專利名稱：車用氣袋保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車輛用的氣袋保護(hù)裝置，更具體說(shuō)是汽車上用的氣袋保護(hù)裝置，特別是駕駛員用的氣袋保護(hù)裝置。
近年以來(lái)交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展促進(jìn)公路，尤其是高速公路的增加，車輛增加而且速度增加，所以車輛的碰撞事故也會(huì)增加。防止事故中人員的傷亡是個(gè)極其重大的問(wèn)題。因?yàn)樗俣入x，一般的安全帶不可能解決高速碰撞中的傷亡問(wèn)題。八十年代以來(lái)已經(jīng)出現(xiàn)了氣袋保護(hù)裝置，即碰撞后及時(shí)向一個(gè)氣袋充氣，用氣袋在人體和車內(nèi)其他物體之間形成緩沖?，F(xiàn)有技術(shù)中是由一個(gè)碰撞傳感器啟動(dòng)打開(kāi)氣體源向氣袋充氣。氣體源有的用火藥爆燃產(chǎn)生，如中國(guó)實(shí)用新型專利92229131.4(CN2138594Y，參見(jiàn)附
圖1)，這種裝置產(chǎn)生的氣體伴隨大量的熱能，有可能傷入和損壞裝置，而且還有火藥殘?jiān)蜌怏w中有害成分的問(wèn)題，這些火工品用于民用車輛，容易丟失被犯罪份子利用形成社會(huì)問(wèn)題。氣體源也可以用高壓氣瓶，如中國(guó)實(shí)用新型專利92223860.1(CN2138593Y，參見(jiàn)附圖2)，其中公開(kāi)了一種全機(jī)械式氣囊保護(hù)裝置，但是這種裝置的氣瓶和氣囊之間用氣管連通，所以氣體的容量不夠大(十幾升)，特別是有管道阻尼使裝置的動(dòng)作不夠快(100毫秒)。現(xiàn)有技術(shù)中的碰撞傳感器又可分為機(jī)械傳感器和電傳感器兩種。CN2138594Y用慣性體運(yùn)動(dòng)來(lái)打開(kāi)預(yù)緊的彈簧，用彈簧發(fā)力帶動(dòng)撞針撞擊發(fā)火帽點(diǎn)火。這種傳感器只能和氣體源設(shè)置在一起，例如在汽車駕駛盤(pán)上，這并不是對(duì)碰撞最敏感的位置。電傳感器如中國(guó)實(shí)用新型專利92229132.2(CN2138595Y，參見(jiàn)附圖3)，用壓電探測(cè)器將碰撞時(shí)產(chǎn)生的負(fù)加速度轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，以打開(kāi)電子開(kāi)關(guān)使一個(gè)儲(chǔ)能電容器通過(guò)點(diǎn)火頭放電。CN2138593Y也提到用壓力傳感器在碰撞時(shí)打開(kāi)一個(gè)電磁閥的方法，這種傳感器都是用有源的電路，電源故障時(shí)不能工作。電傳感器探測(cè)的是加速度或力，因碰撞的瞬態(tài)過(guò)程復(fù)雜所以不準(zhǔn)確。還有，現(xiàn)有技術(shù)中的傳感器都有一個(gè)預(yù)儲(chǔ)的能源(彈簧的機(jī)械能和電容器的電能)待機(jī)釋放，所以增加了誤動(dòng)作的可能性。
本發(fā)明的目的就是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種構(gòu)造簡(jiǎn)單、無(wú)公害、動(dòng)作快的車用氣袋保護(hù)裝置。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種靈敏而且準(zhǔn)確可靠的氣袋保護(hù)裝置，特別是在汽車上為駕駛員設(shè)計(jì)的氣袋保護(hù)裝置。
