車輛內板以及車輛氣囊裝置制造方法
【專利摘要】機動車的儀表板(10)包括基材以及粘接于基材表面的覆皮。在基材的背面形成裂開槽(31)。由氣囊的膨脹壓力使基材裂開時，裂開槽作為裂開的起始點。覆皮由針織物制成的基布層以及粘接于基布層表面的覆皮覆皮層形成。基布層由沿其表面方向的抗張強度是各向異性的面料形成。裂開槽(31)包括首先裂開的第一槽部(31a)。覆皮相對于基材取向為，使得基布層抗張強度的最小方向與垂直于第一槽部(31a)延伸方向的方向(車輛縱向)相符。
【專利說明】車輛內板以及車輛氣囊裝置
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及車輛內板以及車輛氣囊裝置。
【背景技術】
[0002]常規地，機動車為前乘員座配備有氣囊裝置。例如，日本專利申請公開N0.2000-71926披露了 一種氣囊裝置，其包括儀表板和位于儀表板背面的氣囊模組。該氣囊模組包括:充氣器，其產生膨脹氣體；以及氣囊，由充氣器所供給的膨脹氣體使氣囊膨脹展開。儀表板具有基材以及粘接于基材表面的覆皮。在基材的背面形成裂開槽。由氣囊的膨脹壓力使基材裂開時，裂開槽作為裂開的起始點。
[0003]在有些情況下，在與基材的裂開槽相對應的位置處，在覆皮的背面也形成裂開槽。在使基材裂開時，具有這種覆皮的儀表板允許覆皮沿覆皮裂開槽以期望方式破裂。覆皮的裂開槽通過例如激光加工形成。
[0004]在這種儀表板和氣囊裝置的情況下，需要進行加工處理以在覆皮上形成裂開槽。將覆皮粘接于基材的表面時，需要調整覆皮以及基材的位置，使得基材的整個裂開槽與覆皮的整個裂開槽互相對準。這使儀表板的制造過程復雜。
[0005]在這一方面，可以將覆皮制成為更薄以降低強度，因而，覆皮能容易地裂開而無需設置裂開槽。然而，在這種情況下，覆皮強度不夠會劣化儀表板的耐用性以及觸感。
【發明內容】
[0006]據此，本發明的目的是，提供一種車輛內板以及一種車輛氣囊裝置，在保證覆皮強度的同時，允許由氣囊的膨脹壓力使覆皮沿基材裂開槽容易地破裂。
[0007]為了實現上述目的，根據本發明的一方面，提供了一種車輛內板，其構造成由氣囊的膨脹壓力使其裂開。該板包括基材以及粘接于基材表面的覆皮。基材具有背面。在基材的背面形成裂開槽。由氣囊的膨脹壓力使基材裂開時，裂開槽作為裂開的起始點。覆皮由面料形成，該面料中，沿其表面方向的抗張強度是各向異性的。裂開槽包括第一槽部，裂開槽裂開時，第一槽部首先裂開。覆皮粘接于基材，使得覆皮抗張強度最小的方向與垂直于第一槽部延伸方向的方向相符。
[0008]采用這種結構，覆皮的抗張強度設定為，使其沿垂直于第一槽部(其設計為在裂開槽中首先裂開)延伸方向的線最小。這允許覆皮的對應部分容易因氣囊的膨脹壓力而破裂。在不同于第一槽部(其設計為在裂開槽中首先裂開)延伸方向之垂直方向的其他方向，覆皮的抗張強度相對較高，因而，使覆皮的強度維持于期望水平。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是根據第一實施例的儀表板的剖視圖，圖示前乘員座氣囊裝置的構成部分的剖視結構；
[0010]圖2是圖示圖1中區域X的放大剖視圖；[0011]圖3是示出沿基布層面料平面的線中抗張強度各向異性的圖；
[0012]圖4是示出第一實施例中儀表板的裂開槽與基布層抗張強度之間關系的平面圖；
[0013]圖5是根據第二實施例的儀表板的剖視圖，示出與圖2對應的部分；
[0014]圖6是示出沿背襯層的面料平面的線中抗張強度各向異性的圖；
[0015]圖7是根據第三實施例的儀表板的剖視圖，示出與圖2對應的部分；
[0016]圖8是示出儀表板的移置與負荷之間關系的曲線；
[0017]圖9是根據第四實施例的儀表板的剖視圖，示出與圖2對應的部分；
[0018]圖10是示出沿墊層面料平面的線中抗張強度各向異性的圖；
[0019]圖11是示出變化例中儀表板的裂開槽與基布層抗張強度之間關系的平面圖；以及
