專利名稱：用于機(jī)動(dòng)車安全氣囊系統(tǒng)的嵌入模制tpo滑槽的制作方法
用于機(jī)動(dòng)車安全氣囊系統(tǒng)的嵌入模制TPO滑槽技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明總的來(lái)說(shuō)涉及汽車安全氣囊系統(tǒng)，更具體地，涉及通過(guò)儀表板基板和模制安全氣囊滑槽形成的隱藏式安全氣囊展開(kāi)門。
背景技術(shù)：
安全氣囊展開(kāi)滑槽組件在商業(yè)上已經(jīng)用于機(jī)動(dòng)車的儀表板的乘客側(cè)?；劢M件將安全氣囊模塊(通常包含折疊帆布包和用于在需要時(shí)向包充氣的化學(xué)氣體發(fā)生劑)連接于門支撐面板或儀表板的基板?；劢M件的典型結(jié)構(gòu)包括管狀外壁、一個(gè)或多個(gè)門板、圍繞門區(qū)域的凸緣以及將門板連接至外壁和凸緣的一個(gè)或多個(gè)鉸接件或區(qū)域。
為了式樣的目的，期望從車廂看時(shí)，不能看到儀表板中的安全氣囊展開(kāi)門。換句話說(shuō)，儀表板的可見(jiàn)或“A類”表面優(yōu)選是無(wú)縫的。因此，在基板中(在“B類”側(cè)上)要求預(yù)先弱化接縫，以便于安全氣囊展開(kāi)期間門的撕裂打開(kāi)。
用于儀表板基板的普通材料是注模熱塑性塑料。然而，當(dāng)在這種基板中內(nèi)模制裂縫時(shí)，發(fā)生已知為連續(xù)(read-through)的潛在問(wèn)題。在連續(xù)時(shí)，內(nèi)模制接縫處基板的窄厚度導(dǎo)致在模制材料的冷卻期間形成的A類表面上的凹槽形式的可見(jiàn)變形。從而，要求輔助操作，諸如I)激光劃線或研磨以切割從A類表面看不見(jiàn)的B類表面中的預(yù)先弱化接縫或者 2)允許連續(xù)發(fā)生，但隨后用外部表層覆蓋儀表板基板以隱藏連續(xù)接縫。輔助操作增加了制造和/或材料成本。
關(guān)于傳統(tǒng)滑槽組件的另一個(gè)問(wèn)題是需要將滑槽附接于儀表板基板。附接滑槽的一種普通方法是振動(dòng)焊接，但是已知處理可能昂貴并且難以獲得附接的期望堅(jiān)固性。發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一個(gè)方面中，提供用于車輛的汽車安全氣囊系統(tǒng)。儀表板基板包括具有第一熔化溫度特征的第一可模制熱塑性塑料。儀表板基板具有用于面對(duì)車輛的車廂的基本光滑的外表面?；?chute)包括具有低于第一熔化溫度的第二熔化溫度特征的第二可模制熱塑性塑料。滑槽包括內(nèi)模制裂縫和用于氣囊展開(kāi)門的鉸鏈以及用于將充氣安全氣囊引導(dǎo)至展開(kāi)門的通道?；弁ㄟ^(guò)嵌入式模制附接至儀表板基板的內(nèi)表面，其中，第一可模制熱塑性塑料的注入引起第二可模制熱塑性塑料的部分熔化。
優(yōu)選地,光滑外表面是A類表面。
優(yōu)選地，第一可模制熱塑性塑料具有第一撓曲模量，第二可模制熱塑性塑料具有小于第一撓曲模量的第二撓曲模量，從而第一撓曲模量確保當(dāng)安全氣囊展開(kāi)時(shí)展開(kāi)門沿著內(nèi)模制裂縫破裂。
優(yōu)選地，展開(kāi)門具有多個(gè)孔，每個(gè)孔都充分填充通過(guò)嵌入模制注入的儀表板基板的第一可模制熱塑性塑料。
優(yōu)選地，第一可模制熱塑性塑料和第二可模制熱塑性塑料由熱塑性烯烴(TPO)與用于提供第一熔化溫度和第二熔化溫度之間的差異的填充物一起組成。優(yōu)選地，填充物選3自包括橡膠、滑石和玻璃的組。
