允許前部相對于后部移動。

根據另一方面，單獨地或與本文所述的任何其它方面組合，該裝置可以包括接縫，該接縫控制前部和后部的充氣深度，以在前部和后部內限定不同腔室。所述腔室可以被構造成為乘員侵入提供不同程度的阻力。

根據另一方面，單獨地或與本文所述的任何其它方面組合，保護裝置可以包括定位于前部和后部之間的連接部分。該連接部分在前部和后部的上延伸部、下延伸部、內側延伸部和外側延伸部中的一個處將前部和后部相互連接，使得當處于充氣和展開狀態時，保護裝置具有大致彎曲的u形或鉤形構造。

根據另一方面，單獨地或與本文所述的任何其它方面組合，連接部分可以包括大致u形或鉤形構造的中部，并且前部和后部可以包括從中部延伸以完成大致u形或鉤形構造，并且由此將前部和后部彼此間隔開。

根據另一方面，單獨地或與本文所述的任何其它方面組合，前部和后部每個都具有在限定其各自可充氣容積的相應成對的相對面板之間在前后方向上測量的充氣厚度，當前面板偏轉到與后部接合時，前部的后面板接合后部的前面板。

根據另一方面，單獨地或與本文所述的任何其它方面組合，保護裝置可以包括一對連接部分，所述一對連接部分將前部和后部的上部和下部互連，或將保護裝置的內側部分和外側部分互連。保護裝置由此可以采取閉環的形式，其中空間居中地延伸通過保護裝置并且由保護裝置限定的閉環界定。

根據另一方面，單獨地或與本文所述的任何其它方面組合，保護裝置可以包括在連接部分之間延伸的至少一個不可充氣支撐構件，用于使連接部分相對于彼此維持在預定位置。

根據另一方面，單獨地或與本文所述的任何其它方面組合，所述至少一個不可充氣支撐構件可以包括在空間的相對側上的一對不可充氣支撐構件，用于當保護裝置處于展開狀態時維持連接部分大致彼此平行。

根據另一方面，單獨地或與本文所述的任何其它方面組合，保護裝置可以包括一對可充氣保持部分，其從前部的相對的側面側向外延伸。

根據另一方面，單獨地或與本文所述的任何其它方面組合，當從頂部觀察時，保護裝置可以具有大致三角形的形狀。

根據另一方面，單獨地或與本文所述的任何其它方面組合，保護裝置可以具有大致倒置的u形構造，并且前部的下延伸部在后部的下延伸部下方豎直地延伸。

根據另一方面，單獨地或與本文所述的任何其它方面組合，袋狀部可以朝向后部延伸到前部中。

根據另一方面，單獨地或與本文所述的任何其它方面組合，座椅可以是車輛的后座椅，并且保護裝置可以被存儲在位于座椅前方的座椅靠背中。保護裝置可以展開在乘員和座椅靠背之間，使得座椅靠背充當用于保護裝置的反作用面。

根據另一方面，單獨地或與本文所述的任何其它方面組合，座椅可以是車輛的后座椅，并且保護裝置可以被存儲在車輛的車頂中。保護裝置可以展開在乘員和位于乘員座椅前方的座椅靠背之間，使得座椅靠背充當用于保護裝置的反作用面。

根據另一方面，單獨地或與本文所述的任何其它方面組合，座椅可以是車輛的前座椅，并且保護裝置可以存儲在車輛的儀表板中。保護裝置可以展開在乘員和儀表板之間，使得儀表板用作保護裝置的反作用面。

根據另一方面，單獨地或與本文所述的任何其它方面組合，座椅可以是車輛的前座椅，并且保護裝置可以被存儲在車輛的車頂中。保護裝置可以展開在乘員和車輛的儀表板之間，使得儀表板用作保護裝置的反作用面。

根據另一方面，單獨地或與本文所述的任何其它方面組合，座椅可以是車輛的駕駛員座椅，并且保護裝置可以存儲在車輛的車頂中。保護裝置可以展開在乘員和車輛的方向盤之間，使得方向盤用作保護裝置的反作用面。

