CN1225058A - 用作镶嵌物的搭扣件以及将该搭扣件连接于模制物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于镶嵌模制的搭扣件,它能固定在模制物的预定位置上,并且当把该搭扣件放入模具时,可以修正基底内的弯曲或弯折。解决问题的手段是:搭扣件(10)设有:一大致扁平的条形基底(16)、从基底(16)的主表面(12)竖直凸伸的多个啮合元件(18)、一设置在基底(16)的背面的连接元件(20)。基底(16)具有一对纵向延伸的第一边缘(22),以及一对横向延伸并且比第一边缘(22)短的第二边缘(24);一厚度小于基底(16)的薄延伸部(26)基本上沿着各第一边缘的整个长度横向地延伸。当把搭扣件(10)作为一镶嵌物放入模具的支承凹槽内时,薄延伸部(26)因与凹槽内侧壁接触而发生弹性变形,从而将基底(16)朝凹槽下方偏压。因此,可以修正基底(16)内的弯曲。
Description
对本发明的详细描述
发明的技术领域
本发明涉及一种互啮型搭扣件，它包括一基底，该基底具有一主表面、一与主表面相对的背面、以及设置在基底主表面上的多个啮合元件，更具体地说，本发明涉及一种用作模制工艺中的镶嵌物的搭扣件，它还包括一设置在基底背面的连接元件；该搭扣件固定连接于一通过镶嵌模制工艺模制的物体，即，使所述连接元件嵌入所述模制物，同时令啮合元件暴露在模制物的一个表面上。本发明还涉及将上述搭扣件与模制物固定连接的方法。
已有技术
在已知的例如汽车座位、家庭或办公用座椅、或褥垫之类的各种垫子中，包括用膨胀树脂模制的衬垫以及安装在其表面上的由织物或皮革制成的覆盖物。在这样的垫子中，必须将覆盖物固定于衬垫，以免覆盖物在使用过程中松脱或移动。
例如，在已有技术中，在汽车座位中已经采用了一种所谓“拱环(hog-ring)”的环状金属环或者是在一扁平基底的主表面上有多个啮合元件的互啮型搭扣件来将复盖物固定在衬垫上。拱环在连结强度方面是非常好的，但它有一个缺陷在于，如果复盖物必须相当紧密地与衬垫整体接触的话，需要有多个拱环，故使其外观不佳，并且会需要非常复杂和熟练的操作。
相反，当采用互啮型搭扣件时，可以相对比较方便地将覆盖物附连于衬垫，即，将搭扣件固定在衬垫表面的一预定位置上，同时，在覆盖物的背面设置与搭扣件的啮合元件啮合的啮合元件，在把覆盖物施加到衬垫上之后，对两者施压即可使它们的啮合元件相互啮合。在这种情况下，通过对搭扣件的结构和布置以及啮合元件加以选择，就可以获得足够的连结强度和所期望的紧密接触。
用于此目的的搭扣件包括：一由树脂材料制成一体的构件，以及一具有织物或树脂制的基底并具有从基底表面竖直凸伸的多根单丝的构件。在这两种情况下，为了将基底牢牢地固定于衬垫，在基底的背面设置了一可嵌入衬垫的连接元件。此类搭扣件作为一镶嵌物定位在一用于形成衬垫的模具中，因而衬垫可通过所述连接元件与搭扣件模制成一体，同时使啮合元件暴露于衬垫表面。
本发明欲解决的问题
上述结构的搭扣件最好是做得尽可能地小，以便在连结强度和紧密接触都能维持在一所需水平的情况下，不会降低例如座垫之类垫子的触感和外观。尤其是在汽车座位的情况下，由于占用者在座位上频繁移动，所以需要足够的连结强度。此外，希望能使占用者感到舒适，没有不良感觉，从而减轻疲劳。因此，一种长条状搭扣件是比较适用的，可以将它设置在衬垫表面的槽或覆盖物的接缝处。
另一方面，因为与啮合元件或从基底凸伸的连接元件的长度相比，互啮型搭扣件基底的厚度是比较小的，所以可能在基底内产生弯曲。特别是当搭扣件是用液态树脂一体模制的结构时，通过挤压模制或注射模制制造出来的搭扣件易于在模制之后在基底中产生弯曲，这是因为在基底的前后侧面之间注入的树脂量的变化而造成的收缩率方面的差别以及啮合元件和连接元件之间的结构和布置方面的差别所引起的。已知的是，当搭扣件具有长条状的结构并且是通过挤压模具制造时，所述的弯曲是非常显著的。
当互啮型搭扣件是通过前述的镶嵌模制工艺固定于衬垫时，在用于衬垫的模腔内设置了一个搭扣件的支承凹槽，搭扣件位于该凹槽内，并使设置在基底背面的连接元件凸伸到模腔内。同时，搭扣件的啮合元件插设在凹槽内，基底的外周边与凹槽的内壁紧密接触，以防止泡沫树脂液体侵入主表面一侧的空间。维持这一状态，将泡沫树脂液体注入模腔以模制衬垫，这样就通过连接元件将搭扣件固定于模制而成的衬垫。
因此，如果通过镶嵌模制工艺将基底内有弯曲的搭扣件固定于衬垫，在位于支承凹槽内的搭扣件的基底的外周边与凹槽的内壁之间就会有间隙，于是可能会使注入模腔的树脂液体通过该间隙侵入主表面一侧的空间。侵入主表面一侧空间的树脂液体凝固之后会粘附在啮合元件上，从而使搭扣件的啮合作用变差。还有，如果搭扣件固定于衬垫时仍保持有弯曲，在各啮合元件与覆盖件上的相应啮合元件之间要实现正确的啮合就变得比较困难，于是会降低覆盖物与衬垫之间的连结强度，或者使附连覆盖物的各个位置上的触感或外观变差。
