CN103770739A - 车辆内板以及车辆气囊装置 - Google Patents

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Abstract

机动车的仪表板(10)包括基材以及粘接于基材表面的覆皮。在基材的背面形成裂开槽(31)。由气囊的膨胀压力使基材裂开时，裂开槽作为裂开的起始点。覆皮由针织物制成的基布层以及粘接于基布层表面的覆皮覆皮层形成。基布层由沿其表面方向的抗张强度是各向异性的面料形成。裂开槽(31)包括首先裂开的第一槽部(31a)。覆皮相对于基材取向为，使得基布层抗张强度的最小方向与垂直于第一槽部(31a)延伸方向的方向(车辆纵向)相符。

Description

车辆内板以及车辆气囊装置
技术领域
本发明涉及车辆内板以及车辆气囊装置。
背景技术
常规地，机动车为前乘员座配备有气囊装置。例如，日本专利申请公开No.2000-71926披露了一种气囊装置，其包括仪表板和位于仪表板背面的气囊模组。该气囊模组包括：充气器，其产生膨胀气体；以及气囊，由充气器所供给的膨胀气体使气囊膨胀展开。仪表板具有基材以及粘接于基材表面的覆皮。在基材的背面形成裂开槽。由气囊的膨胀压力使基材裂开时，裂开槽作为裂开的起始点。
在有些情况下，在与基材的裂开槽相对应的位置处，在覆皮的背面也形成裂开槽。在使基材裂开时，具有这种覆皮的仪表板允许覆皮沿覆皮裂开槽以期望方式破裂。覆皮的裂开槽通过例如激光加工形成。
在这种仪表板和气囊装置的情况下，需要进行加工处理以在覆皮上形成裂开槽。将覆皮粘接于基材的表面时，需要调整覆皮以及基材的位置，使得基材的整个裂开槽与覆皮的整个裂开槽互相对准。这使仪表板的制造过程复杂。
在这一方面，可以将覆皮制成为更薄以降低强度，因而，覆皮能容易地裂开而无需设置裂开槽。然而，在这种情况下，覆皮强度不够会劣化仪表板的耐用性以及触感。
发明内容
据此，本发明的目的是，提供一种车辆内板以及一种车辆气囊装置，在保证覆皮强度的同时，允许由气囊的膨胀压力使覆皮沿基材裂开槽容易地破裂。
为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供了一种车辆内板，其构造成由气囊的膨胀压力使其裂开。该板包括基材以及粘接于基材表面的覆皮。基材具有背面。在基材的背面形成裂开槽。由气囊的膨胀压力使基材裂开时，裂开槽作为裂开的起始点。覆皮由面料形成，该面料中，沿其表面方向的抗张强度是各向异性的。裂开槽包括第一槽部，裂开槽裂开时，第一槽部首先裂开。覆皮粘接于基材，使得覆皮抗张强度最小的方向与垂直于第一槽部延伸方向的方向相符。
采用这种结构，覆皮的抗张强度设定为，使其沿垂直于第一槽部(其设计为在裂开槽中首先裂开)延伸方向的线最小。这允许覆皮的对应部分容易因气囊的膨胀压力而破裂。在不同于第一槽部(其设计为在裂开槽中首先裂开)延伸方向之垂直方向的其他方向，覆皮的抗张强度相对较高，因而，使覆皮的强度维持于期望水平。
附图说明
图1是根据第一实施例的仪表板的剖视图，图示前乘员座气囊装置的构成部分的剖视结构；
图2是图示图1中区域X的放大剖视图；
图3是示出沿基布层面料平面的线中抗张强度各向异性的图；
图4是示出第一实施例中仪表板的裂开槽与基布层抗张强度之间关系的平面图；
图5是根据第二实施例的仪表板的剖视图，示出与图2对应的部分；
图6是示出沿背衬层的面料平面的线中抗张强度各向异性的图；
图7是根据第三实施例的仪表板的剖视图，示出与图2对应的部分；
图8是示出仪表板的移置与负荷之间关系的曲线；
图9是根据第四实施例的仪表板的剖视图，示出与图2对应的部分；
图10是示出沿垫层面料平面的线中抗张强度各向异性的图；