附圖說明

參照附圖考慮本發明的以下描述，本發明的前述和其它特征對于本領域技術人員將變得顯而易見，其中：

圖1是根據本發明實施例的用于幫助保護車輛乘員的設備的示意圖。

圖2是圖1的設備的示意性側視圖，示出系帶車輛乘員的不同狀況。

圖3a至圖3c是圖1的設備的示意性側視圖，示出系帶車輛乘員的不同后座椅狀況。

圖4a至圖4b是根據本發明的另一個實施例的用于幫助保護車輛乘員的設備的示意圖。

圖5a至圖5c是根據本發明的另一個實施例的用于幫助保護車輛乘員的設備的示意圖。

圖6a至圖6b是根據本發明的另一個實施例的用于幫助保護車輛乘員的設備的示意圖。

圖7a至圖7c是根據本發明的另一個實施例的用于幫助保護車輛乘員的設備的示意圖。

圖8a至圖8c是根據本發明的另一個實施例的用于幫助保護車輛乘員的設備的示意圖。

圖9a至圖9b是根據本發明的另一個實施例的用于幫助保護車輛乘員的設備的示意圖。

圖10a至圖10b是根據本發明的另一個實施例的用于幫助保護車輛乘員的設備的示意圖。

圖11a至圖11b是根據本發明的另一個實施例的用于幫助保護車輛乘員的設備的示意圖。

圖12a至圖12b是根據本發明的另一個實施例的用于幫助保護車輛乘員的設備的示意圖。

圖13是根據本發明的另一個實施例的用于幫助保護車輛乘員的設備的示意圖。

圖14是根據本發明的另一個實施例的用于幫助保護車輛乘員的設備的示意圖。

圖15是根據本發明的另一個實施例的用于幫助保護車輛乘員的設備的示意圖。

圖16a至圖16b是根據本發明的另一個實施例的用于幫助保護車輛乘員的設備的示意圖。

圖17a至圖17b是根據本發明的另一個實施例的用于幫助保護車輛乘員的設備的示意圖。

圖18a至圖18b是根據本發明的另一個實施例的用于幫助保護車輛乘員的設備的示意圖。

圖19a至圖19b是根據本發明的另一個實施例的用于幫助保護車輛乘員的設備的示意圖。

圖20a至圖20b是根據本發明的另一個實施例的用于幫助保護車輛乘員的設備的示意圖。

具體實施方式

本發明涉及一種用于幫助保護車輛的乘員的設備。更具體地說，本發明涉及一種在車輛的反作用面和車輛座椅的乘員之間可充氣的氣囊。用于幫助保護車輛12的乘員20的設備10包括呈氣囊14的形式的可充氣車輛乘員保護裝置14。在圖1至圖4c所示的實施例中，氣囊14是乘員氣囊，其用于幫助保護在車輛的前座椅16之后的車輛12的側面24的后座椅22的乘員20。前座椅16位于儀表板36的后面并且朝向儀表板36呈現。側面24可以是車輛12的駕駛員側(如圖所示)或乘員側(未示出)。車輛12還包括車頂19和安全帶18，該安全帶18連接到后座椅22以幫助保護車輛乘員20。

參考圖2，氣囊14可以是包括充氣機32和殼體34的氣囊14模塊30的一部分。氣囊14具有存儲狀態，如圖2中的虛線所示，其中氣囊被折疊并且放置在殼體34內的存儲狀態中。模塊30安裝到車輛12的前座椅16的座椅靠背23或安裝在座椅靠背23之內。殼體34有助于容納和支撐座椅靠背23中的氣囊14和充氣機32。或者，模塊30可以安裝在車輛12(未示出)的b柱、門、后座椅墊、中控臺、儀表板36或車頂19中。

模塊30門(未示出)可以可釋放地連接到座椅靠背23和/或殼體34。在閉合狀態下(未示出)，門形成模塊30的蓋，并且幫助將氣囊14以儲存狀態封閉在座椅靠背23內的殼體34中。門可移動到打開狀態，露出殼體34和座椅靠背23中的開口44，氣囊14可以通過該開口從在殼體34中的存儲狀態展開到充氣或展開狀態。門可以直接或通過諸如塑料鉸鏈部分、帶或系繩的裝置(未示出)通過殼體34連接到車輛12，例如連接到座椅靠背23。

充氣機32可致動，以將充氣流體提供給氣囊14的可充氣容積60以使氣囊14展開到充氣狀態。充氣機32可以是任何已知的類型，例如儲存氣體、固體推進劑，增強的或混合的。設備10包括傳感器，其以50示意性地示出，用于感測預期氣囊14的充氣的事件，例如碰撞。充氣機32經由導線52可操作地連接到傳感器50。

氣囊14可以由任何合適的材料制成，例如尼龍(例如，編織尼龍6-6紗線)，并且可以以任何合適的方式構造。例如，氣囊14可以包括一個或多個材料片或板。如果使用多于一個片或板，則可以通過諸如縫合、超聲波焊接、熱粘合或粘合劑的已知方式將片或板互連，以形成氣囊14。氣囊14可以是未涂覆的，涂覆有諸如不透氣的氨基甲酸乙酯的材料或層壓有諸如不透氣膜的材料。因此，氣囊14可以具有氣密或大致氣密的結構。本領域技術人員將理解，替代材料，例如聚酯紗線和替代涂層，例如硅樹脂，也可用于構造氣囊14。

在所示實施例中，氣囊14由互連以限定具有圖1至圖4c所示構造的氣囊的可充氣容積60的一個或多個材料板構成。參見圖1至圖2，充氣氣囊14從殼體34遠離座椅靠背23沿后方向朝后座椅22中的乘員22展開。座椅靠背23因此用作車輛12的反作用面以便展開氣囊14。當從側面觀察時，氣囊14具有倒u形構型，當從頂部(未示出)觀察時，氣囊14呈大致矩形。充氣氣囊14包括鄰近乘員20的前部62和鄰近座椅靠背23的后部64。

在展開狀態下，前部62與前座椅16間隔開，并且包括朝向后座椅22中的乘員20呈現的前面板或表面70。后部64定位成與座椅靠背23相鄰并且經由其到模塊34的連接部連接到座椅靠背23。表面70與座椅靠背23間隔開沿著車輛12的前后方向延伸的一定距離或深度d1。側部80、82在前部62和后部64之間延伸。側部80、82在氣囊14的相對側上大致彼此平行地延伸。側部80位于車輛12中的外側，側部82位于車輛中的內側。

頂部90朝向車頂19呈現并且將前部62連接到后部64。底部92定位為更加靠近后座椅22。前部62、后部64、側部80、82、頂部90和底部92相互配合以幫助限定氣囊14的可充氣容積60。前部62、后部64、側部80、82、頂部90和底部92各自除了它們各自的可充氣部分之外可以包括不可充氣部分(未示出)。

