专利名称：用于机动车安全气囊系统的嵌入模制tpo滑槽的制作方法
用于机动车安全气囊系统的嵌入模制TPO滑槽技术领域
本发明总的来说涉及汽车安全气囊系统，更具体地，涉及通过仪表板基板和模制安全气囊滑槽形成的隐藏式安全气囊展开门。
背景技术：
安全气囊展开滑槽组件在商业上已经用于机动车的仪表板的乘客侧。滑槽组件将安全气囊模块(通常包含折叠帆布包和用于在需要时向包充气的化学气体发生剂)连接于门支撑面板或仪表板的基板。滑槽组件的典型结构包括管状外壁、一个或多个门板、围绕门区域的凸缘以及将门板连接至外壁和凸缘的一个或多个铰接件或区域。
为了式样的目的，期望从车厢看时，不能看到仪表板中的安全气囊展开门。换句话说，仪表板的可见或“A类”表面优选是无缝的。因此，在基板中(在“B类”侧上)要求预先弱化接缝，以便于安全气囊展开期间门的撕裂打开。
用于仪表板基板的普通材料是注模热塑性塑料。然而，当在这种基板中内模制裂缝时，发生已知为连续(read-through)的潜在问题。在连续时，内模制接缝处基板的窄厚度导致在模制材料的冷却期间形成的A类表面上的凹槽形式的可见变形。从而，要求辅助操作，诸如I)激光划线或研磨以切割从A类表面看不见的B类表面中的预先弱化接缝或者 2)允许连续发生，但随后用外部表层覆盖仪表板基板以隐藏连续接缝。辅助操作增加了制造和/或材料成本。
关于传统滑槽组件的另一个问题是需要将滑槽附接于仪表板基板。附接滑槽的一种普通方法是振动焊接，但是已知处理可能昂贵并且难以获得附接的期望坚固性。发明内容
在本发明的一个方面中，提供用于车辆的汽车安全气囊系统。仪表板基板包括具有第一熔化温度特征的第一可模制热塑性塑料。仪表板基板具有用于面对车辆的车厢的基本光滑的外表面。滑槽(chute)包括具有低于第一熔化温度的第二熔化温度特征的第二可模制热塑性塑料。滑槽包括内模制裂缝和用于气囊展开门的铰链以及用于将充气安全气囊引导至展开门的通道。滑槽通过嵌入式模制附接至仪表板基板的内表面，其中，第一可模制热塑性塑料的注入引起第二可模制热塑性塑料的部分熔化。
优选地,光滑外表面是A类表面。
优选地，第一可模制热塑性塑料具有第一挠曲模量，第二可模制热塑性塑料具有小于第一挠曲模量的第二挠曲模量，从而第一挠曲模量确保当安全气囊展开时展开门沿着内模制裂缝破裂。
优选地，展开门具有多个孔，每个孔都充分填充通过嵌入模制注入的仪表板基板的第一可模制热塑性塑料。
优选地，第一可模制热塑性塑料和第二可模制热塑性塑料由热塑性烯烃(TPO)与用于提供第一熔化温度和第二熔化温度之间的差异的填充物一起组成。优选地，填充物选3自包括橡胶、滑石和玻璃的组。
优选地，第一可模制热塑性塑料和第二可模制热塑性塑料由热塑性弹性体与用于提供第一熔化温度和第二熔化温度之间的差异的填充物一起组成。优选地，填充物选自包括橡胶、滑石和玻璃的组。
根据本发明的另一方面，提供了一种制造用于具有安全气囊的机动车的仪表板系统的方法，包括以下步骤模制第一可模制热塑性塑料以形成安全气囊滑槽，第一可模制热塑性塑料具有第一熔化温度特征，其中，滑槽模制有内模制裂缝和用于安全气囊展开门的铰链，并且滑槽包括用于将充气安全气囊引导至展开门的通道；将滑槽放到模具的腔中，模具限定具有用于面对车辆的车厢的基本光滑外表面的仪表板基板；将第二可模制热塑性塑料注入到腔中，以形成结合至滑槽的所述仪表板基板，其中，第二可模制热塑性塑料具有高于第一熔化温度的第二熔化温度特征，从而第一可模制热塑性塑料的部分熔化引起滑槽和仪表板基板之间的结合。
优选地，模具包括加热元件，并且在腔中进行注入期间，热量通过加热元件被引入第二可模制热塑性塑料。
