这里引用的所有美国专利通过参考完全引用与此。
在客车中使用的可充气保护垫是相对复杂的被动约束保护系统的 一个元件。这些系统的主要元件是：一个冲击检测系统、一个点火系 统、一种气体发生剂物质、一个连接装置、一个系统外壳、及一个可 充气保护垫。在检测到冲击时，点燃气体发生剂，引起气体爆破释放， 填充该垫到一种能吸收身体向前运动的冲击和借助于气体的迅速排放 消散其能量的展开状态。事件的整个过程发生在约100毫秒内。在未 展开状态下，垫存放在转向管柱、仪表盘之中或者附近，门之中，或 前座椅的靠背中，将垫靠近它保护的人或物体放置。
通常称作气囊系统的可充气气垫系统在过去用来保护车辆的操作 者和乘客。用于车辆操作者保护的系统典型地安装在车辆的转向管柱 中，并且利用直接可以向驾驶员展开的垫构造。这些驾驶员侧垫典型 地具有相对简单的结构，它们对在驾驶员与转向管柱之间的相当小的 明确区域起作用。一种这样的结构公开在授予Nelsen等、颁布于1996 年7月9日的美国专利5,533,755中，其讲授通过参考引入此处。
用于保护乘客免受前面或侧面冲击的充气垫一般必须具有更复杂 的结构，因为车辆乘客的位置可能是不明确的，并且在乘客与车辆表 面之间可能存在较大距离，在碰撞事件中乘客可能被扔出。用在这样 的环境中的先有技术气垫公开在授予Bishop、颁布于1996年5月28 日的美国专利5,520,416；授予Krickl、颁布于1995年10月3日的 美国专利5,454,594；授予Hawthorn等、颁布于1995年6月13日的 美国专利5,423,273；授予Yamaji等、颁布于1994年5月31日的美 国专利5,316,337；授予Wehner等、颁布于1994年5月10日的美国 专利5,310,216；授予Watanabe、颁布于1992年2月25日的美国专 利5,090,729；授予Wallner等、颁布于1992年2月11日的美国专利 5,087,071；授予Backhaus等、颁布于1990年7月31日的美国专利 4,944,529；及授予Buchner等、颁布于1974年2月19日的美国专利 3,792,873中，所有这些专利通过参考引于此处。
商业性使用的约束保护垫的大部分由利用诸如聚酯、尼龙6或尼 龙6，6聚合物之类的材料的多丝合成纱的机织织物材料制成。用于这 种用途的代表性织物公开在授予Bloch、颁布于1990年5月1日的美 国专利4,921,735；授予Krummheuer等、颁布于1992年3月3日的美 国专利5,093,163；授予Menzel等、颁布于1992年5月5日的美国专 利5,110,666；授予Swoboda等、颁布于1993年8月17日的美国专利 5,236,775；授予Sollars，Jr、颁布于1994年1月11日的美国专利 5,277,230；授予Krummheuer等、颁布于1994年10月18日的美国专 利5,356,680；授予Krummheuer等、颁布于1995年12月26日的美国 专利5,477,890；授予Krummheuer等、颁布于1996年4月16日的美 国专利5,508,073；授予Bower等、颁布于1996年4月2日的美国专 利5,503,197及授予Bowen等、颁布于1998年1月6日的美国专利 5,704,402中，所有这些专利通过参考引入此处。
如将理解的那样，垫结构的透气性是确定在冲击事件后充气速率 和以后的迅速排气的重要因素。为了控制垫的整体透气性，可能希望 在垫的不同区域使用不同的材料。因而，在垫构造中的几个织物板的 使用可以证明是一种有用的设计特征。在垫结构中多块织物板的使用 也允许较复杂三维几何形状的产生，这些几何形状可能有益于用于其 中希望全身体垫的乘客侧用途的垫的形成。尽管多块织物板的使用在 透气性控制和几何形状设计方面提供几个优点，但用在乘客侧约束保 护垫中的多块织物板的使用在历史上一直要求具有不同几何形状的板 的装配，这涉及多个弯曲接缝。
如将理解的那样，在由母材切割板结构时的一个重要考虑是，使 通过板的紧密堆积叠置由固定面积能切成的板数量最大的能力。术语 “接缝”表示连接分离织物板或单块织物板的分离部分的任何方式或 方法。因而，缝制(例如用线)、焊接(例如用超声波缝合)或把板或部 分织在一起(例如用提花机或多臂织机)等可以用于这种目的。
