CN101384456A - 具有隐藏的安全气囊门和整体安全气囊滑道的车辆仪表板 - Google Patents

Abstract

一种机动车结构，包括隐藏的安全气囊门(214)和整体的安全气囊滑道(204)。该结构可从以下选择：仪表板组件、座椅套、安全气囊盖、柱饰件、侧窗罩、门饰板、膝垫、或前述结构中的一个或多个的组合。该结构被设计以包括具有第一表面和第二表面的固定器(202)、展开滑道(204)和由所述固定器的第一表面和第二表面中的至少一个上的撕裂缝凹痕(212)限定的门部分(214)。该展开滑道(204)连接到固定器(202)且与其形成为整体。此外，展开滑道(204)和固定器(202)由相同的材料构造。机动车结构可通过整体地形成展开滑道(204)和固定器(202)且使用固定器(202)的第一表面和第二表面中的至少一个上的撕裂缝凹痕(212)限定门部分(214)而制造。与现有技术结构相比，本发明的机动车结构要求较少的处理步骤来制造且可具有增加的结构强度。

Description

具有隐藏的安全气囊门和整体安全气囊滑道的车辆仪表板

相关申请的交叉引用

本发明要求2006年2月16日提交的美国临时专利申请No.60/774068的优先权。

技术领域

本发明涉及一种使用在机动车中的结构，且更特别地涉及包括在一个或多个机动车结构中的安全气囊系统。

背景技术

安全气囊被广泛地且主流地用作例如汽车和卡车的机动车中的安全机构。在许多机动车中，乘客安全气囊通常被设计为集成在仪表板组件内。此外，安全气囊被安装在附加区域(increased area)中，以增加对于车辆内的驾驶者和任意乘客的额外保护。

安全气囊的一个主要位置是在仪表板组件内。一些现有技术仪表板组件可包括梁结构和/或至少一个连接到该梁结构的装饰性仪表板。一些装饰性仪表板用作膝垫以在碰撞的情况下保护车辆乘用者的膝部。仪表板组件可安装在汽车的具有连接到汽车车身或车架的梁结构的乘员舱内。该梁结构可由金属或塑料材料制造。

另一些现有技术组件包括安装在仪表板组件内的车辆系统，例如加热、通风和空调(HVAC)系统以及一个或多个安全气囊系统。为了允许安全气囊的展开，仪表板包括由安全气囊门覆盖的安全气囊开口。仪表板的光滑表面的中间的门的配置可能是在审美学上相当难于接受，因为该门破坏了仪表板的匀称的美学流线。安全气囊的展开使得该门打开，以允许安全气囊穿过该仪表板内的开口出来。

许多仪表板组件包括仪表板固定器、安全气囊和安全气囊滑道，该滑道用作该固定器和该安全气囊之间的套环(collar)。为了安全气囊展开，门可设置在仪表板内，提供用于安全气囊展开的区域。该门可隐藏在仪表板内，或作为单独的、可见的零件。该门可通过气囊展开操作。当安全气囊被启动时，该安全气囊然后可朝向该门膨胀。该安全气囊然后可接触门的内侧，以使得安全气囊提供以打开该门的力。该门通过安全气囊挤压该内侧而被打开，这施加足够的力以分离该门的材料。为了使得该门以期望的方式打开，接缝或断开点可设置在该门上。

在这些现有技术的实施例中，设置了滑道以在展开期间引导安全气囊。该滑道可以是在仪表板的上表面上成型的塑料件，乘客安全气囊安装到该塑料件上。安全气囊还可包括多个单独的钢件，其可为门提供强度。在一些实施例中，滑道和门可成型为一个单元。于是该钢插件可被插入和模制到该单元中。

然而，滑道和/或滑道/门单元的使用导致形成安全气囊所必须使用的额外的零件和/或处理步骤。例如，滑道可连接到固定器。对于现有技术的实施方式，在一些实施例中，滑道可通过使用振动焊接和/或机械焊接而被连接到固定器。在替换实施例中，可使用其它机械连接机构，例如机械紧固件。因此，该额外的焊接步骤增加了与制造仪表板安全气囊组件相关联的处理时间和/或成本。同样，有利的是提供一机动车结构，例如仪表板组件，其包括安全气囊组件，其容易构造和/或依赖于较少的在操作前可能失效的零件。