[0020]圖12是根據另一變化例的儀表板的放大剖視圖，示出與圖2對應的部分。
【具體實施方式】
[0021]第一實施例
[0022]參照圖1至圖4，說明根據第一實施例的車輛內板以及車輛氣囊裝置。
[0023]如圖1和圖2中所不,機動車的儀表板10于橫向(其垂直于圖面)延伸，并且包括:芯部，其為基材30 ;以及覆皮20，其粘接于基材30的表面。基材30由熱塑性烯烴(縮寫為ΤΡ0)通過注射成型制成。
[0024]覆皮20具有三層結構，其具有墊層23、基布層22、以及覆皮層21。墊層23由例如聚氨酯泡沫制成。基布層22由例如塑料纖維(例如聚酯)的針織物制成，并且粘接于墊層23的表面。覆皮層21由例如聚氨酯制成，并且粘接于基布層22的表面。背襯(未示出)與基材30粘接于，該背襯粘接于墊層23的背面。
[0025]如圖3中所示，基布層22的面料22A具有沿表面方向各向異性的抗張強度。也就是，面料22A的抗張強度設定為在沿面料22A表面的特定方向Rl最小，并且設定為在垂直于方向Rl的另一方向R2最大。
[0026]覆皮層21的沿其表面方向的抗張強度沒有各向異性。所以，整個覆皮20的抗張強度在方向Rl最小。
[0027]如圖1中所示，機動車具有前乘員座氣囊裝置50，在從前面施加沖擊時，其在前乘員座的前面膨脹以展開氣囊51，以便保護坐在座位中的乘員免受沖擊的影響。
[0028]在位于前乘員座前面的部分處，保持架40設置在儀表板10的背面。保持架40保持處于折疊狀態的氣囊51以及充氣器52，該充氣器52產生膨脹氣體并將氣體供給至氣囊51。保持架40、充氣器52、以及氣囊51形成氣囊模組53。
[0029]保持架40具有沿儀表板10背面延伸的平板狀前門部42和后門部44。在前門部42與后門部44之間，形成于橫向延伸的通槽48。前門部42的前緣以及后門部44的后緣分別具有鉸接部42a、44a。鉸接部42a、44a各具有折疊形狀。沿儀表板10背面延伸的基板部41從各鉸接部42a、44a伸出。壁部46以直立方式形成于各基板部41的背面。保持架40由熱塑性烯烴通過注射成型制成。在基板部41的表面、前門部42、以及后門部44上形成有多個凸部(未示出)。通過振動焊接使這些凸部與基材30的背面固定。
[0030]如圖2和圖4所示，在基材30的背面形成裂開槽31。由氣囊51的膨脹壓力使基材30裂開時，裂開槽31作為裂開的起始點。裂開槽31所在的基材30部分形成為薄于其它部分。裂開槽31可以通過模內加工或立銑加工形成。
[0031]如圖4中所示，裂開槽31包括:第一槽部31a，其于車輛橫向延伸；以及V形第二槽部31b，其從第一槽部31a的兩端向外并斜向前或斜向后延伸。覆皮20相對于基材30取向為，使得基布層22抗張強度最小的方向Rl與車輛縱向相符。
[0032]裂開槽31只形成在基材30中，以及，在覆皮20中沒有形成裂開槽。
[0033]下面說明本實施例的操作。
[0034]當從前面向機動車施加沖擊時，充氣器52將膨脹氣體供給氣囊51。這使氣囊51在展開時朝保持架40的門部42、44膨脹。保持架40的門部42、44被氣囊51的膨脹壓力向外推，同時得到鉸接部42a、44a的支撐，如圖1中雙點劃線所示。
[0035]此時，由于保持架40的門部42、44受氣囊51的膨脹壓力推壓，使儀表板10的基材30于前后方向上從作為起始點的第一槽部31a破裂，并且，與門部42、44對應的基材30部分受到推壓而向外張開。
[0036]此外，由于覆皮20的抗張強度在車輛縱向最小,使基布層22中與第一槽部31a對應的部分于前后方向順利破裂。
[0037]覆皮20于方向Rl之外其他方向上的抗張強度設定為相對較大，因而，覆皮20的強度維持于期望水平。
[0038]上述車輛內板以及車輛氣囊裝置具有下列優點。
