专利名称：车辆部件和用于制造车辆部件的方法
技术领域：
本申请涉及具有多种颜色和/或由多种材料和整体的柔软部分制成的模制件的领域。更具体的是，本发明还涉及用于车辆(例如诸如小汽车、卡车等的汽车；飞机、船等)的内部面板或结构，或者涉及包括由现场发泡(PFIP)方法形成的至少一个相对柔软的(例如具有衬垫的或缓冲的)部分的其它应用。
背景技术：
众所周知，通过连接多个部件以提供包括多种颜色或多种材料的车辆装饰面板。这种已知的装饰面板通常通过常规方法如超声波焊接、热熔或机械紧固件联接在一起成为一个组件。制造多色装饰面板的另一种方法是遮盖特定的区域，然后涂上期望的颜色。然而，这种多部件的装饰面板具有若干缺点，包括由于部件和组件差异导致的低匹配性和光洁度。因此，提供模制而成的具有多种颜色、材料、质地等的模制件是有利的。提供具有多种颜色和/或多种材料的车辆装饰部件(例如门面板、支柱、仪表板、控制台等)也是有利的，其不需要二次联接操作，并且无需遮盖和上色。
提供具有衬垫的或缓冲的车辆内部部件也是众所周知的。具有衬垫的或缓冲的车辆内部部件例如面板(诸如仪表板、门面板等)通常包括由相对刚性的材料制成的基底、相对柔软的芯部(例如泡沫芯部)，以及外表面或表层。例如，车辆门面板可以加衬垫，从而当乘客的身体的一部分与门面板接合或接触时，为车辆的乘客提供更好的舒适性。提供这种缓冲的不同方法在现有技术中是已知的，但这些已知的方法没有提供某些有利的特征和/或特征的组合。例如，生产具有缓冲部分的面板的一个困难是可能难以优化缓冲部分的位置从而使得仅在人直接接合(例如接触)的区域中设置缓冲部分。可替换的是，车辆内部装饰面板的某些区域不与乘客接触，例如门面板上紧邻车辆地板的位置。很少或没有理由在这样的区域中设置门面板的缓冲部分。此外，在没有必要这样做的区域中设置缓冲部分或区域，会增加不必要的费用(即材料、劳动力和设备)，并且还可能使车辆增加多余的重量。
为了向车辆内部部件提供局部缓冲部分，一种已知的方法包括将缓冲部件联接到刚性部件。例如，相对刚性的面板(例如门面板)可以联接到包括相对刚性的基底、相对柔软的表层和内部泡沫部分的部件。此方法的一个困难在于这种方法需要使用另外的部件(例如另外的基底、螺栓或其它紧固装置以将面板基底固定到缓冲部分的基底)，这同时增加成品的重量和费用。
因此，提供用于生产供车辆中使用的包括相对柔软或具有衬垫的部分或部件的元件例如面板或其它结构的方法将是有利的。根据车辆乘客或其它人可能接触的部位，提供具有优化的局部缓冲区域的部件也将是有利的。另外有利的是，提供具有局部缓冲区域的部件，其具有减轻的重量，并且与具有缓冲区域的传统部件相比，需要较少的材料。另外有利的是，提供一种部件以及一种能够以相对简单、有效的方式制造部件并且生产和材料成本低廉、利用现有设备的方法。
提供一种价格低廉、性能可靠、广泛适用并且避免上述及其它问题的装饰面板将在所属领域中带来显著进步。
发明内容
本发明的一个实施例涉及一种模制件，所述模制件由多次注射基底、表层以及注入基底和表层之间的泡沫材料形成。用于形成基底的方法包括将第一材料注入到第一型腔中、移动回缩器元件以限定第二型腔、以及将第二材料注入到第二型腔中。第一和第二材料可以是不同种类的塑料、不同的颜色、质地或其组合。第一型腔由两个模具部件(例如型腔和型芯)以及回缩器元件限定。第二型腔也由这两个模具部件、回缩器元件以及(至少部分)硬化的第一材料限定。模制件可以是门装饰面板或车辆仪表板等。表层和基底放置于夹具中，并且泡沫材料注入表层和基底之间。
本发明还涉及一种用于形成供车辆使用的部件的方法。该方法包括通过将第一树脂注入第一型腔中在模具中形成基底，重新配置该模具的一部分以形成第二型腔，并将第二树脂注入第二型腔中；将柔性构件设置在基底的至少一部分的附近以形成位于基底和柔性构件之间的空腔；将柔性构件的至少一部分联接到基底；以及在将柔性构件的至少一部分固定到基底之后将材料引入所述空腔中。柔性构件和引入空腔中的材料形成用于该车辆部件的缓冲区。柔性构件可以设置在内部面板的用于与车辆乘客接触的区域中(例如门面板)。该方法还可以包括利用凝塑成型法、真空成型法、注入成型法、挤压法和铸造法中的至少一种形成柔性构件。可以由选自包括织物、聚氨酯、聚氯乙烯、热塑性烯烃及其组合的组中的材料形成该柔性构件。将材料引入空腔中的步骤可以包括将该材料引入空腔中(例如通过在基底中形成的孔)并使该材料(例如泡沫材料)膨胀。柔性构件可以包括构造成与设置在基底上的第二部件相联接的第一部件，并且其中将表层联接到基底的步骤包括将第一部件联接到第二部件。将柔性构件联接到基底的步骤包括利用真空将该柔性构件固定到基底。该基底可以包括至少一个孔，从而腔内的空气通过该孔被真空装置抽出。该孔可以在这样的位置处设置在基底中，即第一部件联接到第二部件的位置处和/或位于柔性构件和基底之间形成的边界的位置与第一部件联接到第二部件的位置中间的位置。同样，第一部件联接到第二部件的位置可以设置在柔性构件和基底之间形成的边界的位置与孔的位置中间。形成基底的步骤可以包括提供第一模具部件、第二模具部件以及可在第一位置和第二位置之间移动的隔断构件；提供由第一模具部件、第二模具部件和当在第一位置时的隔断构件限定的第一型腔；以及提供由第一模具部件、第二模具部件、第一树脂和当在第二位置时的隔断构件限定的第二型腔。
本发明还涉及一种用于在车辆中使用的装饰面板。该装饰面板包括整体式模制构件，该构件具有由第一树脂制成的第一基底部分、由第二树脂制成的第二基底部分以及至少部分覆盖第一基底部分和第二基底部分中的一个的缓冲层。该整体式模制构件由这样一种方法形成，其中缓冲层定位在第一型腔和第二型腔的至少一个中，将第一树脂注入第一型腔中，移动回缩器构件以限定第二型腔，并且将第二树脂注入第二型腔中。
