专利名称：用于制造车辆面板的方法
技术领域：
本发明涉及一种车辆装饰面板。更具体的是，本发明涉及一种具有集成的软扶手的例如用于车门的车辆装饰面板。
背景技术：
本发明通常涉及的领域为在车辆(例如小汽车、卡车等车辆；飞机，轮船等)中使用的部件，例如面板或其它结构。更具体的是，本发明涉及用于车辆的内部面板或结构，或其它包括至少一个相对柔软的(例如装有填料或带有衬垫)部分的应用。
装有填料或带有衬垫的车辆内部部件，例如面板(例如仪表板、门面板等)，通常包括由相对硬的材料制成的基底、相对柔软的芯部(例如泡沫芯部)和外表面或表层。例如，车门面板可带有衬垫，使得当乘客身体的一部分与门面板相靠或接触时，增加车辆乘客的舒适度。现有技术中已经公知多种提供这类弹性垫层的方法，然而这些公知的方法不能提供某些有利的特点和/或这些特点的组合。
例如，生产具有衬垫部分的面板的一个难点在于，可能难以优化所述衬垫部分的位置从而所述衬垫部分仅设置在与人体直接交界(例如接触)的区域中。例如，车辆内部装饰面板的某些区域不与乘客接触，例如门面板上靠近车辆地板的位置。在这些区域中，几乎没有理由设置门面板的衬垫部分。此外，在不必设置衬垫部分的区域中设置衬垫部分或区域会增加不必要的费用(即材料、人工和设备)，并且还可能增加车辆过大的重量。
为了为车辆内部部件提供局部的衬垫部分，一种已知的方法涉及将衬垫部件联接到刚性部件。例如，相对硬的面板(例如门面板)可以联接到包括相对硬的基底、相对柔软的表层和内部泡沫材料部分的部件。这种方法的一个难点在于，这样的方法需要使用另外的部件(例如另外的基底、将面板基底固定到衬垫部分的基底的螺钉或其它紧固装置等)，这增加了成品的重量和费用。
因此，有必要提供一种用于生产车辆中使用的并且包括相对柔软的部分的部件的方法，所述部件例如面板或其它结构。也有必要提供具有局部衬垫区域的部件，所述局部衬垫区域在车辆的乘客或其他人可能接触的位置的基础上进行优化。还有必要提供一种具有局部衬垫区域的部件，其与传统的具有衬垫区域的部件相比，质量更轻，需要的材料更少。还有必要提供一种整体形成的车辆部件，其包括局部的衬垫区域。还有必要提供这样的部件和用于制造这种部件的方法，所述部件以相对简单和有效的方式制造，并减少制造成本和材料成本。还有必要提供一种用于生产这样的部件的制造方法，所述部件具有一个或多个在现有设备中使用的衬垫部分。
发明内容
本发明涉及一种形成面板的方法。所述方法包括形成柔性表层；将可压缩的材料联接到表层；将表层和可压缩的材料定位在模具中；以及在表层和可压缩的材料周围形成刚性基底，提供第一柔软区域，其中所述可压缩的材料设置在所述表层和所述基底之间，从而第一柔软区域由可压缩的材料限定。基底可以包括模制的聚合材料，例如热塑性材料。表层可以包括热塑性烯烃，并且可以通过真空成型和修整板材而形成。可压缩的材料可以包括泡沫材料，例如闭孔式泡沫材料。表层可以包括凸缘，从而基底能够模制成至少部分地包围所述凸缘。第二柔软区域由表层与基底直接接触的部分限定(例如，可压缩的材料没有设置在表层和基底之间)。
本发明还涉及在所公开的实施例中示出和描述的各种特征和特征的组合。
图1是根据一个优选实施例的车门装饰面板的透视图。
图2是图1中的车门装饰面板沿着线2-2的透视剖面图。
图3-6是图2的车门装饰面板在不同的制造状态中的局部透视图。
在详细说明本发明的多个优选、典型以及可替换的实施例之前，应当理解，本发明并不限制于在后续的说明书中描述或在附图中示出的部件的构造和配置的具体细节。本发明可以具有其它的实施例，或者可以通过多种方式应用或实现。而且应当理解，此处采用的措辞和术语是用于对本发明进行描述，并且不能认为是对本发明的限制。
具体实施例方式
