主动缓冲垫的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种主动缓冲垫，该主动缓冲垫用于提供机动车辆的内饰表面，该主动缓冲垫包括：塑料成型的外饰板，具有位于内表面上的封闭环接合部；塑料成型的可展开囊袋构件，具有沿着外围边缘的接合凸缘，其中，封闭环接合部和接合凸缘被配置成在它们之间限定封闭的环形区；原位成型以填充环形区的连接体；以及将充气气体连接至外饰板与可展开囊袋构件之间的空间中以响应于机动车辆的碰撞事件而展开该可展开囊袋构件的充气机。还提供了另一种主动缓冲垫。由于在环形区中原位成型连接体，所以饰板和囊袋构件通过连接体接合，从而导致高接合强度。
【专利说明】主动缓冲垫
【技术领域】
[0001]本实用新型总的来说涉及用于机动车辆中乘员碰撞保护的主动缓冲垫(activebolster)，更具体地，涉及增强单独成型(molded)的可展开囊袋构件与装饰壁之间的接合的稳固性。
【背景技术】
[0002]主动缓冲垫是具有可充气囊袋以在碰撞期间吸收撞击力并且降低对乘员的损伤的车辆乘员保护装置。与充气后从各种开口后面显露出来的可展开气囊垫相反，在碰撞事件开始时主动缓冲垫使用自身的内饰表面扩张来吸收撞击力并且通过充气气体的动作消耗能量。结合于此作为参考的于2012年6月26日发布的美国专利8，205，909公开了轻质且视觉吸引人的集成在手套箱门中的主动膝部缓冲垫。同样结合于此作为参考的于2013年7月2日发布的美国专利8，474，868公开了一种典型结构，其中，主动缓冲垫包括沿着密封外围连接至内壁或面板的面向车辆乘员的外壁或饰板。为了提供可充气的囊袋，一个或两个壁可形变。例如，内壁可具有在充气期间扯平的褶状(例如，手风琴状)区。当这些壁处于预展开、非充气条件下时，其初始以小间距间隔开。这允许充气气体以一种能够跨过该面板实现均匀充气的方式进入。
[0003]典型的主动缓冲垫的内壁和外壁由诸如聚乙烯、聚烯烃、或PVC的成型热塑性塑料构成。它们通常是注射成型的，但是也有可能是吹塑成型的。当单独形成时，这些壁必须围绕其外围密封地接合以形成可充气囊袋。该接合处必须牢固以抵抗充气期间高压导致的分呙。
[0004]对囊袋壁进行密封的一种已知方法是热焊接，其包括加热配合面以及然后将配合面压缩在一起。实例包括热板焊、IR焊、以及激光焊。已经围绕内壁的外周边提供大致平坦的焊接凸缘，其由外壁的大致平坦的表面所容纳。外壁和/或内表面还可包括直立的密封肋，其在加热并随后压缩待焊接区域的热焊接工艺期间通过穿透和熔接于焊接凸缘或其它相对表面来增强焊接强度。虽然有密封肋的穿透，但是，焊接分离仍继续成为主动缓冲垫的潜在失效模式。
[0005]焊接接合处的性能可受下列若干变量的影响，包括:待焊接零件的翘曲、零件的不均匀厚度、以及焊接工艺期间所获得的不充分温度或压力。更好地控制这些变量的需求导致制造成本的提高。
[0006]充气期间的各种应力有可能导致焊接失效。由于使褶状囊袋壁可充气所需的弹性，在膨胀期间，一些焊缝设计中会经历明显的剥离应力。焊接的塑料接合处通常在剪切中展示出比剥离更大的强度。为了降低接合处失效的可能性，希望利用该更大的剪切强度。
实用新型内容
[0007]针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种主动缓冲垫，该主动缓冲垫的焊缝接合处具有高接合强度。
