专利名称：车辆部件和用于制造车辆部件的方法
相关专利申请的交叉引用本发明要求于2004年6月15日提交的题为“METHOD FOR MAKINGVEHICLE COMPONENT”并且编号为60/579,636的美国临时专利申请的优先权，因此该申请公开的全部内容在此引入作为参考。
背景技术：
本发明总体上涉及供车辆(例如汽车如小汽车、卡车等；飞机、船只等等)使用的部件例如面板或其它结构这一领域。更具体地，本发明涉及用于形成车辆或其它应用的内面板或结构的方法。
车辆内部部件例如面板(例如仪表面板、门面板等等)传统上包括由相对坚硬的材料形成的衬底和外表面或外皮。外表面或外皮有时被称作“覆盖层”。例如，面向乘客室的门面板表面(有时被称作面板的“A”表面)可以包括设置在其上的织物、皮革、聚合物或其它类型的材料。这种表面材料可以设置成多种颜色、纹理和/或设计中的任意类型。
在特定应用(例如门面板应用)中，希望设置覆盖层以便它(单独或与其它覆盖层结合)可以覆盖整个衬底。通过这种方式，对于门面板或其它部件可以得到更令人愉悦的美学外观，因为相对不具吸引力的衬底材料由覆盖层材料覆盖或遮蔽。
由此需要提供改进的方法来用于制造或生产部件，例如供车辆使用的覆盖或遮蔽部件的衬底的面板或其它结构。还需要提供一种方法，用于以相对快速和高效的方式制造或生产这种部件。还需要提供一种方法用于制造或生产这种部件，以便覆盖层设置在部件的边缘部分(例如前部、尾部等等)上方。希望提供一种方法用于制造或生产包括一个或多个这些或其它有利特征的车辆部件。
发明内容
本发明的示例性实施例涉及一种用于形成车辆的部件的方法。该方法包括在模子中提供一种覆盖层材料。覆盖层材料包括在它的周边处的延伸部分，设计成在第一位置和第二位置之间移动。方法还包括重新配置模子以便模子与延伸部分接合并且将延伸部分从第一位置移动到第二位置，并且在延伸部分处于第二位置的同时通过将材料导入由覆盖层材料和模子界定的空腔中形成衬底。材料结合到延伸部分上用于提供模制的边缘卷绕。
本发明的另一个示例性实施例涉及用于在车辆中使用的装饰面板。装饰面板包括具有衬底和至少部分地覆盖衬底的覆盖层材料的整体模制构件，以及沿着整体模制构件的至少一个边缘的模制的边缘卷绕。模制的边缘卷绕通过一个过程形成，其中覆盖层材料设置有延伸部分，延伸部分通过模子在第一位置和第二位置之间移动，将树脂注入模子中形成衬底并且将延伸部分固定在第二位置。
图1是依照示例性实施例的形式为内部门面板的车辆部件的平面图。
图2是依照示例性实施例的如图1所示的车辆部件的一部分在边缘卷绕的覆盖层材料的位置处沿着线2-2剖开的剖视图。
图3依照示例性实施例的如图2所示的覆盖层材料的一部分的透视图，显示了用于将覆盖层材料接合至衬底材料的延伸部分。
图4是依照示例性实施例的显示为打开位置的注射成型系统的剖视图。
图5是依照示例性实施例的如图4所示的显示为闭合位置的注射成型系统的剖视图。
图6是依照示例性实施例的如图5所示的注射成型系统在材料已经注入其中之后的剖视图。
具体实施例方式
参见图1，供车辆内部使用的部件100依照示例性实施例所示。部件100显示为以车辆的内面板更具体地说以内部门面板的形式实现。依照各种其它的示例性实施例，也可以使用在此公开的概念来制造其它类型的车辆部件。
部件100包括衬底210(如图2所示)，该衬底具有施加在其上的材料102(例如覆盖层材料，例如织物、衣物，皮革、聚合材料等等)。材料102预计设置成面向乘客室(例如部件的“A”表面)，并且因此可以包括设置在表面上用于提高美学吸引力的多种设计或图案中的任何一种。
如在如图1所示的实施例中那样，部件100可以包括依照示例性实施例接合在其上的多种类型的覆盖层材料(例如显示为材料102和103)。依照另一个示例性实施例，仅仅一部分衬底可以具有施加在其上的覆盖层材料，以便一部分衬底材料对于车辆室的乘客可见。
其上施加了材料102的衬底210可以由相对坚硬的材料例如相对坚硬的塑料材料、金属或任何其它用于形成车辆内部部件衬底的坚硬材料形成。例如依照示例性实施例，衬底可以由聚丙烯或热塑性烯烃形成。依照其它示例性实施例，衬底可以由丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)聚合物或聚碳酸酯/丙烯腈丁苯(PC/ABS)聚合物形成。各种其它材料的任何一种也可以用于形成衬底。
