具有整体密封件的安全气囊滑槽的制作方法

本公开总体上涉及车辆内饰板，并且更具体地涉及其中安装有安全气囊模块的这种面板。

背景技术：

现代车辆通常配备有一个或多个安全气囊作为碰撞安全设备。安全气囊可隐藏在车内饰板后面或下方，直到在碰撞期间展开为止。在某些情况下，安全气囊通过穿过隐藏面板形成的开口向乘员舱膨胀。有时希望不仅隐藏安全气囊模块，而且还希望隐藏安全气囊模块的存在，使得可独立于安全约束的功能来设计车辆内饰的美观。制造商已经开发出具有隐藏式安全气囊门和/或撕裂线的内饰板，在安全气囊展开期间，内饰板沿着撕裂线破开以达到该目的。这些内饰板中的一些由位于可见装饰层与下面的结构层之间的贴体泡沫(foam-in-place)缓冲层制成。当结构层具有穿过其形成的预成型的安全气囊展开开口时，该开口必须在泡沫成型操作期间密封，以防止膨胀的泡沫泄漏。

授予okamoto等人的第7,434,828号美国专利公开了一种布置，其中安全气囊门框被描述为形成密封件，作为泡沫膨胀到穿过基底材料形成的安全气囊开口中的屏障。密封件由与安全气囊门和框架相同的材料模制为单件，并且由于其性质，密封件只能位于安全气囊门框的周边。这种类型的密封件在行业中被称为“飞边”密封件，因为它是类似于模具飞边的形成在注塑模具的分型线处的非常薄的横向延伸部，这是一种典型的不良模制现象，这是由磨损的工具、过大的模制压力或不够大的模制压力引起的。在实践中，车辆制造商在这种类型的密封件方面遇到了问题，因为与模具飞边一样，这种密封件不稳定、脆弱、易损坏并且缺乏尺寸稳定性。

技术实现要素：

根据一个或多个实施方式，制造车辆内饰板的方法包括以下步骤：将安全气囊滑槽组装到车辆内饰板基板以形成基板组装件，然后将泡沫层模制到基板组装件上，以形成车辆内饰板。安全气囊滑槽由第一材料形成，以及安全气囊滑槽的周边围绕基板组装件中的基板中的开口。在组装步骤之前，将密封件固定至安全气囊滑槽。密封件配置成外接基板开口，以防止泡沫层在模制步骤期间延伸至开口中。密封件由柔性比第一材料更大的第二材料形成。

在一些实施方式中，在组装步骤之前，将密封件包覆模制到安全气囊滑槽上。

在一些实施方式中，安全气囊滑槽和密封件以双射成型工艺模制。

在一些实施方式中，密封件包括外接基板组装件中的开口的突出部。突出部从安全气囊滑槽的后侧延伸至远端，该远端位于安全气囊滑槽的周边内并与之间隔开。

在一些实施方式中，组装步骤包括：将密封件的突出部朝向安全气囊的后侧弯曲，使得密封件偏压抵靠基板组装件中的基板。

在一些实施方式中，密封件的突出部延伸远离安全气囊滑槽的后侧，并且朝向安全气囊滑槽的周边延伸，以限定位于突出部与安全气囊滑槽的后侧之间的通道。

在一些实施方式中，密封件包括第一突出部和第二突出部。第一突出部外接基板组装件中的开口，并且突出部从安全气囊滑槽的后侧延伸至位于安全气囊滑槽的周边内并与其间隔开的远端。第二突出部外接第一突出部，并且从安全气囊滑槽的后侧延伸至位于安全气囊滑槽的周边与第一突出部的远端之间的远端。

在一些实施方式中，安全气囊滑槽包括由第一材料形成的托脚，该托脚在组装步骤期间接触基板，以限制密封件的压缩量，并限定安全气囊滑槽的后侧与基板之间的距离。

在一些实施方式中，托脚位于密封件与安全气囊滑槽的周边之间。

在一些实施方式中，托脚沿着安全气囊滑槽的周边定位。

在一些实施方式中，托脚包括多个柱，该多个柱沿着安全气囊滑槽的后侧间隔开，并且围绕基板开口。

在一些实施方式中，托脚沿着安全气囊滑槽的后侧位于密封件的第一突出部与第二突出部之间。

根据一个或多个实施方式，车辆内饰板包括基板、安全气囊滑槽、泡沫层和密封件。基板具有形成在其中的安全气囊展开开口。安全气囊滑槽附接至基板，具有围绕安全气囊展开开口的周边，并且由第一材料形成。泡沫层覆盖基板和安全气囊滑槽。密封件插置在安全气囊滑槽的后侧与基板之间。密封件由柔性比第一材料更大的第二材料形成。密封件外接安全气囊展开开口，并与安全气囊滑槽限定第一界面，且与基板限定第二界面。第一界面包括第一材料和第二材料之间的化学结合，而没有插入的粘合材料。泡沫层具有由第一界面和第二界面部分限定的边界，使得泡沫层围绕安全气囊展开开口并在其上方延伸，但不进入或穿过安全气囊展开开口。

