专利名称：带有隐藏的气囊门的仪表板系统的制作方法
技术领域：
本发明总地涉及一种仪表板组件，并尤其设计一种具有隐藏的气囊门的仪表板。
背景技术：
已知的仪表板组件包括一个梁结构和安装到梁结构上的至少一个装饰性仪表板。一些装饰性仪表板作用为膝垫，以在撞击的情况下保护车辆乘坐者的膝盖。仪表板组件安装在汽车的车厢之内，且梁结构安装到车体上，一般连接到A柱上。已知的仪表板梁结构由钢材或塑料制成。
多种车辆系统容纳于仪表板组件内，例如，这些系统为加热、通风、空调(HVAC)系统以及气囊系统。为了允许气囊展开，仪表板包括一个由气囊门覆盖的气囊开口。由于这种门破坏了仪表板整齐的美观线条，所以将门放置在表面平滑的仪表板中部被认为是不可接受的。气囊的展开迫使门开启，从而允许气囊通过仪表板内的开口射出。通常，门由金属制造并有时由于气囊展开的力而弯曲。弯曲的气囊门在气囊放气后不会闭合，从而在乘坐者与仪表板二次撞击的情况下会对乘坐者造成危险。
Johnson控制公司已经生产出一种具有隐藏的气囊门的仪表板。模制的基体覆盖有半刚性的泡沫以及覆盖材料。仪表板基体的下侧用激光刻痕，从而形成一个门形的展开缝。单独的金属铰接片模制到门的后面以及基体的下侧，以允许门在气囊展开时枢转打开。气囊展开的力迫使展开缝分离，迫使门经过仪表板的泡沫层和覆盖层而处于开启位置，从而气囊可以从仪表板中射出。覆盖层下侧被刻痕，以利于门突破覆盖层。激光切割操作以及气囊门的多种部件增大了制造和装配的复杂性，这又延长了制造时间并增大劳动成本。
发明内容
在本发明一个方面，提供了一种仪表板。仪表板包括热塑性基体，带有至少一个压入基体上表面内的撕裂缝凹痕。至少一个强化区域压入到基体的下表面中。这个至少一个强化区域与所述至少一个撕裂缝凹痕对齐。仪表板还包括至少一个铰接区。每个铰接区是一个低强化的区域，在此，基体在下强化区域的厚度大于基体在强化区域的厚度。至少一个撕裂缝凹痕和至少一个铰接区域限定至少一个气囊门。
在本发明另一方面，提供了一种仪表板系统，盖系统包括一个仪表板和一个仪表板附近的气囊。仪表板包括一个热塑性基体。气囊位于基体下侧附近。至少一个撕裂缝凹痕压入到基体上表面内，而至少一个强化区域压入到基体的下表面内。所述至少一个强化区域与所述至少一个撕裂缝凹痕对齐。仪表板还包括至少一个铰接区。所述至少一个撕裂缝凹痕和至少一个铰接区限定了至少一个气囊门。撕裂缝凹痕被构造成在气囊展开时开启以允许气囊通过仪表板展开。
在本发明另一方面，提供了一种仪表板，其包括热塑性基体、在基体上表面附近的中间层、以及在中间层附近的外层。中间层由弹性材料制成。仪表板还包括由压入到基体中的至少一个撕裂缝凹痕和至少一个铰接区限定的至少一个气囊门，而所述至少一个铰接区由基体中的低强化区域限定。至少一个气囊门在气囊展开致使至少一个气囊门开启之前从外侧不可见。
在本发明另一方面中，提供了一种制造仪表板系统的方法。仪表板系统包括一个仪表板和一个气囊。该方法包括将热塑性基体模压成仪表板的预定形状。模压基体包括将至少一个撕裂缝凹痕压入到基体上表面内，将至少一个强化区域压入到基体的下表面内，同时使所述至少一个强化区域与所述至少一个撕裂缝凹痕对齐，并且将至少一个铰接区压入到基体的下表面内。所述至少一个撕裂缝凹痕和至少一个铰接区限定了至少一个铰接门。
图1是根据本发明实施例的仪表板组件的透视图；图2是仪表板基体一部分的俯视图，示出了H形撕裂缝凹痕图案；图3是图2所示的仪表板基体的一部分的底视图；图4是通过图3的线C-C的横截面图；
图5是通过图3的线C-C的仪表板的横截面图，示出中间层和覆盖层；图6是仪表板基体的一部分的俯视图，示出双Y形撕裂缝凹痕图案；图7是仪表板基体的一部分的俯视图，示出U形撕裂缝凹痕图案。
具体实施例方式
