CN107199984B - 车辆的具有整合的气囊盖和气囊壳的缓冲垫及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车辆的具有整合的气囊盖和气囊壳的缓冲垫及其制造方法。一种用于车辆的具有整合在一起的气囊盖和气囊壳的缓冲垫，可以包括主体和气囊盖，所述主体包括缓冲垫芯部和在缓冲垫芯部的中央处成整体地形成的气囊壳，所述气囊壳限定用于容纳气囊垫的空间，所述气囊盖与主体整体地注塑模制从而选择性地打开和关闭气囊壳中的空间，模制的气囊盖在可以从模具卸下模制的气囊盖的方向上竖立地设置从而打开气囊壳。

Description

车辆的具有整合的气囊盖和气囊壳的缓冲垫及其制造方法
技术领域
本发明的各个方面涉及具有整合在一起的气囊盖和气囊壳的用于车辆的缓冲垫及其制造方法，更特别地，涉及这样的具有整合在一起的气囊盖和气囊壳的用于车辆的缓冲垫及其制造方法：其中容纳气囊的气囊壳和打开或关闭气囊壳的气囊盖与缓冲垫整体地模制，因此可以实现增强气囊的展开性能并改进外观和可成形性。
背景技术
通常，用于车辆的气囊是一种在汽车发生碰撞时沿乘客的方向瞬间膨胀从而保护乘客免受冲击的装置。气囊安装在例如方向盘内部或者在乘客座椅前方的缓冲垫内部。
安装在乘客座椅前方的气囊一般称为乘客安全气囊(PAB)。如在图1中所示，传统的PAB模块包括充气机1、气囊垫2、气囊壳4和门整合斜道5，充气机1在发生汽车碰撞的时候产生气体，气囊垫2通过从充气机1供应的气体膨胀，气囊壳4安装在乘客座椅前方的缓冲垫芯部3之下并在其中容纳气囊垫2，门整合斜道5接合至缓冲垫芯部3并接合至气囊壳4。
门整合斜道5包括气囊盖6和斜道7，斜道7在气囊盖6的下表面上整体地形成或者单独地形成。气囊盖6具有固定部6a以用于与缓冲垫芯部3接合，斜道7具有钩固定部7a，气囊壳4的钩4a在钩固定部上卡住。
此外，表皮泡沫8附接至气囊盖6和缓冲垫芯部3的外表面。表皮泡沫8包括表皮层8a和在表皮层8a的内表面上的泡沫层8b。
通过与气囊盖6、缓冲垫芯部3和表皮泡沫8的组合，缓冲垫配置成车辆的内部材料，其在驾驶员座椅和乘客座椅的前方的整个区域上安装。
当模制泡沫层8b的时候，泡沫溶液却可能由于泡沫压力从缓冲垫芯部3和气囊盖6之间的连接处的间隙泄露，这可能引起模制缺陷，最终导致较差的外观。
此外，气囊垫2展开的时候，气囊垫2可能由于向后的推力被向后推(该向后的推力在气囊垫2与气囊盖6接触的时候产生)，从而被斜道7的钩固定部7a撕裂，这导致气囊垫2的展开性能的严重变差。
公开于本发明的背景部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面致力于提供一种用于车辆的具有整合在一起的气囊盖和气囊壳的缓冲垫，以及制造该缓冲垫的方法，其中整体地模制三个现有的部件，即缓冲垫芯部、气囊壳和门整合斜道，从而防止在各个部件的连接处出现问题，并因此实现增强的气囊展开性能和改善的可成型性。
根据本发明的各个方面，用于车辆的具有整合在一起的气囊盖和气囊壳的缓冲垫可以包括主体和气囊盖，所述主体包括缓冲垫芯部和在缓冲垫芯部的中央处成整体地或者独立地形成的气囊壳，所述气囊壳限定用于容纳气囊垫的空间，所述气囊盖与主体整体地注塑模制从而选择性地打开和关闭气囊壳中的空间，模制的气囊盖竖立地设置，模制的气囊盖可以在设置的方向上从模具卸下，从而打开气囊壳。
气囊盖可以包括铰链，所述铰链设置在气囊盖的一端以用于与主体连接，所述铰链可以与所述主体整体地模制，这是因为用于模制铰链的气囊盖树脂被引入到模具的主体腔室中，而模具的主体腔室中引入了用于模制主体的主体树脂。
