具有衬垫部位的部件以及制造具有衬垫部位的部件的方法

专利名称：具有衬垫部位的部件以及制造具有衬垫部位的部件的方法
技术领域：
本发明通常涉及衬垫部件领域，更具体地说，涉及衬垫部件或制品， 如交通工具饰板以及具有至少一个衬垫部分或部位的其它部件，以及制造 这样的部件的方法。
背景技术：
加有衬垫或软垫的交通工具内部部件例如板(例如，仪表板、门板等)
传统地包括由相对较硬材料制成的基底，相对较软的芯体(例如，泡沫 芯体)，以及外表面或外皮。例如，交通工具门板可以加有衬垫，以向交通 工具乘客在该乘客身体与门板相互作用或接触的部分(例如，扶手部分) 提供增加的舒适性。在本领域中已知有多种提供这样的衬垫的方法，尽管 这样的方法带来困难，而且这样的方法并不提供某些有利的特征和/或特征 的组合。
例如，提供具有衬垫部分的板的一个困难在于难以最优化衬垫部分 的位置，因而衬垫部分仅仅设置在由个人直接作用(例如接触)的区域中。
因此，需要提供一种改进的方法，以用于制造在交通工具中使用的部 件，如板或其它结构，或者用于制造包括衬垫区域或部分的另外部件。

发明内容
一个实施方式涉及形成部件的方法，该方法包括提供可压縮元件； 将该可压縮元件压縮至压縮状态；将外皮连接到基底，其中所述可压縮元 件被布置在所述外皮和基底之间；和将所述可压縮材料膨胀至膨胀状态。另一个实施方式涉及一种形成具有衬垫部位的交通工具板的方法，该 方法包括提供可压缩元件；压縮所述可压缩元件；将所述可压縮元件固 定于外皮；将所述外皮和所述可压縮元件定位在模具内；在所述模具内在 所述可压縮元件周围形成基底，其中，所述可压縮元件被布置在所述基底 和所述外皮之间；和将所述可压縮元件膨胀；其中，所述衬垫部位由所述 可压縮材料限定。
再一个实施方式涉及一种具有衬垫部位的板，该板包括基底；覆盖 所述基底的至少一部分的外皮；和可压縮元件，该可压縮元件形成所述外 皮中的衬垫部位，其中，所述可压縮元件包括可压縮材料和封装件，所述 封装件通过保持真空以压縮所述可压縮材料并在刺破以释放所述真空后允 许所述可压縮材料的膨胀而形成所述衬垫部位。


图1为根据一示范实施方式具有内部的交通工具的透视图； 图2为图1的交通工具的内部的透视图，该交通工具具有根据一示范 实施方式的部件；
图3为沿线3-3截取的图2的部件的截面图，该部件具有由根据一示 范实施方式的可压縮元件限定的衬垫部位；
图4为根据一示范实施方式图3的所述可压縮元件的透视图5为根据一示范实施方式沿线5-5截取的图4的所述可压縮元件的 截面图，该可压縮元件处于膨胀状态；
图6为根据一示范实施方式沿线5-5截取的图4的所述可压縮元件的 截面图，该可压縮元件处于压縮状态；
图7为根据一示范实施方式位于模具内的可压缩元件和外皮的截面图;
图8为根据一示范实施方式具有处于压缩状态的可压縮元件的部件的 截面图9为根据一示范实施方式具有处于膨胀状态的可压縮元件的部件的 截面图IO为根据一示范实施方式的部件和模具的不同部分的截面图11为根据一示范实施方式的具有处于压缩状态的可压縮元件的部件和模具的截面图12为具有处于膨胀状态的可压縮元件的部件的截面图。
具体实施例方式
参考图l，根据一示范实施方式，图示了交通工具IO，该交通工具IO 包括内部12。交通工具10可以为多种不同类型的交通工具中的任何一种， 包括汽车、娱乐交通工具、公共汽车、飞机等。根据一示范实施方式，交 通工具10为汽车。如图2所示，内部12设有部件14 (例如，板、门板、 饰板、装饰部件等)。虽然部件14图示为门饰板，部件14可包括较大范围 内的多种部件，并且可以结合较大范围内的多种交通工具类型来使用。根 据一示范实施方式，部件14包括衬垫部分或部位16 (例如，交通工具门板 的扶手部分等)。衬垫部位16可以设置在部件14的需要相对更软手感的任 何部分上。