下面详细描述包括仪表板的仪表板系统，该仪表板带有一个隐藏的气囊门。气囊门在气囊展开之前对于车辆乘坐者来说是不可见的。隐藏的气囊门由气囊展开的力开启并允许气囊离开仪表板进入车辆的车箱内，而不必对系统进行二次操作。开启的气囊门包括没有锋利和/或坚硬边缘的平滑表面，以避免乘客受伤。此外，气囊门在气囊放气后封闭。
参照附图，图1是根据本发明示例性实施例的仪表板组件10的分解透视图。仪表板组件10包括一个仪表板12，该仪表板12具有风道出口14、16、18和20。通气格栅22、24、26和28尺寸定为与开口14、16、18和20分别配合。仪表组30和仪表组修形片32连接到仪表板12上。仪表组修形片32包括通气格栅34和36。驾驶员侧膝垫38和手套箱框架(glove box surround)40连接到仪表板12上。手套箱42安装到手套箱框架40的手套箱铰接部分44上。手套箱框架40与手套箱42的组合作为乘客膝垫。中间副仪表板46连接到驾驶员侧膝垫38和手套箱框架40上。保险接近门48覆盖手套箱框架40内的保险接近开口50。气囊模块52安装在仪表板12附近。
图2是仪表板10的基体54的一部分的俯视图，图3是仪表板基体54的一部分的底视图，而图4是通过线C-C的基体的横截面图。参照图2-4，基体54包括上表面56(图2)和下表面58(图3)。当仪表板12安装在车辆中时，上表面56面对车厢，而下表面58面对仪表板组件10的内侧。基体54包括撕裂缝凹痕60、62和64，在这个示例性实施例中，这些凹痕形成一个大致H形的图案。在模压操作过程中将基体54形成为仪表板12的预定形状时，撕裂缝凹痕60、62和64压入到上表面56内。模压操作包括将一片热塑性材料压在上模具和下模具之间，而上模具和下模具具有最终部件所需的形状。模压操作通常与施加热量相关联地操作。利用热量的模压操作有时称作热成型。在这个示例性实施例中，撕裂缝凹痕60、62和64具有90度的V字形。在其他实施例中，撕裂缝凹痕60、62和64具有其他的横截面形状，如45度的V字形、U字形、圆锥形、球形和盒形。基体54在每条撕裂缝凹痕60、62和64处的厚度大约是0.5到1.0毫米(mm)。在其他实施例中，基体在每条撕裂缝凹痕60、62和64处的厚度大于1.0mm或者小于0.5mm。大于1.0mm厚需要更大的力来撕裂该缝，而低于0.5mm的厚度需要较小的力来撕裂该缝。然而，明显小于0.5mm的厚度会影响到仪表板12的整体性。
基体54可以由多种热塑性和纤维复合材料中的一种形成，这些材料例如是聚乙烯和纤维复合物、以及聚丙烯和纤维复合物，如AZDELSuperliteTM片，该材料可以从AZEDL公司购得。
基体54还包括压入到下表面58内的强化区域66、68和70。基体54的厚度在强化区域66、68和70处小于强化区域66、68和70附近的区域内的厚度。撕裂缝凹痕60。62和64与强化区域66、68和70分别对齐。强化区域66、68和70的四周包括过渡部分72。过渡部分72为强化区域66、68和70的成圆角和/或倾斜部分，该部分提供了一个从基体54的小厚度区域到大厚度区域的平顺过渡。
基体54还包括压入到下表面58内的铰接区74和76。铰接区74和76是低强化的区域，在此，基体54的厚度大于铰接区74和76附近区域的。撕裂缝凹痕60、62和64以及铰接区74和76限定了一个气囊门78和80。在一个实施例中，基体54在铰接区74和76处的厚度大约5mm到9mm。在另一实施例中，铰接区74和76的厚度可以大于9mm，或者小于5mm。小于5mm的厚度需要气囊内较小的压力将门移开，但也增大了铰接区破裂的风险。大于9mm的厚度将需要更高的气囊压力来移开门，但是减少了铰接区破裂的风险。高气囊压力对于车辆乘坐者来说可能是危险的。