所述铰链可以包括第一铰链和第二铰链，所述第一铰链与缓冲垫芯部整体模制以便插入到缓冲垫芯部中，所述第二铰链与气囊壳整体模制以便插入到缓冲垫芯部中。
气囊盖树脂的注塑模制可以比主体树脂的注塑模制延迟预定的时间，以便将气囊盖树脂被引入到引入了主体树脂的主体腔室，从而形成铰链。
所述气囊盖可以在气囊盖的相对端包括固定结构，其中设置在所述气囊盖的相对端的所述固定结构可以通过压力固定地组装至缓冲垫芯部和气囊壳之间的连接区域。
所述气囊盖树脂可以是热塑性烯烃(TPO)，所述主体树脂可以是聚丙烯(PP)和玻璃纤维(GF)的复合物，以便通过双重注塑同时模制气囊盖和主体。
表皮泡沫可以附接至缓冲垫芯部和气囊盖的外表面，所述表皮泡沫可以包括表皮层和在所述表皮层的内表面上的泡沫层。
根据本发明的各个方面，用于车辆的具有整合在一起的气囊盖和气囊壳的缓冲垫的制造方法可以包括第一步骤，其设置模具，所述模具用于通过注塑模制整体地形成包括缓冲垫芯部和气囊壳的主体与气囊盖，从而注塑模制的气囊盖在气囊盖从模具卸下的方向上竖立地设置，从而打开气囊壳；以及第二步骤，其通过分别将主体树脂和气囊盖树脂引入到模具的主体腔室和气囊盖腔室而同时模制主体和气囊盖，从而使它们整体地形成或彼此单独地形成。
在第一步骤中设置的模具中，当上模和下模闭合时可以限定出主体腔室，上模可以在上模的底部设置有第一上滑动芯部和第二上滑动芯部，所述第一上滑动芯部配置成开始与气囊盖腔室接触，所述第二上滑动芯部配置成在和气囊盖腔室隔开的位置处开始与主体腔室接触，所述气囊盖腔室的一端可以整体地连接至所述主体腔室。
在所述第二步骤中，为了在气囊盖的一端模制铰链，可以将气囊盖树脂引入到模具的引入了主体树脂的主体腔室中，从而将所述铰链与所述主体整体地模制。
在所述第二步骤中，气囊盖树脂的注塑模制可以比主体树脂的注塑模制延迟预定的时间，以便将气囊盖树脂引入到引入了主体树脂的主体腔室，从而形成铰链。
应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大型客车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、可插式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非石油的能源的燃料)。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。
在纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明某些原理的具体实施方式中，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将变得清楚或得以更为具体地阐明。
附图说明
图1是显示传统PAB模块组件型的缓冲垫的构造的视图。
图2是显示根据本发明的各个实施方案的具有整合在一起的气囊盖和气囊壳的用于车辆的缓冲垫的横截面的视图。
图3是显示根据本发明的各个实施方案的具有整合在一起的气囊盖和气囊壳的缓冲垫的制造模具的示意性视图。
图4是显示根据本发明的各个实施方案的具有整合在一起的气囊盖和气囊壳的缓冲垫的视图。
应理解的是，附图呈现了描述本发明基本原理的各个特征的一定程度的简化表示，从而不一定是按比例绘制的。本文所公开的本发明的特定设计特征，包括例如特定尺寸、定向、位置以及形状，将部分地由具体意图的应用以及使用环境所确定。
具体实施方式