为了提供局部的衬垫部分如衬垫部位16， 一种方法是在已经固定于预 成型外皮材料的泡沫或其它可压縮材料的后面形成(如成型)基底。 一示 范成型工艺涉及芯体件和空腔件，该芯体件和空腔件相对彼此线性地移动。 该工艺的一个困难是，需要衬垫部位的预成型外皮材料的某些部位会位于 脱模方向之外(例如，在模具的空腔/芯体件彼此平行并且与所述空腔/芯 体件中的一个或两者的运动方向平行的表面上)。由于该模具部分在通常相 对较厚的衬垫表面上行进时必须被打开/关闭，因而在这样的部位中具有衬 垫材料通常会引发问题。因此，有优势的是，提供一种用于制造具有衬垫 部位的部件的方法，其利用在成型工艺过程中可具有相对较低(如较薄) 的轮廓并且在成型工艺之后可具有相对较高(如较厚)的轮廓的可压縮材 料。
现在参考图3，更为详细地表示了部件14。根据一示范实施方式，部 件14可以为用于交通工具10的板或其它结构。根据各种示范实施方式， 这样的部件可以设置成较大范围内的多种尺寸、形状和构造。例如，这样 的部件可以用于交通工具的内部乘客车厢中，并且能够用作门板、仪表盘 (dashboard)、仪表板(instrument panel)、控制台、侧壁饰板、顶板衬
垫或其它交通工具部件或其部分。根据一示范实施方式，部件14设有柔软或加有衬垫的局部或分散区域 或部分，表示为衬垫部位16 (例如，在交通工具的乘客接触的区域中)。例 如，图3中所示的部件14可以设置为门板，该门板在乘客的身体部分很可 能会与门接触的区域中加有衬垫(例如，在扶手部分上，邻近窗户等)，但 没有在整个门上加有衬垫(例如，在通常不与乘客接触的区域中没有衬垫)。
根据一示范实施方式，部件14包括处于相对较硬基底18(例如，底部、 层等)形式的元件或构件。衬垫部位16被定位成邻近或接近基底18的至 少一部分，并且由设置在基底18和外皮20 (例如，覆盖材料、表层材料 (coverstock)、覆盖物等)中间或之间的可压縮元件22 (例如，衬垫元件、 插入件等)限定。如图4所示，根据一实施方式，可压縮元件22包括容纳 在封装件24 (例如，真空袋或封装件等)内的可压縮材料26 (例如，可压 缩部件或构件、泡沫构件等)。
根据不同的示范实施方式，基底18的全部或者部分可具有加有衬垫或 软垫的部分，如邻近基底18设置的衬垫部位16。例如，根据一示范实施方 式，外皮20可以被施加成邻近基底18，部分的外皮20可以与基底18直接 接触，而外皮20的其它部分可以由可压縮元件22而与基底18分开。这样， 在一个或多个局部部位(例如，衬垫部位16)处可以设置不同数量或程度 的柔软部或衬垫，而同时即使在那些没有设置可压縮元件12的额外衬垫的 部位中，也仍然保持外皮20的外观和手感。
根据一示范实施方式，外皮20形成部件14的外表面(例如，从乘客 车厢中可以看到的表面，通常被称为"A"表面)的至少一部分。根据另一 示范实施方式，基底18的至少一部分形成部件14的外表面或A表面的一 部分。
根据一示范实施方式，外皮20可以由相对柔软或柔韧的材料制成，该 材料包括聚合材料(例如，热塑性聚烯烃(TPO)、聚氨酯、聚氯乙烯(PVC) 等)。根据不同的其它实施方式，外皮20可以由其它材料制成，包括例如 布料的织物、皮革、复合材料、分层材料(layered materials)(例如， 施加在聚合材料层上的皮革层)等。可以使用多种工艺中的任何一种来制 造或生产外皮20。根据一示范实施方式，外皮20可以是热成型的 (thermo-formed)(例如，真空成型的、压力成型的，等)，然后修整为所需的形状或结构。根据一示范实施方式，外皮20可以由沥铸成型工艺形成。 根据其他示范实施方式，外皮20可以根据不同的其它方法(例如，注射成 型、挤压、铸造等)来制造。外皮20可以具有适用于或配置成包括在基底 18中的特征的尺寸、形状和结构，而且外皮20和基底18可以具有可以包