在一些实施方式中，密封件从安全气囊滑槽的后侧延伸至远端，该远端位于安全气囊滑槽的周边内并与之间隔开。

在一些实施方式中，在密封件与安全气囊滑槽的后侧之间限定有通道，其中泡沫层延伸至通道中。

应预期的是，除非特征不兼容，否则可以以任何组合方式组合上述实施方式的以及附图中描绘的或以下描述的任何其他实施方式中的任意数量的单个特征来限定本发明。

附图说明

在下文中，将结合以下附图来描述说明性实施方式，其中，相同标号表示相同的元件，并且在附图中：

图1是组装之前的安全气囊滑槽和车辆内饰板基板的立体图；

图2是组装期间的安全气囊滑槽和基板的部分的剖视图；

图3是由图2的安全气囊滑槽和基板形成的基板组装件的部分的剖视图；

图4是由图3的基板组装件形成的车辆内饰板的部分的剖视图；

图5是用于将密封件附接至安全气囊滑槽的包覆模制工具的部分的剖视图；

图6是用于模制安全气囊滑槽的模制工具的部分的剖视图；

图7是具有不同密封件的组装期间的安全气囊滑槽和基板的部分的剖视图；

图8是由图7的安全气囊滑槽和基板形成的基板组装件的部分的剖视图；以及

图9是图7和图8的安全气囊滑槽的仰视图。

具体实施方式

以下描述的是一种车辆内饰板，其包括密封件，该密封件配置成在泡沫成型操作期间防止泡沫层延伸至安全气囊展开开口中。密封件可在与基板组装之前附接至安全气囊滑槽，并且可由比安全气囊滑槽材料更柔软的材料制成。密封件可通过双射成型工艺或其他方式附接至安全气囊滑槽，而无需附加粘合剂材料。密封件还可配置成使得泡沫膨胀压力用于在泡沫成型操作期间改善密封件作为泡沫阻挡层的功能。

图1是组装之前的基板组装件10的立体图，其包括安全气囊滑槽12和车辆内饰板基板14。基板14是安装在车辆中的制成的车辆内饰板的底层结构，且因而支承上面的装饰层，同时还为诸如显示器、控件、门、把手等的其他内部组件提供附接位置和支承。一个这样的组件是安全气囊模块，安全气囊模块可包括安全气囊滑槽12以及安全气囊罐或容纳可充气安全气囊的其他组件。图中未示出安全气囊罐，但是安全气囊罐可沿着安全气囊滑槽的底部附接，诸如经由沿着安全气囊滑槽的侧部的狭槽附接。示出的基板14是将配备有乘客侧安全气囊的车辆仪表板的基板。基板14可由玻璃纤维增强的聚丙烯或任何其他适当的刚性材料或复合材料形成。这些教示适用于由其他材料制成的其他车辆内饰板，诸如门板、座椅板、方向盘板、鞍座板(bolsterpanel)等。

示出的安全气囊滑槽12是插入式的，其配置成通过将安全气囊滑槽的部分插入到穿过基板的厚度形成的安全气囊展开开口16中而与基板14组装在一起。具体地，通过在安全气囊滑槽与开口16对齐的情况下使安全气囊滑槽12与基板14的外侧18朝向彼此移动，直到安全气囊滑槽的滑槽部分20延伸穿过开口，且安全气囊滑槽的凸缘部分22以其周边24围绕开口16的方式搁置在基板上，来形成基板组装件10。凸缘部分22是安全气囊门26的框，安全气囊门26配置成在气囊展开期间在膨胀的气囊的力下枢转打开。

