Узел лотка подушки безопасности для автомобильной приборной панели, пассажирская система подушки безопасности и лоток подушки безопасности
Группа изобретений относится к вариантам выполнения узла лотка подушки безопасности для автомобильной приборной панели, пассажирской системе подушки безопасности и лотку подушки безопасности. Узел лотка прикрепляет модуль подушки безопасности к автомобильной приборной панели. Наружный воротник прикрепляет узел к приборной панели. Трубчатый лоток продолжается внутрь от воротника к нижнему концу с образованием траектории раскрытия для подушки безопасности. Створка дверцы расположена в верхнем конце лотка с возможностью поворота от воротника, чтобы выходить из приборной панели. Шарнир, прикрепляющий створку дверцы к воротнику, содержит множество S-образных расширяемых петель, разнесенных поперечно вдоль одного края створки дверцы. Первая петля рядом с одним боковым концом шарнира имеет первую длину, более короткую, чем вторая длина второй петли рядом с противоположным боковым концом шарнира, тем самым ограничивая вращение створки дверцы на одном боковом конце, чтобы избежать контакта с ветровым стеклом во время раскрытия. Обеспечивается повышение безопасности. 4 н. и 7 з.п. ф-лы, 9 ил.
ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
Отсутствует.
ПРЕДПИСАНИЕ КАСАТЕЛЬНО ФИНАНСИРУЕМЫХ ФЕДЕРАЛЬНЫМ ПРАВИТЕЛЬСТВОМ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Не применимо.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение в целом относится к автомобильным системам подушек безопасности, и, более конкретно, к скрытой дверце раскрытия подушки безопасности, сформированной из основы приборной панели и отформованного лотка подушки безопасности.
Узлы лотков подушки безопасности были введены в коммерческое использование для пассажирской стороны приборной панели автомобильных транспортных средств. Узел лотка присоединяет модуль подушки безопасности (как правило, содержащий сложенную полотняную подушку и химическое топливо для надувания подушки по команде) к панели поддержки двери или основе приборной панели. Типичная конструкция для узла лотка включает в себя трубчатую наружную стенку лотка, одну или более створок дверцы, фланец, окружающий зону дверцы, и один или более шарнирных элементов или областей, соединяющих створку(и) дверцы с наружной стенкой и фланцем.
Для целей оформления, желательно, чтобы дверца раскрытия подушки безопасности в приборной панели была невидима при наблюдении из пассажирского отделения. Другими словами, видимая поверхность «Класса A» приборной панели предпочтительно является бесшовной. Таким образом, в основе требуется наличие предварительно ослабленного шва (со стороны «Класса B»), чтобы способствовать открыванию с разрывом дверцы во время раскрытия подушки безопасности. Чтобы предотвратить попадание в пассажирскую кабину оторванных или отделенных деталей основы, створка(и) дверцы лотка прикреплена к области дверцы основы так, чтобы створка дверцы и шарнир действовали в качестве ограничителя. Обычным способом прикрепления створки дверцы лотка и фланца к основе является пластическая сварка, такая как вибрационная сварка, сварка горячими пластинами, и тому подобное.
Для оптимальной защиты пассажира, дверца подушки безопасности с пассажирской стороны расположена в верхней поверхности приборной панели или рядом с ней, что приводит к тому, что дверца расположена близко к переднему ветровому стеклу транспортного средства. Следовательно, столкновение дверцы с ветровым стеклом при ее поворотном открывании во время раскрытия подушки безопасности становится потенциальной преградой в случае возможного повреждения ветрового стекла. Тренды в оформлении транспортных средств и требование к улучшенной аэродинамике часто приводит к увеличению уклона (то есть, угла наклона) ветрового стекла и укорачиванию глубины спереди назад приборной панели. Вдобавок, пассажирские подушки безопасности становятся все более крупными и мощными, что увеличивает минимальный требуемый размер дверцы для размещения раскрытия подушки безопасности. Следовательно, потенциальная зона поворота дверцы подушки безопасности имеет более высокую вероятность пересечения с ветровым стеклом.