因此，本发明的目的在于，提供一种适于固定到由镶嵌模制工艺模制的物体上的搭扣件，在将它放入模具时可纠正基底内的弯曲，因而可以固定连接到模制物的预定位置，同时能防止啮合元件的啮合作用以及制品的触感或外观变差。本发明的另一个目的在于，提供一种可方便、牢靠地将这样一种搭扣件连接到一模制物上的方法。
解决问题的手段
为实现上述目的，本发明提供了一种用作模制过程中的镶嵌物的搭扣件，包括：一条形的扁平基底，它具有一主表面和一与该主表面相对的背面；设置在基底主表面上的多个啮合元件；以及一设置在基底背面的连接元件；该搭扣件通过镶嵌模制工艺固定连接于一模制物，它使连接元件嵌入模制物，同时令各啮合元件暴露在模制物的表面上，其特征在于，基底具有一对纵向延伸的第一边缘，以及一对横向延伸并且比第一边缘短的第二边缘；一可弹性变形的薄延伸部基本上沿着每一第一边缘的整个长度横向地延伸，该延伸部的厚度小于基底的厚度。
本发明还提供了一种具有上述结构的搭扣件，其中，一可弹性变形的薄延伸部基本上沿着基底的每一第二边缘的整个长度在横向延伸，延伸部的厚度小于所述基底的厚度。
本发明还提供了一种具有上述结构的搭扣件，其中，连接元件是形成为一凸肋，该凸肋包括一沿纵向延伸的纵向段和一沿横向延伸的横向段，所述各段交替地布置，凸肋是大致沿纵向以Z形方式连续地延伸。
本发明还提供了一种具有上述结构的搭扣件，其中，凸肋的至少一部分具有这样的形状，即，从其连接于基底背面的基端起，朝其自由端逐渐加宽。
本发明还提供了一种具有上述结构的搭扣件，其中，连接元件是形成为一凸肋，它被设置在基底的背面，并沿基底的纵向连续地并且直线地延伸；所述凸肋包括一位于其远离背面的自由端处的锚定部；锚定部的横向尺寸大于和背面连结的基端的尺寸。
此外，本发明还提供了一种将如权利要求1所述的搭扣件固定连接于一模制物的方法，其连接后的状态是，各啮合元件暴露在所述模制物的一表面上，所述方法包括如下步骤：
a)提供一个用于模制所述物体的模具，该模具具有一用于制成搭扣件的凹槽，该凹槽包括一用于接纳和保持搭扣件之基底的第一部分和一用于容纳各啮合元件的第二部分，第一部分具有一种例如敞开在模腔型面的预定位置上的燕尾槽之类的结构，形成该燕尾槽的一对相对斜侧壁之间的最大距离小于搭扣件的基底与薄延伸部的总的横向尺寸，第二部分是从燕尾槽的底部往下凹，从而在第一部分内形成一个环绕第二部分的一个开口的大致平的环形搁置壁；
b)将搭扣件的各啮合元件插入凹槽的第二部分，并将基底安置在第一部分内，同时，基底的薄延伸部的各自由端紧靠在成对斜侧壁上，使薄延伸部发生弹性变形；
c)借助薄延伸部的弹性恢复力，将搭扣件的基底朝支承凹槽内的第二部分施压，因而使基底的主表面的外周区域与凹槽的搁置壁紧密接触，以便修正基底的弯曲；
d)将一树脂材料注入模具的模腔，使位于凹槽的第一部分内的搭扣件的连接元件没入树脂材料，在这种状态下，使树脂材料凝固而模制所述模制物；以及
e)将模具与所述模制物以及连接于该模制物的搭扣件分开。
本发明的实施方式
下面将结合一较佳实施例及其附图来详细描述本发明。
图1至图4示出了根据本发明一实施例的用作镶嵌物的搭扣件10。搭扣件10是用树脂材料一体模制而成的互啮型搭扣件，它具有一条状基底16，该基底具有大致扁平的并且相互平行的一主表面12和一背面14，在基底16的主表面12上以预定的间隔布置了多个垂直凸伸的啮合元件18，在基底16的背面14上凸伸了一连接元件20。
条状基底16具有一对沿纵向笔直地相互平行延伸的第一边缘22，以及一对沿横向笔直地相互平行延伸的第二边缘24(图1中只示出了一条第二边缘24)，第二边缘24比第一边缘22短。一延伸部26从第一边缘22横向向外凸伸，并基本上沿着基底16的第一边缘22的整个长度延伸，其厚度小于基底16。这一薄的延伸部26与主表面12齐平，因而在靠近基底16背面14的那一部分上形成了一凸肩28。
在搭扣件10的模制过程中，薄的延伸部26与基底16是用同样的树脂材料模制而成。厚度小于基底16的延伸部26很容易弹性变形。这种弹性变形主要是因为在基底16和延伸部26之间的连接区域附近对薄的延伸部26加以弯折而造成的。延伸部26的自由边缘26a笔直地延伸，并且大致平行于基底16的第一边缘22。
在搭扣件10的模制过程中，多个啮合元件18与基底16是用同样的树脂材料模制而成。各啮合元件18具有一从基底16的主表面12大致垂直延伸的杆件30，以及从杆件30的靠近末端位置沿横向凸出的多个啮合元件。因此，在这种搭扣件10的情况下，多个啮合元件18可与配接构件上的相应啮合元件相互啮合。
如图3所示，多个啮合元件18以一定的间距规则地布置在基底16上，从而形成两个纵向延伸的平行排，其中一排啮合元件18相对另一排偏移的距离是纵向间距的一半，从而可获得一Z形排列。这样的布置是有利的，因为可以借助最少量的树脂在搭扣件10和配接件之间获得足够的连结强度。还有，当搭扣件10模制完成之后，可以很方便地将模具从搭扣件10上释放。