图11是示出变化例中仪表板的裂开槽与基布层抗张强度之间关系的平面图；以及
图12是根据另一变化例的仪表板的放大剖视图，示出与图2对应的部分。
具体实施方式
第一实施例
参照图1至图4，说明根据第一实施例的车辆内板以及车辆气囊装置。
如图1和图2中所示，机动车的仪表板10于横向(其垂直于图面)延伸，并且包括：芯部，其为基材30；以及覆皮20，其粘接于基材30的表面。基材30由热塑性烯烃(缩写为TPO)通过注射成型制成。
覆皮20具有三层结构，其具有垫层23、基布层22、以及覆皮层21。垫层23由例如聚氨酯泡沫制成。基布层22由例如塑料纤维(例如聚酯)的针织物制成，并且粘接于垫层23的表面。覆皮层21由例如聚氨酯制成，并且粘接于基布层22的表面。背衬(未示出)与基材30粘接于，该背衬粘接于垫层23的背面。
如图3中所示，基布层22的面料22A具有沿表面方向各向异性的抗张强度。也就是，面料22A的抗张强度设定为在沿面料22A表面的特定方向R1最小，并且设定为在垂直于方向R1的另一方向R2最大。
覆皮层21的沿其表面方向的抗张强度没有各向异性。所以，整个覆皮20的抗张强度在方向R1最小。
如图1中所示，机动车具有前乘员座气囊装置50，在从前面施加冲击时，其在前乘员座的前面膨胀以展开气囊51，以便保护坐在座位中的乘员免受冲击的影响。
在位于前乘员座前面的部分处，保持架40设置在仪表板10的背面。保持架40保持处于折叠状态的气囊51以及充气器52，该充气器52产生膨胀气体并将气体供给至气囊51。保持架40、充气器52、以及气囊51形成气囊模组53。
保持架40具有沿仪表板10背面延伸的平板状前门部42和后门部44。在前门部42与后门部44之间，形成于横向延伸的通槽48。前门部42的前缘以及后门部44的后缘分别具有铰接部42a、44a。铰接部42a、44a各具有折叠形状。沿仪表板10背面延伸的基板部41从各铰接部42a、44a伸出。壁部46以直立方式形成于各基板部41的背面。保持架40由热塑性烯烃通过注射成型制成。在基板部41的表面、前门部42、以及后门部44上形成有多个凸部(未示出)。通过振动焊接使这些凸部与基材30的背面固定。
如图2和图4所示，在基材30的背面形成裂开槽31。由气囊51的膨胀压力使基材30裂开时，裂开槽31作为裂开的起始点。裂开槽31所在的基材30部分形成为薄于其它部分。裂开槽31可以通过模内加工或立铣加工形成。
如图4中所示，裂开槽31包括：第一槽部31a，其于车辆横向延伸；以及V形第二槽部31b，其从第一槽部31a的两端向外并斜向前或斜向后延伸。覆皮20相对于基材30取向为，使得基布层22抗张强度最小的方向R1与车辆纵向相符。
裂开槽31只形成在基材30中，以及，在覆皮20中没有形成裂开槽。
下面说明本实施例的操作。
当从前面向机动车施加冲击时，充气器52将膨胀气体供给气囊51。这使气囊51在展开时朝保持架40的门部42、44膨胀。保持架40的门部42、44被气囊51的膨胀压力向外推，同时得到铰接部42a、44a的支撑，如图1中双点划线所示。
此时，由于保持架40的门部42、44受气囊51的膨胀压力推压，使仪表板10的基材30于前后方向上从作为起始点的第一槽部31a破裂，并且，与门部42、44对应的基材30部分受到推压而向外张开。
此外，由于覆皮20的抗张强度在车辆纵向最小，使基布层22中与第一槽部31a对应的部分于前后方向顺利破裂。
覆皮20于方向R1之外其他方向上的抗张强度设定为相对较大，因而，覆皮20的强度维持于期望水平。
上述车辆内板以及车辆气囊装置具有下列优点。
