CN102307756B - 带有集成线束的车顶内衬 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车辆中的车顶结构，其中所述车顶结构(100)设有用于连接车辆中的电气设备的印刷电连接装置(110)。本发明还涉及一种用于制造这样的车顶结构的方法以及一种系统，该系统包括电气设备、带有印刷电连接装置(110)的车顶结构(100)、印刷导电片(112，212，312，412)以及电连接器，其中所述电连接器(530，730)刺入所述车顶结构(100)以使电气设备与导电片(112，212，312，412)相连接。

Description

带有集成线束的车顶内衬
优先权声明
1.要求优先权
本申请要求享有(于2009年1月6日提交的)序列号为61/142,769的美国临时申请的申请日的权益，该临时申请的全部内容通过参引方式被纳入本文。
发明背景
2.技术领域
本发明涉及车顶结构，尤其涉及车辆顶部系统，所述车辆顶部系统包括带有集成线束的车顶内衬(headliner)；本发明还涉及用于制造这样的车顶结构的方法以及包括这样的车顶结构、连接器和导电片的系统。
3.背景技术
许多车辆顶部系统都包括位于车辆车顶内衬后面的电路布线，以向各种控制装置提供电能和/或与各种控制装置进行通信，所述控制装置为诸如车库开门器或指南针和/或诸如顶灯等的器件。对于传统的顶部系统，诸如成股的绝缘铜线或其他金属线等的标准线被安装在车顶内衬和车顶之间。
目前，顶部系统通过车辆装配线上的多个工位处的一系列步骤被安装到机动车辆中。在装配时，需要电力作为能量源或者提供信号的单个顶部系统部件被单独连接至车体电力系统。线束——包括顶部系统部件所需的所有布线——通过例如胶带或热熔胶等附接至车顶内衬的背面。形成线束的各种电线一般位于车顶内衬和车辆的车顶之间。当电线位于车顶内衬和车辆的车顶之间时，它们有时会与车顶结构支撑物接触。所述在电线和车顶结构支撑物之间的接触会导致电线被夹紧、切断或者绝缘被擦掉，导致由于电线接触车体而造成短路。传统线束所需的绝缘和/或其他包层还显著地增加了车顶内衬的重量。
发明内容
本发明涉及一种车辆中的车顶结构，其中所述车顶结构设有用于连接车辆中的电气设备的印刷的电连接装置。在本发明的上下文中，车顶结构包括布置在车辆的车顶区域中的任意结构或层。在所述上下文中的“印刷(printing)”或“印刷的(printed)”包括向表面施加任何导电装置。导电装置包括任何导电油墨或任何包括导电体的油墨。根据本发明，有利的是，能够将导电体轻易地安装进车辆的车顶区域中，以降低车顶结构的重量并且防止电短路。本发明的另一实施方案包括车辆的车顶内衬，该车顶内衬包括车顶内衬基板(substrate)和车顶内衬上的线束，其中所述线束是印刷在车顶内衬上的电连接的样式。在另一些优选实施方案中，可以使用导电油墨将所述线束印刷在车顶内衬的多个层中的任一个上，诸如，例如在覆盖层的B侧、在车顶内衬基板层的任一侧或者在稀松布(scrim)层上。在一些实施方案中，在线束上方包括一个绝缘层。
在又一优选实施方案中，本发明涉及车辆车顶内衬，其包括具有接触带的线束，其中所述线束和接触带被印刷在车顶内衬上。在又一些优选实施方案中，接触带包括印刷在车顶内衬部件上的导电油墨块。
本发明还涉及一种用于制造车辆中的车顶结构的方法，其中电连接装置被印刷在车顶结构上。一个优选实施方案包括一种用于制造线束和车顶内衬的方法，包括在车顶内衬部件上印刷线束的线路系统。在又一些优选实施方案中，所述线束是使用导电油墨印刷的。
根据本发明的系统和方法的各种实施方案的这些和其他特征及优点，被描述在下面对根据本发明的各种装置、结构和/或方法的各种示例实施方案的详细说明中，或者可从其中明了。