发明内容

本发明提供一种安全气囊系统，其使用相同的材料来形成安全气囊系统的两个或多个构件，该安全气囊系统包括在能够展开该安全气囊的结构中。安全气囊组件可包括在各种机动车组件中。在一个实施例中，安全气囊组件可包括在仪表板中，该仪表板包括:固定器，该固定器具有第一表面和第二表面；展开滑道；和门部分，其由固定器的第一表内和第二表面中的至少一个上的撕裂缝凹痕限定。展开滑道连接到固定器且与其形成整体。此外，展开滑道和固定器由相同的材料构造和设置。仪表板组件可通过整体地形成展开滑道和固定器以及通过使用固定器的第一表面和第二表面中的至少一个上的撕裂缝凹痕限定门部分而被制造。可以包括本发明的概念的其它结构包括座椅套、安全气囊盖、柱饰件、侧窗罩、门饰板、膝垫或前述结构的一个或多个的组合。与现有技术系统相比，本发明的结构要求较少的制造步骤且可具有增加的结构强度。

在一方面，提供一种机动车结构。该机动车结构包括具有第一表面和第二表面的固定器、展开滑道和由固定器的第一表面和第二表面中至少一个上的撕裂缝凹痕限定的门部分。展开滑道和固定器由相同的材料构造和设置。此外，展开滑道连接到固定器且与其形成整体，以形成单件构件。在另一方面，可使用双料射出成型工艺，该工艺将在一个处理过程中使用不同的材料构造展开滑道和固定器。机动车结构可从下面中选择:仪表板组件、座椅套、安全气囊盖、柱饰件、侧窗套、门饰板、膝垫、或前述结构的一个或多个的组合。

在又一方面，提供制造机动车结构的方法。该方法包括以下步骤:将展开滑道整体地形成到固定器，该固定器具有第一表面和第二表面；利用固定器的第一表面和第二表面中的至少一个上的撕裂缝凹痕限定门部分。展开滑道和固定器由相同材料构造。展开滑道和固定器可以在单步工艺中构造。机动车结构可从以下选择:仪表板组件、座椅套、安全气囊盖、柱饰件、侧窗套、门饰板、膝垫、或前述结构的一个或多个的组合。

附图说明

图1是根据现有技术的单独安全气囊滑道的透视图；

图2是根据本发明的一个实施例的整体安全气囊滑道的透视图；

图3是图2的整体安全气囊和安全气囊滑道的沿线A-A的横截面视图；

图4是图2的整体安全气囊和安全气囊滑道的沿线B-B的横截面视图；

图5是根据本发明的替换实施例的整体安全气囊和安全气囊滑道的透视图。

具体实施方式

本发明在下面的说明和示例中更详细地描述，该示例打算用于说明，因为许多修改和变化对于本领域技术人员是显而易见的。对于说明书和权利要求书中使用的术语“包括(comprising)”可包括实施例“由.....组成(consistingof)”和“基本上由......组成”。这里揭示的所有范围是包括端点且是可独立组合的。此处揭示的任意数值和范围的端点不局限于精确范围或数值；它们是相当不精确的，以包括接近这些范围和/或数值的数值。

如这里使用的，近似的语言可用于修改任何定量表示，其可改变而不导致其涉及的基本功能的变化。因此，在一些情况下，由例如“大约”和“基本上”修饰的数值可不局限于特定的精确数值。在至少一些情况下，近似的语言可对应于测量该数值的工具的精度。

本发明提供一种用于容纳安全气囊的改进的机动车结构，以及制造这些结构的方法。该改进的结构通过由相同的材料形成固定器基部和展开滑道而形成，以使得固定器基部和展开滑道整体地彼此连接，由此消除对于把展开滑道连接到固定器的任意焊接或机械固定装置的需要。该改进的结构还可通过在双料射出成型工艺(two shot process)中由不同材料形成固定器基部和展开滑道而形成，以使得固定器基部和展开滑道整体地彼此连接，由此消除对于连接展开滑道和固定器的任意焊接或机械固定装置的需要。同样，机动车结构被简化以制造并包括较少的可能会随时间会破裂的机械零件，零件的破裂会对安全气囊在需要时的性能产生负面影响。