其它实施例还涉及在公开的实施例中显示和描述的不同特点以及特点的组合。
图1是包括门面板和仪表板的车辆内部的透视图。
图2是根据一个优选实施例的门面板的透视图。
图3是图1b所示的门面板沿着线2-2截取的部分剖视图。
图4是图3的门面板的部分剖视图。
图5是用于模制基底的模具的侧面剖视图，其中滑动构件处于伸出位置，并且树脂被注入第一型腔中。
图6是图3的模具的侧面剖视图，其中滑动构件处于缩回位置以限定第二型腔。
图7是图3的模具的示意性侧面剖视图，其中滑动构件处于缩回位置，并且树脂被注入第二型腔中。
图8是由图5-7中的两种树脂模制而成的基底的示意性侧面剖视图。
图9是根据一个典型实施例的模具的侧面剖视图，其中滑动构件处于伸出位置，并且第一注料(first shot)的聚合物材料被注入第一型腔中。
图10是图9的模具的示意性侧面剖视图，其中滑动构件处于缩回位置，并且第二注料的聚合物材料被注入第二型腔中。
图11是如图9和10所示模制得到的塑料件的侧面剖视图。
图12是根据一个典型实施例的模具的示意性侧面剖视图，其中滑动构件处于缩回位置。
图13是图12的第一模制部分和第二模制部分的互锁界面沿着线13-13截取的剖视图。
图14是图12的互锁界面根据一个可替换实施例的剖视图。
图15是根据一个可替换实施例的模具的剖视图，所述模具构造成通过三次树脂注入并使用处于伸出位置的两个滑动构件和已经注入第一型腔中的第一聚合物材料形成制品。
图16是图15的模具的示意性侧面剖视图，其中滑动构件处于回缩位置。
图17是图16的模具的示意性侧面剖视图，其中第二聚合物材料被注入第二型腔中，并且第三聚合物材料被注入第三型腔中。
图18是类似于图3所示的部件的剖视图，图3示出了部件形成操作。
图19是根据另一典型实施例具有接合零件的部件的一部分的剖视图。
图20是根据另一典型实施例具有接合零件的部件的剖视图，示出了部件形成操作。
图21是根据另一典型实施例的用于部件的表层和基底的分解剖视图。
图22是图21所示的表层和基底联接在一起的剖视图。
图23是根据一个典型实施例具有缓冲区域的门面板的透视图。
图24是滑动构件处于伸出位置时的模具的示意性侧面剖视图。
图25是图24的模具的示意性侧面剖视图，其中滑动构件处于回缩位置。
图26是图15的具有伸出的滑动构件的模具沿着线26-26截取的剖视图。
图27是图18的具有回缩的滑动构件的模具沿着线27-27截取的剖视图。
图28是图18的具有伸出的滑动构件的模具沿着线28-28截取的剖视图。
图29是图19的具有回缩的滑动构件的模具沿着线29-29截取的剖视图。
图30是图19的具有伸出的滑动构件的模具沿着线30-30截取的剖视图。
图31是图19的具有回缩的滑动构件的模具沿着线31-31截取的剖视图。
具体实施例方式
在开始详细地描述本发明的许多典型实施例之前，应当理解本发明不局限于在下面的说明中所描述的或在附图中所示的细节或方法。本发明可以具有其它实施例或以多种方式实践或执行。还应当理解此处使用的措辞和术语是用于描述的目的，而不应该被认为是限制。
通常，在此描述的部件或模制件是具有一个或多个局部或分散的、柔软或缓冲的区域或部分的模制件。在一个实施例中，模制件构造成用于在车辆(例如诸如小汽车、卡车、公共汽车等的汽车；飞机、船等)中使用的装饰面板。提供具有一个或多个局部或分散的、柔软或缓冲的区域或部分的装饰面板能够使得装饰面板选择性地在可能与乘客或其它人接触的区域中包括柔软的区域，而不必为整个装饰面板提供缓冲。这样，可以在通常乘客的经验的基础上优化缓冲区域。这种装饰面板的一个优点是可以减少材料和制造成本，并且可以消除为通常不接触乘客的区域中提供缓冲的相对低效的做法。
在此描述的模制件可以用于多种应用，并且通常适用于任何这样的应用，在所述应用中，提供具有一个或多个局部或分散的、柔软或缓冲的区域或部分将是有利的。如上所述，在一个实施例中，模制件是用于在车辆中使用的装饰面板。这种装饰面板特别适用于车辆的内部客厢中，并且能够用于门面板、仪表板、仪表盘、控制台、侧壁装饰、顶盖衬里或车辆的其它部件或部分中。虽然所公开的实施例描述为车辆装饰面板例如门面板，但所公开的实施例的特点同样适用于使用局部的柔软区域的其它应用，例如其它面板、模制件和部件以及其它办公室、家庭或教育、工业、商业或消费用品。
现在开始描述优选和典型的实施例，图1是具有联接到门面板110和仪表板111的装饰面板的车辆内部的透视图。门面板110包括相对刚性的基底、基层或底层形式的构件或元件(此处称为“基底”120)，并且包括局部或分散的、柔软或缓冲的区域，所述区域位于可能与乘客或其他人接合或接触的区域或部分(显示为相对“具有衬垫的”或“可压缩的”或缓冲的层或区域112)中。例如，门面板110包括缓冲区域112，其中在缓冲区域112处，乘客身体的一部分可能接触门面板(例如在扶手114上、窗沿116附近等)，而不必在整个门面板中提供缓冲。这样的结构使得通常不与乘客接触、示为一个或多个部分118的区域能够用相对硬的塑料或其它材料制成。为了描述的目的，将仅参考门面板110，但本领域普通技术人员应当能够理解所作描述同样可应用到其它装饰面板，例如仪表板等。
以此处所述的方式提供局部柔软的或缓冲的范围或区域的方法可以用于提供具有多种结构的模制件。例如，门面板110可以设置有一个或多个硬塑料制成的部分118(例如范围、区域、孤立结构(islands)等)(例如仪表前盖、重点部位(accent)、附饰品、拉盖(pull cups)等)。在另一个实例中，门面板110可以形成具有复杂的几何结构(例如球状扶手，x、y、z边界等)。在又一个实例中，为了提高美感，门面板110可以包括凸出的(例如突出的)或凹入的缓冲区域。