附图说明
参考下面的附图，将详细描述根据本公开文本的系统和方法的各种示例实施方案，在所述附图中：
图1是车辆内部的局部立体图；
图2是本发明的车顶内衬基板的第一示例实施方案的俯视图，在该车顶内衬基板上具有示例的电路；
图3是根据本发明的成形且修整之后的车顶内衬的第一示例实施方案的俯视图，其包括图2的车顶内衬基板；
图4是根据本发明的车顶内衬的俯视图；
图5是根据本发明的应变消除电路(strain relief circuit)的示例实施方案的俯视图；
图6是沿图4中的线6-6所取的根据本发明的车顶内衬的第一示例实施方案的局部横截面图；
图7是根据本发明的车顶内衬的第二示例实施方案的横截面图；
图8是根据本发明的一连接点的电路系统的示例实施方案的顶视图；
图9是根据本发明的电连接器的第一示例实施方案的横截面图；
图10是根据本发明的电连接器的第二示例实施方案的横截面图；
图11是图10中示出的电连接器的立体图；
图12是根据本发明的电连接器的第三示例实施方案的横截面图；
图13示意示出了根据本发明的车顶结构的一部分；以及
图14示意示出了根据本发明的又一实施方案。
具体实施方式
在各种示例实施方案中，本发明涉及顶部系统，其具有用于电连接至集成到车顶内衬中的多个部件的线束。例如，所述线束可通过如下方法形成，即，使用导电油墨在车顶内衬中心的一部分上印刷布线或电路系统，或者用于产生相同效果的其他方法。所述布线或电路系统可在顶部系统完全装配好之前或之后被印刷。所述布线或电路系统可被印刷在顶部系统的各个部分中，包括，例如，印刷在稀松布层、基板层，或者附接至顶部系统的薄膜上。由于所述线束缩减了成本、尺寸和重量，因此相比于常规的顶部系统(例如，车顶内衬和线束)，本发明的顶部系统制造成本较低、所需空间更小且重量较轻。
在各种示例实施方案中，线束被包括进入一个薄膜层中，该薄膜层被附接至车顶内衬或以其他方式被包括在车顶内衬中。例如，所述线束可由附接至顶部系统部件的柔性电路形成。
图1示出了车辆内部的局部视图。具体地，图1示出了在前挡风玻璃附近的车顶内衬100的一部分。多个顶部系统部件(诸如，各种灯120、遮阳板130以及把手140等)被示为附接至车顶内衬100或者附接穿过车顶内衬100。其他部件，诸如中央顶部控制台、控制按钮等，也通常附接至车顶内衬100。这些部件中的许多都需要电力和/或与控制装置连通以进行工作。这样的电力和/或通信一般是由位于车顶内衬100后面的电线提供的。
图2示出了车顶内衬基板101的第一示例实施方案，在该车顶内衬基板101上设有一个示例实施方案的印刷线束110。在各种实施方案中，使用导电油墨将印刷线束110施加至车顶内衬基板101。所述油墨可通过如下任意方法被施加，例如，包括：油漆、丝网印刷、喷墨印刷、移印(pad printing)、转印(transfer printing)或任何其他公知的或者稍后形成的方法。应变消除电路111和导电片112被设置在车顶内衬基板101上的多个位置处。图3示出了在车顶内衬基板101已被成形和修整为最终形状之后的图2的车顶内衬基板101。