然而，对于大规模制造仍然存在需要劳动量大的切割和缝制操作 的问题。另外，由于生产气囊织物的成本较高，并且有减小这种成本 的一般需要，所以需要通过降低需要切割的量(切割操作也转化成较高 的人工费)、减小使用的织物量以便显著降低堆积体积(以便减小汽车 内的气囊模块的尺寸，因为在仪表盘、门、等上的适用空间在汽车内 非常宝贵)、及减小这些制品的运输重量(这转化成较低的运输费用)、 以及其它高度希望的原因，必然更有效地利用织物。然而，在过去减 小这种利用织物量而结果也不会减小在垫产品内的适用充气空气空间 体积一直是有问题的。然后需要减小生产气囊垫的时间量，而同时提 供最小量的织物并且同时允许在充气事件期间充气目标气囊垫的足够 空气(气体)体积(这里描述为“得到的充气空气空间”)。这样一种希 望的方法和产品还没有得到，特别是对于如以前提到的那样对于较大 空气(气体)体积需要较大量织物以向乘客提供最大的保护面积量的乘 客侧气囊。对于需要的大量织物，一般这转化成对连接和附加织物板 的较长接缝的需要，这又转化成需要大量的时间用于缝制等操作。另 外，在目标气囊垫内提供足够适用的充气空间体积的同时，需要同时 减小需要的使用织物量。因而，存在生产一种改进多室气囊垫的需要， 并且这样一种垫以制造整个垫制品的最小织物利用要求具有较大可用 充气空气空间体积。
标题为Multi-Stage Inflatable Bag for Vehicular Safety Systems(用于 车辆安全系统的多级充气囊)的美国专利5,927,748描述了一种具有 一个内部小囊和一个外部大囊构造的多级气囊。内囊使用用于初始膨 胀的气体发生器的全部力充气。外囊通过内囊充气，因而更慢。然而， 这里描述的气囊基本上是囊套囊构造。更难以建造，因此成本更高。 也难于把系绳放在这样的囊中而控制展开囊的最终形状。通气孔来自 外囊，因而外囊可能太弱，而不能保护较大和较重的乘车人。
标题为Automobile Airbag(汽车气囊)的美国专利5,934,701描 述了一种能对左侧和右侧以及前面冲击提供保护的气囊。在一个实施 例中，使用一个辅助腔室。这个辅助腔室独立地建造，有其自己的填 充口。
标题为Airbags with Alternate Development(具有可选择展开的气 囊)的美国专利No.5,501,488公开了一种构造一种气囊的方法，这 种气囊除了其正常扩展之外，当驾驶员在碰撞时刻太靠近气囊时能展 开到较短扩展。在展开的正常模式中，正常的通气孔由释放的活门覆 盖，在展开后使气囊对驾驶员施加一个较大回弹力。在其中驾驶员坐 得正好比活门释放位置远的情况下，效果可能是致命的。
标题为An Airbag(一种气囊)的WO公开号003898A1描述了带有 由通气孔连接的多个腔的气囊，这些腔能顺序充气。然而，由于复杂 的设计，构造成本较高。而且，为了第三室适当地充气，在第一室中 的压力需要非常高。考虑到主室行程较大的事实，这对于坐得靠近气 囊的矮小乘车人非常危险，特别是当乘车人在碰撞时侧向倾斜时。
发明概述
鉴于上文，本发明的一般目的在于，提供一种成本有效、容易制 造、用在车辆约束保护系统内的气囊垫。术语“车辆约束保护系统” 意指可充气乘车人约束保护垫和机械元件与化学成分(如充气装置、点 火装置、气体发生剂等)。本发明的一个更具体目的在于，提供一种车 辆约束保护系统，其中目标气囊垫具有多个腔室，并且最好包括非常 少量或轻的织物。本发明的一个另外的目的在于，提供一种容易装配 的气囊垫，这种气囊垫制造劳动量小、由于使用织物量的整体需要的 显著减少需要低得多的成本、及也包括一个用于在气囊垫内排列充气 罐的整体式环状袋。本发明的又一个目的在于，提供一种包括一个气 囊垫的车辆约束保护系统，这种气囊垫提供一种具有大量可用充气空 气空间体积同时具有短接缝长度和制造垫必需的少量使用织物的多室 气囊。本发明的另一个目的在于，提供一种设计简单和结构高效的低 成本气囊垫(由于缝制元件部分需要的劳动量小和减少的织物制造和 切割量)的制造方法。