根据一个典型实施例，缓冲区域112通常包括外层(示为覆层或表层122)以及在表层122和基底120中间或之间设置的可压缩的或填充材料(参见例如图3和4所示的填充材料140)。图5-11、12、15-17和24-31示出了模制所述基底的优选的、典型的和可替换的结构以及方法。图3、4和18-21示出了将表层联接到基底并且将可压缩的材料引入表层和基底之间的优选的、典型的和可替换的结构和方法。根据图3和图4所示的典型实施例，缓冲区域112设置在基底120的至少一部分上或者上方。表层120形成装饰面板的外表面的至少一部分(例如从客厢中可见的部分，通常称为“A”表面等)。根据一个典型实施例，基底120的一部分也可以形成装饰面板的外表面的一部分。可以在基底120和表层120之间设置边界150(例如以界面、接缝或接头的形式)。边界150在装饰面板的外表面处可见，或者可以用材料填充边界150从而为装饰面板提供“无缝的”外观。
参照图5-11、12、15-17和24-31，这些附图示出了模制所述基底的优选的、典型的和可替换的结构以及方法，可以通过允许多种材料分配在基底的不同部分处的方法来形成基底。根据一个典型的实施例，用于制造这种基底的方法包括多次注入在模制操作过程中重新配置的模具中。重要的是注意此处所用的术语“多色”、“多种材料”、“多种颜色”、“多次注料”(multi-shot)以及“不同的”聚合物(或者“塑料”、“聚合物材料”、“聚合树脂”等)是广义的术语而非限制的术语。用于构造典型实施例的特定材料也是说明性的。树脂可以是不同颜色的相同聚合物、具有相同颜色的不同聚合物、具有不同颜色的不同聚合物等。可以使用多种材料中的任何一种，包括聚合物，例如热塑性塑料、热固性塑料、弹性体等。例如，可以使用多种热塑性树脂中的任一种，例如聚丙烯、聚乙烯、高密度聚乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(″ABS″)、聚碳酸酯、乙烯树脂、聚酯、聚氨酯、热塑性弹性体(TPE)、聚烯烃类热塑性弹性体(TPO)、热塑性硫化橡胶(TPV)、聚氯乙烯(PVC)、尼龙，也可以使用多种均聚物塑料、共聚物塑料、具有特殊添加剂的塑料、填充塑料等中的任一种。同样，可以使用多种热固性树脂中的任一种，例如酚醛塑料、热固性聚酯、硅树脂、聚氨酯弹性体等。此外，可以使用多种弹性体树脂中的任一种，例如橡胶、丁基合成橡胶、合成弹性体(SBR)等。可以有一种、两种、三种或更多的被共同模制或顺序模制的聚合物。成型操作优选为注射成型，但也可以使用多种成型操作中的任一种，例如反应注射成型(RIM)、转移成型等。同样，区别或叙述“第一树脂”和“第二树脂”、“第一聚合物材料”和“第二聚合物材料”、或者“第一颜色”和“第二颜色”的说明书或权利要求意指广义的术语，而非被限定为一种、两种等树脂、材料或颜色(即覆盖具有三种、四种或更多的树脂、材料及颜色或其组合的制品)。用于基底的材料在本质上还可以是半透明的，允许LED或常规的灯(或多种光源中的任一种)位于或连接到面板的后面以从背部照明暴露的材料边缘(例如边沿156)。此外，此方法消除了可能导致难看的缝隙、杂音及其它技术问题的不同部件的装配。
用于模制基底的典型方法示于图11、12、15-17和24-31中，并在下文描述，但通常使用多次注料成型技术(例如注射成型、旋转成型、转移成型、包覆成型等)来制造整体式的、多色/多种材料的装饰面板。
与传统的固定在一起的多件式基底相比，利用多树脂基底(也就是由包括多次将塑料注入模具中的方法形成的基底)能够实现多种式样。例如，双色的颜色边界可以延伸穿过(例如过渡、通过等)开口或另一部件。在诸如不同颜色的模制的(molded-in)扬声器格栅或地图袋边沿的整体式装饰面板中，可以实现分离的颜色中断，所述颜色中断使得零件具有可区分的外观。可以设置多色立柱装饰以允许从内部的前面到后面的直通(flow-through)，而不必将该装饰断开为多个部件。防擦板和其它装饰中的重点部位可以制成为相同的部件。部件的分隔不一定必须表示颜色中断的位置。特定的细节和特征能够用不同颜色强调。相反，制造装饰面板的惯用方法需要多件工具以产生用于基底的单独的硬彩，并且需要单独的工具以产生具有层状结构的垫板。一旦这些部件制造出来，将需要装配过程来联接这三个分离的基底，这需要另外的资金、劳动和制造工序。所公开的用于模制基底的方法将所有这些结合到一个注射成型工具中。
图5显示了在用于装饰面板的模制操作过程中模具的部分剖视图。根据一个典型实施例，该模具包括第一模具部件或型腔22、第二模具部件或型芯24、以及滑动隔断构件或回缩器26。优选的是，该回缩器26至少部分地设置在型芯24中。优选的是，模制件的“A”表面(或“展示表面”)由型腔22提供，并且“B”表面由型芯24提供。根据可替换的实施例，回缩器设置在型腔中，和/或“A”表面由型芯提供。在一个典型实施例中，“A”表面(像表层一样由基底提供)可以压印、模制或印上多种标记或图案(例如木纹等)中的任一种。
第一次“注料”的聚合树脂材料(代表装饰面板110或111的第一部分18)被由回缩器26、型芯24和型腔22限定的第一型腔限制在与装饰面板上的特定区域相对应的模具内。参照图6，一旦第一型腔充有聚合树脂，回缩器26被移动(优选大约移动部件的厚度)以提供由被移动的回缩器26、型腔22、型芯24和第一聚合树脂限定的第二型腔23。参照图7，然后第二“注料”(代表装饰面板110或111的第二部分20)用聚合树脂填充第二型腔，树脂流向第一材料边界并与之结合。根据一个典型实施例，第二注料由第二注射装置提供。