優(yōu)選地，第一可模制熱塑性塑料和第二可模制熱塑性塑料由熱塑性彈性體與用于提供第一熔化溫度和第二熔化溫度之間的差異的填充物一起組成。優(yōu)選地，填充物選自包括橡膠、滑石和玻璃的組。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種制造用于具有安全氣囊的機(jī)動(dòng)車的儀表板系統(tǒng)的方法，包括以下步驟模制第一可模制熱塑性塑料以形成安全氣囊滑槽，第一可模制熱塑性塑料具有第一熔化溫度特征，其中，滑槽模制有內(nèi)模制裂縫和用于安全氣囊展開(kāi)門的鉸鏈，并且滑槽包括用于將充氣安全氣囊引導(dǎo)至展開(kāi)門的通道；將滑槽放到模具的腔中，模具限定具有用于面對(duì)車輛的車廂的基本光滑外表面的儀表板基板；將第二可模制熱塑性塑料注入到腔中，以形成結(jié)合至滑槽的所述儀表板基板，其中，第二可模制熱塑性塑料具有高于第一熔化溫度的第二熔化溫度特征，從而第一可模制熱塑性塑料的部分熔化引起滑槽和儀表板基板之間的結(jié)合。
優(yōu)選地，模具包括加熱元件，并且在腔中進(jìn)行注入期間，熱量通過(guò)加熱元件被引入第二可模制熱塑性塑料。
優(yōu)選地，第一可模制熱塑性塑料具有第一撓曲模量，第二可模制熱塑性塑料具有大于第一撓曲模量的第二撓曲模量，從而第二撓曲模量確保當(dāng)安全氣囊展開(kāi)時(shí)，展開(kāi)門沿著內(nèi)模制裂縫破裂。
優(yōu)選地，滑槽具有位于展開(kāi)門內(nèi)的多個(gè)孔，在注入第二可模制熱塑性塑料期間，每個(gè)孔都充分填充儀表板基板的第二可模制熱塑性塑料。
優(yōu)選地，第一可模制熱塑性塑料和第二可模制熱塑性塑料由熱塑性烯烴(TPO)與用于提供第一熔化溫度和第二熔化溫度之間的差異的填充物一起組成。優(yōu)選地，填充物選自包括橡膠、滑石和玻璃的組。
優(yōu)選地，第一可模制熱塑性塑料和第二可模制熱塑性塑料由熱塑性彈性體與用于提供第一熔化溫度和第二熔化溫度之間的差異的填充物一起組成。優(yōu)選地，填充物選自包括橡膠、滑石和玻璃的組。


圖I是示出乘客安全氣囊展開(kāi)區(qū)域的汽車儀表板系統(tǒng)的立體圖。
圖2是示出乘客安全氣囊系統(tǒng)的沿圖I的線2-2的截面圖。
圖3是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用交叉線畫成陰影的安全氣囊滑槽的立體圖。
圖4示出了注模儀表板基板的內(nèi)模制裂縫的截面圖。
圖5示出了通過(guò)切割處理產(chǎn)生裂縫的儀表板基板的截面圖。
圖6不出了具有覆蓋層的儀表板基板的截面圖。
圖7是安全氣囊滑槽和用于將滑槽嵌入模制到儀表板基板上的模具的立體圖。
圖8是滑槽、儀表板基板和用于執(zhí)行嵌入模制的模具的截面圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在參考圖1，儀表板10包括具有限定展開(kāi)門區(qū)域12的隱蔽接縫11的乘客安全氣囊系統(tǒng)。圖2示出了沿圖I的線2-2的視圖中的一種類型的現(xiàn)有技術(shù)的安全氣囊系統(tǒng)。儀表板基板15提供用于儀表板的期望形狀和硬度。其被覆蓋層16覆蓋，覆蓋層16可以包括傳統(tǒng)彈性體表層以及位于表層和基板15之間的泡沫塑料層。滑槽17包括管狀通道18 和位于其上端的展開(kāi)門20。展開(kāi)門20沿著一側(cè)通過(guò)鉸鏈21連接至通道18。例如，間隙22 可以在門20的三側(cè)限定外邊緣。代替間隙，可以采用預(yù)先弱化的接縫?；?7包括圍繞門20的凸緣23。如在圖3中更好示出的，凸緣23和門20具有用于將滑槽17焊接至儀表板基板15的多個(gè)肋條24。