在搭扣件10的模制过程中，连接元件20与基底16是用同样的树脂材料模制而成。如图3中虚线所示，连接元件20具有沿基底16纵向延伸的纵向段34以及沿基底16横向延伸的横向段36，纵向段和横向段交替地布置，形成一个沿基底16的纵向呈Z形分布的连续肋条。在所述实施例中，纵向段34大致平行于基底16的第一边缘22，而横向段36略微倾斜于基底16的第二边缘24。连接元件20可通过下文将要描述的镶嵌模制工艺嵌入一模制物，从而使搭扣件10固定于模制物，并使多个啮合元件18暴露在模制物的表面上。
在基底16的背面14上形成为Z形肋条的连接元件20可确保在连接元件20和模制物之间有足够的接触面积，并且当连接元件嵌入模制物时，沿纵向和横向都是等尺寸的。因此，搭扣件10可通过连接元件20的连接作用牢牢地固定于模制物的固定位置，因而可以反抗施加在基底16的第一或第二边缘22、24上的、将基底沿横向或纵向从模制物上剥离的外力。
为了提高连接力，较佳的是，连接元件20的至少一部分纵向段34和横向段36具有这样一种结构，即，从一连接于背面14的近端至一自由端逐渐变厚(参见图1和2)。按照这种结构，连接元件20是以一种楔合的方式嵌入模制物，这样就使搭扣件可反抗外力而更牢靠地固定在模制物的预定位置上。
由于Z形连接元件20使得基底1 6在纵向段4和横向段36的某些位置上局部地变厚，因而它还可以反抗纵向或横向的弯折力，加强基底16的刚性。关于这一点，最好是将纵向段34和横向段36沿整个纵向和横向布置在基底16的背面14上，因而可以充分展现连接元件20的连接力和基底加强功能。
为了进一步地加强连接元件20的连接力和基底加强功能，可以有选择地在连接元件20上沿横向设置第二横向段38。第二横向段38是布置在沿纵向相邻的两个横向段36之间，并且大致垂直于纵向段34。如图2所示，第二横向段38可以具有一矩形截面的柱状根部38a以及一从根部的上端凸伸的头部38b。
当模制物是用树脂材料模制而成时，上述结构的搭扣件10是作为一镶嵌物安置在模制物的模具中，并将牢牢地固定于模制物。下面将结合图5至图8来详细描述镶嵌模制工艺。
首先，作为一预备步骤，先制备一个用于模制物的模具，该模具具有一设置在形成模腔40的型面42的预定位置上、用于支承搭扣件10的支承凹槽44。支承凹槽44具有一大致矩形的开口48，其纵向尺寸D1大致等于搭扣件10的基底16的纵向尺寸d，而其横向尺寸W1小于基底16和薄延伸部26的总的横向尺寸(参见图4)。支承凹槽44还具有：一第一腔室44a，它是由一对大致平的并且倾斜的侧壁50、一对大致平的横向侧壁52、以及一大致平的搁置壁54所限定，侧壁50从开口48向下延伸并逐渐加大其间距，横侧壁52从开口48相互平行地延伸，而搁置壁54在一个平面内延伸并与侧壁50、52相交而形成环形；以及一第二腔室44b，它凹陷地设在第一腔室44a的下方，并由与搁置壁54相交的外周壁56所限定。因此，如图5所示，支承凹槽44的第一腔室44a沿横截面方向具有燕尾形构造，其宽度是从开口40向下逐渐递增。
在支承凹槽44的第二腔室44b的靠近搁置壁54处设置了一大致矩形的开口58，其纵向尺寸D2小于搭扣件10的基底16的纵向尺寸d，其横向尺寸W2小于基底16的横向尺寸w2(参见图4)。搭扣件10处在模具46内的预定位置上并被接纳在支承凹槽44内，因而多个啮合元件48被插设在第二腔室44b内，而基底16和连接元件30被接纳在第一腔室44a内。在这方面，希望第二腔室44b足够大，以便不与接纳其中的啮合元件18接触，使得搭扣件10的多个啮合元件不会因为摩擦和/或来自外周壁56的热传递而损坏。
将支承凹槽44的一对纵向侧壁50之间的最大距离W3(即，在纵向侧壁50与搁置壁54之间的连结区域上测得的距离)选择为基本上等于或略小于基底16和薄延伸部26的总的横向尺寸w1。因此，当把搭扣件10的薄延伸部26放到支承凹槽44中时，搭扣件10的薄延伸部26会发生弹性变形，从而使薄延伸部26的自由边26a与支承凹槽44的斜纵向侧壁50紧密接触。由于纵向侧壁50是斜的，其间的相对距离从开口40起朝凹槽底部逐渐加大，因而搭扣件10的薄延伸部26会向搁置壁54凸弯，并承受因其自身的弹性变形而造成的弹力，这个弹力从纵向侧壁50指向搁置壁54。由于这个力的作用，搭扣件10的基底16被进一步地朝支承凹槽44的下方偏压，也就是被压向第二腔室44b。
如上所述，支承凹槽44的第二腔室44b的开口58的尺寸略小于搭扣件10的基底16的主表面12。因此，当搭扣件10由于薄延伸部26的弹性弯曲作用而被压向第二腔室44b时，在基底16的主表面12的第一边缘22附近的一个狭窄的区域12a(图5)和在第二边缘24附近的另一个狭窄区域12b会紧靠在支承凹槽44的搁置壁54上。在这种方式下，由于受到来自支承凹槽44的纵向侧壁50的偏压力，基底16的主表面12在靠近外周的区域12a、12b处被压到平的搁置壁54上。由于该压力作用，当搭扣件10受到模制时在基底16内产生的弯曲就可以得到修正，从而使基底16的主表面12的外周附近的区域12a、12b与搁置壁54紧密接触。搭扣件10以此状态固定保持在支承凹槽44中。