一個或多個接縫100可以在前后方向上沿著氣囊14的長度從前部62大致上延伸到后部64，以將可充氣容積60分離成多個腔室102。每個接縫100進入可充氣容積60的深度可以調整以形成具有期望的橫截面和/或加壓的腔室102，即，接縫可以相同或可以彼此不同，使得腔室以不同的速率充氣并且加壓。接縫100還可以被構造成控制腔室102的體積，以從而控制充氣機32所需要的大小，以對氣囊14充分充氣和展開氣囊14。控制腔室102的體積也控制氣囊14的剛度，以滿足預期的性能標準。在一個示例中，內側-外側方向上的中間腔室102可以被制造得更小，從而相對于更多內側和更多外側腔室的剛度提供降低的剛度。

氣囊14包括空間110，該空間110限定可充氣容積60外部的未充氣或非加壓體積。在圖1所示的構造中，空間110從底部92朝向頂部90延伸。空間110在側部80、82之間完全延伸并且終止于頂部90的內表面112。因此，氣囊14分支成兩個可充氣凸角120，該兩個可充氣凸角在底部92處彼此間隔開并且通過頂部90彼此連接，以幫助限定空間110的形狀。每個凸角120在垂直方向上具有大致相同的高度，使得氣囊14圍繞頂部90大致對稱。因此，圖1所示的氣囊14具有拱形或倒立的u形。

中線98沿著車輛12的前后方向延伸通過氣囊14。中線98與氣囊14的最上邊緣和最下邊緣等距離地間隔開，即，中線定位在沿氣囊高度一半處，氣囊高度一般以h1表示。在圖1的實施例中，前部62、頂部90和后部64的大小被選擇為使得空間110在中線98上方延伸，即，空間具有距氣囊14的最下邊緣的比充氣氣囊14的高度h1的一半大的深度。另外，空間110可以具有等于或小于氣囊14的高度h1的一半的深度(未示出)。為了提供理想的充氣性能標準，氣囊14中的空間110的存在減小了可充氣容積60的大小。

當感測到發生預期氣囊14的充氣事件(例如，車輛碰撞)時，傳感器50經由引線52向充氣機32提供信號。當從傳感器50接收到信號時，充氣機32被致動并且以已知的方式向氣囊14的可充氣容積60提供充氣流體。充氣氣囊14在前座椅16的座椅靠背23上施加力以破壞座椅靠背，并且允許氣囊從儲存狀態充氣到展開狀態，例如如圖2中的實線所示的充分充氣、展開和加壓狀態。氣囊14在展開時有助于保護車輛乘員20免受與車輛12的部件的碰撞，例如與前座椅16的碰撞。

氣囊14在展開時通過幫助吸收由乘員施加在氣囊上的沖擊力來幫助保護乘員20。參考圖2，當乘員20撞擊氣囊14時，乘員侵入氣囊，氣囊吸收并且分配沖擊力遍及氣囊的整個區域和容積。就“侵入”到氣囊14而言，是指在向車輛12的正面碰撞的情況下，乘員20向前移動(如由圖2中標記為42的箭頭和標記為20'的虛線所示)到與氣囊接合的情況。乘員20“侵入”到氣囊14中是乘員相對于乘員首先接合充氣的氣囊(即，接合前部62的表面70)的點移動到氣囊的充氣深度的距離或程度。

換句話說，侵入度可以被測量為由侵入乘員20'使在表面70上的給定點朝前座椅16移動的距離。例如，圖2中的侵入度可以計算為整個氣囊14的完全充氣深度d1與整個氣囊(未示出)相對于座椅靠背23的侵入深度之差。或者，可以將侵入度測量為：在乘員首先接觸氣囊14(未示出)時開始，表面70上的點與面對乘員的前座椅16上的固定點之間或乘員20(例如，乘員的胸部)上的點與座椅靠背23上的固定點之間的距離的變化。

幾個因素決定乘員20侵入氣囊14的程度。例如，乘員20的大小或質量，乘員撞擊氣囊14的速度和氣囊的加壓都幫助確定在給定的展開場景下乘員侵入氣囊的程度。

如圖2所示，在系帶乘員20的情況下，安全帶18用于幫助約束乘員。結果，系帶乘員20，特別是乘員的下軀干122和臀部130被限制朝前座椅16移動。這允許氣囊14以來自乘員20的相對較小的阻力或約束而充氣和展開。如在以20’指示的虛線所示，系帶乘員的頭部124侵入氣囊14的前部62，更具體地，侵入氣囊的靠近頂部90的表面70。根據乘員的大小和/或氣囊的高度h1，系帶乘員的頭部124也可以侵入氣囊14的頂部90。系帶乘員的上軀干126在前方凸角120處侵入氣囊14的底部92。

由于氣囊14的構造，侵入乘員20使前部62沿著朝前座椅16的方向偏轉，因此前部朝向氣囊的后部64偏轉。由于空間110未被加壓并且位于前部62和后部64之間，因此前部偏轉到空間中并且更靠近后部。乘員20'侵入氣囊14的程度或距離可以相當小或相對較小。氣囊14可以被構造成使得在系帶乘員20完全侵入前部70的過程中前部62保持與后部64間隔開。為此，可以調整氣囊14的剛度，以確保當乘員20侵入氣囊時，空間110的體積不會完全消失。

由于前部和后部62、64之間的空間110，由氣囊14的下部提供的約束力比由上部提供的約束力小(軟)，因為前部可以經到頂部90的連接區域以樞轉或滑動的方式偏轉到空間中。換句話說，由于空間110沒有被加壓，因為它將在整個深度d1中連續的氣囊14體積中，因此乘員20與之相互作用的可充氣容積60的大小減小，由此氣囊14的下部的限制相對于連續囊設計來說最初更柔軟。如果乘員20侵入到氣囊14中足以使前部62接觸后部64的，則被接觸部的約束將變得更硬，從而可以避免侵入乘員20'與前座椅的接合。

