CN105398414A - 具有联锁气障的主动式垫 - Google Patents

Abstract

一种用于机动车辆的主动式垫，其具有带有闭环焊接段的塑料成型的外部装饰板。塑料成型的可膨胀气囊部件具有中心附接段、沿着周向边缘的焊接凸缘、以及在中心附接段和焊接凸缘之间的褶皱区域。焊接段和焊接凸缘通过热焊接部连接。充气机将充气气体连接到装饰板和气囊部件之间的空间中以响应于碰撞事件膨胀气囊部件。气囊部件包括第一阻隔肋，其朝向装饰板在焊接凸缘和褶皱区域之间突出。装饰板包括第二阻隔肋，其朝向气囊部件突出。阻隔肋机械地联锁以在膨胀过程中抵抗气囊部件和装饰板的分离并将热焊接部与充气气体屏蔽。

Description

具有联锁气障的主动式垫

背景技术

本发明总体上涉及用于机动车辆中乘客碰撞保护的主动式垫，以及更具体地，涉及增强分别成型的可膨胀的气囊部件和装饰壁之间的连接的坚固性。

主动式垫是具有可充气的气囊以在碰撞过程中吸收冲击力并降低对乘客的创伤的车辆乘客保护装置。与当充气时从不同开口部后方出现的可展开的安全气囊缓冲垫相反，主动式垫使用内部装饰表面本身在碰撞事件的开始时膨胀以吸收冲击力以及通过充气气体的作用驱散能量。2012年6月26日颁发的8,205,909号美国专利——其通过引用结合于此——公开了集成在手套箱门中的主动式膝垫，其重量轻并具有视觉上的吸引力。2013年7月2日颁发的8,474,868号美国专利——其也通过引用结合于此——公开了一种典型的结构，其中主动式垫包括外壁或装饰板，其面向车辆乘客沿着密封的边缘附接到内壁或板。一个或两个壁是可变形的以便于提供可充气的气囊。举例来说，内壁(例如，气囊壁)可以具有在充气过程中变直的褶皱(例如，与手风琴类似的)区域。当处于其预展开、非充气状况时，壁最初存在少量间隔。这允许充气气体以可以实现穿过板均匀充气的方式进入。

典型的主动式垫的内壁和外壁由成型的热塑性塑料——诸如聚乙烯、聚烯烃或PVC——组成。它们典型地为注射成型的但也可以为吹塑成型的。当分别成型时，壁必须围绕它们的边缘密封地连接以便形成可充气的气囊。连接必须足够牢固以对抗在充气过程中由高压导致的分离。

密封气囊壁的已知的方法为通过热焊接进行，其包含配合表面的加热并接着将它们压合在一起。示例包括热板焊接、IR(红外)焊接、以及激光焊接。通常的平面焊接凸缘已经围绕内(气囊)壁的外周边设置，其通过外(装饰)壁的总体上平面表面接收。外壁和/或内表面还可以包括竖直的焊接肋，其通过在热焊接过程中贯穿并熔接焊接凸缘或其他相对的表面来增强焊接强度，在热焊接过程中，待焊接的区域被加热并接着被压合。尽管有这些肋部的贯穿，但焊接分离仍然是针对各种原因的主动式垫的潜在的失效形式，各种原因包括待焊接的部件的翘曲、焊接过程中热板的温度变化、焊接过程中所施加的压力的未修正的变化，以及可以由不同的塑料配方成型的装饰壁和气囊壁之间的特性差异等。

充气过程中的各种应力也会促成焊接失效的可能性。由于使褶皱的气囊壁可充气所需要的弹性，明显的剥离应力可以在膨胀的过程中被施加到焊缝。应力的另一个来源是由来自充气机的气流的爆炸式的起始反应引发的冲击波。在充气过程中整体的气囊结构的扭曲和不均匀的膨胀可以在某些焊接位置上(例如，沿着焊接的长的直边)产生应力或聚集现存的应力。