[0008]根据本实用新型的一个方面，提供了一种主动缓冲垫，该主动缓冲垫用于提供机动车辆的内饰表面，该主动缓冲垫包括:塑料成型的外饰板，具有位于内表面上的封闭环接合部；塑料成型的可展开囊袋构件，具有沿着外围边缘的接合凸缘，其中，封闭环接合部和接合凸缘被配置成在它们之间限定封闭的环形区；原位成型以填充环形区的连接体；以及将充气气体连接至外饰板与可展开囊袋构件之间的空间中以响应于机动车辆的碰撞事件而展开该可展开囊袋构件的充气机。
[0009]根据本实用新型的一个实施例，封闭环接合部包括从内表面突起的周向肋，从内表面垂直延伸出来的周向肋的至少一侧提供环形区的边缘。
[0010]根据本实用新型的一个实施例，接合凸缘由与周向肋的所述一侧径向间隔开的连续板材构成，其中，连接体具有接合至连续板材的第一主表面和接合至周向肋的所述一侧的第二主表面。
[0011 ] 根据本实用新型的一个实施例，连接体具有L型横截面。
[0012]根据本实用新型的一个实施例，连接体具有U型横截面。
[0013]根据本实用新型的一个实施例，外饰板在充气期间在展开方向上移动，连接体与接合凸缘和封闭环接合部具有相应的界面，界面与展开方向基本平行。
[0014]根据本实用新型的另一方面，提供了一种主动缓冲垫，包括:饰板，具有封闭环接合部；囊袋构件，被配置成连接至车辆并且包括沿着外围边缘的接合凸缘，其中，封闭环接合部和接合凸缘被配置成在它们之间限定基本封闭的环形区；以及原位成型以基本填充环形区的连接体。
[0015]根据本实用新型的一个实施例，饰板响应于在撞击事件期间在饰板与囊袋构件之间释放充气气体而在展开方向上移动，连接体与接合凸缘和封闭环接合部具有相应的界面，界面与展开方向基本平行。
[0016]根据本实用新型的一个实施例，封闭环接合部包括从饰板的内表面突起的周向肋，从内表面垂直延伸出来的周向肋的至少一侧提供环形区的边缘。
[0017]根据本实用新型的一个实施例，接合凸缘由与周向肋的所述一侧径向间隔开的连续板材构成，连接体具有接合至连续板材的第一主表面和接合至周向肋的所述一侧的第二主表面。
[0018]根据本实用新型的一个实施例，连接体具有L型横截面。
[0019]根据本实用新型的一个实施例，连接体具有U型横截面。
[0020]根据本实用新型的另一方面，提供了一种主动缓冲垫，包括:饰板，具有封闭环接合部；囊袋构件，被配置成连接至车辆并且包括沿着外围边缘的接合凸缘以及接合凸缘的径向内部的挡板部，其中，封闭环接合部和接合凸缘被配置成在它们之间限定基本封闭的环形区；以及原位成型以基本填充环形区的连接体。
[0021]根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于机动车辆的内饰表面的主动缓冲垫。塑料成型的外饰板具有位于内表面上的封闭环接合部。塑料成型的可展开囊袋构件具有配置成连接至该车辆的支撑结构的中央连接部、沿着外围边缘的接合凸缘、以及介于中央连接部与接合凸缘之间的挡板部。封闭环接合部和接合凸缘被配置成在它们之间限定基本封闭的环形区。连接体原位成型以基本填充环形区。充气机将充气气体连接至饰板与囊袋构件之间的空间中以响应于车辆的碰撞事件来展开囊袋构件。
[0022]本实用新型的有益效果在于，由于在环形区中原位成型连接体，所以饰板和囊袋构件通过连接体接合，从而引起高接合强度。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是一种可以应用本实用新型的现有技术的主动膝部缓冲垫手套箱门系统的向外看的分解立体图。
[0024]图2是现有技术的主动缓冲垫的外饰板和囊袋壁组件的后视立体图。