[0039](I)覆皮20至少包括針織物形成的基布層22、以及粘接于基布層22表面的覆皮層21，并且，基布層22由沿其表面方向的抗張強度是各向異性的面料形成。在裂開槽31中，第一槽部31a首先裂開。覆皮20相對于基材30取向為，使得基布層22抗張強度最小的方向與垂直于第一槽部31a延伸方向的方向相符。這種結構讓氣囊51的膨脹壓力容易使覆皮20沿基材30的裂開槽31破裂，而不用在覆皮20中形成裂開槽，同時保證覆皮20具有期望水平的強度。所以，簡化了儀表板10的制造過程。
[0040](2)裂開槽31只形成在基材30中而沒有形成在覆皮20中。所以，相比于在覆皮的墊層中形成裂開槽的情況，簡化了覆皮20的制造過程。
[0041]第二實施例
[0042]接著，參照圖5和圖6，說明第二實施例。
[0043]說明與第一實施例的不同之處。雖然圖5中沒有圖示，但將類似于第一實施例的保持架附加至基材330背面。基材330具有與第一實施例中類似的裂開槽331。
[0044]如圖5和圖6中所示，本實施例的儀表板310具有粘接于墊層323背面的背襯層324。如圖6中所示，背襯層324的面料324A由非織造織物制成，該非織造織物中，沿表面方向的抗張強度是各向異性的。也就是，面料324A的抗張強度設定為在沿面料324A表面的特定方向SI最小，以及，在垂直于方向SI的另一方向S2設定為最大。覆皮320包括基布層322、粘接于基布層322背面的墊層323、以及粘接于墊層323背面的背襯層324。
[0045]在裂開槽331中，第一槽部331a首先裂開。覆皮320相對于基材330取向為，使得背襯層324抗張強度最小的方向與垂直于第一槽部331a延伸方向的方向相符。也就是，背襯層324抗張強度最小的方向SI與基布層322抗張強度最小的方向Rl對準。
[0046]下面說明第二實施例的操作。[0047]例如，當覆皮粘接于第一實施例的基材30表面時，覆皮20會承受取決于基材30形狀而局部集中的負荷，這會撕裂覆皮20。
[0048]據此，可以增加背襯層的纖維密度，以改進覆皮20的撕裂強度，因而，覆皮20更難以撕裂。
[0049]然而，在這種結構中，使整個背襯層的抗張強度增大，因而，會延遲覆皮20因氣囊膨脹壓力產生的破裂。
[0050]在這一方面，根據本實施例，裂開槽331中，第一槽部331a首先裂開，并且，基布層322和背襯層324的抗張強度設定為在垂直于第一槽部331a延伸方向的方向最小。
[0051]所以，當氣囊的膨脹壓力使儀表板310的基材330于前后方向上從作為起始點的第一槽部331a裂開，并且，將基材330中與門部對應的部分向外推開，此時，在受到明顯拉伸之前，與第一槽部331a對應的背襯層324部分在前后方向上破裂。據此，與第一槽部331a對應的基布層322部分從早期開始即承受抗張強度，因而，使這部分在受到明顯拉伸之前于前后方向上破裂。
[0052]因此，使上述缺點最小化，同時，允許增大背襯層324的纖維密度。
[0053]除了第一實施例的優點⑴至(2)之外，根據上述第二實施例的車輛內板以及車輛氣囊裝置具有下列優點。
[0054](3)背襯層324由面料324A形成，該面料324A中，沿其表面方向的抗張強度是各向異性的。在裂開槽331中，第一槽部331a首先裂開。覆皮320相對于基材330取向為，使得背襯層324抗張強度最小的方向與垂直于第一槽部331a延伸方向的方向相符。根據這種結構，使覆皮320因氣囊膨脹壓力而破裂的遲延最小化，同時，允許使背襯層324的纖維密度增大以延遲覆皮320的撕裂。
[0055]第三實施例
[0056]接著，參照圖7和圖8，說明第三實施例。
[0057]說明與第二實施例的不同之處。雖然圖7中沒有圖示，但將類似于第一實施例的保持架附加至基材430的背面。基材430具有與第一實施例中類似的裂開槽431。
[0058]與第一實施例和第二實施例中一樣，為了讓覆皮容易因氣囊的膨脹壓力破裂，墊層適宜地由泡沫塑料例如聚氨酯泡沫形成，其具有相對較低的抗張強度。