优选地，第一可模制热塑性塑料具有第一挠曲模量，第二可模制热塑性塑料具有大于第一挠曲模量的第二挠曲模量，从而第二挠曲模量确保当安全气囊展开时，展开门沿着内模制裂缝破裂。
优选地，滑槽具有位于展开门内的多个孔，在注入第二可模制热塑性塑料期间，每个孔都充分填充仪表板基板的第二可模制热塑性塑料。
优选地，第一可模制热塑性塑料和第二可模制热塑性塑料由热塑性烯烃(TPO)与用于提供第一熔化温度和第二熔化温度之间的差异的填充物一起组成。优选地，填充物选自包括橡胶、滑石和玻璃的组。
优选地，第一可模制热塑性塑料和第二可模制热塑性塑料由热塑性弹性体与用于提供第一熔化温度和第二熔化温度之间的差异的填充物一起组成。优选地，填充物选自包括橡胶、滑石和玻璃的组。
图I是示出乘客安全气囊展开区域的汽车仪表板系统的立体图。
图2是示出乘客安全气囊系统的沿图I的线2-2的截面图。
图3是根据现有技术的用交叉线画成阴影的安全气囊滑槽的立体图。
图4示出了注模仪表板基板的内模制裂缝的截面图。
图5示出了通过切割处理产生裂缝的仪表板基板的截面图。
图6不出了具有覆盖层的仪表板基板的截面图。
图7是安全气囊滑槽和用于将滑槽嵌入模制到仪表板基板上的模具的立体图。
图8是滑槽、仪表板基板和用于执行嵌入模制的模具的截面图。
具体实施方式
现在参考图1，仪表板10包括具有限定展开门区域12的隐蔽接缝11的乘客安全气囊系统。图2示出了沿图I的线2-2的视图中的一种类型的现有技术的安全气囊系统。仪表板基板15提供用于仪表板的期望形状和硬度。其被覆盖层16覆盖，覆盖层16可以包括传统弹性体表层以及位于表层和基板15之间的泡沫塑料层。滑槽17包括管状通道18 和位于其上端的展开门20。展开门20沿着一侧通过铰链21连接至通道18。例如，间隙22 可以在门20的三侧限定外边缘。代替间隙，可以采用预先弱化的接缝。滑槽17包括围绕门20的凸缘23。如在图3中更好示出的，凸缘23和门20具有用于将滑槽17焊接至仪表板基板15的多个肋条24。
如图2所示，仪表板基板15和覆盖层16可包括用于在展开门20打开期间撕裂的隐蔽接缝25。接缝25可以在通过振动焊接来附接滑槽17之前通过机械或激光划线形成。 安全气囊模块27被安装至滑槽通道18中的多个孔26。安全气囊模块27由包含推进剂源 30和折叠袋(未示出)的刚性盒组成，其中，当通过来自推进剂源30的气体充气时，折叠袋经由通道18被引导至门20。安全气囊模块27包括容纳在相应多个窗口 26中的多个钩状物31。紧固件32将安全气囊模块27通过支架连接至汽车横梁。
图2和图3所示的结构要求制造多个独立组件和多个处理步骤。为了试图减少组件数量和制造步骤，可以使用整体模制的基板和滑槽。如图4所示，仪表板基板35可以被模制为具有展开门36和用于安装安全气囊模块(未示出)的一体形成滑槽通道37的单个组件。注模件包括限定展开门36的周界的内模制裂缝38。然而，基板35具有与裂缝38相对形成的连续凹槽39。凹槽39阻止基板35的可见A类表面充分光滑。
如图5所示，除非在模制部件之后形成裂缝，否则可见接缝线会阻止成功利用注模来制造仪表板基板。仪表板基板40包括门部分41和滑槽部分42。基板40模制有基本恒定厚度(即，没有内模制裂缝)的外壁，使得外部A类表面光滑地形成而没有任何缺陷。 例如，在随后处理步骤中，裂缝43通过使用切割设备44划线或切割形成，切割设备44可以包括机械刀或激光束。
如图6所示，如果相应的连续缺陷被泡沫塑料层51和表层52覆盖，则可以使用具有内模制裂缝53的注入模制仪表板基板50。为了便于撕裂，表层52可以在注入泡沫塑料之前被独立划线以形成切口 54。还可以要求泡沫塑料层50的划线。因此，要求重要处理以获得不可见裂缝。