括复杂几何形状的任何数量的形式。
基底18可以由任何合适的材料制成，包括多种聚合物(例如，聚丙烯、 聚乙烯、共聚物等)中的任何一种，并且可以被形成为较大范围内的多种 形状、尺寸和结构中的任何一种。基底18还可以包括多种其它的特征(例 如，用于门把手的孔隙、嵌入成型设计(molded-in designs)等)。基底 18可以为独立的部件或可以为较大组件的子部件(例如，基底18可以为整 个门板或可以为其一部分，等)。
可压縮材料26可以由任何合适的材料制成，包括多种泡沫制品或其它 可压縮材料中的任何一种，使用真空或其他方法能够将所述材料压縮到减 小的厚度(例如，压縮状态)，并随后膨胀到膨胀状态。可以使用可以被压 縮/膨胀并向特定应用场合提供所需的衬垫或柔软性的任何合适的材料。
封装件24可以由塑料或其他合适的材料制成，在这里描述的制造和/ 或组装加工过程中，所述材料能够保持真空环境或另外容纳可压縮材料26。 根据一实施方式，封装件24为真空袋，在减少了封装件24内的空气量后， 该真空袋可以在一个或多个密封部分44 (参见图4)处被密封(例如，热 密封等)。根据替换实施方式，封装件24和可压縮材料26可以为单个、整 体的部件。封装件24可以包括开口或端口 28，该开口或端口28被配置成 允许向封装件24和可压縮材料26施加真空。
参考图5-9，现在更为详细地描述一种用于形成例如部件14的部件的 方法，该部件具有例如可压縮部位16的可压縮部位。首先，提供可压縮元 件，如可压縮元件22 (图5)。根据一示范实施方式，所述可压缩元件包括 封装件24和可压縮材料26。如图5和6所示，所述可压縮材料被容纳在所 述封装件(例如，塑料真空袋等)中，该封装件能够保持真空环境。
在将可压縮材料26放置在封装件24内之后，通过真空端口 (如图4 中所示的真空端口 28)施加真空，从而减少封装件24内的空气量并压縮(例 如，减小其厚度等)可压缩材料26 (参考图6)。然后，密封真空端口28，留在封装件24内的可压缩材料26处于压缩状态。使用如这里所述的真空 处理，使使用者能够将如泡沫的材料压縮到其膨胀厚度的仅一小部分，并 允许相对较厚的泡沫软垫插入到成型部分内，在该处工具空腔被限制为仅 薄的插入件(例如，在位于脱模方向之外的情况中，例如在扶手位置，如 图7中的示范实施方式所示)。根据不同的其它示范实施方式，还可以使用 其它装置来减少封装件24内的空气量或另外压縮可压縮材料26。
然后，将其中具有处于压縮状态的可压縮材料26的可压縮元件22固 定于外皮，如外皮22 (参考图7)。如上所述，外皮20可以为柔韧的材料， 并可以被预成型为所需的形状(例如，以与模具的轮廓相符)。可以采用多 种紧固方法将可压縮元件22固定于外皮20，包括机械紧固件，例如夹子、 销、钉子等，粘合剂等。
一旦将可压縮元件22固定于外皮20，则将外皮20和可压縮元件22 放置到模具内，如图7所示的模具30。模具30包括具有大致对应轮廓的空 腔部分34和芯体部分32。模具30在外皮20和可压縮元件22周围封闭， 以产生间隙36，并将处于熔融树脂形式的基底材料注射到外皮20和可压縮 元件22后面的间隙36内，以形成基底18。如图7所示，提供处于压缩状 态的可压縮元件22，减小了可压縮元件22和外皮20在脱模方向之外(例 如，实质上平行于成型件的运动方向的表面，该成型件例如门板的扶手部 分)的区域(例如，衬垫部位16)处的轮廓，从而减小了当模具部分32、 34移动跨过外皮20在可压縮元件22的区域中的表面时对不同部件造成损 坏的潜在可能性。如图7中所示，芯体32可包括凸起部分42，该凸起部分 42被配置成在基底18中产生对应的凹陷区域40 (例如，凹痕、孔隙等)。 如图8所示，凹陷区域40可以为相对于基底18的周围区域的材料厚度减 小的区域，并且可以包括一个或多个孔隙或孔。如下面更为详细的描述， 凹陷区域40被设置于与可压縮元件22邻近的区域，从而穿刺工具38 (参 考图8)可被用于刺破或刺穿基底18和/或封装件24。