[0059]例如，在豪華車的儀表板中，因其需要奢華的觸感而使用拉舍爾針織(其為一類經編)的面料作為墊層。
[0060]然而，儀表板使用泡沫塑料所制成的均質面料作為墊層，該儀表板的觸感迥異于使用經編所制成面料的儀表板。
[0061]在這方面，第三實施例的儀表板允許覆皮容易地由氣囊的膨脹壓力而按下述方式破裂。此外，使儀表板的觸感與使用拉舍爾針織所制成面料作為墊層的觸感類似。
[0062]如圖7中所示，通過疊置兩個由不同密度聚氨酯泡沫制成的面料層，形成墊層423。具體而言，墊層423由第一墊層423a以及熱熔接于第一墊層423a背面的第二墊層423b制成。第一墊層423a的密度高于第二墊層423b的密度。換而言之，第一墊層423a由高密度聚氨酯泡沫制成，而第二墊層423b由低密度聚氨酯泡沫制成。在第三實施例中，墊層423a、423b的厚度彼此大致相等。
[0063]覆皮420包括基布層422、粘接于基布層422背面的墊層423、以及粘接于墊層423背面的背襯層424。覆皮層421粘接于基布層422的表面。
[0064]下面說明第三實施例的操作。
[0065]圖8示出儀表板的觸感特性。如圖8中所示，在使用拉舍爾針織所制成面料作為墊層的儀表板中，相對于移置量的負荷變化落在由雙點劃線表示的適用范圍內。
[0066]在圖8中，虛線表示只使用第一墊層423a作為墊層的儀表板的觸感特性。首先，隨著移置增大，負荷快速增加，并且超過適用范圍(其由雙點劃線示出)的上限。之后，隨著移置增大，負荷緩慢增大。
[0067]在圖8中，由一點劃線表示只使用第二墊層423b作為墊層的儀表板的觸感特性。在這種情況下，隨著移置的增大，負荷快速增大。然而，由于第二墊層423b具有較低密度，并且比第一墊層423a軟，在整個移置范圍中，負荷的增大量相對較小。
[0068]第三實施例的儀表板410的觸感特性由圖8中的實線表示，并且落在由雙點劃線圍住的適用范圍內。也就是，儀表板410的觸感特性與使用拉舍爾針織所制成面料的儀表板類似。
[0069]除了第一實施例的優點(I)至(2)以及第二實施例的優點(3)之外，根據上述第三實施例的車輛內板以及車輛氣囊裝置還具有下列優點。
[0070](4)通過疊置兩個由不同密度聚氨酯泡沫制成的面料層，形成墊層423。這種結構允許覆皮420容易地因氣囊的膨脹壓力而破裂。此外，儀表板410的觸感與使用拉舍爾針織所制成面料作為墊層的儀表板的觸感相似。
[0071]第四實施例
[0072]參照圖9和圖10，主要討論第四實施例與第一實施例之間的不同之處。雖然圖9中沒有圖示，但將類似于第一實施例的保持架附加至基材530的背面。基材530具有與第一實施例中類似的裂開槽531。
[0073]如圖9和圖10中所示，根據本實施例的儀表板510中，墊層523的面料523A由沿表面方向的抗張強度是各向異性的拉舍爾針織物制成。也就是，面料523A的抗張強度在沿面料523A表面的特定方向Tl設定為最小，以及，在垂直于方向Tl的另一方向T2設定為最大。
[0074]在裂開槽531中，第一槽部531a首先裂開。覆皮520相對于基材530取向為，使得墊層523抗張強度最小的方向與垂直于第一槽部531a延伸方向的方向相符。也就是,墊層523抗張強度最小的方向Tl與基布層522抗張強度最小的方向Rl對準。
[0075]除了第一實施例的優點(I)至(2)之外，根據上述第四實施例的車輛內板以及車輛氣囊裝置還具有下列優點。
[0076](5)墊層523由沿其表面方向的抗張強度是各向異性的面料523A形成。在裂開槽531中，第一槽部531a首先裂開。覆皮520相對于基材530取向為，使得墊層523抗張強度最小的方向Tl與垂直于第一槽部531a延伸方向的方向相符。采用這種結構，墊層523的抗張強度沿垂直于第一槽部531a(其設計成在裂開槽531中首先裂開)延伸方向的線最小。這允許覆皮520的對應部分容易地因氣囊的膨脹壓力而破裂。