优选的是，回缩器26通过不接触模具来提供隔断聚合树脂，从而在回缩器和相对的模具部件之间具有空间或间隙，这用于提供通气口以当树脂填充第一型腔时允许空气从第一型腔排出。同样，回缩器不需要在第一位置实际接触型腔表面以阻止材料流入第二型腔中。相反，根据熔融树脂的粘度，回缩器可以从第二模具部件(也就是型芯)偏移(例如不接触)。同样，回缩器可以紧靠型芯隔断或者相对于型芯偏移。根据一个优选实施例，当注入第二材料时，第一材料至少部分地固化。图5显示的模具包括位于回缩器26和型腔22之间的通气口27。通过回缩器26不紧靠型腔22来实现隔断(也就是从而存在间隙或空间)从而提供通气口27，从而当第一聚合树脂注入第一型腔中时，来自第一型腔的空气能够穿过通气口27排出。根据一个可替换实施例，回缩器可以设计成通过接触模具而紧靠型腔实现“隔断”(也就是没有通气口)。根据另一可替换实施例，模制件(仪表板)的下部20可以首先被模制(例如通过旋转回缩器，用于所示几何结构)。
第一注料的聚合树脂可以当模具被封闭时或当模具部分开启时注入。留在部分闭合的模具中的间隙大小取决于多种因素，包括部件的几何结构等。参照图5，对于第一注料30，回缩器26在模具的型腔的一半处隔断，以防止第一注料进入工具的上部(示为第二型腔)中。第一注料被注入第一型腔中。
形成隔断部件的回缩器可以相对于模(模具、工具等)拉(diedraw)的方向垂直或成一定角度。根据一个典型实施例(示于图5-7中)，垂直的回缩器表面被构造成在两次注料的边界处提供“方形”凹部(例如槽、凹槽等)。根据另一个典型实施例(在图9和10中显示)，倾斜的隔断部28(显示为回缩器26的表面)被构造成提供倾斜的凹部36，所述凹部36用于使两次注料的边界对于车内大部分位置从乘客的视线隐藏。这个倾斜的隔断部28产生明显的几何间隙或过渡，这比正方形的、机械的凹部更符合需要(对一些模制件而言)，因为它能够隐藏材料的接合处。这样的结构可以用来隐藏表层122和基底120之间的界面，和/或隐藏两次注料的边界之间的界面。回缩器上的隔断面(与模拉垂直或成一定角度)设计成承受模制压力，并防止注入的塑料流入工具的其它区域中。
参照图9，对于形成第二部分20的第二注料的树脂，回缩器26被拉回以打开工具的上部并提供第二型腔。优选的是，回缩器26移动大约料位厚薄(wall-stock)的厚度。第二注料被注入，并且在其到达第一材料时停止流动。图10示出了完成后的部件。图6、7、9和10示出了在模制操作过程中回缩器26的移动，所述移动用于提供第一型腔并且然后提供第二型腔。根据一个典型实施例，回缩器26构造成在模制操作过程中在第一位置和第二位置(虚线显示)之间移动。(根据可替换实施例，回缩器构造成在模制操作过程中移动到三个或更多的位置(例如第三位置等)。)滑动件或回缩器26可以用许多方法移动，包括液压、气动、机械等方法。
隔断部的几何结构允许两种材料(注入或“注料”)的相交面或界面不被看到。根据一个典型实施例，隔断部的几何结构提供凹部36a，该凹部36a具有相对于模制件的主要表面倾斜的外表面。根据一个优选实施例，凹部36a是倾斜的，从而从车辆乘客的视线隐藏(例如至少部分、基本上等)两种材料的界面。根据一个典型实施例，倾斜的凹部的几何结构由倾斜的隔断面提供。参照图10，箭头38指示回缩器和模具的拉出的方向。
参照图12-14，产生互锁几何结构以提供除任何化学结合(例如熔融的聚合树脂)外的机械锁定，所述机械锁定用于提高两次注料的边界的强度。根据一个优选实施例，模制件包括互锁的几何结构和倾斜的隔断部。图12是模具的部分侧面剖视图，所述模具构造成提供具有机械互锁装置40的模制件。机械互锁装置40由回缩器上的一个或多个(或一系列)凸起和/或凹部提供。图13示出了方形的机械互锁装置42的剖面，其中回缩器上的凸起和/或凹部具有方形的横截面。图14示出了燕尾形机械互锁装置44的剖面，其中回缩器上的凸起和/或凹部具有倾斜的侧面(例如，用于提供另外的互锁和方向稳定性)。形成第一部分18的第一注料的树脂例如是第一颜色，并且形成第二部分20的第二注料的树脂例如是第二颜色。同样，锁定方向是竖直的。
图15-17显示了用于通过三次树脂注料来模制制品(例如基底)的方法。图15是根据一个可替换实施例的模具的剖视图，所述模具构造成利用处于伸出位置的两个滑动构件和注入第一型腔中的第一聚合物材料形成具有三种材料的制品。图16是模具的示意性侧面剖视图，其中滑动构件处于回缩位置。图17是模具的示意性侧面剖视图，其中第二聚合物材料被注入第二型腔中，并且第三聚合物材料被注入第三型腔中。
该方法利用多次注料成型技术以通过将三种树脂材料集成到单个基底中制造整体的、多色/多种材料的装饰面板10a。模具包括型腔22、型芯24、第一回缩器26a和第二回缩器26b。第一注料的聚合物材料(代表装饰面板10a的第一部分18)被回缩器26a、26b限制在与装饰面板10a上的特定区域相对应的模具内。在图15中显示的模具包括位于回缩器26a和型腔22之间的通气口27a、以及位于回缩器26b和型腔22之间的通气口27b。根据一个可替换实施例，回缩器可以设计成紧靠型腔从而“隔断”(也就是没有通气口)。
一旦第一型腔填充有第一聚合树脂，第一回缩器26a被移动以提供第二型腔23a(由被移动的第一回缩器26a、型腔22、型芯24和第一部分18限定)，并且第二回缩器26b被移动(优选大约移动该部件的厚度)以提供第三型腔23b(由被移动的第二回缩器26b、型腔22、型芯24和第一部分18限定)。第一回缩器26a和第二回缩器26b构造成在模制操作过程中在第一位置和第二位置之间移动(也就是该模具可以重新配置)。第一回缩器26a和第二回缩器26b可以构造成同时移动或在不同的时间移动。形成第二部分20a的聚合树脂和形成第三部分20b的聚合树脂可以构造成同时或在不同的时间注入。根据可替换的实施例，回缩器构造成在模制操作过程中移动到三个或更多的位置(例如第三位置等)。可以用许多方法移动回缩器，包括弹簧加载的系统(从而当模具部件开启时，滑动件移回到其中一个模具部件中)、液压方法、气动方法、机械方法等。
