KR100396167B1 - 가요성테더힌지를구비한에어백전개도어를가진자동차용계기판 - Google Patents

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마이클 제이. 겔러거
피터 제이. 이아나찌
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데이빗슨 텍스트론 인크.
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Abstract

본 발명에 의한 열가소성 플라스틱 재료로 제조된 성형된 자동차용 계기판(10)은 파열 시임(16)에 의해 형성되고 보통은 밀봉이 팽창하는 에어백에 의해 파열될 때 차체(11)의 일부에 일체형 가요성 장착/힌지 플랜지(36)에 의해 보유되는 승객측 에어백(22)용 일체형 에어백 전개 도어(14)를 가지며, 도어가 계기판으로부터 자유로울 때 계기판을 차체에 보유하는 에어백의 전개가 가능하게 플랜지가 굽혀져 도어가 개방 스윙 운동을 하도록 되어 있다. 매우 낮은 온도에서는, 에어백 도어의 일부는 저온에서 플라스틱 취성 및 이 연결부에서 발생하는 굽힘 스트레스 집중 때문에 장착/힌지 플랜지로부터 파열될 수 있다. 차체로부터 파손된 도어 부분의 이러한 분리는 장착/힌지 플랜지와 도어 사이의 연결부에 걸치고 파손된 도어 부분을 차체에 보유하도록 매우 낮은 온도에서도 가요성을 가진 강가요성 시트 재료로 제조된 테더 힌지(50)에 의해 방지된다.

Description

가요성 테더 힌지를 구비한 에어백 전개 도어를 가진 자동차용 계기판 {MOTOR VEHICLE INSTRUMENT PANEL WITH FLEXIBLE TETHERING HING ED AIR BAG DEPLOYMENT DOOR}
현재, 에어백 커버가 적용 요건의 만족에 특히 적절한 상업적으로 활용 가능한 열가소성 재료로 제조되지만 계기판에 형성된 파열 시임이 형성된 에어백 도어의 요건의 만족에 매우 적절하지 않기 때문에, 대부분의 승객측 에어백 도어는 계기판으로부터 분리된 별도의 에어백 커버에 형성된다. 예를 들면, 자체 지지식 계기판을 제조하기 위해 사용된 플라스틱 재료는 적용 요건을 만족시키기 위해 적절한 굳기 및 높은 내열성을 가져야 하지만, 그러한 계기판용으로 현재 활용 가능한 재료는 연성을 보유하지 않고, 에어백 도어가 일체로 제조되고 계기판에 형성된 파열 시임이 형성된 에어백 전개에 적절치 않은 매우 낮은 또는 찬 온도에서 취약해진다. 무수 스티렌-말레인산, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트 및 폴리페닐렌 산화물은 계기판에 적절한 예이지만 매우 낮은 온도에서 그러한 에어백 도어를 위해 요구된 연성 또는 가요성을 가지지 못한다. 결과적으로, 승객측 에어백 커버 또는 도어는 보통 계기판과 별도로 제조되고, 그러한 적용에 적절하지만 계기판의 요건에는 적절하지 않은 폴리우레탄 탄성 중합체, 폴리에스테르 탄성 중합체, 폴리올레핀 탄성 중합체 등의 다른 상업적으로 활용 가능한 열가소성 재료로 제조된다.
그러나, 플라스틱 재료가 적절하지 않을 수도 있지만, 계기판용 보통 재료의 요건이 희생되지 않고 일체형 에어백 전개 도어의 동작 가능성을 보증하는 안전성이 저렴한 비용으로 유지되도록 제공된 동일한 상업적으로 활용 가능한 재료로 일체형 에어백 전개 도어를 포함하는 에어백 커버 및 계기판을 동시에 성형함으로써 비용을 감소시킬 수 있고, 특질을 개선시킬 수 있고, 스타일링을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 파열 시임(tear seam)이 형성된 일체형 에어백 전개 도어를 가진 자동차용 계기판, 특히 매우 낮은 온도에서 계기판으로부터 분리된 다음에, 도어와 일체형이고 보통은 도어의 스윙 운동을 시작하고 보다 높은 온도에서는 차체에 보유하는 역할을 제공하는 가요성 힌지로부터 분리되는 에어백 도어용 테더(tether)에 관한 것이다.
도1은 본 발명에 따른 가요성 테더 힌지를 가진 일체형 에어백을 포함하고 에어백 시스템 위에 자동차에 설치된 자동차용 계기판의 사시도이다.
도2는 화살표 방향으로 보았을 때 도1에서 2-2 선을 따라 취한 확대도로써 에어백 시스템의 개략도를 포함한다.
도3은 화살표 방향으로 보았을 때 도2에서 3-3 선을 따라 취한 단면도이다.
도4는 도3과 같은 도면이지만 상대적으로 보다 큰 스케일로 보다 작은 단면적을 도시하는 단면도이고 가요성 테더 힌지를 도2 및 도3에서 도시된 핫 스테이크를 가진 리벳 대신에 에어백 도어에 고정하도록 이용된 접착제를 과장된 방법으로 도시하고 있다.