图7和图8中示出了本发明的改进汽车安全气囊系统。滑槽60包括凸缘部分61 和通道部分62。为了将其附接至仪表板基板，当在模具63中形成仪表板基板时嵌入模制滑槽60(图7)。模具63包括其中安装滑槽60的腔64。如图8所示，模具63可以包括主要部分77以及封闭部分78和79，它们进行协作以通过滑槽60沿着下边缘限制的腔75。
滑槽60包括优选围绕展开门68的三个侧面延伸的内模制裂缝66，活动铰链67沿着展开门68的剩余侧延伸。展开门68可以优选地包括多个通孔70，以在形成仪表板基板 71期间容纳注入材料，使得改进了附接的强度。如以下更详细描述的，可模制热塑性塑料流到腔75中，以提供基本光滑的外表面(即，倚靠模具部分77的A类表面)。流动的热塑性塑料在区域72处完全覆盖内模制裂缝66并且流过孔70以形成突出物73。由于以下描述的熔化温度的特定关系，仪表板基板71和滑槽60变得牢固结合。
为了获得期望强度和外表，仪表板基板71和滑槽60可以优选地由可模制热塑性塑料材料形成。优选材料包括热塑性聚烯烃(TPO)、热塑料弹性体(TPE)和热塑料弹性体烯烃(TEO)。最优选的材料是与填充物混合的ΤΡ0，其中，填充物修改了材料的熔化温度、挠曲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仪表板基板71的材料的熔化温度低的熔化温度。在可模制热塑性塑料注入到腔75中用于形成仪表板基板71期间，发生滑槽60的部分熔化，以在组件之间产生强结合。在没有任何辅助处理的情况下，获得裂缝和光滑A类表面。在最优选的实施例中，由混合TPO形成滑槽60和基板71。通过提供不同填充物成分和/或浓度，可以获得不同的熔化温度。另外，通常可以得到不同的挠曲模量，其中，较高的熔化温度通过较高的挠曲模量(即，硬材料)实现。为了确保展开门通过用于合适安全气囊展开的足够硬度操作，基板71 (其是硬材料)采用具有足够高挠曲模量的TPO混合物。在可模制热塑性塑料中使用的填充物可以包括橡胶、滑石和/或玻璃的粒子。例如，橡胶的增加浓度相应地降低熔化温度和挠曲模量。在优选实施例中，滑槽60的可模制热塑性塑料具有约380 ° F的熔化温度。用于基板71的可模制热塑性塑料优选具有约420° F的熔化温度。当在滑槽材料之上注入较热基板材料时，滑槽材料的外表面至少部分地被熔化，并且在注入处理期间材料结合到约
O.5mm的深度。如图8所示，模具63可优选包括多个加热和/或冷却元件80。元件80可以由用于承载加热或冷却流体的穿透模具63的固体的通道构成。可选地，元件80可以是电阻加热元件。根据优选方法，安全气囊滑槽由具有第一熔化温度的第一可模制热塑性塑料模制。滑槽被放在模具的腔中，其中，模具腔限定具有用于面对车辆的车厢的基本光滑外表面的仪表板基板。第二可模制热塑性塑料被注入腔中，以形成仪表板基板。作为第二可模制热塑性塑料具有较高熔化温度引起界面处滑槽材料的部分熔化的结果，基板变为结合到滑槽。在一个实施例中，在注入到腔中期间，热量通过加热元件被引入到第二可模制热塑性塑料中。优选地，模具被加热为稍低于基板材料的熔化温度的温度，诸如约375° F。辅助加热帮助确保第二可模制热塑性塑料的层流并帮助在A类表面上实现光滑外表。通过加热腔，注入的材料更长时间地保持为流体并且使流峰平坦。基板的光滑表面还利于现场发泡仪表板，这是因为在一些情况下，基板缺陷通过泡沫塑料和表层可能仍然很明显(例如，本发明可以防止泡沫塑料流动中的缺陷引入空隙所引起的缺陷的连续)。本发明的嵌入模制TPO滑槽顶部之上的更刚硬(即，硬层)的TPO提供刚性门结构。刚性门结构的进一步益处是减小“铸板凹陷”，其是当乘客按压仪表板时导致的进出运动。而且，刚性门结构改进从安全气囊到基板的能量传送，结果是门的更清洁打开。
