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 相关专利申请的交叉引用
本申请要求申请日为2007年1月18日的美国临时申请60/881,102的权益，这里以引用的方式加入其全文。
【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：提供可压缩元件；将该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基底之间；和将所述可压缩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；压缩所述可压缩元件；将所述可压缩元件固定于外皮；将所述外皮和所述可压缩元件定位在模具内；在所述模具内在所述可压缩元件周围形成基底，其中，所述可压缩元件被布置在所述基底和所述外皮之间；和将所述可压缩元件膨胀；其中，所述衬垫部位由所述可压缩材料限定。
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；和可压缩元件，该可压缩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缩材料并在刺破以释放所述真空后允许所述可压缩材料的膨胀而形成所述衬垫部位。
【附图说明】
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缩元件限定的衬垫部位；
图4为根据一示范实施方式图3的所述可压缩元件的透视图；
图5为根据一示范实施方式沿线5-5截取的图4的所述可压缩元件的截面图，该可压缩元件处于膨胀状态；
图6为根据一示范实施方式沿线5-5截取的图4的所述可压缩元件的截面图，该可压缩元件处于压缩状态；
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缩元件的部件的截面图；
图9为根据一示范实施方式具有处于膨胀状态的可压缩元件的部件的截面图；
图10为根据一示范实施方式的部件和模具的不同部分地截面图；
图11为根据一示范实施方式的具有处于压缩状态的可压缩元件的部件和模具的截面图；
图12为具有处于膨胀状态的可压缩元件的部件的截面图。
【具体实施方式】
参考图1，根据一示范实施方式，图示了交通工具10，该交通工具10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缩材料的后面形成(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)的轮廓的可压缩材料。
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)中间或之间的可压缩元件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，可压缩元件22包括容纳在封装件24(例如，真空袋或封装件等)内的可压缩材料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缩元件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缩元件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)。
可压缩材料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缩材料中的任何一种，使用真空或其他方法能够将所述材料压缩到减小的厚度(例如，压缩状态)，并随后膨胀到膨胀状态。可以使用可以被压缩/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缩材料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和可压缩材料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和可压缩材料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缩部位16的可压缩部位。首先，提供可压缩元件，如可压缩元件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和可压缩材料26。如图5和6所示，所述可压缩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。
在将可压缩材料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内的空气量并压缩(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缩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缩可压缩材料26。
然后，将其中具有处于压缩状态的可压缩材料26的可压缩元件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缩元件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。
一旦将可压缩元件22固定于外皮20，则将外皮20和可压缩元件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和可压缩元件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和可压缩元件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缩元件22，减小了可压缩元件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在可压缩元件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被设置于与可压缩元件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，而可压缩元件22仍然处于压缩状态，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，从而使可压缩材料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缩材料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9，一旦允许可压缩材料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，可压缩元件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，可压缩元件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，可以将处于压缩状态的可压缩元件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和可压缩元件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缩材料的部件)。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10)，其用作将外皮20拉紧在可压缩元件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缩元件22刺破或另外使该可压缩元件22膨胀，以允许可压缩元件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缩元件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。