图1和图2示出了一个部件或组件的一个典型实施例，所述部件例如车辆(例如小汽车、卡车、公共汽车等车辆；飞机，轮船等)中使用的面板或其它结构。根据不同的典型实施例，这类部件可以设置成具有各种尺寸、形状和结构。例如，这样的部件可用于车辆的内部客厢，并且能够以门面板、仪表盘、仪表面板、控制台、侧壁饰件、顶板衬垫或其它车辆部件或部分的形式得到应用。图1示出了门面板10的一个典型实施例。
在与乘客或其他个人相接触的区域中，车辆部件设置有一个或多个局部或分散的、柔软的或带有衬垫的区域或部分12。例如，如图1所示的门面板10可在区域12中设置衬垫，在区域12中，乘客身体的一部分很可能与门接触(例如在扶手14上、邻近窗口16的窗台处等)，而无需在整个门上设置衬垫(例如，参见图1，其中硬塑料的区域18示出为在通常不与乘客接触的区域中)。如此，具有衬垫的区域12可以在乘客通常的经验的基础上进行优化。这种方法的一个有利的特点是，材料成本和制造成本可以减少，并且可以省去在通常不与乘客接触的区域(例如在扶手14下方的区域等)中设置衬垫这一相对低效的做法。
按照此处所描述的方式设置柔软的或具有衬垫的局部区域12的方法可以用于提供具有很多种结构的部件。例如，门面板10可以设置成包括一个或多个部分18(例如面积、区域等)，它是由硬质塑料形成的岛形区域(例如挡板、特征、附饰物、拉环等)。在另一个实例中，可以形成复杂的几何结构(例如球形扶手，x，y，z边界等)。在另一个实例中，门面板10可以包括突出的(例如凸起的)或凹陷的具有衬垫的区域，用于增加美感。
根据一个典型实施例，部件包括一个为相对硬的基底、基体或底层形式的部件或元件(为简单起见，此处称之为“基底”20)。具有衬垫或装有填料的部分或区域12靠近或接近基底20的至少一部分，并且包括表层22和填充材料24，所述填充材料24设置在表层22和基底20中间或两者之间。需要指出的是，根据不同的典型实施例，基底20的全部或一部分可以具有一个与之相邻设置的具有衬垫或装有填料的部分12。例如，根据一个典型实施例，表层22被施加在基底20附近，并且部分表层22可直接地接触基底20，而表层22的其它部分可通过填充材料24与基底分隔开。如此，在一个或多个局部区域中设置选择性改变的柔软物或衬垫的总量或程度，同时保持表层的外观和触感，即使在那些没有设置填充材料24的辅助衬垫的区域也是如此。
根据一个典型实施例，所述相对具有衬垫或装有填料的部件或元件或部分12设置在基底20的至少一部分的上面或上方。表层22形成部件的外表面的至少一部分(例如从客厢中可见的部分，通常被称为″A″表面，等)。根据一个典型实施例，基底20的一部分26形成外表面的一部分。在基底和表层之间可以设置边界28(例如以接缝、交界面或接头的形式)。在外表面处，这样的边界28可以是可见的，或者可以填充一种材料，从而为所述部件提供″无缝的″外观。
根据一个典型实施例，表层22由相对柔软的或柔性的材料制成，所述材料包括聚合材料(例如热塑性烯烃(TPO)、聚氨基甲酸酯、聚氯乙烯(PVC)等)。根据其它的典型实施例，表层22可以由其它材料制成，包括织物，例如布、皮革、复合材料、分层材料(例如在聚合材料层上施加的皮革层)等。
根据一个优选实施例，表层22以这样的方式设置在基底22上，其中填充材料24(如果有的话)位于表层22的至少一部分和基底20中间或两者之间。根据一个典型实施例，部分表层22可设置成直接地接触基底20，从而填充材料(一种或多种)24在一个或多个特定的区域中位于表层22和基底20之间。所选择的特定设计取决于多种因素中的任意一个，包括面板的外表面所要求的外观和触感、材料成本、制造的简易性等。
根据一个典型实施例，表层22可以利用多种工艺中的任意一种制造或生产。根据一个优选实施例，表层22(例如TPO板)被热成型(例如真空成型、压力成型等)，并且然后被修整成所要求的形状或结构。在真空成型工艺中，预制或成型的聚合材料板被设置在模具中，并被加热以软化所述材料。对模具施加真空，这会将软化的聚合材料引向模具的壁。聚合材料然后冷却，并保持由模具的壁限定的形状。成型的板还可修整成所需的尺寸。