当把搭扣件44以上述方式固定保持在支承凹槽44中之后，将一种泡沫树脂液体注入模具46的模腔40内。由于搭扣件10借助如上所述的薄延伸部26的弹性恢复力而固定在支承凹槽44内，所以即使被注入第一腔室44a的树脂材料60在搭扣件10上施加一流体压力，也不会发生偏移。而且，由于薄延伸部26的自由端26a与纵向侧壁50紧密接触，并由于狭窄区域12a、12b与搁置壁54紧密接触，所以可确保树脂材料60不会侵入支承凹槽44的第二腔室44b。因此，可避免使搭扣件10的啮合元件18的啮合作用变差。
当通过树脂液体60的凝固而将模制物62模制出来时，搭扣件10通过连接元件20牢牢地固定于模制物62。随后，将模具46从模制物62上释放，这时搭扣件10固定在模制物表面的一个预定位置上，同时令基底16处于齐平状态，并将啮合元件暴露其上。尤其是，当树脂材料是泡沫性的时候，搭扣件10的基底16的薄延伸部26会因为其自身的平行于主表面12弹性恢复力而恢复原来形状，从而进一步改善搭扣件10的基底16的平直度。由于可使基底16保持平直的搭扣件10能使其多个啮合元件18与附连于该模制物62的一制品(未示)的相应啮合元件正确地啮合，所以能确保固定该制品。此外，在制品连结于模制物62的各位置上，制品的触感和外观都不会变差。
在模具46的支承凹槽44内的纵向侧壁50和搁置壁54之间的角度是在一定范围内选择的，例如在80°至90°，最好是85°至88°。如果这个角度a小于上述范围的下限，那么当把模制物62从模具46释放时就会有这样的趋势：模制物62可能在与搭扣件10的边界处损坏，或者搭扣件10可能与纵向侧壁50紧密接触并从模制物62上脱落。然而，如果角度a大于90°，就不可能获得将搭扣件10朝支承凹槽44的第二腔室44b偏压的弹性力。
支承凹槽44的第二腔室44b的开口58的横向尺寸W2略大于基底16的横向尺寸w2。在这种情况下，由于搭扣件10的薄延伸部26的弹性偏压力的作用，溶入基底16的薄延伸部26的一部分与支承凹槽44的搁置壁54紧密接触，这也可以修正基底16的弯曲。此外，如图6所示，可以将支承凹槽44的第一腔室44a的纵向尺寸D1选择为略大于搭扣件10的基底16的纵向尺寸d，这样便于将搭扣件10插入支承凹槽44，同时令薄延伸部26弹性变形。
上述结构的搭扣件10适于用来将由织物或皮革支承的覆盖物104安装到由泡沫树脂材料制成的衬垫102上，从而形成如图9所示的汽车座位100。在这样的情况下，当利用如上所述的镶嵌模制工艺模制出衬垫时，搭扣件10已预先联接在衬垫102表面的一个预定位置上。较为理想的是，在汽车座位100的应用场合，如图10所示，是将搭扣件10设置在处于衬垫102内的一个预定位置上的槽106内。为此，壁64的高度增加，如图5所示，它从模具46的型面42向上延伸，以提供支承凹槽。或者，在某些情况下，可以不依靠壁64，直接在型面42上形成支承凹槽44。
在上述应用于汽车座位的场合，在覆盖物104的背面(与衬垫102接触的那一面)设置了与多个啮合元件18相应的啮合装置108。例如，相应的啮合装置108可以由如图11(a)所示的缝制在覆盖物104背面预定位置上的环形元件110，或如图11(b)所示的遍布覆盖物104背面的环形元件112组成。较佳的是，在这两种情况下，覆盖物104都是局部折叠的，折叠部分被缝合在一起而形成一凸肋部分114，位于凸肋部分114上的环形元件110或112被插入到相邻的两排啮合元件18之间的间隙内，这样就使啮合元件18的相应啮合部分32很方便地与环形元件110、112啮合而形成很大的连结强度(参见图12)。
如上所述，当应用于汽车座位时，因为联接于衬垫102的搭扣件10的基底16可以保持平直状态，所以能使搭扣件10的多个啮合元件18与覆盖物104的相应啮合装置正确地啮合，从而可将覆盖物104牢牢地固定于衬垫102。而且，由于甚至在衬垫102与覆盖物104之间的连结区域内，覆盖物104的触感和外观都不会下降，因而可为占用者提供很高的舒适度以及高质量的感觉。
用于本发明的镶嵌模制的搭扣件可以有各种构造和尺寸。
例如，在上述实施例中，搭扣件10的基底16的尺寸最好是尽可能地小，以使附连有该模制物的制品的触感和外观不会变差，除非是制品和模制物之间的连结强度和紧密接触程度不够时才不能把基底16做得太小。因此，基底16是长条形的构造，其纵向尺寸大于横向尺寸。基底16的纵向尺寸d是在例如50mm至500mm的范围内。基底16的横向尺寸w2是在例如3mm至30mm的范围内，较佳的是在4mm至10mm的范围内。如果尺寸d和w2小于上述范围的下限，就很难牢靠地固定制品，而如果超过上限，就可能使基底16的弯曲或弯折程度大到难以修正的程度。基底16的厚度t1(主表面12和背面14之间的距离)例如是在0.5mm至5mm，较佳的是在1mm至3mm。如果厚度t1小于上述范围的下限，就趋向于使基底16的弯曲或弯折程度大到难以修正的程度，而如果厚度t1超出上限，就趋向于使制品的触感和外观变差。