为了实现按这些和其它目标，以及本发明的效果，如这里实施和 广泛描述的那样，本发明提供一种带有至少一种织物成分的气囊垫， 并且其中所述气囊垫拥有小于约0.095的有效织物使用因数。从有效 织物使用指数导出有效织物使用因数，有效织物使用指数涉及(并且定 义为)制造气囊垫使用的织物总量(以平方米度量)与在气囊垫内的可 用充气空气空间的总体积(以升度量)的商。为了呈现足够低的有效织 物使用因数，对于相应大的可用充气空气空间体积，织物量必须非常 低。当然，这种空气空间体积对于每个因数是相同的，因为对于相同 的囊进行两个因数的测量(接缝使用和织物使用)。这样一种气囊垫可 以包括至少两个分离的织物板或带有需要连接部分的单块板。发明的 囊由于使用织物板或部分的具体配置能够提供较大的可用充气空气空 间体积。最佳配置通过由丝网切割板和产生较少未使用织物废物，允 许织物丝网的更有效使用。下面更详细地讨论最佳实施例。
尽管最好气囊垫由织物构造(因此有术语织物使用因数)，但要理 解，气囊垫可以由一种或多种织物或诸如膜、叠层等之类的其它材料 形成。因此，本发明包括其它气囊材料的使用，并且能由有效气囊材 料使用因数以及有效织物使用因数定义。由作为制造气囊垫使用的材 料总量(以平方米度量)与在气囊垫内的可用充气空气空间的总体积 (以升度量)的商的有效材料使用指数，导出有效材料使用因数。
用于本发明气囊垫的有效织物使用因数(如以上，在有关接缝使用 指数公式中定义的那样)优选小于约0.095，更优选小于0.09，进一步 优选小于0.085，甚至优选小于0.08，及最优选低于0.075。因而，对 于减小到其绝对最小值的使用织物量，在气囊垫内的可用充气空气空 间体积应该尽可能地大，同时在碰撞事件期间仍提供对汽车中乘客的 足够保护。
一种驾驶员侧气囊一般包括少量使用织物，但也不会提供一个有 关的大体积可用空气空间；而先有技术乘客侧气囊需要大量织物。尽 管在这种常规乘客侧气囊中的可用充气空气空间体积相当大，但使用 织物总量太大，不满足在该指数内的上述优选有效纤维使用因数。本 发明的垫因此较容易制造，需要非常少的缝制、或其织物板成分的类 似类型附着操作，需要非常少量的织物，但也配置成在碰撞事件期间 向乘客提供用于最大保护的最佳大量可用充气空气空间。
在至少一个实施例中，本发明也提供一种拥有要求有效织物使用 因数的气囊垫，其也包括用于气体发生器组件的充气罐的引入的一个 环状袋。多室气囊不必由镜像体板部分产生，因为任何织物板配置在 本发明中适当地起作用，只要在充气事件期间形成三维可充气气垫， 并且在气囊中产生一个环状袋，其中布置至少气体发生器组件的充气 罐。
在如下描述中，部分叙述本发明的另外目的和优点，并且部分由 描述是显然易见的，或者通过对于本发明的实践而获悉。要理解，以 上一般描述和优选实施例的如下详细描述仅是示范性的和解释性的， 而不要看作以任何方式限制在权利要求书中所叙述的本发明的范围。
当前单室气囊具有两个显著缺陷：第一，它们在展开后对乘车人 施加较大的反弹力，把乘车人置于可能颈部损伤的危险下。第二，如 果在碰撞发生时乘车人坐得非常靠近气囊(如矮小的和/或老的驾驶员 常常做的那样)，它们可能伤害而不是保护乘车人。这里描述的本发明 的多室或两室气囊的至少选择实施例将大大地减小反弹，并且可以对 坐得靠近气囊的不正确位置的乘车人提供保护。
这里公开的两室气囊的至少一个实施例基于当前单室气囊设计， 但具有几种新颖修改以提供大大提高的安全性和/或性能。当前单室气 囊能修改，并且用作两室气囊的主腔室。在一个实施例中，把一片适 当尺寸的织物缝制到主腔室的前面板的外表面上以创建副腔室。在主 和副腔室之间开一个或多个小孔。为了适当地充气副腔室，主腔室的 系绳最好缩短到其原始长度的50％至80％。也调节缝制到主腔室前面板 外表面上的系绳的尺寸，以创建副腔室在展开时的希望形状。
图1和2示意比较在单腔室气囊(图1)和新型双室或多室气囊(图 2)的制造中使用的典型元件。在图3中，表明用于这种新型双室气囊 的逐步缝制方法。由图3显然明确，除用来附着系绳部分、附着小块 板、在腔室之间添加通气孔等之外的添加步骤外，在多室囊中涉及的 制造步骤与当前方法类似。