在示出的示例中，安全气囊门26由与滑槽部分20和凸缘部分22相同的材料一件式制成，并且示出为沿其外侧具有加强肋。活动铰接件沿门26的后边缘形成，并且沿着门的其他三个侧部在门与凸缘部分22之间限定有间隙。在一些实施方式中，安全气囊门26直到安全气囊展开才完全形成。例如，凸缘部分22可具有坚固的外表面，该外表面封闭滑槽部分20的顶端，且在期望的安全气囊门位置处沿其下侧形成削弱线(例如，凹口)。膨胀的安全气囊沿着削弱线穿透安全气囊滑槽12，以形成安全气囊门26。替代地，材料桥可沿所示的间隙间隔开，并配置为在膨胀的安全气囊的力下折断，即，该间隙是围绕安全气囊门26的一系列狭槽的形式。安全气囊滑槽12可包括任何数量和/或形状的安全气囊门26，或者可完全不具有安全气囊门。

图2是在组装期间安全气囊滑槽12和基板14的部分的剖视图，并且示出了介于安全气囊滑槽12与基板14之间的密封件28。密封件28由与安全气囊滑槽12不同的材料制成，并且在组装滑槽与基板14之前固定至安全气囊滑槽12。密封件配置成外接基板开口16，以防止随后形成的泡沫层在泡沫成型步骤期间延伸至开口中。图1中以虚线示出了沿基板14的预期的密封位置。

在该示例中，密封件28沿着凸缘部分22附接至安全气囊滑槽12的后侧30。在所示的实施方式中，密封件28包括从凸缘部分的后侧30延伸至远端34的突出部32。突出部32还朝向安全气囊滑槽12的周边24向外延伸，并且与凸缘部分的后侧30形成角度α。由此，在突出部与凸缘部分22的后侧30之间限定通道36。在图2中，角度α为大约25度，但是角度α可在0度至90度之间的任何范围内。角度α在15度至75度之间或20度至50度之间也是合适的。

图3是在安全气囊滑槽12附接至基板14之后的基板组装件10的剖视图。在组装期间，突出部32朝向凸缘部分22的后侧30弯曲，从而减小了角度α和通道36的大小。凸缘部分22和基板朝向彼此移动，直到托脚38接触基板14。然后，安全气囊滑槽12以任何合适的方式在该位置处附接至基板14(例如，吸附特征(snapfeature)、螺纹紧固件、加热或超声铆接等)。因而，密封件28通过密封材料中的残余应力在朝向基板14的方向上偏置。

托脚38限制密封件的压缩量，并且设置凸缘部分22的后侧30与基板14的外侧18之间的距离，以帮助确保密封件28在围绕基板开口16的所有位置处适当地接触基板14。托脚38从凸缘部分22的后侧30延伸至比凸缘部分的任何其他特征更远的位置，但是没有延伸至如处于未组装状态下的密封件28那么远。这确保了在滑槽12完全就位之前密封件28接触基板14。在该示例中，托脚38呈沿着安全气囊滑槽12的周边24延伸的肋或脊的形式。该脊可沿着滑槽周边24连续或不连续。

图4是基板组装件10在经受泡沫成型工艺之后以在基板14上形成泡沫层40且从而形成车辆内饰板42的剖视图。这里未示出泡沫成型工艺的细节，但是大体包括将基板组装件10放置在模制工具中，其中，基板14的外表面限定模腔的部分。模制工具的表面与跨过模腔的基板14相对，并限定表层46的外表面44的轮廓。将液态泡沫前体引入腔，液态泡沫前体随后膨胀以填充腔。双组分聚氨酯是合适的泡沫体系，但是也可使用其他泡沫化学成分。表层46可为放置在模制工具中的单独设置的材料层(例如，搪塑的pvc或tpo板材)，其中装饰性外表面44面对泡沫模具，并且液体前体被引入至基板14与表层之间。或者，当膨胀的泡沫压靠相对较冷的模具表面时，表层46可由泡沫材料本身形成，在该处，它形成密度比块状泡沫更高的表皮。

密封件28配置成用作屏障，以防止泡沫层40在泡沫膨胀期间延伸至基板开口16中。因而，如图4中所示，完成的泡沫层40具有部分由密封件28限定的边界，使得泡沫层围绕基板开口16，并且在基板开口16上方和安全气囊滑槽12上方延伸，但不延伸进入或穿过基板14中的开口16。到达突出部32与凸缘部分22的后侧之间的通道36的膨胀泡沫操作为以更大的力将突出部压向基板14。

因而，密封件28与安全气囊滑槽12部分地限定第一界面48，并且与基板14部分地限定第二界面50，在第一界面48和第二界面50处，密封件与基板组装件10和车辆内饰板42的各个组件面间接触。密封件28与基板之间的界面50的特征在于简单的相反力，即，即使在没有泡沫层40的材料的情况下，密封件28也通过在界面50处将元件保持在一起的密封件的偏压力而与基板14压在一起。密封层28与安全气囊滑槽之间的界面48包括各个组件的材料之间的化学结合。另外，化学结合直接介于密封件28和安全气囊滑槽12的各个材料之间，并且其特征在于不存在介于中间的粘合层。这种化学结合允许密封件28在组装到基板14之前固定至安全气囊滑槽12，同时还消除了对粘合层的任何需要，例如，如将是粘贴式衬垫的情况那样。