本发明的概念可用在能够包括具有安全气囊的任意机动车结构中，该结构包括基部和展开滑道。至于这里使用的术语“滑道”或“展开滑道”是指任意配合几何造型或构件，其将安全气囊主结构(如仪表板固定器、膝垫、顶(topper)等)连接到安全气囊。在一些实施例中，滑道可用作安全气囊的引导件，而在另一些实施例中，滑道可用作连接装置。其它限定滑道的术语可包括“引导件”或“套环”或能执行该功能的任意相关结构。

通过消除把展开滑道连接到固定器的任意焊接或机械固定装置，用于制造改进的仪表板组件的方法需要较少步骤，因为展开滑道可与固定器整体地形成而不要求单独的焊接或固定步骤。而且，通过将展开滑道整体地连接到固定器组件，从而不存在可破裂或裂开的焊接或机械固定装置，由此提供一种具有安全气囊系统的机动车结构，与现有技术的包括安全气囊系统的机动车结构相比，该结构具有增加的强度和/或耐久性。

本发明的前述和其它特征从本发明的示例性实施例的附图和下面详细描述可容易地明白，在附图中，类似的参考标号表示类似的元件。

参考附图，图1是现有技术仪表板组件100的透视图。仪表板组件100包括面向车辆内部的外表面(未示出)和背朝车辆内部的内表面。组件100包括固定器基部102。滑道104安装到固定器基部102的内表面。滑道104包括连接到内表面的前表面和从其穿过延伸的开口106。滑道104可安装到固定器基部102，以使得开口106与组件100的面板门对齐。滑道104的前表面包括形成在前表面上的多个焊接肋108。焊接肋108适于允许滑道被振动焊接到组件100的固定器基部102。在某变化中，焊接肋108彼此平行地延伸到滑道104内的开口106周围。

但是在本发明中，如图2中更详细地所示，组件200包括固定器基部202和滑道204，它们通过使固定器基部202和滑道204初始成形工艺而被整体地彼此连接。因此，当滑道204和固定器基部202例如由热塑性材料形成时，滑道204和固定器基部202可被形成为使得它们是一个零件。这可通过使用任意已知的成型技术实现，例如注射成型。因此，滑道204已被连接到固定器基部202且不需要后续振动焊接步骤来连接滑道204到基部202，这在图1所示的现有技术的实施方式中是必须的。此外，依赖于用于形成滑道204和固定器基部202的材料，形成的本发明的结构可更坚固，因为它们没有可能破裂的焊接点。

如图2所示的滑道，滑道204包括延伸穿过的开口206和如果必要的话使用的多个支撑肋210，该支撑肋210也可在滑道204和固定器基部202成形工艺中形成。

在图2-4所示的本发明的另外实施例中，仪表板组件可包括形成在其上的一个或多个预先削弱轮廓212，其在固定器基部202内限定面板门214。该预先削弱轮廓212允许固定器基部202保持结构整体性和外观，同时提供削弱轮廓，该削弱轮廓在展开安全气囊的压力下将脱离。当安全气囊展开时，该力足以使面板门214沿预先削弱轮廓脱离固定器基部202的剩余部分。该预先削弱轮廓212可通过能在基部上形成预先削弱轮廓的任意方法形成。在一个实施例中，斜向激光划线(angled laser scoring)固定器基部202而形成预先削弱轮廓212。

如图3所示，在一个实施例中，斜向激光划线可用在滑道204的开口206的周围，以形成门214的绞接216。且如图4所示，主缝合线(main seam)自身的斜向划线可用于防止由于像消费者击打/非正常的滥用、头部碰撞试验等无安全气囊意外撞击而导致门的“推入”。

图5提供绞接的激光划线的一替换实施例。更确切地，在该实施例中，门314的绞接316在成型工艺中形成。同样，组件300包括滑道304、固定器基部302和一个或多个绞接，它们彼此整体地形成。组件300仍包括面板门314，其可通过使用激光划线来形成预先削弱轮廓312而形成。该实施例还显示使用一个或多个支撑肋310。