도5는 도2와 동일한 도면이지만 매우 낮은 온도에서 에어백의 전개 중 개방되어 파손되기는 하였지만 보유된 에어백 도어를 도시하고 있다.
도6은 본 발명의 선택적인 실시예에 따르도록 구성된 자동차용 계기판의 개략 단면도이다.
도7은 본 발명의 다른 실시예 따른 차후 용접을 대비하여 클램핑 고정구에 의해 유지된 계기판 및 테더 힌지층의 개략 분해 단면도이다.
도8은 도7의 계기판 및 테더 힌지층이 용접에 의해 결합된 것을 도시하는 개략 분해 단면도이다.
도9는 계기판 및 테더 힌지층을 성형하고 함께 결합하고 에어백 시스템 위의위치의 차체에 설치하는 과정 단계를 도시하는 개략도이다.
그러한 계기판의 제1 목적에 매우 적절한 상업적으로 활용 가능한 열가소성 플라스틱 재료로 제조된 성형된 계기판은 매우 비용 효과적인 방법으로 차체에 안전하게 보유된 승객측 에어백용 일체형 에어백 전개 도어를 가진다. 에어백 도어는 취약한 파열 시임에 의해 계기판에 형성되고 밀봉이 팽창하는 에어백에 의해 파열될 때 일체형 가요성 장착/힌지 플랜지에 의해 차체의 일부에 보통 보유되며, 그때 전에 도어 및 계기판 모두와 일체형이었던 이 플랜지는 도어와 일체형인 채로 계기판으로부터 분리되고 도어가 계기판으로부터 자유로울 때 차체에 에어백 도어를 보유하면서 계기판의 개구를 통해 에어백의 전개가 가능하게 도어가 개방 스윙 운동을 할 수 있도록 굽혀진다. 매우 낮은 온도에서, 에어백 도어의 일부분은 낮은 온도에서의 플라스틱 취성 및 이 연결부에서 발생하는 굽힘 스트레스 집중 때문에 연결되는 장착/플랜지로부터 파열될 수 있다. 이러한 차체로부터의 파열된 도어의 분리는 다른 재료로 제조된 계기판과 별도로 제조한 다음에, 플랜지와 파열성 도어 부분 사이의 연결부에 걸치도록 계기판에 고정된 가요성 테더 힌지 설비를 구비함으로써 방지된다. 테더 힌지 재료로는 매우 낮은 온도에서도 상당한 정도로 강한 가요성 또는 연성 재료가 사용된다.
가요성 테더 힌지는 위험한 연결 부위의 한 측 상의 한 수평 여유부를 따라 리벳 등의 고정 수단에 의해 이 잠재 파손 부위로부터 먼 장착/힌지 플랜지의 일부에 고정되고, 잠재 파손 부위의 다른 측 상의 다른 여유부를 따라 도어의 외부측에서 볼 수 없는 접착제 또는 가열 스테이크 보스들 등의 고정 수단에 의해 파열성 도어 부분의 내면에 고정된다. 테더 힌지는 잠재 파손 부위에 연장되고 도어 파손이 발생할 때 파손된 도어 부분이 파손된 도어를 차체에 보유하는 동시에 에어백 전개를 제공하게 외향으로 스윙 운동을 계속하도록 굽혀지는 부분을 여유부 중간에 가진다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 테더 힌지는 제1 플라스틱 재료가 수용할 수 없을 정도로 취약하고 파손에 민감한 온도 이하에서 계기판의 제1 플라스틱 재료보다 상대적으로 큰 가요성을 나타내는 제2 플라스틱 재료로 제조된다. 본 실시예에서, 테더 힌지는 선택적인 에너지 인가에 의해 계기판에 용접된다.
따라서 본 발명의 목적은 일체형이고 테더를 가진 에어백 도어를 구비한 새롭고 개선된 자동차용 계기판 및 그러한 계기판을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
다른 목적은 저렴한 비용으로 질이 높고 스타일링 욕구를 만족시키는 일체형이고 테더를 가진 에어백 도어를 가진 새롭고 개선된 자동차용 계기판 및 그러한 계기판을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
다른 목적은 계기판에 파열 시임에 의해 형성되고 도어가 매우 낮은 온도에서 보통은 에어백을 차체에 고정하는 일체형 장착/힌지 플랜지로부터 분리되는 경우에 가요성 테더 힌지에 의해 차체에 보유되는 일체형 에어백 전개 도어를 가진 자동차용 계기판을 제공하는 것이다.
다른 목적은 계기판에 파열 시임에 의해 형성되고 도어가 매우 낮은 온도에서 보통은 에어백을 차체에 고정하는 일체형 장착/힌지 플랜지로부터 분리되는 경우에 가요성 시트 재료로 제조된 가요성 테더 힌지에 의해 차체에 보유되는 에어백 전개 도어를 포함하는 자동차용 계기판을 제공하는 것이다.
다른 목적은 계기판에 파열 시임에 의해 형성되고, 저온 취성 및 보통은 에어백을 차체에 고정하는 일체형 장착/힌지 플랜지로부터의 굽힘 응력 때문에 도어가 매우 낮은 온도에서 분리되는 경우에 가요성 시트 재료로 제조된 가요성 테더 힌지에 의해 차체에 보유되는 일체형이고 또한 가요성 테더를 가진 에어백 전개 도어를 포함하는 저렴한 비용 및 높은 질의 자동차용 계기판을 제공하는 것이다.