根据一个可替换的实施例，表层由冷凝成型工艺形成(例如液体或粉末形式的热塑性材料被注入温度受控的模具中，以形成靠近模具壁部的粘性的表层；一旦形成表层，将多余的材料从所述模具去除，并且允许表层凝固和冷却，随后将表层从模具取出)。根据其它可替换实施例，表层22可根据多种其它的方法制造。例如，表层可通过注射成型工艺、挤压工艺、铸造工艺(例如重力铸造)、或用于形成聚合物表层的任何其它适当的工艺形成。
根据一个典型实施例，其中表层22由聚合材料制成，表层的厚度大约在0.1和2.0毫米之间，并且最优选在大约0.8和1.0毫米之间。
表层22的尺寸、形状和结构可以适用于或构造成基底20中包括的特征。表层22和基底20的尺寸、形状和结构可以具有多种形式，可形成相对复杂的几何结构。
一种材料(例如填充材料24)被联接(例如粘结、熔合、粘附、紧固、附着等)至表层22，并且所述材料位于表层22和基底24之间，以起到填充物的作用。这样做的意图是这种材料起到相对柔软的材料或衬垫材料的作用，从而为衬垫部件的至少一部分提供相对柔软的特性或缓冲特性。根据一个优选实施例，所述材料是聚合材料，例如泡沫材料(例如氨基甲酸乙酯泡沫闭孔式泡沫材料、开放式泡沫材料等)。
基底20可由任何适当的材料制成，包括多种聚合物中的任意一种(例如聚丙烯、聚乙烯、共聚物等)。基底20可形成为多种形状、尺寸和结构中的任意一种(例如参见图1，其示出了根据一个典型实施例的门面板10，所述门面板具有局部的衬垫区域)，并且所述基底20可以包括多项其它特征(例如用于门锁和手柄、埋入(molded-in)设计等的孔)。基底20可以是一个单独的部件，或者是一个更大的组件中的一个部件(例如基底可以是整个门面板或门面板的一部分等)。
如图1所示，在表层22和基底20之间形成或设置有可见的边界(例如接缝或接头)，从而基底20形成围绕表层22的框架。在不同的典型实施例中，边界的尺寸、形状和结构可以变化。使用某种材料至少部分地填充在所述边界中(例如填缝材料、粘合剂、液态聚合物或其它材料)，边界也可被消除或减小其尺寸。根据其它的实施例，表层22和基底20可以按照使得可见边界最小化的方式设置。图5示出了一个典型实施例，其显示了表层和基底之间的联接。
表层和基底的边缘的分界面可以采用多种结构中的任意一种。根据一个典型实施例，凸缘30通过形成真空模具被形成在表层22上(例如，为表层的边缘提供“向后折叠(folded back)”的结构，以形成突起)。基底20然后被模制在表层22的凸缘30周围。根据一个优选实施例，表层22和基底20联接在一起，从而设置相对气密和/或水密的密封件。在一个实例中，表层包括凸缘30，所述凸缘30基本完全围绕表层22的周边延伸，并且基底20被模制在凸缘30周围(例如，形成这样的凹道或凹槽，所述凹道或凹槽基本完全围绕表层22设置在其上的区域的周边延伸，并且容纳凸缘30)。所述突起或凸缘和开口或凹槽可以具有各种尺寸、形状和结构，以将表层22联接到基底20。
根据一个典型实施例，所示出的车门具有集成的垫枕和扶手。本发明采用冲切的、可压缩的填充材料24，例如冲切的闭孔式泡沫材料，以连接(通过压敏胶或类似方法)到真空成型的表层22。所述部件然后被放入工具中，并且塑料被模制在组件周围以形成基底20。在存在可压缩的填充材料24(和表层22)的位置，部件具有柔软的、可压缩的触感。对于在表层22的后面没有可压缩的填充材料24的位置处，部件具有较坚硬的触感。利用这种创新的工艺，车门的装饰面板可制造成具有多种颜色或纹理或柔软的部分。