在替换实施例中，滑道被设计以具有零锥度和/或钟形(bell shaped)滑道开口，以使得固定器不具有凹陷(sink)。然而，导致的仪表板在从模具中顶出(ejection)时仍将具有良好的顶出特性。替换地，展开滑道可被设计以使得其具有稍微椭圆形，以形成潜在地具有两个而非四个升降部(或滑动部)的展开滑道。开口的其它形状包括但不限于矩形形状开口和/或梯形开口。

在本发明的一个实施例中，滑道和固定器基部由能由一件所形成的材料构造。这样的材料的例子包括但不限于金属和塑料。在本发明的优选实施例中，滑道和固定器由塑料材料构造，例如热塑性塑料。在有益的实施例中，该塑料材料是热塑性塑料，其在约200℃至约-60℃的温度下是柔性的(flexible)。可被用在本发明中的热塑性塑料的例子包括但不限于:丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚碳酸酯(polycarbonate)(

和

EXL树脂，从General Electric Company可商业获得)、聚碳酸酯/ABS共混物(来自General Electric Company的

树脂)、共聚碳酸酯-聚酯、丙烯酸-丙乙烯-丙烯腈(acrylic-styrene-acrylonitrile，ASA)、丙烯腈-(乙烯-聚丙烯二胺改性)-苯乙烯(acrylonitrile-(ethylene-polypropylene diaminemodified)-styrene，AES)、亚苯基醚树脂(phenylene ether resin)、聚苯醚(polyphenylene oxide)和聚苯乙烯(polystyrene)的玻璃填充共混物、聚苯醚/聚酰胺(polyphenylene ether/polyamide)的共混物(来自General ElectricCompany的NORYL 

树脂)、聚碳酸酯/PET/PBT共混物、聚对苯二甲酸丁二酯(polybutylene terephthalate)和抗冲改性剂(从General ElectricCompany可商业获得的

树脂)、聚酰胺、苯硫醚树脂(phenylenesulfide resin)、聚氯乙烯(polyvinyl chloride)PVC、高抗冲聚苯乙烯(HIPS)、低/高密度聚乙烯(low/high density polyethylene)、聚丙烯和热塑性烯烃(TPO)、聚乙烯和纤维复合材料、以及聚丙烯和纤维复合材料，例如从AZDEL，Inc可商业获得的AZDEL Superlite^TM板。

在替换实施例中，滑道和固定器由金属构造。可用在本发明中的金属的例子包括但不限于:钢、铝、铁、它们中一个或多个的合金，或其组合。

整体的滑道和固定器可通过使用能形成集成的滑道和固定器组件的单件的任意方法形成。使用的方法可通过一个或多个因素而被选择，该因素包括但不限于用于形成整体滑道和固定器组件的材料、使用整体滑道和固定器组件的仪表板组件的类型、和/或要被形成的整体滑道和固定器组件的尺寸。可用在本发明中的方法的例子包括但不限于:挤出成型、吹塑成型、压缩成型、注射成型、熔化成型(welt molding)(例如共挤出成型、T模挤出、膨胀挤出、轮廓挤出、挤出包覆和多层注射成型)或前述方法的组合。

在替换实施例中，固定器和展开滑道由不同材料构造，如前述的热塑性塑料，但是使用双料射出成型工艺形成，以使得同一成型工艺形成整体滑道和固定器，由此保留超过现有技术安全气囊系统的优点，在现有技术中要求多个步骤来形成固定器和连接展开滑道。双料射出工艺首先把一种热塑性材料注射到模具内，然后注射第二热塑性材料包围第一热塑性材料或到第一热塑性材料上。该双步骤制造工艺基本上是利用两个注射单元和旋转滚筒实现的。模腔的一半用于第一热塑性材料而另一半模腔用于第二热塑性材料。