如圖2所示，儀表板基板15和覆蓋層16可包括用于在展開(kāi)門20打開(kāi)期間撕裂的隱蔽接縫25。接縫25可以在通過(guò)振動(dòng)焊接來(lái)附接滑槽17之前通過(guò)機(jī)械或激光劃線形成。 安全氣囊模塊27被安裝至滑槽通道18中的多個(gè)孔26。安全氣囊模塊27由包含推進(jìn)劑源 30和折疊袋(未示出)的剛性盒組成，其中，當(dāng)通過(guò)來(lái)自推進(jìn)劑源30的氣體充氣時(shí)，折疊袋經(jīng)由通道18被引導(dǎo)至門20。安全氣囊模塊27包括容納在相應(yīng)多個(gè)窗口 26中的多個(gè)鉤狀物31。緊固件32將安全氣囊模塊27通過(guò)支架連接至汽車橫梁。
圖2和圖3所示的結(jié)構(gòu)要求制造多個(gè)獨(dú)立組件和多個(gè)處理步驟。為了試圖減少組件數(shù)量和制造步驟，可以使用整體模制的基板和滑槽。如圖4所示，儀表板基板35可以被模制為具有展開(kāi)門36和用于安裝安全氣囊模塊(未示出)的一體形成滑槽通道37的單個(gè)組件。注模件包括限定展開(kāi)門36的周界的內(nèi)模制裂縫38。然而，基板35具有與裂縫38相對(duì)形成的連續(xù)凹槽39。凹槽39阻止基板35的可見(jiàn)A類表面充分光滑。
如圖5所示，除非在模制部件之后形成裂縫，否則可見(jiàn)接縫線會(huì)阻止成功利用注模來(lái)制造儀表板基板。儀表板基板40包括門部分41和滑槽部分42?；?0模制有基本恒定厚度(即，沒(méi)有內(nèi)模制裂縫)的外壁，使得外部A類表面光滑地形成而沒(méi)有任何缺陷。 例如，在隨后處理步驟中，裂縫43通過(guò)使用切割設(shè)備44劃線或切割形成，切割設(shè)備44可以包括機(jī)械刀或激光束。
如圖6所示，如果相應(yīng)的連續(xù)缺陷被泡沫塑料層51和表層52覆蓋，則可以使用具有內(nèi)模制裂縫53的注入模制儀表板基板50。為了便于撕裂，表層52可以在注入泡沫塑料之前被獨(dú)立劃線以形成切口 54。還可以要求泡沫塑料層50的劃線。因此，要求重要處理以獲得不可見(jiàn)裂縫。
圖7和圖8中示出了本發(fā)明的改進(jìn)汽車安全氣囊系統(tǒng)?；?0包括凸緣部分61 和通道部分62。為了將其附接至儀表板基板，當(dāng)在模具63中形成儀表板基板時(shí)嵌入模制滑槽60(圖7)。模具63包括其中安裝滑槽60的腔64。如圖8所示，模具63可以包括主要部分77以及封閉部分78和79，它們進(jìn)行協(xié)作以通過(guò)滑槽60沿著下邊緣限制的腔75。
滑槽60包括優(yōu)選圍繞展開(kāi)門68的三個(gè)側(cè)面延伸的內(nèi)模制裂縫66，活動(dòng)鉸鏈67沿著展開(kāi)門68的剩余側(cè)延伸。展開(kāi)門68可以優(yōu)選地包括多個(gè)通孔70，以在形成儀表板基板 71期間容納注入材料，使得改進(jìn)了附接的強(qiáng)度。如以下更詳細(xì)描述的，可模制熱塑性塑料流到腔75中，以提供基本光滑的外表面(即，倚靠模具部分77的A類表面)。流動(dòng)的熱塑性塑料在區(qū)域72處完全覆蓋內(nèi)模制裂縫66并且流過(guò)孔70以形成突出物73。由于以下描述的熔化溫度的特定關(guān)系，儀表板基板71和滑槽60變得牢固結(jié)合。