相比之下，氣囊14的頂部90大致連續地從前座椅16的后部延伸到乘員20，幾乎沒有或沒有開放空間。因此，頂部90相對于由凸角120提供給乘員的下軀干122的約束，向侵入者的頭部124和上軀干126提供了更硬的約束。因此，本發明的氣囊14有利于為侵入乘員20'提供可變的約束，以滿足理想的性能標準。

此外，由于接縫100的垂直構造，每個腔室102沿著前部62在其最下邊緣和最上邊緣之間提供基本相似的約束。因此，具有不同頭部位置或高度的乘員20經歷相似的約束，而不管頭部124沿著前部62的高度在哪個地方撞擊。因此，前部62上的每個腔室102的高度可以被構造為基于后座椅22中的乘員20的預期尺寸與可能的乘員頭部124的位置范圍相符。

如果系帶乘員20侵入到氣囊14中足以使前部62接合后部64，即，前部和后部之間的空間110大致或完全消失，則本發明的氣囊產生與在前后方向上定位成彼此相鄰并且鄰接的兩個較小體積的氣囊大致相同的乘員約束。換句話說，這種雙氣囊構造將導致與設置有非加壓空間110的本發明的單容積氣囊14基本相同的同類乘員20約束。

前部62與后部64的接合隨較高大的乘員20和/或在較高速度的碰撞事件中發生。因此，在碰撞事件的后期階段的該由此產生的約束加強有利于減少乘員與前座椅16接觸的可能性。本發明的空間110有利地允許氣囊14通過區域(即，頭部124對軀干122、126)提供可變乘員20約束，以及提供變化的約束，即，只有當頭部124和上軀干足夠靠近前座椅16使得空間塌陷到零容積或接近零容積時，約束才變僵硬。

氣囊14的間隔開的可移動腔室構造還克服了與成角度的乘員運動相關的常規氣囊的另一個問題。沒有間隔開的可移動空間的傳統的氣囊通常直接與其預期的反作用面相鄰或相接合地展開。一旦乘員接合傳統的氣囊(或此后不久)，氣囊就會被固定在乘員和反作用面之間。在這一點上，氣囊的側向偏移的任何阻力總體上被顯著地減少或消除。因此，對氣囊的成角度的或側向偏移的抵抗可能導致乘員尤其是乘員的頭部的旋轉運動，并且可能導致頸部受傷。

根據氣囊14的間隔開的可移動的腔室構造，前部62不僅可以相對于后部64在前后方向上移動，而且還可以相對于后部在成角度的方向上移動。因此，在使乘員20在除了僅向前方向(例如，成角度或歪斜方向)以外的方向上接合氣囊14的事件中，與后部64間隔開的初始接合的前部62可以隨乘員處于他或她的成角度的或傾斜方向移動。例如，這可能是在發生成角度的或偏移車輛撞擊或碰撞的情況。這也可能是在發生氣囊14的展開的事件時乘員遠離正常就座的位置的情況。

因為前部與后部分隔開并且本身不接觸反作用面，所以除了前后自由度之外，前部還具有一定程度的側向自由度以相對于后部移動。在最初吸收沖擊力的同時與乘員一起移動，可以幫助減輕影響氣囊14促使乘員頭部旋轉和頸部扭轉的程度和嚴重性。

氣囊14的低容積構造還有助于約束的較早啟動，因為與連續容積的氣囊相比，減小容積的氣囊14可以更快地被定位和被填充。還有可能減小充氣機32的所需大小和成本。

充氣機32、頂部90、前部62以及氣囊14的空間110的大小被設計成提供一定體積的充氣流體，其足以將氣囊在所需的性能參數內充氣、展開和加壓到圖2的充氣狀態。由于系帶乘員20處于預期狀態，所以圖2的頂部90、前部62和空間110的構造有助于提高設備的可靠性。

此外，應當理解，本發明的氣囊14的低體積構造可以允許氣囊沒有主動或適應性排氣，同時仍然為侵入乘員20'提供可變的約束。本發明的氣囊14的小體積構造還允許氣囊的前部62的高度增加到足以接合車頂19以容納更高的乘員而不損害氣囊提供可變的乘員約束的能力。

參考圖3a至圖3c，本發明的氣囊14的結構適于有利地符合前座椅16和/或后座椅22的各種位置，以使氣囊能夠基于各種前座椅的條件幫助保護后座椅的乘員20。換句話說，本發明的氣囊14可操作以隨著前座椅16和后座椅22之間的前后方向的距離變化而對乘員20幫助提供相似的約束。無論前座椅16和后座椅22之間的前后距離如何，氣囊14的前部62和后部64之間的空間110都允許充氣氣囊呈現相同的通用拱形形狀。

隨著前座椅16與后座椅22之間的前后距離增加(從而使乘員20從前座椅進一步移動)時，前部62充氣并且展開，進一步遠離固定到前座椅的后部64。結果，空間110在前后方向上的大小增加，從而降低了氣囊14的高度h1。同樣地，隨著前座椅16與后座椅22之間的前后距離的減小(由此使乘員20移動靠近前座椅)，前部62展開更靠近固定到前座椅的后部64。結果，空間110在前后方向上的大小減小，由此增加了氣囊14的高度h1。換句話說，本發明的氣囊14的拱形構造膨脹或折疊以符合前座椅16和后座椅22之間的不同空間關系。

無論前座椅16和后座椅22之間的前后間隔如何，氣囊14都以基本相同的方式工作。座椅靠背23用作主反作用面，以防止氣囊14由于展開和侵入乘員20'而向前移動。因此，在每種情況下，前部62在與乘員20接合之前被充分充氣，并且在朝乘員移動期間以及在與乘員接合時保持完全充氣。侵入乘員20'然后使前部62朝后部64移動，同時向乘員提供約束，一旦前部和后部彼此抵靠，約束就增加，以如上所述地加強氣囊14。