本发明可用在包含安全气囊的任意机动车结构中。同样，本发明的概念可用在任意安全气囊组件中，其中使用了展开滑道，特别是展开滑道与固定器一起使用，且其中固定器和展开滑道可由塑料材料制造，例如热塑性塑料。本发明的概念可在其中使用的机动车结构的例子包括但不限于:仪表板组件、座椅罩(seat shield)、安全气囊盖、柱饰件(pillar garnish)、侧窗罩(curtainshield)、门饰板、膝垫或前述结构的一个或多个的组合，这些结构通常具有固定器，其振动焊接和/或机械焊接到安全气囊滑道、安全气囊套、安全气囊门或其组合。在包括安全气囊门的这些结构中，门可以是金属门或塑料门和/或可包括绞接。在一些实施例中，仪表板固定器可包括预先削弱的撕裂缝。

在替换实施例中，机动车结构包括固定器基部的上表面上的中间层和/或任意中间层的上表面上的覆盖层。在另一实例中，机动车结构不具有固定器基部的上表面上的额外的层。在另一些实例中，固定器的上表面被涂漆。

如果使用的话，中间层可由弹性材料形成，例如泡沫材料。弹性材料可用于在碰撞事件中为车主提供增加的保护、提供增加的美观性和/或提供增加的纹理或触感。覆盖层可由任意合适的装饰性材料形成，例如热塑性材料、皮革、织物等。具有施加到固定器基部中间层和/或覆盖层，安全气囊门对于车辆乘用者是不可见的。在示例性实施例中，任意中间层和/或覆盖层不包括撕裂缝刻痕或凹痕来帮助安全气囊门的打开。在另一些实例中，任意中间层和/或覆盖层中的至少一个还包括撕裂缝凹痕。

本说明书通过实施例披露了本发明，包括最佳实施方式，以使本领域技术人员能够实现和利用本发明。本发明的范围由权利要求限定，并可包括本领域技术人员可实现的其他实施例。这样的其它例子被认为在权利要求的范围内，只要它们包括与权利要求的文字语言无实质性差别的等同结构件。所有引用的内容合并于此以作参考。

Claims (20)

1.一种用于机动车乘员舱的机动车结构，包括:

具有第一表面和第二表面的固定器(202)；

展开滑道(204)；和

所述固定器(202)的所述第一表面和所述第二表面中的至少一个上由撕裂缝凹痕(212)限定的门部分(214)；

其中，所述展开滑道(204)连接到所述固定器(202)，并与所述固定器(202)整体地形成。

2.如权利要求1所述的机动车结构，其中所述展开滑道(204)和固定器(202)由相同材料构造和设置，且其中所述展开滑道(204)和固定器(202)由热塑性材料构造。

3.如权利要求2所述的机动车结构，其中所述热塑性材料从以下选择:丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚碳酸酯、聚碳酸酯/ABS共混物、共聚碳酸酯-聚酯、丙烯酸-丙乙烯-丙烯腈(ASA)、丙烯腈-(乙烯-聚丙烯二胺改性)-苯乙烯(AES)、亚苯基醚树脂、聚苯醚和聚苯乙烯的玻璃填充共混物、聚苯醚/聚酰胺的共混物、聚碳酸酯/PET/PBT共混物、聚对苯二甲酸丁二酯和抗冲改性剂、聚酰胺、苯硫醚树脂、聚氯乙烯PVC、高抗冲聚苯乙烯(HIPS)、低/高密度聚乙烯、聚丙烯和热塑性烯烃(TPO)、聚乙烯和纤维复合材料、以及聚丙烯和纤维复合材料、或上述材料的组合。

4.如权利要求1所述的机动车结构，其中所述展开滑道(204)和固定器(202)由不同材料构造和设置，且其中所述展开滑道(204)和固定器(202)由热塑性材料构造。

5.如权利要求4所述的机动车结构，其中所述热塑性材料从以下选择:丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚碳酸酯、聚碳酸酯/ABS共混物、共聚碳酸酯-聚酯、丙烯酸-丙乙烯-丙烯腈(ASA)、丙烯腈-(乙烯-聚丙烯二胺改性)-苯乙烯(AES)、亚苯基醚树脂、聚苯醚和聚苯乙烯的玻璃填充共混物、聚苯醚/聚酰胺的共混物、聚碳酸酯/PET/PBT共混物、聚对苯二甲酸丁二酯和抗冲改性剂、聚酰胺、苯硫醚树脂、聚氯乙烯PVC、高抗冲聚苯乙烯(HIPS)、低/高密度聚乙烯、聚丙烯和热塑性烯烃(TPO)、聚乙烯和纤维复合材料、以及聚丙烯和纤维复合材料、或上述材料的组合。

