本发明涉及汽车气囊领域，具体涉及一种用于膝部保护的膝部气囊、气囊装置及气囊制造方法。
背景技术：
膝部气囊装置一般安装在汽车仪表板的下部，位于乘员膝盖与小腿的前方。膝部气囊装置中的气囊在充满后的形状匹配汽车仪表3下部的造型，以满足对乘员的小腿和膝盖的保护要求。目前现有的膝部气囊一般采用前后两片布料组成的二维设计，对靠近汽车仪表板下部一面的气囊布料进行褶皱从而缩短气囊上方的长度，并维持靠近乘员腿部一面的布料不变，使气囊两面的布料长度不一致，依靠这种不一致性使充满后的气囊形成“香蕉型”来匹配汽车仪表的下半部造型。又或者需要在气囊的表面增加额外的外部拉带使气囊能够贴合下部仪表板。
上述现有膝部气囊有如下两个缺点：1.实现“香蕉型”充满状态与仪表板下部匹配的气袋缝纫制造工艺较为麻烦，难以实现自动化，并且匹配程度也难以按照不同的车型进行调整；2.由于需要通过褶皱缩短一面气囊布料实现“凹”字型充满形态，现有膝部气囊的设计只能匹配横向拉带(纵向拉带会影响褶皱的形成)。而横向拉带会在一定程度影响气流的流动速率，在一定程度上会推迟气囊的充满时间。故在一些车内空间较小，对气袋到位时间非常严格的车型上使用会有较大限制。
技术实现要素：
因此，为了克服上述现有技术的缺点，本发明提供一种用于膝部保护的膝部气囊以及气囊装置。
本发明提供一种膝部气囊，与气体发生器连通，包括：气囊主片，折弯且首尾缝合构成所述膝部气囊的上表面和下表面，所述气囊主片的宽度与仪表板匹配；以及两片气囊侧片，对称缝制在所述气囊主片的两侧，与所述气囊主片构成密闭腔体，一所述气囊侧片上设置将所述密闭腔体与所述气体发生器连通的开口，其中，所述气囊侧片的形状是根据所述仪表板的结构参数设置的。
在一个实施例中，所述气囊主片设有折弯标线，该折弯标线使得所述气囊主片靠近乘员一面的下表面长度大于靠近所述仪表板一面的上表面。
在一个实施例中，所述气囊侧片包括靠近所述折弯标线的第一部分、远离所述折弯标线的第二部分及连接所述第一部分和所述第二部分的第三部分，所述第三部分的宽度＞所述第一部分的宽度＞所述第二部分的宽度。
在一个实施例中，所述膝部气囊还包括设置在所述密闭腔体内的拉带，连接所述上表面和所述下表面。
在一个实施例中，所述拉带的宽度小于所述气囊侧片的宽度。
在一个实施例中，所述气囊主片在所述上表面和所述下表面对应位置分别设置有缝制所述拉带的缝合标记，且位于所述下表面的缝合标记的长度大于位于所述上表面的缝合标记的长度。
在一个实施例中，所述缝合标记与所述气囊主片的折弯标线垂直或平行设置。
在一个实施例中，所述拉带设置若干通气孔。
本发明还提供一种用于膝部保护的气囊装置，包括：壳体，具有容纳腔；膝部气囊，设置在所述容纳腔内，用于让膨胀用气体流入，从收容部位向车辆后方侧凸出，同时展开膨胀，保护乘客的膝部；及气体发生器，设置在所述容纳腔内，与所述膝部气囊连通，用于对所述膝部气囊进行充气，其中，所述膝部气囊为上述的膝部气囊。
本发明提供一种气囊制造方法，包括：
在胚料上切割出气囊主片、两气囊侧片和若干拉带；
在所述气囊主片上设置折弯标线和若个拉带的缝合标记；
将所述气囊主片沿所述折弯标线折弯呈u型，使主片上所述缝合标记实现上下位置对应；
缝制位于气囊中部的所述拉带，再逐步缝制位于气囊两侧的所述拉带；
将对折的所述气囊主片首尾进行缝合连成一个闭合环状半成品；