[0025]图3是图2的现有技术的外饰板去除了囊袋壁的立体图。
[0026]图4是饰板和囊袋壁之间的现有技术的焊接接合处的截面图。
[0027]图5是根据具有位于饰板和囊袋壁之间的原位成型的连接体的本实用新型的一个实施例的接合的接合处的截面图。
[0028]图6是接合的接合处的另一个实施例的截面图。
[0029]图7是接合的接合处的另一个实施例的截面图。
[0030]图8是图7的接合的接合处的平面图。
[0031]图9是接合的接合处的另一个实施例的截面图。
[0032]图10是接合的接合处的另一个实施例的截面图。
[0033]图11是接合的接合处的另一个实施例的截面图。
[0034]图12是在模具中形成连接体期间接合的接合处的另一个实施例的截面图。
[0035]图13是在模具中形成连接体期间接合的接合处的另一个实施例的截面图。
【具体实施方式】
[0036]现参照图1，现有技术中的主动膝部缓冲垫系统10具有形成该缓冲垫的支撑结构或基础的基板部件11。如图1所示，基部11可以是手套箱门的一部分，手套箱门通过与储物腔或手套箱12的铰接连接至车辆。可选地，主动缓冲垫可安装至另一支撑结构，例如转向柱下方的仪表板支架。这种位置与就坐于车辆内相应座椅位置处的个人的膝盖相连接。该缓冲垫还可放置用于保护其他身体区域，诸如将缓冲垫安装在乘客门上用于躯干保护。
[0037]基部11用作支撑由内壁(囊袋构件)13和外壁(饰板)14形成的可充气囊袋的反应面，其中，内壁13和外壁14围绕它们的外围15接合。壁13和14优选地由成型塑料(如，热塑性聚烯烃(TPO))构成并且通过诸如热板焊接的塑料焊接接合在一起，以形成围绕中央区域17的外围密封，从而形成囊袋。充气气体源(即，充气机)16受到电子控制，用于在碰撞期间启用，从而释放气体以对该缓冲垫充气。外壁14可包括A类内饰表面，诸如手套箱门的外侧，或可应用于其外表面的其他蒙皮或覆盖物(未示出)。
[0038]图2为可充气囊袋20的另一个现有技术实施例的后视图。塑料成型的外饰板壁21覆盖在塑料成型的可展开内囊袋壁22的上面。壁21和22围绕封闭的周边区域23相接合以形成可充气囊袋，可充气囊袋具有位于壁21和22之间的开放中央空间，从而容纳碰撞事件期间来自安装在囊袋壁22的凹槽25中的充气机24的充气气体。囊袋壁22包括诸如26和27的多个褶，以适应充气期间囊袋壁22的展开。多个凸台28用于将囊袋壁22安装至用作反应面的车辆支撑结构。焊接凸缘29围绕囊袋壁22周向延伸。可包括由穿透囊袋壁22的星号状图案构成的通气孔30以在展开之前和展开期间使中央空间通气。
[0039]图3示出了外壁21，去除了内囊袋壁以显示在组装时面向内壁的囊袋面31。多个直立肋32沿着封闭周边区域23并且通过热焊接与内囊袋壁22的凸缘29(图2)接合以产生用于可充气囊袋的气密密封。提供肋33用以支撑充气机。
[0040]图4更为详细地示出了凸缘29与肋32之间的焊接接合处。由于应用了热和压力，肋32优选地穿透凸缘29并且与凸缘29结合。在充气期间，外壁21向外移动，同时褶27展开。因为焊接界面垂直于外壁21和囊袋壁22之间的合力的方向，所以该力倾向于使焊接剥离。
[0041]为了避免已知焊接接合处的某些不利，本实用新型采用双射注射成型工艺接合单独成型的外饰板和可展开囊袋构件。不同的但兼容的材料可用于外饰板、囊袋构件以及在先前成型的饰板与囊袋构件之间原位成型的连接体。在该双射成型工艺中，由于用于连接体的注射材料的热量导致先前成型的零件沿着界面部分地重熔，所以在两个单独成型的零件之间获得更可重复和得力的接合。此外，可以很容易地将这种接合处设计成使接合界面的定向使得展开应力用作剪切力而非剥离，从而增强了管理缓冲垫中更高级内部压力的能力。