发明内容

在本发明的一个方面，提供用于机动车辆的内部装饰表面的主动式垫。塑料成型的外部装饰板在内侧表面上具有闭环的焊接段。塑料成型的可膨胀气囊部件具有被配置为附接到车辆的支撑结构的中心附接段、沿着周边边缘的焊接凸缘、以及在中心附接段和焊接凸缘之间的褶皱区域。焊接段和焊接凸缘通过热焊接部连接。充气机将充气气体连接至装饰板和气囊部件之间的空间中以响应车辆的碰撞事件膨胀气囊部件。气囊部件包括第一整体成型的阻隔肋，其在焊接凸缘和褶皱区域之间朝向装饰板突出。装饰板包括第二整体成型的阻隔肋，其在焊接段内侧朝向气囊部件突出。第一和第二阻隔肋机械地联锁以在膨胀的过程中抵抗气囊部件和装饰板的分离并将热焊接部与充气气体屏蔽。

附图说明

图1为示出了由形成在气囊壁上的阻隔肋保护的焊缝的现有技术的主动式垫的一部分横截面；

图2为现有技术的主动式垫的外部装饰板和气囊壁总成的后部透视图；

图3为具有移除了气囊壁的图2的现有技术的外部装饰板的透视图；

图4为示出了由形成在外部装饰板上的阻隔肋保护的焊缝的现有技术的主动式垫的剖视图；

图5为本发明的一个实施例的剖视图，其中联锁的阻隔肋形成在气囊壁和装饰板二者之上；

图6为在热焊接的形成过程中图5的总成的剖视图；

图7为外部装饰板的一实施例的后部透视图，其中阻隔肋的联锁部分设置为仅沿着焊接边缘的一部分，其本应经受最高应力；

图8为更详细地示出了图7所示的外部装饰板的一部分的后部透视图。

具体实施方式

参考图1，塑料成型的外部装饰壁10覆盖在具有焊接凸缘12的可膨胀内气囊壁11上以及具有自凸缘12向内弯曲的褶皱13和14的褶皱区域上，其中焊接凸缘12设置在可膨胀气囊壁11的外周边。这个主动式垫可以包含具有可枢转的内门板17的主动式手套箱门，作为安装到气囊壁11的反应面。

外壁10具有已经通过热焊接连接到焊接凸缘12的密封肋15。内壁11进一步包括凸缘12和褶皱13之间从壁11延伸到与外壁10邻接的阻隔肋16。阻隔肋16优选可以在焊接凸缘12的内侧边缘处围绕内壁11延伸一完整圆周。由于其与外壁10邻接，阻隔肋16限制了本应造成焊接分离并失败的抵靠焊接凸缘12的充气气体的流动。阻隔肋16可以相对于凸缘12实质横向地延伸以便于与外壁10接触并进行良好的密封接触以防止充气气体进入到焊接中。阻隔肋16可以优选地为与最外部褶皱13的侧部具有实质共同的平面。甚至更优选地，阻隔肋16可以抵靠外壁10被压合以便实质上没有充气气流通过阻隔肋16。结果，充气气体在横向于密封肋15的方向按压焊接，该方向可以与焊接的最大强度的方向相对应。在膨胀过程中如果褶皱13位移引发阻隔肋16失去与外壁10的接触，对充气气体的阻隔丧失。

图2为主动式垫20的后视图。塑料成型的外部装饰板壁21覆盖在塑料成型的、可膨胀的内气囊壁22上。壁21和22围绕封闭的周边区域23连接以形成具有在壁21和22之间的敞开的中心容积的可充气的气囊以在碰撞事件中接收来自安装在气囊壁22的凹部25中的充气机24的充气气体。气囊壁22包括多个褶皱——诸如26和27——以在充气过程中容纳气囊壁22的膨胀。多个突起部分或塔台28用来将气囊壁22安装到作为反应面的车辆支撑结构上。焊接凸缘29围绕气囊壁22周线地延伸。由穿透气囊壁22的星号型的图案组成的通气孔30可以被包含以用于在展开之前和展开的过程中为中心容积通气。也可以使用其他种类的通气孔，诸如主动通气孔。