形成第二部分20a的第二注料的聚合物材料(代表装饰面板10a的第二部分)然后填充第二型腔23a，并且聚合物流向第一材料边界并与之结合。第二注料可以由第二注射装置提供。根据一个优选实施例，当注入第二材料时，第一材料至少部分地固化。
形成装饰面板10的第三部分20b的第三注料的聚合物材料然后填充第三型腔23b，并且聚合物流向第一材料边界并与之结合。第三注料可以由第三注射装置提供。根据一个优选实施例，当注入第三材料时，第一材料至少部分地固化。
该过程可以具有多种顺序中的任一种。例如，第一回缩器26a可以在第二回缩器26b之前移动，并且然后聚合物材料可以同时或相继注入。可替换的是，第一回缩器可以在第二回缩器之前(或之后)移动，并且然后聚合物材料可以同时或相继注入(例如在另一个回缩器移动之前、过程中或之后)。
图24-31示出了根据一个典型实施例用于允许竖直壁(平行于模拉)具有充分的材料厚度(例如用于在转角处形成之用)的回缩器构思。图24和25是具有型芯20、型腔22、第一回缩器26a、第二回缩器66和第二滑动件26b的模具的水平剖视图。第二滑动件26b构造成为这个特定的模制件提供模制的详细结构(也就是用于容纳仪表板的端盖的凹部)。图26-31是模具和模制件(当其模制时)的竖直剖视图。图26-28是当利用第一材料注射成型模制件的第一部分(具有第一颜色)时模具的竖直剖视图。图29-31是当利用第二材料注射成型模制件的第二部分(具有第二颜色)时模具的竖直剖视图。如图所示，第二回缩器26b用于提供另外的壁厚。
图3、4和18-21示出了将表层联接到基底并且将可压缩的材料引入表层和基底之间的优选的、典型的和可替换的结构以及方法。
根据一个典型实施例，表层由相对柔软或柔性的材料制成，所述材料包括聚合物材料(例如聚氨酯、聚氯乙烯(PVC)、热塑性烯烃(TPO)等)。根据其它典型实施例，表层可以由其它材料制成，包括纺织或无纺织物，例如布、织物皮革、复合材料、层状材料(例如，施加在聚合物材料层之上的皮革层)等。
根据一个典型实施例，利用凝塑成型法制造或生产表层。在凝塑成型法中，液体或粉末状的热塑性材料被引入温度受控的模具中以在模具壁的附近形成粘性表层。一旦表层形成，从模具中去除多余的材料，并且允许表层固化并冷却，之后从模具中取出表层。利用凝塑成型法的一个好处是，在生产相对复杂的表层几何结构中费用相对低并且相对高效。
根据另一个典型实施例，利用真空成型法制造或生产表层。在真空成型法中，在模具中提供聚合物材料的预切割或成型的片材，并加热软化该材料。向模具施加真空，真空朝着该模具的壁牵拉软化的聚合物材料。然后聚合物材料冷却并保持由模具壁限定的形状。
根据其它典型实施例，表层可以按照多种其它方法制造。例如，可以用注射成型法、挤压成型法、铸造方法(例如重力铸造)或任何其它用于形成聚合物表层的适当方法形成表层。
表层可以具有适合于基底中包括的部件的尺寸、形状和结构。根据一个典型实施例，基底可以包括切口或凹部，并且表层可以设置在该切口内。根据另一个典型实施例(例如在图3和4中显示)，可以设置基底120从而它向外伸出，并且表层122可以施加在基底120上方。表层和基底的尺寸、形状和结构可以有许多形式，并且可以形成相对复杂的几何结构。例如，可以在门面板形式的基底上方设置表层，从而表层卷绕在面板的边缘(例如后部边缘)周围。本领域普通技术人员应当认为在这点上存在多种可能。根据一个典型实施例，其中表层由聚合物材料制成并具有大约0.5和3.0毫米之间的厚度，并且特别优选的是介于大约1.0和1.5毫米之间。
如图3所示，边界150(例如接缝或接合处)形成或设置在表层122和基底120之间，从而基底120形成围绕表层122的框架。边界150的尺寸、形状和结构可以在多个典型实施例中变化。利用材料至少部分地填充在边界150中(例如填塞物(caulk)、粘结剂、液态聚合物或其它材料)，界面150也可以被消除或减小尺寸。根据其它实施例，可以用不存在可见边界的方式设置表层(例如，表层设置在基底的所有部分上方从而在部件的外表面上没有可见的边界)。
表层122和/或基底120可以包括被构造成将表层的至少一部分联接到基底120的部件。所述联接可以通过机械互连(例如摩擦配合或干涉配合)或通过其它机构来实现。根据一个典型实施例，表层以这样一种方式联接到基底，即在表层和基底之间设置相对气密和/或水密的密封件。
根据一个优选实施例，表层122以这样一种方式设置在基底120上，即在表层122的至少一部分和基底120中间或之间形成空间或空隙(例如，空腔或间隙)(参见例如空间)。根据一个典型实施例，远离位于基底120和表层122之间的边界150的表层122基本全部通过空间或空隙(例如形成空腔)与基底120分开。根据另一个典型实施例，部分表层可以设置成与基底直接接触，从而在一个或多个特定的区域中在表层和基底之间提供一个或多个空间或空隙。所选择的特定设计可能取决于多个因素中的任一个，包括面板的外表面的所期望的外观和手感、材料成本、制造的难易程度等。
图19中显示的材料(例如可压缩的材料或填充材料140)被提供或引入到位于基底120和表层122之间的空腔中以作为填充物。这是用于使得这种材料作为相对柔软或缓冲的材料以提供缓冲区域112，缓冲区域112具有它的相对柔软或缓冲的特征的至少一部分。根据一个典型实施例，填充材料是聚合物材料，例如泡沫材料(如聚氨酯泡沫材料)。填充材料以液态形式供应到空腔中，并且随后膨胀以填充所述空腔。例如，当提供泡沫材料作为填充材料时，该泡沫材料发生反应以膨胀并在空腔内形成蜂窝状结构。