本發(fā)明的第一個(gè)任務(wù)是用如下述的技術(shù)解決方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的氣袋保護(hù)裝置由碰撞探測(cè)器、氣體源及氣袋組件組成，其中氣體源是一個(gè)扁橢球形的高壓氣體容器，其內(nèi)部截面呈橢圓形，其頸部由一個(gè)薄片密封；以碰撞探測(cè)器輸出的信號(hào)點(diǎn)燃一個(gè)雷管，用以爆破高壓氣體容器頸部的薄片。因?yàn)橛酶邏簹馊萜麽尫艢怏w，所以氣體膨脹時(shí)有致冷效應(yīng)，而且使用壓縮氮?dú)鉀](méi)有公害。又可以使氣體源設(shè)置在氣袋口位置，如CN2138594Y，所以不存在管道阻尼，充氣比CN2138593Y快得多，可達(dá)到30-50毫秒。氣體容器采用橢球形使氣體的容量增大，還可以設(shè)置在駕駛員面前的方向盤(pán)內(nèi)。雷管設(shè)置在氣體容器頸部的薄片上，雷管最好用電爆雷管，這就能和電傳感器連接，便碰撞探測(cè)器設(shè)置在最適當(dāng)?shù)奈恢谩?br>
本發(fā)明的另一個(gè)任務(wù)是用如下的技術(shù)解決方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的氣袋保護(hù)裝置由碰撞探測(cè)器、氣體源及氣袋組件組成，其中碰撞探測(cè)器是由沖量傳感器和壓電元件構(gòu)成；沖量傳感器是用一沿車運(yùn)動(dòng)方向設(shè)置的彈道內(nèi)的慣性體探測(cè)動(dòng)量的增量，當(dāng)動(dòng)量增量超過(guò)一定值時(shí)，慣性體脫離其約束機(jī)構(gòu)而沿彈道管內(nèi)彈道相對(duì)運(yùn)動(dòng)和撞擊彈道管另一端設(shè)置的壓電元件，壓電元件輸出的信號(hào)點(diǎn)燃一個(gè)雷管，用以引爆氣體源。由于碰撞探測(cè)器用壓電元件輸出電信號(hào)方法，所以碰撞探測(cè)器可以和氣袋分離，沖量傳感器可以設(shè)置在車身上對(duì)于沖量最為敏感的位置，也就是沖量最適合測(cè)量的部位。碰撞探測(cè)器和氣體源之間只有導(dǎo)線或電纜連接。為了更可靠地工作可以用鐵磁材料制作慣性體，而用磁體作為慣性體的約束機(jī)構(gòu)。還可以用無(wú)源的陶瓷壓電傳感器，其輸出的高電壓信號(hào)通過(guò)一個(gè)跳火間隙點(diǎn)燃一個(gè)電爆雷管。這就實(shí)現(xiàn)了碰撞探測(cè)器部分的無(wú)能源化。慣性體只有一個(gè)內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)自由度，而且只有慣性體在高速運(yùn)動(dòng)中得到足夠的動(dòng)能才可能撞擊壓電元件產(chǎn)生電信號(hào)，這就消除了誤動(dòng)作的可能性。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的說(shuō)明。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)中用火藥氮?dú)獍l(fā)生器及機(jī)械傳感器的氣袋保護(hù)裝置示意圖。
圖2是現(xiàn)有技術(shù)中用高壓氮?dú)馄考皺C(jī)械傳感器的氣囊充氣裝置示意圖。
圖3是現(xiàn)技術(shù)中用火藥氮?dú)獍l(fā)生器及電傳感器的氣袋保護(hù)裝置示意圖。
圖4是本發(fā)明車用氣袋保護(hù)裝置的示意圖，一部分是高壓氣體容器和氣袋，另一部分是沖量傳感器和壓電元件，兩部分之間用電纜連接。
圖5是本發(fā)明的實(shí)施例中高壓氣體容器和氣袋組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是本發(fā)明的實(shí)施例中的沖量傳感器和壓電元件的結(jié)構(gòu)示意圖。
從圖4可以看出高壓氣體容器、雷管和氣袋組件可以緊湊地集中設(shè)置在汽車的方向盤(pán)上。本發(fā)明的改進(jìn)在于采用沖量傳感器而不是直接用壓力傳感器，壓電元件是用作二次輸出電信號(hào)，這就使本發(fā)明可以更準(zhǔn)確地由沖量，即動(dòng)量增量值的大小來(lái)判斷碰撞的嚴(yán)重程度。還有，本發(fā)明的碰撞探測(cè)器中沒(méi)有電源，更沒(méi)有預(yù)儲(chǔ)的能量，所以消除了誤動(dòng)作的可能性。