基底16的薄延伸部26基本上是沿着基底16的第一边缘22的整个长度设置的，以确保修正基底16的弯曲或弯折。薄延伸部26的横向尺寸e例如是在1mm至10mm的范围内，较佳的是在1.2mm至3mm。如果尺寸e小于上述范围的下限，薄延伸部26就很难发生弹性变形并使其修正基底16之弯曲的功能变差，而如果超出上限，偏压基底16的弹性力就会变得比较小，将基底插入支承凹槽44会变得困难。薄延伸部26的厚度t2例如是在0.2mm至3mm的范围内，较佳的是在0.3mm至1mm。如果厚度t2超出上述范围的下限，偏压基底16的弹性力就会不够，将延伸部26放入支承凹槽44时可能会使其损坏，而如果超出上限，延伸部26的弹性变形就会变得困难，并使其修正基底16之变形的功能变差。
在镶嵌模制工艺中，为了便于将基底16插入模具46的支承凹槽44，基底16的薄延伸部26可以在其两个相对的自由端26a上具有锯齿结构，如图13所示，锯齿结构沿纵向延伸。或者，薄延伸部26可以包括具有正弦或矩形波的自由端26a。按照这种结构，与图1实施例相比，薄延伸部26的自由端26a与纵向斜侧壁50的接触长度变短，因而可以降低将基底16插入支承凹槽44所需的力。随着基底16纵向长度的增加，这种操作将变得越来越有效，这将减轻操作者的负担。应该最好是将薄延伸部26的结构选择为：不会降低施加于基底的弹性力而使修正基底16之弯曲的功能变差。
在基底16的每一第二边缘24处均可设置一厚度小于基底16的薄延伸部(未示)。该薄延伸部沿着第二边缘24的整个长度延伸，当在模制过程中把基底16插入模具46的支承凹槽44中时，这个薄延伸部以类似于第一边缘22的薄延伸部26的方式弹性变形，从而可以加强修正基底16之弯曲的功能，使得基底主表面12的外周区域与搁置壁54紧密接触。
除了如图1所示的那种具有箭头形状头部的构造之外，啮合元件18可以有各种凸起结构，例如，具有半球形、球形、圆锥形或菌伞形的蘑菇形结构，钩状结构、环状结构、伞状结构、棕榈树结构或其它。啮合元件还可以采纳包括凸舌和凹槽元件、楔形杆、截头圆锥形杆或微复制表面的结构，例如美国专利4,875,259所述。在图1和图14所述的具有箭头形头部的啮合元件18的情况下，主表面12的高度h1例如是在1mm至8mm的范围内，较佳的是在3mm至6mm。如果高度h1小于下限，元件18的啮合作用变差，而如果超出上限，就可能使制品的触感和外观变差。啮合元件18的两个啮合部分32的末端之间的距离例如是在0.5mm至2mm；杆段30的厚度s例如是在0.5mm至2mm；杆段30的厚度h2例如是在1mm至5mm。此外，啮合元件18在主表面12上的布置密度例如是在10个/cm2至100个/cm2，较佳的是在25个/cm2至60个/cm2。
除了如图3所述的那样将啮合元件18布置成在基底16上沿纵向排成Z形的两排以外，它们还可以有其它各种布置方式；例如，排成两排，其中一排的元件18沿横向正好对准另一排中的元件(平行配置)，或者是排成三排或更多排，并以对准或Z形排列的方式沿纵向分布(多排配置)。选择适当的啮合元件布置可允许本发明的搭扣件单向或多向地啮合于与之相对的元件。虽然搭扣件10最好是用注射模制工艺来生产以便在模制过程中尽可能地减小基底16内的弯曲或弯折，但如果采用两排或更多排的平行配置，则起模将变得困难。为解决这一缺陷，可采用例如美国专利5,242,646所述的芯柱模(stem mold)来制造基底，各啮合元件和连接元件通过注射模制过程由树脂材料模制成一体。
本发明适用于搭扣件，不但适用于基底和啮合元件是用同一种树脂材料一体模制的搭扣件(已知为“Super Dual Lock”(3M公司所有的商标))，而且适用于具有塑料制的基底以及从该基底直立的多个树脂单丝的搭扣件(已知为“Dual Lock”(3M公司所有的商标))。啮合元件可以由例如钩-环型搭扣件(已知为“Scotch mate”(3M公司所有的商标))的若干个钩子或环件组成。
连接元件20最好是设有纵向段34和横向段36，以便反抗施加于其上的欲将基底16剥离模制物的力，并反抗纵向的和横向的弯曲，加强基底16的刚性。在这样的情况下，连接元件20并不限于如图3所示的Z形凸肋，它可以是仅由纵向段34和横向段36组成的Z形凸肋20a(图15(a))组成，或者是由纵向段34被一间隙分成两部分的Z形凸肋20b(图15(b))组成，或者是由具有沿纵向交替分布的正T形段和倒T形段的T形凸肋20c(图15(c))组成。当模制搭扣件10时，上述结构便于将搭扣件从模具中起出，并且可以增强搭扣件10和模制物之间的连结强度，因为可以沿基底的横向将空气排出，使得用于模制物的树脂液体可以很方便地分配，即使对用于连接元件20的模腔的各个角落也是一样的。
从背面14算起，连接元件20的高度c是例如在1mm至20mm的范围内。对如图1所示的具有楔形截面以加强搭扣件10与模制物之间的连结强度的连接元件20而言，背面14与斜侧壁之间的夹角例如是在5°至30°的范围内。为了进一步地加强搭扣件10与模制物之间的连结强度，可以有选择地为连接元件20添加一个第二连接元件(未示)，它具有类似于啮合元件18的头部。反抗垂直施加于基底16的拉力的连结强度是例如5kg或更大，反抗在第一边缘22处将基底16剥离的连结强度是例如2kg或更大(当基底16的尺寸是d=50cm,w2=8mm时)。