图5是通过图3中的线C-C的横截面图。仪表板12在基体54的外层56上包括一个中间层82，并在中间层82的外表面86上包括一个覆盖层84。中间层82由弹性材料，例如泡沫材料形成。在撞击情况下，弹性材料对车辆乘坐者提供保护。覆盖层84由任何适当的装饰性材料，例如，热塑性材料、皮革、纤维等形成。通过向基体54上施加中间层82和覆盖层84，气囊门78和80对车辆乘坐者来说不可见。在示例性实施例中，中间层82和覆盖层84不包含帮助气囊门开启的撕裂缝刻痕或凹痕。在其他实施例中，中间层82和覆盖层84中至少一个也包括撕裂缝凹痕。
在工作中，在气囊展开事件中，气囊52膨胀并在仪表板12上施加一个力。这个力导致撕裂缝凹痕60、62和64开启并导致气囊门通过突破中间层82和覆盖层84而移动到开启位置。在气囊门78和80处于开启位置的情况下，气囊52可以通过仪表板12完全膨胀。在气囊52放气后，气囊门78和80由于基体54的延展特性而朝封闭位置移动。开启的气囊门78和80具有平滑表面，而不带有锋利/坚硬的边缘，从而避免了车辆乘坐者受伤。
图6是根据本发明另一实施例的仪表板基体54的一部分的俯视图。基体54包括压入基体上表面56内的撕裂缝凹痕88、90、92、94和96。撕裂缝凹痕88、90、92、94和96布置成双Y形图案。铰接区98、100、102和104压入基体下表面58内。撕裂缝凹痕88、90、92、94和96以及铰接区98、100、102和104限定气囊门106、108、110和112。基体54还包括压入下表面58内的强化区域114、116、118、120和122。基体54的厚度在强化区域114、116、118、120和122内小于在强化区域114、116、118、120和122附近的区域内的。撕裂缝凹痕88、90、92、94和96以及强化区域114、116、118、120和122分别对齐。
图7是根据本发明另一实施例的仪表板基体54的俯视图。基体54包括压入基体上表面56内的撕裂缝凹痕124、126和128。撕裂缝凹痕124、126和128布置成U形图案。铰接区130压入到基体下表面58内。撕裂缝凹痕124、126和128以及铰接区130限定了气囊门132。基体54还包括压入到下表面58内的强化区域134、136和138。基体54的厚度在强化区域134、136和138内的比在强化区域134、136和138附近区域内的小。撕裂缝凹痕124、126和128以及强化区域134、136和138分别对齐。
当然，仪表板基体内的撕裂缝凹痕的结构不局限于图2、3、6和7中示出的以及上面描述的示例性实施例。可以使用其他适当的撕裂缝凹痕构型。一些其他适当的非限定性撕裂缝凹痕构型包括星形、圆形和椭圆形。同样，撕裂缝凹痕可以包括曲线。此外，上述示例性实施例具有压入到基体上表面56内的撕裂缝凹痕。在替代实施例中，撕裂缝凹痕压入到基体下表面58中。
此外，上述示例性实施例旨在仪表板中的隐藏的气囊门。在替代实施例中，其他车辆部件例如门板和修形板包括隐藏的气囊门。
虽然本发明已经在各种特性实施例中加以描述，但是本领域技术人员可以理解到在权利要求的精髓和范围内可以通过修改来实施本发明。
权利要求
1.一种仪表板(12)，包括热塑性基体(54)，其具有第一表面(56)和第二表面(58)；至少一个压入到所述基体的所述第一表面内的撕裂缝凹痕(60)；至少一个压入到所述基体的所述第二表面内的强化区域(66)，所述至少一个强化区域与所述至少一个撕裂缝凹痕对齐；至少一个铰接区(74)，其包括低强化区域，其中，所述基体在所述低强化区域处的厚度大于所述基体在所述至少一个强化区域处的厚度，所述至少一个撕裂缝凹痕和所述至少一个铰接区限定了至少一个气囊门(78)。
2.如权利要求1所述的仪表板(12)，其中，所述至少一个强化区域(66)的宽度等于或大于所述至少一个撕裂缝凹痕(60)的宽度。