(1)覆皮20至少包括针织物形成的基布层22、以及粘接于基布层22表面的覆皮层21，并且，基布层22由沿其表面方向的抗张强度是各向异性的面料形成。在裂开槽31中，第一槽部31a首先裂开。覆皮20相对于基材30取向为，使得基布层22抗张强度最小的方向与垂直于第一槽部31a延伸方向的方向相符。这种结构让气囊51的膨胀压力容易使覆皮20沿基材30的裂开槽31破裂，而不用在覆皮20中形成裂开槽，同时保证覆皮20具有期望水平的强度。所以，简化了仪表板10的制造过程。
(2)裂开槽31只形成在基材30中而没有形成在覆皮20中。所以，相比于在覆皮的垫层中形成裂开槽的情况，简化了覆皮20的制造过程。
第二实施例
接着，参照图5和图6，说明第二实施例。
说明与第一实施例的不同之处。虽然图5中没有图示，但将类似于第一实施例的保持架附加至基材330背面。基材330具有与第一实施例中类似的裂开槽331。
如图5和图6中所示，本实施例的仪表板310具有粘接于垫层323背面的背衬层324。如图6中所示，背衬层324的面料324A由非织造织物制成，该非织造织物中，沿表面方向的抗张强度是各向异性的。也就是，面料324A的抗张强度设定为在沿面料324A表面的特定方向S1最小，以及，在垂直于方向S1的另一方向S2设定为最大。覆皮320包括基布层322、粘接于基布层322背面的垫层323、以及粘接于垫层323背面的背衬层324。
在裂开槽331中，第一槽部331a首先裂开。覆皮320相对于基材330取向为，使得背衬层324抗张强度最小的方向与垂直于第一槽部331a延伸方向的方向相符。也就是，背衬层324抗张强度最小的方向S1与基布层322抗张强度最小的方向R1对准。
下面说明第二实施例的操作。
例如，当覆皮粘接于第一实施例的基材30表面时，覆皮20会承受取决于基材30形状而局部集中的负荷，这会撕裂覆皮20。
据此，可以增加背衬层的纤维密度，以改进覆皮20的撕裂强度，因而，覆皮20更难以撕裂。
然而，在这种结构中，使整个背衬层的抗张强度增大，因而，会延迟覆皮20因气囊膨胀压力产生的破裂。
在这一方面，根据本实施例，裂开槽331中，第一槽部331a首先裂开，并且，基布层322和背衬层324的抗张强度设定为在垂直于第一槽部331a延伸方向的方向最小。
所以，当气囊的膨胀压力使仪表板310的基材330于前后方向上从作为起始点的第一槽部331a裂开，并且，将基材330中与门部对应的部分向外推开，此时，在受到明显拉伸之前，与第一槽部331a对应的背衬层324部分在前后方向上破裂。据此，与第一槽部331a对应的基布层322部分从早期开始即承受抗张强度，因而，使这部分在受到明显拉伸之前于前后方向上破裂。
因此，使上述缺点最小化，同时，允许增大背衬层324的纤维密度。
除了第一实施例的优点(1)至(2)之外，根据上述第二实施例的车辆内板以及车辆气囊装置具有下列优点。
(3)背衬层324由面料324A形成，该面料324A中，沿其表面方向的抗张强度是各向异性的。在裂开槽331中，第一槽部331a首先裂开。覆皮320相对于基材330取向为，使得背衬层324抗张强度最小的方向与垂直于第一槽部331a延伸方向的方向相符。根据这种结构，使覆皮320因气囊膨胀压力而破裂的迟延最小化，同时，允许使背衬层324的纤维密度增大以延迟覆皮320的撕裂。
第三实施例
接着，参照图7和图8，说明第三实施例。
说明与第二实施例的不同之处。虽然图7中没有图示，但将类似于第一实施例的保持架附加至基材430的背面。基材430具有与第一实施例中类似的裂开槽431。
与第一实施例和第二实施例中一样，为了让覆皮容易因气囊的膨胀压力破裂，垫层适宜地由泡沫塑料例如聚氨酯泡沫形成，其具有相对较低的抗张强度。
