用於車輛中的內部面板、製造其的方法及車輛內部系統的製作方法

2023-06-03 05:55:36 2

用於車輛中的內部面板、製造其的方法及車輛內部系統的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種車輛中的車頂結構，其中所述車頂結構(100)設有用於連接車輛中的電氣設備的印刷電連接裝置(110)。本發明還涉及一種用於製造這樣的車頂結構的方法以及一種系統，該系統包括電氣設備、帶有印刷電連接裝置(110)的車頂結構(100)、印刷導電片(112,212,312,412)以及電連接器，其中所述電連接器(530,730)刺入所述車頂結構(100)以使電氣設備與導電片(112,212,312,412)相連接。
【專利說明】用於車輛中的內部面板、製造其的方法及車輛內部系統
[0001]本申請是申請日為2010年I月5日、名稱為「帶有集成線束的車頂內襯」的第2010800065951號發明專利申請的分案申請。
[0002]優先權聲明_3] 1.要求優先權
[0004]本申請要求享有(於2009年I月6日提交的)序列號為61/142，769的美國臨時申請的申請日的權益，該臨時申請的全部內容通過參引方式被納入本文。
[0005]發明背景
[0006]2.摶術領域
[0007]本發明涉及車頂結構，尤其涉及車輛頂部系統，所述車輛頂部系統包括帶有集成線束的車頂內襯(headliner);本發明還涉及用於製造這樣的車頂結構的方法以及包括這樣的車頂結構、連接器和導電片的系統。
[0008]3.【背景技術】
[0009]許多車輛頂部系統都包括位於車輛車頂內襯後面的電路布線，以向各種控制裝置提供電能和/或與各種控制裝置進行通信，所述控制裝置為諸如車庫開門器或指南針和/或諸如頂燈等的器件。對於傳統的頂部系統，諸如成股的絕緣銅線或其他金屬線等的標準線被安裝在車頂內襯和車頂之間。
[0010]目前，頂部系統通過車輛裝配線上的多個工位處的一系列步驟被安裝到機動車輛中。在裝配時，需要電力作為能量源或者提供信號的單個頂部系統部件被單獨連接至車體電力系統。線束一包括頂部系統部件所需的所有布線一通過例如膠帶或熱熔膠等附接至車頂內襯的背面。形成線束的各種電線一般位於車頂內襯和車輛的車頂之間。當電線位於車頂內襯和車輛的車頂之間時，它們有時會與車頂結構支撐物接觸。所述在電線和車頂結構支撐物之間的接觸會導致電線被夾緊、切斷或者絕緣被擦掉，導致由於電線接觸車體而造成短路。傳統線束所需的絕緣和/或其他包層還顯著地增加了車頂內襯的重量。

【發明內容】

[0011]本發明涉及一種車輛中的車頂結構，其中所述車頂結構設有用於連接車輛中的電氣設備的印刷的電連接裝置。在本發明的上下文中，車頂結構包括布置在車輛的車頂區域中的任意結構或層。在所述上下文中的「印刷(printing) 」或「印刷的(printed) 」包括向表面施加任何導電裝置。導電裝置包括任何導電油墨或任何包括導電體的油墨。根據本發明，有利的是，能夠將導電體輕易地安裝進車輛的車頂區域中，以降低車頂結構的重量並且防止電短路。本發明的另一實施方案包括車輛的車頂內襯，該車頂內襯包括車頂內襯基板(substrate)和車頂內襯上的線束，其中所述線束是印刷在車頂內襯上的電連接的樣式。在另一些優選實施方案中，可以使用導電油墨將所述線束印刷在車頂內襯的多個層中的任一個上，諸如，例如在覆蓋層的B側、在車頂內襯基板層的任一側或者在稀鬆布(scrim)層上。在一些實施方案中，在線束上方包括一個絕緣層。
[0012]在又一優選實施方案中，本發明涉及車輛車頂內襯，其包括具有接觸帶的線束，其中所述線束和接觸帶被印刷在車頂內襯上。在又一些優選實施方案中，接觸帶包括印刷在車頂內襯部件上的導電油墨塊。
[0013]本發明還涉及一種用於製造車輛中的車頂結構的方法，其中電連接裝置被印刷在車頂結構上。一個優選實施方案包括一種用於製造線束和車頂內襯的方法，包括在車頂內襯部件上印刷線束的線路系統。在又一些優選實施方案中，所述線束是使用導電油墨印刷的。
[0014]根據本發明的系統和方法的各種實施方案的這些和其他特徵及優點，被描述在下面對根據本發明的各種裝置、結構和/或方法的各種示例實施方案的詳細說明中，或者可從其中明了。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]參考下面的附圖，將詳細描述根據本公開文本的系統和方法的各種示例實施方案，在所述附圖中:
[0016]圖1是車輛內部的局部立體圖；
[0017]圖2是本發明的車頂內襯基板的第一示例實施方案的俯視圖，在該車頂內襯基板上具有不例的電路；
[0018]圖3是根據本發明的成形且修整之後的車頂內襯的第一示例實施方案的俯視圖，其包括圖2的車頂內襯基板；
[0019]圖4是根據本發明的車頂內襯的俯視圖；
[0020]圖5是根據本發明的應變消除電路(strain relief circuit)的示例實施方案的俯視圖；
[0021]圖6是沿圖4中的線6-6所取的根據本發明的車頂內襯的第一示例實施方案的局部橫截面圖；
[0022]圖7是根據本發明的車頂內襯的第二示例實施方案的橫截面圖；
[0023]圖8是根據本發明的一連接點的電路系統的示例實施方案的頂視圖；
[0024]圖9是根據本發明的電連接器的第一示例實施方案的橫截面圖；
[0025]圖10是根據本發明的電連接器的第二示例實施方案的橫截面圖；
[0026]圖11是圖10中示出的電連接器的立體圖；
[0027]圖12是根據本發明的電連接器的第三示例實施方案的橫截面圖；
[0028]圖13示意示出了根據本發明的車頂結構的一部分；以及
[0029]圖14示意示出了根據本發明的又一實施方案。
【具體實施方式】
[0030]在各種示例實施方案中，本發明涉及頂部系統，其具有用於電連接至集成到車頂內襯中的多個部件的線束。例如，所述線束可通過如下方法形成，即，使用導電油墨在車頂內襯中心的一部分上印刷布線或電路系統，或者用於產生相同效果的其他方法。所述布線或電路系統可在頂部系統完全裝配好之前或之後被印刷。所述布線或電路系統可被印刷在頂部系統的各個部分中，包括，例如，印刷在稀鬆布層、基板層，或者附接至頂部系統的薄膜上。由於所述線束縮減了成本、尺寸和重量，因此相比於常規的頂部系統(例如，車頂內襯和線束)，本發明的頂部系統製造成本較低、所需空間更小且重量較輕。
[0031]在各種示例實施方案中，線束被包括進入一個薄膜層中，該薄膜層被附接至車頂內襯或以其他方式被包括在車頂內襯中。例如，所述線束可由附接至頂部系統部件的柔性電路形成。
[0032]圖1示出了車輛內部的局部視圖。具體地，圖1示出了在前擋風玻璃附近的車頂內襯100的一部分。多個頂部系統部件(諸如，各種燈120、遮陽板130以及把手140等)被示為附接至車頂內襯100或者附接穿過車頂內襯100。其他部件，諸如中央頂部控制臺、控制按鈕等，也通常附接至車頂內襯100。這些部件中的許多都需要電力和/或與控制裝置連通以進行工作。這樣的電力和/或通信一般是由位於車頂內襯100後面的電線提供的。
[0033]圖2不出了車頂內襯基板101的第一不例實施方案,在該車頂內襯基板101上設有一個示例實施方案的印刷線束110。在各種實施方案中，使用導電油墨將印刷線束110施加至車頂內襯基板101。所述油墨可通過如下任意方法被施加，例如，包括:油漆、絲網印刷、噴墨印刷、移印(pad printing)、轉印(transfer printing)或任何其他公知的或者稍後形成的方法。應變消除電路111和導電片112被設置在車頂內襯基板101上的多個位置處。圖3示出了在車頂內襯基板101已被成形和修整為最終形狀之後的圖2的車頂內襯基板 101。
[0034]圖4示出了根據本發明的車頂內襯200的另一實施方案。應注意，將車頂內襯基板201形成至其最終形狀可包括將整個或部分的所述車頂內襯基板201進行拉伸。拉伸位於線束210下面的基板材料可導致線束210斷裂。圖2和圖3中示出的線束110以及圖4中示出的線束210包括如下的應變消除電路111和211，所述應變消除電路將在下面的車頂內襯基板101、201被拉伸的過程中以及該車頂內襯基板101、201被拉伸後保持它們的完整性。圖5示出了應變消除電路311的另一實施方案。圖5中示出的彎曲的應變消除電路311能夠經得住下面的車頂內襯基板101和/或201的共同拉伸量而不斷開連接，在安裝過程中車頂內襯基板101受到所述共同拉伸量。儘管圖5示出了具有顯著之字形曲線的應變消除電路311，但也可使用更窄或更淺的曲線，這取決於車頂內襯基板301在隨後的處理中將被拉伸的程度。如上面關於圖2和圖3中所述的，應變消除電路111可被設置在車頂內襯基板101的一個或多個位置處。