根据一个典型实施例，一种生产具有一个或多个缓冲区域的部件的方法包括将基底或它的一部分插入或设置在模具或其它工具例如具有蚌壳式结构的现场发泡(FIP)工具中。一种优选的工具是由EPW，Inc.of Elkhart Indiana制造的合成物/铝工具。基底设置在模具中，从而“A”面或外表面部分朝向外部(也就是基底的后部与模具的壁接触)。
表层(例如凝塑成型或真空成型的聚合物表层)通过机械装置和/或真空装置在一个或多个位置联接到基底。例如，表层可以通过将形成在表层上的突起插入形成在基底中的开口例如槽或凹槽中从而联接到基底，从而将表层机械地联接到基底。根据多个实施例，除了机械联接外或代替机械联接，可以抽取真空以将表层固定到基底(例如，利用在基底中形成的一个或多个真空孔)。
一旦表层固定到基底，模具或工具被闭合。泡沫材料或另一种柔软的或缓冲的填充材料被引入在表层和基底之间或中间形成的一个或多个空腔中。一个或多个填充管或其它装置联接到在基底中形成的孔，该孔提供进入所述设置在表层和基底之间的一个或多个空腔中的入口点。也可以在基底中设置一个或多个通气孔以降低在填充操作过程中积聚在部件内的二氧化碳或其它气体的总量。
然后，包括表层、基底和泡沫材料的部件从模具或工具移开。表层通过机械装置(例如凸起与开口联接)并通过填充材料与表层和基底之间的相互作用和/或结合从而联接到基底。例如，可在表层与在空腔中提供的泡沫材料之间形成结合。根据一个可替换实施例，可以在空腔内部上的基底和表层之一或二者上提供粘结剂以将泡沫材料结合到其上。
图18-22显示了用于形成门面板的多个实施例。例如，图19和20示出了一个典型实施例，其中示出了表层1222和基底140之间的联接(图20显示了图19的放大部分，更详细地示出了联接点)。凸出部分或伸出部分226(例如，显示为表层的大致为U形的部分)从表层延伸到设置或形成在基底140中的开口或槽234(例如凹槽、凹部、凹口等)。凸出部分226和槽234的尺寸、形状和结构可以设置成使得当它们被组装在一起时它们能够配合(例如，凸出部分可以包括相对圆形或弧形的部分，所述圆形或弧形部分的半径类似于为槽或开口的相对圆形或弧形部分设置的半径，如图24-25所示，其中示出了具有在其中设置的槽634的基底630、以及具有圆形凸出部分626和凸缘或伸出部分628的表层622；如图25所示，表层622联接到基底630，并且在它们之间形成边界624，并且凸出部分626容纳在孔634内)。凸出部分226可以包括凸缘或伸出部分228，凸缘或伸出部分228从那里延伸以在表层1222和基底140之间提供增强的配件。
多种结构中的任一种可以用于凸出部分和槽，它的几个非排它性的实例显示于附图中。凸出部分可以通过在模具中形成表层的一部分(例如提供具有“折回”结构的表层的边缘以形成凸出部分)或通过在从模具中移开表层后形成凸出部分来形成在表层上。该凸出部分可以集成到表层，或者可以单独生产并且通过粘结剂或其它紧固件固定到表层。凸出部分和槽的位置可以颠倒，从而槽形成在表层的至少一部分中，并且一个或多个凸出部分形成在基底中，从而基底的凸出部分(多个)可以插入在表层中形成的槽(多个)中，以产生表层和基底之间的机械密封。
凸出部分126与槽128的壁或表面中的一个或两个可以是相对柔性和/或弹性的，从而凸出部分126插入槽128中使得凸出部分126与132的壁或表面中的一个或两个发生弯曲或挠曲。当凸出部分126插入槽128中时，柔性和/或弹性部件就可以恢复到它的插入前的状态，以将表层122联接到基底120。
根据一个典型实施例，表层122和基底120联接在一起，从而提供相对气密和/或水密的密封。在一个实例中，表层122包括基本完全围绕表层122的外围延伸的凸出部分，并且基底120包括基本完全围绕在其上设置有表层122的区域的外围延伸的槽128。凸出部分126被挤压或定位在槽128中，以形成基本围绕表层122的全部外围的密封以形成密封。根据一个典型实施例，凸出部分126和槽128中的一个或两个可以仅部分地围绕它们的外围延伸以提供表层122到基底120的局部密封(例如，表层可以包括围绕表层的外围间隔设置的多个凸出部分)。多种尺寸、形状和结构可以用于凸出部分和槽以将表层联接到基底。
根据另一个典型实施例，表层包括一个或多个部件(例如凸出部分)，所述部件通过真空或其它压力或力被吸入在基底中设置的开口中，所述开口例如凹槽、槽或其它结构。例如，表层可以包括一个或多个凸出部分，所述凸出部分延伸表层的边缘周围的路径的至少一部分，并且该凸出部分可以插入基底中设置的开口中。在这个实施例中，表层通过施加真空从而保持在合适的位置，真空去除凸出部分和开口的壁之间的空气。这样，可以在表层和基底之间形成相对气密和/或水密的密封。
图18是部件310的一个典型实施例的示意图，其中孔336形成或设置在基底330中；可以通过一个或多个孔338抽吸真空以将表层固定到基底330，所述孔338形成在基底330中形成的槽334中。真空盒350可以用来抽真空，并且它的尺寸可足以允许填充材料340在制造过程中溢出到真空盒350中。
与在图18中显示的实施例不同，一个或多个设置在基底中用于允许利用真空的孔可设置在基底中的其它位置处(也就是代替直接贴近或接近在表层上设置的凸出部分)。例如，图19示出了具有表层422和基底430的部件410的典型实施例，界面424设置在表层和基底之间，其中孔438设置在邻近或靠近在表层422和基底430之间的界面424的位置处。在这样一个实施例中，设置定位器或按钮423从而为操作者提供用于将凸出部分426压入槽428中的位置。在表层422和基底430之间提供填充材料440。