依照示例性实施例，衬底210具有大约1.5和4.0毫米之间的厚度。依照一个示例性实施例，衬底210具有大约3毫米的厚度。衬底的厚度可以依照各种其它实施例进行变化，并且可以根据相关的特定应用具有变化的厚度或相对恒定的厚度。
衬底210可以使用任一种方法形成。依照示例性实施例，用于形成衬底的材料平面板可以通过真空成形加工来提供。然后，平面板材料可以加热至适当的温度(例如大约126和149摄氏度之间)。然后利用真空从模子中除去空气，以便薄层吸向模子表面；一旦模子和衬底冷却，衬底就会具有与模子表面相似的几何形状。依照其它示例性实施例，衬底210可以通过注射成型或其它方法形成。
如图2所示，部件100的边缘或侧面110的至少一部分具有设置在其上的材料102。依照示例性实施例，将材料102设置成使它卷绕或遮蔽部件100的边缘110(即材料102既设置在部件100的前表面上，而且还绕着边缘110卷绕到部件100的后表面)。这种配置在材料102和衬底之间提供了相对可靠的配合，并且还提高了部件100的美学特征，因为衬底在边缘110处对于车辆室内部的乘客是不可见的。为了便于引用，其中绕着衬底的边缘对覆盖层材料进行卷绕形成部件的配置在此称为“边缘卷绕”。
虽然图1显示了其中门的后缘(即门的后部边缘)具有设置在其上的材料102的实施例，但是本领域的技术人员可知，对于部件的其它部分(例如门面板的底部、门面板前缘、设置在衬底中的内孔或开口等等)，依照在此描述的边缘卷绕方法，也可以利用边缘卷绕。
用于将材料(例如材料102)固定至衬底(例如衬底210)形成部件(例如部件100)的方法将参见图3-6进行描述。图3依照示例性实施例显示了在接合至衬底之前的第一种材料102(例如覆盖层材料)。依照其它示例性实施例，可以利用多种数目的覆盖层材料(例如两种、三种材料等等)。例如，第一材料和第二材料可以整体地形成为单个零件或者可以使用紧固件(例如螺钉、螺栓、粘合剂、压配合等等)连在一起。
如图3所示，材料102形成为包括远离材料102的表面105延伸的延伸部分或凸起104(例如凸缘)。如图3所示，延伸部分104布置或设置成与表面105形成锐角。依照其它示例性实施例，延伸部分104可以设置成与表面105不形成锐角(例如它可以布置成基本上垂直于表面105延伸或大于90度(例如与表面105形成钝角))。
延伸部分104预计围绕支点或弯头108枢转，从而可以朝向材料102的表面105旋转。图5显示了绕着弯头108转向表面105的延伸部分104。弯头108也可以包括一些预计提高延伸部分104的旋转能力的特征(例如它可以制造成整体铰链，其中弯头的一部分比周围的材料薄，等等)。
延伸部分的尺寸、形状和配置可以依照各种考虑进行变化。依照示例性实施例，延伸部分的长度大约在6和8毫米之间。
进一步参见图2，部件100显示为包括材料102和衬底210。材料102(例如覆盖层材料)施加在其上以便延伸部分104绕着衬底210的边缘212的一部分卷绕。依照示例性实施例，延伸部分104仅仅沿着一部分边缘212延伸，虽然依照其它示例性实施例，延伸部分也可以沿着整个边缘延伸。
参见图4-6，为了制造部件100，将材料放入模子300(例如注射模子等等)中，模子例如可以从Comstock Park，Michigan(地点)的Commercial Tool and Die处获得。材料102布置在模子300中使在模子300包着材料102闭合时，延伸部分104可以通过一部分模子(例如特征306)接合。例如，依照示例性实施例，材料102设置在模子300的移动部分302中，当模子的移动部分302朝向模子的固定部分304移动时，延伸部分204通过设置在模子300的固定部分304上的特征306接合。在模子300关闭时，延伸部分104绕着弯头108朝向材料102的表面105弯曲或挠曲(例如参见图5-6)。依照另一个示例性实施例，衬底可以设置在模子的固定部分中，以便在模子关闭时，模子的移动部分上的特征与延伸部分接合或使延伸部分弯曲。