본 발명의 이들 및 다른 목적, 장점 및 특징은 다음 설명 및 수반하는 도면으로부터 명백해진다.
도1 및 도2를 참조하면, 자동차 차체(11)에 설치될 때의 성형된 자동차용 기판(10)을 도시하고 있다. 계기판(10)은 (도시되지 않은) 계기 클러스터 및 원하는 형상의 에어백 전개 도어(14)를 설치하기 위해 이 경우에는 직사각형으로 운전석측 상에, 그리고 전체 또는 부분 주변이 계기판에 성형된 취약한 파열 시임(16)에 의해 형성되는 이 경우에는 전체적으로 승객측 상에 개구(12)를 가진다. 파열 시임(16)은 당업계에서 공지된 것처럼 시야로부터 파열 시임을 은폐하도록 일체형이지만 취약한 파열 시임을 형성하는 당업계에 공지된 다른 방법에 의해 파열 시임을 은폐하도록 도시된 것처럼 계기판의 정면의 홈 또는 계기판의 후면의 유사한 홈에 의해 형성될 수도 있다. 차체(11) 상에 설치될 때, 계기판은 에어백 도어(14) 바로 뒤의 계기판 뒤에 위치되고 차체의 시트 금속 부분(20) 상에 장착된 에어백 시스템(18)을 덮는다. 에어백 시스템(18)은 팽창 가능한 에어백(22), 팽창기(24) 및 차량 충격시 팽창기를 가동시켜 운전석측에 위치된 승객의 바로 정면의 승객 공간(28) 내로 에어백을 전개하도록 팽창되는 충격 센서(26)를 포함하는 종래의 형태이다.
계기판(10)은 일반적으로 균일한 벽 두께를 가진 사출 성형된 일체형이고, 계기판이 원하는 형상을 유지하도록 자체 지지하고 (도시되지 않은) 방풍창(windshield) 바로 뒤에 위치된 차량 내부 환경의 가열로 인한 변형을 막기 위해 충분한 내열성을 가지도록 우선 플라스틱 재료, 양호하게는 충분한 굳기를 제공하는 폴리프로필렌, 폴리카보네이트 및 무수 스티렌-말레인산 등의 적절하게 상업적으로 활용 가능한 열가소성 재료로 형성된다. 파열 시임(16)을 형성하는 홈은 에어백 도어의 후면에 대해 작용하는 팽창하는 에어백의 힘에 의해 파열되어 파열 시임의 벽 단면을 충분히 약화시키고 도5에서 도시되고 이후에 보다 상세하게 설명되는 것처럼 계기판으로부터 분리시 내부에 에어백의 전개를 위한 개구(30)를 만들 정도로 계기판의 벽 두께 및 플라스틱 재료의 강도에 대해 충분히 깊게 만들어진다.
계기판(10)은 도2에서 도시된 하나의 그러한 위치로 에어백 도어의 영역 외부의 다양한 위치에서 차체(11)의 부분들에 고정되며, 상기에서 시트 금속 스크류(32)는 에어백 도어 아래의 하부 모서리의 계기판을 차체의 시트 금속 부분(34)에 고정한다. 그리고 유사한 스크류 또는 다른 종래 형태의 패스너(fastener)는 계기판을 차체 상의 위치에 단단히 고정하도록 에어백 도어의 영역 외부의 다른 위치에 이용된다.
계기판(10)의 에어백 도어(14)는, 도어의 후면과 일체형으로 성형되고 실질적으로 전체 길이를 따라 수평으로 그리고 도1 내지 도3에서 알려지는 것처럼 상부 모서리에 인접하게 연장되는 긴 장착/힌지 플랜지(36)에 의해 차체에 분리식으로 고정된다. 플랜지(36)는 상당한 거리로 도어의 횡방향으로 내향 연장되고 차체의 시트 금속 부분(44)에 볼트(42)에 의해 길이를 따라 고정된 평평하고 경사지게 수평으로 연장되는 말단 부분(40)에서 끝나는 평탄부(38)를 가진다. 플랜지(36)는 또한 균일한 두께로 형성되고, 도어가 에어백 전개용 계기판으로부터 파열 시임을따라 분리될 때 도어의 외향 개방 스윙 운동을 제공하는 캔틸레버 힌지로서 작용한다. 그러한 에어백의 분리 전에, 플랜지(36)는 계기판을 에어백 도어의 차체에 고정하도록 작용하고, 또한 도어를 내향으로 밀고 파열 시임을 따라 도어를 계기판으로부터 분리시킬 수 있었던 승객석으로부터 등의 추력에 대해 도어를 지지한다.