圖3a示出與前座椅16間隔開第一距離d1的后座椅22中的乘員20。這種情況可能例如當前座椅16遠離后座椅22并且朝儀表板36移動以適應較小或較矮的前座乘員20時發生。在這種情況下，氣囊14的前后深度等于距離d1，且氣囊處于膨脹拱形形狀。圖3a中的氣囊14具有高度h1。

圖3b示出與前座椅16間隔第二距離d2的后座椅22中的乘員20，第二距離d2小于第一距離d1。這種情況可能例如在前座椅16從儀表板36移動一定距離以容納正常尺寸的前座椅乘員20時發生。在這種情況下，氣囊14的前后深度等于距離d2，因此，圖3b中的拱形氣囊14相對于圖3a中的氣囊14在前后方向上被壓縮。因此，圖3b中的氣囊14具有大于高度h1的高度h2。

圖3c示出與前座椅16間隔第三距離d3的后座椅22中的乘員20，第三距離d3小于第二距離d2。這種情況可能例如在前座椅16朝后座椅22移動并且遠離儀表板36以容納更大或更高的前座椅乘員20時發生。在這種情況下，氣囊的前后深度14等于距離d3，因此圖3c中的拱形氣囊相對于圖3a和圖3b中的氣囊在前后方向上被壓縮。因此，圖3c中的氣囊14具有大于高度h2的高度h3。

在將氣囊14展開處于圖3a至圖3c的任何座椅狀態下期間，充氣的前部62遠離后部64并且朝向后座椅22移動，直到表面70抵靠乘員20。此時，前部62充分充氣，并且乘員不侵入氣囊14。之后，乘員20可以以前面描述的方式與展開的氣囊14相互作用。

當允許氣囊完全展開時，即，當乘員不侵入氣囊時，傳統的氣囊在前后方向上僅具有一個充氣深度。換句話說，一旦乘員與前座椅間隔超過預定距離，傳統的氣囊就充分充氣到相同的充氣深度，在展開的氣囊和乘員之間留下間隙。這種間隙是有問題的，因為它允許乘員在接合氣囊之前朝氣囊移動時獲得速度，從而不必要地增加了從氣囊所需的約束程度。換句話說，這些傳統的氣囊在乘員通過間隙移動到與氣囊接合的時間期間提供了乘員的延遲約束。結果是，不僅乘員在這段時間內能夠獲得速度，而且乘員也可以向內側或外側移動，導致乘員以不太優化的方式撞擊氣囊。

另一方面，本發明的氣囊14通過在展開期間沿前后方向延長或膨脹來符合或適應于前座椅16與后座椅22中的乘員20之間的距離。通過氣囊14的這種前后移動有助于確保氣囊與乘員接合，而與前座椅16和后座椅22之間的距離無關。因此，在本發明的完全展開的適配氣囊14與后座椅22的乘員20之間不存在間隙。結果，氣囊14立即對侵入乘員20'提供約束，這有助于防止乘員在朝前座椅16行進時加速，并且有助于減少乘員在與氣囊相互作用期間向內側或外側移動的機會。

圖4a和圖4b示出根據本發明另一實施例的氣囊14a。圖4a和圖4b中的某些組件與圖1至圖3c的部件相似或相同。這些相似或相同的部件被提供與圖1至圖3c相同的附圖標記。另一方面，后綴“a”被添加到圖4a和圖4b中的與圖1至圖3c的部件不相似的部件的附圖標記，以避免混淆。

在圖4a和圖4b中，氣囊14a的底部92的最下邊緣相對于中線98與頂部90的最下邊緣不對準。如圖所示，前部62的底部延伸到后部64的底部以下。因此，充氣的氣囊14a大致彎曲成具有鉤形或u形構造。如圖4b所示，前部和后部62、64的底部相對于氣囊14a的其余部分向外(內側和外側)延伸。更具體地說，當從頂部觀察時，前部62和后部64的底部具有大致截頭圓錐形狀，而氣囊14a的其余部分是大致是矩形的。限定腔室102的接縫100沿著氣囊14的長度在前后方向上延伸。

類似于圖1至圖3c的氣囊14，作用在侵入乘員20'上的氣囊14a的約束力減小，直到前部62和后部64彼此接觸。乘員20進一步侵入氣囊14a導致氣囊的更大約束。另外，圖4a至圖4b的氣囊14a在前后方向上自動膨脹到符合乘員20與前座椅16之間的距離所必需的程度。

圖5a至圖5c示出根據本發明另一實施例的氣囊14b。在圖5a至圖5c中，底部92包括有助于減小可充氣容積60的大小的凹部或袋狀部125，從而允許使用較小的充氣機32。前部62的底部在凹部125的內側和外側上被擴大。當從頂部觀察時，氣囊14b具有大致矩形形狀。附接到前座椅16的后部64的底部與后部的其余部分相比具有擴大的圓形形狀。限定腔室102的接縫100沿著氣囊14b的長度在前后方向上延伸。

與圖4a和圖4b的氣囊14a相似，氣囊14b大致彎曲，具有鉤形或u形構造，并且作用在侵入乘員20'上的氣囊的約束力減小，直到前部62和后部64彼此接觸。乘員20進一步侵入氣囊14b導致氣囊的更大約束。另外，圖5a至圖5c的氣囊14a在前后方向上自動膨脹到符合乘員20與前座椅16之間的距離所必需的程度。