例如，在豪华车的仪表板中，因其需要奢华的触感而使用拉舍尔针织(其为一类经编)的面料作为垫层。
然而，仪表板使用泡沫塑料所制成的均质面料作为垫层，该仪表板的触感迥异于使用经编所制成面料的仪表板。
在这方面，第三实施例的仪表板允许覆皮容易地由气囊的膨胀压力而按下述方式破裂。此外，使仪表板的触感与使用拉舍尔针织所制成面料作为垫层的触感类似。
如图7中所示，通过叠置两个由不同密度聚氨酯泡沫制成的面料层，形成垫层423。具体而言，垫层423由第一垫层423a以及热熔接于第一垫层423a背面的第二垫层423b制成。第一垫层423a的密度高于第二垫层423b的密度。换而言之，第一垫层423a由高密度聚氨酯泡沫制成，而第二垫层423b由低密度聚氨酯泡沫制成。在第三实施例中，垫层423a、423b的厚度彼此大致相等。
覆皮420包括基布层422、粘接于基布层422背面的垫层423、以及粘接于垫层423背面的背衬层424。覆皮层421粘接于基布层422的表面。
下面说明第三实施例的操作。
图8示出仪表板的触感特性。如图8中所示，在使用拉舍尔针织所制成面料作为垫层的仪表板中，相对于移置量的负荷变化落在由双点划线表示的适用范围内。
在图8中，虚线表示只使用第一垫层423a作为垫层的仪表板的触感特性。首先，随着移置增大，负荷快速增加，并且超过适用范围(其由双点划线示出)的上限。之后，随着移置增大，负荷缓慢增大。
在图8中，由一点划线表示只使用第二垫层423b作为垫层的仪表板的触感特性。在这种情况下，随着移置的增大，负荷快速增大。然而，由于第二垫层423b具有较低密度，并且比第一垫层423a软，在整个移置范围中，负荷的增大量相对较小。
第三实施例的仪表板410的触感特性由图8中的实线表示，并且落在由双点划线围住的适用范围内。也就是，仪表板410的触感特性与使用拉舍尔针织所制成面料的仪表板类似。
除了第一实施例的优点(1)至(2)以及第二实施例的优点(3)之外，根据上述第三实施例的车辆内板以及车辆气囊装置还具有下列优点。
(4)通过叠置两个由不同密度聚氨酯泡沫制成的面料层，形成垫层423。这种结构允许覆皮420容易地因气囊的膨胀压力而破裂。此外，仪表板410的触感与使用拉舍尔针织所制成面料作为垫层的仪表板的触感相似。
第四实施例
参照图9和图10，主要讨论第四实施例与第一实施例之间的不同之处。虽然图9中没有图示，但将类似于第一实施例的保持架附加至基材530的背面。基材530具有与第一实施例中类似的裂开槽531。
如图9和图10中所示，根据本实施例的仪表板510中，垫层523的面料523A由沿表面方向的抗张强度是各向异性的拉舍尔针织物制成。也就是，面料523A的抗张强度在沿面料523A表面的特定方向T1设定为最小，以及，在垂直于方向T1的另一方向T2设定为最大。
在裂开槽531中，第一槽部531a首先裂开。覆皮520相对于基材530取向为，使得垫层523抗张强度最小的方向与垂直于第一槽部531a延伸方向的方向相符。也就是，垫层523抗张强度最小的方向T1与基布层522抗张强度最小的方向R1对准。
除了第一实施例的优点(1)至(2)之外，根据上述第四实施例的车辆内板以及车辆气囊装置还具有下列优点。
(5)垫层523由沿其表面方向的抗张强度是各向异性的面料523A形成。在裂开槽531中，第一槽部531a首先裂开。覆皮520相对于基材530取向为，使得垫层523抗张强度最小的方向T1与垂直于第一槽部531a延伸方向的方向相符。采用这种结构，垫层523的抗张强度沿垂直于第一槽部531a(其设计成在裂开槽531中首先裂开)延伸方向的线最小。这允许覆皮520的对应部分容易地因气囊的膨胀压力而破裂。
变化例