Из-за ее момента от принудительного открывания надувающейся подушкой безопасности, дверца подушки безопасности стремится повернуться за пределы размера отверстия, необходимые для вытеснения подушки. Чтобы предотвратить это, известен способ прикрепления наружного конца дверцы к приборной панели с помощью ограничителя. Один или более ограничителей могут быть скрыты в узле лотка посредством накладного формования или могут быть прикреплены в качестве вторичной операции. Было бы желательно избежать дополнительных затрат на компоненты и/или узел, связанных с ограничителями, в то же время одновременно предотвращая контакт дверцы с ветровым стеклом и достигая достаточно большого открывания дверцы для размещения полноразмерной подушки безопасности.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В одном из аспектов изобретения предложен узел лотка подушки безопасности для автомобильной приборной панели, содержащий Узел лотка подушки безопасности для автомобильной приборной панели, содержащий наружный воротник, выполненный с возможностью прикрепления к приборной панели, трубчатый лоток, продолжающийся внутрь от воротника к нижнему концу с образованием траектории раскрытия, выполненный с возможностью приема надувающейся подушки безопасности из модуля подушки безопасности, створку дверцы, расположенную в верхнем конце лотка с возможностью поворота от воротника, чтобы выходить из приборной панели, и шарнир, содержащий множество S-образных расширяемых петель, разнесенных поперечно вдоль одного края створки дверцы, чтобы прикреплять створку дверцы к воротнику, при этом первая петля рядом с одним боковым концом шарнира имеет первую длину, которая является более короткой, чем вторая длина второй петли рядом с противоположным боковым концом шарнира, тем самым ограничивая вращение створки дверцы на одном боковом конце.
Третья петля рядом с первой петлей предпочтительно имеет первую длину.
Третья петля рядом с первой петлей предпочтительно имеет третью длину между первой и второй длинами.
Шарнир предпочтительно состоит из центральной секции штампованного металлического листа, воротник, лоток и створка дверцы состоят из отформованного пластикового корпуса, при этом воротник и створка дверцы включают в себя сварные ребра, выполненные с возможностью сварки с приборной панелью, первая боковая секция металлического листа сформована со вставкой в створке дверцы, и вторая боковая секция металлического листа сформована со вставкой в по меньшей мере одном из воротника или лотка.
Множество петель предпочтительно расположены в виде пар более близко расположенных петель.
Согласно другому аспекту предложена пассажирская система подушки безопасности, содержащая основу приборной панели, образующую отверстие, узел лотка, установленный в отверстие, и модуль подушки безопасности, установленный в узел лотка и содержащий надувную подушку для раскрывания через узел лотка и отверстие, при этом узел лотка содержит наружный воротник, выполненный с возможностью прикрепления к приборной панели, трубчатый лоток, продолжающийся внутрь от воротника к нижнему концу с образованием траектории раскрытия, выполненный с возможностью приема надувающейся подушки безопасности из модуля подушки безопасности, створку дверцы, расположенную в верхнем конце лотка с возможностью поворота от воротника, чтобы выходить из приборной панели через отверстие, и шарнир, содержащий множество S-образных расширяемых петель, разнесенных поперечно вдоль одного края створки дверцы, чтобы прикреплять створку дверцы к воротнику, при этом первая петля рядом с одним боковым концом шарнира имеет первую длину, которая является более короткой, чем вторая длина второй петли рядом с противоположным боковым концом шарнира, тем самым ограничивая вращение створки дверцы на одном боковом конце.
Третья петля рядом с первой петлей предпочтительно имеет первую длину.
Третья петля рядом с первой петлей предпочтительно имеет третью длину между первой и второй длинами.
Шарнир предпочтительно состоит из центральной секции штампованного металлического листа, воротник, лоток и створка дверцы состоят из отформованного пластикового корпуса, при этом воротник и створка дверцы включают в себя сварные ребра, выполненные с возможностью сварки с приборной панелью, первая боковая секция металлического листа сформована со вставкой в створке дверцы, и вторая боковая секция металлического листа сформована со вставкой в по меньшей мере одном из воротника или лотка.
Множество петель предпочтительно расположены в виде пар более близко расположенных петель.