[0077]變化例
[0078]根據本發明的車輛內板以及車輛氣囊裝置并不局限于上述實施例中所示的結構，而是可以如下方式變化。[0079]如圖11中所示，可以采用H形裂開槽131。也就是，裂開槽131包括:第一槽部131a，其于車輛橫向延伸；以及第二槽部131b，其于車輛縱向從第一槽部131a兩端向前或向后延伸。同樣，在這種情況下，只需將覆皮粘接于基材，使得基布層抗張強度最小的方向與車輛縱向相符。
[0080]裂開槽的第一槽部可以設定為于車輛縱向延伸。同樣，在這種情況下，只需將覆皮粘接于基材，使得基布層抗張強度最小的方向與車輛橫向相符。
[0081]垂直于第一槽部延伸方向的方向即車輛縱向不是必須與基布層抗張強度最小的方向完全平行。即使方向Rl稍稍偏離垂直于第一槽部延伸方向的方向，仍能得到與第一實施例優點(I)類似的優點。方向Rl與垂直于第一槽部延伸方向的方向之間的最大允許偏尚是5度。
[0082]基材和保持架可以由不同于熱塑性烯烴的其他塑性材料形成。
[0083]基布層可以由不同于聚酯的其他塑料纖維形成。基布層可以由尼龍形成。此外，代替由針織物制成的基布層22，可以采用由機織物制成的基布層。
[0084]墊層可以由不同于聚氨酯泡沫的其他泡沫塑料形成。
[0085]如圖12中所示，可以在作為覆蓋物220 —部分的墊層223中形成裂開槽223a。同樣，在這種情況下，基布層222能容易地因氣囊的膨脹壓力而破裂，而無需在基布層222中形成裂開槽。所以，相比于例如通過激光加工在形成基布層的面料背面形成裂開槽的情況，簡化了覆皮220的加工過程。
[0086]在第二實施例中，背襯層324由非織造織物所制成的面料形成。然而，背襯層可以不是由非織造織物所制成的面料形成，而是由例如織造織物或膜所制成的面料形成。
[0087]在第三實施例中，墊層423通過疊置兩個墊層423a、423b形成。然而，墊層可以通過疊置三個或更多墊層形成。此外，在第三實施例中，將具有不同密度的墊層423a、423b彼此疊置。可替代地，可以使觸感特性的其它參數例如硬度及厚度有差異。
[0088]在第四實施例中，墊層523由拉舍爾針織所制成的面料523A形成。代替此方式，墊層可以由通過特利柯脫經編(其為一類經編)所形成的面料形成。
[0089]可以采用一種織物，其中覆皮層也具有沿其表面方向各向異性的抗張強度。在這種情況下，覆皮和基布層適宜互相粘接，使得覆皮層抗張強度最小的方向與基布層抗張強度最小的方向相符。
【權利要求】
1.一種車輛內板,包括: 基材(30、230、330、430、530);以及 覆皮(20、220、320、420、520)，其粘接于所述基材(30、230、330、430、530)的表面，其中在所述基材(30、230、330、430、530)的背面形成裂開槽(31、131、331、431、531)，以及由氣囊(51)的膨脹壓力使所述基材(30、230、330、430、530)裂開時，所述裂開槽(31、131、331、431、531)作為裂開的起始點， 所述車輛內板的特征在于: 所述覆皮(20、220、320、420、520)由面料(22A、324A、523A)形成，在所述面料(22A、324A、523A)中沿其表面方向的抗張強度是各向異性的， 所述裂開槽(31、131、331、431、531)包括第一槽部(31a、131a、331a、431a、531a)，所述裂開槽(31、131、331、431、531)裂開時，所述第一槽部(31a、131a、331a、431a、531a)首先裂開，以及 所述覆皮(20、220、320、420、520)粘接于所述基材(30、230、330、430、530)，使得所述覆皮(20、220、320、420、520)抗張強度最小的方向與垂直于所述第一槽部(31a、131a、331a、431a、531a)延伸方向的方向相符。