在成型或形成基底18之后，将部件14从模具30中移除，而可压縮元 件22仍然处于压縮状态，如图8所示。参考图8，穿刺工具38可被用于刺 破或刺穿基底18和/或封装件24。当刺穿封装件24时，允许空气进入封装 件24，从而使可压縮材料26膨胀至膨胀状态。虽然图8表示了与成型在基底18内的凹陷区域40结合使用的穿刺工具38，但是释放封装件24内的真 空或另外使可压縮材料26膨胀的不同其它方法也可使用。例如，根据一实 施方式，基底18可以在后成型操作中被冲切(例如，用于提供进入孔等)， 而且该冲切操作可以包括被配置成刺破基底18和/或封装件24的工具加 工。
参考图9， 一旦允许可压縮材料26膨胀，则形成部件14的衬垫区域， 如衬垫部位16。如图9所示，衬垫部位16可仅包括由外皮20覆盖的部件 14的区域中的一部分。根据一替换实施方式，部件14的整个表面可以设置 为加有衬垫或加有软垫。
如参考附图所述，可压縮元件22被用于成型工艺中，如背式局部成型 (partial mold behind (PMB))工艺，以形成如部件14的板或其他部件。 根据不同的替换实施方式，可压縮元件22可以被用于其它应用场合。例如， 参考图10-12，使用例如粘合剂或机械紧固件，可以将处于压縮状态的可压 縮元件22连接于例如基底18的预成型基底材料，而且然后使用真空形成 模具50，可以将外皮20真空包裹(例如，真空形成等)在基底18和可压 縮元件22周围，从而制得图11所示的部件14。(例如，包括在基底和外皮 之间的压縮材料的部件)。根据一示范实施方式，基底18可包括一个或多 个孔隙46，该孔隙允许向外皮20施加真空(图IO)，其用作将外皮20拉 紧在可压縮元件22和基底18上(图11)。然后，可以使用这里公开的任何 方法将可压縮元件22刺破或另外使该可压縮元件22膨胀，以允许可压縮 元件22膨胀(参见图12)。根据一示范实施方式，基底18可包括配置成便 于刺破可压縮元件22的凹进部48 (例如，孔隙、减少厚度的区域等)。此 外，根据不同的其它实施方式，这里公开的技术可应用于其它工艺和部件 (例如，包覆织物的部件，如座椅、头枕、遮阳板等，地板控制台等)。
很重要的，应注意在不同示范实施方式中表示的部件的结构和布置以 及制造该部件的方法仅为解释性的。虽然在本公开中仅详细地描述了本发 明的几个实施方式，阅读了本公开的本领域技术人员会容易地理解，在没 有实质上脱离权利要求所述主题的新颖教导和优点的前提下，很多修改都 是可能的(例如，不同元件的大小、尺寸、结构、形状和比例，以及参数 数值、安装布置、材料的使用、颜色、方位等的变化)。例如，图示为整体形成的构件可以由多个部件或构件构成，构件的位置可以颠倒或另外改变， 而且分离的构件的质地或数目或者位置可以改变或变动。因此，所有这样 的修改旨在被包括在本公开的范围内。根据替换实施方式，任何工艺或方 法步骤的次序或顺序可以改变或重新排序。在不脱离本公开的范围的前提 下，可以对于示范实施方式的设计、操作条件和布置进行其它替换、修改、 改变和省略。
权利要求