圖6a和圖6b示出根據本發明的另一實施例的氣囊14c。在圖6a和圖6b中，氣囊14c大致彎曲，具有與圖4a和圖4b的氣囊14a相似的鉤形或u形構造。然而，與氣囊14a(圖4a)相比，氣囊14c顛倒，使得空間110朝底部92延伸通過頂部90并且終止于底部92的內表面128。當從頂部觀察時，氣囊14c具有大致矩形形狀。前部62的頂部在后部64的頂部上方延伸。雖然前部62和后部64被示出為在垂直方向上彼此偏移，但是應當理解，前部和后部可以替代地對齊以形成更對稱的拱形或u形氣囊14c(未示出)。限定腔室102的接縫100大致沿著氣囊14c的長度在前后方向上延伸。

與圖1至圖3c的氣囊14相似，作用在侵入乘員20'上的氣囊14c的約束力減小，直到前部62和后部64彼此接觸。乘員20進一步侵入到氣囊14c中導致氣囊的更大的約束。另外，圖6a和圖6b的氣囊14c在前后方向上自動地膨脹到符合乘員20與前座椅16之間的距離所必需的程度。

圖7a至圖7c示出根據本發明的另一實施例的氣囊14d。在圖7a至圖7c中，前部62和后部64通過頂部90和底部92兩者連接在一起。換句話說，展開的氣囊14d形成圓形或多邊形環，且空間110在內外側方向上完全延伸通過氣囊14d。因此，空間110不延伸通過頂部90或底部92中的任一者。限定腔室102的接縫100沿著氣囊14d的部分62、64、90、92延伸，使得接縫環繞空間110。接縫100可以垂直和/或水平地延伸以限定腔室102。

氣囊14d還可以包括連接到前部62的一個或多個保持部分140。如圖所示，保持部分140構成從鄰近氣囊14的每個側部80、82的前表面70延伸的可充氣部分。每個保持部分140沿著前部62在垂直方向上縱向延伸。保持部分140可以相對于彼此向外(內側和外側)延伸，或者可以彼此平行(未示出)。保持部分140增加前部62的表面積，以幫助保護在侵入氣囊14d期間向內側或外側移動的乘員20。通過考慮與氣囊14d的橫向傾斜沖擊，保持部分140有助于最小化乘員頭部124旋轉。

與圖1至圖3c的氣囊14相似，作用在侵入乘員20'上的氣囊14d的約束力減小，直到前部62和后部64彼此接觸。乘員20進一步侵入氣囊14d導致氣囊的更大約束。另外，圖7a至圖7c的氣囊14d在前后方向上自動膨脹到符合乘員20與前座椅16之間的距離所必需的程度。

圖8a至圖8c示出根據本發明的另一實施例的氣囊14e。在圖8a至圖8c中，充氣氣囊14e形成圓形或多邊形環，且空間110垂直延伸通過整個氣囊14e。因此，空間110不延伸通過或者不延伸到側部80、82，而是受側部限制。在該實施例中，保持部分被省略，但可以可選地設置在前部62(未示出)上。側部80、82從后部64向外(內側和外側)延伸并且彼此向外延伸，使得當從頂部觀察時，氣囊14e具有帶圓角的大致三角形形狀。可以調節側部80、82之間的角度以滿足性能標準。前部62在前后方向上比后部64更厚。用于限定腔室102的接縫100在內外側方向上沿著每個部分水平地延伸，使得接縫環繞空間110。附加接縫100可以垂直地延伸以進一步幫助限定和調節腔室102。

與圖1至圖3c的氣囊14相似，作用在侵入乘員20'上的氣囊14e的約束力減小，直到前部62和后部64彼此接觸。乘員20進一步侵入氣囊14e導致氣囊的更大約束。另外，圖8a至圖8c的氣囊14e在前后方向上自動膨脹到符合乘員20與前座椅16之間的距離所必需的程度。

圖9a和圖9b示出根據本發明的另一實施例的氣囊14f。氣囊14f于圖8a至圖8c的氣囊14e相似。然而，氣囊14f包括一個或多個支撐構件150，該支撐構件150在側部80、82之間延伸并且連接側部80、82，用于將側部彼此保持在預定的取向或角度。支撐構件150可以構成或包括不可膨脹部分，例如彈性或非彈性系繩或織物片。支撐構件150可以位于氣囊14f的最上邊緣處和/或位于氣囊(未示出)的最下邊緣處。

支撐構件150使側部80、82更接近彼此平行，這增加了氣囊14f的剛度。通過拉動側部80、82相互靠在一起，空間110的內側外側的深度減小，并且側部更靠近沿著車輛12的前后方向的方向延伸。在該結構中，在乘員20沿著側部的長度侵入更多期間，側部80、82被壓縮，與以一定角度被壓縮相反。支撐構件150還有助于在乘員20的約束期間防止側部80、82向外彎曲。替代地或另外地，支撐構件150可以在接縫100之間延伸以用于相同的目的(未示出)。

限定腔室102的接縫100在內側外側方向上沿著每個部分62、64、80、82、90、92水平地延伸，使得接縫環繞空間110。附加接縫100可以豎直延伸以進一步幫助限定和調節腔室102。接縫100還構造成使得氣囊14f的腔室102是凹形的。換句話說，氣囊14f的腔室102朝向空間110向內彎曲，從而減小了氣囊的充氣體積。

與圖1至圖3c的氣囊14相似，作用在侵入乘員20'上的氣囊14f的約束力減小，直到前部62和后部64彼此接觸。乘員20進一步侵入氣囊14f導致氣囊的更大約束。另外，圖9a至圖9c的氣囊14f在前后方向上自動膨脹到符合乘員20與前座椅16之間的距離所必需的程度。