6.如权利要求1所述的机动车结构，其中所述展开滑道(204)和固定器(202)由金属构造。

7.如权利要求1所述的机动车结构，还包括安全气囊。

8.如权利要求1所述的机动车结构，其中所述撕裂缝凹痕(212)包括斜向流线凹痕(stream notch)。

9.如权利要求1所述的机动车结构，其中所述展开滑道(204)包括从以下选择的开口(206):椭圆形开口、矩形开口、梯形开口、无锥度开口或钟形开口。

10.如权利要求1所述的机动车结构，其中所述机动车结构从以下选择:仪表板组件、座椅套、安全气囊盖柱饰件、侧窗罩、门饰板、膝垫、或前述结构中的一个或多个的组合。

11.如权利要求1所述的机动车结构，其中所述机动车结构包括仪表板组件。

12.一种形成机动车结构的方法，包括:

将展开滑道(204)整体地形成到固定器(202)，其中所述固定器具有第一表面和第二表面；和

在所述固定器(202)的第一表面和第二表面中至少一个上使用撕裂缝凹痕(212)限定门部分(214)。

13.如权利要求12所述的方法，其中所述展开滑道(204)和固定器(202)在单个成型工艺中由用于所述展开滑道(204)和固定器(204)的相同材料形成，且其中所述展开滑道(204)和固定器(202)由热塑性材料构造。

14.如权利要求13所述的方法，其中所述热塑性材料从以下选择:丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚碳酸酯、聚碳酸酯/ABS共混物、共聚碳酸酯-聚酯、丙烯酸-丙乙烯-丙烯腈(ASA)、丙烯腈-(乙烯-聚丙烯二胺改性)-苯乙烯(AES)、亚苯基醚树脂、聚苯醚和聚苯乙烯的玻璃填充共混物、聚苯醚/聚酰胺的共混物、聚碳酸酯/PET/PBT共混物、聚对苯二甲酸丁二酯和抗冲改性剂、聚酰胺、苯硫醚树脂、聚氯乙烯PVC、高抗冲聚苯乙烯(HIPS)、低/高密度聚乙烯、聚丙烯和热塑性烯烃(TPO)、聚乙烯和纤维复合材料、以及聚丙烯和纤维复合材料、或上述材料的组合。

15.如权利要求12所述的方法，其中所述展开滑道(204)和固定器(202)在单个成型工艺中由用于所述展开滑道(204)和固定器(202)的不同材料形成，且其中所述展开滑道(204)和固定器(202)由热塑性材料构造。

16.如权利要求15所述的方法，其中所述热塑性材料从以下选择:丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚碳酸酯、聚碳酸酯/ABS共混物、共聚碳酸酯-聚酯、丙烯酸-丙乙烯-丙烯腈(ASA)、丙烯腈-(乙烯-聚丙烯二胺改性)-苯乙烯(AES)、亚苯基醚树脂、聚苯醚和聚苯乙烯的玻璃填充共混物、聚苯醚/聚酰胺的共混物、聚碳酸酯/PET/PBT共混物、聚对苯二甲酸丁二酯和抗冲改性剂、聚酰胺、苯硫醚树脂、聚氯乙烯PVC、高抗冲聚苯乙烯(HIPS)、低/高密度聚乙烯、聚丙烯和热塑性烯烃(TPO)、聚乙烯和纤维复合材料、以及聚丙烯和纤维复合材料、或上述材料的组合。

17.如权利要求12所述的方法，其中所述展开滑道(204)和固定器(202)使用以下方法整体形成:挤出成型、吹塑成型、压缩成型、注射成型、熔化成型或上述方法的组合。

18.如权利要求12所述的方法，其中使用斜向激光划线来限定所述门部分(214)。

19.如权利要求12所述的方法，其中所述机动车结构从以下选择:仪表板组件、座椅套、安全气囊盖、柱饰件、侧窗罩、门饰板、膝垫、或前述结构中的一个或多个的组合。

20.如权利要求12所述的方法，其中所述机动车结构包括仪表板组件。

Images