如上所述，由于纵向段34和横向段36曲折地延伸，所以如图1所示的搭扣件10的连接元件20可反抗基底16的挠曲，提供耐久的刚性。还有，曲折布置的连接元件20可反抗基底16沿平行于主表面12方向(下面将称作水平方向)的弯曲，提供耐久的刚性。因此，搭扣件10适用于搭扣件10直线地联接于模制物的情况，但对基底16连接于模制物而基底16沿水平方向弯曲的情况并不适用。后者的一个例子是具有符合占用者人体之三维结构的圆背型汽车座位，其中，搭扣件是沿着覆盖件的一缝制得符合衬垫形状的弯曲接缝来布置的。图16至图18示出了用于这种情况的连接元件的若干种变型。
图16所示的改型连接元件70是设置在背面14的凸肋，它采用同样树脂材料与基底16一体模制而成，并沿基底16的纵向直线延伸。凸肋具有一薄板状的腿部72，该腿部在其宽度中央处连接于背面14。腿部72具有均匀的厚度(横向尺寸)，并且是沿着背面14的纵向中心线大致垂直地定位。在远离背面14的腿部72的自由端处形成有一薄板状的锚定部74，它沿着平行于背面14的方向从腿部72的两侧横向地延伸。锚定部74的整个厚度是大致均匀的，横向尺寸w1大致等于基底16与两个薄延伸部26的宽度之和。
在上述结构的连接元件70中，由于结构强度平衡的基底16与锚定部74是通过腿部72以相互间隔一定距离的方式连接，当基底16在水平方向上弯曲时，应力被分配到基底16和锚定部74上。此外，基底16沿水平方向的弯曲不能由腿部72本身来防止。因此，可以在没有扭力和波浪形变形的情况下，使基底16沿水平方向弯曲。因此，可以将设置有连接元件70的搭扣件很方便地镶嵌模制到用于圆背型汽车座位的衬垫的弯曲凹槽内，并与沿着三维缝制的覆盖物的弯曲接缝线设置的一接配啮合元件相啮合。还有，无论模制物的结构如何，都可以将搭扣件以弯曲的状态布置在与人体(例如座位的占用者)接触的可能性几乎为零的各个位置上，因而可以在保持舒适性的同时，将搭扣件的作用完全体现出来。当然，锚定部74是以楔合状态结合于模制物，因而形成很大的连接强度。
当基底16与两个薄延伸部26的横向尺寸w1、基底16与连接元件70的高度p、以及锚定部74的横向尺寸y大致相等时，特别有利于基底16沿水平方向的弯曲。在这种情况下，如果腿部72在弯弧的径向上更向内偏移(换言之，图16(b)中的H形截面变成一个躺着的U形)，可进一步地便于弯曲。然而，这样的结构需要在镶嵌模制过程中有比较麻烦的作业，操作者必须在布置搭扣件的同时确认腿部72的位置。还有，由于可在水平方向上沿S形的路径曲折地布置搭扣件，所以上述的将腿部72布置在基底宽度中央的结构是较佳的。
如图16(a)所示，在连接元件70中，可在锚定部74上沿纵向等距离间隔地设置多个缝隙76。按照这样的结构，模制物在凝固的同时进入锚定部74的缝隙74，这将进一步加强搭扣件和模制物之间的连结强度。特别是，按照这种模制物与缝隙76的相互结合形式，当沿基底16的第二边缘24将基底16纵向地向上拉时，锚定部74可以反抗将基底16从模制物上分离的力，使其牢牢地固定于模制物。从这一点来看，可以在靠近第二边缘24处设置至少另一个缝隙76，以作为将基底16向上拉的起始线。
缝隙76还便于基底16沿垂直于主表面12的方向(下面将称作垂直方向)弯曲。因此，设置有连接元件70的搭扣件可以沿着汽车座位的各种三维曲面设置，因而可以在预定的位置上设置若干个可将覆盖元件固定于衬垫元件的位置，这样就扩大了座位设计的自由度。从上述角度来看，有利的是，设置更多个相邻于腿部72的缝隙76是比较有利的。然而，在这种情况下，当基底16在水平方向上弯曲时，应力的平衡/分散效果就变得比较差，使水平弯曲变得困难。因此，最好是按照所需的弯曲方向来选择缝隙76的结构和数量。
希望的是，缝隙76的纵向尺寸x能尽可能地小，以便于水平方向的弯曲。然而，如果x的值太小，模制物的嵌入就变得困难，对把基底16纵向地向上拉而使之与模制物分离的力的抵抗力变差。因此，缝隙76最好是具有这样的结构，即：在腿部72附近的x值应该尽可能的小，并朝着锚定部74的自由度逐渐加大，如各附图所示。
图17所示的改型连接元件80是这样一种凸肋，它是用相同的树脂材料与基底16一体模制而成，并在基底16的背面14上沿纵向连续地并且直线地延伸。凸肋具有一薄板状的腿部82，该腿部在其基端连接于背面14的宽度方向的中央。腿部82的厚度(横向尺寸)从基端至自由端逐渐加大，在自由端处可得到最大尺寸以作为锚定部84。
由于在远离基底16的背面14的自由端上设置了锚定部84，并且其尺寸大于与基底相连的基端，所以当基底16在水平方向上朝基底16和锚定部84弯曲时，连接元件80可使应力分散，并且以类似于图16所示之连接元件70的方式沿水平方向弯曲。然而，在连接元件80中，由于锚定部84的横向尺寸(也就是腿部82的最大横向尺寸q)小于基底16与两个薄延伸部26的横向尺寸之和w1，所以与连接元件70相比，其便于基底在水平方向上弯曲的作用变得比较差。