圖5中所表示的氣袋1是張開(kāi)的，在平常時(shí)氣袋1是折疊起來(lái)設(shè)置于高壓氣體容器2的下面(圖中)。高壓氣體容器2的頸部端就是密封的薄片3。緊接薄片3的上面是電爆雷管4，電爆雷管4由支架5固定在離壓氣體容器2的頸部。電爆雷管4的上面是觸針6，觸針6外面有絕緣體7使觸針和電爆雷管4之間電絕緣，以便加入電觸發(fā)信號(hào)。絕緣體7和放氣罩8緊配合，放氣罩8的側(cè)面有多個(gè)孔9?？?的內(nèi)側(cè)有過(guò)濾層10，用以阻止固態(tài)顆粒通過(guò)孔9進(jìn)入氣袋1。放氣罩8的外面有一個(gè)錐形的蓋11，蓋11的圓口和氣袋1用螺栓和墊圈等密封，從孔9射出來(lái)的氣體經(jīng)蓋11內(nèi)的錐面反射直接射向氣袋1。高壓氣體容器2的容積可以是100-200毫升，其耐壓不能低于200大氣壓。這就使氣體的容量能滿足60升的要求。
圖6中所表示的是沖量傳感器12和壓電陶瓷傳感器13，沖量傳感器12由彈道管14和中間的慣性體15以及作為約束機(jī)構(gòu)的磁體16構(gòu)成，彈道管14的另一端是一個(gè)陶瓷壓電傳感器13，其前方有一個(gè)墊片17用于傳遞沖擊力。傳感器13的后方有一個(gè)跳火間隙18，當(dāng)電壓超過(guò)一定值時(shí)，例如400伏特，信號(hào)才可以通過(guò)跳火間隙18和其另一端的電纜接頭19輸出。這樣就可以用跳火的電壓閥值來(lái)甄別沖量是否達(dá)到預(yù)定的范圍。彈道管14一般設(shè)置在車內(nèi)最適合的位置，由于汽車在碰撞時(shí)不同部位有不同的形變，所以感受到的沖量不同，設(shè)計(jì)時(shí)要有所選擇。彈道管14的方向應(yīng)當(dāng)和車的運(yùn)動(dòng)方向平行。約束機(jī)構(gòu)16的作用是在一般的剎車時(shí)能鎖住慣性體15不動(dòng)。用壓電陶瓷傳感器13可以得到高的輸出電壓，足以引爆電爆雷管4。慣性體15的質(zhì)量可以選擇在7-200克之間，其在彈道管14內(nèi)的行程為0.2-4厘米。慣性體14的形狀在這個(gè)實(shí)施例中是圓球形。
選擇本發(fā)明的高壓氣體容器式的氣袋保護(hù)裝置，氣體的容量可以達(dá)到60升以上，可以在30-50毫秒內(nèi)完成全部充氣過(guò)程。使用壓縮氮?dú)馐菬o(wú)公害的，而且氣袋的氣體是冷的，不會(huì)傷人。另一方面用本發(fā)明的機(jī)電結(jié)合的傳感器探測(cè)的是碰撞中產(chǎn)生的沖量，可以準(zhǔn)確地判斷是否嚴(yán)重的碰撞事故，探測(cè)器中沒(méi)有電源，也沒(méi)有其他能源，提高了氣袋保護(hù)裝置的可靠性。這種改進(jìn)所用的結(jié)構(gòu)都很簡(jiǎn)單，緊湊而且零部件少，所以能提供工作可靠而價(jià)格適中的產(chǎn)品。
雖然以上的實(shí)施例和說(shuō)明都是用汽車方向盤(pán)上的氣袋保護(hù)裝置來(lái)說(shuō)明的，但是本發(fā)明專利不限于汽車駕駛員用的氣袋保護(hù)裝置，在高速車輛的駕駛員和乘員的保護(hù)方面也可以應(yīng)用。一個(gè)本領(lǐng)域的技術(shù)人員在閱讀了說(shuō)明書(shū)后通過(guò)舉一反三所能設(shè)計(jì)出來(lái)的各種變形的方案，只要是利用了本發(fā)明專利的構(gòu)思，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是在本發(fā)明專利的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種車用氣袋保護(hù)裝置，由碰撞探測(cè)器、氣體源及氣袋組件組成，其特征是a.所說(shuō)的氣體源是一個(gè)扁橢球形高壓氣體容器，其內(nèi)部截面呈橢圓形，其頸部由一個(gè)薄片密封；b.以所說(shuō)的碰撞探測(cè)器輸出的信號(hào)點(diǎn)燃一個(gè)雷管，以爆破所說(shuō)的薄片。
2.按權(quán)利要求1所述的氣袋保護(hù)裝置，其特征是所說(shuō)的高壓氣體容器的容積為100-200豪升，耐壓不低于200大氣壓。