依照示例性实施例，当延伸部分104朝向材料102的表面105移动时，将聚合材料(例如聚丙烯、热塑性烯烃、ABS、PC/ABS等等)注入模子300中填充材料102和模子300之间的空腔或间隙308来形成衬底210。聚合材料还填充延伸部分104和材料102之间的间隙310(例如延伸部分104和材料102之间的V形间隙)，以便延伸部分104和材料102与注入模子中的聚合材料粘结。注入的聚合材料可以与材料102形成物理和/或化学粘结，以便材料102和衬底210可以相对牢固地粘结在一起。这样，材料102就绕着衬底210的边缘212形成边缘卷绕。
依照另一个示例性实施例，用于形成衬底210的聚合材料可以在模子闭合之后注入，以便模子在喷射过程中不发生移动。在本实施例中，模子停止在预定点处，这样在延伸部分和覆盖层材料表面之间存在间隙，从而可以在延伸部分和覆盖层材料之间提供注入的聚合材料。
这种注射成型过程的结果是形成用于一个部件，例如面板(例如门面板)，该面板包括绕着衬底的边缘形成的边缘卷绕的覆盖层材料以形成部件。在注射成型过程之后残留的任何过量材料或喷溅都可以除去，例如通过从延伸部分区域上切削或修剪掉过量材料。
使用例如在此描述的方法来制造车辆部件的一个有利的特征是，可以相对简单和高效地形成具有接合在其上的边缘卷绕覆盖层材料的部件。通过这种方式，就不需要在衬底成型之后覆盖层材料绕着衬底边缘卷绕的辅助过程，并且覆盖层材料可以整体地粘结至衬底，而不需要附加的紧固机构(例如粘合剂等等)。另外，可以使用设备的单个零件(例如喷射模子)来执行这种边缘卷绕，从而不需要附加的设备和/或过程步骤。另外，使用上述方法，衬底和覆盖层材料之间的粘结强度可以比衬底和覆盖层材料通过辅助操作(例如通过将衬底粘结覆盖层材料上)连接在一起而得到的强度更强。预计这种提高的粘结强度会产生较少的涉及这个部件的制造的质量问题。
本领域的技术人员应该从前述公开中理解，本发明涉及一种用于形成车辆用部件例如面板(例如门面板)的方法，该面板包括可以绕着部件的边缘卷绕的覆盖层材料。一个非排他的示例性实施例包括在模子(例如注射模子)中提供覆盖层材料(例如皮革、衣物、织物、聚合材料等等)并且闭合模子，以便一部分覆盖层材料通过模子而发生弯曲或挠曲从而形成间隙，用于形成部件的衬底的聚合材料可以注入该间隙中。在模子闭合期间或之后，聚合材料注入到邻近覆盖层材料的模子中(例如覆盖层材料和模子的固定部分之间的空腔或间隙)形成用于部件的衬底。通过这种方式，可以不需要附加的处理步骤和/或设备来提供模制的边缘卷绕的覆盖层材料。
显示在优选的和其它示例性实施例中的车辆部件的元件的构造和配置仅仅是示意性的。虽然在本公开中已经详细描述了本发明的仅仅几个实施例，但是阅读本公开的本领域的技术人员将会易于理解，在本质上不脱离在此所述的主题的新颖示教和优点的前提下，许多改进都是可能的(例如尺寸、维数、结构、形状和各种元件的比例、参数的值、安装配置、材料的使用、颜色、朝向等等的变化)。例如，显示为整体地形成的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可以反向或进行其它改变，分散的元件的性质或数目或位置可以更换或改变(例如可以在单个部件中生成一个以上的凸缘(例如门面板可以包括多个边缘，其中，边缘具有绕着这种边缘使用在此描述的方法卷绕的覆盖层材料)。应当指出，系统的元件和/或组件可以通过能够提供足够的强度或耐用性的多种材料构成，这些材料包括多种颜色、纹理的多种可模制塑料材料的任何一种(例如高冲击塑料)或其组合。例如在此所示的部件也可以用于非车辆的应用中，包括但是并不限于家具例如椅子、桌子、凳子和其它家具品种。其它置换、改进、变化和省略都可以在各种示例性实施例的设计、运行状况和安排下进行，只要不脱离所附权利要求书所表述的本发明的范围即可。
权利要求