密封件28由柔性比形成安全气囊滑槽12的材料更大的材料形成。这意味着，在经受针对聚合物材料的相同的、诸如iso或astm标准的标准化弯曲模量测试时，密封材料的弯曲模量比滑槽材料的弯曲模量低。当两种材料均为弹性体且适合进行硬度测试时，密封材料的特征还在于其硬度比滑槽材料低。在一些实施方式中，这两种不同的材料都是弹性体，诸如热塑性弹性体(tpe)，但是具有不同的弯曲性质和/或硬度。基于聚烯烃的tpe可同时适用于滑槽12和密封件28两者。这两种不同的材料优选地在相同的聚合物材料家族中，诸如聚烯烃、聚酯、聚氨酯或苯乙烯类。在没有粘合剂的情况下，选自相同的聚合物材料家族的材料可彼此形成更牢固的化学结合，即，它们的化学相容性使来自这两种材料的聚合物分子在界面48处混合，以形成无粘合剂的化学结合。

在一个实施方式中，在组装基板组装件10之前，密封件28包覆模制到安全气囊滑槽12上。图5中示出了包覆模制工艺的简化形式。安全气囊滑槽12通过注射模制或另一合适的工艺由第一材料形成，且然后在模制工具的第一部分102与第二部分104之间放置模制工具100中。模制工具100的腔成形为容纳预模制的安全气囊滑槽12，该腔具有所需密封件形状的额外腔体积106。如图5中所示，当工具100处于闭合状态且安全气囊滑槽处于腔中时，安全气囊滑槽12在附加的腔体积106处部分地限定包覆模制腔的部分。第二更柔软的材料沿着安全气囊滑槽12的凸缘部分的后侧注入到包覆模制腔106中，以形成密封件28。

如上所述，图5中的描绘被简化。例如，技术人员将认识到图5中潜在的死锁状态，其中，模塑工具100的第二部分104在安全气囊滑槽12的托脚38与包覆模制腔106之间延伸。可能需要诸如滑块或升降器的移动模具组件具有示出的密封件形状，但是图5中未示出。然而，应注意的是，用与安全气囊滑槽的材料不同的材料-具体是更柔软-形成密封件28的优点之一在于，如果密封材料具有足够的柔韧性以在包覆模制过程之后的开模步骤中弹性弯曲，则可在不移动模具组件的情况下，模制与图5的底切特征类似的特定底切特征，从而允许在模具部分102、104相互远离的直线运动下，将包覆模制的安全气囊滑槽密封件从模制工具中取出。

在一个实施方式中，安全气囊滑槽12和密封件28以二次模制工艺形成。二次模制是一种包覆模制，其中预模制的组件-在这种情况下为安全气囊滑槽12-在经过包覆模制步骤后并未完全从形成其的模制工具中移出。例如，参考图6，图5的包覆模制工具100的第一部分102也可为注射模制工具100'的第一部分102，其与不同的第二工具部分104'一起形成安全气囊滑槽12。因而，用于安全气囊滑槽12的注射模制工具100'和包覆模制工具100共用第一模具部分102，但使用不同的第二模具部分104'、104。

在特定示例中，第一模具部分102由配置为在两个不同位置之间移动第一模具部分的旋转台支承。在第一位置处，第一模具部分102与安全气囊滑槽模制工具100'的第二模具部分104'对齐，如图6中所示，封闭该工具以形成安全气囊滑槽腔106'，且将第一材料注入到腔中以形成安全气囊滑槽12。然后，将第二模具部分104'从第一模具部分102移开，并且工作台旋转以将第一模具部分移动至第二位置。在第二位置处，第一模具部分102与包覆模制工具100的第二模具部分104对齐，如图5中所示，封闭工具以形成包覆模制腔106，并且将第二材料注入到腔中以形成密封件28。然后，在第一位置或第二位置处从工具100移除安全气囊滑槽12和包覆模制的密封件28，从而可再次开始循环。