3.如权利要求1所述的仪表板(12)，其中，每一个所述强化区域(66)包括位于每个所述强化区域周边附近的过渡部分(72)。
4.如权利要求3所述的仪表板(12)，其中，所述过渡部分(72)包括一曲率半径。
5.如权利要求1所述的仪表板(12)，其中，所述基体(54)模压成所述仪表板的预定形状。
6.如权利要求1所述的仪表板(12)，还包括所述基体(54)的所述第一表面(56)附近的中间层(82)，所述中间层包括弹性材料。
7.如权利要求6所述的仪表板(12)，其中，所述弹性材料包括泡沫材料。
8.如权利要求6所述的仪表板(12)，还包括在所述中间层(82)附近的外层(84)。
9.如权利要求1所述的仪表板(12)，其中，所述基体(54)在所述铰接低强化区域(66)处的厚度大于所述基体在所述铰接区(74)附近的区域处的厚度。
10.一种仪表板系统(10)，包括仪表板(12)和气囊(52)，所述气囊位于所述仪表板附近，所述仪表板包括热塑性基体(54)，其具有第一表面(56)和第二表面(58)，所述气囊位于所述基体的所述第二表面附近；至少一个压入到所述基体的所述第一表面内的撕裂缝凹痕(60)；至少一个压入到所述基体的所述第二表面内的强化区域(66)，所述至少一个强化区域与所述至少一个撕裂缝凹痕对齐；至少一个铰接区(74)，其包括低强化的区域，其中，所述基体在所述低强化区域处的厚度大于所述基体在所述至少一个强化区域处的厚度，所述至少一个撕裂缝凹痕和所述至少一个铰接区限定了至少一个气囊门(78)，所述撕裂缝凹痕构造成在所述气囊展开时打开以允许所述气囊通过所述仪表板展开。
11.如权利要求10所述的仪表板系统(10)，其中，所述至少一个强化区域(66)的宽度等于或大于所述至少一个撕裂缝凹痕(60)的宽度。
12.如权利要求10所述的仪表板系统(10)，其中，每一个所述强化区域(66)包括位于每个所述强化区域周边周围的过渡部分(72)。
13.如权利要求12所述的仪表板系统(10)，其中，所述过渡部分(72)包括一曲率半径。
14.如权利要求10所述的仪表板系统(10)，其中，所述基体(54)模压成所述仪表板(12)的预定形状。
15.如权利要求10所述的仪表板系统(10)，其中，所述仪表板(12)还包括所述基体(54)的所述第一表面(56)附近的中间层(82)，所述中间层包括弹性材料。
16.如权利要求15所述的仪表板系统(10)，其中所述仪表板(12)还包括在所述中间层(82)附近的外层(84)，所述至少一个撕裂缝凹痕(60)在所述气囊(52)展开之前通过所述外层不可见。
17.一种仪表板(12)，包括热塑性基体(54)，其具有第一表面(56)和第二表面(58)；所述基体的所述第一表面附近的中间层(82)，所述中间层包括弹性材料；所述中间层附近的外层(84)；由压入到所述基体内的至少一个撕裂缝凹痕(60)和至少一个铰接区(74)限定的至少一个气囊门(78)，该铰接区(74)包括在所述基体内低强化的区域，所述至少一个气囊门在气囊(52)展开而导致所述至少一个气囊门开启之前通过所述外层不可见。
18.如权利要求17所述的仪表板(12)，其中，所述至少一个撕裂缝凹痕(60)压入到所述基体(54)的所述第一表面(56)内。
19.如权利要求17所述的仪表板(12)，还包括至少一个压入到所述基体(54)的所述第二表面(58)内的强化区域(66)，所述至少一个强化区域与所述至少一个撕裂缝凹痕(60)相对齐。
20.如权利要求19所述的仪表板(12)，其中，所述基体(54)在所述铰接低强化区域(74)处的厚度大于所述基体在所述至少一个强化区域(66)处的厚度。
21.如权利要求19所述的仪表板(12)，其中，所述基体(54)在所述铰接低强化区域(74)处的厚度大于所述基体在所述铰接区附近的区域处的厚度。