图4示出了根据本发明的车顶内衬200的另一实施方案。应注意，将车顶内衬基板201形成至其最终形状可包括将整个或部分的所述车顶内衬基板201进行拉伸。拉伸位于线束210下面的基板材料可导致线束210断裂。图2和图3中示出的线束110以及图4中示出的线束210包括如下的应变消除电路111和211，所述应变消除电路将在下面的车顶内衬基板101、201被拉伸的过程中以及该车顶内衬基板101、201被拉伸后保持它们的完整性。图5示出了应变消除电路311的另一实施方案。图5中示出的弯曲的应变消除电路311能够经得住下面的车顶内衬基板101和/或201的共同拉伸量而不断开连接，在安装过程中车顶内衬基板101受到所述共同拉伸量。尽管图5示出了具有显著之字形曲线的应变消除电路311，但也可使用更窄或更浅的曲线，这取决于车顶内衬基板301在随后的处理中将被拉伸的程度。如上面关于图2和图3中所述的，应变消除电路111可被设置在车顶内衬基板101的一个或多个位置处。
在各种示例实施方案中，线束210可位于车顶内衬200内的多个表面上。在一个示例实施方案中，如图6中所示，线束210布置在车顶内衬基板201的B侧上(即，与织物层相邻的基板的一侧)。在图7中示出的另一示例实施方案中，线束210被放置在车顶内衬基板201的C侧上并且被稀松布层202覆盖，所述稀松布层可被用于将线束210隔离使其不接触车辆主体。在各种其他示例实施方案中，线束210可被薄膜层和/或喷涂层——而非织物层202——所覆盖和/或隔离。
图8示出了根据本发明的车顶内衬400的一点处的线束410的一部分，在所述点处，一个车顶内衬部件被电连接至所述线束410。如图8中所示，在车顶内衬部件(未示出)将要附接至线束410的位置处或其附近，沿着线束410设置一个或多个导电片412。所述导电片410充当用于连接部件的“目标(target)”。图9示出了电连接器530的一个示例实施方案，所述电连接器在导电片512和车顶内衬部件520之间形成电连接。如图9中所示，导电片512位于车顶内衬基板501上。所述电连接器530被设计用于刺入车顶内衬织物503、车顶内衬基板501以及导电片512。所述电连接器530包括一个钩状物531，该钩状物防止电连接器530在安装后与车顶内衬基板501分离。如图9到图11中所示，车顶内衬部件(未示出)包括一个或多个刺入车顶内衬400并与导电片412接触的连接器(未示出)。在各种示例实施方案中，连接器(未示出)可刺入车顶内衬中心到达导电片412。电连接器530是将导电片512电连接至车顶内衬部件520的导体。如上面关于图2和图3所述，导电片112可被设置在车顶内衬基板101的一个或多个位置处。
图10和图11示出了电连接器630的第二示例实施方案，所述电连接器提供集成线束(未示出)和车顶内衬部件620之间的电连接。车顶内衬部件620包括电连接器630。电连接器630刺入车顶内衬600以接触连接器片(未示出)。在各种示例实施方案中，电连接器630和/或其他连接器将部件620固定至车顶内衬600。
图12示出了提供车顶内衬部件120和线束710之间电连接的连接器的另一实施方案。在各种示例实施方案中，线束(未示出)被预印刷在一个附接至车顶内衬基板701的承载物704上，所述承载物例如热塑薄膜、非织造稀松布(non-woven scrim)或者纸张等。所述车顶内衬基板701包括例如具有大约3mm厚度的热塑材料。连接器730——其包括例如铜材料或铝材料——被放置在车顶内衬基板701中。在车顶内衬700成形之后或者在车顶内衬基板701的成形过程中，所述连接器730可通过诸如嵌件成型等方法被插入。连接器730的一部分延伸穿过车顶内衬织物703。在各种示例实施方案中，连接器730适于连接至车顶内衬部件720。在图12示出的实施方案中，连接器730通过弹簧锁销(detent)机构732连接至车顶内衬部件720，但是代替锁销弹簧732或除锁销弹簧732以外，还可使用任何已知的或者之后研发的附接装置、结构或器件。图13示意示出了根据本发明又一实施方案的车顶结构。车顶结构100包括印刷连接装置1和基板层2，在所述基板层2上应用印刷连接装置1。图14示意示出了根据本发明又一实施方案的车顶结构。由导电材料制成的接触带998在制造过程中被嵌入车顶内衬100中，使得它们与印刷电路110接触并且延伸进入切口区域999。所述切口区域999被以使得接触带998不断裂的方式修整，例如通过冲切或者“半切(kiss-cutting)”到一受控深度。隔离膜(release film)997防止塑料或粘合剂残留物附着到接触带998。
