CN114601242A - 具复合材料一体成型边框的行李箱及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种复合材料一体成型边框的行李箱及其制造方法。所述方法包含有下列步骤：A)将热塑性塑料片材制成外壳；B)将外壳的壳身设置于加热模具的内凹模区，而将外壳的壳边设置于加热模具的边框模区，并使外壳的外表面对应加热模具的内壁面；C)将热固性碳纤维塑料层的外面设于外壳的内表面；D)将填充层设置于热固性碳纤维塑料层的内面且位于边框模区；E)利用气囊膨胀撑抵热固性碳纤维塑料层及填充层，且通过加热模具加热，使得外壳、热固性碳纤维塑料层及填充层相互结合。

Description

具复合材料一体成型边框的行李箱及其制造方法

技术领域

本发明涉及碳纤维制品，特别是一种具复合材料一体成型边框的行李箱及其制造方法。

背景技术

目前市面上贩卖的行李箱通常为热塑性塑料或是铝镁合金的材质制成，如中国台湾新型第M518022号专利案所公开的一种行李箱框架装置，其具有二个框件，各框件分别通过铆钉的固定手段铆合在二相对开合的壳体的周缘，当二壳闭合时，各框件将相互嵌卡在一起。然而，此类行李箱的制作工序较为繁琐，且当行李箱越大时，铝制的框件的越容易在生产或组装(上铆钉)的过程中产生形变，使得各框件的精准度控制不易，进而导致二壳体在闭合时，各框件易发生错位(结合不准)。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种复合材料一体成型边框的行李箱的制造方法，其能在一次性的模具成型加工中即得到一体成型的壳体与边框结构，此制法所制成行李箱兼具高强度、重量轻及高精度等功效，以增加行李箱的耐用性并提升二壳体盖合时二边框彼此的契合度，以此改善现有的利用黏合、铆接或缝线的技术工艺来结合壳体与边框的行李箱，工序复杂、结合准确度低等缺点。

为了达成上述主要目的，本发明的复合材料一体成型边框的行李箱的制造方法，包含以下步骤：A)利用真空成型工艺(vacuum molding method) 将一热塑性塑料片材制成一外壳，该外壳具有一壳身、一设置于该壳身外缘的壳边以及一由该壳身及该壳边围绕出的容置区；B)提供一加热模具，该加热模具具一内凹模区及、一边框模区以及一内壁面，该边框模区位于该内凹模区的外缘，将该壳身设置于该内凹模区，而将该壳边设置于该边框模区，并使该外壳的外表面对应该加热模具的内壁面；C)提供一热固性碳纤维塑料层，将该热固性碳纤维塑料层的外面设于该外壳的内表面；D) 提供一填充层，将该填充层设置于该热固性碳纤维塑料层的内面且位于该边框模区；以及E)将一气囊设置于该外壳的容置区，并使该气囊膨胀撑抵该热固性碳纤维塑料层的内面及该填充层，且通过该加热模具向位于该内凹模区内的该壳身与该热固性碳纤维塑料层，以及位于该边框模区的该热固性碳纤维塑料层与该填充层进行加热，使得该外壳、该热固性碳纤维塑料层以及该填充层相互结合。

优选地，在步骤B)至步骤D)中，该边框模区具有一内沟槽及一外沟槽，该内沟槽接邻该加热模具的内壁面且与该外沟槽相互间隔设置，将该外壳的壳边放置于该内沟槽，而将该热固性碳纤维塑料层及该填充层放置于该内沟槽及该外沟槽。

优选地，在步骤C)及步骤D)中，将该热固性碳纤维塑料层放置于该内沟槽，而将该填充层放置于该内沟槽与该外沟槽。

优选地，该边框模区的内沟槽主要由一平面、一第一斜面以及该加热模具的内壁面所构成，该平面两侧分别连接该内壁面与该第一斜面。

优选地，在步骤B)至步骤D)中，该边框模区具有一内凸块、一外凸块以及一凹槽，该内凸块突出于该加热模具的内壁面，该凹槽位于该内凸块与该外凸块之间，将该外壳的壳边及该热固性碳纤维塑料层皆放置于该内凸块及该凹槽，并将该填充层放置于该凹槽及该外凸块。