Согласно еще одному аспекту предложена лоток подушки безопасности, содержащий удлиненный лоток с установочным фланцем, окружающим створку дверцы, и множество волнообразных петель, разнесенных поперечно вдоль одного края створки дверцы, прикрепляя створку дверцы к фланцу, при этом первая петля рядом с одним боковым концом шарнира имеет первую длину, которая является более короткой, чем вторая длина второй петли рядом с противоположным боковым концом шарнира.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фигура 1 представляет собой вид в перспективе автомобильной системы приборной панели, показывающий зону раскрытия пассажирской подушки безопасности.
Фигура 2 представляет собой вид в поперечном разрезе вдоль линии 2-2 по фигуре 1, показывающий один тип традиционной системы пассажирской подушки безопасности.
Фигура 3 представляет собой вид в перспективе в поперечном разрезе узла лотка подушки безопасности по фигуре 2.
Фигура 4 показывает вид сбоку в поперечном разрезе узла лотка с традиционной полученной накладным формованием дверной панелью из листового металла.
Фигура 5 представляет собой вид в перспективе другой традиционной дверной панели из листового металла.
Фигура 6 показывает пространственную связь между ветровым стеклом и дверцей подушки безопасности.
Фигура 7 представляет собой вид в перспективе дверной панели из листового металла согласно изобретению, имеющей переменное протяжение шарнира.
Фигура 8 представляет собой вид сбоку узла лотка подушки безопасности, содержащего дверную панель из листового металла с переменным протяжением шарнира.
Фигура 9 представляет собой вид в перспективе другого варианта осуществления узла дверной панели из листового металла с переменным протяжением шарнира.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Со ссылкой на фигуры 1-3, приборная панель 10 включает в себя пассажирскую систему подушки безопасности со скрытым швом 11, образующим зону 12 дверцы раскрытия. Основа 15 приборной панели обеспечивает требуемую форму и жесткость для приборной панели. Она накрыта покрывающим слоем 16, который может включать в себя традиционную эластомерную кожу и слой вспененного материала между кожей и основой 15. Лоток 17 включает в себя трубчатый проход 18 и створку 20 дверцы раскрытия в своем верхнем конце. Дверца 20 раскрытия присоединена к проходу 18 посредством шарнира 21 вдоль одной стороны. Зазор 22 может определять наружную кромку с трех сторон дверцы 20, например. Вместо зазора может использоваться предварительно ослабленный шов. Лоток 17 включает в себя фланец (воротник) 23, окружающий дверцу 20. Как лучше показано на фигуре 3, фланец 23 и дверца 20 содержат множество ребер 24 для сваривания лотка 17 с основой 15 приборной панели.
Как показано на фигуре 2, основа 15 приборной панели и покрывающий слой 16 могут включать в себя скрытый шов 25 для разрыва во время открывания дверцы 20 раскрытия.
Шов 25 может быть сформирован посредством механического или лазерного рифления перед прикреплением лотка 17 посредством вибрационной сварки. Модуль 27 подушки безопасности установлен на множество отверстий 26 в проходе 18 лотка. Модуль 27 подушки безопасности состоит из жесткого ящика, содержащего источник 30 топлива и сложенную подушку (не показана), которая направлена вдоль траектории раскрытия, образованной проходом 18, к дверце 20 по надувании газами из источника 30 топлива. Модуль 27 подушки безопасности включает в себя множество крючков 31, которые приняты в соответствующее множество отверстий 26. Крепление 32 присоединяет модуль 27 подушки безопасности к поперечной балке автомобиля посредством скобы.
Шарнир 21 предпочтительно сформирован с S-образным или Z-образным поперечным сечением, с тем чтобы шарнир 21 продолжался вдоль длины, одновременно обеспечивая ось поворота. Таким образом, створка 20 дверцы может открываться вверх более равномерно во время изначального раскрытия подушки безопасности, чтобы обеспечить лучший разрыв разрывных швов, и, затем, может поворачиваться в сторону с траектории по мере выхода подушки безопасности из лотка 17.