现在将具体参考本发明的各个实施例，这些实施例的示例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明与示例性实施例相结合进行描述，但是应当理解，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施例。而是相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施例，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等同形式及其它实施方案中。
如在图2中所示，在根据本发明制造的具有整合在一起的气囊盖和气囊壳的缓冲垫中，用于车辆的乘客安全气囊(PAB)模块包括充气机10、气囊垫20、气囊壳120和气囊盖130，充气机10在发生车辆碰撞的时候产生气体，气囊垫20通过充气机10供应的气体膨胀，在气囊壳120中容纳气囊垫20，气囊盖130打开或者关闭设置在缓冲垫芯部110中央的气囊壳120。
本发明具有经由双重注塑使主体100和气囊盖130整体模制的特征，所述主体包括气囊壳120和缓冲垫芯部110。因此，本发明的各个实施方案旨在提供一种注塑模制件的构造，从而允许方便地从模具卸下注塑成型的物体，还旨在提供使用该模具的制造方法。
为了达到该目的，提供一种模具200，其用于经由注塑模制而使包括气囊壳120和缓冲垫芯部110的主体100与气囊盖130彼此整体地形成，从而气囊盖130被注塑模制成在从模具200卸下注塑模制件的方向上在打开状态下是竖立的。
参考图3，模具200包括上模210和下模220，以用于主体100和气囊盖130的双重注塑。模具200包括设置在上模210处的第一上滑动芯部211和第二上滑动芯部212，以及设置在下模220处的下滑动芯部221。
特别地，模具200配置成能够使树脂引入到主体腔室230内并在上模210和下模220关闭的时候排出。第一上滑动芯部211和第二上滑动芯部212可滑动地设置在上模210的底部，下滑动芯部221可滑动地设置在下模220的顶部。
更特别地，主体腔室230是在模具200闭合的时候由上模210、下模220、第一上滑动芯部211、第二上滑动芯部212和下滑动芯部221包围的空间。
在上模210和下模220闭合的时候，第一上滑动芯部211开始与气囊盖腔室240的一个表面接触，同时开始与主体腔室230(即连接至气囊盖腔室240并用于形成缓冲垫芯部110的腔室部分)的一个侧表面接触。此外，当上模210和下模220闭合的时候，第二上滑动芯部212开始在与气囊盖腔室240隔开的位置处与主体腔室230(即用于形成气囊壳120的腔室部分)的中央上表面接触，所述第二上滑动芯部从上模210的底部中央突出。
与此同时，气囊盖腔室240的一端(铰接点)连接至主体腔室230。气囊盖腔室240具有直线形的形状，其在与上模210竖直移动相同的方向上竖直竖立，即其是竖直竖立的，从而与注塑模制件从上模210卸下的方向相应。
此外，在上模210和下模220闭合的时候，下滑动芯部221开始与在下模220之上的主体腔室230(即与气囊盖腔室240分开，并用于形成缓冲垫芯部110和气囊壳120的腔室部分)的相对的侧表面接触。
更特别地，气囊盖腔室240是被上模210和第一上滑动芯部211包围的空间。
在模具200具有如上所述的构造的情况下，当试图卸下注塑模制件(即主体100和气囊盖130被整体模制的注塑模制件)的时候，上模210和第一上滑动芯部211在与气囊盖腔室240相同的方向上移动，第一上滑动芯部和第二上滑动芯部211和212在不干涉注塑模制件的情况下滑动，因此能够卸下主体100和气囊盖130被整体模制的注塑模制件。