优选地，该边框模区的凹槽主要由一第二斜面与一第三斜面相连所构成。

优选地，该填充层为热固性碳纤维塑料。

优选地，于步骤E)中，该热固性碳纤维塑料层及该填充层经该加热模具加热后融合固化并黏接于该外壳的内表面。

优选地，在步骤A)中，该热塑性塑料片材为透明材质。

优选地，在步骤A)中，该真空成型工艺为提供一具有一模具的真空成型设备(vacuum molding device)，并将该热塑性塑料片材放入该真空成型设备进行加热软化，接着该真空成型设备产生负压使该热塑性塑料片材贴附于该模具表面以制成该外壳。

优选地，在步骤E)之后更包含一步骤F)，将该气囊移出该壳体的容置区，并将该复合材料成型的行李箱进行冷却。

优选地，本发明更提供一种具复合材料一体成型边框的行李箱，其包含有一第一壳体、一第二壳体、一第一边框以及一第二边框，其中该第二壳体可开合地组设于该第一壳体，该第一边框与该第一壳体一体成型且位于该第一壳体的外缘，该第二边框与该第二壳体一体成型且位于该第二壳体的外缘，当该第一壳体与该第二壳体为闭合时，该第二边框嵌设于该第一边框。

优选地，该第一壳体及该第二壳体皆具有一外壳以及一热固性碳纤维塑料层，该热固性碳纤维塑料层设于该外壳的内表面。

优选地，该第一边框及该第二边框皆具有一外壳、一热固性碳纤维塑料层以及一填充层，该热固性碳纤维塑料层设于该外壳的内表面，该填充层设于该热固性碳纤维塑料层的内面。

优选地，该第一边框具有一凹陷的卡槽，该第二边框具有一凸伸的嵌卡件，该嵌卡件嵌合于该卡槽内。

由上述可知，本发明具复合材料一体成型边框的行李箱及其制造方法，能在一次性的模具成型加工中即得到一体成型的壳体与边框结构，此制法所制成行李箱，其兼具高强度、重量轻以及高精度等功效，以此增加行李箱的耐用性，以及提升二壳体盖合时二边框彼此的契合度。

有关本发明所提供的详细构造、特点，将在后续的实施方式详细说明中予以描述。然而，在本领域中具有通常知识者应能了解，该等详细说明以及实施本发明所列举的特定实施例，仅用于说明本发明，并非用以限制本发明的权利要求保护范围。

附图说明

图1为本发明的具复合材料一体成型边框的行李箱的立体分解图。

图2为本发明的具复合材料一体成型边框的行李箱的剖视图。

图3～7为本发明的复合材料一体成型边框的行李箱的制造方法的示意图，其显示第一壳体与第一边框一体成型的制作流程。

图8～12为本发明的复合材料一体成型边框的行李箱的制造方法的示意图，其显示第二壳体与第二边框一体成型的制作流程。

10:行李箱 20:第一壳体 21:外壳

211:壳身 213:壳边 215:容置区

23:热固性碳纤维塑料层 30:第二壳体

31:外壳 33:热固性碳纤维塑料层

40:第一边框 41:外壳 43:热固性碳纤维塑料层

45:填充层 47:卡槽 50:第二边框

51:外壳 53:热固性碳纤维塑料层

55:填充层 57:嵌卡件 60:加热模具

61:内凹模区 63:边框模区 631:内沟槽

632:外沟槽 634:平面 635:第一斜面

636:内凸块 637:外凸块 638:凹槽

639:第二斜面 640:第三斜面 70:气囊

S1-1:步骤 S1-2:步骤 S1-3:步骤

S1-4:步骤 S1-5:步骤 S1-6:步骤

S2-1:步骤 S2-2:步骤 S2-3:步骤

S2-4:步骤 S2-5:步骤 S2-6:步骤

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明做进一步的详细说明。

申请人首先在此说明，整篇说明书中，包括以下介绍的实施例以及申请专利范围的权利要求中，有关方向性的名词皆以图中的方向为基准。其次，在以下将要介绍的实施例以及图中，相同的元件标号，代表相同或近似的元件或其结构特征。