파열 시임(16)이 팽창하는 에어백의 힘에 의해 파열될 때 플랜지(36)는 외향 개방 운동 중 보통 힌지 역할을 하여 에어백 도어(14)를 차체에 보유하고, 도어(14)가 차체(11)와 접속을 유지하여 우선 테더로서 역할을 하도록 설계되어 있다. 그렇게 하면서, 플랜지(36)는 도어의 스윙 운동을 효과적으로 수행하도록 플랜지의 일부(38)가 굽혀질 때 도어의 후면과의 연결부(46)에 응력이 집중된다. 계기판(10)의 재료 및 플랜지(36)는 대부분의 차량의 (예를 들면 -17.8℃(0。F) 및 그 이상의) 보통 동작 온도를 포함하는 제한된 온도 범위에서 가요성이다. 그러나, -28.9℃(-20。F) 및 그 이하 등의 매우 낮은 또는 찬 온도에서 우선 적용 분야로 계기판용에 적절한 전형적인 상업적으로 활용 가능한 플라스틱 재료는 팽창하는 에어백에 의해 플랜지 부분(38)과 도어의 수평 연장되는 연결부(46)에 대해 강제로 굽혀지도록 된 도어의 하부 주요부(48)가 이 응력 집중 부위(도5 참조)에서 부러지거나 또는 파열되어서 승객석 내로 날아올 수도 있을 정도로 취약해질 수 있다. 이는 응력 집중 부위(46)가 계기판 재료의 취성 때문에 부러지는 경우에 도어를 테더로 묶도록 하여 계기판(10)의 재료가 취약해지는 온도 및 실질적으로 그 이하에서 계기판(10)의 플라스틱 재료보다 상대적으로 보다 가요성 또는 연성이고 효율적인 강한 가요성 재료 시트로 제조된 긴 가요성 보조 테더 힌지(50)의 전략적 추가에 의해 매우 비용 효과적인 방법으로 방지된다. 힌지(50)용의 그러한 재료의 예로는 폴리비닐 염화물, 코팅된 나일론 및 케블러 등의 열가소성 재료와, 폴리우레탄 및 폴리에스테르 등의 열경화성 재료와, 금속 메쉬 스크린과, 그러한 플라스틱 재료 또는 면화 또는 삼(hemp) 등의 천연 섬유로 제조된 섬유 직조 직물이 있다.
도1 내지 도5의 실시예에 따르면, 가요성 테더 힌지(50)는 실질적으로 장착/힌지 플랜지(36, 도3을 참조)의 전체 길이에 수평하게 연장되고 리벳(54) 등의 고정 수단에 의해 이 잠재 파손 부위로부터 먼 위치에서 위험한 연결 부위(46)의 한 측 상에 힌지(50)의 한 수평 여유부(52)를 따라 장착/힌지 플랜지의 평탄부(38)에 고정된다. 테더 힌지(50)는 도어의 외부측에서 볼 수 없는 고정 수단에 의해 여유부(52)에 평행하고 잠재 파손 부위의 다른 측 상의 다른 수평 여유부(56)를 따라 파열성 에어백 도어 부분(48)의 내측에 고정된다. 예를 들면, 후자의 고정 수단은 일체로 성형함으로써 또는 마찰 용접을 함으로써 또는 도4에서 도시된 것처럼 적절한 접착제(60)일 수도 있는 은폐된 고정 수단 등으로 도2, 도3 및 도5에서 도시된 것처럼 도어의 내측 상에 제공된 핫 스테이크 보스(58)일 수 있다. 이 목적용으로 적절한 접착제의 예로는 폴리우레탄 및 폴리올레핀이 있다. 리벳 및 보스가 각각 여유부(52, 56) 모두에서 테더 힌지를 고정하도록 사용되고 상기한 것처럼 직조 직물이 테더 힌지로서 채용된 경우에, 양호하게 여유부(52, 56) 모두는 장착/힌지 플랜지(36) 및 파열성 도어 부분(48)의 접착점에 증가된 강도를 제공하도록 하나 이상의 폴드(folds)를 포함한다. 접착제가 직조 직물 테더 힌지를 도어에 고정하도록 사용된 곳에서, 양호하게는 오직 여유부(52)만에 리벳(54) 또는 다른 적절한 기계적(mechanical) 패스너에 의해 장착/힌지 플랜지(36)에 접착을 강화하도록 하나 이상의 폴드가 제공된다.
테더 힌지(50)는 잠재 파손 부위(46)에 연장되고 도5에서 도시된 것처럼 도어 파손이 발생할 때 파손된 도어를 차체에 보유하는 동시에 파손된 도어 부분(48)이 에어백 전개를 제공하기 위해 외향 스윙 운동을 계속하도록 굽혀지는 여유부(52, 56) 중간에 부분(62)을 가진다. 양호하게 가요성 테더 힌지(50)의 중간 부분(62)에는 파손된 도어 부분을 차체에 보유하는 동시에 에어백의 전개가 가능하도록 접착 수단(54, 58 또는 60) 사이의 테더 힌지에 요구된 인장량을 최소화하도록 장착/힌지 플랜지(36)로부터 부러져 나간 도어 부분(48) 상에 도5에서 도시된 것처럼 펴지는 외향 폴드(63)가 도2에서 도시된 것과 같은 설치 조건으로 제공된다.