图3示出了具有移除了内气囊壁的外部装饰板21，在装配时，其展现了面向气囊壁的内表面31。多个直立的肋32遵循封闭的周边区域23并通过热焊接与内气囊壁22的凸缘29(图2)连接以产生用于可充气气囊的气密密封。肋33被设置用于支撑充气机。

图4示出了阻隔肋的可选择实施例，其中气囊部件40具有焊接凸缘41和第一(径向最外的)褶皱42。装饰板43具有多个焊接肋44，其穿透焊接凸缘41的加热的塑料材料并与之熔接在一起。周向阻隔肋45从焊接肋44径向向内设置并同样朝向气囊部件40向内延伸。隆起部48优选地设置在焊接凸缘41和褶皱42之间的气囊部件40中以产生容纳阻隔肋45的袋46，由此阻隔肋45在褶皱的径向向外的位置处倚靠气囊部件40以便阻隔充气气体冲击波47到达凸缘41和焊接肋44之间的热焊接。在焊接操作的过程中，当装配主动式垫时，焊接凸缘41被加热，焊接肋44可以加热也可以不加热，以及阻隔肋45不被加热。阻隔肋45不与气囊部件40熔接(虽然隆起部48的材料会对阻隔肋45填充或部分填充袋46无大影响)。

图5示出了本发明的主动式垫50的第一实施例。塑料成型的外部装饰板51在内表面上具有闭环焊接段53，其接收塑料成型的可膨胀气囊部件52。装饰板51的焊接段53包括用于穿透并形成具有气囊部件52的焊接凸缘55的热焊接部57的焊接肋54。气囊部件52的褶皱区域56被设置在焊接凸缘55和中心附接段(未示出)之间。热焊接部57以已知的方式形成，包括热板焊接和/或激光焊接。

本发明的阻隔肋结构包括第一整体成型的阻隔肋60，其从气囊部件52朝向装饰板51在凸缘55和褶皱区域56之间突出。第二整体成型的阻隔肋61从装饰板51朝向气囊部件52在焊接段53内侧突出。阻隔肋60和61被配置为当装饰板51和气囊部件52在热焊接过程中被放置在一起时机械地联锁。当联锁时，阻隔肋60和61将同时地A)在膨胀过程中抵抗气囊部件52与装饰板51的分离，以及B)将热焊接部57与充气气体屏蔽，其本应易于使焊接剥落。

图6示出了在被热焊接到一起的过程中的装饰板51和气囊部件52。在通过夹具69压合到一起之前对焊接肋54和焊接凸缘55(例如，通过与加热板接触或通过激光辐射的照射)施加热量68。阻隔肋60和61没有被显著地加热，但是当板51和气囊部件52如下被压合在一起时其反而机械地联锁。阻隔肋60具有带有倾斜端部表面63的纵长的壁62，倾斜端部表面63从壁62侧向突出以形成中间锁止表面64。阻隔肋61由具有互补的倾斜端部表面66和中间锁止表面67的纵长的壁65组成。当装饰板51和气囊部件52在热焊接部的形成过程中被压合在一起时，倾斜的端部表面63和66滑动地接合。壁62和65充分地弯曲以横向地偏移直到倾斜的表面63和66最大限度越过彼此。接着，壁62和65部分地移动回到它们初始的位置以及中间锁止表面64和67卡扣在一起并防止肋60和61分离。阻隔肋60和61继续相互倚靠的机械联锁造成空气密封，其在碰撞事件中在垫充气过程中阻隔充气气体到达热焊接部57。