根据在图20中所示部件510的另一个典型实施例，表层522的凸出部分526设置在基底530的槽534中，并且孔538形成在凸缘528的下方的基底530中，凸缘528设置在表层522中。也就是说，孔538设置成使得它位于凸出部分526的与形成在表层522和基底530之间的边界524相反的一侧上。真空盒550形成靠近孔538的真空室552，并且在表层522和基底530之间提供填充材料540。
根据又另一个典型实施例，可以提供机械紧固部件(例如干涉配合凸出部分(多个)和槽(多个))和真空联接部件。根据这样一个实施例，表层包括一个或多个凸出部分，所述凸出部分配合到一个或多个开口中以将表层机械地固定到基底，并且基底还包括一个或多个孔以允许通过真空抽吸以将表层固定到基底。在附图所示的任一个典型实施例中(或在其它典型实施例中)，凸出部分可以提供除通过利用真空提供的密封以外的机械联接，或者仅作为导向件以提供表层在基底上的正确位置。
图18示出了用于将材料引入在表层322和基底330之间形成的空间或空腔316中的机构的典型实施例。根据此实施例，两个孔338设置在基底330中用于允许真空抽吸。产生真空以将表层322固定到基底330(例如，在孔338的区域中通过利用真空盒350来抽真空，并将表层322固定到基底330)。也可以利用凸出部分326和槽334之间的机械联接以将表层322固定到基底330。
一旦通过真空和/或机械装置将表层322固定到基底330，泡沫材料或其它填充材料340通过填充管或喷嘴360被引入空腔316中(例如，通过注入或重力灌注)。填充管360联接到形成在基底330的一部分中的开口或孔336，以允许将填充材料340引入空腔316中。因为表层322以相对气密和/或水密的方式联接到基底330(例如，通过真空和/或机械联接机构)，所以填充材料340不会穿过孔338漏到真空盒350中。虽然图18所示实施例示出了具有内表面362的填充管360，所述内表面与设置在基底330中的孔336的壁333的外表面331接合，但这种设置可以颠倒，从而填充管360的一部分插入到基底330中的开口或孔中。根据多个其它典型实施例，对于基底330和填充管360之间的接合也可以使用多种其它结构。
根据其它典型实施例，用于允许真空抽吸并且用于联接到填充管的孔的数量、尺寸、形状和结构可以变化。例如，一个以上的填充管可以在多个位置联接到基底，并且可以设置一个以上的孔用于联接到这种填充管。可以根据多个需要考虑的事项来优化该孔的各个特征，所述事项包括可制造性、成本以及其它事项。
根据一个典型实施例，表层以这样一种方式联接到基底，这种方式无需利用真空(例如，表层的一部分与基底的一部分之间的机械互锁或联接)。在这样一个实施例中，利用机械联接来提供表层和基底之间的气密和/或水密的密封，可以省去真空盒(图18)。该机械联接用于以不允许泡沫材料或其它填充材料漏出的方式将表层联接到基底。
此处公开的各种教导可以用于形成具有多种几何结构和复杂性的部件。图23示出了用于车辆的门面板形式的部件710的一个典型实施例。部件710包括由相对刚性的材料例如硬塑料等制成的基底730，并且包括多个可称为局部缓冲或柔软区域的构件或元件(例如，用附图标记720、722和724标注)。装饰材料(例如塑料、木材、金属等)也可以设置在部件710上的多个位置中。
构件720、722和724可以同时或以顺序的生产方法制造，并且可以由相同或不同的材料制成(例如，构件720可以具有与构件722和724不同的表层和/或填充材料；例如，由于美学的原因，构件720的表层颜色可以有差别，和/或构件720可以运用不同的材料，因为构件720很可能与司机或乘客发生大量的接触(例如，司机或乘客可以将肘或臂搁在构件720上))。
还可以用多个工艺步骤来补充或代替上述的工艺步骤。例如，在填充操作之后可能需要密封或关闭设置在基底中的一个或多个孔(例如，为防止泡沫材料或填充材料漏出)。在另一个实例中，在将表层和基底插入模具中并闭合该模具后，在用填充材料填充一个或多个空腔之前，可以转动该模具。
应注意，根据多个典型实施例，基底的全部或一部分可以具有设置在其附近的缓冲或具有衬垫的部分。例如，根据一个典型实施例，表层施加在基底附近，并且部分表层可以直接与基底接触，而该表层的其它部分可以通过填充材料与基底隔开。这样，可以提供局部缓冲的区域，同时保持表层的外观和手感，即使在那些没有提供缓冲的区域中也是一样。
同样重要的是，应当注意，优选的和其它典型实施例中所示的车辆装饰面板的元件的结构和设置仅仅是说明性的。虽然在所公开的内容中仅详细描述了本发明的一些实施例，但是阅读此公开内容的本领域普通技术人员将会容易地理解许多修改是可能的(例如，各个元件的大小、尺寸、结构、形状以及比例、参数值、安装设置、材料、颜色、定向等的改变)，而不会从本质上背离在权利要求书中所陈述的主题的新颖性教导和优点。例如，基底可以由两次或多次树脂注射模制而成(例如，多种颜色或材料类型)。此外，根据多个典型实施例，可以提供多种尺寸、形状和结构的模制件或部件。因此，所有这些修改都被认为包括在由所附权利要求限定的本发明的范围内。根据可替换实施例，任何工艺或方法步骤的顺序或次序可以改变或重新排序。在权利要求中，任何装置加功能的语句意味着覆盖此处描述的完成所述功能的结构，并且不仅覆盖结构上的等效物，而且覆盖等效结构。在优选和其它典型实施例的设计、操作状态和设置中可以做出其它替换、修改、改变和/或省略，而不会背离在所附权利要求书中表达的本发明的主旨。
权利要求
1.一种用于形成用于车辆的部件的方法，包括通过将第一树脂注入第一型腔中在模具中形成基底，重新配置所述模具的一部分以形成第二型腔，并且将第二树脂注入第二型腔中；将柔性构件设置在所述基底的至少一部分附近以在所述基底和所述柔性构件之间形成空腔；将所述柔性构件的至少一部分联接到所述基底；和在将所述柔性构件的至少一部分固定到所述基底后，将材料引入所述空腔中；其中所述柔性构件和引入所述空腔中的材料形成用于所述车辆部件的缓冲区域。