도6 내지 도9에서 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 보조 테더 힌지(50')는 일체로 성형되거나 또는 계기판용으로 사용된 플라스틱 재료와 다른 제2 플라스틱 재료로 계기판(10)과는 별도로 제조된다. 계기판(10), 차량 지지 구조(11) 및 에어백 시스템(18)의 구조는 도1 내지 도5의 제1 실시예용으로 상술한 것과 동일할 수도 있으므로, 그러한 부품에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하기로 한다.
보조 테더 힌지(50')용 제2 플라스틱 재료는 플라스틱 계기판 재료가 수용할 수 없는 정도로 취약해지는 온도 이하에서 계기판(10)용으로 사용된 재료보다 상대적으로 큰 가요성 또는 연성을 나타내는 재료이다. 보조 테더 힌지(50')용으로 적절한 플라스틱 재료로는 폴리올레핀 탄성 중합체, 폴리우레탄 탄성 중합체, 폴리에스테르 탄성 중합체, 실리콘 또는 고무계 개질 플라스틱이 있으나, 힌지(50')을 계기판에 접착하는 수단 및 방법은 전술한 제1 실시예용 수단 및 방법과는 상이하다.
도9에서 개략적으로 도시된 것처럼, 계기판(10) 및 테더 힌지(50')는 서로 별도로 (예를 들면, 각각 전술한 제1 및 제2 플라스틱 재료로) 제조된 다음, 서로 모아져서 계기판(10) 및 힌지(50')가 서로 영구적으로 용융함으로써 후속 용접 동작으로 결합된다.
도6에서 도시된 것처럼, 힌지(50')는 계기판(10)의 도어(14)에 인접한 플랜지(36) 표면 위에 놓이고 일반적으로 양호한 구조로 플랜지(36)의 크기 및 모양에 적절한 플랜지 부분(52')을 가진 시트형 부재이다. 힌지(50')는 시트 스톡으로부터 사출 성형에 의해 또는 압축 성형, 진공 성형 등의 다른 공지된 성형 기술에 의해 제조될 수 있다. 힌지(50')는 또한 적어도 힌지(50)가 연장되는 정도로(도2 참조) 도어(14)의 내면을, 양호하게는 도어(14)의 균일한 가요성을 제공하는 도6에서 도시된 것과 같은 도어(14)와 일반적으로 동일한 크기 및 형상을 가지도록 내면의 대부분을 횡단하여 연장되는 일체형 도어 부분(56')을 가진다. 설치시, 힌지(50')의 도어 부분(56')은 일반적으로 도어(14)와 함께 연장되고 횡단하여 연장되고 에어백(22)을 덮지만, 파열 시임(16)의 취약성 때문에 파열 시임을 보유하도록 도6에서 알 수 있는 것처럼 미리 형성된 파열 시임(16)을 횡단하여 연장되지 않는다. 제1 실시예의 힌지(50)와 더불어, 테더 힌지(50')는 힌지와 도어 부분(52', 56') 사이에 플랜지(36)와 계기판(10)의 도어(14) 사이의 응력 집중 연결 부위(46)에 연장되고 또는 연결하는 역할을 하고 동일한 이유로 제공된 일체형 중간 부분(62')을 가진다. 도2의 실시예에서 제공된 폴드(63)가 제1 실시예의 테더보다 탄성이 있기 때문에 본 실시예에서는 테더가 요구되지 않는다.
제2 실시예에 따른 계기판(10) 상의 위치에 보조 테더 힌지(50')를 고정하는 양호한 수단 및 방법은 용접에 의하는 것이다. 용접 과정에서 계기판(10) 및 테더 힌지(50')는 선택된 위치의 인터페이스가 녹도록 충분히 가열됨으로써 도6 및 도8에서 개략적으로 도시된 것처럼 용접 조인트(70)를 사이에 두고 두 층이 용접된다. 플라스틱 용접 분야의 당업자라면, 두 플라스틱층을 일부분만 결합하는 데 있어서 예를 들면 초음파, 진동, 유도, 열판 전도, 전자기 방열, 마이크로웨이브 방열 및 고주파 용접 등을 포함하는 다수의 공지된 용접 기술 중 어떤 것이라도 채용될 수 있다는 것을 이해한다. 선택은 장치의 활용 가능성, 경제성, 공정용 재료의 적절성 여부에 의존될 수도 있다. 어떤 기술이 선택되든지, 도어(14) 및 플랜지(36) 모두와의 접속을 유지하도록 에어백(22)의 전개시 테더 힌지(50')에 인가된 하중을 견딜 정도로 충분히 강한 재료 용융 결합을 나타내는 기술이어야 한다.