根据本发明的车辆内板以及车辆气囊装置并不局限于上述实施例中所示的结构，而是可以如下方式变化。
如图11中所示，可以采用H形裂开槽131。也就是，裂开槽131包括：第一槽部131a，其于车辆横向延伸；以及第二槽部131b，其于车辆纵向从第一槽部131a两端向前或向后延伸。同样，在这种情况下，只需将覆皮粘接于基材，使得基布层抗张强度最小的方向与车辆纵向相符。
裂开槽的第一槽部可以设定为于车辆纵向延伸。同样，在这种情况下，只需将覆皮粘接于基材，使得基布层抗张强度最小的方向与车辆横向相符。
垂直于第一槽部延伸方向的方向即车辆纵向不是必须与基布层抗张强度最小的方向完全平行。即使方向R1稍稍偏离垂直于第一槽部延伸方向的方向，仍能得到与第一实施例优点(1)类似的优点。方向R1与垂直于第一槽部延伸方向的方向之间的最大允许偏离是5度。
基材和保持架可以由不同于热塑性烯烃的其他塑性材料形成。
基布层可以由不同于聚酯的其他塑料纤维形成。基布层可以由尼龙形成。此外，代替由针织物制成的基布层22，可以采用由机织物制成的基布层。
垫层可以由不同于聚氨酯泡沫的其他泡沫塑料形成。
如图12中所示，可以在作为覆盖物220一部分的垫层223中形成裂开槽223a。同样，在这种情况下，基布层222能容易地因气囊的膨胀压力而破裂，而无需在基布层222中形成裂开槽。所以，相比于例如通过激光加工在形成基布层的面料背面形成裂开槽的情况，简化了覆皮220的加工过程。
在第二实施例中，背衬层324由非织造织物所制成的面料形成。然而，背衬层可以不是由非织造织物所制成的面料形成，而是由例如织造织物或膜所制成的面料形成。
在第三实施例中，垫层423通过叠置两个垫层423a、423b形成。然而，垫层可以通过叠置三个或更多垫层形成。此外，在第三实施例中，将具有不同密度的垫层423a、423b彼此叠置。可替代地，可以使触感特性的其它参数例如硬度及厚度有差异。
在第四实施例中，垫层523由拉舍尔针织所制成的面料523A形成。代替此方式，垫层可以由通过特利柯脱经编(其为一类经编)所形成的面料形成。
可以采用一种织物，其中覆皮层也具有沿其表面方向各向异性的抗张强度。在这种情况下，覆皮和基布层适宜互相粘接，使得覆皮层抗张强度最小的方向与基布层抗张强度最小的方向相符。

Claims (10)

1.一种车辆内板，包括：
基材(30、230、330、430、530)；以及
覆皮(20、220、320、420、520)，其粘接于所述基材(30、230、330、430、530)的表面，其中
在所述基材(30、230、330、430、530)的背面形成裂开槽(31、131、331、431、531)，以及
由气囊(51)的膨胀压力使所述基材(30、230、330、430、530)裂开时，所述裂开槽(31、131、331、431、531)作为裂开的起始点，
所述车辆内板的特征在于：
所述覆皮(20、220、320、420、520)由面料(22A、324A、523A)形成，在所述面料(22A、324A、523A)中沿其表面方向的抗张强度是各向异性的，
所述裂开槽(31、131、331、431、531)包括第一槽部(31a、131a、331a、431a、531a)，所述裂开槽(31、131、331、431、531)裂开时，所述第一槽部(31a、131a、331a、431a、531a)首先裂开，以及
所述覆皮(20、220、320、420、520)粘接于所述基材(30、230、330、430、530)，使得所述覆皮(20、220、320、420、520)抗张强度最小的方向与垂直于所述第一槽部(31a、131a、331a、431a、531a)延伸方向的方向相符。
2.根据权利要求1所述的车辆内板，其中：