為了獲得期望強(qiáng)度和外表，儀表板基板71和滑槽60可以優(yōu)選地由可模制熱塑性塑料材料形成。優(yōu)選材料包括熱塑性聚烯烴(TPO)、熱塑料彈性體(TPE)和熱塑料彈性體烯烴(TEO)。最優(yōu)選的材料是與填充物混合的ΤΡ0，其中，填充物修改了材料的熔化溫度、撓曲5模量(即，硬度)和其他特性。用于形成滑槽60的混合材料具有比被注入以形成儀表板基板71的材料的熔化溫度低的熔化溫度。在可模制熱塑性塑料注入到腔75中用于形成儀表板基板71期間，發(fā)生滑槽60的部分熔化，以在組件之間產(chǎn)生強(qiáng)結(jié)合。在沒(méi)有任何輔助處理的情況下，獲得裂縫和光滑A類表面。在最優(yōu)選的實(shí)施例中，由混合TPO形成滑槽60和基板71。通過(guò)提供不同填充物成分和/或濃度，可以獲得不同的熔化溫度。另外，通?？梢缘玫讲煌膿锨Ａ?，其中，較高的熔化溫度通過(guò)較高的撓曲模量(即，硬材料)實(shí)現(xiàn)。為了確保展開(kāi)門通過(guò)用于合適安全氣囊展開(kāi)的足夠硬度操作，基板71 (其是硬材料)采用具有足夠高撓曲模量的TPO混合物。在可模制熱塑性塑料中使用的填充物可以包括橡膠、滑石和/或玻璃的粒子。例如，橡膠的增加濃度相應(yīng)地降低熔化溫度和撓曲模量。在優(yōu)選實(shí)施例中，滑槽60的可模制熱塑性塑料具有約380 ° F的熔化溫度。用于基板71的可模制熱塑性塑料優(yōu)選具有約420° F的熔化溫度。當(dāng)在滑槽材料之上注入較熱基板材料時(shí)，滑槽材料的外表面至少部分地被熔化，并且在注入處理期間材料結(jié)合到約
O.5mm的深度。如圖8所示，模具63可優(yōu)選包括多個(gè)加熱和/或冷卻元件80。元件80可以由用于承載加熱或冷卻流體的穿透模具63的固體的通道構(gòu)成?？蛇x地，元件80可以是電阻加熱元件。根據(jù)優(yōu)選方法，安全氣囊滑槽由具有第一熔化溫度的第一可模制熱塑性塑料模制。滑槽被放在模具的腔中，其中，模具腔限定具有用于面對(duì)車輛的車廂的基本光滑外表面的儀表板基板。第二可模制熱塑性塑料被注入腔中，以形成儀表板基板。作為第二可模制熱塑性塑料具有較高熔化溫度引起界面處滑槽材料的部分熔化的結(jié)果，基板變?yōu)榻Y(jié)合到滑槽。在一個(gè)實(shí)施例中，在注入到腔中期間，熱量通過(guò)加熱元件被引入到第二可模制熱塑性塑料中。優(yōu)選地，模具被加熱為稍低于基板材料的熔化溫度的溫度，諸如約375° F。輔助加熱幫助確保第二可模制熱塑性塑料的層流并幫助在A類表面上實(shí)現(xiàn)光滑外表。通過(guò)加熱腔，注入的材料更長(zhǎng)時(shí)間地保持為流體并且使流峰平坦?；宓墓饣砻孢€利于現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡儀表板，這是因?yàn)樵谝恍┣闆r下，基板缺陷通過(guò)泡沫塑料和表層可能仍然很明顯(例如，本發(fā)明可以防止泡沫塑料流動(dòng)中的缺陷引入空隙所引起的缺陷的連續(xù))。本發(fā)明的嵌入模制TPO滑槽頂部之上的更剛硬(即，硬層)的TPO提供剛性門結(jié)構(gòu)。剛性門結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步益處是減小“鑄板凹陷”，其是當(dāng)乘客按壓儀表板時(shí)導(dǎo)致的進(jìn)出運(yùn)動(dòng)。而且，剛性門結(jié)構(gòu)改進(jìn)從安全氣囊到基板的能量傳送，結(jié)果是門的更清潔打開(kāi)。
權(quán)利要求