도7은 힌지(50')를 계기판(10)에 용접하기 위해 채용될 수도 있는 일반적인 배열을 개략적으로 도시하고 있다. 도시된 것처럼, 테더 힌지(50')층은 계기판(10)층에 대해 적절한 클램핑 고정구(72)에 의해 위치되고 유지된다. 고정구(72)는 테더 힌지(50')층이 놓일 수도 있는 고정된 하부 플래튼(74) 및 각각 계기판(10)의 도어(14)와, 테더 힌지(50')층에 죄고 풀어주도록 계기판(10)층과의 결합 내부 및 외부로 하부 플래튼(74)에 대해 이동 가능한 상부 가동 플래튼(76)을가진 형태일 수도 있다. 클램핑 고정구(72)의 특정한 구성은 물론 계기판(10)에 의해 부과된 형상 및 접근성 한계에 종속되고 또한 채용된 용접 기술에 종속하여 상이하다. 클램핑 고정구(72)는 또한 고정구(72)의 하부 플래튼(74)의 개구를 통해 접근 가능하고 용접 조인트(70)를 나타내도록 테더 힌지(50')층과의 연결 내부 및 외부로 이동 가능한 것으로서 도7에서 개략적으로 도시된 용접 성형 장치(78)가 접근할 수도 있다. 플라스틱 용접 분야의 당업자라면 개시된 클램핑 고정구를 이용할 수도 있으며, 용접 장치는 일반적인 배열을 단지 개략적으로 도시한 것일 뿐 특별한 구성 및 장치의 배열은 계기판(10)의 구성 및 사용된 용접 공정에 대해 일부 설명되는 것임을 이해한다.
용접 조인트(70)의 특정한 패턴은 특정 적용 분야의 요건에 따라 변한다. 예를 들면, 도6은 힌지(50)의 플랜지 부분(52')을 계기판(10)의 플랜지(36)에 결합하고 도어 부분(56')을 계기판(10)의 도어(14)에 결합하는 복수의 분리되고 격리된 용접 조인트(70)의 채용을 도시하고 있다. 다소간의 용접이 이용될 수 있다. 예를 들면, 필요하다면 접촉하는 인터페이스의 모든 또는 실질적인 부분은 용접될 수 있다. 어떤 경우라도, 용접을 할 때에는 노출된 외부의 형상, 소위 점유물에 의해 보여지는 계기판의 "A급" 표면의 외형에 영향을 주지 않도록 수행되어야 한다. 바꾸어 말하면, 용접 조인트(70)의 외형은, 형성될 때 A급 표면 상에서 시각으로 감지되지 않도록 (예를 들면, A급 상에는 용융부, 함몰부 또는 용접에 의해 유도된 다른 결함이 없도록) 제어되어야 한다.
테더 힌지(50')를 계기판(10)과 별도로 제조함으로써, 계기판(10) 및 테더힌지(50')가 결합되기 전에 개별적으로 성능 시험을 할 수 있고, 또한 계기판(10)이 계기판(10)의 반대 위치에서 테더 힌지(50')의 성형을 어렵게 하는 언더컷(undercut) 영역을 포함하는 복잡한 형상을 가진 적용 분야에서 특히 테더 힌지 재료(50')를 계기판(10)의 후면의 적용도 단순화할 수 있다.
상당히 양호한 실시예에 대해 도해적인 방법으로 본 발명을 기술하였으며, 사용된 용어는 한정하는 용어라기 보다는 설명하는 용어의 성질로 사용하였다는 것을 알 수 있다. 분명히, 상기 설명을 고려하여 본 발명에 대해 다수의 수정 및 변화가 가능할 수도 있다. 따라서 첨부된 청구 범위의 범주 내에서, 본 발명은 특정적으로 도시되고 기술된 것 이외의 다른 형태로 실시될 수도 있다.

Claims (25)

  1. 자동차 차체와, 상기 차체 상에 장착된 팽창 가능한 에어백을 포함하는 에어백 시스템과, 상기 차체 상에 장착되고 상기 에어백을 덮는 플라스틱 재료로 제조되며, 상기 차체의 승객석 공간 내로 상기 에어백의 전개가 가능하게 개구를 형성하도록 팽창시 상기 에어백의 힘에 의해 파열 시임을 따라 외향으로 파열되고 내면에 일체형 긴 장착/힌지 플랜지를 가진 에어백 전개 도어를 형성하는 상기 파열 시임을 가진 성형된 계기판과, 보통은 상기 계기판을 상기 차체 상의 위치에 고정하고 상기 에어백이 전개 중이지 않을 때 내향 추력에 대항하여 상기 도어를 지지하는 것을 조력하도록 상기 장착/힌지 플랜지를 상기 차체에 고정하는 제1 고정 수단과, 상기 제한된 온도 범위 이하에서도 가요성을 가진 가요성 시트 재료로 제조되고, 상기 연결 부위에 걸쳐지고 실질적으로 상기 도어의 내측 및 상기 연결 부위에 이어지는 상기 장착/힌지 플랜지의 한 측을 따라 길이로 연장되고, 상기 연결 부위로부터 먼 위치에서 상기 장착/힌지 플랜지의 상기 한 측면에 대해 위치된 한 여유부를 가지고 상기 도어 부분의 상기 내측에 대해 위치된 다른 여유부를 가지고 상기 여유부 사이에 위치되고 상기 연결 부위에 걸치는 중간 부분을 가진 상기 도어 부분용 가요성 테더 힌지와, 상기 한 여유부를 상기 장착/힌지 플랜지에 고정하는 제2 고정 수단과, 상기 도어 부분을 관통하지 않고 상기 다른 여유부를 상기 도어 부분에 고정하는 제3 고정 수단을 포함하고,
    상기 장착/힌지 플랜지는 제한된 온도 범위 내에서 가요성이며, 상기 도어를상기 차체에 보유하지만 상기 도어의 한 부분이 상기 장착/힌지 플랜지로부터 분리됨으로써 상기 차체로부터 분리되고 상기 제한된 온도 이하의 온도에서 상기 도어와의 연결 부위를 따라 파손되는 동시에 에어백 전개를 위해 외향으로 상기 도어를 스윙 운동시키는 힌지로서 작용하는 것을 특징으로 하는 조합.