1.一种形成用于车辆的部件的方法，该方法包括在模子中提供覆盖层材料，覆盖层材料在周边处具有设计成在第一位置和第二位置之间移动的延伸部分；重新配置模子使模子与延伸部分接合，并且将延伸部分从第一位置移动到第二位置；并且通过将材料导入由覆盖层材料和模子界定的空腔中形成衬底，同时延伸部分处于第二位置，其中材料结合到延伸部分上，用于提供模制的边缘卷绕。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，模子包括第一模子部分和第二模子部分，第一模子部分是固定模子部分和活动模子部分之一，第二模子部分是固定模子部分和活动模子部分中的另一个。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，重新配置模子的步骤包括闭合模子以便第一模子部分和第二模子部分之一与延伸部分接合并且移动延伸部分到第二位置。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在模子中提供覆盖层材料的步骤包括在第二模子部分中提供覆盖层材料以便覆盖层材料的第一表面面向第一模子部分。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，第二模子部分是活动模子部分。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，形成衬底的步骤包括导入材料，同时第一模子部分和第二模子部分固定。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在延伸部分从第一位置移动到第二位置时，它朝向覆盖层材料的第一表面向内移动。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，重新配置模子的步骤还包括移动延伸部分直到V形间隙存在于延伸部分和覆盖层材料的第一表面之间为止。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，当处于第一位置时，延伸部分与覆盖层材料的第一表面形成锐角。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，边界将延伸部分与覆盖层材料的其它部分分隔开。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，当延伸部分从第一位置移动到第二位置时，延伸部分绕着边界旋转。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，边界包括用于帮助延伸部分进行旋转运动的凹槽。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，模制的边缘卷绕基本上沿着部件的整个边缘延伸。
14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在部件形成之后，覆盖层材料设置在部件的前表面、部件的边缘表面和部件的后表面上。
15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，覆盖层材料包括一种以上的材料。
16.一种用于在车辆中使用的装饰面板，装饰面板包括具有衬底和至少部分地覆盖衬底的覆盖层材料的整体模制构件；和沿着整体模制构件的至少一个边缘的模制的边缘卷绕，其中模制的边缘卷绕通过一个过程形成，其中带有延伸部分的覆盖层材料设置在模子中，延伸部分通过模子在第一位置和第二位置之间移动，将树脂注入模子中形成衬底并且将延伸部分固定在第二位置。
17.如权利要求16所述的装饰面板，其特征在于，在第二位置时，延伸部分与覆盖层材料的后表面形成锐角。
18.如权利要求16所述的装饰面板，其特征在于，模制的边缘卷绕沿着整体模制构件的至少一个边缘连续地延伸。
19.如权利要求16所述的装饰面板，其特征在于，模制的边缘卷绕延伸到装饰面板的后表面。
20.如权利要求16所述的装饰面板，其特征在于，覆盖层材料由一种以上的材料形成。
全文摘要
装饰面板包括具有沿着至少一个边缘的模制的边缘卷绕的整体模制构件。模制的边缘卷绕通过一个过程形成，在该过程中，覆盖层材料(102)设置有延伸部分(104)，延伸部分通过模子(306)在第一位置和第二位置之间移动，将树脂注入模子(300)中形成衬底(210)并且将延伸部分固定在第二位置。
文档编号B60R13/02GK1984760SQ200580019517
公开日2007年6月20日 申请日期2005年6月14日 优先权日2004年6月15日
发明者迈克尔·J.·冯·霍尔茨, 杰弗里·A.·库西马尼奥, 查德·M.·鲍曼, 安德鲁·R.·巴茨, 爱德华·C.·莱昂, 格雷戈里·P.·米西亚克 申请人:约翰逊控制技术公司