图7是基板组装件10的另一示例在组装期间的剖视图。在该示例中，密封件28包括第一突出部32和第二突出部32'。两个突出部32、32'均围绕基板14中的开口16，并且两个突出部均位于安全气囊滑槽12的凸缘部分22的周边24内。第二突出部32'围绕第一突出部32，使得第一突出部完全位于第二突出部的周边内。两个突出部32、32'均沿着凸缘部分22连续，并且围绕基板开口16周围。在该示例中，托脚38位于突出部32、32'之间，每个突出部32、32'均远离凸缘部分22的后侧30延伸至相应的远端34，该远端34比托脚距凸缘部分的后侧更远。

图8是在安全气囊滑槽12附接至基板14之后的图7的基板组装件10的剖视图。在组装期间，突出部32、32'压缩以形成泡沫阻挡层，且因而通过密封材料中的残余压缩应力偏压抵靠基板14。因而，密封件28包括双重泡沫阻挡层，其进一步防止随后添加的泡沫层延伸至基板14中的展开开口16中。具有两个嵌套突出部的密封件28的总体有效性明显优于仅具有一个嵌套的有效性。例如，如果每个突出部32、32’作为屏障仅有95％的有效性，则它们的综合有效性实质上为100％。当形成为包覆模制部时，第二突出部的额外成本可忽略不计，因为其与第一突出部同时形成。

图9是在密封件28固定之后且在与用于组装的基板对准之前的图7的安全气囊滑槽12的后侧30的仰视图。即使未在下面提及，图9中也标记了先前图中的某些相应元件。图9示出了托脚38，托脚38是延伸远离安全气囊滑槽12的凸缘部分22的后侧30的多个单独的柱。托脚柱位于密封件28的突出部32、32'之间，并且分布成围绕安全气囊滑槽的整个滑槽部分20。托脚38的这种和其他不连续的形式可帮助防止有时与连续的肋或脊相关的尺寸不稳定性(例如，翘曲)，同时在组装至基板期间提供与可靠止动件相同的功能。

由与安全气囊滑槽12不同的材料形成密封件28的一个优点是，对可能用于安全气囊滑槽12的材料的选择范围更大。例如，具有一体模制的密封件的诸如上述的okamoto结构的安全气囊滑槽极大地限制了可用于制造安全气囊滑槽的材料的种类。具体地，该材料必须具有适当的柔性和形状适应性，以与基板形成良好的密封。但是这些材料性质可能与安全气囊滑槽所需的材料性质不同。例如，可能需要硬度非常低的弹性体材料来形成强健的密封件，但是相同的材料可能不具有充足的完整性来充当安全气囊滑槽。相反，足够坚硬以用作安全气囊滑槽的材料可能没有足够的柔性来与基板形成良好的密封。当前公开的构造消除了在安全气囊滑槽与密封材料性质之间达成折衷的需要。

与首先将衬垫(gasket)围绕安全气囊展开开口定位在基板上的过程相比，在与基板14组装之前将密封件28附接至安全气囊滑槽12的优点是改善了密封件的定位。在这种过程中，必须格外小心，以确保衬垫与安全气囊滑槽的凸缘部分的期望部分对齐。

去除粘合剂是上述过程和组装的另一优点。粘合剂价格昂贵，并且由于其粘性性质而难以在制造环境中进行控制，在制造环境中，组装线上的空闲时间会导致工艺差异，因为当组装线再次启动时，粘合剂涂布器中的粘合剂可部分固化。

应预期的是，可通过包覆模制以外的方式来实现在两个组件的界面48处将密封件28固定至基板14的化学结合而无需粘合剂。仅举几个例子，可以以其他方式施加结合能量，诸如通过超声能量或热密封。

应当理解的是，前述内容是对本发明的一个或多个实施方式的描述。本发明不限于本文公开的一个或多个特定实施方式，而是仅由所附的权利要求限定。另外，除了术语或短语在上文明确定义的情况下，以上描述中包括的陈述涉及特定实施方式，并且不应被解释为对本发明的范围或权利要求中使用的术语的定义的限制。各种其他实施方式以及对所公开的一个或多个实施方式的各种改变和修改对于本领域技术人员将变得显而易见。所有这些其他实施方式、改变和修改均旨在落入所附权利要求的范围内。

如在本说明书和权利要求中所使用的，当与一个或多个组件或其他项的列表结合使用时，术语“例如(e.g.,)”、“例如(forexample)”、“例如(forinstance)”、“诸如(suchas)”和“像…一样(like)”以及动词“包括(comprising)”、“具有(having)”、“包括(including)”和它们的其他动词形式均应解释为开放式的，意味着该列表不应被解释为排除其他、另外的组件或项。除非在需要不同解释的上下文中使用其他术语，否则应使用其最广泛的合理含义来对其他术语进行解释。