在上模210打开之后，下模220使用推动销向上推动注塑模制件。与此同时，下滑动芯部221及时地在适当的点处滑动，从而不与注塑模制件干涉。
当提供如上所述的模具200时，主体树脂被引入到模具200的主体腔室230中以用于形成主体100，气囊盖树脂被引入到气囊盖腔室240中以便形成气囊盖130。因此，包括缓冲垫芯部110和气囊壳120的主体100与一端具有铰链132的气囊盖130同时彼此整体地模制。
为了在气囊盖130的一端形成铰链132，气囊盖树脂被引入到已经被引入了主体树脂的主体腔室230。因此，铰链132形成为被主体树脂包围。
与主体100整体模制的气囊盖130在与上模210关于铰接点P(即气囊盖130和铰链132之间的连接点)竖直移动的方向相同的方向上竖立。气囊盖130与主体100同时模制，从而经由铰链132连接至主体100。
主体100由主体树脂形成，该树脂是聚丙烯(PP)和玻璃纤维(GF)的复合物。气囊盖130由气囊盖树脂(诸如热塑性烯烃(TPO))形成，其在断裂点表现出相对较高的拉伸伸长率。
与此同时，主体树脂是包含含量为30±10重量百分比的GF的合成物，更特别地，是包含含量为70±10重量百分比的PP和30±10重量百分比的GF的合成物。例如，GF可以是长玻璃纤维(LGF)。
因为如上所述主体100和气囊盖130使用主体树脂和气囊盖树脂(二者彼此不同)经由双重注塑同时形成，因此当试图使模制的气囊盖130相对于铰链132弯曲从而在气囊盖130关闭气囊壳120的空间(即容纳气囊垫20的空间)的关闭位置固定地组装气囊盖130的时候，铰链132可以表现出柔性刚度和拉伸应力，从而承受当气囊垫20展开的时候由气囊盖130的旋转引起的离心力。
更特别地，铰链132在气囊盖130的一端整体地模制从而可在气囊壳120打开或者关闭的方向上弯曲，并且铰链在主体100的缓冲垫芯部110和气囊壳120之间的连接处整体地模制。特别地，铰链132包括第一铰链132a和第二铰链132b，所述第一铰链插入到缓冲垫芯部110中，所述第二铰链插入到气囊壳120中。
此外，气囊盖130在其相对端设置有固定结构，其中气囊盖130的相对端通过压力被推动并固定地组装至缓冲垫芯部110和气囊壳120之间的相对的连接区域(即气囊壳120的上端，其中缓冲垫芯部110和气囊壳120整体地连接至彼此)。
此外，为了防止气囊盖树脂与主体树脂混合并为了获得足够的铰接刚度，与主体门232打开以用于引入主体树脂的时间相比，气囊盖门242打开以引入气囊盖树脂的时间被延迟预定时间。因此，气囊盖树脂的注塑模制比主体树脂的注塑模制被延迟更长的时间，因此气囊盖树脂被引入到已经引入主体树脂的主体腔室230，从而形成铰链132。
也就是说，为了提供具有足够刚度的铰链132，需要在主体100内部以夹层形式模制铰链132。铰链132的这种模制可以通过调整被引入到主体的气囊盖树脂的量来控制。为了达到该目的，与主体门232的打开时间相比，可以延迟并可以适当地调整气囊盖门242的打开时间。
同时，如在图4中所示，由于表皮泡沫140在气囊盖130关闭的状态下附接至缓冲垫芯部110和气囊盖130的表面，因此形成了包括缓冲垫芯部110、气囊盖130和表皮泡沫140的缓冲垫C。
表皮泡沫140包括表皮层142和泡沫层144，表皮层142设置在缓冲垫C的外表面上并朝外暴露，泡沫层144在表皮层142的内表面上。