将两气囊侧片分别缝合于所述闭合环状半成品的两端，形成膝部气囊。
与现有技术相比，本发明的优点在于：膝部气囊为前后左右四面的三维气囊，气囊充气膨胀后的形状由气囊侧片的形状所决定，而且气囊侧片的形状是根据仪表板的结构参数设置的，可以更精准的实现对仪表板下部的匹配，提高气囊装置对于不同车型的适配性。而且这样的设置也降低了气囊缝纫难度，节约成本以及工时，易于实现制造生产自动化。
附图说明
图1是本发明的实施例中气囊装置的气囊展开后保护乘员的示意图；
图2是本发明的实施例中气囊装置的爆炸图；
图3是本发明的实施例中膝部气囊的结构示意图；
图4是本发明的实施例中气囊主片的平铺示意图；
图5a和图5b是本发明的实施例中气囊侧片的平铺示意图；
图6是本发明的实施例中气囊主片与拉带缝合示意图；
图7a～7e是本发明的实施例中气囊内部拉带平铺示意图；
图8是本发明的实施例中膝部气囊的俯视图；
图9是图8中a-a面剖视图；
图10是本发明的另一实施例中膝部气囊的俯视图；以及
图11是图10中b-b面剖视图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
如图1和图2所示，本实施例提供的气囊装置100包括壳体12、膝部气囊2和气体发生器9。
壳体12可以容纳折叠状态的气囊2和气体发生器9。壳体12边缘与汽车仪表板下部相应开口匹配。壳体12可以由金属材料等硬性材料构成，以车辆后方侧成为开口侧的方式配置在仪表板3的背面侧。壳体12经由托架而支撑于未图示的仪表板加强件等加强部件上。壳体12具有可以让气囊2通过的开口。当气囊膨胀后，壳体2受到预定值以上的气囊膨胀压而从开口开裂，使气囊从开口喷出。壳体2在开口处设置有用于闭合开口的罩盖13。在一个实施例中，壳体12还可以包括安装支架14，通过安装支架14可以将膝部安全气囊装置固定至车身相应设计位置处。
图3是膝部气囊2充气后呈现的形状。膝部气囊2的整体呈顶部宽平、中部下凹、根部收窄的“香蕉型”结构。膝部气囊2的顶部可延伸至乘客膝盖部位，宽度略大于乘员双腿膝盖间的距离，为驾乘安全提供有效保护。膝部气囊2包括气囊主片6和两片气囊侧片7。
气囊主片6通过折弯且首尾缝合构成膝部气囊的上表面和下表面，气囊主片的宽度与仪表板匹配。如图4所示，主片ad段长度一般与仪表板下部的腿部空间匹配，以满足对乘员腿部的保护，主片首尾两端cf/be两段长度相等且与壳体12长度尺寸相匹配。气囊主片6设有折弯标线15，该折弯标线使得气囊主片靠近乘员一面的下表面长度大于靠近仪表板一面的上表面。折弯标线15至主片6首尾两端cf/be的距离l1、l2可以根据乘员在车内的最高膝点位置进行调整，且因为气囊展开后需要形成两端翘起的“香蕉型”造型，则主片面向乘员膝部的一面的长度会大于面向仪表板下部的一面，即l1＞l2。
气囊侧片7对称缝制在气囊主片6的两侧，与气囊主片6构成密闭腔体，如图5a所示，一气囊侧片上设置将密闭腔体与气体发生器连通的开口16，以供发生器的接插端子露出。为了避免过多气体逸出，开口16的直径会比发生器接插端的直径小2～4mm。气囊侧片7的形状是根据仪表板3的结构参数设置的，两个气囊侧片7的形状决定了气囊膨胀后的形状与仪表盘3下部的匹配程度。气囊侧片7包括靠近折弯标线的第一部分71、远离折弯标线的第二部分72及连接第一部分71和第二部分72的第三部分73，第三部分73的宽度＞第一部分71的宽度＞第二部分72的宽度。