[0042]图5示出了第一实施例，其中，塑料成型外饰板40接合至塑料成型可展开囊袋构件41。饰板40的内表面42上的封闭环接合部包括周向肋43和44。囊袋构件41具有沿着其外围边缘的接合凸缘45，其被布置成在与肋43和44的方向平行的方向上延伸。接合凸缘45具有容纳在肋43和44之间的凹槽47的底部中的末端46。接合凸缘45由与周向肋44的一个侧面径向间隔开的连续板材构成，以在两者之间限定基本封闭的环形区。连接体50原位成型以基本填充该环形区。肋44的该侧面和接合凸缘45将该环形区限定成相对于内表面42大致垂直延伸。因此，连接体50与饰板40和囊袋构件41的接合界面在剪切方向上定向以提供最大的接合强度。更具体地，连接体50具有板状形状的横截面，其第一主表面接合至接合凸缘45且第二主表面接合至肋44的该侧面。数字48表示用以形成缓冲垫的反应面的一部分的支撑壁，其可在实施双射成型工艺之后被组装。
[0043]为了进行双射成型工艺，饰板40和囊袋构件41可优选地放置在用于将两者一起定位(register)在形成环形区的方向上的固定装置中。为了使熔化的塑料进入环形区，根据每个特定设计，可在饰板40或囊袋构件41的合适位置处形成一个或多个入口和通气孔(未示出)。该孔在连接体50形成之后被密封，从而维持饰板40与囊袋构件41之间的密封腔。
[0044]通过控制接合凸缘和闭环接合部相应的形状可获得各种形状的环形区。如图6所示，接合凸缘51可成形为使得当其末端52插入饰板55上的一对周向肋53和54之间时，因连接体56的原位成型而形成L型或J型环形区。接合凸缘51具有用于与肋54邻接的根部(heel) 57，使得连接体56包绕肋54，从而增大接合界面的表面面积。注射孔58设置在接合凸缘51上以在原位成型期间为熔化的塑料提供路径。
[0045]图7示出了可选实施例，其中，单个肋61从饰板60延伸出来。肋板62可围绕肋61的外围设置在间隔的位置处，以增加强度。囊袋构件的接合凸缘63沿着肋61的内侧表面64延伸。接合凸缘63中的切口 65形成封闭的环形区，连接体66原位成型到该环形区中。图8为示出了具有对肋61进行支撑的肋板62的饰板60的俯视图。囊袋构件67嵌套在肋61中并且连接体66将二者接合在一起。
[0046]图9示出了具有U形或弯曲形以增加接合界面的表面面积的可选实施例。因此，外饰板70具有限定了中间凹槽73的一对肋71和72。囊袋构件74具有接合凸缘75，接合凸缘75具有外支腿76和内支腿77，其保持了围绕肋71的大致U形的环形空间，连接体78原位注射成型到该U形环形空间中，以基本填充环形区。支腿77被截短，使得其不会到达凹槽73的底部，从而增大在与饰板70平行的方向上与支腿77的界面。
[0047]图10中的另一个实施例具有带有径向外部肋81和径向内部截短肋82的外饰板80。肋81由多个支撑体83所支撑。囊袋构件84具有带有杯状部86和尖部87的接合凸缘85。杯状部86的下端抵靠着肋81与82之间的饰板80，从而提供肋81与杯状部86之间的环形区，该环形区基本由原位双射成型工艺引入的连接体88所填充。例如，尖部87和肋81之间的间隙可用于引入用于连接体88的注射塑料。图11的实施例类似于图10的实施例，区别在于可在径向内部周向肋91上采用支撑构件90，并且可在外周向肋93上形成切口 92以增加连接体94的体积。以横截面形式示出孔95，熔化的塑料可在此处注射到环形区中。