1.一种形成部件的方法，包括提供可压缩元件；将所述可压缩元件压缩至压缩状态；将外皮连接到基底，其中所述可压缩元件被布置在所述外皮和所述基底之间；和将所述可压缩材料膨胀至膨胀状态。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述可压縮元件包括设置在封 装件内的泡沫元件。
3. 根据权利要求2所述的方法，其中，所述封装件能够以气密方式密
4. 根据权利要求3所述的方法，进一步包括向所述封装件施加真空，以将所述可压縮元件压縮至所述压縮状态。
5. 根据权利要求3所述的方法，进一步包括在将所述外皮连接于所述基底之前，将所述可压縮材料连接于所述外皮。
6. 根据权利要求5所述的方法，进一步包括 将所述可压縮元件和所述外皮插入模具空腔内；其中，将所述外皮连接于所述基底包括将熔融树脂注入所述模具空腔 内从而在所述外皮后面形成所述基底。
7. 根据权利要求6所述的方法，其中，形成所述基底包括形成所述基底的具有相对于周围区域减小厚度的区域，其中将所述可压縮材料膨胀至 所述膨胀状态包括在邻近所述减小厚度区域的区域中刺破所述封装件。
8. 根据权利要求7所述的方法，其中，所述减小厚度的区域包括延伸 通过所述基底的孔隙，并且其中，刺破所述封装件包括将穿剌工具延伸通 过所述孔隙。
9. 根据权利要求5所述的方法，其中，所述外皮为包括聚合材料的预 成型外皮。
10. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括在将所述外皮连接于所 述基底之前，将所述可压縮材料连接于所述基底。
11. 根据权利要求10所述的方法，其中，将所述外皮连接于所述基底 包括将所述外皮真空形成于所述基底。
12. —种形成具有衬垫部位的交通工具板的方法，该方法包括 提供可压縮元件；压縮所述可压縮元件； 将所述可压縮元件固定于外皮； 将所述外皮和所述可压縮元件定位在模具内；在所述模具内在所述可压縮元件周围形成基底，其中，所述可压縮元 件被布置在所述基底和所述外皮之间；和 将所述可压縮元件膨胀；其中，所述衬垫部位由所述可压缩材料限定。
13. 根据权利要求12所述的方法，其中，所述可压縮元件包括封装件 和可压縮材料；其中，压缩所述可压縮元件包括向所述封装件施加真空，以压缩所述 可压縮材料；和其中，将所述可压縮元件膨胀包括刺破所述封装件。
14. 根据权利要求13所述的方法，其中，形成所述基底包括形成所述 基底的具有减小厚度的区域，该区域接近所述可压縮材料，并且其中，刺 破所述封装件包括将穿刺工具延伸通过所述减小厚度的区域。
15. 根据权利要求13所述的方法，其中，所述可压缩材料为泡沫材料。
16. 根据权利要求13所述的方法，其中，所述封装件为真空袋。
17. —种具有衬垫部位的板，该板包括 基底；覆盖所述基底的至少一部分的外皮；可压縮元件，该可压縮元件形成所述外皮中的衬垫部位，其中，所述 可压缩元件包括可压缩材料和封装件，所述封装件通过保持真空以压缩所 述可压縮材料并在刺破以释放所述真空后允许所述可压縮材料的膨胀而形 成所述衬垫部位。
18. 根据权利要求17所述的板，其中，所述可压縮元件被配置成允许 响应于剌破所述封装件而膨胀。
19. 根据权利要求17所述的板，其中，通过注射成型基底材料来形成 所述基底，从而将所述基底连接于所述外皮。
全文摘要
一种形成部件(14)的方法，该方法包括提供可压缩元件(22)；压缩该可压缩元件至压缩状态；将外皮(20)连接到基底(18)，其中所述可压缩元件位于所述外皮和基底之间；和使所述可压缩材料(26)膨胀至膨胀状态。
文档编号B29C45/00GK101646542SQ200880007988
公开日2010年2月10日 申请日期2008年1月16日 优先权日2007年1月18日
发明者R·A·博齐奥, S·A·汉森, T·J·施帕尔 申请人:约翰逊控制技术公司