所述覆皮(20、220、320、420、520)至少包括基布层(22、222、322、422、522)以及粘接于所述基布层(22、222、322、422、522)表面的覆皮层(21、221、321、421、521)，
所述基布层(22、222、322、422、522)由所述面料(22A、324A、523A)形成，所述面料(22A、324A、523A)中沿该面料表面方向的抗张强度是各向异性的，以及
所述覆皮(20、220、320、420、520)粘接于所述基材(30、230、330、430、530)，使得所述基布层(22、222、322、422、522)抗张强度最小的方向与垂直于所述第一槽部(31a、131a、331a、431a、531a)延伸方向的方向相符，所述裂开槽(31、131、331、431、531)裂开时，所述第一槽部(31a、131a、331a、431a、531a)首先裂开。
3.根据权利要求1所述的车辆内板，其中：
所述覆皮(320)至少包括基布层(322)、粘接于所述基布层(322)背面的垫层(323)、以及粘接于所述垫层背面的背衬层(324)，
所述背衬层(324)由面料形成，所述面料中沿该面料表面方向的抗张强度是各向异性的，以及
所述覆皮(320)粘接于所述基材(330)，使得所述背衬层(324)抗张强度最小的方向与垂直于所述第一槽部(331a)延伸方向的方向相符，所述裂开槽(331)裂开时，所述第一槽部(331a)首先裂开。
4.根据权利要求1所述的车辆内板，其中：
所述覆皮(420)至少包括基布层(422)、以及粘接于所述基布层(422)背面的垫层(423)，以及
通过叠置多个具有不同触感特性的泡沫塑料的面料(423a、423b)形成所述垫层(423)。
5.根据权利要求1所述的车辆内板，其中：
所述覆皮(520)至少包括基布层(522)、以及粘接于所述基布层(522)背面的垫层(523)，以及
所述垫层(523)由面料(523A)形成，在所述面料(523A)中沿该面料表面方向的抗张强度是各向异性的，以及
所述覆皮(520)粘接于所述基材(530)，使得所述垫层(523)抗张强度最小的方向与垂直于所述第一槽部(531a)延伸方向的方向相符，所述裂开槽(531)裂开时，所述第一槽部(531a)首先裂开。
6.根据权利要求5所述的车辆内板，其中所述垫层(523)由经编制成的面料(523A)形成。
7.根据权利要求1所述的车辆内板，其中：
所述覆皮至少包括基布层以及覆皮层，所述覆皮层粘接于所述基布层的表面，
所述覆皮层由面料形成，在所述面料中，沿该面料表面方向的抗张强度是各向异性的，以及
所述覆皮粘接于所述基材，使得所述覆皮层抗张强度最小的方向与垂直于所述第一槽部延伸方向的方向相符，所述裂开槽裂开时，所述第一槽部首先裂开。
8.根据权利要求1所述的车辆内板，其中所述裂开槽(31、131、331、431、531)仅在所述基材(30、330、430、530)中形成。
9.根据权利要求1至权利要求8中任一项权利要求所述的车辆内板，其中所述内板是仪表板(10、110、210、310、410、510)。
10.一种车辆气囊装置，包括：
根据权利要求1至权利要求9中任一项权利要求所述的内板；以及
气囊模组(53)，其中
所述内板在其背面包括保持架(40)，以及
所述气囊模组(53)由下述部分形成：
所述气囊(51)，其由所述保持架(40)保持处于折叠状态，
充气器(52)，其产生膨胀气体并将所述气体供给至所述气囊，以及
所述保持架(40)。
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