请先参阅图1及图2，本发明的具复合材料一体成型边框的行李箱10 包含有一第一壳体20、一第二壳体30、一第一边框40以及一第二边框50。

第一壳体20，具有一外壳21以及一热固性碳纤维塑料层23，热固性碳纤维塑料层23设于外壳21的内表面。

第二壳体30，可开合地组设于该第一壳体20，第二壳体30具有一外壳31以及一热固性碳纤维塑料层33，热固性碳纤维塑料层33设于外壳 31的内表面；

第一边框40，与第一壳体20一体成型且位于第一壳体20的外缘，第一边框40具有一外壳41、一热固性碳纤维塑料层43、一填充层45以及一凹陷的卡槽47，热固性碳纤维塑料层43设于外壳41的内表面，填充层 45设于热固性碳纤维塑料层43的内面。

第二边框50，与第二壳体30一体成型且位于第二壳体30的外缘，第二边框50具有一外壳51、一热固性碳纤维塑料层53、一填充层55以及一凸伸的嵌卡件57，热固性碳纤维塑料层53设于外壳51的内表面，填充层55设于热固性碳纤维塑料层53的内面，当第一壳体20与第二壳体30 彼此盖合时，第二边框50的嵌卡件57将嵌设于第一边框40的卡槽47内。

本发明的复合材料一体成型边框的行李箱10的制造方法分为两个部分，一为第一壳体20与第一边框40一体成型的制造方法，二为第二壳体 30与第二边框50一体成型的制造方法。如图2至图7为第一壳体20与第一边框40一体成型的制造方法，其包含步骤S1-1至步骤S1-7，如下：

步骤S1-1：参考图3，利用真空成型工艺(vacuum molding method)将一热塑性塑料片材制成外壳21、41，外壳21、41具有一壳身211一设置于壳身211外缘的壳边213以及一由壳身211及壳边围绕出的容置区215，其中热塑性塑料片材的材料选自PP聚丙烯、ABS树脂(Acrylonitrile Butadiene Styrene)、PC聚碳酸酯或是其组合，当然其它的热塑性塑料或是热塑性塑料的组合亦为本发明所涵盖，前述所称的真空成型工艺(亦称吸塑工艺)是提供一种具有模具(图中未示)的真空成型设备，模具为公模，并且公模上可设置其他辅助模具(例如凸条)以制造出不同外形的外壳21、41，其过程是将热塑性塑料片材放入真空成型设备进行加热软化，接着真空成型设备随即产生负压使热塑性塑料片材贴附于模具表面以制成外壳21、41，其中，真空成型设备加热软化热塑性塑料片材以及产生负压使热塑性塑料片材贴附于模具表面以制成外壳的技术内容为公知常识，于此不再赘述。

步骤S1-2：如图3所示，提供一加热模具60，加热模具60具一内凹模区61、一边框模区63以及一内壁面，边框模区63位于内凹模区61的外缘且具有一内沟槽631及一外沟槽632，内沟槽631接邻加热模具60 的内壁面且与外沟槽632相互间隔设置，内沟槽631主要由一平面634、一第一斜面635以及加热模具60的内壁面所构成，平面634两侧分别连接内壁面与第一斜面635，以供制作出卡槽47之用，将壳身213设置于内凹模区61，而将壳边213设置于边框模区63的内沟槽631，并使外壳21、 41的外表面对应加热模具60的内壁面。此外，若要在外壳21上显示图案 (例如商标或是造型图案)，可在步骤S1-1中选择透明材质的热塑性塑料片材，再将热塑性塑料片材制成外壳21，并在步骤S1-1或步骤S1-2中，将一图案以喷漆、印刷或贴标签地方式设置于外壳21的内表面。

步骤S1-3：如图4所示，提供一热固性碳纤维塑料层43，热固性碳纤维塑料层43具有一外面及一内面，将热固性碳纤维塑料层43的外面设于外壳21、41的内表面，进一步来说，热固性碳纤维塑料层43一部份会放置在内凹模区61，另一部分会放置在边框模区63的内沟槽631(或内沟槽631与外沟槽632之间)，其中，热固性碳纤维塑料层43的热固性塑料选自环氧树脂(Epoxy resin)或聚酯(Polyester)，当然其它的热固性塑料或是热固性塑料的组合亦为本发明所涵盖。