[0035]在各種例實施方案中，線束210可位於車頂內襯200內的多個表面上。在一個示例實施方案中，如圖6中所示，線束210布置在車頂內襯基板201的B側上(即，與織物層相鄰的基板的一側)。在圖7中示出的另一示例實施方案中，線束210被放置在車頂內襯基板201的C側上並且被稀鬆布層202覆蓋，所述稀鬆布層可被用於將線束210隔離使其不接觸車輛主體。在各種其他示例實施方案中，線束210可被薄膜層和/或噴塗層一而非織物層202——所覆蓋和/或隔離。
[0036]圖8示出了根據本發明的車頂內襯400的一點處的線束410的一部分，在所述點處，一個車頂內襯部件被電連接至所述線束410。如圖8中所示，在車頂內襯部件(未示出)將要附接至線束410的位置處或其附近，沿著線束410設置一個或多個導電片412。所述導電片410充當用於連接部件的「目標(target) 」。圖9示出了電連接器530的一個示例實施方案，所述電連接器在導電片512和車頂內襯部件520之間形成電連接。如圖9中所示，導電片512位於車頂內襯基板501上。所述電連接器530被設計用於刺入車頂內襯織物503、車頂內襯基板501以及導電片512。所述電連接器530包括一個鉤狀物531，該鉤狀物防止電連接器530在安裝後與車頂內襯基板501分離。如圖9到圖11中所示，車頂內襯部件(未示出)包括一個或多個刺入車頂內襯400並與導電片412接觸的連接器(未示出)。在各種示例實施方案中，連接器(未示出)可刺入車頂內襯中心到達導電片412。電連接器530是將導電片512電連接至車頂內襯部件520的導體。如上面關於圖2和圖3所述，導電片112可被設置在車頂內襯基板101的一個或多個位置處。
[0037]圖10和圖11示出了電連接器630的第二示例實施方案，所述電連接器提供集成線束(未示出)和車頂內襯部件620之間的電連接。車頂內襯部件620包括電連接器630。電連接器630刺入車頂內襯600以接觸連接器片(未示出)。在各種示例實施方案中，電連接器630和/或其他連接器將部件620固定至車頂內襯600。
[0038]圖12示出了提供車頂內襯部件120和線束710之間電連接的連接器的另一實施方案。在各種示例實施方案中，線束(未示出)被預印刷在一個附接至車頂內襯基板701的承載物704上,所述承載物例如熱塑薄膜、非織造稀鬆布(non-woven scrim)或者紙張等。所述車頂內襯基板701包括例如具有大約3_厚度的熱塑材料。連接器730——其包括例如銅材料或鋁材料——被放置在車頂內襯基板701中。在車頂內襯700成形之後或者在車頂內襯基板701的成形過程中，所述連接器730可通過諸如嵌件成型等方法被插入。連接器730的一部分延伸穿過車頂內襯織物703。在各種示例實施方案中，連接器730適於連接至車頂內襯部件720。在圖12示出的實施方案中，連接器730通過彈簧鎖銷(detent)機構732連接至車頂內襯部件720，但是代替鎖銷彈簧732或除鎖銷彈簧732以外，還可使用任何已知的或者之後研發的附接裝置、結構或器件。圖13示意示出了根據本發明又一實施方案的車頂結構。車頂結構100包括印刷連接裝置I和基板層2，在所述基板層2上應用印刷連接裝置I。圖14示意示出了根據本發明又一實施方案的車頂結構。由導電材料製成的接觸帶998在製造過程中被嵌入車頂內襯100中，使得它們與印刷電路110接觸並且延伸進入切口區域999。所述切口區域999被以使得接觸帶998不斷裂的方式修整，例如通過衝切或者「半切(kiss-cutting) 」到一受控深度。隔離膜(release film) 997防止塑料或粘合劑殘留物附著到接觸帶998。
[0039]應注意，在本說明書中，對於相對位置(例如，「上」和「下」)的參考僅用於表明各種元件如附圖中那樣被定位。應意識到，具體部件的取向可依賴於它們的應用而極大改變。
[0040]應理解，附圖未必是按比例繪製的。在一些情況下，省略了對理解本發明不必要的細節，或者會導致其他細節難以理解的細節。當然，應理解，本發明未必限於此處示出的具體實施方案。