连接元件80可以有多个通孔86，它们在腿部82的自由端附近横向地穿过腿部82。按照这样的结构，在镶嵌模制过程中，模制物在凝固的同时会进入通孔86，因而使搭扣件和模制物之间的连结强度得到进一步地加强。特别是，当沿着基底16的第二边缘将基底16纵向地向上拉时，通孔86可反抗使基底16与模制物沿纵向分离的力，将腿部82牢牢地固定到模制物上。就此而言，最好是把通孔86的尺寸选择为能使腿部82的机械强度不会下降得太多。
如果基底16沿水平方向弯曲的半径是100mm或更多，则上述各改型的较佳尺寸如下所述。基底16的厚度t1∶t1=0.5至3mm；基底16与两个薄延伸部26的横向尺寸之和w1∶w1=4至20mm；基底16与连接元件70(80)的高度之和p∶p=4至20mm；腿部72(82)的最大横向尺寸q∶q=0.5至5mm；锚定部74的厚度s∶s=0.5至3mm；锚定部74的横向尺寸y∶y=2.5至20mm；最大纵向尺寸x∶x=0.5至5mm；锚定部74的被缝隙76间隔的最大纵向尺寸z∶z=5至50mm；以及缝隙76的数量(沿纵向的每10cm)=1至20个。如果在保持上述尺寸的同时，将薄延伸部26的自由端26a形成为锯齿状的波浪形，基底16弯曲而获得的曲率半径可以是50mm或更多。
本发明的搭扣件是长条形的，因此，如上所述，在把搭扣件镶嵌模制到模制物内之后，当沿着基底16的第二边缘24将基底向上拉时，希望有一种能反抗基底与模制物沿纵向分离的作用。为了提供这样一种作用，在图1、16和17所示的实施例中，例如，基底16可以如图18所示的那样在第二边缘24附近仅沿纵向延伸。在这种情况下，将支承凹槽44设置在离开模制物模具46的型面42有一预定高度的位置上，消除了限定支承凹槽44的横向侧壁52(参见图6)，使搁置壁54从支承凹槽44向外凸伸，因而能以这样一种方式将搭扣件布置到模具46中，即：基底16的纵向延伸部16a在由搁置壁54保持的同时伸出支承凹槽44(如图18(a))所示。当在这种状态下进行镶嵌模制时，如图18(b)所示，基底16的纵向延伸部16a将嵌入模制物62，因而当沿着基底16的第二边缘24将基底16纵向地向上拉时，可反抗将基底16与模制物62沿纵向分离的力，使基底16牢牢地固定于模制物62。
本发明的搭扣件涉及通过将两个或更多个所述搭扣件(为方便起见，将每个搭扣件称作单块搭扣件)沿纵向相互结合而获得一种构件。这样的联合型搭扣件可借助横向尺寸小于基底的柔性接头将单块搭扣件相互结合而形成，较佳的是一体模制的。因此，当有多个单块搭扣件附连在模制物上的相互靠近的多个位置时，所述联合型搭扣件可便于每一单块搭扣件的定位并改善其工作能力。
较佳的是，接头是用与基底相同的材料一体模制而成的，从而将相邻的基底相互结合。假设接头的横向尺寸小于基底的横向尺寸，那么具有这样结构的接头比基底更容易弯曲。可以将由柔性金属制成的丝或条支承用作所述接头，并且可以通过镶嵌模制工艺将它们结合到每一单块搭扣件中。还有，接头可以有这样一种形状，即，当通过镶嵌模制工艺将搭扣件模制到模制物中时，可以使接头嵌入模制物中，但较佳的是，接头还设有如上所述的能将接头固定于模制物的连接元件。单块搭扣件在模制物上的相对位置是可以选择的。当考虑工作性能时，最好是将接头的纵向尺寸选择为在5mm至100mm的范围内。
根据本发明的搭扣件可以由各种材料制成。特别是，为了获得因薄延伸部的弹性变形而产生的偏压基底的合适的力，基底薄延伸部的弯曲弹性模量较佳的是在9,800N/cm2至245,000N/cm2，更佳的是在49,000N/cm2至196,000N/cm2之间。适于获得上述范围弯曲弹性模量的材料例如是聚酰胺(6-尼龙、6,6尼龙(商标)或其它)、聚丙烯、聚乙烯、离聚物、聚缩醛、聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate)或其它)、聚苯硫(polyphenyl sulfide)、聚醚酮、聚醚砜、聚醚酰亚胺、聚砜和聚丙烯酸酯。其中，6-尼龙、6,6-尼龙和聚丙烯是特别理想的。
还可以通过添加炭黑、玻璃纤维、二氧化钛或三氧化二铁而将弯曲弹性模量变为一合适的值。其中，炭黑特别适用于此目的。按重量计，如果树脂是100份，则炭黑较佳的是在0.01份至10份之间，更佳的是在1份至5份之间。如果炭黑含量低于下限，就会使弹性模量的变化变得很困难，而如果超出上限，就可能使搭扣件与模制物之间的连结强度下降，因为炭黑的润滑作用太大了。
在将本发明应用于汽车座位的情况下，衬垫102是用例如混有发泡剂的泡沫树脂材料模制而成，所述发泡剂是由例如聚丙二醇之类的多元醇、例如二异氰酸甲苯之类的多异氰酸酯、氨的水溶液、硬化促进剂及其它组成的混合物。通常是在将该混合物注入模具之前对其加以搅拌和混合，在被注入模具之后，是在25℃至180℃的温度范围内发泡和固化。设置在覆盖物104上的相应啮合元件108的环件高度例如是在1mm至10mm，较佳的是在3mm至4mm。