圖10a和圖10b以及圖11a和圖11b示出具有與圖9a至圖9c的氣囊14f基本相似的構造的氣囊14g、14h。氣囊14g、14h都包括一個或多個支撐構件150，其中氣囊14g、14h中的空間110由氣囊14f中的空間110稍微改變。

圖12a至圖12b示出根據本發明另一實施例的氣囊14i。在圖12a至圖12b中，頂部90具有比前部62或后部64中的一者的厚度更大的厚度t1，例如腔室102的厚度。頂部90中增加的厚度為侵入乘員20'提供了更大的約束。當從頂部觀察時，氣囊14i具有大致矩形形狀。限定腔室102的接縫100沿著氣囊14b的長度在前后方向上延伸。接縫100被構造成相對于凸角120的體積為頂部90提供擴大的體積。最靠近乘員20的凸角120在前后方向上沿其從頂部90到鄰近乘員的下軀干122的其最下邊緣的長度具有大致恒定的厚度t2。

與圖4a和圖4b的氣囊14a相似，氣囊14i大致彎曲，具有鉤形或u形構造，并且作用在侵入乘員20'上的氣囊的約束力減小，直到前部62和后部64彼此接觸。乘員20進一步侵入氣囊14i導致氣囊的更大限制。另外，圖12a至圖12b的氣囊14i在前后方向上自動膨脹到符合乘員20與前座椅16之間的距離所必需的程度。

如圖13所示，根據本發明的另一方面，氣囊14'被構造成固定到車輛12的車頂19并且可從車輛12的車頂19展開。因此，在該構造中，車輛12的車頂19用作反作用面以便展開氣囊14'，并且距離d1在前后方向和垂直方向都具有分量。氣囊14'可以構成前述氣囊14至14c中的任何一個。氣囊模塊30位于車頂19內，使得氣囊14'在前座椅16和后座椅22之間朝乘員20向下展開。氣囊14'可與圖1、圖4a、圖5a或圖6a中的氣囊14至14c相似。因此，氣囊可以是鉤形的、弓形的或u形的。

在任何情況下，氣囊14'包括允許展開氣囊以符合各種座椅16、22條件的空間110。氣囊14'可以沿朝向乘員20的方向展開，使得前部62相對于后部64在車輛中向后移動，直到前部抵靠后座椅乘員。換句話說，車頂安裝的氣囊14'的作用表現為與前座椅安裝的氣囊14至14c相似。一個或多個系繩(未示出)可以將前部62連接到車頂19以控制氣囊14'的展開和前部62相對于后部64的移動。

圖14和圖15示出被構造成固定到儀表板36并且可從儀表板36展開的氣囊14j、14k，其中側面24構成車輛12的乘員側。因此，在該構造中，儀表板36用作反作用面以便展開氣囊14j、14k。或者，氣囊14j、14k可以被固定到車輛12的駕駛員側上的方向盤(未示出)并且可從方向盤展開，方向盤由此用作反作用面。此外，應當理解，氣囊14j或14k中的任一者可以構成之前描述的氣囊14-14i(未示出)的任何一個。

參考圖14，氣囊模塊30位于儀表板36內，使得氣囊14j在儀表板和前座椅16之間朝乘員20在前后方向上展開。后部64上的凸角120與殼體34中的開口44間隔開并且定位在儀表板36的后方。

氣囊14j包括空間110，該空間110允許展開氣囊以符合相對于儀表板36的各種前座椅16狀態。因此，氣囊14j可以在朝向前座乘員20的方向上展開，使得前部62相對于后部64在車輛中向后移動，直到前部抵靠乘員。換句話說，圖14的安裝在儀表板上的氣囊14j在前后方向上自動地膨脹到符合前座乘員20和儀表板36的反作用面之間的距離所必需的程度。此外，與圖1至圖12b的氣囊14-14i相似，作用在侵入乘員20'上的氣囊14j的約束力減小，直到前部62和后部64彼此接觸。因此，乘員20進一步侵入氣囊14j會導致氣囊的更大約束。

參考圖15，氣囊模塊30位于儀表板36內，使得氣囊14k在儀表板和前座椅16之間朝乘員20沿前后方向展開。后部64上的凸角120延伸通過殼體34中的開口44并且朝向車輛12的車頂19延伸。

氣囊14k包括空間110，該空間110允許展開氣囊以符合相對于儀表板36的各種前座椅16的狀態。氣囊14k可以在朝向前座乘員20的方向上展開，使得前部62相對于后部64在車輛中向后移動，直到前部抵靠前座乘員。換句話說，圖15的儀表板安裝的氣囊14k在前后方向上自動膨脹到符合前座椅乘員20和儀表板36反作用面之間的距離所必需的程度。

此外，與圖1至圖12b和圖14的氣囊14-14j相似，作用在侵入乘員20'上的氣囊14k的約束力減小，直到前部62和后部64彼此接觸。因此，乘員20進一步侵入氣囊14k導致氣囊的更大約束。

圖16a-20b示出本文所述的氣囊結構的不同實施方式。這些圖中所示的實施方式示出在車輛中可以安裝氣囊模塊/殼體的各種位置，以及可以在那些位置處實現的氣囊的一般構造和方向。圖16a至圖20b中所示的氣囊結構僅示出這些通用模塊/殼體安裝位置和通用氣囊構造和方向。圖16a至圖20b中的這些組件的圖示并不意味著限制這些圖中所示的具體位置、構造、形狀、尺寸和范圍。圖16a至圖20b所示的氣囊可以具有結合本文上述任何實施例所描述的任何構造，只要這些構造與每個相應的一般實施方案中所示的一般實施方案一致即可。