气囊侧片7的宽度可以根据气囊2展开后所需求的厚度进行调节，而气囊侧片的弯曲程度与汽车仪表板的下半部造型匹配，决定了气袋充满后呈“香蕉型”的翘起程度。气袋侧片7的周长与相对应的主片6的单侧边长相等。气囊侧片7周长s1长度与主片cb边长相等，而另一个侧片周长s2与主片ef边长相等。
气体发生器9设置在气囊根部的预设区域内，与膝部气囊2连通，用于对膝部气囊2进行充气。发生器9可以先通过气囊底部预设开口塞入气囊中，气体发生器9还可以包含安装螺栓。通过安装螺栓将气囊2和气体发生器9共同固定于壳体12上。
在上述膝部气囊以及气囊装置中，膝部气囊为前后左右四面的三维气囊，气囊充气膨胀后的形状由气囊侧片的形状所决定，而且气囊侧片的形状是根据仪表板的结构参数设置的，可以更精准的实现对仪表板下部的匹配，提高气囊装置对于不同车型的适配性。而且这样的设置也降低了气囊缝纫难度，节约成本以及工时，易于实现制造生产自动化。
在另一个实施例中，如图6所示，膝部气囊2还包括设置在密闭腔体内的拉带8。拉带8连接气囊主片6形成的上表面和下表面。拉带8的宽度决定了气囊2充满后上下面之间的局部厚度，可以按照需求分别定义。如图8～图9所示，膝部气囊2可以在气囊主片6上纵向设置多条拉带8，拉带8缝制于折弯气囊主片6形成的气囊内部上表面和下表面，将膝部气囊内部的密闭腔体分隔成若干腔室10，充气腔室的数量和体积由拉带8的布置位置以及宽度尺寸决定。如图7a～7e所示，每个拉带8上都设有至少一个通气孔，使得各腔室10中的气流能够相互流通，保持密闭腔体内的内压平衡。通气孔的大小和数量可以根据实际保护性能要求进行调整。可以通过调节拉带8的宽度尺寸，来调整各腔室的厚度以满足不同的需求。拉带8的宽度小于侧片7的宽度，以形成内部凹面，从而防止腿部4滑出气袋的保护区域。每条拉带8可以包含两端缝制边，分别缝制于气囊内部上下表面，拉带的弯曲程度和形状与侧片沿水平方向上的投影一致。
在上述膝部气囊以及气囊装置中，还可以根据设置拉带，精准调整气囊的形状，提高气囊与仪表板下部以及客员膝盖的匹配度。
在一个实施例中，主片6上还设置若干拉带8的纵向缝合标记11，缝合标记11的数量与所需求拉带8的数量一致，可以根据实际的需求进行变化。每条缝合标记11由分布在同一水平位置的折弯标线15两侧的两段组成，l1侧长度大于l2侧长度，一般缝合标记11数量为1-10条不等，本实施例中为5条。拉带8的总体布置呈中部较长，两端随气囊收窄而缩短，每两条缝合标记11间的间距可根据气囊充满后局部厚度要求可以进行调整。如图4所示，缝合标记11至主片折弯标线15需要保留一定的距离l3保证缝制拉带8后不会阻碍气体在各腔室间的流通，l3长度通常在50～200mm的范围内进行调节。相同道理，为了保证气囊内的气体的传导顺畅，拉带缝合标记至气囊主片6边缘距离l4的长度一般也保持在50～200mm的范围内。拉带缝合标记11的长度与相对应的拉带8的对应缝制边长相等，如图7e所示，缝合标记l5与拉带gh段长度相等，缝合标记l6与拉带ij长度相等。
在另一个实施例中，如图10～11所示，拉带8可以设置为与折弯标线15平行，即、将拉带8的布置方式由纵向更改为横向。与此同时，腔室10也由纵向变更为横向。在本实施例中可以采用4条拉带，同样中部拉带的长度大于两侧拉带长度。由于拉带的方向决定气流的传递路径，故气袋的展开姿态和充满时间会有较大的变化，纵向拉带的气囊到位时间相比横向拉带气囊会提前2ms左右。