权利要求
1.一种用于车辆的汽车安全气囊系统，包括 仪表板基板，包括具有第一熔化温度特征的第一可模制热塑性塑料，其中，所述仪表板基板具有面对所述车辆的车厢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温度的第二熔化温度特征的第二可模制热塑性塑料，其中，所述滑槽包括内模制裂缝和用于安全气囊展开门的铰链，所述滑槽包括用于将充气安全气囊引导至所述展开门的通道，并且所述滑槽通过嵌入模制附接至所述仪表板基板的内表面，其中，所述第一可模制热塑性塑料的注入引起所述第二可模制热塑性塑料的部分熔化。
2.根据权利要求I所述的系统，其中，所述光滑外表面是A类表面。
3.根据权利要求I所述的系统，其中，所述第一可模制热塑性塑料具有第一挠曲模量，所述第二可模制热塑性塑料具有小于所述第一挠曲模量的第二挠曲模量，从而所述第一挠曲模量确保当安全气囊展开时所述展开门沿着所述内模制裂缝破裂。
4.根据权利要求I所述的系统，其中，所述展开门具有多个孔，每个孔都充分填充通过所述嵌入模制注入的所述仪表板基板的所述第一可模制热塑性塑料。
5.根据权利要求I所述的系统，其中，所述第一可模制热塑性塑料和所述第二可模制热塑性塑料由热塑性烯烃(TPO)与用于提供所述第一熔化温度和所述第二熔化温度之间的差异的填充物一起组成。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述填充物选自包括橡胶、滑石和玻璃的组。
7.根据权利要求I所述的系统，其中，所述第一可模制热塑性塑料和所述第二可模制热塑性塑料由热塑性弹性体与用于提供所述第一熔化温度和所述第二熔化温度之间的差异的填充物一起组成。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述填充物选自包括橡胶、滑石和玻璃的组。
9.一种制造用于具有安全气囊的机动车的仪表板系统的方法，包括以下步骤 模制第一可模制热塑性塑料以形成安全气囊滑槽，所述第一可模制热塑性塑料的特征在于第一熔化温度，其中，所述滑槽模制有内模制裂缝和用于安全气囊展开门的铰链，并且所述滑槽包括用于将充气安全气囊引导至所述展开门的通道； 将所述滑槽放到模具的腔中，所述模具限定具有用于面对车辆的车厢的基本光滑外表面的仪表板基板； 将第二可模制热塑性塑料注入到所述腔中，以形成结合至所述滑槽的所述仪表板基板，其中，所述第二可模制热塑性塑料的特征在于高于所述第一熔化温度的第二熔化温度，从而所述第一可模制热塑性塑料的部分熔化引起所述滑槽和所述仪表板基板之间的结合。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述模具包括加热元件，并且在所述腔中进行注入期间，热量通过所述加热元件被引入所述第二可模制热塑性塑料。
全文摘要
一种用于车辆的汽车安全气囊系统，包括仪表板基板，其包括其特征在于第一熔化温度的第一可模制热塑性塑料。仪表板基板具有用于面对车辆的车厢的基本平滑的外表面。滑槽包括其特征在于低于第一熔化温度的第二熔化温度的第二可模制热塑性塑料。滑槽包括内模制裂缝和用于安全气囊展开门的铰链以及用于将充气安全气囊引导至展开门的通道。滑槽通过嵌入模制附接至仪表板基板的内表面，其中，第一可模制热塑性塑料的注入引起第二可模制热塑性塑料的部分熔化。
文档编号B60R21/205GK102923090SQ201210253798
公开日2013年2月13日 申请日期2012年7月20日 优先权日2011年8月8日
发明者雷蒙德·E.·卡利什, 肯尼思·J.·瓦斯尼克 申请人:福特环球技术公司