[0041]應理解，如各種示例實施方案中所示，線束的構造和布置僅是示例性的。儘管本發明的線束已被結合上述的示例實施方案進行描述，但無論已知的或當前的或目前可能無法預見的各種替代、修改、變化、改進和/或實質等同物都會變得明了。從而，如上所陳述的根據本發明的控制臺的示例實施方案意在是示例性的，而非限制。在不偏離根據本發明的主旨和範圍的情況下，可以做出各種變化。因此，上述提供的說明書意在包括所有已知的或者稍後形成的替代、修改、變化、改進和/或實質等同物。
【權利要求】
1.一種用於車輛中的內部面板，所述車輛包括多個電氣設備和一個車輛部件框架，所述內部面板包括印刷的電連接裝置和具有一個被導向所述車輛部件框架的內表面的基板層，該印刷的電連接裝置用於連接所述車輛中的所述電氣設備，其中所述印刷的電連接裝置通過使用導電油墨被印刷在所述基板層的所述內表面上。
2.根據權利要求1所述的內部面板，其中所述內部面板包括覆蓋所述基板層的外表面的覆蓋層。
3.根據權利要求2所述的內部面板，其中所述內部面板包括所述車輛部件框架和所述基板層之間的稀鬆布層，其中所述稀鬆布層覆蓋所述印刷的電連接裝置。
4.根據權利要求2所述的內部面板，其中所述內部面板包括絕緣層，其中所述絕緣層被布置在所述基板層和所述車輛部件框架之間。
5.根據權利要求1所述的內部面板，進一步包括印刷接觸帶，所述印刷接觸帶嵌入所述基板層內並與所述電連接裝置電接觸。
6.根據權利要求5所述的內部面板，其中所述接觸帶包括印刷在所述基板層上的導電油墨塊。
7.根據權利要求1所述的內部面板，進一步包括應變消除裝置，用於經受下面的內部面板在安裝至所述車輛的過程中的拉伸，而不斷開所述印刷的電連接裝置內的連接。
8.根據權利要求1所述的內部面板，進一步包括印刷導電片，其中所述導電片能與一個電氣設備以及所述印刷的電連接裝置相連接。
9.根據權利要求1所述的內部面板，其中所述印刷的電連接裝置由附接至所述基板層的柔性電路製成。
10.根據前述權利要求1所述的內部面板，其中所述電氣設備需要電力以進行工作。
11.一種用於製造車輛的內部面板的方法，所述車輛包括多個電氣設備，所述方法包括: 使用導電油墨將電連接裝置印刷在所述內部面板上；以及 將電連接器刺入所述內部面板，以使所述電氣設備與所述印刷的電連接裝置相連接。
12.—種車輛內部系統,包括: 電氣設備； 帶有印刷的電連接裝置和印刷導電片的內部面板；以及 電連接器，被刺入所述內部面板以使所述電氣設備與所述導電片相連接， 其中所述印刷的電連接裝置通過使用導電油墨被印刷在所述內部面板上。
13.根據權利要求12所述的系統，其中所述電連接器包括固定裝置，用於防止所述電連接器在所述內部面板的安裝過程中或在所述內部面板的安裝之後與所述內部面板分離。
14.一種用於車輛中的內部面板，所述車輛包括多個電氣設備和一個車輛部件框架，所述內部面板包括印刷的線束和具有一個被導向所述車輛部件框架的內表面的基板層，該印刷的線束用於連接所述車輛中的所述電氣設備，其中所述線束通過使用導電油墨被印刷在所述基板層的所述內表面上。
15.根據權利要求14所述的內部面板，其中所述內部面板包括覆蓋所述基板層的外表面的復蓋層。
16.根據權利要求14所述的內部面板，其中所述內部面板包括所述車輛部件框架和所述基板層之間的稀鬆布層，其中所述稀鬆布層覆蓋所述印刷的線束。
17.根據權利要求14所述的內部面板，其中所述內部面板包括絕緣層，其中所述絕緣層被布置在所述基板層和所述車輛部件框架之間。
18.根據權利要求14所述的內部面板，進一步包括印刷接觸帶，所述印刷接觸帶嵌入所述基板層內並與所述印刷的線束電接觸。
19.根據權利要求18所述的內部面板，其中所述接觸帶包括印刷在所述基板層上的導電油墨塊。
20.根據權利要求14所述的內部面板，進一步包括印刷導電片，其中所述導電片能與一個電氣設備以及所述印刷的線束相連接。
【文檔編號】B60R13/02GK103950415SQ201410207100
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2010年1月5日 優先權日:2009年1月6日
【發明者】D·J·范豪頓, C·S·克林, B·薩帕克, J·L·詹森 申請人:江森自控科技公司