图4和5示意比较单室气囊10和两室气囊20在展开时的结构和 形状。
两室气囊20与单室气囊10相比在减小反弹和为坐得非常靠近气 囊的不正确位置的乘车人提供保护方面，表现出显著提高的安全性能。 下落试验(其中把83磅重物落在充气囊上)表明，重物离开两室气囊的 反弹距离减小多达单室气囊的70％。冲击试验(其中在重物受到展开气 囊冲击之后测量离初始安放在固定位置的重物的运动距离)表明，当重 物在相同的初始安放位置时，通过两室气囊消散在重物上的能量比单 室气囊小得多。换句话说，本发明的两室气囊对于坐得更靠近转向盘 的乘车人消散相同量的能量，因而提供对于坐得更靠近气囊的不正确 位置的乘车人的保护。充气试验表明，由于缩短的系绳，两室气囊的 主腔室由于比单室气囊短得多的最大行程长度，充气要快得多，同样 对坐得靠近气囊的不正确位置的乘车人提供保护。
附图简述
编入和构成本说明书一部分的附图表明本发明的几个潜在优选实 施例，与发明描述一起用来解释本发明的原理，其中：
图1是单室系绳气囊的元件的示意立体图。
图2是本发明的多室气囊的一个实施例的元件的示意立体图。
图3是图2气囊的装配步骤的示意立体图。
图4是充气系绳单室气囊的示意横截面表示。
图5是本发明充气系绳双室气囊，如图2之类的气囊，的示意横 截面表示。
图6和7是示例织物布局图。
图8和9是本发明的各个充气两室气囊实施例的示例横截面表示。
图10是带有通气开口的本发明的系绳的部分图。
图11A是反弹试验的示意侧视图。
图11B是反弹距离数据的图形表示。
图12A是冲击试验的示意侧视表示。
图12B是冲击试验数据的图形表示。
图13和14是带有系绳副腔室的本发明实施例的充气两室气囊实 施例的相应横截面表示。
图15是按照本发明另一个实施例的充气三室气囊的横截面表示。
图16是一种充气常规囊套囊乘客气囊的示意表示。
图17和18是按照本发明的充气两室乘客气囊实施例的示意性相 应横截面图。
图19是本发明的两室乘客气囊的前视表示。
图20是图19的气囊的横截面表示。
图21至23是本发明的两室乘客气囊实施例的展开级的相应侧视 表示。图21A-23A旨在针对带有一个较小副腔室的实施例。图21B-23B 旨在针对带有一个较大副腔室的实施例。
图24至26是本发明又一个乘客气囊实施例的展开级的示意侧视 表示。
图27和28是在副腔室中包括一个内部隔板或系绳的本发明的乘 客气囊实施例的相应横截面表示。
图29是单室系绳气囊的示意装配图和剖视图。
图30和31是按照本发明的两室气囊的相应装配图和剖视图。
图32至36是相应织物布局图。
图33表示一种系绳单室气囊布局。
图32和34至36表示多室气囊布局。
图37是本发明的多室气囊的生产的示意表示。
图38是本发明的三室气囊的装配和横截面的示意表示。
图39至41是相应织物布局图。
图39是单室系绳气囊的织物布局图。
图40和41是本发明的多室气囊的织物布局图。
图42是本发明的三室乘客气囊的示意剖视图。
图43是织物丝网的一部分的俯视图，用线指示用来切割形成六个 分离多室乘客气囊垫的特定位置。
图44是织物丝网的一部分的俯视图，用线指示用来切割形成两组 织物板以制造两个分离的发明多室顶部安装气囊垫的特定优选位置， 每一个车辆约束保护系统内的夹杂物配置在模块内。
发明详述
现在详细参考本发明的潜在优选实施例，其例子已经表明在附图 中。要理解，决不打算把本发明限于这样表明和描述的实施例中。相 反，打算覆盖可以包括在由附属权利要求书和其等效物所定义的本发 明的真实精神和范围内的所有替换、修改和等效物。
当前单室气囊(图1和4)具有两个显著缺陷：第一，它们在展开后 对乘车人可能施加较大的反弹力，把乘车人置于可能颈部损伤的危险 下。第二，如果在碰撞发生时乘车人坐得非常靠近气囊(如矮小的和/ 或老的驾驶员常常做的那样)，它们可能伤害而不是保护乘车人。本发 明的两室(或三室)气囊能大大地减小反弹，并且可以对坐得靠近气囊 的不正确位置的乘车人提供保护。