本发明的效果
从以上描述中清楚可见，根据本发明，由于当把搭扣件作为一镶嵌件放入模具内时能可靠地修正搭扣件基底的弯曲或弯折，所以能很方便和牢靠地将搭扣件固定在模制物的预定位置上，不会降低啮合元件的啮合作用，不会使附连于制品时的触感和外观变差。此外，根据本发明，可以很方便地将一用作镶嵌模制件的搭扣件与模制物相联。
附图简要说明
图1是根据本发明一实施例的搭扣件的放大立体图；
图2是图1所示搭扣件的放大视图；
图3是图1所示搭扣件的平面图；
图4是沿图3中的线4-4剖取的横剖视图；
图5是将图1所示搭扣件作为一镶嵌物放入模具时的横剖视图；
图6是将图1所示搭扣件作为一镶嵌物放入模具时的纵剖视图；
图7是把树脂液体注入图6所示模具时的横剖视图；
图8是一通过镶嵌模制将搭扣件固定于其上的模制物的横剖视图；
图9是应用了本发明搭扣件的一汽车座位的立体图；
图10是沿图9中的线X-X剖取的剖视图；
图11示出了安装在需与本发明搭扣件啮合的制品上的一个相应的啮合装置；其中图11(a)是一局部设有环件的制品的背面的局部放大立体图，而图11(b)是一在其背面遍布环件的制品的放大立体图；
图12是搭扣件与制品上的相应啮合装置啮合的放大剖视图；
图13是薄延伸部的一种改型的平面图；
图14是搭扣件之啮合元件的局部放大剖视图；
图15(a)至(c)是搭扣件的局部放大的底部视图，示出了搭扣件之连接元件的几种变型；
图16示出了连接元件的一种变化型式，其中图16(a)是搭扣件的局部放大立体图，图16(b)是沿线16-16剖取的剖视图；
图17示出了连接元件的另一种变化型式，其中图17(a)是搭扣件的局部放大立体图，图17(b)是沿线17-17剖取的剖视图；
图18示出了基底的一种变化型式，其中图18(a)是搭扣件放入模具时的纵剖视图；图18(b)是模制完毕后搭扣件的纵剖视图。
Claims (6)
1．一种用作模制过程中的镶嵌物的搭扣件，包括：一条形的扁平基底，它具有一主表面和一与该主表面相对的背面；设置在基底主表面上的多个啮合元件；以及一设置在基底背面的连接元件；所述搭扣件通过镶嵌模制工艺固定连接于一模制物，它使连接元件嵌入模制物，同时令各啮合元件暴露在模制物的表面上，其特征在于，
所述基底具有一对纵向延伸的第一边缘，以及一对横向延伸并且比第一边缘短的第二边缘；一可弹性变形的薄延伸部基本上沿着每一第一边缘的整个长度横向地延伸，该延伸部的厚度小于基底的厚度。
2．如权利要求1所述的搭扣件，其特征在于，一可弹性变形的薄延伸部基本上沿着所述基底的每一所述第二边缘的整个长度在所述横向上延伸，延伸部的厚度小于所述基底的厚度。
3．如权利要求1或2所述的搭扣件，其特征在于，所述连接元件是形成为一凸肋，该凸肋包括一沿所述纵向延伸的纵向段和一沿所述横向延伸的横向段，所述各段交替地布置，所述凸肋大体上是沿所述纵向以Z形方式连续地延伸。
4．如权利要求3所述的搭扣件，其特征在于，所述凸肋的至少一部分具有这样的形状，即，从其连接于所述基底的所述背面的基端起朝其自由端逐渐加宽。
5．如权利要求1或2所述的搭扣件，其特征在于，所述连接元件是形成为一凸肋，它被设置在基底的背面，并沿所述基底的纵向连续地并且直线地延伸；所述凸肋包括一位于其远离背面的自由端处的锚定部；所述锚定部的横向尺寸大于和背面连结的基端的尺寸。
6．一种将如权利要求1所述的搭扣件固定连接于一模制的物体的方法，其连接后的状态是，所述各啮合元件暴露在所述物体的一表面上，所述方法包括如下步骤：
a)提供一个用于模制所述物体的模具，该模具具有一用于制成搭扣件的凹槽，该凹槽包括一用于接纳和保持所述搭扣件之基底的第一部分和一用于容纳所述各啮合元件的第二部分，所述第一部分具有一种例如敞开在模腔型面的预定位置上的燕尾槽之类的结构，形成该燕尾槽的一对相对斜侧壁之间的最大距离小于所述搭扣件的所述基底与所述薄延伸部的总的横向尺寸，第二部分是从所述燕尾槽的底部往下凹，从而在第一部分内形成一个环绕第二部分的一个开口的大致平的环形搁置壁；
b)将所述搭扣件的所述各啮合元件插入所述凹槽的所述第二部分，并将所述基底安置在所述第一部分内，同时，所述基底的所述薄延伸部的各自由端紧靠在所述成对斜侧壁上，使所述薄延伸部发生弹性变形；
c)借助所述薄延伸部的弹性恢复力，将所述搭扣件的所述基底朝所述支承凹槽内的所述第二部分偏压，从而使所述基底的所述主表面的外周区域与所述凹槽的所述搁置壁紧密接触，以便修正所述基底的弯曲；
d)将一树脂材料注入所述模具的所述模腔，使位于所述凹槽的第一部分内的所述搭扣件的所述连接元件没入树脂材料，在这种状态下，使所述树脂材料凝固而模制所述物体；以及
e)将所述模具与所述物体以及连接于该物体的所述搭扣件分开。
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