同样重要的一点是，在优选及其它典型实施例中示出的车辆装饰面板的元件的结构和配置只是用于说明。虽然在本说明书中仅对本发明的几个实施例进行了详细的描述，但是本领域的普通技术人员阅读本说明后将容易地认为，在没有实质上背离权利要求中叙述的主题的创新性教导和优点的情况下，可以进行多种修改(例如，各种部件在大小、尺寸、结构、形状和比例方面进行变化，在参数值、安装设置、材料、颜色、方向等方面进行变化)。因此，所有这类修改被认为是包括在由所附权利要求所限定的本发明的范围之内。任何工艺或方法步骤的次序或顺序可以根据可替换的实施例进行改变或重新排序。在权利要求中，任何装置加功能的语句用来覆盖能执行此处所述功能的所有结构，其不仅包括结构上的等效物，而且包括等效结构。在不背离所附权利要求中所述的本发明的实质的情况下，可以对优选和其它典型实施例的设计、操作条件和设置进行其它的置换、修改、变化和/或省略。
权利要求
1.一种形成面板的方法，包括形成柔性表层(22)；将可压缩的材料(24)联接到表层(22)；将表层(22)和可压缩的材料(24)定位在模具中；在表层(22)和可压缩的材料(24)周围形成刚性基底(20)，提供第一柔软区域(12)，其中可压缩的材料(24)设置在表层(22)和基底(20)之间，从而第一柔软区域(12)由可压缩的材料(24)限定。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基底(24)包括模制的聚合材料。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述表层(22)通过真空成型并修整板材而形成。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述板材为热塑性烯烃。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述可压缩的材料(24)为泡沫材料。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述泡沫材料为闭孔式泡沫材料。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述泡沫材料与表层(22)结合。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述表层(22)包括凸缘(30)，并且所述基底(20)被模制成至少部分地包围所述凸缘(30)。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述面板是车辆的车门装饰面板(10)。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述表层(22)，然后将可压缩的材料(24)联接到表层(22)，然后将基底(20)模制到表层(22)和泡沫材料(24)。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第二柔软区域由所述表层(22)直接接触所述基底(20)的部分限定。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述基底(20)的步骤包括注射成型塑料材料。
全文摘要
公开了一种形成面板的方法。所述方法包括形成柔性表层(22)；将可压缩的材料(24)联接到表层(22)；将表层(22)和可压缩的材料(24)定位在模具中；以及在表层(22)和可压缩的材料(24)周围形成刚性基底(20)，提供第一柔软区域(12)，其中可压缩的材料(24)被设置在表层(22)和基底(20)之间，从而由所述可压缩的材料(24)限定第一柔软区域(12)。
文档编号B60R13/02GK1898107SQ200380110855
公开日2007年1月17日 申请日期2003年10月27日 优先权日2003年10月27日
发明者内尔斯·R·史密斯, 詹姆斯·D·席希特尔, 查德·鲍曼 申请人:约翰逊控制技术公司