这里公开的两室气囊的至少一个实施例基于当前单室气囊设计， 但具有几种新颖修改以提供大大提高的安全性和性能(图2、3、和5)。 当前单室气囊能修改成用作两室气囊的主腔室。把一片适当尺寸的织 物22缝制到主腔室的前面板24的外(或内)表面上以创建副腔室。在 主和副腔室之间开一个或多个小孔26。为了适当地充气副腔室，主腔 室的系绳28最好缩短到其原始长度的50％至80％。也调节缝制到主腔 室前面板外表面上的系绳的尺寸，以创建副腔室在展开时的希望形状。 主腔室的后面板30包括通气开口32和一个气体进口。
图1和2示意比较在当前单腔室气囊10和新型双室气囊20(图4 和5)的制造中使用的典型元件。在图3中，表明用于这种新型双室气 囊20的逐步缝制方法。由图3显然明确，除附着系绳部分、附着小块 板、在主与副腔室之间添加通气孔等之外的添加步骤外，在本发明的 多室囊20中涉及的制造步骤与当前方法类似。
图4和5示意比较单室气囊10和两室气囊20在展开时的结构和 形状。
两室气囊20与单室气囊相比在减小反弹和为坐得非常靠近气囊的 不正确位置的乘车人提供保护方面，表现出显著提高的安全性能。下 落试验(其中把83磅重物落在充气囊上)表明，重物离开两室气囊的反 弹距离减小多达单室气囊的70％(图11)。冲击试验(其中在重物受到 展开气囊冲击之后测量离初始安放在固定位置的重物的运动距离)表 明，当重物在相同的初始安放位置时，通过两室气囊消散在重物上的 能量比单室气囊小得多(图12)。换句话说，两室气囊对于坐得更靠近 转向盘的乘车人消散相同量的能量，因而提供对于坐得更靠近气囊的 不正确位置的乘车人(OOPO)的保护。充气试验表明，由于缩短的系 绳，两室气囊的主腔室由于比单室气囊短得多的最大行程长度，充气 要快得多，同样对坐得靠近气囊的不正确位置的乘车人提供保护。
本发明实施例至少一些的选择目的
1.提供一种避免或减小在展开期间由气囊本身引起的损伤的新型 和改进气囊。
2.提供一种能为在碰撞瞬时坐得靠近气囊的不正确位置的乘车人 提供保护的新型和改进气囊。
3.提供一种建造简单和容易因而降低生产成本的新型和改进气 囊。
本发明至少一个实施例的选择优点
1.建造成本低和容易：两室气囊制造非常有利。大多数工厂能生 产这样的囊而不用任何新设备。唯一的额外成本是限定副腔室外表面 的织物片。
2.束缚设计：束缚两室气囊，通过控制系绳的长度和位置非常容 易控制展开囊的形状和行程。
3.较坚固的副腔室：在两室气囊设计中，副腔室的最后通气孔通 过主腔室，因而具有较坚固的副腔室。
4.高安全性能：两室气囊为乘车人提供较软着陆。显著减小反弹， 使由展开气囊引起的损伤最小。也为坐得靠近气囊的矮小乘车人提供 保护。
副腔室可以具有其它形状，例如3D。也可以束缚副腔室。用于副 腔室的织物可以比用于主腔室的织物软。这种概念也能应用于乘客侧 囊。
多室气囊的特性和优点
1.建造成本低和容易
与其它的气囊相比，一个优点是建造简单和成本低。两室气囊是 当前生产气囊的一种独特修改。它制造非常有利。工厂能生产这样的 囊而不用添加新设备。唯一的额外成本是限定副腔室外(或内)表面的 织物片。然而，借助于新颖的织物切割设计，新气囊实际使用比当前 生产气囊少的织物(见，例如图6和7)。每码开始材料有较少浪费织物。
2.束缚设计
束缚两室气囊，因此通过控制系绳的长度和位置非常容易控制展 开囊的形状和行程。这与没有束缚的大多数气囊相差很大。例如，通 过缩短系绳长度，形成一种实际上能作为用于不正确位置的乘车人的 制动装置的希望形状(对于外部和内部缝制副腔室见图8和9)。
而且，当以这种方式附着系绳从而系绳的缝制部分和主腔室的前 面织物(在外部缝制的情况下)或副腔室织物(在内部缝制的情况下)形 成一个封闭腔室，这种腔室能起调节器的作用以进一步控制副腔室的 充气速率。在这种情况下，互连通气孔在缝制直径内侧打开。图10表 示关于作为一个例子如何控制充气速率的一种装置。在几个位置处在 缝制系绳上打开适当尺寸的孔，从而它们部分重叠互连通气孔。对于 孔至少可以切割至少一个缝隙，从而使孔在高压下增大。
如此形成的“气体调节器”的功能如下：它在初始阶段限制气体 流动，从而进一步延迟副腔室的充气，以保护坐得非常靠近气囊的不 正确位置的乘车人。当建立起主腔室压力时，缝隙打开允许气体流入 副腔室以迅速保护正常定位的较重乘车人。这种特征在使用一个两级 气体发生器时特别有效(图8-10)。