2.根據權利要求1所述的車輛內板，其中: 所述覆皮(20、220、320、420、520)至少包括基布層(22、222、322、422、522)以及粘接于所述基布層(22、222、322、422、522)表面的覆皮層(21、221、321、421、521)， 所述基布層(22、222、322、422、522)由所述面料(22A、324A、523A)形成，所述面料(22A、324A、523A)中沿該面料表面方向的抗張強度是各向異性的，以及` 所述覆皮(20、220、320、420、520)粘接于所述基材(30、230、330、430、530)，使得所述基布層(22、222、322、422、522)抗張強度最小的方向與垂直于所述第一槽部(31a、131a、331a、431a、531a)延伸方向的方向相符，所述裂開槽(31、131、331、431、531)裂開時，所述第一槽部(31a、131a、331a、431a、531a)首先裂開。
3.根據權利要求1所述的車輛內板，其中: 所述覆皮(320)至少包括基布層(322)、粘接于所述基布層(322)背面的墊層(323)、以及粘接于所述墊層背面的背襯層(324)， 所述背襯層(324)由面料形成，所述面料中沿該面料表面方向的抗張強度是各向異性的，以及 所述覆皮(320)粘接于所述基材(330)，使得所述背襯層(324)抗張強度最小的方向與垂直于所述第一槽部(331a)延伸方向的方向相符,所述裂開槽(331)裂開時,所述第一槽部(331a)首先裂開。
4.根據權利要求1所述的車輛內板，其中: 所述覆皮(420)至少包括基布層(422)、以及粘接于所述基布層(422)背面的墊層(423)，以及 通過疊置多個具有不同觸感特性的泡沫塑料的面料(423a、423b)形成所述墊層(423)。
5.根據權利要求1所述的車輛內板，其中: 所述覆皮(520)至少包括基布層(522)、以及粘接于所述基布層(522)背面的墊層(523)，以及 所述墊層(523)由面料(523A)形成，在所述面料(523A)中沿該面料表面方向的抗張強度是各向異性的，以及 所述覆皮(520)粘接于所述基材(530)，使得所述墊層(523)抗張強度最小的方向與垂直于所述第一槽部(531a)延伸方向的方向相符，所述裂開槽(531)裂開時，所述第一槽部(531a)首先裂開。
6.根據權利要求5所述的車輛內板，其中所述墊層(523)由經編制成的面料(523A)形成。
7.根據權利要求1所述的車輛內板，其中: 所述覆皮至少包括基布層以及覆皮層，所述覆皮層粘接于所述基布層的表面， 所述覆皮層由面料形成，在所述面料中，沿該面料表面方向的抗張強度是各向異性的，以及 所述覆皮粘接于所述基材，使得所述覆皮層抗張強度最小的方向與垂直于所述第一槽部延伸方向的方向相符，所述裂開槽裂開時，所述第一槽部首先裂開。
8.根據權利要求1所述的車輛內板，其中所述裂開槽(31、131、331、431、531)僅在所述基材(30、330、430、530) 中形成。
9.根據權利要求1至權利要求8中任一項權利要求所述的車輛內板，其中所述內板是儀表板(10、110、210、310、410、510)。
10.一種車輛氣囊裝置，包括: 根據權利要求1至權利要求9中任一項權利要求所述的內板；以及 氣囊模組(53)，其中 所述內板在其背面包括保持架(40)，以及 所述氣囊模組(53)由下述部分形成: 所述氣囊(51)，其由所述保持架(40)保持處于折疊狀態， 充氣器(52)，其產生膨脹氣體并將所述氣體供給至所述氣囊，以及 所述保持架(40)。
【文檔編號】B60R21/205GK103770739SQ201310487580
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年10月17日 優先權日:2012年10月22日
【發明者】高橋謙治, 戶谷千春, 永田武司, 藤田淳一, 戶田稔 申請人:豐田合成株式會社