由于泡沫层144通过将泡沫溶液引入缓冲垫芯部110和气囊盖130的外表面与表皮层142之间的间隙而形成，表皮泡沫140堆积并附接至缓冲垫芯部110和气囊盖130的外表面。
以这种方式，当发生车辆碰撞的时候，在气囊垫20处于展开时，气囊盖30被气囊垫20推动，因而使表皮泡沫140破裂从而打开气囊壳120中的空间。
以下将描述具有整合在一起的气囊盖和气囊壳的缓冲垫的构造，其使用模具200制造以便同时模制主体100和气囊盖130。
如在图2和图4中所示，具有整合在一起的气囊盖和气囊壳的缓冲垫包括主体100和气囊盖130，主体100包括缓冲垫芯部110和气囊壳120，气囊盖130与主体100整体地注塑模制，从而打开或者关闭气囊壳120中的空间，模制的气囊盖130以直线形形式竖直地竖立，从而在从模具200卸下的方向上打开气囊壳120。
气囊壳120在缓冲垫芯部110的中央处整体地或者独立地形成，从而限定容纳气囊垫20的空间。
用于与主体100连接的铰链132设置在气囊盖130的一端。铰链132形成为插入到主体100中。特别地，铰链132配置成使得第一铰链132a插入到缓冲垫芯部110中，第二铰链132b插入到气囊壳120中。
铰链132在气囊盖130的一端整体地模制从而可在气囊壳120打开或者关闭的方向上弯曲，并且铰链在缓冲垫芯部110和气囊壳120之间的连接区域整体地模制。
如上所述制造的具有整合在一起的气囊盖和气囊壳的缓冲垫，由于气囊盖130、气囊壳120和缓冲垫芯部110的整体模制而可以获得以下效果。
第一，因为不发生由组成元件之间的组装结构引起的气囊垫的撕裂，因而能够防止气囊垫非正常展开的问题。
第二，能够防止由在模制表皮泡沫的泡沫层的时候泡沫溶液在组成元件之间的连接区域处泄露引起的模制缺陷和外观缺陷。
第三，能够省略现有的安装支架，其典型地用于将气囊壳连接至前围板横梁从而防止其运动。
第四，不必在缓冲垫芯部上后加工展开线，该展开线需要气囊垫展开的时候引起缓冲垫芯部破裂，这导致成本降低。
总之，根据本发明的各个实施方案，能够确保增强气囊垫的展开性能，从而防止具有整合的气囊盖和气囊壳的缓冲垫的外形变差，并改进缓冲垫的可成型性。此外，由于去除组成元件同样去除组装和加工操作，因而能够减少缓冲垫的重量和成本。
为了便于在所附权利要求中解释和精确定义，参考在图中所示的特征的位置，利用术语“上”或“下”、“内”或“外”等来描述这些特征。
前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并非意欲穷尽，或者将本发明严格限制为所公开的具体形式，显然，根据上述教导可能进行很多改变和变化。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (12)

1.一种用于车辆的具有整合在一起的气囊盖和气囊壳的缓冲垫，所述缓冲垫包括：
主体，所述主体包括缓冲垫芯部和整体地形成在缓冲垫芯部的中央处的气囊壳，所述气囊壳中限定用于容纳气囊垫的空间；以及
气囊盖，其与主体整体地注塑模制从而选择性地打开和关闭气囊壳中的空间，模制的气囊盖在从模具卸下模制的气囊盖的方向上竖立地设置从而打开气囊壳，
其中所述气囊盖包括铰链，所述铰链设置在气囊盖的一端以便与主体连接，
其中所述铰链包括第一铰链和第二铰链，所述第一铰链与缓冲垫芯部整体模制以便插入到缓冲垫芯部中，所述第二铰链与气囊壳整体模制以便插入到气囊壳中。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的具有整合在一起的气囊盖和气囊壳的缓冲垫，由于用于模制铰链的气囊盖树脂被引入到引入了用于模制主体的主体树脂的模具的主体腔室中，所述铰链与所述主体整体地模制。