Для достижения требуемой прочности и внешнего вида, основа приборной панели и лоток, предпочтительно, могут быть сформированы из пригодных для формования термопластичных материалов. Предпочтительные материалы включают в себя термопластичный полиолефин (TPO), термопластичные эластомеры (TPE) и термопластичные олефиновые эластомеры (TEO). Наиболее предпочтительным материалом является TPO, смешанный с наполнителями, которые меняют температуру плавления материала, модуль изгиба (то есть, жесткость) и другие свойства.
Модуль 27 подушки безопасности выполнен, чтобы обеспечивать оптимальный профиль раскрытия для подушки безопасности согласно различным параметрам, таким как объем подушки, время надувания, расход газа и другие. Металлический кожух и выпуск модуля 27 подушки безопасности имеют размер, установленный согласно этим параметрам. Внутренний диаметр прохода 18 лотка выполнен, чтобы соответствовать выпуску модуля 27, чтобы обеспечивать плавный переход для выходящей подушки безопасности. Схожим образом, шарнир 21 и створка 20 двери выполнены, чтобы раскрываться таким образом, который открывает верхний конец прохода 18 без ограничения.
Фигура 4 показывает альтернативный вариант осуществления узла 35 лотка, имеющего главный полученный инжекционным формованием корпус 36 и штампованную шарнирную плиту 37 из листового металла. Противоположные стороны плиты 37 сформованы со вставкой в наружном фланце 38 воротника лотка и створке 39 дверцы с центральной шарнирной секцией 40, отштампованной с S-образной формой, чтобы обеспечить требуемый профиль открывания. Воротник 38 и створка 39 дверцы предпочтительно включают в себя сварные ребра 34 на своих верхних поверхностях для сварки с основой приборной панели (не показана), как известно в области техники. Фигура 5 показывает другую штампованную шарнирную плиту 41 из листового металла, показывающую ряд S-образных петель 42 между дверной плитой, сформованной со вставкой в створке 43 дверцы, и плитой 44 основания, которая, в данном варианте осуществления, выполнена, чтобы продолжаться вниз вдоль (и сформована со вставкой в) прохода лотка (не показано). Петли 42 могут быть выполнены в близко расположенных парах, как показано. Количество и отдельные ширины петель 42 выполнены, чтобы получать подходящий уровень гибкости и прочности, в то время как согнутые и развернутые длины выполнены, чтобы обеспечивать требуемый профиль движения, когда скрытая дверь открывается с разрывом.
Как упоминалось ранее, оформление и другие проектные решения для компонентов автомобиля, таких как ширина в направлении спереди назад приборной панели и наклон ветрового стекла, могут привести к тому, что требуемое положение зоны дверцы раскрытия подушки безопасности будет расположено близко к ветровому стеклу. Чтобы оставить дверь вне траектории раскрытия подушки безопасности и чтобы минимизировать выбрасывание любых незакрепленных деталей в пассажирскую область, шарнир для U-образной дверцы с одной панелью предпочтительно расположен с передней относительно транспортного средства стороны лотка (то есть, со стороны, ближайшей к ветровому стеклу). Если он расположен достаточно близко, тогда зона смещения створки дверцы может перекрываться с ветровым стеклом, так что может происходить удар дверцы о ветровое стекло во время раскрытия подушки безопасности. Например, фигура 6 показывает часть транспортного средства, содержащую фрагмент 46 отделки приборной панели в передней пассажирской стороне транспортного средства, при этом скрытая дверь 45 была открыта и повернута в направлении ветрового стекла 47. Благодаря кривизне ветрового стекла 47, наружный угол дверцы 45 может сталкиваться с ветровым стеклом 47 в ближайшей точке 48, в которой зона смещения с наибольшей вероятностью пересечется с ветровым стеклом. Лоток меньшего диаметра с более короткой створкой дверцы мог бы использоваться, чтобы снизить или устранить пересечение, но было бы сложно или дорого реконструировать/изменить настроенный модуль с достаточной емкостью газа для надувания и профилем раскрытия, чтобы удовлетворять требованиям эффективности.
Чтобы решить проблему чрезмерного вращения створки дверцы без добавления ограничителей, чтобы ограничить зону смещения дверцы, настоящее изобретение использует шарнирную конструкцию, содержащую множество волнообразных петель с переменными длинами. В частности, одна или более петель рядом с одним боковым концом шарнира (например, концом, имеющим более низкое расстояние зазора от ветрового стекла) имеют первую длину, которая является более короткой, чем вторая длина вторых петель рядом с противоположным боковым концом шарнира, тем самым ограничивая вращение створки дверцы в одном боковом конце.