3.较坚固的副腔室
在本设计的至少一种中，副腔室的尺寸比主腔室小。副腔室的最 后通气孔也通过主腔室。这种设计能够使副腔室在完全充气时较坚固， 以便保护较重乘车人。
4.高安全性能
两室气囊为乘车人提供较软着陆。它能显著减小反弹，使由展开 气囊本身引起的任何损伤最小。它也为坐得靠近气囊的矮小乘车人提 供保护。
如下是试验结果：
充气试验(冷却气体试验，不是实际的气体发生器)表明，两室气 囊达的主腔室达到最大压力比对照囊(单室生产囊)要快得多(38ms对 54ms)。在汽车中使用实际充气(热气体充气)的典型气囊充气时间对 于驾驶员囊是33ms，而对于乘客囊是约52ms。在该阶段，仅部分充 气副腔室。两室气囊的主腔室的最大行程由于缩短的系绳也比在这个 阶段的对照囊短得多。这对于坐得非常靠近转向盘的矮小驾驶员非常 有益。
其中重物(83磅)落在充气气囊上的下落试验表明，两室气囊具有 比对照囊显著短的反弹距离。这将显著减小由弹回效应引起的损伤。 图11把对照囊的反弹距离与带有不同系绳缝制直径和系绳长度的三个 两室囊相比较。
通过把83磅的重物从6英尺高落到充气囊上进行下落试验。面对 囊的重物的12英寸×12英寸表面在水平面中，如此限制重量，从而它 仅能在垂直方向上下运动。记录重物的最大减速速率以及最大反弹高 度。
数据表明，当显著缩短系绳长度时，反弹距离减小高达70％。同时， 是由乘车人经受的力的一个度量的最大减速度对于两室气囊也减小约 10％。
在相同的设施中进行冲击试验，但把重物悬挂在囊上方固定距离 的软系绳上。把囊充气，碰到悬挂重物。记录在冲击时重物达到的最 大高度。
冲击试验表明，两室气囊具有由物体运动测量的对于安置在固定 位置处的物体小得多的冲击力。图12比较对照囊和带有不同系绳缝制 直径和系绳长度的三个两室囊的运动。
物体在它受展开气囊冲击之后的高度变化，是通过充气囊消散在 身体上的能量的指示。图12清楚地表明，当物体安置在相同的初始位 置处时，通过两室气囊消散在身体上的能量比通过对照囊的小得多。 例如，当物体初始安置在离气囊底部10英寸处时，在它由充气气囊冲 击之后，它通过对照囊运动多于20英寸。相反，它通过具有160mm 系绳长度的两室气囊仅运动小于4英寸。这提供了在气囊展开期间坐 得非常靠近多室气囊的不正确位置的乘车人的增强保护的证据。 多室气囊尺寸参数
当前单室生产驾驶员气囊的体积是约53-60升。新囊的副腔室体 积是约12升，而新囊的主腔室体积是约38升。当前单室生产驾驶员 气囊的系绳长度是近似300mm。新囊主腔室的系绳长度能是160-180 mm。
变化
也能束缚副腔室，如在图13和14中表明的那样。
多室气囊
本概念能容易地应用于三个或更多个室囊。图15表示通过在主腔 室与副腔室之间添加一个中间腔室生产本发明的三室气囊的一个例 子。中间腔室的功能是进一步调节气体流动特性以实现希望的性能。
最好，这里公开的气囊作为图32和34-36表示的新颖织物切割方 案的结果，消耗比任何先有技术气囊少的织物。
除以上表示描述的织物节省之外，通过使用图34和36中所示的 八边形主腔室能实现进一步的改进。
除主腔室之外，副腔室也能使用多边形板或者能形成褶以创建图 36中所示的三维副板。
提出的多室囊是制造有利的，并且提出的过程表示在图37中。
除副腔室之外，能如图37和38中所示添加一个第三腔室以进一 步延迟靠近乘车人的气囊的充气。
第三腔室的添加因为在图40中看到的在本发明中提出的新颖设 计，不会影响织物利用。
一种用于两室乘客气囊的示例织物布局表示在图41中。
图42表明按照本发明的一种三室乘客气囊。
附图的图43的实施例基于一种改进的常规顶部安装乘客侧气囊。 在前面板中的通气开口上方添加副前面板以形成副腔室。
在图44中表明的一个可选择实施例中，前面安装用途改变或改进 为顶部仪表板安装用途，而没有在织物利用率上的任何牺牲。按照本 发明的这个特定实施例，通过在靠近囊底部的主板中的织物中的预切 割缝隙，把前部安装囊变成顶部安装囊(图44)。当缝制接缝以连接或 封闭缝隙时，织物在接缝周围收拢以创建固定件的偏移。