在上述膝部气囊以及气囊装置中，还可以根据需要调整拉带的布置方向，从而缩短气囊膨胀到位的时间。
在一个实施例中，本发明还提供了一种气囊缝制方法
步骤1，在胚料上切割出气囊主片6、两气囊侧片7和若干拉带8；
步骤2，在气囊主片6上设置折弯标线15和若个拉带8的缝合标记11；
步骤3，气囊主片6沿折弯标线15折弯呈u型，使主片上预先定义的拉带缝合标记11实现上下位置对应；
步骤4，缝制位于气囊中部的述较长拉带，再逐步缝制位于气囊两侧的较短拉带；
步骤5，将对折的气囊主片首尾进行缝合连成一个闭合环状半成品；
步骤6，将两气囊侧片7分别缝合于上述闭合环状半成品的两端，形成如图3所示的膝部气囊。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
1.一种膝部气囊，与气体发生器连通，其特征在于，包括：
气囊主片，折弯且首尾缝合构成所述膝部气囊的上表面和下表面，所述气囊主片的宽度与仪表板匹配；以及
两片气囊侧片，对称缝制在所述气囊主片的两侧，与所述气囊主片构成密闭腔体，一所述气囊侧片上设置将所述密闭腔体与所述气体发生器连通的开口，
其中，所述气囊侧片的形状是根据所述仪表板的结构参数设置的。
2.根据权利要求1所述的膝部气囊，其特征在于，所述气囊主片设有折弯标线，该折弯标线使得所述气囊主片靠近乘员一面的下表面长度大于靠近所述仪表板一面的上表面。
3.根据权利要求1-2所述的膝部气囊，其特征在于，所述气囊侧片包括靠近所述折弯标线的第一部分、远离所述折弯标线的第二部分及连接所述第一部分和所述第二部分的第三部分，所述第三部分的宽度＞所述第一部分的宽度＞所述第二部分的宽度。
4.根据权利要求1-2所述的膝部气囊，其特征在于，所述膝部气囊还包括设置在所述密闭腔体内的拉带，连接所述上表面和所述下表面。
5.根据权利要求4所述的膝部气囊，其特征在于，所述拉带的宽度小于所述气囊侧片的宽度。
6.根据权利要求4所述的膝部气囊，其特征在于，所述气囊主片在所述上表面和所述下表面对应位置分别设置有缝制所述拉带的缝合标记，且位于所述下表面的缝合标记的长度大于位于所述上表面的缝合标记的长度。
7.根据权利要求6所述的膝部气囊，其特征在于，所述缝合标记与所述气囊主片的折弯标线垂直或平行设置。
8.根据权利要求5-7所述的膝部气囊，其特征在于，所述拉带设置若干通气孔。
9.一种用于膝部保护的气囊装置，包括：
壳体，具有容纳腔；
膝部气囊，设置在所述容纳腔内，用于让膨胀用气体流入，从收容部位向车辆后方侧凸出，同时展开膨胀，保护乘客的膝部；及
气体发生器，设置在所述容纳腔内，与所述膝部气囊连通，用于对所述膝部气囊进行充气，
其中，所述膝部气囊为权利要求1～8中任意一项所述的膝部气囊。
10.一种气囊制造方法，包括：
在胚料上切割出气囊主片、两气囊侧片和若干拉带；
在所述气囊主片上设置折弯标线和若个拉带的缝合标记；
将所述气囊主片沿所述折弯标线折弯呈u型，使主片上所述缝合标记实现上下位置对应；
缝制位于气囊中部的所述拉带，再逐步缝制位于气囊两侧的所述拉带；
将对折的所述气囊主片首尾进行缝合连成一个闭合环状半成品；
将两气囊侧片分别缝合于所述闭合环状半成品的两端，形成膝部气囊。
技术总结