应注意，在本说明书中，对于相对位置(例如，“上”和“下”)的参考仅用于表明各种元件如附图中那样被定位。应意识到，具体部件的取向可依赖于它们的应用而极大改变。
应理解，附图未必是按比例绘制的。在一些情况下，省略了对理解本发明不必要的细节，或者会导致其他细节难以理解的细节。当然，应理解，本发明未必限于此处示出的具体实施方案。
应理解，如各种示例实施方案中所示，线束的构造和布置仅是示例性的。尽管本发明的线束已被结合上述的示例实施方案进行描述，但无论已知的或当前的或目前可能无法预见的各种替代、修改、变化、改进和/或实质等同物都会变得明了。从而，如上所陈述的根据本发明的控制台的示例实施方案意在是示例性的，而非限制。在不偏离根据本发明的主旨和范围的情况下，可以做出各种变化。因此，上述提供的说明书意在包括所有已知的或者稍后形成的替代、修改、变化、改进和/或实质等同物。

Claims (13)

1.一种用于车辆中的车顶结构，所述车辆包括多个电气设备和车顶，所述车顶结构包括印刷的电连接装置和具有一个被导向所述车顶的内表面的基板层，该印刷的电连接装置用于连接所述车辆中的所述电气设备，其中所述印刷的电连接装置通过使用导电油墨被印刷在所述基板层的内表面上。
2.根据权利要求1所述的车顶结构，其中所述车顶结构包括覆盖所述基板层的外表面的覆盖层。
3.根据权利要求2所述的车顶结构，其中所述车顶结构包括所述基板层和所述车顶之间的稀松布层，其中所述稀松布层覆盖所述印刷的电连接装置。
4.根据权利要求2所述的车顶结构，其中所述车顶结构包括绝缘层，其中所述绝缘层被布置在所述基板层和所述车顶之间。
5.根据权利要求1所述的车顶结构，进一步包括印刷接触带，所述印刷接触带嵌入所述基板层内并与所述印刷的电连接装置电接触。
6.根据权利要求5所述的车顶结构，其中所述接触带包括印刷在所述基板层上的导电油墨块。
7.根据权利要求1所述的车顶结构，进一步包括应变消除装置，用于经受将下面的车顶结构安装至所述车辆的过程中的拉伸，而不断开所述印刷的电连接装置内的连接。
8.根据权利要求1所述的车顶结构，进一步包括印刷导电片，其中所述导电片与电气设备以及所述印刷的电连接装置相连接。
9.根据权利要求1所述的车顶结构，其中所述印刷的电连接装置由附接至所述基板层的柔性电路制成。
10.根据前述权利要求1-9中任一项所述的车顶结构，其中所述电气设备需要电力以进行工作。
11.一种用于制造车辆中的车顶结构的方法，所述车辆包括多个电气设备，所述方法包括：
使用导电油墨将电连接装置印刷在所述车顶结构上；以及
将电连接器刺入所述车顶结构，以使所述电气设备与所述印刷的电连接装置相连接。
12.一种车辆顶部系统，包括：
电气设备；
带有印刷的电连接装置和印刷导电片的车顶结构；以及
电连接器，被刺入所述车顶结构以使所述电气设备与所述导电片相连接，
其中所述印刷的电连接装置通过使用导电油墨被印刷在所述车顶结构上。
13.根据权利要求12所述的车辆顶部系统，其中所述电连接器包括固定装置，用于防止所述电连接器在所述车顶结构的安装过程中或在所述车顶结构的安装之后与所述车顶结构分离。
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