圖16a至圖16b示出可以用于氣囊模塊的座椅和儀表板安裝位置以及在那些安裝位置實現的潛在的一般氣囊構造。在圖16a至圖16b中，為了幫助保護車輛12的乘員側28上的前座椅16的乘員20，氣囊模塊30m安裝在儀表板36中。為了幫助保護后座椅22的駕駛員或乘員側的乘員20，氣囊模塊30m安裝在位于后座椅乘員(圖16a至圖16b中的乘員側)前方的座椅的座椅靠背23中。在圖16a中，氣囊14m具有與上述構造相似或相同的倒置的彎曲鉤形或u形構造。在圖16b中，氣囊14m具有與上述構造相似或相同的大致朝上的彎曲鉤形或u形構型。

圖17a至圖17b示出用于氣囊模塊的座椅和儀表板安裝位置以及可以在那些安裝位置實現的可能的一般氣囊構造。在圖17a至圖17b中，所示的乘員可以是坐在除了駕駛員座椅以外的任何地方的乘員。因此，在某些車輛結構的這些圖中的示意圖示意性地示出為對于這些不同的車輛座椅位置是通用的。

圖17a示出可以與上文所述相似或相同的側向延伸的大致彎曲鉤形或u形氣囊14n。在乘員20坐在車輛12的乘員側上的前座椅16的情況下，模塊30n安裝在儀表板36中，并且氣囊30n的鉤形或u形向內側凹進延伸。在乘員20坐在乘員側的后座椅16中的情況下，模塊30n安裝在位于乘員20前方的座椅靠背23中，并且氣囊30n的鉤形或u形向內側凹進延伸。在乘員20坐在車輛駕駛員側的后座椅16中的情況下，模塊30n安裝在位于乘員20前方的座椅靠背23中，并且氣囊30n的鉤形或u形向外側凹進延伸。

圖17b示出可以與上文所述相似或相同的側向延伸的大致彎曲鉤形或u形氣囊14n。在乘員20坐在車輛12的乘員側上的前座椅16中的情況下，模塊30n安裝在儀表板36中，并且氣囊30n的鉤形或u形向外側凹進延伸。在乘員20坐在車輛的乘員側上的后座椅16中的情況下，模塊30n安裝在位于乘員20前方的座椅靠背23中，并且氣囊30n的鉤形或u形向外側凹進延伸。在乘員20坐在車輛的駕駛員側上的后座椅16中的情況下，模塊30n安裝在位于乘員20前方的座椅靠背23中，并且氣囊30n的鉤形或u形向內側凹進延伸。

圖18a至圖18b示出可以用于氣囊模塊的頂部安裝位置和在這些安裝位置實現的可能的一般氣囊構造。在圖18a至圖18b中，為了保護車輛的乘員側28上的前座椅16的乘員20，氣囊模塊30p安裝在車頂19中，在儀表板36上方，與擋風玻璃38相鄰或靠近擋風玻璃38。為了幫助保護后座椅22的駕駛員側或乘員側的乘員20，氣囊模塊30p通常安裝在車頂19中，大致在后座椅乘員與位于該乘員前方的座椅之間的空間上方。在圖18a中，氣囊14p具有與上述構造相似或相同的朝上的彎曲鉤形或u形構造。在圖16b中，氣囊14p具有與上述構造相似或相同的大致倒置的彎曲鉤形或u形構造。

圖19a至圖19b示出用于氣囊模塊的額外車頂安裝位置和可以在那些安裝位置實現的可能的一般氣囊構造。在圖19a至圖19b中，氣囊模塊30r和氣囊14r有助于保護車輛12的駕駛員側24上的前座椅16的乘員20。在這些圖中，氣囊模塊30r安裝在車頂19中，與擋風玻璃38相鄰或靠近擋風玻璃38并且在儀表板36和方向盤48上方。在圖19a中，氣囊14r具有與上述構造相似或相同的朝上的彎曲鉤形或u形構造。在圖19b中，氣囊14r具有與上述構造相似或相同的大致倒置的彎曲鉤形或u形構造。

圖20a至圖20b示出可以用于氣囊模塊的頂部安裝位置和在那些安裝位置實現的可能的一般氣囊構造。在圖20a至圖20b中，所示的乘員可以是坐在車輛12內、駕駛員側24或乘員側28的任何地方的乘員，包括駕駛員座椅。因此，在某些車輛結構的這些圖中的示意圖示意性地圖示為對于這些不同的車輛座椅位置是通用的。

圖20a示出可以與上文所述氣囊相似或相同的側向延伸的大致彎曲鉤形或u形氣囊14s。模塊30s安裝在車頂19中。在乘員20坐在車輛12的乘員側上的情況下，氣囊30s的鉤形或u形向外側凹進延伸。在乘員20坐在車輛的駕駛員側上的情況下，氣囊30s的鉤形或u形向內側凹進延伸。

圖20b示出可以與上文所述氣囊相似或相同的側向延伸的大致彎曲的鉤形或u形氣囊14s。模塊30s安裝在車頂19中。在乘員20坐在車輛12的乘員側上的情況下，氣囊30s的鉤形或u形向內側凹進延伸。在乘員20坐在車輛的駕駛員側的情況下，氣囊30s的鉤形或u形向外側凹進延伸。

根據本發明的上述描述，本領域的技術人員將認識到改進、改變和修改。例如，本文關于本發明的任何具體示例性實施例描述的氣囊結構的操作和功能優點可以利用關于本文所述的其它示例性實施例描述的任何變化來實現。本領域技術范圍內的這些和其他這些改進、改變和修改旨在被所附權利要求書覆蓋。