3.按權(quán)利要求1、2所述的氣袋保護(hù)裝置，其特征是所說(shuō)的雷管是電爆雷管。
4.按權(quán)利要求3所述的氣袋保護(hù)裝置，其特征是所說(shuō)的高壓氣體容器和氣袋組件是設(shè)置在汽車的方向盤(pán)內(nèi)。
5.一種車用氣袋保護(hù)裝置，由碰撞探測(cè)器、氣體源及氣袋組件組成，其特征是a.所說(shuō)的碰撞探測(cè)器是由沖量傳感器和壓電元件構(gòu)成；b.所說(shuō)的沖量傳感器是用一沿車運(yùn)動(dòng)方向設(shè)置的彈道管內(nèi)的慣性體探測(cè)動(dòng)量的增量，當(dāng)動(dòng)量增量超過(guò)一定值時(shí)慣性體脫離其約束機(jī)構(gòu)而沿彈道管內(nèi)彈道相對(duì)運(yùn)動(dòng)和撞擊彈道管另一端設(shè)置的所說(shuō)的壓電元件；c.以所說(shuō)的壓電元件輸出的信號(hào)點(diǎn)燃一個(gè)雷管，用以引爆所說(shuō)的氣體源。
6.按權(quán)利要求5所述的氣袋保護(hù)裝置，其特征是所說(shuō)的慣性體的質(zhì)量為7-200克，行程0.2-4厘米。
7.按權(quán)利要求5、6所述的氣袋保護(hù)裝置，其特征是所說(shuō)的慣性體約束機(jī)構(gòu)是磁體，為此所說(shuō)的慣性體用鐵磁材料制作。
8.按權(quán)利要求5、6所述的氣袋保護(hù)裝置，其特征是所說(shuō)的壓電元件是無(wú)源的陶瓷壓電傳感器，其輸出的高電壓信號(hào)通過(guò)一個(gè)跳火間隙點(diǎn)燃所說(shuō)的雷管，所說(shuō)的雷管是電爆雷管。
9.按權(quán)利要求5所述的氣袋保護(hù)裝置，其特征是a.所說(shuō)的氣體源是一個(gè)扁橢球形高壓氣體容器，其內(nèi)部截面呈橢圓形，其頸部由一個(gè)薄片密封；b.以所說(shuō)的碰撞探測(cè)器輸出的信號(hào)點(diǎn)燃一個(gè)雷管，用以爆破所說(shuō)的薄片。
10.按權(quán)利要求9所說(shuō)的氣袋保護(hù)裝置，其特征是所說(shuō)的慣性體的質(zhì)量為7-200克，行程0.2-4厘米。
11.按權(quán)利要求9、10所述的氣袋保護(hù)裝置，其特征是所說(shuō)的慣性約束機(jī)構(gòu)是磁體，為此所說(shuō)的慣性體用鐵磁材料制作。
12.按權(quán)利要求9、10所述的氣袋保護(hù)裝置，其特征是所說(shuō)的壓電元件是無(wú)源的壓電陶瓷傳感器，其輸比的高電壓信號(hào)通過(guò)一個(gè)跳火間隙點(diǎn)燃所說(shuō)的雷管，所說(shuō)的雷管是電爆雷管。
13.按權(quán)利要求9、10所述的氣袋保護(hù)裝置，其特征是所說(shuō)的高壓氣體容器和氣袋組件是設(shè)置在汽車的方向盤(pán)內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種特殊設(shè)計(jì)的扁橢球形狀的、并且能安裝在汽車方向盤(pán)內(nèi)的高壓氣體容器，以取代國(guó)內(nèi)外通常采用的火工品組成的氣體發(fā)生器。將高壓氣體容器的出氣口用雷管爆破打開(kāi)，使高壓容器內(nèi)儲(chǔ)存的高壓氣體充入氣袋，起動(dòng)保護(hù)駕駛員和乘員的作用。雷管是用一個(gè)特殊設(shè)計(jì)的沖量傳感器的慣性體撞擊壓電傳感器來(lái)引爆的。氣袋中充入的是無(wú)公害的冷氣體，對(duì)人員更為安全而且不會(huì)污染環(huán)境，適合環(huán)保要求。傳感器系統(tǒng)可以和氣袋和氣體源分離，無(wú)電源供給也無(wú)預(yù)儲(chǔ)能源，所以準(zhǔn)確性和可靠性大大提高。
文檔編號(hào)B60R21/26GK1116595SQ9511485
公開(kāi)日1996年2月14日 申請(qǐng)日期1995年4月13日 優(yōu)先權(quán)日1995年4月13日
發(fā)明者范良藻, 范思瓊 申請(qǐng)人:范良藻