步骤S1-4：如图5所示，提供一填充层45，本实施例中的填充层45 是热固性碳纤维塑料，将填充层45贴设于热固性碳纤维塑料层43的内面且位于边框模区63的内沟槽631与外沟槽632之间(或仅外沟槽632)，以增加边框处的材料量。

步骤S1-5：如图6所示，将一气囊70设置于外壳21、41的容置区 215，并使气囊70膨胀撑抵热固性碳纤维塑料层43的内面及填充层45，且通过加热模具60向位于内凹模区61内的壳身211与热固性碳纤维塑料层43以及位于边框模区63的热固性碳纤维塑料层43与填充层45进行加热，使得外壳21、41、热固性碳纤维塑料层43以及填充层45相互结合，并挤压至边框模区63的内沟槽631与外沟槽632内，其中较佳的加热温度介于摄氏140度～150度之间，使得热固性碳纤维塑料层43与填充层45 固化并黏接于外壳21、41的内表面，进而使外壳21、41、热固性碳纤维塑料层43与填充层45相互结合，以达第一壳体20与第一边框40一体成型。

步骤S1-6：如图7所示，将气囊70移出外壳的容置区215，并将一体成型的第一壳体20与第一边框40进行冷却，即可完成第一壳体20与第一边框40的制造程序。

如图2、图8至图12为第二壳体30与第二边框50一体成型的制造方法，其包含步骤S2-1至步骤S2-7，其中步骤S2-1～S2-7与步骤S1-1至步骤S1-7的流程大致相同，其差异在于以下步骤：

步骤S2-2：如图2及图8所示，边框模区63具有一内凸块636、一外凸块637以及一凹槽638，内凸块636突出于加热模具60的内壁面，凹槽638位于内凸块636与外凸块637之间，且凹槽638主要由一第二斜面 639与一第三斜面640相连所构成，以供制作出嵌卡件57之用，将外壳 31、51的壳边放置于内凸块636及凹槽638，当然也可因应需求，选择将外壳31、51的壳边213放置于加热模具60的内壁面且邻近内凸块636的一侧。

步骤S2-3：如图9所示，将热固性碳纤维塑料层43的外面设于外壳 31、51的内表面，进一步来说，热固性碳纤维塑料层43一部份会放置在内凹模区61，另一部分会放置于内凸块636及凹槽638。

步骤S2-4：如图10所示，将填充层45放置于凹槽638及及邻近外凸块637。

步骤S2-5：如图11所示，将气囊70设置于外壳31、51的容置区215，并使气囊70膨胀撑抵热固性碳纤维塑料层43的内面及填充层45，且通过加热模具60向位于内凹模区61内的壳身211与热固性碳纤维塑料层43 以及位于边框模区63的热固性碳纤维塑料层43与填充层45进行加热，使得外壳31、51、热固性碳纤维塑料层43以及填充层45相互结合，并挤压至边框模区63的凹槽638内，使得热固性碳纤维塑料层43与填充层45 固化并黏接于外壳31、51的内表面，进而使外壳31、51、热固性碳纤维塑料层43与填充层45相互结合，以达第二壳体30与第二边框50一体成型。

步骤S2-6：如图12所示，将气囊移出外壳31、51的容置区215，并将一体成型的第二壳体30与第二边框50进行冷却，即可完成第二壳体30 与第二边框50的制造程序。

综上所陈，本发明具复合材料一体成型边框的行李箱及其制造方法能在一次性的模具成型加工中即得到一体成型的壳体与边框结构，此制法所制成行李箱兼具高强度、重量轻以及高精度等功效，以此增加行李箱的耐用性以及提升二壳体盖合时二边框彼此的契合度。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种复合材料一体成型边框的行李箱的制造方法，其特征在于，包含以下步骤：

A)利用真空成型工艺(vacuum molding method)将一热塑性塑料片材制成一外壳，该外壳具有一壳身、一设置于该壳身外缘的壳边以及一由该壳身及该壳边围绕出的容置区；

B)提供一加热模具，该加热模具具一内凹模区及、一边框模区以及一内壁面，该边框模区位于该内凹模区的外缘，将该壳身设置于该内凹模区，而将该壳边设置于该边框模区，并使该外壳的外表面对应该加热模具的内壁面；