  2. 제1항에 있어서, 상기 테더 힌지의 상기 중간 부분이 상기 연결 부위를 따라 외향으로 연장되고 상기 연결 부위가 파손될 때 상기 도어 부분을 상기 차체에 보유하도록 펴지는 폴드를 가지는 것을 특징으로 하는 조합.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2 고정 수단이 상기 한 여유부 및 그를 따라 격리된 점에서 상기 차체의 벽 부분을 통해 연장되는 기계적 패스너를 포함하며, 상기 제3 고정 수단이 접착제를 포함하는 것을 특징으로 하는 조합.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2 고정 수단이 상기 한 여유부 및 상기 차체의 벽 부분을 통해 연장되는 기계적 패스너를 포함하며, 상기 제3 고정 수단이 상기 도어 부분의 상기 내측 상에 핫 스테이크 보스들을 포함하는 것을 특징으로 하는 조합.
  5. 제1항에 있어서, 상기 시트 재료가 열가소성 재료인 것을 특징으로 하는 조합.
  6. 제1항에 있어서, 상기 시트 재료가 금속 메쉬 스크린인 것을 특징으로 하는 조합.
  7. 제1항에 있어서, 상기 시트 재료가 플라스틱 섬유계 직조 직물인 것을 특징으로 하는 조합.
  8. 제1항에 있어서, 상기 시트 재료가 천연 섬유계 직조 직물인 것을 특징으로 하는 조합.
  9. 제1항에 있어서, 상기 장착/힌지 플랜지가 실질적으로 상기 도어의 길이로 연장되며, 상기 테더 힌지가 실질적으로 상기 장착/힌지 플랜지의 길이로 연장되는 것을 특징으로 하는 조합.
  10. 제1항에 있어서, 상기 장착/힌지 플랜지가 실질적으로 상기 도어의 길이로 연장되며, 상기 테더 힌지가 실질적으로 상기 장착/힌지 플랜지의 길이로 연장되며, 상기 테더 힌지의 상기 중간 부분이 상기 연결 부위에 대향으로 위치된 폴드를 포함하는 것을 특징으로 하는 조합.
  11. 제1항에 있어서, 상기 시트 재료가 열경화성 재료인 것을 특징으로 하는 조합.
  12. 자동차 차체와, 상기 차체 상에 장착된 팽창 가능한 에어백을 포함하는 에어백 시스템과, 상기 차체 상에 장착되고 상기 에어백을 덮는 플라스틱 재료로 제조되고 상기 차체에서 승객석 공간 내로 상기 에어백의 전개가 가능하게 상기 계기판에 개구를 형성하도록 팽창시 상기 에어백의 힘에 의해 상기 파열 시임을 따라 상기 계기판으로부터 외향으로 파열되어 에어백 전개 도어를 형성하는 파열 시임을 가진 성형된 계기판과, 상기 제한된 온도 범위 이하에서 제1 플라스틱 재료보다 더 가요성인 제2 플라스틱 가요성 재료로 상기 계기판과 별도로 제조된 상기 도어용 가요성 보조 저온 테더 힌지를 포함하고,
    상기 에어백 전개 도어는 내면에 위치된 일체형의 긴 장착/힌지 플랜지를 가지고 보통은 상기 차체 상의 위치에 고정하도록 상기 계기판을 상기 차체에 고정하고, 상기 장착/힌지 플랜지는 제한된 온도 범위에서 가요성이며, 상기 도어를 상기 차체에 보유하지만 상기 도어의 부분이 상기 장착/힌지 플랜지로부터 분리됨으로써 상기 차체로부터 분리되고 상기 제한된 온도 이하의 온도에서 상기 도어와의 연결 부위를 따라 파손되는 동시에 에어백의 전개를 위해 외향으로 상기 도어를 스윙 운동시키는 힌지로서 작용하고, 상기 도어용 가요성 보조 저온 테더 힌지는 상기 장착/힌지 플랜지에 대항하여 위치된 플랜지 부분, 상기 도어의 내면에 대항하여 위치된 도어 부분 및 상기 연결 부위에 걸쳐지는 중간 부분을 가짐으로써, 용접 조인트에 의해 상기 계기판에 고정되는 것을 특징으로 하는 조합.
  13. 제12항에 있어서, 상기 계기판이 상기 내면에 대향인 외측 표면을 가지며, 상기 용접 조인트가 상기 외측 표면으로부터 시각으로 감지할 수 없는 것을 특징으로 하는 조합.
  14. 제12항에 있어서, 상기 보조 테더 힌지가 상기 에어백 위에 놓이는 것을 특징으로 하는 조합.