2.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述柔性构件设置在所述内部面板的用于与车辆乘客接触的区域中。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括利用凝塑成型法、真空成型法、注射成型法、挤压法和铸造法中的至少一种形成所述柔性构件。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述柔性构件由从包括下列的组中选择的材料形成织物、聚氨酯、聚氯乙烯、热塑性烯烃及其组合。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述材料引入空腔中的步骤包括将材料引入所述空腔中并使所述材料膨胀。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述材料通过形成在基底中的孔被引入空腔中。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，被引入空腔中的材料是泡沫材料。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述柔性构件包括构造成与设置在基底上的第二部件联接的第一部件，并且其中将表层联接到基底的步骤包括将第一部件联接到第二部件。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，将柔性构件联接到基底的步骤包括利用真空将柔性构件固定到基底。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述基底包括至少一个孔，从而所述空腔内的空气被真空装置通过所述孔抽出。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述孔在第一部件联接到第二部件的位置处设置在基底中。
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述孔在柔性构件和基底之间形成的边界的位置与第一部件联接到第二部件的位置的中间的位置处设置在基底中。
13.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一部件联接到所述第二部件的位置设置在柔性构件和基底之间形成的边界的位置与所述孔的位置中间。
14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，形成基底的步骤包括提供第一模具部件、第二模具部件以及可在第一位置和第二位置之间移动的隔断构件；提供由第一模具部件、第二模具部件和当在第一位置时的隔断构件限定的第一型腔；和提供由第一模具部件、第二模具部件、第一树脂和当在第二位置时的隔断构件限定的第二型腔。
15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第一树脂包括第一聚合物材料，并且第二树脂包括不同于第一聚合物材料的第二聚合物材料。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，第一树脂包括第一颜色，并且第二树脂包括不同于第一颜色的第二颜色。
17.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第一树脂包括第一聚合物材料，并且第二树脂包括与第一聚合物材料相同的第二聚合物材料。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，第一聚合物材料包括第一颜色，并且第二聚合物材料包括不同于第一颜色的第二颜色。
19.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第一树脂包括第一颜色，并且第二树脂包括不同于第一颜色的第二颜色。
20.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述部件包括用于车辆的内部装饰面板。
21.一种用于在车辆中使用的装饰面板，包括整体式模制构件，具有由第一树脂制成的第一基底部分、由第二树脂制成的第二基底部分以及至少部分地覆盖所述第一基底部分和所述第二基底部分其中一个的缓冲层；其中所述整体式模制构件由这样一种工艺形成，其中所述缓冲层定位在第一型腔和第二型腔的至少一个中，所述第一树脂被注入第一型腔中，回缩器构件被移动以限定第二型腔，并且所述第二树脂被注入所述第二型腔中。
全文摘要
本发明还涉及一种用于形成车辆的部件的方法。所述方法包括通过将第一树脂注入第一型腔中在模具中形成基底，重新配置模具的一部分以形成第二型腔，并将第二树脂注入第二型腔中；将柔性构件设置在基底的至少一部分的附近以形成位于基底和柔性构件之间的空腔；将柔性构件的至少一部分联接到基底；以及在将柔性构件的至少一部分固定到基底之后将材料引入空腔中。柔性构件和引入空腔中的材料形成用于所述车辆部件的缓冲区。
文档编号B29C45/16GK1925968SQ200580005085
公开日2007年3月7日 申请日期2005年1月3日 优先权日2004年1月3日
发明者内尔斯·R·史密斯, 斯科特·A·汉森, 杰弗里·T·斯托特, 安德鲁·巴茨, 巴特·W·福克斯 申请人:约翰逊控制技术公司