C)提供一热固性碳纤维塑料层，将该热固性碳纤维塑料层的外面设于该外壳的内表面；

D)提供一填充层，将该填充层设置于该热固性碳纤维塑料层的内面且位于该边框模区；以及

E)将一气囊设置于该外壳的容置区，并使该气囊膨胀撑抵该热固性碳纤维塑料层的内面及该填充层，且通过该加热模具向位于该内凹模区内的该壳身与该热固性碳纤维塑料层，以及位于该边框模区的该热固性碳纤维塑料层与该填充层进行加热，使得该外壳、该热固性碳纤维塑料层以及该填充层相互结合。

2.如权利要求1所述的行李箱的制造方法，其特征在于，在步骤B)至步骤D)中，该边框模区具有一内沟槽及一外沟槽，该内沟槽接邻该加热模具的内壁面且与该外沟槽相互间隔设置，将该外壳的壳边放置于该内沟槽，而将该热固性碳纤维塑料层及该填充层放置于该内沟槽及该外沟槽。

3.如权利要求2所述的行李箱的制造方法，其特征在于，在步骤C)及步骤D)中，将该热固性碳纤维塑料层放置于该内沟槽，而将该填充层放置于该内沟槽与该外沟槽。

4.如权利要求2所述的行李箱的制造方法，其特征在于，该边框模区的内沟槽主要由一平面、一第一斜面以及该加热模具的内壁面所构成，该平面两侧分别连接该内壁面与该第一斜面。

5.如权利要求1所述的行李箱的制造方法，其特征在于，在步骤B)至步骤D)中，该边框模区具有一内凸块、一外凸块以及一凹槽，该内凸块突出于该加热模具的内壁面，该凹槽位于该内凸块与该外凸块之间，将该外壳的壳边及该热固性碳纤维塑料层皆放置于该内凸块及该凹槽，并将该填充层放置于该凹槽及该外凸块。

6.如权利要求5所述的复合材料一体成型边框的行李箱的制造方法，其特征在于，该边框模区的凹槽主要由一第二斜面与一第三斜面相连所构成。

7.如权利要求1所述的复合材料成型的行李箱边框的制造方法，其特征在于，该填充层为热固性碳纤维塑料。

8.如权利要求1所述的行李箱的制造方法，其特征在于，在步骤E)中，该热固性碳纤维塑料层及该填充层经该加热模具加热后融合固化并黏接于该外壳的内表面。

9.如权利要求1所述的行李箱的制造方法，其特征在于，在步骤A)中，该热塑性塑料片材为透明材质。

10.如权利要求1所述的行李箱的制造方法，其特征在于，在步骤A)中，该真空成型工艺为提供一具有一模具的真空成型设备(vacuum molding device)，并将该热塑性塑料片材放入该真空成型设备进行加热软化，接着该真空成型设备产生负压使该热塑性塑料片材贴附于该模具表面以制成该外壳。

11.如权利要求1所述的行李箱的制造方法，其特征在于，在步骤E)的后更包含一步骤F)，将该气囊移出该壳体的容置区，并将该复合材料成型的行李箱进行冷却。

12.一种由权利要求1至权利要求11中任一项所述的制造方法所制成的行李箱，其特征在于，包含有：

一第一壳体；

一第二壳体，可开合地组设于该第一壳体；

一第一边框，与该第一壳体一体成型且位于该第一壳体的外缘；以及

一第二边框，与该第二壳体一体成型且位于该第二壳体的外缘，当该第一壳体与该第二壳体为闭合时，该第二边框嵌设于该第一边框。

13.如权利要求12所述的行李箱，其特征在于，该第一壳体及该第二壳体皆具有一外壳以及一热固性碳纤维塑料层，该热固性碳纤维塑料层设于该外壳的内表面。

14.如权利要求12所述的行李箱，其特征在于，该第一边框及该第二边框皆具有一外壳、一热固性碳纤维塑料层以及一填充层，该热固性碳纤维塑料层设于该外壳的内表面，该填充层设于该热固性碳纤维塑料层的内面。

15.如权利要求14所述的行李箱，其特征在于，该填充层为热固性碳纤维塑料层。

16.如权利要求12所述的行李箱，其特征在于，该第一边框具有一凹陷的卡槽，该第二边框具有一凸伸的嵌卡件，该嵌卡件嵌合于该卡槽内。

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