按照本发明，能以与前部安装囊类似的方式制造顶部安装囊，而 没有织物利用率的显著牺牲。
现在转到附图的图44，表示有一种织物丝网310，其中已经画出 要切割的十块织物板312、314、316、318、320、322、324、326、328、 及330的轮廓。而且，也画出在要除去的特定织物片和在两块最大织 物板312、314中内的缝隙328、330、332的轮廓。在这个特定例子中 的织物丝网310包括尼龙6，6、630但尼尔纱、在提花织机上纺织成包 括每英寸41纬乘41经的织物10。
按照本发明，添加在板314、312中的缝隙、槽口或开口306、308 以偏移出口配置，而不是按照常规乘客囊利用两块分离侧板(图43)。 按照本发明，织物利用率高于至少约90％，在前部安装囊中优选高于约 95％，有大于接缝总长度的50％减小，在织物使用方面的40％减少，及 主要为直缝。
开口、缝隙、槽口或者类似物306、308依据囊的要求轮廓能具有 任何形状。依据仪表板设计和前窗玻璃设计的关系，缝隙或槽口也能 以非对称形式定位在板的底部或侧部处。这种方法能用于启动操作盘 的任何给定形状。
副板328、330附着在前面板324、326上方(或下方)以形成副腔 室。
由气囊带到静止的物体所经受的最大减速度是一个确定气囊性能 的重要参数。以g测量的最大减速度(归因于重力的标准加速度的倍数) 乘以身体重量给出把身体带到静止对其施加的力。另一个重要参数是 在把物体带到静止之后它所经受的反弹量。这个参数是在把物体带到 静止之后由气囊分配给物体的能量的度量，并且在诸如颈部受伤之类 的可能二次损伤中起作用，例如鞭抽式损伤。又一个重要参数是当物 体足够靠近囊以接触它时在囊仍在充气的同时传给物体的能量。这个 参数对于必须坐得非常靠近转向盘的矮小身材驾驶员之类的不正确位 置的乘车人是重要的。总之希望使所有这三个参数尽可能地低。
对于引用的例子，本发明的双室囊大体上具有在±2g范围内与常 规单室对照囊相同的最大减速度。这或许在试验误差的范围内。对于 一定系绳长度和在副腔室与主腔室之间的通气区域尺寸，下落试验证 明，双室囊的反弹高度在试验误差范围内总是小于对照囊的，并且低 到对照囊反弹高度的70％。在冲击试验中传给双室囊的能量总是小于对 照囊的，并且低到传给对照囊的能量的1/3。
乘客侧气囊
本概念也适用于乘客侧气囊。当前使用的单室气囊没有控制前部 作用表面的行程，当其发生时，对乘车人提供保护时为百分位数5到 百分位数95的乘车人。降低功率的气囊不是长期解决方案，因为对于 百分位数95的乘车人的保护的牺牲，即使它们对于百分位数5至50 的乘车人可能是适当的也是如此。正在开发的新式气囊技术不会适当 地解决这个问题，而只是把单级和多级气体发生器点火情形区分开。 对于这个问题的解决方案不能由多级气体发生器完全回答。气囊需要 以受控行程和独立于乘车人尺寸的充气体积分级展开。
今天，通过在一个主囊内提供一个副囊(图16)或者通过提供一个 带有控制在气囊展开冲压穿出阶段中控制行程的断开接缝的系绳，处 理这个问题。除成本代价(材料和人力)外，这两种手段没有提供一种 完全和可重复的解决方案，特别是对于其中用于覆盖的面积与驾驶员 侧相比大约是两倍的乘客侧用途。以上解决方案都没有适当地致力于 不正确位置的乘车人(OOPO)的情形，其中囊需要较快到位。
这里公开的、用于乘客侧的一种多室气囊有一种控制囊行程并且 同时控制体积的新颖手段。这种手段基于当前的囊设计，并且容易地 适于任何新设计。能修改当前囊以便起主腔室的作用，并且把织物的 外层缝制在前面板上以创建副腔室。主囊的前面板的行程由内部系绳 控制。这种系绳行走的长度控制主囊体积，以在冲压穿出阶段期间为 较小乘车人提供保护。一旦主腔室完全充气，那么副腔室通过定位在 主囊前面板处的互连通气孔充气(图17和18)。
参照图17，气体经在前面板中的通气开口通入副腔室。
参照图18，气体通过穿过在气囊本体内缝制的透气织物或材料(如 未涂敷织物)通入副腔室。
根据图17-28能制造本发明的两室乘客囊。