Фигура 7 показывает первый вариант осуществления плиты 50 из листового металла, содержащей шарнирную секцию 51 с множеством отдельных петель, разнесенных поперечно вдоль одного края створки дверцы и скомпонованных в парах (включая петли 52-57). Шарнирная секция 51 содержит боковой конец 58, который расположен ближе всех к правой или левой стороне транспортного средства (то есть, наружной стороне), в которой расположение подушки безопасности устанавливает конец 58 ближе всех к ветровому стеклу (которая могла бы, в качестве альтернативы, находиться в противоположном конце относительно показанного на фигуре 7, в зависимости от деталей размещения и компоновки приборной панели транспортного средства и ветрового стекла, например). В боковом конце 58, одна или более петель рядом с одним боковым концом шарнира (например, первая петля 52) имеют первую длину, которая является более короткой, чем вторая длина второй петли (такой как петля 57) рядом с противоположным боковым концом шарнира. В результате укороченной длины петли 52 (а также петель 53-55 в данном проиллюстрированном варианте осуществления), смещение дверцы в боковом конце 58 имеет меньший радиус, чем противоположный боковой конец. Это ограничивает (то есть, укорачивает) наружное вращение створки дверцы в боковом конце 58, с тем чтобы можно было избежать удара соответствующего конца створки дверцы с ветровым стеклом.
Фигура 8 представляет собой вид сбоку в поперечном разрезе другого варианта осуществления штампованной шарнирной плиты 60 из листового металла с волнообразной петлей 61 рядом с ближним боковым концом. Другая волнообразная или S-образная петля 62 рядом с противоположным боковым концом шарнира имеет более высокую длину, с тем чтобы ее согнутое положение продолжалось дальше вниз, чем петля 61. Несмотря на то, что она имеет более короткую развернутую длину (то есть, более мелкий профиль в согнутом состоянии), петля 61 все еще имеет подходящую длину, чтобы обеспечить возможность разрыва шва дверцы и достаточного поворота створки дверцы, чтобы позволить раскрываемой подушке безопасности свободно выходить через открытую дверцу. Тем не менее, обеспечивается неравномерное смещение дверцы, которое укорачивает зону смещения в боковом крае створки дверцы без добавления каких-либо ограничителей или других вспомогательных деталей.
Фигура 9 показывает еще один альтернативный вариант осуществления металлической дверной плиты со створкой 71 дверцы и установочными крыльями 72. Шарнир 73 содержит отдельные петли 74-78 с переменной длиной петель. Боковой конец 80 расположен ближе всех к ветровому стеклу. Таким образом, петля 78 имеет самую низкую длину, а петли 74-76 имеют самую высокую длину. Промежуточная петля 77 имеет промежуточную длину.
Шарнир согласно изобретению может, в качестве альтернативы, быть полностью выполнен из полученного инжекционным формованием пластика или других материалов, как в виде неотъемлемой части узла лотка в виде единой детали, так и в виде отдельного шарнирного компонента, закрепленного на лотке.
1. Узел лотка подушки безопасности для автомобильной приборной панели, содержащий:
наружный воротник, выполненный с возможностью прикрепления к приборной панели;
трубчатый лоток, продолжающийся внутрь от воротника к нижнему концу с образованием траектории раскрытия, выполненный с возможностью приема надувающейся подушки безопасности из модуля подушки безопасности;
створку дверцы, расположенную в верхнем конце лотка с возможностью поворота от воротника, чтобы выходить из приборной панели; и
шарнир, содержащий множество S-образных расширяемых петель, разнесенных поперечно вдоль одного края створки дверцы, чтобы прикреплять створку дверцы к воротнику, при этом первая петля рядом с одним боковым концом шарнира имеет первую длину, которая является более короткой, чем вторая длина второй петли рядом с противоположным боковым концом шарнира, тем самым ограничивая вращение створки дверцы на одном боковом конце и обеспечивая неравномерное смещение дверцы.