一个或多个阻隔肋可以围绕热焊接部的整个周边延伸也可以不围绕热焊接部的整个周边延伸。在一些情况中可以期望的是仅沿着热焊接部的边缘的一部分(例如，仅本应经受膨胀过程中的最大应力的区域)延伸机械联锁的阻隔肋。举例来说，典型的焊缝可以遵循具有一对长的水平边缘和一对短的垂直边缘的总体矩形轮廓。举例来说，在主动式的手套箱门中，总体矩形轮廓的较长的水平尺寸与容纳就座的车辆乘客的两个膝部必要的边对边距离相对应。当气囊的褶皱的材料在充气的过程中伸长时，最大的剥离应力趋向于在长边的中心部分出现。由于较高的应力，现有技术的垫具有沿着中心部分焊接失效的增大的可能性。

图7示出了在闭环焊接段71中具有焊接肋的装饰板70的内侧表面。阻隔肋72优选地遵循设置在焊接段71内侧的完全闭环路径，但可以被配置用于仅在在膨胀过程中本应经受最高的应力的部分热焊接部处机械地锁止(例如，沿着长水平边)。因此，阻隔肋72具有垂直的侧部部分73和74，其缺少机械联锁以及水平的顶部和底部部分73和74，顶部和底部部分73和74被配置用于与气囊部件上的互补的配合肋(未示出)机械地联锁。

图8更详细地示出了阻隔肋部分74和75。联锁部分75包括倾斜的端部77和锁止表面78。非联锁部分74可以具有与联锁部分75相同的高度或可以高于(如虚线74’所示)或低于联锁部分75，取决于其如何接触气囊部件(例如，其是否接触非联锁肋或其是否接触气囊部件上的平面区域)。

Claims (5)

1.一种用于提供机动车辆的内部装饰表面的主动式垫，包含：

塑料成型的外部装饰板，其具有在内侧表面上的闭环焊接段；以及

塑料成型的可膨胀气囊部件，其具有被配置为附接到所述车辆的支撑结构的中心附接段、沿着外围边缘的焊接凸缘、以及所述中心附接段和所述焊接凸缘之间的褶皱区域，其中所述焊接段和所述焊接凸缘通过热焊接部连接；以及

充气机，其用于将充气气体连接进入到所述装饰板和气囊部件之间的空间中以响应于所述车辆的碰撞事件膨胀所述气囊部件；

其中所述气囊部件包括第一整体成型的阻隔肋，所述第一整体成型的阻隔肋在所述焊接凸缘和所述褶皱区域之间朝向所述装饰板突出；

其中所述装饰板包括第二整体成型的阻隔肋，所述第二整体成型的阻隔肋在所述焊接段内侧朝向所述气囊部件突出；以及

其中所述第一和第二阻隔肋机械地联锁以在膨胀过程中抵抗所述气囊部件和所述装饰板的分离并将所述热焊接部与所述充气气体屏蔽。

2.如权利要求1所述的主动式垫，其中所述第一和第二阻隔肋沿着在膨胀过程中本应经受最大应力的所述热焊接部的一部分周向地延伸。

3.如权利要求1所述的主动式垫，其中所述第一和第二阻隔肋的每一个由具有倾斜的端部表面和中间锁止表面的纵长的壁组成，其中所述倾斜的端部表面接合以在所述热焊接部的形成过程中使所述阻隔肋偏斜以允许所述锁止表面的接合。

4.一种主动式垫，包含：

装饰板，其具有周向焊接段以及第一阻隔肋；以及

气囊部件，其可附接到车辆并包括焊接到所述焊接段的周向凸缘、褶皱、以及所述凸缘和褶皱之间的第二阻隔肋；

其中所述阻隔肋机械地联锁以在膨胀过程中抵抗所述气囊部件和所述装饰板的分离以及使所述焊接部与充气气体屏蔽。

5.如权利要求4所述的主动式垫，其中所述第一和第二阻隔肋的每一个由具有倾斜的端部表面和中间锁止表面的纵长的壁组成，其中所述倾斜的端部表面接合以在所述焊接部的形成过程中使所述阻隔肋偏斜以允许所述锁止表面的接合。