1.一種用于車輛的汽車安全氣囊系統(tǒng)，包括 儀表板基板，包括具有第一熔化溫度特征的第一可模制熱塑性塑料，其中，所述儀表板基板具有面對(duì)所述車輛的車廂的基本光滑的外表面；以及 滑槽，包括具有低于所述第一熔化溫度的第二熔化溫度特征的第二可模制熱塑性塑料，其中，所述滑槽包括內(nèi)模制裂縫和用于安全氣囊展開(kāi)門的鉸鏈，所述滑槽包括用于將充氣安全氣囊引導(dǎo)至所述展開(kāi)門的通道，并且所述滑槽通過(guò)嵌入模制附接至所述儀表板基板的內(nèi)表面，其中，所述第一可模制熱塑性塑料的注入引起所述第二可模制熱塑性塑料的部分熔化。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述光滑外表面是A類表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述第一可模制熱塑性塑料具有第一撓曲模量，所述第二可模制熱塑性塑料具有小于所述第一撓曲模量的第二撓曲模量，從而所述第一撓曲模量確保當(dāng)安全氣囊展開(kāi)時(shí)所述展開(kāi)門沿著所述內(nèi)模制裂縫破裂。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述展開(kāi)門具有多個(gè)孔，每個(gè)孔都充分填充通過(guò)所述嵌入模制注入的所述儀表板基板的所述第一可模制熱塑性塑料。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述第一可模制熱塑性塑料和所述第二可模制熱塑性塑料由熱塑性烯烴(TPO)與用于提供所述第一熔化溫度和所述第二熔化溫度之間的差異的填充物一起組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，所述填充物選自包括橡膠、滑石和玻璃的組。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述第一可模制熱塑性塑料和所述第二可模制熱塑性塑料由熱塑性彈性體與用于提供所述第一熔化溫度和所述第二熔化溫度之間的差異的填充物一起組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述填充物選自包括橡膠、滑石和玻璃的組。
9.一種制造用于具有安全氣囊的機(jī)動(dòng)車的儀表板系統(tǒng)的方法，包括以下步驟 模制第一可模制熱塑性塑料以形成安全氣囊滑槽，所述第一可模制熱塑性塑料的特征在于第一熔化溫度，其中，所述滑槽模制有內(nèi)模制裂縫和用于安全氣囊展開(kāi)門的鉸鏈，并且所述滑槽包括用于將充氣安全氣囊引導(dǎo)至所述展開(kāi)門的通道； 將所述滑槽放到模具的腔中，所述模具限定具有用于面對(duì)車輛的車廂的基本光滑外表面的儀表板基板； 將第二可模制熱塑性塑料注入到所述腔中，以形成結(jié)合至所述滑槽的所述儀表板基板，其中，所述第二可模制熱塑性塑料的特征在于高于所述第一熔化溫度的第二熔化溫度，從而所述第一可模制熱塑性塑料的部分熔化引起所述滑槽和所述儀表板基板之間的結(jié)合。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述模具包括加熱元件，并且在所述腔中進(jìn)行注入期間，熱量通過(guò)所述加熱元件被引入所述第二可模制熱塑性塑料。
全文摘要
一種用于車輛的汽車安全氣囊系統(tǒng)，包括儀表板基板，其包括其特征在于第一熔化溫度的第一可模制熱塑性塑料。儀表板基板具有用于面對(duì)車輛的車廂的基本平滑的外表面?；郯ㄆ涮卣髟谟诘陀诘谝蝗刍瘻囟鹊牡诙刍瘻囟鹊牡诙赡Ｖ茻崴苄运芰?。滑槽包括內(nèi)模制裂縫和用于安全氣囊展開(kāi)門的鉸鏈以及用于將充氣安全氣囊引導(dǎo)至展開(kāi)門的通道。滑槽通過(guò)嵌入模制附接至儀表板基板的內(nèi)表面，其中，第一可模制熱塑性塑料的注入引起第二可模制熱塑性塑料的部分熔化。
文檔編號(hào)B60R21/205GK102923090SQ201210253798
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月8日
發(fā)明者雷蒙德·E.·卡利什, 肯尼思·J.·瓦斯尼克 申請(qǐng)人:福特環(huán)球技術(shù)公司