最好，在用来消散乘车人能量的主囊上的通气孔尺寸大于在主与 副囊或腔室之间的连通通气孔。在其中较小乘车人与展开气囊接触的 情形下(OOPO)，延迟气体发生器第二级的点火，并且在冲压穿出阶段 期间副腔室不充气。相反，当点火气体发生器的两级以保护较大乘车 人时，那么副囊或腔室充气以便起较大体积囊的作用。多室气囊展开 的典型阶段表示在图21-26中。
副腔室也能采用一个内部隔板或一个系绳，如图27和28中所示。
这些特定配置和形状与得到的充气空气空间体积相比，提供最少 的整体织物使用。
这些板的每一块可以由多种材料形成，仅作为例子但不限于机织 织物、针织物、无纺布、膜、叠层、及其组合。机织织物可能是优选 的，由诸如平纹或席纹构造之类的紧密机织构造形成的机织织物特别 好。这样的机织织物可以由聚酯、诸如尼龙6和尼龙6，6之类的聚酰 胺或熟悉本专业的技术人员可能知道的其它适当材料的纱形成。对于 要求特别好折叠性的囊，具有每丝不大于约1-4但尼尔的较低每丝但 尼尔额定值的多丝纱可能是希望的。
在应用中，由具有约40但尼尔至约1200但尼尔线性密度的合成 纱形成的机织织物，相信在形成根据本发明的气囊时是有用的。由具 有约315但尼尔至840但尼尔的纱形成的织物相信特别有用，并且由 具有在约400至约650范围内的线性密度的纱形成的织物相信最有用。
尽管板的每一块可以由相同材料形成，但板也可以由不同材料和 或构造形成，例如，但不受限制，涂敷或未涂敷织物。例如，如果涂 敷缝制到前面板的延伸部分上的织物，则主腔室的前面板可以是未涂 敷的。这样的织物可以提供具有每平方英尺5 CFM或更高的透气性的 高透气性织物，当以跨过织物的0.5英寸的水分压差测量时，优选小 于约每平方英尺3 CFM。具有约每平方英尺1-3 CFM透气性的织物可能 也是希望的。在未涂敷状态下具有低于2 CFM且最好低于1 CFM透气 性的织物可能是优选的。当织物经受在高达约100磅力的范围内的双 轴应力时透气性没有大于约2倍的显著增大可能是特别优选的。呈现 这样的特性、借助于流体喷射织造形成的织物可能是最优选的，尽管 如以前提到的那样，在提花机和/或多臂织机上的织造也允许接缝生 产，而不需要任何进一步劳动量大的缝制或焊接操作。
在一块或多块材料板上使用一个涂层的情况下，氯丁橡胶、硅尿 烷或分散聚酰胺可能是优选的。诸如分散聚酰胺之类的具有每平方码 约0.6盎司或更小，并且更优选每平方码约0.4盎司或更小，并且最 优选每平方码约0.3盎司或更小，的干燥添加重量的涂层可能是特别 优选的，以便使织物重量最小和提高可折叠性。当然要理解，除涂层 的使用之外，通过包括不同编织密度和/或诸如由熟悉本专业的技术人 员可能知道的砑光之类的整理处理的织物的使用，也可以实现在各种 板中的不同特性。
尽管这里已经说明和描述了本发明的气囊垫，但要理解，这样的 垫也可以包括另外的元件，如由熟悉本专业的技术人员可能知道的限 定形状的系绳、通气孔等。
总之，气囊模块制造商或汽车制造商将确定对于特定型号和样式 的汽车需要什么样的尺寸和性能特性。因而，气囊充气空气空间体积、 前板保护面积(特别是对于乘客侧气囊垫)、及对于乘客的足够整体保 护是这样要求的规格。与可买到的气囊垫相比，满足相同规格(并且实 际上超过相对于先有技术的垫的整体乘客保护特性)而需要较少织物、 用于缝制操作的较短接缝长度、和/或类似物的本发明气囊垫，因而成 本显著低于那些竞争性垫。
显然，与可买到的垫(囊)比较可以拥有相同或较小得到充气空气 体积和前部织物板面积的本发明的囊，在总织物使用方面需要得少得 多，这因而关系到低得多的整体有效织物使用因数。另外，如以上提 到的那样，这些本发明的囊(垫)与其可买到的、更昂贵的对应产品或 者表现得一样好，或者比其更好。
尽管这里已经说明和描述了本发明的特定实施例，但要理解，本 发明不限于此，因为肯定可以进行修改并且熟悉本专业的技术人员毫 无疑问会想到本发明原理的其它实施例。因此，附属权利要求书打算 覆盖任何这样的修改和其它实施例，就像把本发明的特征包括在其权 利要求书中的真实精神和范围中那样。
本申请要求提交于2000年7月7日的美国临时专利申请系列号 60/216,545的优先权和权益，并且通过参考引用于此。