22.一种制造仪表板系统(10)的方法，该仪表板系统包括仪表板(12)和气囊(52)，所述方法包括将具有第一表面(56)和第二表面(58)的热塑性基体(54)模压成仪表板的预定形状，其中，模压基体包括将至少一个撕裂缝凹痕(60)压入到基体中；将至少一个强化区域(66)压入到基体的第二表面中，所述至少一个强化区域与至少一个撕裂缝凹痕对齐；将至少一个铰接区(74)压入到基体的第二表面中，每个铰接区包括低强化的区域，其中，基体在低强化区域处的厚度大于基体在强化区域处的厚度，所述至少一个撕裂缝凹痕和所述至少一个铰接区限定至少一个气囊门。
23.如权利要求22所述的方法，其中，所述至少一个强化区域(66)的宽度等于或大于至少一个撕裂缝凹痕(60)的宽度。
24.如权利要求22所述的方法，其中，每个强化区域(66)包括位于强化区域周边周围的过渡区域(72)。
25.如权利要求22所述的方法，其中，基体(54)在铰接低强化区域(74)处的厚度大于基体在至少一个强化区域(66)处的厚度。
26.如权利要求22所述的方法，还包括在基体(54)的第一表面(56)附近形成中间层(82)，中间层包括弹性材料。
27.如权利要求26所述的方法，还包括在中间层(82)附近形成外层(84)。
28.如权利要求26所述的方法，还包括将气囊(52)定位于所述至少一个气囊门(78)附近。
29.如权利要求22所述的方法，其中，将至少一个撕裂缝凹痕(60)压入到基体(54)中包括将至少一个撕裂缝凹痕压入到基体的第一表面(56)内。
30.如权利要求22所述的方法，其中，将至少一个撕裂缝凹痕(60)压入到基体(54)中包括将至少一个撕裂缝凹痕压入到基体的第二表面(58)内。
31.一种热塑性面板，包括至少一个隐藏的气囊门(78)，所述面板还包括具有第一表面(56)和第二表面(58)的热塑性基体(54)；压入到所述基体内的至少一个撕裂缝凹痕(60)；压入到所述基体的所述第二表面内的至少一个强化区域(66)，所述至少一个强化区域与所述至少一个撕裂缝凹痕对齐；至少一个铰接区(74)，其包括低强化的区域，其中，所述基体在所述低强化区域处的厚度大于所述基体在所述至少一个强化区域处的厚度，所述至少一个撕裂缝凹痕和所述至少一个铰接区限定了至少一个气囊门(78)。
32.如权利要求31所述的热塑性面板，其中，所述至少一个强化区域(66)的宽度等于或大于所述至少一个撕裂缝凹痕(60)的宽度。
33.如权利要求31所述的热塑性面板，其中，至少一个撕裂缝凹痕(60)压入到所述基体(54)的所述第一表面(56)中。
34.如权利要求31所述的热塑性面板，其中，至少一个撕裂缝凹痕(60)压入到所述基体(54)的所述第二表面(58)内。
35.如权利要求31所述的热塑性面板，还包括所述基体(54)的所述第一表面(56)附近的中间层(82)，所述中间层包括弹性材料。
36.如权利要求35所述的热塑性面板，还包括所述中间层(82)附近的外层(84)。
37.如权利要求31所述的热塑性面板，其中，所述基体(54)在所述铰接低强化区域(74)处的厚度大于所述基体在所述铰接区附近的区域处的厚度。
全文摘要
一种仪表板(12)包括热塑性基体(54)，且至少一个撕裂缝凹痕(60)压入到基体的第一表面(56)内。至少一个强化区域(66)压入到基体的第二表面(58)内。至少一个强化区域与至少一个撕裂缝凹痕对齐。仪表板还包括至少一个铰接区(74)。每个铰接区是低强化的区域，在此，基体在低强化区域处的厚度大于基体在强化区域处的厚度。至少一个撕裂缝凹痕和至少一个铰接区限定了至少一个气囊门(78)。
文档编号B29L31/58GK1582237SQ01823907
公开日2005年2月16日 申请日期2001年10月23日 优先权日2001年10月23日
发明者弗兰克·利特詹斯, 拉霍赛恩·鲍特格里特 申请人:通用电气公司