2. Узел лотка по п.1, в котором третья петля рядом с первой петлей имеет первую длину.
3. Узел лотка по п.1, в котором третья петля рядом с первой петлей имеет третью длину между первой и второй длинами.
4. Узел лотка по п.1, в котором:
шарнир состоит из центральной секции штампованного металлического листа;
воротник, лоток и створка дверцы состоят из отформованного пластикового корпуса, при этом воротник и створка дверцы включают в себя сварные ребра, выполненные с возможностью сварки с приборной панелью;
первая боковая секция металлического листа сформована со вставкой в створке дверцы; и
вторая боковая секция металлического листа сформована со вставкой в по меньшей мере одном из воротника или лотка.
5. Узел лотка по п.1, в котором множество петель расположены в виде пар более близко расположенных петель.
6. Пассажирская система подушки безопасности, содержащая:
основу приборной панели, образующую отверстие;
узел лотка, установленный в отверстие; и
модуль подушки безопасности, установленный в узел лотка и содержащий надувную подушку для раскрывания через узел лотка и отверстие;
при этом узел лотка содержит:
наружный воротник, выполненный с возможностью прикрепления к приборной панели;
трубчатый лоток, продолжающийся внутрь от воротника к нижнему концу с образованием траектории раскрытия, выполненный с возможностью приема надувающейся подушки безопасности из модуля подушки безопасности;
створку дверцы, расположенную в верхнем конце лотка с возможностью поворота от воротника, чтобы выходить из приборной панели через отверстие; и
шарнир, содержащий множество S-образных расширяемых петель, разнесенных поперечно вдоль одного края створки дверцы, чтобы прикреплять створку дверцы к воротнику, при этом первая петля рядом с одним боковым концом шарнира имеет первую длину, которая является более короткой, чем вторая длина второй петли рядом с противоположным боковым концом шарнира, причем третья петля рядом с первой петлей имеет первую длину, тем самым ограничивая вращение створки дверцы на одном боковом конце.
7. Пассажирская система подушки безопасности по п.6, в которой четвертая петля между первой петлей имеет третью длину между первой и второй длинами.
8. Пассажирская система подушки безопасности по п.6, в которой:
шарнир состоит из центральной секции штампованного металлического листа;
воротник, лоток и створка дверцы состоят из отформованного пластикового корпуса, при этом воротник и створка дверцы включают в себя сварные ребра, выполненные с возможностью сварки с приборной панелью;
первая боковая секция металлического листа сформована со вставкой в створке дверцы; и
вторая боковая секция металлического листа сформована со вставкой в по меньшей мере одном из воротника или лотка.
9. Пассажирская система подушки безопасности по п.6, в которой множество петель расположены в виде пар более близко расположенных петель.
10. Лоток подушки безопасности, содержащий:
удлиненный лоток с установочным фланцем, окружающим створку дверцы; и
множество волнообразных петель, разнесенных поперечно вдоль одного края створки дверцы, прикрепляя край к фланцу, при этом первая петля рядом с одним боковым концом края имеет первую длину, которая является более короткой, чем вторая длина второй петли рядом с противоположным боковым концом края, обеспечивая неравномерное смещение дверцы.
11. Узел лотка подушки безопасности для автомобильной приборной панели, содержащий:
наружный воротник, выполненный с возможностью прикрепления к приборной панели;
трубчатый лоток, продолжающийся внутрь от воротника к нижнему концу с образованием траектории раскрытия, выполненный с возможностью приема надувающейся подушки безопасности из модуля подушки безопасности;
створку дверцы, расположенную в верхнем конце лотка с возможностью поворота от воротника, чтобы выходить из приборной панели; и
шарнир, содержащий множество S-образных расширяемых петель, разнесенных поперечно вдоль одного края створки дверцы, чтобы прикреплять один край к воротнику, при этом первая петля рядом с одним боковым концом шарнира имеет первую длину, которая является более короткой, чем вторая длина второй петли рядом с противоположным боковым концом шарнира, причем третья петля между первой и второй петлями имеет третью длину между первой и второй длинами, тем самым ограничивая вращение створки дверцы на одном боковом конце и обеспечивая неравномерное смещение дверцы.