3.根据权利要求2所述的用于车辆的具有整合在一起的气囊盖和气囊壳的缓冲垫，其中气囊盖树脂的注塑模制比主体树脂的注塑模制延迟预定的时间，以便将气囊盖树脂引入到引入了主体树脂的主体腔室，从而形成铰链。
4.根据权利要求2所述的用于车辆的具有整合在一起的气囊盖和气囊壳的缓冲垫，其中所述气囊盖在与气囊盖的所述一端相对的另一端包括固定结构，其中设置在所述气囊盖的所述相对的另一端的所述固定结构通过压力固定地组装至缓冲垫芯部和气囊壳之间的连接区域。
5.根据权利要求2所述的用于车辆的具有整合在一起的气囊盖和气囊壳的缓冲垫，其中所述气囊盖树脂包括热塑性烯烃(TPO)，所述主体树脂包括聚丙烯(PP)和玻璃纤维(GF)的复合物，以用于经由双重注塑同时模制气囊盖和主体。
6.根据权利要求1所述的用于车辆的具有整合在一起的气囊盖和气囊壳的缓冲垫，其中表皮泡沫附接至缓冲垫芯部和气囊盖的外表面，所述表皮泡沫包括表皮层和在所述表皮层的内表面上的泡沫层。
7.一种用于车辆的具有整合在一起的气囊盖和气囊壳的缓冲垫的制造方法，所述方法包括：
第一步骤，其设置模具，所述模具用于经由注塑模制将包括缓冲垫芯部和气囊壳的主体与气囊盖整体地形成，从而注塑模制的气囊盖在从模具卸下气囊盖的方向上竖立地设置从而打开气囊壳；以及
第二步骤，其通过分别将主体树脂和气囊盖树脂引入到模具的主体腔室和气囊盖腔室而同时模制主体和气囊盖，从而使它们彼此整体地形成，
其中所述气囊盖包括铰链，所述铰链设置在气囊盖的一端以便与主体连接，
其中所述铰链包括第一铰链和第二铰链，所述第一铰链与缓冲垫芯部整体模制以便插入到缓冲垫芯部中，所述第二铰链与气囊壳整体模制以便插入到气囊壳中。
8.根据权利要求7所述的用于车辆的具有整合在一起的气囊盖和气囊壳的缓冲垫的制造方法，其中在第一步骤中设置的模具中，当上模和下模闭合的时候限定出主体腔室，第一上滑动芯部和第二上滑动芯部设置在上模的底部处，所述第一上滑动芯部配置成开始与气囊盖腔室接触，所述第二上滑动芯部配置成开始与间隔于气囊盖腔室的位置处的主体腔室接触，所述气囊盖腔室的一端与所述主体腔室整体地连接。
9.根据权利要求7所述的用于车辆的具有整合在一起的气囊盖和气囊壳的缓冲垫的制造方法，其中在所述第二步骤中，为了在气囊盖的一端模制铰链，将气囊盖树脂引入到引入了主体树脂的模具的主体腔室中，从而与所述主体一起整体地模制所述铰链。
10.根据权利要求9所述的用于车辆的具有整合在一起的气囊盖和气囊壳的缓冲垫的制造方法，其中在所述第二步骤中，所述气囊盖树脂的注塑模制比所述主体树脂的注塑模制延迟预定的时间，以便将气囊盖树脂引入到引入了主体树脂的主体腔室中，从而形成所述铰链。
11.根据权利要求9所述的用于车辆的具有整合在一起的气囊盖和气囊壳的缓冲垫的制造方法，其中所述气囊盖在气囊盖的与所述一端相对的另一端包括固定结构，其中设置在所述气囊盖的所述相对的另一端的所述固定结构通过压力固定地组装至缓冲垫芯部和气囊壳之间的连接区域。
12.根据权利要求7所述的用于车辆的具有整合在一起的气囊盖和气囊壳的缓冲垫的制造方法，其中所述气囊盖树脂包括热塑性烯烃(TPO)，所述主体树脂包括聚丙烯(PP)和玻璃纤维(GF)的复合物，以便经由双重注塑同时模制气囊盖和主体。
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