[0048]因为双射成型工艺导致的接合强度可大于常规的热板焊接，因此，即使接合界面向剥离而非剪切定向，本实用新型也可获得改良的结果。如图12所示，具有周向肋101的外饰板100放置在压力机的第一固定装置102上。具有接合凸缘104的囊袋构件103放置在饰板100的顶部且被压力机的第二固定装置105夹设在适当位置。穿过固定装置105的注射线106与接合凸缘104中的孔107对准，使得熔化的塑料可注射到饰板100、肋101与接合凸缘104之间限定的环形区108中。
[0049]图13示出了相似的实施例，其中，囊袋构件110包括接合凸缘111，接合凸缘111具有用于容纳肋101的凹口 112。固定装置113可限定环形区的边缘，连接体114形成在该环形区中。
【权利要求】
1.一种主动缓冲垫，所述主动缓冲垫用于提供机动车辆的内饰表面，所述主动缓冲垫包括: 塑料成型的外饰板，具有位于内表面上的封闭环接合部； 塑料成型的可展开囊袋构件，具有沿着外围边缘的接合凸缘，其中，所述封闭环接合部和所述接合凸缘被配置成在它们之间限定封闭的环形区； 原位成型以填充所述环形区的连接体；以及 将充气气体连接至所述外饰板与所述可展开囊袋构件之间的空间中以响应于所述机动车辆的碰撞事件而展开所述可展开囊袋构件的充气机。
2.根据权利要求1所述的主动缓冲垫，其中，所述封闭环接合部包括从所述内表面突起的周向肋，从所述内表面垂直延伸出来的所述周向肋的至少一侧提供所述环形区的边缘。
3.根据权利要求2所述的主动缓冲垫，其中，所述接合凸缘由与所述周向肋的所述一侧径向间隔开的连续板材构成，其中，所述连接体具有接合至所述连续板材的第一主表面和接合至所述周向肋的所述一侧的第二主表面。
4.根据权利要求1所述的主动缓冲垫，其中，所述连接体具有L型横截面。
5.根据权利要求1所述的主动缓冲垫，其中，所述连接体具有U型横截面。
6.根据权利要求1所述的主动缓冲垫，其中，所述外饰板在充气期间在展开方向上移动，所述连接体与所述接合凸缘和所述封闭环接合部具有相应的界面，所述界面与所述展开方向平行。
7.一种主动缓冲垫，包括: 饰板，具有封闭环接合部； 囊袋构件，被配置成连接至车辆并且包括沿着外围边缘的接合凸缘，其中，所述封闭环接合部和所述接合凸缘被配置成在它们之间限定封闭的环形区；以及 原位成型以填充所述环形区的连接体。
8.根据权利要求7所述的主动缓冲垫，其中，所述饰板响应于在撞击事件期间在所述饰板与所述囊袋构件之间释放充气气体而在展开方向上移动，所述连接体与所述接合凸缘和所述封闭环接合部具有相应的界面，所述界面与所述展开方向基本平行。
9.根据权利要求7所述的主动缓冲垫，其中，所述封闭环接合部包括从所述饰板的内表面突起的周向肋，从所述内表面垂直延伸出来的所述周向肋的至少一侧提供所述环形区的边缘。
10.根据权利要求9所述的主动缓冲垫，其中，所述接合凸缘由与所述周向肋的所述一侧径向间隔开的连续板材构成，所述连接体具有接合至所述连续板材的第一主表面和接合至所述周向肋的所述一侧的第二主表面。
【文档编号】B60R21/16GK204236409SQ201420676095
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月6日 优先权日:2013年11月7日
【发明者】史黛西·H.·雷恩斯, 肖恩·B.·韦斯特 申请人:福特环球技术公司