  15. 자동차의 팽창 가능한 에어백 시스템을 은폐하기 위한 커버 조립체를 제조하는 방법에 있어서,
    상기 계기판에 에어백 전개 도어를 형성하는 취약한 파열 시임과, 상기 파열 시임에 인접하고 차체에 고정되도록 조정된 상기 도어의 내면으로부터 횡방향으로 연장되는 일체형 장착/힌지 플랜지를 가지고, 플랜지가 상기 제한된 온도 범위 내에서 차체에 접착된 도어를 보유하는 제1 테더로서도 작용하고 상기 제한된 온도 범위 이하에서 플랜지와 도어 사이의 연결 부위를 따라 파손되는 동시에 도어가 파열 시임의 분리 및 보조적인 승객 억제 시스템의 에어백의 외향 전개시 외향으로 스윙 운동을 할 수도 있는 힌지로서 작용할 수 있는 제한된 온도 범위에서 가요성인 제1 플라스틱 재료로부터 트림 패널을 제조하는 단계와,
    플랜지 부분과 도어 부분을 가지고 상기 제한된 온도 범위 이하에서 상기 제1 플라스틱 재료보다 상대적으로 가요성인 제2 플라스틱 재료로 계기판과 별도로 제조된 보조 테더 힌지를 제조하는 단계와,
    상기 보조 테더 힌지의 상기 플랜지 부분을 상기 계기판의 상기 장착/힌지 플랜지에 대항하여 위치 결정하고, 보조 테더 힌지의 상기 도어 부분을 계기판의 도어의 내면에 대해 위치 결정하고, 보조 테더 힌지의 플랜지 부분을 보조 테더 힌지의 중간 부분이 플랜지와 계기판의 도어 사이의 연결 부위에 연장되도록 계기판의 플랜지의 인접 표면에 대항하여 위치 결정하는 단계와,
    계기판 및 보조 테더 힌지의 경계 부분을 가열하여 제1 및 제2 플라스틱 재료를 충분히 국부적으로 재용융함으로써 보조 테더 힌지를 계기판에 용접하는 단계와,
    계기판의 도어 에어백 억제 시스템에 포개져 덮이는 상태로 계기판 및 보조 테더 힌지 조립체를 차체 상에 설치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 보조 테더 힌지가 계기판에 초음파 용접되는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제15항에 있어서, 보조 테더 힌지가 계기판에 진동 용접되는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제15항에 있어서, 보조 테더 힌지가 계기판에 유도 용접되는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제15항에 있어서, 보조 테더 힌지가 계기판에 열판 유도 용접되는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제15항에 있어서, 보조 테더 힌지가 계기판에 전자기 용접되는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제15항에 있어서, 보조 테더 힌지가 계기판에 고주파 용접되는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제15항에 있어서, 보조 테더 힌지의 도어 부분이 계기판의 도어의 크기 및 형상과 대체로 동일한 크기 및 형상을 가지도록 제조되고 실질적으로 도어의 전체 내면을 덮도록 위치 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 자동차의 팽창하는 에어백 시스템을 은폐하기 위한 커버 조립체를 제조하는 공정에 있어서,
    상기 계기판에 에어백 전개 도어를 형성하는 취약한 파열 시임과, 상기 파열 시임에 인접하고 차체에 고정되도록 조정된 상기 도어의 내면으로부터 횡방향으로 연장되는 일체형 장착/힌지 플랜지를 가지고, 플랜지가 상기 제한된 온도 범위 내에서 차체에 접착된 도어를 보유하는 제1 테더로서도 작용하고 상기 제한된 온도범위 이하에서 플랜지와 도어 사이의 연결 부위를 따라 파손되는 동시에 도어가 파열 시임의 분리 및 팽창 가능한 에어백 시스템의 에어백의 외향 전개시 외향으로 스윙 운동을 할 수도 있는 힌지로서 작용할 수 있는 제한된 온도 범위에서 가요성인 제1 플라스틱 재료로부터 트림 패널을 제조하는 단계와,
    상기 제한된 온도 범위 이하에서 플랜지 부분과 도어 부분을 가진 상기 제1 플라스틱 재료보다 더 가요성인 선택된 다른 재료로 계기판과 별도로 제조된 보조 테더 힌지를 제조하는 단계와,
    보조 테더 힌지의 플랜지 부분을 계기판의 플랜지에 고정하고, 보조 테더 힌지의 중간 부분이 플랜지와 계기판의 도어 사이의 연결 부위에 연장되도록 보조 테더 힌지의 도어 부분을 계기판의 도어에 고정하는 단계와,
    계기판의 도어가 에어백 억제 시스템에 포개지게 배열된 상태로 계기판 및 보조 테더 힌지 조립체를 차체 상에 설치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공정.
  24. 제23항에 있어서, 보조 테더 힌지의 적어도 일부가 계기판에 접착제로 고정되는 것을 특징으로 하는 공정.
  25. 제23항에 있어서, 보조 테더 힌지가 제2 플라스틱 재료로 제조되고 용접에 의해 적어도 일부가 계기판에 고정되는 것을 특징으로 하는 공정.
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